一种颗粒捕集器被动再生效率检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及柴油发动机后处理技术领域，具体涉及颗粒捕集器被动再生效率领域，尤其公开一种颗粒捕集器被动再生效率检测系统及方法，在DOC下游排气管上设置检测DPF上游二氧化氮浓度和DPF上游温度的传感器，同时设置检测DOC上游NOx质量流量的传感器，后处理控制电控单元根据所接收各个传感器的检测数据计算颗粒捕集器被动再生效率，并判断颗粒捕集器被动再生效率是否合理。本发明专利技术系统结构简单，能准确快速计算被动再生时DPF中soot消耗效率，进而快速检测被动再生效率不合理故障，减少DPF堵塞风险，提高燃油经济性，适于大规模应用。适于大规模应用。适于大规模应用。

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒捕集器被动再生效率检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及柴油发动机后处理
，具体涉及颗粒捕集器被动再生效率领域，尤其涉及一种颗粒捕集器被动再生效率。

技术介绍

[0002]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（以下简称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。
[0003]DPF再生分为主动再生和被动再生。DPF主动再生采用在氧化催化器（以下简称DOC）前增加HCI喷射燃油来提升温度来实现，会提高燃油消耗量；DPF被动再生则是利用DPF在250摄氏度到450摄氏度进行化学反应自动实现的，有助于提高燃油经济性，因此DPF被动再生效率检测非常重要。
[0004]在实际应用中，保证DPF被动再生效率需要采用大量试验来完成。首先需要在排气温度在250摄氏度以下试验，认为是纯碳加载过程，反复试验将DPF载体内soot（烟灰）质量加载到20g、30g、40g，取出DPF载体进入烤箱烘烤三个小时后称重获得DPF纯碳加载实际质量，进而校正soot加载计算模型；然后需要在排气温度在250摄氏度到350摄氏度试验，认为处于加载加被动再生且soot增加过程，反复试验将DPF载体内soot质量加载到20g、30g、40g，取出DPF载体进入烤箱烘烤三个小时后称重获得DPF soot实际质量，然后将DPF soot实际纯加载增加质量减去DPF soot实际增加质量得到DPF soot被动再生质量；然后需要在排气温度在50摄氏度到450摄氏度温度区间试验，认为处于加载加被动再生且soot减少过程，反复试验将DPF载体内soot质量从初始值20g、30g、40g减少至10g，取出DPF载体进入烤箱烘烤三个小时后称重获得DPF soot实际质量，然后将DPF soot实际减少质量加DPF soot实际纯加载增加质量得到DPF soot被动再生质量；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。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种颗粒捕集器被动再生效率检测系统及方法，能准确快速进行被动再生效率计算及被动再生效率不合理检测。
[0006]第一方面，本专利技术的技术方案提供一种颗粒捕集器被动再生效率检测系统，包括氧化催化器和颗粒捕集器，氧化催化器上游排气管上设置HCI喷射系统，氧化催化器下游排气管与颗粒捕集器入口端连通，该系统还包括，DOC上游NOx传感器：设置在氧化催化器上游排气管上，用于检测DOC上游NOx质量流量；其中DOC指氧化催化器；DPF上游二氧化氮传感器：设置在氧化催化器下游排气管上，用于检测DPF上游二氧化氮浓度；其中DPF指颗粒捕集器；
DPF上游温度传感器：设置在氧化催化器下游排气管上，用于检测DPF上游温度；以及，后处理控制电控单元：分别与DOC上游NOx传感器、DPF上游二氧化氮传感器和DPF上游温度传感器电连接，根据所接收各个传感器的检测数据计算颗粒捕集器被动再生效率，并判断颗粒捕集器被动再生效率是否合理。
[0007]进一步地，DOC上游NOx传感器、DPF上游二氧化氮传感器和DPF上游温度传感器分别通过CAN总线与后处理控制电控单元通信。
[0008]第二方面，本专利技术的技术方案提供一种颗粒捕集器被动再生效率检测方法，包括以下步骤：步骤一，读取DPF上游二氧化氮浓度；步骤二，基于DPF上游二氧化氮浓度计算DPF上游二氧化氮质量流量；步骤三，基于DPF上游温度判断DPF是否处于被动再生，若是则执行步骤四，否则重复执行该步骤；步骤四，本次被动再生计算循环开始，初始化本次计算循环soot消耗量累积值；步骤五，计算DPF soot被动再生消耗流量；步骤六，基于DPF soot被动再生消耗流量计算本次计算循环DPF soot实际总消耗量；步骤七，基于DPF上游温度再次判断DPF是否处于被动再生，若是则执行步骤八，否则返回步骤三；步骤八，判断DPF被动再生累计时间是否超过计算循环时间阈值，若是则执行步骤九，否则返回步骤三；步骤九，将DPF被动再生累计时间超过计算循环时间阈值时，最后一次计算循环DPF soot实际总消耗量更新为DPF soot实际被动再生总消耗量；步骤十，基于DPF soot实际被动再生总消耗量计算DPF被动再生效率；步骤十一，判断DPF被动再生效率是否在合理范围内，若不在合理范围内则发出告警。
