CN114592953B - 发动机的尿素喷射量的调节方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种发动机的尿素喷射量的调节方法、装置和设备，该方法包括：若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量；根据排气压力，确定第一修正系数，并根据排气温度，确定第二修正系数；根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。通过该方法能够提高发动机的尿素喷射量的合理性，提高发动机的尿素喷射量和实际流经SCR混合腔的废气的增加情况的匹配度，降低SCR混合腔结晶风险。
Description
技术领域
本申请涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机的尿素喷射量的调节方法、装置和设备。
背景技术
为了降低环境污染，柴油发动机通常会采用选择性催化还原技术对柴油发动机排出的废气进行处理。通过向发动机排出的废气中喷射尿素，将有废气中的NOx还原成N2和H2O。
如何计算尿素喷射量是该技术的关键，现有技术通常是根据发动机的排气量，确定尿素喷射量。然而，当发动机在瞬态工况下运行导致发动机的排气量突增时，发动机会大量喷射尿素，尿素溶液不能及时蒸发和分解，会导致选择性催化还原转化器(SelectiveCatalytic Reduction，SCR)混合腔内产生结晶，影响废气的处理效果。
发明内容
本申请提供一种发动机的尿素喷射量的调节方法、装置和设备，能够提高发动机的尿素喷射量的合理性，提高发动机的尿素喷射量和实际流经SCR混合腔的废气的增加情况的匹配度，降低SCR混合腔结晶风险。
第一方面，本申请提供了一种发动机的尿素喷射量的调节方法，包括：若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量；根据排气压力，确定第一修正系数，并根据排气温度，确定第二修正系数；根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
可选的，根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节，包括：根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量；根据第二修正系数对第二变化量进行修正，得到第三变化量；根据第三变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
可选的，根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量，包括：将第一修正系数与第一变化量的乘积，确定为第二变化量。
可选的，确定发动机的尿素喷射量对应的第一变化量，包括：获取SCR氨气存储量、当前的排气流量和前一时刻的排气流量；根据当前的排气流量和前一时刻的排气流量，确定发动机的排气流量的变化量；根据排气流量的变化量和氨气存储量，确定发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
可选的，根据排气压力，确定第一修正系数，包括：根据排气压力，确定发动机的排气压力的目标变化率；根据预设的排气压力的变化率与修正系数之间的对应关系，确定与排气压力的目标变化率对应的第一修正系数。
可选的，根据排气温度，确定第二修正系数，包括：根据排气温度，确定发动机的排气温度的目标变化率；根据预设的排气温度的变化率与修正系数的对应关系，确定与排气温度的目标变化率对应的第二修正系数。
第二方面，本申请提供了一种发动机的尿素喷射量的调节装置，该装置包括：
确定模块，用于若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
确定模块，还用于根据排气压力，确定第一修正系数，并根据排气温度，确定第二修正系数。
调节模块，用于根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
可选的，调节模块，具体用于根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量；根据第二修正系数对第二变化量进行修正，得到第三变化量；根据第三变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
可选的，调节模块，具体用于将第一修正系数与第一变化量的乘积，确定为第二变化量。
可选的，确定模块，具体用于获取SCR氨气存储量、当前的排气流量和前一时刻的排气流量；根据当前的排气流量和前一时刻的排气流量，确定发动机的排气流量的变化量；根据排气流量的变化量和氨气存储量，确定发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
可选的，确定模块，具体用于根据排气压力，确定发动机的排气压力的目标变化率；根据预设的排气压力的变化率与修正系数之间的对应关系，确定与排气压力的目标变化率对应的第一修正系数。
可选的，确定模块，具体用于根据排气温度，确定发动机的排气温度的目标变化率；根据预设的排气温度的变化率与修正系数的对应关系，确定与排气温度的目标变化率对应的第二修正系数。
第三方面，本申请还提供了一种发动机控制器，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如第一方面或第一方面的可选方式的方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面或第一方面的可选方式的方法。
第五方面，本申请提供了了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的可选方式的方法。
本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法、装置和设备，通过对发动机的油门开度变化率进行监测，当监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量，并根据排气压力，确定第一修正系数，根据排气温度，确定第二修正系数，然后根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节，能够提高发动机的尿素喷射量的合理性，提高发动机的尿素喷射量和实际流经SCR混合腔的废气的增加情况的匹配度，降低SCR混合腔结晶风险。
