CN113217157B - 颗粒捕集器的再生控制方法、再生控制系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种颗粒捕集器的再生控制方法、再生控制系统及车辆，属于发动机再生控制领域。该再生控制方法包括：实时测量颗粒捕集器的入口端和出口端的压力差；在压力差大于压力差标定值时，将第一碳载量赋值为碳载量标定值，碳载量标定值大于碳载量报警阈值；在压力差小于或等于压力差标定值时，根据压力差计算颗粒捕集器的第一碳载量；根据发动机碳原排量、颗粒捕集器的模型温度、流经颗粒捕集器的的氧气含量实时计算颗粒捕集器的第二碳载量；取第一碳载量和第二碳载量中的较大值作为最终碳载量；根据最终碳载量控制颗粒捕集器的再生和报警装置的报警功能。本发明的再生控制方法、再生控制系统及车辆能够在碳排放异常时及时进行提醒。

Description

颗粒捕集器的再生控制方法、再生控制系统及车辆
技术领域
本发明属于发动机再生控制领域，特别是涉及一种颗粒捕集器的再生控制方法、再生控制系统及车辆。
背景技术
国六阶段排放法规将颗粒物的质量和数量纳入到控制监管范围，为降低颗粒物的排放量，从排放后处理的角度引入汽油机颗粒捕集器GPF(Gasoline Particle Filter)。在车辆排气系统中安装GPF之后，当GPF捕集的碳颗粒达到一定阀值时，会在合适时的工况激活清碳功能，碳载量模型准确性直接影响GPF功能。
目前联电系统中碳载量的估算通过两种方式计算，一种是根据发动机碳原排模型另一种是根据压差计算的碳表征系数来计算。上述两种计算方法在正常情况下是可以满足GPF功能计算的需求，但是在整车存在故障(比如氧传感器故障)情况下，会引起发动机异常燃烧导致碳原排量异常的情况，此时根据碳原排模型计算的碳载量不再准确，同时根据压差计算的碳表征系数(CCF)来不及更新实时碳载量，会造成整车动力不足甚至熄火，存在安全隐患。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是提供一种在碳排放异常时及时进行提醒的再生控制方法。
本发明的进一步的一个目的是要不影响正常情况下的碳载量计算。
本发明第二方面的一个目的是提供一种用于实现上述再生控制方法的再生控制系统。
本发明第三方面的一个目的是提供一种包括上述再生控制系统的车辆。
特别地，本发明提供了一种颗粒捕集器的再生控制方法，包括：
实时测量颗粒捕集器的入口端和出口端的压力差；
在所述压力差大于压力差标定值时，将第一碳载量赋值为碳载量标定值，所述碳载量标定值大于碳载量报警阈值，所述压力差标定值用于表征所述压力差是否异常；
在所述压力差小于或等于所述压力差标定值时，根据所述压力差计算所述颗粒捕集器的第一碳载量；
根据发动机碳原排量、所述颗粒捕集器的模型温度、流经所述颗粒捕集器的的氧气含量实时计算所述颗粒捕集器的第二碳载量；
取所述第一碳载量和所述第二碳载量中的较大值作为最终碳载量；
根据所述最终碳载量控制所述颗粒捕集器的再生和报警装置的报警功能。
可选地，所述压力差标定值的标定过程包括：
根据发动机当前的排气流量和预设的流量压差曲线获得所述颗粒捕集器当前的压力差查询值，所述预设的流量压差曲线用于反应预设碳载量下发动机的排气流量与所述颗粒捕集器的压力差的关系；
根据当前所述颗粒捕集器的模型温度修正所述压力差查询值；
根据修正后所述压力差查询值确定所述压力差标定值。
可选地，根据当前所述颗粒捕集器的模型温度修正所述压力差查询值的步骤包括：
根据当前所述颗粒捕集器的模型温度获取温度修正系数；
将所述温度修正系数与所述压力差查询值的积作为修正后的所述压力差查询值。
可选地，根据所述最终碳载量控制所述颗粒捕集器的再生和报警装置的报警功能的步骤包括：
当所述最终碳载量等于所述碳载量标定值时控制报警装置发出用于提醒进行再生和用于提供再生方法的警报提示信息。
