CN112799371B - 一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统及控制方法，其中，发动机颗粒数排放测量装置的控制系统包括：电控单元，其上存储有发动机工作过程中的预设参数信息；第一通风采样管路，其与发动机的排气端相连通；第一压力传感器，其设于第一通风采样管路上并与电控单元相接；吸气泵，其设于第一通风采样管路上并位于第一压力传感器远离发动机的一侧；控制单元，其与吸气泵相接；以及颗粒数测量单元，其设于第一通风采样管路上并位于吸气泵远离所述第一压力传感器的一侧以检测所述发动机排放的颗粒数。本发明的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统能够确保国六柴油机颗粒数准确有效。
Description
技术领域
本发明属于发动机控制技术领域，尤其涉及一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统及控制方法。
背景技术
随着社会经济的发展，国家对环境保护的重视程度越来越高，2016年4月东部11省已经针对特种车辆(公交、环卫、邮政)实施国五排放标准要求，全国也即将于2017年7月1日针对重型柴油车实行5阶段发动机排放标准。2019年7月1日以后，将会有部分城市开始陆续投放国六产品。
现阶段的重型柴油机技术多采用DOC(柴油机氧化催化器)、POC(颗粒物催化氧化器)及DPF(柴油颗粒过滤器)等后处理技术以降低PM(颗粒物)的排放，采用EGR(废气再循环)、SCR(选择性催化还原)等后处理装置来降低NOx。
由于国六排放法规增加了对颗粒数(PN：Particular Number)的测量要求，故对开发台架的测量设备提出了一定的要求，法规明确要求对于开式呼吸系统的曲轴箱通风，在发动机进行排放循环测试时，需要把曲轴箱通风引入PN测试系统。而现有部分流测试设备，由于受到实验室空间限制，无法有效的实现曲轴箱通风顺利且准确的引入。
为克服现有技术的缺陷，有必要提出一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统及控制方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统及控制方法，其中，本发明的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统能够确保国六柴油机颗粒数(PN)准确有效。
为实现上述目的，本发明提出了一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，所述发动机颗粒数排放测量装置的控制系统包括：
电控单元，其上存储有发动机工作过程中的预设参数信息；
第一通风采样管路，其与发动机的排气端相连通；
第一压力传感器，其设于所述第一通风采样管路上并与所述电控单元相接；
吸气泵，其设于所述第一通风采样管路上并位于所述第一压力传感器远离所述发动机的一侧；
控制单元，其与所述吸气泵相接；以及
颗粒数测量单元，其设于所述第一通风采样管路上并位于所述吸气泵远离所述第一压力传感器的一侧以检测所述发动机排放的颗粒数。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，与所述发动机的进气歧管相连通的进气管道上设有中冷器。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，所述进气管道上设有第一增加器，所述第一增加器设于所述中冷器远离所述进气歧管的一侧。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，所述第一增压器与空气滤清器相接。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，与所述发动机的排气歧管相连通的排气管道上设有第二增压器。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，所述排气管道上设有后处理总成装置，所述后处理总成装置设于所述第二增压器远离所述排气歧管的一侧。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，还包括：与第一通风采样管路并联设置的第二通风采样管路，所述第二通风采样管路上设有加热单元并与所述发动机的排气端和所述吸气泵相连通。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，所述发动机为柴油机。
如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，所述预设参数信息包括发动机转速、指示扭矩、发动机的进气温度、发动机的进气压力、发动机的排气温度以及冷却液温度中的一项或多项。
本发明还提出了一种发动机颗粒数排放测量装置的控制方法，其中，使用如上所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统。
本发明的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统能够确保排放测试设备能够精准的测量到排放循环过程中的PN值，使得国六开发的发动机产品在认证及后续一致性认证过程能够满足法规要求，为产品开发及一致性合规测试提供数据支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统的结构示意图；
图2是本发明的发动机曲轴箱通风排放采样控制器控制逻辑图；
图3是本发明的曲轴箱通风PN采样口压力控制逻辑图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如发动机检测相关技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
另外，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，本发明提供了一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其中，发动机颗粒数排放测量装置的控制系统包括：电控单元1、第一通风采样管路2、第一压力传感器3、吸气泵4、控制单元5以及颗粒数测量单元6，其中，电控单元1上存储有发动机7的工作过程中的预设参数信息，第一通风采样管路2与发动机7的排气端相连通，第一压力传感器3设于第一通风采样管路2上并与电控单元1相接，吸气泵4设于第一通风采样管路2上并位于第一压力传感器3远离发动机7的一侧，控制单元5与吸气泵4相接，颗粒数测量单元6设于第一通风采样管路2上并位于吸气泵4远离第一压力传感器3的一侧以检测发动机排放的颗粒数。
