CN108087072A - 监测发动机dpf再生完成的方法和电子控制单元 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种监测DPF再生完成的方法，因在DPF再生过程中，颗粒排放物的燃烧会导致DPF下游温度升高，若DPF内存在颗粒排放物时，DPF下游温度会升高，若DPF再生完成，DPF下游温度会趋于稳定，因此，可以监测DPF下游的温度，当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。如此，该方法在DPF再生之前无需估算DPF内的颗粒排放物的量，可以节省大量的估算颗粒排放物的量的工作。而且，该方法可以很及时地监测到DPF再生完成的时刻，不会为了保证DPF再生完成，过长地延长DPF再生的时间，从而不会导致燃油的过多浪费。本申请还公开了一种电子控制单元。

Description

监测发动机DPF再生完成的方法和电子控制单元

技术领域

本申请涉及发动机尾气处理技术领域，尤其涉及一种监测发动机DPF再生完成的方法和电子控制单元。

背景技术

DPF(Diesel Particulate Filter，柴油颗粒捕集器)是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，它在尾气中的颗粒排放物质进入大气之前将其捕捉。柴油发动机的污染主要来自三个方面：微粒排放物质、碳氢化合物、氮氧化合物和硫。其中微粒排放物质大部分是碳和碳化物的微小颗粒所组成的。

DPF是发动机后处理系统中的用来处理颗粒排放物的装置，但是当颗粒排放物积累到一定水平后需要进行再生，将它燃烧后，以对人体无害的二氧化碳的形式排到大气中。

DPF的再生指的是利用外界能量来提高DPF内的温度，使微粒着火燃烧，从而达到去除DPF内的颗粒排放物的目的。当DPF需要再生时，通过控制器来打开安装于DOC(DieselOxidation Catalyst，柴油氧化型催化器)前的喷油器喷入柴油，使DPF内的温度达到一定温度，沉积的颗粒排放物就会氧化燃烧，把DPF捕集的颗粒通过燃烧烧掉。

在DPF再生过程中，需要监测DPF再生是否完成。现有的监测DPF再生是否完成的方法一般是先根据发动机工况估算DPF内的颗粒排放物的量，然后根据该估算得到的DPF内的颗粒排放物的量向DPF内喷入所需的柴油来燃烧沉积在DPF内的颗粒物。

因此，现有的监测DPF再生是否完成的方法需要估算DPF内的颗粒排放物的量，而为了精准地估算DPF内的颗粒排放物的量需要依托于精确的物理模型计算或数据标定，需耗费大量的工作。此外，当车辆更换的DPF为已经使用过的DPF时，此时，无法估算到该已经使用过的DPF内的颗粒排放物，在这种情况下，为了能够保证该已经使用过的DPF完成再生，需要采用较长的再生时间来保证DPF再生完成，如此，很有可能延长DPF再生的时间，从而导致燃油的过多浪费。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种监测DPF再生完成的方法和电子控制单元，以解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种监测DPF再生完成的方法，包括：

接收DPF再生请求；

根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程；

监测DPF再生过程中的DPF下游温度；

当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。

可选地，所述根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程后，还包括：

监测DPF再生过程中的DPF上游温度，

其中，所述DPF上游温度随着所述DPF再生过程的持续趋于稳定。

可选地，所述DPF下游温度达到稳定时的温度低于所述DPF上游温度达到稳定时的温度。

可选地，所述DPF下游温度达到稳定时的温度与所述DPF上游温度达到稳定时的温度的温度差与所述DPF的类型以及DPF的保温措施相关。

可选地，所述当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成，具体包括：

当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，将所述预设时间段的终止时刻确定为DPF再生完成的时刻。

一种电子控制单元，所述电子控制单元包括：

接收单元，用于接收DPF再生请求；

启动单元，用于根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程；

监测单元，用于监测DPF再生过程中的DPF下游温度；

确定单元，用于当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。

可选地，所述监测单元还用于：

监测DPF再生过程中的DPF上游温度，

其中，所述DPF上游温度随着所述DPF再生过程的持续趋于稳定。

可选地，所述DPF下游温度达到稳定时的温度低于所述DPF上游温度达到稳定时的温度。

可选地，所述DPF下游温度达到稳定时的温度与所述DPF上游温度达到稳定时的温度的温度差与所述DPF的类型以及DPF的保温措施相关。

可选地，所述确定单元具体用于：

当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，将所述预设时间段的终止时刻确定为DPF再生完成的时刻。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

