CN118008599A - 一种dpf控制方法、装置、系统以及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种DPF控制方法、装置、系统以及汽车，应用于发动机领域中，方案通过在进行DPF再生时，基于所述DPF平均温度和其变化率，对DPF进行升温控制和对DPF进行降温控制，从而控制DPF再生过程中DPF的温度变化，使得DPF的温度保持在高效再生温度范围内，从而提高了DPF再生效率。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种DPF控制方法、装置、系统以及汽车。
背景技术
DPF：颗粒物捕集器（diesel particulate filter），用于捕集尾气中的颗粒物，当捕集的颗粒物质量达到一定程度时，需进行被动再生或主动再生,从而恢复DPF对颗粒物的捕集能力；
DOC：氧化催化转化器（diesel oxide catalyst），装在DPF前，用于转化尾气中的NO氧化为NO2，同时提升尾气温度，辅助DPF和SCR的正常工作；
DPF再生过程中，利用NO2与DPF中的碳反应的原理，消除DPF碳中拦截的碳，NO2来自于前置的DOC，NO2生成最大比例在350℃左右。DPF再生时，由于温度和NO2不能兼顾，再生时间较长导致热管理时间较长，效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种DPF控制方法、装置、系统以及汽车，以提高DPF再生效率。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种DPF控制方法，包括：
获取DPF实时温度；
基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；
当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
可选的，上述DPF控制方法中，基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率之前，还包括：
获取DPF计算的碳载量，当所述碳载量位于第一预设范围时，控制再生使能状态为1；
当再生使能状态为1时，检测到所述碳载量小于第一预设碳载量限值时，控制所述再生使能状态切换为0。
可选的，上述DPF控制方法中，当所述碳载量大于第二预设碳载量限值时，控制再生使能状态为0，并输出过载故障信号，其中所述第一预设碳载量限值小于所述第二预设碳载量限值，且第一预设范围中的最小值大于所述第一预设碳载量限值，第一预设范围中的最大值小于所述第一预设范围的最大值。
可选的，上述DPF控制方法中，在控制DPF进入提温再生阶段时，采用下述步骤获取DPF前设定温度：
获取发动机废气流量和DOC温度；
获取与所述发动机废气流量和DOC温度相匹配的DPF前设定基础温度；
获取DPF计算的碳载量；
获取与所述碳载量相匹配的温度修正系数；
基于所述温度修正系数对所述DPF前设定基础温度进行修正，将修正后的DPF前设定基础温度作为DPF前设定温度；
控制DPF进行再生下的降温控制时，将DPF前传感器检测温度作为DPF前设定温度。
可选的，上述DPF控制方法中，控制DPF进入再生状态以后，还包括：
基于所述DPF前设定温度计算得到再生前馈油量；
获取再生前馈修正油量和再生闭环修正油量；
将再生前馈油量、再生前馈修正油量和再生闭环修正油量之和作为再生油量。
可选的，上述DPF控制方法中，基于所述DPF前设定温度计算得到再生前馈油量，包括：
基于公式M_fuel=Cp*M_gas*(T_set-T_doc)/Hu，计算得到再生前馈油量M_fuel；
其中，Cp为废气比热容，M_gas为废气质量流量，T_set为设定值，T_doc 为DOC前实际值，Hu为燃油热值。
可选的，上述DPF控制方法中，在控制DPF进入提温再生阶段时，采用开环控制方式控制DOC温度；
在控制DPF进行再生下的降温控制时，采用闭环控制方式控制DOC温度。
一种DPF控制装置，包括：
数据采集单元，用于获取DPF实时温度；
温度计算单元，用于基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
再生使能单元，用于当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
温度状态判断单元，用于判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
DPF状态控制单元，用于当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
一种DPF控制系统，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序，所述程序用于：
获取DPF实时温度；
基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；
当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
