CN114017169A - 一种dpf再生控制方法、装置和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DPF再生控制方法、装置和发动机，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，该方法包括：在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式，避免了DPF因内部温度急剧升高而被损坏，进一步提高了DPF的可靠性。

Description

一种DPF再生控制方法、装置和发动机

技术领域

本申请涉及汽车控制技术领域，更具体地，涉及一种DPF再生控制方法、装置和发动机。

背景技术

在DPF（diesel particulate filter，柴油颗粒物捕集器）行车再生过程中，当发生DTI（drop to idle，降到怠速）工况或打开排气制动时，DPF内部的碳烟颗粒在富氧环境下快速氧化，短时间内放出大量热量，但由于此时经过DPF的废气流量大幅度减少，废气散热量响应减少，导致DPF内部温度急剧升高，严重影响DPF可靠性。

因此，如何进一步提高DPF的可靠性，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种DPF再生控制方法，用以解决现有技术中DPF的可靠性差的技术问题，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，该方法包括：

在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；

若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式。

在本申请一些实施例中，所述温度参数包括DPF上游温度的测量值和DPF上游温度的目标值，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，具体为：

将DPF上游温度的目标值作为设定值，并将DPF上游温度的测量值作为反馈值进行闭环控制，并根据闭环控制的结果确定所述柴油喷油量；

按所述柴油喷油量将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧。

在本申请一些实施例中，在使DPF进入加热单元温度控制模式之后，所述方法还包括：

若检测到所述加热单元的故障信号，使DPF退出加热单元温度控制模式并进入行车再生模式。

在本申请一些实施例中，所述方法还包括：

若DPF从加热单元温度控制模式进入行车再生模式后发生再生中断，使DPF退出行车再生模式并进入正常模式。

在本申请一些实施例中，在使DPF进入加热单元温度控制模式之后，所述方法还包括：

若DPF的碳载量小于预设碳载量或DPF的再生时长超过预设时长，确定再生成功，并将行车再生请求和进入加热单元温度控制模式请求清零，以使DPF退出加热单元温度控制模式并进入正常模式。

在本申请一些实施例中，所述发动机在满足预设条件时进入DTI工况，所述预设条件包括：发动机转速下降速率大于预设速率，且发动机转速小于转速限值，且DPF平均温度大于温度限值，且DPF的模型计算碳载量大于碳载量限值。

相应的，本发明还提供了一种DPF再生控制装置，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，所述装置包括：

检测模块，用于在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；

加热单元控制模块，用于若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式。

在本申请一些实施例中，所述温度参数包括DPF上游温度的测量值和DPF上游温度的目标值，所述加热单元控制模块具体用于：

将DPF上游温度的目标值作为设定值，并将DPF上游温度的测量值作为反馈值进行闭环控制，并根据闭环控制的结果确定所述柴油喷油量；

按所述柴油喷油量将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧。

在本申请一些实施例中，所述加热单元包括：

压缩空气模块，用于将柴油进行雾化；

燃油模块，用于提供柴油；

点火线圈，用于点燃雾化后的柴油；

燃烧器，设置在所述排气管路中，所述燃烧器连接所述压缩空气模块、所述燃油模块和所述点火线圈，所述燃烧器包括喷嘴，所述喷嘴将雾化的柴油喷入所述燃烧器，柴油在所述点火线圈的作用下被点燃后在所述燃烧器中燃烧。

在本申请一些实施例中，所述装置还包括模式切换模块，用于：

若检测到所述加热单元的故障信号，使DPF退出加热单元温度控制模式并进入行车再生模式。

在本申请一些实施例中，模式切换模块还用于：

若DPF从加热单元温度控制模式进入行车再生模式后发生再生中断，使DPF退出行车再生模式并进入正常模式。

在本申请一些实施例中，模式切换模块还用于：

若DPF的碳载量小于预设碳载量或DPF的再生时长超过预设时长，确定再生成功，并将行车再生请求和进入加热单元温度控制模式请求清零，以使DPF退出加热单元温度控制模式并进入正常模式。

