CN114370323A - 一种dpf过载诊断方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆领域，公开了一种DPF过载诊断方法及车辆。其中，DPF过载诊断方法包括以下步骤：在发动机存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载；在压差传感器存在测量信号不可信故障且发动机不存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF碳载量确定DPF是否过载。本发明提供的DPF过载诊断方法对压差传感器一致性差造成的DPF假过载及燃烧恶化造成的DPF真过载进行区分，以避免压差传感器一致性差造成的DPF过载误报。

Description

一种DPF过载诊断方法及车辆
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种DPF过载诊断方法及车辆。
背景技术
颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter，简称DPF)主要是通过扩散、沉积和撞击机理来过滤捕集发动机排气中微粒的。当发动机排气流过氧化型催化器(DOC)时，在200℃～600℃温度条件下，CO和HC几乎全部被氧化成CO2和H2O，同时NO被转化成NO2；从DOC出来的排气进入颗粒物捕集器内，其中的微粒被捕集在颗粒物捕集器内的过滤体的滤芯内，经过颗粒物捕集器处理的清洁排气排入大气中，DPF的捕集效率可达90％以上。
随着工作时间的加长，DPF上堆积的颗粒物越来越多，不仅影响DPF的过滤效果，还会增加排气背压，从而影响发动机的换气和燃烧，导致功率输出降低，油耗增加，所以要定期进行DPF再生，以除去DPF内沉积的颗粒物，恢复DPF的过滤性能。
DPF再生有主动再生和被动再生两种方法，其中，主动再生指的是利用外界能量来提高DPF内的温度，使颗粒物着火燃烧。当DPF前后压差传感器检测到DPF前后的背压过大时，认为DPF内沉积的颗粒物量已达到DPF所能承载的颗粒物量限值，此时，通过外界能量如在DOC前喷射柴油并燃烧，来提高DPF内的温度，DPF温度上升至550℃以上，使DPF内捕集到的颗粒物进行燃烧，从而使DPF恢复捕集能力。
被动再生指的是在一定温度区间内，尾气中的NO2对被捕集的颗粒物有很强的氧化能力，因此可以利用NO2作为氧化剂除去微粒捕集器中的微粒，并生成CO2，而NO2又被还原为NO，从而达到去除微粒的目的。被动再生的发生不需要额外的燃油，因此在DPF的生命周期内，进行被动再生的次数越多，需要进行主动再生的周期就越长，后处理系统消耗的燃油就越少，从而改善发动机的整体油耗。
发动机排气中的颗粒物主要包含两种成分：未燃的碳烟(Soot)和灰分(ash)，其中，碳烟可以通过DPF再生燃烧掉，灰分是不可燃烧的，不可燃烧的灰分会一直在DPF内堆积，当不可燃烧颗粒的灰分累积量达到累积量限值后，DPF过载，需要到服务站进行清灰。
通常在DPF再生后通过压差传感器检测DPF的进出口压差，根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载。由于压差传感器一致性差的影响，可能会出现压差信号偏移，导致DPF进出口压差超过过载压差限值，根据DPF进出口压差进行过载诊断会导致DPF过载误报。
此外，油气异常时燃烧恶化会使DPF进出口压差异常，以致DPF进出口压差超过过载压差限值，此时DPF报过载。
上述两种情况，一种是真过载，一种是假过载，以致DPF故障诊断的准确率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种DPF过载诊断方法，提高DPF故障诊断的准确率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种DPF过载诊断方法，包括以下步骤：
在发动机存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载；
在压差传感器存在测量信号不可信故障且发动机不存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF碳载量确定DPF是否过载。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，在压差传感器的测量信号可信且发动机不存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载，和/或，根据DPF碳载量确定DPF是否过载。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，在DPF碳载量大于等于碳载量再生限值，和/或，DPF进出口压差大于等于进出口压差再生限值时，则触发DPF再生。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，在DPF碳载量小于预设碳载量时，若DPF流阻突变和/或DPF流阻超过流阻限值，则在满足预设条件时，确认压差传感器存在测量信号不可信故障；
