CN110714823B - Doc硫中毒的检测方法、检测装置及发动机 - Google Patents

Doc硫中毒的检测方法、检测装置及发动机 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆后处理技术领域，具体涉及一种DOC硫中毒的检测方法、检测装置及发动机。本发明所述的检测方法包括以下步骤：判断DOC温度是否处于标定范围内；计算DOC温度处于标定范围内的第一检测时间T1；计算此次检测的总检测时间T2；计算第一检测时间T1与总检测时间T2的比值i1；计算此次检测的总检测时间T2与上一次检测的总检测时间T2的比值i；判断发动机是否处于正常工况内；计算DPF前背压；比较DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压，判断DOC是否中毒。根据本发明的DOC硫中毒的检测方法，能够提前预知DOC硫中毒，防止车辆后处理发生堵塞，提高柴油机的使用安全性。

Description

DOC硫中毒的检测方法、检测装置及发动机
技术领域
本发明属于车辆后处理技术领域，具体涉及一种DOC硫中毒的检测方法、检测装置及发动机。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
目前，由于排放法规的要求，需要在柴油机***中加装后处理***，通过后处理***内部的载体催化剂转化柴油机排气。目前市场上的油品参差不齐，品质差的油品易导致DOC(Diesel Oxidation Catalyst，柴油机氧化催化器)硫中毒，DOC发生严重硫中毒时会导致DOC对HC的氧化作用变弱，最终使DPF主动再生无法完成，如DOC硫中毒检测不及时，容易造成后处理堵塞，威胁柴油机的使用安全。
发明内容
本发明的目的是至少解决DOC硫中毒检测不及时的问题。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DOC硫中毒的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
判断DOC温度是否处于标定范围内；
根据DOC温度是否处于标定范围内的判断结果，计算DOC温度处于标定范围内的第一检测时间T1；
计算此次检测的总检测时间T2；
计算第一检测时间T1与总检测时间T2的比值i1，比较比值i1与第一限值；
计算此次检测的总检测时间T2与上一次检测的总检测时间T3的比值i2，比较比值i2与第二限值；
根据比较比值i1与第一限值以及比较比值i2与第二限值的比较结果，判断发动机是否处于正常工况内；
根据判断发动机是否处于正常工况内的结果，计算DPF前背压；
比较DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压，根据DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压比较结果，判断DOC是否中毒。
根据本发明的DOC硫中毒的检测方法，通过DPF的被动再生效果间接判断DOC的硫中毒情况，由于DOC在特定温度区间内NO氧化为NO2的能力较强，NO2具有强氧化性，作为DPF被动再生的主要氧化剂，在合适的温度下能够将DPF内累积的碳颗粒进行氧化，从而减少碳颗粒含量。当DOC发生轻度硫中毒时，NO氧化为NO2的能力会变弱，直接影响DPF的被动再生作用，在被动再生变弱的情况下，DPF内累积的碳颗粒会逐渐累积增加，从而造成DPF背压升高。本发明通过判断DPF在特定温度区间内温度占比高，说明理论上被动再生效果应该比较好，经过一段时间后，判断当前的DPF背压与上一次检测后的DPF背压的差值或者比值，当两者差别比较小时，认为被动再生效果比较好，DOC氧化能力正常，DOC处于正常工作状态。当两者差别比较大时则判定为DOC氧化效果比较差，DOC为硫中毒状态并报出相关故障，从而通过DPF被动再生的效果来间接判断DOC的硫中毒情况，可以起到提前预知DOC硫中毒的效果，防止车辆后处理发生堵塞，提高柴油机的使用安全性。
另外，根据本发明的DOC硫中毒的检测方法，还可具有如下附加的技术特征：
所述DOC温度的标定范围为300℃至450℃。
在本发明的一些实施方式中，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC上游温度是否处于标定范围内。
在本发明的一些实施方式中，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC下游温度是否处于标定范围内。
在本发明的一些实施方式中，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC上游温度和DOC下游温度之间的平均温度是否处于标定范围内。
在本发明的一些实施方式中，所述第一限值为0.5，所述第二限值为1。
在本发明的一些实施方式中，所述判断发动机是否处于正常工况内根据发动机转速、每循环喷油量和扭矩负荷率进行判断。
