CN101245727B - 柴油机scr***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置 - Google Patents

柴油机scr***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101245727B
CN101245727B CN2008100471146A CN200810047114A CN101245727B CN 101245727 B CN101245727 B CN 101245727B CN 2008100471146 A CN2008100471146 A CN 2008100471146A CN 200810047114 A CN200810047114 A CN 200810047114A CN 101245727 B CN101245727 B CN 101245727B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diesel engine
rotating speed
torque
control
injected volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008100471146A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101245727A (zh
Inventor
吕林
喻方平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU TIANLAN POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
WUHAN TIANLAN MOTOR CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUHAN TIANLAN MOTOR CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical WUHAN TIANLAN MOTOR CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN2008100471146A priority Critical patent/CN101245727B/zh
Publication of CN101245727A publication Critical patent/CN101245727A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101245727B publication Critical patent/CN101245727B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

本发明提供一种柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置，先分别由转速和负荷按步长划分，得到转速与负荷的二维网格，以网格单元作为工况控制点；根据万有特性数据中的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗数据，通过插值处理生成与步骤一中二维网格对应的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗，即矩阵形式的万有特性；通过所得矩阵形式的万有特性得到对应工况控制点上的排温和废气流量，进而获得对应的NOX转化率；再通过对应的NOX转化率和NOX浓度得到添蓝投放量，生成该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵；用实时获得柴油机转速、转矩两个参数，查询上述三维矩阵，得出对应该工况条件下的添蓝投放量，实施投放量控制。

