CN116122941B - Dpf再生温度的控制方法及发动机后处理系统 - Google Patents

Dpf再生温度的控制方法及发动机后处理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116122941B
CN116122941B CN202310406331.4A CN202310406331A CN116122941B CN 116122941 B CN116122941 B CN 116122941B CN 202310406331 A CN202310406331 A CN 202310406331A CN 116122941 B CN116122941 B CN 116122941B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dpf
fuel injection
temperature
regeneration
injection amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310406331.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116122941A (zh
Inventor
窦站成
褚国良
张勇
王国栋
张成伟
杜慧娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weichai Power Co Ltd
Original Assignee
Weichai Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weichai Power Co Ltd filed Critical Weichai Power Co Ltd
Priority to CN202310406331.4A priority Critical patent/CN116122941B/zh
Publication of CN116122941A publication Critical patent/CN116122941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116122941B publication Critical patent/CN116122941B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明提供一种DPF再生温度的控制方法及发动机后处理系统,包括:当接收到被动再生请求时,通过确定DPF上游温度设定值和DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量;基于废气质量流量和DOC上游温度测量值,确定第二喷油量;基于第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量;基于再生喷油量控制燃油喷射,控制DPF的再生温度。通过DPF上游温度测量值与DPF上游温度设定值的偏差值和DOC上游温度测量值等信息确定再生喷油量,整个过程结合DPF再生过程的温度信息,精准确定燃油喷射量,实现对DPF再生温度的控制,提高再生效率,并且发动机后处理系统在DPF被动再生时提供充足的NO2,从而减少NOx的排放。

Description

DPF再生温度的控制方法及发动机后处理系统
技术领域
本发明涉及发动机技术领域,具体涉及一种DPF再生温度的控制方法及发动机后处理系统。
背景技术
为了降低发动机排放的废气对空气的污染,发动机产生的废气需要进行处理后进行排放。通常使用氧化型催化器(Diesel Oxidation Catalyst,DOC)对废气进行处理,从而将废气中的一氧化氮和碳氢化合物转化成水和二氧化碳,以及使用柴油颗粒捕获器(Diesel Particulate Filter,DPF)对废气中的颗粒物进行过滤,从而减少废气中的颗粒物排放。
随着DPF工作时间的增加,DPF上堆积的颗粒物越来越多,这不仅影响DPF对废气的过滤效果,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,因此需要将堆积在DPF中的颗粒去除,使得DPF再生。
DPF再生的过程中,需要在DOC前喷射燃油并燃烧,提高DPF内的温度,以便氧化燃烧沉积的颗粒物,使得DPF再生。DPF的再生温度对颗粒物的氧化燃烧至关重要,再生温度太高或是太低均会导致颗粒物的氧化燃烧不充分,导致再生后的DPF捕获颗粒物的能力低下。因此,如何精确的控制DPF的再生温度成为研究人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种DPF再生温度的控制方法及发动机后处理系统,本发明通过DOC的温度以及DPF的温度等信息确定DPF再生的喷油量,然后控制燃油的喷射,从而控制DPF的再生温度,可以将温度控制至进行被动再生的最佳温度,从而延长被动再生的周期,从而提高DPF被动再生的效率。
为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
一种DPF再生温度的控制方法,包括:
当接收到被动再生请求时,将发动机的氧化型催化器DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件;
