一种DPF主动再生效率检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种DPF主动再生效率检测系统及方法，系统在柴油发动机后处理系统基础上在DPF上游排气管上增加了用于检测二氧化碳浓度的DPF上游二氧化碳传感器以及在DPF下游排气管上增加了用于检测二氧化碳浓度的DPF下游二氧化碳传感器。后处理控制电控单元ACU利用DPF上游二氧化碳传感器和DPF下游二氧化碳传感器的检测结果计算主动再生时DPF中soot燃烧消耗效率。检测系统结构简单，能准确快速计算主动再生时DPF中soot燃烧效率，进而快速检测DPF主动再生效率不合理故障，减少了DPF堵塞和HCI燃油消耗高的风险，适于大规模应用。

【技术实现步骤摘要】
一种DPF主动再生效率检测系统及方法
本专利技术涉及发动机控制领域，尤其涉及一种DPF主动再生效率检测系统及方法。
技术介绍
国Ⅵ重型柴油车排放法规明确要求PM排放限制，现在普遍采用柴油发动机颗粒捕集器DPF捕集废气中的颗粒物来减少颗粒物排放。随着发动机运行一段时间后，DPF捕集的颗粒物会逐渐增加导致发动机排气背压升高、发动机性能下降。因此需要对DPF进行高温再生清除DPF载体内颗粒物。DPF再生目前采用在DOC前增加HCI喷射燃油来提升温度来实现。本文中DPF再生效率为在DPF再生过程中实际燃烧消耗的soot质量和后处理控制电控单元ACU中计算燃烧消耗的soot质量之比。如果DPF再生效率过低，则再生过程中实际燃烧消耗的soot质量过低，则后处理控制电控单元ACU中soot计算质量会比实际soot质量小，容易出现DPF堵塞；如果DPF效率过高，则再生过程中实际燃烧消耗的soot质量过高，则后处理控制电控单元ACU中soot计算质量会比实际soot质量大，容易出现再生频繁的情况，导致燃油消耗高。在实际应用中，保证DPF再生效率在合理范围内一般会采用大量DPF再生试验来完成。首先需要将DPF载体内soot质量加载到再生阈值，取出DPF载体进入烤箱300摄氏度烘烤三个小时后称重获得DPF再生前soot实际质量；然后将DPF载体装载后进行DPF再生试验，试验结束后再取出DPF载体进入烤箱300摄氏度烘烤三个小时后称重DPF再生后soot实际质量；最后计算DPF再生效率。上述试验步骤复杂且需要时间长，需要大量重复性工作。因此，急需设计一种DPF主动再生效率检测系统。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种能准确快速进行主动再生效率计算及主动再生效率不合理检测的DPF主动再生效率检测系统，包括：柴油发动机、柴油发动机氧化催化器DOC、柴油发动机颗粒捕集器DPF、后处理控制电控单元ACU；柴油发动机氧化催化器DOC上游排气管上依次设置有DOC上游温度传感器、HCI喷射系统、上游NOx传感器；沿排气方向柴油发动机氧化催化器DOC与柴油发动机颗粒捕集器DPF之间排气管上依次设置DPF上游温度传感器和上游二氧化碳传感器；柴油发动机颗粒捕集器DPF下游排气管上设置有下游二氧化碳传感器；柴油发动机颗粒捕集器DPF上下游排气管之间设置DPF压差传感器。进一步需要说明的是，上游二氧化碳传感器与后处理控制电控单元ACU通信连接，上游二氧化碳传感器用于检测DOC下游以及DPF上游排气中二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度传输给后处理控制电控单元ACU；下游二氧化碳传感器与后处理控制电控单元ACU通信连接，下游二氧化碳传感器用于检测DPF下游排气中二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度传输给后处理控制电控单元ACU。后处理控制电控单元ACU用于计算DPF载体内soot质量，控制DPF再生，计算DPF主动再生效率。本专利技术还提供一种DPF主动再生效率检测方法，方法包括：a)检测DPF是否处于主动再生过程；如是则转至步骤b)；否则继续保持在步骤a)；b)读取DPF上游二氧化碳和DPF下游二氧化碳浓度值；c)计算DPF上游二氧化碳和DPF下游二氧化碳质量流量；d)计算DPFsoot消耗流量；e)计算DPFsoot在再生过程中总消耗质量；f)检测DPF是否主动再生结束；如是则转至步骤h)；否则返回步骤b)；h)计算DPF主动再生效率；i)检测DPF主动再生效率在合理范围内；如是则转至步骤j)；否则转至步骤k)；j)DPF主动再生效率不合理原始故障位清零；转至步骤l)；k)DPF主动再生效率不合理原始故障位置位；转至步骤l)；l)DPF主动再生效率检测结束。可选的，步骤b)中后处理控制电控单元ACU通过CAN通信模块读取DPF上游二氧化碳浓度值和DPF下游二氧化碳浓度值。