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CN112240235B - 一种scr的控制方法及装置 - Google Patents

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CN112240235B CN201910646118.4A CN201910646118A CN112240235B CN 112240235 B CN112240235 B CN 112240235B CN 201910646118 A CN201910646118 A CN 201910646118A CN 112240235 B CN112240235 B CN 112240235B
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Abstract

本申请实施例公开了一种SCR的控制方法及装置，该方法包括：首先获取目标SCR的上游NOx质量流量，然后，计算目标SCR对应的氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，接着，根据目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定出目标SCR的尿素喷射量，可见，本申请在获取到目标SCR的上游NOx质量流量后，并没有简单换算成所需求的NH3后直接进行闭环控制处理，而是先利用氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率对上游NOx质量流量进行处理后，再利用闭环修正系数做进一步处理，从而能够更准确的确定出尿素喷射量，并用以对氨与NOx进行反应，使得NOx排放量和氨泄漏量能够满足重型柴油发动机国Ⅵ排放法规。

Description

一种SCR的控制方法及装置
技术领域
本申请涉及发动机技术领域，具体涉及一种SCR(Selective CatalyticReduction，选择性催化还原系统)的控制方法及装置。
背景技术
随着经济的高速发展以及城市化速度的加快，汽车的使用率也越来越高，但这些车辆在给人们提供快捷的出行条件的同时，其弊端也逐渐显现出来。其中，废气排放就是一个非常重要的问题，严重影响到人们的身体健康。因此，有必要加强对内燃机氮氧化合物NOx排放的控制。
目前大都采用后处理系统中的SCR系统来控制NOx气体的排放量，其原理是向发动机排出的废气喷射尿素，利用尿素分解产生氨，在催化剂的作用下氨与NOx进行反应，从而降低NOx的排放。其中，SCR控制策略主要分为开环控制策略和闭环控制策略两种类型，但面对严格的国Ⅵ排放法规要求，目前的开环SCR控制策略已经不能满足要求，这是因为目前的开环SCR控制策略不能对计算的尿素喷射量精度和准确性作出判断，进而使得后处理氨存储量发生偏差、尿素浓度发生改变等都会导致最终计算的尿素喷射量发生偏差，从而导致SCR系统中下游NOx排放偏高或氨泄漏超高等。并且，传统SCR闭环控制策略虽然能基于下游NOx传感器形成闭环控制系统，但一方面由于基于脉谱的开环控制无法克服后处理部件对NOx处理能力下降而导致的开环偏差，另一方面闭环反馈时由于NOx传感器对NOx和NH3的交叉敏感性，也无法对尿素喷射量进行精确控制，进而可能导致SCR系统中下游NOx排放偏高或氨泄漏超高等。
因此，如何利用更先进的方法，实现对SCR的精确控制，即实现对SCR中尿素喷射量的精确控制，以便能够满足重型国Ⅵ柴油发动机NOx排放要求并保证氨泄漏量不超标，已成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种SCR的控制方法及装置，以解决现有技术中不能准确计算出SCR的尿素喷射量，进而无法满足重型国Ⅵ柴油发动机NOx排放要求及氨泄漏量排放标准的技术问题。
为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种SCR的控制方法，所述方法包括：
获取目标SCR的上游NOx质量流量；
计算所述目标SCR对应的氨氮比；
计算所述目标SCR对应的NOx转化效率；
计算所述目标SCR对应的NH3的存储或脱附率；
计算所述目标SCR对应的闭环修正系数；
根据所述目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定所述目标SCR的尿素喷射量。
在一种可选的实现方式中，所述计算所述目标SCR对应的氨氮比，包括：
根据氨氮比系数标定脉谱，计算所述目标SCR对应的氨氮比。
在一种可选的实现方式中，所述计算所述目标SCR对应的NOx转化效率，包括：
根据NOx转化效率标定脉谱，计算所述目标SCR对应的NOx转化效率。
在一种可选的实现方式中，所述根据所述目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定所述目标SCR的尿素喷射量，包括：
将所述目标SCR的上游NOx质量流量与所述目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到第一乘积结果；
