CN114961950B - Doc硫中毒的主动监控方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种DOC硫中毒的主动监控方法、装置及系统，其中DOC硫中毒的主动监控方法，包括计算DOC的HC转化效率值并将其存到效率数组中；计算相邻两次HC转化效率差值；计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数，锁定预设状态的上一时刻测量的HC转化效率值于效率数组；基于锁定的HC转化效率值为基准值，计算预设状态的下一时刻HC转化效率值与基准值的差值的绝对值为下一时刻的相邻两次HC转化效率差值；基于连续差值次数超过限值次数，判定DOC硫中毒。根据本发明提供的一种DOC硫中毒的主动监控方法、装置及系统，解决了如何主动监控DOC硫中毒的问题。
Description
技术领域
本发明涉及故障检测技术领域，尤其涉及DOC硫中毒的主动监控方法、装置及系统。
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。
目前，由于排放法规的要求,需要在柴油机系统中加装后处理系统，并通过后处理系统内的载体催化剂转化柴油机排气。
目前市场上的油品参差不齐，品质差的油品易导致DOC(Diesel OxidationCatalysis，为颗粒物的氧化催化技术)硫中毒，当DOC出现严重硫中毒后无法主动监控，会导致DOC对HC的氧化作用变弱，最终使DPF(diesel particulate filter，颗粒物捕集器)主动再生无法完成，如DOC硫中毒检测不及时，容易造成后处理堵塞，威胁柴油机的使用安全。
发明内容
本发明的目的是至少解决如何主动监控DOC硫中毒的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提出了一种DOC硫中毒的主动监控方法，包括：
根据发动机处于预设状态，控制对DPF进行主动喷油；
根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值并将其存到效率数组中；
计算相邻两次HC转化效率差值；
计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；
判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数，锁定预设状态的上一时刻测量的HC转化效率值于效率数组；
基于锁定的HC转化效率值为基准值，计算预设状态的下一时刻HC转化效率值与基准值的差值的绝对值为下一时刻的相邻两次HC转化效率差值；
基于连续差值次数超过限值次数，判定DOC硫中毒。
根据本发明的DOC硫中毒的主动监控方法，首先根据发动机处于预设状态，控制对DPF进行主动喷油；而后根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值并将其存到效率数组中；计算相邻两次HC转化效率差值；计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；然后判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数，锁定预设状态的上一时刻测量的HC转化效率值于效率数组；基于锁定的HC转化效率值为基准值，计算预设状态的下一时刻HC转化效率值与基准值的差值的绝对值为下一时刻的相邻两次HC转化效率差值；最终基于连续差值次数超过限值次数，判定DOC硫中毒，进而避免在实际环境使用下后处理堵塞、排放超标等问题造成的损失。
另外，根据本发明的DOC硫中毒的主动监控方法，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在所述根据发动机处于预设状态，控制对DPF进行主动喷油的步骤中，所述预设状态为预设里程或预设时间间隔。
在本发明的一些实施例中，在所述根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值的步骤中包括：
基于实际测量的DOC下游温度传感器测量值和实际测量的DOC上游温度传感器测量值，获取第一差值，并根据第一差值计算实际测量的DOC的热量差值：
Q1＝cmΔt1
其中，Q1表示实际测量的DOC的热量差值，也为燃油的实际放热量，单位为J；c表示废气的比热容，单位为J/kg·K；m表示废气质量流量，单位为kg；Δt1表示温度传感器测量值的第一差值，单位为℃；
基于模型计算的DOC下游温度传感器测量值和模型计算的DOC上游温度传感器测量值，获取第二差值，并根据第二差值计算模型计算的DOC测量的热量差值：
Q2＝cmΔt2
其中，Q2表示模型计算的DOC的热量差值，也为燃油的模型放热量，单位为J；c表示废气的比热容，单位为J/kg·K；m表示废气质量流量，单位为kg；Δt2表示温度传感器测量值的第二差值，单位为℃。
在本发明的一些实施例中，在所述根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值的步骤中还包括：
根据模型计算的DOC测量的热量差值与燃油转化效率相乘得到模型计算的DOC测量的热量差值修正值；
根据实际测量的DOC的热量差值和模型计算的DOC测量的热量差值修正值的比值进行积分：
其中，t0-t1表示喷油的配油温度到达起燃温度所需要的时间，单位为s；r表示某一时刻的DOC的HC转化效率值；f表示燃油燃烧转化热量的转化效率。
