SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法，其特征是：根據(jù)SCR后處理系統(tǒng)中NOx傳感器測量值與模型估算值進行相關(guān)邏輯運算，比較測量得到的NOx轉(zhuǎn)化效率與模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率偏差情況，同時考慮一段時間內(nèi)尿素噴射量變化情況，能夠判斷出當前SCR后處理系統(tǒng)是否有氨泄漏情況出現(xiàn)。本發(fā)明專利技術(shù)能夠在不使用NH3傳感器的前提下準確判斷出當前后處理狀態(tài)是否存在氨泄漏，可以為NOx傳感器閉環(huán)提供依據(jù)。本發(fā)明專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1）本發(fā)明專利技術(shù)通過邏輯計算判斷氨泄漏狀態(tài)，省去了氨傳感器，降低了后處理成本；（2）本發(fā)明專利技術(shù)通過邏輯計算判斷氨泄漏狀態(tài)，為閉環(huán)控制提供準確的判斷依據(jù)，提高閉環(huán)控制的準確性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)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SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)的判斷方法。
技術(shù)介紹
SCR（Selective Catalytic Reduction）尾氣處理系統(tǒng)是消除柴油機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)是國四、國五及國六柴油機降低尾氣中NOx的主要技術(shù)手段。隨著柴油車排放法規(guī)的逐步加嚴，NOx排放限值越來越低，同時加入了氨泄漏的要求。到國五、國六階段，要求SCR后處理控制系統(tǒng)具備能夠更精準控制能力。尿素噴射控制方式有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種，很多單位開展了研究工作并建立了相應(yīng)的尿素噴射控制模型。開環(huán)控制的原理很簡單，利用預(yù)估的NOx量計算需要的尿素噴射量，但不能補償測量偏差。閉環(huán)控制首先利用預(yù)估的NOx量計算需要的尿素噴射量，然后利用SCR后的NOx或NH3的濃度信號進行PID 閉環(huán)控制。有研究表明，開環(huán)控制中存在的問題是在控制中所用的發(fā)動機廢氣渦輪出口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存儲量值都會有誤差，并最終導(dǎo)致實際的NOx轉(zhuǎn)化效率與設(shè)定的值相差13.5%左右；閉環(huán)控制中存在的問題有噴射系統(tǒng)的總體延時、催化器動態(tài)性能和NOx傳感器對NH3的交叉敏感性等問題，導(dǎo)致尿素噴射量在轉(zhuǎn)化效率或氨儲值較高時會不穩(wěn)定，而在轉(zhuǎn)化效率和氨逃逸值較低時才會比較穩(wěn)定。NOx傳感器存在NOx和NH3的交叉敏感性問題。NOx傳感器在發(fā)動機大部分工況下是不能夠區(qū)分出NOx值和NH3值，NOx傳感器測量時會將NH3氧化成NOx，即導(dǎo)致無法確定NOx傳感測量的是NOx還是NH3。因此若采用NOx傳感器做閉環(huán)控制，可能會導(dǎo)致實際效果與期望閉環(huán)效果偏差很大的問題。例如：如果NOx傳感器測量的值偏大，閉環(huán)控制器就會增加尿素噴射量，但如果傳感器測量的是NH3，就會導(dǎo)致NH3泄漏增大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)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傳感器的前提下準確判斷出當前后處理狀態(tài)是否存在氨泄漏，可以為NOx傳感器閉環(huán)提供依據(jù)。按照本專利技術(shù)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：比較測量得到的NOx轉(zhuǎn)化效率于模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率偏差情況，同時比較一段時間內(nèi)尿素噴射量變化情況，以判斷出當前SCR后處理系統(tǒng)是否有氨泄露情況出現(xiàn)；具體地包括以下過程：（1）獲得根據(jù)NOx傳感器測量的NOx轉(zhuǎn)化效率；（2）獲得模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率；（3）將根據(jù)NOx傳感器測量的NOx轉(zhuǎn)化效率和模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率進行比較，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NOx轉(zhuǎn)化效率差值平均值進行比較，判斷NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值與上一步長的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；（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，則判斷為當前工況下為氨泄露狀態(tài)。進一步的，所述尿素噴射量變化情況判斷時，是將當前尿素噴射量反饋平均值與前一步長尿素噴射量反饋平均值進行比較，若當前尿素噴射量反饋平均值大于前一步長尿素噴射量反饋平均值，則判斷為尿素噴射量增大。進一步的，所述步驟（1）根據(jù)上游NOx傳感器信號和下游NOx傳感器信號，得到根據(jù)NOx傳感器測量的NOx轉(zhuǎn)化效率。