发动机原机NOx值的计算方法技术

本发明专利技术提供一种发动机原机NOx值的计算方法，包括两条路径；第一条路径，通过NOx传感器测量并修正后得到第一原机NOx值；第二条路径，通过发动机当前工况查询标定的原机基础NOx值MAP得到原机基础NOx值，并通过修正后得到第二原机NOx值；通过NOx路径选择模块在发动机当前工况下选择两条路径之一的输出作为原机NOx输出值。本发明专利技术能够为SCR尿素喷射系统提供准确的上游NOx值输入，进而进行精确的尿素喷射控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机尾气处理
，尤其是一种发动机原机NOx值的计算方法。
技术介绍
目前，SCR（选择性催化还原）后处理技术是国四、国五及国六柴油机降低尾气中NOx（氮氧化物）的主要技术手段。如何准确地判断柴油机尾气中的NOx值，决定了SCR后处理控制系统能否准确地控制尿素喷射量，防止SCR转化效率不足或氨泄漏过多。因此，准确判断柴油机尾气中的NOx值至关重要。一般而言，计算柴油机尾气中的NOx值有两种方法：第一种是通过在柴油机排气尾管上安装NOx传感器，用于测量柴油机尾气中的NOx浓度；第二种是通过模型标定得出原机排放的NOx浓度值或质量流量值。第一种方法中，NOx传感器能够实时测量柴油机尾气中的NOx浓度值。基于NOx传感器的工作原理，NOx传感器工作温度需要大于一个最低阀值，在柴油机冷启动时，排气温度一般会低于这个阀值，因此NOx传感器不能够正常工作，SCR后处理控制单元就不能够获得柴油机的原机NOx浓度值。另外，NOx传感器只能够测量尾气中的NO，而尾气中还有少量的NO2无法通过传感器测量到。因此，仅仅使用NOx传感器测量原机NOx值存在一定弊端。第二种方法是通过在发动机台架上标定原机NOx排放值MAP（脉谱表或脉谱图），控制器通过查询MAP得到每一发动机工况时的NOx排放值。目前，国四、国五的SCR控制策略中主要采用此方法。但到国六阶段，由于发动机EGR系统（EGR废气再循环系统）的影响，仅仅通过标定NOx值MAP是不准确的，需要考虑EGR率对NOx排放值的影响及其它影响因素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种发动机原机NOx值的计算方法，综合考虑了NOx传感器测量值和标定的原机基础NOx值，根据发动机工况及传感器状态选择合适的NOx值输出，能够为SCR尿素喷射系统提供准确的上游NOx值输入，进而进行精确的尿素喷射控制。本专利技术采用的技术方案是：一种发动机原机NOx值的计算方法，包括两条路径；第一条路径，通过NOx传感器测量并修正后得到第一原机NOx值；第二条路径，通过发动机当前工况查询标定的原机基础NOx值MAP得到原机基础NOx值，并通过修正后得到第二原机NOx值；通过NOx路径选择模块在发动机当前工况下选择两条路径之一的输出作为原机NOx输出值。进一步地，第一条路径具体包括：首先NOx传感器信号处理模块接收NOx传感器输入的信号，并在本NOx传感器信号处理模块中对NOx传感器信号进行滤波处理得到滤波后的NOx传感器测量值；然后对NOx传感器测量值进行排气背压修正和NO2系数修正，得到修正后的NOx传感器值作为第一原机NOx值。具体地，第一条路径中，所述对NOx传感器测量值进行排气背压修正和NO2系数修正，具体包括：1)获取排气背压修正系数：NOx传感器处的排气背压通过环境压力值、柴油机氧化催化器DOC产生的压差值、柴油机颗粒捕集器DPF产生的压差值和选择性催化还原器SCR产生的压差值相加得到；排气背压与NOx传感器输入值共同查询背压修正MAP得到排气背压对NOx测量信号的修正系数即排气背压修正系数；2)获取NO2修正系数：通过发动机转速、喷油量查询原机NO2/NOx比例MAP，能够得到原机NO2与NOx的比值关系；根据NO2/NOx比值和NOx传感器测量值共同查询NO2修正系数MAP，得到不同工况时的NO2修正系数；3)第一条路径得到的修正后的NOx传感器值为滤波后的NOx传感器测量值乘以背压修正系数和NO2修正系数。更进一步地，柴油机氧化催化器DOC产生的压差值、选择性催化还原器SCR产生的压差值通过发动机转速信号和喷油量信号分别查询DOC背压MAP表和SCR背压MAP表得到。进一步地，第二条路径具体包括：1）首先通过发动机转速、喷油量查询原机基础NOx值MAP，得到原机基础NOx值；2）然后考虑过量空气系数λ、进气温度、发动机水温及大气湿度对原机基础NOx值的影响，得到NOx修正量；原机基础NOx值加上NOx修正量得到原机标定得到的稳态NOx值；3）最后对稳态NOx值根据当前发动机转速、喷油量进行瞬态修正，得到瞬态修正后的NOx值即第二原机NOx值。具体地，所述考虑过量空气系数λ、进气温度、发动机水温及大气湿度对原机基础NOx值的影响，得到NOx修正量，通过下述步骤获得：λ偏差修正：首先通过发动机转速及喷油量查询λ基准MAP得到λ基准值；发动机在运行时由于急加速的影响实际λ测量值与λ基准值会有一定偏差；λ测量值减去λ基准值得到λ偏差值，与原机基础NOx值一同查询λ偏差修正MAP得到NOx的λ偏差修正值；进气温度偏差修正：首先通过发动机转速及喷油量查询进气温度基准MAP得到进气温度基准值；进气温度测量值减去进气温度基准值得到进气温度偏差值，与原机基础NOx值一同查询进气温度偏差修正MAP得到NOx的进气温度偏差修正值；发动机水温偏差修正：首先通过发动机转速及喷油量查询发动机水温基准MAP得到发动机水温基准值；发动机水温测量值减去发动机水温基准值得到发动机水温偏差值，与原机基础NOx值一同查询发动机水温偏差修正MAP得到NOx的发动机水温偏差修正值；大气湿度偏差修正：首先通过发动机转速及喷油量查询λ基准MAP得到大气湿度基准值；大气湿度测量值减去大气湿度基准值得到大气湿度偏差值，与原机基础NOx值一同查询大气湿度偏差修正MAP得到NOx的大气湿度偏差修正值；NOx的λ偏差修正值、NOx的进气温度偏差修正值、NOx的发动机水温偏差修正值、NOx的大气湿度偏差修正值相加得到NOx修正量。