CN113074036A - 判断dpf装置是否接近满载以使及时启动再生的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种预防DPF装置过热的系统,包括油耗计量值;计时器;里程计算器;和优化预防控制器,其被配置用于计算得到耗油量因子、发动机操作时长因子和车辆行驶里程因子,并且将最大者设定为最大优化因子;基本预防控制器,其被配置用于得到碳载量因子;和总控制单元,其配置用于在启用优化预防模块时将最大优化因子和碳载量因子中较大者或在禁用该模块时将碳载量因子设定为预防因子;并且使预防因子与因子上限和因子下限相比较,在预防因子超过因子上限时触发发动机扭矩限制功能,在预防因子等于或小于因子下限时禁用该功能,在预防因子处于两者之间时维持该功能的触发状态不变。本申请还公开了使用该系统的方法。
Description
技术领域
本申请涉及车辆发动机、特别是柴油发动机的尾气后处理领域,具体涉及用于判断配置于车辆尾气后处理系统中的柴油碳颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter,简称DPF)装置是否接近满载、并且及时启动再生的系统和方法。
背景技术
众所周知,在车辆发动机的尾气后处理系统中设置有DPF装置,用于在发动机的尾气排放到大气中之前从中捕集碳颗粒物。随着DPF装置中捕集的碳颗粒逐渐增多,发动机的背压逐渐增大,发动机的动力会受到影响。为了清除DPF中捕集的碳颗粒,需要通过排气加热的方式将DPF装置中的碳颗粒烧掉,这一过程称为再生。
在DPF装置过载、即DPF装置捕获的碳颗粒超出其承受极限时再进行DPF装置再生,DPF装置内部温度可能会超过DPF装置载体的极限温度,这时DPF装置的载体或过滤器可能会在DPF装置再生期间烧坏。因此,当DPF装置内的碳载量接近满载时车辆应启动发动机扭矩限制功能,一方面提醒用户或驾驶员对DPF装置及时进行再生,另一方面限制驾驶员驾驶的车速。
当前,发动机扭矩限制功能的触发只基于DPF装置的碳载量进行,而碳载量是通过碳载模型获得的。这样,如果碳载模型偏离了DPF装置中的实际碳载量,那么基于此模型获得的碳载量将会不准确。获得的碳载量不准确,就可能会不准确地触发或者过于频繁地触发发动机的扭矩限制功能,也可能造成此功能的触发延迟。在发动机扭矩限制功能的触发延迟的情况下,DPF装置可能会直到严重过载时才进行再生,这具有更加严重的过热风险,可能烧坏DPF装置。
希望能够解决上述技术问题。
发明内容
本申请的目的是更加精确地判断DPF装置是否已经接近满载,以便能够及时启动DPF装置的再生、及时地触发发动机扭矩限制功能,以预防DPF装置再生时内部超温。
本申请的目的通过下面提供的系统和方法得以实现。
本申请提供了一种系统,用于判断配置在车辆发动机的排气后处理系统中的DPF装置是否接近满载、进而控制发动机扭矩限制功能,包括:
优化预防模块,所述优化预防模块包括:
用于计量在DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量的油耗计算器;用于测量在DPF装置上一次再生之后的发动机操作时长的计时器;用于计量在DPF装置上一次再生之后的车辆行驶里程的里程计算器;和
优化预防控制器,其被配置用于:分别由所述油耗或耗油量、发动机操作时长和车辆行驶里程计算得到耗油量因子、发动机操作时长因子和车辆行驶里程因子,并且将上述三个因子中的最大值设定为最大优化因子;
基本预防控制器,其被配置用于:获得碳载量;并且由碳载量计算得到碳载量因子;和
总控制单元,其包括优化预防模块选择器并且被配置用于:
在通过优化预防模块选择器启用所述优化预防模块时从所述优化预防控制器获取最大优化因子、从所述基本预防控制器获取碳载量因子、并且将最大优化因子和碳载量因子中的较大者设定为预防因子;并且在通过优化预防模块选择器禁用所述优化预防模块时从所述基本预防控制器获取碳载量因子、并且将其设定为预防因子;并且
使所述预防因子与预存的因子上限和预存的因子下限相比较,在预防因子超过因子上限时确定DPF装置接近满载并且触发发动机扭矩限制功能,在预防因子等于或小于因子下限时禁用发动机扭矩限制功能,在预防因子处于因子上限和因子下限之间时确定DPF装置未接近满载并维持发动机扭矩限制功能的触发状态不变。
