CN114718707A - 工程车辆的dpf故障诊断方法和车辆的控制器 - Google Patents

工程车辆的dpf故障诊断方法和车辆的控制器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种工程车辆的DPF故障诊断方法和车辆的控制器，工程车辆的DPF故障诊断方法包括步骤：获取DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量；比较废气体积流量与预设流量；根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控。本发明增加了车辆在非稳态工况下根据废气体积流量诊断监控DPF的过载现象，使DPF的诊断释放时间增加了近三倍，从而使DPF的过载现象能够在PEMS规定时间或循环功内可以正常报出，解决了工程车辆在瞬态工况出现DPF发生过载现象，而在PEMS规定时间或循环功内报不出来等问题。

Description

工程车辆的DPF故障诊断方法和车辆的控制器
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种工程车辆的DPF故障诊断方法和车辆的控制器。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
DPF被用于进行发动机颗粒物的捕集，从而降低排放向大气中的灰尘量，根据法规要求，要实时对DPF进行监控。装载机等工程车辆主要为瞬态工况的机型，故障释放条件中稳态判断条件较难满足，导致DPF过载在PEMS(Portable Emission Measurement System，车载尾气检测系统)规定时间或循环功内报不出来。
如图1所示，当判断装载机运行在一定稳态工况下(例如废气体积流量变化率小于120m^3/h)，并且压差区分度较大的区域(例如废气体积流量大于1000m^3/h)时(如图1所示释放区域)，释放DPF过载诊断。
但发现压差区分度较大的区域(如图1所示释放区域)并没有释放诊断，因为压差区分度较大的区域中废气体积流量变化率较大，并且装载机主要为瞬态工况的机型，故障释放条件中稳态判断条件较难满足。
发明内容
本发明提供了一种工程车辆的DPF故障诊断方法和车辆的控制器，目的是至少解决现有工程车辆在瞬态工况出现DPF发生过载现象，而在PEMS规定时间或循环功内报不出来等技术问题，该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提供了一种工程车辆的DPF故障诊断方法，DPF故障诊断方法包括步骤：获取DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量；比较废气体积流量与预设流量；根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控。
本发明增加了车辆在非稳态工况下根据压差区分度诊断监控DPF的过载现象，使DPF的诊断释放时间增加了近三倍，从而使DPF的过载现象能够在PEMS规定时间或循环功内可以正常报出，解决了工程车辆在瞬态工况出现DPF发生过载现象，而在PEMS规定时间或循环功内报不出来等问题。
进一步地，非稳态工况包括DPF处的废气体积流量变化率小于预设变化率。
进一步地，根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控具体包括：根据废气体积流量大于第一预设流量且废气体积流量变化率小于第一预设变化率，或者废气体积流量大于第二预设流量且废气体积流量变化率小于第二预设变化率，释放DPF的诊断监控，第二预设流量大于第一预设流量，第二预设变化率大于第一预设变化率。
进一步地，第一预设流量包括1000m3/h，第一预设变化率包括120m3/h。
进一步地，第二预设流量包括1500m3/h，第二预设变化率包括300m3/h。
进一步地，根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控后还包括：获取DPF的实时压差，并统计实时压差大于压差上限的累积时间；根据累积时间大于预设累积时间，触发DPF的过载故障警报。
进一步地，获取DPF的实时压差，并统计实时压差大于压差上限的累积时间包括：获取DPF的废气体积流量和当前碳载量；根据废气体积流量和当前碳载量通过查表获取压差上限。
进一步地，预设累积时间包括20s。
进一步地，获取DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量前还包括：确认工程车辆的行车工况符合诊断要求，行车工况包括环境压力、环境温度、燃油液位、压差传感器、发动机转速、燃油喷射量、碳载量。
本发明的第二方面提供了一种车辆的控制器，控制器包括工程车辆的DPF故障诊断装置和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有控制指令，DPF故障诊断装置通过执行控制指令来实现根据本发明第一方面的工程车辆的DPF故障诊断方法，DPF故障诊断装置包括：获取模块，用于获取DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量；比较模块，用于比较废气体积流量与预设流量；控制模块，用于根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为现有技术中一个实施例的DPF故障诊断的坐标图；
图2为本发明一个实施例的工程车辆的DPF故障诊断方法的流程示意图；
图3为本发明另一个实施例的工程车辆的DPF故障诊断方法的流程示意图；
图4为本发明一个实施例的DPF故障诊断的坐标图；
图5为本发明一个实施例的车辆的控制器的结构示意图；
其中，附图标记如下：
10、控制器；11、计算机可读存储介质；12、DPF故障诊断装置；121、获取模块；122、比较模块；123、控制模块。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”和“第三”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“内”、“靠近”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。