可选地，实时测量颗粒捕集器的入口端和出口端的压力差的步骤包括：
在发动机启动后通过压差传感器监测所述颗粒捕集器的压力差。
可选地，根据所述压力差计算所述颗粒捕集器的第一碳载量的步骤包括：
根据所述压力差和所述颗粒捕集器的模型温度计算用于表征所述颗粒捕集器的碳载量的表征系数；
根据所述表征系数查表得到相应的碳载量，并将该碳载量作为所述第一碳载量。
特别地，本发明还提供了一种颗粒捕集器的再生控制系统，包括控制单元，所述控制单元包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现根据上述任一项所述的再生控制方法。
可选地，再生控制系统还包括：
压差传感器，与所述控制单元相连，用于实时监测所述颗粒捕集器的压力差；
氧传感器，与所述控制单元相连，用于实时监测流经所述颗粒捕集器的空气的空燃比，以便所述控制单元根据所述空燃比计算流经所述颗粒捕集器的的氧气含量。
特别地，本发明还提供了一种车辆，包括上述任一项所述的再生控制系统。
本发明的再生控制方法在颗粒捕集器的压力差大于压力差标定值，直接将第一碳载量赋值为碳载量标定值，这个碳载量标定值为大于碳载量报警阈值的值，即能够触发再生和报警的一个碳载量值，这个值会大于第二碳载量，因此，这种压力差异常升高的情况下，最终碳载量就为碳载量标定值，此时车辆的报警系统进行报警，用于提示用户需要进行再生，从而在碳排放异常时(例如氧传感器异常导致的碳排放异常)起到及时的提醒，以便用户或车辆进行及时的再生，防止异常情况下原来两种碳载量计算方式不能及时的反应出颗粒捕集器内实际碳载量而导致整车动力不足甚至熄火的风险，即在实际碳载量即将导致颗粒捕集器堵死前通知用户进行再生，做到异常的情况下在整车熄火之前保留足够的安全空间，规避行车过程种突然熄火引发事故的风险。
进一步地，在颗粒捕集器的压力差小于或等于压力差标定值时，仍然按照根据压力差所计算的第一碳载量和第二碳载量中的较大值来确定最终碳载量，即在压力差处于正常情况时，仍能安按照正常的碳载量计算方法确定最终碳载量。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的颗粒捕集器的再生控制方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的颗粒捕集器的再生控制方法中压力差标定值的标定流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的颗粒捕集器的再生控制方法的流程图。如图1所示，一个实施例中，颗粒捕集器的再生控制方法包括：
步骤S10，实时测量颗粒捕集器的入口端和出口端的压力差。
步骤S20，判断压力差是否大于压力差标定值，若是进入步骤S30，若否进入步骤S40。压力差标定值用于表征压力差是否异常，也就是说，当压力差大于压力差标定值时认为压力差处于异常升高的情况。
步骤S30，将第一碳载量赋值为碳载量标定值，碳载量标定值大于碳载量报警阈值。
步骤S40，根据压力差计算颗粒捕集器的第一碳载量。
步骤S50，根据发动机碳原排量、颗粒捕集器的模型温度、流经颗粒捕集器的氧气含量实时计算颗粒捕集器的第二碳载量。
步骤S60，取第一碳载量和第二碳载量中的较大值作为最终碳载量。
步骤S70，根据最终碳载量控制颗粒捕集器的再生和报警装置的报警功能。
需要说明的是，步骤S20至步骤S40是第一碳载量的确定过程，步骤S50是第二碳载量的确定过程，对这两个过程的执行先后顺序不做限制。
