CN110725738B

CN110725738B - Dpf过滤能力的检测方法及装置

Info

Publication number: CN110725738B
Application number: CN201911297838.0A
Authority: CN
Inventors: 郭圣刚; 解同鹏; 梁博强; 谭治学; 王素梅
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-03-17
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: CN110725738A

Abstract

本发明提供了一种DPF过滤能力的检测方法及装置，方法包括预先计算得到管道漏气修正因子，在车辆行驶过程中，利用管道漏气修正因子对压差传感器采集值进行修正，得到修正后压差值；由于修正后压差值已经修正了管道漏气导致的压差影响，因此，根据修正后压差值和压差下限值之间的关系，确定DPF过滤能力是否正常，使得检测结果更加准确，减少了由于管道漏极导致的故障误报率，并提高了检测策略的鲁棒性。进一步，通过设置压差自学习条件，在车辆满足压差自学习条件时，再进行管道漏气修正因子的计算，减小了预先标定废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，以及相对误差与管道漏气修正因子的对应关系的工作量。

Description

DPF过滤能力的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及后处理系统领域，更具体地说，涉及DPF过滤能力的检测方法及装置。

背景技术

由于排放法规要求，需要在柴油车中加装后处理系统。在后处理系统中，需要利用DPF（Diesel Particulate Filter，颗粒捕捉器）来降低发动机颗粒排放。当颗粒累积到一定值时，需要对DPF进行再生，在再生过程中DPF容易因过温而烧裂，从而导致DPF过滤能力下降。

目前，柴油车采用基于压差传感器的监控策略，监控DPF对颗粒的过滤能力。具体的，将压差传感器检测的压差值与压差下限值进行比较，确定DPF对颗粒的过滤能力。但是发明人发现，由于管道漏气等原因使得同一工况点不同整车之间，以及整车与台架之间，压差采集值存在很大偏差，进而导致整车上监控策略的鲁棒性降低，容易导致故障误报。

发明内容

有鉴于此，本发明提出DPF过滤能力的检测方法及装置，欲实现提高检测策略的鲁棒性，减少由于管道漏极导致的故障误报率的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

第一方面，提供一种DPF过滤能力的检测方法，包括：

将预先计算得到的管道漏气修正因子与压差传感器采集值相乘，得到修正后压差值；

根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和压差下限值之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值；

根据所述修正后压差值和所述与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值之间的关系，确定所述DPF过滤能力是否正常。

可选的，所述管道漏气修正因子的计算过程包括：

在接收到自学习请求后，根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差；

对压差传感器采集值和所述与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差，分别积分一段时间，得到两个压差积分值；

计算得到所述两个压差积分值的相对误差；

根据预先标定的相对误差与管道漏气修正因子的对应关系，得到与所述两个压差积分值的相对误差对应的管道漏气修正因子。

可选的，在所述根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差的步骤前，还包括：

判断车辆是否满足预设的压差自学习条件，所述压差自学习条件包括所述实际DPF温度在预设的温度范围内，且所述实际废气体积流量大于预设的废气流量体积流量阈值；

当满足所述压差自学习条件时，才执行所述根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差的步骤。

可选的，所述压差自学习条件还包括：

实际发动机转速在预设的转速范围内；

实际燃油质量流量在预设的燃油质量流量范围内；以及，

实际碳载量在预设的碳载量范围内。

第二方面，提供一种DPF过滤能力的检测装置，包括：

压差修正单元，用于将预先计算得到的管道漏气修正因子与压差传感器采集值相乘，得到修正后压差值；

压差下限单元，用于根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和压差下限值之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值；

检测单元，用于根据所述修正后压差值和所述与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值之间的关系，确定所述DPF过滤能力是否正常。

可选的，所述DPF过滤能力的检测装置，还包括管道漏气修正因子单元，所述管道修正因子单元包括：

理论压差单元，用于在接收到自学习请求后，根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差；

积分单元，用于对压差传感器采集值和所述与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差，分别积分一段时间，得到两个压差积分值；

相对误差单元，用于计算得到所述两个压差积分值的相对误差；

修正因子单元，用于根据预先标定的相对误差与管道漏气修正因子的对应关系，得到与所述两个压差积分值的相对误差对应的管道漏气修正因子。

可选的，所述DPF过滤能力的检测装置，还包括：

放行条件单元，用于在执行所述理论压差单元之前，判断车辆是否满足预设的压差自学习条件，所述压差自学习条件包括所述实际DPF温度在预设的温度范围内，且所述实际废气体积流量大于预设的废气流量体积流量阈值，若是，才执行所述理论压差单元。

