柴油机后处理系统的再生控制方法及再生控制装置与流程

本发明涉及柴油机排气处理技术领域，尤其涉及一种柴油机后处理系统的再生控制方法及再生控制装置。

背景技术：

目前柴油机系统中普遍设置有后处理系统，以满足规定的排放要求。后处理系统的主要作用是降低柴油机排气中的氮氧化合物和颗粒物。后处理系统主要包括doc和dpf，doc的作用是氧化排气中的hc(碳氢化合物)和co(一氧化碳)，dpf的作用是捕集排气中的颗粒物。

随着后处理系统的不断运行，dpf的载体上会覆盖较多的颗粒，这会对颗粒物的捕集造成不良影响，需要对dpf进行再生。dpf再生需要较高的温度，而柴油机的排气温度是远低于dpf再生所需温度的。

为了提高dpf的温度，目前采用的方式主要包括：向柴油机的排气管中喷射柴油，或者采用远后喷方式向柴油机的气缸内喷射柴油，柴油随排气进入doc，并在doc内燃烧，从而提高进入dpf的排气的温度。

但是，这两种处理方式都存在缺陷。第一种方式，由于柴油在排气管中的雾化效果较差，这导致柴油在doc中的燃烧效率较低，未燃烧的柴油会被排放到外界，柴油泄漏量较大。第二种方式，经常出现柴油流到油底壳的问题，造成油底壳的机油中混入一定的柴油，导致机油的粘度下降，影响机油的润滑性能和使用寿命，进而增大拉缸的风险，影响柴油机的性能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种柴油机后处理系统的再生控制方法及再生控制装置，以解决后处理系统再生过程中机油被稀释的问题，同时降低后处理系统再生过程中的柴油泄漏量。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种柴油机后处理系统的再生控制方法，所述后处理系统至少包括doc氧化型催化器和dpf颗粒捕集器，所述doc的进气端与所述柴油机的排气管路连通，所述doc的排气端与所述dpf的进气端连通，所述方法包括：

判断是否满足再生条件；

在确定满足所述再生条件的情况下，在再生缸的压缩行程中，当所述再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向所述再生缸内喷射柴油，所述再生缸为所述柴油机中的一个或多个气缸；

在所述再生缸的活塞运行至压缩上止点时，控制所述再生缸的排气门打开。

可选的，所述控制喷油器向所述再生缸内喷射柴油，包括：

根据预设运行参数确定再生喷油量，所述预设运行参数至少包括所述dpf的进气温度；

根据所述再生喷油量，控制所述喷油器向所述再生缸内喷射柴油。

可选的，所述根据预设运行参数确定再生喷油量，包括：

获得所述柴油机的转速以及所述dpf的进气温度；

根据所述柴油机的转速以及所述dpf的进气温度确定再生喷油量。

可选的，所述根据预设运行参数确定再生喷油量，包括：

获得所述柴油机的转速、负载以及所述dpf的进气温度；

根据所述柴油机的转速、负载以及所述dpf的进气温度确定再生喷油量。

可选的，所述再生条件为以下条件中的任意一个：

接收到再生指令；

所述dpf的碳载量达到预设碳载量阈值；

距离前一次再生事件的时间间隔达到预设时间阈值；

在前一次再生事件后的行驶里程达到预设里程阈值。

另一方面，本发明提供一种柴油机后处理系统的再生控制装置，所述后处理系统至少包括doc氧化型催化器和dpf颗粒捕集器，所述doc的进气端与所述柴油机的排气管路连通，所述doc的排气端与所述dpf的进气端连通，所述装置包括：

决策单元，用于判断是否满足再生条件；

第一控制单元，用于在确定满足所述再生条件的情况下，在再生缸的压缩行程中，当所述再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向所述再生缸内喷射柴油，其中，所述再生缸为所述柴油机中的一个或多个气缸；

第二控制单元，用于在所述再生缸的活塞运行至压缩上止点时，控制所述再生缸的排气门打开。

可选的，所述第一控制单元包括：

喷油量确定子单元，用于根据预设运行参数确定再生喷油量，所述预设运行参数至少包括所述dpf的进气温度；

控制子单元，用于根据所述再生喷油量，控制所述喷油器向所述再生缸内喷射柴油。

可选的，所述喷油量确定子单元具体用于：获得所述dpf的进气温度，根据所述dpf的进气温度确定再生喷油量。

可选的，所述喷油量确定子单元具体用于：获得所述柴油机的转速以及所述dpf的进气温度，根据所述柴油机的转速以及所述dpf的进气温度确定再生喷油量。

本发明公开的柴油机后处理系统的再生控制方法，将柴油机中的一个或多个气缸确定为再生缸，在满足再生条件时，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油，在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，再生缸内的油气混合气的压力达到最大，此时控制再生缸的排气门打开，再生缸内的油气混合气在该压力的推动下迅速排出至doc，由于柴油从被喷入气缸到排气门打开被排出至doc，仅用很短的时间，因此能够避免喷入再生缸的柴油流到油底壳，从而避免机油被稀释。另外，喷油器喷射入再生缸的柴油具有较好的雾化效果，这使得柴油在doc中的燃烧效率更高，从而降低柴油的泄漏量。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种柴油机系统的结构图；