在一个实施例中,所述耗油量因子为所述油耗或耗油量除以预存的耗油量阈值得到的值,发动机操作时长因子为发动机操作时长除以预存的发动机操作时长阈值得到的值,车辆行驶里程因子为车辆行驶里程除以预存的车辆行驶里程阈值得到的值,碳载量因子为碳载量除以预存的碳载量阈值得到的值,而碳载量因子通过预存的碳载量模型获得。
在一个实施例中,本系统还包括存储器,其中,所述耗油量阈值、所述发动机操作时长阈值、所述车辆行驶里程阈值、所述碳载量阈值、所述碳载量模型、所述因子上限和所述因子下限被预存于存储器中。
在一个实施例中,本系统还包括:
包含在优化预防模块中的优化预防存储器,其中,所述耗油量阈值、所述发动机操作时长阈值和所述车辆行驶里程阈值存储在所述优化预防存储器中;
基本预防存储器,所述碳载量阈值和所述碳载量模型存储在所述基本预防存储器中;和
包含在总控制单元中的总存储器,所述因子上限和所述因子下限存储在所述总存储器中,
其中,所述优化预防存储器和所述基本预防存储器中任一者或两者被集成到总存储器。
在一个实施例中,所述优化预防控制器和所述基本预防控制器中任一者或两者被集成到总控制单元。
在一个实施例中,所述系统被集成到发动机的电子控制单元内,或者被单独地提供。
本系统还提供了一种用于预防配置在车辆发动机的排气后处理系统中的DPF装置过热的方法,包括:
选择启用还是禁用优化预防模块;
在启用优化预防模块的情况下:测量DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量、发动机操作时长、车辆行驶里程,获得碳载量,计算耗油量因子、发动机操作时长因子、车辆行驶里程因子和碳载量因子,并且将这四个因子中的最大值设定为预防因子;
在禁用优化预防模块的情况下:获得碳载量,计算碳载量因子,并且将碳载量因子设定为预防因子;和
使所述预防因子与预存的因子上限和预存的因子下限相比较,在预防因子超过因子上限时触发发动机扭矩限制功能,在预防因子等于或小于因子下限时禁用发动机扭矩限制功能,在预防因子处于因子上限和因子下限之间时维持发动机扭矩限制功能的触发状态不变。
本申请的系统和方法在禁用优化预防模块的情况下采用碳载量因子作为判断因子来判定DPF装置是已经接近满载,在启用优化预防模块的情况下采用发动机耗油量因子、发动机操作时长因子、车辆行驶里程因子和碳载量因子中的最大值作为判断因子来判断DPF装置是否已经接近满载,判断结果更加准确,能够更加及时地触发DPF装置的再生、更加及时地触发发动机扭矩限制功能,更好地预防DPF装置过热。
附图说明
本申请的上述概述和其他特征和优势将在下面对附图中示出的实施例的描述中完美地呈现出来。附图并未按比例绘制,而是仅仅用于示意和说明目的。因此,附图中未示出的特征在其些实施例中可能会存在,而附图中示出的特征不必须存在于所有实施例中。附图中:
图1是根据本申请的、用于预防配置于车辆发动机的尾气后处理系统中的DPF装置过热以使其及时再生的系统的示意框图;
图2是利用本申请的系统预防DPF装置过热的操作原理图;和
图3是本申请的预防DPF装置过热的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了本申请的系统的示意框图;图2示出了本申请的原理图。本申请的系统被用来判断配置在车辆发动机的尾气后处理系统中的DPF装置是否接近满载,以便提醒用户或驾驶员及时触发再生。根据本申请的系统可以集成到车辆发动机的电子控制单元(ECU)中,作为其一部分提供。可选地,本申请的系统可以单独提供。
结合图1和2,本申请的系统包括总控制单元10、优化预防模块20和基本预防模块30。总控制单元10可以包括优化预防模块选择器12,其被配置为能够选择性地启用或禁用优化预防模块20。
优化预防模块20包括用于测量或者获取至少一个优化参数的优化计量单元。优化计量单元包括用于计量在DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量FC的油耗计算器22,所述油耗或耗油量FC可以通过燃油喷射量或燃油喷射速率计算得来;用于计量在DPF装置上一次再生之后的发动机操作时长ER的计时器24;和用于测量在DPF装置上一次再生之后车辆行驶过的里程DD的里程计算器26,所述里程可以通过测得的车速计算得来。油耗计算器22、计时器24和里程计算器26被配置成在优化预防模块20被启用时自动进行计量操作,它们可以是为实现本功能而专门配置用于本系统的组成部件,也可以是与车辆的其它系统、例如ECT共用的组成部件。
