CN111636953B - 一种动力系统的控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种动力系统的控制装置及其控制方法，该控制装置包括：主控模块和颗粒捕捉器；颗粒捕捉器用于在运行过程中捕捉碳颗粒；主控模块用于获取颗粒捕捉器的碳载量，确定碳载量所属目标碳载量区间，控制在下一驾驶循环切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况。本发明实施例中，碳载量区间所对应设置的工况条件是在DPF的碳载量处于该碳载量区间时，保证行车安全的工况条件，显然，在不改变汽车现有连接的情况下，主控模块在下一驾驶循环中控制动力系统切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况，可以及时调节动力系统的动力性能，保证行车安全性，还能够提醒用户及时清除DPF中积累的碳颗粒。

Description

一种动力系统的控制装置及其控制方法
技术领域
本发明实施例涉及自动控制技术，尤其涉及一种动力系统的控制装置及其控制方法。
背景技术
目前，满足国六排放法规要求的汽车起重机后处理都配备颗粒捕捉器DPF。DPF是一个颗粒物过滤器，那么随着使用时间的增加就不可避免地会有颗粒堵塞的情况，需要清除DPF中积累的碳颗粒，该清除操作称为DPF再生，DPF再生包括被动再生和主动再生。
汽车起重机主要进行吊装作业，吊装作业时发动机低转速、低负荷运行，DPF中碳颗粒积累速率高；另外发动机低负荷运行时排温低，被动再生效率低，因此汽车起重机清除DPF中碳颗粒主要进行主动再生。
然而，汽车起重机存在定点工作时间长，转场频率低等特点，吊装工况不满足行车再生条件，DPF碳载量继续升高，如果用户使用过程中不能及时进行驻车再生，DPF碳载量持续升高会造成DPF堵塞及损坏，引发安全事故。
发明内容
本发明实施例提供一种动力系统的控制装置及其控制方法，以避免DPF堵塞造成的安全隐患问题。
本发明实施例提供了一种动力系统的控制装置，包括：主控模块和颗粒捕捉器；
所述颗粒捕捉器用于在运行过程中捕捉碳颗粒；
所述主控模块用于获取所述颗粒捕捉器的碳载量，确定所述碳载量所属目标碳载量区间，控制在下一驾驶循环切换为与所述目标碳载量区间所对应的目标工况。
进一步地，所述主控模块用于在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量下限值且小于或等于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间；
所述目标工况包括屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
进一步地，所述主控模块还用于在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行驻车再生操作。
进一步地，所述主控模块用于在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为服务再生碳载量区间；
所述目标工况包括限制发动机转速为怠速状态、屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
进一步地，所述主控模块还用于在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行服务再生操作。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种动力系统的控制方法，包括：
获取颗粒捕捉器的碳载量，并确定所述碳载量所属目标碳载量区间；
控制在下一驾驶循环切换为与所述目标碳载量区间所对应的目标工况。
进一步地，确定所述碳载量所属目标碳载量区间包括：在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量下限值且小于或等于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间；
所述目标工况包括屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
进一步地，还包括：在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行驻车再生操作。
进一步地，确定所述碳载量所属目标碳载量区间包括：在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为服务再生碳载量区间；
所述目标工况包括限制发动机转速为怠速状态、屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
进一步地，还包括：在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行服务再生操作。
