CN113700539A - 汽车吊发动机在pto模式下的dpf自动再生控制方法 - Google Patents

汽车吊发动机在pto模式下的dpf自动再生控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，包括步骤：1、PTO作业模式下检测DPF碳载量值；2、DPF碳载量值＞DPF碳载量阈值则执行步骤3，否则返回步骤1；3、发出DPF再生提醒，选择自动再生方式；4、满足DPF再生条件则执行步骤5，否则返回步骤1；5、进入边作业边再生模式，发动机转速提升至目标值，排气温度达到DOC起燃温度，DPF自动再生；6、再生完成则执行步骤7，否则等待；7、发动机转速降至PTO作业模式转速，退出边作业边再生模式；8、汽车吊完成作业则结束控制，否则返回步骤1。本发明能实现汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生，从而提高汽车吊的作业效率。

Description

汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法
技术领域
本发明涉及一种汽车吊发动机的控制方法，尤其涉及一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法。
背景技术
汽车吊是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，汽车吊的PTO（Power Take Off）杆即取力杆用于随汽车吊的动力输出与切断控制发动机。汽车吊发动机在实际吊重过程中需要兼顾动力性和燃油经济，发动机转速过低，发动机输出扭矩不足，无法满足吊重需求，发动机转速过高，整车油耗升高，燃油经济性变差，因此正常PTO作业模式下发动机的目标转速设为800rpm，在大多数情况下，汽车吊发动机转速需要固定在800rpm左右以满足汽车吊在正常PTO作业模式下系统工作要求。
汽车吊运行时长时间处于PTO作业模式，即发动机转速低、负载低、排气温度低，在PTO作业模式下，发动机排气温度不能满足DOC（即Diesel Oxidation Catalyst，意为氧化型催化转化器）的起燃温度要求，从而导致DPF（即Diesel Particulate Filter，意为柴油颗粒捕集器）无法自动再生，需要依赖用户进行原地手动DPF再生，而手动DPF再生时需要停止作业，影响用户的作业效率，造成用户抱怨。。
中国发明专利申请CN202110368507.2公开了一种基于柴油发动机缸内后喷的再生控制方法及系统，并具体公开了该再生控制方法：包括：获取发动机的运行模式和运行参数，当发动机的运行模式和运行参数满足再生条件时，发送再生指令；获取DPF颗粒捕捉器的监控状态，当DPF颗粒捕捉器的监控状态满足激活条件时，发送再生激活信号；接收再生指令和再生激活信号后采集DPF颗粒捕捉器的进气端温度；当所述进气端温度低于再生温度阈值时计算所需喷油量，并根据所需喷油量进行喷油促进再生。汽车吊在正常PTO作业模式下作业时，发动机转速低、扭矩小、排气温度也比较低，发动机运行参数无法满足该控制方法所提到的再生条件，导致发动机无法发送再生指令，从而无法实现再生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，能实现汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生，从而提高汽车吊的作业效率。
本发明是这样实现的：
一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，包括以下步骤：
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU实时检测汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值；
步骤2：ECU设定DPF碳载量阈值，并判断DPF碳载量值是否大于DPF碳载量阈值，若是，则执行步骤3，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1；
步骤3：ECU向驾驶员发出DPF再生提醒，驾驶员选择一种自动再生方式；
步骤4：ECU判断DPF再生条件是否满足，若是，则执行步骤5，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1；
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速提升至目标值，使发动机的排气温度达到DOC的起燃温度，DPF开始自动再生；
步骤6：ECU设定再生时间阈值，并根据再生时间阈值判断DPF自动再生是否完成，若是，则执行步骤6，若否，则等待DPF自动再生完成；
步骤7：ECU控制发动机转速降至PTO作业模式的正常作业转速，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式；
步骤8：ECU判断汽车吊是否完成作业，若否，则返回步骤1，若是，则结束控制。