所述预设碳载量小于所述碳载量再生限值，所述预设条件是增压器不存在漏气故障且氮氧传感器的测量值达到目标氮氧值且氧传感器的测量值达到目标氧浓度。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，在DPF碳载量小于预设碳载量时，若DPF流阻突变或DPF流阻超过流阻限值，则在不满足预设条件时，确认发动机存在燃烧恶化故障。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，根据DPF的进出口压差确认DPF是否过载，包括：
DPF再生结束后，获取DPF的进出口压差；
在DPF进出口压差大于进出口压差过载限值时，DPF过载。
需要说明的是，DPF再生时，因部分可燃烧部分会被燃烧掉，会降低DPF进出口压差，因此，进出口压差过载限值小于进出口压差再生限值。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，根据DPF碳载量确认DPF是否过载，包括：
DPF再生结束后，获取DPF碳载量；
在DPF碳载量大于碳载量过载限值时，DPF过载；
所述碳载量过载限值小于所述碳载量再生限值。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，根据DPF的进出口压差和DPF碳载量确定DPF是否过载，包括：
DPF再生结束后，获取DPF的进出口压差和DPF碳载量；
在满足DPF进出口压差大于进出口压差过载限值，和DPF碳载量大于碳载量过载限值中的至少一个时，DPF过载；
所述进出口压差过载限值小于所述进出口压差再生限值，所述碳载量过载限值小于所述碳载量再生限值。
作为上述DPF过载诊断方法的一种可选技术方案，在DPF过载时，进行报警，提示驾驶员DPF过载。
本发明还提供了一种车辆，采用上述任一方案所述的DPF过载诊断方法。
本发明的有益效果：本发明提供的DPF过载诊断方法及车辆，在发动机存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载；在压差传感器存在测量信号不可信故障且发动机不存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF碳载量确定DPF是否过载。本发明对压差传感器一致性差造成的DPF假过载及燃烧恶化造成的DPF真过载进行区分，以避免压差传感器一致性差造成的DPF过载误报。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的DPF过载诊断方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的判断压差传感器是否存在测量信号故障及发动机是否存在燃烧恶化故障的方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的判断增压器是否漏气的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图1所示，本实施例提供了一种车辆，DPF配设有压差传感器，用于检测DPF的进出口压差，根据DPF的进出口压差的大小确定DPF是否过载。
由于压差传感器存在一致性差的影响，存在DPF过载的误报；而且油气异常时燃烧恶化会使DPF的进出口压差异常，也会造成DPF过载，因此存在DPF真假过载的问题，导致DPF故障诊断的准确率较低。为此，本实施例了一种DPF过载诊断方法，以提高DPF故障诊断的准确率。
本实施例对压差传感器一致性差造成的DPF假过载及燃烧恶化造成的DPF真过载进行区分，以避免压差传感器一致性差造成的DPF过载误报。
本实施例将DPF过载分为四种情况，第一种是仅发动机存在燃烧恶化故障；第二种是仅压差传感器存在测量信号不可信故障；第三种是压差传感器存在测量信号不可信故障且发动机不存在燃烧恶化故障；第四种是压差传感器测量信号可信且发动机存在燃烧恶化故障。
一旦存在燃烧恶化情况，无论压差传感器是否存在测量信号不可信故障，均根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载。
具体地，在发动机存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载；在压差传感器存在测量信号不可信故障且发动机不存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF碳载量确定DPF是否过载。DPF再生结束后，在压差传感器测量信号可信且发动机不存在燃烧恶化故障时，根据DPF的进出口压差和/或DPF碳载量确定DPF是否过载。
