一種釩基SCR主動再生系統(tǒng)控制方法及控制裝置與流程

本發(fā)明涉及尾氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種釩基scr(selectivecatalyticreduction，選擇性催化還原反應(yīng)器)主動再生系統(tǒng)控制方法及控制裝置。

背景技術(shù)：

選擇性還原反應(yīng)系統(tǒng)是一種在車用柴油機尾氣中噴射液體尿素溶液，并使其在高溫尾氣中蒸發(fā)成氨氣與柴油機排出的氮氧化物nox，在催化器中的催化劑作用下，發(fā)生還原反應(yīng)，從而極大降低nox值直至滿足排放法規(guī)要求的一種裝置。

現(xiàn)有的歐六技術(shù)路線中，由于歐六排放需求中增加對碳顆粒的要求，因此需增加dpf(dieselparticulatefilter，顆粒過濾器)，對于排溫低的機型，主動再生成為主流，但目前歐六技術(shù)路線中的scr系統(tǒng)主要為銅基scr系統(tǒng)，其成本較高，經(jīng)濟效益較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法及控制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中銅基scr系統(tǒng)的成本較高，經(jīng)濟效益較差的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法，包括：

獲取scr上游溫度和排氣流量，制定scr溫度梯度第一設(shè)定值和第二設(shè)定值，所述第二設(shè)定值大于所述第一設(shè)定值；

獲取發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴油量，制定doc后溫度設(shè)定值；

獲取主動再生請求；

確定所述scr上游溫度與所述第一設(shè)定值和所述第二設(shè)定值的大小關(guān)系；

若所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值，且未超過所述第二設(shè)定值，則輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低所述doc后溫度設(shè)定值，降低噴油量，使scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求；

若所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值，則輸出所述doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低所述doc后溫度設(shè)定值，以降低所述噴油量，同時直接降低所述噴油量，以使所述scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求。

優(yōu)選地，所述獲取主動再生請求具體包括：

判斷doc上游溫度傳感器測得的實際溫度值是否達(dá)到doc前溫度設(shè)定值，若是，則hc噴射系統(tǒng)開始起噴燃油，進行主動再生，獲取主動再生請求。

優(yōu)選地，所述輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低所述doc后溫度設(shè)定值，降低所述噴油量，使所述scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求，具體包括：

通過所述第一設(shè)定值與當(dāng)前值進行pd控制，輸出所述doc后溫度設(shè)定值修正值；

其中，所述當(dāng)前值為所述scr上游溫度經(jīng)過線性計算得到的值。

優(yōu)選地，所述直接降低所述噴油量具體包括：

通過所述第二設(shè)定值與當(dāng)前值進行pid控制，得到pid控制參數(shù)，以直接降低所述噴油量；

其中，所述當(dāng)前值為所述scr上游溫度經(jīng)過線性計算得到的值。

優(yōu)選地，在所述獲取主動再生請求之前還包括：

判斷所述釩基scr主動再生系統(tǒng)是否故障；

若是，則報警及屏蔽所述主動再生請求。

本發(fā)明還提供一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取scr上游溫度、排氣流量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴油量，以及主動再生請求；

第一制定設(shè)定值模塊，用于根據(jù)所述scr上游溫度和所述排氣流量，制定scr溫度梯度第一設(shè)定值和第二設(shè)定值，所述第二設(shè)定值大于所述第一設(shè)定值；

第二制定設(shè)定值模塊，用于根據(jù)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述噴油量，制定doc后溫度設(shè)定值；

確定模塊，用于確定所述scr上游溫度與所述第一設(shè)定值和所述第二設(shè)定值的大小關(guān)系；

執(zhí)行模塊，根據(jù)所述確定模塊的輸出結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)動作，所述輸出結(jié)果包括：所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值，且未超過所述第二設(shè)定值；和所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值。

優(yōu)選地，所述相應(yīng)動作具體包括：

若所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值，且未超過所述第二設(shè)定值，則輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低所述doc后溫度設(shè)定值，降低所述噴油量，使所述scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求；

若所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值，則輸出所述doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低所述doc后溫度設(shè)定值，以降低所述噴油量，同時直接降低所述噴油量，以使所述scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求。

