本發(fā)明涉及一種SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法，尤其是一種柴油機(jī)SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)的判斷方法。
背景技術(shù)：
SCR（Selective Catalytic Reduction）尾氣處理系統(tǒng)是消除柴油機(jī)尾氣中氮氧化物的主要后處理技術(shù)之一。
目前，SCR后處理技術(shù)是國(guó)四、國(guó)五及國(guó)六柴油機(jī)降低尾氣中NOx的主要技術(shù)手段。隨著柴油車(chē)排放法規(guī)的逐步加嚴(yán)，NOx排放限值越來(lái)越低，同時(shí)加入了氨泄漏的要求。到國(guó)五、國(guó)六階段，要求SCR后處理控制系統(tǒng)具備能夠更精準(zhǔn)控制能力。
尿素噴射控制方式有開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種，很多單位開(kāi)展了研究工作并建立了相應(yīng)的尿素噴射控制模型。開(kāi)環(huán)控制的原理很簡(jiǎn)單，利用預(yù)估的NOx量計(jì)算需要的尿素噴射量，但不能補(bǔ)償測(cè)量偏差。閉環(huán)控制首先利用預(yù)估的NOx量計(jì)算需要的尿素噴射量，然后利用SCR后的NOx或NH3的濃度信號(hào)進(jìn)行PID 閉環(huán)控制。有研究表明，開(kāi)環(huán)控制中存在的問(wèn)題是在控制中所用的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪出口NOx濃度值、尿素水溶液濃度值、排氣流量值、尿素噴射速率及NH3存儲(chǔ)量值都會(huì)有誤差，并最終導(dǎo)致實(shí)際的NOx轉(zhuǎn)化效率與設(shè)定的值相差13.5%左右；閉環(huán)控制中存在的問(wèn)題有噴射系統(tǒng)的總體延時(shí)、催化器動(dòng)態(tài)性能和NOx傳感器對(duì)NH3的交叉敏感性等問(wèn)題，導(dǎo)致尿素噴射量在轉(zhuǎn)化效率或氨儲(chǔ)值較高時(shí)會(huì)不穩(wěn)定，而在轉(zhuǎn)化效率和氨逃逸值較低時(shí)才會(huì)比較穩(wěn)定。
NOx傳感器存在NOx和NH3的交叉敏感性問(wèn)題。NOx傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)大部分工況下是不能夠區(qū)分出NOx值和NH3值，NOx傳感器測(cè)量時(shí)會(huì)將NH3氧化成NOx，即導(dǎo)致無(wú)法確定NOx傳感測(cè)量的是NOx還是NH3。因此若采用NOx傳感器做閉環(huán)控制，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際效果與期望閉環(huán)效果偏差很大的問(wèn)題。例如：如果NOx傳感器測(cè)量的值偏大，閉環(huán)控制器就會(huì)增加尿素噴射量，但如果傳感器測(cè)量的是NH3，就會(huì)導(dǎo)致NH3泄漏增大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法，能夠在不使用NH3傳感器的前提下準(zhǔn)確判斷出當(dāng)前后處理狀態(tài)是否存在氨泄漏，可以為NOx傳感器閉環(huán)提供依據(jù)。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法，其特征是：比較測(cè)量得到的NOx轉(zhuǎn)化效率于模型計(jì)算的NOx轉(zhuǎn)化效率偏差情況，同時(shí)比較一段時(shí)間內(nèi)尿素噴射量變化情況，以判斷出當(dāng)前SCR后處理系統(tǒng)是否有氨泄露情況出現(xiàn)；
具體地包括以下過(guò)程：（1）獲得根據(jù)NOx傳感器測(cè)量的NOx轉(zhuǎn)化效率；
（2）獲得模型計(jì)算的NOx轉(zhuǎn)化效率；
（3）將根據(jù)NOx傳感器測(cè)量的NOx轉(zhuǎn)化效率和模型計(jì)算的NOx轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行比較，得到NOx轉(zhuǎn)化效率差值；
（4）根據(jù)上述步驟（1）～步驟（3）獲得一段時(shí)間內(nèi)NOx轉(zhuǎn)化效率差值的平均值，即平均的NOx轉(zhuǎn)化效率差值；
（5）將NOx轉(zhuǎn)化效率平均差值與前一步長(zhǎng)NOx轉(zhuǎn)化效率差值平均值進(jìn)行比較，判斷NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值與上一步長(zhǎng)的NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值，若NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值大于上一步長(zhǎng)的NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值，則NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值有增大趨勢(shì)；