本发明的控制系统通过颗粒数采样设备能够从曲轴箱通风采集到准确的采样气体，确保排放测试设备能够精准的测量到排放循环过程中的PN值，使得发动机产品在认证及后续一致性认证过程能够满足法规要求，为产品开发及一致性合规测试提供数据支持。
现结合图1对本发明的一具体实施例进行详细地描述，以使本发明更加清楚，其并非旨于对本发明的限制。
具体地，如图1所示，在一具体实施例中，发动机颗粒数排放测量装置的控制系统包括：电控单元1、第一通风采样管路2、第一压力传感器3、吸气泵4、控制单元5以及颗粒数测量单元6，其中，电控单元1上存储有发动机7的工作过程中的预设参数信息，第一通风采样管路2与发动机7的排气端相连通，第一压力传感器3设于第一通风采样管路2上并与电控单元1相接，吸气泵4设于第一通风采样管路2上并位于第一压力传感器3远离发动机7的一侧，控制单元5与吸气泵4相接，颗粒数测量单元6设于第一通风采样管路2上并位于吸气泵4远离第一压力传感器3的一侧以检测发动机排放的颗粒数，与发动机7的进气歧管71相连通的进气管道8上设有中冷器9，进气管道8上设有第一增加器10，第一增加器10设于中冷器9远离进气歧管71的一侧，第一增压器10与空气滤清器11相接，与发动机7的排气歧管71相连通的排气管道8上设有第二增压器12，排气管道13上设有后处理总成装置14，后处理总成装置14设于第二增压器12远离排气歧管72的一侧，与第一通风采样管路2并联设置有第二通风采样管路15，第二通风采样管路15上设有加热单元16并与发动机7的排气端和吸气泵4相连通。
进一步地，吸气泵4下游的通风管路上设有通风口压力传感器
在一具体实施例中，发动机为柴油机。此外，预设参数信息包括发动机转速、指示扭矩、发动机的进气温度、发动机的进气压力、发动机的排气温度以及冷却液温度中的一项或多项。
本发明涉及的系统独立于发动机ECU单元对采样系统进行控制，但需要通过CAN总线读取ECU中发动机工作过程中的常用信息，如：发动机转速、指示扭矩、进气温度、进气压力、排气温度、冷却液温度等，主要目的是用于识别发动机运行工况及针对本发明的控制系统进行相应的修正。
现结合图2和图3对排气节流阀的精确控制过程进行详细地描述。
图2和图3分别是发动机曲轴箱通风排放采样控制器控制逻辑图和曲轴箱通风PN采样口压力控制逻辑图，曲轴箱通风排放采样控制器会提前将发动机排放循环对应的曲轴箱通风口压力值作为本发明对应的采样口压力的需求值，当发动机正常进行排放循环测试时，该排放采样控制系统将会按照事先确定的压力需求值，控制吸气泵总成，确保采用口的压力采集值满足需求值，同时要确保整个曲轴箱通风管路气体的温度，防止管路内冷凝而影响PN测量结果。
为了能够实现对曲轴箱通风采样口压力的精确控制，该控制系统的控制逻辑包括两个闭环控制器，分别是曲轴箱通风采样口压力闭环、吸气泵总成阀片位置闭环，环环相扣，互为补偿，根据进气温度及进气压力的条件，结合控制软件中曲轴箱通风采样口压力的需求，可以实现精确的反馈，为了能够使系统响应更快，在压力闭环的基础上，通过对吸气泵总成真空阀位置的闭环控制，使得控制系统能够快速精确的满足曲轴箱通风排放采样口压力的控制，实现瞬态排放循环各个工况下均能采集到准确的PN排放结果。
本发明适用于不同排量及型号的柴油机，使用过程中，只需采集到发动机排放循环过程中对应的曲轴箱通风口压力，随后，将循环过程的压力值放入该控制系统的压力需求模块，随后针对该发动机循环过程压力控制进行简单的标定，确保曲轴箱通风采样口压力控制满足精度要求即可。简捷便利，具有较好的推广性。
通过上述特征，本发明具有以下优点及突出性效果：可以通过闭环控制系统对发动机曲轴箱通风出口压力进行精确的控制，确保在发动机排放循环对应的各个工况下，颗粒数采样设备能够从曲轴箱通风采集到准确的采样气体，确保排放测试设备能够精准的测量到排放循环过程中的PN值，使得国六开发的柴油机产品在认证及后续一致性认证过程能够满足法规要求，为产品开发及一致性合规测试提供数据支持。
该控制器另外的优点是应用范围广，闭环组合灵活多变，即根据对曲轴箱通风口压力的精度要求，不同的闭环控制器可以通过相应参数的设置，实现单独或者耦合工作，故该针对该控制阀的控制器可以广泛的应用到其他工程领域。
以上所述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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，所述发动机颗粒数排放测量装置的控制系统包括：
电控单元，其上存储有发动机工作过程中的预设参数信息；
第一通风采样管路，其与发动机的排气端相连通；
第一压力传感器，其设于所述第一通风采样管路上并与所述电控单元相接；
吸气泵，其设于所述第一通风采样管路上并位于所述第一压力传感器远离所述发动机的一侧；
控制单元，其与所述吸气泵相接；以及
颗粒数测量单元，其设于所述第一通风采样管路上并位于所述吸气泵远离所述第一压力传感器的一侧以检测所述发动机排放的颗粒数；以及
与第一通风采样管路并联设置的第二通风采样管路，所述第二通风采样管路上设有加热单元并与所述发动机的排气端和所述吸气泵相连通。
2.如权利要求1所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，与所述发动机的进气歧管相连通的进气管道上设有中冷器。
3.如权利要求2所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，所述进气管道上设有第一增加器，所述第一增加器设于所述中冷器远离所述进气歧管的一侧。
4.如权利要求3所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，所述第一增压器与空气滤清器相接。
5.如权利要求3所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，与所述发动机的排气歧管相连通的排气管道上设有第二增压器。
6.如权利要求5所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，所述排气管道上设有后处理总成装置，所述后处理总成装置设于所述第二增压器远离所述排气歧管的一侧。
7.如权利要求1至6中任一项所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，所述发动机为柴油机。
8.如权利要求1至6中任一项所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统，其特征在于，所述预设参数信息包括发动机转速、指示扭矩、发动机的进气温度、发动机的进气压力、发动机的排气温度以及冷却液温度中的一项或多项。
9.一种发动机颗粒数排放测量装置的控制方法，其特征在于，使用如权利要求1至8中任一项所述的发动机颗粒数排放测量装置的控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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