CN113027575B - 尾气排放的控制方法、装置及发动机热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种尾气排放的控制方法、装置及发动机热管理系统,涉及尾气管理技术领域,DPF为捕获汽车尾气中的颗粒物的设备,当DPF中消碳比较快时,降低了DPF对颗粒物的实际捕获效率,从而导致汽车排放的颗粒物超标,本发明提出了在发动机运行模式处于非主动再生模式时,确定出DPF中消碳比较快后,在现有的热管理策略中,增加降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素对现有的热管理策略进行调整的策略,这样热管理设备可以基于调整后的热管理数值确定运行参数,并按照确定后的运行参数运行,改善因素包括但不限于过量空气系数、DPF排气温度、废气流量,这样可以从多方面改善汽车排放的尾气的情况,从而降低汽车排放的颗粒物数量。
Description
技术领域
本发明涉及尾气管理技术领域,尤其涉及一种尾气排放的控制方法、装置及发动机热管理系统。
背景技术
目前汽车的发动机处于非主动再生模式时,会规定汽车排放的尾气的污染物的数量,汽车为了能够限制排放尾气,会加入尾气后处理装置,当汽车的发动机排除的尾气通过后处理装置后,减低尾气的污染度,后处理装置包括DPF(Diesel Particulate Filter,颗粒捕获器)。DPF能够捕获汽车尾气中的颗粒物。然而,整车的DPF已经预处理积碳的情况下,爬坡工况多、驾驶习惯激烈、空气相对密闭、流场分布不均等情况时,排气温度容易偏高,DPF消碳量比较高,导致DPF捕获效率比较低,从而使得汽车排放的颗粒物数量比较高。
综上可知,现有技术中对汽车排放的颗粒物数量的调控过度依赖于DPF自身的捕获效率,从而在DPF捕获效率比较低时,容易造成汽车排放的颗粒物数量超标。
发明内容
本发明提供一种尾气排放的控制方法、装置及发动机热管理系统,解决了现有技术中对汽车排放的颗粒物数量的限制过度依赖于DPF自身的捕获效率的情况。
第一方面,本发明实施例提供的一种尾气排放的控制方法,包括:
若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个所述热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
上述方法,能够在汽车的发动机处于非主动再生模式时,检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率,并在低于预设捕获效率后,根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值,这样将原来的热管理策略中增加了考虑降低汽车排放的颗粒物数量的因素,由于热管理设备中具有一些调节温度、减少发动机尾气排放量流速、使得发动机充分燃烧的设备,从而使得至少一个热管理设备运行过程中,可以从多个方面调控汽车排放的颗粒物数量,达到降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
在一种可能的实现方式中,所述检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率,包括:
确定当前时刻颗粒捕获器DPF中的第一碳载量,以及所述当前时刻之后的预设时长达到后所述DPF中的第二碳载量;
若所述第一碳载量小于所述第二碳载量,且所述第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率;或
若所述第一碳载量不小于所述第二碳载量,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率不低于预设捕获效率。
上述方法,由于非主动再生模式下,除了会消碳之外,还会积碳,所以本发明通过确定消碳速度高于预设速率时,说明消碳比较快,颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,实现检测DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率的目的。
在一种可能的实现方式中,所述颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率之前,所述方法还包括:
确定所述DPF的排气温度超过预设温度。
上述方法,由于SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原)系统需要在温度比较高的情况下进行工作,而DPF中温度过高后引发DPF的消碳速率比较高,从而使得DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,为了避免冲突,能够确定DPF的排气温度超过预设温度后,按照降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值,兼容SCR系统和DPF的工作温度。
在一种可能的实现方式中,根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值,包括:
根据每个改善因素的数值和改变系数的对应关系,确定每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数;
根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值。
上述方法,能够通过每个改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值,从而在不改变现有的热管理策略下,将降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素考虑到热管理策略中。
