一種尿素噴射劑量標定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種尿素噴射劑量標定方法，包括以下步驟：步驟一：ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定；步驟二：設(shè)置樣條曲面標定點和輔助點；步驟三：獲得標定點點陣列表；步驟四：建立尿素噴射劑量的樣條曲面模型；步驟五：ETC瞬態(tài)循環(huán)標定驗證；步驟六：ETC瞬態(tài)循環(huán)標定優(yōu)化。本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法基于Spline插值模型運算，通過ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定結(jié)果及標定點設(shè)置，自動地完成SCR的ETC瞬態(tài)循環(huán)脈譜圖的輸出，用以SCR瞬態(tài)循環(huán)標定，SCR的標定效率大大提高；同時Spline插值模型為全局化的分段插值方法，可得到光滑性較高的尿素噴射劑量脈譜圖，使得到的標定結(jié)果更為精確，對尿素噴射劑量計算的精確性更高。
【專利說明】一種尿素噴射劑量標定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機后處理裝置控制領(lǐng)域，特別是涉及一種尿素噴射劑量標定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]柴油發(fā)動機有著功率大、經(jīng)濟性能好等特點，但柴油發(fā)動機的氮氧化物及顆粒物排放普遍較高。隨著機動車數(shù)量的增加，全球環(huán)境受到嚴重威脅，因此機動車的排放標準對氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)的排放要求越來越嚴苛。普通發(fā)動機對于氮氧化物僅采取機內(nèi)凈化，很難達到排放標準，需采用選擇性還原催化(Selective Catalytic Reduct1n,SCR)尿素噴射技術(shù)來降低排氣中的氮氧化物使其符合排放標準。當SCR系統(tǒng)工作時，電控單元采集柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩信號、排氣管中的排氣溫度信號、催化器溫度信號后電控單元根據(jù)輸入?yún)?shù)，查找存儲的尿素噴射脈譜圖，計算出此時所需的尿素量，尿素與水以適當比例混合，濃度一般為32.5%。經(jīng)過驅(qū)動電路，轉(zhuǎn)化為噴射脈沖信號，控制尿素泵動作。尿素泵將一定量的尿素溶液從尿素罐中抽出，加壓過濾后送到計量控制單元，形成具有一定壓力的尿素溶液待用。同時壓縮空氣接通，當發(fā)動機的排氣溫度達到要求時，計量控制單元將一定量的尿素溶液噴射到催化劑逆流方向的排氣管中，在廢氣溫度和氣流作用下氣化分解為CO2和NH3。在催化反應(yīng)區(qū)，NH3作為還原劑將氮氧化物還原為無污染的N2和H2O,排到大氣中。SCR的工作效率，取決于反應(yīng)溫度，在230°C?500°C的條件下，柴油發(fā)動機尾氣中的氮氧化物可減少50%以上。SCR系統(tǒng)的基本反應(yīng)如下所示:C0(NH2)2+H20 — 2NH3+C02,4NH3+4N0+02 — 4N2+6H20，4NH3+2N0+2N02 — 4N2+6H20,4NH3+2N02+02 — 3N2+6H20。
[0003]尿素泵涉及到一個計量精確度的問題，即對應(yīng)柴油發(fā)動機的工況與氮氧化物的排放水平，噴射多少尿素才是最合適的。如果尿素溶液噴射過多不但會導致SCR后處理系統(tǒng)經(jīng)濟性降低，而且還會造成NH3的泄露，形成二次污染；而還原劑噴射過少則會導致反應(yīng)不充分，氮氧化物不能完全被還原為無害氣體，因此就需要對尿素噴射劑量做標定，以滿足精確度要求。如何適時適量的提供尾氣所需要的尿素還原劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員工作重心，可以采用串聯(lián)在尿素管路上的精密電磁質(zhì)量流量計來實現(xiàn)，也可以采用精密的電磁流量控制閥來實現(xiàn)。精度高的電磁流量控制閥完全可以實現(xiàn)精密電磁質(zhì)量流量計的功能。
[0004]現(xiàn)階段的SCR尿素噴射劑量標定通常采用人工計算及手動標定，標定的工作量大且精確性難以保證。尤其對于SCR的ETC瞬態(tài)循環(huán)標定，大量工況點使得人工標定耗時長、工作效率低且標定結(jié)果無法達到最佳。
[0005]因此，實現(xiàn)SCR尿素噴射劑量標定的自動化，提高SCR尿素噴射劑量標定的精確度和生產(chǎn)效率已成為本領(lǐng)域的工作人員亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種尿素噴射劑量標定方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中尿素噴射劑量標定效率低、精確度低等問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種尿素噴射劑量標定方法，所述尿素噴射劑量標定方法至少包括:
