SCR催化剂老化计算方法与流程

本发明涉及一种老化计算方法，尤其是一种SCR催化剂老化计算方法，属于柴油机后处理系统的技术领域。

背景技术：

目前，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。随着发动机的运行，SCR催化剂会逐渐老化，进而降低SCR催化剂转化柴油机尾气中NOX的能力，老化越严重，这种影响就越大。如何准确的判断出当前SCR催化剂的老化状况，决定了SCR后处理系统能否准确控制尿素喷射量，防止SCR转化效率不足或氨泄漏过多的情况。

后处理控制系统计算时，一般认为SCR催化剂老化有两个直接因素影响，SCR平均温度和在该温度下的老化时间。当前，计算SCR催化剂老化系数的一般方法为，首先将各个SCR平均温度对催化剂老化影响程度，给出每个温度的权重，然后该权重值对发动机运行时间积分，得到一个积分值，该积分值查相应的老化系数map，即得到SCR催化剂的老化系数。该计算方案主要特点有：1)、将不同SCR平均温度，通过权重的比例，变为一个标准温度的概念，令其对时间积分，计算出SCR催化剂在该标准温度下的老化时间，从而得到一个老化系数；2)、该常见计算方案中均是采用查询map的方式进行计算。

上述计算方案的主要弊端有：1)、SCR催化剂老化过程为，SCR催化剂在标准SCR平均温度下，老化时间的累加过程，也即SCR催化剂老化程度，由其老化时间体现，无法利用老化系数与温度的关系公式直接计算老化系数；2)、无法采用公式计算的情况下，采用了map查询的计算方式，其计算精度偏低，想要高精度的控制SCR尿素喷射量，难度较大。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种SCR催化剂老化计算方法，其能有效确定SCR催化剂的老化系数，大幅减少减少确定SCR催化剂老化系数过程的标定工作量。

按照本发明提供的技术方案，所述SCR催化剂老化计算方法，获取SCR温度值，并根据SCR温度值得到SCR平均温度Tscr以及SCR平均温度持续时间tscr；根据催化剂参数，得到老化基准时间tc；

读取存储的有效温度Tm，并根据有效温度Tm、SCR平均温度Tscr、SCR平均温度持续时间tscr以及老化基准时间tc，确定得到当前有效老化温度Tn；

根据得到的当前有效老化温度Tn，确定老化系数δ，其中，老化系数δ为

其中，K1为第一化学速率潜质因子，K2为第二化学速率潜质因子，E化学反应活化能，α化学反应活化能修正因子，T_lim为催化剂的极限老化温度。

在得到老化系数δ后，将所述老化系数δ与老化系数最小值以及老化系数最大值比较，若老化系数δ大于老化系数最大值时，则将老化系数δ取老化系数最大值；若老化系数δ小于老化系数最小值时，则将老化系数δ置为新鲜态的万分之一。

所述SCR温度值包括SCR上游温度值以及SCR下游温度值，在获取SCR上游温度值以及SCR下游温度值后，且在温度信号有效时，计算确定SCR平均温度Tscr以及SCR平均温度持续时间tscr。

在确定老化基准时间tc时，根据催化剂的化学反应活化能以及催化剂的化学反应速率潜质因子查表得到基准时间初值，根据化学反应活化能修正因子查修正曲线得到时间修正系数，所述时间修正系数与基准时间初值相乘，以得到催化剂在当前有效老化时间Tn下的老化基准时间tc。

所述有效温度Tm存储在EEPROM存储器中，当得到当前有效老化温度Tn后，将EEPROM存储器中的有效温度Tm更换为当前有效老化温度Tn；当接收到老化系数重置信号时，则将EEPROM存储器中的有效温度更换为初始有效温度Tnc。

根据有效温度Tm、SCR平均温度Tscr、SCR平均温度持续时间tscr以及老化基准时间tc，确定得到当前有效老化温度Tn的具体过程为：

根据有效温度Tm以及老化基准时间tc，确定催化剂对应的新鲜态催化剂在SCR平均温度Tscr下的老化时间t1，具体为：

t1＝tc·e^{((Tm-Tscr)/β)}

根据老化时间t1、SCR平均温度持续时间tscr以及老化基准时间tc，得到当前有效老化温度Tn为

Tn＝-β(lntc-ln(tscr+t1))+Tscr

其中，β为老化修正系数。

本发明的优点：通过SCR温度得到SCR平均温度Tscr以及SCR平均温度持续时间tscr，根据催化剂参数，得到老化基准时间tc，从而能得到当前有效老化温度Tn，从而能精确得到老化系数δ，综合考虑了催化剂本身特性，老化温度，老化时间，催化剂更换等因素影响大幅减少确定SCR催化剂老化系数过程的标定工作量。

