基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统
技术领域
本发明涉及柴油机后处理制造领域，尤其涉及一种基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统。
背景技术
目前，机动车的迅猛发展伴随产生了严重的大气污染，呈现出区域复合型特点。许多大城市的大气污染已经由煤烟型污染转向煤烟和机动车复合型污染，少数特大城市已经明显表现出光化学烟雾型(即机动车尾气型)大气污染。因此，柴油车尾气排放污染控制技术的研究极其重要并且迫在眉睫。柴油车尾气排放污染中颗粒物是一个主要的污染物，颗粒物处理技术主要通过捕集手段来降低排气中的颗粒物。在降低柴油机颗粒物排放方面，目前公认最有效的技术是颗粒物过滤技术。柴油机尾气颗粒物捕集器(DPF)系统能够消除柴油机95％的颗粒物(黑烟)排放，减少空气中PM含量。根据北京环保局发布的《关于国Ⅳ标准及以上重型柴油和国Ⅴ标准燃气汽车OBD系统监管要求的通知》，自2015年1月1日开始，销往北京的国Ⅴ重型柴油车必须带有颗粒捕集器(DPF)系统。
柴油机主被动再生系统是由排气燃油喷射系统、氧化催化器(DOC)、催化型柴油颗粒捕集器(DPF)、控制单元(DCU)、DOC前排气温度传感器、DPF前排气温度传感器、DPF后排气温度传感器和DPF压差传感器组成。大多数工况下，柴油机DPF系统依靠发动机的排气温度进行被动再生，在排气温度较低的工况下，向DOC前排气管中喷入适量柴油，依靠DOC氧化放热提升排气温度，实现DPF内的主动再生。如果排气温度过低,安装在过滤器中的特殊加热塞自动开始工作,为滤芯中颗粒物开始燃烧提供额外热源。根据DPF电控系统的发动机性能参数的相关要求以及DPF控制系统需求的要求，对电控系统的相关传感器、执行器进行如下配置。
但是，现有的燃烧器DPF系统主要采用自动再生控制策略，间隔一段时间就进行燃烧器DPF系统再生，这样的方案会导致没有根据实际具体实际的需求，没有考虑具体DPF前后压差阀值，频繁进行主动再生，从而导致燃油消耗量增大；同时自动再生会导致柴油机在瞬态工况下DPF再生过程中温度过高，烧毁载体。
发明内容
本发明的目的在于通过一种基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统，该系统的输入信号包括但不限于点火钥匙开关信号、手动强制进行再生开关信号、手动强制关闭再生开关信号、涡后排气温度传感器信号、DPF前温度传感器信号、DPF后温度传感器信号、DPF压差传感器信号、空气流量传感器信号；电控单元对燃油电磁泵、空气泵、点火预热塞进行控制；所述涡后排气温度传感器信号、DPF前温度传感器信号、DPF后温度传感器信号、DPF压差传感器信号输入到所述电控单元提供再生时机的触发条件和温度保护机制判断条件。
特别地，所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统的输出信号包括但不限于燃油电磁泵驱动信号、空气泵驱动信号、点火预热塞驱动信号。
特别地，所述电控单元包括硬件模块、软件模块及连接线束。
特别地，所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括外部开关信号处理模块；所述外部开关信号处理模块包括两路电控单元开关信号，一路高电平有效开关输入，一路低电平有效开关输入；其处理信号包括但不限于钥匙上电信号、断电延时信号。
特别地，所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括DPF手动再生硬件外部模拟信号处理模块，该模块包括12路信号输入，输入电压与传感器电源电压为线性关系；其处理信号包括DOC前温度信号、DPF压差传感器信号、DPF前温度传感器信号、DPF后温度传感器信号、燃油压力信号、进气流量信号、涡后排气温度传感器信号、排气背压信号、气泵压力信号、再生开关信号、两路预留信号。
特别地，所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括六路功率低边驱动；所述六路功率低边驱动包括MIL灯输出控制信号、再生指示灯输出控制信号、空气驱动泵输出控制信号、点火加热塞输出控制信号、电磁泵输出控制信号、预留驱动输出控制信号。
特别地，所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括两路CAN通讯总线，一路CAN总线用于故障诊断和标定，另一路CAN总线用于与其他控制器进行J1939通讯。
本发明提出的基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统实现了在稳态怠速工况下进行驻车主动再生，可以避免燃油消耗量过高，再生温度可控，安全，可以避免非可控再生情况。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统应用示意图，图中101为中冷器，102为空气过滤器，103为油箱，104为涡轮增压器，105为加热棒，106为节气门控制阀，107为燃油泵，108为DPF压差传感器。
