CN114294077A - 工程车辆和发动机后处理***的过滤器再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工程车辆和发动机后处理***的过滤器再生方法，工程车辆包括：液压***，包括液压执行元件和控制液压执行元件动作的控制阀(8)；发动机，包括发动机本体、与发动机本体电连接的发动机控制器(4)和与发动机控制器(4)信号连接的发动机后处理***(5)，发动机后处理***(5)包括与发动机本体的尾气排放口连通的过滤器；手动再生开关(3)，与发动机控制器(4)信号连接；发动机控制器(4)被配置成在手动再生开关(3)被打开时发出关闭控制阀(8)的命令信息并控制发动机后处理***(5)对过滤器进行再生处理，改善了相关技术中存在的过滤器再生过程中因操作人员操作设备而导致过滤器再生失败的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的尾气处理技术领域，具体而言，涉及一种工程车辆和发动机后处理***的过滤器再生方法。
背景技术
近年来随着环境保护法规的日益完善，工程机械发动机排放要求也逐渐严苛。目前，发动机后处理技术在欧IV(欧洲IV阶段非道路排放法规)、欧V(欧洲V阶段非道路排放法规)以及国IV(中国IV阶段非道路排放法规)等发动机中被广泛采用，因此发动机尾气后处理***在工程机械中变得越来越重要。发动机尾气后处理***利用专用的过滤器(DPF：Diesel Particulate Filter；柴油机微粒过滤器)捕集来自柴油发动机的排气中所包含的粒子状物质(PM：Particulate Matter；微粒物质)。在后处理***中，若过滤器捕集到的PM的堆积量增加，则发生过滤器堵塞，因此需要进行燃烧捕集到的PM而去除过滤器的堵塞的再生处理。挖掘机用柴油发动机后处理***主动再生现存在两种再生方式。
当挖掘机处于高负荷作业状态时，满足再生条件时，处于自动再生模式下发动机可自动再生。
在以下情况时：1、在某些特殊工况下，发动机长时间低负荷运行，当DPF(柴油机微粒过滤器，下文简称DPF)碳载量或连续工作时间达到阈值时，此时会产生自动再生请求，但其他条件不满足要求，如DOC(柴油机氧化催化器，下文简称DOC)入口温度、发动机水温等，导致自动再生最终无法进行；2、当发动机正在进行自动再生或发出自动再生请求时，操作者突然停机，导致自动再生失败；3、操作者误将禁止再生开关摁下。这时需要手动再生来执行发动机再生，确保发动机后处理***的正常工作。由于发动机后处理***本身控制的复杂性就决定了其后处理手动再生条件的苛刻性，所以在要保证后处理再生功能可以正常工作的情况下，还要尽量符合用户的操作习惯。
CN105026706B公开了一种后处理装置的管理装置、作业车辆、管理***以及后处理装置的管理方法。
目前传统的挖掘机发动机后处理***手动再生控制方式过于简单，当发动机在低速低负荷运行一段时间后，DPF中积累的碳烟过多，此时发动机必须终止动作进行手动再生，用户在正常操作情况下，无法满足手动再生所需达到的条件，因此发动机不会进行再生；且发动机在再生过程中，原则上用户是不可以对挖掘机进行操作的，但现有控制方法用户仍然可以操作挖掘机，此时会强制中断发动机再生(行车再生除外)，导致再生失败。
发明内容
本发明旨在提供一种工程车辆和发动机后处理***的过滤器再生方法，以改善相关技术中存在的过滤器再生过程中因操作人员操作设备而导致过滤器再生失败的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种工程车辆，工程车辆包括：液压***，包括液压执行元件和控制液压执行元件动作的控制阀；发动机，包括发动机本体、与发动机本体电连接的发动机控制器和与发动机控制器信号连接的发动机后处理***，发动机后处理***包括与发动机本体的尾气排放口连通的过滤器；手动再生开关，与发动机控制器信号连接；发动机控制器被配置成在手动再生开关被打开时发出关闭控制阀的命令信息并控制发动机后处理***对过滤器进行再生处理。
在一些实施例中，工程车辆还包括：操控手柄，被配置成控制控制阀开闭；电子监控器，包括被配置成在发动机控制器发出关闭控制阀的命令信息后显示提示信息的屏幕，以提示操作人员通过操作操控手柄关闭控制阀。