[0009]进一步地，步骤二基于DPF上游二氧化氮浓度计算DPF上游二氧化氮质量流量，具体为通过以下公式进行计算：其中，dmNO2Up为DPF上游二氧化氮质量流量，ratNO2Up为DPF上游二氧化氮浓度，MOLNO2为二氧化氮摩尔质量，dmEGUp为DPF上游排气质量。
[0010]进一步地，步骤三基于DPF上游温度判断DPF是否处于被动再生，具体为：若DPF上游温度在250摄氏度至450摄氏度之间，则DPF处于被动再生。
[0011]进一步地，步骤五计算DPF soot被动再生消耗流量，具体为通过以下公式进行计算：其中，dmSoot为DPF soot被动再生消耗流量，为被动再生过程中DPF载体内化学反应中二氧化氮转换碳系数。
[0012]进一步地，步骤六基于DPF soot被动再生消耗流量计算本次计算循环DPF soot实际总消耗量，具体为：将DPF soot被动再生消耗流量进行积分获得本次计算循环DPF soot实际总消耗量。
[0013]进一步地，步骤八中计算循环时间阈值根据当前DPF上游温度查标定表获得。
[0014]进一步地，步骤十基于DPF soot实际被动再生总消耗量计算DPF被动再生效率，具体为通过以下公式进行计算：其中，EtaPassiveRgn为DPF被动再生效率，mSoot为DPF soot实际被动再生总消耗量，mSootSim为DPF soot模型被动再生总消耗量；其中，dmNO
X
为DOC上游NOx质量流量，facDOC为DOC上游NOx转换为NO2系数。
[0015]进一步地，步骤十一若不在合理范围内则发出告警，具体为：若DPF被动再生效率在合理范围内，则将DPF被动再生效率不合理原始故障位清零；若DPF被动再生效率不在合理范围内，则将DPF被动再生效率不合理原始故障位置位。
[0016]本专利技术提供的一种颗粒捕集器被动再生效率检测系统及方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：在DOC下游排气管上设置检测DPF上游二氧化氮浓度和DPF上游温度的传感器，同时设置检测DOC上游NOx质量流量的传感器，后处理控制电控单元根据所接收各个传感器的检测数据计算颗粒捕集器被动再生效率，并判断颗粒捕集器被动再生效率是否合理。本专利技术系统结构简单，能准确快速计算被动再生时DPF中soot消耗效率，进而快速检测被动再生效率不合理故障，减少DPF堵塞风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒捕集器被动再生效率检测系统，包括氧化催化器和颗粒捕集器，氧化催化器上游排气管上设置HCI喷射系统，氧化催化器下游排气管与颗粒捕集器入口端连通，其特征在于，该系统还包括，DOC上游NOx传感器：设置在氧化催化器上游排气管上，用于检测DOC上游NOx质量流量；其中DOC指氧化催化器；DPF上游二氧化氮传感器：设置在氧化催化器下游排气管上，用于检测DPF上游二氧化氮浓度；其中DPF指颗粒捕集器；DPF上游温度传感器：设置在氧化催化器下游排气管上，用于检测DPF上游温度；以及，后处理控制电控单元：分别与DOC上游NOx传感器、DPF上游二氧化氮传感器和DPF上游温度传感器电连接，根据所接收各个传感器的检测数据计算颗粒捕集器被动再生效率，并判断颗粒捕集器被动再生效率是否合理。2.根据权利要求1所述的颗粒捕集器被动再生效率检测系统，其特征在于，DOC上游NOx传感器、DPF上游二氧化氮传感器和DPF上游温度传感器分别通过CAN总线与后处理控制电控单元通信。3.一种颗粒捕集器被动再生效率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，读取DPF上游二氧化氮浓度；步骤二，基于DPF上游二氧化氮浓度计算DPF上游二氧化氮质量流量；步骤三，基于DPF上游温度判断DPF是否处于被动再生，若是则执行步骤四，否则重复执行该步骤；步骤四，本次被动再生计算循环开始，初始化本次计算循环soot消耗量累积值；步骤五，计算DPF soot被动再生消耗流量；步骤六，基于DPF soot被动再生消耗流量计算本次计算循环DPF soot实际总消耗量；步骤七，基于DPF上游温度再次判断DPF是否处于被动再生，若是则执行步骤八，否则返回步骤三；步骤八，判断DPF被动再生累计时间是否超过计算循环时间阈值，若是则执行步骤九，否则返回步骤三；步骤九，将DPF被动再生累计时间超过计算循环时间阈值时，最后一次计算循环DPF soot实际总消耗量更新为DPF soot实际被动再生总消耗量；步骤十，基于DPF soot实际被动再生总消耗量计算DPF被动再生效率；步骤十一，判断DPF被动再生效率是否在合理范围内，若不在合理范围内则发出告警。4.根据权利要求3所述的颗粒捕集器被动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延红，高发廷，付广龙，王盈旭，李兆杰，赵瑞俊，
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：