在一种可能的实现方式中,根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值,包括:
若所述改善因素包括两个或两个以上,则将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相加后得到的数值乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值,或将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相乘后再与当前的热管理数值相乘,得到调整后的热管理数值。
上述方法,能够在改善因素为两个或两个以上时,为了在原来的热管理数值中体现所有的改善因素,则通过改善因素对应的改善系数相加或相乘的方式得到的系数,再与当前的热管理数值进行相乘,从而调整了热管理数值,通过简单的系数相乘,就使得在不改变现有的热管理策略下,将降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素考虑到热管理策略中,简化了调整过程。
在一种可能的实现方式中,所述改善因素包括以下部分或全部:过量空气系数、DPF排气温度、废气流量。
上述方法,过量空气系数能够调整汽车排放颗粒物的数量、DPF排气温度能够调整DPF的捕获能力、废气流量能够调整汽车排放颗粒物的流速,通过上述改善因素进行改善,能够实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
在一种可能的实现方式中,基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,包括:
针对每个热管理设备,根据热管理数值和该热管理设备的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的该热管理设备的运行参数。
上述方法,能够根据热管理数值和该热管理设备的运行参数的对应关系,找到调整后的热管理数值对应的该热管理设备的运行参数,从而实现控制热管理设备,并在热管理设备按照确定的运行参数运行后,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
在一种可能的实现方式中,其中,所述热管理设备包括以下部分或全部:电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器。
上述方法,能够通过控制排放尾气的流量、控制排放尾气的温度、以及控制排放尾气的流量,从而实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
第二方面,本发明实施例提供的一种尾气排放的控制装置,包括:
检测模块,用于若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
第一调整模块,用于若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
第二调整模块,用于基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个所述热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
在一种可能的实现方式中,所述检测模块,具体用于:
确定当前时刻颗粒捕获器DPF中的第一碳载量,以及所述当前时刻之后的预设时长达到后所述DPF中的第二碳载量;
若所述第一碳载量小于所述第二碳载量,且所述第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率;或
若所述第一碳载量不小于所述第二碳载量,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率不低于预设捕获效率。
在一种可能的实现方式中,所述装置还包括:确定模块,用于确定所述DPF的排气温度超过预设温度。
在一种可能的实现方式中,所述第一调整模块,具体用于:
根据每个改善因素的数值和改变系数的对应关系,确定每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数;
根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整发动机热管理系统产生的热管理数值。
在一种可能的实现方式中,所述改善因素包括以下部分或全部:过量空气系数、DPF排气温度、废气流量。
在一种可能的实现方式中,所述第二调整模块,具体用于:
针对每个热管理设备,根据热管理数值和该热管理设备的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的该热管理设备的运行参数。
在一种可能的实现方式中,其中,所述热管理设备包括以下部分或全部:电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器。
第三方面,本发明实施例提供的一种发动机热管理系统,包括:处理器、以及至少一个热管理设备;
所述处理器,用于若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
将调整后的热管理数值发送给至少一个热管理设备;
至少一个热管理设备,用于基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个所述热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
第四方面,本申请还提供一种存储介质,当所述存储介质中的指令由发动机热管理系统的处理器执行时,使得所述发动机热管理系统能够执行如第一方面中的任一项所述的尾气排放的控制方法。