将所述第一乘积结果与所述目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到第二乘积结果；
将所述第二乘积结果加上所述目标SCR对应的存储或脱附率，得到所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量；
将所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量与所述目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，得到第三乘积结果；
将所述第三乘积结果乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到所述目标SCR的尿素喷射量。
在一种可选的实现方式中，所述预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数为5.425。
第二方面，本申请提供了一种SCR的控制装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取目标SCR的上游NOx质量流量；
第一计算单元，用于计算所述目标SCR对应的氨氮比；
第二计算单元，用于计算所述目标SCR对应的NOx转化效率；
第三计算单元，用于计算所述目标SCR对应的NH3的存储或脱附率；
第四计算单元，用于计算所述目标SCR对应的闭环修正系数；
确定单元，用于根据所述目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定所述目标SCR的尿素喷射量。
在一种可选的实现方式中，所述第一计算单元具体用于：
根据氨氮比系数标定脉谱，计算所述目标SCR对应的氨氮比。
在一种可选的实现方式中，所述第二计算单元具体用于：
根据NOx转化效率标定脉谱，计算所述目标SCR对应的NOx转化效率。
在一种可选的实现方式中，所述确定单元包括：
第一乘积子单元，用于将所述目标SCR的上游NOx质量流量与所述目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到第一乘积结果；
第二乘积子单元，用于将所述第一乘积结果与所述目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到第二乘积结果；
相加子单元，用于将所述第二乘积结果加上所述目标SCR对应的存储或脱附率，得到所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量；
第三乘积子单元，用于将所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量与所述目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，得到第三乘积结果；
第四乘积子单元，用于将所述第三乘积结果乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到所述目标SCR的尿素喷射量。
在一种可选的实现方式中，所述预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数为5.425。
由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：
本申请实施例首先获取目标SCR的上游NOx质量流量，然后，计算目标SCR对应的氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，接着，可以根据目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定出目标SCR的尿素喷射量，可见，本申请实施例在获取到目标SCR的上游NOx质量流量后，并没有简单换算成所需求的NH3后直接进行闭环控制处理，而是先利用计算出的目标SCR的氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率对获取到的上游NOx质量流量进行处理后，再利用闭环修正系数进行进一步处理，从而能够得到更准确的尿素喷射量，并用以对氨与NOx进行反应，使得NOx排放量和氨泄漏量能够满足重型柴油发动机国Ⅵ排放法规。
附图说明
图1为传统的SCR闭环控制策略的原理框图；
图2为本申请实施例提供的一种SCR的控制方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的氨氮比系数的标定脉谱示意图；
图4为本申请实施例提供的NOx转化效率的标定脉谱示意图；
图5为本申请实施例提供的计算目标SCR对应的NH3的存储或脱附率的结构框图；
图6为本申请实施例提供的一种SCR的控制方法的整体结构示意图；
图7为本申请实施例提供的WHTC循环下游NOx排放量的示意图；
图8为本申请实施例提供的WHTC循环中NH3泄漏量的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种SCR的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解本申请提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的研究背景进行简单说明。