可选的，步骤c)中后处理控制电控单元ACU计算DPF上游二氧化碳质量流量和DPF下游二氧化碳质量流量按照如下公式计算：二氧化碳质量流量＝二氧化碳浓度×二氧化碳摩尔质量×排气质量流量可选的，步骤d)中后处理控制电控单元ACU计算DPFsoot消耗流量按照如下公式计算：soot消耗流量＝(下游二氧化碳质量流量-上游二氧化碳质量流量)×化学反应系数可选的，步骤e)中，后处理控制电控单元ACU计算再生过程中总消耗质量按照如下公式：再生过程中实际soot总消耗质量＝∫soot消耗流量可选的，步骤h)中，后处理控制电控单元ACU计算DPF主动再生效率按照如下公式：从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提出的DPF主动再生效率检测系统结构简单，能准确快速计算主动再生时DPF中soot燃烧效率，进而快速检测DPF主动再生效率不合理故障，减少了DPF堵塞和HCI燃油消耗高的风险，适于大规模应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了DPF主动再生效率检测系统示意图；图2示出了DPF主动再生效率检测算法流程图。其中附图标记为：1-DOC上游温度传感器；2-HCI喷射系统；3-上游NOx传感器；4-DOC；5-DPF上游温度传感器；6-DPF上游二氧化碳传感器；7-DPF载体；8-DPF压差传感器；9-DPF下游二氧化碳传感器。具体实施方式本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本专利技术的范围。附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DPF主动再生效率检测系统，其特征在于，包括：柴油发动机、柴油发动机氧化催化器DOC、柴油发动机颗粒捕集器DPF、后处理控制电控单元ACU；/n柴油发动机氧化催化器DOC上游排气管上依次设置有DOC上游温度传感器、HCI喷射系统、上游NOx传感器；/n沿排气方向柴油发动机氧化催化器DOC与柴油发动机颗粒捕集器DPF之间排气管上依次设置DPF上游温度传感器和上游二氧化碳传感器；/n柴油发动机颗粒捕集器DPF下游排气管上设置有下游二氧化碳传感器；/n柴油发动机颗粒捕集器DPF上下游排气管之间设置DPF压差传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种DPF主动再生效率检测系统，其特征在于，包括：柴油发动机、柴油发动机氧化催化器DOC、柴油发动机颗粒捕集器DPF、后处理控制电控单元ACU；
柴油发动机氧化催化器DOC上游排气管上依次设置有DOC上游温度传感器、HCI喷射系统、上游NOx传感器；
沿排气方向柴油发动机氧化催化器DOC与柴油发动机颗粒捕集器DPF之间排气管上依次设置DPF上游温度传感器和上游二氧化碳传感器；
柴油发动机颗粒捕集器DPF下游排气管上设置有下游二氧化碳传感器；
柴油发动机颗粒捕集器DPF上下游排气管之间设置DPF压差传感器。


2.根据权利要求1所述的DPF主动再生效率检测系统，其特征在于，
上游二氧化碳传感器与后处理控制电控单元ACU通信连接，上游二氧化碳传感器用于检测DOC下游以及DPF上游排气中二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度传输给后处理控制电控单元ACU；
下游二氧化碳传感器与后处理控制电控单元ACU通信连接，下游二氧化碳传感器用于检测DPF下游排气中二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度传输给后处理控制电控单元ACU。


3.根据权利要求1所述的DPF主动再生效率检测系统，其特征在于，
后处理控制电控单元ACU用于计算DPF载体内soot质量，控制DPF再生，计算DPF主动再生效率。


4.一种DPF主动再生效率检测方法，其特征在于，方法包括：
a)检测DPF是否处于主动再生过程；如是则转至步骤b)；否则继续保持在步骤a)；
b)读取DPF上游二氧化碳和DPF下游二氧化碳浓度值；
c)计算DPF上游二氧化碳和DPF下游二氧化碳质量流量；
d)计算DPFsoot消耗流量；
e)计算DPFsoot在再生过程中总消耗质量；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延红，高发廷，王秋花，刘浩，黄少文，付广龙，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37