因在DPF再生过程中，颗粒排放物的燃烧会导致DPF下游温度升高，若DPF内存在颗粒排放物时，DPF下游温度会升高，若DPF再生完成，DPF下游温度会趋于稳定。基于该原理，本申请实施例提供的监测DPF再生完成的方法通过监测DPF下游的温度实现，并且当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。如此，该方法在DPF再生之前无需估算DPF内的颗粒排放物的量，如此可以节省大量的估算颗粒排放物的量的工作。此外，一旦DPF再生完成后，DPF下游的温度就不会发生变化，因此，利用监测DPF下游温度的方式来判断DPF再生是否完成，可以很及时地监测到DPF再生完成的时刻，而不会为了保证DPF再生完成，过长地延长DPF再生的时间，从而不会导致燃油的过多浪费。

附图说明

图1所示为本申请实施例提供的一种监测DPF再生完成的方法的流程图；

图2所示为一种DPF下游温度在DPF再生过程中的变化趋势图；

图3所示为本申请实施例提供的一种DPF上游温度和DPF下游温度变化趋势图；

图4所示为本申请实施例提供的一种监测DPF再生完成的方法的流程图；

图5所示为本申请实施例提供的一种电子控制单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的发明目的、技术方案和技术效果更加清楚、完整，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

在介绍本申请的具体实施方式之前，首先介绍一下DPF。

DPF是发动机后处理系统中的用来处理颗粒排放物的装置。当颗粒排放物积累到一定水平后需要进行再生，将它燃烧后，以对人体无害的二氧化碳的形式排到大气中。

DPF的再生指的是利用外界能量来提高DPF内的温度，使微粒着火燃烧，从而达到去除DPF内的颗粒排放物的目的。DPF有主动再生和被动再生两种方法：主动再生指的是利用外界能量来提高DPF内的温度，使微粒着火燃烧。本申请针对的是主动再生。当DPF前后压差传感器检测到DPF前后的背压过大时，认为已达到DPF所能承载的最大碳载量，此时如果发动机排气温度较低，就需要通过一些措施提高排气温度以满足DPF主动再生喷油的最低温度要求。

在DPF再生过程中，如果再生时间较短，可以导致微粒未完全燃烧即排放到大气产生颗粒排放物污染，如果再生时间较长，可以导致额外的燃油浪费。为此，需要对再生是否完成进行监控。传统的监测DPF再生是否完成的方法，是依托于精确的物理模型计算或数据标定，估算DPF内的颗粒排放物的量，也即碳载量，根据碳载量计算出燃烧过程所需要的油耗，当给定数量的燃油耗尽，可以视为再生完成，从而实现对再生完成的监测。

然而，这种方法需要耗费大量的工作，并且当车辆更换的DPF为已经使用过的DPF时，此时，无法估算到该已经使用过的DPF内的颗粒排放物，在这种情况下，为了能够保证已经使用过的DPF完成再生，需要采用较长的再生时间来保证DPF再生完成，可以导致燃油浪费。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种监测DPF再生是否完成的方法，由于在DPF再生过程中，颗粒排放物的燃烧会导致DPF下游温度升高，若DPF内存在颗粒排放物时，DPF下游温度会升高，若DPF再生完成，也即颗粒排放物燃烧殆尽，DPF下游温度会趋于稳定，因此，可以对DPF下游温度进行监测，当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。

通过上述方法，在DPF再生之前无需估算DPF内的颗粒排放物的量，如此可以节省大量的估算颗粒排放物的量的工作。此外，一旦DPF再生完成后，DPF下游的温度就不会发生变化，因此，利用监测DPF下游温度的方式来判断DPF再生是否完成，可以很及时地监测到DPF再生完成的时刻，而不会为了保证DPF再生完成，过长地延长DPF再生的时间，从而不会导致燃油的过多浪费。

