CN113107647A - 一种发动机运行模式的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机运行模式的控制方法，所述控制方法包括：获取发动机运行参数，利用所述参数计算运行指标，将所述运行指标与预设指标进行对比，然后选择工况；所述参数包括SCR入口温度、废气质量流量M、实际尿素喷射量M_ad、上游NO_x浓度、下游NO_x浓度、运行时间t_i、后处理器背压及故障信息。通过对特定参数的选择和运算，实现了在发动机的开发设计阶段实现发动机多种不同的运行模式的高效切换，可以根据整车实际路谱即发动机常用工况进行发动机运行模式切换，同时提出基于整车实际常用工况的结晶风险及NO_x低转换效率运行工况识别方法，对于这两种运行风险进行发动机运行模式切换，实现发动机高效安全运行。

Description

一种发动机运行模式的控制方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体涉及一种发动机运行模式的控制方法。

背景技术

目前，随着排放法规对NO_x限值及油耗法规的日益苛刻，性能开发对发动机裸机NO_x及油耗等要求越来越高，对基于整车常用工况的特定发动机开发的呼声越来越高。但由于开发阶段无法兼顾到所有的整车运用，无法使得开发阶段兼顾所有的运行工况。在发动机排放开发阶段，为解决油耗问题，一般都将发动机排温开发的较低，同时NO_x裸机抬升较高；同时为了解决排放问题，在保证催化剂效率的同时，适当降低NO_x裸机排放，同时利用热管理手段，提升发动机排温。排温、裸机NO_x及油耗始终都是难平衡的三角关系。

当前为解决燃油最佳经济性及发动机系统平衡等问题，在发动机运行模式切换的应用方面，如CN102733971A提出了在从全发动机运行模式变换到部分发动机运行模式时，被夹在空气—燃料混合物的分组的燃烧室配置一种对于部分发动机运行模式而言新的空气—燃料比例，该比例在全发动机运行模式变换到部分发动机运行模式时被直接调节。

如CN110594026A公开了一种低压燃气增压发动机运行模式切换装置，包括安装在发动机本体上的进气歧管和排气管，进气歧管连接有进气管和依次安装的空气滤清器、增压器、中冷器和电子节气门，还包括低压燃气管，低压燃气管上并联有启动模式燃气输送装置和工作模式燃气输送装置，电子节气门、启动模式燃气输送装置和工作模式燃气输送装置连接有运行模式切换控制装置，还公开了该装置的切换控制方法；在启动运行模式下，混合气体不经过增压器和中冷器，缩短了混合气体的行进长度，使发动机的启动时间大大缩短，使启动性能提高；进入工作运行模式后，发动机进气可增压，适合于高功率运行，实现了发动机自吸式和增压式的混合使用，提高了发动机的运行性能。

对于结晶识别及检测的方法，如CN112282906A公开了通过对进排气系统的实际进气量和未结晶状态下的预标定进气量进行实时采集和累加，并根据实际进气量总值和预标定进气量总值计算出的进气量偏差值可识别SCR催化器的结晶状态，并且在检测出SCR催化器存在轻度结晶故障时，可通过排温管理单元调节发动机自身控制参数对结晶进行大致清除，而在检测出SCR催化器存在重度结晶故障时，可通过DPF主动再生单元对结晶进行彻底清除，即其不仅可以有效识别SCR催化器中的结晶故障，还可以对不同程度的结晶状态采取不同的清除措施，以避免SCR催化器受到结晶导致的恶劣影响。

然而现有运用技术中，没有多种模式的切换逻辑，无法做到择优运行，导致兼顾了油耗不能兼顾排放，兼顾了排放无法兼顾低温结晶，市场问题更是无法彻底解决。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于整车实际路谱进行发动机运行模型识别及调整的控制方法，即在发动机的开发设计阶段实现发动机多种不同的运行模式的合理标定与控制切换，主要包含不同的转速扭矩及油耗运行工况，可以根据整车实际路谱即发动机常用工况进行发动机运行模式切换，针对不动的模式有不同的裸机NO_x、排温及油耗；同时提出基于整车实际常用工况的结晶风险及NO_x低转换效率运行工况识别方法，对于这两种运行风险进行发动机运行模式切换，实现发动机高效安全运行。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种发动机运行模式的控制方法，所述控制方法包括：

