一种柴油机DPF碳载量的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及柴油机后处理技术领域，具体公开了一种柴油机DPF碳载量的计算方法，其中，包括：计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值；计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值；计算DPF内部发生的主动再生反应消耗掉的碳烟值；将所述原机碳烟值减去所述被动再生反应消耗掉的碳烟值以及减去所述主动再生反应消耗掉的碳烟值计算得到DPF内的存储的碳烟值；对所述DPF内的存储的碳烟值进行积分计算得到DPF内的碳载量。本发明专利技术还公开了一种柴油机DPF碳载量的计算系统。本发明专利技术提供的柴油机DPF碳载量的计算方法能够准确计算DPF碳载量。

A method and system for calculating DPF carbon load of diesel engine

The invention relates to the technical field of diesel engine post processing, and specifically discloses a method for calculating the carbon load of a diesel engine DPF, including the calculation of the original carbon smoke of the carbon smoke emitted by a diesel engine after DPF, and calculating the carbon smoke consumed by the passive regenerative reaction occurring in the DPF, and calculating the initiative within the DPF. The carbon smoke value consumed by the regenerative reaction is calculated by reducing the carbon smoke value consumed by the passive regenerative reaction and reducing the amount of carbon smoke consumed by the active regeneration reaction to calculate the carbon smoke value stored in the DPF, and the carbon smoke of the stored carbon smoke value within the DPF is calculated to get the carbon load within the DPF. The invention also discloses a calculation system for the DPF carbon load of the diesel engine. The calculation method of DPF carbon load of the diesel engine provided by the invention can accurately calculate the DPF carbon load.

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机DPF碳载量的计算方法及系统
本专利技术涉及柴油机后处理
，尤其涉及一种柴油机DPF碳载量的计算方法及柴油机DPF碳载量的计算系统。
技术介绍
柴油机颗粒捕集器（DieselParticulateFilter，简称DPF）是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，它将尾气中的颗粒排放物质进入大气之前将其捕捉。柴油发动机的污染主要来自三个方面：微粒排放物质、碳氢化合物、氮氧化合物和硫，其中微粒排放物质大部分是碳和碳化物的微小颗粒所组成的。微粒捕集器能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90%以上，它的工作基本原理是：柴油微粒过滤器喷涂上金属铂、钯，柴油机发动机排除的含有碳粒的黑烟，通过专门的管道进入发动机尾气微粒捕集器，经过其内部密集设置的带式过滤器，将碳烟颗粒吸附在陶瓷制成的过滤器上。在DPF长期工作中，捕集器里的颗粒物质逐渐增多会引起发动机背压升高，导致发动机性能下降，所以要除去沉积在DPF内部的颗粒物，恢复DPF的过滤性能。