CN109653839A - 颗粒捕捉器再生控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种颗粒捕捉器再生控制系统及方法。颗粒捕捉器再生控制系统包括压差采集模块，用于采集颗粒捕捉器的压差；捕捉器温度模型计算模块，根据发动机的排气温度和颗粒捕捉器的前后压差进行计算颗粒捕捉器的内部温度；再生需求计算模块，用于判断是否需要再生；当颗粒捕捉器的前后压差大于预设值时，再生需求计算模块认定为需要再生；当颗粒捕捉器内部温度不满足再生温度时，再生需求计算模块计算出需要的点火角效率和空燃比，点火提前角计算模块根据需要的点火角效率和当前点火提前角计算出需求的点火提前角，喷油量计算模块根据当前喷油量和需要的空燃比计算出需求的喷油量。本发明颗粒捕捉器再生控制系统及方法无需高温传感器，成本低。

Description

颗粒捕捉器再生控制系统及方法
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，特别是涉及一种颗粒捕捉器再生控制系统及方法。
背景技术
随着环保法规升级，轻型汽车均需要满足《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(第六阶段)》的要求(GB18352-6)，以下简称“国6”排放法规。相对于旧的排放法规，新法规中新增了对排放污染物粒子数量(PN)的限制，并加严了对排放颗粒物(PM)的要求。为了满足国6排放法规的要求，对于90％以上的汽油发动机车辆来说，均需要在其排气系统上增加颗粒捕捉器，颗粒捕捉器的主要作用是吸附污染物粒子(PN)和排放颗粒物(PM)，以便阻止其排放到大气中。在车辆使用一段时间以后，颗粒捕捉器就会被其吸附的PN和PM阻塞，失去吸附排放物的作用，并且会导致发动机排气不畅，造成发动机损坏，因此发动机控制系统必须实时监控颗粒捕捉器，在其被阻塞前对其进行再生处理，以便及时清楚吸附在其表面的PN和PM，保证车辆排放满足法规要求和保护发动机。
一般来说，颗粒捕捉器再生控制系统会在颗粒捕捉器入口处增加一个高温传感器，用来监控颗粒捕捉器前的温度，控制系统接收此温度输入，并推算出颗粒捕捉器内部温度，以便控制颗粒捕捉器的再生。但高温传感器价格昂贵(一般大于100元人民币)，并且长期在高温环境中工作(400～800摄氏度)，容易损坏，因此创造一种无需高温传感器的汽油发动机颗粒捕捉器控制系统具有很高的价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够取消高温传感器的颗粒捕捉器再生控制系统及方法。
为解决上述问题，本发明提供一种颗粒捕捉器再生控制系统，一种颗粒捕捉器再生控制系统，包括：
压差采集模块，用于采集颗粒捕捉器进口端和出口端之间的压差；
捕捉器温度模型计算模块，用于计算颗粒捕捉器的内部温度，根据发动机的排气温度和颗粒捕捉器的前后压差进行计算；
再生需求计算模块，用于判断是否需要再生；当颗粒捕捉器的前后压差大于预设值时，再生需求计算模块认定为需要再生；当颗粒捕捉器内部温度不满足再生温度时，再生需求计算模块计算出需要的点火角效率和空燃比，点火提前角计算模块根据需要的点火角效率和当前点火提前角计算出需求的点火提前角，喷油量计算模块根据当前的喷油量和需要的空燃比计算出需求的喷油量。
进一步的，还包括排气温度模型计算模块，所述排气温度模型计算模块根据发动机转速、发动机进气压力和温度以及排气中的氧含量来计算发动机的排气温度。
本发明还提供一种颗粒捕捉器再生控制方法，包括如下步骤：
A、采集颗粒捕捉器进口端和出口端之间的压差；
B、再生需求计算模块跟颗粒捕捉器的前后压差判断更是否需要进行再生；若需要再生，则执行下一步骤；
C、判断颗粒捕捉器内部温度是否满足再生需求，若满足进行再生；若不满足，再生需求计算模块计算出需要的点火角效率和空燃比；
D、点火提前角计算模块根据需要的点火角效率和当前点火提前角计算出需求的点火提前角，以及喷油量计算模块根据当前的喷油量和需要的空燃比计算出需求的喷油量，使颗粒捕捉器的内部温度满足再生需求。
进一步的，将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到当前的发动机排气温度的基础值，然后把此基础值和氧传感器信号输入预先标定好的三维表，通过查表得到经过修正的当前发动机排气温度。