所述的步骤2中，DPF碳载量阈值的取值范围为3.5g/L*V，其中V为DPF的体积。
所述的步骤3中，自动再生方式包括：
1、按下再生按钮，立刻进行DPF再生；
2、汽车吊继续运行一段时间后自动触发DPF再生，一段时间的取值范围为不超过8h。
所述的步骤4中，DPF再生条件包括：
（1）转速＞600rpm；
（2）车速的范围为0-5km/h；
（3）水温＞50℃；
（4）DOC入口温度＜550℃；
（5）汽车吊所处位置的大气压力＞55kPa；
（6）刹车踏板未被踩下，刹车踏板未踩下状态标记为0，刹车踏板踩下状态标记为1；
（7）挡位处于空挡，空挡状态标记为1，非空挡状态标记为0；
当条件（1）-（7）同时满足时，认为DPF再生条件满足，否则DPF再生条件不满足。
所述的步骤5中，发动机转速提升的目标值为1100-1300rpm。
所述的发动机转速提升和下降的过程中，发动机转速呈线性变化。
所述的步骤6中，再生时间阈值的取值范围为30-40min。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明由于采用了边作业边再生的控制模式，能实现汽车吊发动机在PTO作业模式下的DPF自动再生，在不影响汽车吊的正常、安全作业的情况下提升发动机转速，以满足DOC的起燃要求，从而实现DPF的自动再生，无需停工并手动再生，大大提高了汽车吊的作业效率。
2、本发明由于采用了自动再生策略，无需驾驶员手动再生，减少了停工时间和次数，从而减少了用户抱怨，且能避免为了避免降低工作效率而不进行DPF再生导致的DPF堵塞、DPF积碳量超标、DPF过载烧毁等问题，节约了维修、售后成本。
本发明能实现汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生，且不影响汽车吊的正常作业，减少驾驶员手动再生次数和停工时间，提高汽车吊的作业效率。
附图说明
图1是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法的流程图；
图2是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法中实施例1的发动机转速示意图（PTO作业模式）；
图3是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法中实施例1的发动机转速示意图（边作业边再生模式）；
图4是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法中实施例2的发动机转速示意图（边作业边再生模式）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1，一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，包括以下步骤：
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU（即Electronic Control Unit，意为电子控制单元）实时检测汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值。
步骤2：ECU设定DPF碳载量阈值，并判断DPF碳载量值是否大于DPF碳载量阈值，若是，则执行步骤3，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1。
所述的DPF碳载量阈值为3.5g/L*V，其中，V为DPF的体积，DPF碳载量阈值可根据DPF载体材料设定，保证碳载量在该阈值下能够进行再生，且DPF不会高温融损。例如DPF的体积为11L，则DPF碳载量阈值为38.5g。
步骤3：ECU通过驾驶室仪表盘向驾驶员发出DPF再生提醒，驾驶员选择一种自动再生方式。
所述的自动再生方式包括：
1、按下再生按钮，立刻进行DPF再生。可在驾驶室设置再生按钮。DOC氧化催化器进气端与发动机排气管出口端相连，DOC氧化催化器排气端与DPF颗粒捕集器入口段端相连，发动机、DOC氧化催化器、DPF颗粒捕集器、再生按钮与发动机控制器电连接，再生按钮按下实现功能为按下后触发再生命令。
2、汽车吊继续运行一段时间后自动触发DPF再生。一段时间的范围可为不超过8h，可根据实际需要设定。若驾驶员未手动按下再生按钮进行再生，汽车吊发动机持续运行时间超过发动机系统设定的时间范围后，将自动触发DPF再生。
步骤4：ECU判断DPF再生条件是否满足，若是，则执行步骤5，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1。
所述的DPF再生条件包括：
（1）转速＞600rpm；
（2）车速范围为0-5km/h；
（3）水温＞50℃；
（4）DOC入口温度＜550℃；
（5）汽车吊所处位置的大气压力＞55kPa；
（6）刹车踏板未被踩下，刹车踏板未踩下状态标记为0，刹车踏板踩下状态标记为1；
（7）挡位处于空挡，空挡状态标记为1，非空挡状态标记为0。
当条件（1）-（7）同时满足时，认为DPF再生条件满足，否则DPF再生条件不满足。
