一种GPF服务再生燃烧速率优化方法与流程

一种gpf服务再生燃烧速率优化方法
技术领域
1.本发明涉及汽车电子控制技术领域，具体为一种gpf服务再生燃烧速率优化方法。


背景技术：

2.汽油机的颗粒物排放是汽车排放物中需要控制的污染物之一，尤其对于直喷发动机，其循环颗粒物排放量是进气道喷射发动机的十倍。自国六阶段法规开始，颗粒物的排放的质量和数量就纳入了控制监管范围。为降低颗粒物的排放量，各种技术随之出现，其中汽油机颗粒捕集器gpf(gasoline particle filter)是从排放后处理的角度降低颗粒物排放的手段之一。
3.在车辆排气系统中安装gpf之后，可过滤近90％的颗粒物排放。发动机燃烧的颗粒物产物中含有碳颗粒(汽油燃烧)和灰分(机油燃烧)，这些碳颗粒和灰分被gpf捕集，在gpf中累积。碳颗粒与灰分的积累在前期可提高gpf的过滤系数，当累积量过大时，发动机的排气背压会上升，油耗增加。所以要适时对gpf再生。然而车辆行驶工况颇为复杂，尤其是车辆行驶年限过长时，其gpf中碳颗粒会增多，相较于传统的gpf服务再生，经常会出现服务再生时在相同的时间内无法最大化的消除gpf中碳颗粒。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种gpf服务再生燃烧速率优化方法。
5.本发明提供如下技术方案：一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，包括如下步骤：
6.设定gdf目标温度为690℃，燃烧速率r＝1000*{(mori-mleft)/t}，负荷rl＝发动机每循环吸入的实际新鲜进气量/标准状态充满气缸工作容积的理论冲量；
7.其中，mori为初始碳载量，t为稳定再生燃烧时间，mleft为剩余碳载量；
8.提高空燃比设定值的2％-3％。
9.进一步，降低8％的服务再生高怠速转速。
10.进一步，降低80％nox催化时的发动机催化效率。
11.进一步，高怠速失火率阈值降低至95％。
12.进一步，gdf目标温度为gpf样件入口1/6处以及gpf样件入口5/6处温度平均值。
13.进一步，gdf的排气温度为650-700℃。
14.与现有技术相比，本发明提供了一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，具备以下有益效果：
15.本发明可安全提高gpf排温至650-700度，加速累碳燃烧，确保一次服务再生循环可基本消除gpf的碳颗粒；是一种高效的gpf服务再生燃烧的控制技术。
附图说明
16.图1为本发明系统架构图；
17.图2为本发明gpf样件测试改制图；
18.图3为本发明gpf排温及烧炭模型实测图。
具体实施方式
19.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。
20.请参阅图1-3所示，一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，如图1所示，为gpf再生服务总策略图，系统首先计算表征gpf内部碳烟及灰分数量的ccf(gpf内部累积及灰分量表征值)。之后分别计算出碳烟量和灰分量，为再生协调模块提供再生需求。当发动机运行在适合再生的工况区间时，通过减稀过量空气系数，后推点火角，触发主动再生。服务再生开启方式，启动车辆诊断仪触发服务再生，提高发动机转速转，调整目标空燃比及gpf目标排温，提高gpf温度，进而经行烧炭。
21.如图2所示，此为gpf服务再生样件改制示意图，改制gpf后可明显的对各种参数经行监控，可实现数据化调整参数的目的，为后续上调gpf排温的ems软件优化做准备,并最终得到ems优化数值。
22.正常gpf服务再生时，主要控制排温在580度以上即可(碳颗粒化学反应c+02＝c02)，因受限于发动机本身性能原因，大多gpf服务再生温度控制在600-650度这个均衡点，但在实际车辆道路行驶中，由于用户会面对各种工况行驶，gpf碳载量会相比增多，用原先服务再生策略，因仅仅把排温控制在600度附近已满足不了完全消除gpf的碳载量，需要提升gpf服务再生时排气温度来快速消除gpf中的碳颗粒，但提高排气温度，会有失火，nox超标，gpf热辐射过大等影响。
23.此策略在原有空燃比设定值(初始基本按1.1设定)提高2％-3％，设定gpf目标温度690度，该温度为gpf入口1/6处以及gpf入口5/6处温度平均值。燃烧速率设定为：r＝1000*{(mori-mleft)/t}，其中，mori为初始碳载量，t为稳定再生燃烧时间，mleft为剩余碳载量。
