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闭环控制器的稳定性控制方法及装置

文献发布时间:2023-06-19 16:09:34



技术领域

本申请涉及车辆尾气处理技术领域,尤其涉及一种闭环控制器的稳定性控制方法及装置。

背景技术

现有技术中,在后处理系统包括的SCR(selectively catalytic reduction,选择性催化转化装置)的控制过程中,SCR的催化剂受热老化、不可逆化学等影响,催化剂的实际转化效率会不断降低,而SCR中的SCR模型仍以预先标定的NOx作为SCR模型的下游NOx进行输出,导致SCR中的闭环控制器不稳定,从而导致尿素喷射大量过喷,且产生较大的氨泄漏。

发明内容

本申请提供了一种闭环控制器的稳定性控制方法及装置,目的在于解决现有技术中存在的SCR中的闭环控制器不稳定、尿素喷射大量过喷和产生较大的氨泄漏的问题。

为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:

一种闭环控制器的稳定性控制方法,包括:

获取后处理系统中的温度传感器检测到的温度值;

基于所述温度值,计算所述后处理系统中的选择性催化转化装置的SCR的催化剂的老化因子;

对所述后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测;

基于所述氨泄漏检测的结果和所述尿素喷射检测的结果,计算氨泄漏因子;

基于所述老化因子和所述氨泄漏因子,计算目标氨泄漏风险因子;

获取氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量;

基于所述氨泄漏风险因子、所述氨前馈控制量、所述实际氨喷射量和所述氨效率喷射量,估算所述SCR下游的目标氨泄漏值;

基于所述氨泄漏因子和所述SCR下游的目标氨泄漏值,计算目标NOx修正值,并基于所述NOx修正值对所述SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。

上述的方法,可选的,所述基于所述温度值,计算所述后处理系统中的选择性催化转化装置的SCR的催化剂的老化因子,包括:

确定所述温度值对应的温度系数;

利用积分控制器对所述温度系数进行积分处理,得到所述后处理系统中的选择性催化转化装置SCR的催化剂的热老化系数;

基于所述热老化系数,通过泄露因子曲线,得到所述SCR的催化剂的老化因子。

上述的方法,可选的,所述对所述后处理系统进行氨泄漏检测,包括:

在确定发动机发生倒拖的情况下,若所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值大于预设阈值,则生成表征所述后处理系统存在氨泄漏的检测结果;

在确定发动机正常运行的情况下,基于所述SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算NOx差值,若所述NOx差值大于预设差值,则生成表征所述后处理系统存在氨泄漏的检测结果;

对所述后处理系统进行尿素喷射检测,包括:

控制所述后处理系统中的尿素喷嘴停喷,并实时检测所述SCR的氨储值;

在所述SCR的氨储值小于预设氨储值的情况下,基于预设的氮氨比,控制所述尿素喷嘴喷射尿素,并在经过预设时长后,基于所述SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算实际转化效率;

若所述实际转化效率大于预设转化效率值,则生成表征所述后处理系统存在尿素过喷的结果;

若所述实际转化效率小于所述预设转化效率值,则生成表征所述后处理系统存在尿素欠喷的结果。

上述的方法,可选的,所述基于所述氨泄漏检测的结果和所述尿素喷射检测的结果,计算氨泄漏因子,包括:

判断所述氨泄漏检测的结果是否表征所述后处理系统存在氨泄漏,或,所述尿素喷射检测的结果是否表征所述后处理系统存在尿素过喷;

若所述氨泄漏检测的结果表征所述后处理系统存在氨泄漏,或,所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统存在尿素过喷,则对预设的计数累加器进行计数增加处理;

判断所述计数器当前的计数结果是否小于预设计数阈值;

若所述计数累加器当前的计数结果不小于预设计数阈值,则将所述计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子;

若所述计数累加器当前的计数结果小于预设计数阈值,则返回执行所述对所述后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测的步骤;

若所述氨泄漏检测的结果表征所述后处理系统不存在氨泄漏,且,所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统不存在尿素过喷,则判断所述尿素喷射检测的结果是否表征所述后处理系统存在尿素欠喷;

若所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统不存在尿素欠喷,则返回执行所述对所述后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测的步骤;

若所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统存在尿素欠喷,则对所述计数累加器进行复位处理,并将所述计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子。

上述的方法,可选的,所述基于所述老化因子和所述氨泄漏因子,计算目标氨泄漏风险因子,包括:

对所述老化因子和所述氨泄漏因子进行求和计算,得到初始氨泄漏风险因子;

若所述初始氨泄漏风险因子大于预设第一限制值,则将所述预设第一限制值作为目标氨泄漏风险因子;

