CN110735697A - 一种控制dpf再生的方法、***和发动机 - Google Patents

一种控制dpf再生的方法、***和发动机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种控制DPF再生的方法、***和发动机。本发明所述的控制DPF再生的方法包括：根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子；根据上次DPF再生时间、油耗量和行驶里程确定已经过时间、已耗油量和已行里程；根据修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程；判断运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若有一个超过，则触发DPF再生。通过实时计算修正因子，再根据修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程，判断其中是否有一个超过阈值，触发DPF再生，能够根据实际工况控制DPF再生，防止DPF被烧毁。

Description

一种控制DPF再生的方法、***和发动机
技术领域
本申请涉及发动机领域，尤其涉及一种控制DPF再生的方法、***和发动机。
背景技术
颗粒捕捉器（Diesel Particulate Filter，DPF）是一种安装在柴油发动机排放***中的陶瓷过滤器，如图1所示，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。一少部分发动机废气通过排气再循环***（Exhaust Gas Recirculation，EGR）与空气一起通过节气门（Throttle Valve，TVA）进入气缸内燃烧，之后，一部分废气经过HC喷嘴、柴油机氧化催化器（Diesel Oxidationcatalyst，DOC）、DPF和选择性催化还原器（SelectiveCatalyticReduction，SCR）后，排出。随着DPF中收集到的微颗粒越来越多，慢慢的就会导致排气背压升高，从而影响发动机的动力。在后处理中喷入柴油，在DOC中氧气与柴油反应，提高DPF入口的温度，利用高温将DPF内的碳颗粒烧掉，这个过程叫DPF再生。标况为：实验室环境下，发动机安装进气空调，环境温度25℃，空调出口湿度45%，空调出口压力101kPa。然而，在发动机不进行实际工作或者冬季取暖、夏季纳凉等工况下，DPF碳载量（DPF内部的碳烟的质量）同正常运行时差异较大。然而现有的碳载量模型在这种工况下对DPF再生难以准确判断，容易出现DPF烧毁的问题。
综上所述，需要提供一种能够根据实际工况控制DPF再生，防止其被烧毁的控制DPF再生的方法、***和发动机。
发明内容
为解决以上问题，本申请提出了一种控制DPF再生的方法、***和发动机。
一方面，本申请提出一种控制DPF再生的方法，包括：
根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子；
根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程；
根据所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程；
判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生。
进一步地，如上所述的控制DPF再生的方法，在所述根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子之前，还包括：
判断发动机是否正常运行，若是，则总运行时间计时器开始计时，得到所述总运行时间；
判断发动机的循环喷油量是否低于循环喷油量阈值，以及判断发动机转速是否低于转速阈值，若均是，则低负荷计时器开始计时，得到所述低负荷运行时间。
进一步地，如上所述的控制DPF再生的方法，在所述低负荷计时器开始计时之后，还包括：
判断所述低负荷运行时间是否超过低负荷时间阈值，检测当前发动机的其他数据是否满足放行阈值，若均是，则发动机进入运行保护模式。
进一步地，如上所述的控制DPF再生的方法，所述根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程，包括：
获取ECU中保存的上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程以及当前的时间、油耗量和行驶里程；
根据上次DPF再生时的所述时间、油耗量和行驶里程以及当前的所述时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程。
进一步地，如上所述的控制DPF再生的方法，所述根据所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程，包括：
使用所述修正因子分别与所述已经过时间、已耗油量和已行里程相乘，得到所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程。
进一步地，如上所述的控制DPF再生的方法，所述判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生，包括：
分别判断所述运行修正时间是否超过再生时间阈值，所述油耗修正量是否超过再生油耗阈值，所述行驶修正里程是否超过再生行驶阈值；
若所述运行修正时间、油耗修正量或行驶修正里程，有一个超过了其对应阈值，则触发DPF再生。
进一步地，如上所述的控制DPF再生的方法，在所述判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值之后，还包括：