本实施例的再生控制方法在颗粒捕集器的压力差大于压力差标定值，直接将第一碳载量赋值为碳载量标定值，这个碳载量标定值为大于碳载量报警阈值的值，即能够触发再生和报警的一个碳载量值，这个值会大于第二碳载量，因此，这种压力差异常升高的情况下，最终碳载量就为碳载量标定值，此时车辆的报警系统进行报警，用于提示用户需要进行再生，从而在碳排放异常时(例如氧传感器异常导致的碳排放异常)起到及时的提醒，以便用户或车辆进行及时的再生，防止异常情况下原来两种碳载量计算方式不能及时的反应出颗粒捕集器内实际碳载量而导致整车动力不足甚至熄火的风险，即在实际碳载量即将导致颗粒捕集器堵死前通知用户进行再生，做到异常的情况下在整车熄火之前保留足够的安全空间，规避行车过程种突然熄火引发事故的风险。
进一步地，在颗粒捕集器的压力差小于或等于压力差标定值时，仍然按照根据压力差所计算的第一碳载量和第二碳载量中的较大值来确定最终碳载量，即在压力差处于正常情况时，仍能安按照正常的碳载量计算方法确定最终碳载量。
图2是根据本发明一个实施例的颗粒捕集器的再生控制方法中压力差标定值的标定流程图。进一步的一个实施例中，压力差标定值的标定过程包括：
步骤S21，根据发动机当前的排气流量和预设的流量压差曲线获得颗粒捕集器当前的压力差查询值。预设的流量压差曲线用于反应预设碳载量下发动机的排气流量与颗粒捕集器的压力差的关系。预设碳载量根据是否会堵死该颗粒捕集器的碳载量来确定，假设30g碳载量会将颗粒捕集器堵死，考虑到燃烧时的偏差等因素选定一个值，例如20g作为预设碳载量，再根据这个预设碳载量标定出相应的流量压差曲线，即上述的预设的流量压差曲线。
步骤S22，根据当前颗粒捕集器的模型温度修正压力差查询值。由于颗粒捕集器的压力差与其模型温度有一定的关系，因此还需要通过模型温度对压力差进行修正。这里的模型温度是根据发动机排气阀门出口的模型温度经过热传递从前往后计算来的(即根据发动机转速、负荷计算出排气阀门模型温度，以这个温度为边界计算前面催化器模型温度，在算到后面的GPF温度模型)。
步骤S23，根据修正后压力差查询值确定压力差标定值。
进一步地，步骤S22包括：
根据当前颗粒捕集器的模型温度获取温度修正系数；
将温度修正系数与压力差查询值的积作为修正后的压力差查询值。
本实施例提供了一种标定压力差标定值的具体方法，通过考虑发动机当前的排气流量、预设碳载量和温度的因素，使得得出的压力差标定值能够准确地反应当前状态下颗粒捕集器是否处于压力差异常升高的状态。
进一步的一个实施例中，步骤S70包括：
当最终碳载量等于碳载量标定值时控制报警装置发出用于提醒进行再生和用于提供再生方法的警报提示信息。例如进行声光报警，例如点亮报警灯，通过显示屏显示具体的处理方法，例如显示“参考用于手册”字样，电机该字样时能够获取到相应的处理方法，该处理方法用于指导用户如何进行再生，是否应该进行驻车再生。
一个实施例中，步骤S10包括：
在发动机启动后通过压差传感器监测颗粒捕集器的压力差。
进一步的一个实施例中，步骤S40包括：
根据压力差和颗粒捕集器的模型温度计算用于表征颗粒捕集器的碳载量的表征系数；根据表征系数查表得到相应的碳载量，并将该碳载量作为第一碳载量。其中，计算碳载量的表征系数的方法可以选用本领域现有的任一种常用的方法，在此不再赘述。碳载量的表征系数和碳载量相关，相同的碳载量下表征系数基本维持在一定值附近，这个系数会在合适的工况下计算同时在满足一定计算次数后更新，最终更新模型碳载量。
本发明还提供了一种颗粒捕集器的再生控制系统。一个实施例中，该再生控制系统包括控制单元，控制单元包括存储器和处理器，存储器内存储有控制程序，控制程序被处理器执行时用于实现上述任一实施例或实施例的组合中的再生控制方法。处理器可以是一个中央处理单元(central processing unit，简称CPU)，或者为数字处理单元等等。处理器通过通信接口收发数据。存储器用于存储处理器执行的程序。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何介质，也可以是多个存储器的组合。上述计算程序可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备或者经由网络(例如因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到计算机或外部存储设备。
