一种柴油机DPF主动再生控制方法技术

一种柴油机DPF主动再生控制方法包括如下步骤：通过采集发动机的排气质量流量、DOC入口温度和DPF出口和入口的气压差，并判断此时的再生触发条件是否满足，当满足时，则触发再生控制，计算当前状态下初始喷油量，控制喷油装置开始喷油，同时检测DPF入口温度是否满足设定的再生目标温度，当满足时，则以当前的喷油量喷油，当不满足时，通过再生控制器对燃油喷射量进行调节，保证一个合适的喷油量进行再生，同时检测DPF前后气压差是否降至设定的下限值，当满足再生结束条件，停止喷油，完成再生过程。本方法需要标定的参数少，通用性高，减少前馈油量瞬态工况下的计算波动，提高了再生效率。

A DPF Active Regeneration Control Method for Diesel Engine

A DPF active regeneration control method for diesel engine consists of the following steps: collecting the exhaust mass flow rate, DOC inlet temperature and the pressure difference between DPF outlet and inlet, and judging whether the regeneration triggering condition is satisfied at this time; when satisfied, triggering regeneration control, calculating the initial fuel injection quantity under the current state, controlling the injection device to start injection, and detecting the DPF inlet temperature at the same time. Whether it meets the regeneration target temperature, when it meets, it injects fuel with the current fuel injection rate. When it is not satisfied, it adjusts the fuel injection rate through the regeneration controller to ensure a suitable fuel injection rate for regeneration. At the same time, it detects whether the pressure difference before and after DPF falls to the set lower limit. When the regeneration end condition is satisfied, the fuel injection is stopped and the regeneration process is completed. This method needs fewer calibration parameters and has high versatility. It reduces the calculation fluctuation of feed-forward oil under transient conditions and improves the regeneration efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机DPF主动再生控制方法
本专利技术涉及发动机尾气净化
，特别涉及到一种柴油机颗粒捕集器的主动再生控制方法。
技术介绍
颗粒物是柴油机尾气排放中的主要污染物之一。国六排放法规不仅对PM质量排放限值加严了67％，而且增加了对固态颗粒物PN浓度的限制。为了满足严格的PM和PN排放要求，柴油机颗粒捕集器DPF是目前公认的能够有效消除柴油机排放颗粒的后处理装置。柴油机DPF再生控制是国六柴油机后处理的关键技术之一。由于国六排放标准加大了对低速、低负荷工作区域的排放控制要求，一般柴油机整体的排气温度较低，在大部分工况下发动机的排气温度都达不到颗粒的起燃温度，这就需要通过缸内或排气管后喷的燃油来提高排气温度来实现再生。发动机工况的不断变化给再生过程中温度的控制造成了较大困难。柴油机DPF的再生温度控制方法使得DPF入口温度控制在一个合理的再生目标温度，让DPF安全可靠的完成整个再生过程而对发动机各个性能不产生任何影响，因此柴油机DPF的再生温度控制方法在DPF再生控制系统中不可缺少。DPF再生控制最为关键的是保证再生过程中温度控制的平稳、准确，实现这一目标的前提是要保证DPF入口温度控制的平稳、准确。中国专利公开号：CN107100703A，公开日：2017年8月29日，专利技术名称《一种非道路柴油机燃烧器DPF再生温度控制方法》，该方法包括设定DPF目标再生温度；DPF控制器判断DPF实际温度与所述DPF目标再生温度的差值即DPF再生温度差；DPF控制器通过带前馈的PID控制器将DPF再生温度差转化为排气管燃油喷射量大小，燃油喷射量在DOC催化器上进行化学反应产生温度，从而加热DPF催化器得到DPF实际温度和DPF再生温度差，完成基于目标再生温度的DPF再生温度闭环控制。在各种柴油机工况下，DPF催化器入口实际温度与DPF目标再生温度误差会控制在25℃以内，实现DPF系统在各种工况下进行可靠再生温度管理。但是该技术有以下缺点：再生温度控制精度低，DPF入口实际温度与目标温度相差25℃左右；需要标定的参数过多，难度大、耗时长，控制一致性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中再生温度控制精度低，再生温度反馈控制中需要标定的参数数量多、难度大、耗时长，控制一致性较差的缺陷，提供一种柴油机DPF主动再生控制方法。它所需参数少，控制精度高好，能够减少油耗。