24.负荷rl＝发动机每循环吸入的实际新鲜进气量/标准状态充满气缸工作容积的理论冲量。
25.可实现gpf服务再生排气温度达到650-700度，同时降低8％左右的服务再生高怠速转速(此技术怠速可由常规的3000r/min降至2800r/min)，降低nox催化时相关发动机催化效率80％(此步骤可降低由于排温升高导致的nox气态物超标)，调整高带速失火率阈值的95％(此步骤可规避因空燃比过稀，发动机转速波动引发的发动机失火误报)。在满足gpf服务再生的同时，不会触发服务中断；
26.如图3所示，此为策略实行后，提高gpf燃烧速率后结果，线条1为优化后gpf服务再生时温度值(680度)，线条2为优化前gpf服务再生时温度(630度)，线条3为优化前gpf服务再生时碳载量变化(16g-11g),线条4为优化后gpf服务再生时碳载量变化(16g-7g)，在满足gpf服务再生的同时，不会触发服务中断，燃烧效率提高150％以上。注：在相同服务再生时间经行比较。
27.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，其特征在于：包括如下步骤：设定gdf目标温度为690℃，燃烧速率r＝1000*{(mori-mleft)/t}，负荷rl＝发动机每循环吸入的实际新鲜进气量/标准状态充满气缸工作容积的理论冲量；其中，mori为初始碳载量，t为稳定再生燃烧时间，mleft为剩余碳载量；提高空燃比设定值的2％-3％。2.根据权利要求1所述的一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，其特征在于：降低8％的服务再生高怠速转速。3.根据权利要求2所述的一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，其特征在于：降低80％nox催化时的发动机催化效率。4.根据权利要求3所述的一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，其特征在于：高怠速失火率阈值降低至95％。5.根据权利要求1所述的一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，其特征在于：gdf目标温度为gpf入口1/6处以及gpf入口5/6处温度平均值。6.根据权利要求5所述的一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，其特征在于：gdf的排气温度为650-700℃。7.一种gpf服务再生燃烧速率优化系统，其特征在于：包括汽车诊断仪、ems以及服务再生模块；诊断仪用于控制再生服务启动与中断，ems采集数据至服务再生模块，服务再生模块执行权利要求1-6所述的gpf服务再生燃烧速率优化方法。8.根据权利要求7所述的一种gpf服务再生燃烧速率优化方法，其特征在于：还包括gdf样件入口1/6处以及入口5/6处设置的温度传感器，用于检测两处的温度，籍以监控gdf温度。9.一种装置，其特征在于：包括存储器，其上存储有计算机处理程序；处理器，用于存储器中的计算机处理程序，以实现权利要求1-6中任一项所述的一种gpf服务再生燃烧速率优化方法。10.一种存储介质，其上储存计算机处理程序，其特征在于：改程序被处理器芯片执行时实现权利要求1-6任一项所述的gpf服务再生燃烧速率优化方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种GPF服务再生燃烧速率优化，设定GDF目标温度为690℃，燃烧速率R＝1000*{(Mori-Mleft)/T}，负荷RL＝发动机每循环吸入的实际新鲜进气量/标准状态充满气缸工作容积的理论冲量；其中，Mori为初始碳载量，T为稳定再生燃烧时间，Mleft为剩余碳载量；提高空燃比设定值的2％-3％。本发明可安全提高GPF排温至650-700度，加速累碳燃烧，确保一次服务再生循环可基本消除GPF的碳颗粒；是一种高效的GPF服务再生燃烧的控制技术。的GPF服务再生燃烧的控制技术。的GPF服务再生燃烧的控制技术。


技术研发人员：朱云飞 徐弋谦 胡鹏 潘成俊
受保护的技术使用者：奇瑞商用车（安徽）有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/3/27