CN111120046B - Dpf碳载量的平衡方法、装置及系统 - Google Patents

Dpf碳载量的平衡方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种DPF碳载量的平衡方法、装置及系统，该方法，包括：获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。实现了DPF碳载量的闭环控制，减少主动再生次数，提高了DPF再生效率，避免DPF载体烧毁。

Description

DPF碳载量的平衡方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及车辆排气控制技术领域，尤其涉及一种DPF碳载量的平衡方法、装置及系统。
背景技术
车辆排气颗粒物主要有三种：碳粒、表面吸附的有机可溶性物质的颗粒和硫酸盐颗粒。
DPF（Diesel Particulate Filter，颗粒捕捉器DPF）是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉，其中收集的黑烟（碳颗粒）越来越多，慢慢的就会导致排气背压高从而影响发动机的动力。把这些收集到的黑烟通过排气加热的方式烧掉的过程叫再生。随着车辆排气颗粒要求的严格，使得DPF主动再生的过程频繁。
然而，DPF再生时由于排气温度过高，使得DPF载体发生变形，另外DPF频繁主动再生，存在DPF高温烧毁风险等问题。
发明内容
本发明提供一种DPF碳载量的平衡方法、装置及系统，以实现DPF碳载量的闭环控制，减少主动再生次数，提高DPF再生效率，避免DPF载体烧毁。
第一方面，本发明实施例提供的一种DPF碳载量的平衡方法，包括：
获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；
根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；
根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；
若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。
在一种可能的设计中，获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数，包括：
确定碳载量的采集周期大于第一时间阈值，得到碳载量的变化率；
若碳载量的变化率为上升趋势，则得到增大修正系数；
若碳载量的变化率为下降趋势，则得到减小修正系数。
在一种可能的设计中，根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数，包括：
确定DOC温度采集周期大于第二时间阈值；
若检测DOC温度不小于预设温度阈值，则结合所述修正系数，得到DOC的温度控制比例系数。
在一种可能的设计中，根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求，包括：
获取DPF压力；
若检测DPF压力差大于预设压差下限值，碳载量大于预设碳载量下限小于预设碳载量上限，DOC的温度控制比例系数小于预设阈值中的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的请求。
在一种可能的设计中，还包括：
获取碳载量平衡请求时间、DPF温度；
若检测碳载量小于碳载量退出阈值，碳载量平衡控制请求时间大于第三时间阈值，DPF温度大于预设DPF温度限制值且碳载量平衡请求时间大于第四时间阈值的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的退出。
第二方面，本发明实施例提供的一种DPF碳载量的平衡装置，包括：
得到模块，用于获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；
获得模块，用于根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；
检测模块，用于根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；
调节模块，用于若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。
在一种可能的设计中，得到模块，具体用于：
确定碳载量的采集周期大于第一时间阈值，得到碳载量的变化率；
若碳载量的变化率为上升趋势，则得到增大修正系数；
若碳载量的变化率为下降趋势，则得到减小修正系数。
在一种可能的设计中，获得模块，具体用于：
确定DOC温度采集周期大于第二时间阈值；
若检测DOC温度不小于预设温度阈值，则结合所述修正系数，得到DOC的温度控制比例系数。
在一种可能的设计中，检测模块，具体用于：
获取DPF压力；
若检测DPF压力差大于预设压差下限值，碳载量大于预设碳载量下限小于预设碳载量上限，DOC的温度控制比例系数小于预设阈值中的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的请求。
在一种可能的设计中，还包括：
获取碳载量平衡请求时间、DPF温度；
若检测碳载量小于碳载量退出阈值，碳载量平衡控制请求时间大于第三时间阈值，DPF温度大于预设DPF温度限制值且碳载量平衡请求时间大于第四时间阈值的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的退出。