另外,第二方面至第四方面中被处理单元执行时实现第一方面所述任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例提供的一种尾气后处理的装置的结构图;
图2是本发明实施例提供的一种DPF载体捕集效率与碳载量关系图;
图3是本发明实施例提供的一种DPF背压及捕集效率上升阶段时排气颗粒物的通过原理示意图;
图4是本发明实施例提供的一种发动机处于非主动再生模式,DPF中发生NO2再生时,DPF背压及捕集效率下降阶段的排气颗粒物通过原理示意图;
图5是本发明实施例提供的一种尾气排放的控制方法的流程图;
图6是本发明实施例提供的另一种尾气排放的控制方法的流程图;
图7是本发明实施例提供的一种尾气排放的控制完整方法的流程图;
图8是本发明实施例提供的一种尾气排放的控制装置的结构图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下面对文中出现的一些词语进行解释:
1、DPF平均排气温度:国六排放阶段发动机自带的后处理传感器中,取位于DPF的上游和下游两处温度传感器实测温度值的算术平均值,作为反应DPF内化学反应温度的参数。
2、NO2再生反应:后处理的DPF的平均排气温度达到200℃以上,碳颗粒与NO2发生反应进行净化,俗称被动再生;DPF平均排气温度提高,NO2再生反应速率加快。
3、主动再生模式:通过按键或碳载量触发,使得发动机在缸内或者在排气管中主动喷射燃油,使得后处理的DPF平均排气温度达到550℃以上时,碳颗粒与O2发生反应进行净化,俗称主动再生,排放法规规定主动再生时不监控PN排放。
4、DPF捕集效率下降:本方案中特指正常的DPF硬件装置中,因NO2再生反应加剧,实际捕集效率动态下降的情况,现有OBD诊断策略无法识别。对于由于DPF劣化件或打孔件导致的DPF硬件损坏,该类情况导致的DPF捕集效率数值很低,已有成熟的策略进行诊断。
5、SCR(Selective Catalytic Reduction)技术:选择性催化还原,在温度超过200度后,一种利用NH3和NOx发生催化还原反应消除柴油机尾气中氮氧化物(NOx)的技术。
6、底盘测功机:一种用来测试汽车动力性、燃油经济性、排放等性能的室内台架试验设备,广泛用于整车开发、车辆认证。
7、PN:指汽车尾气排放中的颗粒数量。具体的,按照国标GB17691中规定测试方法,在去除了挥发性物质的稀释排气中,所有粒径超过23nm的粒子总数。
8、DPF: 用来降低国六柴油机碳烟排放的颗粒捕集器,用于降PN。
9、热管理数值:由发动机热管理系统产生的,目前热管理数值根据检测到的发动机的情况和SCR系统的情况而产生的。主要是用于保证发动机的正常运行,以及SCR系统的正常运行。例如,发动机过热时,此时的热管理数值会使得系统中的热管理设备中的散热功能加大,从而降低发动机的热量,SCR系统工作是在200度之上,所以,还需要控制发动机流入SCR系统的尾气的温度控制在200度之上,所以可以通过热管理设备中的增加、或增大热量等方式实现。热管理设备可以包括以下部分或全部:电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器等。当然,根据汽车的具体配置,还可以包括其他设备,对此本发明不作具体限制。
结合图1所示,在现有的尾气后处理中,包括SCR系统100和DPF200,发动机300发出的尾气,会排放到SCR系统100中,利用NH3和NOx发生催化还原反应消除柴油机尾气中氮氧化物(NOx),然后气体流入DPF200中,在DPF200中,碳层和二氧化氮NO2发生反应进行净化,净化后,将尾气排放到大气中。
目前DPF多采用壁流式滤芯构造,在轴向上形成许多细小、平行通道,在过滤层相邻的通道中,选择两端中的任意一端堵塞,强迫废气通过多孔壁面,实现对颗粒物的捕集。排气流经DPF过滤载体时颗粒物将沉积在DPF壁面的多孔介质上。
如图2所示,积碳层附着在多孔介质之上,当SCR系统排出的尾气,先通过积碳层,然后再通过多孔介质,可以看出附着积碳层的DPF壁面,捕集效率全程在95%以上,见曲线C1。没有附着积碳层的DPF壁面,开始阶段的捕集效率低于60%,见曲线C2,因此DPF在初次使用时需要预处理,保证DPF多孔介质内累积一定厚度的碳层,依靠积碳层逐步提高DPF对发动机排气中颗粒物的捕集效率。
从图3可知,左侧的积碳比较少的DPF,左侧上部分的曲线图中阶段1内的背压急剧上升,左侧下部分可知DPF积碳比较少,尾气中的烟灰,即颗粒物可以较为轻松的通过载体壁,从右侧上部分的曲线可知,DPF捕集效率较低;在阶段2中压降增大时,右侧下部分DPF中的积碳增加,由于积碳的作用,从右侧上部分的曲线图可知,DPF捕集效率缓慢持续升高,发动机排气中的积碳层堆积在DPF壁表面导致颗粒物通过困难。
从图4可知,阶段3内的背压急剧下降、DPF孔内的颗粒物因与催化剂直接接触首先参与化学反应,使得碳层的厚度下降,DPF的捕获尾气中的烟灰的捕获效率会逐渐降低;阶段4内的背压逐渐下降、DPF壁表的颗粒(积碳层)最后参与化学反应,通过阶段4中的DPF可以看出碳比较少,这样DPF中捕获效率比较低。当排气温度提高时,碳颗粒与NO2发生反应的速率加快,当反应速率快到一定程度且排气流量较大时,排气中的PN排放超标风险增大,可以看出一旦DPF捕获能力降低,就可能使得汽车排放的颗粒物数量增多。
基于此,本发明实施例提出一种尾气排放的控制方法,结合图5所示,包括:
S500:若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
其中,当发动机运行模式为主动再生模式时(该模式下排温一般高于550℃,排放法规规定主动再生时不监控PN排放),则不会进行本发明提供的尾气排放的控制方法。
