一种基于模型的NOx排放监控方法技术

本发明专利技术涉及汽车尾气后处理技术领域，尤其设计一种基于模型的NOx排放监控方法，包括以下步骤：在发动机满足监控使能条件的情况下以运行时间为积分区间分别对SCR下游NOx质量流量模型计算值、SCR下游NOx实际质量流量以及SCR上游NOx实际质量流量进行积分；其中，SCR下游NOx质量流量模型计算值根据利用SCR化学反应动力学模型计算得到的SCR下游NOx浓度模型计算值求得，SCR下游NOx实际质量流量根据SCR下游NOx实际浓度值求得，SCR上游NOx实际质量流量根据SCR上游NOx实际浓度值求得；经一段时间积分后计算转化效率偏差，判断转化效率偏差是否大于偏差限值；若大于则OBD进行排放超标故障报警。提高了NOx排放监控的稳定性，减少了误报错。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车尾气处理
，尤其涉及基于模型的NOx排放监控方法。
技术介绍
随着大气环境污染问题的日益突出，以欧洲、美国为代表的发达国家在机动车排放污染限制方面制定了越来越严格的法规，有力的限制了污染物向大气的排放。随着排放法规的升级，相伴随的车载诊断系统(On-Board Diagnostic，简称OBD)的要求更加全面，OBD限值也越来越严格。目前法规中对发动机NOx的排放有着明确的限值规定。现在柴油发动机NOx排放控制通常采用的选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，简称SCR)技术，达到降低NOx排放的目的。通过OBD系统对发动机的NOx排放进行实时监控，一旦超过法规规定的限值，车辆将会亮故障指示灯，如果持续一段时间后驾驶员仍然不进行车辆维修，OBD系统会进一步对发动机的扭矩和车速进行限制。以欧VI法规为例，针对NOx的OBD限值为1.2g/kwh，当发动机在一段时间内的NOx比排放超过此限值2小时时，应将扭矩限制器激活。当排放超过OBD限值累计时间在4小时内，应将车速限制器激活，此时车速应低于80km/h，若车辆仍继续行驶，累积时间在20小时内，车速应低于20km/h。现有技术中发动机NOx排放监控是基于SCR系统转化效率限值的排放监控策略。在发动机台架上将尿素喷射量脉谱图全工况点乘以一个小于1的系数，经过不断调试后最终找到这样一个系数α，使得按照法规要求进行的排放循环测试得到的NOx排放值裂化到法规要求的限值，然后将此时选取的监控工况范围下的NOx转化效率值填到NOx 转化效率限值脉谱图中去。发动机运行时，在满足监控条件的情况下，监控策略会通过对SCR箱上游NOx值、下游NOx值进行积分，实时进行一段时间内NOx实际转化效率和限值转化效率的计算，一旦前者小于后者，将视为NOx排放超限，从而点亮故障报警灯，直至发动机限扭。但是随着排放法规的逐步升级，在发动机原机排放较高时，SCR箱下游排放限值与OBD限值对应转化效率的间隔越来越小，容易产生误报错。另外，由于发动机工况变化、外界环境等因素导致的SCR箱转化效率偏差波动较大，容易产生误报错。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何建立一种准确适用的NOx排放监控方法，提高NOx排放监控的鲁棒性，降低误报错的风险。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于模型的NOx排放监控方法，包括以下步骤：S1，判断发动机是否满足监控使能条件，若满足则执行步骤S2，否则继续执行步骤S1；S2，以运行时间为积分区间分别对SCR下游NOx质量流量模型计算值、SCR下游NOx实际质量流量以及SCR上游NOx实际质量流量进行积分；其中，SCR下游NOx质量流量模型计算值根据利用SCR化学反应动力学模型计算得到的SCR下游NOx浓度模型计算值求得，SCR下游NOx实际质量流量根据SCR下游NOx实际浓度值求得，SCR上游NOx实际质量流量根据SCR上游NOx实际浓度值求得；S3，判断步骤S2中积分是否满足积分完成条件，若满足积分完成条件则执行步骤S4，否则继续执行步骤S3；S4，建立转化效率偏差公式： η = ∫ t 0 t 1 M f ( NO X ) D s A c t - ∫ t 0 t 1 M f ( NO X ) D s Re f ∫ t 0 t 1 M f ( NO X ) U s ; ]]>式中，η为转化效率偏差；为t0～t1时间段内SCR下游NOx实际质量流量的积分值；为t0～t1时间段内SCR下游NOx质量流量模型计算值的积分值，为t0～t1时间段内SCR上游NOx实际质量流量的积分值；S5，判断转化效率偏差是否大于偏差限值；若大于则OBD进行排放超标故障报警；否则输出排放正常；S6，将SCR下游NOx质量流量模型计算值的积分值、SCR下游NOx实际质量流量的积分值以及SCR上游NOx实际质量流量的积分值均清零，返回执行步骤S1。