专利名称：一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法及装置。
背景技术：
随着能源危机和环境污染的日益严重，人们逐渐认识到提高柴油机技术水平是当今保持汽车大批量、低成本生产，解决环保与节能双重压力的最有效、最经济的手段之一。柴油机排气的有害成分主要有一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)、氮氧化物(NOx)、硫化物、颗粒物及臭味等，其中，NOx、颗粒物排放量较多，特别是颗粒物的排放远高于其他类型车辆，有试验表明柴油机颗粒物的排放是汽油机的数十倍。由于颗粒物上凝聚和吸附了相当多的有机物和无机物，包括有毒重金属、酸性氧化物等，这些颗粒可在空气中漂浮多达几十天，有害物质随颗粒物进入人体肺部，大大影响了人体的健康。因此，控制柴油机颗粒物的排放越来越受到重视，颗粒捕集器技术就是减少颗粒排放的最有效的装置之一。颗粒捕集器(DPF)由颗粒过滤器和再生装置组成。DPF通过其中有极小孔隙的过滤介质(滤芯)捕集柴油机排气中的固态碳粒和吸附可溶性有机成分的碳烟，DPF对碳的过滤效率较高，可达到90%。目前，柴油机DPF的捕集效果已通过蜂窝陶瓷滤芯的应用而解决，但在过滤过程中，会导致柴油机排气背压升高，当所述排气背压达到16 20kPa时，柴油机性能开始恶化，因此必须定期地除去颗粒，使过滤器恢复到原来的工作状态，即实现过滤器再生。现有的主动再生燃油喷射控制策略在系统满足再生条件后，主动再生控制器(DCU)控制燃油喷嘴按照设定的喷油量进行喷射，以使喷射的柴油在氧化催化器(DOC)中反应后放出的大量热量来满足DPF进口温度的要求。在此过程中，根据实时检测的DOC进口温度、DOC出口温度和DPF出口温度实时对燃油喷射量进行修正，以增加或减少用于DPF再生时所需的柴油喷射量，直至DCU监测到系统满足再生结束条件后停止喷油。在上述方案中，DPF在主动再生初期阶段，若由于种种不可控因素发生突然停车或发动机转速突降怠速等情况，同时主动再生把DPF内部排温已提高到被动再生温度300°C 500°C，DPF进入被动再生后，若DPF内部积碳较多，有可能因为无排气流量或排气流量太小，DPF被动再生后温度过高而导致DPF烧结，造成再生永久失效。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法及装置，为了实现上述目的，本发明提供了一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法，包括获取颗粒捕集器再生相关参数，所述再生相关参数包括氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速；
根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量，并按照所述调整后的喷油量进行喷油。优选地，在上述方法中，所述根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量包括分别获取氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速对应的燃油修正系数；将所述获取的所有修正系数与当前喷油量的乘积作为调整后的喷油量，以上调或下调当前颗粒捕集器再生所需的喷油量。优选地，在上述方法中，所述获取颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数包括判断所述颗粒捕集器前后压差是否包含在设定范围内；如果所述颗粒捕集器前后压差不包含在所述设定范围内，则获取所述颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数，所述获取的燃油修正系数为正数且小于I ;如果所述颗粒捕集器前后压差包含在所述设定范围内，则获取燃油修正系数I。优选地，在上述方法中，按下述方法获取氧化催化器空速检测发动机的排气流量；将所述排气流量与氧化催化器体积的商作为氧化催化剂空速。优选地，在上述方法中，所述获取氧化催化器空速对应的燃油修正系数包括判断氧化催化器空速是否大于第二设定阈值；如果所述氧化催化器空速大于第二设定阈值，则增大当前修正系数，以获取增大后的燃油修正系数；如果所述氧化催化器空速不大于第二设定阈值，则减小当前修正系数，以获取减小后的燃油修正系数。优选地，在上述方法中，通过查询预先存储的燃油修正系数表获取所述颗粒捕集器再生相关参数对应的所有燃油修正系数。本发明还提供了一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制装置，包括获取模块，用于获取颗粒捕集器再生相关参数，所述再生相关参数包括氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速；调整模块，用于根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量；喷射模块，用于按照所述调整后的喷油量进行喷油。