CN109667642A - 一种柴油机dpf再生的判断方法 - Google Patents

一种柴油机dpf再生的判断方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柴油机DPF再生的判断方法,将转速及负荷信息反馈到柴油机电控单元ECU,电控单元ECU判断该工况对应的当量载荷特征点以及在该当量载荷载碳量特征点下对应的当量载碳量;电控单元ECU根据当量载荷特征点及其对应的当量载碳量以及该工况运行时间,计算颗粒捕集器DPF中载碳量McN;以柴油机每一次启动工作到停机为止记为一个再生判断循环,再生判断循环完成后,计算颗粒捕集器DPF中总载碳量MN;将所获得总载碳量MN与DPF总载碳量设定值A进行比较,进行DPF再生判断,本发明提供了一种柴油机DPF再生的判断方法,能够提高DPF捕集效率,达到降低柴油机尾气颗粒物排放的效果。

Description

一种柴油机DPF再生的判断方法
技术领域
本发明属于柴油机技术领域,尤其涉及一种柴油机DPF再生的判断方法。
背景技术
2018年,我国颁布了汽车国六排放标准,对汽车尾气的颗粒排放物质量(PM,Particulate Matter)和颗粒个数(PN,Particulate Number)进行限制。为满足柴油车颗粒排放限制要求,一般采用颗粒捕集器DPF(Diesel Particulate Filter)对柴油机排放尾气中的颗粒物进行捕集。车辆经过一定的行驶时间和里程后,颗粒捕集器DPF会发生堵塞,造成排气背压升高,影响柴油机的经济性,降低颗粒的捕集效率。
在柴油机运行的过程中,燃料燃烧后会产生CO、HC、CO2、NOX气体和颗粒物排放物。颗粒捕集器DPF与柴油机排气管相连,其主要作用是捕集排气中的颗粒物,随着DPF中颗粒物累积量的增加,会影响排气背压。当颗粒物的累积量达到一定限值时,需要对DPF进行再生,将DPF捕集的颗粒物进行燃烧,去除沉积在DPF中的颗粒物,使DPF恢复到原来的工作状态,这一过程称为DPF的再生。
一般的判断DPF再生的判断方法是根据测量DPF两端的排气背压,对DPF捕集颗粒的多少进行判断,以此为依据,判断DPF是否再生,但是颗粒捕集器DPF中的颗粒物捕集量除了与排气背压有关外,受发动机工况影响较大。另还有依据车辆行驶里程数、柴油机运行时间、柴油机油耗等对DPF的再生进行判断,这些方法对颗粒捕集器捕集的颗粒物积累量判断较差。
发明内容
本发明根据现有技术中存在的问题,提出了一种柴油机DPF再生的判断方法,目的在于提供一种快捷高效的DPF再生判断方法,提高DPF捕集效率,达到降低柴油机尾气颗粒物排放的效果。
本发明所采用的技术方案如下:
一种柴油机DPF再生的判断方法,判断过程如下:
将转速及负荷信息反馈到柴油机电控单元ECU,电控单元ECU判断该工况对应的当量载荷特征点;电控单元ECU根据当量载荷特征点及其对应的当量载碳量以及该工况运行时间,计算颗粒捕集器DPF中载碳量McN;以柴油机每一次启动工作到停机为止记为一个再生判断循环,再生判断循环完成后,计算一个再生判断循环过程中颗粒捕集器DPF中总载碳量MN;将所获得总载碳量MN与DPF总载碳量设定值A进行比较,进行DPF再生判断。
进一步,所述DPF再生判断的依据为:
若总载碳量MN大于DPF总载碳量设定值A,则DPF停止再生;
若总载碳量MN小于等于DPF总载碳量设定值A,则DPF再生,且再生次数N加1后返回采集发动机转速与负荷信息,进行下一再生判断循环。
进一步,所述当量载碳量的计算方法如下:
其中,M为当量载碳量,n为当量载荷载碳量特征点对应的工况的数量;mi为不同工况点对应的DPF捕集的单位时间颗粒物质量;
进一步,所述载碳量McN的计算方法如下:
载碳量McN=∑当量载碳量M×运行时间t
其中,t为柴油机在某当量载荷载碳量特征点运行的时间。
进一步,所述总载碳量MN的计算方法如下:
其中,N为再生次数;为灰分的质量占单位质量颗粒物的百分比;
进一步,划分对应的当量载荷特征点的方法为:基于柴油机运行工况,获得颗粒捕集器DPF在柴油机不同运行工况下捕集颗粒物的载碳量脉谱图(MAP),即DPF捕集到的颗粒物质量脉谱图(MAP),将DPF捕集到的颗粒物质量脉谱图划分为若干个当量载荷载碳量特征点。
本发明的有益效果:
提供一种新的DPF再生判断方法,根据柴油机的运行工况判断颗粒捕集器DPF的捕集状态,计算颗粒捕集器DPF中积载颗粒物的质量,与达到DPF再生时的载碳量设定值进行比较,判断DPF是否应该再生。本专利方法无需在DPF上加装温度、压力等传感器,仅需柴油机控制单元ECU判断柴油机的运行工况,从而计算得出DPF中的载碳量,具有计算快速高效的特点
附图说明
图1是本发明的颗粒捕集器DPF安装示意图;
图2是本发明的颗粒捕集器DPF载碳量计算方法示意图;
图3是本发明判断颗粒捕集器DPF再生的流程示意图;
图中,1、柴油机,2、颗粒捕集器DPF,3、转速传感器,4、排气温度传感器,5、电控单元ECU。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,颗粒捕集器DPF02安装在柴油机01排气管后,车辆在运行过程中,通过转速传感器03获得柴油机的转速信息,通过排气温度传感器04获得柴油机负荷信息,柴油机的转速与负荷信息反馈到柴油机电控单元ECU05。