第三方面，本发明实施例提供的一种DPF碳载量的平衡系统，包括：存储器和处理器，存储器中存储有所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行第一方面中任一项所述的DPF碳载量的平衡方法。
第四方面，本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的DPF碳载量的平衡方法。
本发明提供一种DPF碳载量的平衡方法、装置及系统，该方法，包括：获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。实现了DPF碳载量的闭环控制，减少主动再生次数，提高了DPF再生效率，避免DPF载体烧毁。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一典型应用场景示意图；
图2为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法的流程图；
图3为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图一；
图4为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图二；
图5为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法的示意图；
图6为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图三；
图7为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图四；
图8为本发明实施例二提供的DPF碳载量的平衡装置的结构示意图；
图9为本发明实施例三提供的DPF碳载量的平衡系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
DPF（Diesel Particulate Filter，颗粒捕捉器DPF）是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉，其中收集的黑烟（碳颗粒）越来越多，慢慢的就会导致排气背压高从而影响发动机的动力。把这些收集到的黑烟通过排气加热的方式烧掉的过程叫再生。
根据工作原理分为被动再生（A）和主动再生（B）。被动再生，是指只要达到特定温度和压力条件，过滤器收集到的颗粒物就会被处理掉。主动再生，是指当车辆达不到特定反应条件，需要系统主动的创作条件来处理颗粒物（比如，加热）。
图1为本发明一典型应用场景示意图，如图1所示，柴油车11，例如拖拉机、大型汽车、内燃机车、装载机以及柴油发电机组和农用机械的动力机车等等。本发明可以通过氧化催化器DOC12控制实时温度，氧化催化器DOC12控制连接的DPF进行主动再生，以保证DPF的正常使用。例如氧化催化器DOC12（Diesel oxidation catalyst）工作温度在200～350℃，将柴油燃烧后的排放物，例如CO、HC和SOF等进行氧化，然后产生CO2和H2O。但DOC并不能将污染物完全氧化，其转换效率分为CO：70-90%；HC：60-80%；SOF：40-50%。因此，通过获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；根据修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速，实现闭环控制。
图2为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法的流程图，如图2所示，本实施例中的方法可以包括：
S201、获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数。
具体的，确定碳载量的采集周期大于第一时间阈值，得到碳载量的变化率；
若碳载量的变化率为上升趋势，则得到增大修正系数；
若碳载量的变化率为下降趋势，则得到减小修正系数。
参考图3，图3为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图一，如图3所示，本实施例采用系统中计时器通过确定碳载量的采集周期大于第一时间阈值，例如5s，可以得到碳载量的变化率，若判断碳载量的变化率为上升，则得到增大修正系数；若判断碳载量的变化率为下降，则得到减小修正系数，例如为负数修正系数。本实施例中不对第一时间阈值进行具体限定。碳载量的变化率可以表示为B-A/A*100%，其中B表示当前时刻的碳载量，A为上一时刻的碳载量。
S202、根据修正系数，获得DOC的温度控制比例系数。
具体的，确定DOC温度采集周期大于第二时间阈值；
若检测DOC温度不小于预设温度阈值，则结合修正系数，得到DOC的温度控制比例系数。
参考图4，图4为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图二，如图4所示，本实施例中通过系统中计时器确定DOC温度采集周期大于第二时间阈值，第二时间阈值例如为3s；在一种可选的实施例中，柴油机氧化催化器DOC（Dieseloxidation catalyst）的工作温度可以设置为200～350℃，将柴油燃烧后的排放物，例如CO、HC和SOF等进行氧化，然后产生CO2和H2O。但DOC并不能将污染物完全氧化，其转换效率分为CO：70-90%；HC：60-80%；SOF：40-50%。因此若检测DOC温度不小于预设温度阈值时，结合上述修正系数，例如增大修正系数，或者减小修正系数，可以得到DOC的温度控制比例系数。其中预设温度阈值为250°，本实施例不作限定。
