CN103696839A - Dpf主动再生系统的检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种DPF主动再生系统的检测方法,包括以下步骤:根据预定启动条件启动主动再生耐久性试验;循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令;以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,获得耐久性检测结果。本发明可控制DPF快速完成升温、稳定及降低等过程,使得DPF周期性的进行主动再生操作,根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,即可获得耐久性检测结果。应用该检测方法,能够精确获得DPF系统组合的耐久能力,提高其工作可靠性,进而为确保发动机排气质量提供可靠保障。在此基础上,本发明同时还提供了一种DPF主动再生系统的检测装置。
Description
技术领域
本发明涉及柴油发动机技术领域,具体涉及DPF主动再生系统的检测方法和装置。
背景技术
众所周知,柴油机因具有良好的经济性、优异的动力性和低CO、HC排放等优点,被广泛地用作汽车和工程机械的动力。由于其尾气中含有大量的微粒,现有柴油机大多采用颗粒捕集器(DPF)过滤超过标准的颗粒,以满足日益严格的汽车排放法规要求。
DPF技术是将发动机尾气中的颗粒过滤从而达到净化排气的效果,随着DPF捕集颗粒的增加,发动机排气背压也随之升高,由此导致油耗增加、功率下降,直接影响发动机的经济性,严重时会影响发动机部件的寿命。为了确保柴油机的正常工作,须用采用采用微粒除去技术,具体包括被动再生技术及采用燃烧等方法除去微粒的主动再生技术,实现过滤体的再生。其中,利用氧化型催化(DOC)实现DPF主动再生为较成熟技术。
显然,DPF系统的主动再生控制系统是发动机开发是否成功的关键,再生控制不当会严重影响系统的耐久性。现有的DPF催化氧化再生方案有很多种,在对其进行耐久考核时,通常采用单个部件的考核方式,如材料的耐高温能力,积碳量有多大,电子控制单元的使用寿命等等。然而,由于整个系统的各个部件由不同供应商提供,无法提出系统需要满足的耐久条件及评价方法;同时,单独评价某个部件性能过于片面,无法进行最佳的匹配利用。
有鉴于此,亟需针对现有DPF主动再生系统提供一种耐久性检测技术,以便对系统组合进行耐久性试验,为确保发动机排气质量提供可靠保障。
发明内容
针对上述缺陷,本发明解决的技术问题在于,提供一种DPF主动再生系统的检测方法,以便通过试验手段对发动机的DPF主动再生系统进行耐久性检测,从而获得系统的工作可靠性。在此基础上,本发明同时还提供了一种DPF主动再生系统的检测装置。
本发明提供的DPF主动再生系统的检测方法,包括以下步骤:
a.根据预定启动条件启动主动再生耐久性试验;
b.循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令;以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;
c.根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,获得耐久性检测结果。
优选地,步骤b中,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度。
优选地,预先标定不同试验模式的启动条件;当启动条件表征为手动再生模式时,根据标定的手动输入油量和手动再生温度进行主动再生过程;当启动条件表征为耐久性试验模式时,启动所述主动再生耐久性试验。
优选地,当启动条件表征为正常再生模式时,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度。
优选地,所述当前发动机运行参量包括:用于确定主动再生所需油量的发动机转速、发动机每循环喷油量和废气质量流量,以及用于确定再生温度的DPF前温度、DOC前温度和DPF后温度。
优选地,所述主动再生所需油量根据预先标定的基于发动机转速、发动机每循环喷油量和废气质量流量的再生所需油量的MAP图确定,所述再生温度根据预先标定的基于DPF前温度、DOC前温度和DPF后温度的再生温度的MAP图确定。
优选地,所述主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括再生起燃时间和再生稳定时间,所述终止主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括调整发动机工况时间和工况稳定时间。
优选地,所述再生起燃时间的长度小于再生稳定时间的长度,所述调整发动机工况时间的长度小于工况稳定时间的长度。
本发明提供的DPF主动再生系统的检测装置,包括:
存储模块,用于存储预定启动条件;
主动再生耐久性试验模块,用于循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令;以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;和
检测结果判断模块,用于根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,获得耐久性检测结果。
优选地,还包括计算模块,用于根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度。
