[发明专利]柴油机颗粒物捕集器再生温度的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机排气后处理技术领域，特别是涉及一种柴油机颗粒物捕集器再生温度的控制方法及系统。

背景技术

请参考图1，图1为柴油机后处理系统的结构简示图，图中的箭头表明柴油机排气的流动方向。

柴油机的后处理系统主要包括沿尾气流向布置的氧化型催化转化器（Diesel Oxidation Catalysis，DOC）、颗粒物捕集器（Diesel Particulate Filter，DPF）、选择性催化转化器（Selective Catalytic Reduciton，SCR）和氨捕集器（ASC）。

柴油机的排气先经过氧化型催化转化器，在催化剂的作用下，排气中的HC、CO和SOF（Soluble Organic Fracitons，有机可溶性物质）与排气中的氧气在较低的温度下进行氧化反应，转化为CO₂和H₂O，NO被转化成NO₂，之后排气进入颗粒物捕集器，排气中的微粒被捕集，接着经过选择性催化转化器、氨捕集器，最后排入大气中。

随着工作时间的加长，颗粒物捕集器上堆积的颗粒物越来越多，不仅影响颗粒物捕集器的过滤效果，还会增加排气背压，影响柴油机的换气和燃烧，导致输出功率降低，油耗增加，所以，如何及时消除颗粒物捕集器上的颗粒物，即颗粒物捕集器再生，至关重要。

主动再生是使颗粒物捕集器再生的方法之一，该方法利用外界能量提高颗粒物捕集器内的温度，使颗粒物着火燃烧。具体地，当颗粒物捕集器的前后压差传感器检测到颗粒物捕集器前后的背压过大时，认为已达到颗粒物捕集器所能承受的颗粒物累积量，此时通过外界能量，如在氧化型催化转化器前喷射柴油与废气混合并燃烧，提高颗粒物捕集器内的温度，使其中沉积的颗粒物氧化燃烧，从而达到再生的目的。

但是，在主动再生过程中，如果无法对后处理柴油喷射系统的喷油量进行有效控制，则会导致两种结果：

喷油量过少，颗粒物捕集器内温度达不到颗粒物的起燃温度，或颗粒物燃烧不充分，导致颗粒物捕集器的再生效果不理想，柴油机性能没有得到有效改善；

喷油量过多，导致颗粒物捕集器内温度提升过高过快，超过氧化型催化转化器、颗粒物捕集器以及选择型催化转化器中催化剂的最高耐温能力，致使催化剂烧熔，后处理系统的功能失效，排气超标。

现有技术中，颗粒物捕集器主动再生时，控制喷油量的方法为：

闭环PID控制，针对不同工况不同机型进行详细的脉普标定，形成脉普图，作为基本喷油量，以颗粒物捕集器前的设定温度为控制目标，比较颗粒物捕集器前设定温度与实际温度的差值，通过PI算法控制后处理柴油喷射系统的喷油量，使颗粒物捕集器前的实际温度趋于设定温度；

开环控制，针对不同工况不同机型进行详细的脉普标定，形成脉普图，根据脉普图来调节喷油量，从而控制颗粒物捕集器前的实际温度。

在实际工作过程中，废气与氧化型催化转化器的热交换，废气流量的变化，这些因素均会影响颗粒物捕集器前的实际温度，对此上述两种控制方式均未考虑，从而无法精确控制喷油量，以避免再生温度不理想或再生温度失控的发生。

有鉴于此，如何精确控制喷油量，从而精确控制颗粒物捕集器主动再生过程中的温度，防止再生温度不理想或再生温度失控，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种柴油机颗粒物捕集器再生温度的控制方法及系统，能够精确控制喷油量，从而精确控制颗粒物捕集器主动再生过程中的温度，有效避免再生温度不理想或再生温度失控。

为解决上述技术问题，本发明提供一种柴油机的颗粒物捕集器再生温度的控制方法，所述柴油机包括沿废气流向依次布置的氧化型催化转化器和颗粒物捕集器，所述氧化型催化转化器前设置有后处理柴油喷射系统；所述控制方法包括如下步骤：

10）预设颗粒物捕集器前设定温度和对应于不同废气质量流量的稳态修正喷油量；

20）根据当前废气质量流量、颗粒物捕集器前设定温度和氧化型催化转化器内实际温度确定当前稳态喷油量；

30）根据当前稳态喷油量及与当前废气质量流量对应的稳态修正喷油量确定当前稳态修正后喷油量，并输出与当前稳态修正轴喷油量对应的喷油信号至所述后处理柴油喷射系统；

40）根据颗粒物捕集器前设定温度与颗粒物捕集器前实际温度的差值，对当前稳态修正后喷油量进行闭环控制。