本發(fā)明涉及柴油顆粒物過濾器的頻繁再生診斷方法。

背景技術(shù)：

為了應(yīng)對越來越嚴(yán)格的柴油車尾氣排放要求，柴油顆粒物過濾器(dpf)在柴油車中廣泛采用。柴油顆粒物過濾器主要安裝在柴油車的廢氣排放處理系統(tǒng)中，能夠過濾掉發(fā)動機(jī)尾氣中的大部分污染物顆粒物(pm)，從而使得尾氣排放合規(guī)。

但是，因炭煙顆粒在柴油顆粒物過濾器中隨使用時間將會聚集過多，這反過來不僅會影響過濾效果，還會因排氣背壓升高而影響發(fā)動機(jī)效率。因此，每隔一段時間在滿足一定條件的情況下，需要對柴油顆粒物過濾器進(jìn)行再生。常見的再生是使得柴油顆粒物過濾器內(nèi)部升溫而令聚集的炭煙顆粒再次燃燒。但是，當(dāng)柴油顆粒物過濾器被燃燒再生時，實際上尾氣中的氮氧化物(nox)是顯著增加的，因此需要嚴(yán)格控制柴油顆粒物過濾器再生的頻次。如果頻次過高，則必須報警并找到相應(yīng)故障進(jìn)行檢修，否則污染物排放必然超標(biāo)。

在傳統(tǒng)的柴油顆粒物過濾器的再生啟動判定方式中，實時檢測柴油顆粒物過濾器兩端的排氣壓差，并以此反推柴油顆粒物過濾器中已經(jīng)聚集的炭煙顆粒量。當(dāng)該反推得到的炭煙顆粒量超過一預(yù)定的閾值后，啟動柴油顆粒物過濾器的再生過程。也就是說，傳統(tǒng)的柴油顆粒物過濾器的頻繁再生診斷方法會將該反推得到的炭煙顆粒量與基于柴油發(fā)動機(jī)模型計算所得的理論模型值進(jìn)行比較，從而判斷再生是否頻繁。但是，對于發(fā)動機(jī)排量很大(例如6升以上)的重載柴油車而言，由于其排量很大，所以排氣壓差變化不明顯，大多情況下根本無法通過排氣壓差準(zhǔn)確地反推得到柴油顆粒物過濾器內(nèi)已經(jīng)聚集的炭煙顆粒量，由此會導(dǎo)致其柴油顆粒物過濾器的再生頻次過高時無法用傳統(tǒng)的 方法診斷出該現(xiàn)象。因此，迫切需要提出一種能夠簡單并相對可靠地判定柴油顆粒物過濾器的再生頻率是否過高的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明旨在提出一種柴油顆粒物過濾器的頻繁再生診斷方法，該方法尤其可以在重載柴油車中使用，從而能夠簡單、高效地判定柴油顆粒物過濾器的再生是否頻繁，為進(jìn)一步更換或者維修相關(guān)的故障部件作依據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種用于診斷柴油車的柴油顆粒物過濾器的再生是否頻繁的方法，在所述柴油車中存儲有事先設(shè)定的預(yù)定工況參數(shù)和記錄周期、以及基于柴油車的廢氣排放要求事先確定的在所述記錄周期內(nèi)所述柴油顆粒物過濾器再生的最大允許次數(shù)，

所述方法包括：

在所述記錄周期內(nèi)記錄所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)；

將所記錄的完成次數(shù)與所述最大允許次數(shù)進(jìn)行比較，如果所記錄的完成次數(shù)大于所述最大允許次數(shù)，則認(rèn)定所述柴油顆粒物過濾器已經(jīng)再生頻繁；否則，認(rèn)定所述柴油顆粒物過濾器再生頻次正常，同時重置所述記錄周期并重新記錄所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)。

可選地，所述預(yù)定工況參數(shù)為柴油車的行駛里程，所述記錄周期規(guī)定為在所述行駛里程內(nèi)對所述柴油車的所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)進(jìn)行記錄的周期。

可選地，所述預(yù)定工況參數(shù)為柴油車的柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行時間，所述記錄周期規(guī)定為在所述運(yùn)行時間內(nèi)對所述柴油車的所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)進(jìn)行記錄的周期。