确定当前时刻的废气质量流量、DOC上游温度测量值以及柴油颗粒捕获器DPF上游温度测量值;
基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值;
根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量;
基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定第二喷油量;
基于所述第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量;
基于所述再生喷油量控制燃油喷射,从而控制DPF的再生温度。
上述的方法,可选的,所述基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值,包括:
在预设的DPF上游温度设定表中查找与所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值对应的温度值,并将该温度值确定为DPF上游温度设定值。
上述的方法,可选的,所述根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量,包括:
对所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量进行减法运算,得到温度偏差值;
调用预设的调节控制器对所述温度偏差值进行处理,输出第一喷油量。
上述的方法,可选的,所述基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定第二喷油量,包括:
基于所述DOC上游温度测量值,确定排气热熔;
对所述排气热熔、所述废气质量流量、所述DOC上游温度测量值以及预设的再生温度设定值进行运算,得到热量;
基于所述DOC上游温度测量值和所述废气质量流量,确定碳氢转换效率;
基于所述热量和所述碳氢转换效率,确定第二喷油量。
上述的方法,可选的,所述基于所述第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量,包括:
将所述第一喷油量和所述第二喷油量进行求和运算,得到第三喷油量;
将预设的限制喷油量和所述第三喷油量中数值最小的确定为再生喷油量。
上述的方法,可选的,在接收到被动再生请求后,还包括:
确定进行被动再生所需的氮氧化合物NOx质量流量;
基于所述NOx质量流量控制与所述被动再生请求对应的通气管道的蝶阀的开度,以使所述发动机的废气通过所述通气管道进入发动机的柴油颗粒捕获器。
上述的方法,可选的,所述确定进行被动再生所需的氮氧化合物NOx质量流量,包括:
获取各个NOx运算参数;
对各个所述NOx运算参数进行运算,得到NOx质量流量。
一种发动机后处理系统,包括:
控制器、第一级尾气处理装置和第二级尾气处理装置;
所述第一级尾气处理装置与所述第二级尾气处理装置连接;
所述第一级尾气处理装置上并联一路通气管道,所述通气管道设置蝶阀;
所述第二级尾气处理装置包含氧化型催化器DOC和柴油颗粒捕获器DPF;
所述控制器用于接收到被动再生请求时,调节所述通气管道的蝶阀的开度,以使发动机的废气通过所述通气管道进入所述第二级尾气处理装置,并将DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件;确定当前时刻所述第二级尾气处理装置的废气质量流量、DOC上游温度测量值以及DPF上游温度测量值;基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值;根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量;基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定第二喷油量;基于所述第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量;基于所述再生喷油量控制燃油喷射,从而控制DPF的再生温度。
上述的装置,可选的,还包括:
当所述发动机处于正常工作模式时,所述控制器用于控制所述第一级尾气处理装置和所述第二级尾气处理装置的尿素喷射,从而控制所述第一级尾气处理装置和所述第二级尾气处理装置对所述发动机产生的废气中的氮氧化合物进行处理。
上述的装置,可选的,所述第一级尾气处理装置,包括:
紧凑型氧化型催化器和紧凑型选择性催化还原系统。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明提供一种DPF再生温度的控制方法及发动机后处理系统,在接收到被动再生请求时,将发动机的DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件;确定当前时刻的废气质量流量、DOC上游温度测量值以及DPF上游温度测量值;基于废气质量流量和DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值;根据DPF上游温度设定值和DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量;基于废气质量流量和DOC上游温度测量值,确定第二喷油量;基于第一喷油量和第二喷油量,确定再生喷油量;基于再生喷油量控制燃油喷射,从而控制DPF的再生温度。本发明通过DPF上游温度测量值与DPF上游温度设定值的温度偏差值以及DOC上游温度测量值等信息确定再生喷油量,整个过程结合了DPF再生过程的温度信息,从而可以根据DPF和DOC的实际温度精准确定燃油喷射量,从而实现对DPF的再生温度的控制,延长DPF再生的周期,提高DPF再生的效率,并且本发明的发动机后处理系统可以在DPF被动再生时提供充足的NO2,从而减少NOx的排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的发动机后处理系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种DPF再生温度的控制方法的方法流程图;