获取发动机运行参数，利用所述参数计算运行指标，将所述运行指标与预设指标进行对比，然后选择工况；

所述参数包括SCR入口温度、废气质量流量M、实际尿素喷射量M_ad、上游NO_x浓度、下游NO_x浓度、后处理器背压及故障信息；

所述运行指标包括窗口温度T_i、所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i、NO_x实际脱除效率η₀、NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；

所述工况包括低结晶运行模式或高NO_x转换率运行模式；

所述低结晶运行模式中参考的运行指标包括窗口温度T_i和所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i；

所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行指标包括NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ。

本发明提供的技术方案通过对发动机特定参数的选择和运算，实现了在发动机的开发设计阶段实现发动机多种不同的运行模式的高效切换，主要包含不同的转速扭矩及油耗运行工况，可以根据整车实际路谱即发动机常用工况进行发动机运行模式的合理标定与控制，针对不动的模式有不同的裸机NO_x、排温及油耗；同时提出基于整车实际常用工况的结晶风险及NO_x低转换效率运行工况识别方法，对于这两种运行风险进行发动机运行模式切换，实现发动机高效安全运行。

本发明中，所述低结晶运行指保证发动机运行时保证尿素结晶因子率低于客户端所需求的最低阈值，所述高NO_x转换率运行指运行过程中保证NO_x转换率高于客户端所求的阈值。如客户端认为50％的NO_X转换效率过低，然后进行切换，若认为50％的效率足够，则可设定更高的阈值，比如70％、80％或90％等。

作为本发明优选的技术方案，所述尿素结晶因子E_i为窗口温度T_i下实际尿素喷射量M_ad与废气质量流量M的比值。

作为本发明优选的技术方案，所述低结晶运行模式中参考的运行指标计算中包括统计不同窗口温度T_i下的尿素结晶因子E_i及所述尿素结晶因子E_i的平均值。

优选地，所述运行指标计算中包括不同窗口温度T_i下的总运行时间t_iT。

本发明中，所述窗口温度T_i可以使得单一时间点的温度值，也可以是一定时间段内的平均温度。

作为本发明优选的技术方案，所述低结晶运行模式中运行指标与预设指标的对比包括不同窗口温度T_i下所述尿素结晶因子E_i与尿素结晶因子安全阈值EER_i进行对比，并将频次E_if与预设频次上限E_ifUP进行对比及运行时间t_i与运行时间上限t_iUP进行对比。

优选地，所述频次E_if为所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的次数，并统计所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的总运行时间t_iE。

优选地，若频次E_if＞预设频次上限E_ifUP且运行时间t_i＞运行时间上限t_iUP，则进行后续的对比判断包括E_nf与E_nfUp×α、t_n与t_nUP×β和t_iE与t_n×Φ的关系，反之则按照之前的工况继续运行。优选地，若E_nf＜E_nfUp×α且t_n＜t_nUP×β且t_iE＜t_n×Φ，则按照之前的工况继续运行，反之则发动机切换至低结晶运行模式。

作为本发明优选的技术方案，所述NO_x实际脱除效率η₀为所述上游NO_x浓度与下游NO_x浓度的差值与所述上游NO_x浓度的比值。

优选地，所述NO_x理论脱除效率η₁为尿素当量θ×100％，θ≤1，若θ≥1，则η₁＝100％。

作为本发明优选的技术方案，所述尿素当量θ为参与反应的尿素喷射量M_ac与理论尿素喷射量M_da的比值。

作为本发明优选的技术方案，所述参与反应的尿素喷射量M_ac为实际尿素喷射量×尿素喷嘴基于时间的老化系数αds与氨存储释放尿素量M_st×基于温度的氨存储系数αcT的和。

优选地，所述理论尿素喷射量M_da为上游NO_x浓度×废气质量流量M×ρ_空气×0.001/M(NO₂)×M(尿素)/ρ_尿素/2。

作为本发明优选的技术方案，所述发动机负荷率γ为转速为R_i下的实际功率与发动机最大功率的比值。

优选地，所述发动机负荷率γ计算中统计所述发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ。

作为本发明优选的技术方案，所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行计算指标与预设指标对比包括对比NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁×修正系数λ、发动机负荷率γ的大小、发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ与预设运行时间占比τ的关系。

