一种尿素喷射剂量标定方法技术

本发明专利技术提供一种尿素喷射剂量标定方法，包括以下步骤：步骤一：ESC稳态循环标定；步骤二：设置样条曲面标定点和辅助点；步骤三：获得标定点点阵列表；步骤四：建立尿素喷射剂量的样条曲面模型；步骤五：ETC瞬态循环标定验证；步骤六：ETC瞬态循环标定优化。本发明专利技术的尿素喷射剂量标定方法基于Spline插值模型运算，通过ESC稳态循环标定结果及标定点设置，自动地完成SCR的ETC瞬态循环脉谱图的输出，用以SCR瞬态循环标定，SCR的标定效率大大提高；同时Spline插值模型为全局化的分段插值方法，可得到光滑性较高的尿素喷射剂量脉谱图，使得到的标定结果更为精确，对尿素喷射剂量计算的精确性更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机后处理装置控制领域，特别是涉及一种尿素喷射剂量标定方法。
技术介绍
柴油发动机有着功率大、经济性能好等特点，但柴油发动机的氮氧化物及颗粒物排放普遍较高。随着机动车数量的增加，全球环境受到严重威胁，因此机动车的排放标准对氮氧化物(NOX)和颗粒物(PM)的排放要求越来越严苛。普通发动机对于氮氧化物仅采取机内净化，很难达到排放标准，需采用选择性还原催化(Selective Catalytic Reduction，SCR)尿素喷射技术来降低排气中的氮氧化物使其符合排放标准。当SCR系统工作时，电控单元采集柴油发动机的转速和扭矩信号、排气管中的排气温度信号、催化器温度信号后电控单元根据输入参数，查找存储的尿素喷射脉谱图，计算出此时所需的尿素量，尿素与水以适当比例混合，浓度一般为32.5％。经过驱动电路，转化为喷射脉冲信号，控制尿素泵动作。尿素泵将一定量的尿素溶液从尿素罐中抽出，加压过滤后送到计量控制单元，形成具有一定压力的尿素溶液待用。同时压缩空气接通，当发动机的排气温度达到要求时，计量控制单元将一定量的尿素溶液喷射到催化剂逆流方向的排气管中，在废气温度和气流作用下气化分解为CO2和NH3。在催化反应区，NH3作为还原剂将氮氧化物还原为无污染的N2和H2O，排到大气中。SCR的工作效率，取决于反应温度，在230℃～500℃的条件下，柴油发动机尾气中的氮氧化物可减少50％以上。SCR系统的基本反应如下所示：CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2，4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O，4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O，4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O。尿素泵涉及到一个计量精确度的问题，即对应柴油发动机的工况与氮氧化物的排放水平，喷射多少尿素才是最合适的。如果尿素溶液喷射过多不但会导致SCR后处理系统经济性降低，而且还会造成NH3的泄露，形成二次污染；而还原剂喷射过少则会导致反应不充分，氮氧化物不能完全被还原为无害气体，因此就需要对尿素喷射剂量做标定，以满足精确度要求。如何适时适量的提供尾气所需要的尿素还原剂是本领域技术人员工作重心，可以采用串联在尿素管路上的精密电磁质量流量计来实现，也可以采用精密的电磁流量控制阀来实现。精度高的电磁流量控制阀完全可以实现精密电磁质量流量计的功能。现阶段的SCR尿素喷射剂量标定通常采用人工计算及手动标定，标定的工作量大且精确性难以保证。尤其对于SCR的ETC瞬态循环标定，大量工况点使得人工标定耗时长、工作效率低且标定结果无法达到最佳。