Description

柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及一种柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置，属于柴油机工程技术领域，具体地讲是一种柴油机SCR***中添蓝流量控制方法及相应的添蓝投放控制装置。
背景技术
节能和环保是我国以及当今世界的工业技术领域的两个重要主题。目前，为了提高燃烧效率，柴油机燃烧室结构的优化技术已发挥到极致。但因燃烧优化却相应地升高了柴油机的NOX的排放。
我国对于柴油机的排放标准制定了相应的法规。为了满足法规的要求，必须采取有效的技术措施，降低柴油机的NOX的排放。根据目前的技术现状，要求柴油机达到(法规规定的第IV阶段和第V阶段)排放标准，只能依靠机外后处理予以辅助。对于我国实际情况，普遍认为我国重型柴油机实现第IV阶段标准的最佳技术路线是，通过优化燃烧，提高燃烧效率并使颗粒物排放达到法规要求，然后使用选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)技术，降低因燃烧优化而升高的NOX排放，即安装SCR***进行后处理的所谓“SCR方案”。
SCR方案的技术原理是，根据柴油机的运行工况，在排气道投放适量的添蓝(Adblue)溶液，其与NOX进行还原反应，实现降低NOX的排放的目的。因此，添蓝投放量的控制方法，以及在线获取柴油机运行工况参数以实施投放量控制的方法，是SCR***的关键技术。
发明内容
本发明的目的是设计一种柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置，生成该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵，以在线获取柴油机实时运行工况参数，通过查询三维矩阵得到实时添蓝投放量，以实施投放量控制。
本发明的技术方案：本发明的柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法，其步骤是：
第一步：分别由转速和负荷按步长划分，得到转速与负荷的二维网格，以网格单元作为工况控制点；
第二步：根据万有特性数据中的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗数据，通过插值处理生成与步骤一中二维网格对应的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗的以矩阵形式表示的万有特性；
第三步：通过第二步的以矩阵形式表示的万有特性得到对应工况控制点上的排温和废气流量，进而获得对应的NOX转化率；
第四步：通过对应的NOX转化率和NOX浓度得到添蓝投放量，生成该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵；
第五步：实时获得柴油机转速、转矩两个参数，由第四步的三维矩阵查询对应该工况条件下的添蓝投放量，实施投放量控制。
所述的柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法，第一步中转速和负荷的步长划分是：转速以小于等于200转/每分钟为步长划分，负荷以小于等于20％为步长划分。
一种实现上述方法的控制装置，包括单片机及***电路，控制装置设有CAN总线接口，单片机通过柴油机电子控制器ECU的CAN总线接受柴油机工作状态的数据；存储器中存储该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵。
所述的控制装置中存储器的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵是以转速小于等于200转/每分钟为步长，负荷以小于等于20％为步长划分得到的转速与负荷的二维网格为基准的。
本发明的优越性在于：
(1)提出一种基于万有特性和转化率特性的控制方法。这种方法是通过柴油机的万有特性建立以转速、转矩为坐标的控制点，并将添蓝流量表达为转速、转矩的函数。因此，SCR***只需简单地通过获取柴油机转速和转矩，判断柴油机工况控制点，控制添蓝流量，将NOX排放的控制在法规要求的范围内。
(2)提出一种可行的实现方式。这种方式是设计以单片机为主体构成的与柴油机电子控制器(ECU)独立的控制装置，装置通过柴油机电子控制器(ECU)的CAN总线接受柴油机工作状态的数据，获取转速和转矩参数。由单片机根据柴油机转速和转矩控制添蓝流量。这种方式不仅使得工况参数的获取简单，更主要是这种独立的方式，可以不改变柴油机控制***的原有设计，直接配置SCR***。
附图说明
图1是本发明控制方法原理逻辑框图。
图2是本发明控制装置结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1：本发明的控制方法的基点是：以柴油机的万有特性和NOX转换率特性作为已知条件。其步骤是：
第一步：分别由转速和负荷按步长划分，得到转速与负荷的二维网格，以网格单元作为工况控制点；
第二步：根据万有特性数据中的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗数据，通过插值处理生成与步骤一中二维网格对应的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗，即矩阵形式表示的的万有特性；
第三步：通过第二步的矩阵形式的万有特性得到对应工况控制点上的排温和废气流量，进而获得对应的NOX转化率；
第四步：通过对应的NOX转化率和NOX浓度量得到添蓝投放量，生成该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵；
第五步：实时获得柴油机转速、转矩两个参数，由第四步的三维矩阵查询对应该工况条件下的添蓝投放量，实施投放量控制。
所述的转速和负荷的步长划分是：转速以小于等于200转/每分钟为步长划分，负荷以小于等于20％为步长划分。
图2是本发明控制装置结构原理图：
装置包括单片机及***电路，包括单片机基本***、外部扩展存储器，CAN总线接口，开关量、模拟量的输入接口，开关量、模拟量输出接口。
单片机通过柴油机电子控制器(ECU)的CAN总线接受柴油机工作状态的数据；存储器中存储该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵。该三维矩阵是以转速小于等于200转/每分钟为步长，负荷以小于等于20％为步长划分得到的转速与负荷的二维网格为基准的。
单片机获取柴油机转速、转矩信号，通过转速、转矩和添蓝流量矩阵，获取添蓝喷射量，然后输出相应的控制信号，控制定量给料单元向柴油机排气管中喷射添蓝。CAN总线的主要功能是接收柴油机电子控制器(ECU)的发送转速和转矩信号；同时也可以接受柴油机***其它具有CAN接口的传感器或仪表的数据；通过CAN总线可以向带CAN接口的执行机构发送添蓝投放量控制信号，以及向具有CAN接口的仪表发送状态显示数据。
对于没有CAN总线的传感器、执行器即显示仪表，单片机可以通过开关量和模拟量的输入接口，监测CSR***运行状态，并通过开关量和模拟量的输出接口相应的状态信息或报警信号。
模拟量输入接口主要采集催化器入口和出口温度、添蓝罐液位和添蓝温度等模拟信号。模拟量输出接口主要输出添蓝液位指示信号即状态报警指示灯等。
开关量输入输出接口的功能是，采集钥匙开关信号，输出单片机控制防冻液电磁阀开闭信号；对于利用开关量或脉冲频率控制的添蓝投放执行机构，则单片机可以利用PWM接口输出控制信号。
其存储器单元分为程序存储器和数据存储器，数据存储器存放转速、转矩和添蓝流量矩阵。
根据本发明的提出的方法，控制装置应该设置CAN总线接口，通过CAN总线接受柴油机电子控制器(ECU)提供的柴油机工作状态参数(转速、转矩、冷却水温度等)。这样，可以使***结构简单(不需要安装转速，温度等与柴油机工作状态相关的传感器)。对于具有CAN接口的投放装置，也可以通过CAN总线输出控制指令。
根据本发明的提出的方法，控制装置硬件结构和***程序可以独立与柴油机电子控制器(ECU)。这样对于已经成熟的柴油机产品，在不改变原来结构的前提下，直接配套安装SCR***成为可能。
该装置独立于柴油机电子控制器(ECU)，其功能是：采集来自ECU通过CAN总线提供的数据(柴油机的转速和转矩)，然后按照固化在其内部的转速、转矩、添蓝流量矩阵，根据柴油机的运行工况(转速、转矩)查找添蓝流量，通过控制执行机构控制添蓝投放量，将NOX排放的控制在法规要求的范围内。
根据本发明的提出的方法，也可直接用于柴油机电子控制器(ECU)中。
本发明的核心是通过转速和转矩将柴油机的工况划分为有限的网格，利用柴油机的万有特性和NOX转化率特性，通过线性插值的方法获得该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵，通过查询三维矩阵得到实时添蓝投放量。