优选地，若η₀＜η₁×修正系数λ且γ＜50％且t_ξ＞τ，则发动机切换为高NO_x转换率运行模式，反之则按照之前的工况继续运行。

作为本发明优选的技术方案，所述控制方法包括：

获取发动机运行参数，利用所述参数计算运行指标，将所述运行指标与预设指标进行对比，然后选择工况；

所述参数包括SCR入口温度、废气质量流量M、实际尿素喷射量M_ad、上游NO_x浓度、下游NO_x浓度、后处理器背压及故障信息；

所述运行指标包括窗口温度T_i、所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i、NO_x实际脱除效率η₀、NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；

所述工况包括低结晶运行模式或高NO_x转换率运行模式；

所述低结晶运行模式中参考的运行指标包括窗口温度T_i和所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i；所述尿素结晶因子E_i为窗口温度T_i下实际尿素喷射量M_ad与废气质量流量M的比值；所述低结晶运行模式中参考的运行指标计算中包括统计不同窗口温度T_i下的尿素结晶因子E_i及所述尿素结晶因子E_i的平均值；所述运行指标计算中包括不同窗口温度T_i下的总运行时间t_iT；所述低结晶运行模式中运行指标与预设指标的对比包括不同窗口温度T_i下所述尿素结晶因子E_i与尿素结晶因子安全阈值EER_i进行对比，并将频次E_if与预设频次上限E_ifUP进行对比及运行时间t_i与运行时间上限t_iUP进行对比；所述频次E_if为所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的次数，并统计所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的总运行时间t_iE；若频次E_if＞预设频次上限E_ifUP且运行时间t_i＞运行时间上限t_iUP，则进行后续的对比判断包括E_nf与E_nfUp×α、t_n与t_nUP×β和t_iE与t_n×Φ的关系，反之则按照之前的工况继续运行；若E_nf＜E_nfUp×α且t_n＜t_nUP×β且t_iE＜t_n×Φ，则按照之前的工况继续运行，反之则发动机切换至低结晶运行模式；

所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行指标包括NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；所述NO_x实际脱除效率η₀为所述上游NO_x浓度与下游NO_x浓度的差值与所述上游NO_x浓度的比值；所述NO_x理论脱除效率η₁为尿素当量θ×100％，θ≤1，若θ≥1，则η₁＝100％；所述尿素当量θ为参与反应的尿素喷射量M_ac与理论尿素喷射量M_da的比值；所述参与反应的尿素喷射量M_ac为实际尿素喷射量M_ad×尿素喷嘴基于时间的老化系数αds与氨存储释放尿素量M_st×基于温度的氨存储系数αcT的和；所述理论尿素喷射量M_da为上游NO_x浓度×废气质量流量M×ρ_空气×0.001/M(NO₂)×M(尿素)/ρ_尿素/2；所述发动机负荷率γ为转速为R_i下的实际功率与发动机最大功率的比值；所述发动机负荷率γ计算中统计所述发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ；所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行指标与预设指标对比包括对比NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁×修正系数λ、发动机负荷率γ的大小、发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ与预设运行时间占比τ的关系；若η₀＜η₁×λ且γ＜50％且t_ξ＞τ，则发动机切换为高NO_x转换率运行模式，反之则按照之前的工况继续运行。

本发明中，所述α为频率比例系数可以是0.6-0.8，β为时间比例系数可以是0.6-0.8，Φ为时间比例系数可以是0.6-0.8，也可通过实际运行结果进行优化标定，τ为运行在低温下的时间占总运行时间的比，修正系数λ为0.6-0.8。M(NO₂)为二氧化氮的摩尔质量，M(尿素)为尿素的摩尔质量，ρ_空气为空气的密度，ρ_尿素为32.5％质量浓度尿素溶液的密度。上游NO_x浓度和下游NO_x浓度单位为ppm。

与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的技术方案，通过对特定参数的选择，可以实现发动机多种公开的模拟，实现在发动机设计阶段整车公开的模拟。