图3为本发明实施例提供的确定第一喷油量的方法流程图;
图4为本发明实施例提供的确定第二喷油量的方法流程图;
图5为本发明实施例提供一种确定再生喷油量的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请中,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、物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、物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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
术语解释:
DOC:Diesel Oxidation Catalysis,氧化型催化器,氧化型催化器应用了颗粒物氧化催化技术,用于对颗粒物进行氧化催化。颗粒物的氧化催化技术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。
DPF:Diesel Particulate Filter,颗粒物捕集器,用于捕获发动机产生的废气中的颗粒。颗粒物的捕集技术主要是通过扩散、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。
颗粒物:发动机尾气中含有的颗粒物质,一般包括未燃的碳烟(soot)和灰分(ash)这两种成分,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。
本发明可用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。
本发明可以应用在发动机的发动机后处理系统中,可以对发动机后处理系统中的DPF进行再生。
参照图1,为本发明实施例提供的发动机后处理系统的结构示意图,具体说明如下所述。
发动机后处理系统包括控制器103、第一级尾气处理装置101和第二级尾气处理装置102。
第一级尾气处理装置与第二级尾气处理装置通过管道连接;第一级尾气处理装置上并联一路通气管道106,通气管道上设置蝶阀104,蝶阀用于控制通气管道的导通情况。需要说明的是,图1中的Pipe表示管道。
其中,通气管道的一端与第一级尾气处理装置的进气口相连,通气管道的另一端与第一级尾气处理装置的出气口连接。
进一步的,第一级尾气处理装置包括紧凑型氧化型催化器CCDOC和紧凑型选择性催化还原系统CCSCR。优选的,第一级尾气处理装置可以增加在涡轮增压器后,CCDOC上设置温度传感器,CCSCR上设置DPF压差传感器。
进一步的,用于连接第一级尾气处理装置和第二级尾气处理装置的管道上设置温度传感器以及碳氢HC喷射装置105,HC喷射装置用于喷射燃油。
第二级尾气处理装置包含氧化型催化器DOC和柴油颗粒捕获器DPF;进一步的,第二级尾气处理装置中还包括选择性催化还原系统SCR和氨逃逸催化器ASC。优选的,DOC上设置温度传感器,DPF 上设置PDF压差传感器,在与第二级尾气处理装置的出气口连接的管道上设置温度传感器。
需要说明的是,控制器用于控制发动机后处理系统中的各个器件进行工作。
本发明的发动机后处理装置中有两级尾气处理装置,可以有效提高对尾气中的氮氢化合物NOx的处理量,有效减少排放到空气中的NOx含量,使得提高发动机尾气的洁净度。
需要说明的是,当控制器接收到关于DPF的被动再生请求时,需要控制DPF的再生温度,从而控制DPF的再生。
参照图2,为本发明实施例提供的一种DPF再生温度的控制方法的方法流程图,具体说明如下所述:
S201、当接收到被动再生请求时,将发动机的DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件。
被动再生请求为柴油颗粒捕获器的被动再生请求。
控制器将发动机的氧化型催化器DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件,其中,需要说明的是,DOC上游温度大于碳氢起燃温度时,即满足碳氢起燃条件,碳氢起燃温度为280℃。
控制器可以通过进气节流阀、燃油后喷等热管理措施调节DOC的上游温度。
优选的,在接收到被动再生请求时,还可以确定进行被动再生所需的氮氧化合物NOx质量流量;并基于NOx质量流量控制与被动再生请求对应的通气管道的蝶阀的开度,以便将第一级尾气处理装置旁通,使以使发动机的废气通过通气管道进入柴油颗粒捕获器。由此,可以保证柴油颗粒捕获器进行被动再生所需要的NO2的量,也可以减少热量损失,提高DOC的上游温度。
