一种DPF后处理系统及其行车再生控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种DPF后处理系统，包括喷油嘴、燃烧器、点火线圈、DOC，位于DOC入口处的第一温度传感器、DPF、位于DPF入口处的第二温度传感器压强传感器和ECU；所述ECU与点火线圈、第一温度传感器、第二温度传感器、压强传感器连接。本发明专利技术还公开了一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，本发明专利技术最大限度的实现了DPF行车再生，避免DPF驻车再生或维修站清理时的耗时耗力，提高DPF的使用寿命。提高DPF的使用寿命。提高DPF的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种DPF后处理系统及其行车再生控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆后处理领域，尤其是涉及一种DPF后处理系统及其行车再生控制方法。

技术介绍

[0002]随着排放法规的日益严格，DPF技术已经成为减少柴油机颗粒物排放必不可少的技术手段。DPF将排气中的颗粒物捕集到载体中，在碳载量达到一定限值后对其进行主动再生，以清除载体中的颗粒物。由于柴油车的使用工况复杂多变，导致后处理系统的温度难以达到DPF再生温度，进而无法完成行车再生，此时会造成尾气排放升高，影响车辆经济性，甚至损坏DPF载体或者影响DPF的使用寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种DPF后处理系统及其行车再生控制方法，实现了DPF行车再生，避免DPF驻车再生/维修站清理的耗时耗力，提高DPF的使用寿命。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种DPF后处理系统，包括喷油嘴1、燃烧器2、点火线圈3、DOC5，位于DOC5入口处的第一温度传感器4、DPF7、位于DPF7入口处的第二温度传感器6、压强传感器8和ECU9；所述ECU9与点火线圈3、第一温度传感器4、第二温度传感器6、压强传感器8连接。
[0006]一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，使用一种DPF后处理系统，包括以下步骤：
[0007]步骤1：系统接收到DPF7行车再生触发信号；
[0008]步骤2：实时采集第二温度传感器6的DPF7入口温度、DPF7排气气流、压强传感器8的DPF7前后压差和DPF7碳载量；
[0009]步骤3：基于步骤2采集的实时信息，判断DPF7行车再生是否启动，若启动，则进入步骤8；否则，进入步骤4；
[0010]步骤4：若DPF7入口温度<300℃，且DPF7排气流量较大，且DPF7前后压差<4kPa，且DPF7内碳载量中等时，DPF行车再生策略选择燃烧器喷油行车再生，然后进入步骤8；否则，进入步骤5；
[0011]步骤5：当300℃<DPF7入口温度<400℃，且DPF7排气流量中等，且DPF7前后压差<4kPa，且DPF7内碳载量中等时，DPF行车再生策略选择发动机喷油行车再生，然后进入步骤8；否则，进入步骤6；
[0012]步骤6：当DPF7入口温度>400℃，且DPF7排气流量低，且DPF7前后压差<4kPa，且DPF7内碳载量较高时，DPF行车再生策略选择踩油门踏板行车再生，然后进入步骤8；否则，进入步骤7；
[0013]步骤7：DPF7选择驻车再生，然后进入步骤8；
[0014]步骤8：判断DPF7再生是否完成，若完成，则进入步骤9；否则，进入步骤2；
[0015]步骤9：结束。
[0016]进一步地，燃烧器喷油行车再生，当DPF7入口温度<300℃时，需要快速提高后处理系统温度，同时要确保DPF7排气流量较大且DPF7内碳载量中等，防止过高的燃烧温度烧蚀或损坏DPF载体，DPF7的燃烧器2通过喷油嘴1和点火线圈3的配合，实现喷油燃烧提高DOC5和DPF7入口温度。
[0017]进一步地，发动机喷油行车再生，预喷可影响主喷燃油的滞燃期，预喷－主喷间隔缩短过程中，主喷滞燃期先减小而后增加，通过调整发动机的喷油时刻来提高后处理系统内的温度，促进DPF行车再生。
[0018]进一步地，踩油门踏板行车再生，当DPF7入口温度>400℃时，通过踩油门踏板提高发动机的进气量，进一步提高DPF7内温度，使DPF7达到行车再生条件。
[0019]进一步地，DPF7内碳载量通过基于排气背压的计算方式和基于化学反应模型的计算方式获得，两种计算方式适用于不同工况，相互协调。
[0020]进一步地，基于排气背压的计算方式，包括压差计算和流动阻力计算；在DPF7压差计算中，主要考虑温度、载体本身、碳载量以及灰分对采集的压差的影响，DPF载体中过滤的碳载量是造成压差分量的主要因素，通过反馈的碳载量值进行碳载量修正因子的计算，将灰分校正因子与碳载量校正因子相加，得到总的压差校正因子，将采集的压差首先通过总的压差校正因子进行校正，然后减去DPF7空载压降便获得修正后的压差信号。
[0021]压差信号计算公式：
[0022]P
c
＝P0×
(f1+f2)
‑
P
e
ꢀꢀꢀ
(1)
[0023]其中，P
c
表示修正后的DPF7压差，kPa；P表示原始DPF7压差，kPa；f1表示灰分校正因子，无量纲；f2表示碳载量校正因子，无量纲；P
e
表示DPF7空载压降，kPa。
[0024]在相同碳载量情况下，排气体积流量的大小也会影响排气通过DPF载体时的流动阻力，需考虑其对排气流动阻力的影响。该修正因子为排气体积流量的函数，通过对应的曲线进行插值得到，将该修正因子与原始流动阻力相乘得到由于排气体积流量导致的流阻偏移量，然后将计算得到的偏移量加到原始流动阻力上。