根据本专利技术，所述步骤S2中SCR下游NOx实际质量流量的计算公式为： M f ( 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模型的NOx排放监控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，判断发动机是否满足监控使能条件，若满足则执行步骤S2，否则继续执行步骤S1；S2，以运行时间为积分区间分别对SCR下游NOx质量流量模型计算值、SCR下游NOx实际质量流量以及SCR上游NOx实际质量流量进行积分；其中，SCR下游NOx质量流量模型计算值根据利用SCR化学反应动力学模型计算得到的SCR下游NOx浓度模型计算值求得，SCR下游NOx实际质量流量根据SCR下游NOx实际浓度值求得，SCR上游NOx实际质量流量根据SCR上游NOx实际浓度值求得；S3，判断步骤S2中积分是否满足积分完成条件，若满足积分完成条件则执行步骤S4，否则继续执行步骤S3；S4，建立转化效率偏差公式：η=∫t0t1Mf(NOX)DsAct-∫t0t1Mf(NOX)DsRef∫t0t1Mf(NOX)Us;]]>式中，η为转化效率偏差；为t0～t1时间段内SCR下游NOx实际质量流量的积分值；为t0～t1时间段内SCR下游NOx质量流量模型计算值的积分值，为t0～t1时间段内SCR上游NOx实际质量流量的积分值；S5，判断转化效率偏差是否大于偏差限值；若大于则OBD进行排放超标故障报警；否则输出排放正常；S6，将SCR下游NOx质量流量模型计算值的积分值、SCR下游NOx实际质量流量的积分值以及SCR上游NOx实际质量流量的积分值均清零，返回执行步骤S1。...

【技术特征摘要】
1.一种基于模型的NOx排放监控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，判断发动机是否满足监控使能条件，若满足则执行步骤S2，否则继续执行步骤S1；S2，以运行时间为积分区间分别对SCR下游NOx质量流量模型计算值、SCR下游NOx实际质量流量以及SCR上游NOx实际质量流量进行积分；其中，SCR下游NOx质量流量模型计算值根据利用SCR化学反应动力学模型计算得到的SCR下游NOx浓度模型计算值求得，SCR下游NOx实际质量流量根据SCR下游NOx实际浓度值求得，SCR上游NOx实际质量流量根据SCR上游NOx实际浓度值求得；S3，判断步骤S2中积分是否满足积分完成条件，若满足积分完成条件则执行步骤S4，否则继续执行步骤S3；S4，建立转化效率偏差公式： η = ∫ t 0 t 1 M f ( NO X ) D s A c t - ∫ t 0 t 1 M f ( NO X ) D s Re f ∫ t 0 t 1 M f ( NO X ) U s ; ]]>式中，η为转化效率偏差；为t0～t1时间段内SCR下游NOx实际质量流量的积分值；为t0～t1时间段内SCR下游NOx质量流量模型计算值的积分值，为t0～t1时间段内SCR上游NOx实际质量流量的积分值；S5，判断转化效率偏差是否大于偏差限值；若大于则OBD进行排放超标故障报警；否则输出排放正常；S6，将SCR下游NOx质量流量模型计算值的积分值、SCR下游NOx实际质量流量的积分值以及SCR上游NOx实际质量流量的积分值均清零，返回执行步骤S1。2.根据权利要求1所述的基于模型的NOx排放监控方法，其特征在于：所述步骤S2中SCR下游NOx实际质量流量的计算公式为： M f ( NO X ) D s A c t = C d s ( NO X ) * M f ( E x h ) 3.6 * M o l a r ( NO X ) M o l a r ( E x h ) * 10 - ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万洋，马永超，韩峰，许自涛，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37