可选的，所述压差自学习条件还包括：

实际发动机转速在预设的转速范围内；

实际燃油质量流量在预设的燃油质量流量范围内；以及，

实际碳载量在预设的碳载量范围内。

第三方面，提供一种可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现如第一方面中任意一种DPF过滤能力的检测方法的各个步骤。

第四方面，提供一种电子控制单元，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，实现如第一方面中任意一种DPF过滤能力的检测方法的各个步骤。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供一种DPF过滤能力的检测方法及装置，方法包括预先计算得到管道漏气修正因子，在车辆行驶过程中，利用管道漏气修正因子对压差传感器采集值进行修正，得到修正后压差值；由于修正后压差值已经修正了管道漏气导致的压差影响，因此，根据修正后压差值和压差下限值之间的关系，确定DPF过滤能力是否正常，使得检测结果更加准确，减少了由于管道漏极导致的故障误报率，并提高了检测策略的鲁棒性。

进一步，通过设置压差自学习条件，在车辆满足压差自学习条件时，再进行管道漏气修正因子的计算，减小了预先标定废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，以及相对误差与管道漏气修正因子的对应关系的工作量。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种DPF过滤能力的检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种管道漏气修正因子的计算方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种标定装置的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种管道漏气修正因子的计算方法的流程图;

图5为本发明实施例提供的一种DPF过滤能力的检测装置的逻辑结构示意图;

图6为本发明实施例提供的电子控制单元的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种DPF过滤能力的检测方法，参见图1，该DPF过滤能力的检测方法可以包括步骤：

S11：将预先计算得到的管道漏气修正因子与压差传感器采集值相乘，得到修正后压差值。

管道漏气修正因子是在将出现问题的DPF更换为新的DPF或将出现问题的DPF维修好后进行计算得到的。将出现问题的DPF更换为新的DPF或将出现问题的DPF维修好后，新的DPF或维修好的DPF的过滤能力不存在问题。引入管道漏气修正因子对压差传感器采集值进行修正的目的是，使得修正后压差值与管道没有漏气时的压差传感器采集值相等。压差传感器采集值为压差传感器采集得到的DPF的两端压力差。

S12：根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和压差下限值之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值。

预先对一个裂化DPF进行标定得到废气体积流量、DPF温度和压差下限值之间的对应关系，即限值压差MAP。裂化DPF为对颗粒的过滤能力不正常，无法实现要求的过滤能力，且没有管道漏气问题的DPF。在发动机台架上，通过压差传感器检测该裂化DPF两端压差，通过温度检测装置检测该裂化DPF的温度，并通过流量计检测通过该裂化DPF的废气体积流量，进而得到不同废气体积流量和DPF温度对应的压差，即为限值压差MAP。

DPF温度可以通过多种方式测量。在一个实施例中将DPF的上游温度传感器和下游温度传感器，检测的温度的平均值作为DPF温度；在另一个实施例中在DPF外壳中或表面设置温度传感器，根据将该温度传感器检测的温度作为DPF温度。

实际废气体积流量和实际DPF温度为在车辆行驶中，检测到的废气体积流量和DPF温度。对于废气体积流量和实际DPF温度的检测方式，本实施例不做限定。

S13：根据修正后压差值和与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值之间的关系，确定所述DPF过滤能力是否正常。

在一个具体实施例中，修正后压差值小于与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值，则确定DPF过滤能力不正常，进行故障报出，以提醒司机。对于具体的故障报出方式，本实施例不做限定。可以通过显示器显示文字的方式提醒驾驶员DPF过滤能力不正常；也可以通过扬声器播报方式提醒驾驶员DPF过滤能力不正常；还可以设置对应的发光二极管，通过该发光二极管来表示驾驶员DPF过滤能力不正常。

在另一个具体实施例中，修正后压差值不大于与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值，则确定DPF过滤能力不正常，进行故障报出，以提醒司机。

本实施例提供的上述DPF过滤能力的检测方法，包括预先计算得到管道漏气修正因子，在车辆行驶过程中，利用管道漏气修正因子对压差传感器采集值进行修正，得到修正后压差值；由于修正后压差值已经修正了管道漏气导致的压差影响，因此，根据修正后压差值和压差下限值之间的关系，确定DPF过滤能力是否正常，使得检测结果更加准确，减少了由于管道漏极导致的故障误报率，并提高了检测策略的鲁棒性。