可選地，所述預(yù)定工況參數(shù)為柴油車的柴油發(fā)動機(jī)的累積油耗，所述記錄周期規(guī)定為在所述累積油耗內(nèi)對所述柴油車的所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)進(jìn)行記錄的周期。

優(yōu)選地，所述行駛里程小于或等于800公里。

可選地，當(dāng)所述柴油顆粒物過濾器的入口與出口之間的排氣壓差 大于一預(yù)定值時，啟動所述柴油顆粒物過濾器的再生。

可選地，當(dāng)柴油車的行駛里程或柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行時間或累積油耗大于一預(yù)定值時，啟動所述柴油顆粒物過濾器的再生。

可選地，當(dāng)根據(jù)柴油車的實際工況推算的所述柴油顆粒物過濾器的炭煙顆粒量超過一預(yù)定值時，啟動所述柴油顆粒物過濾器的再生。

優(yōu)選地，所述方法用于診斷重載柴油車的柴油顆粒物過濾器的再生是否頻繁。

根據(jù)本發(fā)明的判斷柴油顆粒物過濾器的再生是否頻繁的方法實際上與柴油顆粒物過濾器再生啟動的判斷無關(guān)。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)的任何種類的柴油車均可以直接采用本發(fā)明的方法來實現(xiàn)簡單并相對可靠地判定柴油顆粒物過濾器的再生頻率是否過高，避免柴油車的污染物(nox)排放超標(biāo)。

附圖說明

從后述的詳細(xì)說明并結(jié)合下面的附圖將能更全面地理解本發(fā)明的前述及其它方面。需要指出的是，各附圖的比例出于清楚說明的目的有可能不一樣，但這并不會影響對本發(fā)明的理解。在附圖中：

圖1簡要地示出了一個發(fā)動機(jī)與廢氣排放處理系統(tǒng)的示意框圖；

圖2a和2b分別簡要地示出了采用現(xiàn)有技術(shù)的柴油顆粒物過濾器的再生控制方法的正常再生與非正常再生情況；

圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的柴油顆粒物過濾器的頻繁再生診斷方法的框圖；并且

圖4以行駛里程為例示意性示出了一個根據(jù)本發(fā)明實施例的柴油顆粒物過濾器的頻繁再生診斷方法的實例。

具體實施方式

在本申請的各附圖中，結(jié)構(gòu)相同或功能相似的特征由相同的附圖標(biāo)記表示。

圖1簡要地示出了一個發(fā)動機(jī)與廢氣排放處理系統(tǒng)的示意框圖。柴油車的柴油發(fā)動機(jī)10啟動后，廢氣經(jīng)由排氣管20通至廢氣排放處 理系統(tǒng)30。該廢氣排放處理系統(tǒng)30包括柴油顆粒物過濾器31，用于過濾廢氣中的顆粒物。過濾后的廢氣再經(jīng)由穿過廢氣排放處理系統(tǒng)30的排氣管20向柴油車外排出。在柴油顆粒物過濾器31的入口與出口兩端分別配置有壓力傳感器32和33，用于檢測入口與出口處的排氣壓力?？刂茊卧?0(例如柴油車的ecu)自所述兩個壓力傳感器32和33獲得壓力檢測值，并依據(jù)入口與出口之間的排氣壓力差反推計算得出柴油顆粒物過濾器31中已經(jīng)捕集的炭煙顆粒量?？刂茊卧?0可以同時對柴油發(fā)動機(jī)10和廢氣排放處理系統(tǒng)30分別進(jìn)行控制。例如，根據(jù)需要，控制單元40可以向廢氣排放處理系統(tǒng)30發(fā)出指示柴油顆粒物過濾器31進(jìn)行再生過程的指令。

為了說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的柴油顆粒物過濾器31的再生頻繁判定方法，圖2a和2b分別簡要地示出了采用此種方法的正常再生與非正常再生情況。在圖2a和2b中，縱坐標(biāo)m代表由柴油顆粒物過濾器31所捕集的炭煙顆粒量，橫坐標(biāo)l代表柴油車根據(jù)法規(guī)要求完成尾氣排量測試所要行駛的距離。