（6）再接著判斷尿素噴射量變化情況；若尿素噴射量增大，同時(shí)步驟（5）的判斷結(jié)果為NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值有增大趨勢(shì)，則判斷為當(dāng)前工況下為氨泄露狀態(tài)。
進(jìn)一步的，所述尿素噴射量變化情況判斷時(shí)，是將當(dāng)前尿素噴射量反饋平均值與前一步長(zhǎng)尿素噴射量反饋平均值進(jìn)行比較，若當(dāng)前尿素噴射量反饋平均值大于前一步長(zhǎng)尿素噴射量反饋平均值，則判斷為尿素噴射量增大。
進(jìn)一步的，所述步驟（1）根據(jù)上游NOx傳感器信號(hào)和下游NOx傳感器信號(hào)，得到根據(jù)NOx傳感器測(cè)量的NOx轉(zhuǎn)化效率。
進(jìn)一步的，所述步驟（2）根據(jù)上游NOx傳感器信號(hào)和模型計(jì)算得到的SCR出口處NOx濃度信號(hào)，得到模型計(jì)算的NOx轉(zhuǎn)化效率。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）本發(fā)明通過(guò)邏輯計(jì)算判斷氨泄漏狀態(tài)，省去了氨傳感器，降低了后處理成本；
（2）本發(fā)明通過(guò)邏輯計(jì)算判斷氨泄漏狀態(tài)，為閉環(huán)控制提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)，提高閉環(huán)控制的準(zhǔn)確性。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明所述SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法的邏輯框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明所述SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法，根據(jù)SCR后處理系統(tǒng)中NOx傳感器測(cè)量值與模型估算值進(jìn)行相關(guān)邏輯運(yùn)算，比較測(cè)量得到的NOx轉(zhuǎn)化效率與模型計(jì)算的NOx轉(zhuǎn)化效率偏差情況，同時(shí)考慮一段時(shí)間內(nèi)尿素噴射量變化情況，能夠判斷出當(dāng)前SCR后處理系統(tǒng)是否有氨泄漏情況出現(xiàn)。
具體地包括以下過(guò)程：如圖1所示，首先計(jì)算NOx轉(zhuǎn)化效率差值NOxeff_diff，根據(jù)上游NOx傳感器信號(hào)NOxup_sig和下游NOx傳感器信號(hào)NOxds_sig，根據(jù)公式NOxeff_sig=1－NOxds_sig/NOxup_sig得到根據(jù)NOx傳感器計(jì)算得到的NOx轉(zhuǎn)化效率NOxeff_sig。另外根據(jù)上游NOx傳感器信號(hào)NOxup_sig和模型計(jì)算得到的SCR出口處NOx濃度信號(hào)NOxds_mod，根據(jù)公式NOxeff_sig=1－NOxds_mod/NOxup_sig得到模型計(jì)算的NOx轉(zhuǎn)化效率NOxeff_mod。NOxeff_sig與NOxeff_mod的差值，即為NOx轉(zhuǎn)化效率差值NOxeff_diff。取一段時(shí)間內(nèi)（如10min）的NOx轉(zhuǎn)化效率差值NOxeff_diff的平均值，得到平均的NOx轉(zhuǎn)化效率差值NOxeff_diffavg。根據(jù)NOx轉(zhuǎn)化效率平均差值NOxeff_diffavg與前一步長(zhǎng)NOx轉(zhuǎn)化效率差值平均值NOxeff_diffavg進(jìn)行比較，若NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值大于上一步長(zhǎng)的NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值，說(shuō)明NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值有增大趨勢(shì)。此項(xiàng)作為判斷是否存在氨泄漏的條件之一。
另一判斷條件是根據(jù)尿素噴射量進(jìn)行判斷。若當(dāng)前尿素噴射量反饋平均值大于前一步長(zhǎng)尿素噴射量反饋平均值，說(shuō)明尿素噴射量進(jìn)一步增大。
以上兩個(gè)條件同時(shí)滿足，即說(shuō)明NOx下游傳感器測(cè)量的NOx值有一部分是氨氣，與理論模型計(jì)算出來(lái)的NOx轉(zhuǎn)化效率差值逐漸增大。可以判斷當(dāng)前工況下為NH3Slip_st狀態(tài)，即氨泄漏狀態(tài)。
本發(fā)明能夠在不使用NH3傳感器的前提下準(zhǔn)確判斷出當(dāng)前后處理狀態(tài)是否存在氨泄漏，可以為NOx傳感器閉環(huán)提供依據(jù)：如出現(xiàn)氨泄漏，則暫時(shí)停止NOx閉環(huán)相關(guān)修正，防止閉環(huán)控制出現(xiàn)偏差。