CN207829969U - 一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，包括存储模块、DPF碳载量估算模块、差值计算模块、故障诊断模块，DPF碳载量估算模块的输入端与存储模块、DPF出入口压差传感器信号连接，差值计算模块的输入端与DPF重量检测装置、DPF碳载量估算模块信号连接，输出端与故障诊断模块的输入端信号连接。本设计实现了DPF故障类型及严重程度的快速检测。
Description
技术领域
本实用新型属于中重型柴油机颗粒物过滤领域，具体涉及一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，适用于实现颗粒捕集器故障类型及严重程度的快速检测。
背景技术
柴油机颗粒捕集器（DPF）是解决柴油机颗粒物排放的有效装置，是满足国Ⅵ排放中颗粒物质量（PM）及颗粒物数量（PN）的必备和标准配置。DPF硬件状态正常与否，直接决定中重型柴油机颗粒物排放，一旦DPF失效却未被有效检测，将导致环境污染及企业的经济及信誉损失。但DPF是否失效，特别是局部损坏，无法通过肉眼或感性判断。
中国专利：申请公布号为CN103775182A，申请公布日为2014年5月7日的发明专利公开了一种柴油机DPF的灰分量的计算、校验方法及相关装置，其通过预先标定基于DPF温度和/或排气管内的废气流量、以及DPF两端的压差的灰分量MAP图，当DPF彻底完成再生时，采集DPF的温度和/或排气管内的废气流量，以及DPF两端的压差，根据采集的DPF的温度和/或排气管内的废气流量、以及DPF两端的压差，查询所述灰分量MAP图，得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分量。由于灰分量并不体现DPF工作状态是否异常，因此该方法无法作为一种灵活快速检测DPF工作状态、诊断DPF是否存在故障的有效方法满足维护维修的迫切需求。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的无法快速诊断DPF故障的问题，提供一种能够快速诊断DPF的故障类型及故障程度的柴油机颗粒捕集器故障检测系统。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：
一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，包括存储模块、DPF碳载量估算模块、差值计算模块、故障诊断模块，所述DPF碳载量估算模块的输入端与存储模块、DPF出入口压差传感器的输出端信号连接，所述差值计算模块的输入端与DPF重量检测装置、DPF碳载量估算模块的输出端信号连接，差值计算模块的输出端与故障诊断模块的输入端信号连接；
所述存储模块用于存储预先标定得到的DPF出入口压差值与碳载量的等效关系；
所述DPF碳载量估算模块用于根据DPF出入口压差传感器的检测值、通过存储模块内的等效关系得到DPF碳载量估算值；
所述差值计算模块用于计算DPF碳载量估算模块得到的结果与DPF重量检测装置的检测值的差值大小；
所述故障诊断模块用于根据差值计算模块得到的差值大小诊断DPF是否存在堵塞、孔道损坏故障以及故障的严重程度。
所述检测系统还包括DPF入口温度传感器、排气流量传感器，所述DPF入口温度传感器、排气流量传感器的输出端与DPF碳载量估算模块的输入端信号连接；
所述DPF碳载量估算模块还用于通过DPF入口温度传感器、排气流量传感器的检测值对DPF碳载量估算值进行修正得到修正值。
所述DPF重量检测装置用于在大于100℃的温度下测量颗粒捕集器的重量。
所述根据差值计算模块得到的差值大小诊断DPF是否存在堵塞、孔道损坏故障以及故障的严重程度是指：
若差值a1＜A＜a2，故障诊断模块4输出无故障信号；
若差值a2＜A＜a3，故障诊断模块4输出轻微堵塞故障信号；
若差值A＞a3，故障诊断模块4输出严重堵塞故障信号；
若差值a4＜A＜a1，故障诊断模块4输出轻微孔道损坏故障信号；
若差值A＜a4，故障诊断模块4输出严重孔道损坏故障信号；