[0008]步驟一:ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定；原機安裝SCR系統(tǒng)后進行SCR尿素噴射劑量的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定，得到SCR的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖；
[0009]步驟二:設(shè)置樣條曲面標定點和輔助點；根據(jù)三次樣條插值法在所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖中相鄰扭矩及相鄰轉(zhuǎn)速的四個工況點的中心設(shè)置標定點；根據(jù)SCR在標定工況外運行的需要，設(shè)定擴展工況范圍的最低轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速以及最低扭矩百分比，在擴展工況的最低轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A、第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B、第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C及所述標定點的轉(zhuǎn)速的最低扭矩百分比點設(shè)置輔助點，并在擴展工況的所述最低轉(zhuǎn)速及所述最高轉(zhuǎn)速的多個不同扭矩點設(shè)置輔助點，其中，第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A = 1^+25%(nh1-nl0)、第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速 B = nlo+50% (nh1-nlo)、第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速 C = nlo+75% (nh1-nlo),nhi為70%最大凈功率下的轉(zhuǎn)速，nl0為50%最大凈功率下的轉(zhuǎn)速；
[0010]步驟三:獲得標定點點陣列表；計算各所述標定點的尿素噴射劑量，并在各所述標定點的尿素噴射劑量附近取點，得到多組尿素噴射劑量標定點點陣，并將十三工況點、各輔助點及所述標定點點陣的數(shù)據(jù)信息輸入數(shù)據(jù)表；
[0011]步驟四:建立尿素噴射劑量的樣條曲面模型；將十三工況點、各輔助點及各標定點點陣列表的數(shù)據(jù)輸入樣條曲面模塊進行計算，獲得基于樣條曲面模型的ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖；
[0012]步驟五:ETC瞬態(tài)循環(huán)標定驗證；根據(jù)所述ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖，在所述原機上分別進行ETC瞬態(tài)循環(huán)標定，并記錄各組脈譜圖標定后的氮氧化物排放量及氨泄露數(shù)據(jù)；
[0013]步驟六:ETC瞬態(tài)循環(huán)標定優(yōu)化；建立SCR標定的優(yōu)化方程，對標定后的氮氧化物排放量及氨泄露數(shù)據(jù)解所述優(yōu)化方程，得到優(yōu)化的SCR尿素噴射劑量脈譜圖。
[0014]優(yōu)選地，所述原機為柴油發(fā)動機。
[0015]優(yōu)選地，步驟一中通過ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定還得到工況點的轉(zhuǎn)速、扭矩、排氣流量、排氣溫度、氮氧化物排放量數(shù)據(jù)。
[0016]優(yōu)選地，步驟二中所述最低扭矩百分比設(shè)定為10%。
[0017]優(yōu)選地，步驟二中在擴展工況的所述最低轉(zhuǎn)速及所述最高轉(zhuǎn)速的不同扭矩點各設(shè)置7個輔助點，分別為所述最低轉(zhuǎn)速及所述最高轉(zhuǎn)速扭矩的25 %、37 %、50 %、62 %、75 %、87%及 100%。
[0018]優(yōu)選地，步驟三中十三工況點、各輔助點及所述標定點點陣的數(shù)據(jù)信息包括各點的轉(zhuǎn)速、扭矩、氮氧化物排放量及尿素噴射劑量數(shù)據(jù)。
[0019]優(yōu)選地，步驟三中所述尿素噴射劑量標定點點陣包括5組尿素噴射劑量數(shù)據(jù)。
[0020]更優(yōu)選地，步驟三中5組尿素噴射劑量數(shù)據(jù)分別為各標定點的尿素噴射劑量、各標定點的尿素噴射劑量的±5%及±10%。
[0021]優(yōu)選地，步驟六中所述優(yōu)化方程以最小氮氧化物排放量、最小尿素噴射劑量，且氨泄露率在排放標準的范圍內(nèi)為條件。
[0022]如上所述，本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法，具有以下有益效果:
[0023]本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法基于SpI ine插值模型運算，通過ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定結(jié)果及標定點設(shè)置，自動地完成SCR的ETC瞬態(tài)循環(huán)脈譜圖的輸出，用以SCR瞬態(tài)標定，本發(fā)明提高了 SCR的標定效率，且得到的標定結(jié)果更為精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1顯示為本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法的裝置示意圖。