若所述初始氨泄漏风险因子小于预设第二限制值,则将所述预设第二限制值作为目标氨泄漏风险因子;所述预设第一限制值大于所述预设第二限制值;

若所述初始氨泄漏风险因子不小于预设第二限制值,且不大于预设第一限制值,则将所述初始氨泄漏风险因子确定为目标氨泄漏风险因子。

上述的方法,可选的,所述基于所述氨泄漏风险因子、所述氨前馈控制量、所述实际氨喷射量和所述氨效率喷射量,估算所述SCR下游的目标氨泄漏值,包括:

在所述实际氨喷射量大于所述氨效率喷射量的情况下,对所述实际氨喷射量和所述氨效率喷射量进行计算,得到初始过喷氨系数;

确定与所述氨泄漏风险因子对应的修正因子;

对所述修正因子和所述初始过喷氨系数进行计算,得到目标过喷氨系数;

基于所述目标过喷氨系数和所述氨前馈控制量,通过氧化修正处理,得到所述SCR下游的初始氨泄漏值;

对所述初始氨泄漏值进行低通滤波处理和延迟滤波处理,得到所述SCR下游的目标氨泄漏值。

上述的方法,可选的,所述基于所述氨泄漏因子和所述SCR下游的目标氨泄漏值,计算目标NOx修正值,包括:

确定与所述SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值;

对与所述SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值和与所述氨泄漏风险因子对应的修正因子进行计算,得到初始NOx修正值;

若所述初始NOx修正值大于预设第三限制值,则将所述预设第三限制值确定为目标NOx修正值;

若所述初始NOx修正值不大于预设第三限制值,则将所述初始NOx修正值确定为目标NOx修正值。

一种闭环控制器的稳定性控制装置,包括:

第一获取单元,用于获取后处理系统中的温度传感器检测到的温度值;

第一计算单元,用于基于所述温度值,计算所述后处理系统中的选择性催化转化装置的SCR的催化剂的老化因子;

检测单元,用于对所述后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测;

第二计算单元,用于基于所述氨泄漏检测的结果和所述尿素喷射检测的结果,计算氨泄漏因子;

第三计算单元,用于基于所述老化因子和所述氨泄漏因子,计算目标氨泄漏风险因子;

第二获取单元,用于获取氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量;

估算单元,用于基于所述氨泄漏风险因子、所述氨前馈控制量、所述实际氨喷射量和所述氨效率喷射量,估算所述SCR下游的目标氨泄漏值;

修正单元,用于基于所述氨泄漏因子和所述SCR下游的目标氨泄漏值,计算目标NOx修正值,并基于所述NOx修正值对所述SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。

上述的装置,可选的,所述第一计算单元具体用于:

确定所述温度值对应的温度系数;

利用积分控制器对所述温度系数进行积分处理,得到所述后处理系统中的选择性催化转化装置SCR的催化剂的热老化系数;

基于所述热老化系数,通过泄露因子曲线,得到所述SCR的催化剂的老化因子。

上述的装置,可选的,所述检测单元在对所述后处理系统进行氨泄漏检测时,具体用于:

在确定发动机发生倒拖的情况下,若所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值大于预设阈值,则生成表征所述后处理系统存在氨泄漏的检测结果;

在确定发动机正常运行的情况下,基于所述SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算NOx差值,若所述NOx差值大于预设差值,则生成表征所述后处理系统存在氨泄漏的检测结果;

所述检测单元在对所述后处理系统进行尿素喷射检测时,具体用于:

控制所述后处理系统中的尿素喷嘴停喷,并实时检测所述SCR的氨储值;

在所述SCR的氨储值小于预设氨储值的情况下,基于预设的氮氨比,控制所述尿素喷嘴喷射尿素,并在经过预设时长后,基于所述SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算实际转化效率;

若所述实际转化效率大于预设转化效率值,则生成表征所述后处理系统存在尿素过喷的结果;

若所述实际转化效率小于所述预设转化效率值,则生成表征所述后处理系统存在尿素欠喷的结果。

一种存储介质,所述存储介质存储有指令集,其中,所述指令集被处理器执行时实现如上述的环控制器的稳定性控制方法。

一种电子设备,其特征在于,包括:

存储器,用于存储至少一组指令集;

处理器,用于执行所述存储器中存储的指令集,通过执行所述指令集实现如上述的环控制器的稳定性控制方法。

与现有技术相比,本申请包括以下优点:

本申请提供了一种闭环控制器的稳定性控制方法及装置,该方法根据SCR的催化剂的老化因子、氨泄漏检测和尿素喷射检测,计算氨泄漏风险因子,并基于氨泄漏风险因子、氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量,估算SCR下游的目标氨泄漏值,从而基于SCR下游的目标氨泄漏值和氨泄漏因子,计算目标NOx修正值,并基于NOx修正值对SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。实现了对SCR模型的下游NOx值进行修正,从而提高闭环控制器的稳定性,进而减少尿素的过喷和氨泄漏。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种后处理系统的系统结构示意图;