本发明实施例中，动力系统的颗粒捕捉器在运行过程中捕捉碳颗粒，其主控模块确定颗粒捕捉器的碳载量所属的目标碳载量区间，并控制在下一驾驶循环切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况。本发明实施例中，碳载量区间所对应设置的工况条件是在DPF的碳载量处于该碳载量区间时，保证行车安全的工况条件，显然，在不改变汽车现有连接的情况下，主控模块在下一驾驶循环中控制动力系统切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况，可以及时调节动力系统的动力性能，保证行车安全性，还能够提醒用户及时清除DPF中积累的碳颗粒。
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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。
图1是本发明实施例提供的一种动力系统的控制装置的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种动力系统的控制方法的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种动力系统的控制方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1所示，为本发明实施例提供的一种动力系统的控制装置的示意图。本实施例的技术方案适用于具有动力系统的汽车，该汽车可以是任意一种具有颗粒捕捉器的汽车，如重型汽车或起重机等。该动力系统包含汽车的与动力相关的所有功能机构，如发动机、发动机控制器和油门等。
本实施例提供的动力系统的控制装置包括：主控模块1和颗粒捕捉器2；颗粒捕捉器2用于在运行过程中捕捉碳颗粒；主控模块1用于获取颗粒捕捉器2的碳载量，确定碳载量所属目标碳载量区间，控制在下一驾驶循环切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况。
本实施例中，颗粒捕捉器2是一个颗粒物过滤器DPF，其主要作用是收集汽车排气中的颗粒物PM，汽车排气中的颗粒物主要是柴油燃烧产生的碳烟，因此颗粒捕捉器2在动力系统运行过程中会捕捉到汽车排气中的碳颗粒。DPF是一个过滤器，随着使用时间的增加，DPF中捕捉到的碳烟等颗粒物越来越多，可能存在堵塞情况，以致于使排气背压增大而影响动力性能。
本实施例中，主控模块1为发动机电子控制单元ECU，ECU可以根据动力系统中各传感器输入的信号进行运算、处理和判断，然后输出指令控制动力系统中各执行器动作。主控模块1与颗粒捕捉器2电连接，可以实时或定时获取颗粒捕捉器2的碳载量，根据颗粒捕捉器2的碳载量调节动力系统的工况，可以保证行车安全，避免动力性能异常造成行车隐患。
主控模块1中预先存储有多个连续的碳载量区间，每个碳载量区间具有对应设置的工况条件。可以理解，碳载量区间所对应的工况条件是在DPF的碳载量处于该碳载量区间时，可以保证行车安全的工况条件。不同碳载量区间所对应的工况条件可能不同，显然，颗粒捕捉器2的碳载量所属的碳载量区间的上下限值越大，DPF导致排气背压越大，汽车动力性能越差，相应设定的工况条件越严苛。
具体的，主控模块1对颗粒捕捉器2的碳载量进行判断，并与其预存的多个碳载量区间进行匹配，以判定颗粒捕捉器2的碳载量所属的碳载量区间，该所属碳载量区间即为获取的颗粒捕捉器2的碳载量所属的目标碳载量区间。目标碳载量区间确定，那么该目标碳载量区间所预先对应设置的工况条件即为目标工况。主控模块1在下一驾驶循环中控制动力系统切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况。
本实施例中，动力系统的颗粒捕捉器在运行过程中捕捉碳颗粒，其主控模块确定颗粒捕捉器的碳载量所属的目标碳载量区间，并控制在下一驾驶循环切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况。本实施例中，碳载量区间所对应设置的工况条件是在DPF的碳载量处于该碳载量区间时，保证行车安全的工况条件，显然，在不改变汽车现有连接的情况下，主控模块在下一驾驶循环中控制动力系统切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况，可以及时调节动力系统的动力性能，保证行车安全性，还能够提醒用户及时清除DPF中积累的碳颗粒。
示例性的，在上述技术方案的基础上，可选主控模块用于在检测到碳载量大于驻车再生碳载量下限值且小于或等于驻车再生碳载量上限值，确定目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间；目标工况包括屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。可选主控模块用于在检测到碳载量大于驻车再生碳载量上限值，确定目标碳载量区间为服务再生碳载量区间；目标工况包括限制发动机转速为怠速状态、屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