本实施例提供了一种管道漏气修正因子的计算方法，参见图2，该管道漏气修正因子的计算方法可以包括步骤：

S21：接收到自学习请求。

自学习请求为用户通过相应的装置向整车ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）发送的。具体的，在将出现问题的DPF更换为新的DPF或将出现问题的DPF维修好后，用户可以通过外部诊断设备给整车ECU发送自学习请求，一旦计算得到新的管道漏气修正因子后，将替换原有的管道漏气修正因子，之后车辆行驶过程中均利用新的管道漏气修正因子进行修正。

S22：根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差。

预先对一个正常DPF进行标定得到废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，即标准压差MAP。正常DPF为对颗粒的过滤能力正常，且没有管道漏气问题的DPF。在发动机台架上，通过压差传感器检测该正常DPF两端压差，通过温度检测装置检测该正常DPF的温度，并通过流量计检测通过该正常DPF的废气体积流量，进而得到不同废气体积流量和DPF温度对应的压差，即为标准压差MAP。

S23：对压差传感器采集值和与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差，分别积分一段时间，得到两个压差积分值。

执行步骤S23，对压差传感器采集值进行积分一段时间，得到一个压差积分值；对得到的标准压差进行积分一段时间，得到另一个压差积分值。积分一段时间的具体时长，为预先设定的值。

S24：计算得到两个压差积分值的相对误差。

执行步骤S24，将两个压差积分值相减后取绝对值，并将取绝对值后的数值除以对标准压差积分一段时间得到的压差积分值，得到两个压差积分值的相对误差。

S25：根据预先标定的相对误差与管道漏气修正因子的对应关系，得到与两个压差积分值的相对误差对应的管道漏气修正因子。

预先对相对误差与管道漏气修正因子的对应关系进行标定。参见图3，在DPF上游设置旁通管路31来旁通DPF进气，模拟整车排气管路存在漏气的情况。该DPF对颗粒的过滤能力正常，调节节流阀32的开度为零，则模拟了不存在漏气的情况，该状态下标定出的标定得到废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，即为标准压差MAP；调节节流阀32的开度为一定值（例如10%），这时标定得到废气体积流量、DPF温度和压差之间的对应关系，与标准压差MAP中的在废气体积流量、DPF温度相同时，压差比标准压差小，计算压差与标准压差的相对误差，标准压差与压差的比值即为压差与标准压差的相对误差对应的管道漏气修正因子；标定节流阀开度为不同值时，相对误差与管道漏气修正因子的对应关系。

通过压差积分值得到的相对误差得到对应的管道漏气修正因子，相比于直接求取两个压差值之间的相对误差对压差传感器采集值进行修正，降低了一些干扰因素导致的测量值误差对管道漏气修正因子的影响，进而降低了对后续检测过程的影响。

在一个具体实施例中，为了更进一步提高管道漏气修正因子的准确性，在计算得到两个压差积分值的相对误差后，再继续回到步骤S22，继续计算两个压差积分值的相对误差；经过多次计算后，得到多次计算的相对误差的平均值，并将该平均值作为两个压差积分值的相对误差匹配得到对应的管道漏气修正因子，对压差传感器采集值进行修正。

在实现管道漏气修正因子的计算过程中，发明人发现，废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，以及相对误差与管道漏气修正因子的对应关系的标定工作量较大，为了减小MAP的标定工作量。在一个具体实施例中，在根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差的步骤前，还包括：判断车辆是否满足预设的压差自学习条件，若是，才执行根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差的步骤，如图4所示。

压差自学习条件包括实际DPF温度在预设的温度范围内，且实际废气体积流量大于预设的废气流量体积流量阈值。

进一步的，所述压差自学习条件还包括：实际发动机转速在预设的转速范围内；实际燃油质量流量在预设的燃油质量流量范围内；以及，实际碳载量在预设的碳载量范围内。在一个具体实施例中，压差自学习条件包括以下条件：实际发动机转速在1000-2000rpm内；实际燃油质量流量在20-100kg/h内；实际DPF温度在200-600℃内；实际碳载量在0.5-4g/L内；废气体积流量超过1000 m^3/h；环境温度在-7-60℃内；环境压力在800-1100hPa内。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

本实施例提供一种DPF过滤能力的检测装置，参见图5，该DPF过滤能力的检测装置包括：压差修正单元51、压差下限单元52和检测单元53。

压差修正单元51，用于将预先计算得到的管道漏气修正因子与压差传感器采集值相乘，得到修正后压差值。

压差下限单元52，用于根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和压差下限值之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值。

检测单元53，用于根据修正后压差值和与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值之间的关系，确定DPF过滤能力是否正常。

