CN114876617B - 柴油机dpf灰分质量的估算方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于柴油机技术领域，公开了柴油机DPF灰分质量的估算方法，装置及电子设备，估算方法包括当DPF彻底完成再生时，获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差；获取新鲜状态的DPF在对应排气管内的废气流量时，DPF两端的第二压差；根据第一压差和第二压差的差值得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。根据第二压差和第一压差的差值得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量，不受柴油机的规格影响，且不需要考虑柴油机在运行过程中出现的异常情况，灰分质量的估算准确性高、偏差较小。
Description
技术领域
本发明属于柴油机技术领域，具体涉及一种柴油机DPF的灰分质量的估算方法、装置及电子设备。
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。
DPF(Diesel Particulate Filter，柴油颗粒捕集器)作为柴油发动机车辆的必要部件，应用越来越广泛。
柴油发动机运行产生的颗粒，通过排气管进入DPF，DPF将这些颗粒收集在一起，颗粒达到一定限值后，会触发再生，喷嘴喷油将DPF中的可燃烧颗粒烧掉，剩下不可燃颗粒，也称灰分。
由于灰分会积累在DPF中影响DPF正常工作，因此，需要估算出DPF中的灰分的质量并反馈给柴油发动机的相关控制单元。目前，DPF中的灰分质量是通过里程进行估算，但是在柴油机运行过程中会出现异常的情况，例如烧机油等情况，会造成灰分的质量快速增加，通过里程进行估计将会出现较大的偏差，准确性较差。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有技术中通过里程估算灰分的质量导致的准确性较差的问题。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柴油机DPF灰分质量的估算方法，包括：
当DPF彻底完成再生时，获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差；
获取新鲜状态的所述DPF在对应所述排气管内的废气流量时，所述DPF两端的第二压差；
根据所述第一压差和所述第二压差的差值得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
本发明通过获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差，以及新鲜状态的DPF在对应所述排气管内的废气流量时，DPF两端的第二压差，根据所述第二压差和所述第一压差的差值得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量，不受柴油机的规格影响，且不需要考虑柴油机在运行过程中出现的异常情况，灰分质量的估算准确性高、偏差较小。
另外，根据本发明的柴油机DPF的灰分质量的估算方法，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在获取排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差之前，还包括：
确定所述DPF两端的压差传感器的测量值的可信性；
根据所述DPF两端的压差传感器的测量值可信，获得所述第一压差。
在本发明的一些实施例中，估算方法还包括：
根据所述DPF两端的压差传感器的测量值不可信，确定所述DPF彻底完成再生是否为压差触发；
根据所述DPF彻底完成再生为压差触发，获取所述DPF彻底完成再生中DPF温度和再生里程；
根据所述DPF温度和所述再生里程得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
在本发明的一些实施例中，根据所述DPF温度和所述再生里程得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量具体包括：
获取所述DPF温度大于第一预设值的区间在所述再生里程中的比值；
根据所述比值所属的区间，所述再生里程，以及与所述区间对照的相应的灰分曲线得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
在本发明的一些实施例中，所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量与所述再生里程呈负相关。
在本发明的一些实施例中，确定所述DPF两端的压差传感器的测量值的可信性具体包括：
在所述柴油机处于指定工况时，根据所述压差传感器的显示值处于预设阈值内时，确定所述DPF两端的压差传感器的测量值可信。
在本发明的一些实施例中，根据所述DPF两端的压差传感器的测量值不可信，确定所述DPF彻底完成再生是否为压差触发还包括：
根据所述DPF彻底完成再生为非压差触发，获得所述柴油机修正的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)里程；
根据所述修正的ECU里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
在本发明的一些实施例中，所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量与所述再生里程呈负相关具体为：
M＝-K*s+b，其中，M为灰分质量，s为再生里程，K为系数，b为常数。
本发明的第二方面提出了一种柴油机DPF灰分质量的估算装置，包括：