本实施例中，主控模块依据不同驻车再生模式的DPF碳载量限值不同，设定了驻车再生碳载量区间和服务再生碳载量区间。DPF主动再生顺序依次为行车再生、驻车再生和服务再生。主控模块在检测到DPF的碳载量大于驻车再生碳载量下限值且小于或等于驻车再生碳载量上限值时，确定DPF碳载量属于驻车再生碳载量区间，则确定目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间。主控模块在检测到DPF的碳载量大于驻车再生碳载量上限值时，确定DPF碳载量属于服务再生碳载量区间，则确定目标碳载量区间为服务再生碳载量区间。
基于此，主控模块确定目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间时，查找与驻车再生碳载量区间所对应的目标工况，在下一驾驶循环中控制动力系统切换为该目标工况，具体的，该目标工况包括屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。即当前一次驾驶循环中不进行驻车再生操作，保障当前一次驾驶循环正常执行，在下一驾驶循环中控制动力系统屏蔽远程油门切换开关信号以避免远程调节油门开度，还在下一驾驶循环中控制动力系统屏蔽CAN总线油门信号以避免通过CAN总线报文调节油门开度。油门开度影响发动机的恒定转速值，如此限制吊装作业下发动机转速和扭矩输出，保证行车和作业安全。
同理，主控模块确定目标碳载量区间为服务再生碳载量区间时，在下一驾驶循环中控制动力系统切换为与其对应的目标工况，该目标工况包括限制发动机转速为怠速状态、屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。即当前一次驾驶循环中不进行服务再生操作，保障当前一次驾驶循环正常执行，在下一驾驶循环中控制动力系统屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号以避免调节油门开度，还在下一驾驶循环中控制动力系统屏蔽下车油门信号以避免发动机动力输出驱动车辆行驶，还在下一驾驶循环中控制发动机为怠速状态。如此限制发动机运行，保证行车和作业安全。
需要说明的是，主控模块在检测到DPF的碳载量小于或等于驻车再生碳载量下限值时，确定DPF碳载量属于行车再生碳载量区间，则确定目标碳载量区间为行车再生碳载量区间。可以理解，行车再生碳载量区间的上限值较小，DPF的碳载量位于该区间时排气背压不大，汽车动力性能适中，因此汽车动力系统未及时进行行车再生时，不会对汽车安全造成较大影响，可以不对动力系统的工况进行调节。在后续过程中，DPF碳载量超出行车再生碳载量区间，对动力系统的排气背压影响较大，动力系统需要及时进行工况调节以保证行车安全。
可选主控模块还用于在下一驾驶循环，控制颗粒捕捉器执行驻车再生操作。可选主控模块还用于在下一驾驶循环，控制颗粒捕捉器执行服务再生操作。
汽车起重机存在定点工作时间长，转场频率低等特点，吊装工况不满足行车再生条件，可以不执行行车再生。DPF碳载量继续升高达到驻车再生碳载量下限值时，主控模块在下一驾驶循环控制动力系统切换为相应的工况，还主动发出驻车再生指令以使用户及时进行驻车再生操作。如果用户使用过程中不能及时进行驻车再生，DPF碳载量持续升高超过驻车再生碳载量上限值时，DPF可能堵塞及损坏，此时主控模块在下一驾驶循环控制动力系统切换为相应的工况，还主动发出服务再生指令以使用户及时进行服务再生操作。若用户未执行服务再生操作，所对应的工况可以保证汽车无法运行，避免DPF堵塞及损坏造成的行车隐患，保证了作业和人员安全。如此能够自动有效提示汽车起重机用户进行DPF驻车再生和服务再生。
本实施例中，在不改变汽车起重机现有连接的情况下，主控模块即发动机ECU根据DPF碳载量自动屏蔽吊装作业和行驶油门信号，限制发动机转速和扭矩输出，保证了工作安全，主动提示用户及时进行驻车再生和服务再生。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种动力系统的控制方法，该控制方法可通过上述任意实施例所述的控制装置执行，上述任意实施例所述的控制装置采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在汽车的整车控制结构中。
如图2所示本发明实施例提供的动力系统的控制方法包括：
S1、获取颗粒捕捉器的碳载量，并确定碳载量所属目标碳载量区间；
S2、控制在下一驾驶循环切换为与目标碳载量区间所对应的目标工况。
可选步骤S1的确定碳载量所属目标碳载量区间的操作包括：在检测到碳载量大于驻车再生碳载量下限值且小于或等于驻车再生碳载量上限值，确定目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间；目标工况包括屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。可选该控制方法还包括：在下一驾驶循环，控制颗粒捕捉器执行驻车再生操作。