优选地,所述预定启动条件包括预先标定的手动再生模式、耐久性试验模式和正常再生模式;其中,当启动条件表征为手动再生模式时,根据标定的手动输入油量和手动再生温度进行主动再生过程;当启动条件表征为正常再生模式时,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度;当启动条件表征为耐久性试验模式时,启动所述主动再生耐久性试验。
优选地,所述存储模块中,还用于存储预先标定的基于发动机转速、发动机每循环喷油量和废气质量流量的再生所需油量的MAP图,以及预先标定的基于DPF前温度、DOC前温度和DPF后温度的再生温度的MAP图。
优选地,所述存储模块中,还用于存储预先标定的耐久性试验工况,所述主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括再生起燃时间和再生稳定时间,所述终止主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括调整发动机工况时间和工况稳定时间。
本发明另辟蹊径提供了一种用于发动机DPF主动再生系统的检测方法,该方法可根据预定启动条件启动主动再生耐久性试验,耐久性试验可循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令,并以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;由此,可控制DPF快速完成升温、稳定及降低等过程,使得DPF周期性的进行主动再生操作,根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,即可获得耐久性检测结果。应用该检测方法,能够精确获得DPF系统组合的耐久能力,提高其工作可靠性,进而为确保发动机排气质量提供可靠保障。
在本发明的优选方案中,还预先标定不同试验模式的启动条件;当启动条件表征为手动再生模式时,根据标定的手动输入油量和手动再生温度进行主动再生过程;当启动条件表征为耐久性试验模式时,启动前述主动再生耐久性试验;当启动条件表征为正常再生模式时,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度。如此设置,可通过手动再生模式进行预试验,系统稳定后再进行耐久性试验,以获得更加精确的DPF主动再生系统的耐久能力检测结果;此外,除主动再生的耐久性检测外,本方案通过正常再生模式时进行主动再生试验,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度,检测过程中,可根据实际需要进行选择,具有较好的通用性。
附图说明
图1是具体实施方式所述DPF主动再生系统检测方法的流程图;
图2示出了计算获得主动再生所需油量和再生温度的控制逻辑图;
图3为具体实施方式所述主动再生系统的布置示意图;
图4图示出了三种试验模式的控制逻辑图;
图5图示出了获得condition条件的逻辑图;
图6是具体实施方式所述的DPF主动再生系统的检测装置的方框图。
图中:
存储模块1、主动再生耐久性试验模块2、检测结果判断模块3、计算模块4、DPF柴油颗粒捕集器5、DOC柴油氧化催化器6、DPF前温度传感器7、DOC前温度传感器8、DPF后温度传感器9。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种DPF主动再生系统的检测方法,其主要目的是通过试验手段对发动机的DPF主动再生系统进行耐久性检测,从而获得系统的工作可靠性。下面结合具体实施例和说明书附图对本发明提供的技术方案作出进一步的详细说明。
请参见图1,该图是本实施方式所述DPF主动再生系统的检测方法流程图。
如图1所示,该DPF主动再生系统的检测方法,包括以下步骤:
步骤10,根据预定启动条件启动主动再生耐久性试验。其中,主动再生耐久性试验的预定启动条件可以通过程序设定自动执行,也可以为手动输出操作发出控制指令。
步骤20,循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令;以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;可控制DPF快速完成升温、稳定及降低等过程,使得DPF周期性的进行主动再生操作,进行耐久性试验。
步骤30,根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,获得耐久性检测结果。
具体而言,步骤20中主动再生过程中,可以根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量HCI-qHC和再生温度PFLT-tdes,以可靠实现再生,并获得再生是否成功的准确判断。这里,主动再生成功的判断以实际再生温度达到该再生温度PFLT-tdes为准。
另外,为了获得更加精准的耐久性试验结果,应当在发动机的不同工况下均进行周期性的主动再生操作。应当理解,发动机工况的切换可以由试验操作者手动进行切换,显然,手动进行工况切换存在不能全面表现试验结果的可能;也可以预先标定不同工况后,并通过控制自动切换工况后进行主动再生具有较高的可操作性。
例如,下表所示的13种不同工况:
表中所示,发动机转速设定为A、B、C以及额定转速,且除额定转速外,A、B、C三种发动机转速下分别设定在25%、50%、75%和100%四种不同的负载百分比工况下。需要说明的是,上表中所示的工况设定仅为示例性说明,不同配置的发动机DPF系统应当根据实际情况进行相应的设定,而不受上述工况参数的限制。
同时,主动再生过程可以划分为再生起燃时间和再生稳定时间,具体执行过程中可以在2min内完成再生起燃,并保持再生稳定3min,至此完成一次主动再生。接下来,终止主动再生过程可划分为调整发动机工况时间和工况稳定时间,具体执行过程中可以在2min内完成工况的调整,并保持该工况稳定在3min内,实现工况切换后可进行下一个工况下主动再生操作,并依次进行循环。同样可以理解的是,不同配置的DPF系统可以设定不同的循环再生次数。