S501:若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
S502:基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
通过上述方式,能够在汽车的发动机处于非主动再生模式时,颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率,如果低于,则说明汽车排放的颗粒物数量比较高,从而根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值,这样至少一个热管理设备按照基于调整后的热管理数值调整后的运行参数运行后,能够降低汽车排放的颗粒物数量。
示例性的,检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率,包括:
确定当前时刻DPF中的第一碳载量,以及当前时刻之后的预设时长达到后DPF中的第二碳载量;其中,可以根据燃烧参数和DPF的压差信号得到碳载量。
若第一碳载量小于第二碳载量,且第一碳载量与第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率;或
若第一碳载量不小于第二碳载量,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率不低于预设捕获效率。
其中,预设速率可以根据不同的发动机和整车的实际匹配情况标定不同的数值。
例如,取(T0 +△T)时刻碳载量与T0时刻碳载量的差值,除以间隔时间△T,定义为消碳速率。当(T0 +△T)时刻碳载量超过T0时刻碳载量,说明随着时间的增加,碳载量也增加、DPF中正在积碳;当T0时刻碳载量超过(T0 +△T)时刻碳载量,说明碳载量数值减小、DPF中正在消碳,正在消碳的过程中,消碳速率高于一定阈值时,说明NO2再生反应速率较快、强度高,DPF实际捕集效率面临下降的风险,汽车排放的颗粒物数量高于预设数量。所以,在此时利用降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,对热管理数值进行调整。基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,从而在至少一个热管理设备按照调整后的运行参数运行时,使得影响发动机流出的尾气的温度、流量或者燃烧环境等等,使得汽车排放的颗粒物数量降低。
示例性的,根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值,包括:
根据每个改善因素的数值和改变系数的对应关系,确定每个改善因素当前的数值对应的改变系数;
根据每个改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值。
其中,改善因素的数值和改变系数的对应关系,可以以变化曲线表示。当知道该改善因素的数值后,可以通过变化曲线,得到改善因素当前的数值对应的改变系数。其中,变化曲线可以根据不同的发动机和整车的实际匹配情况标定不同的数值。
或者,改善因素的数值和改变系数的对应关系,可以以关系列表表示。当知道该改善因素的数值后,可以通过查表的方式,得到改善因素当前的数值对应的改变系数。其中,关系列表可以根据不同的发动机和整车的实际匹配情况标定不同的数值。
其中,在关系列表中可以存储有数值范围和对应的改变系数。例如,数值范围0~1,对应的改变系数为0.2,数值范围为1~2,对应的改变系数为0.4。
其中,根据每个改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值,包括:
若改善因素包括两个或两个以上,则将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相加后得到的数值乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值,或将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相乘后再与当前的热管理数值相乘,得到调整后的热管理数值。
燃烧原理和试验研究发现,燃烧颗粒物的形成条件之一为缺氧环境,因此,当降低汽车排放的颗粒物数量时,可以增加氧气含量,使得发动机排放的尾气中颗粒物比较少,这样最后排放出的颗粒物也会比较少;DPF中NO2再生反应速率会随着温度进行升高,会破坏DPF中的碳层,导致DPF捕获率下降,所以,降低汽车排放的颗粒物数量时,可以通过降低DPF中的温度,从而提高DPF的捕获率;在流入DPF中尾气的流量比较大时,废气流速比较快,这样也会提高汽车排放的颗粒物数量,所以,降低汽车排放的颗粒物数量时,可以通过降低尾气的流量来实现。
基于此,本发明实施例提出的降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素可以包括以下部分或全部,过量空气系数、DPF排气温度、废气流量。
对于每个改善因素来说:
若确定DPF中的汽车排放的颗粒物数量高于预设数量,则根据过量空气系数的数值和第一改变系数的对应关系,确定过量空气系数的当前数值对应的第一改变系数;
若确定DPF中的汽车排放的颗粒物数量高于预设数量,则根据DPF排气温度的数值和第二改变系数的对应关系,确定DPF排气温度的当前数值对应的第二改变系数;
若确定DPF中的汽车排放的颗粒物数量高于预设数量,则根据废气流量的数值和第三改变系数的对应关系,确定废气流量的当前数值对应的第三改变系数;
当改善因素包括过量空气系数、DPF排气温度、废气流量时,将第一改变系数、第二改变系数和第三改变系数相加,得到的和再乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值。
