CN115306523B - 一种发动机dpf控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机DPF控制方法及装置，方法包括：根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡；若平衡，确定发动机运行在高负荷工况条件下，基于DPF的碳载量确定需要的行驶里程；在监测到发动机在高负荷工况条件下运行行驶里程后触发DPF再生。通过利用产生碳速率和DPF消碳速率判断碳载量增长是否达到平衡，进而判断发动机是否运行在高负荷工况区域，若是，进一步根据碳载量累计运行一定里程，以避免短时间高负荷又变成低负荷工况，然后主动触发DPF再生，以充分利用高负荷工况下排气能量本身就高的有利因素，通过增加较小的能量再生掉碳载量，避免在正常运行排气能量小的工况发生再生，造成能量浪费，达到节省再生油耗。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机DPF控制方法及装置。
背景技术
为了减少汽车尾气对环境的污染，发动机排除的尾气会依次经过DOC(氧化催化器)、DPF和SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)催化剂后再排入大气中。其中，DPF(Diesel Particulate Filter,颗粒物捕集器)是一种能降低排气中颗粒物排放污染物的装置，DPF再工作过程中，微粒会积存在过滤器内，当达到一定值时，就会导致发动机动力性和经济性等性能下降，需要及时除去沉积的微粒，以保证DPF继续正常工作，这就是DPF再生。
DPF再生难点在于再生热管理，即需要将DPF前温度提升至550摄氏度以上，以达到燃烧DPF中微粒的目的。
然而，如果DPF前温度很低时触发DPF再生，就需要很多燃油来填补能量差，这样就会浪费能量。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足提出的一种发动机DPF控制方法及装置，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发动机DPF控制方法，所述方法包括：
根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断碳载量增长是否达到平衡；
若达到平衡，则确定发动机运行在高负荷工况条件下，基于所述DPF的碳载量确定需要的行驶里程；
在监测到整车在高负荷工况条件下运行所述行驶里程后，触发DPF再生。
在本申请一些实施例中，根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡，包括：
检测发动机产生碳速率和DPF消碳速率；将所述发动机产生碳速率减去所述DPF消碳速率得到速率差；如果所述速率差为正并且速率差大于阈值，则确定碳载量增长未达到平衡；如果所述速率差为正但小于阈值，或者所述速率差为负，则确定碳载量增长达到平衡。
在本申请一些实施例中，检测DPF消碳速率，包括：
检测所述DPF中的碳氧化速率和碳还原速率；利用所述碳氧化速率和碳还原速率确定DPF消碳速率。
在本申请一些实施例中，确定发动机运行在高负荷工况条件下，包括：
获取发动机转速和喷油量；如果所述发动机转速和所述喷油量的组合位于第一预设高排温区范围内，则确定发动机运行在高负荷工况条件下。
在本申请一些实施例中，确定发动机运行在高负荷工况条件下，包括：
获取发动机转速和扭矩；如果所述发动机转速和所述扭矩的组合位于第二预设高排温区范围内，则确定发动机运行在高负荷工况条件下。
在本申请一些实施例中，基于所述DPF当前的碳载量确定需要的行驶里程，包括：
根据预先标定的碳载量与里程对应关系，确定所述DPF当前的碳载量对应的行驶里程。
在本申请一些实施例中，所述方法还包括：
整车运行过程中，监测到所述DPF的碳载量达到预设限值时，触发DPF再生。
本发明的第二方面提出了一种发动机DPF控制装置，所述装置包括：
判断模块，用于根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡；
高负荷确定模块，用于在判断达到平衡时，确定发动机运行在高负荷工况条件下；
里程确定模块，用于基于所述DPF的碳载量确定需要的行驶里程；
里程监测触发模块，用于在监测到整车在高负荷工况条件下运行所述行驶里程后，触发DPF再生。
本发明的第三方面提出了一种发动机控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一方面所述方法的步骤。
本发明的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如如上述第一方面所述方法的步骤。
基于上述第一方面和第二方面所述的发动机DPF控制方法及装置，本发明至少具有如下有益效果或优点：
