一种scr前馈控制方法和装置制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种SCR前馈控制方法和装置，其中所述SCR前馈控制方法包括：获取实时的SCR上游温度、发动机NOx的排放量、废气质量流量和尿素喷射量；根据SCR上游温度、发动机NOx的排放量、废气质量流量和尿素喷射量计算平均储氨浓度实际值；以平均储氨浓度设定值与平均储氨浓度实际值的差值为参数，根据预设的尿素喷射调整算法生成用于调整所述尿素喷射量的调整值。通过本申请可以实时的根据发动机的当前工况来推算出所需的尿素喷射量，不必等待SCR催化转化器后端的剩余NH3变化后再调整尿素的喷射量；由于本申请中的尿素喷射量的调整对于剩余NH3变化不会滞后，从而使得瞬态控制效果更优，可以有效地避免NH3的泄露。
【专利说明】-种SCR前馈控制方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及尾气处理领域，特别是涉及一种SCR前馈控制方法和装置。
【背景技术】
[0002] 柴油机主要有害排放物中，包括一氧化氮和二氧化氮，一氧化氮和二氧化氮可以 统称为NOx。
[0003] 控制有害气体排放技术中，包括有SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性 催化还原技术）；其原理为，在含有NOx的尾气中喷入尿素，使尾气中的NOx与氨（NH3)反 应还原成N2 (氮）和水，进而达到控制尾气排放有害气体的目的。
[0004] 在SCR技术中，尿素喷射量的控制为关键技术，尿素的喷射量需要根据NOx的排放 量实时的调整；如果尿素喷射量过少，会不能有效的将NOx反应还原成N2 (氮）和水，是残 留的NOx过多；如果尿素喷射量过多，则会造成较多的剩余NH3,造成NH3泄露。
[0005] 现有技术中，尿素喷射量的控制一般是通过预设的输入输出映射表（MAP)来实 现，具体的，通过设于SCR催化转化器后端的排放气体传感器来获得排放气体中剩余NH3的 数据信息，并以这一数据信息为参数，通过特定的算法计算来生成尿素喷射量的控制量。
[0006] 发明人经过研究发现，现有技术中的技术方案，生成尿素喷射量的控制量需要以 排放气体传感器所反馈的剩余NH3的数据信息为参数，S卩，只有在当前的尿素喷射量的控 制量与排放气体中剩余NH3已经不适应了，才能进行后续的尿素喷射量的控制量调整，这 样，由于尿素喷射量的控制量调整后滞，所以瞬态控制效果较差，容易造成NH3泄露。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是有效地避免NH3的泄露，提供一种SCR前馈控制方 法，包括：
[0008] 获取实时的SCR上游温度、发动机NOx的排放量、废气质量流量和尿素喷射量；
[0009] 根据所述SCR上游温度、所述发动机NOx的排放量、所述废气质量流量和所述尿素 喷射量计算平均储氨浓度实际值；
[0010] 以平均储氨浓度设定值与所述平均储氨浓度实际值的差值为参数，根据预设的尿 素喷射调整算法生成用于调整所述尿素喷射量的调整值。
[0011] 优选的，在本发明实施例中，所述根据所述SCR上游温度、所述发动机NOx的排放 量、所述废气质量流量和所述尿素喷射量计算平均储氨浓度实际值，包括：
【权利要求】
1. 一种SCR前馈控制方法，其特征在于，包括： 获取实时的SCR上游温度、发动机NOx的排放量、废气质量流量和尿素喷射量； 根据所述SCR上游温度、所述发动机NOx的排放量、所述废气质量流量和所述尿素喷射 量计算平均储氨浓度实际值； 以平均储氨浓度设定值与所述平均储氨浓度实际值的差值为参数，根据预设的尿素喷 射调整算法生成用于调整所述尿素喷射量的调整值。
2. 根据权利要求1所述SCR前馈控制方法，其特征在于，所述根据所述SCR上游温度、 所述发动机NOx的排放量、所述废气质量流量和所述尿素喷射量计算平均储氨浓度实际 值，包括：
f* = - 71 -A^r4 - 这四个公式联合求解，获取平均储氨浓度实际值； 公式中，N。，N1,N2,N3为常量，N4(T)，N5(T)，N6(T)，N7(T)为随温度变化的量，Cs为活性 原子的浓度（mol/m3)，Cw0j为SCR中NOx的浓度（mol/m3)，CTwfs为SCR中ΝΗ3的浓度（mol/ m3)，T为SCR内部温度；SCR物理模型的四个输入包括：Tin为SCR上游温度（K)，mEe为废气 质量流量（kg/s)，11MJ1为发动机原始NOx浓度（mol/s)，《?/,为尿素喷射量水解对应的NH3 的浓度（mol/s) ;SCR物理模型的一个输出为表示平均储氨浓度。
3. 根据权利要求2所述SCR前馈控制方法，其特征在于，所述尿素喷射调整算法，包 括： 生成所述差值与所述平均储氨浓度设定值的比值； 以所述差值为参数经预设的积分算法模块生成的积分结果； 根据所述比值和所述积分结果生成尿素喷射调整量。
4. 一种SCR前馈控制装置，其特征在于，包括： 实时参数获取单元，用于获取实时的SCR上游温度、发动机NOx的排放量、废气质量流 量和尿素喷射量； 平均储氨浓度实际值获取单元，用根据所述SCR上游温度、所述发动机NOx的排放量、 所述废气质量流量和所述尿素喷射量计算平均储氨浓度实际值； 调整值获取单元，用于以平均储氨浓度设定值与所述平均储氨浓度实际值的差值为参 数，根据预设的尿素喷射调整算法生成用于调整所述尿素喷射量的调整值。
5. 根据权利要求4所述SCR前馈控制装置，其特征在于，所述平均储氨浓度实际值获取 单元，包括：
f= -：〇-Λ/5?Γ4 -7；4MJ这四个公式联合求解，获取平均储氨浓度实际值； 公式中，N。，N1,N2,N3为常量，N4(T)，N5(T)，N6(T)，N7(T)为随温度变化的量，Cs为活性 原子的浓度（mol/m3)，CmJ i为SCR中NOx的浓度（mol/m3)，为SCR中NH3的浓度（mol/ m3)，T为SCR内部温度；SCR物理模型的四个输入包括：Tin为SCR上游温度（K)，mEe为废气 质量流量（kg/s)，为发动机原始NOx浓度（mol/s),wWi为尿素喷射量水解对应的NH3 的浓度（mol/s) ;SCR物理模型的一个输出为：久Wi表示平均储氨浓度。
6.根据权利要求5所述SCR前馈控制装置，其特征在于，所述调整值获取单元，包括比 例调节和积分调节pi控制器： 所述Pi控制器用于： 生成所述差值与所述平均储氨浓度设定值的比值； 以所述差值为参数经预设的积分算法模块生成的积分结果； 根据所述比值和所述积分结果生成尿素喷射调整量。
【文档编号】F01N3/20GK104314650SQ201410366749
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】刘兴义, 秦涛, 闫立冰, 史家涛 申请人:潍柴动力股份有限公司