一种汽车，应用有上述DPF控制系统。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的在进行DPF再生时，基于所述DPF平均温度和其变化率，对DPF进行升温控制和对DPF进行降温控制，从而控制DPF再生过程中DPF的温度变化，可以使得DPF的温度保持在高效再生温度范围内，从而提高了DPF再生效率。
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为碳载量限值示意图；
图2为基于碳载量的DPF再生控制示意图；
图3为本申请实施例公开的DPF控制方法的流程示意图；
图4为条件1的判断逻辑示意图；
图5为条件2的判断逻辑示意图；
图6为基于条件1、条件2和再生使能状态的再生控制状态策略图；
图7为DPF前设定温度计算策略图；
图8为本申请实施例公开的一种DPF前设定温度的计算流程图；
图9为再生油量的计算策略图；
图10为本申请实施例公开的一种再生油量的计算流程图；
图11为DPF再生过程中，DOC再生温度控制策略示意图；
图12为DOC再生闭环温度控制策略示意图；
图13为本申请实施例公开的技术方案的仿真效果示意图；
图14为本申请实施例公开的DPF控制装置的结构示意图；
图15为本申请实施例公开的DPF控制系统的结构示意图。
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。
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。
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。
NO2对被捕集的颗粒有很强的氧化能力，利用产生的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。
DOC内反应原理：
DPF内反应原理：
过滤器的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捕集器内的温度，使微粒着火燃烧。当过滤器中的温度达到550℃时，沉积的颗粒物就会氧化燃烧，如果温度达不到550℃，过多的沉积物就会堵塞过滤器，这时就需要利用外加能源(例如电加热器，燃烧器或发动机操作条件的改变)来提高DPF内的温度，使颗粒物氧化燃烧。被动再生指的是利用燃油添加剂或者催化剂来降低微粒的着火温度，使微粒能在正常的发动机排气温度下着火燃烧。添加剂(有铈，铁和锶)要以一定的比例加到燃油中，添加剂过多影响不大，但是如果过少，就会导致再生延迟或再生温度升高。
选择性催化还原技术（Selective catalyst reduction, SCR）的基本原理是向排气中喷射燃油或者另外添加还原剂，利用合适的催化剂，促进还原剂与NOx反应，同时抑制还原剂与氧气的非选择性氧化反应。常用的尿素-SCR催化剂有V2O5/W2O3/TiO2和金属氧化物/沸石。钒基催化剂具有对NOx很高的选择性和很宽的高效温度窗口，同时具有高的抗硫能力，缺点是容易由于润滑油中的磷组分中毒以及高温失效；沸石型催化剂对NH3有极强的吸附能力，但在低温时沸石对HC的吸附能力也很强，而HC的吸附会影响催化器的低温性能，同时沸石的水热稳定性和抗硫性能较差，因而实际使用受到限制，需要使用低硫含量燃料。
硫的氧化物在铜基SCR会形成硫酸盐，降低催化剂活性位，堵塞小孔，降低SCR对NOx的转化效率，因此，当SCR内捕集了一定的硫的氧化物后，需要对其进行脱硫。硫中毒有2中机制：生成(NH4)SO4等，降低SCR催化剂活性位，堵塞小孔，从而降低NOx转化效率；SO2和SO3与NOx竞争吸附，降低NOx的吸附。
SCR技术的反应原理：
尿素水解为氨气：（尿素喷射系统）
(NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2
SCR后处理反应：（SCR催化转化器）
NO + NO2 + 2NH3→ 2N2 + 3H2O
4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2O
SCR中实际参与选择催化还原反应的还原剂是氨（NH3），但由于氨具有较高腐蚀性，液氨和氨水在储存和运输上存在困难，因而不能直接用于车载SCR系统。现在，一般使用尿素水溶液作为还原剂。又由于与其他浓度的尿素水溶液相比，浓度为32.5%的尿素水溶液具有最低的凝固点-11℃，故国际上普遍采用32.5%的尿素水溶液作为SCR的标准还原剂，并命名为AdBlue。
为了防止还原剂浪费和SCR催化剂后NH3泄漏而造成二次污染，必须根据发动机实际的NOx排放量和SCR催化剂的转化效率，动态的控制还原剂的喷射量，因而还原剂的喷射策略是SCR技术研究的热点和难点。由于尿素水溶液只是NH3的载体，因而尿素水溶液分解为NH3的过程对SCR的性能有重要影响。
为了克服DPF高温再生可靠性低及DPF被动再生效率低的问题，本专利根据DPF被动再生温度和DOC NO2生成高效区域，设计了一种DPF再生控制策略，该方案通过协调控制DPF被动再生效率及DOC温度，实现了高效的DPF运行策略。