通过利用发动机产生碳速率和DPF消碳速率实现碳载量增长是否达到平衡的判断，在达到平衡的基础上，判断发动机是否运行在高负荷工况区域，如果是在高负荷工况区域，说明整车排气能量本身就比较高，进一步根据碳载量累计运行一定里程，以避免短时间高负荷又变成低负荷工况，然后主动触发DPF再生，以充分利用高负荷工况下排气能量本身就高的有利因素，通过增加较小的能量用于再生热管理，再生掉碳载量，避免在正常运行排气能量小的工况发生再生，造成的能量浪费，达到节省再生油耗。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机DPF控制方法的实施例流程图；
图2为本发明根据图1所示实施例示出的一种碳载量增长趋势示意图；
图3为本发明根据图1所示实施例示出的一种发动机运行转速与扭矩关系示意图；
图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机DPF控制装置的结构示意图；
图5为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机控制器的硬件结构示意图；
图6为本发明根据一示例性实施例示出的一种存储介质的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
目前，DPF的难点在于再生和再生热管理，DPF再生热管理是通过后喷或者单独的HC(碳氢)喷射装置进行排温温度的提升，需要消耗一部分燃油，以将DPF前温度提升至550℃以上，达到燃烧DPF中碳的目的。
发明人发现，在现有方案中，只要DPF载碳量、运行里程、运行时间达到一定阈值，就要触发DPF再生，而没有考虑到充分利用发动机本身运行时的DPF前温度能量，再生时可能DPF前温度很低，若触发DPF再生，则需要很多燃油用于填补缺的能量，浪费能量。
例如，当整车在较高负荷工况条件下运行，DPF积碳水平较高但没有达到行车DPF再生要求，载碳量已达到平衡，若用户的工况发生变化，在较低负荷工况条件下运行，载碳量就会继续增加，触发DPF再生，通过热管理进行再生，这种热管理会浪费能量较多。
基于此，本发明提出一种发动机DPF控制方法，通过根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡,若达到平衡，则确定发动机运行在高负荷工况条件下，基于DPF的碳载量确定需要的行驶里程，并在监测到发动机在高负荷工况条件下运行所述行驶里程后，触发DPF再生流程。
基于上述描述可知，通过利用发动机产生碳速率和DPF消碳速率实现碳载量增长是否达到平衡的判断，在达到平衡的基础上，判断发动机是否运行在高负荷工况区域，如果是在高负荷工况区域，说明整车排气能量本身就比较高，进一步根据碳载量累计运行一定里程，以避免短时间高负荷又变成低负荷工况，然后主动触发DPF再生，以充分利用高负荷工况下排气能量本身就高的有利因素，通过增加较小的能量用于再生热管理，再生掉碳载量，避免在正常运行排气能量小的工况发生再生，造成的能量浪费，达到节省再生油耗。
下面以具体实施例对本发明提出的发动机DPF控制方法进行详细阐述。
图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机DPF控制方法的实施例流程图，如图1所示，发动机DPF控制方法包括如下步骤：
步骤101：根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡。
其中，发动机产生碳速率指的是整车运行过程中燃油未充分燃尽产生颗粒物碳的速率，DPF消碳速率指的是未充分燃尽的颗粒物碳在DPF中利用发动机本身运行时的DPF前温度能量消除颗粒物碳的速率。
在一种可能的实现方式中，通过检测发动机产生碳速率和DPF消碳速率后，将发动机产生碳速率减去DPF消碳速率得到速率差，如果速率差为正并且速率差大于阈值，则确定碳载量增长未达到平衡，如果速率差为正但小于阈值，或者速率差为负，则确定碳载量增长达到平衡。
其中，速率差如果为正但比较小，说明发动机产生碳速率在减去DPF消碳速率后在一定范围内波动，此时DPF中的碳载量增长很慢，认为碳载量增长达到平衡，或者如果速率差为负，说明在DPF中利用发动机本身运行时的DPF前温度能量已经将产生的颗粒物碳消除，此时DPF中的碳载量增长几乎为零，也认为碳载量增长达到平衡。
例如，如图2所示，当整车在市区运行过程中，碳载量呈线性逐渐增加，当整车上高速运行过程中，碳载量增长很慢，说明碳载量达到平衡。
在一可选实施例中，针对检测DPF消碳速率的过程，在DPF中通常有一部分颗粒物碳会被氧气氧化，或者被二氧化氮还原，因此本实施例通过检测DPF中的碳氧化速率和碳还原速率，并利用所述碳氧化速率和碳还原速率确定DPF消碳速率。
具体地，可以将碳氧化速率和碳还原速率的和确定为DPF消碳速率。
可以理解的是，上述检测DPF中的碳氧化速率和碳还原速率，可以采用相关技术实现，本申请对此不进行具体限定。
步骤102：若达到平衡，则确定发动机运行在高负荷工况条件下，基于DPF的碳载量确定需要的行驶里程。
