DPF再生热保护的方法

摘要

本发明涉及DPF再生热保护的方法，包含步骤：采集进气流量信号、压差信号、DPF入口温度信号、SCR入口温度信号、空档开关信号、手刹信号、油门信号、刹车信号；检测DPF是否处于再生状态，如处于再生状态，则检测再生热保护判定是否通过；如通过，则停止DPF再生，然后进入再生热保护模式；检测再生热保护退出判定是否通过，如通过，则退出再生热保护模式。本发明针对不同工况下的再生热保护的进入和退出提供了相应的判断条件，更贴合实际工况需求；对再生热保护模式进行了分类，并设计了不同类型模式之间自动切换的条件，能灵活应对工况的变化情况。

说明书

技术领域

本发明涉及DPF再生控制技术领域，具体地涉及DPF再生热保护的方法。

背景技术

随着柴油机排放法规的升级，发动机对后处理系统的要求也越来越严格。其中DPF是减少颗粒物排放的主要手段。随着颗粒物的累积，排气背压逐渐升高，发动机的动力性与经济性都会受到影响。因此，必须对其进行再生。

当前主流的DPF再生解决方案是通过在DOC前端喷入燃油，通过DOC氧化燃油释放大量的热，从而将颗粒物氧化，达到再生的效果。这种方式的缺陷在于：

由于再生过程中，颗粒物会释放出大量的热；如果在此过程中遇到极端工况导致排气流量减少，于是造成热量累积，从而损坏DPF。

针对上述缺陷，当前也有相关现有技术。经检索，当前有申请公布号为CN110159403A，专利名为“防止DPF再生烧毁的方法装置及柴油车”的发明专利申请，介绍了一种防止DPF再生烧毁的方法与装置。其原理在于：当发动机突回怠速时，通过在DPF前段引入高压气流以带走DPF内部热量，避免烧毁。该专利方法的缺陷在于：

1.在DPF前段通入高压气体会导致发动机背压突然升高，影响发动机的正常运转；

2.需新增相应的执行机构与储气罐等，增加整机成本。

另经检索，当前还有申请公布号为CN109339917A，专利名为“DPF再生的保护方法”的发明专利申请，介绍了一种DPF再生的保护方法。其原理在于：通过对发动机突回怠速进行预测，进而通过发动机总协调器协调各系统工作模式，以降低DPF温度，避免烧毁。该专利方法的缺陷在于：

仅对突回怠速进行了保护，缺少对其他极端工况下的保护。

发明内容

本发明针对上述问题，提供DPF再生热保护的方法，其目的在于针对不同工况下的再生热保护的进入和退出提供了相应的判断条件，使再生热保护工作更加贴合实际工况需求。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种DPF再生热保护的方法，其特征在于：包含以下步骤：

S100.采集进气流量信号、压差信号、DPF入口温度信号、SCR入口温度信号、空档开关信号、手刹信号、油门信号和刹车信号；

S200.检测DPF是否处于再生状态，并根据检测结果做出以下操作：

如果DPF处于所述再生状态，则检测再生热保护判定是否通过，并根据检测结果做出以下操作：

如果所述再生热保护判定通过，则停止DPF再生，然后进入再生热保护模式；

所述检测再生热保护判定是否通过包含以下步骤：

S210.判断排气流量是否低于人工预设的最低排气流量阈值；所述排气流量为进气流量和发动机喷射油量之和；所述进气流量从所述进气流量信号中获取；所述发动机喷射油量根据所述油门信号，通过查找人工预设的油门-发动机喷射油量对应表获得；并根据判断结果做出如下操作：

