柴油機(jī)顆粒物捕集器再生溫度的控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種柴油機(jī)顆粒物捕集器再生溫度的控制方法及系統(tǒng)，該方法包括步驟：10）預(yù)設(shè)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和對(duì)應(yīng)于不同廢氣質(zhì)量流量的穩(wěn)態(tài)修正噴油量；20）根據(jù)當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量、顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和氧化型催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)實(shí)際溫度確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量；30）根據(jù)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量及與當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量，并輸出對(duì)應(yīng)的噴油信號(hào)至后處理柴油噴射系統(tǒng)；40）根據(jù)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與顆粒物捕集器前實(shí)際溫度的差值，對(duì)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制。該方法對(duì)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)修正，消除了因廢氣對(duì)氧化型催化轉(zhuǎn)化器載體傳熱造成的影響，能夠精確控制顆粒物捕集器再生溫度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】柴油機(jī)顆粒物捕集器再生溫度的控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柴油機(jī)排氣后處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種柴油機(jī)顆粒物捕集器再生溫度的控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]請(qǐng)參考圖1，圖1為柴油機(jī)后處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)示圖，圖中的箭頭表明柴油機(jī)排氣的流動(dòng)方向。
[0003]柴油機(jī)的后處理系統(tǒng)主要包括沿尾氣流向布置的氧化型催化轉(zhuǎn)化器(DieselOxidation Catalysis, DOC)、顆粒物捕集器(Diesel Particulate Filter, DPF)、選擇性催化轉(zhuǎn)化器(Selective Catalytic Reduciton, SCR)和氨捕集器(ASC)。
[0004]柴油機(jī)的排氣先經(jīng)過(guò)氧化型催化轉(zhuǎn)化器，在催化劑的作用下，排氣中的HC、CO和SOF (Soluble Organic Fracitons,有機(jī)可溶性物質(zhì))與排氣中的氧氣在較低的溫度下進(jìn)行氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為CO2和H2O, NO被轉(zhuǎn)化成NO2，之后排氣進(jìn)入顆粒物捕集器，排氣中的微粒被捕集，接著經(jīng)過(guò)選擇性催化轉(zhuǎn)化器、氨捕集器，最后排入大氣中。
[0005]隨著工作時(shí)間的加長(zhǎng)，顆粒物捕集器上堆積的顆粒物越來(lái)越多，不僅影響顆粒物捕集器的過(guò)濾效果，還會(huì)增加排氣背壓，影響柴油機(jī)的換氣和燃燒，導(dǎo)致輸出功率降低，油耗增加，所以，如何及時(shí)消除顆粒物捕集器上的顆粒物，即顆粒物捕集器再生，至關(guān)重要。
[0006]主動(dòng)再生是使顆粒物捕集器再生的方法之一，該方法利用外界能量提高顆粒物捕集器內(nèi)的溫度，使顆粒物著火燃燒。具體地，當(dāng)顆粒物捕集器的前后壓差傳感器檢測(cè)到顆粒物捕集器前后的背壓過(guò)大時(shí)，認(rèn)為已達(dá)到顆粒物捕集器所能承受的顆粒物累積量，此時(shí)通過(guò)外界能量，如在氧化型催化轉(zhuǎn)化器前噴射柴油與廢氣混合并燃燒，提高顆粒物捕集器內(nèi)的溫度，使其中沉積的顆粒物氧化燃燒，從而達(dá)到再生的目的。
[0007]但是，在主動(dòng)再生過(guò)程中，如果無(wú)法對(duì)后處理柴油噴射系統(tǒng)的噴油量進(jìn)行有效控制，則會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)果:
[0008]噴油量過(guò)少，顆粒物捕集器內(nèi)溫度達(dá)不到顆粒物的起燃溫度，或顆粒物燃燒不充分，導(dǎo)致顆粒物捕集器的再生效果不理想，柴油機(jī)性能沒(méi)有得到有效改善；
[0009]噴油量過(guò)多，導(dǎo)致顆粒物捕集器內(nèi)溫度提升過(guò)高過(guò)快，超過(guò)氧化型催化轉(zhuǎn)化器、顆粒物捕集器以及選擇型催化轉(zhuǎn)化器中催化劑的最高耐溫能力，致使催化劑燒熔，后處理系統(tǒng)的功能失效，排氣超標(biāo)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)中，顆粒物捕集器主動(dòng)再生時(shí)，控制噴油量的方法為:
[0011]閉環(huán)PID控制，針對(duì)不同工況不同機(jī)型進(jìn)行詳細(xì)的脈普標(biāo)定，形成脈普?qǐng)D，作為基本噴油量，以顆粒物捕集器前的設(shè)定溫度為控制目標(biāo)，比較顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的差值，通過(guò)PI算法控制后處理柴油噴射系統(tǒng)的噴油量，使顆粒物捕集器前的實(shí)際溫度趨于設(shè)定溫度；
[0012]開(kāi)環(huán)控制，針對(duì)不同工況不同機(jī)型進(jìn)行詳細(xì)的脈普標(biāo)定，形成脈普?qǐng)D，根據(jù)脈普?qǐng)D來(lái)調(diào)節(jié)噴油量，從而控制顆粒物捕集器前的實(shí)際溫度。[0013]在實(shí)際工作過(guò)程中，廢氣與氧化型催化轉(zhuǎn)化器的熱交換，廢氣流量的變化，這些因素均會(huì)影響顆粒物捕集器前的實(shí)際溫度，對(duì)此上述兩種控制方式均未考慮，從而無(wú)法精確控制噴油量，以避免再生溫度不理想或再生溫度失控的發(fā)生。
