CN110486130A - 柴油机dpf碳载量初始化自学习方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，包括：在发动机停机状态时，通过风机运转给DPF提供恒定的空气质量流量，在DPF满足再生机制条件下先对DPF进行高温再生处理，然后测量DPF载体的压差，根据测量时流经DPF载体空气质量流量、DPF载体体积和DPF载体的压差换算出DPF流阻，查询之前标定的流阻和碳载量对应关系表，得到此时流阻对应的碳载量；用零减去此时的碳载量即得到碳载量的偏差值，将该偏差值加到之前标定的流阻和碳载量对应关系表中，让碳载量数据有一个整体的偏移，即得到新的流阻和碳载量对应关系表；本发明可消除不同载体由于加工误差给DPF碳载量计算带来的影响。

Description

柴油机DPF碳载量初始化自学习方法
技术领域
本发明涉及柴油机尾气后处理技术领域，尤其是一种柴油机DPF碳载量初始化自学习方法。
背景技术
国六阶段柴油机尾气后处理主要的技术路线为DOC+DPF+SCR，目前DPF碳载量的测试都是基于不同排气质量流量下的压差或者是基于碳载量模型计算而来。但是不同的DPF载体加工过程存在差异，同一批次不同载体流阻(DPF压差与通过载体空气的体积流量的比值)偏差在10％左右，这个偏差是载体生产制作过程中产生的，不可避免；DPF载体再涂上氧化涂层材料，该偏差放大到15％左右，流阻偏差直接导致碳载量测量偏差，因为DPF碳载量和流阻是一一对应的，所以流阻变化直接导致碳载量变化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，用于消除同一批次不同载体由于加工误差给DPF碳载量计算带来的影响。本发明采用的技术方案是：
一种柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，包括：
在发动机停机状态时，通过风机运转给DPF提供恒定的空气质量流量，在DPF满足再生机制条件下先对DPF进行高温再生处理，然后测量DPF载体的压差，根据测量时流经DPF载体空气质量流量、DPF载体体积和DPF载体的压差换算出DPF流阻，查询之前标定的流阻和碳载量对应关系表，得到此时流阻对应的碳载量；用零减去此时的碳载量即得到碳载量的偏差值，将该偏差值加到之前标定的流阻和碳载量对应关系表中，让碳载量数据有一个整体的偏移，即得到新的流阻和碳载量对应关系表；查表得此时的碳载量为零，并将模型计算碳载量初始值赋值为零。
进一步地，空气质量流量要求100kg/h以上。
进一步地，高温再生处理前，若DPF后温度小于450℃，需要对DPF进行加热，以使得DPF后温度大于等于450℃。
进一步地，再生机制条件为DOC前温度在300℃～550℃范围内；且DPF后温度在450℃～850℃范围内；
高温再生处理时间20分钟到40分钟。
进一步地，DPF流阻为DPF载体的压差与流经DPF载体空气的体积流量的比值，流经DPF载体空气的体积流量为流经DPF载体空气质量流量与DPF载体体积的比值。
本发明的优点在于：
(1)DPF压差测量都是在恒定空气质量流量下测得的，压差测试精度较高。
(2)在测试压差时，当流经DPF的空气温度过低时通过电热丝加热来提高流经DPF空气的温度，从而避免温度对DPF碳载量的影响。
(3)测试过程在发动机停机状态下进行，避免着车测试时发动机排放物对测量造成的影响。
附图说明
图1为本发明的尾气后处理与碳载量测试装置示意图。
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，柴油机尾气后处理装置通常包括DOC、DPF、SCR；在DOC上游设有背压传感器1和DOC前温度传感器6，DOC之后连接DPF，DPF之后连接SCR；DPF上设有电热丝5，DPF前后设有压差传感器7；DPF下游设有DPF后温度传感器8；
一种DPF碳载量测试装置，包括单向阀2、直流风机3和空气流量计4；直流风机3通过单向阀2连接DPF的进口侧面，且单向阀2与DPF间还设有空气流量计4；单向阀2保证空气只可以从直流风机一侧吹向DPF一侧，空气流量计4可以实时检测进入DPF的空气质量流量；压差传感器7可以测试DPF不同碳载量下前后的压差变化；
本发明提出的柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，在整车后处理DPF前加装了直流风机和单向阀，可以在整车驻车，发动机停机状态时提供恒定的空气质量流量，DPF压差传感器可以测试出一定空气质量流量下的DPF两端的压差值，当空气温度过低是可以通过电热丝对流过DPF的气体进行加热，当温度达到需求温度后才开始进行相关测试工作；