优化预防模块20进一步包括优化预防控制器27和优化预防存储器28。优化预防存储器28可以是本领域内任何已知的存储器,并且被预存有用于触发DPF装置再生的耗油量阈值FCT、用于触发DPF装置再生的发动机操作时长阈值ERT、和用于触发DPF装置再生的车辆行驶里程阈值DDT。优化预防存储器28可以集成在优化预防控制器27中,或者独立于优化预防控制器27提供并且与优化预防控制器27通信连接。
优化预防模块20的优化预防控制器27被配置成:在优化预防模块20被启用时,从优化计量单元的油耗计算器22获得DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量FC、从优化计量单元的计时器24获得DPF装置上一次再生之后的发动机操作时长ER、并且从优化计量单元的里程计算器26获得DPF装置上一次再生之后的车辆行驶里程DD;并且计算耗油量因子FF、发动机操作时长因子EF、和车辆行驶里程因子DF。其中耗油量因子FF、发动机操作时长因子EF和车辆行驶里程因子DF分别等于油耗或耗油量FC除以耗油量阈值FCT得到的值、发动机操作时长ER除以发动机操作时长阈值ERT得到的值、和车辆行驶里程DD除以车辆行驶里程阈值DDT得到的值。
优化预防模块20的优化预防控制器27被配置成选取耗油量因子FF、发动机操作时长因子EF、和车辆行驶里程因子DF中的最大值,并将其赋予给最大优化因子MF。
基本预防模块30包括基本预防控制器37和基本预防存储器38。基本预防控制器37利用预存在基本预防存储器38中的碳载量模型计算得到碳载量SM,并且通过用此碳载量SM除以预存在基本预防存储器38中的用于触发DPF装置再生的碳载量阈值SMT得到碳载量因子SF。
同上,基本预防模块30的基本预防存储器38可以是本领域内任何已知的存储器,碳载量模型和碳载量阈值SMT被预存于其中。
根据本申请,在总控制单元10的优化预防模块选择器12被选择成启用优化预防模块20的情况下,总控制单元10从优化预防模块20获得最大优化因子MF、从基本预防模块30获得碳载量因子SF、并且选取两者中的较大值作为预防因子F。总控制单元10随后使预防因子F与预存在总控制单元10的总存储器14中的用于触发发动机扭矩限制功能的因子上限UL相比较并且使其与预存在总存储器14中的用于发动机扭矩限制功能停止的因子下限LL相比较。在预防因子F超过或大于因子上限UL的情况下,总控制单元10确定DPF装置接近满载并且启用发动机扭矩限制功能,在预防因子F等于或小于因子下限LL的情况下,总控制单元10确定停止发动机扭矩限制功能。在预防因子F处于因子上限UL和因子下限LL之间的情况下,DPF装置未接近满载、发动机扭矩限制功能的触发状态不改变。
在总控制单元10的优化预防模块选择器12被选择成禁用优化预防模块20的情况下,总控制单元10只从基本预防模块30获得碳载量因子SF将其设定为预防因子F。总控制单元10随后使预防因子F与预存的因子上限UL和因子下限LL相比较。同样,在预防因子F大于因子上限UL的情况下,总控制单元10确定启用发动机扭矩限制功能,在预防因子F等于或小于因子下限LL的情况下,总控制单元10确定停止发动机扭矩限制功能。在预防因子F处于因子上限UL和因子下限LL之间的情况下,发动机扭矩限制功能的触发状态不改变。
如上述,根据本申请的原理,在通过优化预防模块选择器12禁用优化预防模块20的情况下,可以基于碳载量因子来判定DPF装置是否存在满载的趋势并且确定是否启用或禁用发动机扭矩限制功能;在通过优化预防模块选择器12启用优化预防模块20的情况下,除上述碳载量因子之外,还要参考或基于下述因子来进行判断:DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量因子FCT、发动机操作时长因子ERT、和车辆行驶里程因子DDT。由上述可知,在通过优化预防模块选择器12启用优化预防模块20的情况下,进行判断所依据和参考的因子或参数更多,相应地判断结果更准确且更可靠,更加准确及时地触发DPF装置再生,防止DPF装置过载时进行再生。
另外,在上述实施例中,优化预防模块20和基本预防模块30分别包括各自的优化预防控制器27和基本预防控制器37以及优化预防存储器28和基本预防存储器38。作为上述实施例的替代实施例,优化预防存储器28和基本预防存储器38中任一或两者可被集成到总存储器14,优化预防控制器27和基本预防控制器37中任一或两者也可以集成到总控制器10。