下面结合图1对本实施例提供的DPF过载诊断方法进行详细介绍。
S11、判断是否满足DPF碳载量达到碳载量再生限值，和/或，DPF的进出口压差达到再生压差限值；若是，则执行S12，若否，则返回S11；
无论是DPF碳载量达到碳载量再生限值，还是DPF的进出口压差达到再生压差限值，均可以触发DPF再生。DPF碳载量的计算方式为现有技术，在此不再具体介绍。
S12、触发DPF再生。
具体如何进行DPF再生是本领域的常规技术，在此不再具体介绍。
S13、DPF再生结束后，判断触发DPF再生之前发动机是否存在燃烧恶化情况；若是，则执行S14；若否，则执行S15。
S14、判断压差传感器的进出口压差是否大于进出口压差过载限值，若是，则DPF过载；若否，则DPF未过载。
S15、判断触发DPF再生之前压差传感器是否存在信号不可行故障，若是，则执行S16；若否，则执行S17。
S16、判断DPF碳载量是否大于碳载量过载限值，若是，则DPF过载；若否，则DPF未过载。
S17、判断是否满足DPF进出口压差大于进出口压差过载限值，和DPF碳载量大于碳载量过载限值中的至少一个，若是，则DPF过载；若否，则DPF未过载。
DPF再生时，会清除DPF内堆积的可燃烧部分，残余的不可燃烧部分将继续堆积在DPF内。由于DPF碳载量短时间内不会超出碳载量再生限值太多，在DPF再生结束后，通常DPF碳载量会小于碳载量再生限值，因此，上述碳载量再生限值小于碳载量过载限值。
如图2所示，判断发动机是否存在燃烧恶化情况及压差传感器是否存在信号不可行故障的方法如下：
S21、判断DPF碳载量是否超过预设碳载量；若否，则执行S22；若是，则返回S21。
S22、判断DPF流阻是否突变，和/或，DPF流阻超过流阻限值；若否，则执行S23，若是，则执行24。
S23、压差传感器的测量信号可信且发动机不存在燃烧恶化故障并记录。
S24、判断是否满足预设条件，若是，则执行S25；若否，则执行S26。
S25、压差传感器存在测量信号不可信故障并记录。
S26、发动机存在燃烧恶化故障并记录。
上述预设碳载量小于碳载量再生限值，以便于在触发DPF再生之前，判断压差传感器是否存在测量信号不可信故障和发动机是否存在燃烧恶化故障。
造成DPF流阻突变或DPF流阻超过流阻限值的原因可能是压差传感器存在测量信号不可信故障，也可能是发动机存在燃烧恶化故障。若满足预设条件，则说明是压差传感器的测量信号不可信造成DPF流阻突变或DPF流阻超过流阻限值；若不满足预设条件，则说明是发动机存在燃烧恶化故障造成DPF流阻突变或DPF流阻超过流阻限值。
上述预设条件为增压器未漏气，且氮氧传感器的测量值达到目标氮氧值，且氧传感器的测量值达到目标氧浓度。在增压器存在漏气故障，和/或氮氧传感器的测量值小于目标氮氧值，和/或氧传感器的测量值小于目标氧浓度时，认为不满足预设条件。
由于是在触发DPF再生之前，判断压差传感器是否存在测量信号不可信故障和发动机是否存在燃烧恶化故障，中间存在时间隔，为了简化程序，本实施例在压差传感器存在测量信号不可信故障时，记录该事件；在发动机存在燃烧恶化故障时，记录该事件。
在DPF再生结束后，调取整车控制器记录的事件，确认是否存在压差传感器存在测量信号不可信故障及发动机是否存在燃烧恶化故障。
如图3所示，判断增压器是否漏气的方法如下：
S2511、获取发动机当前的运行工况和增压器的实际进出口压差。
增压器的进气口和出气口分别设置一个压力传感器，增压器工作时，两个压力传感器的测量值的差值即为增压器的实际进出口压差。于其他实施例中，还可以通过一个压差传感器直接测量增压器的实际进出口压差。
S2512、基于发动机的运行工况和增压器的进出口压差之间的映射关系，查询与发动机当前的运行工况对应的增压器的进出口压差。
由于不同运行工况，对增压器的增压要求不同，即增压器的进出口压差不同，提前通过试验确定发动机的运行工况和增压器的进出口压差之间的映射关系，并嵌设入整车控制器中。上述发动机的运行工况和增压器的进出口压差之间的映射关系，可以为map图，也可以为数据表格等，在此不再具体限定。
S2513、判断增压器的实际进出口压差是否小于查询到的增压器的进出口压差，若是，则增压器存在漏气故障；若否，则增压器不存在漏气故障。
上述目标氮氧值按照以下方式获取：
S2521、获取发动机当前的运行工况。
S2522、基于发动机的运行工况和氮氧传感器的目标氮氧值之间的映射关系，查询与发动机当前的运行工况对应的目标氮氧值。
由于不同运行工况，进气量不同，排气量不同，因此氮氧传感器的测量值不同，提前通过试验确定发动机的运行工况和目标氮氧值之间的映射关系，并嵌设入整车控制器中。上述发动机的运行工况和目标氮氧值之间的映射关系，可以为map图，也可以为数据表格等，在此不再具体限定。