进一步的，将发动机排气温度和颗粒捕捉器前后压差输入预先标定好的三维表，通过查表得到当前的颗粒捕捉器的内部温度。
进一步的，将颗粒捕捉器前后压差减去预设颗粒捕捉器前后压差，若结果大于0，则空燃比等于1.05；若结果小于0，则空燃比等于1。
进一步的，将颗粒捕捉器的内部温度输入预先标定好的二维表，通过查表得到点火角效率。
进一步的，将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的喷油量的基础值；然后把此基础值和计算得到的空燃比输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的喷油量。
进一步的，将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的点火提前角的基础值；然后把此基础值和计算得到的点火角效率输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的点火提前角。
本发明颗粒捕捉器再生控制系统捕捉器温度模型计算模块，根据发动机的排气温度和颗粒捕捉器的前后压差计算得出颗粒捕捉器的内部温度，以达到替换高温传感器的目的，有效的降低了成本，并避免了由于高温传感器损坏而导致的系统故障。
附图说明
图1是本发明颗粒捕捉器再生控制系统的较佳实施方式的结构示意图。
图2是本发明颗粒捕捉器再生控制方法的流程图。
图3是排气温度的计算原理图。
图4是颗粒捕捉器的内部温度的计算原理图。
图5是空燃比的计算原理图。
图6是点火角效率的计算原理图。
图7是需要的喷油量的计算原理图。
图8是需要的点火提前角的计算原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明颗粒捕捉器再生控制系统的较佳实施方式包括压差采集模块1、捕捉器温度模型计算模块2、再生需求计算模块3、转速采集模块4、进气压力和温度采集模块5、氧传感器6、排气温度模型计算模块7、点火提前角计算模块81以及喷油量计算模块91。所述压差采集模块1分别与捕捉器温度模型计算模块2和再生需求计算模块3电连接，压差采集模块1将颗粒捕捉器进口端和出口端之间的压差发送给捕捉器温度模型计算模块2和再生需求计算模块3。所述转速采集模块4、进气压力和温度采集模块5及氧传感器6均与排气温度模型计算模块7电连接，所述排气温度模型计算模块7根据发动机转速、发动机进气压力和温度以及排气中的氧含量来计算发动机的排气温度。所述排气温度模型计算模块7与捕捉器温度模型计算模块2电连接，所述捕捉器温度模型计算模块2根据发动机的排气温度和颗粒捕捉器的前后压差进行计算得出颗粒捕捉器的内部温度。所述再生需求计算模块3分别与喷油量计算模块91和点火提前角计算模块81电连接。所述喷油量计算模块91与喷油量驱动控制模块92电连接，所述点火提前角计算模块81与点火线圈驱动控制模块82电连接。
使用时，利用压差采集模块1采集颗粒捕捉器进口端和出口端之间的压差。当再生需求计算模块3判断颗粒捕捉器的前后压差大于预设值时，则进一步判断颗粒捕捉器内部温度是否满足再生需求。若满足温度需求，则进行再生；若不满足，再生需求计算模块3计算出需要的点火角效率和空燃比。点火提前角计算模块81根据需要的点火角效率和当前点火提前角计算出需求的点火提前角，点火提前角计算模块81将结果发送给点火线圈驱动控制模块82，点火线圈驱动控制模块82控制点火线圈83改变至需要的点火提前角；同时喷油量计算模块91根据当前的喷油量和需要的空燃比计算出需求的喷油量，喷油量计算模块91将结果发送给喷油量驱动控制模块92，喷油量驱动控制模块92控制喷油器93改变至需要的喷油量；从而达到颗粒捕捉器再生需求的内部温度，颗粒捕捉器进行再生。
如图3所示，发动机排气温度具体计算方式为：将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到当前的发动机排气温度的基础值，然后把此基础值和氧传感器6信号输入预先标定好的三维表，通过查表得到经过修正的当前发动机排气温度。
如图4所示，颗粒捕捉器的内部温度具体计算方式为：将发动机排气温度和颗粒捕捉器前后压差输入预先标定好的三维表，通过查表得到当前的颗粒捕捉器的内部温度。