[0025]流动阻力计算公式：
[0026]F＝F0×
f
ꢀꢀꢀ
(2)
[0027]其中，F为排气体积流量导致的流动阻力偏移量；F0为原始流动阻力；f为排气体积流量修正因子。
[0028]进一步地，基于化学反应模型的计算方式，总碳烟质量流量表示流入颗粒过滤器的颗粒质量流量与DPF载体中再生掉碳烟之间的差值；在DPF载体中再生的碳烟由两部分组成，一部分为NO2所再生的碳烟质量，另一部分为O2所再生的碳烟质量；
[0029]影响进气量的决定性因素为发动机的转速与扭矩，因此发动机碳烟的排放主要是发动机转速与扭矩的函数关系，其函数关系如下：
[0030]dm＝f(n,T)
ꢀꢀꢀ
(3)
[0031]其中，dm为DPF载体中的碳烟质量流量，g/s；n为发动机转速，r/min；T为发动机扭矩，N
·
m；
[0032]由于NO2具有较强的氧化性，进入DPF载体时会氧化累积的碳烟。可依据NO2所能氧
化碳烟质量的比率将其转化为NO2所能再生掉的碳烟质量，计算公式如下：
[0033][0034]其中，为NO2所再生掉的碳烟质量流量，g/s；为NO2质量流量，g/s；为NO2所能再生碳烟质量的比率，无量纲；
[0035]在DPF载体中通过O2再生掉碳烟的方式称之为自发的热再生，自发的热再生主要取决于DPF载体的表面温度、排气的质量流量、载体中所沉积的碳烟质量以及排气中O2含量的多少。自发热再生的碳烟质量流量计算公式总结如下：
[0036][0037]其中，为O2所氧化掉的碳烟质量流量，g/s；dm
e
为排气质量流量，g/s；为排气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DPF后处理系统，其特征在于：包括喷油嘴(1)、燃烧器(2)、点火线圈(3)、DOC(5)，位于DOC(5)入口处的第一温度传感器(4)、DPF(7)、位于DPF(7)入口处的第二温度传感器(6)、压强传感器(8)和ECU(9)；所述ECU(9)与点火线圈(3)、第一温度传感器(4)、第二温度传感器(6)、压强传感器(8)连接。2.一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，使用权利要求1所述的一种DPF后处理系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：系统接收到DPF行车再生触发信号；步骤2：实时采集第二温度传感器(6)的DPF(7)入口温度、DPF(7)排气气流、压强传感器(8)的DPF(7)前后压差和DPF(7)碳载量；步骤3：基于步骤2采集的实时信息，判断DPF行车再生是否启动，若启动，则进入步骤8；否则，进入步骤4；步骤4：若DPF(7)入口温度<300℃，且DPF(7)排气流量较大，且DPF(7)前后压差<4kPa，且DPF(7)内碳载量中等时，DPF行车再生策略选择燃烧器喷油行车再生，然后进入步骤8；否则，进入步骤5；步骤5：当300℃<DPF(7)入口温度<400℃，且DPF(7)排气流量中等，且DPF(7)前后压差<4kPa，且DPF(7)内碳载量中等时，DPF行车再生策略选择发动机喷油行车再生，然后进入步骤8；否则，进入步骤6；步骤6：当DPF(7)入口温度>400℃，且DPF(7)排气流量低，且DPF(7)前后压差<4kPa，且DPF(7)内碳载量较高时，DPF行车再生策略选择踩油门踏板行车再生，然后进入步骤8；否则，进入步骤7；步骤7：DPF(7)选择驻车再生，然后进入步骤8；步骤8：判断DPF(7)再生是否完成，若完成，则进入步骤9；否则，进入步骤2；步骤9：结束。3.根据权利要求2所述的一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，其特征在于，所述燃烧器喷油行车再生，当DPF(7)入口温度<300℃时，需要快速提高后处理系统温度，同时要确保DPF(7)排气流量较大且DPF(7)内碳载量中等，防止过高的燃烧温度烧蚀或损坏DPF(7)载体，DPF(7)的燃烧器(2)通过喷油嘴(1)和点火线圈(3)的配合，实现喷油燃烧提高DOC(5)和DPF(7)入口温度。4.根据权利要求2所述的一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，其特征在于，所述发动机喷油行车再生，预喷可影响主喷燃油的滞燃期，预喷－主喷间隔缩短过程中，主喷滞燃期先减小而后增加，通过调整发动机的喷油时刻来提高后处理系统内的温度，促进DPF行车再生。5.根据权利要求2所述的一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，其特征在于，所述踩油门踏板行车再生，当DPF(7)入口温度>400℃时，通过踩油门踏板提高发动机的进气量，进一步提高DPF(7)内温度，使DPF(7)达到行车再生条件。6.根据权利要求2所述的一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，其特征在于，所述DPF(7)内碳载量通过基于排气背压的计算方式和基于化学反应模型的计算方式获得，两种计算方式适用于不同工况，相互协调。7.根据权利要求6所述的一种DPF后处理系统的行车再生控制方法，其特征在于，所述
基于排气背压的计算方式，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼狄明，康路路，谭丕强，张允华，房亮，
申请(专利权)人：同济大学移动源后处理研究院，
类型：发明
国别省市：