(2)通过对特定参数的变换计算，可以实现结晶高风险的识别以及NO_x低转换效率运行工况的识别，对于这两种运行风险进行发动机运行模式切换，实现发动机高效安全运行。

附图说明

图1是本发明实施例1中发动机运行模式的控制方法的示意图

图2是本发明实施例1中低结晶运行模式选择控制的示意图；

图3是本发明实施例1中高NO_x转换率运行模式选择控制的示意图；

图4是本发明实施例2中常规模式下尿素结晶因子和尿素结晶因子阈值的对比示意图；

图5是本发明实施例2中低结晶模式下尿素结晶因子和尿素结晶因子阈值的对比示意图。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供一种发动机运行模式的控制方法，如图1所示，所述控制方法包括：

获取发动机运行参数，利用所述参数计算运行指标，将所述运行指标与预设指标进行对比，然后选择工况；

所述参数包括SCR入口温度、废气质量流量M、实际尿素喷射量M_ad、上游NO_x浓度、下游NO_x浓度、运行时间t_i、后处理器背压及故障信息；

所述运行指标包括窗口温度T_i、所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i、NO_x实际脱除效率η₀、NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；

所述工况包括低结晶运行模式或高NO_x转换率运行模式；

所述低结晶运行模式如图2所示，参考的运行指标包括窗口温度Ti和所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i；所述尿素结晶因子E_i为窗口温度T_i下实际尿素喷射量M_ad与废气质量流量M的比值；所述低结晶运行模式中参考的运行指标计算中包括统计不同窗口温度T_i下的尿素结晶因子E_i及所述尿素结晶因子E_i的平均值；所述运行指标计算中包括不同窗口温度T_i下的总运行时间t_iT；所述低结晶运行模式中运行指标与预设指标的对比包括不同窗口温度T_i下所述尿素结晶因子E_i与尿素结晶因子安全阈值EER_i进行对比，并将频次E_if与预设频次上限E_ifUP进行对比及运行时间t_i与运行时间上限t_iUP进行对比；所述频次E_if为所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的次数，并统计所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的总运行时间t_iE；若频次E_if＞预设频次上限E_ifUP且运行时间t_i＞运行时间上限t_iUP，则进行后续的对比判断包括E_nf与E_nfUp×α、t_n与t_nUP×β和t_iE与t_n×Φ的关系，反之则按照之前的工况继续运行；若E_nf＜E_nfUp×α且t_n＜t_nUP×β且t_iE＜t_n×Φ，则按照之前的工况继续运行，反之则发动机切换至低结晶运行模式；

所述高NO_x转换率运行模式如图3所示，参考的运行指标包括NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；所述NO_x实际脱除效率η₀为所述上游NO_x浓度与下游NO_x浓度的差值与所述上游NO_x浓度的比值；所述NO_x理论脱除效率η₁为尿素当量θ×100％，θ≤1，若θ≥1，则η₁＝100％；所述尿素当量θ为参与反应的尿素喷射量M_ac与理论尿素喷射量M_da的比值；所述参与反应的尿素喷射量M_ac为实际尿素喷射量M_ad×尿素喷嘴基于时间的老化系数αds与氨存储释放尿素量M_st×基于温度的氨存储系数αcT的和；所述理论尿素喷射量M_da为上游NO_x浓度×废气质量流量M×ρ_空气×0.001/M(NO₂)×M(尿素)/ρ_尿素/2；所述发动机负荷率γ为转速为R_i下的实际功率与发动机最大功率的比值；所述发动机负荷率γ计算中统计所述发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ；所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行指标与预设指标对比包括对比NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁×修正系数λ、发动机负荷率γ的大小、发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ与预设运行时间占比τ的关系；若η₀＜η₁×λ且γ＜50％且t_ξ＞τ，则发动机切换为高NO_x转换率运行模式，反之则按照之前的工况继续运行。

实施例2

本实施例提供一种发动机运行模式的具体控制方法，可参考图1，在基于整车常规运行模式时，实时监控实际运行参数，包括SCR入口温度、废气流量、尿素喷射量、SCR后处理上游NO_x值及下游NO_x值；并根据整车运行参数进行尿素结晶风险识别判断、若满足结晶高风险则转入发动机运行模式2；根据整车运行参数进行NO_x转换效率识别判断，若当前运行模式下NO_x转换效率低，则转入发动机运行模式3；从而解决某些特殊运行工况下的结晶和低NO_x转换效率问题。常规模式的尿素结晶因子的对比示意图见图4。