清除DPF内的碳载量关键是让控制器知道什么时候碳载量达到了上限值，不然会导致DPF再生周期的缩短或加大再生风险。目前还没有传感器能够直接测量出DPF内部的碳载量多少。通过压差传感器可以间接测量出DPF内部的碳载量，但压差传感器测量值的大小不仅仅与碳载量有关，还与排气流量、排气温度有关，使用压差传感器间接估算碳载量需要考虑以上相关因素。另外，由于压差传感器在小排气流量下偏差较大，往往使通过压差传感器估算的碳载量有30%以上的偏差，从而会导致DPF再生时机不够准确，造成再生油耗过高或再生时烧损DPF载体。因此，如何提供一种能够准确计算DPF碳载量的计算方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种柴油机DPF碳载量的计算方法及柴油机DPF碳载量的计算系统，以解决现有技术中的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种柴油机DPF碳载量的计算方法，其中，所述柴油机DPF碳载量的计算方法包括：计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值；计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值；计算DPF内部发生的主动再生反应消耗掉的碳烟值；将所述原机碳烟值减去所述被动再生反应消耗掉的碳烟值以及减去所述主动再生反应消耗掉的碳烟值计算得到DPF内的存储的碳烟值；对所述DPF内的存储的碳烟值进行积分计算得到DPF内的碳载量。优选地，所述计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值包括：根据发动机转速和发动机喷油量查询原机稳态下碳烟MAP图，得到不同工况下稳态的碳烟质量流量；根据DPF捕集效率和所述碳烟质量流量计算得到DPF捕集的碳烟质量流量；根据EGR率、空燃比和所述DPF捕集的碳烟质量流量计算得到所述原机碳烟值。优选地，所述根据EGR率、空燃比和所述DPF捕集的碳烟质量流量计算得到所述原机碳烟值包括：根据所述发动机转速和发动机喷油量查询EGR修正表得到EGR率对碳烟的修正量；根据原机稳态空燃比和瞬态空燃比的变化值查询空燃比修正表得到空燃比变化率对碳烟的修正量；将所述EGR率对碳烟的修正量、所述空燃比变化率对碳烟的修正量以及所述DPF捕集的碳烟质量流量进行相加计算得到所述原机碳烟值。优选地，所述被动再生反应包括：2NO2+C→2NO+CO2。优选地，所述计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值包括：根据发动机转速和发动机喷油量分别查询原机NOx值MAP和NO2/NOx值MAP得到原机NOx值和NO2/NOx比例；将所述原机NOx值和NO2/NOx比例进行相乘计算得到排气中NO2的质量流量；根据被动再生反应式2NO2+C→2NO+CO2计算得到理论上NO2与C的摩尔比；将所述排气中NO2的质量流量除以所述理论上NO2与C的摩尔比得到被动再生反应理论消耗掉的碳的质量流量；根据DPF内的温度得到温度对被动再生修正系数；根据碳载量得到碳载量对被动再生反应的修正系数；将所述被动再生反应理论消耗掉的碳的质量流量、所述温度对被动再生修正系数以及所述碳载量对被动再生反应的修正系数进行相乘计算得到被动再生反应消耗掉的碳烟值。优选地，所述主动再生反应包括：O2+C→CO2。优选地，所述计算DPF内部发生的主动再生反应消耗掉的碳烟值包括：根据DPF内的温度得到碳和氧气的反应速率；根据DPF内的氧气浓度得到氧含量修整系数；根据DPF内的碳载量得到碳载量修整系数；将DPF内的实时碳载量与所述碳和氧气的反应速率、氧含量修整系数和碳载量修整系数相乘计算得到所述主动再生反应消耗掉的碳烟值。优选地，所述被动再生反应发生的温度区间为250℃~400℃。优选地，所述主动再生反应发生的温度大于450℃。作为本专利技术的第二个方面，提供一种柴油机DPF碳载量的计算系统，其中，所述柴油机DPF碳载量的计算系统包括：原机碳烟值计算模块，所述原机碳烟值计算模块用于计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值；被动再生反应计算模块，所述被动再生反应计算模块用于计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值；主动再生反应计算模块，所述主动再生反应计算模块用于计算DPF内部发生的主动再生反应消耗掉的碳烟值；DPF内的碳烟值计算模块，所述DPF内的碳烟值计算模块用于将所述原机碳烟值减去所述被动再生反应消耗掉的碳烟值以及减去所述主动再生反应消耗掉的碳烟值计算得到DPF内的存储的碳烟值；积分模块，所述积分模块用于对所述DPF内的存储的碳烟值进行积分计算得到DPF内的碳载量。