CN114810303A - 一种dpf压差传感器后取气管漏气检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法及系统，所述方案包括：S1：实时获取发动机状态信息；S2：判断所述发动机状态信息是否满足预设监控条件，若是，则对DPF压差传感器后取气管进行监控；若否，则返回S1步骤；其中，所述监控包括：判断是否满足DPF下游压力低于下限值，且压差高于上限值的条件；若满足条件，则进行监控时间累加计时，并判断所述监控时间是否大于预设第三阈值，若是，则发出漏气告警，并结束循环；若否，则返回S1步骤；若不满足条件，则将监控时间清零，并结束循环。

Description

一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法及系统
技术领域
本公开属于DPF监控技术领域，尤其涉及一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
DPF(Diesel Particulate Filter，颗粒物捕集器)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。
目前DPF监控主要通过压差传感器进行诊断，但是，发明人发现，其诊断的准确度依赖于管路是否正常，当管路漏气会使测量的压差出现偏差，导致误报，即，在DPF正常情况下会被误诊断为DPF过载，此种情况下若是进行DPF再生会导致DPF损坏等情况，产生不必要的损失。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提供了一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法及系统，所述方案利用DPF下游压力和压差作为DPF压差传感器后取气管漏气的判定依据，可以实现对压差传感器后取气管漏气的准确监控，有效避免DPF正常情况下被误诊断为DPF过载，进而导致因DPF再生造成DPF损坏等情况，产生不必要的损失。
根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，包括：
S1：实时获取发动机状态信息；
S2：判断所述发动机状态信息是否满足预设监控条件，若是，则对DPF压差传感器后取气管进行监控；若否，则返回S1步骤；
其中，所述监控包括：
判断是否满足DPF下游压力低于下限值，且压差高于上限值的条件；若满足条件，则进行监控时间累加计时，并判断所述监控时间是否大于预设第三阈值，若是，则发出漏气告警，并结束循环；若否，则返回S1步骤；
若不满足条件，则将监控时间清零，并结束循环。
进一步的，当发出漏气告警时，禁用DPF过载监控及DPF再生功能。
进一步的，所述DPF后增设有用于获取DPF下游压力的压力传感器，且所述压力传感器与DPF压差传感器共用同一取气管。
进一步的，所述预设监控条件具体为：满足废气体积流量超过预设值且变化率小于预设限值。
进一步的，所述预设监控条件还可以为，同时满足下述条件的一个或多个：
环境压力值处于预设范围内；
环境温度处于预设范围内；
燃油液位大于预设限值；
废气体积流量超过预设值且变化率小于预设限值；
压差传感器准备就绪；
发动机转速及燃油喷射量处于预设范围内；
碳载量处于预设范围内；
发生故障为零。
进一步的，所述发动机状态信息包括环境压力、环境温度、燃油液位、废气体积流量、压差传感器状态、发动机转速、燃油喷射量、碳载量以及是否发生故障。
进一步的，所述DPF下游压力的阈值范围以及压差的阈值范围分别基于废气体积流量和当前DPF碳载量计算得到。
根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种DPF压差传感器后取气管漏气检测系统，包括：
状态信息获取单元，其用于实时获取发动机状态信息；
监控单元，其用于判断所述发动机状态信息是否满足预设监控条件，若是，则对DPF压差传感器后取气管进行监控；若否，则重新执行所述状态信息获取单元及监控单元的步骤；
其中，所述监控包括：
判断是否满足DPF下游压力低于下限值，且压差高于上限值的条件；若满足条件，则进行监控时间累加计时，并判断所述监控时间是否大于预设第三阈值，若是，则发出漏气告警，并结束循环；若否，则重新执行所述状态信息获取单元及监控单元的步骤；
若不满足条件，则将监控时间清零，并结束循环。
根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法。
根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
(1)本公开提供了一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法及系统，所述方案利用DPF下游压力和压差作为DPF压差传感器后取气管漏气的判定依据，可以实现对压差传感器后取气管漏气的准确监控，有效避免DPF正常情况下被误诊断为DPF过载，进而导致因DPF再生造成DPF损坏等情况，产生不必要的损失。
(2)本公开所述方案通过满足废气体积流量超过一定值且变化率小于限值等稳态条件作为压差传感器后取气管漏气监控的释放条件，有效提高了管路漏气的判断准确性。
本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例中所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法流程图；
图2为本公开实施例中所述的压力传感器位置示意图，其中，1、NOx传感器；2、HC喷射；3、温度传感器；4、DPF压差传感器(压力)；5、尿素喷射；6、PM传感器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
术语解释：
DOC：Diesel Oxidation Catalysis，颗粒物的氧化催化技术。
