[发明专利]SCR系统闭环控制计算方法

说明书

本发明涉及一种计算方法，尤其是一种SCR系统闭环控制计算方法，属于柴油机后处理系统的技术领域。本发明通过NOx转化效率计算模块计算得到NOx转化效率实测值，并将所述NOx转化效率实测值与NOx转化效率目标值相比较，并进行反馈修正，以得到反馈控制系数，通过反馈控制系数对前馈尿素喷射量进行反馈调节，反馈调节中同时考虑到反馈控制的计算时间及反馈调节时间，对系统的精准控制及时作出了调节，避免喷射系统的延迟，确保了闭环控制的准确性和系统的最大效能，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种计算方法，尤其是一种SCR系统闭环控制计算方法，属于柴油机后处理系统的技术领域。

背景技术

氮氧化物(NOx)是柴油机排放的主要污染物，而SCR后处理技术是国四、国五及国六柴油机降低尾气中NOx的主要技术手段，其基本原理是通过喷射尿素水解雾化形成的氨气在催化器内与排气中的NOx发生氧化还原反应，生成无害的氮气。随着柴油车排放法规的逐步加严，NOx排放限值越来越低。到国五、国六阶段，要求SCR后处理控制系统具备更精准的控制能力。

目前，SCR系统尿素喷射控制方式有开环控制和闭环控制两种，很多单位开展了研究工作并建立了相应的尿素喷射控制模型。开环控制的原理是：利用预估的原机NOx排放计算需要的尿素喷射量；闭环控制首先利用原机NOx排放计算需要的尿素喷射量，然后利用SCR下游的NOx传感器浓度信号进行PID闭环控制。

分析上述传统的尿素喷射控制方式，可能存在以下问题：开环控制中所用的发动机原机NOx排放值、尿素水溶液浓度值、排气流量值、尿素喷射速率及NH₃存储量值都会因为使用环境(例如：催化剂的性能、温度等)的变化而产生差异，从而无法补偿测量偏差(即不能将上述差异导致的尿素喷射量的变化及时反馈给控制系统)，最终导致实际的NOx转化效率与设定的目标值相差较大，且容易产生较高的NH₃泄漏，无法满足日益严苛的国五、国六排放法规要求；而闭环控制中可能未考虑到反馈控制的计算及控制调节时间，从而导致喷射系统的延时，影响系统的尿素喷射控制精度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种SCR系统闭环控制计算方法，其同时考虑反馈控制计算时间以及调节时间的影响，确保了闭环控制的精确性，避免喷射系统的延迟，提高了SCR系统的使用效能。

按照本发明提供的技术方案，所述SCR系统闭环控制方法，根据前馈尿素喷射量、SCR上游温度传感器信号、原机NOx浓度、下游NOx传感器信号、排气流量信号、NOx转化效率目标值以及上一步长NOx效率差值计算状态量确定得到反馈控制使能状态量；

根据原机NOx浓度、下游NOx浓度以及排气流量得到NOx转化效率实测值，并根据NOx转化效率实测值、NOx转化效率目标值以及反馈控制使能状态量确定得到NOx效率差值以及NOx效率差值计算状态量，根据NOx效率差值计算状态量以及NOx效率差值得到反馈控制系数，所述反馈控制系数与前馈尿素喷射量相乘，得到反馈控制尿素喷射量。

通过反馈控制使能判断模块对前馈尿素喷射量、SCR上游温度传感器信号、原机NOx浓度、下游NOx传感器信号、排气流量信号、NOx转化效率目标值以及上一步长NOx效率差值计算状态量运算后得到反馈控制使能状态图；

反馈控制使能判断模块包括信号有效性及限值判断模块、反馈余量模块、反馈设定模块以及第一混合判断模块；

信号有效性及限值判断模块同时接收SCR上游温度传感器信号、下游NOx传感器信号、原机NOx浓度、排气流量以及NOx转化效率目标值的输入，并向第一混合判断模块输出信号有效性及限值判断状态值；

反馈余量模块根据前馈尿素喷射量得到反馈控制余量判断状态值，反馈设定模块根据上一步长NOx效率差值计算状态量得到反馈设定状态值；