基于高原环境下车辆后处理再生的控制策略及控制装置的制作方法

本发明属于汽车及发动机排放控制，具体涉及在高原环境下车辆后处理再生的控制策略及控制装置。

背景技术：

1、随着机动车排放法规升级，对排放的要求也越来越严格，柴油道路用车目前已经全面实施国六a阶段排放（海拔1700m以下），2023年将执行国六b阶段排放，将管控2400m以下排放。目前柴油发动机多采用催化氧化器(doc)+颗粒过滤器(cdpf颗粒捕集器)+选择性氧化还原器(scr)+氨逃逸催化剂（asc）的后处理系统用以控制排放。

2、由于压燃发动机设计特点，发动机排温低，长期处于低转速高扭矩的工作状态，发动机排放主要污染物为nox和颗粒物，且主机厂装车种类多，无法保证后处理处于最佳的工作温度范围内。我国地域宽广，大部分地区行驶工况无法保证平原再生策略的有效性，当车辆长期处于高原环境运行，由于海拔高度造成的空气中氧含量降低，为保证高原地区动力性基本采用燃油过喷的标定策略，对发动机的燃烧系统和后处理系统均造成较大压力。高原地区燃烧不够充分而导致发动机的污染物原排较平原地区升高，加上氧含量的下降，两方面的原因容易造成后处理转化效率出现不同程度的降低，后处理系统中的cdpf颗粒捕集器催化剂捕集碳烟后的背压受高原环境的影响最大，这对柴油车后处理的再生能力提出了更高性能的要求，而doc催化剂作为cdpf颗粒捕集器催化剂主动再生时提温的关键部件，对doc催化剂的提温能力要求极高。

3、现有的车辆高原再生控制策略基本沿用平原方法策略，无专门针对高原环境再生控制的策略和装置，只能通过不断提升后处理的性能，在平原标定时针对再生功能留有较大裕度，来覆盖高原环境以达到满足高原环境下的排放标准，这给后处理开发和实际应用带来巨大的压力。总结现有技术主要有以下缺陷和不足：

4、1、目前常规的doc催化剂技术和现有标定策略可以保证在平原环境下氧浓度充足条件下的车辆再生能力，但是无法完全适应长期在高原低温缺氧环境的频繁再生。现有的标定策略在高原条件下基本采用加浓喷射模式来保证高原动力经济性，燃油无法完全燃烧对后处理负荷较大，经过长时间的高原环境后处理性能会出现不同情况的下降，后处理系统会出现doc催化剂中毒、尿素结晶导致nox排放超标等问题，排气中o2浓度低导致再生困难，会导致doc催化剂失效、dpf颗粒捕集器堵塞、dpf颗粒捕集器烧融等故障；

5、2、由于国六严苛的排放标准，目前车辆主流标定策略都是通过缩短再生里程、增加再生次数的方式来保证发动机系统稳定，但当车辆长期处于高原环境后再生频次会进一步增加，导致发动机燃油经济性受到影响，并增加再生故障风险；

6、3、车辆和后处理都有一定的设计使用寿命，若车辆长期处于高原环境，后处理频繁堵塞、再生等会导致发动机和后处理使用寿命缩短，后处理系统的设计有效期内会存在失效的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于高原环境下车辆后处理再生的控制策略及控制装置，旨在解决现有技术条件下的高原环境车辆再生困难问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、基于高原环境下车辆后处理再生的控制策略，在高原环境再生时启用如下控制策略：

4、（1）在对整车和发动机台架高原标定时，收集不同海拔下后处理再生试验数据，分析不同海拔下后处理的再生差异性，得到某一海拔高度时再生能力出现下降，温度无法满足再生要求，此海拔高度对应的环境大气压为a，将收集到的环境大气压a写入ecu控制器，设定为环境压力阈值，同时设定实时监测的环境气压为a1，结合测试参数a和a1编写形成ecu控制器执行程序脉谱图；

