[发明专利]柴油机尾气处理装置中还原剂投放量的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机尾气处理装置中还原剂投放量的控制方法，具体讲是一种柴油机尾气处理装置中还原剂最优投放量的控制方法。

背景技术

目前，汽车排放问题越来越被世界各国政府所重视，日益严格的排放法规的制定促进了发动机排放控制技术的发展。一般认为，根据目前的现状，柴油机仅仅依靠机内优化措施并不能够满足我国第IV阶段排放标准的要求，达到第IV阶段排放标准必须采用尾气处理装置。同时，柴油机优化设计以提高燃烧效率，能够提高燃油利用率，降低油耗，降低柴油机的使用成本。但优化燃烧导致了尾气中NOx排放量的增加。因此，结合我国的实际情况，在众多的柴油机尾气后处理装置中，选择性催化还原技术被普遍认为是我国柴油机实现第IV阶段排放标准的最佳技术路线。

现有的尾气处理装置中，还原剂投放量的控制方法主要考虑氨气泄露以及法规要求，通过大量实验调试和工程经验的方法确定，这样增加了标定成本，而且存在一定的局限性。中国专利CN 101680345A公开了一种排气净化装置的控制装置及控制方法以及内燃机的排气净化装置，该方法能够在催化剂温度持续既定时间以上地向低温侧移行时，能够防止氨的实际吸附量从饱和吸附量曲线过度地减少，能够防止还原剂还原效率的降低。中国专利CN 1804378A公开了一种用于控制向SCR催化剂的尿素供给的系统，该系统用于在机动车辆的选择性催化还原系统中使用的还原剂计量给予控制系统，其基础计量给予模块基于NOx反馈信号进行对在SCR系统的SCR催化剂之前注入的还原剂量的计算，输出基于所述计算向还原剂计量机构发信号以周期性地或连续地供给还原剂。中国专利CN 101245727A公开了一种柴油机SCR系统中实用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置。该方法将还原剂流量表达为转速和转矩的函数，通过简单获取柴油机转速和转矩，判断柴油机工况点，控制还原剂流量。在现有的类似柴油机尾气处理装置中还原剂投放量的控制方法专利中，对还原剂投放控制策略研究比较多，并没有涉及还原剂投放量的最优控制，最优的还原剂投放量控制方法能够使得尾气中NOx排放量和氨气泄漏量满足法规要求的前提下，使得还原剂投放量最少，提高还原剂的利用率。

柴油机实际运行工况可能覆盖了外特性曲线包含的所有情况，在不同的工况运行时，其进气流量、每缸喷入的燃油量、废气温度等都存在一定程度的差异。这就导致尾气处理装置在催化转化NOx时存在效率上的差异。GB 17691-2005《车用压燃式、气体点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》中规定ESC实验工况点为包括怠速在内的13个工况点，不同工况下废气流量、废气温度存在较大差异，导致催化器转化效率有高有低。而且不同工况点在最后加权求和的权重也不相同。因此，如何将最后排放指标满足国家规定限值的情况下使得尿素喷射总量最小是一个很实际的问题。最优的尿素喷射量能够在保证排放合格的情况下提高还原剂使用率，降低用户的使用成本。

发明内容

根据现有技术的缺陷和不足，本发明的目的和任务是提供一种柴油机尾气处理装置中还原剂投放量的控制方法，具体来讲：首先根据柴油机具体工况点还原剂投放量与尾气中NOx残余量之间的对应关系，并以法规规定NOx排放限值为约束条件，寻优获取该工况点最佳还原剂投放量。目标使得尾气中NOx排放量和氨气泄露量满足法规要求的前提下，使得还原剂投放量最少，提高还原剂的利用率。然后，将优化后的还原剂投放量作为柴油机稳态条件下目标量，建立柴油机转速、油量和还原剂最优投放量的三维MAP图。在实际应用中，实时获得柴油机实际转速和油量数据，查询上述三维MAP图，得到还原剂投放量的基本值，并以实际催化器为核心，进行瞬态修正，获得最终还原剂的投放量。

本发明技术方案：柴油机尾气处理装置中还原剂投放量的控制方法，具体实现过程如下：