图2为本申请提供的一种SCR的控制过程方法的方法流程图;

图3为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的方法流程图;

图4为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的又一方法流程图;

图5为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的又一方法流程图;

图6为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的又一方法流程图;

图7为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的又一方法流程图;

图8为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的示例图;

图9为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的又一示例图;

图10为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法的又一示例图;

图11为本申请提供的一种闭环控制器的稳定性控制装置的结构示意图;

图12为本申请提供的一种电子设备的结构示意图。

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。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括,即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”;术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意,本申请公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的系统、模块或单元进行区分,并非用于限定这些系统、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意,本申请公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。

本申请实施例提供的闭环控制的稳定性控制方法中,后处理系统的结构示意图如图1所示,包括:

氧化催化转换器DOC、颗粒物捕获器DPF、选择性催化还原转换装置SCR、氨气捕获器ASC、第一温度传感器T4、第二温度传感器T5、第三温度传感器T7、第一NOx传感器NOx1、第二NOx传感器NOx2、HC喷嘴和尿素喷嘴DM。

其中,DOC(diesel oxide catalyst,氧化催化转化器)在DPF前,用于转化尾气中的NO氧化为NO2,同时提升尾气温度,辅助DPF和SCR的正常工作。

DPF(diesel particulate filter,颗粒物捕集器),用于捕集尾气中的颗粒物,当捕集的颗粒物质量达到一定程度时,需进行被动再生或主动再生,从而恢复DPF对颗粒物的捕集能力。

SCR(selectively catalytic reduction,选择性催化转化装置),用于降低尾气排放中的氮氧化物。

参阅图2,本申请实施例提供的闭环控制的稳定性控制方法中,SCR的控制过程,具体包括以下步骤:

SCR预控制根据SCR的上游NOx排放、当前温度、SCR模型的模型氨储及设定效率等计算前馈氨喷射量NH3_Pre。氨储修正根据设定氨储与模型氨储计算氨喷射修正量NH3_Cor。SCR模型根据上游NOx、温度等计算SCR模型的模型氨储及下游NOx。闭环控制器根据SCR的下游NOx与实际传感器NOx进行闭环PI控制得到喷射修正因子Fac_CL。自适应控制基于固定时间或SCR效率低触发,通过停喷、固定喷射和效率检测三个过程得到过喷还是欠喷状态及修正因子Fac_Adap。

参阅图3,本申请实施例提供了一种闭环控制器的稳定性控制方法,具体包括以下步骤:

S301、获取后处理系统中的温度传感器检测到的温度值。

本实施例中,后处理系统中包括多个温度传感器,每个温度传感器用于检测温度值。

本实施中,获取后处理系统中的温度传感器检测到的温度值,具体的,获取后处理系统中的SCR的上游温度传感器检测到的温度值和下游传感器检测到的温度值,其中,SCR的上游温度传感器为图1中的第三温度传感器T6,SCR的下游温度传感器为图1中的第四温度传感器T7。

S302、基于温度值,计算后处理系统中的选择性催化转化装置的SCR的催化剂的老化因子。

本实施例中,基于温度值,计算后处理系统中的选择性催化转化装置的SCR的催化剂的老化因子。

参阅图4,基于温度值,计算后处理系统中的选择性催化转化装置的SCR的催化剂的老化因子的过程,具体包括以下步骤:

S401、确定温度值对应的温度系数。

本实施例中,确定温度值对应的温度系数,具体的,计算SCR的上游温度传感器检测的温度值和下游传感器检测的温度值的平均温度值,通过预设的温度系数表,查找该平均温度值对应的温度系数。

需要说明的是,温度系数表是关于温度值和温度系数的对应关系表,通过温度值,能够确定出于该温度值对应的温度系数。

S402、利用积分控制器对温度系数进行积分处理,得到后处理系统中的选择性催化转化装置SCR的催化剂的热老化系数。

本实施例中,将温度系数输入至积分控制器中,积分控制器对温度系数进行积分处理,从而得到后处理系统中的选择性催化还原装置SCR的催化剂的热老化系数。

S403、基于热老化系数,通过泄露因子曲线,得到SCR的催化剂的老化因子。

本实施例中,通过泄漏因子曲线,查找与热老化系数对应的SCR的催化剂的老化因子。

S303、对后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测。

本实施中,对后处理系统进行氨泄漏检测,得到后处理系统是否存在氨泄漏的结果,对后处理系统进行尿素喷射检测,得到后处理系统是否存在尿素过喷、尿素欠喷或尿素喷射正常的结果。