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案如下：一种柴油机DPF主动再生控制方法，通过向DOC喷射燃油氧化放热来加热DPF，包括如下步骤：(1)触发再生控制后，根据喷油前的DOC入口温度和DPF入口再生目标温度计算出当前状态下的初始喷油量，再生控制器DCU控制DPM喷油泵和DOC入口前面的HC喷射单元按照初始喷油量向DOC内喷油燃烧；(2)通过DPF入口温度传感器检测DPF入口温度，将测得的DPF入口温度与DPF入口再生目标温度相比较，确定本次调节后的喷油量qk+1；当测得DPF入口温度等于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk；当测得DPF入口温度小于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk加上调节油量；当测得DPF入口温度大于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk减去调节油量；k＝1，2，3，4，5…，当k＝1时，q1是初始喷油量；所述的调节油量等于DPF入口温度与DPF入口的再生目标温度之差的绝对值乘以调节参数，所述的调节参数为：0.005～0.015，单位：kg/(h·℃)；(3)再生控制器DCU控制DPM喷油泵和DOC入口前面的HC喷射单元按照本次调节后的喷油量qk+1向DOC内喷油燃烧；(4)重复上述步骤(2)、(3),当DPF入口温度等于DPF入口再生目标温度时，则以达到DPF入口再生目标温度时的喷油量喷油燃烧；所述步骤(1)之前，先通过再生控制器DCU读取发动机的工况，采集发动机ECU反馈的发动机的排气质量流量、DOC入口温度传感器测得的DOC的入口温度和设置在DPF出口和入口的气压差传感器测得的DPF出口和入口的气压差，判断上述三个数值是否都达到再生触发值，当上述三个数值均达到各自的再生触发值时，则触发再生控制，开始步骤(1)；所述的发动机排气质量流量、DOC入口温度以及DPF出口和入口的气压差的再生触发值分别为：DOC入口温度≥270℃，发动机排气质量流量≥200kg/h，DPF出口和入口的气压差≥15kPa。所述步骤(1)中DPF入口再生目标温度为：550℃～600℃。所述步骤(1)中DPF入口再生目标温度为：580℃。所述步骤(1)中初始喷油量的计算公式：式中，q为燃油喷射量，单位为kg/h；cp为排气比定压热容，单位为J/(kg·℃)；Qm为排气质量流量，单位为kg/h；Hfuel为燃油的热值，单位为J/kg；η为燃油氧化效率，％；Δt为DPF入口再生目标温度与喷油前DOC入口温度的差值，单位为℃。所述步骤(2)中当DPF入口温度与DPF入口的再生目标温度之差的绝对值大于2℃，小于等于5℃时，调节参数：0.005kg/(h·℃)；当DPF入口温度与DPF入口的再生目标温度之差的绝对值大于5℃，小于等于10℃时，调节参数：0.005kg/(h·℃)～0.008kg/(h·℃)；当DPF入口温度与DPF入口的再生目标温度之差的绝对值大于10℃，小于等于20℃时，调节参数：0.008kg/(h·℃)～0.012kg/(h·℃)；当DPF入口温度与DPF入口的再生目标温度之差的绝对值大于20℃，小于等于30℃时，调节参数：0.012kg/(h·℃)～0.015kg/(h·℃)；当DPF入口温度与DPF入口的再生目标温度之差的绝对值大于30℃时，调节参数：0.015kg/(h·℃)。所述步骤(1)中，在HC喷射单元按照初始喷油量开始喷油后，即开始检测DPF出口和入口的气压差传感器，当DPF出口和入口的气压差值≤4kPa，则再生控制器DCU控制DPM喷油泵并控制喷射单元停止喷油，完成再生过程。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术再生启动第二条件是DOC入口温度为270℃～300℃，当DOC入口温度低于270℃时，不利于HC在DOC内部完全燃烧，剩余的HC会吸附在管壁上或随尾气排入空气中，造成环境污染。2.本专利技术DPF入口再生目标温度选择550℃～600℃，当温度低于550℃时，再生效率低，DPF上碳颗粒短时间内无法清除到碳载量的下限值，当温度高于600℃时，高温会对DPF载体造成一定损害。所以选择550℃～600℃的再生温度范围能保证整个再生过程平稳进行，对DPF载体造成的损害较小，再生效率高，其中580℃是再生效率最高，对DPF载体损害最小的再生温度。3.本专利技术计算初始喷油量计算公式简单，减少目标油量与实际所需油量的误差，同时式中参数多与发动机性能和DOC效率有关，主要变量为温差，通用性高。4.本专利技术以前一次调节后喷油量为基础，通过反馈得到的DPF入口温度与DPF入口再生温度差值来调节喷油量，跟现有技术中以初始喷油量为调节基础相比，减少了调节幅度，提高了温度控制精度，同时只有一个调节参数，参数少，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机DPF主动再生控制方法，通过向DOC(1)喷射燃油氧化放热来加热DPF(2)，其特征在于包括如下步骤：(1)触发再生控制后，根据喷油前的DOC入口温度和DPF入口再生目标温度计算出当前状态下的初始喷油量，再生控制器DCU(6)控制DPM喷油泵(8)和DOC入口前面的HC喷射单元(9)按照初始喷油量向DOC(1)内喷油燃烧；(2)通过DPF入口温度传感器(4)检测DPF入口温度，将测得的DPF入口温度与DPF入口再生目标温度相比较，确定本次调节后的喷油量qk+1；当测得DPF入口温度等于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk；当测得DPF入口温度小于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk加上调节油量；当测得DPF入口温度大于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk减去调节油量；k＝1，2，3，4，5…，当k＝1时，q1是初始喷油量；所述的调节油量等于DPF入口温度与DPF入口再生目标温度之差的绝对值乘以调节参数，所述的调节参数为：0.005～0.015，单位：kg/(h·℃)；(3)再生控制器DCU(6)控制DPM喷油泵(8)和DOC(1)入口前面的HC喷射单元(9)按照本次调节后的喷油量qk+1向DOC内喷油燃烧；(4)重复上述步骤(2)、(3),当DPF入口温度等于DPF入口再生目标温度时，则以达到DPF入口再生目标温度时的喷油量喷油燃烧。...