在一些实施例中，工程车辆还包括主控制器，主控制器与发动机控制器和电子监控器分别信号连接，以在发动机控制器发出关闭控制阀的命令信息后控制电子监控器显示提示信息。
在一些实施例中，工程车辆还包括用于控制发动机本体的油门档位的油门旋钮，主控制器与油门旋钮信号连接，以在控制阀被关闭后检测油门旋钮的档位。
在一些实施例中，主控制器还被配置成在油门旋钮被检测到未处于最低档位时控制电子监控器显示提示操作人员将油门旋钮的档位调整至最低档位的信息。
在一些实施例中，主控制器还被配置成在油门旋钮被检测到处于最低档位时控制发动机将油门开度调整为零开度，以使发动机本体处于怠速状态。
在一些实施例中，液压***还包括与液压执行元件连通以控制液压执行元件工作的阀，控制阀包括与阀连通的先导电磁阀。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述的工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法，包括：停机步骤：在手动再生开关被打开时关闭控制阀以使液压***处于停止作业状态；以及，再生步骤：控制发动机后处理***对过滤器进行再生工作。
在一些实施例中，工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法，还包括在停机步骤和再生步骤之间进行的油门开度调节步骤，油门开度调节步骤包括将油门开度调整为零开度，以使发动机本体处于怠速状态。
在一些实施例中，工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法还包括在停机步骤和油门开度调节步骤之间进行的油门档位调节步骤，油门档位调节步骤包括：检测油门旋钮的档位是否处于最低档位；以及若油门旋钮的档位未处于最低档位，则提醒操作人员将油门旋钮的档位调整至最低档位。
应用本发明的技术方案，在用户通过操作手动再生开关实施过滤器再生时，发动机控制器发出关闭控制阀的命令信息，在控制阀被关闭后，工程车辆的液压执行元件被禁止工作，因此改善了相关技术中存在的过滤器再生过程中因操作人员操作设备而导致过滤器再生失败的问题。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的实施例的工程车辆的***框图。
图2示出了本发明的实施例的工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例的工程车辆包括液压***、发动机和手动再生开关3。液压***包括液压执行元件和控制液压执行元件动作的控制阀8。发动机包括发动机本体、与发动机本体电连接的发动机控制器4和与发动机控制器4信号连接的发动机后处理***5，发动机后处理***5包括与发动机本体的尾气排放口连通的过滤器。手动再生开关3与发动机控制器4信号连接。发动机控制器4被配置成在手动再生开关3被打开时发出关闭控制阀8的命令信息并控制发动机后处理***5对过滤器进行再生处理。
在本实施例中，在用户通过操作手动再生开关3实施过滤器再生时，发动机控制器8发出关闭控制阀8的命令信息，在控制阀8被关闭后，工程车辆的液压执行元件被禁止工作，因此改善了相关技术中存在的过滤器再生过程中因操作人员操作设备而导致过滤器再生失败的问题。
在一些实施例中，工程车辆还包括操控手柄9和电子监控器1。
操控手柄9被配置成控制控制阀8开闭。电子监控器1包括被配置成在发动机控制器4发出关闭控制阀8的命令信息后显示提示信息的屏幕，以提示操作人员通过操作操控手柄9关闭控制阀8。
在一些实施例中，工程车辆还包括主控制器2，主控制器2与发动机控制器4和电子监控器1分别信号连接，以在发动机控制器4发出关闭控制阀8的命令信息后控制电子监控器1显示提示信息，以提示操作人员通过操作操控手柄9关闭控制阀8。
在一些实施例中，工程车辆还包括用于控制发动机本体的油门档位的油门旋钮6，主控制器2与油门旋钮6信号连接，以在控制阀8被关闭后检测油门旋钮6的档位。
在一些实施例中，主控制器2还被配置成在油门旋钮6被检测到未处于最低档位时控制电子监控器1显示提示操作人员将油门旋钮6的档位调整至最低档位的信息。
在一些实施例中，主控制器2还被配置成在油门旋钮6被检测到处于最低档位时控制发动机将油门开度调整为零开度，以使发动机本体处于怠速状态。