图3示出了利用根据本申请的系统所执行的方法的流程图。
首先,在步骤S1中,选择启用还是禁用系统的优化预防模块;
接着,在步骤S2中,设定预防因子F;
接着,在步骤S3中,使设定的预防因子F与预存的因子上限UL和预存的因子下限LL相比较;
最后,在步骤S4中,在预防因子F超过因子上限UL的情况下,触发发动机扭矩限制功能;在预防因子F等于或小于因子下限LL的情况下,禁用发动机扭矩限制功能;在情况下预防因子F处于因子上限UL和因子下限LL之间的情况下,维持发动机扭矩限制功能的触发状态不变。
若在步骤S1中选择了启用优化预防模块,则设定预防因子F的步骤S2包括下述步骤:计量DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量FC、发动机操作时长ER和车辆行驶里程DD的计量子步骤S21,计算得到碳载量SM的计算子步骤S22;计算耗油量因子FF、发动机操作时长因子EF、车辆行驶里程因子DF、和碳载量因子SF的因子计算子步骤S23;以及将四个因子中最大者设定为预防因子F的设定子步骤S24。若在步骤S1中选择了禁用优化预防模块,则设定预防因子F的步骤S2包括计算得到碳载量SM的计算子步骤S22,计算得到碳载量因子SF的因子计算子步骤S23,和将碳载量因子SF设定为预防因子F的设定子步骤S24。
最后,根据本申请的原理,除反映碳载量因素的碳载量因子之外,任何能够反映与DPF装置的性能、操作、效率或再生相关的参数或因素、或者能够反映这些参数或因素对DPF装置的性能、操作、效率或再生的贡献的因子量值都可以引入和添加到优化预防模块中,包括、但不仅限于本文中示例中给出的油耗或耗油量、发动机操作时长和车辆行驶里程,它们只是本文中给出的示例。添加到优化预防模块中的相关参数或因素越多,判断的结构越准确、可靠,DPF装置在满载时进行再生的可能性越低,因而造成DPF装置载体烧坏的可能性越低。
本申请基于特别优选的实施例进行了示出和描述,但并不限制于所示出和描述的细节。相反,在不偏离由附属权利要求限定的实质和范围的情况下可以进行各种修改或变异。
Claims (7)
1.一种系统,用于判断配置在车辆发动机的排气后处理系统中的DPF装置是否接近满载、进而控制发动机扭矩限制功能,包括:
优化预防模块(20),所述优化预防模块包括:
用于计量在DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量(FC)的油耗计算器(22);用于测量在DPF装置上一次再生之后的发动机操作时长(ER)的计时器(24);用于计量在DPF装置上一次再生之后的车辆行驶里程(DD)的里程计算器(26);和
优化预防控制器(27),其被配置用于:分别由所述油耗或耗油量(FC)、发动机操作时长(ER)和车辆行驶里程(DD)计算得到耗油量因子(FF)、发动机操作时长因子(EF)和车辆行驶里程因子(DF),并且将上述三个因子中的最大值设定为最大优化因子(MF);
基本预防控制器(37),其被配置用于:获得碳载量(SM);并且由碳载量(SM)计算得到碳载量因子(SF);和
总控制单元(10),其包括优化预防模块选择器(12)并且被配置用于:
在通过优化预防模块选择器(12)启用所述优化预防模块(20)时从所述优化预防控制器(27)获取最大优化因子(MF)、从所述基本预防控制器(37)获取碳载量因子(SF)、并且将最大优化因子(MF)和碳载量因子(SF)中的较大者设定为预防因子(F);并且在通过优化预防模块选择器(12)禁用所述优化预防模块(20)时从所述基本预防控制器(37)获取碳载量因子(SF)、并且将其设定为预防因子(F);并且
使所述预防因子(F)与预存的因子上限(UL)和预存的因子下限(LL)相比较,在预防因子(F)超过因子上限(UL)时确定DPF装置接近满载并且触发发动机扭矩限制功能(M),在预防因子(F)等于或小于因子下限(LL)时禁用发动机扭矩限制功能(M),在预防因子(F)处于因子上限(UL)和因子下限(LL)之间时确定DPF装置未接近满载并维持发动机扭矩限制功能(M)的触发状态不变。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述耗油量因子(FF)为所述油耗或耗油量(FC)除以预存的耗油量阈值(FCT)得到的值,发动机操作时长因子(EF)为发动机操作时长(ER)除以预存的发动机操作时长阈值(ERT)得到的值,车辆行驶里程因子(DF)为车辆行驶里程(DD)除以预存的车辆行驶里程阈值(DDT)得到的值,碳载量因子(SF)为碳载量(SM)除以预存的碳载量阈值(SMT)得到的值,而碳载量因子(SM)通过预存的碳载量模型获得。