DPF碳载量控制整体如图1和2所示，在发动机运行过程中DPF计算得到碳载量，对所述碳载量的大小进行判断，如果所述碳载量超过限值3（第二预设碳载量限值），则表明DPF过载，不允许再生，报过载故障信号，当所述碳载量小于限值3且大于限值2时，进入DPF再生控制，在DPF再生控制过程中，实时检测DPF计算得到的碳载量，如果检测到碳载量低于限值1（第一预设碳载量限值）时，表明DPS再生完成，如果碳载量不低于限值1，保持DPF再生状态。在未进行DPF再生时，如果检测到碳载量小于限值2，并不会进入DPF再生控制。
参见图3，本实施例公开了一种DPF控制方法，参见图3，方法包括：
步骤S101：获取DPF实时温度。
在DPF再生过程中，采用相关温度传感器基于设定频率检测DPF实时温度。
步骤S102：基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率。
在获取到所述DPF实时温度以后，基于预设时长内监测到的DPF实时温度，计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率。
步骤S103：当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态。
本方法可以应用于DPF再生控制过程中，通过判断再生使能状态的值，可以判断系统是否处于DPF再生控制过程，在本方案中，当系统处于DPF再生控制过程时，需要先控制再生使能状态为1，当系统没有处于DPF再生控制过程时，所述再生使能状态为0，系统是否处于DPF再生控制过程，基于碳载量的大小进行控制。例如，由前文公开的技术方案可见，当监测到碳载量超过限值3时，将所述再生使能状态配置为0，当监测到碳载量小于限值3且大于限值2时，将所述再生使能状态配置为1，在DPF再生控制过程中，当检测到碳载量低于限值1时将再生使能状态配置为1，在未进入DPF再生控制过程时，当检测到碳载量低于限值2时将再生使能状态配置为0。上述方案中，之所以当监测到碳载量超过限值3时不进行再生控制，是为了防止由于DPF碳载量计算偏差问题导致的DPF被烧毁的风险。
步骤S104：判断所述DPF平均温度和其变化率是否满足条件1、条件2。
在本步骤中，预先配置条件1和条件2，参见图4，条件1为：DPF平均温度大于等于第一预设温度限值（温度限值1）且DPF平均温度的变化率超过第一温度变化限值（温度变化率限值2）；参见图5，条件2为：当DPF平均温度小于第二预设温度限值（温度限值3）且DPF平均温度的变化率小于等于第二温度变化限值（温度变化率限值4）。当满足条件1时，条件1对应的字符配置为1，当满足条件2时，条件2对应的字符配置为1。当不满足条件1时，条件1对应的字符配置为0，当不满足条件2时，条件2对应的字符配置为0。图4和图5中的只有当再生使能状态为1时，条件1和条件2才可能为1，当再生使能状态为0时，条件1和条件2必然为0。
本步骤通过判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值、判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值，来判断所述DPF平均温度和DPF平均温度的变化率是否满足条件1和条件2。
步骤S105：当DPF平均温度和其变化率不满足条件1且满足条件2时，控制DPF进行再生下的降温控制。
当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，判定述DPF平均温度和其变化率不满足条件1，当所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，判定所述DPF平均温度和其变化率满足条件2，当DPF平均温度和其变化率不满足条件1且满足条件2时，控制DPF进入提温再生阶段，此时，对DPF进行升温控制。
步骤S106：当DPF平均温度和其变化率满足条件1且不满足条件2时，控制DPF进入提温再生阶段。
当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，判定述DPF平均温度和其变化率满足条件1，当所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，判定所述DPF平均温度和其变化率不满足条件2，当DPF平均温度和其变化率满足条件1且不满足条件2时，控制DPF进行再生下的降温控制，此时对DPF进行降温控制。
参见图6，在确定再生使能状态，以及所述条件1和条件2的值以后，可以进一步配置DPF再生状态，具体的，当再生使能状态为0时，Bit0配置为0，Bit0表示再生状态，当再生使能状态为1时，Bit0配置为1，当再生使能状态为1、条件1为0，且条件2为1，再生控制状态Bit1配置为1，Bit1表示DPF进入提温再生阶段，当再生使能状态为1、条件1为1，且条件2为0，再生控制状态Bit2配置为1，Bit2表示DPF进行再生下的降温控制。
本申请实施例公开的技术方案中，在进行DPF再生时，基于所述DPF平均温度和其变化率，对DPF进行升温控制和对DPF进行降温控制，从而控制DPF再生过程中DPF的温度变化，使得DPF的温度保持在高效再生温度范围内，从而提高了DPF再生效率。