若均未超过阈值，则继续根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间，实时计算修正因子，确定所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，判断是否超过阈值。
进一步地，如上所述的控制DPF再生的方法，在所述触发DPF再生之后，还包括：
获取当前的时间、油耗量和行驶里程，更新上次DPF再生时的所述时间、油耗量和行驶里程。
第二方面，本申请提出一种控制DPF再生的***，包括：
运行数据处理模块，用于根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子；根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程；根据所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程；
判断控制模块，用于判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生。
第三方面，本申请提出一种发动机，包括：
增压器、中冷器、节气门、柴油机、排气再循环***、柴油机氧化催化器、选择性催化还原***、DPF和所述的控制DPF再生的***；
所述DPF用于根据控制DPF再生的***发送的触发指令进行再生。
本申请的优点在于：通过根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子，再根据修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程，判断运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生，能够根据实际工况控制DPF再生，防止DPF被烧毁。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他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事实方案的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是一种现有的发动机基本布置示意图；
图2是本申请提供的一种控制DPF再生的方法的步骤示意图；
图3是本申请提供的一种控制DPF再生的方法的发动机的运行保护模式的示意图；
图4是本申请提供的一种控制DPF再生的方法的流程示意图；
图5是本申请提供的一种控制DPF再生的***的示意图。
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。
根据本申请的实施方式，提出一种控制DPF再生的方法，如图2所示，包括：
S101，根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子；
S102，根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程；
S103，根据修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程；
S104，判断运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生。
在根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子之前，还包括：
判断发动机是否正常运行，若是，则总运行时间计时器开始计时，得到总运行时间；
判断发动机的循环喷油量是否低于循环喷油量阈值，以及判断发动机转速是否低于转速阈值，若均是，则低负荷计时器开始计时，得到低负荷运行时间。
在低负荷计时器开始计时之后，还包括：
判断低负荷运行时间是否超过低负荷时间阈值，检测当前发动机的其他数据是否满足放行阈值，若均是，则发动机进入运行保护模式。
根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程，包括：
获取ECU中保存的上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程以及当前的时间、油耗量和行驶里程；
根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程以及当前的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程。
根据修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程，包括：
使用修正因子分别与已经过时间、已耗油量和已行里程相乘，得到运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程。
判断运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生，包括：
分别判断运行修正时间是否超过再生时间阈值，油耗修正量是否超过再生油耗阈值，行驶修正里程是否超过再生行驶阈值；
若运行修正时间、油耗修正量或行驶修正里程，有一个超过了其对应阈值，则触发DPF再生。
在判断运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值之后，还包括：
若均未超过阈值，则继续根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间，实时计算修正因子，确定修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，判断是否超过阈值。
