判断DPF再生的控制方法、控制装置及发动机与流程

本发明属于发动机尾气后处理技术领域，具体涉及一种判断dpf再生的控制方法、控制装置及发动机。

背景技术：

目前触发再生方式主要有模型和压差两种。当模型或者压差判断碳载量失效时，增加运行时间达到限值触发一次再生作为辅助形式，可以防止dpf烧坏。但一些专用车运行工况比较差，经常存在再生不完全的情况，这时运行时间不会根据dpf内部实际碳载量而减小，dpf有频繁再生的风险。

技术实现要素：

本发明的目的是至少解决在再生不完全环境使用下dpf频繁再生的问题。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判断dpf再生的控制方法，包括：

获取发动机转速、喷油量、环境温度和环境压力；

根据所述发动机转速、所述喷油量、所述环境温度和所述环境压力计算第一碳质量流量；

获取被动再生碳质量流量；

根据所述第一碳质量流量和所述被动再生碳质量流量的差值的绝对值计算实际碳载量；

根据所述实际碳载量大于第一预设阈值，控制发动机触发再生反应。

通过使用本技术方案中的判断dpf再生的控制方法，同时考虑了三高环境温度、压力、怠速时间以及被动再生的影响，避免在再生不完全环境使用下由于运行时间不会根据dpf内部实际碳载量而减小，导致dpf频繁再生。

另外，根据本发明的判断dpf再生的控制方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本实施方式中，获取所述第一碳质量流量的方法还包括：

获取总的运行时间和上一步长的运行时间；

根据所述总的运行时间和所述上一步长的运行时间计算上次运行成功到目前的时间；

根据所述发动机转速、所述喷油量、所述环境温度、所述环境压力和所述上次运行成功到目前的时间计算所述第一碳质量流量。

在本实施方式中，所述上次运行成功到目前的时间计算完毕后第一计算单元进行清零操作。

在本实施方式中，获取所述被动再生碳质量流量的方法为：

获取no2转化效率；

获取doc内no2质量流量和dpf扩散no2质量流量；

根据所述doc内no2质量流量和所述dpf扩散no2质量流量计算no2总质量流量；

根据所述no2转化效率和所述no2总质量流量计算所述被动再生碳质量流量。

在本实施方式中，获取所述no2转化效率的方法为：

获取所述总碳载量、dpf平均温度和空速；

根据所述总碳载量、所述dpf平均温度和所述空速计算所述no2转化效率。

在本实施方式中，根据所述实际碳载量小于第一预设阈值，控制发动机不触发再生反应。

本发明还提出了一种控制装置，所述控制装置包括上述实施方式中的判断dpf再生的控制方法。

本发明还提出了一种发动机，所述发动机包括上述的控制装置。

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判断dpf再生的控制方法的整体示意图。

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。

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的判断dpf再生的控制方法的整体示意图。如图1所示，本发明提出了一种判断dpf再生的控制方法、控制装置及发动机。本发明中的判断dpf再生的控制方法包括获取发动机转速、喷油量、环境温度和环境压力，根据发动机转速、喷油量、环境温度和环境压力计算第一碳质量流量，获取被动再生碳质量流量，根据第一碳质量流量和被动再生碳质量流量的差值的绝对值计算实际碳载量，根据实际碳载量大于第一预设阈值，控制发动机触发再生反应。

通过使用本技术方案中的判断dpf再生的控制方法，避免再生不完全环境使用下由于运行时间不会根据dpf内部实际碳载量而减小，防止dpf频繁再生。

具体地，在本实施方式中，dpf为dieselparticulatefilter，颗粒物捕集器。颗粒物为发动机尾气中含有的颗粒物质，一般包括soot和ash两种成分，soot通指可以通过再生燃烧掉的部分，ash通指不可燃烧成分，会一直在dpf内累积，当达到一定累积量后，需要到服务站进行清灰。主动再生：通过发动机后喷或第七支喷油嘴喷射柴油，使soot在高温(500℃以上)和o2反应，一般是周期发生。被动再生：通过发动机热管理措施或当发动机运行在高温工况时，使soot在较低温度(一般250℃-450℃)时，与no2反应，一般是连续发生。