第一获取单元，当DPF彻底完成再生时，所述第一获取单元用于获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差；以及
获取新鲜状态的所述DPF在对应所述排气管内的废气流量时，所述DPF两端的第二压差；
第一计算单元，所述第一计算单元用于根据所述第二压差和所述第一压差的差值得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
本发明中的估算装置，通过第一获取单元获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量、DPF两端的第一压差，以及新鲜状态的DPF在对应所述排气管内的废气流量时，DPF两端的第二压差，并通过第一计算单元根据所述第二压差和所述第一压差的差值得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量，不受柴油机的规格影响，且不需要考虑柴油机在运行过程中出现的异常情况，灰分质量的估算准确性高、偏差较小。
本发明的第三方面提出了一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；以及存储器，所述存储器上存储有可在运行的程序或指令，所述程序或指令被所述估算装置执行时实现如上面实施例中所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法的步骤。
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。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的柴油机DPF的灰分质量的估算方法的流程图；
图2示意性地示出了根据本发明实施方式的柴油机DPF的灰分质量的估算方法的整体流程示意图。
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。
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。
如图1至图2所示，本发明的具体实施方式的第一方面提供了一种柴油机DPF灰分质量的估算方法，包括：
当DPF彻底完成再生时，获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差；
其中，可以当DPF再生时长达到预设时长时，确定DPF彻底完成再生，预设时长可根据DPF彻底完成再生需要的时长确定。例如预设时长可以为25或者35分钟，可根据柴油机的规格确定预设时长。当柴油机运行时，产生的颗粒通过排气管进入到DPF中，当DPF累积的颗粒达到一定限值后，***会触发DPF再生，当距触发再生时长达到预设时长时，可以认定DPF只剩下灰分。此时，可以记录下当前时刻的排气管内的废气流量、以及DPF两端的第一压差，在进行检测时，可以在DPF进气端和出气端两端分别设置压差传感器以测出DPF两端的第一压差，这里将第一压差记录为P2。
需要说明的是，在认为彻底完成再生时须立即锁定排气管内的废气流量、以及DPF两端的第一压差，避免新产生的颗粒对结果的影响。
获取新鲜状态的DPF在对应排气管内的废气流量时，DPF两端的第二压差；
需要说明的是，新鲜状态是在柴油机进行后处理开发阶段，灰分还没有形成时的状态。对于预处理过的DPF状态进行标定，得到P＝A*V，其中P为压差，A为载体的阻力系数，V为废气体积流量，对于某一特定规格的柴油机而言，A为固定的系数，为预先进行标定的参数。通过公式P＝A*V可以计算得到与排气管内的废气流量相对应的第二压差P3。
根据第一压差P2和第二压差P3的差值得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
这里的差值用ΔP来表示，ΔP＝P2-P3，DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量M用M2来表示，其中M2＝A*ΔP，这里的A为载体的阻力系数，ΔP为差值，根据该公式确定出灰分质量M2。
通过获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差P2，以及新鲜状态的DPF在对应排气管内的废气流量时，DPF两端的第二压差P3，根据第一压差P2和第二压差P3的差值ΔP得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量M2，不受柴油机的规格影响，且不需要考虑柴油机在运行过程中出现的异常情况，灰分质量的估算准确性高、偏差较小。
在一些可选实施例中，在获取排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差P2之前，还包括：确定DPF两端的压差传感器的测量值的可信性；根据DPF两端的压差传感器的测量值可信，获得第一压差P2，通过该过程可对压差传感器的测量值的可信程度进行识别，从而使得压差传感器测量的第一压差P2是准确且可信的。
具体地，确定DPF两端的压差传感器的测量值的可信性具体包括：在柴油机处于指定工况时，根据压差传感器的显示值处于预设阈值内时，确定DPF两端的压差传感器的测量值可信。
其中，这里的预设阈值是采用标定后的数据，预设阈值为压强，采用一个范围值，可以为区间[-2hPa，2hPa]，也可以是[-3hPa，3hPa]，以此排除压差传感器漂移带来的误差。这里的指定工况包括怠速工况和/或者停车工况，这两种工况是柴油机的常见工况，这里不再进行展开。
在一些可选实施例中，估算方法还包括：根据DPF两端的压差传感器的测量值不可信，确定DPF彻底完成再生是否为压差触发；根据DPF彻底完成再生为压差触发，获取DPF彻底完成再生中DPF温度和再生里程；根据DPF温度和再生里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