在触发DPF再生之后，还包括：
获取当前的时间、油耗量和行驶里程，更新上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程。
发动机的其他数据包括：发动机水温、所处环境温度、是否故障等。若都超过放行阈值，则发动机进入保护模式。
放行阈值可以根据实际需要，设定一项或多项和与各项对应的阈值。
循环喷油量阈值和发动机转速阈可以根据实际需要进行设定。
如图3所示本申请的实施方式还提出了一种发动机的运行保护模式，用于发动机低温、低负荷保护，可针对低温低负荷工况进行专门的发动机保护。
当发动机循环喷油量低于发动机循环喷油量阈值（例如10mg/hub），同时发动机转速低于发动机转速阈值（例如800r/min）时，判断为发动机处于低负荷运行模式。此时计时器开始计时，当低负荷运行时间大于低负荷时间阈值（例如180s）,同时检测其他数据是否满足放行阈值（例如水温大于60℃，环境温度大于-40℃，发动机无故障等），若都满足，则触发进入发动机低温、低负荷保护模式，以最适宜低负荷运行的轨压、喷射提前角进行燃油喷射，并对节流阀（节气门）及EGR阀等控制器进行控制，以优化燃烧，并降低燃烧产生的污染物排放值。
修正因子不限于对DPF再生触发进行修正，该低负荷修正因子同样可适用于其他的再生触发方式，并对其他再生方式进行修正（如模型碳载量、压差碳载量等）。
下面，对本申请实施例进行进一步说明，如图4所示。
当发动机进行运行且无故障时，统计发动机总运行时间。
判断发动机的循环喷油量是否低于循环喷油量阈值，以及判断发动机转速是否低于转速阈值，若均是，则判断发动机在低负荷运行，低负荷计时器开始计时，得到发动机低负荷运行时间，该时间除以发动机总运行时间，得到低负荷运行时间占比，按照该时间占比得到低负荷运行的修正因子。
获取ECU中保存的上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程以及当前的时间、油耗量和行驶里程；根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程以及当前的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程。
使用修正因子分别与已经过时间、已耗油量和已行里程相乘，得到运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程。
分别判断运行修正时间是否超过再生时间阈值，油耗修正量是否超过再生油耗阈值，行驶修正里程是否超过再生行驶阈值。
基于再生时间阈值：当出现DPF再生成功后，触发再生时间计时器计时，计算距离上次再生成功的已经过时间（该时间在每次下电时会写入ECU内存，下次上电后会读取该内存值进行计算），并按修正因子进行修正，得出修正后距离上次再生成功的时间（运行修正时间）。运行修正时间与再生时间阈值进行比较，若大于该值，出现再生触发请求。
基于发动机运行的油耗修正量：当出现DPF再生成功后触发再生时间计时器计时，计算距离上次再生成功的已耗油量（该油耗量在每次下电时会写入ECU内存，下次上电后会读取该内存值进行计算），并按照低负荷修正因子进行修正，得出修正后距离上次再生成功的油耗量（油耗修正量）。油耗修正量同再生油耗阈值进行比较，若大于该值，出现再生触发请求；
基于再生行驶阈值：当出现DPF再生成功后触发再生时间计时器计时，计算距离上次再生成功的已行里程（该里程在每次下电时会写入ECU内存，下次上电后会读取该内存值进行计算），并按照低负荷修正因子进行修正，得出修正后距离上次再生成功的行驶修正里程。该行驶修正里程同再生行驶阈值进行比较，若大于该值，出现再生触发请求；
以上三种方式中，任何一个满足要求，即可触发DPF再生，DPF再生成功后会把距离上次再生成功的时间、油耗量、里程置为0，重新计算距离上次再生成功的时间、油耗量、里程。
若均未超过阈值，则继续根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间，实时计算修正因子，确定修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，判断是否超过阈值。
由于在复杂环境下的DPF碳载量是变化的，不同的环境温度、湿度、压力等的偏差会影响发动机实际的燃烧、过量空气系数的计算、发动机烟度、碳载量模型的精度的计算。在不进行实际工作或者冬季取暖、夏季纳凉等工况下，发动机会长时间怠速运行，对发动机造成较大的损伤；与此同时，此时碳载量同正常运行时差异较大，现有的碳载量模型在这种工况下对DPF再生难以准确判断，容易出现DPF烧毁的问题。
发动机的运行保护模式能够用于发动机低温、低负荷保护，可针对低温低负荷工况进行专门的发动机保护。同时，根据实际情况，实时计算修正因子，控制DPF再生，能够对是否进行DPF再生进行准确的判断，防止DPF出现烧毁。
并且，由于后处理表面的催化剂长时间暴漏在高温、灰分附着、贵金属等环境下，会出现活性下降的问题，导致后处理老化。通过对DPF再生进行准确的控制，能够提升DPF再生效率并延长后处理寿命，提升发动机的经济性。
第二方面，根据本申请的实施方式，还提出一种控制DPF再生的***，如图5所示，包括：
运行数据处理模块101，用于根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子；根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程；根据修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程；
判断控制模块102，用于判断运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生。