需要说明的是,将发动机的DOC的上游温度调节至满足碳氢起燃条件的目的是为了确保燃油的燃烧。
进一步的,确定NOx质量流量的方法流程如下所述:获取各个NOx运算参数;对各个NOx运算参数进行运算,得到NOx质量流量。
对各个NOx运算参数进行运算的过程如下所示:
计算DOC空速,过程如,DOC空速=废气质量流量÷DOC体积;其中,废气质量流量和DOC体积均为NOx运算参数。
计算DPF空速,过程如,DPF空速=废气质量流量÷DPF体积;其中,DPF体积为NOx运算参数。
计算与soot反应的NO2质量流量,过程如:与soot反应的NO2质量流量=被NO2氧化的soot质量流量÷NO2与soot化学反应的系数;其中,被NO2氧化的soot质量流量和NO2与soot化学反应的系数均为NOx运算参数;NO2与soot化学反应的系数为预设的常数,被NO2氧化的soot质量流量可以通过预设的传感器对DPF中需要被氧化的soot进行测量得到。
计算DOC下游NO2质量流量,过程如:DOC下游NO2质量流量=与soot反应的NO2质量流量÷NO2转化效率。
需要说明的是,确定NO2转化效率的具体过程如:在预设的第一表格中确定与DPF中待氧化soot质量对应的数值,将该数值确定为第一数值;在预设的第二表格中确定与DPF空速和DPF上游温度测量值对应的数值,将该数值确定为第二数值;然后将第一数值和第二数值相乘,得到NO2转化效率,其中,DPF中待氧化soot质量和DPF上游温度测量值均为NOx运算参数。
其中,第一表格中保存了多个数值,不同的数值对应不同的待氧化soot质量;第二表格中也保存了多个数值,不同的数值对应不同的DPF空速和DPF上游温度测量值。
计算NOx质量流量,过程如:NOx质量流量=DOC下游NO2质量流量÷DOC下游NO2比例;其中,将第三表格中与DOC空速和DOC上游温度测量值对应的数值确定为DOC下游NO2比例;需要说明的是,第三表格中设置了多个数值,不同的数值为不同的DOC空速和DOC上游温度测量值的DOC下游NO2比例,进一步的,第三表格中的各个数据均可以理解为不同的DOC空速和DOC上游温度测量值所对应的DOC下游NO2比例。
需要说明的是,废气通过通气管道进入DPF,可以保证被动再生所需要的NO2量,也可以减少热量损失,提高DOC上游温度。
S202、确定当前时刻的废气质量流量、DOC上游温度测量值以及DPF上游温度测量值。
DOC上游温度测量值为设置在DOC上游的温度传感器检测的温度,进一步的,DOC上游温度测量值还可以理解为DOC上游的实际温度。
DPF上游温度测量值为设置在DPF上游的温度传感器检测的温度,进一步的,DPF上游温度测量值可以理解为DPF上游的实际温度。
S203、基于废气质量流量和DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值。
优选的,可以通过缸内后喷1,然后在预设的DPF上游温度设定表中查找与废气质量流量和DOC上游温度测量值对应的温度值,并将该温度值确定为DPF上游温度设定值。
需要说明的是,不同的废气质量流量和DOC上游温度测量值对应不同的温度值,优选的,最合适的DPF上游温度设定值为进行被动再生时效率最高的温度,例如450℃。
S204、根据DPF上游温度设定值和DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量。
参照图3,为本发明实施例提供的确定第一喷油量的方法流程图,具体说明如下所述:
S301、对DPF上游温度设定值和DPF上游温度测量进行减法运算,得到温度偏差值。
S302、调用预设的调节控制器对温度偏差值进行处理,输出第一喷油量。
需要说明的是,调节控制器可以为PI控制器,PI控制器基于温度偏差值输出第一喷油量,第一喷油量为反馈油量。
需要说明的是,第一喷油量为闭环控制反馈的油量,其中,DPF的上游温度测量值作为闭环反馈值进行闭环控制。
S205、基于废气质量流量和DOC上游温度测量值,确定第二喷油量。
参照图4,为本发明实施例提供的确定第二喷油量的方法流程图,具体说明如下所述:
S401、基于DOC上游温度测量值,确定排气热熔。
在预设的排气热熔表中确定与DOC上游温度测量值对应的排气热熔,需要说明的是,排气热熔表中记录了各种不同DOC上游温度测量值所对应的排气热熔。
S402、对排气热熔、废气质量流量、DOC上游温度测量值以及预设的再生温度设定值进行运算,得到热量。
优选的,再生温度设定值可以自主进行设置,再生温度设定值可以为DPF进行被动再生的目标温度,优选的,可以设置为450℃。
可以基于预设的热量公式,对排气热熔、废气质量流量、DOC上游温度测量值和再生温度设定值进行运算,从而得到热量。
具体的,热量公式为:,其中,Q为热量;c为废气质量流量;m为排气热熔;∆t为再生温度设定值和DOC上游温度测量值的差值。
因此,可以计算再生温度设定值与DOC上游温度测量值的差值,然后将该差值与排气热熔、废气质量流量进行乘法运算,即可得到热量。
S403、基于DOC上游温度测量值和废气质量流量,确定碳氢转换效率。
在预设的碳氢转换记录表中确定与DOC上游温度测量值和废气质量流量对应的碳氢转换效率。
需要说明的是,碳氢转换记录表中记录了多个碳氢转换效率,不同的碳氢转换效率对应不同的DOC上游温度测量值和废气质量流量。
S404、基于热量和碳氢转换效率,确定第二喷油量。
将热量、碳氢转换效率以及预设的热值基于预设的运算方式进行运算,从而得到第二喷油量,其中,热值为常数;示例性的,第二喷油量q=Q/热值/碳氢转换效率。
