本發(fā)明涉及發(fā)動機領(lǐng)域，特別涉及的SCR尾氣后處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

尿素選擇性催化還原(selective catalytic reducton,SCR)技術(shù)是控制柴油機氮氧化物(NOx)排放最常用的技術(shù)手段之一。然而在實際使用的過程中，由于存在尿素結(jié)晶的問題，例如當(dāng)尿素噴射量不合適或混合器結(jié)構(gòu)過于簡單時，尿素分布均勻性過差，會導(dǎo)致在SCR箱上或尿素噴嘴部位出現(xiàn)塊狀或粉末狀的尿素結(jié)節(jié)物，對SCR控制氮氧化物產(chǎn)生不利的影響，導(dǎo)致尾氣反應(yīng)不完全，造成排放超標(biāo)?，F(xiàn)有技術(shù)中均是基于混合器硬件的設(shè)計，以防止結(jié)晶。然而混合器設(shè)計定型后，無法根據(jù)發(fā)動機運行狀況預(yù)防和消除尿素結(jié)晶，導(dǎo)致結(jié)晶后排放變差，而且排氣管腐蝕嚴(yán)重。

如何根據(jù)發(fā)動機運行狀況對尿素結(jié)晶情況進行準(zhǔn)確判斷，并以此為依據(jù)，當(dāng)尿素結(jié)晶過多時，調(diào)整發(fā)動機運行狀態(tài)，及時除去結(jié)晶，防止結(jié)石現(xiàn)象發(fā)生是目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

當(dāng)SCR混合器結(jié)構(gòu)確定后，影響尿素結(jié)晶的三個主要因素為：排氣流量、排氣溫度、尿素噴射量。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種尿素結(jié)晶量估算、結(jié)晶狀態(tài)判定及結(jié)晶消除方法。基于發(fā)動機運行工況，評估當(dāng)前工況下尿素結(jié)晶速率和SCR轉(zhuǎn)化效率對尿素結(jié)晶的影響。當(dāng)尿素結(jié)晶過多時，調(diào)整發(fā)動機運行狀態(tài)，及時除去結(jié)晶，防止結(jié)石現(xiàn)象發(fā)生。

本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種尿素結(jié)晶量估算方法，所述方法包括：

根據(jù)發(fā)動機運行工況，標(biāo)定出在不同排氣流量、排氣溫度工況條件下的多個尿素結(jié)晶速率MAP(MAP1，MAP2…)；

將尿素噴射量劃分為多個區(qū)間，標(biāo)定每個區(qū)間對應(yīng)的尿素結(jié)晶速率因子；

在某一排氣流量、某一排氣溫度以及某一尿素噴射量的特定工況條件下，基于對應(yīng)的尿素結(jié)晶速率MAP確定出該特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率，并且基于某一尿素噴射量對應(yīng)的區(qū)間確定出該特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率因子，將該特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率乘以特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率因子得到該特定工況條件下的實際尿素結(jié)晶速率；

根據(jù)該特定工況條件下的實際尿素結(jié)晶速率確定一個采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量。

優(yōu)選，該方法進一步包括：

標(biāo)定尿素結(jié)晶量與結(jié)晶速率修正系數(shù)的曲線圖；

采集該一個采樣周期結(jié)束時的尿素結(jié)晶量并根據(jù)該尿素結(jié)晶量查詢所述曲線圖得到結(jié)晶速率修正系數(shù)；

將該特定工況條件下的實際尿素結(jié)晶速率乘以該結(jié)晶速率修正系數(shù)得到結(jié)晶量修正后的下一采樣周期的尿素結(jié)晶速率；

根據(jù)該下一采樣周期的尿素結(jié)晶速率確定下一采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量；

將上一采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量與下一采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量相加得到尿素總結(jié)晶量。

本發(fā)明的目的之二是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種尿素結(jié)晶狀態(tài)判定方法，根據(jù)前述尿素結(jié)晶量估算方法估算出的當(dāng)前的結(jié)晶量；并基于發(fā)動機排氣流量和排氣溫度標(biāo)定尿素結(jié)晶平衡曲線；如果當(dāng)前的結(jié)晶量小于尿素結(jié)晶平衡曲線上對應(yīng)該排氣流量和排氣溫度下的結(jié)晶限值，則此時沒有處于結(jié)晶狀態(tài)；如果當(dāng)前的結(jié)晶量大于尿素結(jié)晶平衡曲線上對應(yīng)該排氣流量和排氣溫度下的結(jié)晶限值，則需結(jié)合當(dāng)前穩(wěn)定工況下的SCR實際轉(zhuǎn)換效率進一步判定系統(tǒng)是否處于結(jié)晶狀態(tài)。

所述進一步判定系統(tǒng)是否處于結(jié)晶狀態(tài)的步驟具體包括：比較當(dāng)前穩(wěn)定工況下SCR實際轉(zhuǎn)化效率與該工況的設(shè)定轉(zhuǎn)化效率，如果實際轉(zhuǎn)化效率與該工況的設(shè)定轉(zhuǎn)化效率偏差較大，超過允許的偏差限值，則判定此時為結(jié)晶狀態(tài)。