如圖2a所示，當(dāng)柴油顆粒物過濾器31所捕集的炭煙顆粒量超過一預(yù)定的閾值mt后、即柴油車行駛了距離l1之后，啟動柴油顆粒物過濾器31的再生過程。然后，柴油車在行駛距離l2的期間內(nèi)，進(jìn)行柴油顆粒物過濾器31的再生，例如通過提高其進(jìn)氣溫度而使得所捕集的炭煙顆粒燃燒。通常，進(jìn)行再生過程的行駛距離l2是恒定的。

根據(jù)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)所計算得到的允許的炭煙顆粒聚集最快的標(biāo)準(zhǔn)曲線在圖2a和2b中以曲線①表示，實時反推得到的炭煙顆粒量曲線在圖2a和2b中分別以曲線②和③表示。

如圖2a所示，在正常的情況下，當(dāng)啟動柴油顆粒物過濾器31的再生過程時，依據(jù)排氣壓力差實時反推得到的炭煙顆粒量應(yīng)當(dāng)小于曲線①中對應(yīng)的量。但是，如圖2b所示，在非正常的情況下，當(dāng)柴油車行駛了距離l1＇(<l1)之后，控制單元40可以實時地通過排氣壓力差反推得到炭煙顆粒量曲線③。當(dāng)實時反推得到的炭煙顆粒量達(dá)到了閾值mt后，啟動柴油顆粒物過濾器31的再生過程，且如果此時炭煙顆粒量超過曲線①中對應(yīng)的量，則認(rèn)定柴油顆粒物過濾器31已經(jīng) 出現(xiàn)頻繁再生。

但是，對于重載柴油車而言，其發(fā)動機(jī)排量通常很大(至少大于6升)。因此，如果仍采用上述排氣壓力差來計算反推炭煙顆粒量的話，大多數(shù)情況下(尤其在前一次再生剛完成之后不久)根本無法得到如圖2b中所示的曲線③。也就是說，對于重載柴油車而言，上述頻繁再生判定方法并不適用。

針對不適用前述再生判定方法的柴油車而言，現(xiàn)有技術(shù)主要有(但不限于)以下幾種用于柴油顆粒物過濾器31的再生觸發(fā)/啟動方法。

第一種：事先基于廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)來計算進(jìn)行柴油顆粒物過濾器31的再生時所允許的柴油車的工況參數(shù)，例如(兩次再生過程啟動之間的)行駛里程、柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行時間以及油耗累計值等，然后基于該事先計算的車況參數(shù)規(guī)定一預(yù)定值，每當(dāng)達(dá)到該預(yù)定值后，由控制單元直接指令柴油顆粒物過濾器31進(jìn)行再生。

第二種：針對一臺標(biāo)準(zhǔn)柴油車型(或為用于備案測試的車型)在測試狀態(tài)下測試其在不同工況參數(shù)(例如不同的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、單位時間的油耗等)的柴油顆粒物過濾器捕集到的廢氣中的炭煙顆粒量值，然后將其作為基準(zhǔn)參數(shù)表存儲記錄下來。此后，針對同一型號的其它柴油車，依據(jù)該存儲的基準(zhǔn)參數(shù)表在每次再生過程結(jié)束后(即下一個再生開始之前)，根據(jù)該柴油車實際的工況參數(shù)(例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、單位時間的油耗等)由控制單元推斷柴油顆粒物過濾器中已捕集到的炭煙顆粒量，在該炭煙顆粒量累計到一定值后，由控制單元直接指令柴油顆粒物過濾器31進(jìn)行再生。

第三種：實時測試在用的柴油車的柴油顆粒物過濾器31的入口與出口排氣壓差，當(dāng)該排氣壓差大于一預(yù)定值后，認(rèn)為柴油顆粒物過濾器內(nèi)已捕集到的炭煙顆粒量達(dá)到再生啟動標(biāo)準(zhǔn)，然后由控制單元直接指令柴油顆粒物過濾器31進(jìn)行再生。對于重載柴油車而言，僅當(dāng)炭煙顆粒在柴油顆粒物過濾器內(nèi)已經(jīng)聚集到一定程度(使得排氣壓力差能夠合適地測定)之后才可以采用。