进一步的,第二喷油量可以理解为前馈油量。
S206、基于第一喷油量和第二喷油量,确定再生喷油量。
在确定再生喷油量时,先将第一喷油量和第二喷油量进行求和运算,得到第三喷油量,然后将预设的限制喷油量和第三喷油量中数值最小的确定为再生喷油量。具体的,判断第三喷油量是否小于限制喷油量,如果第三喷油量小于限制喷油量,则将第三喷油量作为再生喷油量;否则,可以将限制喷油量确定为再生喷油量。需要说明的是,限制喷油量可以根据实际需求进行设置,限制喷油量可以理解为喷油边界,即最大喷油量,通过设置限制喷油量可以避免喷油量过大,导致温度过高,烧毁设备的情况。
示例性的,参照图5,为本发明实施例提供一种确定再生喷油量的流程图,具体说明如:通过废气质量流量和DOC上游温度测量值,在DPF上游温度设定表中确定DPF上游温度设定值,然后对DPF上游温度测量值和DPF上游温度设定值进行减法运算,得到温度偏差值,然后将温度偏差值输入PI控制器,PI控制器基于温度偏差值输出第一喷油量,第二喷油量为前馈油量,对第一喷油量和第二喷油量进行加法运算,得到第三喷油量,然后对第三喷油量和限制喷油量进行取小,从而得到再生喷油量,当发动机处于被动再生模式,且DOC上游温度大于碳氢起燃温度时,确定满足逻辑与的条件,从而将再生喷油量作为输出,以便控制器基于再生喷油量控制燃油的喷射,从而控制DPF的再生温度;进一步的,当发动机不处于被动再生模式,或DOC上游温度未大于碳氢起燃温度时,确定不满足逻辑与的条件,此时的输出为0,可以表示燃油的喷射量为0。
S207、基于再生喷油量控制燃油喷射,从而控制DPF的再生温度。
需要说明的是,再生喷油量为第二级尾气处理装置的燃油量,基于再生喷油量控制喷射燃油的设备喷射燃油,从而控制DPF的再生温度。
优选的,在DPF再生的过程中,当DPF的再生温度未达到目标再生温度时,可以将DPF当前的上游温度测量值作为闭环控制的反馈值再次确定第一燃油量,然后再次计算第二喷油量,从而再次确定再生喷油量,由此不断的控制设备进行喷油,以使DPF的再生温度达到目标再生温度,其中目标再生温度可以为450℃。目标再生温度为DPF进行被动再生的最佳温度,通过控制DPF的再生温度达到目标再生温度,可以有效延长DPF被动再生的周期,提高DPF的被动再生效率,并且还有效减少燃油喷射量,减少油耗。
需要说明的是,当发动机处于正常工作模式时,控制器用于控制第一级尾气处理装置和第二级尾气处理装置的尿素喷射,实现尿素双喷,从而控制第一级尾气处理装置和第二级尾气处理装置对发动机产生的废气中的氮氧化合物进行处理,由此可以最大化的将废气中的NOx进行氧化,提高NOx的转化率,降低NOx的排放。
本发明在接收到被动再生请求时,将发动机的DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件;确定当前时刻的废气质量流量、DOC上游温度测量值以及DPF上游温度测量值;基于废气质量流量和DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值;根据DPF上游温度设定值和DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量;基于废气质量流量和DOC上游温度测量值,确定第二喷油量;基于第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量;基于再生喷油量控制燃油喷射,从而控制DPF的再生温度。基于DPF上游温度测量值和DPF上游温度设定值的温度偏差值,以及DOC上游温度测量值确定再生喷油量,可以精确的控制DPF的再生温度,从而有效提高DPF被动再生效率,延长DPF的再生周期,使得DPF的再生更加的彻底,使得提高再生后的DPF的颗粒捕获能力,并且DPF再生的过程中提供充足的NO2,降低了NOx的排放。
本发明提供的发动机后处理系统中多了由CCDOC和CCSCR构成的第一级尾气处理装置,当有被动再生请求时,根据需要进入DPF的NO2量,调整与第一级尾气处理装置并联的通气管道上的蝶阀的开度,把第一级尾气处理装置旁通,使得NO2通过通气管道进入DPF,从而保证DPF再生所需的NO2,并将DPF的再生温度提高到最佳温度,即450℃,从而提升被动再生速率,有效的使碳载量达到平衡,延长主动再生周期,提高用户的作业效率,也能够减少NOx排放。而当发动机没有再生发生时,控制器控制尿素双喷,有利于NOx的转化,也不会导致较高的NOx泄露,有效减少NOx的排放。
需要说明的是,在本发明实施例提供的发动机后处理系统中,控制器基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值的过程如下所述:
在预设的DPF上游温度设定表中查找与所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值对应的温度值,并将该温度值确定为DPF上游温度设定值。
在本发明提供的另一实施例中,发动机后处理系统中的控制器根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量的过程,具体如:
对所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量进行减法运算,得到温度偏差值;
调用预设的调节控制器对所述温度偏差值进行处理,输出第一喷油量。