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速提升至目标值，使发动机的排气温度达到DOC的起燃温度，DPF开始自动再生。
优选的，所述的目标值可设定为1100-1300rpm，能兼顾燃油经济性和DOC的升温要求。
发动机在正常的PTO作业模式下的转速为800rpm，本发明将边作业边再生模式下的发动机转速目标值设定为1100rpm，当ECU识别到整车处于PTO作业模式，且收到再生命令后，当再生条件满足后，发动机进入作业再生模式，发动机转速缓慢升至作业模式再生目标转速设定值，为确保驾驶员操作安全，发动机转速按13rpm/s线性缓慢升高。若发动机未收到再生命令或DPF再生条件不满足，发动机处于正常的PTO作业模式，发动机转速为PTO作业模式下的设定转速。
步骤6：ECU设定再生时间阈值，并根据再生时间阈值判断DPF自动再生是否完成，若是，则执行步骤6，若否，则等待DPF自动再生完成。
优选的，所述的再生时间阈值为30-40min，再生时间阈值可根据DPF碳载量确定。
步骤7：ECU控制发动机转速降至PTO作业模式的正常作业转速，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式。ECU识别到边作业边再生模式下DPF再生完成后，退出边作业边再生模式，进入正常PTO作业模式，发动机转速从边作业边再生模式的目标值1100rpm缓慢降至正常PTO作业模式转速800rpm，为确保驾驶员操作安全，发动机转速按13rpm/s线性缓慢降低，直至发动机转速降到正常作业模式转速。
步骤8：ECU判断汽车吊是否完成作业，若否，则返回步骤1，若是，则结束控制。
实施例1：
本实施例应用于25t汽车吊中，25t汽车吊在PTO作业模式下的发动机转速为800rpm左右，发动机的排气温度约为170℃，而DOC的起燃温度为250℃以上，发动机的排气温度无法满足DOC的起燃要求，无法实现DPF的自动再生。请参见附图2，曲线S1表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S2表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU实时检测到汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值为50g。
步骤2：在本实施例中，DPF碳载量阈值设定为49g，DPF碳载量值＞DPF碳载量阈值。
步骤3：驾驶室仪表盘通过警示灯和蜂鸣器向驾驶员发出DPF再生提醒，提示驾驶员选择一种自动再生方式，在本实施例中，驾驶员选择按下再生按钮，立刻进行DPF再生。
步骤4：ECU采集转速为800rpm、车速为0km/h、水温为80℃、DOC入口温度为168℃、大气压力为101kPa、刹车状态为0、挡位状态为1，DPF再生条件满足。
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速从800rpm提升至目标值1100rpm，转速线性提升速度为13rpm/s，使发动机的排气温度从170℃提升到300℃，高于DOC的起燃温度250℃，满足DOC的起燃要求，DPF开始自动再生，DPF再生过程与现有技术中的再生过程一致，此处不再赘述。请参见附图3，曲线S3表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S4表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。从附图3可知，汽车吊发动机的转速和排气温度稳定，能满足DPF再生要求和PTO作业要求。
步骤6：ECU设定再生时间阈值为30min，ECU判断DPF自动再生完成。
步骤7：ECU控制发动机转速从1100rpm降至PTO作业模式的正常作业转速800rpm，转速线性下降速度为13rpm/s，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式。
步骤8：汽车吊保持PTO作业模式直至结束作业，结束控制。
实施例2：
本实施例应用于25t汽车吊中，25t汽车吊在PTO作业模式下的发动机转速为800rpm左右，发动机的排气温度约为170℃，而DOC的起燃温度为250℃以上，发动机的排气温度无法满足DOC的起燃要求，无法实现DPF的自动再生。请参见附图2，曲线S1表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S2表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU实时检测到汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值为50g。
步骤2：在本实施例中， DPF碳载量阈值设定为49g，DPF碳载量值＞DPF碳载量阈值。
步骤3：驾驶室仪表盘通过警示灯和蜂鸣器向驾驶员发出DPF再生提醒，提示驾驶员选择一种自动再生方式，在本实施例中，驾驶员选择汽车吊继续运行60s后自动触发DPF再生。