在本发明的一些实施例中，所述HC转化效率差值的阈值的获取包括：
基于实际测量的DOC上游温度传感器测量值和废气质量流量查阅MAP，获取HC转化效率差值的阈值。
在本发明的一些实施例中，所述计算相邻两次HC转化效率差值并取绝对值为某一时刻HC转化效率值与上一时刻HC转化效率值的差值并取绝对值。
在本发明的一些实施例中，在所述判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数的步骤之前还包括：
判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值小于等于HC转化效率差值的阈值时，更新HC转化效率值于效率数组，DOC正常。
本发明第二方面提供了一种DOC硫中毒的主动监控装置，所述主动监控装置用于执行以上任一项所述的DOC硫中毒的主动监控方法，包括：计算单元、存储单元和对比单元；
所述计算单元用于计算某一时刻的DOC的HC转化效率值和用于计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；
所述存储单元用于存储某一时刻的DOC的HC转化效率值于效率数组；
所述对比单元用于对比取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值与HC转化效率差值的阈值并判断DOC硫中毒的状态。
在本发明的一些实施例中，所述主动监控装置还包括获取模块；所述获取模块用于获取实际测量的DOC下游温度传感器测量值和实际测量的DOC上游温度传感器测量值。
根据本发明实施例的DOC硫中毒的主动监控装置与上述DOC硫中毒的主动监控方法具有相同的优势，此处不再赘述。
本发明第三方面提供了一种DOC硫中毒的主动监控系统，所述主动监控系统包括任一项所述的DOC硫中毒的主动监控装置。
根据本发明实施例的DOC硫中毒的主动监控系统与上述DOC硫中毒的主动监控装置具有相同的优势，此处不再赘述。
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，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的DOC硫中毒的主动监控方法的流程示意图。
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”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、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、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部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”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。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
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“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”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地进行解释。
参阅图1所示，根据本发明的实施方式，提出了一种DOC硫中毒的主动监控方法，包括：根据发动机处于预设状态，控制对DPF进行主动喷油；根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值并将其存到效率数组中；计算相邻两次HC转化效率差值；计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数，锁定预设状态的上一时刻测量的HC转化效率值于效率数组；基于锁定的HC转化效率值为基准值，计算预设状态的下一时刻HC转化效率值与基准值的差值的绝对值为下一时刻的相邻两次HC转化效率差值；基于连续差值次数超过限值次数，判定DOC硫中毒。
根据本发明的DOC硫中毒的主动监控方法，首先根据发动机处于预设状态，控制对DPF进行主动喷油；而后根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值并将其存到效率数组中；计算相邻两次HC转化效率差值；计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；然后判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数，锁定预设状态的上一时刻测量的HC转化效率值于效率数组；基于锁定的HC转化效率值为基准值，计算预设状态的下一时刻HC转化效率值与基准值的差值的绝对值为下一时刻的相邻两次HC转化效率差值；最终基于连续差值次数超过限值次数，判定DOC硫中毒，进而避免在实际环境使用下后处理堵塞、排放超标等问题造成的损失。
在本发明的一些实施例中，在所述根据发动机处于预设状态，控制对DPF进行主动喷油的步骤中，所述预设状态为预设里程或预设时间间隔。
优选地，达到一定里程(预设里程)或一定时间间隔(预设时间间隔)后，进入DOC硫中毒的主动监控模式，通过发动机热管理措施，使DOC上游温度达到起燃温度，触发主动的短时喷油，当HC累加值达到5-10，也就是说HC累加值达到限值时，DOC上游温度达到起燃温度(也即保证每次短时喷油的喷油量相等)，计算此时DOC的HC转化效率值并将其存到效率数组中，并把里程、时间间隔及HC转化效率值清零。