经不同机型试验表明,主动再生过程的时间为4min-6min,终止主动再生过程的时间为4min-6min,能够获得较佳的检测效果。其中,再生起燃时间的长度小于再生稳定时间的长度,调整发动机工况时间的长度小于工况稳定时间的长度。
具体而言,本方案中的当前发动机运行参量包括:用于确定主动再生所需油量HCI-qHC的发动机转速Epm-neng、发动机每循环喷油量injctl-qsetUnBal和废气质量流量ASMOD-dmeg,以及用于确定再生温度PFLT-tdes的DPF前温度PFLT-tpreDPF、DOC前温度PFLT-tpreDOC和DPF后温度PFLT-tdsDPF。具体请一并参见图2和图3,其中,图2示出了计算获得主动再生所需油量HCI-qHC和再生温度PFLT-tdes的控制逻辑图,图3为本实施方式所述主动再生系统的布置示意图。
如图3所示,DPF前温度PFLT-tpreDPF由设置在DPF(柴油颗粒捕集器)5与DOC(柴油氧化催化器)6之间的DPF前温度传感器7获得,DOC前温度PFLT-tpreDOC由设置在DOC上游侧的DOC前温度传感器8获得,DPF后温度PFLT-tdsDPF由设置在DPF下游侧的DPF后温度传感器9获得。另外,发动机转速Epm-neng、发动机每循环喷油量injctl-qsetUnBal和废气质量流量ASMOD-dmeg可基于发动机ECU单元的数据直接或间接计算获得,其中,发动机每循环喷油量injctl-qsetUnBal以质量流量除以发动机转速再乘以2确定,废气质量流量ASMOD-dmeg以新鲜空气质量加油量确定。
应当理解也可以采用这样的设计,预先标定基于发动机转速Epm-neng、发动机每循环喷油量injctl-qsetUnBal和废气质量流量ASMOD-dmeg的再生所需油量HCI-qHC的MAP图,以及基于DPF前温度PFLT-tpreDPF、DOC前温度PFLT-tpreDOC和DPF后温度PFLT-tdsDPF的再生温度PFLT-tdes的MAP图。具体试验过程中,根据当前工况下的工作参量查找再生所需油量HCI-qHC的MAP图及再生温度PFLT-tdes的MAP图即可确定。
进一步地,该检测方法还可以设置手动再生模式和正常再生模式。具体地,可以预先标定不同试验模式的启动条件,即可以在RCU(后处理再生电控单元)中增加一个触发条件。请一并参见图4,该图示出了三种试验模式的控制逻辑图。
如图4所示,当启动条件表征为手动再生模式时,根据标定的手动输入油量hci_qmnl_c和手动再生温度PFIt_tDesMnl_c进行主动再生过程,即手动操作控制;当启动条件表征为耐久性试验模式时,启动前述主动再生耐久性试验;当启动条件表征为正常再生模式时,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量HCI-qHC和再生温度PFLT-tdes。
实际程序设计时,可以通过一开关量switch标定不同试验模式的启动条件,其中,0代表手动再生模式,喷油量为手动输入数值,1代表正常再生功能,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量HCI-qHC和再生温度PFLT-tdes,2代表耐久性主动再生模式,根据condition条件的1或0,完成循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令,即2代表耐久性主动再生的启动条件。
其中,耐久性主动再生模式下的循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令,可以通过一condition条件在0、1模式进行周期性变换,与正常运转条件下保持输入的1进行运算,以满足循环周期性的进行耐久性主动再生试验的要求。
进一步如图5所示,该图示出了实现获得condition条件的逻辑图。通过晶振电路输出时间信号,与限值信号进行函数运算得到condition信号,也就是说,定时器用于时间累积,当累积时间大于限值,触发控制器输出使能条件为true,由此,condition条件生成为1,启动一次主动再生。
在上述DPF主动再生系统检测方法的基础上,本发明还提供了一种DPF主动再生系统的检测装置。请参见图6,图6是具体实施方式所述的DPF主动再生系统的检测装置的方框图。
该DPF主动再生系统的检测装置,包括存储模块1、主动再生耐久性试验模块2和检测结果判断模块3;其中,存储模块1用于存储预定启动条件,主动再生耐久性试验模块2用于循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令,并且,以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;检测结果判断模块3用于根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,获得耐久性检测结果。
基于前述检测方法,该预定启动条件包括预先标定的手动再生模式、耐久性试验模式和正常再生模式;其中,当启动条件表征为手动再生模式时,根据标定的手动输入油量hci_qmnl_c和手动再生温度PFIt_tDesMnl_c进行主动再生过程;当启动条件表征为正常再生模式时,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量HCI-qHC和再生温度PFLT-tdes;当启动条件表征为耐久性试验模式时,启动所述主动再生耐久性试验。