在本发明提供的另一实施例中,发动机后处理系统中的控制器基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定第二喷油量的过程,具体如:
基于所述DOC上游温度测量值,确定排气热熔;
对所述排气热熔、所述废气质量流量、所述DOC上游温度测量值以及预设的再生温度设定值进行运算,得到热量;
基于所述DOC上游温度测量值和所述废气质量流量,确定碳氢转换效率;
基于所述热量和所述碳氢转换效率,确定第二喷油量。
在本发明提供的另一实施例中,发动机后处理系统中的控制器基于所述第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量的过程,具体如:
将所述第一喷油量和所述第二喷油量进行求和运算,得到第三喷油量;
将预设的限制喷油量和所述第三喷油量中数值最小的确定为再生喷油量。
在本发明提供的另一实施例中,发动机后处理系统中的控制器在接收到被动再生请求后,还执行如下内容:
确定进行被动再生所需的氮氧化合物NOx质量流量;
基于所述NOx质量流量控制与所述被动再生请求对应的通气管道的蝶阀的开度,以使所述发动机的废气通过所述通气管道进入发动机的柴油颗粒捕获器。
在本发明提供的另一实施例中,发动机后处理系统中的控制器确定进行被动再生所需的氮氧化合物NOx质量流量的过程,具体如:
获取各个NOx运算参数;
对各个所述NOx运算参数进行运算,得到NOx质量流量。
上述各个实施例的具体实施过程及其衍生方式,均在本发明的保护范围之内。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统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实施例方案的目的。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。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种DPF再生温度的控制方法,其特征在于,包括:
当接收到被动再生请求时,将发动机的氧化型催化器DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件;
确定当前时刻的废气质量流量、DOC上游温度测量值以及柴油颗粒捕获器DPF上游温度测量值;
基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值;
根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量;
基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定第二喷油量;
基于所述第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量;
基于所述再生喷油量控制燃油喷射,从而控制DPF的再生温度;其中,在DPF再生的过程中,当DPF的再生温度未达到目标再生温度时,将DPF当前的上游温度测量值作为闭环控制的反馈值再次确定第一喷油量和第二喷油量,并重新确定再生喷油量,基于所述再生喷油量控制燃油喷射,直至DPF的再生温度达到所述目标再生温度;
所述根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量,包括:
对所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量进行减法运算,得到温度偏差值;
调用预设的调节控制器对所述温度偏差值进行处理,输出第一喷油量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值,包括:
在预设的DPF上游温度设定表中查找与所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值对应的温度值,并将该温度值确定为DPF上游温度设定值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定第二喷油量,包括:
基于所述DOC上游温度测量值,确定排气热熔;
对所述排气热熔、所述废气质量流量、所述DOC上游温度测量值以及预设的再生温度设定值进行运算,得到热量;
基于所述DOC上游温度测量值和所述废气质量流量,确定碳氢转换效率;
基于所述热量和所述碳氢转换效率,确定第二喷油量。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量,包括:
将所述第一喷油量和所述第二喷油量进行求和运算,得到第三喷油量;
将预设的限制喷油量和所述第三喷油量中数值最小的确定为再生喷油量。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在接收到被动再生请求后,还包括:
确定进行被动再生所需的氮氧化合物NOx质量流量;
基于所述NOx质量流量控制与所述被动再生请求对应的通气管道的蝶阀的开度,以使所述发动机的废气通过所述通气管道进入发动机的柴油颗粒捕获器。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述确定进行被动再生所需的氮氧化合物NOx质量流量,包括:
获取各个NOx运算参数;
对各个所述NOx运算参数进行运算,得到NOx质量流量。