[0014]有鑒于此，如何精確控制噴油量，從而精確控制顆粒物捕集器主動(dòng)再生過(guò)程中的溫度，防止再生溫度不理想或再生溫度失控，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是提供一種柴油機(jī)顆粒物捕集器再生溫度的控制方法及系統(tǒng)，能夠精確控制噴油量，從而精確控制顆粒物捕集器主動(dòng)再生過(guò)程中的溫度，有效避免再生溫度不理想或再生溫度失控。
[0016]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種柴油機(jī)的顆粒物捕集器再生溫度的控制方法，所述柴油機(jī)包括沿廢氣流向依次布置的氧化型催化轉(zhuǎn)化器和顆粒物捕集器，所述氧化型催化轉(zhuǎn)化器前設(shè)置有后處理柴油噴射系統(tǒng)；所述控制方法包括如下步驟:
[0017]10)預(yù)設(shè)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和對(duì)應(yīng)于不同廢氣質(zhì)量流量的穩(wěn)態(tài)修正噴油量;
[0018]20)根據(jù)當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量、顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和氧化型催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)實(shí)際溫度確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量；
[0019]30)根據(jù)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量及與當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量，并輸出與當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正軸噴油量對(duì)應(yīng)的噴油信號(hào)至所述后處理柴油噴射系統(tǒng)；
[0020]40)根據(jù)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與顆粒物捕集器前實(shí)際溫度的差值，對(duì)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0021]本發(fā)明所提供的柴油機(jī)的顆粒物捕集器再生溫度的控制方法，在對(duì)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，基于廢氣質(zhì)量流量對(duì)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)修正，從而消除了因廢氣對(duì)氧化型催化轉(zhuǎn)化器載體傳熱造成的影響，提高了后處理柴油噴射系統(tǒng)噴油量的精確性，從而能夠精確控制顆粒物捕集器主動(dòng)再生過(guò)程中的溫度，有效避免再生溫度不理想或再生溫度失控。
[0022]優(yōu)選地，步驟10)中還預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)于不同廢氣質(zhì)量流量變化率的瞬態(tài)修正因子；步驟30)后還包括步驟:
[0023]31)根據(jù)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量，當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量，以及與當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量變化率對(duì)應(yīng)的瞬態(tài)修正因子確定當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量，并輸出與當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量對(duì)應(yīng)的噴油信號(hào)至所述后處理柴油噴射系統(tǒng)；
[0024]步驟40)中，根據(jù)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與顆粒物捕集器前實(shí)際溫度的差值，對(duì)基于當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量修正的當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0025]優(yōu)選地，步驟31)中，當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量為當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量和穩(wěn)態(tài)修正噴油量與瞬態(tài)修正因子之積的疊加。
[0026]優(yōu)選地，步驟20)中，當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量的計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機(jī)的顆粒物捕集器再生溫度的控制方法，所述柴油機(jī)包括沿廢氣流向依次布置的氧化型催化轉(zhuǎn)化器和顆粒物捕集器，所述氧化型催化轉(zhuǎn)化器前設(shè)置有后處理柴油噴射系統(tǒng)；其特征在于，所述控制方法包括如下步驟: 10)預(yù)設(shè)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和對(duì)應(yīng)于不同廢氣質(zhì)量流量的穩(wěn)態(tài)修正噴油量； 20)根據(jù)當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量、顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和氧化型催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)實(shí)際溫度確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量； 30)根據(jù)當(dāng)前穩(wěn) 態(tài)噴油量及與當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量，并輸出與當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量對(duì)應(yīng)的噴油信號(hào)至所述后處理柴油噴射系統(tǒng)； 40)根據(jù)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與顆粒物捕集器前實(shí)際溫度的差值，對(duì)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，步驟10)中還預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)于不同廢氣質(zhì)量流量變化率的瞬態(tài)修正因子；步驟30)后還包括步驟: 