具体地，参考图2所示，预先设置结晶相关的运行参数及判断关系，但下表相关参数都基于混合器试验结果，不同的混合器有不同的结果，下面以一种混合器结构为例进行说明：

参考上表，表中第一行T_n为运行排温分区，如可以分为低温区域，中温区域及高温区域，可以根据需要调整温度分布及区域，若为温度区域时，选择的为一段时间的平均温度，若为单一温度时，则直接进行下一步的计算。第二行为针对该后处理混合器对于抗结晶的能力，如对于其对应的温度范围<200℃，最大的EER值不能超过2.5×10^-3，即当排温低于200℃，EER＝尿素实际喷射量(g/h)/废气质量流量(kg/h)，若EER在2.5×10^-3以下，则结晶风险相对较小；

在有效时间10min运行周期内，累计运行时间，同时统计不同温度区域内的运行时间t_iT；并求取该有效时间内的尿素喷射量、废气流量及温度平均值，根据温度平均值落在表格第一行的哪个温度区域，再进行EER值判断，若温度T_i落在<200℃的温度区域，则计算并比较E₁值，若E₁小于2.5×10^-3，则结晶风险不大，E₁f不累计，若E₁＞2.5×10^-3，则结晶风险较大，E₁f增加1次；同时对比t₁是否＞1h，若＞1h并且E₁f>3，则进入二级判断；否则继续按目前常规运行模式0运行。

二级判断：当E₅f≤5×0.9且t₅<1×0.9且t₁<t₅×0.5，则继续按目前常规运行模式0运行，否则进入结晶低风险运行模式2。

同样的，若温度T_i落在200℃-250℃的温度区域，则计算并比较E₂值，若E₂＜3.5×10^-3，则结晶风险不大，E₂f不累计，若E₂＞3.5×10^-3，则结晶风险较大，E₂f增加1次；同时对比t₂是否＞2h，若＞2h并且E₂f>7，则进入二级判断；否则继续按目前常规运行模式0运行。

二级判断：当E₅f≤5×0.9且t₅<1×0.9且t₂<t₅×0.5，则继续按目前常规运行模式0运行，否则进入结晶低风险运行模式2。

同样的，若温度T_i落在250℃-300℃的温度区域，则计算并比较E₃值，若E₃小于4×10^-3，则结晶风险不大，E₃f不累计，若E₃＞4×10^-3，则结晶风险较大，E₃f累计增加1；同时对比t₃是否＞1h，若＞1h并且E₃f>4，则进入二级判断；否则继续按目前常规运行模式0运行。

二级判断：当E₅f≤5×0.9且t₅<1×0.9且t₃<t₅×0.5，则继续按目前常规运行模式0运行，否则进入结晶低风险运行模式2。

同样的，若温度T_i落在300℃-400℃的温度区域，则计算并比较E₄值，若E₄＜5×10^-3，则结晶风险不大，E₄f不累计，若E₄＞5×10^-3，则结晶风险较大，E₄f累计次数加1；同时对比t₄是否＞2h，若＞2h并且E₄f>9，则进入二级判断；否则继续按目前常规运行模式0运行。

二级判断：当E₅f≤5×0.9且t₅<1×0.9且t₄<t₅×0.5，则继续按目前常规运行模式0运行，否则进入结晶低风险运行模式2。

同样的，若温度T_i落在＞400℃的温度区域，则计算并比较E₅值，若E₅＜7×10^-3，则结晶风险不大，E₅f不累计，若E₅＞7×10^-3，则结晶风险较大，E₅f累计次数加1；同时对比t₅是否＞1h，若＞1h并且E₅f>5，则直接进入结晶低风险运行模式2；否则继续按目前常规运行模式0运行。

根据上述技术方案，参见图5，即本实施例在长期运行在相关尿素喷射量过大的温度区域，根据上述判定方式，确定该运行工况中，存在某个长期运行的温度区域，尿素喷射量过大，存在结晶风险，则切换运行模式，进入结晶低风险运行模式2。考虑到结晶安全因子EER与混合器关系较大，整车配套存在不同的混合器，因此在ECU内部该参数可根据需要调整变换。同理的，由于整车匹配及运行工况等差异，频次上限阈值E_ifUP、时间上限阈值t_iUP、频率比例系数α，时间比例系数β，时间比例系数Φ等ECU内部该参数均可根据需要调整变换。

