[发明专利]SCR催化器氨浓度修正方法及SCR处理系统

权利要求书

1.一种柴油发动机SCR催化器氨浓度修正方法，其特征在于，包括：

1)获取SCR催化器前端NO_X浓度、柴油发动机转速值、柴油发动机转矩值、SCR催化器入口温度值和计算排气质量流量值；

2)根据尿素的热解和水解反应、氨的吸附与解吸附、NO_X的催化还原反应、NH₃的氧化和尿素SCR催化器化学反应建立模型结合步骤1)的参数计算获得SCR催化器后端NO_X的仿真浓度；

3)根据台架试验测试数据，对公式(1)进行C_NO，in参数计算；

4)将C_NO，in作为反馈修正SCR催化器前端尿素喷嘴喷射量；

5)计算SCR催化器后端NH₃浓度；

6)根据SCR催化器后端NO_X和NH₃浓度再次修正SCR催化器前端尿素喷嘴喷射量；

其中，SCR催化器后端NO_X的仿真浓度通过以下方式计算获得：

X＝ad,de,ox,re，ad表示吸附，de表示解吸附，ox表示氧化，re表示还原，为排气管中氨的浓度，C_NO为排气管中NO_X浓度，为SCR催化器前端氨的浓度即SCR催化器前端尿素喷嘴喷射量；C_NO，in为发动机产生的NO_X浓度仿真值，F为排气流量，V为催化器体积；

2.如权利要求1所述的柴油发动机SCR催化器氨浓度修正方法，其特征在于：利用非线性最小二乘法根据台架试验测试数据，对公式(1)进行C_NO，in参数计算。

3.如权利要求1所述的柴油发动机SCR催化器氨浓度修正方法，其特征在于：

SCR催化器后端氨浓度计算方法如下：

获取SCR催化器后端NH₃浓度、SCR出口温度值；

SCR催化器后端NO_X和NH₃的交叉敏感性为：

其中K_CS代表交叉敏感因素，是NO_X的真实浓度，C_NH3代表泄漏的NH3的浓度；

EKF算法表达为

x(k)＝f[x(k-1)，u(k)+w(k)] 公式(3)

z(k)＝h[x(k)+v(k) 公式(4)

公式(3)中f(k)是预测函数，x(k)代表状态向量，u(k)代表输入向量；w(k)代表高斯过程噪声，协方差为Q(k)；

公式(3)中，h(x)是测量函数；v(k)是高斯测量噪声，协方差为R(k)，w(k)和v(k)视为零均值高斯噪声；

状态向量x(k)和误差协方差矩阵P(k)由公式(5)和公式(6)表示：

x(k|k-1)＝f[x(k-1|k-1)，u(k)] 公式(5)

z(k|k-1)＝F(k)P[(k-1|k-1)F(k)^T+Q(k)] 公式(6)

其中，F(k)是预测函数f(k)的雅克比矩阵；

根据公式(4)预测系统状态x(k|k-1)和误差协方差矩阵P(k|k-1)通过和测量值z(k)比较进行更新，根据高斯白噪声扰动为零均值优化卡尔曼增益和预估值x(k)通过下述公式(7)-公式(10)获得；

M(k)＝H(k)P(k|k-1)H(k)^T+R(k) 公式(7)

K(k)＝P(k|k-1)H(k)^TS(k)^-1 公式(8)

X(k|k)＝X(k|k-1)+K(k)y(k) 公式(9)

P(k|k)＝(1-K(k)H(k)P(k|k-1) 公式(10)

H(k)为和输出函数h(k)相关的雅克比矩阵；

利用EKF算法计算交叉敏感因素K_CS和SCR催化器后端NO_X浓度；

交叉敏感因素为：

根据权利要求1所述公式(1)，SCR催化器后端NO_X浓度为：

其中C_NO，seninSCR催化器前端NO_X浓度，并且V为催化器体积；F为排气流量，X＝ad,de,ox,re，ad表示吸附，de表示解吸附，ox表示氧化，re表示还原，Θ为已知的随温度变化的变量,Θ与温度变化呈正相关，θ_NH3 是氨表面覆盖率通过公式(5)获得；

通过公式(3)-公式(12)获得预测公式：

Δt代表EKF算法的更新周期，EKF算法获得SCR催化器后端NO_X浓度C_NO，senin通过下述公式获得

C_NH3为SCR催化器后端NH₃浓度。