上述目标氧浓度按照以下方式获取：
S2531、获取发动机当前的运行工况；
S2532、基于发动机的运行工况和氧传感器的目标氧浓度之间的映射关系，查询与发动机当前的运行工况对应的目标氧浓度。
由于不同运行工况，进气量不同，排气量不同，因此氧传感器的测量值不同，提前通过试验确定发动机的运行工况和目标氧浓度之间的映射关系，并嵌设入整车控制器中。上述发动机的运行工况和目标氧浓度之间的映射关系，可以为map图，也可以为数据表格等，在此不再具体限定。
需要说明的是，碳载量过载限值、碳载量再生限值、预设碳载量、进出口压差过载限值和进出口压差再生限值均为确定的已知值，可以通过多次重复试验确定碳载量过载限值、碳载量再生限值、预设碳载量、进出口压差过载限值和进出口压差再生限值的具体取值。
车辆内设有报警器，在确认DPF过载后进行报警提示，以便于提示驾驶员及时将车辆驾驶至指定维修地点对DPF进行清理。上述报警器可以是可以播放语音提示的声音播放器、或提示灯、或可以显示提示信息的显示器。
在DPF被清理后，清除所记录的压差传感器存在测量信号不可信故障及发动机存在燃烧恶化故障，以便于再次记录，并避免之前的记录事件对后续的程序执行造成影响。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种DPF过载诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
在发动机存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF的进出口压差确定DPF是否过载；
在压差传感器存在测量信号不可信故障且发动机不存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF碳载量确定DPF是否过载。
2.根据权利要求1所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，在压差传感器的测量信号可信且发动机不存在燃烧恶化故障时，DPF再生结束后，根据DPF的进出口压差和/或DPF碳载量确定DPF是否过载。
3.根据权利要求1或2所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，在DPF碳载量大于等于碳载量再生限值，和/或，DPF进出口压差大于等于进出口压差再生限值时，则触发DPF再生。
4.根据权利要求3所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，在DPF碳载量小于预设碳载量时，若DPF流阻突变和/或DPF流阻超过流阻限值，则在满足预设条件时，确认压差传感器存在测量信号不可信故障；
所述预设碳载量小于所述碳载量再生限值，所述预设条件是增压器不存在漏气故障，且氮氧传感器的测量值达到目标氮氧值，且氧传感器的测量值达到目标氧浓度。
5.根据权利要求4所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，在DPF碳载量小于预设碳载量时，若DPF流阻突变或DPF流阻超过流阻限值，则在不满足预设条件时，确认发动机存在燃烧恶化故障。
6.根据权利要求3所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，根据DPF的进出口压差确认DPF是否过载，包括：
DPF再生结束后，获取DPF的进出口压差；
在DPF进出口压差大于进出口压差过载限值时，DPF过载；
所述进出口压差过载限值小于所述进出口压差再生限值。
7.根据权利要求3所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，根据DPF碳载量确认DPF是否过载，包括：
DPF再生结束后，获取DPF碳载量；
在DPF碳载量大于碳载量过载限值时，DPF过载；
所述碳载量过载限值小于所述碳载量再生限值。
8.根据权利要求3所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，根据DPF的进出口压差和DPF碳载量确定DPF是否过载，包括：
DPF再生结束后，获取DPF的进出口压差和DPF碳载量；
在满足DPF进出口压差大于进出口压差过载限值，和DPF碳载量大于碳载量过载限值中的至少一个时，DPF过载；
所述进出口压差过载限值小于所述进出口压差再生限值，所述碳载量过载限值小于所述碳载量再生限值。
9.根据权利要求1所述的DPF过载诊断方法，其特征在于，在DPF过载时，进行报警，提示驾驶员DPF过载。
10.一种车辆，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的DPF过载诊断方法。
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