附图说明

图1为本发明的逻辑图。

图2为本发明确定当前有效老化温度Tn的流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能有效确定SCR催化剂的老化系数，大幅减少减少确定SCR催化剂老化系数过程的标定工作量，本发明获取SCR温度值，并根据SCR温度值得到SCR平均温度Tscr以及SCR平均温度持续时间tscr；根据催化剂参数，得到老化基准时间tc；

读取存储的有效温度Tm，并根据有效温度Tm、SCR平均温度Tscr、SCR平均温度持续时间tscr以及老化基准时间tc，确定得到当前有效老化温度Tn；

根据得到的当前有效老化温度Tn，确定老化系数δ，其中，老化系数δ为

其中，K1为第一化学速率潜质因子，K2为第二化学速率潜质因子，E化学反应活化能，α化学反应活化能修正因子，T_lim为催化剂的极限老化温度。

具体地，在获取SCR温度后，利用SCR平均温度模块确定得到SCR平均温度Tscr以及SCR平均温度持续时间tscr；参考时间模块根据催化剂参数，得到老化基准时间tc；有效温度计算模块根据并根据有效温度Tm、SCR平均温度Tscr、SCR平均温度持续时间tscr以及老化基准时间tc，确定得到当前有效老化温度Tn；老化系数计算模块根据得到的当前有效老化温度Tn，确定老化系数δ，如图1所示。

具体实施时，在得到老化系数δ后，利用系数取限模块对老化系数δ的取值进行修正，具体地，系数曲线模块将所述老化系数δ与老化系数最小值以及老化系数最大值比较，若老化系数δ大于老化系数最大值时，则将老化系数δ取老化系数最大值；若老化系数δ小于老化系数最小值时，则将老化系数δ置为新鲜态的万分之一。一般地，老化系数最大值为1，老化系数最小值为0，当老化系数δ小于老化系数最小值时，一般将老化系数δ取为0.0001，即为新鲜态的万分之一，即催化剂处于完全失效状态。

进一步地，所述SCR温度值包括SCR上游温度值以及SCR下游温度值，在获取SCR上游温度值以及SCR下游温度值后，且在温度信号有效时，计算确定SCR平均温度Tscr以及SCR平均温度持续时间tscr。

本发明实施例中，温度信号有效，具体是指根据SCR上游温度值以及SCR下游温度值计算SCR平均温度Tscr时，SCR上游温度传感器、SCR下游温度传感器的电气故障或信号合理性故障都不存在时，认为该温度信号有效。在计算SCR平均温度Tscr时，SCR上游温度值、SCR下游温度值均有对应的权重值，将相应的权重值与温度值相乘，得到SCR平均温度Tscr。如权重值均为0.5时，则SCR平均温度Tscr为SCR上游温度值以及SCR下游温度值之和的一半。

在确定老化基准时间tc时，根据催化剂的化学反应活化能E以及催化剂的化学反应速率潜质因子(K1、K2)查表得到基准时间初值，根据化学反应活化能修正因子α查修正曲线得到时间修正系数，所述时间修正系数与基准时间初值相乘，以得到催化剂在当前有效老化时间Tn下的老化基准时间tc。具体实施时，得到老化基准时间tc的具体过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

进一步地，所述有效温度Tm存储在EEPROM存储器中，当得到当前有效老化温度Tn后，将EEPROM存储器中的有效温度Tm更换为当前有效老化温度Tn；当接收到老化系数重置信号时，则将EEPROM存储器中的有效温度Tm更换为初始有效温度Tnc。当接收到老化系数重置信号时，表明更换了SCR催化剂或被用户手动重置，通过初始有效温度Tnc能确保SCR催化剂老化系数计算的精度。

如图2所示，根据有效温度Tm、SCR平均温度Tscr、SCR平均温度持续时间tscr以及老化基准时间tc，确定得到当前有效老化温度Tn的具体过程为：

根据有效温度Tm以及老化基准时间tc，确定催化剂对应的新鲜态催化剂在SCR平均温度Tscr下的老化时间t1，具体为：

t1＝tc·e^{((Tm-Tscr)/β)}

根据老化时间t1、SCR平均温度持续时间tscr以及老化基准时间tc，得到当前有效老化温度Tn为

Tn＝-β(lntc-ln(tscr+t1))+Tscr

其中，β为老化修正系数。

本发明通过SCR温度得到SCR平均温度Tscr以及SCR平均温度持续时间tscr，根据催化剂参数，得到老化基准时间tc，从而能得到当前有效老化温度Tn，从而能精确得到老化系数δ，综合考虑了催化剂本身特性，老化温度，老化时间，催化剂更换等因素影响大幅减少确定SCR催化剂老化系数过程的标定工作量。