CN109931130B - 一种scr控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种SCR控制方法及装置，其中，控制方法包括：获取PNA的温度参数和NOx存储量；温度参数至少包括PNA的平均温度；如果NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第二预设阈值，依据增量与预先计算得到的基础量之和，控制SCR的还原剂喷射量，其中，增量依据NOx存储量和PNA的平均温度计算得到。通过本申请提供的控制方案，可以解决SCR的下游存在NOx排放超标的问题。

Description

一种SCR控制方法及装置

技术领域

本申请涉及汽车领域，尤其涉及一种SCR控制方法及装置。

背景技术

为了降低发动机对NOx的排放量，通过后处理系统对发动机所排放的NOx进行处理，例如，后处理系统可以包括：NOx吸附器(Passive NOx Absorbei，PNA)与选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)设备(后续简称为SCR)，其中，SCR设置在PNA的下游。

具体的，SCR通过喷射一定量的还原剂，得到一定量的氨存储，利用存储的氨消除PNA排放的NOx。其中，SCR消除NOx所需的氨的存储量是通过预设公式计算得到的，为了描述方便，将通过该预设公式计算得到的氨存储量，称为预先计算得到的基础量。

发明内容

发明人在研究中发现，由于PNA能够在低温时吸附NOx，并在高温时释放所吸附的NOx，并由于PNA在高温时释放NOx是物理的被动释放，导致SCR上游在某一温度时，NOx的排放量达到异常峰值，此时，SCR事先喷射还原剂所得到基础量的氨不能消除上游的NOx，导致SCR下游的NOx排放超标。

本申请提供了一种SCR控制方法及装置，目的在于解决SCR的下游NOx排放超标的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种SCR控制方法，包括：

获取PNA的温度参数和NOx存储量；所述温度参数至少包括所述PNA的平均温度；

如果所述NOx存储量大于第一预设阈值，以及所述PNA的平均温度大于第二预设阈值，依据增量与预先计算得到的基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量，所述增量依据所述NOx存储量和所述PNA的平均温度计算得到。

可选的，所述温度参数还包括：所述PNA的平均温度变化率；

所述SCR控制方法，还包括：

如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值，依据所述增量与所述基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量。

可选的，还包括：

如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于所述第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率不大于所述第四预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

可选的，还包括：

如果所述PNA的平均温度不大于所述第三预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

可选的，还包括：

如果所述NOx存储量不大于所述第一预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

一种SCR控制装置，包括：

获取模块，用于获取PNA的温度参数和NOx存储量；所述温度参数至少包括所述PNA的平均温度；

第一控制模块，用于如果所述NOx存储量大于第一预设阈值，以及所述PNA的平均温度大于第二预设阈值，依据增量与预先计算得到的基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量，所述增量依据所述NOx存储量和所述PNA的平均温度计算得到。

可选的，所述获取模块所获取的PNA的温度参数还包括：所述PNA的平均温度变化率；

所述装置还包括：

第二控制模块，用于如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值，依据所述增量与所述基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量。

可选的，还包括：

第三控制模块，用于如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于所述第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率不大于所述第四预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

可选的，所述装置还包括：

第四控制模块，用于如果所述PNA的平均温度不大于所述第三预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

可选的，还包括：

第五控制模块，用于如果所述NOx存储量不大于所述第一预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

在本申请所提供的SCR控制方案中，获取PNA的温度参数和NOx存储量，其中，温度参数至少包括PNA的平均温度，在NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第二预设阈值时，表示快要达到PNA释放NOx的峰值，即SCR上游的NOx快要达到峰值。在本申请中，依据增量与预先计算得到的基础量之和，控制SCR对还原剂的喷射量，即在依据事先计算得到的基础量控制SCR对还原剂的喷射量的基础上，还要依据增量控制SCR对还原剂的喷射量。