为了适应社会的快速发展，汽车等以内燃机为动力的交通工具被人们广泛的使用。但在这些交通工具在提供给人们快捷的出行条件的同时，其弊端也逐渐显现出来。其中，废气排放就是一个非常重要的问题，严重影响到人们的身体健康。因此，有必要加强对内燃机氮氧化合物NOx排放的控制。
目前大都采用后处理系统中的SCR系统来控制NOx气体的排放量，在SCR技术中，尿素喷射量的控制为关键技术，如果尿素喷射量过少，将不能有效的将NOx反应还原成N2(氮)和水，使得残留的NOx过多；如果尿素喷射量过多，则将会造成较多的剩余NH3，造成NH3泄露超高。
具体来讲，目前的SCR控制策略主要分为开环控制策略和闭环控制策略两种类型，其中，目前的SCR开环控制策略分为基于脉谱的控制策略和基于模型的控制策略。基于脉谱的开环控制策略首先根据不同发动机工况下NOx浓度、催化器内部温度等确定初始喷射脉谱，最后根据瞬态变化加入了许多修正脉谱脉谱的控制策略。基于模型的开环控制策略是通过建立模型等形成初始可控脉谱，并在此基础上进行瞬态修正。
虽然开环SCR控制方式能够根据模型进行快速反应，尿素喷射量计算迅速。但面对严格的国Ⅵ排放法规要求，目前的开环SCR控制策略已经不能满足要求，这是因为目前的开环控制策略不能对计算的尿素喷射量精度和准确性作出判断。进而使得后处理氨存储量发生偏差、尿素浓度发生改变等都会导致最终计算的尿素喷射量发生偏差，从而导致SCR系统中下游NOx排放偏高或氨泄漏超高等。
而如图1所示的传统SCR闭环控制策略，通常是在基于脉谱开环基础上加入下游NOx传感器进行闭环PI反馈控制，这种控制方式虽然能基于下游NOx传感器形成闭环控制系统，但一方面由于基于脉谱的开环控制无法克服后处理部件对NOx处理能力下降而导致的开环偏差，另一方面闭环反馈时由于NOx传感器对NOx和NH3的交叉敏感性，也无法对尿素喷射量进行精确控制，进而可能导致SCR系统中下游NOx排放偏高或氨泄漏超高等。
基于此，本申请提出了一种SCR的控制方法和装置，能够实现对目标SCR的尿素喷射量的精确控制，进而能够满足重型国Ⅵ柴油发动机NOx排放要求并保证氨泄漏量不超标。
接下来，本申请实施例将结合附图对该方法进行详细说明。
参见图2，其示出了本申请实施例提供的一种SCR的控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
S201：获取目标SCR的上游NOx质量流量。
在本申请实施例中，将需要进行准确控制的SCR定义为目标SCR，并将目标SCR所属的车辆定义为目标车辆。为了实现对目标SCR的尿素喷射量的准确控制，可以先通过执行步骤S201-S204，实现目标SCR对应的前馈NOx开环控制策略，以获取目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量，用以通过后续步骤S205-S206准确计算出目标SCR的准确尿素喷射量。
具体来讲，在本步骤S201中，可以通过预先设置在目标SCR系统上游NOx传感器中的上游NOx源排模型(单位为mg/s)，通过NOx传感器输出的体积浓度(单位为ppm)、废气质量流量、湿度修正系数计算出目标SCR的上游NOx质量流量，具体计算公式如下：
NOXmass＝0.001587×NOXconc×KH,D×GEXHW (1)
其中，NOXmass表示目标SCR的上游NOx质量流量，单位为g/s；NOXconc表示目标SCR上游NOx传感器输出的NOx的直采体积浓度，单位为ppm；KH,D表示目标SCR进气的湿度修正系数；GEXHW表示排出的废气质量流量，单位为kg/s。
S202：计算目标SCR对应的氨氮比。
在本实施例中，为了实现对目标SCR的尿素喷射量的准确控制，在通过步骤S201获取到目标SCR的上游NOx质量流量后，还需要计算出目标SCR对应的氨氮比，其中，氨氮比指的是在某种工况下NH3消耗量与实际参与反应的NOx质量之比。
具体来讲，一种可选的实现方式是，可以根据氨氮比系数标定脉谱，计算目标SCR对应的氨氮比。
在本实现方式中，如图3所示，其示出了本申请实施例提供的氨氮比系数标定脉谱，如图3所示，其中，x轴表示NO2的比例，y轴表示目标SCR的载体平均温度，在计算目标SCR对应的氨氮比的过程中，可以通过不断调整氨氮比系数的方式，直到标定SCR转化效率与真实NOx转化效率相等，则完成标定操作，得到此时目标SCR对应的氨氮比。
S203：计算目标SCR对应的NOx转化效率。
在本实施例中，为了实现对目标SCR的尿素喷射量的准确控制，还需要计算出目标SCR对应的NOx转化效率，具体计算公式如下：
SCReat＝1-SCR下游NOx体积浓度/SCR上游NOx体积浓度 (2)
其中，SCReat表示目标SCR对应的NOx转化效率。
具体来讲，一种可选的实现方式是，可以根据NOx转化效率标定脉谱，目标SCR对应的NOx转化效率。