如图2、3所示,在车辆实际运行过程中,从柴油机启动工作到停机为止,柴油机的转速与负荷信息反馈到柴油机电控单元ECU05后,由ECU05判断该柴油机的行驶工况对应的当量载荷载碳量特征点以及在该当量载荷载碳量特征点下对应的当量载碳量,并记录发动机在该行驶工况下的运行时间,计算颗粒捕集器DPF中载碳量McN;计算颗粒捕集器DPF中总载碳量MN;将所获得总载碳量MN与DPF总载碳量设定值A进行比较,进行DPF再生判断;若总载碳量MN大于DPF总载碳量设定值A,则DPF停止再生;若总载碳量MN小于等于DPF总载碳量设定值A,则DPF再生,且再生次数N加1后返回采集发动机转速与负荷信息,进行下一再生判断循环。
在柴油机台架试验的基础上,获得柴油机转速、柴油机负荷和DPF捕集的颗粒物质量的脉谱(MAP)图,通过脉谱(MAP)图,获得柴油机不同工况下对应的DPF捕集的单位时间颗粒物质量。当量载荷载碳量特征点可化分为4个,包括怠速当量载荷载碳量特征点、低负荷当量载荷载碳量特征点、中负荷当量载荷载碳量特征点、高负荷当量载荷载碳量特征点;其中怠速当量载荷载碳量特征点是指柴油机负荷为0,低负荷当量载荷载碳量特征点是指柴油机负荷的范围为大于0且小于等于25%,中负荷当量载荷载碳量特征点是指柴油机负荷的范围为大于25%且小于等于85%,高负荷当量载荷载碳量特征点是指柴油机负荷的范围为大于85%且小于等于100%。
当量载碳量采用数学方法中的调和平均数的计算方法计算当量载荷载碳量特征点对应的当量载碳量,计算方法如下:
其中,M为当量载碳量,g/min;n为当量载荷载碳量特征点对应的工况的数量;mi为不同工况点对应的DPF捕集的单位时间颗粒物质量,g/min。
颗粒捕集器DPF载碳量McN等于柴油机各运行工况下的当量载碳量M乘以对应的运行工况的运行时间的累加之和,即:
载碳量McN=∑当量载碳量M×运行时间t (2)
其中,t为柴油机在某当量载荷载碳量特征点运行的时间。
DPF中的颗粒燃烧后会残留部分灰分会对DPF的载碳量造成影响,所以N次再生后DPF中的总载碳量计算公式如下:
其中,N为再生次数;为灰分的质量占单位质量颗粒物的百分比,%。
颗粒捕集器DPF在N次再生之后,柴油机DPF再生的判断方法为若MN小于DPF载碳量设定值A,则DPF可以继续下一次再生,柴油机的DPF正常行驶;若MN大于DPF载碳量设定值A,则DPF不能继续下一次再生,DPF失效,车辆停止行驶。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,本发明的保护范围不限于上述实施例。所以,凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰,均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柴油机DPF再生的判断方法,其特征在于,将转速及负荷信息反馈到柴油机电控单元ECU(5),电控单元ECU(5)判断该工况对应的当量载荷特征点;电控单元ECU(5)根据当量载荷特征点及其对应的当量载碳量以及该工况运行时间,计算颗粒捕集器DPF中载碳量McN;计算一个再生判断循环过程中颗粒捕集器DPF中总载碳量MN;将所获得总载碳量MN与DPF总载碳量设定值A进行比较,进行DPF再生判断。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机DPF再生的判断方法,其特征在于,所述DPF再生判断的依据为:
若总载碳量MN大于DPF总载碳量设定值A,则DPF停止再生;
若总载碳量MN小于等于DPF总载碳量设定值A,则DPF再生,且再生次数N加1后返回采集发动机转速与负荷信息,进行下一再生判断循环。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机DPF再生的判断方法,其特征在于,所述当量载碳量的计算方法如下:
其中,M为当量载碳量,n为当量载荷载碳量特征点对应的工况的数量;mi为不同工况点对应的DPF捕集的单位时间颗粒物质量。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机DPF再生的判断方法,其特征在于,所述载碳量McN的计算方法如下:
载碳量McN=∑当量载碳量M×运行时间t
其中,t为柴油机在某当量载荷载碳量特征点运行的时间。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机DPF再生的判断方法,其特征在于,所述总载碳量MN的计算方法如下:
其中,N为再生次数;为灰分的质量占单位质量颗粒物的百分比。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机DPF再生的判断方法,其特征在于,划分对应的当量载荷特征点的方法为:基于柴油机运行工况,获得颗粒捕集器DPF在柴油机不同运行工况下捕集颗粒物的载碳量脉谱图MAP,即DPF捕集到的颗粒物质量脉谱图MAP,将DPF捕集到的颗粒物质量脉谱图MAP划分为若干个当量载荷载碳量特征点。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112682191A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 潍柴动力股份有限公司 一种驻车再生的控制方法、装置和车辆