或者,通过上述方式得到第一改变系数、第二改变系数和第三改变系数后,将第一改变系数、第二改变系数和第三改变系数相乘,得到相乘后的值再乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值。
若改善因素包括过量空气系数、DPF排气温度时,将第一改变系数、和第二改变系数相加,得到的和再乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值。
结合图6所示,取(T0 +△T)时刻碳载量与T0时刻碳载量的差值,除以间隔时间△T,得到消碳速率。T0时刻碳载量大于(T0 +△T)时刻碳载量时,判断消碳速率数值是否高于消碳速率限值,如果高于,则获取过量空气系数的当前数值对应的第一改善系数,DPF排气温度的当前数值对应的第二改善系数,废气流量对应的第三改善系数,然后将第一改善系数、第二改善系数、第三改善系数相乘,再乘以当前热管理数值,得到调整后的热管理数值,并且确定发动机的运行模式为非主动再生模式时,采用调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,至少一个热管理设备按照调整后的运行参数运行。
其中,过量空气系数和第一改善系数的对应关系采用对应曲线表示,DPF排气温度和第二改善系数的对应关系采用对应曲线表示,废气流量和第三改善系数的对应关系采用对应曲线表示。
其中,DPF排气温度,可以为DPF平均排气温度,也可以是DPF的进气口温度,也可以是DPF的出气口温度。
其中,在确定调整后的热管理数值后,发动机热管理系统中的每个热管理设备会基于调整后的热管理数值调整运行参数,例如,热管理设备的开度或占空比,具体来说,针对每个热管理设备,根据热管理数值和该热管理设备的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的该热管理设备的运行参数。
其中,热管理设备包括以下部分或全部:电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器。
例如,电控排气节流阀,用于通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门,可以根据热管理数值和电控排气节流阀的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的电控排气节流阀的运行参数,电控排气节流阀根据调整后的热管理数值对应的电控排气节流阀的运行参数,进行运行。
电控风扇,用于调整发动机排出的尾气的温度,可以根据热管理数值和电控风扇的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的电控风扇的运行参数,电控风扇根据调整后的热管理数值对应的电控风扇的运行参数,进行运行。
电控中冷器,用于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷,提高进气量,电控中冷器百叶窗可以根据热管理数值和电控中冷器百叶窗的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的电控中冷器百叶窗的运行参数,电控中冷器百叶窗根据调整后的热管理数值对应的电控中冷器百叶窗的运行参数,进行运行。
电控变截面增压器,用于调整发动机的进气压力,电控变截面增压器可以根据热管理数值和电控变截面增压器的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的电控变截面增压器的运行参数,电控变截面增压器根据调整后的热管理数值对应的电控变截面增压器的运行参数,进行运行。
例如,电控排气节流阀、电控变截面增压器可以影响流入DPF中的尾气的流量、影响产生尾气的环境;电控风扇、电控中冷器百叶窗可以影响DPF中排气温度。
通过上述电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器的运行,能够影响发动机流出的尾气的温度、流量或者产生尾气中的颗粒物的数量等等,使得汽车排放的颗粒物数量降低。
当然,由于汽车排放的颗粒物数量与DPF的捕获效率有关,由于温度过高会消耗过量的DPF中的碳层,而SCR系统中反应时需要比较高的气体温度,为了使得两个系统能够兼容,在检测汽车排放的颗粒物数量是否高于预设数量之前,即在检测颗粒捕获器DPF中消耗碳载量的速率是否超过产生所述碳载量的速率之前,需要确定DPF的排气温度超过预设温度。其中,预设温度可以根据SCR系统适合反映的温度和第一碳载量小于所述第二碳载量,且第一碳载量与第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率时的温度而定的。例如大于350度。
基于DPF平均排气温度的二维修正变化曲线,DPF排气温度和第二改善系数的对应关系中,排气温度超过350℃时改善系数才会大于1,即DPF平均排气温度高于350℃时,判断第一碳载量是否小于第二碳载量以及之后的流程才开始介入,与SCR系统尿素起始喷射对排气温度的要求不会产生交集和冲突;热管理设备的开度或占空比只在较小的过量空气系数、较高的排气温度和较大的废气流量区域下修正并提高。
本发明实施例提供了一种尾气排放的控制完整方法,结合图7所示,包括:
S700:判断汽车的发动机运行模式是否处于非主动再生模式;如果是,则执行S701;否则,执行S702;
S701:检测DPF的排气温度是否超过预设温度;如果是,则执行S703;否则,继续执行S702;
S702:采用当前热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数;
S703:确定当前时刻颗粒捕获器DPF中的第一碳载量,以及当前时刻之后的预设时长达到后DPF中的第二碳载量;