同时，计算实际效率η₀＝(上游NO_x浓度-下游NO_x浓度)/上游NO_x浓度×100％；

根据尿素存储量及实际尿素喷射量计算出参与反应的尿素量；

根据检测到的上游NO_x值，计算理论尿素喷射量；

根据参与反应的尿素量与理论尿素量，计算出尿素当量θ(一般在0.7-1.1)

计算理论效率η₁；

根据当前转速与扭矩，计算当前发动机运行的负荷率；

当负荷率低于50％，计算低负荷率时间占比t_ξ；

当负荷率低于50％，且运行时间占比t_ξ>τ＝0.7，则考虑当前工况为长时间运行在低温低负荷区域，NO_x转换效率偏低，直接进入后处理器高效运行模式3；否则继续按目前常规运行模式0运行。

其中，通过图4(常规模式下尿素结晶因子和尿素结晶因子安全阈值的对比)和图5(低结晶风险下下尿素结晶因子和尿素结晶因子安全阈值的对比)的对比可知本发明提供的技术方案可以通过特定参数的分析控制实现工作模式的切换，避免发动机低效率运行。

根据上述技术方案，本实施例在长期运行在低负荷运行区域，低负荷运行区域极易出现NO_x转换效率低，过量尿素喷射不易转换，且容易形成结晶，因此在一旦整车长时间运行在此区域，需要及时调整运行模式，进入后处理器高效运行模式3。考虑到各个发动机尿素喷射标定量之间的差异，低负荷预设运行时间占比τ参数可根据需要调整变换。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种发动机运行模式的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获取发动机运行参数，利用所述参数计算运行指标，将所述运行指标与预设指标进行对比，然后选择工况；

所述参数包括SCR入口温度、废气质量流量M、实际尿素喷射量M_ad、上游NO_x浓度、下游NO_x浓度、运行时间t_i、后处理器背压及故障信息；

所述运行指标包括窗口温度T_i、所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i、NO_x实际脱除效率η₀、NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；

所述工况包括低结晶运行模式或高NO_x转换率运行模式；

所述低结晶运行模式中参考的运行指标包括窗口温度T_i和所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i；

所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行指标包括NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述尿素结晶因子E_i为窗口温度T_i下实际尿素喷射量M_ad与废气质量流量M的比值。

3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述低结晶运行模式中参考的运行指标计算中包括统计不同窗口温度T_i下的尿素结晶因子E_i及所述尿素结晶因子E_i的平均值；

优选地，所述运行指标计算中包括不同窗口温度T_i下的总运行时间t_iT。

4.如权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述低结晶运行模式中运行指标与预设指标的对比包括不同窗口温度T_i下所述尿素结晶因子E_i与尿素结晶因子安全阈值EER_i进行对比，并将频次E_if与预设频次上限E_ifUP进行对比及运行时间t_i与运行时间上限t_iUP进行对比；

优选地，所述频次E_if为所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的次数，并统计所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的总运行时间t_iE；

优选地，若频次E_if＞预设频次上限E_ifUP且运行时间t_i＞运行时间上限t_iUP，则进行后续的对比判断包括E_nf与E_nfUp×α、t_n与t_nUP×β和t_iE与t_n×Φ的关系，反之则按照之前的工况继续运行；

优选地，若E_nf＜E_nfUp×α且t_n＜t_nUP×β且t_iE＜t_n×Φ，则按照之前的工况继续运行，反之则发动机切换至低结晶运行模式。

5.如权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述NO_x实际脱除效率η₀为所述上游NO_x浓度与下游NO_x浓度的差值与所述上游NO_x浓度的比值；

优选地，所述NO_x理论脱除效率η₁为尿素当量θ×100％，θ≤1，若θ≥1，则η₁＝100％。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述尿素当量θ为参与反应的尿素喷射量M_ac与理论尿素喷射量M_da的比值。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述参与反应的尿素喷射量M_ac为实际尿素喷射量M_ad×尿素喷嘴基于时间的老化系数αds与氨存储释放尿素量M_st×基于温度的氨存储系数αcT的和；