本专利技术提供的柴油机DPF碳载量的计算方法，将DPF的物理捕集和DPF内部的碳化学反应过程，通过建模的方法搭建出来，针对具体的柴油机和DPF系统进行详细的标定，可以准确地计算DPF内部的碳载量，为DPF主动再生提供准确的碳载量值输入。因此，本专利技术提供的柴油机DPF碳载量的计算方法能够准确计算DPF内的碳载量水平，通过搭建DPF颗粒物捕集模型，实时还原DPF捕集颗粒物的过程，通过准确的标定，能够非常精准的预估DPF内的碳载量。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术提供的柴油机DPF碳载量的计算方法的流程图。图2为本专利技术提供的柴油机DPF碳载量的计算方法的逻辑示意图。图3为本专利技术提供的原机碳烟值的计算逻辑示意图。图4为本专利技术提供的被动再生反应的计算逻辑示意图。图5为本专利技术提供的主动再生反应的计算逻辑示意图。图6为本专利技术提供的柴油机DPF碳载量的计算系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。作为本专利技术的第一个方面，提供一种柴油机DPF碳载量的计算方法，其中，如图1所示，所述柴油机DPF碳载量的计算方法包括：S110、计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值；S120、计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值；S130、计算DPF内部发生的主动再生反应消耗掉的碳烟值；S140、将所述原机碳烟值减去所述被动再生反应消耗掉的碳烟值以及减去所述主动再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机DPF碳载量的计算方法，其特征在于，所述柴油机DPF碳载量的计算方法包括：计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值；计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值；计算DPF内部发生的主动再生反应消耗掉的碳烟值；将所述原机碳烟值减去所述被动再生反应消耗掉的碳烟值以及减去所述主动再生反应消耗掉的碳烟值计算得到DPF内的存储的碳烟值；对所述DPF内的存储的碳烟值进行积分计算得到DPF内的碳载量。

【技术特征摘要】
1.一种柴油机DPF碳载量的计算方法，其特征在于，所述柴油机DPF碳载量的计算方法包括：计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值；计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值；计算DPF内部发生的主动再生反应消耗掉的碳烟值；将所述原机碳烟值减去所述被动再生反应消耗掉的碳烟值以及减去所述主动再生反应消耗掉的碳烟值计算得到DPF内的存储的碳烟值；对所述DPF内的存储的碳烟值进行积分计算得到DPF内的碳载量。2.根据权利要求1所述的柴油机DPF碳载量的计算方法，其特征在于，所述计算柴油机排放的碳烟经过DPF后捕集的原机碳烟值包括：根据发动机转速和发动机喷油量查询原机稳态下碳烟MAP图，得到不同工况下稳态的碳烟质量流量；根据DPF捕集效率和所述碳烟质量流量计算得到DPF捕集的碳烟质量流量；根据EGR率、空燃比和所述DPF捕集的碳烟质量流量计算得到所述原机碳烟值。3.根据权利要求2所述的柴油机DPF碳载量的计算方法，其特征在于，所述根据EGR率、空燃比和所述DPF捕集的碳烟质量流量计算得到所述原机碳烟值包括：根据所述发动机转速和发动机喷油量查询EGR修正表得到EGR率对碳烟的修正量；根据原机稳态空燃比和瞬态空燃比的变化值查询空燃比修正表得到空燃比变化率对碳烟的修正量；将所述EGR率对碳烟的修正量、所述空燃比变化率对碳烟的修正量以及所述DPF捕集的碳烟质量流量进行相加计算得到所述原机碳烟值。4.根据权利要求1所述的柴油机DPF碳载量的计算方法，其特征在于，所述被动再生反应包括：2NO2+C→2NO+CO2。5.根据权利要求4所述的柴油机DPF碳载量的计算方法，其特征在于，所述计算DPF内部实时发生的被动再生反应消耗掉的碳烟值包括：根据发动机转速和发动机喷油量分别查询原机NOx值MAP和NO2/NOx值MAP得到原机NOx值和NO2/NOx比例；将所述原机NOx值和NO2/NOx比例进行相乘计算得到排气中NO2的质量流量；根据被动再生反应式2NO2+C→2NO+CO2计算得到理论上NO2与C的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗垒，王童，刘法学，纪永飞，卢丰翥，崔晓婷，
申请(专利权)人：无锡威孚力达催化净化器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32