S704:判断第一碳载量是否小于第二碳载量,如果是,则执行S705;否则,执行S702;
S705:判断第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率是否大于预设消碳速率,如果是,则执行S706;否则,执行S702;
S706:根据每个改善因素的数值和改变系数的对应关系,确定每个改善因素当前的数值对应的改变系数;
S707:根据每个改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值;
S708:基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
即当发动机的运行模式为主动再生模式时,则无需进行改善汽车排放的颗粒物数量的动作,只采用当前热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数;当检测DPF的排气温度不超过预设温度,也就是说DPF的温度比较低,说明第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率的可能性不大,则只采用当前热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数。
本发明实施例还提供了一种自动变速工况下信号处理装置,结合图8所示,包括:
检测模块800,用于若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
第一调整模块801,用于若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
第二调整模块802,用于基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个所述热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
可选的,所述检测模块800,具体用于:
确定当前时刻所述DPF中的第一碳载量,以及所述当前时刻之后的预设时长达到后所述DPF中的第二碳载量;
若所述第一碳载量小于所述第二碳载量,且所述第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率;或
若所述第一碳载量不小于所述第二碳载量,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率不低于预设捕获效率。
可选的,所述装置还包括:
确定模块,用于确定所述DPF的排气温度超过预设温度。
可选的,所述第一调整模块801,具体用于:
根据每个改善因素的数值对应的改变系数,确定每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数;
根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整发动机热管理系统产生的热管理数值。
可选的,所述第一调整模块801,具体还用于:
若所述改善因素包括两个或两个以上,则将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相加后得到的数值乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值,或将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相乘后再与当前的热管理数值相乘,得到调整后的热管理数值。
可选的,所述改善因素包括以下部分或全部:过量空气系数、DPF排气温度、废气流量。
可选的,第二调整模块,具体用于:
针对每个热管理设备,根据热管理数值和该热管理设备的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的该热管理设备的运行参数。
可选的,其中,所述热管理设备包括以下部分或全部:电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器。
本发明实施例提供了一种发动机热管理系统,包括:处理器、以及至少一个热管理设备;
所述处理器,用于若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
将调整后的热管理数值发送给至少一个热管理设备;
至少一个热管理设备,用于基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个所述热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的。
可选的,所述处理器,具体用于:确定当前时刻颗粒捕获器DPF中的第一碳载量,以及所述当前时刻之后的预设时长达到后所述DPF中的第二碳载量;
若所述第一碳载量小于所述第二碳载量,且所述第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率;或
若所述第一碳载量不小于所述第二碳载量,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率不低于预设捕获效率。
可选的,所述处理器,还用于:确定所述DPF的排气温度超过预设温度。
可选的,所述处理器,具体用于:根据每个改善因素的数值和改变系数的对应关系,确定每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数;
根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值。