因此，相对于现有技术中SCR喷射还原剂得到基础量的氨，本申请提供的SCR控制方案中SCR在得到基础量的氨基础上又得到了增量的氨，并且，该增量是依据当前的NOx存储量和PNA的当前平均温度计算得到的，使得SCR中在添加了增量的氨后，在PNA释放的NOx达到峰值的情况下，SCR内的氨存储量能够消除PNA释放的达到峰值的NOx，使得SCR下游所排放的NOx比现有技术所排放的NOx减少。因此，本申请提供的SCR控制方案可以解决SCR的下游存在NOx排放超标的问题。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种SCR控制方法的应用场景示意图；

图2为本申请实施例公开的一种SCR控制方法的流程图；

图3为本申请实施例公开的消除NOx的后处理系统中PNA与SCR间的布置示意图；

图4为本申请实施例公开的一种SCR控制装置的结构示意图。

具体实施方式

图1为本申请提供的一种SCR控制方法的应用场景示意图，包括：电子控制单元ECU(Electronic Control Unit，ECU)、后处理系统中的PNA、SCR以及后处理系统中的其他部件(如DPF和ASC等)。其中，PNA与SCR连接，并且SCR在PNA的下游，ECU分别与PNA和SCR连接。本申请提供的一种SCR控制方法应用于ECU。

需要说明的是，本申请中仅以PNA为示例，实际中，具有NOx吸附器、CSC(coldstart catalyst)、NSC(NOx storage catalyst)等与PNA具有等同功能的其它设备(有可能仅是名称不同)，均可替换本申请中的PNA，本申请不做限定。

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。

图2为本申请提供的一种SCR控制方法，包括以下步骤：

S201、依据预先建立的PNA一维物理模型，计算PNA的平均温度和PNA中NOx的存储量。

在本实施例中，消除NOx的后处理系统中PNA与SCR间的布置示意图，如图3所示，在该图3中，在PNA的上游设置有温度传感器T1，在PNA与SCR之间设置有温度传感器T2。其中，T1用于测量PNA的温度，T2用于测量SCR的温度。

在本实施例中，在ECU中事先建立有PNA的一维物理模型，向该一维物理模型输入NOx的浓度、T1、HC浓度和CO浓度等，该一维物理模型输出PNA的平均温度、PNA中的NOx存储量等。

基于一维物理模型输出的PNA的平均温度，可以计算出PNA的平均温度的变化率。具体的，PNA的平均温度的变化率的计算方式为：将预设时间间隔的时刻的温度之差作为平均温度的变化率，或者，将多个上述方式得到的温度之差的均值，作为平均温度的变化率。上述计算方式仅为举例，实际中，可以依据需求选择计算方式。

S202、判断是否满足PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第二预设阈值，如果不满足，则执行S203，否则，执行S207。

在本步骤中，如果满足PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第二预设阈值时，表明PNA快要达到NOx的释放峰值，即SCR上游的NOx快要到达异常峰值。具体的，在本步骤中，第一预设阈值可以为0.2克/升，第二预设阈值可以为200度。需要说明的是，本实施例中，各个阈值的取值仅为举例，在实际中，随着技术的发展，选取的数值可能会变化，因此，本实施例并不做限定。

为了使得SCR中的氨存储量可以消除达到异常峰值的NOx，需要在现有技术中计算的氨存储量的基础上增加氨存储量，为了描述方便，将现有技术中计算的氨存储量称为基础量，将在基础量的基础上增加的氨存储量称为增量，即需要基础量与增量之和，控制SCR还原剂的喷射量，具体的，执行S207。

在本步骤中，如果不满足PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第二预设阈值时，则表明PNA中的NOx存储量不大于第一预设阈值，和/或，PNA的平均温度不大于第二预设阈值，在该情况下，还要基于S203的判断结果，进一步确定是依据基础量还是依据基础量与增量之和，控制SCR的还原剂喷射量。

S203、判断PNA中的NOx存储量是否大于第一预设阈值，如果PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，则执行S204，否则，执行S206。

