柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制方法、装置及系统，该方法包括：当柴油机颗粒捕集器DPF需要再生时，获取DPF的前端温度和后端温度，计算后、前端温度之间的第一温度差，并比较第一温度差与温度差阈值；若第一温度差小于温度差阈值，在预设时间长度后根据预设温度调整量将当前目标温度调整为第二目标温度，当前目标温度小于第二目标温度；获取发动机的排气流量，计算前端温度与第二目标温度之间的第二温度差，根据排气流量和第二温度差确定燃油的第一喷射量，进行燃油喷射；循环以上过程，直至调整后的目标温度大于或等于预设目标温度最大值时，停止喷射，完成DPF的分阶段再生。本发明专利技术能提高DPF的可靠性和耐久性，降低DPF损坏的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机
，尤其涉及一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制方法、装置及系统。
技术介绍
柴油机颗粒捕集器(DPF)是降低柴油机颗粒物排放的有效手段。随着柴油机排放法规的不断加严，DPF已逐渐成为柴油机必不可少的后处理装置。DPF载体一般由多孔介质材料制成，平均孔隙直径为10-30μm，通过物理过滤的方式捕集柴油机排气中的颗粒物，降低柴油机的颗粒物排放。然而，随着颗粒物在DPF孔道中的累积，DPF的压降会越来越大，这会增大发动机的排气背压，恶化发动机的油耗，严重时甚至会直接堵塞排气管，导致发动机损坏。因此，在DPF的使用过程中，一般需要使用一些手段对DPF中累积的颗粒物进行去除，这一过程称为DPF的再生。目前，DPF再生的方法有很多种，其中喷油助燃是最常用的一种再生方式，即通过柴油机缸内后喷或直接往排气管中喷射柴油的方式在排气管中形成大量的碳氢化合物(HC)，HC在柴油机氧化催化器(DOC)中氧化放热，提高DPF的入口气流温度，DPF中累积的颗粒物在高温下氧化燃烧成气态物质排出，从而实现DPF的再生。DPF再生频率是DPF再生控制中需要考虑的一个重要参数。再生频率过高，则柴油机缸内后喷或排气管中喷油频繁，因DPF再生消耗的柴油增加。而再生频率过低，则有可能因为再生时DPF中累积的颗粒物过多，颗粒物氧化燃烧过于剧烈，释放热量的速度过快，导致DPF内部温度过高，烧毁载体，从而降低DPF的可靠性与耐久性。现有的DPF再生控制策略一般是当DPF需要再生时，通过控制后喷油量或排气管喷油量，直接将DPF入口温度提高到600℃左右，以实现DPF中累积的颗粒物的快速起燃，待DPF中累积的颗粒物全部氧化燃烧后，直接停止后喷或排气管喷油，完成再生。然而，在一些极端情况下，如DPF中累积的颗粒物较多、DPF再生时柴油机突然跳转到怠速工况等情况下，这种再生控制方式由于再生时DPF中累积的颗粒物氧化燃烧过快，容易导致DPF内部温度急剧升高即“飞温”，使DPF再生时内部的最大温度及温度梯度接近甚至超过DPF能够承受的极限，从而降低DPF的可靠性与耐久性，严重时甚至直接导致DPF的损坏。可见，如何提供一种能够有效地提高DPF的可靠性和耐久性，降低DPF损坏风险的柴油机颗粒捕集器再生控制方法是当前亟待解决的重要问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制方法、装置及系统，能够提高DPF再生时的最大颗粒物担载量，降低DPF再生频率，节约DPF再生的柴油消耗，同时能够减小DPF再生时内部的最大温度及温度梯度，有效提高DPF的可靠性和耐久性，降低DPF损坏的风险。根据本专利技术的第一方面，提供了一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制方法，该方法包括：获取柴油机颗粒捕集器的压差，比较所述压差与压差阈值，根据比较结果判断所述柴油机颗粒捕集器是否需要再生；当柴油机颗粒捕集器需要再生时，获取柴油机颗粒捕集器的前端温度和后端温度，计算后端温度和前端温度之间的第一温度差，并比较所述第一温度差与温度差阈值；若所述第一温度差小于所述温度差阈值，则在预设时间长度后根据预设温度调整量将当前目标温度调整为第二目标温度，当前目标温度小于所述第二目标温度；获取发动机的排气流量，并计算所述前端温度与第二目标温度之间的第二温度差，根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量；根据所述第一喷射量控制喷射器进行燃油喷射，实现柴油机颗粒捕集器的再生。其中，在所述根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量之前，所述方法还包括：判断所述第二目标温度是否小于预设目标温度最大值；若所述第二目标温度小于所述预设目标温度最大值，则执行所述根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量的步骤。其中，在所述根据所述第一喷射量控制喷射器进行燃油喷射之后，所述方法还包括：实时监测所述柴油机颗粒捕集器的前端温度和后端温度；当所述前端温度等于所述第二目标温度时，再次计算当前的后端温度和前端温度之间的第三温度差，并比较所述第三温度差与温度差阈值；若所述第三温度差小于所述温度差阈值，则在预设时间长度后根据预设温度调整量将第二目标温度调整为第三目标温度，第二目标温度小于所述第三目标温度；再次获取发动机的排气流量，并计算当前前端温度与所述第三目标温度之间的第四温度差，根据所述排气流量以及第四温度差确定燃油的第二喷射量；根据所述第二喷射量控制喷射器进行燃油喷射，以及循环上述步骤，直到调整后的目标温度大于或等于所述预设目标温度最大值。其中，所述方法还包括：若调整后的目标温度大于或等于所述预设目标温度最大值，则控制喷射器停止燃油喷射，结束柴油机颗粒捕集器的再生。