[0025]圖2顯示為本發(fā)明尿素噴射劑量標定方法的控制策略示意圖。
[0026]圖3顯示為本發(fā)明尿素噴射劑量標定方法的流程示意圖。
[0027]圖4顯示為本發(fā)明尿素噴射劑量標定方法的操作步驟示意圖。
[0028]圖5顯示為本發(fā)明尿素噴射劑量標定方法的工況點、標定點及輔助點設(shè)置示意圖。
[0029]圖6顯示為本發(fā)明尿素噴射劑量標定方法的Spline插值模型圖示意圖。
[0030]圖7顯示為本發(fā)明尿素噴射劑量標定方法的SCR標定優(yōu)化方程示意圖。
[0031]元件標號說明
[0032]I尿素噴射劑量標定方法的裝置
[0033]11柴油發(fā)動機
[0034]12SCR 系統(tǒng)
[0035]SI?S6 步驟一?步驟六
[0036]A第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速
[0037]B第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速
[0038]C第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速
[0039]D第四發(fā)動機轉(zhuǎn)速
[0040]E第五發(fā)動機轉(zhuǎn)速
[0041]F最低轉(zhuǎn)速
[0042]G最高轉(zhuǎn)速

【具體實施方式】
[0043]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0044]請參閱圖1?圖7。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0045]如圖1所示，本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法的裝置I包括柴油發(fā)動機11和連接于所述柴油發(fā)動機11的SCR系統(tǒng)12，所述柴油發(fā)動機11可更換為任意需要進行尿素噴射劑量標定的裝置，不僅限于本實施例中所述的柴油發(fā)動機11。廢氣從所述柴油發(fā)動機11排出后進入所述SCR系統(tǒng)12進行SCR標定、氮氧化物轉(zhuǎn)化等處理，最終排放的氣體符合排放標準。
[0046]如圖2所示，本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法的控制策略采用脈譜圖(Map)選擇器，通過所述柴油發(fā)動機11的轉(zhuǎn)速、扭矩等信息得到ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖及ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖；所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖及所述ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖輸出到脈譜圖選擇器，所述脈譜圖選擇器根據(jù)轉(zhuǎn)速及扭矩信息判斷標定工況為ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)或ETC瞬態(tài)循環(huán)，在穩(wěn)態(tài)工況時選擇所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖輸出，在瞬態(tài)工況時選擇所述ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖；脈譜圖(map)修正模塊對所述脈譜圖選擇器輸出的尿素噴射劑量脈譜圖進行修正，最后將尿素噴射量信號輸出至尿素泵控制尿素的噴射。
[0047]如圖3所示，本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法在完成萬有特性試驗后進行ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定，然后輸出所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖，對ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定的數(shù)據(jù)進行分析后進行所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖的修正，然后對修正的所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖進行標定驗證，輸出優(yōu)化的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖。本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法中的ETC瞬態(tài)循環(huán)標定建立在ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定的基礎(chǔ)上，根據(jù)所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖提供的信息進行ETC瞬態(tài)循環(huán)標定試驗，得到所述ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖，然后對所述ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖進行數(shù)據(jù)分析、修正，最終通過標定驗證后輸出優(yōu)化的ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖，完成標定。