图2为本发明公开的柴油机后处理系统的一种再生控制方法的流程图；

图3为本发明公开的柴油机后处理系统的另一种再生控制方法的流程图；

图4为本发明公开的确定再生喷油量的一种方法的流程图；

图5为本发明公开的确定再生喷油量的另一种方法的流程图；

图6为本发明公开的柴油机后处理系统的另一种再生控制方法的流程图；

图7为本发明公开的柴油机后处理系统的一种再生控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种柴油机后处理系统的再生控制方法及再生控制装置，以解决后处理系统再生过程中机油被稀释的问题，同时降低后处理系统再生过程中的柴油泄漏量。

首先对本发明中涉及的术语进行说明：

dpf：dieselparticulatefilter，颗粒捕集器；

doc：dieseloxidationcatalyst，氧化型催化器。

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。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。

在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

参见图1，图1为现有的一种柴油机系统的结构图。

图1所示的柴油机系统包括：柴油机11、进气节流阀12、中冷器13、空气滤清器14、涡轮增压器15、doc16和dpf17。

空气从空气滤清器14进入后，经过涡轮增压器15进行增压，通过中冷器13进入柴油机11的各个气缸。通过喷油器将柴油喷射到气缸内，柴油在气缸内与空气混合形成油气混合气。气缸压缩油气混合气产生热能，从而点燃油气混合气。油气混合气燃烧后产生排气。排气经过涡轮增压器15依次进入doc16和dpf17，doc16氧化排气中的hc和co，dpf17捕集排气中的颗粒物。

参见图2，图2为本发明公开的柴油机后处理系统的一种再生控制方法的流程图。其中，后处理系统至少包括doc和dpf，doc的进气端与柴油机的排气管路连通，doc的排气端与dpf的进气端连通。该再生控制方法包括：

s201：判断是否满足再生条件。

如果满足再生条件，则执行步骤s202。如果不满足再生条件，则执行常规控制策略。

s202：在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油。

其中，再生缸为柴油机中的一个或多个气缸。

需要说明的是，柴油机通常包括偶数个气缸。实施中，可以选择柴油机中的一个或者多个气缸作为再生缸，在满足再生条件时，按照如步骤s202和步骤s203所示的方式控制再生缸的运行过程，而仍按照常规策略控制其他气缸的运行过程。

s203：在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，控制再生缸的排气门打开。

气缸的工作循环包括四个活塞行程，分别为：进气行程、压缩行程、膨胀行程(也称为做功行程)和排气行程。

活塞在气缸内做往复运动时，气缸的进气门和排气门均关闭。当活塞向上运行到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置时，称为上止点。相对应的，当活塞向下运行到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置时，称为下止点。

在压缩行程中，活塞从下止点向上止点运行。当活塞运行到上止点时，称为活塞运行至压缩上止点，当活塞运行至下止点时，称为活塞运行至压缩下止点。

在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油。此时距离活塞运行至压缩上止点仅有很短的时间间隔。在活塞向上运动的过程中，随着活塞与气缸顶盖部的距离变小，气缸的容积变小，相应的，气缸内油气混合气的压力和温度也会相应升高，当活塞运行至压缩上止点时，油气混合气的压力达到最大。因此，当活塞运行至压缩上止点时，控制再生缸的排气门打开，这使得油气混合气在气体压力的推动下迅速排出至doc，能够避免喷入气缸的柴油流到油底壳。

也就是说，在再生缸的压缩行程中，当活塞快要到达压缩上止点时，通过喷油器向气缸内喷射柴油，之后活塞很快运行至压缩上止点，此时控制再生缸的排气门打开，油气混合气在强大压力的推动下，迅速排出至doc。而且，柴油从被喷入气缸到被排出至doc，仅用很短的时间，这能够避免柴油流入油底壳。

这里对压缩行程的后半程进行说明：将整个压缩行程分为前半程和后半程，其中，前半程是指从下止点到中点的半程，后半程是指从中点到上止点的半程。

作为一种优选方案，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至距离压缩上止点第一角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油。可选的，该第一角度为5°至20°之间的任意数值，包括端点值。优选的，该第一角度为5°至10°之间的任意数值，包括端点值。