颗粒物的捕集技术(Diesel Particulate Filter,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。排气流经捕集器时，其中微粒被捕集在过滤体的滤芯内，剩下较清洁的排气排入大气中。目前应用较多的是壁流式蜂窝陶瓷过滤器，目前主要用于工程机械和城市公共汽车，特点是操作简单、过滤效率高，但存在过滤器的再生和对燃油中的硫成分比较敏感的问题。
如图2所示，本发明的第一方面提供了一种工程车辆的DPF故障诊断方法，DPF故障诊断方法包括步骤：获取DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量；比较废气体积流量与预设流量；根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控。
如图3所示，本发明增加了车辆在非稳态工况下根据废气体积流量诊断监控DPF的过载现象，使DPF的诊断释放时间增加了近三倍，从而使DPF的过载现象能够在PEMS规定时间或循环功内可以正常报出，解决了工程车辆在瞬态工况出现DPF发生过载现象，而在PEMS规定时间或循环功内报不出来等问题。
具体地，本领域技术人员可以理解的是，装载机等工程车辆主要为瞬态工况的机型，故障释放条件中的稳态判断条件较难实现，导致DPF过载在PEMS规定时间或循环功内报不出来。因此，本发明提出了在非稳态工况下根据废气体积流量诊断监控DPF的过载现象，提高DPF诊断监控的控制精度，有效地控制发动机尾气中颗粒物质的排放量。
另外，本申请实施例中的非稳态工况可通过车辆的多种工况参数来确定，例如，可通过车辆的输出功率或者DPF处的废气体积流量变化率来确定，下面通过DPF处的废气体积流量变化率作为非稳态工况的指标进行详细阐述。
根据本发明的实施例，非稳态工况包括DPF处的废气体积流量变化率小于预设变化率。
在本实施例中，在常规的DPF诊断监控条件中，一般不会考虑到废气体积流量变化率较大的区域，因为，在气体积流量变化率较大的区域会出现诊断监控误差，而本申请则是针对工程车辆的瞬态工况特殊性，提出了在废气体积流量变化率较大的区域进行诊断，同时，又提出了废气体积流量变化率的上限值预设变化率，以此来减少废气体积流量变化率过大的区域对DPF诊断监控的影响。
具体地，本申请实施例中所述的预设变化率与DPF的类型、所处的环境以及车辆的运行工况有关，下面会对预设变化率的具体数值进行举例说明。
根据本发明的实施例，根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控具体包括：根据废气体积流量大于第一预设流量且废气体积流量变化率小于第一预设变化率，或者废气体积流量大于第二预设流量且废气体积流量变化率小于第二预设变化率，释放DPF的诊断监控，第二预设流量大于第一预设流量，第二预设变化率大于第一预设变化率。
在本实施例中，通过两个区段来判断是否开启DPF的诊断监控，可以提高DPF的诊断监控范围，使DPF过载现象能够在PEMS规定时间或循环功内报出来，以此来有效地控制发动机尾气中颗粒物质的排放量。
具体地，根据本发明的实施例，第一预设流量包括1000m3/h，第一预设变化率包括120m3/h，第二预设流量包括1500m3/h，第二预设变化率包括300m3/h。需要说明的是，上述数值只是不本发明的优选实施例，并不是对预设流量和预设变化率的限制，预设流量和预设变化率可以根据DPF的类型、所处的环境以及车辆的运行工况进行灵活调整，在此不进行一一举例。
根据本发明的实施例，根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控后还包括：获取DPF的实时压差，并统计DPF的实时压差大于压差上限的累积时间；根据累积时间大于预设累积时间，触发DPF的过载故障警报。
在本实施例中，当开启所述DPF的诊断监控后，当DPF的实时压差大于压差上限时，诊断监控的有效时间开始累加。反之，把诊断监控的有效时间清零，通过DPF的实时压差提高DPF诊断监控的控制精度，减少DPF的过载现象的误诊断情况。
进一步地，比较累积时间是否大于预设累积时间，若低于该预设累积时间，则进入下一循环DPF的诊断监控。当DPF的实时压差大于压差上限的累积时间超过预设累积时间，则触发DPF的过载故障警报。
另外，预设累积时间与DPF的类型、所处的环境以及车辆的运行工况有关，预设累积时间可根据不同的情况选择不同的时间值，根据本发明的优选实施例，预设累积时间为20s。
根据本发明的实施例，统计DPF的实时压差大于预设压差的累积时间包括：获取DPF的废气体积流量和当前碳载量；根据废气体积流量和当前碳载量通过查表获取压差上限。其中，当前碳载量为DPF当前承载的碳累积量。
在本实施例中，压差上限与DPF的类型和当前运行工况有关，因此，本发明的实施例提出了根据DPF的废气体积流量和碳载量预先生成MAP表，然后根据废气体积流量和当前碳载量通过查询NAP表的方式获取压差上限。
根据本发明的实施例，获取DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量前还包括：确认工程车辆的行车工况符合诊断要求，行车工况包括环境压力、环境温度、燃油液位、压差传感器、发动机转速、燃油喷射量、碳载量。
在本实施例中，在本发明的工程车辆的DPF故障诊断方法开始前，首先判断DPF的故障诊断是否满足放行条件，DPF的故障诊断的放行条件如下(以下条件可以选择性释放)：1、环境压力在一定范围内；2、环境温度在一定范围内；3、燃油液位大于限值；4、压差传感器准备就绪；5、发动机转速、燃油喷射量在一定范围内；6、碳载量在一定范围内；7、没有相关故障发生。
如图4所示，本发明提供的工程车辆的DPF故障诊断方法的完整步骤包括：监控放行条件是否满足，监控放行条件包括环境压力在一定范围内、环境温度在一定范围内、燃油液位大于限值、压差传感器准备就绪、发动机转速、燃油喷射量在一定范围内、碳载量在一定范围内以及没有相关故障发生，当监控放行条件不满足时，继续判断监控放行条件；