CN113090370A (zh) * 2021-03-29 2021-07-09 广西玉柴机器股份有限公司 一种确认非道路柴油机dpf平衡点温度试验方法
CN113340605A (zh) * 2021-04-29 2021-09-03 广西玉柴机器股份有限公司 一种拖拉机整车累碳试验方法及系统
CN113374556A (zh) * 2021-06-11 2021-09-10 江苏大学 一种车载dpf再生控制方法和装置
CN114033533A (zh) * 2021-11-08 2022-02-11 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN114033532A (zh) * 2021-11-08 2022-02-11 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102191972A (zh) * 2010-02-12 2011-09-21 伍德沃德公司 使用宽阈氧传感器的柴油微粒过滤器再生控制
CN202017540U (zh) * 2009-09-29 2011-10-26 福特环球技术公司 用于处理汽油发动机的微粒物质的系统
CN102251834A (zh) * 2009-09-29 2011-11-23 福特环球技术公司 发动机的排气系统中的微粒过滤器的再生
CN103573362A (zh) * 2012-08-01 2014-02-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 车辆后处理装置中煤烟质量估计过程的NOx流量和温度修正
CN103827454A (zh) * 2012-01-30 2014-05-28 斗山英维高株式会社 工程机械的柴油机废气过滤器的再生控制方法
JP2015094340A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2018178883A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 いすゞ自動車株式会社 エンジンシステム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202017540U (zh) * 2009-09-29 2011-10-26 福特环球技术公司 用于处理汽油发动机的微粒物质的系统
CN102251834A (zh) * 2009-09-29 2011-11-23 福特环球技术公司 发动机的排气系统中的微粒过滤器的再生
CN102191972A (zh) * 2010-02-12 2011-09-21 伍德沃德公司 使用宽阈氧传感器的柴油微粒过滤器再生控制
CN103827454A (zh) * 2012-01-30 2014-05-28 斗山英维高株式会社 工程机械的柴油机废气过滤器的再生控制方法
CN103573362A (zh) * 2012-08-01 2014-02-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 车辆后处理装置中煤烟质量估计过程的NOx流量和温度修正
JP2015094340A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2018178883A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 いすゞ自動車株式会社 エンジンシステム

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112682191A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 潍柴动力股份有限公司 一种驻车再生的控制方法、装置和车辆
CN113090370A (zh) * 2021-03-29 2021-07-09 广西玉柴机器股份有限公司 一种确认非道路柴油机dpf平衡点温度试验方法
CN113090370B (zh) * 2021-03-29 2024-02-02 广西玉柴机器股份有限公司 一种确认非道路柴油机dpf平衡点温度试验方法
CN113340605A (zh) * 2021-04-29 2021-09-03 广西玉柴机器股份有限公司 一种拖拉机整车累碳试验方法及系统
CN113374556A (zh) * 2021-06-11 2021-09-10 江苏大学 一种车载dpf再生控制方法和装置
CN114033533A (zh) * 2021-11-08 2022-02-11 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN114033532A (zh) * 2021-11-08 2022-02-11 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN114033532B (zh) * 2021-11-08 2022-12-30 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质

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