在本实现方式中，可以在目标SCR的上下游测量NOx的排放量，从而计算目标SCR对应的NOx的转化效率。如图4所示，其示出了本申请实施例提供的NOx转化效率标定脉谱，如图4所示，其中，x轴表示废气流量，y轴表示目标SCR的载体平均温度，在计算目标SCR对应的NOx转化效率的过程中，可以利用上述公式(2)以及目标SCR的上下游NOx排放量，计算出实际的NOx转化效率，并输出到NOx效率脉谱中，通过这种不断调整NOx转化效率的方式，得到最终的目标SCR对应的NOx转化效率。
S204：计算目标SCR对应的NH3的存储或脱附率。
在本实施例中，为了实现对目标SCR的尿素喷射量的准确控制，还需要计算出目标SCR对应的NH3的存储或脱附率，其中，NH3的存储指的是在不同废气流量和目标SCR温度下，目标SCR载体本身存储NH3的能力。
具体来讲，如图5所示，其示出了本申请实施例提供的计算目标SCR对应的NH3的存储或脱附率的结构框图，其中，mNH3LdNom表示目标SCR中NH3的真实存储量，单位可以为g，mEstNH3Ld表示通过软件逐步进行积分计算得到的NH3存储量，单位也可以为g，SCRLdG_tiNH3LdGov_CUR表示目标SCR对应的NH3的存储或脱附的时间(或时间快慢)，单位可以为s，则目标SCR对应的NH3的存储或脱附率计算过程为：先将目标SCR中NH3的真实存储量mNH3LdNom减去通过软件逐步积分估算出来的NH3存储量mEstNH3Ld得到的差值结果，再利用该差值结果除以目标SCR对应的NH3的存储或脱附的时间SCRLdG_tiNH3LdGov_CUR，进而可以得到目标SCR对应的NH3的存储或脱附率，并可以将其定义为SCRLdG_dmNH3LdGov_mp，如图5所示。
S205：计算目标SCR对应的闭环修正系数。
在本实施例中，为了实现对目标SCR的尿素喷射量的准确控制，还需要计算出目标SCR对应的闭环修正系数。具体来讲，可以通过PI进行反馈控制，根据PI调节器工作原理，通过将计算出的下游NOx估计值与下游NOx传感器测出的NOx的实际值进行比较，得到二者的偏差值，再根据该偏差值生成偏差系数，接着，在根据目标SC R的载体温度和废气流量生成比例和积分常数，用以输出PI修正系数达到修正下游NOx的目的。
需要说明的是，本步骤S205中计算目标SCR对应的闭环修正系数的具体过程与现有方法一致，在此不再赘述。
S206：根据目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定目标SCR的尿素喷射量。
在实际应用中，通过上述步骤S201-S204分别获取到目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率后，可以利用这些数据，实现目标SCR对应的前馈NOx开环控制策略，以获取目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量。然后，再将该前馈开环氨需求质量流量与通过步骤S205计算出的目标SCR对应的闭环修正系数进行进一步处理，以准确确定出目标SCR的尿素喷射量。
具体来讲，一种可选的实现方式是，本步骤S206的实现过程具体可以包括下述步骤A-E：
步骤A:将目标SCR的上游NOx质量流量与目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到第一乘积结果。
在本实现方式中，为了准确确定出目标SCR的尿素喷射量，首先，将目标SCR的上游NOx质量流量与目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到第一乘积结果，该第一乘积结果指的是完全反应时所需要的氨质量流量。
步骤B:将第一乘积结果与目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到第二乘积结果。
通过步骤A得到第一乘积结果(即完全反应时所需要的氨质量流量)后，可以将该第一结果与目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到第二乘积结果，可见，该第二乘积结果指的是实际需要的氨质量流量。
步骤C:将第二乘积结果加上目标SCR对应的存储或脱附率，得到目标SCR对应的前馈开环氨需求质量。
通过步骤B得到第二乘积结果(即实际需要的氨质量流量)后，可以将该第二乘积结果加上目标SCR对应的存储或脱附率，以消除动态氨流量偏差从而得到目标SCR对应的前馈开环氨需求质量。
步骤D:将目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量与目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，得到第三乘积结果。
通过步骤C得到目标SCR对应的前馈开环氨需求质量后，进一步，可以将该前馈开环氨需求量与目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，得到第三乘积结果。
步骤E:将第三乘积结果乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到目标SCR的尿素喷射量。
通过步骤D得到第三乘积结果后，进一步可以将该第三乘积结果乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到目标SCR的尿素喷射量，其中，一种可选的实现方式是，预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数可以为5.425。