优选地，在上述装置中，所述调整模块包括第一获取单元，用于获取氧化催化器进口温度对应的燃油修正系数；第二获取单元，用于获取氧化催化器出口温度对应的燃油修正系数；第三获取单元，用于获取颗粒捕集器出口温度对应的燃油修正系数；第四获取单元，用于获取颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数；第五获取单元，用于获取氧化催化器空速对应的燃油修正系数；调整单元，用于将所述获取的所有修正系数与当前喷油量的乘积作为调整后的喷油量，以上调或下调当前颗粒捕集器再生所需的喷油量。优选地，在上述装置中，所述第四获取单元包括第一判断单元，用于判断所述颗粒捕集器前后压差是否包含在设定范围内；第一系数获取单元，用于在所述第一判断单元判断得到的所述颗粒捕集器前后压差不包含在所述设定范围内，则获取所述颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数，所述获取的燃油修正系数为正数且小于I ;第二系数获取单元，用于在所述第一判断单元判断得到的所述颗粒捕集器前后压差包含在所述设定范围内，则获取燃油修正系数I。 优选地，在上述装置中，所述获取模块中包括空速获取单元，具体用于获取氧化催化器空速；所述空速获取单元包括流量检测单元，用于检测发动机的排气流量；空速计算单元，用于将所述排气流量与氧化催化器体积的商作为氧化催化剂空速。优选地，在上述装置中，所述第五获取单元包括第二判断单元，用于判断氧化催化器空速是否大于第二设定阈值；系数增大单元，用于在所述第二判断单元判断得到的所述氧化催化器空速大于第二设定阈值，则增大当前修正系数，以获取增大后的燃油修正系数；系数减小单元，用于在所述第二判断单元判断得到的所述氧化催化器空速不大于第二设定阈值，则减小当前修正系数，以获取减小后的燃油修正系数。本发明防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法及装置，在DPF再生过程中，不但考虑了 DOC进出口温度和DPF出口温度，还进一步联合DPF前后压差与DOC空速等参数调节燃油喷油量，从而可利用DPF前后压差在发动机无排气流量或排气流量较小时控制减少喷油量，逐次氧化或燃烧掉DPF内部的碳载荷，以避免DPF内温度瞬间过高，导致DPF再生烧结，并根据获取的DOC空速控制增加喷油量，保证在排气流量正常时由于喷油量修正过大(喷油量太少)，导致再生时间过长的问题。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法的实施例一的流程示意图；图2为本发明防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法的实施例二的流程示意图；图3为本发明防止颗粒捕集器再生烧结的控制装置的实施例一的结构示意图；图4为本发明防止颗粒捕集器再生烧结的控制装置的实施例二的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。为了达到尾气排放标准的要求，通常在汽车尾气排放部分放置捕集器，捕集尾气中的微小颗粒，这种方法的缺陷是，废气排放通道会随着捕集到颗粒的积聚而被渐渐堵塞。主动再生指的是利用外界能量来提高捕集器内的温度，使颗粒着火燃烧，即捕集器中的颗粒在600-650°C的排气温度情况下，与氧气反应，燃烧生成二氧化碳，反应方程式为C+02 =C02。本发明采用直接在氧化催化器(DOC)前喷射柴油，依靠DOC催化氧化柴油放出热量并提升排气温度的方法，对DPF进行主动再生；即在发动机排气管加装一个燃油喷嘴，再生时经过燃油喷嘴往排气管中喷入燃油，喷入的柴油经过DOC后放出的热量可用于提升DPF入口温度，以满足DPF再生对入口温度的要求。参见图1所示，图1为本发明提供的一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法的实施例一的流程示意图，实现所述方法的步骤如下SlOl :获取颗粒捕集器再生相关参数，所述再生相关参数包括氧化催化器(DOC)进口温度、氧化催化器(DOC)出口温度、颗粒捕集器(DPF)出口温度、颗粒捕集器(DPF)前后压差与氧化催化器(DOC)空速。可在氧化催化器(DOC)进口处设置第一温度传感器，用于检测DOC进口温度；在氧化催化器(DOC)出口处设置第二温度传感器，用于检测DOC出口温度；并在颗粒捕集器(DPF)出口处设置第三温度传感器，用于检测DPF出口温度。其中，燃油在DOC中反应后放出的大量热量，即DOC出口高温，可用于满足DPF进口所需的温度要求(在不考虑热量损失的前提下，DOC出口温度=DPF进口温度)，以提高DPF内的温度，从而利用提高的温度实现DPF中微粒的着火燃烧，完成DPF主动再生。