在本实施例公开的技术方案中，基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率之前，可以基于碳载量的值控制再生使能状态，具体的，获取DPF计算的碳载量，当所述碳载量位于第一预设范围（碳载量小于限值3且大于限值2）时，再生使能状态为1；当再生使能状态为1时，检测到所述碳载量小于第一预设碳载量限值（碳载量低于限值1）时，控制所述再生使能状态切换为0。
在本实施例公开的技术方案中，当进行DPF再生时，需要根据DPF前设定温度计算再生油量，本实施例公开的技术方案中，DPF进入提温再生阶段和DPF进行再生下的降温控制时，所采用的DPF前设定温度的计算方式不同，其中，在DPF进入提温再生阶段时，DPF前设定温度由废气温度、DOC温度及碳载量修正计算得到，当控制DPF进行再生下的降温控制时，DPF前设定温度为DPF前传感器温度。
具体的，参见图7和图8，在控制DPF进入提温再生阶段时，采用下述步骤获取DPF前设定温度：
步骤S801：获取发动机废气流量和DOC温度。
发动机废气流量是指单位时间内通过发动机排气管排出的废气体积或质量。DOC温度是指柴油氧化催化剂（DOC）的工作温度。
步骤S802：通过预设MAP表获取与所述发动机废气流量和DOC温度相匹配的DPF前设定基础温度。
本步骤中，预先配置发动机废气流量和DOC温度与DPF前设定基础温度之间的映射关系MAP表，当确定所述发动机废气流量和DOC温度之后，查找该MAP表就可以计算得到与其对应的DPF前设定基础温度。
步骤S803：获取DPF计算的碳载量（Soot量）；
在计算DPF前设定温度时，由基于温度修正系数对DPF前设定基础温度进行修正得到，该温度修正系数与DPF计算的碳载量（Soot量）相关，因此，本步骤中需要先获取DPF计算的碳载量（Soot量）。
步骤S804：获取与所述碳载量相匹配的温度修正系数。
在计算得到碳载量以后，基于碳载量与温度修正系数之间的映射关系可以计算或查表得到。
步骤S805：基于所述温度修正系数对所述DPF前设定基础温度进行修正，将修正后的DPF前设定基础温度作为DPF前设定温度。
在确定所述DPF前设定基础温度以及所述温度修正系数，采用温度修正系数对所述DPF前设定基础温度进行修正，具体的将DPF前设定基础温度与所述温度修正系数之积，作为修正后的述DPF前设定基础温度，将修正后的述DPF前设定基础温度作为DPF前设定温度。
当控制DPF进行再生下的降温控制时，将DPF前传感器检测温度作为DPF前设定温度。
参见图7，当控制DPF进行再生下的降温控制时，DPF前设定温度与DPF前传感器温度一致，因此可以将DPF前传感器检测温度作为DPF前设定温度。
DPF再生控制中，再生闭环控制由再生前馈油量、再生前馈修正油量和再生闭环修正油量组成。在提温再生阶段可以使能再生闭环油量控制，使能再生闭环油量指的是计算得到的再生油量参与油量控制，其他阶段再生油量为0，当控制DPF进入提温再生阶段时，再生油量不为0，在其他阶段再生油量为0。其中，当所述再生油量不为0（使能再生闭环油量控制）时，参见图9和图10，再生油量的计算过程为：
步骤S1001：基于所述DPF前设定温度计算得到再生前馈油量。
在基于所述DPF前设定温度计算得到再生前馈油量时，可以基于公式M_fuel=Cp*M_gas*(T_set-T_doc)/Hu，计算得到再生前馈油量M_fuel，其中，Cp为废气比热容，M_gas为废气质量流量，T_set为设定值，T_doc为DOC前实际值，Hu为燃油热值。
步骤S1002：获取再生前馈修正油量和再生闭环修正油量。
在获取再生前馈修正油量时：采用DOC动态模型根据DOC温度、废气流量和HC喷射量实时计算DOC出口模型温度（DPF前馈模型温度），然后再采用DPF设定温度减去所述DOC出口模型温度，将差值结果经过比例控制器进行处理后得到再生前馈修正油量。
在获取再生闭环修正油量时：DOC动态模型根据入DOC温度、废气流量和HC喷射量实时计算DOC出口模型温度，采用PI控制器根据所述DOC出口模型温度以及DPF前温度进行PI运算，得到再生闭环修正油量。
步骤S1003：将再生前馈油量、再生前馈修正油量和再生闭环修正油量之和作为再生油量。
本步骤在计算得到再生前馈油量、再生前馈修正油量和再生闭环修正油量之后，将三者之和作为DPF再生过程中的再生油量。
如图11所示，图11为DOC温度控制策略图，在DPF进入提温再生阶段时进行DOC温度开环控制方式，在DPF进行再生下的降温控制时进行DOC温度闭环控制。
DOC温度开环控制：通过调整发动机模式，改变发动机喷油提前角、进气压力温度和进气流量等，以最大提温能力提高DOC前温度。
DOC温度闭环控制：DOC前温度设定在NO2生成高效区，例如325~375°之间，通过改变发动机喷油提前角、进气压力温度和进气流量等，提升DOC前温度。
图11中的判断状态。可以指的是判断Bit1、Bit2的状态。
如图12所示，为DOC温度闭环控制方式的策略图。
当DOC前实际温度在DOC前温度下限和DOC前温度上限之间时，停止闭环控制，冻结闭环值，以开环值+闭环冻结的修正值控制；