Claims (4)

1. 一种柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法，其步骤是：
第一步：分别由转速和负荷按步长划分，得到转速与负荷的二维网格，以网格单元作为工况控制点；
第二步：根据万有特性数据中的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗数据，通过插值处理生成与步骤一中二维网格对应的转速、转矩、进气流量、排温、NOX浓度和油耗的以矩阵形式表示的万有特性；
第三步：通过第二步的以矩阵形式表示的万有特性得到对应工况控制点上的排温和废气流量，进而获得对应的NOX转化率；
第四步：通过对应的NOX转化率和NOX浓度得到添蓝投放量，生成该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵；
第五步：实时获得柴油机转速、转矩两个参数，由第四步的三维矩阵查询对应该工况条件下的添蓝投放量，实施投放量控制。
2. 根据权利要求1所述的柴油机SCR***中使用的控制添蓝投放量的控制方法，其特征在于：第一步中转速和负荷的步长划分是：转速以小于等于200转/每分钟为步长划分，负荷以小于等于20％为步长划分。
3. 一种实现权利要求1或2方法的控制装置，装置包括单片机及***电路，其特征在于：控制装置设有CAN总线接口，单片机通过柴油机电子控制器ECU的CAN总线接受柴油机工作状态的数据；存储器中存储该柴油机的转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵。
4. 根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于：转速、转矩和添蓝投放量的三维矩阵是以转速小于等于200转/每分钟为步长，负荷以小于等于20％为步长划分得到的转速与负荷的二维网格为基准的。
CN2008100471146A 2008-03-20 2008-03-20 柴油机scr***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置 Active CN101245727B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100471146A CN101245727B (zh) 2008-03-20 2008-03-20 柴油机scr***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100471146A CN101245727B (zh) 2008-03-20 2008-03-20 柴油机scr***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101245727A CN101245727A (zh) 2008-08-20
CN101245727B true CN101245727B (zh) 2011-04-20

