本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及氣體排放凈化領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著汽車排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格，帶SCR(Selective Catalyst Reduction,選擇性催化還原反應(yīng))的后處理系統(tǒng)成為降低排放污染的主流技術(shù)。帶SCR的后處理系統(tǒng)降低排放污染的方法是通過向SCR箱中噴射尿素，達(dá)到降低氮氧化物的目的，從而降低排放，滿足排放法規(guī)的要求。

在SCR的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展了SCRF技術(shù)，SCRF指將SCR催化劑涂覆在DPF(顆粒物捕集器)上，又稱SCR on Filter、SDPF等。采用SCRF技術(shù)，不但能夠減低后處理體積，而且起燃特性更優(yōu)，能夠提高SCR轉(zhuǎn)化效率。SCRF技術(shù)同樣面臨尿素噴射量精確控制的需求。

采用SCRF后，后處理系統(tǒng)的布置，通常為在SCRF后再布置SCR，而在SCRF前設(shè)置一個(gè)尿素噴嘴，基于這樣的布置方式，目前大部分現(xiàn)有技術(shù)為基于單噴嘴的控制策略，由于現(xiàn)有單噴嘴放在SCRF上游，無法根據(jù)SCRF和SCR系統(tǒng)內(nèi)的不同的反應(yīng)機(jī)理實(shí)現(xiàn)對尿素噴射的精確控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出在SCRF系統(tǒng)上增加氨傳感器并制定新的控制策略，SCRF系統(tǒng)采用開環(huán)控制策略，SCR系統(tǒng)采用基于模型的閉環(huán)控制策略，從而可實(shí)現(xiàn)對尿素的精確控制

本發(fā)明的上述目的之一是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種雙噴嘴尿素噴射量控制方法，所述雙噴嘴分別為安裝在SCRF系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)之前的第一噴嘴和第二噴嘴，其中，所述SCRF基于其前端的第一噴嘴采用基于MAP的開環(huán)控制方法，所述SCR基于其前端的第二噴嘴采用閉環(huán)控制方法。

進(jìn)一步，所述開環(huán)控制方法為，根據(jù)原排和NO₂需求轉(zhuǎn)化效率可得SCRF系統(tǒng)內(nèi)NH₃的需求濃度，再根據(jù)排氣流量得到氨的需求質(zhì)量流量，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為第一噴嘴的需求噴射量。

進(jìn)一步，所述NO₂需求轉(zhuǎn)化效率為根據(jù)溫度和空速查詢事先標(biāo)定的轉(zhuǎn)化效率設(shè)定值MAP獲得。

進(jìn)一步，所述閉環(huán)控制方法包括如下步驟：

S1：將實(shí)際尿素噴射量輸入SCR模型，并基于SCR模型計(jì)算SCR系統(tǒng)內(nèi)的氨儲(chǔ)實(shí)際值；

S2：將S1步驟獲得氨儲(chǔ)實(shí)際值與氨儲(chǔ)設(shè)定值做差，并經(jīng)過PID控制器，得到閉環(huán)修正的氨氮比；

S3：將S2步驟獲得的閉環(huán)修正的氨氮比與前饋氨氮比做和，最終轉(zhuǎn)化為需求的尿素噴射量。

進(jìn)一步，S1步驟中，所述SCR模型的輸入還包括NH₃濃度，O₂濃度，NO濃度，NO₂濃度，SCR前溫度；所述SCR模型具體為將SCR系統(tǒng)徑向劃分為多個(gè)單元模塊，在每個(gè)單元模塊內(nèi)根據(jù)能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程分別計(jì)算氨儲(chǔ)、NO、NO₂和NH₃；對每個(gè)單元模塊內(nèi)的氨儲(chǔ)相加得到氨儲(chǔ)實(shí)際值。

進(jìn)一步，所述SCR前溫度從溫度傳感器獲取，所述O₂濃度通過上游NO_x傳感器測量的廢氣氧濃度獲取，NH₃濃度為NH₃傳感器測量值與第二噴嘴的噴射量的和。

進(jìn)一步，所述NO₂濃度為SCR前NO_x濃度值與SCRF后NO₂比例做積獲取，NO濃度為SCR前NO_x濃度值與NO₂濃度做差獲??；其中SCR前NO_x濃度值為經(jīng)過SCRF反應(yīng)后理論剩余的NO_x值加上NH₃傳感器信號值。

進(jìn)一步，SCRF后NO₂比例為根據(jù)溫度和空速查詢SCRF后NO₂比例MAP獲得值與NO₂轉(zhuǎn)化效率設(shè)定值的修正系數(shù)做積獲取，其中所述修正系數(shù)可根據(jù)NO₂轉(zhuǎn)化效率設(shè)定值查詢標(biāo)定的NO₂修正系數(shù)曲線獲?。?/p>

進(jìn)一步，所述S2步驟中的所述氨儲(chǔ)設(shè)定值以及S3步驟中的所述前饋氨氮比，均為根據(jù)SCRF溫度和空速，通過查詢事先標(biāo)定的相應(yīng)的MAP進(jìn)行確定。

本發(fā)明的另一個(gè)目的提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)后處理控制系統(tǒng)，可通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種發(fā)動(dòng)機(jī)后處理控制系統(tǒng)，所述后處理控制系統(tǒng)包括依次布置的DOC系統(tǒng)，SCRF系統(tǒng)，SCR系統(tǒng)和ASC系統(tǒng)，所述DOC系統(tǒng)前布置有上游NO_x傳感器和DOC上游溫度傳感器，在DOC系統(tǒng)和SCRF系統(tǒng)之間布置有第一尿素噴嘴和SCRF上游溫度傳感器；其特征在于，在SCRF系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)之間布置有SCR上游溫度傳感器、第二尿素噴嘴和NH₃傳感器，以及在ASC后還布置有下游NO_x傳感器和SCR下游溫度傳感器，所述后處理控制系統(tǒng)采用上述雙噴嘴尿素噴射量控制方法對尿素噴射量進(jìn)行控制。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.本發(fā)明基于SCRF硬件系統(tǒng)在SCR系統(tǒng)前增加氨傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測SCRF實(shí)際轉(zhuǎn)化效率，利于SCRF降體積設(shè)計(jì)。