其中，所述a1、a2、a3、a4的值通过标定得到。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统包括存储模块、DPF碳载量估算修正模块、差值计算模块、故障诊断模块，存储模块用于存储预先标定得到的DPF出入口压差值与碳载量的等效关系，DPF碳载量估算模块用于根据DPF出入口压差传感器的检测值、通过存储模块内的等效关系得到DPF碳载量估算值，差值计算模块用于计算DPF碳载量估算模块得到的结果与DPF重量检测装置的检测值的差值大小，故障诊断模块用于根据差值计算模块得到的差值大小诊断DPF是否存在堵塞、孔道损坏故障以及故障的严重程度，该设计估算当前碳载量，并与实际值对比，通过两者的差值大小实现DPF故障类型及严重程度的快速诊断。因此，本实用新型实现了DPF故障类型及严重程度的快速检测。
2、本实用新型一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统还包括DPF入口温度传感器、排气流量传感器，DPF碳载量估算模块通过DPF入口温度传感器、排气流量传感器的检测值对DPF碳载量估算值进行修正，可有效提高检测精度。因此，本实用新型具有较高的检测精度。
附图说明
图1为本实用新型系统的结构原理图。
图中：存储模块1、DPF碳载量估算模块2、差值计算模块3、故障诊断模块4、DPF出入口压差传感器5、DPF入口温度传感器6、排气流量传感器7、DPF重量检测装置8。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见图1，一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，包括存储模块1、DPF碳载量估算模块2、差值计算模块3、故障诊断模块4，所述DPF碳载量估算修正模块2的输入端与存储模块1、DPF出入口压差传感器5的输出端信号连接，所述差值计算模块3的输入端与DPF重量检测装置8、DPF碳载量估算修正模块2的输出端信号连接，差值计算模块3的输出端与故障诊断模块4的输入端信号连接；
所述存储模块1用于存储预先标定得到的DPF出入口压差值与碳载量的等效关系；
所述DPF碳载量估算模块2用于根据DPF出入口压差传感器5的检测值、通过存储模块1内的等效关系得到DPF碳载量估算值；
所述差值计算模块3用于计算DPF碳载量估算模块2得到的结果与DPF重量检测装置8的检测值的差值大小；
所述故障诊断模块4用于根据差值计算模块3得到的差值大小诊断DPF是否存在堵塞、孔道损坏故障以及故障的严重程度。
所述检测系统还包括DPF入口温度传感器6、排气流量传感器7，所述DPF入口温度传感器6、排气流量传感器7的输出端与DPF碳载量估算模块2的输入端信号连接；
所述DPF碳载量估算模块2还用于通过DPF入口温度传感器6、排气流量传感器7的检测值对DPF碳载量估算值进行修正得到修正值。
所述DPF重量检测装置8用于在大于100℃的温度下测量颗粒捕集器的重量。
所述根据差值计算模块3得到的差值大小诊断DPF是否存在堵塞、孔道损坏故障以及故障的严重程度是指：
若差值a1＜A＜a2，故障诊断模块4输出无故障信号；
若差值a2＜A＜a3，故障诊断模块4输出轻微堵塞故障信号；
若差值A＞a3，故障诊断模块4输出严重堵塞故障信号；
若差值a4＜A＜a1，故障诊断模块4输出轻微孔道损坏故障信号；
若差值A＜a4，故障诊断模块4输出严重孔道损坏故障信号；
其中，所述a1、a2、a3、a4的值通过标定得到。
本实用新型的原理说明如下：
柴油机DPF发生故障后会导致气体流经DPF时所遇到流动阻力较正常状态DPF会发生明显差异,即若DPF发生堵塞故障，由于DPF气体流通截面减小，流通阻力增大，会导致估算碳载量偏大；若DPF发生孔道损坏、烧坏等故障，由于DPF气体流通截面增大，流通阻力减小，会导致估算碳载量减小。本实用新型基于上述原理，通过模型估算值与实测值对比，在碳载量模型识别精度范围内，若估算值大于实际值，则DPF存在堵塞等故障，若估算值小于实际值，则DPF存在孔道损坏等故障，从而用过估算值与实测值偏差反应DPF的状态及故障严重程度。
存储模块1：本实用新型所述存储模块1中存储的等效关系是根据碳载量增大，气体流经DPF的阻力增大的原理进行标定。标定试验中，不同排气量的压差即代表DPF阻力，DPF阻力与DPF碳载量为一一对应关系，即可得到DPF碳载量。
a1、a2、a3、a4：本实用新型所述a1、a2、a3、a4的具体数值通过对不同损坏程度及正常的DPF样件进行碳载量检测标定得到。
实施例1：