这样，本申请实施例不仅先通过执行步骤S201-S204，实现目标SCR对应的前馈NOx开环控制策略，来精确控制稳态发动机工况尿素喷射量，而且也将动态过程中不同温度和空速条件下目标SCR的存储特性加入了氨存储量计算过程中，从而能够精确控制瞬态过程需求的尿素喷射量。对于开环控制出现的偏差和后处理效率下降等问题，可以通过后续的闭环控制达到对目标SCR下游NOx和氨泄漏量进行有效精确控制的目的。
综上，本申请实施例提供的一种SCR的控制方法，首先获取目标SCR的上游NOx质量流量，然后，计算目标SCR对应的氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，接着，可以根据目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定出目标SCR的尿素喷射量，可见，本申请实施例在获取到目标SCR的上游NOx质量流量后，并没有简单换算成所需求的NH3后直接进行闭环控制处理，而是先利用计算出的目标SCR的氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率对获取到的上游NOx质量流量进行处理后，再利用闭环修正系数进行进一步处理，从而能够得到更准确的尿素喷射量，并用以对氨与NOx进行反应，使得NOx排放量和氨泄漏量能够满足重型柴油发动机国Ⅵ排放法规。
为便于理解，现结合图6所示的一种SCR的控制方法的整体结构示意图。对本申请实施例提供的SCR的控制方法的实现过程进行介绍。
如图6所示，本申请实施例的实现过程为：首先，通过预先设置在目标SCR系统上游NOx传感器中的上游NOx源排模型，获取到目标SCR的上游NOx质量流量，然后，将该上游NOx质量流量与目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到完全反应时所需要的氨质量流量，再将该完全反应时所需要的氨质量流量与目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到实际需要的氨质量流量，接着，可以将该实际需要的氨质量流量加上目标SCR对应的存储或脱附率，以消除动态氨流量偏差，得到目标SCR对应的前馈开环氨需求质量，进一步的，可以将该前馈开环氨需求量与目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，并将得到的乘积结果再乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到目标SCR的尿素喷射量，具体实现过程参见步骤S201～S206。
接下来，本申请实施例将通过举例说明的方式，结合图7及图8，对本申请实施例提供的SCR的控制方法的应用过程进行介绍。
举例说明：以某一2.0L重型国Ⅵ柴油发动机为例，其额定功率为102kw@3500rpm、最大扭矩330Nm、WHTC循环功8.92kwh，将上述方法应用到该柴油发动机中，首先，在其SCR上下游均安装NOx传感器(NOx源排来自于传感器，不需要单独标定)，然后，标定发动机不同工况各温度和空速条件下氨氮比和NOx转化效率，接着，根据后处理载体存氨特性，标定不同温度和废气流量下的NH3的存储或脱附率，进一步的，再根据上下游NOx偏差，标定PI调节fac修正系数、不同SCR温度和废气流量下比例和时间常数，进而可以得到闭环修正系数，最终，可以得到标定后的WHTC循环下游NOx排放和NH3泄漏量，其中，最终得到的标定后的WHTC循环下游NOx排放量的示意图如图7所示，以及最终得到的标定后的WHTC循环中NH3泄漏量的示意图如图8所示。
参见图7，在利用上述SCR的控制方法后，可以得到该发动机后处理中NOx的评价排放量为4.7g/h，由于WHTC循环功为8.92kwh，则通过计算可得到NOx的排放量为：4.7*1800/3600/8.92＝0.263g/kwh，低于国Ⅵ法规要求的0.46g/kwh，即满足国Ⅵ法规要求。
参见图8，在利用上述SCR的控制方法后，可以得到该发动机后处理中NH3泄漏量的平均值为5ppm，低于国Ⅵ法规要求的10ppm限值，即满足国Ⅵ法规要求。
上述实施例详细叙述了本申请方法的技术方案，相应地，本申请还提供了一种SCR的控制装置，下面对该装置进行介绍。
参见图9，图9是本申请实施例提供的一种SCR的控制装置的结构图，如图9所示，该装置包括：
获取单元901，用于获取目标SCR的上游NOx质量流量；
第一计算单元902，用于计算所述目标SCR对应的氨氮比；
第二计算单元903，用于计算所述目标SCR对应的NOx转化效率；
第三计算单元904，用于计算所述目标SCR对应的NH3的存储或脱附率；
第四计算单元905，用于计算所述目标SCR对应的闭环修正系数；
确定单元906，用于根据所述目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定所述目标SCR的尿素喷射量。
可选地，所述第一计算单元902具体用于：
根据氨氮比系数标定脉谱，计算所述目标SCR对应的氨氮比。
