一種微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微粒捕集器再生控制策略，尤其涉及一種實(shí)時(shí)在線更新再生控制MAP圖的再生控制方法。
技術(shù)背景
[0002]長期以來，柴油機(jī)微粒捕集器再生技術(shù)一直制約著微粒捕集器在車載上的推廣運(yùn)用。微粒捕集器的再生控制策略是整個(gè)再生技術(shù)的核心，主要包括再生開始時(shí)機(jī)判定、再生過程控制、再生終止判斷三個(gè)不封。所謂再生時(shí)機(jī)判定是指通過發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排氣狀態(tài)確定微粒的承載量，從而判定微粒捕集器的再生開始時(shí)機(jī)。再生過程控制是指根據(jù)再生過程中工況和排氣狀態(tài)的變化，判斷再生過程是否處于再生合理區(qū)域，根據(jù)反饋信息調(diào)整再生執(zhí)行機(jī)構(gòu)，確保再生過程一直處于再生合理區(qū)域。再生終止判斷是通過監(jiān)測(cè)排氣狀態(tài)信息是否恢復(fù)微粒捕集器潔凈狀態(tài)來判斷再生是否終止。
[0003]微粒捕集器再生控制策略的研究已經(jīng)越來越成熟和完善，國內(nèi)外學(xué)者們?cè)O(shè)計(jì)的再生系統(tǒng)已經(jīng)能在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可控的再生。但是在微粒捕集器車載使用過程中，排氣微粒中存在不可燃灰燼物質(zhì)，其不能通過再生清除，會(huì)隨著再生循環(huán)會(huì)累積在過濾體進(jìn)口孔道內(nèi)。柴油機(jī)排氣微粒中的灰燼物質(zhì)來源于潤滑油添加劑、發(fā)動(dòng)機(jī)磨損和腐蝕、柴油添加劑以及排氣系統(tǒng)腐蝕。雖然在單次循環(huán)過程中，微粒中灰燼物質(zhì)占比很少，但在成百上千的再生循環(huán)過程中，灰燼物質(zhì)的累積會(huì)越來越多。美國Sappok對(duì)微粒捕集器進(jìn)行道路車載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)微粒捕集器裝車運(yùn)行50000公里后，過濾體內(nèi)沉積微粒中灰燼物質(zhì)所占比例超過50%。微粒捕集器內(nèi)灰燼的沉積會(huì)影響其排氣流動(dòng)特性和再生性能，改變其壓降損失特性以及再生過程熱量傳遞過程，最終影響微粒捕集器的微粒承載量和再生溫升特性等，為此在微粒捕集器的實(shí)際工作中對(duì)其再生控制策略必須考慮累積灰燼對(duì)微粒捕集器再生控制策略的影響。
[0004]對(duì)于累積灰燼影響微粒捕集器再生控制策略的問題，專利201410577687.5公開了一種柴油機(jī)微粒捕集器微波再生系統(tǒng)控制策略及其裝置，其基于微波再生系統(tǒng)在考慮灰j:盡沉積的狀態(tài)下對(duì)微粒捕集器的再生開始和終止時(shí)機(jī)進(jìn)行修正。Yoshihisa Tashiro專利US 6，682，480 B2公開了一種微粒捕集器再生終止控制策略，其根據(jù)微粒捕集器的再生壓降信息，計(jì)算灰燼沉積厚度，并基于此更新再生終止判斷MAP圖。上述專利在再生控制中考慮了灰燼沉積對(duì)部分控制模塊的影響，但微粒捕集器的再生控制包括再生時(shí)機(jī)、再生過程和再生終止三個(gè)過程，灰燼沉積對(duì)再生三個(gè)過程都存在著影響，為了對(duì)其整個(gè)過程實(shí)施精準(zhǔn)的控制，必須考慮灰燼沉積對(duì)整個(gè)再生過程的影響，尤其是對(duì)再生過程的影響。本發(fā)明基于灰燼沉積狀態(tài)下的微粒捕集器再生控制方程，利用數(shù)值模擬和試驗(yàn)結(jié)合的方法，確定不同灰燼沉積狀態(tài)下再生控制MAP圖，并基于此設(shè)計(jì)一種可以根據(jù)工況和排氣狀態(tài)信息實(shí)時(shí)在線調(diào)整整個(gè)總體再生循環(huán)的控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)微粒捕集器完整再生過程的精準(zhǔn)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在提供一種微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制策略，考慮再生循環(huán)過程中過濾體內(nèi)沉積灰燼對(duì)再生控制的劣化影響，避免由于灰燼沉積致使微粒捕集器再生開始和終止時(shí)機(jī)判斷出現(xiàn)偏差，防止再生過程控制因灰燼沉積而無效。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制方法，其中:計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器通過電路和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接ECU，計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排氣狀態(tài)信息輸入數(shù)據(jù)分析軟件作為再生控制的信息參數(shù)，數(shù)據(jù)分析軟件依據(jù)輸入信息參數(shù)和存儲(chǔ)在ECU中的再生控制MAP圖，對(duì)微粒捕集器的再生開始判定、過程控制、終止判斷進(jìn)行分析，并通過再生執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對(duì)整個(gè)再生循環(huán)的控制，其特征在于:
[0007]利用再生開始判定模塊對(duì)微粒捕集器的再生開始時(shí)機(jī)進(jìn)行控制；
[0008]利用再生控制過程模塊控制微粒捕集器的再生過程，防止灰燼沉積致使再生溫度和溫升速率出現(xiàn)失控；
[0009]利用再生終止模塊在線監(jiān)控工況和排氣狀態(tài)，將實(shí)時(shí)信息輸入數(shù)據(jù)分析軟件，對(duì)比EOT中存儲(chǔ)的再生終止判斷MAP圖，分析再生過程是否達(dá)到再生終止?fàn)顟B(tài)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011](1)微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制策略考慮了灰燼沉積對(duì)再生開始時(shí)刻的影響，基于不同灰燼沉積狀態(tài)下的再生開始時(shí)刻判定MAP圖，消耗了灰燼沉積對(duì)再生時(shí)刻判定的影響，避免因灰燼沉積致使再生開始提前或滯后，減少再生提前造成的能量消耗，防止再生滯后造成的再生過程失控。