本实施例中,对后处理系统进行氨泄漏检测的过程,具体包括以下步骤:

在确定发动机发生倒拖的情况下,若SCR的下游NOx传感器检测到的NOx值大于预设阈值,则生成表征后处理系统存在氨泄漏的检测结果;

在确定发动机正常运行的情况下,基于SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算NOx差值,若NOx差值大于预设差值,则生成表征后处理系统存在氨泄漏的检测结果。

本实施例中,判断发动机是否发生倒拖,若发动机发生倒拖,获取SCR的下游NOx传感器检测到的NOx值,也就是获取第二NOx传感器NOx2检测到的NOx值,若NOx值大于预设阈值,则生成表征后处理系统存在氨泄漏的检测结果,若NOx值不大于预设阈值,则生成表征后处理系统不存在氨泄漏的检测结果;优选的,预设阈值为0值。

需要说明的是,因为发动机发生倒拖时发动机排放NOx为0,而SCR的下游NOx传感器检测到的NOx值大于预设阈值,也就是在发动机发生倒拖时,SCR的下游NOx传感器检测到的NOx值不为0值,则说明存在氨泄漏。

本实施中,若发动机未发生倒拖,也就是发动机正常运行,基于SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算NOx差值,也就是计算第一NOx传感器NOx1检测到NOx值和第二NOx传感器NOx2检测到NOx值的差值,得到NOx差值,若NOx差值大于预设差值,则生成表征后处理系统存在氨泄漏的检测结果,若NOx差值不大于预设差值,则生成表征后处理系统不存在氨泄漏的检测结果。

本实施例中,对后处理系统进行尿素喷射检测的过程,具体包括以下步骤:

控制后处理系统中的尿素喷嘴停喷,并实时检测SCR的氨储值;

在SCR的氨储值小于预设氨储值的情况下,基于预设的氮氨比,控制尿素喷嘴喷射尿素,并在经过预设时长后,基于SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算实际转化效率;

若实际转化效率大于预设转化效率值,则生成表征后处理系统存在尿素过喷的结果;

若实际转化效率小于预设转化效率值,则生成表征后处理系统存在尿素欠喷的结果。

本实施例中,控制后处理系统的尿素喷嘴停喷,并实时检测SCR的氨储值,也就是检测SCR包括的SCR模型的模型氨储值,判断SCR的氨储值是否小于预设氨储值,在SCR的氨储值小于预设氨储值的情况下,基于预设的氮氨比,控制尿素喷嘴喷射尿素,并在经过预设时长后,基于SCR的上游NOx传感器检测到的NOx值和SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算实际转化效率,也就是基于NOx1检测的NOx值和NOx2检测的NOx值,计算实际转化效率,判断实际转化效率是否小于预设转化效率值,若实际转化效率大于预设转化效率值,则生成表征后处理系统存在尿素过喷的结果,若实际转化效率小于预设转化效率值,则生成表征后处理系统存在尿素欠喷的结果,若实际转化效率等于预设转化效率值,则生成表征后处理系统既不存在尿素过喷也不存在尿素欠喷的结果。

本实施例中,优选的,预设的氮氨比可以为0.7。

本实施例中,优选的,预设转化效率值可以是0.7。

S304、基于氨泄漏检测的结果和尿素喷射检测的结果,计算氨泄漏因子。

本实施例中,基于氨泄漏检测的结果和尿素喷射的结果,计算氨泄漏因子,具体的,包括以下步骤:

判断氨泄漏检测的结果是否表征后处理系统存在氨泄漏,或,尿素喷射检测的结果是否表征后处理系统存在尿素过喷;

若氨泄漏检测的结果表征后处理系统存在氨泄漏,或,尿素喷射检测的结果表征后处理系统存在尿素过喷,则对预设的计数累加器进行计数增加处理;

判断计数器当前的计数结果是否小于预设计数阈值;

若计数累加器当前的计数结果不小于预设计数阈值,则将计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子;

若计数累加器当前的计数结果小于预设计数阈值,则返回执行对后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测的步骤;

若氨泄漏检测的结果表征后处理系统不存在氨泄漏,且,尿素喷射检测的结果表征后处理系统不存在尿素过喷,则判断尿素喷射检测的结果是否表征后处理系统存在尿素欠喷;

若尿素喷射检测的结果表征后处理系统不存在尿素欠喷,则返回执行对后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测的步骤;

若尿素喷射检测的结果表征后处理系统存在尿素欠喷,则对计数累加器进行复位处理,并将计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子。

本实施例中,若氨泄漏检测的结果表征后处理系统存在氨泄漏,或,尿素喷射检测的结果表征后处理系统存在尿素过喷,则对预设的计数累加器进行计数增加处理,优选的,可以是对预设的计数累加器进行计数加一处理。