可选地，所述第二计算单元903具体用于：
根据NOx转化效率标定脉谱，计算所述目标SCR对应的NOx转化效率。
可选地，所述确定单元906包括：
第一乘积子单元，用于将所述目标SCR的上游NOx质量流量与所述目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到第一乘积结果；
第二乘积子单元，用于将所述第一乘积结果与所述目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到第二乘积结果；
相加子单元，用于将所述第二乘积结果加上所述目标SCR对应的存储或脱附率，得到所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量；
第三乘积子单元，用于将所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量与所述目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，得到第三乘积结果；
第四乘积子单元，用于将所述第三乘积结果乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到所述目标SCR的尿素喷射量。
可选地，所述预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数为5.425。
这样，本申请实施例提供的一种SCR的控制装置，首先获取目标SCR的上游NOx质量流量，然后，计算目标SCR对应的氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，接着，可以根据目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定出目标SCR的尿素喷射量，可见，本申请实施例在获取到目标SCR的上游NOx质量流量后，并没有简单换算成所需求的NH3后直接进行闭环控制处理，而是先利用计算出的目标SCR的氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率对获取到的上游NOx质量流量进行处理后，再利用闭环修正系数进行进一步处理，从而能够得到更准确的尿素喷射量，并用以对氨与NOx进行反应，使得NOx排放量和氨泄漏量能够满足重型柴油发动机国Ⅵ排放法规。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种SCR的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标SCR的上游NOx质量流量；
计算所述目标SCR对应的氨氮比；
计算所述目标SCR对应的NOx转化效率；
计算所述目标SCR对应的NH3的存储或脱附率；
计算所述目标SCR对应的闭环修正系数；
根据所述目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定所述目标SCR的尿素喷射量；
所述根据所述目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定所述目标SCR的尿素喷射量，包括：将所述目标SCR的上游NOx质量流量与所述目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到第一乘积结果；将所述第一乘积结果与所述目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到第二乘积结果；将所述第二乘积结果加上所述目标SCR对应的存储或脱附率，得到所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量；将所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量与所述目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，得到第三乘积结果；将所述第三乘积结果乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到所述目标SCR的尿素喷射量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标SCR对应的氨氮比，包括：
根据氨氮比系数标定脉谱，计算所述目标SCR对应的氨氮比。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标SCR对应的NOx转化效率，包括：
根据NOx转化效率标定脉谱，计算所述目标SCR对应的NOx转化效率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数为5.425。
5.一种SCR的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取目标SCR的上游NOx质量流量；
第一计算单元，用于计算所述目标SCR对应的氨氮比；
第二计算单元，用于计算所述目标SCR对应的NOx转化效率；