對于上述第一種和第二種方法，通過事先合適地設(shè)定相關(guān)的再生啟動條件，可以避免柴油顆粒物過濾器31的再生頻繁發(fā)生。但是，因 為實際工況的柴油車與計算或測定的工況參數(shù)有差別，所以有時候?qū)Σ裼皖w粒物過濾器31的再生啟動時機(jī)判斷得并不準(zhǔn)確，存在因柴油顆粒物過濾器31內(nèi)捕集的顆粒物過多而導(dǎo)致柴油顆粒物過濾器再生時燃燒溫度過高而燒裂的危險。第三種方法雖然可以相對準(zhǔn)確地判斷柴油顆粒物過濾器31的再生啟動時機(jī)，但會出現(xiàn)柴油顆粒物過濾器31的再生頻繁的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，在實際中，通常將上述第一種方法與第三種和/或第二種方法結(jié)合使用。這就造成了需要一種簡單并相對可靠的方法來判定柴油顆粒物過濾器31的再生頻率是否過高。

需要指出的，本發(fā)明所關(guān)注的僅僅是如何判斷柴油顆粒物過濾器的再生頻率是否過高的方法，而如何判定判斷柴油顆粒物過濾器的再生啟動時機(jī)并不在本發(fā)明說明書的討論范圍內(nèi)。因此，上述提到的第一、第二和第三種方法僅僅是示意性地描述了現(xiàn)有技術(shù)中如何針對特定的柴油車(例如重載柴油車)判定是否啟動其柴油顆粒物過濾器的再生過程的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚任何其它已知且合適的方法均可以用來判定是否啟動其柴油顆粒物過濾器的再生過程。

需要指出的是在本發(fā)明的范疇內(nèi)，重載柴油車應(yīng)當(dāng)指的是發(fā)動機(jī)排量在6升以上的柴油車。

圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的柴油顆粒物過濾器的頻繁再生診斷方法的框圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明的方法步驟均可以由控制單元40執(zhí)行實現(xiàn)。

首先，在步驟s10中，針對某一柴油車型，設(shè)定一預(yù)定的工況參數(shù)以及與其相配的記錄周期。在本發(fā)明的范疇內(nèi)，這里的工況參數(shù)指的是與柴油發(fā)動機(jī)的尾氣排放有關(guān)的柴油車的工作參數(shù)；而記錄周期指的是柴油車的實際工況未達(dá)到該預(yù)定的工況參數(shù)的前提下對柴油顆粒物過濾器的參數(shù)(例如，再生次數(shù))進(jìn)行記錄的周期。

這里，工況參數(shù)可以指的是柴油車的行駛里程、柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行時間或者累積油耗。例如，以行駛里程為例，作為預(yù)定的工況參數(shù)的行駛里程選定后，該行駛里程內(nèi)柴油車行駛的時間即為一記錄周期。柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行時間或者累積油耗以此類推。需要指出的是該工況參數(shù)的選擇可以與根據(jù)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)事先計算的允許的工況參數(shù)無 關(guān)。還以行駛里程為例，根據(jù)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)可以事先計算每次啟動柴油顆粒物過濾器31的再生過程所需的理想啟動行駛里程，而作為預(yù)定的工況參數(shù)的行駛里程可以選擇成大于或小于該理想啟動行駛里程。需要指出的是因控制單元40可以是柴油車本身的ecu，因此相關(guān)的工況參數(shù)均可以直接獲得。

然后，在步驟s20中，依據(jù)步驟s10中所定的預(yù)定的工況參數(shù)，確定在柴油發(fā)動機(jī)廢氣排放不超標(biāo)的情況下前述記錄周期內(nèi)柴油顆粒物過濾器31的再生過程完成的允許的最大次數(shù)。因此，對于行駛里程而言，所述記錄周期規(guī)定為在所述行駛里程內(nèi)對所述柴油車的所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)進(jìn)行記錄的周期。而對于柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行時間或累積油耗而言，所述記錄周期規(guī)定為在所述運(yùn)行時間或累積油耗內(nèi)對所述柴油車的所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)進(jìn)行記錄的周期。例如，步驟10和步驟20可以事先完成，并且相關(guān)的預(yù)定工況參數(shù)、記錄周期以及允許的最大次數(shù)可以存儲在柴油車內(nèi)、特別是ecu的存儲器內(nèi)。