優(yōu)選地，還包括：判斷模塊，用于判斷所述釩基scr主動再生系統(tǒng)是否故障。

優(yōu)選地，還包括：報警和屏蔽模塊，用于報警及屏蔽所述主動再生請求。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法，利用scr上游溫度及變化梯度制定雙閉環(huán)控制，通過控制scr上游溫度，滿足歐六釩基scr的使用標(biāo)準(zhǔn)，從而將scr上游溫度控制在550℃以內(nèi)，使得釩基scr揮發(fā)性小，滿足歐六排放的要求，進而使用釩基scr主動再生系統(tǒng)替代了現(xiàn)有技術(shù)中的銅基scr系統(tǒng)，在滿足歐六排放要求的基礎(chǔ)上，減小了scr系統(tǒng)的成本，提高了經(jīng)濟效益。

本發(fā)明還提供一種與上述釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法對應(yīng)的控制裝置，用于實現(xiàn)上述釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法流程邏輯圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

術(shù)語解釋：

hc噴射：碳?xì)鋰娚洌?/p>

p：比例控制，其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差；

i：積分控制，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。比例+積分(pi)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后幾乎無穩(wěn)態(tài)誤差；

d：微分控制，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系。對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(pd)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。

pid：比例積分微分控制；

pd：比例微分控制；

doc：dieseloxidationcatalyst，柴油氧化催化器，用于去除柴油機尾氣中的hc、co和sof等物質(zhì)，同時將尾氣中的no氧化為no2。

現(xiàn)有歐六主動再生技術(shù)路線中scr系統(tǒng)為銅基scr系統(tǒng)或者鐵基scr系統(tǒng)，而沒有價格低廉的釩基scr系統(tǒng)的應(yīng)用，這是因為釩基scr系統(tǒng)是將釩基催化劑涂覆在堇青石上，具有高溫?fù)]發(fā)性，氣態(tài)有毒。根據(jù)最新法規(guī)要求，溫度控制在550℃以內(nèi)時，釩基scr的揮發(fā)性小，在滿足排放的前提下可使用。

另外，通過基于doc(氧化催化劑)模型的控制可精確控制doc后端的溫度(也即scr上游溫度)，然而dpf后端的溫度由于dpf內(nèi)的碳載量和分布預(yù)估存在偏差，導(dǎo)致dpf后的溫度波動較大，使用銅基scr系統(tǒng)或鐵基scr系統(tǒng)時，溫度波動對銅基或鐵基scr系統(tǒng)影響較小，但如果使用釩基scr，則必須精確控制dpf后的溫度(即scr上游溫度)在法規(guī)要求的范圍內(nèi)。

基于此，本發(fā)明提供一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法，包括：

獲取scr上游溫度和排氣流量，制定scr溫度梯度第一設(shè)定值和第二設(shè)定值，所述第二設(shè)定值大于所述第一設(shè)定值；

獲取發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴油量，制定doc后溫度設(shè)定值；

獲取主動再生請求；

確定所述scr上游溫度與所述第一設(shè)定值和所述第二設(shè)定值的大小關(guān)系；

若所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值，且未超過所述第二設(shè)定值，則輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低所述doc后溫度設(shè)定值，降低所述噴油量，使所述scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求；

若所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值，則輸出所述doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低所述doc后溫度設(shè)定值，以降低所述噴油量，同時直接降低所述噴油量，以使所述scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求。

本發(fā)明提供的釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法，利用scr上游溫度及變化梯度制定雙閉環(huán)控制，第一層閉環(huán)控制為：當(dāng)所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值，且未超過所述第二設(shè)定值時，修正控制噴油量的其中一個節(jié)點，即doc后溫度設(shè)定值，從而降低噴油量，進而降低scr上游溫度；第二層閉環(huán)控制為：當(dāng)所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值時，為避免scr上游溫度進一步上升，則在進行第一層閉環(huán)控制的同時，增加直接降低噴油量的控制，從而使得噴油量快速下降，使得scr上游溫度滿足法規(guī)要求。

本發(fā)明通過控制scr上游溫度，滿足歐六釩基scr的使用標(biāo)準(zhǔn)，從而將scr上游溫度控制在550℃以內(nèi)，使得釩基scr揮發(fā)性小，滿足歐六排放的要求，進而使用釩基scr主動再生系統(tǒng)替代了現(xiàn)有技術(shù)中的銅基scr系統(tǒng)，在滿足歐六排放要求的基礎(chǔ)上，減小了scr系統(tǒng)的成本，提高了經(jīng)濟效益。