如果所述排气流量不低于所述最低排气流量阈值，则再生热保护判定不通过；否则，判断下述条件是否有至少一个成立：

a1.再生时间处于人工预设的正常再生时间区间中；所述再生时间为发动机进入再生时刻起至当前时刻的时长；

a2.碳载量高于人工预设的第一碳载量阈值；所述碳载量根据所述压差信号，通过查找人工预设的压差-排气流量表获得；

a3.DPF的出口温度高于人工预设的第三温度阈值；所述DPF的出口温度等于SCR的入口温度；所述SCR的入口温度从所述SCR入口温度信号中获得；

如果a1、a2、a3至少有一个成立，则判定检测再生热保护判定通过；否则判定检测再生热保护判定不通过；

S300.检测再生热保护退出判定是否通过，并根据检测结果做出以下操作：

如果所述再生热保护退出判定通过，则退出所述再生热保护模式；

否则，再次从头执行S300；

所述检测再生热保护退出判定是否通过包含以下步骤：

S310.判断下述条件是否同时成立：

b1.所述排气流量高于人工预设的最高排气流量阈值；

b2.所述再生时间不处于所述正常再生时间区间；

b3.所述碳载量低于人工预设的第二碳载量阈值；

b4.所述DPF的出口温度低于人工预设的第四温度阈值；

如果b1、b2、b3、b4同时成立，则判定检测再生热保护退出判定通过；否则判定检测再生热保护退出判定不通过。

优选地，所述再生热保护模式包含驻车模式、怠速行车模式、极端工况模式；

所述怠速行车模式包含至少一个以下状态：

h1.发动机的怠速转速提升至人工预设的第三怠速阈值；

h2.节流阀开度提升；

h3.EGR阀开度提升；

h4.增压器转速提升；

所述极端工况模式包含至少一个以下状态：

i1.节流阀开度提升；

i2.EGR阀开度提升；

i3.增压器转速提升。

优选地，S200中的所述进入再生热保护模式包含以下步骤：

S220.判断发动机是否满足驻车模式进入条件；所述驻车模式进入条件包含：

c1.所述空档开关信号为“空档”；

c2.所述手刹信号为“拉起”；

c3.所述油门信号为0；

c4.c1、c2、c3同时成立；

然后根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述驻车模式进入条件，则驱动发动机进入所述驻车模式；

否则，判断发动机是否满足怠速行车模式进入条件；所述怠速行车模式进入条件包含：

d1.所述空档开关信号不为“空档”；

d2.所述手刹信号为“放开”；

d3.所述油门信号为0；

d4.所述刹车信号为0；

d5.d1、d2、d3、d4同时成立；

然后根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入所述怠速行车模式；

否则，判断发动机是否满足极端工况模式进入条件；

e1.所述手刹信号为“放开”；

e2.所述空档开关信号不为“空档”；

e3.所述油门、刹车信号不同时为0；

e4.e1、e2、e3同时成立；

然后根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述极端工况模式进入条件，则驱动发动机进入所述极端工况模式；

否则回到S100。

优选地，所述驻车模式包含第一驻车模式和第二驻车模式；

所述第一驻车模式包含至少一个以下状态：

f1.发动机的怠速转速提升至人工预设的第一怠速阈值；

f2.节流阀全开；

f3.EGR阀全开；

f4.增压器转速提升；

所述第二驻车模式包含至少一个以下状态：

g1.发动机的怠速转速提升至人工预设的第二怠速阈值；

g2.节流阀全开；

g3.EGR阀全开；

g4.增压器转速提升。

优选地，所述S220还包含以下步骤：

S221a.检测所述再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果所述再生热保护状态已退出，则退出所述再生热保护模式；

否则，检测是否退出所述第一驻车模式，并根据检测结果做出如下操作：

如果退出所述第一驻车模式，则执行S221b；否则，执行S221c；

S221b.判断发动机是否满足所述怠速行车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入所述怠速行车模式；

否则，驱动发动机进入所述极端工况模式；

S221c.判断DPF的出口温度是否低于人工预设的第一温度阈值；然后根据判断结果做出以下操作：

如果所述DPF的出口温度低于所述第一温度阈值，则驱动发动机进入所述第二驻车模式；然后执行S221d；否则，驱动发动机进入所述第一驻车模式，并回到S221a；

S221d.检测所述再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果所述再生热保护状态已退出，则退出所述再生热保护模式；否则，执行S221e；

S221e.检测是否退出所述第二驻车模式，并根据检测结果做出如下操作：

如果退出所述第二驻车模式，则执行S221f；否则，执行S221g

S221f.判断发动机是否满足所述怠速行车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入所述怠速行车模式；否则，驱动发动机进入所述极端工况模式；

S221g.判断所述DPF的出口温度是否高于第二温度阈值，并根据判断结果做出以下操作：

如果所述DPF的出口温度高于所述第二温度阈值，则驱动发动机进入所述第一驻车模式；然后回到S221a；否则，保持所述第二驻车模式；然后执行S221d。

优选地，所述S220还包含以下步骤：

S222a.检测所述再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果所述再生热保护状态已退出，则退出所述再生热保护模式；否则，执行S222b；

S222b.判断发动机是否满足所述驻车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述驻车模式进入条件，则驱动发动机进入所述驻车模式；否则，执行S222c；

S222c.判断发动机是否满足所述极端工况模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述极端工况模式进入条件，则驱动发动机进入所述极端工况模式；否则，回到S222a。

优选地，所述S220还包含以下步骤：

S223a.检测所述再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果所述再生热保护状态已退出，则退出所述再生热保护模式；否则，执行S223b；

S223b.判断发动机是否满足所述驻车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述驻车模式进入条件，则驱动发动机进入所述驻车模式；否则，执行S223c；