在一些实施例中，液压***还包括与液压执行元件连通以控制液压执行元件工作的阀，控制阀8包括与阀连通的先导电磁阀。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述的工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法，再生方法包括：停机步骤：在手动再生开关3被打开时关闭控制阀8以使液压***处于停止作业状态；再生步骤：控制发动机后处理***5对过滤器进行再生工作。
在一些实施例中，工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法还包括在停机步骤和再生步骤之间进行的油门开度调节步骤，油门开度调节步骤包括将油门开度调整为零开度，以使发动机本体处于怠速状态。
在一些实施例中，工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法还包括在停机步骤和油门开度调节步骤之间进行的油门档位调节步骤，油门档位调节步骤包括：检测油门旋钮6的档位是否处于最低档位；若油门旋钮6的档位未处于最低档位，则提醒操作人员将油门旋钮6的档位调整至最低档位。工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法具体流程参见图2。其中ECM为发动机控制器4。
可选地，本实施例的工程车辆包括挖掘机。
具体地，工程车辆包括电子监控器1、主控制器2、手动再生开关3、发动机控制器4、发动机后处理***5、油门旋钮6、先导液压***7、控制阀8和操控手柄9。控制阀8为先导电磁阀。
电子监控器1、发动机控制器4、油门旋钮6均与主控制器2通过CAN总线实现互联，以实现过滤器再生过程中各种信息的传递。发动机后处理***5与发动机控制器4通过CAN总线互联，以使发动机控制器4控制发动机后处理***5执行各种指令。控制阀8与主控制器2通过电连接互联，以发送操控手柄9开关状态，以及控制控制阀8工作与否，控制阀8接于先导液压油路中。控制阀8不得电，先导油路无法建立压力，工程车辆不可以动作。电子监控器1与主控制器2通过CAN总线实现实时通信，以向用户实时传递各种后处理再生相关信息用于指导用户正确操作步骤。电子监控器1与发动机控制器4通过CAN总线实时获取发动机后处理***状态。手动再生开关3与发动机控制器4通过电连接来接收用户传递给控制器的再生触发信号。
优选地，电子监控器1可以在发动机执行后处理***的过滤器再生前，提醒操作者发动机即将提速并产生排气高温，选择合适的场地进行再生；在再生过程中通过主控制器2接收发动机控制器总线数据来实时提示用户再生各个过程阶段，再生完成后，提示用户已完成再生，可进行其他操作。主控制器2还可以在再生过程中出现的各种异常中止等故障，进行判断并通过电子监控器显示可能原因提醒操作者。
当工程车辆长时间处于禁止再生状态，或者长时间低负荷运行一段时间后，此时需要手动再生，此时发动机控制器4向主控制器2发出手动再生请求，主控制器2向电子监控器1发出手动再生请求指示，电子监控器1通过屏幕提醒操作者此时需要手动再生，提示操作者按下手动再生开关3，发动机控制器4收到手动再生指令，发动机控制器4向主控制器2发出手动再生准备指令。此时主控制器2通过总线向仪表传输手动再生准备信号，仪表首先通过浮屏提醒用户：发动机即将提速并产生排气高温，选择合适的场地进行再生，然后判断当前操控手柄9的状态，若此时操控手柄9处于打开状态，主控制器2通过仪表提示用户关闭安全手柄，用户关闭操控手柄9后，继续请求再生。
进一步，主控制器2此时判断油门旋钮6是否处于一档，非一档提示用户将油门旋钮6置于一档，处于一档后主控制器2通过总线读取此时发动机的油门是否处于零开度状态(通过程序设置，在安全手柄关闭，油门旋钮6在一档位置时，主控制器2向发动机控制器4发送零开度请求)，若请求失败，此时为非零开度，则通过仪表提示用户再生故障，用户通过电子监控器1手动设置当前发动机油门为零开度，然后向发动机控制器4继续请求再生。若以上条件均满足，主控制器2立刻向发动机控制器4发送允许手动再生，此时发动机控制器开始控制发动机后处理***开始手动再生。再生过程中，主控制器2会切断液压控制阀，并实时提示操作者当前再生所有相关信息。再生完成后，发动机控制器4向工程车辆主控制器发送再生成功信息，主控制器向电子监控器发送相关信息，提示用户手动再生成功，此时工程车辆主控制解除液压先导限制，允许用户进行其他常规操作。