具體的，請參見圖1和圖2，其中，圖1為本發(fā)明實施例提供的一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法流程邏輯圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法流程圖。所述釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法包括如下步驟：

步驟s101：獲取scr上游溫度和排氣流量，制定scr溫度梯度第一設(shè)定值map1和第二設(shè)定值map2，所述第二設(shè)定值map2大于所述第一設(shè)定值map1；

如圖1所示的邏輯圖中，通過獲取scr上游溫度與排氣流量，制定不同的scr溫度梯度設(shè)定值map，包括map1和map2。其中，所述scr溫度梯度為scr上游溫度傳感器在單位時間內(nèi)的變化量。本實施例中不限定第一設(shè)定值的具體大小以及第二設(shè)定值的具體大小，可以根據(jù)實際情況，以及scr上游溫度與排氣流量進行具體設(shè)置，需要說明的是，本實施例中提供的雙層閉環(huán)控制的控制節(jié)點位置不同，因此，所述第二設(shè)定值大于第一設(shè)定值。

步驟s102：獲取發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴油量，制定doc后溫度設(shè)定值map；

doc前溫度設(shè)定值是指doc起噴hc燃油時的設(shè)定溫度，需要進行主動再生時，doc上游溫度傳感器測得的實際溫度值達(dá)到該設(shè)定值時，hc噴射系統(tǒng)開始起噴燃油進行再生模式。

doc后溫度設(shè)定值是基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴油量的一張map，doc后溫度設(shè)定值可由doc模型精確控制。

步驟s103：獲取主動再生請求；

需要說明的是，本發(fā)明實施例中，若由于hc噴嘴及溫度傳感器的故障導(dǎo)致scr上游溫度超過限制的部分，可以綜合在此控制方法內(nèi)即可，如果是主動再生前的故障，通過報警及屏蔽主動再生請求；如果在主動再生過程中發(fā)生故障，視故障類型及級別，分別給予限速降扭及中斷再生的處理方式。

因此，在所述獲取主動再生請求之前還包括：判斷所述釩基scr主動再生系統(tǒng)是否故障；若是，則報警及屏蔽所述主動再生請求。所述獲取主動再生請求具體包括：判斷doc上游溫度傳感器測得的實際溫度值是否達(dá)到doc前溫度設(shè)定值，若是，則hc噴射系統(tǒng)開始起噴燃油，進行主動再生，獲取主動再生請求。

步驟s104：確定所述scr上游溫度與所述第一設(shè)定值map1和所述第二設(shè)定值map2的大小關(guān)系；

本實施例中提供的控制方法主要用于控制scr上游溫度，因此，只有當(dāng)scr上游溫度升高時，才進行控制。因此，scr上游溫度與所述第一設(shè)定值map1和所述第二設(shè)定值map2的大小關(guān)系包括：scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值map1，且未超過所述第二設(shè)定值map2，以及scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值map2。

本實施例中設(shè)定了雙層閉環(huán)控制，當(dāng)scr上游溫度上升至在一定可控范圍之內(nèi)時，僅采用一層閉環(huán)控制；當(dāng)scr上游溫度上升過快，可能超過法定限值時，為避免scr上游溫度進一步上升，采用雙層閉環(huán)控制，將噴油量快速降低，從而使得scr上游溫度滿足法規(guī)要求。因此，針對不同的情況包括以下控制步驟：

步驟s1051：若所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值map1，且未超過所述第二設(shè)定值map2，則輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低doc后溫度設(shè)定值，降低噴油量，使scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求；

所述輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低doc后溫度設(shè)定值，降低噴油量，使scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求，具體包括：通過所述第一設(shè)定值與當(dāng)前值進行pd控制，輸出所述doc后溫度設(shè)定值修正值；其中，所述當(dāng)前值為所述scr上游溫度經(jīng)過線性計算得到的值。

如圖1中的邏輯圖所示，scr上游溫度經(jīng)過k、t、r、rv線性計算得到scr上游溫度當(dāng)前值，將scr上游溫度梯度第一設(shè)定值與該當(dāng)前值進行pd控制，再比較最大值和最小值，從而輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，對doc后溫度設(shè)定值進行修正，得到修正后的doc后溫度設(shè)定值。輸入至doc模型中，降低doc需求hc噴射量，進而降低dfc需求hc噴射量，也即降低了噴油量，進而控制scr上游溫度降低，使得scr上游溫度滿足法規(guī)要求，避免釩基scr的揮發(fā)，保證了釩基scr系統(tǒng)的使用。其中，doc模型為現(xiàn)有技術(shù)公知內(nèi)容，本實施例中對此不做贅述，請參考圖1所示。