根据本专利技术的第二方面，提供了一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制装置，该装置包括：再生判断模块，用于获取柴油机颗粒捕集器的压差，比较所述压差与压差阈值，根据比较结果确定所述柴油机颗粒捕集器是否需要再生；温度比较模块，用于当再生判断模块的判断结果为需要再生时，获取柴油机颗粒捕集器的前端温度和后端温度，计算后端温度和前端温度之间的第一温度差，并比较所述第一温度差与温度差阈值；目标温度调整模块，用于当所述第一温度差小于所述温度差阈值时，在预设时间长度后根据预设温度调整量将当前目标温度调整为第二目标温度，当前目标温度小于所述第二目标温度；喷射量确定模块，用于获取发动机的排气流量，并计算所述前端温度与第二目标温度之间的第二温度差，根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量；喷射器控制模块，用于根据所述第一喷射量控制喷射器进行燃油喷射。其中，所述装置还包括：温度判断模块，用于在所述根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量之前，判断所述第二目标温度是否小于预设目标温度最大值；所述的喷射量确定模块，具体用于当所述判断模块的判断结果为第二目标温度小于所述预设目标温度最大值时，执行所述根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量的操作。其中，所述装置还包括：温度监测模块，用于在所述根据所述第一喷射量控制喷射器进行燃油喷射之后，实时监测所述柴油机颗粒捕集器的前端温度和后端温度；所述温度比较模块，还用于当所述前端温度等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制方法，其特征在于，该方法包括：获取柴油机颗粒捕集器的压差，比较所述压差与压差阈值，根据比较结果判断所述柴油机颗粒捕集器是否需要再生；当柴油机颗粒捕集器需要再生时，获取柴油机颗粒捕集器的前端温度和后端温度，计算后端温度和前端温度之间的第一温度差，并比较所述第一温度差与温度差阈值；若所述第一温度差小于所述温度差阈值，则在预设时间长度后根据预设温度调整量将当前目标温度调整为第二目标温度，当前目标温度小于所述第二目标温度；获取发动机的排气流量，并计算所述前端温度与第二目标温度之间的第二温度差，根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量；根据所述第一喷射量控制喷射器进行燃油喷射，实现柴油机颗粒捕集器的再生。

【技术特征摘要】
1.一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制方法，其特征在于，
该方法包括：
获取柴油机颗粒捕集器的压差，比较所述压差与压差阈值，根
据比较结果判断所述柴油机颗粒捕集器是否需要再生；
当柴油机颗粒捕集器需要再生时，获取柴油机颗粒捕集器的前
端温度和后端温度，计算后端温度和前端温度之间的第一温度差，
并比较所述第一温度差与温度差阈值；
若所述第一温度差小于所述温度差阈值，则在预设时间长度后
根据预设温度调整量将当前目标温度调整为第二目标温度，当前目
标温度小于所述第二目标温度；
获取发动机的排气流量，并计算所述前端温度与第二目标温度
之间的第二温度差，根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的
第一喷射量；
根据所述第一喷射量控制喷射器进行燃油喷射，实现柴油机颗
粒捕集器的再生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述
排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量之前，所述方法还
包括：
判断所述第二目标温度是否小于预设目标温度最大值；
若所述第二目标温度小于所述预设目标温度最大值，则执行所
述根据所述排气流量以及第二温度差确定燃油的第一喷射量的步
骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述
第一喷射量控制喷射器进行燃油喷射之后，所述方法还包括：
实时监测所述柴油机颗粒捕集器的前端温度和后端温度；
当所述前端温度等于所述第二目标温度时，再次计算当前的后

\t端温度和前端温度之间的第三温度差，并比较所述第三温度差与温
度差阈值；
若所述第三温度差小于所述温度差阈值，则在预设时间长度后
根据预设温度调整量将第二目标温度调整为第三目标温度，第二目
标温度小于所述第三目标温度；
再次获取发动机的排气流量，并计算当前前端温度与所述第三
目标温度之间的第四温度差，根据所述排气流量以及第四温度差确
定燃油的第二喷射量；
根据所述第二喷射量控制喷射器进行燃油喷射，以及
循环上述步骤，直到调整后的目标温度大于或等于所述预设目
标温度最大值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若调整后的目标温度大于或等于所述预设目标温度最大值，则
控制喷射器停止燃油喷射，结束柴油机颗粒捕集器的再生。
5.一种柴油机颗粒捕集器分阶段再生控制装置，其特征在于，
该装置包括：
再生判断模块，用于获取柴油机颗粒捕集器的压差，比较所述
压差与压差阈值，根据比较结果确定所述柴油机颗粒捕集器是否需
要再生；
温度比较模块，用于当再生判断模块的判断结果为需要再生时，
获取柴油机颗粒捕集器的前端温度和后端温度，计算后端温度和前
端温度之间的第一温度差，并比较所述第一温度差与温度差阈值；
目标温度调整模块，用于当所述第一温度差小于所述温度差阈
值时，在预设时间长度后根据预设温度调整量将当前目标温度调整
为第二目标温度，当前目标温度小于所述第二目标温度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，张文彬，帅石金，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11