本实施例中基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统的输入信号包括但不限于点火钥匙开关信号、手动强制进行再生开关信号、手动强制关闭再生开关信号、涡后排气温度传感器信号、DPF前温度传感器信号、DPF后温度传感器信号、DPF压差传感器信号、空气流量传感器信号；电控单元对燃油电磁泵、空气泵、点火预热塞进行控制；所述涡后排气温度传感器信号、DPF前温度传感器信号、DPF后温度传感器信号、DPF压差传感器信号输入到所述电控单元提供再生时机的触发条件和温度保护机制判断条件。
具体的，在本实施例中所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统的输出信号包括但不限于燃油电磁泵驱动信号、空气泵驱动信号、点火预热塞驱动信号。具体的，在本实施例中所述电控单元包括硬件模块、软件模块及连接线束。具体的，在本实施例中所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括外部开关信号处理模块；所述外部开关信号处理模块包括两路电控单元开关信号，一路高电平有效开关输入，一路低电平有效开关输入；其处理信号包括但不限于钥匙上电信号、断电延时信号。具体的，在本实施例中所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括DPF手动再生硬件外部模拟信号处理模块，该模块包括12路信号输入，输入电压与传感器电源电压为线性关系；其处理信号包括DOC前温度信号、DPF压差传感器信号、DPF前温度传感器信号、DPF后温度传感器信号、燃油压力信号、进气流量信号、涡后排气温度传感器信号、排气背压信号、气泵压力信号、再生开关信号、两路预留信号。具体的，在本实施例中所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括六路功率低边驱动；所述六路功率低边驱动包括MIL灯输出控制信号、再生指示灯输出控制信号、空气驱动泵输出控制信号、点火加热塞输出控制信号、电磁泵输出控制信号、预留驱动输出控制信号。具体的，在本实施例中所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统包括两路CAN通讯总线，一路CAN总线用于故障诊断和标定，另一路CAN总线用于与其他控制器进行J1939通讯。通信接口使用了两个标准的CAN接口，分别用于故障诊断和监测标定，以及与柴油机电控单元通信。柴油机DPF电控单元使用了两个MSCAN模块进行外部通信，分别用于与柴油机高压燃油电控单元间的通信以及与标定、检测、故障诊断系统之间的通信。其中，与柴油机高压共轨电控单元之间的通信采用J1939协议，与标定软件采用基于CAN总线的CCP通信。
具体的，在本实施例中涡后排气温度传感器用于监控排气温度，确定柴油机是否处于暖机工况。燃烧器腔内温度传感器用于监控燃烧器火焰温度，确定混合器燃烧是否成功。DPF前温度传感器用于进行再生温度的监控和再生温度的闭环控制。DPF后温度传感器用于进行再生温度过高的故障诊断和安全保护。DPF压差传感器用于监控堵塞情况，用于司机对DPF堵塞情况进行判断，是否需要进行主动再生。空气流量传感器用于测量空气流量，用于对燃油喷射量进行计算。电磁泵驱动信号用于对燃油的计量。空气泵驱动信号用于对空气的驱动。点火预热塞驱动信号用于对燃油混合气的点燃。
在本实施例中柴油机DPF模拟输入信号包括低温加热器温度传感器、DPF前温度传感器、DPF后温度传感器、DPF前后压差传感器、燃油喷射压力传感器等。
柴油机DPF数字开关信号包括点火钥匙开关信号、DPF驻车怠速再生请求信号、故障诊断开关信号等。执行驱动功能包括DPF燃油喷射计量喷射阀、燃油加热驱动棒、故障灯指示、输油泵驱动电机、故障灯指示等。燃油加热驱动棒功能为产生燃油加热雾化所需要的热量。供电部分包括蓄电池、电源模块等。
在本实施例中基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统的控制策略为当柴油机在怠速暖机后的工况下DPF前后压差大于一定阀值，司机则判定DPF载体堵塞，需要进行定工况再生。司机首先让柴油机要充分暖机，保证燃油温度达到40℃以上，循环冷却水温度达到80℃以上，涡后温度达到110℃以上。所述基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统的控制策略为当柴油机在怠速暖机后的工况下DPF前后压差大于一定阀值，司机则判定DPF载体堵塞，需要进行定工况再生。司机首先让柴油机要充分暖机，保证燃油温度达到40℃以上，循环冷却水温度达到80℃以上，涡后温度达到110℃以上。司机长按强制绿色再生开关5秒，直至仪表再生指示灯绿色常亮，则进入再生模式。喷射系统开始喷油，主动再生开始，维持20min后，喷射系统终止喷油，主动再生终止，车辆可以安全上路行驶。在本实施例中基于驻车暖机怠速工况燃烧器DPF再生控制系统的控制策略为指示灯闪烁表明DPF载体中的碳载量超上限，此时必须进行驻车再生，重复上述操作，再生时间保持在30min以上较为合适。
本发明的技术方案实现了在稳态怠速工况下进行驻车主动再生，可以避免燃油消耗量过高，再生温度可控，可以避免非可控再生情况，实现安全、可靠的DPF主动再生。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