在本发明的一些实施方式中，所述计算DPF前背压根据DPF背压传感器进行计算。
本发明的另一方面还提出了一种DOC硫中毒的检测装置，用于执行上述任一项所述的DOC硫中毒的检测方法，其中所述检测装置包括排气管、DOC和DPF，所述DOC和所述DPF依次设于所述排气管内，所述DOC和所述DPF之间设有与所述排气管的内部通道相连通的DPF背压传感器。
本发明的另一方面还提出了一种发动机，所述发动机具有上述所述的DOC硫中毒的检测装置。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：
图1为本申请实施方式中的DOC硫中毒的检测方法的流程图；
图2为DOC中的NO2随温度变化的转化效率图；
图3为本申请实施方式中用于执行图1中DOC硫中毒的检测方法的检测装置结构示意图。
附图中各标号表示如下：
10：排气管；
20：DOC；
30：DPF；
40：DPF背压传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
图1为本申请实施方式中的DOC硫中毒的检测方法的流程图。如图1所示，本发明的第一方面提出了一种DOC硫中毒的检测方法，该检测方法包括以下步骤：
判断DOC温度是否处于标定范围内；
根据DOC温度是否处于标定范围内的判断结果，计算DOC温度处于标定范围内的第一检测时间T1；
计算此次检测的总检测时间T2；
计算第一检测时间T1与总检测时间T2的比值i1，比较比值i1与第一限值；
计算此次检测的总检测时间T2与上一次检测的总检测时间T3的比值i2，比较比值i2与第二限值；
根据比较比值i1与第一限值以及比较比值i2与第二限值的比较结果，判断发动机是否处于正常工况内；
根据判断发动机是否处于正常工况内的结果，计算DPF前背压；
比较DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压，根据DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压比较结果，判断DOC是否中毒。
根据本发明的DOC硫中毒的检测方法，通过DPF的被动再生效果间接判断DOC的硫中毒情况，由于DOC在特定温度区间内NO氧化为NO2的能力较强，NO2具有强氧化性，作为DPF被动再生的主要氧化剂，在合适的温度下能够将DPF内累积的碳颗粒进行氧化，从而减少碳颗粒含量。当DOC发生轻度硫中毒时，NO氧化为NO2的能力会变弱，直接影响DPF的被动再生作用，在被动再生变弱的情况下，DPF内累积的碳颗粒会逐渐累积增加，从而造成DPF背压升高。本发明通过判断DPF在特定温度区间内温度占比高，说明理论上被动再生效果应该比较好，经过一段时间后，判断当前的DPF背压与上一次检测后的DPF背压的差值或者比值，当两者差别比较小时，认为被动再生效果比较好，DOC氧化能力正常，DOC处于正常工作状态。当两者差别比较大时则判定为DOC氧化效果比较差，DOC为硫中毒状态并报出相关故障，从而通过DPF被动再生的效果来间接判断DOC的硫中毒情况，可以起到提前预知DOC硫中毒的效果，防止车辆后处理发生堵塞，提高柴油机的使用安全性。
另外，在本发明的一些实施方式中，DOC温度的标定范围为300℃至450℃。
图2为DOC中的NO2随温度变化的转化效率图，如图2所示，DOC中的NO2在300℃至450℃时的转换效率最高，从而能够最大限度地将DPF内累积的碳颗粒进行氧化，从而减少碳颗粒含量，提高检测精度。其中，DOC温度的标定范围也可以根据实际需要进行上下范围的调整。
在本发明的一些实施方式中，判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC上游温度是否处于标定范围内。
在本发明的一些实施方式中，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC下游温度是否处于标定范围内。
在本发明的一些实施方式中，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC上游温度和DOC下游温度之间的平均温度是否处于标定范围内。
其中，DOC上游温度和DOC下游温度均可由温度传感器进行测量。
当DOC温度处于标定范围内时，计算DOC温度处于标定范围内的第一检测时间T1以及此次检测的总检测时间T2，并计算第一检测时间T1与总检测时间T2的比值i1，以及计算此次检测的总检测时间T2与上一次检测的总检测时间T3的比值i2。
在本发明的一些实施方式中，第一限值为0.5，第二限值为1。即当NO2处于高效转化期的时间大于总检测时间的一半，且此处总检测时间不少于上一次的总检测时间。其中，此次总检测时间的开始时间为上一次总检测时间的结束时间，此次总检测时间的结束时间为i1达到0.5，i2达到1时的时间点。
在本发明的一些实施方式中，判断发动机是否处于正常工况内根据发动机转速、每循环喷油量和扭矩负荷率进行判断。通过发动机转速、每循环喷油量和扭矩负荷率判断发动机处于正常工况内，从而保证检测的准确性。