其中，发动机在高负荷工况条件下排气温度本身比较高，DPF前温度就比较高，因此在高负荷工况条件下进行热管理，只组要增加较小的能量就能够实现热管理。
在一种可选实施例中，针对确定发动机运行在高负荷工况条件下的过程，可以根据发动机各种模式下发动机转速和喷油量区分高低负荷，具体地，获取发动机转速和喷油量，如果发动机转速和喷油量的组合位于第一预设高排温区范围内，则确定发动机运行在高负荷工况条件下。
其中，第一预设高排温区范围由转速区间和喷油量区间组成，具体数值范围可以根据实验测试进行标定。
在另一种可选实施例中，针对确定发动机运行在高负荷工况条件下的过程，可以根据发动机各种模式下发动机转速和扭矩区分高低负荷，如图3所示，实验标定得出的发动机各种模式下根据转速和扭矩进行高负荷工况和低负荷工况的区分，由图3可以看出，在转速位于600-2400区间且扭矩位于0-300区间，发动机处于低负荷工况，在转速位于600-2400区间且扭矩位于300以上，发动机处于高负荷工况。
具体地，获取发动机转速和扭矩，如果发动机转速和扭矩的组合位于第二预设高排温区范围内，则确定发动机运行在高负荷工况条件下。
其中，第二预设高排温区范围由转速区间和扭矩区间组成，如上述图3所示，第二预设高排温区范围可以是转速位于600-2400区间且扭矩位于300以上。
可以理解的是，通常在市区空载或者市区满载运行时，行驶速度比较慢，整车运行在低负荷工况条件下，而在高速空载或者高速满载运行时，行驶速度比较快，整车运行在高负荷工况条件下。
在一可选的实施例中，针对基于DPF当前的碳载量确定需要的行驶里程的过程，根据预先标定的碳载量与里程对应关系，确定DPF当前的碳载量对应的行驶里程。
其中，该行驶里程能够确保整车行驶工况是高负荷工况，避免短时间高负荷工况又变成低负荷工况的情况，同时该行驶里程由碳载量大小决定，也能够确保触发DPF再生时碳载量不至于太低。
步骤103：在监测到发动机在高负荷工况条件下运行所述行驶里程后，触发DPF再生流程。
其中，当整车在高负荷工况条件下累计运行一段里程后，说明整车不是短时间的高负荷工况，因此即使碳载量还未达到设定的限值，也可以主动触发DPF再生，以充分利用正常运行时的排气能量，增加较小的能量用于再生热管理。
针对上述步骤101至步骤103的过程，需要说明的是，在整车运行过程中，需要实时监测DPF的碳载量是否达到预设限值，如果已经达到预设限值，即使未达到碳载量平衡或者高负荷工况的条件，也需要触发DPF再生，以及时清除DPF中的积碳。
至此，完成上述图1所示的发动机DPF控制流程，通过利用发动机产生碳速率和DPF消碳速率实现碳载量增长是否达到平衡的判断，在达到平衡的基础上，判断发动机是否运行在高负荷工况区域，如果是在高负荷工况区域，说明整车排气能量本身就比较高，进一步根据碳载量累计运行一定里程，以避免短时间高负荷又变成低负荷工况，然后主动触发DPF再生，以充分利用高负荷工况下排气能量本身就高的有利因素，通过增加较小的能量用于再生热管理，再生掉碳载量，避免在正常运行排气能量小的工况发生再生，造成的能量浪费，达到节省再生油耗。
与前述发动机DPF控制方法的实施例相对应，本发明还提供了发动机DPF控制装置的实施例。
图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机DPF控制装置的结构示意图，该装置用于执行上述任一实施例提供的发动机DPF控制方法，如图4所示，该发动机DPF控制装置包括：
判断模块410，用于根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡；
高负荷确定模块420，用于在判断达到平衡时，确定发动机运行在高负荷工况条件下；
里程确定模块430，用于基于所述DPF的碳载量确定需要的行驶里程；
里程监测触发模块440，用于在监测到整车在高负荷工况条件下运行所述行驶里程后，触发DPF再生。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的发动机DPF控制方法对应的电子设备，以执行上述发动机DPF控制方法。
图5为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机控制器的硬件结构图，该发动机控制器可以是整车ECU，其包括：通信接口601、处理器602、存储器603和总线604；其中，通信接口601、处理器602和存储器603通过总线604完成相互间的通信。处理器602通过读取并执行存储器603中与发动机DPF控制方法的控制逻辑对应的机器可执行指令，可执行上文描述的发动机DPF控制方法，该方法的具体内容参见上述实施例，此处不再累述。
本发明中提到的存储器603可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含存储信息，如可执行指令、数据等等。具体地，存储器603可以是RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。通过至少一个通信接口601(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线604可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器603用于存储程序，所述处理器602在接收到执行指令后，执行所述程序。