相应的，本发明还提供了一种发动机，包括如上所述的DPF再生控制装置。

通过应用以上技术方案，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式，避免了DPF因内部温度急剧升高而被损坏，进一步提高了DPF的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1示出了本发明实施例提出的一种DPF再生控制方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例中加热单元布置示意图；

图3示出了本发明实施例中进入加热单元温度控制模式的逻辑示意图；

图4示出了本发明实施例中模式切换协调示意图；

图5示出了本发明实施例提出的一种DPF再生控制装置的结构示意图。

图2中，10、DPF；11、DPF上游温度传感器；12、DPF下游温度传感器；20、DOC；21、DOC前温度传感器；31、压缩空气模块；32、燃油模块；33、点火线圈；34、燃烧器；35、控制器；40、排气管路；50、SCR；60、涡轮增压器；70、柴油发动机。

图5中，501、检测模块；502、加热单元控制模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种DPF再生控制方法，在DPF行车再生过程中，当发生DTI工况或打开排气制动时，退出行车再生模式，通过加热单元对DPF上游温度进行闭环控制，避免DPF因内部温度急剧升高而被损坏。

本方法中，在DOC（Diesel Oxidation Catalysis，柴油氧化催化器）上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式。

本实施例中，车辆在行驶过程中，ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）会实时监控DPF内碳载量情况，当ECU监控到DPF中捕集的碳载量达到设定值时，ECU会控制DPF自动进入行车再生模式，行车再生过程通过关闭排气蝶阀、增加后喷油量、采取第七支喷油器向排气尾管喷射柴油等方式提升后处理温度，通过DOC将燃油氧化放热，DPF内捕集的碳烟在高温作用下与空气发生反应。

在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，经过DPF的废气流量大幅度减少，废气散热量响应减少，导致DPF内部温度急剧升高，严重影响DPF可靠性，因此，使DPF退出行车再生模式。

为了可靠的检测发动机是否进入DTI工况，在本申请一些实施例中，所述发动机在满足预设条件时进入DTI工况，所述预设条件包括：发动机转速下降速率大于预设速率，且发动机转速小于转速限值，且DPF平均温度大于温度限值，且DPF的模型计算碳载量大于碳载量限值。

本实施例中，DPF的模型计算碳载量是通过碳载量模型计算出的。

可选的，DPF中的碳载量还可通过DPF前后的压力差确定，此时，预设条件可包括发动机转速下降速率大于预设速率，且发动机转速小于转速限值，且DPF平均温度大于温度限值，且DPF前后的压力差大于压力差限值。

步骤S102，若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式。

本实施例中，DPF上下游设置有温度传感器，可从ECU的报文获取DPF的温度参数。若未检测到所述加热单元的故障信号，说明加热单元可正常运行，根据DPF的温度参数确定加热单元的柴油喷油量并启动加热单元，加热单元将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，使DPF进入加热单元温度控制模式，从而产生热量进行再生，保证再生不受影响，并可提高废气流量以增加散热量，来快速降低DPF内部温度，避免DPF被高温损坏。

为了进一步提高DPF的可靠性，在本申请一些实施例中，所述温度参数包括DPF上游温度的测量值和DPF上游温度的目标值，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，具体为：