进一步的一个实施例中，再生控制系统还包括压差传感器和氧传感器。压差传感器与控制单元相连，用于实时监测颗粒捕集器的压力差。氧传感器与控制单元相连，用于实时监测流经颗粒捕集器的空气的空燃比，以便控制单元根据空燃比计算流经颗粒捕集器的的氧气含量。当然再生控制系统还包括其他用于测量实现上述再生控制方法所需的参数的其他传感器。
本发明还提供了一种车辆，包括上述的再生控制系统。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种颗粒捕集器的再生控制方法，其特征在于，包括：
实时测量颗粒捕集器的入口端和出口端的压力差；
在所述压力差大于压力差标定值时，将第一碳载量赋值为碳载量标定值，所述碳载量标定值大于碳载量报警阈值，所述压力差标定值用于表征所述压力差是否异常；
在所述压力差小于或等于所述压力差标定值时，根据所述压力差计算所述颗粒捕集器的第一碳载量；
根据发动机碳原排量、所述颗粒捕集器的模型温度、流经所述颗粒捕集器的氧气含量实时计算所述颗粒捕集器的第二碳载量；
取所述第一碳载量和所述第二碳载量中的较大值作为最终碳载量；
根据所述最终碳载量控制所述颗粒捕集器的再生和报警装置的报警功能。
2.根据权利要求1所述的再生控制方法，其特征在于，所述压力差标定值的标定过程包括：
根据发动机当前的排气流量和预设的流量压差曲线获得所述颗粒捕集器当前的压力差查询值，所述预设的流量压差曲线用于反应预设碳载量下发动机的排气流量与所述颗粒捕集器的压力差的关系；
根据当前所述颗粒捕集器的模型温度修正所述压力差查询值；
根据修正后所述压力差查询值确定所述压力差标定值。
3.根据权利要求2所述的再生控制方法，其特征在于，根据当前所述颗粒捕集器的模型温度修正所述压力差查询值的步骤包括：
根据当前所述颗粒捕集器的模型温度获取温度修正系数；
将所述温度修正系数与所述压力差查询值的积作为修正后的所述压力差查询值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的再生控制方法，其特征在于，根据所述最终碳载量控制所述颗粒捕集器的再生和报警装置的报警功能的步骤包括：
当所述最终碳载量等于所述碳载量标定值时控制报警装置发出用于提醒进行再生和用于提供再生方法的警报提示信息。
5.根据权利要求1所述的再生控制方法，其特征在于，实时测量颗粒捕集器的入口端和出口端的压力差的步骤包括：
在发动机启动后通过压差传感器监测所述颗粒捕集器的压力差。
6.根据权利要求1所述的再生控制方法，其特征在于，根据所述压力差计算所述颗粒捕集器的第一碳载量的步骤包括：
根据所述压力差和所述颗粒捕集器的模型温度计算用于表征所述颗粒捕集器的碳载量的表征系数；
根据所述表征系数查表得到相应的碳载量，并将该碳载量作为所述第一碳载量。
7.一种颗粒捕集器的再生控制系统，包括控制单元，所述控制单元包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现根据权利要求1-6中任一项所述的再生控制方法。
8.根据权利要求7所述的再生控制系统，其特征在于，还包括：
压差传感器，与所述控制单元相连，用于实时监测所述颗粒捕集器的压力差；
氧传感器，与所述控制单元相连，用于实时监测流经所述颗粒捕集器的空气的空燃比，以便所述控制单元根据所述空燃比计算流经所述颗粒捕集器的氧气含量。
9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求7或8所述的再生控制系统。
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