【技术特征摘要】
1.一种柴油机DPF主动再生控制方法，通过向DOC(1)喷射燃油氧化放热来加热DPF(2)，其特征在于包括如下步骤：(1)触发再生控制后，根据喷油前的DOC入口温度和DPF入口再生目标温度计算出当前状态下的初始喷油量，再生控制器DCU(6)控制DPM喷油泵(8)和DOC入口前面的HC喷射单元(9)按照初始喷油量向DOC(1)内喷油燃烧；(2)通过DPF入口温度传感器(4)检测DPF入口温度，将测得的DPF入口温度与DPF入口再生目标温度相比较，确定本次调节后的喷油量qk+1；当测得DPF入口温度等于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk；当测得DPF入口温度小于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk加上调节油量；当测得DPF入口温度大于DPF入口再生目标温度时，则本次调节后的喷油量qk+1等于前一次调节后的喷油量qk减去调节油量；k＝1，2，3，4，5…，当k＝1时，q1是初始喷油量；所述的调节油量等于DPF入口温度与DPF入口再生目标温度之差的绝对值乘以调节参数，所述的调节参数为：0.005～0.015，单位：kg/(h·℃)；(3)再生控制器DCU(6)控制DPM喷油泵(8)和DOC(1)入口前面的HC喷射单元(9)按照本次调节后的喷油量qk+1向DOC内喷油燃烧；(4)重复上述步骤(2)、(3),当DPF入口温度等于DPF入口再生目标温度时，则以达到DPF入口再生目标温度时的喷油量喷油燃烧。2.根据权利要求1所述的一种柴油机DPF主动再生控制方法，其特征在于：所述步骤(1)之前，先通过再生控制器DCU(6)读取发动机的工况，采集发动机ECU反馈的发动机的排气质量流量、DOC入口温度传感器(3)测得的DOC的入口温度和设置在DPF出口和入口的气压差传感器(5)测得的DPF出口和入口的气压差，判断上述三个数值是否都达到再生触发值，当上述三个数值均达到各自的再生触发值时，则触发再生控制，开始步骤(1)；所述的发动机排气质量流量、DOC入口温度以及DPF出口和入口的气压差的再生...

【专利技术属性】
技术研发人员：程欢，韩虎，殷实，周杰敏，陈镇，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42