将DPF上游温度的目标值作为设定值，并将DPF上游温度的测量值作为反馈值进行闭环控制，并根据闭环控制的结果确定所述柴油喷油量；

按所述柴油喷油量将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧。

本实施例中，通过加热单元对DPF上游温度进行闭环控制，可提高DPF再生的稳定性。

可选的，还可通过加热单元对DPF下游温度进行闭环控制，本领域技术人员可根据实际需要灵活选择，这并不影响本申请的保护范围。

为了进一步提高DPF再生的可靠性，在本申请一些实施例中，在使DPF进入加热单元温度控制模式之后，所述方法还包括：

若检测到所述加热单元的故障信号，使DPF退出加热单元温度控制模式并进入行车再生模式。

本实施例中，若检测到加热单元的故障信号，说明加热单元此时无法正常运行，为了继续进行DPF再生，使DPF退出加热单元温度控制模式并进入行车再生模式。

为了保证DPF再生的可靠性，在本申请一些实施例中，所述方法还包括：

若DPF从加热单元温度控制模式进入行车再生模式后发生再生中断，使DPF退出行车再生模式并进入正常模式。

本实施例中，若DPF从加热单元温度控制模式进入行车再生模式后发生再生中断，说明此时DPF无法正常按照加热单元温度控制模式和行车再生模式进行再生，因此使DPF退出行车再生模式并进入正常模式。可以理解的是，正常模式下不进行DPF再生。

为了保证DPF再生的可靠性，在本申请一些实施例中，在使DPF进入加热单元温度控制模式之后，所述方法还包括：

若DPF的碳载量小于预设碳载量或DPF的再生时长超过预设时长，确定再生成功，并将行车再生请求和进入加热单元温度控制模式请求清零，以使DPF退出加热单元温度控制模式并进入正常模式。

本实施例中，若DPF的碳载量小于预设碳载量或DPF的再生时长超过预设时长，确定再生成功，行车再生模式是由行车再生请求触发的，加热单元温度控制模式是由进入加热单元温度控制模式请求触发的，在确定再生成功后，将行车再生请求和进入加热单元温度控制模式请求清零，可使DPF退出加热单元温度控制模式并进入正常模式。

通过应用以上技术方案，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式，避免了DPF因内部温度急剧升高而被损坏，进一步提高了DPF的可靠性。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

如图2所示为本发明实施例中加热单元布置示意图，在DOC20上游的排气管路40处增加加热单元，加热单元包括压缩空气模块31、燃油模块32、点火线圈33、燃烧器34和控制器35。燃烧器34设置在DOC20上游的排气管路40中，压缩空气模块31、燃油模块32、点火线圈33分别连接燃烧器34。

排气管路40的上游连接涡轮增压器60，涡轮增压器60连接柴油发电机70的排气端，DOC20的上游设置有DOC前温度传感器21，DPF10的上游和下游分别设置有DPF上游温度传感器11和DPF下游温度传感器12，DPF10的下游连接SCR（Selective CatalyticReduction，选择性催化还原器）50。

DTI工况的判断：

发动机转速下降速率大于预设速率，且发动机转速小于转速限值，且DPF平均温度大于温度限值，且DPF的模型计算碳载量大于碳载量限值，判断发动机处于DTI工况。

如图3和图4所示，DPF再生的具体控制过程如下：

在DPF行车再生过程中，当发生DTI工况或打开排气制动时，退出行车再生模式，首先判断没有加热单元相关故障发生，进入加热单元温度控制模式。

ECU通过报文把DPF上游温度测量值和DPF上游温度目标值发送给加热单元的控制器，控制器以ECU发来的DPF上游温度目标值为设定值，并将DPF上游温度测量值作为反馈值进行闭环控制，计算出喷油量。通过喷嘴在排气管路中喷入柴油，通入高压气体实现雾化后，柴油在点火线圈作用下燃烧，从而产生热量进行再生。

当有加热单元相关故障发生时，退出加热单元温度控制模式，进入行车再生模式，如果此时发生再生中断，退出行车再生模式，进入正常模式。

当碳载量小于预设碳载量或再生时长超过预设时长，即再生成功，把行车再生请求及进入加热单元温度控制模式请求清零，退出加热单元温度控制模式，进入正常模式。

本申请实施例还提出了一种DPF再生控制装置，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，如图5所示，所述装置包括：