2.在SCRF系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)前分別設(shè)置第一尿素噴嘴和第二尿素噴嘴，并提出所述SCRF系統(tǒng)基于其前端的第一噴嘴采用基于MAP的開環(huán)控制方法以及所述SCR系統(tǒng)基于其前端的第二噴嘴采用閉環(huán)控制方法的控制策略，實(shí)現(xiàn)對SCRF系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)各需尿素的精確控制，保證排放一致性。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)后處理控制系統(tǒng)部件布置圖。

圖2示出了雙噴嘴尿素噴射量控制方法尿素噴射控制邏輯圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種雙噴嘴尿素噴射量控制方法和發(fā)動(dòng)機(jī)后處理控制系統(tǒng)，參考圖1，所述后處理控制系統(tǒng)包括依次布置的DOC系統(tǒng)，SCRF系統(tǒng)，SCR系統(tǒng)和ASC系統(tǒng)，所述DOC系統(tǒng)前布置有上游NO_x傳感器和DOC上游溫度傳感器，在DOC系統(tǒng)和SCRF系統(tǒng)之間布置有第一尿素噴嘴和SCRF上游溫度傳感器；其特征在于，在SCRF系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)之間布置有SCR上游溫度傳感器、第二尿素噴嘴和NH₃傳感器，以及在ASC后還布置有下游NO_x傳感器和SCR下游溫度傳感器。

參考圖2，基于上述布置方式，本發(fā)明的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)一種雙噴嘴尿素噴射量控制方法，所述雙噴嘴分別為安裝在SCRF系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)之前的第一噴嘴和第二噴嘴，其中，所述SCRF基于其前端的第一噴嘴采用基于MAP的開環(huán)控制方法，所述SCR基于其前端的第二噴嘴采用閉環(huán)控制方法。

其中，所述開環(huán)控制方法為，根據(jù)原排和NO₂需求轉(zhuǎn)化效率可得SCRF系統(tǒng)內(nèi)NH3的需求濃度，再根據(jù)排氣流量得到氨的需求質(zhì)量流量，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為第一噴嘴的需求噴射量(例如，由需求質(zhì)量流量除以5.429得到)。所述NO₂需求轉(zhuǎn)化效率為根據(jù)溫度和空速查詢事先標(biāo)定的轉(zhuǎn)化效率設(shè)定值MAP獲得。

其中，所述閉環(huán)控制方法包括如下步驟：

S1：根據(jù)實(shí)際尿素噴射量，基于SCR模型計(jì)算SCR系統(tǒng)內(nèi)的氨儲(chǔ)實(shí)際值；

S2：將S1步驟獲得氨儲(chǔ)實(shí)際值與氨儲(chǔ)設(shè)定值做差，并經(jīng)過PID控制器，得到閉環(huán)修正的氨氮比；

S3：將S3步驟獲得的閉環(huán)修正的氨氮比與前饋氨氮比做和，最終轉(zhuǎn)化為需求的尿素噴射量。

其中，S1步驟中，所述SCR模型的輸入包括NH₃濃度，O₂濃度，NO濃度，NO₂濃度，SCR前溫度；所述SCR模型具體為將SCR系統(tǒng)徑向劃分為多個(gè)單元模塊，在每個(gè)單元模塊內(nèi)根據(jù)能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程分別計(jì)算氨儲(chǔ)、NO、NO₂和NH₃；對每個(gè)單元模塊內(nèi)的氨儲(chǔ)相加得到氨儲(chǔ)實(shí)際值。所述SCR前溫度從溫度傳感器獲取，所述O₂濃度通過上游NO_x傳感器測量的廢氣氧濃度獲取，NH₃濃度為NH₃傳感器測量值與第二噴嘴的噴射量的和值。所述NO₂濃度為SCR前NO_x濃度值與SCRF后NO₂比例做積獲取，NO濃度為SCR前NO_x濃度值與NO₂濃度做差獲取；其中SCR前NO_x濃度值為經(jīng)過SCRF反應(yīng)后理論剩余的NO_x值加上NH₃傳感器信號值。這是因?yàn)镾CRF系統(tǒng)內(nèi)認(rèn)為NO_x與NH₃采用1:1的反應(yīng)，因此NH₃傳感器信號值可以認(rèn)為實(shí)際NO_x沒有完全反應(yīng)，因NH₃與NO_x反應(yīng)時(shí)，氣體濃度比例為1:1，因此NH₃傳感器信號值可以認(rèn)為是實(shí)際剩余的NO_x值，因此SCR前NO_x值為經(jīng)過SCRF反應(yīng)后理論剩余的NO_x值加上NH₃傳感器信號值。SCRF后NO₂比例為根據(jù)溫度和空速查詢SCRF后NO₂比例MAP獲得值與轉(zhuǎn)化效率設(shè)定值的修正系數(shù)做積獲取，其中所述修正系數(shù)可根據(jù)轉(zhuǎn)化效率設(shè)定值查詢標(biāo)定的NO₂修正系數(shù)曲線獲取。所述S2步驟中的所述氨儲(chǔ)設(shè)定值以及S3步驟中的所述前饋氨氮比，均為根據(jù)SCRF溫度和空速，通過查詢事先標(biāo)定的相應(yīng)的MAP進(jìn)行確定。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。