第三计算单元，用于计算所述目标SCR对应的NH3的存储或脱附率；
第四计算单元，用于计算所述目标SCR对应的闭环修正系数；
确定单元，用于根据所述目标SCR的上游NOx质量流量、氨氮比、NOx转化效率、NH3的存储或脱附率、以及闭环修正系数，确定所述目标SCR的尿素喷射量；
所述确定单元包括：第一乘积子单元，用于将所述目标SCR的上游NOx质量流量与所述目标SCR对应的氨氮比进行乘积计算，得到第一乘积结果；第二乘积子单元，用于将所述第一乘积结果与所述目标SCR对应的NOx转化效率进行乘积计算，得到第二乘积结果；相加子单元，用于将所述第二乘积结果加上所述目标SCR对应的存储或脱附率，得到所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量；第三乘积子单元，用于将所述目标SCR对应的前馈开环氨需求质量流量与所述目标SCR对应的闭环修正系数进行乘积计算，得到第三乘积结果；第四乘积子单元，用于将所述第三乘积结果乘以预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数，得到所述目标SCR的尿素喷射量。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元具体用于：
根据氨氮比系数标定脉谱，计算所述目标SCR对应的氨氮比。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元具体用于：
根据NOx转化效率标定脉谱，计算所述目标SCR对应的NOx转化效率。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设的尿素浓度为32.5％的尿素溶液与氨质量的比例系数为5.425。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112903272B (zh) * 2021-01-25 2024-02-27 凯龙高科技股份有限公司 一种scr催化剂nh3存储校准试验装置及方法
CN113417726B (zh) * 2021-06-25 2022-07-15 潍柴动力股份有限公司 后处理系统发生氨泄漏的检测方法和后处理系统的控制器
CN113607398B (zh) * 2021-08-03 2022-05-03 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种精确测定scr氨喷射比例的方法
CN115075917B (zh) * 2022-06-30 2023-08-25 广西玉柴机器股份有限公司 一种非道路柴油机scr闭环标定的试验方法和验证方法
CN115059530B (zh) * 2022-07-11 2024-05-17 潍柴动力股份有限公司 一种scr装置中氨需求量确定方法、装置及设备
CN115263508B (zh) * 2022-08-09 2023-11-21 一汽解放汽车有限公司 一种多发动机的尾气后处理系统、控制方法、装置及设备
CN115306525B (zh) * 2022-09-01 2024-01-12 潍柴动力股份有限公司 一种尿素喷射控制方法、装置、柴油车及存储介质
CN116085097B (zh) * 2023-02-10 2024-08-27 长城汽车股份有限公司 一种车辆的后处理系统控制方法、装置、存储介质和车辆

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106837480A (zh) * 2016-12-26 2017-06-13 潍柴动力股份有限公司 一种基于模型的尿素喷射量控制方法及后处理控制系统
CN106837497A (zh) * 2017-02-24 2017-06-13 天津大学 基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5398372B2 (ja) * 2009-06-18 2014-01-29 Ｕｄトラックス株式会社 エンジンの排気浄化装置
CN103016112B (zh) * 2012-12-18 2015-06-17 潍柴动力股份有限公司 一种选择性催化还原尿素溶液喷射量控制方法及系统
WO2016068867A1 (en) * 2014-10-28 2016-05-06 Cummins Emission Solutions, Inc. Scr conversion efficiency diagnostics

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106837480A (zh) * 2016-12-26 2017-06-13 潍柴动力股份有限公司 一种基于模型的尿素喷射量控制方法及后处理控制系统
CN106837497A (zh) * 2017-02-24 2017-06-13 天津大学 基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法

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