参见图1，一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，包括存储模块1、DPF碳载量估算模块2、差值计算模块3、故障诊断模块4 、DPF出入口压差传感器5、DPF入口温度传感器6、排气流量传感器7，所述存储模块1用于存储预先标定得到的DPF出入口压差值与碳载量的等效关系，所述DPF碳载量估算模块2的输入端与存储模块1、DPF出入口压差传感器5、DPF入口温度传感器6、排气流量传感器7的输出端信号连接，所述差值计算模块3的输入端与DPF重量检测装置8、DPF碳载量估算模块2的输出端信号连接，差值计算模块3的输出端与故障诊断模块4的输入端信号连接；
上述柴油机颗粒捕集器故障检测系统的检测方法，依次按照以下步骤进行：
一、所述DPF碳载量估算模块2根据DPF出入口压差传感器5的检测值、通过存储模块1内的等效关系得到DPF碳载量估算值，并通过DPF入口温度传感器6、排气流量传感器7的检测值对DPF碳载量估算值进行修正得到修正值；
二、所述差值计算模块3计算步骤一得到的修正值与DPF重量检测装置8的检测值的差值大小，所述DPF重量检测装置8用于在大于100℃的温度下测量颗粒捕集器的重量；
三、所述故障诊断模块4根据步骤二得到的差值大小进行故障诊断，具体为：
若差值a1＜A＜a2，故障诊断模块4输出无故障信号；
若差值a2＜A＜a3，故障诊断模块4输出轻微堵塞故障信号；
若差值A＞a3，故障诊断模块4输出严重堵塞故障信号；
若差值a4＜A＜a1，故障诊断模块4输出轻微孔道损坏故障信号；
若差值A＜a4，故障诊断模块4输出严重孔道损坏故障信号；
其中，所述a1、a2、a3、a4的值通过标定得到。
Claims (4)
1.一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，其特征在于：
所述检测系统包括存储模块(1)、DPF碳载量估算模块(2)、差值计算模块(3)、故障诊断模块(4)，所述DPF碳载量估算模块(2)的输入端与存储模块(1)、DPF出入口压差传感器(5)的输出端信号连接，所述差值计算模块(3)的输入端与DPF重量检测装置(8)、DPF碳载量估算模块(2)的输出端信号连接，差值计算模块(3)的输出端与故障诊断模块(4)的输入端信号连接；
所述存储模块(1)用于存储预先标定得到的DPF出入口压差值与碳载量的等效关系；
所述DPF碳载量估算模块(2)用于根据DPF出入口压差传感器(5)的检测值、通过存储模块(1)内的等效关系得到DPF碳载量估算值；
所述差值计算模块(3)用于计算DPF碳载量估算模块(2)得到的结果与DPF重量检测装置(8)的检测值的差值大小；
所述故障诊断模块(4)用于根据差值计算模块(3)得到的差值大小诊断DPF是否存在堵塞、孔道损坏故障以及故障的严重程度。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，其特征在于：
所述检测系统还包括DPF入口温度传感器(6)、排气流量传感器(7)，所述DPF入口温度传感器(6)、排气流量传感器(7)的输出端与DPF碳载量估算模块(2)的输入端信号连接；
所述DPF碳载量估算模块(2)还用于通过DPF入口温度传感器(6)、排气流量传感器(7)的检测值对DPF碳载量估算值进行修正得到修正值。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，其特征在于：
所述DPF重量检测装置(8)用于在大于100℃的温度下测量颗粒捕集器的重量。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统，其特征在于：
所述根据差值计算模块(3)得到的差值大小诊断DPF是否存在堵塞、孔道损坏故障以及故障的严重程度是指：
若差值-a1＜A＜a2，故障诊断模块(4)输出无故障信号；
若差值a2＜A＜a3，故障诊断模块(4)输出轻微堵塞故障信号；
若差值A＞a3，故障诊断模块(4)输出严重堵塞故障信号；
若差值-a4＜A＜-a1，故障诊断模块(4)输出轻微孔道损坏故障信号；
若差值A＜-a4，故障诊断模块(4)输出严重孔道损坏故障信号；
其中，所述a1、a2、a3、a4的值通过标定得到。
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| CN107956543A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-04-24 | 东风商用车有限公司 | 一种柴油机颗粒捕集器故障检测系统及其检测方法 |
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