S223c.判断发动机是否满足所述怠速行车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足所述怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入所述怠速行车模式；否则，保持所述极端工况模式；然后回到S223a。

优选地，所述第一怠速阈值大于所述第二怠速阈值。

优选地，所述第三温度阈值大于所述第二温度阈值；所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值；所述第一温度阈值大于所述第四温度阈值。

优选地，所述第一碳载量阈值大于所述第二碳载量阈值。

本发明与现有技术对比，具有以下优点：

1.本发明由于针对不同工况下的再生热保护的进入和退出提供了相应的判断条件，从而使再生热保护工作更加贴合实际工况需求；

2.本发明有由于对再生热保护模式进行了分类，并设计了不同类型模式之间自动切换的条件，从而能灵活应对工况的变化情况。

附图说明

图1为本发明具体实施例的发动机进/排气系统结构示意图；

图2为本发明具体实施例的DPF再生热保护的方法的总流程示意图；

图3为本发明具体实施例的当DPF处于驻车模式时的模式切换流程示意图；

图4为本发明具体实施例的当DPF处于怠速行车模式时的模式切换流程示意图；

图5为本发明具体实施例的当DPF处于极端工况模式时的模式切换流程示意图。

其中，1.DPF，2.SCR，3.DPF入口温度传感器，4.SCR入口温度传感器，5.DPF压差传感器，6.EGR阀，7.节流阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

需要事先说明的是：本具体实施例是基于如图1所示的发动机进/排气系统实现的；但本具体实施例不作为限制本发明应用范围的限制。

如图2所示：一种DPF再生热保护的方法，其特征在于：包含以下步骤：

S100.采集进气流量信号、压差信号、DPF入口温度信号、SCR入口温度信号、空档开关信号、手刹信号、油门信号和刹车信号；

本具体实施例中，上述信号由如下方式或设备采集：

进气流量信号，由安装于发动机进气侧的进气流量传感器测量所得；压差信号由安装于DPF1上、下游的DPF压差传感器5测量所得；DPF入口温度信号由安装于DPF1上游的DPF入口温度传感器3测量所得；SCR入口温度信号由安装于SCR2上游的SCR入口温度传感器4测量所得；空档开关信号由安装于变速箱上的空档开关传感器提供；手刹信号由驾驶室内的手刹提供；油门信号由驾驶室内的油门踏板提供；刹车信号由驾驶室内的刹车踏板提供。

S200.检测DPF1是否处于再生状态，并根据检测结果做出以下操作：

如果DPF1处于再生状态，则检测再生热保护判定是否通过，并根据检测结果做出以下操作：

如果再生热保护判定通过，则停止DPF1再生，然后进入再生热保护模式；再生热保护模式包含驻车模式、怠速行车模式、极端工况模式；

驻车模式包含第一驻车模式和第二驻车模式；

在本具体实施例中，当进入驻车模式时，默认即进入第一驻车模式；

第一驻车模式包含至少一个以下状态：

f1.发动机的怠速转速提升至人工预设的第一怠速阈值；

f2.节流阀全开；

f3.EGR阀6全开；

f4.增压器转速提升；

第二驻车模式包含至少一个以下状态：

g1.发动机的怠速转速提升至人工预设的第二怠速阈值；

g2.节流阀全开；

g3.EGR阀6全开；

g4.增压器转速提升。

本具体实施例中，第一怠速阈值大于第二怠速阈值。

怠速行车模式包含至少一个以下状态：

h1.发动机的怠速转速提升至人工预设的第三怠速阈值；

h2.节流阀开度提升；

h3.EGR阀6开度提升；

h4.增压器转速提升；

极端工况模式包含至少一个以下状态：

i1.节流阀开度提升；

i2.EGR阀6开度提升；

i3.增压器转速提升。

进入再生热保护模式包含以下步骤：

S220.判断发动机是否满足驻车模式进入条件；驻车模式进入条件包含：

c1.空档开关信号为“空档”；

c2.手刹信号为“拉起”；

c3.油门信号为0；

c4.c1、c2、c3同时成立；

然后根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足驻车模式进入条件，则驱动发动机进入驻车模式；

否则，判断发动机是否满足怠速行车模式进入条件；怠速行车模式进入条件包含：

d1.空档开关信号不为“空档”；

d2.手刹信号为“放开”；

d3.油门信号为0；

d4.刹车信号为0；

d5.d1、d2、d3、d4同时成立；

然后根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入怠速行车模式；

否则，判断发动机是否满足极端工况模式进入条件；

e1.手刹信号为“放开”；

e2.空档开关信号不为“空档”；

e3.油门、刹车信号不同时为0；

e4.e1、e2、e3同时成立；

然后根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足极端工况模式进入条件，则驱动发动机进入极端工况模式；