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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法的一种应用场景的示意图；
图2为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法的一种流程示意图；
图3为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法的另一种流程示意图；
图4为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节装置的一种结构示意图；
图5为本申请提供的发动机控制器的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
柴油发动机通常会采用选择性催化还原技术对柴油发动机排出的废气进行处理。该技术通过向发动机排出的废气中喷射尿素，将有废气中的NOx还原成N2和H2O。如何计算尿素喷射量是该技术的关键，现有技术通常是根据发动机的排气量，确定尿素喷射量。然而，发动机在瞬态工况下运行时，当突然出现急加速工况(比如装载机高效率装载作业过程)，发动机在整车油门的控制下油量会瞬间加到最大，发动机转速急剧上升，发动机的废气排气量急剧增加，尿素喷射单元会大量喷射尿素，然而，此时由于发动机缸内燃烧的废气从发动机缸内流动到后处理总成处仍需要一定的时间，导致大量尿素喷射先于较大的排气流量到达SCR混合腔内。由于较大的排气流量还未到达SCR混合腔内，此时SCR混合腔内的实际温度较低、排气流量较小，不利于尿素溶液的蒸发和分解，导致尿素溶液未能及时蒸发和分解，使得一部分尿素溶液直接碰壁并出现结晶现象。装载机等作业于瞬态工况下的设备，还会随着瞬态工况的循环往复进行，导致SCR混合腔内结晶逐渐增大，造成SCR出现严重结晶故障，影响设备的正常运作。
如果在瞬态工况下，能够结合发动机的排气流量、排气温度，确定发动机的尿素喷射量，则能够提高发动机的尿素喷射量的合理性，提高发动机的尿素喷射量和实际流经SCR混合腔的废气的增加情况的匹配度，降低SCR混合腔结晶风险。
基于此，本申请提供了一种发动机的尿素喷射量的调节方法，通过对发动机的油门开度变化率进行监测，能够确定出发动机工况的瞬时变化情况，当监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，即监测到发动机处于突然出现急加速工况时，通过确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量，并根据排气压力和排气温度，对第一变化量进行修正，并根据修正结果调节发动机的尿素喷射量，从而能够提高发动机的尿素喷射量的合理性，提高发动机的尿素喷射量和实际流经SCR混合腔的废气的增加情况的匹配度，降低SCR混合腔结晶风险。
图1为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法的一种应用场景的示意图，如图1所示，本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法能够应用于包括发动机控制器(Engine control unit，ECU)11和发动机12。
发动机12，包括SCR 121、压力传感器122、温度传感器123和尿素喷射单元124。
发动机控制器11，用于对发动机的油门开度变化率进行监测，若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则通过采集压力传感器122对应的传感器的信号，确定发动机12的排气压力，通过采集温度传感器123对应的传感器的信号，确定发动机12的排气温度，并根据采集到的信号进一步，确定发动机12的尿素喷射量对应的第一变化量。并根据排气压力，确定第一修正系数，根据排气温度，确定第二修正系数，从而根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，调节发动机12的尿素喷射单元124喷射到SCR中的尿素量。
图2为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法的一种流程示意图，该方法应用于ECU，如图2所示，该方法包括：
S201、若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
ECU可以直接获取其他设备发送的发动机的油门开度变化率，也可以通过实时采集油门踏板对应的传感器的信号，确定出发动机的油门开度变化率。
ECU可以通过采集压力传感器的信号，确定发动机的SCR前排气压力；通过采集温度传感器的信号，确定排气温度。
发动机的尿素喷射量对应的第一变化量，可以是一个理论变化量，具体可以是发动机当前工况下对应的尿素喷射量的理论值与前一时刻发动机的实际尿素喷射量的差值。
示例性的，ECU可以根据发动机获取到的发动机当前时刻的排气流量等参数，确定出发动机在当前工况下对应的尿素喷射量的理论值，进而将发动机当前工况下对应的尿素喷射量的理论值与前一时刻发动机的实际尿素喷射量的差值，确定为发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
ECU也可以根据当前时刻发动机的排气压力与前一时刻发动机的排气压力之间的变化量等参数，确定出发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
S202、根据排气压力，确定第一修正系数，并根据排气温度，确定第二修正系数。
示例性的，可以预先标定发动机的排气压力和第一修正系数之间的关联关系，通过查阅标定结果，确定第一修正系数的取值；可以预先标定发动机的排气温度和第二修正系数之间的关联关系，通过查阅标定结果，确定第二修正系数的取值。
S203、根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