当DOC前实际温度低于DOC前温度下限时，通过DOC前温度下限与DOC前实际温度之差，进行PID闭环控制，只调节进气流量和进气压力，以开环值+闭环修正值控制，使DOC前实际温度提升。
DOC前实际温度高于DOC前温度上限时，通过DOC前温度上限与DOC前实际温度之差，进行PID闭环控制，只调节进气流量和进气压力，以开环值+闭环修正值控制，使DOC前实际温度降低。
综合上述各个实施例，经过现场试验，本申请的最终控制效果如图13所示，在DPF再生过程中，先提升DPF温度到一定值，然后关闭喷油，控制DOC前实际温度控制在350℃左右，此时会产生大量的NO2，由于DPF热容较大，温度下降慢，大量的NO2与DPF中的碳在较高的温度下发生反应，加快反应速度，既满足低温再生，又加快了再生效率，同时降低了再生油耗。
本实施例中公开了DPF控制装置，装置中的各个单元的具体工作内容，请参见上述方法实施例的内容。
下面对本发明实施例提供的DPF控制装置进行描述，下文描述的DPF控制装置与上文描述的DPF控制方法可相互对应参照。
参见图14，本申请公开的DPF控制装置可以包括：
数据采集单元10，用于获取DPF实时温度；
温度计算单元20，用于基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
再生使能单元30，用于当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
温度状态判断单元40，用于判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
DPF状态控制单元50，用于当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
与上述方法相对应，上述装置还可以包括：
使能状态控制单元，用于获取DPF计算的碳载量，当所述碳载量位于第一预设范围时，控制再生使能状态为1；当再生使能状态为1时，检测到所述碳载量小于第一预设碳载量限值时，控制所述再生使能状态切换为0。当所述碳载量大于第二预设碳载量限值时，控制再生使能状态为0，并输出过载故障信号，其中所述第一预设碳载量限值小于所述第二预设碳载量限值，且第一预设范围中的最小值大于所述第一预设碳载量限值，第一预设范围中的最大值小于所述第一预设范围的最大值。
与上述方法相对应，上述装置还可以包括DOC温度控制单元，用于：
在控制DPF进入提温再生阶段时，采用下述步骤获取DPF前设定温度：
获取发动机废气流量和DOC温度；获取与所述发动机废气流量和DOC温度相匹配的DPF前设定基础温度；获取DPF计算的碳载量；获取与所述碳载量相匹配的温度修正系数；基于所述温度修正系数对所述DPF前设定基础温度进行修正，将修正后的DPF前设定基础温度作为DPF前设定温度；
控制DPF进行再生下的降温控制时，将DPF前传感器检测温度作为DPF前设定温度。
与上述方法相对应，上述装置还可以包括再生油量计算单元，用于：基于所述DPF前设定温度计算得到再生前馈油量；获取再生前馈修正油量和再生闭环修正油量；将再生前馈油量、再生前馈修正油量和再生闭环修正油量之和作为再生油量。
与上述方法相对应，所述DOC温度控制单元在控制DPF进入提温再生阶段时，采用开环控制方式控制DOC温度；在控制DPF进行再生下的降温控制时，采用闭环控制方式控制DOC温度。
图15为本发明实施例提供的DPF控制系统的硬件结构图，参见图15所示，可以包括：至少一个处理器100，至少一个通信接口200，至少一个存储器300和至少一个通信总线400；
在本发明实施例中，处理器100、通信接口200、存储器300、通信总线400的数量为至少一个，且处理器100、通信接口200、存储器300通过通信总线400完成相互间的通信；显然，图15所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅是可选的；
可选的，通信接口200可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口；
处理器100可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器300可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器，其内存储有与上述方法实施例相对应的预设程序。
其中，处理器100具体用于：获取DPF实时温度；
基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；
当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
所述处理器100还用于实现本申请其他DPF控制方法实施例公开的各个步骤，具体不在累述。
一种汽车，应用有上述任意一项所述的DPF控制系统。
在说明书的系统实施例中，对电子设备的类型举例中，增加汽车的一些控制器，修改后为：本文中的电子设备可以是服务器、PC、PAD、手机、ECU（Electronic Control Unit，电子控制器单元）、VCU（Vehicle Control Unit，整车控制器）、MCU(Micro ControllerUnit，微控制单元)、HCU（Hybrid Control Unit，混合控制系统）等。