3.根据权利要求2所述的系统,还包括存储器,其中,所述耗油量阈值(FCT)、所述发动机操作时长阈值(ERT)、所述车辆行驶里程阈值(DDT)、所述碳载量阈值(SMT)、所述碳载量模型、所述因子上限(UL)和所述因子下限(LL)被预存于存储器中。
4.根据权利要求2所述的系统,还包括:
包含在优化预防模块(20)中的优化预防存储器(28),其中,所述耗油量阈值(FCT)、所述发动机操作时长阈值(ERT)和所述车辆行驶里程阈值(DDT)存储在所述优化预防存储器(28)中;
基本预防存储器(38),所述碳载量阈值(SMT)和所述碳载量模型存储在所述基本预防存储器(38)中;和
包含在总控制单元(10)中的总存储器(14),所述因子上限(UL)和所述因子下限(LL)存储在所述总存储器(14)中,
其中,所述优化预防存储器(28)和所述基本预防存储器(38)中任一者或两者被集成到总存储器(14)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统,其中,所述优化预防控制器(27)和所述基本预防控制器(38)中任一者或两者被集成到总控制单元(10)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统,其中,所述系统被集成到发动机的电子控制单元内,或者被单独地提供。
7.一种用于预防配置在车辆发动机的排气后处理系统中的DPF装置过热的方法,包括:
选择启用还是禁用优化预防模块(20);
在启用优化预防模块(20)的情况下:测量DPF装置上一次再生之后的油耗或耗油量(FC)、发动机操作时长(ER)、车辆行驶里程(DD),获得碳载量(SM),计算耗油量因子(FF)、发动机操作时长因子(EF)、车辆行驶里程因子(DF)和碳载量因子(SF),并且将这四个因子中的最大值设定为预防因子(F);
在禁用优化预防模块(20)的情况下:获得碳载量(SM),计算碳载量因子(SF),并且将碳载量因子(SF)设定为预防因子(F);和
使所述预防因子(F)与预存的因子上限(UL)和预存的因子下限(LL)相比较,在预防因子(F)超过因子上限(UL)时触发发动机扭矩限制功能(M),在预防因子(F)等于或小于因子下限(LL)时禁用发动机扭矩限制功能(M),在预防因子(F)处于因子上限(UL)和因子下限(LL)之间时维持发动机扭矩限制功能(M)的触发状态不变。
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CN202010008997.0A CN113074036A (zh) | 2020-01-06 | 2020-01-06 | 判断dpf装置是否接近满载以使及时启动再生的系统和方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114370323A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种dpf过载诊断方法及车辆 |
CN114810382A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 尾气排放控制方法、系统和发动机 |
CN116378837A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-04 | 一汽解放汽车有限公司 | 化学废弃物消除方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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2020
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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