差压传感器DPS (Differential Pressure Sensor)是一种用来测量两个压力之间差值的传感器，通常用于测量某一设备或部件前后两端的压差。本实施例可采用差压传感器测量颗粒捕集器前后压差，即颗粒捕集器进口和出口间的压力差。差压传感器将压力差信号送至主动再生控制器(D⑶)，D⑶根据该压力差判断捕集器中颗粒的积聚程度，可用于决定“再生”触发时刻及燃油喷射量。利用控制器实时检测发动机排气流量，然后根据检测的排气流量计算DPF空速SVdoc, SVdoc =发动机排气流量/氧化催化器的体积，氧化催化器的体积是固定不变的，体积值为常数，所以发动机排气流量越大，氧化催化器空速越大。在规定的条件下，空速指的是单位时间单位体积催化剂处理的排气流量，氧化催化器中催化剂的装填数量的多少取决于设计原料的数量和质量以及所要求达到的转化率。空速有两种表达形式，一种是体积空速，另一种是质量空速。可通过检测发动机的排气流量；再将所述排气流量与氧化催化器体积的商作为氧化催化器空速。此外，颗粒捕集器再生相关参数除了包括上述五个参数，当然还可包括其它参数，在此不作限制。S102:根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量，并按照所述调整后的喷油量进行喷油。在本实施例中，可根据当前获取到的再生相关参数，与预设参数进行比对，为满足在不同工况下所述预设参数的控制效果，控制增加或是减少当前主动再生所需的燃油喷射量，以便利用增加或减少后的喷油量进行喷油，从而达到再生过程中的控制要求。本发明防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法，在DPF再生过程中，不但考虑了 DOC进出口温度和DPF出口温度，还进一步联合DPF前后压差与DOC空速等参数调节燃油喷油量，从而可利用DPF前后压差在发动机无排气流量或排气流量较小时控制减少喷油量，逐次氧化或燃烧掉DPF内部的碳载荷，以避免DPF内温度瞬间过高，导致DPF再生烧结，并根据获取的DOC空速控制增加喷油量，保证在排气流量正常时由于喷油量修正过大(喷油量太少)，导致再生时间过长的问题。参见图2所示，图2为本发明提供的一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法的实施例二的流程示意图，实现所述方法的步骤如下S201 :获取颗粒捕集器再生相关参数，所述再生相关参数包括氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速。S202 :分别获取当前氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速对应的燃油修正系数；在本实施例中，可通过查询预先存储在控制器中的燃油修正系数表获取所述颗粒捕集器再生相关参数对应的所有燃油修正系数。燃油修正系数表中的修正系数是根据实际工况预先标定的。针对上述颗粒捕集器再生相关参数中的颗粒捕集器前后压差，可采用下述方法获取颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数判断所述颗粒捕集器前后压差是否包含在设定范围内；如果所述颗粒捕集器前后压差不包含在所述设定范围内，则获取所述颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数，所述获取的燃油修正系数为正数且小于I;如果所述颗粒捕集器前后压差包含在所述设定范围内，则获取燃油修正系数1，表征针对当前的颗粒捕集器前后压差不必对喷油量进行调
難
iF. O为了更清楚的说明上述内容，下面举例说明，参见表I所示的燃油修正系数对照表，该表中给出了各个再生相关参数对应的燃油修正系数，其中，Tl为氧化催化器(DOC)进口温度、T2为氧化催化器(DOC)出口温度、T3为颗粒捕集器(DPF)出口温度。表I
权利要求
1.一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法，其特征在于，包括 获取颗粒捕集器再生相关参数，所述再生相关参数包括氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速； 根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量，并按照所述调整后的喷油量进行喷油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量包括 分别获取氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速对应的燃油修正系数； 将所述获取的所有修正系数与当前喷油量的乘积作为调整后的喷油量，以上调或下调当前颗粒捕集器再生所需的喷油量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数包括 判断所述颗粒捕集器前后压差是否包含在设定范围内； 如果所述颗粒捕集器前后压差不包含在所述设定范围内，则获取所述颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数，所述获取的燃油修正系数为正数且小于I ; 如果所述颗粒捕集器前后压差包含在所述设定范围内，则获取燃油修正系数I。