在本发明的一些实施方式中，计算DPF前背压根据DPF背压传感器进行计算。
通过DPF背压传感器对DPF前背压进行计算，将此处计算的DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压相比较，当此处计算的DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压比较差别较大时，判断DOC硫中毒，当此处计算的DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压比较差别较小或无差别时，判断DOC处于正常状态。其中，当当前工况处于正常工况内时，记录此次计算的DPF前背压，并将此次DPF前背压作为下一次检测中的DPF前背压的参考值。
由于DPF前背压取决于DPF中的碳含量，若偏差较大(当前DPF前背压大于之前保存的DPF前背压)，则证明此次检测过程中的碳含量增加，从而判断DOC中的NO2含量降低，DOC发生硫中毒。
图3为本申请实施方式中用于执行图1中DOC硫中毒的检测方法的检测装置结构示意图。如图3所示，本发明的另一方面还提出了一种DOC硫中毒的检测装置，用于执行上述任一实施例中的DOC硫中毒的检测方法，该检测装置包括排气管10、DOC20和DPF30，DOC20和DPF30依次设于排气管10内，DOC20和DPF30之间设有与排气管10的内部通道相连通的DPF背压传感器40。
通过DPF背压传感器40能够检测DPF前背压，进而通过DPF前背压的变化确定DPF30中的碳含量变化，并进一步地通过碳含量的变化量确定DOC20中的NO2的转化率，从从而通过DPF被动再生的效果来间接判断DOC20的硫中毒情况，可以起到提前预知DOC20硫中毒的效果，防止车辆后处理发生堵塞，提高柴油机的使用安全性。
本发明的另一方面还提出了一种发动机，该发动机具有上述实施例中的DOC硫中毒的检测装置。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
判断DOC温度是否处于标定范围内；
根据DOC温度是否处于标定范围内的判断结果，计算DOC温度处于标定范围内的第一检测时间T1；
计算此次检测的总检测时间T2；
计算第一检测时间T1与总检测时间T2的比值i1，比较比值i1与第一限值；
计算此次检测的总检测时间T2与上一次检测的总检测时间T3的比值i2，比较比值i2与第二限值；
根据比较比值i1与第一限值以及比较比值i2与第二限值的比较结果，当i1大于第一限值且i2大于第二限值，判断发动机是否处于正常工况内；
根据判断发动机是否处于正常工况内的结果，计算DPF前背压；
比较DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压，根据DPF前背压与上一次检测中计算的DPF前背压比较结果，判断DOC是否中毒。
2.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述DOC温度的标定范围为300℃至450℃。
3.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC上游温度是否处于标定范围内。
4.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC下游温度是否处于标定范围内。
5.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述判断DOC温度是否处于标定范围内根据判断DOC上游温度和DOC下游温度之间的平均温度是否处于标定范围内。
6.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述第一限值为0.5，所述第二限值为1。
7.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述判断发动机是否处于正常工况内根据发动机转速、每循环喷油量和扭矩负荷率进行判断。
8.根据权利要求1所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述计算DPF前背压根据DPF背压传感器进行计算。
9.一种DOC硫中毒的检测装置，用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的DOC硫中毒的检测方法，其特征在于，所述检测装置包括排气管、DOC和DPF，所述DOC和所述DPF依次设于所述排气管内，所述DOC和所述DPF之间设有与所述排气管的内部通道相连通的DPF背压传感器。
10.一种发动机，其特征在于，具有根据权利要求9所述的DOC硫中毒的检测装置。
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