下面结合附图对本申请实施例提供的监测DPF再生完成的方法进行介绍。

图1所示为为本申请实施例提供的一种监测DPF再生完成的方法的流程图，请参照图1，该方法包括：

S101：接收DPF再生请求。

DPF再生请求，可以理解为指示DPF进行再生的请求。驾驶员可以按下驻车再生开关，发出DPF再生请求，电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)可以接收该DPF再生请求，以便根据该请求实现DPF再生启动。

作为本申请的一具体示例，当DPF前后压差传感器检测到DPF前后的背压达到预设背压阈值时，可以视为DPF所能承载的碳载量达到最大值，此时，可以发送DPF再生请求，触发DPF再生过程。

S102：根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程。

ECU可以响应于DPF再生请求启动DPF再生过程。作为本申请的一具体示例，启动DPF再生过程可以为，通过控制器来打开安装于DOC(Diesel Oxidation Catalyst，柴油氧化型催化器)前的喷油器喷入柴油，使DPF内的温度达到一定温度，沉积的颗粒排放物就会氧化燃烧，把DPF捕集的颗粒通过燃烧烧掉，以对人体无害的二氧化碳的形式排放到大气中。

S103：监测DPF再生过程中的DPF下游温度。

在DPF再生过程中，颗粒排放物的燃烧会导致DPF下游温度升高，若DPF内存在颗粒排放物时，DPF下游温度会升高，若DPF再生完成，DPF下游温度会趋于稳定，因此，可以监控DPF再生过程中的DPF下游温度实现对DPF再生完成的监测。图2示出了一种DPF下游温度在DPF再生过程中的变化趋势图，由图2可知，DPF下游温度在再生完成时会趋于稳定，因而可以通过监控DPF再生过程中的下游温度，监测DPF再生完成。

需要说明的是，当DPF中没有碳载量时，例如，在车辆更换的DPF为旧件时，一般需要及时对换上的旧DPF驻车再生以清空DPF中的碳载量，防止影响未来使用过程中的碳载量计算，这种情况下，DPF下游温度不会出现先上升后下降的过程。但是，当DPF再生完成时，下游温度仍会趋于稳定，因此，即使DPF中没有碳载量，也可以通过监控DPF再生过程中的DPF下游温度实现对DPF再生完成的监测。

也就是说，无论DPF中是否具有碳载量，均可以通过对DPF下游温度进行监测，实现对DPF再生完成的监测。并且，本申请实施例提供的监测方法，还可以基于DPF下游温度的变化趋势，可以对DPF是否具有碳载量进行判断。

当DPF有碳载量时，DPF中的含碳颗粒物燃烧放出热量，使得下游温度会先上升，随着含碳颗粒物在燃烧过程中逐渐被消耗，DPF下游排温会逐渐降低，当含碳颗粒物完全燃烧，DPF下游温度会趋于稳定。因此，若DPF下游温度变化趋势符合先上升后下降，然后趋于稳定的变化趋势，则可以视为DPF有碳载量。当DPF没有碳载量时，由于没有燃烧过程，因而DPF下游温度不会出现先上升后下降的趋势，而是长时间趋于稳定。因此，若DPF下游温度变化趋势符合长时间趋于稳定的趋势，则可以视为DPF没有碳载量。

作为本申请的一具体示例，可以通过温度传感器实现对DPF再生过程中的DPF下游温度进行监测。为了更好地监测温度DPF下游温度变化过程，可以获取DPF下游在各个时刻的温度，得到DPF下游温度随时间变化的温度曲线。

S104：当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。

由于再生完成时，含碳颗粒物已完全燃烧，DPF下游温度趋于稳定，因此，监测到DPF下游温度趋于稳定时，可以确定DPF再生完成。而判断DPF下游温度释放趋于稳定，可以通过判断DPF下游温度是否持续在预设时间段内保持稳定实现。预设时间段可以根据经验进行设置，例如，预设时间段可以为5分钟。保持稳定，可以理解为在预设区间内上下波动，例如在±2％的区间内进行变化。作为一个示例，当DPF下游温度在5分钟内保持在580℃±2％的区间，可以视为DPF再生完成。