在PNA中的NOx存储量不大于第一预设阈值，和/或，PNA的平均温度不大于第二预设阈值的情况下，执行本步骤。

在本步骤中，如果PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，则表明PNA的平均温度一定不大于第二预设阈值，此时，还要基于S204的判断结果，进一步确定是依据基础量还是依据基础量与增量之和，控制SCR的还原剂喷射量。

在本步骤中，如果PNA中的NOx存储量不大于第一预设阈值，此时，可以确定PNA达到NOx的释放峰值还比较长，只需按照基础量控制SCR的还原剂喷射量即可，即执行S206。

S204、判断PNA的平均温度是否大于第三预设阈值，如果PNA的平均温度大于第三预设阈值，则执行S205，否则，执行S206。

在PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值且PNA的平均温度不大于第二预设阈值的情况下，执行本步骤。

在本步骤中，如果PNA的平均温度不大于第三预设阈值，此时，PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值、PNA的平均温度不大于第二预设阈值，以及PNA的平均温度不大于第三预设阈值，在本实施例中，第三预设阈值小于第二预设阈值，例如，第三预设阈值可以设置为150度。可以得出PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度不大于第三预设阈值，该情况表明PNA达到NOx的释放峰值的时间还比较长，只需按照基础量控制SCR的还原剂喷射量即可，即需要执行S206。

在本步骤中，如果PNA的平均温度大于第三预设阈值，则表明PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值，即此时PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值，此时，依据基础量还是依据基础量与增量之和，控制SCR的还原剂喷射量，需要依据S206的判断结果进行确定。

S205、判断PNA的平均温度变化率是否大于第四预设阈值，如果PNA的平均温度变化率不大于第四预设阈值，则执行S206，否则，执行S207。

在PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值的情况下，执行本步骤。

具体的，在本实施例中，第四预设阈值的取值可以设置为20。

在本步骤中，如果PNA的平均温度变化率不大于第四预设阈值，此时，PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值、PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值，以及PNA的平均温度变化率不大于第四预设阈值，在该情况下，PNA达到NOx的释放峰值的时间还比较长，只需按照基础量控制SCR的还原剂喷射量即可，执行S206即可。

在本步骤中，如果PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值时，此时，PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值、PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值，以及PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值，此时，PNA快要达到NOx的释放峰值，即SCR上游的NOx快要到达异常峰值，则需要依据基础量与增量之和控制SCR的还原剂喷射量，即需要执行S207。

S206、依据基础量，控制SCR的还原剂喷射量。

具体的，在本步骤中，基础量是依据SCR的温度与空速计算得到的，具体的，如何依据SCR的温度与空速计算得到基础量的过程为现有技术，本实施例不在赘述。

在本步骤中，以基础量闭环控制还原剂的喷射量，即依据基础量确定SCR需喷射的还原剂的量，并控制SCR的还原剂喷射量，使得SCR内的氨存储量达到基础量。具体的，控制过程为现有技术，这里不再赘述。

S207、确定基础量与增量。

在本步骤中，基础量的确定方式与S206相同，这里不再赘述。

具体的，在本步骤中，通过PNA的当前NOx存储量与PNA的当前平均温度确定增量。具体的，通过PNA的当前NOx存储量与PNA的当前平均温度确定增量的过程为现有技术，这里不再赘述。

S208、依据增量与基础量，控制SCR的还原剂喷射量。

具体的，在本步骤中，以基础量与增量之和闭环控制还原剂的喷射量，即依据基础量和增量之和确定SCR的还原剂的需喷射量，并控制SCR的还原剂喷射量，使得SCR中当前的氨存储量为基础量与增量之和。

本实施例具有以下有益效果：

在本实施例中，在PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第二预设阈值的情况下，或者，在PNA中的NOx存储量大于第一预设阈值、PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值，以及PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值的情况下，依据基础量与增量之和，控制SCR的还原剂喷射量。在不满足这两种情况时，依据基础量控制SCR的还原剂喷射量。

因此，相对于现有技术中SCR喷射还原剂得到基础量的氨，本实施例提供的SCR控制方案中SCR在得到基础量的氨基础上又得到了增量的氨，并且，该增量是依据当前的NOx存储量和PNA的当前平均温度计算得到的，使得SCR中在添加了增量的氨后，在PNA释放的NOx达到峰值的情况下，SCR内的氨存储量能够消除PNA释放的达到峰值的NOx，使得SCR下游所排放的NOx比现有技术所排放的NOx减少。因此，本实施例提供的SCR控制方案可以解决SCR的下游存在NOx排放超标的问题。

图4为本申请提供的一种SCR控制装置，包括：获取模块401和第一控制模块402，其中，该获取模块401，用于获取PNA的温度参数和NOx存储量；温度参数至少包括PNA的平均温度；该第一控制模块402，用于如果NOx存储量大于第一预设阈值，以及PNA的平均温度大于第二预设阈值，依据增量与预先计算得到的基础量之和，控制SCR的还原剂喷射量，增量依据NOx存储量和PNA的平均温度计算得到。

优选的，获取模块401所获取的PNA的温度参数还包括：PNA的平均温度变化率；该装置还包括：第二控制模块403；该第二控制模块403，用于如果NOx存储量大于第一预设阈值、PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值、以及PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值，依据增量与基础量之和，控制SCR的还原剂喷射量。

优选的，该装置还包括：第三控制模块404；该第三控制模块404，用于如果NOx存储量大于第一预设阈值、PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于第二预设阈值、以及PNA的平均温度变化率不大于第四预设阈值，则依据基础量控制SCR的还原剂喷射量。

优选的，该装置还包括：第四控制模块405；该第四控制模块405，用于如果PNA的平均温度不大于第三预设阈值，则依据基础量控制SCR的还原剂喷射量。

优选的，该装置还包括：第五控制模块406；该第五控制模块406，用于如果NOx存储量不大于第一预设阈值，则依据基础量控制SCR的还原剂喷射量。

图4所示的SCR控制装置，能够自适应地确定还原剂喷射量，以解决SCR的下游存在NOx排放超标的问题。

本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种SCR控制方法，其特征在于，包括：

获取PNA的温度参数和NOx存储量；所述温度参数至少包括所述PNA的平均温度；

如果所述NOx存储量大于第一预设阈值，以及所述PNA的平均温度大于第二预设阈值，依据增量与预先计算得到的基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量，所述增量依据所述NOx存储量和所述PNA的平均温度计算得到；所述基础量指：氨存储量；所述增量指：在所述基础量的基础上增加的氨存储量；

如果所述NOx存储量不大于所述第一预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度参数还包括：所述PNA的平均温度变化率；

所述SCR控制方法，还包括：

如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值，依据所述增量与所述基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于所述第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率不大于所述第四预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

4.根据权利要求2～3任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述PNA的平均温度不大于所述第三预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

5.一种SCR控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取PNA的温度参数和NOx存储量；所述温度参数至少包括所述PNA的平均温度；

第一控制模块，用于如果所述NOx存储量大于第一预设阈值，以及所述PNA的平均温度大于第二预设阈值，依据增量与预先计算得到的基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量，所述增量依据所述NOx存储量和所述PNA的平均温度计算得到；所述基础量指：氨存储量；所述增量指：在所述基础量的基础上增加的氨存储量；

第五控制模块，用于如果所述NOx存储量不大于所述第一预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块所获取的PNA的温度参数还包括：所述PNA的平均温度变化率；

所述装置还包括：

第二控制模块，用于如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率大于第四预设阈值，依据所述增量与所述基础量之和，控制所述SCR的还原剂喷射量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

第三控制模块，用于如果所述NOx存储量大于所述第一预设阈值、所述PNA的平均温度大于所述第三预设阈值且不大于所述第二预设阈值、以及所述PNA的平均温度变化率不大于所述第四预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

8.根据权利要求6～7任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四控制模块，用于如果所述PNA的平均温度不大于所述第三预设阈值，则依据所述基础量控制所述SCR的还原剂喷射量。

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