优选地，所述理论尿素喷射量M_da为上游NO_x浓度×废气质量流量M×ρ_空气×0.001/M(NO₂)×M(尿素)/ρ_尿素/2。

8.如权利要求1-7任一项所述的控制方法，其特征在于，所述发动机负荷率γ为转速为R_i下的实际功率与发动机最大功率的比值；

优选地，所述发动机负荷率γ计算中统计所述发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ。

9.如权利要求1-8任一项所述的控制方法，其特征在于，所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行计算指标与预设指标对比包括对比NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁×修正系数λ的大小、发动机负荷率γ的大小、发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ与预设运行时间占比τ的关系；

优选地，若η₀＜η₁×λ且γ＜50％且t_ξ＞τ，则发动机切换为高NO_x转换率运行模式，反之则按照之前的工况继续运行。

10.如权利要求1-9任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获取发动机运行参数，利用所述参数计算运行指标，将所述运行指标与预设指标进行对比，然后选择工况；

所述参数包括SCR入口温度、废气质量流量M、实际尿素喷射量M_ad、上游NO_x浓度、下游NO_x浓度、运行时间t_i、后处理器背压及故障信息；

所述运行指标包括窗口温度T_i、所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i、NO_x实际脱除效率η₀、NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；

所述工况包括低结晶运行模式或高NO_x转换率运行模式；

所述低结晶运行模式中参考的运行指标包括窗口温度T_i和所述窗口温度对应的尿素结晶因子E_i；所述尿素结晶因子E_i为窗口温度T_i下实际尿素喷射量M_ad与废气质量流量M的比值；所述低结晶运行模式中参考的运行指标计算中包括统计不同窗口温度T_i下的尿素结晶因子E_i及所述尿素结晶因子E_i的平均值；所述运行指标计算中包括不同窗口温度T_i下的总运行时间t_iT；所述低结晶运行模式中运行指标与预设指标的对比包括不同窗口温度T_i下所述尿素结晶因子E_i与尿素结晶因子安全阈值EER_i进行对比，并将频次E_if与预设频次上限E_ifUP进行对比及运行时间t_i与运行时间上限t_iUP进行对比；所述频次E_if为所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的次数，并统计所述尿素结晶因子E_i大于所述尿素结晶因子安全阈值EER_i的总运行时间t_iE；若频次E_if＞预设频次上限E_ifUP且运行时间t_i＞运行时间上限t_iUP，则进行后续的对比判断包括E_nf与E_nfUp×α、t_n与t_nUP×β和t_iE与t_n×Φ的关系，反之则按照之前的工况继续运行；若E_nf＜E_nfUp×α且t_n＜t_nUP×β且t_iE＜t_n×Φ，则按照之前的工况继续运行，反之则发动机切换至低结晶运行模式；

所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行指标包括NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁和发动机负荷率γ；所述NO_x实际脱除效率η₀为所述上游NO_x浓度与下游NO_x浓度的差值与所述上游NO_x浓度的比值；所述NO_x理论脱除效率η₁为尿素当量θ×100％，θ≤1，若θ≥1，则η₁＝100％；所述尿素当量θ为参与反应的尿素喷射量M_ac与理论尿素喷射量M_da的比值；所述参与反应的尿素喷射量M_ac为实际尿素喷射量M_ad×尿素喷嘴基于时间的老化系数αds与氨存储释放尿素量M_st×基于温度的氨存储系数αcT的和；所述理论尿素喷射量M_da为上游NO_x浓度×废气质量流量M×ρ_空气×0.001/M(NO₂)×M(尿素)/ρ_尿素/2；所述发动机负荷率γ为转速为R_i下的实际功率与发动机最大功率的比值；所述发动机负荷率γ计算中统计所述发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ；所述高NO_x转换率运行模式中参考的运行指标与预设指标对比包括对比NO_x实际脱除效率η₀和NO_x理论脱除效率η₁×修正系数λ、发动机负荷率γ的大小、发动机负荷率γ＜50％的运行时间占比t_ξ与预设运行时间占比τ的关系；若η₀＜η₁×λ且γ＜50％且t_ξ＞τ，则发动机切换为高NO_x转换率运行模式，反之则按照之前的工况继续运行。

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