步驟s1052：若所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值map2，則輸出所述doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低doc后溫度設(shè)定值，以降低噴油量，同時直接降低噴油量，以使scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求。

所述直接降低噴油量具體包括：通過所述第二設(shè)定值與當(dāng)前值進行pid控制，得到pid控制參數(shù)，以直接降低噴油量；其中，所述當(dāng)前值為所述scr上游溫度經(jīng)過線性計算得到的值。

本發(fā)明提供的釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法，利用scr上游溫度及變化梯度制定雙閉環(huán)控制，第一層閉環(huán)控制為：當(dāng)所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值，且未超過所述第二設(shè)定值時，修正控制噴油量的其中一個節(jié)點，即doc后溫度設(shè)定值，從而降低噴油量，進而降低scr上游溫度；第二層閉環(huán)控制為：當(dāng)所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值時，為避免scr上游溫度進一步上升，則在進行第一層閉環(huán)控制的同時，增加直接降低噴油量的控制，從而使得噴油量快速下降，使得scr上游溫度滿足法規(guī)要求。

通過控制scr上游溫度，滿足歐六釩基scr的使用標(biāo)準(zhǔn)，從而將scr上游溫度控制在550℃以內(nèi)，使得釩基scr揮發(fā)性小，滿足歐六排放的要求，進而使用釩基scr主動再生系統(tǒng)替代了現(xiàn)有技術(shù)中的銅基scr系統(tǒng)，在滿足歐六排放要求的基礎(chǔ)上，減小了scr系統(tǒng)的成本，提高了經(jīng)濟效益。

請參見圖3所示，圖3為本發(fā)明實施例提供的一種釩基scr主動再生系統(tǒng)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中，所述釩基scr主動再生系統(tǒng)控制裝置，包括：

獲取模塊11，用于獲取scr上游溫度、排氣流量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴油量，以及主動再生請求；

第一制定設(shè)定值模塊12，用于根據(jù)所述scr上游溫度和所述排氣流量，制定scr溫度梯度第一設(shè)定值map1和第二設(shè)定值map2，所述第二設(shè)定值map2大于所述第一設(shè)定值map1；

第二制定設(shè)定值模塊13，用于根據(jù)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述噴油量，制定doc下游溫度設(shè)定值map；

確定模塊14，用于確定所述scr上游溫度與所述第一設(shè)定值和所述第二設(shè)定值的大小關(guān)系；

執(zhí)行模塊15，根據(jù)所述判斷模塊的輸出結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)動作，所述輸出結(jié)果包括：所述scr上游溫度超過所述第一設(shè)定值map1，且未超過所述第二設(shè)定值map2；和所述scr上游溫度超過所述第二設(shè)定值map2。

其中，所述相應(yīng)動作具體包括：若超過所述第一設(shè)定值map1，且未超過所述第二設(shè)定值map2，則輸出doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低doc后溫度設(shè)定值，降低噴油量，使scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求；若超過所述第二設(shè)定值map2，則輸出所述doc后溫度設(shè)定值修正值，以降低doc后溫度設(shè)定值，以降低噴油量，同時直接降低噴油量，以使scr上游溫度滿足預(yù)設(shè)要求。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中所述釩基scr主動再生系統(tǒng)控制裝置還包括：判斷模塊16，用于判斷所述釩基scr主動再生系統(tǒng)是否故障。還包括：報警和屏蔽模塊17，用于報警及屏蔽所述主動再生請求。

本發(fā)明提供的與上述釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法對應(yīng)的控制裝置，用于實現(xiàn)上述釩基scr主動再生系統(tǒng)控制方法，利用scr上游溫度及變化梯度制定雙閉環(huán)控制，通過控制scr上游溫度，滿足歐六釩基scr的使用標(biāo)準(zhǔn)，從而將scr上游溫度控制在550℃以內(nèi)，使得釩基scr揮發(fā)性小，滿足歐六排放的要求，進而使用釩基scr主動再生系統(tǒng)替代了現(xiàn)有技術(shù)中的銅基scr系統(tǒng)，在滿足歐六排放要求的基礎(chǔ)上，減小了scr系統(tǒng)的成本，提高了經(jīng)濟效益。

需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。