進一步的，所述步驟（2）根據(jù)上游NOx傳感器信號和模型計算得到的SCR出口處NOx濃度信號，得到模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1）本專利技術(shù)通過邏輯計算判斷氨泄漏狀態(tài)，省去了氨傳感器，降低了后處理成本；（2）本專利技術(shù)通過邏輯計算判斷氨泄漏狀態(tài)，為閉環(huán)控制提供準確的判斷依據(jù)，提高閉環(huán)控制的準確性。附圖說明圖1為本專利技術(shù)所述SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法的邏輯框圖。具體實施方式下面結(jié)合具體附圖對本專利技術(shù)作進一步說明。本專利技術(shù)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傳感器測量值與模型估算值進行相關(guān)邏輯運算，比較測量得到的NOx轉(zhuǎn)化效率與模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率偏差情況，同時考慮一段時間內(nèi)尿素噴射量變化情況，能夠判斷出當前SCR后處理系統(tǒng)是否有氨泄漏情況出現(xiàn)。具體地包括以下過程：如圖1所示，首先計算NOx轉(zhuǎn)化效率差值NOxeff_diff，根據(jù)上游NOx傳感器信號NOxup_sig和下游NOx傳感器信號NOxds_sig，根據(jù)公式NOxeff_sig=1－NOxds_sig/NOxup_sig得到根據(jù)NOx傳感器計算得到的NOx轉(zhuǎn)化效率NOxeff_sig。另外根據(jù)上游NOx傳感器信號NOxup_sig和模型計算得到的SCR出口處NOx濃度信號NOxds_mod，根據(jù)公式NOxeff_sig=1－NOxds_mod/NOxup_sig得到模型計算的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NOx轉(zhuǎn)化效率差值平均值NOxeff_diffavg進行比較，若NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值大于上一步長的NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值，說明NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值有增大趨勢。此項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)尿素噴射量進行判斷。若當前尿素噴射量反饋平均值大于前一步長尿素噴射量反饋平均值，說明尿素噴射量進一步增大。以上兩個條件同時滿足，即說明NOx下游傳感器測量的NOx值有一部分是氨氣，與理論模型計算出來的NOx轉(zhuǎn)化效率差值逐漸增大。可以判斷當前工況下為NH3Slip_st狀態(tài)，即氨泄漏狀態(tài)。本專利技術(shù)能夠在不使用NH3傳感器的前提下準確判斷出當前后處理狀態(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，則暫時停止NOx閉環(huán)相關(guān)修正，防止閉環(huán)控制出現(xiàn)偏差。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法，其特征是：比較測量得到的NOx轉(zhuǎn)化效率于模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率偏差情況，同時比較一段時間內(nèi)尿素噴射量變化情況，以判斷出當前SCR后處理系統(tǒng)是否有氨泄露情況出現(xiàn)；具體地包括以下過程：（1）獲得根據(jù)NOx傳感器測量的NOx轉(zhuǎn)化效率；（2）獲得模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率；（3）將根據(jù)NOx傳感器測量的NOx轉(zhuǎn)化效率和模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率進行比較，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NOx轉(zhuǎn)化效率差值平均值進行比較，判斷NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值與上一步長的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；（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，則判斷為當前工況下為氨泄露狀態(tài)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種SCR后處理系統(tǒng)氨泄漏狀態(tài)判斷方法，其特征是：比較測量得到的NOx轉(zhuǎn)化效率于模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率偏差情況，同時比較一段時間內(nèi)尿素噴射量變化情況，以判斷出當前SCR后處理系統(tǒng)是否有氨泄露情況出現(xiàn)；具體地包括以下過程：（1）獲得根據(jù)NOx傳感器測量的NOx轉(zhuǎn)化效率；（2）獲得模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率；（3）將根據(jù)NOx傳感器測量的NOx轉(zhuǎn)化效率和模型計算的NOx轉(zhuǎn)化效率進行比較，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NOx轉(zhuǎn)化效率差值平均值進行比較，判斷NOx轉(zhuǎn)化效率平均偏差值與上一步長的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...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：苗壘，劉洋，王鵬飛，呂祥匯，王冠，
申請(專利權(quán))人：無錫威孚力達催化凈化器有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32