DPF：diesel particulate filter，颗粒物捕集器。
颗粒物：发动机尾气中含有的颗粒物质，一般包括soot和ash两种成分，soot通指可以通过再生燃烧掉的部分，ash通指不可燃烧成分，会一直在DPF内累积，当达到一定累积量后，需要到服务站进行清灰。
主动再生：通过发动机后喷或第七支喷油嘴喷射柴油，使soot在高温(500℃以上)和O2反应，一般是周期发生。
被动再生：通过发动机热管理措施或当发动机运行在高温工况时，使soot在较低温度(一般250℃-450℃)时，与NO2反应，一般是连续发生。
实施例一：
本实施例的目的是提供一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，包括：
S1：实时获取发动机状态信息；
S2：判断所述发动机状态信息是否满足预设监控条件，若是，则对DPF压差传感器后取气管进行监控；若否，则返回S1步骤；
其中，所述监控包括：
判断是否满足DPF下游压力低于下限值，且压差高于上限值的条件；若满足条件，则进行监控时间累加计时，并判断所述监控时间是否大于预设第三阈值，若是，则发出漏气告警，并结束循环；若否，则返回S1步骤；
若不满足条件，则将监控时间清零，并结束循环。
进一步的，当发出漏气告警时，禁用DPF过载监控及DPF再生功能。
进一步的，所述DPF后增设有用于获取DPF下游压力的压力传感器，且所述压力传感器与DPF压差传感器共用同一取气管。
进一步的，所述预设监控条件具体为：满足废气体积流量超过预设值且变化率小于预设限值。
进一步的，所述预设监控条件还可以为，同时满足下述条件的一个或多个：
环境压力值处于预设范围内；
环境温度处于预设范围内；
燃油液位大于预设限值；
废气体积流量超过预设值且变化率小于预设限值；
压差传感器准备就绪；
发动机转速及燃油喷射量处于预设范围内；
碳载量处于预设范围内；
发生故障为零。
进一步的，所述DPF下游压力的阈值范围以及压差的阈值范围分别基于废气体积流量和当前DPF碳载量计算得到。
具体的，为了便于理解，以下结合附图对本公开所述方案进行详细说明：
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；目前DPF监控主要通过压差传感器进行诊断，但由于压差传感器受管路的影响，管路漏气会使测量的压差出现偏差，导致误报。
基于上述问题，如图1所示，本公开提供一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其中，DPF下游增设有压力传感器，所述压力传感器的取气管和压差传感器的后取气管共用同一根取气管。所述方法具体包括：
步骤1：实时获取发动机状态信息，其中，所述发动机状态信息包括但不限于：环境压力、环境温度、燃油液位、废气体积流量、压差传感器状态、发动机转速、燃油喷射量、碳载量以及是否发生故障；
步骤2：基于获得的发动机状态信息，判断是否满足如下放行(即进入监控流程)条件，所述放行条件可根据实际需求进行设定，可同时满足其中的任意一个或者多个。
其中，压差传感器后取气管漏气监控放行条件如下：(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、废气体积流量超过一定值且变化率小于限值；
5、压差传感器准备就绪；
6、发动机转速、燃油喷射量在一定范围内；
7、碳载量在一定范围内；
8、没有相关故障发生。
其中，在本实施例中，各预设范围设置如下:
环境压力(750,1100hpa)；
环境温度(-7,40℃)；
燃油液位＞0；
废气体积流量＞600m3/h；
废气体积流量变化率＜120；
压差传感器释放条件＝1；
发动机转速＞800；
燃油喷射量(15,225mg/hub)；
碳载量(0,3g/l)。
步骤3：当放行条件满足后，分别把DPF下游压力、压差传感器采集值与限值进行比较，若DPF下游压力低于下限值且压差大于上限值时，监控时间开始累加。反之，把监控时间清零。其中，DPF下游压力传感器和压差传感器上下限值由废气体流量和当前碳载量分别得到，具体的，废气体流量和当前碳载量越大，所述压力传感器和压差传感器的限值越大，可根据实际需求进行设定。
步骤4：接下来比较监控时间是否大于限值(本实施例中设置为10s)，若低于该限值，则进入下一循环压差传感器后取气管漏气监控；当连续监控DPF下游压力低于下限值且压差大于上限值的累积监控时间超过10s，则报出压差传感器后取气管漏气。
进一步的，当发出漏气告警时，提醒驾驶员更换管路，并禁用DPF过载监控及DPF再生功能，避免因取气管漏气导致DPF过载误报，进而在不应该进行DPF再生的时候进行高温加热导致DPF损坏，产生不必要的损失。
进一步的，颗粒物的氧化催化技术(Diesel Oxidation Catalysis,DOC)是在蜂窝陶瓷载体上涂覆贵金属催化剂(如Pt等)，其目的是为了降低发动机尾气中的HC、CO和SOF的化学反应活化能，使这些物质能与尾气中的氧气在较低的温度下进行氧化反应并最终转化为CO2和H2O。氧化型催化转化器不需要再生系统和控制装置，具有结构简单、可靠性好的特点，已经在现代小型发动机上得到了一定的应用。
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。
进一步的，颗粒物捕集系统基本工作原理是：当发动机排气流过氧化型催化剂(DOC)时，在200-600℃温度条件下，CO和HC首先几乎全部被氧化成CO2和H2O，同时NO被转化成NO2。排气从DOC出来进入颗粒捕集器(DPF)后，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，DPF的捕集效率可达90％以上。
其中，发动机的排气颗粒物主要包含两种成分：未燃的碳烟(Soot)、灰分(ash)，其中颗粒排放物质大部分是由碳和碳化物的微小颗粒组成的。