具体地，所述的对稳态NOx值根据当前发动机转速、喷油量进行瞬态修正，具体包括：通过发动机转速、喷油量查询瞬态滤波时间MAP得到不同工况时的瞬态滤波时间t，再将原机修正后的NOx值即稳态NOx值根据瞬态滤波时间t进行一阶滤波，得到瞬态修正后的NOx值。进一步地，所述NOx路径选择模块根据判断值判断最终原机NOx输出值来自第一条路径还是第二条路径；判断值取决于两个因素：1、通过发动机转速和喷油量查NOx传感器信号可信性MAP，得到当前工况下NOx传感器信号是否可信；2、NOx传感器状态量；若NOx传感器信号可信，且NOx传感器状态量表示NOx传感器处于正常工作状态，则原机NOx输出值来自第一条路径；其余情况原机NOx输出值来自第二条路径。本专利技术的优点在于：1）综合考虑了NOx传感器测量值和标定的原机基础NOx值，计算NOx值更准确。2）综合考虑了各种修正因素保证了计算的NOx值准确性。附图说明图1为本专利技术的方法总体示意图。图2为本专利技术的NOx传感器信号处理模块示意图。图3为本专利技术的排气背压修正模块示意图。图4为本专利技术的NO2修正模块示意图。图5为本专利技术的原机基础NOx值模块示意图。图6为本专利技术的原机NOx修正模块示意图。图7为本专利技术的NOx瞬态修正模块示意图。图8为本专利技术的NOx路径选择模块示意图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术提出的发动机原机NOx值的计算方法，以柴油机发动机为例进行说明，如图1所示，柴油机原机NOx值的计算路径有两条：第一条路径，通过NOx传感器测量并修正后得到第一原机NOx值；第二条路径，通过发动机当前工况查本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机原机NOx值的计算方法，其特征在于，包括两条路径；第一条路径，通过NOx传感器测量并修正后得到第一原机NOx值；第二条路径，通过发动机当前工况查询标定的原机基础NOx值MAP得到原机基础NOx值，并通过修正后得到第二原机NOx值；通过NOx路径选择模块在发动机当前工况下选择两条路径之一的输出作为原机NOx输出值。

【技术特征摘要】
1.一种发动机原机NOx值的计算方法，其特征在于，包括两条路径；第一条路径，通过NOx传感器测量并修正后得到第一原机NOx值；第二条路径，通过发动机当前工况查询标定的原机基础NOx值MAP得到原机基础NOx值，并通过修正后得到第二原机NOx值；通过NOx路径选择模块在发动机当前工况下选择两条路径之一的输出作为原机NOx输出值。2.如权利要求1所述的发动机原机NOx值的计算方法，其特征在于：第一条路径具体包括：首先NOx传感器信号处理模块接收NOx传感器输入的信号，并在本NOx传感器信号处理模块中对NOx传感器信号进行滤波处理得到滤波后的NOx传感器测量值；然后对NOx传感器测量值进行排气背压修正和NO2系数修正，得到修正后的NOx传感器值作为第一原机NOx值。3.如权利要求2所述的发动机原机NOx值的计算方法，其特征在于：第一条路径中，所述对NOx传感器测量值进行排气背压修正和NO2系数修正，具体包括：1)获取排气背压修正系数：NOx传感器处的排气背压通过环境压力值、柴油机氧化催化器DOC产生的压差值、柴油机颗粒捕集器DPF产生的压差值和选择性催化还原器SCR产生的压差值相加得到；排气背压与NOx传感器输入值共同查询背压修正MAP得到排气背压对NOx测量信号的修正系数即排气背压修正系数；2)获取NO2修正系数：通过发动机转速、喷油量查询原机NO2/NOx比例MAP，能够得到原机NO2与NOx的比值关系；根据NO2/NOx比值和NOx传感器测量值共同查询NO2修正系数MAP，得到不同工况时的NO2修正系数；3)第一条路径得到的修正后的NOx传感器值为滤波后的NOx传感器测量值乘以背压修正系数和NO2修正系数。4.如权利要求3所述的发动机原机NOx值的计算方法，其特征在于：柴油机氧化催化器DOC产生的压差值、选择性催化还原器SCR产生的压差值通过发动机转速信号和喷油量信号分别查询DOC背压MAP表和SCR背压MAP表得到。5.如权利要求1～4中任一项所述的发动机原机NOx值的计算方法，其特征在于：第二条路径具体包括：1）首先通过发动机转速、喷油量查询原机基础NOx值MAP，得到原机基础NOx值；2）然后考虑过量空气系数λ、进气温度、发动机水温及大气湿度对原机基础NOx值的影响，得到NOx修正量；原机基础NOx值加上NOx修正量得到原机标定得到的稳态NOx值；3）最后对稳态NOx值根据当前发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗垒，刘洋，王鹏飞，吕祥汇，
申请(专利权)人：无锡威孚力达催化净化器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32