本發(fā)明的目的之三是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種消除尿素結(jié)晶狀態(tài)的方法，其特征在于，采用前述的尿素結(jié)晶狀態(tài)判定方法，當(dāng)判定當(dāng)前工況處于結(jié)晶狀態(tài)時,則觸發(fā)消除結(jié)晶的請求。即當(dāng)發(fā)動機運行條件允許時，發(fā)動機進入結(jié)晶消除模式，當(dāng)尿素結(jié)晶量低于某一限值后，發(fā)動機回到正常模式。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明利用基于結(jié)晶生成的速率因子和SCR轉(zhuǎn)化效率預(yù)估SCR的結(jié)晶狀態(tài)，能準(zhǔn)確判斷出SCR內(nèi)的結(jié)晶狀態(tài)并觸發(fā)消除結(jié)晶的請求，防止結(jié)晶進一步化學(xué)反應(yīng)成結(jié)石，提高SCR的轉(zhuǎn)化效率的同時避免排氣管腐蝕的風(fēng)險。特別適用于排溫較低且原排較高的的機型。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了基于發(fā)動機排氣流量和排溫得到的尿素結(jié)晶平衡線；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的結(jié)晶量估算模型控制策略；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的結(jié)晶消除請求控制流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

圖1示出了當(dāng)發(fā)動機及后處理硬件確定后，基于發(fā)動機排氣流量和排溫獲得的尿素結(jié)晶平衡線。將該尿素結(jié)晶平衡線稱為臨界線。在臨界線之上，結(jié)晶速率可以忽略；在1區(qū)域結(jié)晶速率為正值，且溫度越低、排氣流量越低該值越大；在3區(qū)域結(jié)晶速率為負(fù)值，即處于除結(jié)晶狀態(tài)，并且溫度越高、排氣流量越大，除結(jié)晶的速率越高。

在此基礎(chǔ)上，提出尿素結(jié)晶量估算、結(jié)晶狀態(tài)判定及結(jié)晶消除方法：

根據(jù)發(fā)動機運行工況，標(biāo)定出在不同排氣流量、排氣溫度工況條件下的多個尿素結(jié)晶速率MAP(MAP1，MAP2…)；

將尿素噴射量劃分為多個區(qū)間，標(biāo)定每個區(qū)間對應(yīng)的尿素結(jié)晶速率因子；

在某一排氣流量、某一排氣溫度以及某一尿素噴射量的特定工況條件下，基于對應(yīng)的尿素結(jié)晶速率MAP確定出該特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率，并且基于某一尿素噴射量對應(yīng)的區(qū)間確定出該特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率因子，將該特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率乘以特定工況條件下的尿素結(jié)晶速率因子得到該特定工況條件下的實際尿素結(jié)晶速率；

根據(jù)該特定工況條件下的實際尿素結(jié)晶速率確定一個采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量。

進一步，控制策略如圖2所示。其中尿素結(jié)晶速率因子依據(jù)前述標(biāo)定查詢。當(dāng)尿素結(jié)晶出現(xiàn)時，結(jié)晶增長速率就會加快，即結(jié)晶量越多越容易結(jié)晶。因此，優(yōu)選上述方法還包括：

標(biāo)定尿素結(jié)晶量與結(jié)晶速率修正系數(shù)的曲線圖；

采集該一個采樣周期結(jié)束時的尿素結(jié)晶量(例如通過圖2中示出的1/Z模塊來實現(xiàn))并根據(jù)該尿素結(jié)晶量查詢所述曲線圖得到結(jié)晶速率修正系數(shù)；

將該特定工況條件下的實際尿素結(jié)晶速率乘以該結(jié)晶速率修正系數(shù)得到結(jié)晶量修正后的下一采樣周期的尿素結(jié)晶速率；

根據(jù)該下一采樣周期的尿素結(jié)晶速率確定下一采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量；

將上一采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量與下一采樣周期內(nèi)的尿素結(jié)晶量相加得到尿素總結(jié)晶量。

當(dāng)前結(jié)晶量如果大于結(jié)晶限值，則需進一步判定系統(tǒng)是否處于結(jié)晶狀態(tài)。由于尿素結(jié)晶會降低尿素的混合、蒸發(fā)效果，影響NOx轉(zhuǎn)化效率。因此當(dāng)工況穩(wěn)定時，需要計算當(dāng)前的SCR轉(zhuǎn)化效率。圖3示出了本發(fā)明結(jié)晶消除請求控制流程圖。通過比較實際轉(zhuǎn)化效率與該工況的設(shè)定轉(zhuǎn)化效率直接的偏差，如果偏差較大，超過允許的偏差限值，則認(rèn)為此時為結(jié)晶狀態(tài)，可觸發(fā)消除結(jié)晶的請求。當(dāng)發(fā)動機運行條件允許時，發(fā)動機進入結(jié)晶消除模式。當(dāng)尿素結(jié)晶量低于某一限值后，發(fā)動機回到正常模式。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。