本实施例提供的上述DPF过滤能力的检测装置，包括压差修正单元51、压差下限单元52和检测单元53。压差修正单元51利用预先计算得到的管道漏气修正因子对压差传感器采集值进行修正，得到修正后压差值；由于修正后压差值已经修正了管道漏气导致的压差影响，因此，检测单元53根据修正后压差值和压差下限值之间的关系，确定DPF过滤能力是否正常，使得检测结果更加准确，减少了由于管道漏极导致的故障误报率，并提高了检测策略的鲁棒性。

可选的，上述DPF过滤能力的检测装置还包括管道漏气修正因子单元，所述管道修正因子单元包括理论压差单元、积分单元、相对误差单元和修正因子单元。

理论压差单元，用于在接收到自学习请求后，根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差。

积分单元，用于对压差传感器采集值和与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差，分别积分一段时间，得到两个压差积分值。

相对误差单元，用于计算得到两个压差积分值的相对误差。

修正因子单元，用于根据预先标定的相对误差与管道漏气修正因子的对应关系，得到与两个压差积分值的相对误差对应的管道漏气修正因子。

可选的，上述DPF过滤能力的检测装置，还包括：放行条件单元，用于在执行理论压差单元之前，判断车辆是否满足预设的压差自学习条件，压差自学习条件包括所述实际DPF温度在预设的温度范围内，且实际废气体积流量大于预设的废气流量体积流量阈值，若是，才执行理论压差单元。

可选的，压差自学习条件还包括：实际发动机转速在预设的转速范围内；实际燃油质量流量在预设的燃油质量流量范围内；以及，实际碳载量在预设的碳载量范围内。

参见图6，为本实施例提供的电子控制单元的较佳实施例的示意图。电子控制单元的硬件结构可以包括：至少一个处理器61，至少一个通信接口62，至少一个存储器63和至少一个通信总线64；且处理器61、通信接口62、存储器63通过通信总线64完成相互间的通信。

处理器61在一些实施例中可以是一个CPU（Central Processing Unit，中央处理器），或者是ASIC（Application Specific Integrated Circuit，特定集成电路），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等。

通信接口62可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。通常用于在电子控制单元与其他电子设备或系统之间建立通信连接。

存储器63包括至少一种类型的可读存储介质。可读存储介质可以为如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器等NVM（non-volatile memory，非易失性存储器）。可读存储介质还可以是高速RAM（random access memory，随机存取存储器）存储器。可读存储介质在一些实施例中可以是电子控制单元的内部存储单元，例如该电子控制单元的硬盘。在另一些实施例中，可读存储介质还可以是电子控制单元的外部存储设备，例如该电子控制单元上配备的插接式硬盘、 SMC （Smart Media Card, 智能存储卡）、SD （Secure Digital, 安全数字）卡，闪存卡（Flash Card）等。

其中，存储器63存储有计算机程序，处理器61可调用存储器63存储的计算机程序，所述计算机程序用于：

所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

图6仅示出了具有组件61~64的电子控制单元，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，该可读存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：

所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种DPF过滤能力的检测方法，其特征在于，包括：

根据所述修正后压差值和所述与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值之间的关系，确定所述DPF过滤能力是否正常;

所述管道漏气修正因子的计算过程包括：

计算得到所述两个压差积分值的相对误差；

2.根据权利要求1所述的DPF过滤能力的检测方法，其特征在于，在所述根据预先标定的废气体积流量、DPF温度和标准压差之间的对应关系，得到与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的标准压差的步骤前，还包括：

3.根据权利要求2所述的DPF过滤能力的检测方法，其特征在于，所述压差自学习条件还包括：

实际发动机转速在预设的转速范围内；

实际燃油质量流量在预设的燃油质量流量范围内；以及，

实际碳载量在预设的碳载量范围内。

4.一种DPF过滤能力的检测装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于根据所述修正后压差值和所述与实际废气体积流量和实际DPF温度对应的压差下限值之间的关系，确定所述DPF过滤能力是否正常;

所述DPF过滤能力的检测装置，还包括管道漏气修正因子单元，所述管道修正因子单元包括：

5.根据权利要求4所述的DPF过滤能力的检测装置，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的DPF过滤能力的检测装置，其特征在于，所述压差自学习条件还包括：

实际发动机转速在预设的转速范围内；

实际燃油质量流量在预设的燃油质量流量范围内；以及，

实际碳载量在预设的碳载量范围内。

7.一种可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1~3中任一项所述的DPF过滤能力的检测方法的各个步骤。

8.一种电子控制单元，包括：存储器和处理器，所述存储器，用于存储程序，其特征在于，

所述处理器，用于执行所述程序，实现如权利要求1~3中任一项所述的DPF过滤能力的检测方法的各个步骤。