[0012](2)微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制策略考慮了灰燼沉積對(duì)再生過程控制的影響，通過再生控制數(shù)學(xué)模型以及試驗(yàn)標(biāo)定的方法獲得不同灰燼沉積狀態(tài)下的再生控制過程MAP圖，從而可以根據(jù)灰燼沉積量、再生過程溫度以及溫升速率實(shí)時(shí)調(diào)整再生能量的輸入，控制再生過程始終在可控范圍內(nèi)，避免因灰燼沉積致使再生失控，可有效延長微粒捕集器使用壽命。
[0013](3)微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制策略考慮了灰燼沉積對(duì)再生終止時(shí)刻判斷的影響，依據(jù)再生終止時(shí)刻判斷MAP圖，采用計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析軟件準(zhǔn)確選擇灰燼沉積狀態(tài)下的最優(yōu)化再生終止時(shí)刻判斷MAP圖，及時(shí)終止再生，減少再生能耗。
[0014](4)微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制策略能根據(jù)微粒捕集器再生后的實(shí)時(shí)工況和排氣狀態(tài)信息，獲得灰燼沉積狀態(tài)信息，并基于此選擇最合理的再生控制MAP圖，完成開始判定、過程控制和終止判斷MAP圖的更新，達(dá)到根據(jù)灰燼沉積狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整再生控制策略的目的。
[0015]附件說明
[0016]圖1是微粒捕集器再生總體控制策略流程圖；
[0017]圖2是微粒捕集器再生時(shí)機(jī)判定模塊示意圖；
[0018]圖3是微粒捕集器再生過程控制模塊示意圖；
[0019]圖4是微粒捕集器再生終止判斷模塊示意圖；
[0020]圖5是再生控制MAP圖更新流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖1-5對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]本發(fā)明涉及再生控制MAP制定和選擇，使得它適應(yīng)灰燼沉積狀態(tài)下微粒捕集器的再生控制需求，同時(shí)本發(fā)明涉及總體再生循環(huán)的控制策略，以完成微粒捕集器灰燼沉積狀態(tài)下的準(zhǔn)確再生控制。
[0023]本發(fā)明公開的再生控制MAP圖是利用微粒捕集器灰燼沉積狀態(tài)再生數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值模擬的方法首先獲得不同灰燼沉積階段的再生控制MAP圖，然后通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)定，從而獲得不同灰燼沉積狀態(tài)下的微粒捕集器最優(yōu)化再生控制MAP圖。再生控制MAP圖包括再生起燃判定、過程控制和終止判斷MAP圖。不同的灰燼沉積狀態(tài)下再生控制MAP不同，再生控制MAP圖存儲(chǔ)在EOT中，包含不同灰燼沉積狀態(tài)下的最優(yōu)化再生控制MAP圖。
[0024]本發(fā)明公開的數(shù)據(jù)分析軟件是根據(jù)灰燼沉積狀態(tài)下再生控制模型編譯的分析軟件，其將發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排氣狀態(tài)實(shí)時(shí)信息作為輸入?yún)?shù)，對(duì)比ECU中存儲(chǔ)的再生控制MAP圖信息，完成再生開始、過程和終止的控制。數(shù)據(jù)分析軟件包括再生開始判定、再生過程控制和再生終止判斷三大模塊。
[0025]如圖1所示，該實(shí)施例中，微粒捕集器實(shí)時(shí)在線更新再生控制方法通過以下方式實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器通過電路和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接ECU，計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排氣狀態(tài)信息輸入數(shù)據(jù)分析軟件作為再生控制的信息參數(shù)，數(shù)據(jù)分析軟件依據(jù)輸入信息參數(shù)和存儲(chǔ)在ECU中的再生控制MAP圖，對(duì)微粒捕集器的再生開始判定、過程控制、終止判斷進(jìn)行分析，并通過再生執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對(duì)整個(gè)再生循環(huán)的控制。
[0026]如圖2所示，再生開始判定模塊是對(duì)微粒捕集器的再生開始時(shí)機(jī)進(jìn)行控制，為了在灰燼沉積的狀態(tài)下準(zhǔn)確判定微粒捕集器再生開始時(shí)機(jī)，本發(fā)明中再生開始判定的包括如下步驟:
[0027]步驟1:通過安裝的傳感器，計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩N、轉(zhuǎn)速s、排氣背壓△ P、排氣溫度τ、排氣成分濃度η、排氣流量γ以及微粒捕集器壓差A(yù)PDPF信息等，并將其輸入數(shù)據(jù)分析軟件中的再生開始判定模塊；
[0028]步驟2:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況信息，在EOT中調(diào)用發(fā)動(dòng)機(jī)該工況下的再生開始判定MAP圖，并獲得再生開始判定的限值，不同的再生開始判定方法其判定限值不同，如可以采用排氣背壓ΔΡ或者微粒捕集器壓差A(yù)Pdpf作為判定限值；
[0029]步驟3:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣狀態(tài)信息對(duì)比再生開始判定MAP圖中的開始判定限值，若實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值小