需要说明的是，doc和dpf的温度上升是一个渐变的过程，重复执行上述的步骤s202和步骤s203，直至dpf的进气温度达到再生温度要求，以便dpf进行再生。

本发明公开的柴油机后处理系统的再生控制方法，将柴油机中的一个或多个气缸确定为再生缸，在满足再生条件时，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油，在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，再生缸内的油气混合气的压力达到最大，此时控制再生缸的排气门打开，再生缸内的油气混合气在该压力的推动下迅速排出至doc，由于柴油从被喷入气缸到排气门打开被排出至doc，仅用很短的时间，因此能够避免喷入再生缸的柴油流到油底壳，从而避免机油被稀释。另外，喷油器喷射入再生缸的柴油具有较好的雾化效果，这使得柴油在doc中的燃烧效率更高，从而降低柴油的泄漏量。

在一个实施例中，控制喷油器向再生缸内喷射柴油具体为：按照预先设定的喷油量，控制喷油器向再生缸内喷射柴油。也就是说，在确定满足再生条件的情况下，每次通过喷油器向再生缸内喷射柴油的喷油量是固定的。

当然，也可以采用其他方案，下面结合图3进行说明。

参见图3，图3为本发明公开的柴油机后处理系统的另一种再生控制方法的流程图。该再生控制方法包括：

s301：判断是否满足再生条件。

如果满足再生条件，则执行s302。如果不满足再生条件，则执行常规控制策略。

s302：根据预设运行参数确定再生喷油量。

其中，预设运行参数至少包括dpf的进气温度。dpf的进气温度也可以理解为doc的排气温度，两者温度是近似的。

可以理解的是，在dpf的进气温度较低时，可以增大向再生缸喷射的柴油量，以使得dpf的温度快速升高。当然，再生喷油量不能超过预设的限值，以免柴油无法在doc中完全燃烧。随着dpf温度的不断升高，可以减少向再生缸喷射的柴油量，以降低dpf的温度上升速度，避免dpf的温度超过再生的温度上限，影响再生效果。因此，在确定满足再生条件的情况下，至少基于dpf的进气温度确定再生喷油量。

可以理解的是，dpf的进气温度与再生喷油量呈反相关关系。也就是说，随着dpf的进气温度的逐渐提高，对应的再生喷油量逐渐降低。

实施中，可以通过实验手段确定不同的dpf进气温度对应的喷油量，建立dpf进气温度与喷油量之间的对应关系。

在确定满足再生条件时，获得dpf的进气温度，根据预先建立的dpf进气温度与喷油量之间的对应关系，确定与dpf当前的进气温度对应的喷油量，将该喷油量确定为再生喷油量。

s303：根据再生喷油量，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油。

s304：在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，控制再生缸的排气门打开。

在本发明图3所示的再生控制方法中，在确定满足再生条件的情况下，至少基于dpf的进气温度确定再生喷油量，按照该再生喷油量，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油，在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，控制再生缸的排气门打开。基于图3所示的再生控制方法，能够避免喷入再生缸的柴油流到油底壳，从而避免机油被稀释。另外，喷油器喷射入再生缸的柴油具有较好的雾化效果，这使得柴油在doc中的燃烧效率更高，从而降低柴油的泄漏量。而且，再生喷油量的确定过程至少考虑了dpf的进气温度，这使得dpf在温度较低时能够快速升温，在dpf的温度较高时降低温升速度，避免dpf的温度超过再生的温度上限，保证dpf具有较好的再生效果。

在一种可能的实现方式中，根据预设运行参数确定再生喷油量如图4所示，包括：

s401：获得柴油机的转速以及dpf的进气温度。

s402：根据柴油机的转速以及dpf的进气温度确定再生喷油量。

当柴油机的转速较低时，柴油机的排气温度较低，当柴油机的转速较高时，柴油机的排气温度较高。因此，本发明综合考虑柴油机的转速以及dpf的进气温度来确定再生喷油量。

实施中，可以通过实验手段确定不同的柴油机转速和dpf进气温度对应的喷油量，建立柴油机转速、dpf进气温度与喷油量之间的对应关系。

在确定满足再生条件时，获得柴油机的转速和dpf的进气温度，根据预先建立的柴油机转速、dpf进气温度与喷油量之间的对应关系，确定与柴油机当前的转速和dpf当前的进气温度对应的喷油量，将该喷油量确定为再生喷油量。