因此，实现SCR尿素喷射剂量标定的自动化，提高SCR尿素喷射剂量标定的精确度和生产效率已成为本领域的工作人员亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种尿素喷射剂量标定方法，用于解决现有技术中尿素喷射剂量标定效率低、精确度低等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种尿素喷射剂量标定方法，所述尿素喷射剂量标定方法至少包括：步骤一：ESC稳态循环标定；原机安装SCR系统后进行SCR尿素喷射剂量的ESC稳态循环标定，得到SCR的ESC稳态循环尿素喷射剂量脉谱图；步骤二：设置样条曲面标定点和辅助点；根据三次样条插值法在所述ESC稳态循环尿素喷射剂量脉谱图中相邻扭矩及相邻转速的四个工况点的中心设置标定点；根据SCR在标定工况外运行的需要，设定扩展工况范围的最低转速、最高转速以及最低扭矩百分比，在扩展工况的最低转速、最高转速、第一发动机转速A、第二发动机转速B、第三发动机转速C及所述标定点的转速的最低扭矩百分比点设置辅助点，并在扩展工况的所述最低转速及所述最高转速的多个不同扭矩点设置辅助点，其中，第一发动机转速A＝nlo+25％(nhi-nlo)、第二发动机转速B＝nlo+50％(nhi-nlo)、第三发动机转速C＝nlo+75％(nhi-nlo)，nhi为70％最大净功率下的转速，nlo为50％最大净功率下的转速；步骤三：获得标定点点阵列表；计算各所述标定点的尿素喷射剂量，并在各所述标定点的尿素喷射剂量附近取点，得到多组尿素喷射剂量标定点点阵，并将十三工况点、各辅助点及所述标定点点阵的数据信息输入数据表；步骤四：建立尿素喷射剂量的样条曲面模型；将十三工况点、各辅助点及各标定点点阵列表的数据输入样条曲面模块进行计算，获得基于样条曲面模型的ETC瞬态循环尿素喷射剂量脉谱图；步骤五：ETC瞬态循环标定验证；根据所述ETC瞬态循环尿素喷射剂量脉谱图，在所述原机上分别进行ETC瞬态循环标定，并记录各组脉谱图标定后的氮氧化物排放量及氨泄露数据；步骤六：ETC瞬态循环标定优化；建立SCR标定的优化方程，对标定后的氮氧化物排放量及氨泄露数据解所述优化方程，得到优化的SCR尿素喷射剂量脉谱图。优选地，所述原机为柴油发动机。优选地，步骤一中通过ESC稳态循环标定还得到工况点的转速、扭矩、排气流量、排气温度、氮氧化物排放量数据。优选地，步骤二中所述最低扭矩百分比设定为10％。优选地，步骤二中在扩展工况的所述最低转速及所述最高转速的不同扭矩点各设置7个辅助点，分别为所述最低转速及所述最高转速扭矩的25％、37％、50％、62％、75％、87％及100％。优选地，步骤三中十三工况点、各辅助点及所述标定点点阵的数据信息包括各点的转速、扭矩、氮氧化物排放量及尿素喷射剂量数据。优选地，步骤三中所述尿素喷射剂量标定点点阵包括5组尿素喷射剂量数据。更优选地，步骤三中5组尿素喷射剂量数据分别为各标定点的尿素喷射剂量、各标定点的尿素喷射剂量的±5％及±10％。优选地，步骤六中所述优化方程以最小氮氧化物排放量、最小尿素喷射剂量，且氨泄露率在排放标准的范围内为条件。如上所述，本专利技术的尿素喷射剂量标定方法，具有以下有益效果：本专利技术的尿素喷射剂量标定方法基于Spline插值模型运算，通过ESC稳态循环标定结果及标定点设置，自动地完成SCR的ETC瞬态循环脉谱图的输出，用以SCR瞬态标定，本发明提高了SCR的标定效率，且得到的标定结果更为精确。附图说明图1显示为本专利技术的尿素喷射剂量标定方法的装置示意图。图2显示为本专利技术尿素喷射剂量标定方法的控制策略示意图。图3显示为本专利技术尿素喷射剂量标定方法的流程示意图。图4显示为本专利技术尿素喷射剂量标定方法的操作步骤示意图。图5显示为本专利技术尿素喷射剂量标定方法的工况点、标定点及辅助点设置示意图。