[0048]如圖4所示，本發(fā)明提供一種尿素噴射劑量標定方法，所述尿素噴射劑量標定方法的操作步驟如下:
[0049]步驟一 SI =ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定。
[0050]原機安裝所述SCR系統(tǒng)12后進行SCR尿素噴射劑量的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定，得到SCR的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖。
[0051]所述原機可以是各種需要進行尿素噴射劑量標定的發(fā)動機，如圖1所示，在本實施例中所述原機為柴油發(fā)動機11，所述SCR系統(tǒng)12連接于所述柴油發(fā)動機11，所述SCR系統(tǒng)12根據(jù)所述柴油發(fā)動機11排出的氣體進行SCR尿素噴射劑量標定，包括SCR尿素噴射劑量的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定及SCR尿素噴射劑量的ETC瞬態(tài)循環(huán)標定。
[0052]在所述SCR系統(tǒng)12中進行尿素噴射劑量的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定，ESC是Europeansteady state cycle的縮寫，即歐洲穩(wěn)態(tài)測試循環(huán),它包括十三個工況點，即怠速一個工況；柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速為第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A時負荷分別為25 %、50 %、75 %、100 %的四個工況；柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速為第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B時負荷分別為25%、50%、75%、100%的四個工況及柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速為第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C時負荷分別為25^^50^^75^^100%的四個工況；共十三個工況。其中第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A、第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B及第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C應(yīng)由制造廠按下列規(guī)定確定:高轉(zhuǎn)速nhi為70%最大凈功率下的最高柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)速Ii1。為50%最大凈功率下的最低發(fā)動機轉(zhuǎn)速；第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A = nl0+25% Oih1-1iJ，第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B = nlQ+50% (?-?),第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C = nlQ+75%根據(jù)各點的氮氧化物濃度及排氣溫度，確定ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)十三工況點的尿素噴射劑量，得到SCR的ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖。
[0053]如圖5所示，在本實施例中，所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A為1335r/min，負荷為25%、50 %、75 %、100 %情況下的扭矩分別約為254Nm、508Nm、76INm、1015Nm ;所述第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B為1655r/min，負荷為25 %、50 %、75 %、100 %情況下的扭矩分別為245Nm、490Nm、700Nm、980Nm ;所述第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C為1975r/min，負荷為25%、50%、75%、100%情況下的扭矩分別為220Nm、440Nm、660Nm、880Nm ;由于所述怠速工況不在擴展工況范圍內(nèi)，因此圖中未顯示。