在另一种可能的实现方式中，根据预设运行参数确定再生喷油量如图5所示，包括：

s501：获得柴油机的转速、负载以及dpf的进气温度。

s502：根据柴油机的转速、负载以及dpf的进气温度确定再生喷油量。

当柴油机的转速和负载较低时，柴油机的排气温度较低。当柴油机的转速较高但负载较低时，柴油机的排气温度较低。当柴油机的转速和负载较高时，柴油机的排气温度较高。因此，本发明综合考虑柴油机的转速、负载以及dpf的进气温度来确定再生喷油量。

实施中，可以通过实验手段确定不同的柴油机转速、负载和dpf进气温度对应的喷油量，建立柴油机转速、负载、dpf进气温度与喷油量之间的对应关系。

在确定满足再生条件时，获得柴油机的转速、负载和dpf的进气温度，根据预先建立的柴油机转速、负载、dpf进气温度与喷油量之间的对应关系，确定与柴油机当前的转速、负载和dpf当前的进气温度对应的喷油量，将该喷油量确定为再生喷油量。

在本发明上述公开的各个再生控制方法中，再生条件包括以下条件中的任意一个：

1)、接收到再生指令；

当接收到用户输入的再生指令时，确定满足再生条件。

2)、dpf的碳载量达到预设碳载量阈值；

当dpf的碳载量达到预设碳载量阈值时，确定满足再生条件。

作为一种实施方式，通过压差传感器检测dpf的进气端和排气端之间的压力差，根据该压力差确定dpf的碳载量。

3)、距离前一次再生事件的时间间隔达到预设时间阈值；

如果距离前一次(也就是最近一次)再生事件的时间间隔达到预设时间间隔时，确定满足再生条件。

4)、在前一次再生事件后的行驶里程达到预设里程阈值。

如果柴油机在前一次再生事件之后的行驶里程达到预设里程阈值时，确定满足再生条件。

在实施中，满足以上任意一个条件时，确定满足再生条件。

下面结合图6对本发明公开的柴油机后处理系统的再生控制方法进行说明。该再生控制方法包括：

s601：判断是否满足再生条件。

如果不满足再生条件，则执行步骤s602。如果满足再生条件，则执行步骤s603。

s602：执行常规控制策略。

在常规控制策略中，根据柴油机的功率需求确定喷油器的喷油量。

s603：根据预设运行参数确定再生喷油量。

s604：根据再生喷油量，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油。

s605：在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，控制再生缸的排气门打开。

s606：判断dpf的进气温度是否达到再生所需的温度。

如果dpf的进气温度未达到再生所需的温度，则再次执行步骤s603及后续步骤，如果dpf的进气温度达到再生所需的温度，则执行步骤s602。

本发明上述公开了柴油机后处理系统的再生控制方法，相应的，本发明还公开柴油机后处理系统的再生控制装置。说明书中关于两者的描述，可以相互参考。

参见图7，图7为本发明公开的柴油机后处理系统的一种再生控制装置的结构示意图。该再生控制装置包括：

决策单元701，用于判断是否满足再生条件；

第一控制单元702，用于在确定满足再生条件的情况下，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油，其中，再生缸为柴油机中的一个或多个气缸；

第二控制单元703，用于在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，控制再生缸的排气门打开。

本发明公开的柴油机后处理系统的再生控制装置，将柴油机中的一个或多个气缸确定为再生缸，在满足再生条件时，在再生缸的压缩行程中，当再生缸的活塞运行至后半程的预设角度时，控制喷油器向再生缸内喷射柴油，在再生缸的活塞运行至压缩上止点时，再生缸内的油气混合气的压力达到最大，此时控制再生缸的排气门打开，再生缸内的油气混合气在该压力的推动下迅速排出至doc，由于柴油从被喷入气缸到排气门打开被排出至doc，仅用很短的时间，因此能够避免喷入再生缸的柴油流到油底壳，从而避免机油被稀释。另外，喷油器喷射入再生缸的柴油具有较好的雾化效果，这使得柴油在doc中的燃烧效率更高，从而降低柴油的泄漏量。

在一个实施例中，第一控制单元702包括：

喷油量确定子单元，用于根据预设运行参数确定再生喷油量，其中，预设运行参数至少包括dpf的进气温度；

控制子单元，用于根据再生喷油量，控制喷油器向再生缸内喷射柴油。

在一种可能的实现方式中，喷油量确定子单元具体用于：获得柴油机的转速以及dpf的进气温度，根据柴油机的转速以及dpf的进气温度确定再生喷油量。

在一种可能的实现方式中，喷油量确定子单元具体用于：获得柴油机的转速、负载以及dpf的进气温度，根据柴油机的转速、负载以及dpf的进气温度确定再生喷油量。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。