然后，在步驟s30中，在前述記錄周期內(nèi)，記錄柴油車的柴油顆粒物過濾器31的實際完成的再生過程次數(shù)。這里，再生過程的啟動判定方法可以是上述第一、第二或第三種方法或者本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何其它合適的方法。

在步驟s40中，將步驟s30中記錄的實際完成的再生過程次數(shù)與步驟s20中確定的允許的最大次數(shù)相比較，來判斷前者是否大于后者。如果s40步驟的比較結(jié)果為“是”，則轉(zhuǎn)到步驟s52，認(rèn)定當(dāng)前柴油顆粒物過濾器31的再生過程過于頻繁，控制單元可以報警并停用柴油發(fā)動機(jī)。如果步驟s40的比較結(jié)果為“否”，則轉(zhuǎn)到步驟s51，認(rèn)定當(dāng)前柴油顆粒物過濾器31的再生過程頻次正常。再轉(zhuǎn)到步驟s60，將本次記錄周期重置，進(jìn)行下一記錄周期。在本發(fā)明中，“對記錄周期的重置”意味著對所述柴油顆粒物過濾器再生的完成次數(shù)的記錄清零并在另一個記錄周期內(nèi)重新開始。

為了更加清楚地解釋本發(fā)明，圖4以行駛里程為例示意性示出了一個根據(jù)本發(fā)明實施例的柴油顆粒物過濾器的頻繁再生診斷方法的實 例。如圖4所示，首先，確定預(yù)定的行駛里程ld(例如小于或等于800公里)并以該行駛里程作為一個記錄周期td。然后，根據(jù)該記錄周期td確定在柴油發(fā)動機(jī)廢氣排放不超標(biāo)的情況下柴油顆粒物過濾器的再生過程完成的允許的最大次數(shù)cmax。然后，對于在用的柴油車，每當(dāng)一個記錄周期td開始后，記錄柴油顆粒物過濾器的實際完成的再生過程次數(shù)cp。如果在該記錄周期td內(nèi)，cp>cmax，則認(rèn)定該在用的柴油車的柴油顆粒物過濾器的再生頻次過高，柴油車停用；否則認(rèn)定該在用的柴油車的柴油顆粒物過濾器的再生頻次正常，同時將記錄周期td重置，進(jìn)行下一輪判斷。

本發(fā)明的上述方法特別適用于單次再生啟動過程所需的行駛里程比較長的柴油車，例如柴油發(fā)動機(jī)排氣量大的柴油車或重載柴油車。因為大排量柴油發(fā)動機(jī)所對應(yīng)的記錄周期通常較長，因此可以在盡量留出足夠多的誤差量的前提下設(shè)定預(yù)定的工況參數(shù)，從而能夠杜絕廢氣排放超標(biāo)的情況出現(xiàn)。

采用本發(fā)明的上述方法，無需區(qū)分具體的柴油顆粒物過濾器的再生啟動判定方式，也無需根據(jù)柴油顆粒物過濾器的排氣壓力差來推斷當(dāng)前捕集的炭煙顆粒量，僅需要記錄完成的再生過程次數(shù)并將其與最大允許次數(shù)比較，就可以推斷出柴油顆粒物過濾器的再生過程是否頻繁，簡單、方便可靠。此外，因為本發(fā)明的上述方法與柴油顆粒物過濾器的再生啟動判定方式無關(guān)，所以可以直接方便地應(yīng)用到任何類型的現(xiàn)有技術(shù)的柴油車中，提高柴油顆粒物過濾器的頻繁再生判斷的成功率并簡化相關(guān)判斷過程，避免柴油車的污染物(nox)排放超標(biāo)。

盡管這里詳細(xì)描述了本發(fā)明的特定實施方式，但它們僅僅是為了解釋的目的而給出的，而不應(yīng)認(rèn)為它們對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，各種替換、變更和改造可被構(gòu)想出來。