CN114046198B - 一种双dpf再生控制方法、装置和发动机 - Google Patents

一种双dpf再生控制方法、装置和发动机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双DPF再生控制方法、装置和发动机，该方法应用于包括双DPF的发动机后处理***中，该方法包括：当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度，从而提高了双DPF进行再生时的可靠性。

Description

一种双DPF再生控制方法、装置和发动机
技术领域
本申请涉及汽车控制技术领域，更具体地，涉及一种双DPF再生控制方法、装置和发动机。
背景技术
后处理增加一路DOC（Diesel Oxidation Catalysis，柴油氧化催化器）+DPF（diesel particulate filter，柴油颗粒物捕集器），两路DOC+DPF平行布置。增加一个DPF上游温度传感器，这样布置可以降低发动机排气背压，提高发动机热效率，节省油耗，降低使用成本。
当检测到其中一个报出DPF上游温度传感器可信性故障。用另外一个DPF上游温度传感器的测量值进行再生温度控制时，DPF内部可能出现较高的温度峰值会导致载体出现烧裂、烧融等损坏情况。
如何提高双DPF进行再生时的可靠性，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种双DPF再生控制方法，用以解决现有技术中双DPF进行再生时的可靠性差的技术问题。该方法应用于包括双DPF的发动机后处理***中，包括：
当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；
根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；
根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；
在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度。
在本申请一些实施例中，根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值，具体为：
根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到DPF上游温度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度和碳载量对DPF上游温度的设定基础值修正后确定DPF上游温度的设定值。
在本申请一些实施例中，根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值，具体为：
根据HC老化因子和DOC下游温度查表确定最大温度梯度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值修正后确定最大温度梯度的设定值。
在本申请一些实施例中，各所述内部温度传感器按轴向和径向在DPF中均匀分布。
相应的，本发明还提出了一种双DPF再生控制装置，应用于包括双DPF的发动机后处理***中，所述装置包括：
第一确定模块，用于当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；
第二确定模块，用于根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；
第三确定模块，用于根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；
控制模块，在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度。
在本申请一些实施例中，所述第二确定模块，具体用于：
根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到DPF上游温度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度和碳载量对DPF上游温度的设定基础值修正后确定DPF上游温度的设定值。
在本申请一些实施例中，所述第三确定模块，具体用于：
根据HC老化因子和DOC下游温度查表确定最大温度梯度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值修正后确定最大温度梯度的设定值。
在本申请一些实施例中，各所述内部温度传感器按轴向和径向在DPF中均匀分布。
相应的，本发明还提出了一种发动机，包括如上所述的双DPF再生控制装置。
通过应用以上技术方案，在包括双DPF的发动机后处理***中，当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度，从而提高了双DPF进行再生时的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提出的一种双DPF再生控制方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例中发动机后处理***布置图；
图3示出了本发明实施例中各DPF的内部温度传感器布置示意图；
图4示出了本发明实施例中基于不同SCR上游温度修正的DPF再生控制方法逻辑图；
图5示出了本发明实施例提出的一种双DPF再生控制装置的结构示意图。
图2中，10、NOX传感器；20、HC喷射；30、温度传感器；40、压差传感器；50、尿素喷射；60、PM传感器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种双DPF再生控制方法，应用于包括双DPF的发动机后处理***中，当检测到其中一个报出DPF上游温度传感器可信性故障。用另外一个DPF上游温度传感器的测量值进行再生温度控制时，基于不同SCR上游温度来控制修正再生过程中的DPF前设定温度和最大温度梯度。
如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度。
本实施例中，双DPF的发动机后处理***中包括平行布置的两路DOC+DPF，每个DPF中均设置有上游温度传感器和多个内部温度传感器。
DPF基于主动再生请求进入主动再生模式，当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，为了保证进行主动再生的可靠性，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度，最大温度梯度为DPF上游温度的设定值的最大上升速率。
为了更加准确的确定各DPF中的温度分布，在本申请一些实施例中，各所述内部温度传感器按轴向和径向在DPF中均匀分布。
在本申请具体的应用场景中，如图3所示为各DPF的内部温度传感器布置示意图。
本领域技术人员可根据实际需要选择其他的内部传感器的布置方式，这并不影响本申请的保护范围。
步骤S102，根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值。
本实施例中，废气质量流量可通过流量计获取，DOC上游温度可通过布置在DOC上游的温度传感器获取，SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原转化器）上游温度可通过布置在SCR上游的温度传感器获取，碳载量可基于碳载量模型计算得出。根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量可确定DPF上游温度的设定值，该设定值可保证DPF的内部温度的再生峰值温度不超过安全温度。
为了准确的确定DPF上游温度的设定值，在本申请一些实施例中，根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值，具体为：
根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到DPF上游温度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度和碳载量对DPF上游温度的设定基础值修正后确定DPF上游温度的设定值。
本实施例中，先根据废气质量流量和DOC上游温度查表（可以为MAP表）得到DPF上游温度的设定基础值，然后根据不同SCR上游温度和碳载量对DPF上游温度的设定基础值进行修正，修正后得到DPF上游温度的设定值。
可根据不同SCR上游温度和碳载量与DPF上游温度的设定基础值的第一预设对应关系对DPF上游温度的设定基础值进行修正。
根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到所述设定值的基础值的具体过程为现有技术，在此不再赘述。
需要说明的是，以上实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值的方式均属于本申请的保护范围。