作为本申请的一个具体示例，可以通过DPF下游温度曲线，确定DPF再生完成时刻。当监测到DPF下游温度保持在某一温度上下波动不超过预设区间，达到预设时间段的时长时，可以确定DPF再生完成。

可以理解，在确定DPF再生完成后，可以将预设时间段的终止时刻确定为再生完成的时刻，如此，可以尽可能地降低含碳颗粒物被排放到大气中，造成颗粒物污染。

以上为本申请实施例提供的一种监测DPF再生完成的方法的具体实现方式，由于在DPF再生过程中，颗粒排放物的燃烧会导致DPF下游温度升高，若DPF内存在颗粒排放物时，DPF下游温度会升高，若DPF再生完成，DPF下游温度会趋于稳定。基于该原理，可以监测DPF下游的温度，当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。如此，该方法在DPF再生之前无需估算DPF内的颗粒排放物的量，如此可以节省大量的估算颗粒排放物的量的工作。此外，一旦DPF再生完成后，DPF下游的温度就不会发生变化，因此，利用监测DPF下游温度的方式来判断DPF再生是否完成，可以很及时地监测到DPF再生完成的时刻，而不会为了保证DPF再生完成，过长地延长DPF再生的时间，从而不会导致燃油的过多浪费。

在上述实施例中是通过对DPF下游温度进行监控，实现对DPF再生完成的监测。在有些情况下，还可以对DPF再生过程中的DPF上游温度进行监测，以实现对DPF再生完成的监测。图3示出了一种DPF中有碳载量时，DPF上游温度和下游温度变化曲线图。由图3可知，当DPF中有碳载量时，DPF上游温度随着DPF再生过程的持续趋于稳定，可以结合DPF上下游的温度共同确定DPF再生完成时刻，这种确定方式确定出的结果，相对于仅根据下游温度确定出的结果更准确。

下面结合附图，对本申请实施例提供的一种监测DPF再生完成的方法进行介绍。

图4所示为本申请实施例提供的一种监测DPF再生完成的方法的流程图，请参照图4，该方法包括：

S401：接收DPF再生请求。

S402：根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程。

S401-S402的执行过程与S101-S102类似，可以相互参照，这里不再赘述。

S403：监测DPF再生过程中的DPF上游温度和DPF下游温度。

DPF中有碳载量时，整个再生过程可以包括提排温阶段、烘干阶段、再生阶段以及再生完成等多个阶段，具体可以参见图3。再生过程的各个阶段，DPF上下游温度存在一定关系，例如再生完成时，上下游温度均趋于稳定，并存在一定温度差，可以通过监测DPF上下游温度关系实现对DPF再生完成的监测。

作为本申请的一个具体示例，可以在DPF再生过程中，同时对DPF上游和DPF下游温度进行监测。例如，可以对DPF上游和DPF下游分别设置温度传感器，用于同时对DPF上游和DPF下游温度进行监测。

S404：当DPF下游温度达到稳定时，并且低于DPF上游温度达到稳定时的温度时，确定DPF再生完成。

当DPF有碳载量时，ECU接收到再生请求，可以触发DPF再生。由于DPF中的颗粒物燃烧需要达到一定温度，该温度是通过向安装于DOC的喷油器喷入柴油进行燃烧实现的，为了使柴油能够燃烧，需要提高发动机的排气温度。提高排气温度的阶段，也即提排温阶段，DPF上游和DPF下游温度呈上升趋势，接着进入烘干阶段，当DPF中的颗粒物开始燃烧时，DPF上游温度趋于稳定，可以将DPF温度稳定的时刻作为再生阶段开始时刻，而DPF下游温度在颗粒物燃烧过程中的初期，由于燃烧放热效应，下游温度会先上升，随着燃烧的持续进行，碳载量逐渐降低，导致下游DPF温度逐渐降低，当颗粒物完全燃烧，下游DPF温度也趋于稳定，下游DPF温度略低于上游DPF温度稳定时的温度，此时可以视为再生完成。