31)根據(jù)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量，當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量，以及與當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量變化率對(duì)應(yīng)的瞬態(tài)修正因子確定當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量，并輸出與當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量對(duì)應(yīng)的噴油信號(hào)至所述后處理柴油噴射系統(tǒng)； 步驟40)中，根據(jù)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與顆粒物捕集器前實(shí)際溫度的差值，對(duì)基于當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量修正的當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制。
3.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，步驟31)中，當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量為當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量和穩(wěn)態(tài)修正噴油量與瞬態(tài)修正因子之積的疊加。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，步驟20)中，當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量的計(jì)算公式為:
5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，步驟30)中，當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量為當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量、與當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量的疊加。
6.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，步驟40)中的閉環(huán)控制采用PID控制。
7.一種柴油機(jī)的顆粒物捕集器再生溫度的控制系統(tǒng)，所述柴油機(jī)包括沿廢氣流向依次布置的氧化型催化轉(zhuǎn)化器和顆粒物捕集器，所述氧化型催化轉(zhuǎn)化器前設(shè)置有后處理柴油噴射系統(tǒng)；其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括: 檢測(cè)裝置:獲取當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量、氧化型催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)實(shí)際溫度和顆粒物捕集器前實(shí)際溫度；存儲(chǔ)器:預(yù)設(shè)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和對(duì)應(yīng)于不同廢氣質(zhì)量流量的穩(wěn)態(tài)修正噴油量; 控制器:根據(jù)當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量、顆粒物捕集器前設(shè)定溫度和氧化型催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)實(shí)際溫度確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量；并根據(jù)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)噴油量及與當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量，且輸出與當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量對(duì)應(yīng)的噴油信號(hào)至所述后處理柴油噴射系統(tǒng)；根據(jù)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與顆粒物捕集器前實(shí)際溫度的差值，對(duì)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制。
8.如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器還預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)于不同廢氣質(zhì)量流量變化率的瞬態(tài)修正因子； 所述控制器確定當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量后，還根據(jù)當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量，當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)修正噴油量，以及當(dāng)前廢氣質(zhì)量流量變化率對(duì)應(yīng)的瞬態(tài)修正因子確定當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量，且輸出與當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量對(duì)應(yīng)的噴油信號(hào)至所述后處理柴油噴射系統(tǒng)；并根據(jù)顆粒物捕集器前設(shè)定溫度與顆粒物捕集器前實(shí)際溫度的差值，對(duì)基于當(dāng)前穩(wěn)態(tài)修正后噴油量修正的當(dāng)前瞬態(tài)修正后噴油量進(jìn)行閉環(huán)控制。
9.如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器內(nèi)進(jìn)行閉環(huán)控制的模塊為PID控制模塊。
10.如權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒物捕集器前設(shè)定溫度為范圍值。
【文檔編號(hào)】F01N9/00GK103696832SQ201310719771
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】張軍, 王曉華, 陶建忠, 唐蛟, 張曉麗 申請(qǐng)人:濰柴動(dòng)力股份有限公司