5、（2）经过高原标定，得到环境大气压a，在控制策略编写中设定实际环境气压a1≤a时为处于高原环境，在后处理系统的doc催化剂前增加供气管路， ecu控制器检测到发动机进入主动再生模式时，启动程序检测当前环境大气压，检测数值为a1，若a1≤设定环境阈值a,则由ecu控制器控制开启供气管路的供气阀门；

6、（3）供气装置执行策略：ecu控制器按开发的策略控制供气装置的供气阀门打开，利用设置于doc催化剂入口处的第一温度传感器t1、设置于dpf颗粒捕集器入口处的第二温度传感器t2反馈的温度数据，实时控制供气量大小，当检测到再生结束后，供气阀门关闭，同时继续进行气压与发动机运行模式监控，等待下一次再生。

7、可实现本发明所述的控制策略的控制装置包括ecu控制器、连接于汽车压燃发动机排气管上并位于后处理系统的doc催化剂之前的供气管路及其供气装置，供气管路上设置有由ecu控制器控制开闭的供气阀门，在doc催化剂入口处和连接于doc催化剂后面的dpf颗粒捕集器入口处分别设置有与ecu控制器连接的第一温度传感器t1和第二温度传感器t2， ecu控制器还连接有气压传感器。

8、本发明具有以下有益效果：

9、解决了高原环境下后处理再生困难的问题。针对高原环境开发了简便实用的车辆再生控制装置以及高效的控制策略，通过气压检测识别车辆所在环境，判断是否需要进入高原再生系统，当车辆进入再生且处于高原环境时，ecu控制器控制供气装置对排气管路中增加适当的o2，利用温度传感器实时监控再生过程，闭环调节再生温度，解决目前高原标定策略下排气中氧浓度不足的问题，保障doc催化剂在再生模式下氧化后喷燃油时具有充足的氧含量，降低doc催化剂在高原环境中性能压力，能够迅速提温，确保dpf颗粒捕集器有足够的入口温度，将捕集的颗粒物彻底再生清除，降低车辆后处理在高原环境下故障率，同时保证高原环境下尾气达标排放。

10、本发明可以使后处理系统完全再生，在再生完全的条件下可以大大缩短再生频次，确保发动机系统稳定，保证动力， 减少再生次数同时减少堵塞等故障次数可以确保后处理使用寿命，减少后处理更换频次，降低油耗，降低车辆使用成本。

11、本发明专门针对高原环境开发的控制策略即解决了高原再生的问题，同时可以有效的降低平原标定时的难度，在平原标定时无需过多考虑高原再生的覆盖性问题，节约了开发成本。

技术特征：

1.基于高原环境下车辆后处理再生的控制策略，其特征在于，在高原环境再生时启用如下控制策略：

2.实施权利要求1所述控制策略的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括ecu控制器、连接于汽车压燃发动机排气管上并位于后处理系统的doc催化剂之前的供气管路及其供气装置，供气管路上设置有由ecu控制器控制开闭的供气阀门，在doc催化剂入口处和连接于doc催化剂后面的dpf颗粒捕集器入口处分别设置有与ecu控制器连接的第一温度传感器t1和第二温度传感器t2，ecu控制器还连接有气压传感器。

技术总结
基于高原环境下车辆后处理再生的控制策略及控制装置，在对整车和发动机台架高原标定时，收集不同海拔下后处理再生试验数据，得到某一海拔高度时再生能力下降，温度无法满足再生要求时的海拔高度对应的环境大气压A并写入ECU控制器，设为环境压力阈值，同时设定实时监测的环境气压A1，编写ECU控制器执行程序脉谱图；设定A1≤A时为处于高原环境，在DOC催化剂前增加供气管路，ECU控制器检测到压燃发动机进入主动再生模式时，检测当前环境气压，若A1≤A,则开启供气阀门，利用设置于DOC催化剂前后的温度传感器T1、T2反馈的温度控制供气量，检测到再生结束后关闭供气阀门。本发明可发动机后处理能够在高原环境成功再生，降低发动机在高原环境下再生难度。

技术研发人员：欧阳曾繁,郑毅,赵龙龙,常仕英,朱敬芳,柴家启,李顺红,顾绍晶,向桥,吴乐刚,熊勇
受保护的技术使用者：昆明贵研催化剂有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14