在一种可能的实现方式中，可以根据DPF上游和DPF下游的温度差，确定再生完成时刻。当DPF上游和DPF下游的温度差稳定在预设阈值，可以视为再生完成。其中，DPF下游温度达到稳定时的温度与DPF上游温度达到稳定时的温度的温度差与DPF的类型以及DPF的保温措施相关。预设阈值可以根据经验进行设定，需要说明的是，当DPF的类型以及DPF的保温层措施的不同时，预设阈值可以是不同的。

以上为本申请实施例提供的一种监测DPF再生完成的具体实现方式，当DPF中有碳载量时，进入再生阶段后，DPF上游温度会首先趋于稳定，而DPF下游温度由于燃烧放热会有一个升温过程，随着燃烧的进行，碳载量逐渐降低，温度会逐渐下降，当颗粒完全燃烧，DOF下游温度也会逐渐趋于稳定，并低于DPF上游温度稳定时的温度，因此，可以监测DPF上游和DPF下游的温度，将下游温度趋于稳定，并且低于上游温度稳定时的温度，可以确定再生完成。通过对上游温度和下游温度进行监控实现对DPF再生完成的监测，相对于仅根据下游温度进行监控实现对DPF再生完成的监测，其监测结果更为准确。

基于本申请实施例提供的监测DPF再生完成的方法的具体实现方式，本申请实施例还提供了一种监测DPF再生完成的ECU。

下面结合附图，从功能模块化的角度，对本申请实施例提供的监测DPF再生完成的ECU进行介绍。

图5为本申请实施例提供的一种电子控制单元的结构示意图，请参照图5，上述ECU包括：

接收单元501，用于接收DPF再生请求；

启动单元502，用于根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程；

监测单元503，用于监测DPF再生过程中的DPF下游温度；

确定单元504，用于当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。

为了使DPF再生完成的监测结果更为准确，作为本申请的一可选实施例，监测单元503还用于监测DPF再生过程中的DPF上游温度，其中，所述DPF上游温度随着所述DPF再生过程的持续趋于稳定。

作为本申请的一具体示例，DPF下游温度达到稳定时的温度低于DPF上游温度达到稳定时的温度。

作为本申请的另一具体示例，DPF下游温度达到稳定时的温度与DPF上游温度达到稳定时的温度的温度差与DPF的类型以及DPF的保温措施相关。

作为本申请的又一具体示例，确定单元504具体用于：

当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，将预设时间段的终止时刻确定为DPF再生完成的时刻。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种监测DPF再生完成的方法，其特征在于，包括：

接收DPF再生请求；

根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程；

监测DPF再生过程中的DPF下游温度；

当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程后，还包括：

监测DPF再生过程中的DPF上游温度，

其中，所述DPF上游温度随着所述DPF再生过程的持续趋于稳定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DPF下游温度达到稳定时的温度低于所述DPF上游温度达到稳定时的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述DPF下游温度达到稳定时的温度与所述DPF上游温度达到稳定时的温度的温度差与所述DPF的类型以及DPF的保温措施相关。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成，具体包括：

当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，将所述预设时间段的终止时刻确定为DPF再生完成的时刻。

6.一种电子控制单元，其特征在于，所述电子控制单元包括：

接收单元，用于接收DPF再生请求；

启动单元，用于根据所述DPF再生请求启动DPF再生过程；

监测单元，用于监测DPF再生过程中的DPF下游温度；

确定单元，用于当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，确定DPF再生完成。

7.根据权利要求6所述的电子控制单元，其特征在于，所述监测单元还用于：

监测DPF再生过程中的DPF上游温度，

其中，所述DPF上游温度随着所述DPF再生过程的持续趋于稳定。

8.根据权利要求7所述的电子控制单元，其特征在于，所述DPF下游温度达到稳定时的温度低于所述DPF上游温度达到稳定时的温度。

9.根据权利要求8所述的电子控制单元，其特征在于，所述DPF下游温度达到稳定时的温度与所述DPF上游温度达到稳定时的温度的温度差与所述DPF的类型以及DPF的保温措施相关。

10.根据权利要求6所述的电子控制单元，其特征在于，所述确定单元具体用于：

当DPF下游温度持续在预设时间段内保持稳定时，将所述预设时间段的终止时刻确定为DPF再生完成的时刻。