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，所以如何及时消除DPF上的颗粒物(DPF再生)是该技术的关键。所谓DPF再生是指在DPF长期工作中，捕集器里的颗粒物质逐渐增多会引起发动机背压升高，导致发动机性能下降，所以要定期除去沉积的颗粒物，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：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，认为已达到DPF所能承载的碳累积量，此时通过外界能量，例如在DOC前喷射柴油并燃烧，来提高DPF内的温度，使DPF内的温度达到一定温度，沉积的颗粒物就会氧化燃烧，达到再生的目的。DPF温度上升至550℃以上使其中捕集的颗粒进行燃烧从而使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。
本公开所述方案通过满足废气体积流量超过一定值且变化率小于限值等稳态条件作为压差传感器后取气管漏气监控的释放条件，有效提高判断准确性。同时，利用DPF下游压力和压差作为DPF压差传感器后取气管漏气的判定依据，可以实现对压差传感器后取气管漏气的准确监控，避免在实际环境使用下DPF监控不准，造成的损失。所述方案可以应用于采用DPF技术，需要准确监控DPF的国六及以上市场。
实施例二：
本实施例的目的是提供一种DPF压差传感器后取气管漏气检测系统。
一种DPF压差传感器后取气管漏气检测系统，包括：
状态信息获取单元，其用于实时获取发动机状态信息；
监控单元，其用于判断所述发动机状态信息是否满足预设监控条件，若是，则对DPF压差传感器后取气管进行监控；若否，则重新执行所述状态信息获取单元及监控单元的步骤；
其中，所述监控包括：
判断是否满足DPF下游压力低于下限值，且压差高于上限值的条件；若满足条件，则进行监控时间累加计时，并判断所述监控时间是否大于预设第三阈值，若是，则发出漏气告警，并结束循环；若否，则重新执行所述状态信息获取单元及监控单元的步骤；
若不满足条件，则将监控时间清零，并结束循环。
在更多实施例中，还提供：
一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例一中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一中所述的方法。
实施例一中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。
上述实施例提供的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法及系统可以实现，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其特征在于，包括：
S1：实时获取发动机状态信息；
S2：判断所述发动机状态信息是否满足预设监控条件，若是，则对DPF压差传感器后取气管进行监控；若否，则返回S1步骤；
其中，所述监控包括：
判断是否满足DPF下游压力低于下限值，且压差高于上限值的条件；若满足条件，则进行监控时间累加计时，并判断所述监控时间是否大于预设第三阈值，若是，则发出漏气告警，并结束循环；若否，则返回S1步骤；
若不满足条件，则将监控时间清零，并结束循环。
2.如权利要求1所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其特征在于，当发出漏气告警时，禁用DPF过载监控及DPF再生功能。
3.如权利要求1所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其特征在于，所述DPF后增设有用于获取DPF下游压力的压力传感器，且所述压力传感器与DPF压差传感器共用同一取气管。
4.如权利要求1所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其特征在于，所述预设监控条件具体为：满足废气体积流量超过预设值且变化率小于预设限值。
5.如权利要求1所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其特征在于，所述预设监控条件还可以为，同时满足下述条件的一个或多个：
环境压力值处于预设范围内；
环境温度处于预设范围内；
燃油液位大于预设限值；
废气体积流量超过预设值且变化率小于预设限值；
压差传感器准备就绪；
发动机转速及燃油喷射量处于预设范围内；
碳载量处于预设范围内；
发生故障为零。
6.如权利要求1所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其特征在于，所述发动机状态信息包括环境压力、环境温度、燃油液位、废气体积流量、压差传感器状态、发动机转速、燃油喷射量、碳载量以及是否发生故障。
7.如权利要求1所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法，其特征在于，所述DPF下游压力的阈值范围以及压差的阈值范围分别基于废气体积流量和当前DPF碳载量获得。
8.一种DPF压差传感器后取气管漏气检测系统，其特征在于，包括：
状态信息获取单元，其用于实时获取发动机状态信息；
监控单元，其用于判断所述发动机状态信息是否满足预设监控条件，若是，则对DPF压差传感器后取气管进行监控；若否，则重新执行所述状态信息获取单元及监控单元的步骤；
其中，所述监控包括：
判断是否满足DPF下游压力低于下限值，且压差高于上限值的条件；若满足条件，则进行监控时间累加计时，并判断所述监控时间是否大于预设第三阈值，若是，则发出漏气告警，并结束循环；若否，则重新执行所述状态信息获取单元及监控单元的步骤；
若不满足条件，则将监控时间清零，并结束循环。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种DPF压差传感器后取气管漏气检测方法。
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