[0054]將ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)十三工況點的柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速、扭矩、排氣流量、排氣溫度、氮氧化物排放量、尿素噴射劑量以及轉(zhuǎn)化率等數(shù)據(jù)記入表格。
[0055]步驟二 S2:設(shè)置樣條曲面標定點和輔助點。
[0056]根據(jù)三次樣條(Spline)插值法在所述ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖中相鄰扭矩及相鄰轉(zhuǎn)速的四個工況點的中心設(shè)置標定點。
[0057]三次樣條插值法是離散函數(shù)逼近的重要方法，利用它可通過函數(shù)在有限額點處的取值狀況，估算出函數(shù)在其他點處的近似值。
[0058]如圖5所示，在本實施例中，在除怠速工況外的其余十二工況的相鄰扭矩及相鄰轉(zhuǎn)速的四個工況點的中心設(shè)置6個標定點，各該中心為所述相鄰扭矩及相鄰轉(zhuǎn)速的四個工況點的對角線交點，在第四發(fā)動機轉(zhuǎn)速D處有3個標定點，所述第四發(fā)動機轉(zhuǎn)速D為1495r/min，各標定點扭矩分別為375Nm、615Nm、865Nm ;在第五發(fā)動機轉(zhuǎn)速E處有3個標定點，所述第五發(fā)動機轉(zhuǎn)速E為1815r/min，各標定點扭矩分別為345Nm、570Nm、800Nm。
[0059]根據(jù)SCR在標定工況外運行的需要，設(shè)定擴展工況范圍的最低轉(zhuǎn)速F、最高轉(zhuǎn)速G以及最低扭矩百分比。
[0060]所述最低轉(zhuǎn)速F、最高轉(zhuǎn)速G以及最低扭矩百分比可根據(jù)具體的標定需求進行設(shè)定，如圖5所示，在本實施例中，最低轉(zhuǎn)速F設(shè)定為1100r/min，最高轉(zhuǎn)速G設(shè)定為2200r/min,最低扭矩百分比設(shè)定為10%。
[0061]根據(jù)萬有特性，在擴展工況范圍的所述最低轉(zhuǎn)速F、所述最高轉(zhuǎn)速G、所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A、所述第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B、所述第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C及標定點轉(zhuǎn)速(所述第四發(fā)動機轉(zhuǎn)速D、所述第五發(fā)動機轉(zhuǎn)速E)的最低扭矩百分比點各設(shè)置輔助點，并在擴展工況的所述最低轉(zhuǎn)速F及所述最高轉(zhuǎn)速G的多個不同扭矩點設(shè)置輔助點。
[0062]如圖5所示，在本實施例中，設(shè)置了 21個輔助點，包括所述最低轉(zhuǎn)速F、所述最高轉(zhuǎn)速G、所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A、所述第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B、所述第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C、所述第四發(fā)動機轉(zhuǎn)速D、所述第五發(fā)動機轉(zhuǎn)速E的最大扭矩的10%處設(shè)置的7個輔助點以及在所述最低轉(zhuǎn)速F及所述最高轉(zhuǎn)速G的不同扭矩點各設(shè)置的7個輔助點，在本實施例中，在所述最低轉(zhuǎn)速F及所述最高轉(zhuǎn)速G上設(shè)置的輔助點扭矩分別為25 %、37 %、50 %、62 %、75 %、87 %及100%。在本實施例中，所述最低轉(zhuǎn)速F最大扭矩的10%為90Nm、所述最高轉(zhuǎn)速G最大扭矩的10%為80Nm、所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速A最大扭矩的10%為102Nm、所述第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速B最大扭矩的10%為98Nm、所述第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速C最大扭矩的10%為88Nm、所述第四發(fā)動機轉(zhuǎn)速D最大扭矩的10%為80Nm、所述第五發(fā)動機轉(zhuǎn)速E最大扭矩的10%為75Nm。所述最低轉(zhuǎn)速 F 扭矩的 25%,37%,50%,62%,75%,87%? 100%分別為 226Nm、335Nm、453Nm、561Nm、679Nm、787Nm、905Nm，所述最高轉(zhuǎn)速 G 扭矩的 25 %、37 %、50 %、62 %、75 %、87 % 及 100 % 分別為200Nm、296Nm、400Nm、496Nm、600Nm、696Nm、800Nm。具體應(yīng)用中的輔助點可根據(jù)標定要求設(shè)置，不僅限于本實施例所采用的設(shè)置方式。