7.一种发动机后处理系统,其特征在于,包括:
控制器、第一级尾气处理装置和第二级尾气处理装置;
所述第一级尾气处理装置与所述第二级尾气处理装置连接;
所述第一级尾气处理装置上并联一路通气管道,所述通气管道设置蝶阀;
所述第二级尾气处理装置包含氧化型催化器DOC和柴油颗粒捕获器DPF;
所述控制器用于接收到被动再生请求时,调节所述通气管道的蝶阀的开度,以使发动机的废气通过所述通气管道进入所述第二级尾气处理装置,并将DOC的上游温度调节至满足预设的碳氢起燃条件;确定当前时刻所述第二级尾气处理装置的废气质量流量、DOC上游温度测量值以及DPF上游温度测量值;基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定DPF上游温度设定值;根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量;基于所述废气质量流量和所述DOC上游温度测量值,确定第二喷油量;基于所述第一喷油量和所述第二喷油量,确定再生喷油量;基于所述再生喷油量控制燃油喷射,从而控制DPF的再生温度;其中,在DPF再生的过程中,当DPF的再生温度未达到目标再生温度时,将DPF当前的上游温度测量值作为闭环控制的反馈值再次确定第一喷油量和第二喷油量,并重新确定再生喷油量,基于所述再生喷油量控制燃油喷射,直至DPF的再生温度达到所述目标再生温度;所述根据所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量值的温度偏差值,确定第一喷油量,包括:对所述DPF上游温度设定值和所述DPF上游温度测量进行减法运算,得到温度偏差值;调用预设的调节控制器对所述温度偏差值进行处理,输出第一喷油量。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,还包括:
当所述发动机处于正常工作模式时,所述控制器用于控制所述第一级尾气处理装置和所述第二级尾气处理装置的尿素喷射,从而控制所述第一级尾气处理装置和所述第二级尾气处理装置对所述发动机产生的废气中的氮氧化合物进行处理。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述第一级尾气处理装置,包括:
紧凑型氧化型催化器和紧凑型选择性催化还原系统。
CN202310406331.4A 2023-04-17 2023-04-17 Dpf再生温度的控制方法及发动机后处理系统 Active CN116122941B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310406331.4A CN116122941B (zh) 2023-04-17 2023-04-17 Dpf再生温度的控制方法及发动机后处理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310406331.4A CN116122941B (zh) 2023-04-17 2023-04-17 Dpf再生温度的控制方法及发动机后处理系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116122941A CN116122941A (zh) 2023-05-16
CN116122941B true CN116122941B (zh) 2024-02-20

Family

ID=86297760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310406331.4A Active CN116122941B (zh) 2023-04-17 2023-04-17 Dpf再生温度的控制方法及发动机后处理系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116122941B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2479409A1 (fr) * 2011-01-25 2012-07-25 Peugeot Citroën Automobiles SA Procede pour une maitrise de la temperature des gaz d'echappement pour optimiser la regeneration d'un filtre a particules
CN103696832A (zh) * 2013-12-23 2014-04-02 潍柴动力股份有限公司 柴油机颗粒物捕集器再生温度的控制方法及系统
CN108487970A (zh) * 2018-02-05 2018-09-04 无锡沃尔福汽车技术有限公司 用于颗粒过滤捕集装置再生阶段温度控制装置及计算方法
CN112576349A (zh) * 2020-11-25 2021-03-30 潍柴动力股份有限公司 低氧车况下再生喷油量的计算方法、装置、存储介质及电子设备
CN112682140A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 潍柴动力股份有限公司 发动机颗粒后处理装置及其dpf再生温度控制方法和装置