处理器602可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器602中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器602可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(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。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
本申请实施例提供的发动机控制器与本申请实施例提供的发动机DPF控制方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的发动机DPF控制方法对应的计算机可读存储介质，请参考图6所示，其示出的计算机可读存储介质为光盘30，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的发动机DPF控制方法。
需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的发动机DPF控制方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种发动机DPF控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡；
若达到平衡，则确定发动机运行在高负荷工况条件下，基于所述DPF的碳载量确定需要的行驶里程；所述行驶里程用于确保整车行驶工况是高负荷工况；
在监测到发动机在高负荷工况条件下运行所述行驶里程后，触发DPF再生流程，所述DPF再生为主动再生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡，包括：
检测发动机产生碳速率和DPF消碳速率；
将所述发动机产生碳速率减去所述DPF消碳速率得到速率差；
如果所述速率差为正并且速率差大于阈值，则确定碳载量增长未达到平衡；
如果所述速率差为正但小于阈值，或者所述速率差为负，则确定碳载量增长达到平衡。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测DPF消碳速率，包括：
检测所述DPF中的碳氧化速率和碳还原速率；
利用所述碳氧化速率和碳还原速率确定DPF消碳速率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定发动机运行在高负荷工况条件下，包括：
获取发动机转速和喷油量；
如果所述发动机转速和所述喷油量的组合位于第一预设高排温区范围内，则确定发动机运行在高负荷工况条件下。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定发动机运行在高负荷工况条件下，包括：
获取发动机转速和扭矩；
如果所述发动机转速和所述扭矩的组合位于第二预设高排温区范围内，则确定发动机运行在高负荷工况条件下。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述DPF当前的碳载量确定需要的行驶里程，包括：
根据预先标定的碳载量与里程对应关系，确定所述DPF当前的碳载量对应的行驶里程。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
整车运行过程中，监测到所述DPF的碳载量达到预设限值时，触发DPF再生。
8.一种发动机DPF控制装置，其特征在于，所述装置包括：
判断模块，用于根据发动机产生碳速率和DPF消碳速率判断DPF的碳载量增长是否达到平衡；
高负荷确定模块，用于在判断达到平衡时，确定发动机运行在高负荷工况条件下；
里程确定模块，用于基于所述DPF的碳载量确定需要的行驶里程；所述行驶里程用于确保整车行驶工况是高负荷工况；
里程监测触发模块，用于在监测到整车在高负荷工况条件下运行所述行驶里程后，触发DPF再生，所述DPF再生为主动再生。
9.一种发动机控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理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任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
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