[0063]步驟三S3:獲得標定點點陣列表。
[0064]以所述柴油發(fā)動機11的轉(zhuǎn)速、扭矩、氮氧化物濃度、排氣溫度及鄰近四個工況點的尿素噴射劑量為條件計算6個標定點的尿素噴射劑量，并在各標定點的尿素噴射劑量附近取點，得到尿素噴射劑量標定點點陣。所述在尿素噴射劑量標定點點陣的取點范圍可根據(jù)具體要求進行設(shè)定，本實施例中，所述尿素噴射劑量標定點點陣包含5組數(shù)據(jù)，分別為6個標定點的尿素噴射劑量、所述各標定點的尿素噴射劑量的±5%及±10%。
[0065]將十三工況點、各輔助點及所述標定點點陣的數(shù)據(jù)信息制成表格，數(shù)據(jù)信息包括轉(zhuǎn)速、扭矩、排氣流量、排氣溫度、氮氧化物排放量排放量、尿素噴射劑量及轉(zhuǎn)化率。
[0066]步驟四S4:建立尿素噴射劑量的樣條曲面模型。
[0067]將步驟三S3中所述表格中的數(shù)據(jù)信息輸入樣條曲面模塊，數(shù)據(jù)信息包括十三工況點、各輔助點及所述標定點點陣的轉(zhuǎn)速、扭矩、排氣流量、排氣溫度、氮氧化物排放量、尿素噴射劑量及轉(zhuǎn)化率中的一種或幾種，根據(jù)具體情況進行選擇。如圖6所示，在本實施例中，輸入所述樣條曲面模塊的信息包括十三工況點、各輔助點及所述標定點點陣的轉(zhuǎn)速、扭矩及尿素噴射劑量，在所述樣條曲面模塊內(nèi)對數(shù)據(jù)信息進行計算，獲得5組完整的基于樣條曲面模型的ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖。
[0068]步驟五S5:ETC瞬態(tài)循環(huán)標定驗證。
[0069]根據(jù)所述ETC瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖，在所述原機上分別進行ETC瞬態(tài)循環(huán)SCR標定，記錄5組脈譜圖標定后的氮氧化物排放量及氨泄露數(shù)據(jù)。
[0070]步驟六S6 =ETC瞬態(tài)循環(huán)標定優(yōu)化。
[0071]如圖7所示，建立SCR標定的優(yōu)化方程，在本實施例中，以最小氮氧化物排放量、最小尿素噴射劑量、最小氨使用量為目標，且氨泄露率在排放標準的范圍內(nèi)為條件，對標定后的氮氧化物排放量及氨泄露數(shù)據(jù)解優(yōu)化方程，得到優(yōu)化的SCR尿素噴射劑量脈譜圖。
[0072]本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法適用于解決了尿素噴射劑量標定的過程僅依靠人工經(jīng)驗進行單點標定且標定結(jié)果誤差較大的問題。本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法基于Spline插值模型運算，通過ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定結(jié)果及標定點設(shè)置，自動地完成SCR的ETC瞬態(tài)循環(huán)脈譜圖的輸出，用以SCR瞬態(tài)循環(huán)標定，SCR的標定效率大大提高；同時Spline插值模型為全局化的分段插值方法，可得到光滑性較高的尿素噴射劑量脈譜圖，使得到的標定結(jié)果更為精確，對尿素噴射劑量計算的精確性更高；此外本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法進行了 ETC瞬態(tài)循環(huán)標定優(yōu)化，最終得到的SCR尿素噴射劑量脈譜圖能使氮氧化物排放量、尿素噴射劑量控制在最小范圍內(nèi)，且氨泄露率在排放標準的范圍內(nèi)，在利用最少尿素噴射劑量的條件下，使排出的氣體符合排放標準，合理利用資源。
[0073]綜上所述，本發(fā)明提供一種尿素噴射劑量標定方法，包括以下步驟:步驟一:ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定；步驟二:設(shè)置樣條曲面標定點和輔助點；步驟三:獲得標定點點陣列表；步驟四:建立尿素噴射劑量的樣條曲面模型；步驟五=ETC瞬態(tài)循環(huán)標定驗證；步驟六:ETC瞬態(tài)循環(huán)標定優(yōu)化。本發(fā)明的尿素噴射劑量標定方法基于Sp I ine插值模型運算，通過ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定結(jié)果及標定點設(shè)置，自動地完成SCR的ETC瞬態(tài)循環(huán)脈譜圖的輸出，用以SCR瞬態(tài)循環(huán)標定，SCR的標定效率大大提高；同時Spline插值模型為全局化的分段插值方法，可得到光滑性較高的尿素噴射劑量脈譜圖，使得到的標定結(jié)果更為精確，對尿素噴射劑量計算的精確性更高。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0074]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種尿素噴射劑量標定方法，其特征在于，所述尿素噴射劑量標定方法至少包括: 步驟一:23(:穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定；原機安裝30？