通过第一修正系数和第二修正系数对第一变化量进行修正，根据修正结果，对发动机的尿素喷射量进行调节。例如，将修正结果和发动机当前工况下对应的尿素喷射量的理论值的和值，确定为发动机当前实际尿素喷射量，并控制发动机按照实际尿素喷射量喷射尿素。
本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法，通过监测到发动机的油门开度变化情况，若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量，并根据排气压力，确定第一修正系数，根据排气温度，确定第二修正系数，然后根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对对发动机的尿素喷射量进行调节，从而在监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值的瞬态工况下，能够根据SCR混合腔前排气压力、排气温度对尿素喷射量的变化量进行修正，从而保证发动机的尿素喷射量和实际流经SCR混合腔的废气的增加情况相匹配，降低SCR混合腔结晶风险。
图3为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法的另一种流程示意图，该方法应用于ECU，如图3所示，该方法包括：
S301、若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
ECU可以直接获取其他设备发送的发动机的油门开度变化率，也可以通过实时采集油门踏板对应的传感器的信号，确定出发动机的油门开度变化率。
ECU可以通过采集压力传感器的信号，确定发动机的SCR前排气压力；通过采集温度传感器的信号，确定排气温度。
在一种可能的实现方式中，确定发动机的尿素喷射量对应的第一变化量，包括：获取SCR氨气存储量、当前的排气流量和前一时刻的排气流量；根据当前的排气流量和前一时刻的排气流量，确定发动机的排气流量的变化量；根据排气流量的变化量和氨气存储量，确定发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
其中，发动机的尿素喷射量对应的第一变化量为发动机当前工况对应的理论变化量。
通过该方法，能够结合排气流量的变化量和氨气存储量，确定出发动机的尿素喷射量的第一变化量，提高第一变化量的准确性。
S302、根据排气压力，确定第一修正系数，并根据排气温度，确定第二修正系数。
在一种可能的实现方式中，根据排气压力，确定第一修正系数，包括：根据排气压力，确定发动机的排气压力的目标变化率；根据预设的排气压力的变化率与修正系数之间的对应关系，确定与排气压力的目标变化率对应的第一修正系数。
其中，预设的排气压力的变化率与修正系数之间的对应关系可以是根据经验预先标定的，与可以是通过实验确定的。
通过该方法，能够根据发动机的排气压力的目标变化率，快速确定出第一修正系数，从而提高发动机的尿素喷射量的修正效率。
在一种可能的实现方式中，根据排气温度，确定第二修正系数，包括：根据排气温度，确定发动机的排气温度的目标变化率；根据预设的排气温度的变化率与修正系数的对应关系，确定与排气温度的目标变化率对应的第二修正系数。
其中，预设的排气温度的变化率与修正系数之间的对应关系可以是根据经验预先标定的，与可以是通过实验确定的。
通过该方法，能够根据发动机的排气温度的目标变化率，快速确定出第二修正系数，从而提高发动机的尿素喷射量的修正效率。
S303、根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量。
在一种可能的实现方式中，根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量，包括：将第一修正系数与第一变化量的乘积，确定为第二变化量。
S304、根据第二修正系数对第二变化量进行修正，得到第三变化量。
在一种可能的实现方式中，根据第二修正系数对第二变化量进行修正，得到第三变化量，包括：将第二修正系数与第二变化量的乘积，确定为第三变化量。
下面通过一个示例对上述步骤进行举例说明：
假设基于当前发动机的排气流量的增加量及氨气存储量等条件计算出第一变化量为△Q，根据实时监测的排气压力P，计算得到压力变化率为△P，根据预先标定并存储至ECU中的排气压力变化率与修正系数之间的对应关系，得到第一修正系数α，其中α≤1，从而得到第二变化量＝△Q*α；进一步，根据实时监测得排气温度t，计算出温度变化率为△t，根据预先标定并存储至ECU中的排气温度变化率与修正系数之间的对应关系，得到第二修正系数β，其中β≤1，从而得到第三变化量＝△Q*α*β。
S305、根据第三变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
ECU可以将发动机当前的尿素喷射量调节为第三变化量与前一时刻发动机的尿素喷射量的和值。
本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节方法，在上述实施例的基础上个，进一步的，通过根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量；根据第二修正系数对第二变化量进行修正，得到第三变化量；根据第三变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节，从而通过多重修正，能够进一步提高发动机的尿素的喷射量的合理性和准确信，使发动机的尿素喷射量和实际流经SCR混合腔的废气的增加情况相匹配，进一步降低SCR混合腔结晶风险。
图4为本申请提供的发动机的尿素喷射量的调节装置的一种结构示意图，如图4所示，该装置包括：
确定模块41，用于若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定发动机的排气压力和排气温度、发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
确定模块41，还用于根据排气压力，确定第一修正系数，并根据排气温度，确定第二修正系数。
调节模块42，用于根据第一修正系数、第二修正系数和第一变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
