CN114382579B - 一种延长非道路dpf驻车再生间隔时间的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法，包括以下步骤：步骤一、检测发动机状态；步骤二、检测后处理状态，计算当前DPF中捕集到的碳颗粒产生的流阻，计算当前DPF中的积碳量和当前积碳量中Sof的含量比例；步骤三、判断步骤一的发动机状态和步骤二的当前积碳量中Sof的含量比例参数，满足第一设定条件后进入升温模式；步骤四、升温模式，在DOC温度大于设定温度时，开始计时，并计算判断DPF中剩余积炭量中的Sof的余量，当计时时间大于设定周期或Sof的余量满足第二设定条件后返回正常模式；步骤五、再生间隔时间修正，在升温模式期间，检测DPF的温度，根据温度的升高数值修正再生触发的间隔时间。

Description

一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，特别涉及一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法。
背景技术
目前非道路机械为了满足第四阶段排放法规对排气污染物PM及PN的限值要求，尾气后处理系统基本采用DOC+DPF技术路线，非道路DPF再生方式一般采用被动再生和驻车再生相结合的方式进行；因非道路机械运行工况复杂，例如农用拖拉机和叉车等，多数工况排温比较低，被动再生效率偏低，DPF累积碳颗粒的速率加快，导致DPF需要频繁进行再生，频繁的再生会导致整车油耗增加、机油稀释以及用户体验差等影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、检测发动机状态，所述发动机状态包括发动机水温参数、机油温度参数和燃油液位参数；
步骤二、检测后处理状态，所述后处理状态包括排气流量参数和DPF压差参数，并根据后处理状态计算当前DPF中捕集到的碳颗粒产生的流阻，根据流阻计算当前DPF中的积碳量和当前积碳量中Sof的含量比例；
步骤三、判断步骤一中的发动机状态和步骤二中的当前积碳量中Sof的含量比例参数，满足第一设定条件后进入升温模式；
步骤四、升温模式，控制进气流量，提高DOC温度至大于起燃温度，在DOC温度大于设定温度时，开始计时，并同时实时计算和判断DPF中剩余积炭量中的Sof的余量，当计时时间大于设定周期或Sof的余量满足第二设定条件后结束升温模式，返回正常模式；
步骤五、再生间隔时间修正，在升温模式期间，检测DPF的温度，根据DPF的温度的升高数值修正再生触发的间隔时间，所述间隔时间为距上次成功驻车再生的时间。
在进一步的实施例中，步骤一和步骤二为同步进行。
在进一步的实施例中，步骤三中的所述第一设定条件为同时满足以下四条：发动机水温参数大于40摄氏度、机油温度大于40摄氏度、燃油液位参数大于满油量的10％和当前积碳量中Sof的含量比例参数大于满载积碳量中Sof含量的70％。
在进一步的实施例中，在步骤四中，所述设定温度为350摄氏度，所述第二设定条件为Sof的余量小于满载积碳量中Sof含量的10％。
在进一步的实施例中，在步骤二中，所述流阻的计算方式是：流阻＝DPF压差参数/排气流量参数；所述DPF中的积碳量根据所述流阻曲线查表得到，所述Sof的含量比例根据所述DPF中的积碳量查表得到。
在进一步的实施例中，在步骤五中，修正再生触发的间隔时间公式是：修正再生触发的间隔时间＝(1+k)*初始再生触发的间隔时间，k为修正系数。
在进一步的实施例中，所述修正系数k与DPF的温度的升高数值的关系为：DPF的温度的升高数值在10～30摄氏度时，k为0.0000007～0.0000008；DPF的温度的升高数值在40～60摄氏度时，k为0.00000085～0.00000095；DPF的温度的升高数值在90摄氏度以上时，k为0.000001～0.0000012。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的方法兼容性好，应用场景多，可以直接应用在现有的非道路机械上，不需要额外增加信信号收集设备或执行器，使用现有的非道路机械上的原有系统设备即可实现功能；
2.本发明的方法通过监测不同参数实现系统自动启停，不需要手动控制，且本发明的方法能够有效的减少DPF中积碳量，延长非道路机械驻车再生的间隔时间，减少驻车再生的频率，有助于节能环保。
附图说明
图1是本发明的方法的基本原理流程框图；
图2是本发明的方法对应的系统的结构框图；
图中，1、空气流量计；2、进气节流阀；3、废气再循环控制阀；4、DOC前温度传感器；5、DPF前温度传感器；6、压差传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
需要说明的是，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定中心的方向。
实施例1：
本发明提供一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法，能够有效避免DPF频繁再生，从而减少油耗。本发明方法的应用场景是非道路机械的后处理系统，如图2所示，本实施例提供了一个示范性系统，其中，进气流量计1用于测量进气流量；TVA阀即进气节流控制阀2，安装在发动机上，正常模式下此阀全开，在升温模式中通过控制此阀的开度控制进入发动机的进气量迅速提高排温；EGR阀即废气再循环控制阀3，安装在发动机上，通过控制此阀的开度把废气引入进气管，降低进气中的氧含量从而降低燃烧温度，减少氮氧化物的排放，在本发明进入升温模式后控制此阀开度保证氮氧化物不超标；DOC前温度传感器4安装在DOC上，用于测试升温模式下DOC温度；DPF前温度传感器5安装在DPF上，用于测试升温模式下DPF温度；6是DPF两端压力传感器，测试DPF因积碳产生的压差变化。
为了便于理解本发明，现对相关术语进行解释：DOC即氧化型催化剂，DPF即柴油颗粒过滤器，DOC和DPF均为非道路机械的后处理系统中的器件。