步骤4：ECU识别到整车处于PTO作业模式，发动机持续运行60s后，ECU发出再生命令，ECU采集转速为800rpm、车速为0km/h、水温为80℃、DOC入口温度为170℃、大气压力为101kPa、刹车状态为0、挡位状态为1，DPF再生条件满足。
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速从800rpm提升至目标值1100rpm，转速线性提升速度为13rpm/s，使发动机的排气温度从170℃提升到275℃，高于DOC的起燃温度250℃，满足DOC的起燃要求，DPF开始自动再生，DPF再生过程与现有技术中的再生过程一致，此处不再赘述。请参见附图4，曲线S5表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S6表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。从附图4可知，汽车吊发动机的转速和排气温度稳定，能满足DPF再生要求和PTO作业要求。
步骤6：ECU设定再生时间阈值为30min，ECU判断DPF自动再生完成。
步骤7：ECU控制发动机转速从1100rpm降至PTO作业模式的正常作业转速800rpm，转速线性下降速度为13rpm/s，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式。
步骤8：汽车吊保持PTO作业模式直至结束作业，结束控制。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU实时检测汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值；
步骤2：ECU设定DPF碳载量阈值，并判断DPF碳载量值是否大于DPF碳载量阈值，若是，则执行步骤3，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1；
步骤3：ECU向驾驶员发出DPF再生提醒，驾驶员选择一种自动再生方式；
步骤4：ECU判断DPF再生条件是否满足，若是，则执行步骤5，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1；
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速提升至目标值，使发动机的排气温度达到DOC的起燃温度，DPF开始自动再生；
步骤6：ECU设定再生时间阈值，并根据再生时间阈值判断DPF自动再生是否完成，若是，则执行步骤6，若否，则等待DPF自动再生完成；
步骤7：ECU控制发动机转速降至PTO作业模式的正常作业转速，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式；
步骤8：ECU判断汽车吊是否完成作业，若否，则返回步骤1，若是，则结束控制。
2.根据权利要求1所述的汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，其特征是：所述的步骤2中，DPF碳载量阈值的取值范围为3.5g/L*V，其中，V为DPF的体积。
3.根据权利要求1所述的汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，其特征是：所述的步骤3中，自动再生方式包括：
1、按下再生按钮，立刻进行DPF再生；
2、汽车吊继续运行一段时间后自动触发DPF再生，一段时间的取值范围为不超过8h。
4.根据权利要求1所述的汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，其特征是：所述的步骤4中，DPF再生条件包括：
（1）转速＞600rpm；
（2）车速范围为0-5km/h；
（3）水温＞50℃；
（4）DOC入口温度＜550℃；
（5）汽车吊所处位置的大气压力＞55kPa；
（6）刹车踏板未被踩下，刹车踏板未踩下状态标记为0，刹车踏板踩下状态标记为1；
（7）挡位处于空挡，空挡状态标记为1，非空挡状态标记为0；
当条件（1）-（7）同时满足时，认为DPF再生条件满足，否则认为DPF再生条件不满足。
5.根据权利要求1所述的汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，其特征是：所述的步骤5中，发动机转速提升的目标值为1100-1300rpm。
6.根据权利要求1所述的汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，其特征是：所述的发动机转速提升和下降的过程中，发动机转速呈线性变化。
7.根据权利要求1所述的汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，其特征是：所述的步骤6中，再生时间阈值的取值范围为30-40min。
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