CN114033537A (zh) * 2022-01-10 2022-02-11 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf的再生控制方法、装置和发动机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2479409A1 (fr) * 2011-01-25 2012-07-25 Peugeot Citroën Automobiles SA Procede pour une maitrise de la temperature des gaz d'echappement pour optimiser la regeneration d'un filtre a particules
CN103696832A (zh) * 2013-12-23 2014-04-02 潍柴动力股份有限公司 柴油机颗粒物捕集器再生温度的控制方法及系统
CN108487970A (zh) * 2018-02-05 2018-09-04 无锡沃尔福汽车技术有限公司 用于颗粒过滤捕集装置再生阶段温度控制装置及计算方法
CN112576349A (zh) * 2020-11-25 2021-03-30 潍柴动力股份有限公司 低氧车况下再生喷油量的计算方法、装置、存储介质及电子设备
CN112682140A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 潍柴动力股份有限公司 发动机颗粒后处理装置及其dpf再生温度控制方法和装置
CN114033537A (zh) * 2022-01-10 2022-02-11 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf的再生控制方法、装置和发动机

Also Published As

Publication number Publication date
CN116122941A (zh) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7275365B2 (en) Method for controlling temperature in a diesel particulate filter during regeneration
JP5630025B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置及び排気浄化方法
WO2011090189A1 (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置及び排気浄化方法
CN107842412B (zh) 一种柴油机颗粒捕集器的再生方法和系统
US11346266B2 (en) Engine exhaust aftertreatment device and method
RU2498093C2 (ru) Способ эксплуатации компонентов для обработки отработавших газов, а также устройство для обработки отработавших газов
CN114033537B (zh) 一种双dpf的再生控制方法、装置和发动机
JP2010514977A (ja) 熱機関の排気ガスの温度を制御する方法
CN109595069B (zh) 提升doc再生效率的装置及方法
WO2024178914A1 (zh) 尾气后处理装置、尾气后处理装置的控制方法及车辆
CN116146316B (zh) 一种dpf的控制方法、装置及ecu
KR101575478B1 (ko) 디젤 분진 필터 후단의 배기가스 재순환 장치 및 방법
EP1888886A1 (en) Method for regeneration of an exhaust aftertreatment system
EP3530895B1 (en) Exhaust gas post-processing system
CN116122941B (zh) Dpf再生温度的控制方法及发动机后处理系统
CN116378802A (zh) 一种发动机喷油量的控制方法、装置及介质
CN114109564B (zh) 一种只包含柴油颗粒捕集器dpf的尾气处理系统
US11187123B1 (en) Method for controlling exhaust after-treatment system based on NO2 medium adjustment
KR20200141170A (ko) 배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어방법
JP4139356B2 (ja) 排気ガス後処理装置
CN113833552A (zh) 碳颗粒清除方法及排气后处理系统
KR100892538B1 (ko) 디젤매연여과장치의 재생시 질소산화물 흡장성능 향상을위한 배기가스 후처리장치
US8745967B2 (en) System and method for controlling exhaust regeneration
CN118008599B (zh) 一种dpf控制方法、装置、系统以及汽车
CN109488428B (zh) 一种后处理效率的控制方法、装置及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant