CN112360597B - 一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法及装置，包括：获取尾气中的二氧化硫浓度；依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率；获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率；依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力；依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值，根据该尿素喷射量修正值控制尿素的喷射量，从而避免喷入过多尿素导致结晶增加的情况发生。

Description

一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法及装置
技术领域
本发明涉及柴油机控制技术领域，更具体地说，涉及一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法及装置。
背景技术
车用柴油中含有一定量的硫，当柴油在缸内燃烧时，会有一部分硫随着尾气进入到后处理系统，那么这部分硫会发生反应产生硫化盐，附着在SCR(Selective CatalyticReduction，选择性催化还原技术)催化剂上，从而阻止尿素与催化剂结合，使SCR的氨存储能力下降。
此时，喷入SCR中的尿素由于不能与SCR结合，在尿素中水分被蒸发之后，就会在SCR内形成结晶，随着尿素结晶的累积，会影响SCR效率和寿命。
那么，如何防止尿素结晶的累积，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法及装置，技术方案如下：
一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法，所述防结晶控制方法包括：
获取尾气中的二氧化硫浓度；
依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；
获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率；
获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率；
依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力；
依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值。
可选的，在上述防结晶控制方法中，所述依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量，包括：
依据所述二氧化硫浓度，获得脱硫反应之前SCR中累积的第一硫化盐质量；
获取脱硫反应过程中被脱硫反应掉的第二硫化盐质量；
将所述第一硫化盐质量减去所述第二硫化盐质量，得到发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量。
可选的，在上述防结晶控制方法中，所述依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率，包括：
将所述当前硫化盐含量除以所述最大硫化盐存储量，得到所述当前硫化盐存储率。
可选的，在上述防结晶控制方法中，所述依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率，包括：
将所述最大氨存储量除以所述最大硫化盐存储率，得到所述氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
可选的，在上述防结晶控制方法中，所述依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力，包括：
将SCR总氨存储能力减去所述硫化盐存储率和所述质量综合比率的乘积，得到当前SCR剩余氨存储量能力。
一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制装置，所述防结晶控制装置包括：
获取模块，用于获取尾气中的二氧化硫浓度；
第一计算模块，用于依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；
第二计算模块，用于获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率；
第三计算模块，用于获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率；
第四计算模块，用于依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力；
获得模块，用于依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值。
可选的，在上述防结晶控制装置中，所述第一计算模块具体用于：
依据所述二氧化硫浓度，获得脱硫反应之前SCR中累积的第一硫化盐质量；
获取脱硫反应过程中被脱硫反应掉的第二硫化盐质量；
将所述第一硫化盐质量减去所述第二硫化盐质量，得到发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量。
可选的，在上述防结晶控制装置中，所述第二计算模块具体用于：
将所述当前硫化盐含量除以所述最大硫化盐存储量，得到所述当前硫化盐存储率。
可选的，在上述防结晶控制装置中，所述第三计算模块具体用于：
将所述最大氨存储量除以所述最大硫化盐存储率，得到所述氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
可选的，在上述防结晶控制装置中，所述第四计算模块具体用于：
将SCR总氨存储能力减去所述硫化盐存储率和所述质量综合比率的乘积，得到当前SCR剩余氨存储量能力。
相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：
本发明提供的一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法包括：获取尾气中的二氧化硫浓度；依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率；获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率；依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力；依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值，根据该尿素喷射量修正值控制尿素的喷射量，从而避免喷入过多尿素导致结晶增加的情况发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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为本发明实施例提供的一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种SCR硫含量计算示意图；
图3为本发明实施例提供的一种尿素喷射量修正计算示意图；
图4为本发明实施例提供的一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，图1为本发明实施例提供的一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制方法的流程示意图。
所述防结晶控制方法包括：
S101：获取尾气中的二氧化硫浓度。
S102：依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量。
S103：获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率。
S104：获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
S105：依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力。
S106：依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值。
在该实施例中，根据该尿素喷射量修正值控制尿素的喷射量，从而避免喷入过多尿素导致结晶增加的情况发生。
进一步的，基于本发明上述实施例，步骤S101：获取尾气中的二氧化硫浓度，具体包括：
通过在排气管DOC前特定位置处通过采样管取样的方式，获得部分尾气，并保证其处于合适的检测条件下。
通过选择合适的传感器，例如定电位电解传感器等，测得尾气中二氧化硫的SO2浓度(ppm)。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图2，图2为本发明实施例提供的一种SCR硫含量计算示意图，步骤S102：依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量，具体包括：
依据所述二氧化硫浓度，获得脱硫反应之前SCR中累积的第一硫化盐质量。
获取脱硫反应过程中被脱硫反应掉的第二硫化盐质量。
将所述第一硫化盐质量减去所述第二硫化盐质量，得到发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量。
在该实施例中，尾气SO2中的浓度
Figure BDA0002770354240000061
(ppm)乘以硫化盐的平均相对分子质量M再乘以硫化盐的转化率F，即可得到尾气中单位时间内产生的硫化盐质量ΔSout：
Figure BDA0002770354240000062
其中，
Figure BDA0002770354240000063
为尾气中SO2的浓度(ppm)。
M为硫化盐的平均相对分子质量。
F为硫化盐的转化率。
需要说明的是，硫化盐的转化率通过废气质量流量和排气温度查表获得。
根据时间积分，即可得到脱硫反应之前SCR中累积的第一硫化盐质量Sout：
Sout＝∫ΔSout
由于每次脱硫都会烧掉一部分SCR中累积的硫，因此，每次脱硫时，根据排气温度以及废气质量流量查表得到本次脱硫单位时间内升华掉的硫化盐质量，乘以本次脱硫持续时间，即可得到本次脱硫升华掉的硫化盐的量。
在每次脱硫结束时，减去这部分反应掉的硫的质量Sdpf，即可得到发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量S：
S＝Sout-Sdpf
进一步的，基于本发明上述实施例，步骤S103：获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率，具体包括：
将所述当前硫化盐含量除以所述最大硫化盐存储量，得到所述当前硫化盐存储率。
在该实施例中，在获得了全工况下SCR中的当前硫化盐含量后，计算当前硫化盐存储率：
Figure BDA0002770354240000071
其中，ΔS为当前硫化盐存储率。
Smax为最大硫化盐存储量。
S为当前硫化盐含量。
进一步的，基于本发明上述实施例，步骤S104：获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率，具体包括：
将所述最大氨存储量除以所述最大硫化盐存储率，得到所述氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
在该实施例中，通过最大氨存储量除以最大硫化盐存储率，得到所述氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率：
Figure BDA0002770354240000072
其中，ΔF为氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
Nmax为最大氨存储量。
Smax为最大硫化盐存储量。
需要说明的是，通过对比新SCR和硫中毒(硫化盐覆盖满的情况)的SCR质量，即可得到SCR的最大硫化盐存储量，同理，可以得到SCR的最大氨存储量。
进一步的，基于本发明上述实施例，步骤S105：依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力，具体包括：
将SCR总氨存储能力减去所述硫化盐存储率和所述质量综合比率的乘积，得到当前SCR剩余氨存储量能力。
在该实施例中，通过1减去硫化盐存储率和质量综合比率的乘积，得到当前SCR剩余氨存储量能力：
ΔL＝1-ΔS×ΔF
其中，为当前SCR剩余氨存储量能力。
ΔS为当前硫化盐存储率。
ΔF为氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
进一步的，参考图3，图3为本发明实施例提供的一种尿素喷射量修正计算示意图。
包括但不限定于通过查表的方式，基于当前SCR剩余氨存储量能力得到尿素喷射量修正值，根据该尿素喷射量修正值控制尿素的喷射量，从而避免喷入过多尿素导致结晶增加的情况发生。
进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制装置，参考图4，图4为本发明实施例提供的一种基于二氧化硫传感器的防结晶控制装置的结构示意图。
所述防结晶控制装置包括：
获取模块11，用于获取尾气中的二氧化硫浓度；
第一计算模块12，用于依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；
第二计算模块13，用于获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率；
第三计算模块14，用于获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率；