如图2所示，当发动机停机后，发动机转速小于等于标定量1(一般标定为零)，且发动机点火开关处于关闭状态，这两个条件同时满足后，按下DPF初始化按钮，则控制模块开始发送指令，控制直流风机3运转，DPF后温度传感器8开始检测DPF后温度，当温度小于标定量2(一般为450℃)时，电热丝5开始加热；加热满足要求(DPF后温度大于等于标定量2)后，此时如果空气流量计4检测空气质量流量满足要求(流经空气流量计的空气质量流量不能太低，太低会导致DPF前后压差测试误差增大，一般要求100kg/h以上)，触发再生机制模块，反之则等待条件满足；
触发再生机制模块后，同时满足DOC前温度传感器6在标定量3(300℃左右)和标定量4(550℃左右)范围内，即再生机制条件1；DPF后温度传感器8在标定量5(450℃左右)和标定量4(850℃左右)范围内，即再生机制条件2；再生机制条件1满足后开始计时大于等于标定量7(时间一般为20分钟到40分钟)，经过高温预处理后可以认为此时DPF中没有积碳；
计算此时通过DPF载体的空气的流阻，流阻计算需要用到空气流量计测得的空气质量流量，压差传感器7测得的DPF载体的压差以及DPF载体本身的体积；DPF流阻为DPF载体的压差与流经DPF载体空气的体积流量的比值，流经DPF载体空气的体积流量为流经DPF载体空气质量流量与DPF载体体积的比值；
查询之前标定的流阻和碳载量对应关系表，得到此时流阻对应的碳载量；而此时DPF载体里实际的碳载量为零，用零减去此时的碳载量即得到碳载量的偏差值，将该偏差值加到之前标定的流阻和碳载量对应关系表中，让碳载量数据有一个整体的偏移，即得到新的流阻和碳载量对应关系表；查表得此时的碳载量为零，并将模型计算碳载量初始值赋值为零。
上述对DPF载体进行高温加热20到40分钟处理目的，一是激活载体涂层上的贵金属材料，部分载体涂层材料只有在高温下才能被激活；二是加强固定载体的衬垫等的密封效果；三是氧化掉DPF载体本身可能含有的碳，使得DPF中的碳载量为零；DPF再生原理主要是碳在高温下与氧气进行反应生成二氧化碳，从而达到清除DPF中积碳的目的；
流阻与DPF中的碳载量基本为一一对应的线性关系，即流阻越高则DPF中的碳载量越高，反之DPF中的碳载量越低，所以找到同一批次不同载体碳载量为零时的流阻值，然后再此基础上减去之前标定数据的偏差值，即得到新的流阻和碳载量对应关系。例如下表所示为之前标定的通用的流阻和碳载量对应关系：
更换新载体后测试流阻为0.004hpa/(m^3/h)时，对应的碳载量为0g,则碳载量偏差为2g,此时就在之前数据基础上对碳载量数据整体偏移2g，如下表所示：
得到新的流阻和碳载量对应关系。
综上，本发明可实现以下功能：
1、在发动机停机状态下，通过直流风机运转给后处理提供恒定的空气质量流量；
2、DPF压差传感器通过恒定的空气质量流量准确的测出DPF在该碳载量下压差数值；
3、当流经DPF的空气温度过低时可以通过电热丝加热来提高流经DPF空气的温度，从而避免温度对DPF碳载量的影响；
4、对同一批次不同的DPF载体安装后进行碳载量初始化，找到该载体碳载量为零时的状态，从而更加精确的计算DPF载体的碳载量。
最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，其特征在于，包括：
在发动机停机状态时，通过风机运转给DPF提供恒定的空气质量流量，在DPF满足再生机制条件下先对DPF进行高温再生处理，然后测量DPF载体的压差，根据测量时流经DPF载体空气质量流量、DPF载体体积和DPF载体的压差换算出DPF流阻，查询之前标定的流阻和碳载量对应关系表，得到此时流阻对应的碳载量；用零减去此时的碳载量即得到碳载量的偏差值，将该偏差值加到之前标定的流阻和碳载量对应关系表中，让碳载量数据有一个整体的偏移，即得到新的流阻和碳载量对应关系表；查表得此时的碳载量为零，并将模型计算碳载量初始值赋值为零。
2.如权利要求1所述的柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，其特征在于，
空气质量流量要求100kg/h以上。
3.如权利要求1所述的柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，其特征在于，
高温再生处理前，若DPF后温度小于450℃，需要对DPF进行加热，以使得DPF后温度大于等于450℃。
4.如权利要求1所述的柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，其特征在于，
再生机制条件为DOC前温度在300℃～550℃范围内；且DPF后温度在450℃～850℃范围内；
高温再生处理时间20分钟到40分钟。
5.如权利要求1所述的柴油机DPF碳载量初始化自学习方法，其特征在于，
DPF流阻为DPF载体的压差与流经DPF载体空气的体积流量的比值，流经DPF载体空气的体积流量为流经DPF载体空气质量流量与DPF载体体积的比值。
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