步骤S103，根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值。
本实施例中，DOC下游温度可通过布置在DOC下游的温度传感器获取，SCR上游温度可通过布置在SCR上游的温度传感器获取，HC老化因子的获取过程为现有技术，在此不再赘述。根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度可确定最大温度梯度的设定值
为了准确的确定最大温度梯度的设定值，在本申请一些实施例中，根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值，具体为：
根据HC老化因子和DOC下游温度查表确定最大温度梯度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值修正后确定最大温度梯度的设定值。
本实施例中，先根据HC老化因子和DOC下游温度查表（可以为MAP表）确定最大温度梯度的设定基础值，然后根据不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值进行修正，修正后得到最大温度梯度的设定值。
可根据不同SCR上游温度和最大温度梯度的设定基础值的第二预设对应关系对最大温度梯度的设定基础值进行修正。
根据HC老化因子和DOC下游温度查表得到最大温度梯度的设定基础值的具体过程为现有技术，在此不再赘述。
需要说明的是，以上实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值的方式均属于本申请的保护范围。
步骤S104，在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度。
通过应用以上技术方案，在包括双DPF的发动机后处理***中，当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度，从而提高了双DPF进行再生时的可靠性。
为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
如图2所示为本发明实施例中发动机后处理***布置图，TC（turbine charger，涡轮增压器）后的排气经HC喷射20、两路DOC+DPF、尿素喷射50、两路SCR+ASC（Ammonia SlipCatalyst，氨气氧化催化器）后排出。各DPF的上游分别设置有温度传感器30，另外，在DOC上游的排气管路上还设置有NOX传感器10、温度传感器30，各DPF中分别设置压差传感器40，SCR上游的排气管路中设置温度传感器30，在ASC下游的排气管路中设置NOX传感器10、温度传感器30和PM传感器60。
本申请实施例提出一种双DPF再生控制方法，具体过程如下：
假设其中一个温度传感器报出DPF上游温度传感器（1）可信性故障，用另外一个DPF上游温度传感器（2）的测量值进行再生温度控制，然后进行主动再生过程DPF（1）（2）内部测温。得出不同SCR上游温度情况下整个主动再生过程中再生峰值温度和最大温度梯度。
如图4所示为基于不同SCR上游温度修正的DPF再生控制方法逻辑图，根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到DPF上游温度的设定基础值，增加不同SCR上游温度和碳载量，对DPF上游温度的设定基础值进行修正后得到DPF上游温度的设定值。
根据HC老化因子和DOC下游温度查表确定最大温度梯度的设定基础值，增加不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值进行修正后得到最大温度梯度的设定值。
最后，在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度。
本方案根据SCR上游温度和DPF内部温度来控制修正再生过程中的DPF前设定温度和最大温度梯度，在实际环境使用中DPF再生过程温度控制更加安全，可以有效提高DPF使用可靠性。
本申请实施例还提出了一种双DPF再生控制装置，应用于包括双DPF的发动机后处理***中，如图5所示，所述装置包括：
第一确定模块501，用于当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；
第二确定模块502，用于根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；
第三确定模块503，用于根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；
控制模块504，在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度。
在本申请具体的应用场景中，第二确定模块502，具体用于：
根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到DPF上游温度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度和碳载量对DPF上游温度的设定基础值修正后确定DPF上游温度的设定值。
在本申请具体的应用场景中，第三确定模块503，具体用于：
根据HC老化因子和DOC下游温度查表确定最大温度梯度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值修正后确定最大温度梯度的设定值。
在本申请具体的应用场景中，各所述内部温度传感器按轴向和径向在DPF中均匀分布。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种双DPF再生控制方法，其特征在于，应用于包括双DPF的发动机后处理***中，所述方法包括：
当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；
根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；
根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；
在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值，具体为：
根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到DPF上游温度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度和碳载量对DPF上游温度的设定基础值修正后确定DPF上游温度的设定值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值，具体为：
根据HC老化因子和DOC下游温度查表确定最大温度梯度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值修正后确定最大温度梯度的设定值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各所述内部温度传感器按轴向和径向在DPF中均匀分布。
5.一种双DPF再生控制装置，其特征在于，应用于包括双DPF的发动机后处理***中，所述装置包括：
第一确定模块，用于当检测各DPF处于主动再生模式且其中一个DPF的上游温度传感器报可信性故障时，基于另一个DPF的上游温度传感器确定DPF上游温度，以及基于各DPF中多个内部温度传感器确定各DPF中的再生峰值温度和最大温度梯度；
第二确定模块，用于根据废气质量流量、DOC上游温度、SCR上游温度和碳载量确定DPF上游温度的设定值；
第三确定模块，用于根据HC老化因子、DOC下游温度和SCR上游温度确定最大温度梯度的设定值；
控制模块，在DPF主动再生过程中，根据DPF上游温度的设定值控制再生峰值温度，以及根据最大温度梯度的设定值控制最大温度梯度。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于：
根据废气质量流量和DOC上游温度查表得到DPF上游温度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度和碳载量对DPF上游温度的设定基础值修正后确定DPF上游温度的设定值。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块，具体用于：
根据HC老化因子和DOC下游温度查表确定最大温度梯度的设定基础值；
根据不同SCR上游温度对最大温度梯度的设定基础值修正后确定最大温度梯度的设定值。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，各所述内部温度传感器按轴向和径向在DPF中均匀分布。
9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求5-8任一项所述的双DPF再生控制装置。
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