第三方面，根据本申请的实施方式，还提出一种发动机，包括：增压器、中冷器、节气门、柴油机、排气再循环***、柴油机氧化催化器、选择性催化还原***、DPF和控制DPF再生的***；
DPF用于根据控制DPF再生的***发送的触发指令进行再生。
本申请的方法中，根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子，再根据修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程，判断运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生，能够根据实际工况控制DPF再生，防止DPF被烧毁，提升DPF再生效率并延长后处理寿命，提升发动机的经济性。基于低负荷运行修正因子对DPF碳载量模型进行修正的再生触发方法能够基于发动机运行时间、油耗量、里程进行DPF再生的触发，增强了判断方法的多样性、适应性和准确性。发动机运行保护模式能够针对低温低负荷工况进行专门的发动机保护，减少了发动机因长时间怠速运行造成的损伤。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种控制DPF再生的方法，其特征在于，包括：
根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子；
根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程；
根据所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程；
判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生。
2.根据权利要求1所述的控制DPF再生的方法，其特征在于，在所述根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子之前，还包括：
判断发动机是否正常运行，若是，则总运行时间计时器开始计时，得到所述总运行时间；
判断发动机的循环喷油量是否低于循环喷油量阈值，以及判断发动机转速是否低于转速阈值，若均是，则低负荷计时器开始计时，得到所述低负荷运行时间。
3.根据权利要求2所述的控制DPF再生的方法，其特征在于，在所述低负荷计时器开始计时之后，还包括：
判断所述低负荷运行时间是否超过低负荷时间阈值，检测当前发动机的其他数据是否满足放行阈值，若均是，则发动机进入运行保护模式。
4.根据权利要求1所述的控制DPF再生的方法，其特征在于，所述根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程，包括：
获取ECU中保存的上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程以及当前的时间、油耗量和行驶里程；
根据上次DPF再生时的所述时间、油耗量和行驶里程以及当前的所述时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程。
5.根据权利要求1所述的控制DPF再生的方法，其特征在于，所述根据所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程，包括：
使用所述修正因子分别与所述已经过时间、已耗油量和已行里程相乘，得到所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程。
6.根据权利要求1所述的控制DPF再生的方法，其特征在于，所述判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生，包括：
分别判断所述运行修正时间是否超过再生时间阈值，所述油耗修正量是否超过再生油耗阈值，所述行驶修正里程是否超过再生行驶阈值；
若所述运行修正时间、油耗修正量或行驶修正里程，有一个超过了其对应阈值，则触发DPF再生。
7.根据权利要求1所述的控制DPF再生的方法，其特征在于，在所述判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值之后，还包括：
若均未超过阈值，则继续根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间，实时计算修正因子，确定所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，判断是否超过阈值。
8.根据权利要求1所述的控制DPF再生的方法，其特征在于，在所述触发DPF再生之后，还包括：
获取当前的时间、油耗量和行驶里程，更新上次DPF再生时的所述时间、油耗量和行驶里程。
9.一种控制DPF再生的***，其特征在于，包括：
运行数据处理模块，用于根据发动机的总运行时间和低负荷运行时间实时计算修正因子；根据上次DPF再生时的时间、油耗量和行驶里程，确定当前与所述上次DPF再生时之间的已经过时间、已耗油量和已行里程；根据所述修正因子、已经过时间、已耗油量和已行里程，确定运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程；
判断控制模块，用于判断所述运行修正时间、油耗修正量和行驶修正里程是否超过对应阈值，若其中有一个超过，则触发DPF再生。
10.一种发动机，其特征在于，包括：增压器、中冷器、节气门、柴油机、排气再循环***、柴油机氧化催化器、选择性催化还原***、DPF和权利要求9所述的控制DPF再生的***；
所述DPF用于根据控制DPF再生的***发送的触发指令进行再生。
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