S203、根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求。
本实施例中根据DOC的温度控制比例系数，若检测DOC的温度控制比例系数小于预设阈值，则执行碳平衡控制的请求。在一种可选的实施例中，系统中的碳平衡控制请求模块可以采用二进制编码来实现碳载量平衡控制请求的指令，例如若检测DOC的温度控制比例系数小于预设阈值，则对应二进制编码bit0,即表示执行碳载量平衡控制的请求。本实施例中预设阈值不作限定，以根据实际情况得到更好的效果即可。二进制编码还可以包括bit1、bit2等等本实施例不作限定。其中预设阈值例如为0.3，本实施例中不作限定。
参照图5，图5为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法的示意图，如图5所示，本实施例的系统实时获取DPF压力。
参考图6，图6为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图三，如图6所示，本实施例中通过系统中碳载量平衡控制请求模块，实时获取DPF压力，进而得到DPF压力差，若检测DPF压力差大于预设压力差下限值，则执行碳平衡控制的请求；还可以检测碳载量是否满足大于预设碳载量下限小于预设碳载量上限，若碳载量大于预设碳载量下限小于预设碳载量上限，则执行碳载量平衡控制的请求。其中，预设压力差下限值可以包括10kPa，预设碳载量下限可以包括3.0g/L，预设碳载量上限可以包括3.5g/L，但本实施例不作限定。
结合上述执行碳载量平衡控制请求的示例，若检测DPF压力差大于预设压差下限值，碳载量大于预设碳载量下限小于预设碳载量上限，DOC的温度控制比例系数小于预设阈值中的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的请求。
S204、若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。
在一种可选的实施例中车辆在行驶时才会发生主动再生，因此若检测需执行碳载量平衡控制的请求，则调节发动机转速，以使车辆保持在预设车速适当时间来完成主动再生的过程。
在一种可选的实施例中，短距离行驶的车辆不会将排气温度提高到足够高的温度以“被动更新”发生。这可能会导致烟灰堆积，最终阻塞DPF并导致发动机问题，例如燃油效率降低和失火。
在一种可选的实施例中停车时车辆大多无法主动再生DPF。因此可以在车辆上设置警告系统。例如系统中设置警示灯，当该警示灯为琥珀色的灯光时，可以通过以每小时40英里的速度行驶约10分钟来让DPF自行再生。还可以在仪表板上设置警告灯。如果不经常以高速行驶，发动机将尝试通过“主动再生”清除DPF。即通过发动机让废气变得足够热以燃烧烟灰而不需要车辆以高速运转。
在一种可选的实施例中，获取碳载量平衡请求时间、DPF温度；
若检测碳载量小于碳载量退出阈值，碳载量平衡控制请求时间大于第三时间阈值，DPF温度大于预设DPF温度限制值且碳载量平衡请求时间大于第四时间阈值的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的退出。
具体的，本实施例中系统通过实时获取碳载量平衡请求时间、DPF温度以及碳载量以检测是否执行碳载量平衡控制的退出。
参考图7，图7为本发明实施例一提供的DPF碳载量的平衡方法中部分方法的示意图四，如图7所示，本实施例中系统可以通过检测碳载量小于碳载量退出阈值时，对应二进制编码大于等于1，则执行碳载量平衡控制的退出；还可以通过检测碳载量平衡控制请求时间大于第三时间阈值时，执行碳载量平衡控制的退出；还可以通过检测DPF温度大于预设DPF温度限制值且碳载量平衡请求时间大于第四时间阈值时，执行碳载量平衡控制的退出。
结合上述执行碳载量平衡控制退出的示例，若检测碳载量小于碳载量退出阈值，碳载量平衡控制请求时间大于第三时间阈值，DPF温度大于预设DPF温度限制值且碳载量平衡请求时间大于第四时间阈值的任一或者任多状态发生，均对应二进制编码大于等于1，则执行碳载量平衡控制的退出。
本实施例实现了DPF碳载量的闭环控制，减少主动再生次数，提高了DPF再生效率，避免DPF载体烧毁。
图8为本发明实施例二提供的DPF碳载量的平衡装置的结构示意图，如图8所示，本实施例中DPF碳载量的平衡装置可以包括：
得到模块31，用于获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；
获得模块32，用于根据修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；
检测模块33，用于根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；
调节模块34，用于若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。
在一种可选的实施例中，得到模块31，具体用于：
确定碳载量的采集周期大于第一时间阈值，得到碳载量的变化率；
若碳载量的变化率为上升趋势，则得到增大修正系数；
若碳载量的变化率为下降趋势，则得到减小修正系数。
在一种可选的实施例中，获得模块32，具体用于：
确定DOC温度采集周期大于第二时间阈值；
若检测DOC温度不小于预设温度阈值，则结合修正系数，得到DOC的温度控制比例系数。
在一种可选的实施例中，检测模块33，具体用于：
获取DPF压力；