可选的，调节模块42，具体用于根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量；根据第二修正系数对第二变化量进行修正，得到第三变化量；根据第三变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节。
可选的，调节模块42，具体用于将第一修正系数与第一变化量的乘积，确定为第二变化量。
可选的，确定模块42，具体用于获取SCR氨气存储量、当前的排气流量和前一时刻的排气流量；根据当前的排气流量和前一时刻的排气流量，确定发动机的排气流量的变化量；根据排气流量的变化量和氨气存储量，确定发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
可选的，确定模块42，具体用于根据排气压力，确定发动机的排气压力的目标变化率；根据预设的排气压力的变化率与修正系数之间的对应关系，确定与排气压力的目标变化率对应的第一修正系数。
可选的，确定模块42，具体用于根据排气温度，确定发动机的排气温度的目标变化率；根据预设的排气温度的变化率与修正系数的对应关系，确定与排气温度的目标变化率对应的第二修正系数。
该发动机的尿素喷射量的调节装置可以执行上述的发动机的尿素喷射量的调节方法，其内容和效果可参考方法实施例部分，对此不再赘述。
图5为本申请提供的发动机控制器的一种结构示意图，如图5所示，本实施例的发动机控制器包括：处理器51、存储器52；处理器51与存储器52通信连接。存储器52用于存储计算机程序。处理器51用于调用存储器52中存储的计算机程序，以实现上述实施例中的方法。
可选地，该发动机控制器还包括：收发器53，用于与其他设备实现通信。
该发动机控制器可以执行上述的发动机的尿素喷射量的调节方法，其内容和效果可参考方法实施例部分，对此不再赘述。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上述任一方法实施例中的方法。
该计算机可读存储介质所存储的计算机执行指令被处理器执行时能实现上述发动机的尿素喷射量的调节方法，其内容和效果可参考方法实施例部分，对此不再赘述。
本公开还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上述任一方法实施例中的方法。
该计算机程序产品被处理器执行时能实现上述发动机的尿素喷射量的调节方法，其内容和效果可参考方法实施例部分，对此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种发动机的尿素喷射量的调节方法，其特征在于，包括：
若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定所述发动机的排气压力和排气温度、所述发动机的尿素喷射量对应的第一变化量；
根据所述排气压力，确定第一修正系数，并根据所述排气温度，确定第二修正系数；
根据所述第一修正系数、所述第二修正系数和所述第一变化量，对所述发动机的尿素喷射量进行调节；
所述根据所述第一修正系数、所述第二修正系数和所述第一变化量，对所述发动机的尿素喷射量进行调节，包括：
根据所述第一修正系数，对所述第一变化量进行修正，得到第二变化量；
根据所述第二修正系数对所述第二变化量进行修正，得到第三变化量；
根据所述第三变化量，对所述发动机的尿素喷射量进行调节；
所述根据所述第一修正系数，对所述第一变化量进行修正，得到第二变化量，包括：
将第一修正系数与第一变化量的乘积，确定为第二变化量；
所述根据所述排气压力，确定第一修正系数，包括：
根据所述排气压力，确定所述发动机的排气压力的目标变化率；
根据预设的排气压力的变化率与修正系数之间的对应关系，确定与所述排气压力的目标变化率对应的所述第一修正系数；
所述根据所述排气温度，确定第二修正系数，包括：
根据所述排气温度，确定所述发动机的排气温度的目标变化率；
根据预设的排气温度的变化率与修正系数的对应关系，确定与所述排气温度的目标变化率对应的第二修正系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述发动机的尿素喷射量对应的第一变化量，包括：
获取催化还原转化器SCR氨气存储量、当前的排气流量和前一时刻的排气流量；
根据所述当前的排气流量和前一时刻的排气流量，确定所述发动机的排气流量的变化量；
根据所述排气流量的变化量和所述氨气存储量，确定所述发动机的尿素喷射量对应的第一变化量。
3.一种发动机的尿素喷射量的调节装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于若监测到发动机的油门开度变化率大于或者等于预设阈值，则确定所述发动机的排气压力和排气温度、所述发动机的尿素喷射量对应的第一变化量；
所述确定模块，还用于根据所述排气压力，确定第一修正系数，并根据所述排气温度，确定第二修正系数；
调节模块，用于根据所述第一修正系数、所述第二修正系数和所述第一变化量，对所述发动机的尿素喷射量进行调节；
所述调节模块，具体用于根据第一修正系数，对第一变化量进行修正，得到第二变化量；根据第二修正系数对第二变化量进行修正，得到第三变化量；根据第三变化量，对发动机的尿素喷射量进行调节；
将第一修正系数与第一变化量的乘积，确定为第二变化量；
所述确定模块，具体用于根据所述排气压力，确定所述发动机的排气压力的目标变化率；
根据预设的排气压力的变化率与修正系数之间的对应关系，确定与所述排气压力的目标变化率对应的所述第一修正系数；
根据所述排气温度，确定所述发动机的排气温度的目标变化率；
根据预设的排气温度的变化率与修正系数的对应关系，确定与所述排气温度的目标变化率对应的第二修正系数。
4.一种发动机控制器，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-2中任一所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-2任一所述的方法。
6.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1-2任一所述的方法。
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