CN206522173U - 一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置 - Google Patents

一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置，禁止再生控制装置中，禁止再生开关接入发动机控制器ECU，ECU识别开关状态并向后处理控制器ACU发送指令，禁止再生的时长由ECU控制策略完成，当ACU接收到禁止再生开关指令解除后，才允许进行主动再生；强制再生控制装置中，维修人员向ECU发动强制再生指令，并通过诊断仪远程调节发动机转速及发动机相关执行器状态来提高发动机排气温度，当ACU接收到强制再生请求，先判断排气温度是否满足要求，再执行主动再生。本实用新型的禁止再生装置主要保障行车安全，方便于驾驶员的灵活操作；强制再生装置主要用于专业服务和维修阶段，减少拆卸清理DPF所带来的额外费用和工时。

Description

一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控 制装置
技术领域
本实用新型涉及柴油发动机技术领域，具体涉及一种柴油颗粒捕集器(DieselParticulate Filter，DPF)的禁止再生和强制再生控制装置。
背景技术
出于对环境保护的要求，在2014年底前，北京地区新增柴油发动机全部实施第五阶段排放标准，其中，在市行政区域内使用的重型柴油车推荐使用净化效率较高的壁流式柴油颗粒捕捉器(Diesel Particulate Filter，DPF)。DPF是一种安装在排气系统上的过滤装置，主要功能是在颗粒物(Particulate Matter，PM)排入大气之前将其捕捉，捕捉到的微粒排放物在车辆运行过程中燃烧殆尽，其目的在于减少柴油发动机所产生的烟灰达到90％以上。
目前国四阶段的发动机控制系统并不具备DPF控制功能，为了应对北京地区第五阶段排放法规要求，国内整车厂和主机厂主要采用在国四发动机控制器(Engine ControlUnit，ECU)基础上，增加一个后处理控制器(After treatment Control Unit，ACU)专门控制DPF的技术路线和方案。
DPF的再生控制是DPF系统整体控制成功与否的关键环节，控制不当会严重影响到系统的耐久性及行车安全。DPF的再生主要包括：主动再生和被动再生。由于DPF主动再生时发动机排气温度很高，为了有效保障在特殊路况和行车环境下的运行安全，需要人为禁止DPF主动再生；同时随着DPF碳载量不断增加，发动机排气背压随之增加，发动机工作恶化，车辆需要到专业服务站进行DPF强制再生或DPF拆卸清理。
鉴于此，亟需针对现有DPF主动再生系统提供一种可靠的禁止再生和强制再生功能，以便对系统进行有效使用和操作，为驾驶员的行车安全及DPF维修保养提供一种可靠便利的保障。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置，实现对现有柴油颗粒捕集器主动再生系统提供一种可靠的禁止再生和强制再生功能，以便对系统进行有效使用和操作，为驾驶员的行车安全及DPF维修保养提供一种可靠便利的保障。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：
一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置，其特征在于：由禁止再生控制装置和强制再生控制装置两部分组成；
所述禁止再生控制装置由颗粒捕捉器，车辆仪表，后处理控制器，禁止再生开关和发动机控制器组成；所述颗粒捕捉器的传感器信号输出端与后处理控制器的信号输入端相连；强制再生开关的信号输出端与发动机控制器的信号输入端相连接；后处理控制器与车辆仪表之间、发动机控制器和后处理控制器之间均通过CAN通信连接；
在所述禁止再生控制装置中，后处理控制器实时监测发动机的排气流量信号和颗粒捕集器的压差信号，并通过查询碳载量标定map得到当前情况下的碳载量；后处理控制器同时计算当前碳载量SLI，并向车辆仪表发送当前碳载量，车辆仪表显示当前的碳载量；发动机控制器识别禁止再生开关的状态，并将开关状态信号发送给后处理控制器，如果禁止再生开关被激活，后处理控制器则禁止颗粒捕集器再生。
所述强制再生控制装置由诊断仪、后处理控制器、发动机控制器和发动机相关执行器组成；所述诊断仪诊断服务接口与发动机控制器通过诊断CAN通信连接，发动机控制器输出端与发动机相关执行器的接收端连接；发动机控制器和后处理控制器之间通过CAN通信连接。
在所述强制再生控制装置中，操作人员通过诊断仪向发动机控制器发送强制再生请求，发动机控制器发送信号至后处理控制器执行主动再生的相应动作。在颗粒捕集器再生之前，专业服务维修人员通过诊断仪远程控制功能提高发动机转速，同时减小可变截面涡轮增压系统和节流阀的开度、关闭废气再循环系统、推迟燃油后喷来提高发动机排气温度，以满足颗粒捕集器主动再生的温度要求。当后处理控制器接收到强制请求后，先判断安全及发动机的排气温度是否高于280℃～300℃，如果条件满足，再执行主动再生操作。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
采用本实用新型提供的一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置，驾驶员能够通过观察当前的行车环境，打开禁止再生开关人为禁止柴油颗粒捕集器主动再生，从而保障行车安全；维修服务人员或专业技术操作人员能够通过诊断仪相关的操作强制激活柴油颗粒捕集器主动再生，使柴油颗粒捕集器吸附的碳烟颗粒燃烧，从而达到清理柴油颗粒捕集器的目的。
附图说明
图1为本实用新型中的禁止再生控制装置的结构示意框图；