若检测DPF压力差大于预设压差下限值，碳载量大于预设碳载量下限小于预设碳载量上限，DOC的温度控制比例系数小于预设阈值中的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的请求。
在一种可选的实施例中，还包括：
获取碳载量平衡请求时间、DPF温度；
若检测碳载量小于碳载量退出阈值，碳载量平衡控制请求时间大于第三时间阈值，DPF温度大于预设DPF温度限制值且碳载量平衡请求时间大于第四时间阈值的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的退出。
本实施例的DPF碳载量的平衡装置，可以执行图2所示方法中的技术方案，其具体实现过程和技术原理参见图2所示方法中的相关描述，此处不再赘述。
图9为本发明实施例三提供的DPF碳载量的平衡系统的结构示意图，如图9所示，本实施例的DPF碳载量的平衡系统40可以包括：处理器41和存储器42。
存储器42，用于存储计算机程序（如实现上述DPF碳载量的平衡方法的应用程序、功能模块等）、计算机指令等；
上述的计算机程序、计算机指令等可以分区存储在一个或多个存储器42中。并且上述的计算机程序、计算机指令、数据等可以被处理器41调用。
处理器41，用于执行存储器42存储的计算机程序，以实现上述实施例涉及的方法中的各个步骤。
具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。
处理器41和存储器42可以是独立结构，也可以是集成在一起的集成结构。当处理器41和存储器42是独立结构时，存储器42、处理器41可以通过总线43耦合连接。
本实施例的服务器可以执行图2所示方法中的技术方案，其具体实现过程和技术原理参见图2所示方法中的相关描述，此处不再赘述。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当用户设备的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，用户设备执行上述各种可能的方法。
其中，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种DPF碳载量的平衡方法，其特征在于，包括：
获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；
根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；
根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；
若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数，包括：
确定碳载量的采集周期大于第一时间阈值，得到碳载量的变化率；
若碳载量的变化率为上升趋势，则得到增大修正系数；
若碳载量的变化率为下降趋势，则得到减小修正系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数，包括：
确定DOC温度采集周期大于第二时间阈值；
若检测DOC温度不小于预设温度阈值，则结合所述修正系数，得到DOC的温度控制比例系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求，包括：
获取DPF压力；
若检测DPF压力差大于预设压差下限值，碳载量大于预设碳载量下限小于预设碳载量上限，DOC的温度控制比例系数小于预设阈值中的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的请求。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
获取碳载量平衡请求时间、DPF温度；
若检测碳载量小于碳载量退出阈值，碳载量平衡控制请求时间大于第三时间阈值，DPF温度大于预设DPF温度限制值且碳载量平衡请求时间大于第四时间阈值的任一或者任多状态发生，则执行碳载量平衡控制的退出。
6.一种DPF碳载量的平衡装置，其特征在于，包括：
得到模块，用于获取碳载量，并得到碳载量调节对应的修正系数；
获得模块，用于根据所述修正系数，获得氧化催化器DOC的温度控制比例系数；
检测模块，用于根据DOC的温度控制比例系数，检测是否执行碳载量平衡控制的请求；
调节模块，用于若执行碳载量平衡控制请求，则调节发动机转速，以使车辆保持预设车速。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，得到模块，具体用于：
确定碳载量的采集周期大于第一时间阈值，得到碳载量的变化率；
若碳载量的变化率为上升趋势，则得到增大修正系数；
若碳载量的变化率为下降趋势，则得到减小修正系数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，获得模块，具体用于：
确定DOC温度采集周期大于第二时间阈值；
若检测DOC温度不小于预设温度阈值，则结合所述修正系数，得到DOC的温度控制比例系数。
9.一种DPF碳载量的平衡系统，其特征在于，包括：存储器和处理器，存储器中存储有所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-5任一项所述的DPF碳载量的平衡方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的DPF碳载量的平衡方法。
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