当监控放行条件满足时，判断取出体积流量是否满足条件：取出体积流量(DPF的废气体积流量)>阈值1(第一预设流量)、体积流量变化率(废气体积流量变化率)<限值1(第一预设变化率)或者取出体积流量(DPF的废气体积流量)>阈值2(第二预设流量)、体积流量变化率(废气体积流量变化率)<限值2(第二预设变化率)，当取出体积流量满足条件时，判断DPF压差(DPF的实时压差)是否大于上限值(压差上限)，当DPF压差(DPF的实时压差)不大于上限值(压差上限)时，监控时间清零然后结束该工程车辆的DPF故障诊断方法；
当DPF压差(DPF的实时压差)大于上限值(压差上限)，监控时间开始累加，然后监控时间(累积时间)是否大于限值(预设累积时间)，当监控时间(累积时间)不大于限值(预设累积时间)时，重新累积监控时间，当监控时间(累积时间)大于限值(预设累积时间)时，报出DPF过载。
如图5所示，本发明的第二方面提供了一种车辆的控制器10，控制器10包括工程车辆的DPF故障诊断装置12和计算机可读存储介质11，计算机可读存储介质11内存储有控制指令，DPF故障诊断装置12通过执行控制指令来实现根据本发明第一方面的工程车辆的DPF故障诊断方法，DPF故障诊断装置12包括：获取模块121，用于获取DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量；比较模块122，用于比较废气体积流量与预设流量；控制模块123，用于根据废气体积流量大于预设流量，开启DPF的诊断监控。
本发明增加了车辆在非稳态工况下根据废气体积流量诊断监控DPF的过载现象，使DPF的诊断释放时间增加了近三倍，从而使DPF的过载现象能够在PEMS规定时间或循环功内可以正常报出，解决了工程车辆在瞬态工况出现DPF发生过载现象，而在PEMS规定时间或循环功内报不出来等问题。
在本实施例中，车辆的控制器具有本发明工程车辆的DPF故障诊断方法的一切技术效果，在此不再进行赘述。
另外，本发明提供的车辆的控制器可集成在ECU模块中或者为单独的电控单元，车辆的控制器与ECU可通讯及数据交换，以及控制DPF的诊断监控的开启。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或控制装置(如处理器)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述DPF故障诊断方法包括步骤：
获取所述DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量；
比较所述废气体积流量与预设流量；
根据所述废气体积流量大于所述预设流量，开启所述DPF的诊断监控。
2.根据权利要求1所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述非稳态工况包括所述DPF处的废气体积流量变化率小于预设变化率。
3.根据权利要求2所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述废气体积流量大于所述预设流量，开启所述DPF的诊断监控具体包括：
根据所述废气体积流量大于第一预设流量且所述废气体积流量变化率小于第一预设变化率，或者所述废气体积流量大于第二预设流量且所述废气体积流量变化率小于第二预设变化率，释放所述DPF的诊断监控，
所述第二预设流量大于所述第一预设流量，所述第二预设变化率大于所述第一预设变化率。
4.根据权利要求3所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述第一预设流量包括1000m3/h，所述第一预设变化率包括120m3/h。
5.根据权利要求3所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述第二预设流量包括1500m3/h，所述第二预设变化率包括300m3/h。
6.根据权利要求1所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述废气体积流量大于所述预设流量，开启所述DPF的诊断监控后还包括：
获取所述DPF的实时压差，并统计所述实时压差大于压差上限的累积时间；
根据所述累积时间大于预设累积时间，触发所述DPF的过载故障警报。
7.根据权利要求6所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述获取所述DPF的实时压差，并统计所述实时压差大于压差上限的累积时间包括：
获取所述DPF的废气体积流量和当前碳载量；
根据所述废气体积流量和所述当前碳载量通过查表获取所述压差上限。
8.根据权利要求6所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述预设累积时间包括20s。
9.根据权利要求1所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，其特征在于，所述获取所述DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量前还包括：确认所述工程车辆的行车工况符合诊断要求，所述行车工况包括环境压力、环境温度、燃油液位、压差传感器、发动机转速、燃油喷射量、碳载量。
10.一种车辆的控制器，其特征在于，所述控制器包括工程车辆的DPF故障诊断装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述DPF故障诊断装置通过执行所述控制指令来实现根据权利要求1所述的工程车辆的DPF故障诊断方法，所述DPF故障诊断装置包括：
获取模块，用于获取所述DPF在非稳态工况情况下的废气体积流量；
比较模块，用于比较所述废气体积流量与预设流量；
控制模块，用于根据所述废气体积流量大于所述预设流量，开启所述DPF的诊断监控。
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