可选的,所述处理器,具体用于:若所述改善因素包括两个或两个以上,则将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相加后得到的数值乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值,或将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相乘后再与当前的热管理数值相乘,得到调整后的热管理数值。
可选的,所述改善因素包括以下部分或全部:过量空气系数、DPF排气温度、废气流量。
可选的,所述处理器,具体用于:针对每个热管理设备,根据热管理数值和该热管理设备的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的该热管理设备的运行参数。
可选的,其中,所述热管理设备包括以下部分或全部:电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器。
在示例性实施例中,还提供了一种包括指令的存储介质,例如包括指令的存储器,上述指令可由发动机热管理系统的处理器执行以完成上述尾气排放的控制方法。可选地,存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质,例如,所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (5)
1.一种尾气排放的控制方法,其特征在于,包括:
若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个所述热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的;
所述检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率,包括:
确定当前时刻DPF中的第一碳载量,以及所述当前时刻之后的预设时长达到后所述DPF中的第二碳载量;
若所述第一碳载量小于所述第二碳载量,且所述第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率;或
若所述第一碳载量不小于所述第二碳载量,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率不低于预设捕获效率;所述改善因素包括以下部分或全部:过量空气系数、DPF排气温度、废气流量;
根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值,包括:
根据每个改善因素的数值和改变系数的对应关系,确定每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数;
根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值;
根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值,包括:
若所述改善因素包括两个以上,则将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相加后得到的数值乘以当前的热管理数值,得到调整后的热管理数值,或将每个改善因素当前的数值对应的改善系数相乘后再与当前的热管理数值相乘,得到调整后的热管理数值;
基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,包括:
针对每个热管理设备,根据热管理数值和该热管理设备的运行参数的对应关系,确定调整后的热管理数值对应的该热管理设备的运行参数。
2.根据权利要求1所述的尾气排放的控制方法,其特征在于,所述颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率之前,所述方法还包括:
确定所述DPF的排气温度超过预设温度。
3.根据权利要求1所述的尾气排放的控制方法,其特征在于,其中,所述热管理设备包括以下部分或全部:电控排气节流阀、电控风扇、电控中冷器百叶窗、电控变截面增压器。
4.一种基于权利要求1所述的方法构建的尾气排放的控制装置,其特征在于,包括:
检测模块,用于若汽车的发动机运行模式处于非主动再生模式,则检测颗粒捕获器DPF的实际捕获效率是否低于预设捕获效率;
第一调整模块,用于若DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率,则根据降低汽车排放的颗粒物数量的改善因素,调整热管理数值;
第二调整模块,用于基于调整后的热管理数值调整至少一个热管理设备的运行参数,以使至少一个所述热管理设备按照调整后的运行参数运行,实现降低汽车排放的颗粒物数量的目的;
确定当前时刻DPF中的第一碳载量,以及所述当前时刻之后的预设时长达到后所述DPF中的第二碳载量;
若所述第一碳载量小于所述第二碳载量,且所述第一碳载量与所述第二碳载量之间的差值除以预设时长得到的消碳速率大于预设消碳速率,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率低于预设捕获效率;或
若所述第一碳载量不小于所述第二碳载量,则确定颗粒捕获器DPF的实际捕获效率不低于预设捕获效率;所述改善因素包括以下部分或全部:过量空气系数、DPF排气温度、废气流量;
根据每个改善因素的数值和改变系数的对应关系,确定每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数;
根据每个所述改善因素当前的数值对应的改变系数,调整热管理数值。
5.一种发动机热管理系统,其特征在于,包括:根据权利要求4所述的尾气排放的控制装置。
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