可选步骤S1的确定碳载量所属目标碳载量区间的操作包括：在检测到碳载量大于驻车再生碳载量上限值，确定目标碳载量区间为服务再生碳载量区间；目标工况包括限制发动机转速为怠速状态、屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。可选该控制方法还包括：在下一驾驶循环，控制颗粒捕捉器执行服务再生操作。
如图3所示，动力系统包括主控模块ECU、颗粒捕捉器DPF、远程油门切换开关和CAN控制器。ECU实时获取DPF碳载量，若驻车再生碳载量下限值≤DPF碳载量≤驻车再生碳载量上限值，在下一个驾驶循环，ECU会自动屏蔽远程油门切换开关信号及CAN总线油门信号。ECU实时获取DPF碳载量，若DPF碳载量＞驻车再生碳载量上限值，在下一个驾驶循环，ECU会限制发动机转速为怠速状态，屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号及屏蔽CAN总线油门信号。可以理解，DPF碳载量小于等于驻车再生碳载量下限值时，在下一个驾驶循环，远程油门切换开关信号及CAN总线油门信号正常传输至ECU。DPF碳载量小于等于驻车再生碳载量上限值时，在下一个驾驶循环，下车油门信号正常传输至ECU。
本实施例中，在不改变汽车起重机现有连接的情况下，ECU根据DPF碳载量与DPF再生各阶段碳载量限值进行比较，能够自动判断是否需要屏蔽吊装油门信号，使限制吊装工况转速及扭矩输出，以有效提示用户及时进行驻车再生；还能够自动判断是否需要屏蔽吊装油门信号与下车油门信号，使发动机锁定为怠速状态，以有效提示用户及时进行服务再生。解决了现有汽车起重机无法及时进行驻车再生和服务再生导致DPF碳载量超标问题，避免DPF碳载量超标导致DPF堵塞及损坏的现象。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互组合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种动力系统的控制装置，其特征在于，包括：主控模块和颗粒捕捉器；
所述颗粒捕捉器用于在运行过程中捕捉碳颗粒；
所述主控模块用于获取所述颗粒捕捉器的碳载量，确定所述碳载量所属目标碳载量区间，控制在下一驾驶循环切换为与所述目标碳载量区间所对应的目标工况；
所述主控模块用于在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为服务再生碳载量区间；
所述目标工况包括限制发动机转速为怠速状态、屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述主控模块用于在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量下限值且小于或等于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间；
所述目标工况包括屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述主控模块还用于在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行驻车再生操作。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述主控模块还用于在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行服务再生操作。
5.一种动力系统的控制方法，其特征在于，包括：
获取颗粒捕捉器的碳载量，并确定所述碳载量所属目标碳载量区间；
控制在下一驾驶循环切换为与所述目标碳载量区间所对应的目标工况；
确定所述碳载量所属目标碳载量区间包括：在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为服务再生碳载量区间；
所述目标工况包括限制发动机转速为怠速状态、屏蔽下车油门信号、屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，确定所述碳载量所属目标碳载量区间包括：在检测到所述碳载量大于驻车再生碳载量下限值且小于或等于驻车再生碳载量上限值，确定所述目标碳载量区间为驻车再生碳载量区间；
所述目标工况包括屏蔽远程油门切换开关信号和屏蔽CAN总线油门信号。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行驻车再生操作。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：在所述下一驾驶循环，控制所述颗粒捕捉器执行服务再生操作。
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