进一步地，在本实施方式中，获取第一碳质量流量的方法还包括：

获取总的运行时间和上一步长的运行时间；

根据总的运行时间和上一步长的运行时间计算上次运行成功到目前的时间；

根据发动机转速、喷油量、环境温度、环境压力和上次运行成功到目前的时间计算第一碳质量流量。

在本实施方式中，第一计算单元的计算方式为总的运行时间减去上一步长的总运行时间，同时通过对环境温度、环境压力、以及发动机转速和喷油量等工况对其时间的修正，进而得到上次再生成功到目前的运行时间，通过上次再生成功到目前的运行时间再进行cur表的计算查询，最终得出第一碳质量流量的数值。本实施方式增加了环境温度、环境压力、以及发动机转速和喷油量等工况对其时间的修正，可以排除怠速时间以及三高环境温度、压力的影响，使得获取第一碳质量流量更加准确，提升了准确性。

具体地，在本实施方式中，上次运行成功到目前的时间计算完毕后第一计算单元进行清零操作，以便控制模块计算样本次数进行记录。

进一步地，在本实施方式中，获取被动再生碳质量流量的方法为：

获取no2转化效率；

获取doc内no2质量流量和dpf扩散no2质量流量；

根据doc内no2质量流量和dpf扩散no2质量流量计算no2总质量流量；

根据no2转化效率和no2总质量流量计算被动再生碳质量流量。

具体地，考虑到排气中no2的存在，这里的no2包括两部分：一部分是在一定温度区间doc将部分no转化成no2，另一部分是dpf内部扩散的no2，二者相加最终得到no2总质量流量。no2总质量流量再与no2转化效率相乘可以得出实际的no2总质量流量，实际的no2总质量流量再与相对应的转化系数相乘可以得出被no2氧化的soot质量流量，即被动再生碳质量流量。

具体地，在本实施方式中，获取no2转化效率的方法为：

获取总碳载量、dpf平均温度和空速；

根据总碳载量、dpf平均温度和空速计算no2转化效率。如图所示，根据实际碳载量可以推算出上一步长的转化效率(如图中的1/z)，得出上一步长的效率再通过dpf平均温度和空速对上一步长的效率的修正可以推算出修正之后的no2转化效率。

进一步地，在本实施方式中，根据上述实际碳载量小于第一预设阈值，控制发动机不触发再生反应。

具体地，在本实施方式中，修正后的运行时间估算的第一碳质量流量减去被动再生反应碳质量流量，可以得出最终的基于时间估算的实际碳质量流量，实际碳质量流量再通过第三单元的积分可以得出实际碳载量(g/l)。当再生条件满足并且dpf碳累积量达到碳载量限值(即第一预设阈值)时，系统激活再生功能，当再生不完全时，系统的运行时间可以根据dpf内部实际碳载量而作相应的调整，当再生成功时，系统中的运行时间自动清0，dpf中的碳载量又重新开始计算并累计。

具体地，在本实施方式中，颗粒物的氧化催化技术(dieseloxidationcatalysis,doc)是在蜂窝陶瓷载体上涂覆贵金属催化剂(如pt等)，其目的是为了降低发动机尾气中的hc、co和sof的化学反应活化能，使这些物质能与尾气中的氧气在较低的温度下进行氧化反应并最终转化为co2和h2o。氧化型催化转化器不需要再生系统和控制装置，具有结构简单、可靠性好的特点，已经在现代小型发动机上得到了一定的应用。

本发明还提出了一种控制装置，包括以上的判断dpf再生的控制方法。

通过使用本技术方案中的控制装置，同时考虑了三高环境温度、压力、怠速时间以及被动再生的影响，避免在再生不完全环境使用下由于运行时间不会根据dpf内部实际碳载量而减小，防止dpf频繁再生。

本发明还提出了一种发动机，包括以上的控制装置。

通过使用本技术方案中的发动机，同时考虑了三高环境温度、压力、怠速时间以及被动再生的影响，避免在再生不完全环境使用下由于运行时间不会根据dpf内部实际碳载量而减小，防止dpf频繁再生。

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。