若操作者在再生过程中由于特殊原因需要中断再生，则可以按下禁止再生按钮，此时主控制器2保存当前状态，并通过电子监控器1提示用户再生暂时中断，是否继续，具备再生条件后，操作者选择继续后即可继续进行手动再生。主控制器2若监控到长期处于禁止再生状态，则会通过电子监控器1提示用户检查后处理DPF等后处理装置，确认是否需要再生，并同时提示操作者将工程车辆驶入合适地方，远离粉尘等易燃易爆场所进行再生；若监控到近期已经再生过，仍然频繁收到手动再生信号，则提示用户近期已经进行过再生，不需要执行再生操作。
主控制器2还会通过发动机控制器4对发动机的再生历史状态进行监控与记录，用以对发动机后处理装置的健康状态进行大数据评估，以及对操作者进行再生周期等的操作建议。
以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种工程车辆，其特征在于，包括：
液压***，包括液压执行元件和控制所述液压执行元件动作的控制阀(8)；
发动机，包括发动机本体、与发动机本体电连接的发动机控制器(4)和与所述发动机控制器(4)信号连接的发动机后处理***(5)，所述发动机后处理***(5)包括与所述发动机本体的尾气排放口连通的过滤器；
手动再生开关(3)，与所述发动机控制器(4)信号连接；以及
所述发动机控制器(4)被配置成在所述手动再生开关(3)被打开时发出关闭所述控制阀(8)的命令信息并控制所述发动机后处理***(5)对所述过滤器进行再生处理。
2.根据权利要求1所述的工程车辆，其特征在于，还包括：
操控手柄(9)，被配置成控制所述控制阀(8)开闭；
电子监控器(1)，包括被配置成在所述发动机控制器(4)发出关闭所述控制阀(8)的命令信息后显示提示信息的屏幕，以提示操作人员通过操作所述操控手柄(9)关闭所述控制阀(8)。
3.根据权利要求2所述的工程车辆，其特征在于，还包括主控制器(2)，所述主控制器(2)与发动机控制器(4)和所述电子监控器(1)分别信号连接，以在所述发动机控制器(4)发出关闭所述控制阀(8)的命令信息后控制所述电子监控器(1)显示所述提示信息。
4.根据权利要求2所述的工程车辆，其特征在于，还包括用于控制所述发动机本体的油门档位的油门旋钮(6)，所述主控制器(2)与所述油门旋钮(6)信号连接，以在所述控制阀(8)被关闭后检测所述油门旋钮(6)的档位。
5.根据权利要求4所述的工程车辆，其特征在于，所述主控制器(2)还被配置成在所述油门旋钮(6)被检测到未处于最低档位时控制所述电子监控器(1)显示提示操作人员将所述油门旋钮(6)的档位调整至最低档位的信息。
6.根据权利要求4或5所述的工程车辆，其特征在于，所述主控制器(2)还被配置成在所述油门旋钮(6)被检测到处于最低档位时控制所述发动机将油门开度调整为零开度，以使所述发动机本体处于怠速状态。
7.根据权利要求1所述的工程车辆，其特征在于，所述液压***还包括与所述液压执行元件连通以控制所述液压执行元件工作的阀，所述控制阀(8)包括与所述阀连通的先导电磁阀。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法，其特征在于，
停机步骤：在所述手动再生开关(3)被打开时关闭所述控制阀(8)以使液压***处于停止作业状态；
再生步骤：控制所述发动机后处理***(5)对所述过滤器进行再生工作。
9.根据权利要求8所述的工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法，其特征在于，还包括在所述停机步骤和所述再生步骤之间进行的油门开度调节步骤，所述油门开度调节步骤包括将油门开度调整为零开度，以使所述发动机本体处于怠速状态。
10.根据权利要求9所述的工程车辆的发动机后处理***的过滤器再生方法，其特征在于，还包括在所述停机步骤和所述油门开度调节步骤之间进行的油门档位调节步骤，所述油门档位调节步骤包括：
检测油门旋钮(6)的档位是否处于最低档位；以及
若所述油门旋钮(6)的档位未处于最低档位，则提醒操作人员将所述油门旋钮(6)的档位调整至最低档位。
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