如图5所示，空燃比的具体计算方式为：将颗粒捕捉器前后压差减去预设颗粒捕捉器前后压差，若结果大于0，则空燃比等于1.05；若结果小于0，则空燃比等于1。如图7所示，需要的喷油量的具体计算方式为：将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的喷油量的基础值；然后把此基础值和计算得到的空燃比输入预先标定好的三维表，通过查表得到需要的喷油量。
如图6所示，点火角效率的具体计算方式为：将颗粒捕捉器的内部温度输入预先标定好的二维表，通过查表得到点火角效率。如图8所示，需要的点火提前角的具体计算方式为：将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的点火提前角的基础值；然后把此基础值和计算得到的点火角效率输入预先标定好的三维表，通过查表得到需要的点火提前角。
捕捉器温度模型计算模块2根据发动机的排气温度和颗粒捕捉器的前后压差计算得出颗粒捕捉器的内部温度，以达到替换高温传感器的目的，有效的降低了成本，并避免了由于高温传感器损坏而导致的系统故障。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种颗粒捕捉器再生控制系统，其特征在于：包括：
压差采集模块，用于采集颗粒捕捉器进口端和出口端之间的压差；
捕捉器温度模型计算模块，用于计算颗粒捕捉器的内部温度，根据发动机的排气温度和颗粒捕捉器的前后压差进行计算；
再生需求计算模块，用于判断是否需要再生；当颗粒捕捉器的前后压差大于预设值时，再生需求计算模块认定为需要再生；当颗粒捕捉器内部温度不满足再生温度时，再生需求计算模块计算出需要的点火角效率和空燃比，点火提前角计算模块根据需要的点火角效率和当前点火提前角计算出需求的点火提前角，喷油量计算模块根据当前的喷油量和需要的空燃比计算出需求的喷油量。
2.如权利要求1所述的颗粒捕捉器再生控制系统，其特征在于：还包括排气温度模型计算模块，所述排气温度模型计算模块根据发动机转速、发动机进气压力和温度以及排气中的氧含量来计算发动机的排气温度。
3.如权利要求1所述的颗粒捕捉器再生控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、采集颗粒捕捉器进口端和出口端之间的压差；
B、再生需求计算模块跟颗粒捕捉器的前后压差判断更是否需要进行再生；若需要再生，则执行下一步骤；
C、判断颗粒捕捉器内部温度是否满足再生需求，若满足进行再生；若不满足，再生需求计算模块计算出需要的点火角效率和空燃比；
D、点火提前角计算模块根据需要的点火角效率和当前点火提前角计算出需求的点火提前角，以及喷油量计算模块根据当前的喷油量和需要的空燃比计算出需求的喷油量，使颗粒捕捉器的内部温度满足再生需求。
4.如权利要求3所述的颗粒捕捉器再生控制方法，其特征在于：将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到当前的发动机排气温度的基础值，然后把此基础值和氧传感器信号输入预先标定好的三维表，通过查表得到经过修正的当前发动机排气温度。
5.如权利要求3所述的颗粒捕捉器再生控制方法，其特征在于：将发动机排气温度和颗粒捕捉器前后压差输入预先标定好的三维表，通过查表得到当前的颗粒捕捉器的内部温度。
6.如权利要求3所述的颗粒捕捉器再生控制方法，其特征在于：将颗粒捕捉器前后压差减去预设颗粒捕捉器前后压差，若结果大于0，则空燃比等于1.05；若结果小于0，则空燃比等于1。
7.如权利要求3所述的颗粒捕捉器再生控制方法，其特征在于：将颗粒捕捉器的内部温度输入预先标定好的二维表，通过查表得到点火角效率。
8.如权利要求3所述的颗粒捕捉器再生控制方法，其特征在于：将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的喷油量的基础值；然后把此基础值和计算得到的空燃比输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的喷油量。
9.如权利要求3所述的颗粒捕捉器再生控制方法，其特征在于：将发动机转速和进气压力输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的点火提前角的基础值；然后把此基础值和计算得到的点火角效率输入预先标定好的三维表，通过查表得到最终的点火提前角。
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