本发明方法的基本原理如图1所示，本发明提供一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、检测发动机状态，所述发动机状态包括发动机水温参数、机油温度参数和燃油液位参数；
步骤二、检测后处理状态，所述后处理状态包括排气流量参数和DPF压差参数，并根据后处理状态计算当前DPF中捕集到的碳颗粒产生的流阻，根据流阻计算当前DPF中的积碳量和当前积碳量中Sof的含量比例；
步骤三、判断步骤一中的发动机状态和步骤二中的当前积碳量中Sof的含量比例参数，满足第一设定条件后进入升温模式；
步骤四、升温模式，控制进气流量，提高DOC温度至大于起燃温度，在DOC温度大于设定温度时，开始计时，并同时实时计算和判断DPF中剩余积炭量中的Sof的余量，当计时时间大于设定周期或Sof的余量满足第二设定条件后结束升温模式，返回正常模式；
步骤五、再生间隔时间修正，在升温模式期间，检测DPF的温度，根据DPF的温度的升高数值修正再生触发的间隔时间，所述间隔时间为距上次成功驻车再生的时间。
为了清楚的说明本发明的方法，下面对每一步骤进行单独和组合的解释。
在本实施例中，步骤一和步骤二没有严格的顺序，步骤一和步骤二为同步进行。
在本实施例中，在步骤二中，流阻的计算方式是：流阻＝DPF压差参数/排气流量参数；DPF中的积碳量根据流阻曲线查表得到，Sof的含量比例根据DPF中的积碳量查表得到。
在本实施例中，步骤三中的所述第一设定条件为同时满足以下四条：
发动机水温参数大于40摄氏度、机油温度大于40摄氏度、燃油液位参数大于满油量的10％和当前积碳量中Sof的含量比例参数大于满载积碳量中Sof含量的70％。
发动机水温参数、机油温度和燃油液位参数均为发动机状态参数，当前积碳量中Sof的含量比例参数为后处理状态参数，即步骤三进入升温模式需要同时监测发动机状态和后处理状态，确保系统判定正确，不会误触发。
在本实施例中，步骤四升温模式是通过控制进气节流控制阀2的开度和后喷的喷油量将DOC的温度快速提升到大于DOC起燃温度，DOC起燃温度是DOC起氧化作用的最低温度，起燃后的DOC将尾气中的NOX氧化成NO，增强被动再生的效率，被动再生即DPF中的碳颗粒与NO进行氧化反应生成NO2和CO2。在步骤四中，设定温度为350摄氏度，该设定温度由非道路再生的氧化效率决定，第二设定条件为Sof的余量小于满载积碳量中Sof含量的10％。
在本实施例中，系统进入升温模式后，DPF的温度因为DOC被动再生时的氧化放热而升高，系统根据DPF的温度修正再生触发的间隔时间，即距上次成功驻车再生的时间。在步骤五中，修正再生触发的间隔时间公式是：修正再生触发的间隔时间＝(1+k)*初始再生触发的间隔时间，k为修正系数。修正系数k与DPF的温度的升高数值的关系为：DPF的温度的升高数值在10～30摄氏度时，k为0.0000007～0.0000008；DPF的温度的升高数值在40～60摄氏度时，k为0.00000085～0.00000095；DPF的温度的升高数值在90摄氏度以上时，k为0.000001～0.0000012。
在本发明公开的实施例中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明公开的实施例中的具体含义。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种延长非道路DPF驻车再生间隔时间的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、检测发动机状态，所述发动机状态包括发动机水温参数、机油温度参数和燃油液位参数；
步骤二、检测后处理状态，所述后处理状态包括排气流量参数和DPF压差参数，并根据后处理状态计算当前DPF中捕集到的碳颗粒产生的流阻，根据流阻计算当前DPF中的积碳量和当前积碳量中Sof的含量比例，所述流阻的计算方式是：流阻＝DPF压差参数/排气流量参数；所述DPF中的积碳量根据流阻曲线查表得到，所述Sof的含量比例根据所述DPF中的积碳量查表得到；
步骤三、判断步骤一中的发动机状态和步骤二中的当前积碳量中Sof的含量比例参数，满足第一设定条件后进入升温模式，所述第一设定条件为同时满足以下四条：发动机水温参数大于40摄氏度、机油温度大于40摄氏度、燃油液位参数大于满油量的10％和当前积碳量中Sof的含量比例参数大于满载积碳量中Sof含量的70％；
步骤四、升温模式，控制进气流量，提高DOC温度至大于起燃温度，在DOC温度大于设定温度时，开始计时，并同时实时计算和判断DPF中剩余积碳量中的Sof的余量，当计时时间大于设定周期或Sof的余量满足第二设定条件后结束升温模式，返回正常模式，所述设定温度为350摄氏度，所述第二设定条件为Sof的余量小于满载积碳量中Sof含量的10％；
步骤五、再生间隔时间修正，在升温模式期间，检测DPF的温度，根据DPF的温度的升高数值修正再生触发的间隔时间，所述间隔时间为距上次成功驻车再生的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一和步骤二为同步进行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在步骤五中，修正再生触发的间隔时间公式是：修正再生触发的间隔时间＝(1+k)*初始再生触发的间隔时间，k为修正系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述修正系数k与DPF的温度的升高数值的关系为：DPF的温度的升高数值在10～30摄氏度时，k为0.0000007～0.0000008；DPF的温度的升高数值在40～60摄氏度时，k为0.00000085～0.00000095；DPF的温度的升高数值在90摄氏度以上时，k为0.000001～0.0000012。
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