[发明专利]一种基于温度模型的尿素喷射控制方法

说明书

本发明公开了一种基于温度模型的尿素喷射控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.建立时间t与固体温度T_s、尿素温度T_l之间的数学模型；S2.测定环境温度T_A和还未进入尿素罐的冷却水温度T_C，测定空气流速v_a、冷却水流速v_c、计算尿素需求流速v_l，确定数学模型中各系数具体数值，联立液态温度方程和固态温度方程，得到以时间t为自变量的尿素温度T_l；S3.求得尿素密度ρ；S4.控制尿素泵开度。本发明无需安装尿素泵传感器，仅根据温度模型预测尿素泵内温度，快速精准控制尿素泵开度完成尿素喷射控制。

技术领域

本发明涉及车辆后处理系统，具体地指一种基于温度模型的尿素喷射控制方法。

背景技术

随着国六排放法规的即将实施，目前柴油机制造厂都在开发国六柴油机，国六柴油机为了降低发动机尾气中的NOx和颗粒排放，都匹配了催化氧化器(DOC)+颗粒过滤器(DPF)+选择性氧化还原器(SCR)的后处理系统，通过尿素喷射系统将尿素喷射到排气管中，进而尿素分解为NH3，与NOx反应来降低NOx排放。

使用过程中，发动机控制单元是控制尿素泵的质量流量，而尿素泵工作时是计量的尿素体积，因此需要准确测量尿素密度，进而可以将发动机控制单元需求的尿素质量流量转化为尿素体积流量，从而确保尿素泵的精确喷射。

现有技术方案有两种方案：1)在尿素泵内安装尿素泵温度传感器来计算尿素密度；2)不考虑温度的影响，尿素密度为固定值，这两种方案要么需要设置温度传感器，增加尿素泵的成本，要么在温度变化时尿素泵喷射精度较差。

现有技术中尿素溶液加热原理如图1所示，尿素溶液存储于尿素罐1中，尿素溶液经尿素管路3从尿素罐1流通到尿素泵2，再流通到喷嘴喷入后处理器中，冷却水管路5中流通冷却水，冷却水电磁阀4可以控制冷却水的流动，冷却水温度较高，可以加热尿素罐1、尿素泵2中的尿素进行解冻，尿素加热管6可以加热尿素管路3里的尿素。从图1可以看出，尿素溶液在尿素罐1内，温度为Temp0，出尿素罐1后，温度为Temp1(考虑到冷却水管路5会对整个尿素罐1中的尿素进行加热，以及尿素泵的吸液过程是非常迅速的，因此可近似认为Temp1＝Temp0)，经过尿素加热管6、尿素泵2内冷却水的影响，温度为Temp2。现有技术的缺点是：Temp2必须在尿素泵内安装尿素泵温度传感器测定得到，成本较高；若取消尿素泵温度传感器又无法得到Temp2计算尿素密度。从而导致尿素泵难以精确控制开度满足尿素需求喷射质量流量M。

因此，若能开发出一种温度模型对尿素泵内温度进行估算，基于该温度模型进行尿素喷射控制方法，则可以取消尿素泵温度传感器，节省成本。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种无需尿素泵温度传感器也能测算尿素密度、实现尿素泵开度控制的基于温度模型的尿素喷射控制方法。

本发明的技术方案为：一种基于温度模型的尿素喷射控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.建立模型

设尿素罐与尿素泵之间尿素管路内壁和尿素泵内壁作为整体的温度为固体温度T_s、尿素泵内尿素的温度为尿素温度T_l、冷却水管路内冷却水和尿素加热管共同开启加热的时间为t，建立时间t与固体温度T_s、尿素温度T_l之间的数学模型，

(1)液态温度方程

(2)固态温度方程

其中，