图2为本实用新型中的禁止再生控制装置的控制逻辑图；
图3为本实用新型中的强制再生控制装置的结构示意框图；
图4为本实用新型中的强制再生控制装置的控制逻辑图；
具体实施方式
为进一步说明本实用新型的技术方案，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：
本实用新型公开了一种柴油颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter，简称DPF)主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置。该控制装置由禁止再生控制装置和强制再生控制装置两部分组成。
如图1所示，本实用新型中的禁止再生控制装置由颗粒捕捉器(DPF)、车辆仪表(Indicator)、后处理控制器(ACU)、禁止再生开关和发动机控制器(ECU)组成，颗粒捕捉器(DPF)，用于吸附排气中PM碳颗粒，随着碳载量的增加，DPF两端压差信号(ΔP)信号值也随之增加；车辆仪表用于显示当前的碳载量(Soot Load Indicator,简称SLI)；ACU用于计算当前SLI并控制DPF再生相关的执行器；禁止再生开关，安装在驾驶员面板上，当驾驶员按下禁止再生开关时，禁止再生信号被激活；ECU用于接收禁止再生开关输入信号和DPF再生请求信号。
所述颗粒捕捉器的传感器信号输出端与后处理控制器的信号输入端相连，颗粒捕捉器将温度传感器与压力传感器所检测到的温度信号(T)和压差信号(△P)输送至后处理控制器(ACU)；强制再生开关的信号输出端与发动机控制器(ECU)的信号输入端通过硬线相连接；后处理控制器(ACU)与车辆仪表(Indicator)之间、发动机控制器(ECU)和后处理控制器(ACU)之间，均通过CAN通信连接。
本实用新型中的禁止再生控制装置的控制原理为：后处理控制器(ACU)实时监测发动机的排气流量信号(QEX)和DPF的压差信号ΔP，并查询碳载量(SLI)标定map得到当前情况下的碳载量，压差标定map是通过DPF主动再生控制试验过程中，通过发动机排气流量和称重DPF碳载量获得的；后处理控制器(ACU)同时计算当前碳载量SLI，并向车辆仪表(Indicator)发送当前碳载量SLI(DPF Status/SPN 3701)报文，车辆仪表显示当前的碳载量SLI，后处理控制器(ACU)还会向发动机控制器(ECU)发送再生状态请求报文(DPF ActiveReg.Needed or Active/SPN 3700)；发动机控制器(ECU)识别禁止再生开关的状态，并通过报文(Reg.Inhibit SW active/SPN 3695)将禁止再生开关状态发送给后处理控制器(ACU)，如果禁止再生开关被激活，ACU则禁止DPF再生。
如图2所示，本实用新型中的禁止再生控制装置的控制逻辑如下：
当ACU通过车辆仪表的指示灯提醒驾驶员需要进行DPF再生时，司机可根据路况或行车环境判断是否适合进行DPF再生，如果条件不满足，驾驶员可通过激活禁止再生开关推迟或禁止DPF主动再生。禁止再生开关通过硬线接入ECU，ECU进行禁止再生信号的识别和处理，ECU通过CAN报文控制ACU执行相应动作。当ECU接收到禁止再生信号时，可根据需求灵活禁止再生的处理方式；在该模式下，只要ECU以一定时间(XXsec，可软件标定)持续向ACU发送禁止再生报文SPN3695(0b01)，ACU就不会进行主动再生；当ACU不再接收到禁止再生后，如果主动再生条件满足SPN 3700(0b10or 0b01)，ACU就会进行主动再生。
如图3所示，本实用新型中的强制再生控制装置由诊断仪、后处理控制器(ACU)、发动机控制器(ECU)和发动机相关执行器(VGT/TVA/EGR)组成。诊断仪的诊断服务接口通过诊断CAN通信连接到发动机控制器(ECU)，发动机控制器和后处理控制器之间通过CAN通信连接，后处理控制器(ACU)控制主动再生相关的发动机相关执行器。
本实用新型中的强制再生控制装置的控制原理为：操作人员通过诊断仪向ECU发动强制再生请求，ECU通过发送报文SPN3696至ACU执行主动再生的相应动作。在DPF再生之前，专业服务维修人员通过诊断仪远程控制功能提高发动机转速(RPM)，同时减小VGT(可变截面涡轮增压系统)、TVA(节流阀)的开度、关闭EGR(废气再循环系统)、推迟燃油后喷来提高发动机排气温度，以满足DPF主动再生的温度要求。当ACU接收到强制请求SPN3696后，先判断安全及发动机的排气温度是否高于280℃～300℃，如果条件满足，再执行主动再生操作。
如图4所示，本实用新型中的强制再生控制装置的控制逻辑如下：
当ACU接收到强制请求SPN3696(0b01)后，如果发动机排气温度高于280℃～300℃，就执行主动再生操作，如果排气温度低于280℃～300℃，则禁止再生。

Claims (1)

1.一种柴油颗粒捕集器主动再生系统的禁止再生和强制再生控制装置，其特征在于：由禁止再生控制装置和强制再生控制装置两部分组成；
所述禁止再生控制装置由颗粒捕捉器，车辆仪表，后处理控制器，禁止再生开关和发动机控制器组成；所述颗粒捕捉器的传感器信号输出端与后处理控制器的信号输入端相连；强制再生开关的信号输出端与发动机控制器的信号输入端相连接；后处理控制器与车辆仪表之间、发动机控制器和后处理控制器之间，均通过CAN通信连接；
所述强制再生控制装置由诊断仪、后处理控制器、发动机控制器和发动机相关执行器组成；所述诊断仪诊断服务接口与发动机控制器通过诊断CAN通信连接，发动机控制器输出端连接到发动机相关执行器的接收端；发动机控制器和后处理控制器之间通过CAN通信连接。
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