否则回到S100。

检测再生热保护判定是否通过包含以下步骤：

S210.判断排气流量是否低于人工预设的最低排气流量阈值；排气流量为进气流量和发动机喷射油量之和；进气流量从进气流量信号中获取；发动机喷射油量根据油门信号，通过查找人工预设的油门-发动机喷射油量对应表获得；并根据判断结果做出如下操作：

如果排气流量不低于最低排气流量阈值，则再生热保护判定不通过；否则，判断下述条件是否有至少一个成立：

a1.再生时间处于人工预设的正常再生时间区间中；再生时间为发动机进入再生模式的时刻起至当前时刻的时长；

a2.碳载量高于人工预设的第一碳载量阈值；碳载量根据压差信号，通过查找人工预设的压差-排气流量表获得；

a3.DPF1的出口温度高于人工预设的第三温度阈值；DPF1的出口温度等于SCR2的入口温度；SCR2的入口温度从SCR2入口温度信号中获得；

如果a1、a2、a3至少有一个成立，则判定检测再生热保护判定通过；否则判定检测再生热保护判定不通过；

S300.检测再生热保护退出判定是否通过，并根据检测结果做出以下操作：

如果再生热保护退出判定通过，则退出再生热保护模式；

否则，再次从头执行S300；

检测再生热保护退出判定是否通过包含以下步骤：

S310.判断下述条件是否同时成立：

b1.排气流量高于人工预设的最高排气流量阈值；

b2.再生时间不处于正常再生时间区间；

b3.碳载量低于人工预设的第二碳载量阈值；

b4.DPF1的出口温度低于人工预设的第四温度阈值；

如果b1、b2、b3、b4同时成立，则判定检测再生热保护退出判定通过；否则判定检测再生热保护退出判定不通过。

本具体实施例中，第一碳载量阈值大于第二碳载量阈值。

当发动机处于再生热保护模式时，驻车模式、怠速行车模式和极端工况模式这三种模式可根据具体条件自动进行切换；具体来说包含以下三种情况：

(1)如图3所示，当发动机处于驻车模式时：

S221a.检测再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果再生热保护状态已退出，则退出再生热保护模式；

否则，检测是否退出第一驻车模式，并根据检测结果做出如下操作：

如果退出第一驻车模式，则执行S221b；否则，执行S221c；

S221b.判断发动机是否满足怠速行车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入怠速行车模式；

否则，驱动发动机进入极端工况模式；

S221c.判断DPF1的出口温度是否低于人工预设的第一温度阈值；然后根据判断结果做出以下操作：

如果DPF1的出口温度低于第一温度阈值，则驱动发动机进入第二驻车模式；然后执行S221d；否则，驱动发动机进入第一驻车模式，并回到S221a；

S221d.检测再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果再生热保护状态已退出，则退出再生热保护模式；否则，执行S221e；

S221e.检测是否退出第二驻车模式，并根据检测结果做出如下操作：

如果退出第二驻车模式，则执行S221f；否则，执行S221g

S221f.判断发动机是否满足怠速行车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入怠速行车模式；否则，驱动发动机进入极端工况模式；

S221g.判断DPF1的出口温度是否高于第二温度阈值，并根据判断结果做出以下操作：

如果DPF1的出口温度高于第二温度阈值，则驱动发动机进入第一驻车模式；然后回到S221a；否则，保持第二驻车模式；然后执行S221d。

(2)如图4所示，当发动机处于怠速行车模式时：

S222a.检测再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果再生热保护状态已退出，则退出再生热保护模式；否则，执行S222b；

S222b.判断发动机是否满足驻车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足驻车模式进入条件，则驱动发动机进入驻车模式；否则，执行S222c；

S222c.判断发动机是否满足极端工况模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足极端工况模式进入条件，则驱动发动机进入极端工况模式；否则，回到S222a。

(3)如图5所示，当发动机处于极端工况模式时：

S223a.检测再生热保护状态是否退出，并根据检测结果做出以下操作：

如果再生热保护状态已退出，则退出再生热保护模式；否则，执行S223b；

S223b.判断发动机是否满足驻车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足驻车模式进入条件，则驱动发动机进入驻车模式；否则，执行S223c；

S223c.判断发动机是否满足怠速行车模式进入条件，并根据判断结果做出以下操作：

如果发动机满足怠速行车模式进入条件，则驱动发动机进入怠速行车模式；否则，保持极端工况模式；然后回到S223a。

本具体实施例中，第三温度阈值大于第二温度阈值；第二温度阈值大于第一温度阈值；第一温度阈值大于第四温度阈值。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。