系統(tǒng)后進行30？尿素噴射劑量的￡3(:穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定，得到30？的2%穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖； 步驟二:設(shè)置樣條曲面標定點和輔助點；根據(jù)三次樣條插值法在所述￡3(:穩(wěn)態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖中相鄰扭矩及相鄰轉(zhuǎn)速的四個工況點的中心設(shè)置標定點；根據(jù)30？在標定工況外運行的需要，設(shè)定擴展工況范圍的最低轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速以及最低扭矩百分比，在擴展工況的最低轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速八、第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速8、第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速及所述標定點的轉(zhuǎn)速的最低扭矩百分比點設(shè)置輔助點，并在擴展工況的所述最低轉(zhuǎn)速及所述最高轉(zhuǎn)速的多個不同扭矩點設(shè)置輔助點，其中，第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速八=^+25% (^廠巧。)、第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速8 = 1+50% 0^-10、第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速(:=1110^75%為70%最大凈功率下的轉(zhuǎn)速，1110為50%最大凈功率下的轉(zhuǎn)速； 步驟三:獲得標定點點陣列表；計算各所述標定點的尿素噴射劑量，并在各所述標定點的尿素噴射劑量附近取點，得到多組尿素噴射劑量標定點點陣，并將十三工況點、各輔助點及所述標定點點陣的數(shù)據(jù)信息輸入數(shù)據(jù)表； 步驟四:建立尿素噴射劑量的樣條曲面模型；將十三工況點、各輔助點及各標定點點陣列表的數(shù)據(jù)輸入樣條曲面模塊進行計算，獲得基于樣條曲面模型的￡1(:瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖； 步驟五疋扣瞬態(tài)循環(huán)標定驗證；根據(jù)所述￡1(:瞬態(tài)循環(huán)尿素噴射劑量脈譜圖，在所述原機上分別進行￡1(:瞬態(tài)循環(huán)標定，并記錄各組脈譜圖標定后的氮氧化物排放量及氨泄露數(shù)據(jù)； 步驟六疋扣瞬態(tài)循環(huán)標定優(yōu)化；建立30？標定的優(yōu)化方程，對標定后的氮氧化物排放量及氨泄露數(shù)據(jù)解所述優(yōu)化方程，得到優(yōu)化的30？尿素噴射劑量脈譜圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:所述原機為柴油發(fā)動機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:步驟一中通過￡3(:穩(wěn)態(tài)循環(huán)標定還得到工況點的轉(zhuǎn)速、扭矩、排氣流量、排氣溫度、氮氧化物排放量數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:步驟二中所述最低扭矩百分比設(shè)定為10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:步驟二中在擴展工況的所述最低轉(zhuǎn)速及所述最高轉(zhuǎn)速的不同扭矩點各設(shè)置7個輔助點，分別為所述最低轉(zhuǎn)速及所述最高轉(zhuǎn)速扭矩的25%、37%、50%、62%、75%、87%及100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:步驟三中十三工況點、各輔助點及所述標定點點陣的數(shù)據(jù)信息包括各點的轉(zhuǎn)速、扭矩、氮氧化物排放量及尿素噴射劑量數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:步驟三中所述尿素噴射劑量標定點點陣包括5組尿素噴射劑量數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:步驟三中5組尿素噴射劑量數(shù)據(jù)分別為各標定點的尿素噴射劑量、各標定點的尿素噴射劑量的±5%及+ 10% 0
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素噴射劑量標定方法，其特征在于:步驟六中所述優(yōu)化方程以最小氮氧化物排放量、最小尿素噴射劑量，且氨泄露率在排放標準的范圍內(nèi)為條件。
【文檔編號】F01N9/00GK104405481SQ201410512432
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】樓狄明, 嚴嶸, 胡磬遙, 胡志遠, 譚丕強 申請人:同濟大學