进一步地,还包括计算模块4,用于根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量HCI-qHC和再生温度PFLT-tdes。基于前述检测方法,存储模块1还用于存储预先标定的基于发动机转速Epm-neng、发动机每循环喷油量injctl-qsetUnBal和废气质量流量ASMOD-dmeg的再生所需油量HCI-qHC的MAP图,以及预先标定的基于DPF前温度PFLT-tpreDPF、DOC前温度PFLT-tpreDOC和DPF后温度PFLT-tdsDPF的再生温度PFLT-tdes的MAP图。此外,存储模块2还用于存储预先标定的耐久性试验工况,主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括再生起燃时间和再生稳定时间,终止主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括调整发动机工况时间和工况稳定时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.根据预定启动条件启动主动再生耐久性试验;
b.循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令;以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;
c.根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,获得耐久性检测结果。
2.根据权利要求1所述的DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,步骤b中,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度。
3.根据权利要求2所述的DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,预先标定不同试验模式的启动条件;当启动条件表征为手动再生模式时,根据标定的手动输入油量和手动再生温度进行主动再生过程;当启动条件表征为耐久性试验模式时,启动所述主动再生耐久性试验。
4.根据权利要求3所述的DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,当启动条件表征为正常再生模式时,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,所述当前发动机运行参量包括:用于确定主动再生所需油量的发动机转速发动机每循环喷油量和废气质量流量,以及用于确定再生温度的DPF前温度、DOC前温度和DPF后温度。
6.根据权利要求5所述的DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,所述主动再生所需油量根据预先标定的基于发动机转速、发动机每循环喷油量和废气质量流量的再生所需油量的MAP图确定,所述再生温度根据预先标定的基于DPF前温度、DOC前温度和DPF后温度的再生温度的MAP图确定。
7.根据权利要求1所述的DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,所述主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括再生起燃时间和再生稳定时间,所述终止主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括调整发动机工况时间和工况稳定时间。
8.根据权利要求7所述的DPF主动再生系统的检测方法,其特征在于,所述再生起燃时间的长度小于再生稳定时间的长度,所述调整发动机工况时间的长度小于工况稳定时间的长度。
9.DPF主动再生系统的检测装置,其特征在于,包括:
存储模块,用于存储预定启动条件;
主动再生耐久性试验模块,用于循环周期性输出启动再生控制指令和终止再生控制指令;以启动再生控制指令为条件进行主动再生过程,以终止再生控制指令为条件终止主动再生过程;和
检测结果判断模块,用于根据主动再生启动次数和主动再生成功次数,获得耐久性检测结果。
10.根据权利要求9所述的DPF主动再生系统的检测装置,其特征在于,还包括计算模块,用于根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度。
11.根据权利要求9或10所述的DPF主动再生系统的检测装置,其特征在于,所述预定启动条件包括预先标定的手动再生模式、耐久性试验模式和正常再生模式;其中,当启动条件表征为手动再生模式时,根据标定的手动输入油量和手动再生温度进行主动再生过程;当启动条件表征为正常再生模式时,根据当前发动机运行参量确定主动再生所需油量和再生温度;当启动条件表征为耐久性试验模式时,启动所述主动再生耐久性试验。
12.根据权利要求11所述的DPF主动再生系统的检测装置,其特征在于,所述存储模块中,还用于存储预先标定的基于发动机转速、发动机每循环喷油量和废气质量流量的再生所需油量的MAP图,以及预先标定的基于DPF前温度、DOC前温度和DPF后温度的再生温度的MAP图。
13.根据权利要求9所述的DPF主动再生系统的检测装置,其特征在于,所述存储模块中,还用于存储预先标定的耐久性试验工况,所述主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括再生起燃时间和再生稳定时间,所述终止主动再生过程的时间为4min-6min,其中包括调整发动机工况时间和工况稳定时间。
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