本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
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 (10)
1.一种DPF控制方法，其特征在于，包括：
获取DPF实时温度；
基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；
当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
2.根据权利要求1所述的DPF控制方法，其特征在于，基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率之前，还包括：
获取DPF计算的碳载量，当所述碳载量位于第一预设范围时，控制再生使能状态为1；
当再生使能状态为1时，检测到所述碳载量小于第一预设碳载量限值时，控制所述再生使能状态切换为0。
3.根据权利要求2所述的DPF控制方法，其特征在于，当所述碳载量大于第二预设碳载量限值时，控制再生使能状态为0，并输出过载故障信号，其中所述第一预设碳载量限值小于所述第二预设碳载量限值，且第一预设范围中的最小值大于所述第一预设碳载量限值，第一预设范围中的最大值小于所述第一预设范围的最大值。
4.根据权利要求1所述的DPF控制方法，其特征在于，在控制DPF进入提温再生阶段时，采用下述步骤获取DPF前设定温度：
获取发动机废气流量和DOC温度；
获取与所述发动机废气流量和DOC温度相匹配的DPF前设定基础温度；
获取DPF计算的碳载量；
获取与所述碳载量相匹配的温度修正系数；
基于所述温度修正系数对所述DPF前设定基础温度进行修正，将修正后的DPF前设定基础温度作为DPF前设定温度；
控制DPF进行再生下的降温控制时，将DPF前传感器检测温度作为DPF前设定温度。
5.根据权利要求4所述的DPF控制方法，其特征在于，控制DPF进入再生状态以后，还包括：
基于所述DPF前设定温度计算得到再生前馈油量；
获取再生前馈修正油量和再生闭环修正油量；
将再生前馈油量、再生前馈修正油量和再生闭环修正油量之和作为再生油量。
6.根据权利要求5所述的DPF控制方法，其特征在于，基于所述DPF前设定温度计算得到再生前馈油量，包括：
基于公式M_fuel=Cp*M_gas*(T_set-T_doc)/Hu，计算得到再生前馈油量M_fuel；
其中，Cp为废气比热容，M_gas为废气质量流量，T_set为设定值，T_doc为DOC前实际值，Hu为燃油热值。
7.根据权利要求4所述的DPF控制方法，其特征在于，在控制DPF进入提温再生阶段时，采用开环控制方式控制DOC温度；
在控制DPF进行再生下的降温控制时，采用闭环控制方式控制DOC温度。
8.一种DPF控制装置，其特征在于，包括：
数据采集单元，用于获取DPF实时温度；
温度计算单元，用于基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
再生使能单元，用于当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
温度状态判断单元，用于判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
DPF状态控制单元，用于当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
9.一种DPF控制系统，其特征在于，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序，所述程序用于：
获取DPF实时温度；
基于所述DPF实时温度计算得到DPF平均温度以及所述DPF平均温度的变化率；
当再生使能状态为1时，控制DPF进入再生状态；
判断所述DPF平均温度是否大于第一预设温度限值、判断所述DPF平均温度的变化率是否大于第一温度变化限值；判断所述DPF平均温度是否小于第二预设温度限值、所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值；
当所述DPF平均温度小于第一预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率小于第一温度变化限值，所述DPF平均温度小于第二预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率小于第二温度变化限值时，控制DPF进入提温再生阶段；
当所述DPF平均温度大于第一预设温度限值且所述DPF平均温度的变化率大于第一温度变化限值，所述DPF平均温度不小于第二预设温度限值或所述DPF平均温度的变化率不小于第二温度变化限值时，控制DPF进行再生下的降温控制。
10.一种汽车，其特征在于，应用有权利要求9所述的DPF控制系统。
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