本实施例中,若计数累加器当前的计数结果大于设计数阈值,则输出氨泄漏因子,也就是将计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子,若计数累加当前的计数结果不大于预设阈值,则返回执行步骤S303,直至输出氨泄漏因子或无氨泄漏因子。

本实施例中,在氨泄漏检测的结果表征后处理系统不存在氨泄漏,且,尿素喷射检测的结果表征后处理系统不存在尿素过喷的情况下,若尿素喷射检测的结果表征后处理系统存在尿素欠喷,则对计数累加器进行复位处理,并输出无氨泄漏因子,也就是将计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子,也就是说,氨泄漏因子的值为0时,认为该氨泄漏因子为无氨泄漏因子,若尿素喷射检测的结果表征后处理系统不存在尿素欠喷,则返回执行步骤S303,直至输出氨泄漏因子或无氨泄漏因子。

S305、基于老化因子和氨泄漏因子,计算目标氨泄漏风险因子。

本实施例中,基于老化因子和氨泄漏因子,计算目标氨泄漏风险因子。

需要说明的是,目标氨泄漏风险因子在0到1之间,0代表无氨泄漏风险,1代表最大的氨泄漏风险。

具体的,参阅图5,包括以下步骤:

S501、对老化因子和氨泄漏因子进行求和计算,得到初始氨泄漏风险因子。

本实施例中,累加老化因子和氨泄漏因子,得到初始氨泄漏风险因子。

S502、判断初始氨泄漏因子是否大于预设第一限制值,若是,执行S503,若否,执行S504。

本实施例中,预设限制区间,预设第一限制值为预设限制区间的最大值。

判断初始氨泄漏因子是否大于预设第一限制值,也就是判断初始氨泄漏因子是否大于预设限制区间的最大值。

S503、将预设第一限制值作为目标氨泄漏风险因子。

本实施例中,若初始氨泄漏因子大于预设第一限制值,在将预设第一限制值作为目标氨泄漏风险因子。

S504、判断初始氨泄漏因子是否小于预设第二限制值,若是,执行S505,若否,执行S506。

本实施例中,预设第二限制值为预设限制区间的最小值,即预设第一限制值大于预设第二限制。

本实施例中,若初始氨泄漏因子不大于预设第一限制值,进一步判断初始氨泄漏因子是否小于预设第二限制值。

S505、将预设第二限制值作为目标氨泄漏风险因子。

本实施例中,若初始泄漏因子小于预设第二限制值,则将预设第二限制值作为目标氨泄漏风险因子。

S506、将初始氨泄漏风险因子确定为目标氨泄漏风险因子。

本实施例中,初始泄漏因子既不大于预设第一限制值,又不小于第二限制值,也就是初始泄漏因子在预设限制区间内,则直接将初始氨泄漏风险因子确定为目标氨泄漏风险因子。

本申请实施例提供的方法中,基于预设第一限制和预设第二限制值对初始氨泄漏风险因子进行限制,以使得到的目标氨泄漏风险因子在预设第一限制和预设第二限制值组成的限制区间内。

S306、获取氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量。

本实施例中,获取氨前馈控制量,也就是获取前馈氨喷射量NH3_Pre,具体的,获取SCR预控制输出的前馈氨喷射量NH3_Pre,其中,SCR预控制根据SCR的上游NOx排放、当前温度、模型氨储及设定效率等计算前馈喷射量NH3_Pre。

本实施例中,获取实际氨喷射量。

本实施例中,获取氨效率喷射量,具体的,获取修正因子Fac_Adap,基于修正因子Fac_Adap和前馈氨喷射量NH3_Pre,确定氨效率喷射量。

S307、基于氨泄漏风险因子、氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量,估算SCR下游的目标氨泄漏值。

本实施例中,基于氨泄漏风险因子、氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量,估算SCR下游的目标氨泄漏值,具体的,参阅图6,包括以下步骤:

S601、在实际氨喷射量大于氨效率喷射量的情况下,对实际氨喷射量和氨效率喷射量进行计算,得到初始过喷氨系数。

本实施例中,判断实际氨喷射量是否大于氨效率喷射量,若实际氨喷射量大于氨效率喷射量,则对实际氨喷射量和氨效率喷射量进行计算,得到初始过喷氨系数,具体的,计算时间氨喷射量和氨效率喷射量的比值,得到初始过喷氨系数。

S602、确定与氨泄漏风险因子对应的修正因子。

本实施例中,基于氨泄漏因子,查找预设的修正因子表中与氨泄漏因子对应的修正因子。

S603、对修正因子和初始过喷氨系数进行计算,得到目标过喷氨系数。

本实施例中,对修正因子和初始过喷氨系数进行计算,得到目标氨系数,具体的,计算初始过喷氨系数与修正因子之间的差值,将该差值作为目标氨系数。

S604、基于目标过喷氨系数和氨前馈控制量,通过氧化修正处理,得到SCR下游的初始氨泄漏值。

本实施例中,基于目标过喷氨系数和氨前馈控制量,通过氧化修正处理,得到SCR下游的初始氨泄漏值,具体的,包括以下步骤:

计算目标过喷氨系数和氨前馈控制量的乘积,得到乘积结果,对乘积结果进行氧化修正处理,得到SCR下游的初始氨泄漏值;

或,

对目标过喷氨系数进行氧化修正处理,得到氧化修正结果,计算氧化修正结果与氨前馈控制量的乘积,得到SCR下游的初始氨泄漏值。

S605、对初始氨泄漏值进行低通滤波处理和延迟滤波处理,得到SCR下游的目标氨泄漏值。

本实施例中,对初始氨泄漏值进行低通滤波处理和延迟滤波处理,得到SCR下游的目标氨泄漏值。

S308、基于氨泄漏因子和SCR下游的目标氨泄漏值,计算目标NOx修正值,并基于NOx修正值对SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。

本实施例中,基于氨泄漏因子和SCR下游的目标氨泄漏值,计算目标NOx修正值,具体的,参阅图7,包括以下步骤:

S701、确定与SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值。

本实施例中,将SCR下游的氨泄漏值输入至预设的NOx传感器模型,得到与SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值。

S702、对与SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值和与氨泄漏风险因子对应的修正因子进行计算,得到初始NOx修正值。

本实施例中,基于氨泄漏因子,查找预设的修正因子表中与氨泄漏因子对应的修正因子。对与SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值和与氨泄漏风险因子对应的修正因子进行计算,得到初始NOx修正值,具体的,计算与SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值和与氨泄漏风险因子对应的修正因子的乘积,得到初始NOx修正值。

S703、判断初始NOx修正值是否大于预设第三限制值,若是,执行S704,若否,执行S705。

本实施例中,预设第三限制值,第三限制值基于工况MAP确定,工况MAP是关于废气流量和温度的MAP,基于后处理系统的废气流量和温度,可以确定出对应的值,将该值作为第三限制值。

本实施例中,判断初始NOx修正值是否大于预设第三限制值。

S704、将预设第三限制值确定为目标NOx修正值。

本实施例中,若初始NOx修正值大于预设第三限制,则将预设第三限制值确定为目标NOx修正值。

S705、将初始NOx修正值确定为目标NOx修正值。

本实施例中,若初始NOx修正值不大于预设第三限制值,则将初始NOx修正值确定为目标NOx修正值。

本申请实施例提供的方法,通过预设第三限制值对初始NOx进行修正,以实现将目标NOx修正值控制在不大于预设第三限制值的范围内。

本实施例中,在确定出目标NOx修正值后,基于NOx修正值对SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。也就是控制SCR模型输出的下游NOx值为目标NOx修正值。

本申请实施例提供的闭环控制器的稳定性控制方法中,根据SCR的催化剂的老化因子、氨泄漏检测和尿素喷射检测,计算氨泄漏风险因子,并基于氨泄漏风险因子、氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量,估算SCR下游的目标氨泄漏值,从而基于SCR下游的目标氨泄漏值和氨泄漏因子,计算目标NOx修正值,并基于NOx修正值对SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。实现了对SCR模型的下游NOx值进行修正,从而提高闭环控制器的稳定性,进而减少尿素的过喷和氨泄漏。

对上述本申请实施例提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法进行举例说明如下:

计算氨泄露风险因子,计算SCR下游的氨泄露量(即SCR下游的目标氨泄漏值)及计算NOx模型修正量(即目标NOx修正值),并基于NOx模型修正量,对SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。

其中,计算氨泄露风险因子的过程,包括:

步骤一、参阅图8中的a图,老化因子计算过程为:根据SCR温度确定SCR温度系数,即将每个SCR温度下老化到最终老化状态(预定义的热老化时间,例如600℃下200h)的时间倒数放入SCR温度系数中,这样实时查取老化的时间。通过I积分控制器,可以累积热老化影响,再通过泄露因子曲线获取最终的需要累加的老化因子。这个因子在后处理再生成功后被更新到后续的NH3泄露风险因子计算。

步骤二、参阅图8中的b图,氨泄漏因子计算过程为:通过氨泄漏检测及过喷检测状态,累加计算氨泄漏的次数,当次数超过预设限值后,触发输出氨泄漏因子。氨泄漏检测方法主要包含:倒拖检测及上下游NOx传感器值比较检测。当发动机发生倒拖时发动机排放NOx为0,当下游检测出NOx值则认为为NH3泄露;在发动机运行中,如果下游Nox传感器值比上游NOx传感器值大于限值,则认为出现氨泄漏。过喷检测:通过停喷先降低SCR氨储,然后固定低氨氮比(如0.7)喷射,持续一段时间后开始进行效率检测,根据下游NOx与上游NOx计算实际转化效率,该效率超过0.7则认为喷射过量。欠喷检测:通过停喷先降低SCR氨储,然后固定低氨氮比(如0.7)喷射,持续一段时间后开始进行效率检测,根据下游NOx与上游NOx计算实际转化效率,该效率低于0.7则认为喷射不足。当出现喷射不足状态,一方面对次数累加器进行复位,另一方面直接输出无氨泄漏因子。

步骤三,参阅图8中的c图,通过对老化因子、氨泄漏因子和无氨泄漏因子进行累加,并通过上下限值(例如最小为0,最大为1)得到NH3泄露风险因子(即氨泄漏风险因子)。

参阅图9,计算SCR下游的氨泄露量的过程,包括:

前馈控制量NH3_Pre与Fac_Adap的乘积认为是实现目标SCR转化效率所必须的NH3喷射量,为NH3效率喷射量。当实际喷射量大于NH3效率喷射量则认为超出的部分为最大的NH3泄漏量。根据实际NH3喷射量(基于时间段的滑动滤波处理)与NH3效率喷射量(基于时间段的滑动滤波处理)比值确定过喷的氨系数,正常值在1附近。同时考虑NH3泄露风险因子对氨系数的影响,减后得到过喷量的系数,为FAC1。该系数经过基于温度的氧化修正,再乘以NH3_Pre,得到原始的NH3泄露量。原始的NH3泄露量经过低通滤波和延迟滤波后,得到最终估算的NH3泄露量。

参阅图10,计算NOx模型修正量的过程,包括:

计算的NH3泄露量通过NOx传感器模型转化为NOx值,然后经过基于NH3泄露风险因子的乘积修正,再被基于工况(流量和温度)的MAP限制,得到NOx修正量,该修正量加到下游NOx模型值,得到修正后的下游NOx模型值。

需要说明的是,虽然采用特定次序描绘了各操作,但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下,多任务和并行处理可能是有利的。

应当理解,本申请公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行,和/或并行执行。此外,方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请公开的范围在此方面不受限制。

与图1所述的方法相对应,本申请实施例还提供了一种闭环控制器的稳定性控制装置,用于对图1中方法的具体实现,其结构示意图如图11所示,具体包括:

第一获取单元1101,用于获取后处理系统中的温度传感器检测到的温度值;

第一计算单元1102,用于基于所述温度值,计算所述后处理系统中的选择性催化转化装置的SCR的催化剂的老化因子;

检测单元1103,用于对所述后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测;

第二计算单元1104,用于基于所述氨泄漏检测的结果和所述尿素喷射检测的结果,计算氨泄漏因子;

第三计算单元1105,用于基于所述老化因子和所述氨泄漏因子,计算目标氨泄漏风险因子;

第二获取单元1106,用于获取氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量;

估算单元1107,用于基于所述氨泄漏风险因子、所述氨前馈控制量、所述实际氨喷射量和所述氨效率喷射量,估算所述SCR下游的目标氨泄漏值;

修正单元1108,用于基于所述氨泄漏因子和所述SCR下游的目标氨泄漏值,计算目标NOx修正值,并基于所述NOx修正值对所述SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。

本申请实施例提供的闭环控制器的稳定性控制装置,根据SCR的催化剂的老化因子、氨泄漏检测和尿素喷射检测,计算氨泄漏风险因子,并基于氨泄漏风险因子、氨前馈控制量、实际氨喷射量和氨效率喷射量,估算SCR下游的目标氨泄漏值,从而基于SCR下游的目标氨泄漏值和氨泄漏因子,计算目标NOx修正值,并基于NOx修正值对SCR包括的SCR模型的下游NOx值进行修正。实现了对SCR模型的下游NOx值进行修正,从而提高闭环控制器的稳定性,进而减少尿素的过喷和氨泄漏。

在本申请的一个实施例中,基于前述方案,第一计算单元1102具体用于:

确定所述温度值对应的温度系数;

利用积分控制器对所述温度系数进行积分处理,得到所述后处理系统中的选择性催化转化装置SCR的催化剂的热老化系数;

基于所述热老化系数,通过泄露因子曲线,得到所述SCR的催化剂的老化因子。

在本申请的一个实施例中,基于前述方案,检测单元1103在对所述后处理系统进行氨泄漏检测时,具体用于:

在确定发动机发生倒拖的情况下,若所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值大于预设阈值,则生成表征所述后处理系统存在氨泄漏的检测结果;