图6显示为本专利技术尿素喷射剂量标定方法的Spline本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尿素喷射剂量标定方法，其特征在于，所述尿素喷射剂量标定方法至少包括：步骤一：ESC稳态循环标定；原机安装SCR系统后进行SCR尿素喷射剂量的ESC稳态循环标定，得到SCR的ESC稳态循环尿素喷射剂量脉谱图；步骤二：设置样条曲面标定点和辅助点；根据三次样条插值法在所述ESC稳态循环尿素喷射剂量脉谱图中相邻扭矩及相邻转速的四个工况点的中心设置标定点；根据SCR在标定工况外运行的需要，设定扩展工况范围的最低转速、最高转速以及最低扭矩百分比，在扩展工况的最低转速、最高转速、第一发动机转速A、第二发动机转速B、第三发动机转速C及所述标定点的转速的最低扭矩百分比点设置辅助点，并在扩展工况的所述最低转速及所述最高转速的多个不同扭矩点设置辅助点，其中，第一发动机转速A＝nlo+25％(nhi‑nlo)、第二发动机转速B＝nlo+50％(nhi‑nlo)、第三发动机转速C＝nlo+75％(nhi‑nlo)，nhi为70％最大净功率下的转速，nlo为50％最大净功率下的转速；步骤三：获得标定点点阵列表；计算各所述标定点的尿素喷射剂量，并在各所述标定点的尿素喷射剂量附近取点，得到多组尿素喷射剂量标定点点阵，并将十三工况点、各辅助点及所述标定点点阵的数据信息输入数据表；步骤四：建立尿素喷射剂量的样条曲面模型；将十三工况点、各辅助点及各标定点点阵列表的数据输入样条曲面模块进行计算，获得基于样条曲面模型的ETC瞬态循环尿素喷射剂量脉谱图；步骤五：ETC瞬态循环标定验证；根据所述ETC瞬态循环尿素喷射剂量脉谱图，在所述原机上分别进行ETC瞬态循环标定，并记录各组脉谱图标定后的氮氧化物排放量及氨泄露数据；步骤六：ETC瞬态循环标定优化；建立SCR标定的优化方程，对标定后的氮氧化物排放量及氨泄露数据解所述优化方程，得到优化的SCR尿素喷射剂量脉谱图。...

【技术特征摘要】
1.一种尿素喷射剂量标定方法，其特征在于，所述尿素喷射剂量标定方法至少包括：
步骤一：ESC稳态循环标定；原机安装SCR系统后进行SCR尿素喷射剂量的ESC
稳态循环标定，得到SCR的ESC稳态循环尿素喷射剂量脉谱图；
步骤二：设置样条曲面标定点和辅助点；根据三次样条插值法在所述ESC稳态循环
尿素喷射剂量脉谱图中相邻扭矩及相邻转速的四个工况点的中心设置标定点；根据SCR
在标定工况外运行的需要，设定扩展工况范围的最低转速、最高转速以及最低扭矩百分比，
在扩展工况的最低转速、最高转速、第一发动机转速A、第二发动机转速B、第三发动机
转速C及所述标定点的转速的最低扭矩百分比点设置辅助点，并在扩展工况的所述最低
转速及所述最高转速的多个不同扭矩点设置辅助点，其中，第一发动机转速A＝nlo+25％
(nhi-nlo)、第二发动机转速B＝nlo+50％(nhi-nlo)、第三发动机转速C＝nlo+75％(nhi-nlo)，
nhi为70％最大净功率下的转速，nlo为50％最大净功率下的转速；
步骤三：获得标定点点阵列表；计算各所述标定点的尿素喷射剂量，并在各所述标
定点的尿素喷射剂量附近取点，得到多组尿素喷射剂量标定点点阵，并将十三工况点、各
辅助点及所述标定点点阵的数据信息输入数据表；
步骤四：建立尿素喷射剂量的样条曲面模型；将十三工况点、各辅助点及各标定点
点阵列表的数据输入样条曲面模块进行计算，获得基于样条曲面模型的ETC瞬态循环尿
素喷射剂量脉谱图；
步骤五：ETC瞬态循环标定验证；根据所述ETC瞬态循环尿素喷射剂量脉谱图，在
所述原机上分别进行ETC瞬态循环标定，并记录各组脉谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼狄明，严嵘，胡磬遥，胡志远，谭丕强，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31