第四计算模块15，用于依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力；
获得模块16，用于依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值。
进一步的，基于本发明上述实施例，所述第一计算模块12具体用于：
依据所述二氧化硫浓度，获得脱硫反应之前SCR中累积的第一硫化盐质量；
获取脱硫反应过程中被脱硫反应掉的第二硫化盐质量；
将所述第一硫化盐质量减去所述第二硫化盐质量，得到发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量。
进一步的，基于本发明上述实施例，所述第二计算模块13具体用于：
将所述当前硫化盐含量除以所述最大硫化盐存储量，得到所述当前硫化盐存储率。
进一步的，基于本发明上述实施例，所述第三计算模块14具体用于：
将所述最大氨存储量除以所述最大硫化盐存储率，得到所述氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
进一步的，基于本发明上述实施例，所述第四计算模块15具体用于：
将SCR总氨存储能力减去所述硫化盐存储率和所述质量综合比率的乘积，得到当前SCR剩余氨存储量能力。
需要说明的是，本发明实施例提供的防结晶控制装置的原理与本发明上述实施例提供的防结晶控制方法的原理相同，在此不再赘述。
进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种电子设备，参考图5，图5为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构示意图。
所述电子设备包括：至少一个处理器17、以及与所述处理器17连接的至少一个存储器18、总线19；
其中，所述处理器17、所述存储器18通过所述总线19完成相互间的通信；
所述处理器17用于调用所述存储器18中的程序指令，以执行上述实施例所述的防结晶控制方法。
以上对本发明所提供的一种基于二氧化硫传感器的防结晶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发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。
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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、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。
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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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)

1.一种防止SCR中尿素结晶的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取尾气中的二氧化硫浓度；
依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；所述依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量，包括：依据所述二氧化硫浓度，获得脱硫反应之前SCR中累积的第一硫化盐质量；获取脱硫反应过程中被脱硫反应掉的第二硫化盐质量；将所述第一硫化盐质量减去所述第二硫化盐质量，得到发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；
获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率；
获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率；
依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力；
依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率，包括：
将所述当前硫化盐含量除以所述最大硫化盐存储量，得到所述当前硫化盐存储率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率，包括：
将所述最大氨存储量除以所述最大硫化盐存储率，得到所述氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力，包括：
将SCR总氨存储能力减去所述硫化盐存储率和所述质量综合比率的乘积，得到当前SCR剩余氨存储量能力。
5.一种防止SCR中尿素结晶的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取尾气中的二氧化硫浓度；
第一计算模块，用于依据所述二氧化硫浓度，计算发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量；
第二计算模块，用于获取SCR的最大硫化盐存储量，并依据所述当前硫化盐含量和所述最大硫化盐存储量，计算当前硫化盐存储率；
第三计算模块，用于获取SCR的最大氨存储量，并依据所述最大氨存储量和所述最大硫化盐存储率，计算氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率；
第四计算模块，用于依据所述硫化盐存储率和所述质量综合比率，计算当前SCR剩余氨存储能力；
获得模块，用于依据所述SCR剩余氨存储能力，获得尿素喷射量修正值；
所述第一计算模块具体用于：
依据所述二氧化硫浓度，获得脱硫反应之前SCR中累积的第一硫化盐质量；
获取脱硫反应过程中被脱硫反应掉的第二硫化盐质量；
将所述第一硫化盐质量减去所述第二硫化盐质量，得到发动机整个运行过程中SCR中的当前硫化盐含量。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块具体用于：
将所述当前硫化盐含量除以所述最大硫化盐存储量，得到所述当前硫化盐存储率。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三计算模块具体用于：
将所述最大氨存储量除以所述最大硫化盐存储率，得到所述氨与硫化盐的附着能力及质量综合比率。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第四计算模块具体用于：
将SCR总氨存储能力减去所述硫化盐存储率和所述质量综合比率的乘积，得到当前SCR剩余氨存储量能力。
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