在本发明的一些实施例中，在所述根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值的步骤中包括：
基于实际测量的DOC下游温度传感器测量值和实际测量的DOC上游温度传感器测量值，获取第一差值，并根据第一差值计算实际测量的DOC的热量差值：
Q1＝cmΔt1
其中，Q1表示实际测量的DOC的热量差值，也为燃油的实际放热量，单位为J；c表示废气的比热容，单位为J/kg·K；m表示废气质量流量，单位为kg；Δt1表示温度传感器测量值的第一差值，单位为℃；
基于模型计算的DOC下游温度传感器测量值和模型计算的DOC上游温度传感器测量值，获取第二差值，并根据第二差值计算模型计算的DOC测量的热量差值：
Q2＝cmΔt2
其中，Q2表示模型计算的DOC的热量差值，也为燃油的模型放热量，单位为J；c表示废气的比热容，单位为J/kg·K；m表示废气质量流量，单位为kg；Δt2表示温度传感器测量值的第二差值，单位为℃。
进一步的，在所述根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值的步骤中还包括：
根据模型计算的DOC测量的热量差值与燃油转化效率相乘得到模型计算的DOC测量的热量差值修正值；
根据实际测量的DOC的热量差值和模型计算的DOC测量的热量差值修正值的比值进行积分：
其中，t0-t1表示喷油的配油温度到达起燃温度所需要的时间，单位为s；r表示某一时刻的DOC的HC转化效率值；f表示燃油燃烧转化热量的转化效率。
值得注意的是，由于HC累加值达到限值(也即保证每次短时喷油的喷油量相等)，所以过程相关的比热容、废气质量流量均相等，并且t0-t1可以由现场测得，且两次的数值皆相等；因此，将某一时刻的DOC的HC转化效率值进行简化，得到：
也就是说，所述计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值可简化为：基于实际测量的DOC下游温度传感器测量值和实际测量的DOC上游温度传感器测量值，获取第一差值；基于模型计算的DOC下游温度传感器测量值和模型计算的DOC上游温度传感器测量值，获取第二差值，将第二差值与燃油燃烧转化热量的转化效率相乘得到第二差值修正值；将第一差值和修正值的比值进行积分，即可获取某一时刻的DOC的HC转化效率值。
在本发明的一些实施例中，所述HC转化效率差值的阈值的获取包括：基于实际测量的DOC上游温度传感器测量值和废气质量流量查阅MAP，获取HC转化效率差值的阈值；值得注意的是，MAP数据表中的数据对于不同机型，数据也不一样，一般由标定人员在发动机台架标定得出，此处属于现有技术，不再赘述。
在本发明的一些实施例中，所述计算相邻两次HC转化效率差值并取绝对值为某一时刻HC转化效率值与上一时刻HC转化效率值的差值并取绝对值。
在本发明的一些实施例中，在所述判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数的步骤之前还包括：
判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值小于等于HC转化效率差值的阈值时，更新HC转化效率值于效率数组，DOC正常。
而当判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，则此时需要累计一次差值次数，且说明此时刻测量的HC转化效率值有误，需要将此时刻测量的HC转化效率值清除，并且需要锁定预设状态的上一时刻测量的HC转化效率值于效率数组(锁定效率对比值)，下面几个时刻的HC转化效率值均需要与锁定的上一时刻测量的HC转化效率值做差值对比。
然后基于锁定的HC转化效率值为基准值，之后的差值以该值作为基准，计算预设状态的下一时刻HC转化效率值与基准值的差值的绝对值为下一时刻的相邻两次HC转化效率差值；由于本发明是为了主动监控DOC硫中毒，如若下面几个时刻的HC转化效率值与基准值的差值的绝对值均大于HC转化效率差值的阈值时，循环此过程，且需要累计多次差值次数，当连续差值次数超过限值次数，判断为DOC硫中毒并进行硫中毒故障报警。
值得注意的是，累计多次差值次数才判断为DOC硫中毒能够避免偶然情况，进而保证判定结果的正确性；这是因为：如果第一次出现大于HC转化效率差值的阈值时，紧接着第一次的后一时刻的HC转化效率值与基准值的差值的绝对值小于或等于HC转化效率差值的阈值时，则说明可能是出现了测量误差，此时DOC正常，而并非出现DOC硫中毒。
也就是说，只有当基于连续差值次数超过限值次数，才能判断为DOC硫中毒并进行硫中毒故障报警；当基于连续差值次数并没有超过限值次数时，则表明DOC正常，随后循环监控流程。
本发明还提供了一种DOC硫中毒的主动监控装置，所述主动监控装置用于执行以上任一项所述的DOC硫中毒的主动监控方法，包括：计算单元、存储单元和对比单元；所述计算单元用于计算某一时刻的DOC的HC转化效率值和用于计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；所述存储单元用于存储某一时刻的DOC的HC转化效率值于效率数组；所述对比单元用于对比取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值与HC转化效率差值的阈值并判断DOC硫中毒的状态。