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按下述方法获取氧化催化器空速 检测发动机的排气流量； 将所述排气流量与氧化催化器体积的商作为氧化催化剂空速。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取氧化催化器空速对应的燃油修正系数包括 判断氧化催化器空速是否大于第二设定阈值； 如果所述氧化催化器空速大于第二设定阈值，则增大当前修正系数，以获取增大后的燃油修正系数； 如果所述氧化催化器空速不大于第二设定阈值，则减小当前修正系数，以获取减小后的燃油修正系数。
6.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，通过查询预先存储的燃油修正系数表获取所述颗粒捕集器再生相关参数对应的所有燃油修正系数。
7.一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制装置，其特征在于，包括 获取模块，用于获取颗粒捕集器再生相关参数，所述再生相关参数包括氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速； 调整模块，用于根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量； 喷射模块，用于按照所述调整后的喷油量进行喷油。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括 第一获取单元，用于获取氧化催化器进口温度对应的燃油修正系数； 第二获取单元，用于获取氧化催化器出口温度对应的燃油修正系数；第三获取单元，用于获取颗粒捕集器出口温度对应的燃油修正系数； 第四获取单元，用于获取颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数； 第五获取单元，用于获取氧化催化器空速对应的燃油修正系数； 调整单元，用于将所述获取的所有修正系数与当前喷油量的乘积作为调整后的喷油量，以上调或下调当前颗粒捕集器再生所需的喷油量。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第四获取单元包括 第一判断单元，用于判断所述颗粒捕集器前后压差是否包含在设定范围内； 第一系数获取单元，用于在所述第一判断单元判断得到的所述颗粒捕集器前后压差不包含在所述设定范围内，则获取所述颗粒捕集器前后压差对应的燃油修正系数，所述获取的燃油修正系数为正数且小于I ; 第二系数获取单元，用于在所述第一判断单元判断得到的所述颗粒捕集器前后压差包含在所述设定范围内，则获取燃油修正系数I。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取模块中包括空速获取单元，具体用于获取氧化催化器空速；所述空速获取单元包括 流量检测单元，用于检测发动机的排气流量； 空速计算单元，用于将所述排气流量与氧化催化器体积的商作为氧化催化剂空速。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第五获取单元包括 第二判断单元，用于判断氧化催化器空速是否大于第二设定阈值； 系数增大单元，用于在所述第二判断单元判断得到的所述氧化催化器空速大于第二设定阈值，则增大当前修正系数，以获取增大后的燃油修正系数； 系数减小单元，用于在所述第二判断单元判断得到的所述氧化催化器空速不大于第二设定阈值，则减小当前修正系数，以获取减小后的燃油修正系数。
全文摘要
本发明公开了一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制方法，包括获取颗粒捕集器再生相关参数，所述再生相关参数包括氧化催化器进口温度、氧化催化器出口温度、颗粒捕集器出口温度、颗粒捕集器前后压差与氧化催化器空速；根据所述获取的再生相关参数上调或下调所述颗粒捕集器再生所需的喷油量，并按照所述调整后的喷油量进行喷油。本发明还公开了一种防止颗粒捕集器再生烧结的控制装置。
文档编号F01N3/025GK103016118SQ20121058311
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者王奉双, 邓玉龙, 张建华, 王意宝, 冯海浩, 张军, 苗垒 申请人:潍柴动力股份有限公司