需要说明的是，通过DPF温度和再生里程得到的灰分质量采用M1进行标记，也就是通过这种途径估算的灰分质量M＝M1，以方便与前面所提到的估算的灰分质量M2进行区分。
在一些可选实施例中，根据DPF温度和再生里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量具体包括：获取DPF温度大于第一预设值的区间在再生里程中的比值；根据比值所属的区间，再生里程以及与区间对照的相应的灰分曲线得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
这里的第一预设值为具体的温度值，在实际选择中，可以选择为300℃，或者302℃等，这里的比值所属的区间，例如可以选择大于30％，或者大于10％且小于20％，也可以选择小于10％，下面将分情况进行展开论述。
DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量与再生里程呈负相关。也就是说再生里程越大，灰分质量越少。DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量与再生里程呈负相关具体为：M1＝-K*s+b，其中，M1为灰分质量，s为再生里程，K为系数，与DPF载体相关，b为常数。
其中，当比值所属的区间为大于30％时，这时K可以选择K1，从再生里程里面查到的K1会比较小。当比值所属的区间为大于10％且小于20％时，这时K可以选择K2，其中K2大于K1。当比值所属的区间为小于10％时，这时K可以选择K3，K3为这三个数据中最大的，b为一个固定的常数。在某一个规格的柴油机产品中，K1、K2、K3都为固定的数据，可直接从柴油机的相关参数中获得，其数值的大小通常在0.04-0.2之间。
这里的K可以通过再生里程和对应的比值区间来确定其大小，从而可以采用M1＝-K*s+b计算出灰分质量M1。
在一些可选实施例中，根据DPF两端的压差传感器的测量值不可信，确定DPF彻底完成再生是否为压差触发还包括：
根据DPF彻底完成再生为非压差触发，获得柴油机修正的ECU里程；
根据修正的ECU里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
其中，这里的修正的ECU里程是指通过转速修正因子、循环供油量修正因子和涡轮后排压修正因子中的至少一个进行修正过的ECU里程，通过这种方式，可以考虑到柴油机的实际运行工况，相比较于现有技术中未修正的ECU里程，将会使得灰分质量估算更加准确。通过这种方式得到的灰分质量M用M0来表示。
为了更加清楚地展示柴油机DPF灰分质量的估算方法的流程，下面将按照图2进行展开描述，这里的序号仅仅是为了描述方便，不代表这些步骤之间的先后顺序。
S21、确定DPF彻底完成再生；这里的DPF彻底完成再生的确定标准可以参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。
S22、在柴油机处于指定工况时，确定压差传感器的显示值是否处于预设阈值内；指定工况可以是怠速工况，也可以是停车工况，当压差传感器的显示器在预设阈值内，说明压差传感器的显示值可信。
S23、根据压差传感器的显示值未处于预设阈值内，确定DPF彻底完成再生是否为压差触发；此时，说明压差传感器的显示值不可信，判断DPF彻底完成再生是否为压差触发。
S24、根据DPF彻底完成再生非压差触发，输出M＝M0；这是实现灰分质量估算的一种途径。
S25、根据DPF彻底完成再生是压差触发，输出M＝M1；这是实现灰分质量估算的另外一种途径。
S26、根据压差传感器的显示值处于预设阈值内，获取当前流量下DPF两端的第一压差；此时，说明压差传感器的显示值可信，可以获得当前流量下DPF两端的第一压差。
S30、获取当前流量下新鲜状态的PDF的第二压差。
S27、得到第一压差和第二压差的差值；此时，第一压差与第二压差之间的差值可以认定为灰分质量导致的，从而可以根据差值和当前流量确定灰分质量M2。
S28、根据差值和当前流量确定灰分质量M2；其中M2＝A*ΔP，这里的A为载体的阻力系数，从而确定灰分质量M2。
S29、输出灰分质量M＝M2。
上面是本发明关于估算方法的整体说明，其中未提到的细节可以参见前面实施例中的相关说明。
在一些可选实施例中，柴油机DPF灰分质量的估算方法还包括：当灰分质量大于极限值后，发出警示，提醒用户进行清灰保养。
本发明的具体实施方式的第二方面提供了一种柴油机DPF灰分质量的估算装置，包括：
第一获取单元，当DPF彻底完成再生时，第一获取单元用于获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差；以及获取新鲜状态的DPF在对应排气管内的废气流量时，DPF两端的第二压差；
第一计算单元，第一计算单元用于根据第二压差和第一压差的差值得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
本发明中的估算装置，通过第一获取单元获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量、DPF两端的第一压差，以及新鲜状态的DPF在对应所述排气管内的废气流量时，DPF两端的第二压差，并通过第一计算单元根据所述第二压差和所述第一压差的差值得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量，不受柴油机的规格影响，且不需要考虑柴油机在运行过程中出现的异常情况，灰分质量的估算准确性高、偏差较小。
在一些可选实施例中，估算装置还包括：判断单元，用于根据所述DPF两端的压差传感器的测量值是否可信以及确定所述DPF彻底完成再生是否为压差触发。