检测模块501，用于在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；

加热单元控制模块502，用于若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式。

在本申请具体的应用场景中，所述温度参数包括DPF上游温度的测量值和DPF上游温度的目标值，加热单元控制模块502具体用于：

将DPF上游温度的目标值作为设定值，并将DPF上游温度的测量值作为反馈值进行闭环控制，并根据闭环控制的结果确定所述柴油喷油量；

按所述柴油喷油量将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧。

在本申请具体的应用场景中，如图2所示，所述加热单元包括：

压缩空气模块31，用于将柴油进行雾化；

燃油模块32，用于提供柴油；

点火线圈33，用于点燃雾化后的柴油；

燃烧器34，设置在排气管路40中，燃烧器34连接压缩空气模块31、燃油模块32和点火线圈33，燃烧器34包括喷嘴，喷嘴将雾化的柴油喷入燃烧器34，柴油在点火线圈33的作用下被点燃后在燃烧器34中燃烧。

可选的，加热单元还可包括控制器35，用于实现加热单元控制模块502的功能。

在本申请具体的应用场景中，所述装置还包括模式切换模块，用于：

若检测到所述加热单元的故障信号，使DPF退出加热单元温度控制模式并进入行车再生模式。

在本申请具体的应用场景中，模式切换模块还用于：

若DPF从加热单元温度控制模式进入行车再生模式后发生再生中断，使DPF退出行车再生模式并进入正常模式。

在本申请具体的应用场景中，模式切换模块还用于：

若DPF的碳载量小于预设碳载量或DPF的再生时长超过预设时长，确定再生成功，并将行车再生请求和进入加热单元温度控制模式请求清零，以使DPF退出加热单元温度控制模式并进入正常模式。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：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，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种DPF再生控制方法，其特征在于，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，所述方法包括：

在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；

若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度参数包括DPF上游温度的测量值和DPF上游温度的目标值，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，具体为：

将DPF上游温度的目标值作为设定值，并将DPF上游温度的测量值作为反馈值进行闭环控制，并根据闭环控制的结果确定所述柴油喷油量；

按所述柴油喷油量将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在使DPF进入加热单元温度控制模式之后，所述方法还包括：

若检测到所述加热单元的故障信号，使DPF退出加热单元温度控制模式并进入行车再生模式。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若DPF从加热单元温度控制模式进入行车再生模式后发生再生中断，使DPF退出行车再生模式并进入正常模式。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在使DPF进入加热单元温度控制模式之后，所述方法还包括：

若DPF的碳载量小于预设碳载量或DPF的再生时长超过预设时长，确定再生成功，并将行车再生请求和进入加热单元温度控制模式请求清零，以使DPF退出加热单元温度控制模式并进入正常模式。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机在满足预设条件时进入DTI工况，所述预设条件包括：发动机转速下降速率大于预设速率，且发动机转速小于转速限值，且DPF平均温度大于温度限值，且DPF的模型计算碳载量大于碳载量限值。

7.一种DPF再生控制装置，其特征在于，在DOC上游的排气管路中设置有加热单元，所述加热单元用于将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧，所述装置包括：

检测模块，用于在检测到DPF处于行车再生模式，且发动机处于DTI工况或排气制动工况时，使DPF退出行车再生模式；

加热单元控制模块，用于若未检测到所述加热单元的故障信号，根据DPF的温度参数确定所述加热单元的柴油喷油量并启动所述加热单元，以使DPF进入加热单元温度控制模式。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述温度参数包括DPF上游温度的测量值和DPF上游温度的目标值，所述加热单元控制模块具体用于：

将DPF上游温度的目标值作为设定值，并将DPF上游温度的测量值作为反馈值进行闭环控制，并根据闭环控制的结果确定所述柴油喷油量；

按所述柴油喷油量将柴油雾化后喷入所述排气管路进行燃烧。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述加热单元包括：

压缩空气模块，用于将柴油进行雾化；

燃油模块，用于提供柴油；

点火线圈，用于点燃雾化后的柴油；

燃烧器，设置在所述排气管路中，所述燃烧器连接所述压缩空气模块、所述燃油模块和所述点火线圈，所述燃烧器包括喷嘴，所述喷嘴将雾化的柴油喷入所述燃烧器，柴油在所述点火线圈的作用下被点燃后在所述燃烧器中燃烧。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求7-9任一项所述的DPF再生控制装置。

Images