在本发明的一些实施例中，所述主动监控装置还包括获取模块；所述获取模块用于获取实际测量的DOC下游温度传感器测量值和实际测量的DOC上游温度传感器测量值。
根据本发明实施例的DOC硫中毒的主动监控装置与上述DOC硫中毒的主动监控方法具有相同的优势，此处不再赘述。
本发明还提供了一种DOC硫中毒的主动监控系统，所述主动监控系统包括任一项所述的DOC硫中毒的主动监控装置。
根据本发明实施例的DOC硫中毒的主动监控系统与上述DOC硫中毒的主动监控装置具有相同的优势，此处不再赘述。
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权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种DOC硫中毒的主动监控方法，其特征在于，包括：
根据发动机处于预设状态，控制对DPF进行主动喷油，其中，所述预设状态为预设里程或预设时间间隔；
根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值并将其存到效率数组中；
计算相邻两次HC转化效率差值；
计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；
判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数，锁定预设状态的上一时刻测量的HC转化效率值于效率数组；
基于锁定的HC转化效率值为基准值，计算预设状态的下一时刻HC转化效率值与基准值的差值的绝对值为下一时刻的相邻两次HC转化效率差值；
基于连续差值次数超过限值次数，判定DOC 硫中毒。
2.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的主动监控方法，其特征在于，在所述根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值的步骤中包括：
基于实际测量的DOC下游温度传感器测量值和实际测量的DOC上游温度传感器测量值，获取第一差值，并根据第一差值计算实际测量的DOC的热量差值：
其中，表示实际测量的DOC的热量差值，也为燃油的实际放热量，单位为J；c表示废气的比热容，单位为J/kg·K；/>表示废气质量流量，单位为kg；/>表示温度传感器测量值的第一差值，单位为℃；
基于模型计算的DOC下游温度传感器测量值和模型计算的DOC上游温度传感器测量值，获取第二差值，并根据第二差值计算模型计算的DOC测量的热量差值：
其中，表示模型计算的DOC的热量差值，也为燃油的模型放热量，单位为J；c表示废气的比热容，单位为J/kg·K；/>表示废气质量流量，单位为kg；/>表示温度传感器测量值的第二差值，单位为℃。
3.根据权利要求2所述的DOC硫中毒的主动监控方法，其特征在于，在所述根据DPF主动喷油完成，计算DOC的HC转化效率值的步骤中还包括：
根据模型计算的DOC测量的热量差值与燃油转化效率相乘得到模型计算的DOC测量的热量差值修正值；
根据实际测量的DOC的热量差值和模型计算的DOC测量的热量差值修正值的比值进行积分：
其中，-/>喷油的配油温度到达起燃温度所需要的时间，单位为s；/>表示某一时刻的DOC的HC转化效率值；/>表示燃油燃烧转化热量的转化效率。
4.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的主动监控方法，其特征在于，所述HC转化效率差值的阈值的获取包括：
基于实际测量的DOC上游温度传感器测量值和废气质量流量查阅MAP，获取HC转化效率差值的阈值。
5.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的主动监控方法，其特征在于，所述计算相邻两次HC转化效率差值并取绝对值为某一时刻HC转化效率值与上一时刻HC转化效率值的差值并取绝对值。
6.根据权利要求5所述的DOC硫中毒的主动监控方法，其特征在于，在所述判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值大于HC转化效率差值的阈值时，累计一次差值次数的步骤之前还包括：
判断取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值小于等于HC转化效率差值的阈值时，更新HC转化效率值于效率数组，DOC正常。
7.一种DOC硫中毒的主动监控装置，所述主动监控装置用于执行权利要求1-6中任一项所述的DOC硫中毒的主动监控方法，其特征在于，包括：计算单元、存储单元和对比单元；
所述计算单元用于计算DOC的HC转化效率值和用于计算取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值；
所述存储单元用于存储DOC的HC转化效率值于效率数组；
所述对比单元用于对比取绝对值后的相邻两次HC转化效率差值与HC转化效率差值的阈值并判断DOC硫中毒的状态。
8.根据权利要求7所述的DOC硫中毒的主动监控装置，其特征在于，所述主动监控装置还包括获取模块；所述获取模块用于获取实际测量的DOC下游温度传感器测量值和实际测量的DOC上游温度传感器测量值。
9.一种DOC硫中毒的主动监控系统，其特征在于，所述主动监控系统包括如权利要求7-8中任一项所述的DOC硫中毒的主动监控装置。
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