在一些可选实施例中，估算装置还包括第二获取单元及第二计算单元，所述第二获取单元用于获取DPF彻底完成再生中DPF温度和再生里程；第二计算单元用于根据DPF温度和再生里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量，具体地，第二计算单元用于获取DPF温度大于第一预设值的区间在再生里程中的比值，并根据比值所属的区间，再生里程，以及与区间对照的相应的灰分曲线得到所述在彻底完成再生时累积的灰分质量。
在一些可选实施例中，估算装置还包括第三计算单元，第三计算单元用于根据修正的ECU里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
在一些可选实施例中，估算装置还包括警示单元，所述警示单元用于当灰分质量大于极限值后，发出警示，从而提醒用户进行清灰保养。
估算装置中未提到的具体细节可参照估算方法中的相关实施例，这里不再进行赘述。
本发明的具体实施方式的第三方面提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及存储器，存储器上存储有可在运行的程序或指令，程序或指令被估算装置执行时实现如前面实施例中的柴油机DPF灰分质量的估算方法的步骤。
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 (8)
1.一种柴油机DPF灰分质量的估算方法，其特征在于，包括：
确定DPF两端的压差传感器的测量值的可信性；
根据所述DPF两端的压差传感器的测量值可信，获得第一压差；
当所述DPF彻底完成再生时，获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及所述DPF两端的所述第一压差；
获取新鲜状态的所述DPF在对应所述排气管内的废气流量时，所述DPF两端的第二压差；
根据所述第一压差和所述第二压差的差值得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量；
根据所述DPF两端的压差传感器的测量值不可信，确定所述DPF彻底完成再生是否为压差触发；
根据所述DPF彻底完成再生为压差触发，获取所述DPF彻底完成再生中DPF温度和再生里程；
根据所述DPF温度和所述再生里程得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
2.根据权利要求1所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法，其特征在于，根据所述DPF温度和所述再生里程得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量具体包括：
获取所述DPF温度大于第一预设值的区间在所述再生里程中的比值；
根据所述比值所属的区间，所述再生里程，以及与所述区间对照的相应的灰分曲线得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
3.根据权利要求2所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法，其特征在于，所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量与所述再生里程呈负相关。
4.根据权利要求1所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法，其特征在于，确定所述DPF两端的压差传感器的测量值的可信性具体包括：
在所述柴油机处于指定工况时，根据所述压差传感器的显示值处于预设阈值内时，确定所述DPF两端的压差传感器的测量值可信。
5.根据权利要求1所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法，其特征在于，根据所述DPF两端的压差传感器的测量值不可信，确定所述DPF彻底完成再生是否为压差触发还包括：
根据所述DPF彻底完成再生为非压差触发，获得所述柴油机修正的ECU里程；
根据所述修正的ECU里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
6.根据权利要求3所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法，其特征在于，所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量与所述再生里程呈负相关具体为：
M＝-K*s+b，其中，M为灰分质量，s为再生里程，K为系数，b为常数。
7.一种柴油机DPF灰分质量的估算装置，所述柴油机DPF灰分质量的估算装置用于实施如权利要求1所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法，其特征在于，包括：
第一获取单元，当DPF彻底完成再生时，所述第一获取单元用于获取柴油机在运行工况下排气管内的废气流量以及DPF两端的第一压差；以及
获取新鲜状态的所述DPF在对应所述排气管内的废气流量时，所述DPF两端的第二压差；
判断单元，用于根据所述DPF两端的压差传感器的测量值是否可信以及确定所述DPF彻底完成再生是否为压差触发；
第一计算单元，所述第一计算单元用于根据所述第二压差和所述第一压差的差值得到所述DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量；
第二获取单元及第二计算单元，所述第二获取单元用于获取DPF彻底完成再生中DPF温度和再生里程；第二计算单元用于根据DPF温度和再生里程得到DPF在彻底完成再生时累积的灰分质量。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；以及
存储器，所述存储器上存储有可再运行的程序或指令，所述程序或指令被估算装置执行时实现如权利要求1所述的柴油机DPF灰分质量的估算方法的步骤。
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