Family

ID=39946378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100471146A Active CN101245727B (zh) 2008-03-20 2008-03-20 柴油机scr***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101245727B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102230413B (zh) * 2011-05-20 2013-06-12 潍柴动力股份有限公司 一种scr控制装置、***和方法
CN102383902B (zh) * 2011-10-31 2013-05-01 武汉添蓝发动机排放控制技术有限公司 非电控柴油机排放物的控制处理方法及***
CN102619601B (zh) * 2012-04-18 2013-10-02 潍柴动力扬州柴油机有限责任公司 一种电控柴油机scr***及其控制方法
CN106121796A (zh) * 2016-08-23 2016-11-16 成都乾威科技有限公司 一种检测车辆尾气排放达标状态的方法及装置
CN106682428B (zh) * 2016-12-29 2019-03-19 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 Scr氨存储量计算方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202004011024U1 (de) * 2004-07-13 2004-10-14 Anlagentechnik Wuttke Gmbh Tank im Tank
WO2006032231A1 (de) * 2004-09-22 2006-03-30 Lutz Pumpen Gmbh Behältersystem
DE102005039085B3 (de) * 2005-08-04 2006-12-21 Danfoss Industrieautomatik Gmbh Betankungssystem
DE202006016391U1 (de) * 2006-10-10 2007-02-22 Lutz Pumpen Gmbh Pumpenwerk
FR2900063A1 (fr) * 2006-04-25 2007-10-26 Nobel Plastiques Soc Par Actio Dispositif de reduction de pollution pour vehicule automobile, vehicule automobile comportant un tel dispositif et tuyau de transport d'un fluide de depollution correspondant.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202004011024U1 (de) * 2004-07-13 2004-10-14 Anlagentechnik Wuttke Gmbh Tank im Tank
WO2006032231A1 (de) * 2004-09-22 2006-03-30 Lutz Pumpen Gmbh Behältersystem
DE102005039085B3 (de) * 2005-08-04 2006-12-21 Danfoss Industrieautomatik Gmbh Betankungssystem
FR2900063A1 (fr) * 2006-04-25 2007-10-26 Nobel Plastiques Soc Par Actio Dispositif de reduction de pollution pour vehicule automobile, vehicule automobile comportant un tel dispositif et tuyau de transport d'un fluide de depollution correspondant.
DE202006016391U1 (de) * 2006-10-10 2007-02-22 Lutz Pumpen Gmbh Pumpenwerk

Also Published As

Publication number Publication date
CN101245727A (zh) 2008-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101245727B (zh) 柴油机scr***中使用的控制添蓝投放量的控制方法及控制装置
CN102619601B (zh) 一种电控柴油机scr***及其控制方法
CN102678239A (zh) 基于NOx传感器独立的SCR***控制方法及控制装置
CN202250319U (zh) 一种柴油机尾气后处理***
CN204082275U (zh) 一种柴油机可变排气处理***
CN103343716B (zh) 进气节流阀控制方法及装置
CN113358363A (zh) 一种识别Urea-SCR***尿素结晶临界状态的方法
CN110414089A (zh) 基于发动机万有特性的整车pems排放的仿真预测方法
CN109944664B (zh) 尾气净化设备设计方法及其装置、***和存储介质
CN103470353B (zh) 一种基于尿素分解效率的柴油机scr***控制方法
CN111980787A (zh) 发动机排气热管理方法及***
CN201071758Y (zh) 车用双燃料燃气发动机智能控制***
CN203626976U (zh) 一种新型双燃料发动机
CN103806994A (zh) 一种增压柴油机智能化提升排气温度***
CN209637858U (zh) 基于主、被动再生dpf/gpf技术的免维护***
CN103590876A (zh) 柴油发动机尾气净化方法
CN110953050A (zh) 一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理***
CN103207570A (zh) 应用于装卸料机模拟机的旋转变压器信号仿真***和方法
CN109751141A (zh) 怠速控制方法和装置
CN201004175Y (zh) 现场总线多传感器融合装置
CN110764553A (zh) 独立散热***控制方法
CN203499832U (zh) 一种带进气调整装置的车辆废气再循环电子控制装置
CN113356976B (zh) 多段载体结构的车用选择性催化还原装置
CN2805217Y (zh) 基于cpld和80c196单片机的同步电动机微机励磁调节器
CN206788591U (zh) 基于生物质电厂的能效分析和远程监控***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200720

Address after: No.151, Jinling East Road, Weiting Town, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province, 215000

Patentee after: SUZHOU TIANLAN POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 430070 Wuhan science and Technology Development Zone, East Lake hi tech Development Zone, Hubei,

Patentee before: WUHAN TIANLAN ENGINE EMISSION TECHNOLOGY Co.,Ltd.