在确定发动机正常运行的情况下,基于所述SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算NOx差值,若所述NOx差值大于预设差值,则生成表征所述后处理系统存在氨泄漏的检测结果;

检测单元1103在对所述后处理系统进行尿素喷射检测时,具体用于:

控制所述后处理系统中的尿素喷嘴停喷,并实时检测所述SCR的氨储值;

在所述SCR的氨储值小于预设氨储值的情况下,基于预设的氮氨比,控制所述尿素喷嘴喷射尿素,并在经过预设时长后,基于所述SCR的上游NOx传感器检测到NOx值和所述SCR的下游NOx传感器检测到NOx值,计算实际转化效率;

若所述实际转化效率大于预设转化效率值,则生成表征所述后处理系统存在尿素过喷的结果;

若所述实际转化效率小于所述预设转化效率值,则生成表征所述后处理系统存在尿素欠喷的结果。

在本申请的一个实施例中,基于前述方案,第二计算单元1104具体用于:

判断所述氨泄漏检测的结果是否表征所述后处理系统存在氨泄漏,或,所述尿素喷射检测的结果是否表征所述后处理系统存在尿素过喷;

若所述氨泄漏检测的结果表征所述后处理系统存在氨泄漏,或,所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统存在尿素过喷,则对预设的计数累加器进行计数增加处理;

判断所述计数器当前的计数结果是否小于预设计数阈值;

若所述计数累加器当前的计数结果不小于预设计数阈值,则将所述计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子;

若所述计数累加器当前的计数结果小于预设计数阈值,则返回执行所述对所述后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测的步骤;

若所述氨泄漏检测的结果表征所述后处理系统不存在氨泄漏,且,所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统不存在尿素过喷,则判断所述尿素喷射检测的结果是否表征所述后处理系统存在尿素欠喷;

若所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统不存在尿素欠喷,则返回执行所述对所述后处理系统进行氨泄漏检测和尿素喷射检测的步骤;

若所述尿素喷射检测的结果表征所述后处理系统存在尿素欠喷,则对所述计数累加器进行复位处理,并将所述计数累加器当前的计数结果作为氨泄漏因子。

在本申请的一个实施例中,基于前述方案,第三计算单元1105具体用于:

对所述老化因子和所述氨泄漏因子进行求和计算,得到初始氨泄漏风险因子;

若所述初始氨泄漏风险因子大于预设第一限制值,则将所述预设第一限制值作为目标氨泄漏风险因子;

若所述初始氨泄漏风险因子小于预设第二限制值,则将所述预设第二限制值作为目标氨泄漏风险因子;所述预设第一限制值大于所述预设第二限制值;

若所述初始氨泄漏风险因子不小于预设第二限制值,且不大于预设第一限制值,则将所述初始氨泄漏风险因子确定为目标氨泄漏风险因子。

在本申请的一个实施例中,基于前述方案,估算单元1107具体用于:

在所述实际氨喷射量大于所述氨效率喷射量的情况下,对所述实际氨喷射量和所述氨效率喷射量进行计算,得到初始过喷氨系数;

确定与所述氨泄漏风险因子对应的修正因子;

对所述修正因子和所述初始过喷氨系数进行计算,得到目标过喷氨系数;

基于所述目标过喷氨系数和所述氨前馈控制量,通过氧化修正处理,得到所述SCR下游的初始氨泄漏值;

对所述初始氨泄漏值进行低通滤波处理和延迟滤波处理,得到所述SCR下游的目标氨泄漏值。

在本申请的一个实施例中,基于前述方案,修正单元1108在基于所述氨泄漏因子和所述SCR下游的目标氨泄漏值,计算目标NOx修正值时,具体用于:

确定与所述SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值;

对与所述SCR下游的氨泄漏值对应的NOx值和与所述氨泄漏风险因子对应的修正因子进行计算,得到初始NOx修正值;

若所述初始NOx修正值大于预设第三限制值,则将所述预设第三限制值确定为目标NOx修正值;

若所述初始NOx修正值不大于预设第三限制值,则将所述初始NOx修正值确定为目标NOx修正值。

本申请实施例还提供了一种存储介质,所述存储介质存储有指令集,其中,在所述指令集运行时执行如上文任一实施例公开的闭环控制器的稳定性控制方法。

本申请实施例还提供了一种电子设备,其结构示意图如图12所示,具体包括存储器1201,用于存储至少一组指令集;处理器1202,用于执行所述存储器中存储的指令集,通过执行所述指令集实现如上文任一实施例公开的闭环控制器的稳定性控制方法。

需要说明的是,本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后,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。

以上对本申请所提供的一种闭环控制器的稳定性控制方法及装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

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