尾气后处理系统中柴油颗粒捕集器再生的控制方法与流程

1.本发明涉及一种尾气后处理系统中柴油颗粒捕集器再生的控制方法，属于发动机尾气后处理技术领域。


背景技术：

2.相关技术中的尾气后处理系统包括柴油氧化催化器(doc)、位于所述柴油氧化催化器的下游的柴油颗粒捕集器(dpf)、以及位于所述柴油颗粒捕集器的下游的选择性催化还原器(scr)。
3.相关技术中通常采用发动机后喷来来实现柴油颗粒捕集器的再生。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种至少部分利用燃烧器组件在尾气后处理系统中实现柴油颗粒捕集器再生的控制方法。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种尾气后处理系统中柴油颗粒捕集器再生的控制方法，所述尾气后处理系统沿排气方向配置为连接在柴油发动机的下游，所述尾气后处理系统包括燃烧器组件、位于所述燃烧器组件的下游的柴油氧化催化器、位于所述柴油氧化催化器的下游的柴油颗粒捕集器、以及位于所述柴油颗粒捕集器的下游的选择性催化还原器，所述燃烧器组件包括压缩空气模块、燃油喷射模块以及点火线圈，所述控制方法包括如下步骤：
6.s1，判断所述柴油发动机是否启动；
7.s2，如果步骤s1中的判断结论为是，则等待电子控制单元指令；
8.s3，判断电子控制单元是否请求柴油颗粒捕集器再生以及柴油颗粒捕集器再生的方式，其中所述柴油颗粒捕集器再生的方式为点火再生或者喷油氧化再生；
9.s31，如果步骤s3中的判断结论为是，且柴油颗粒捕集器再生方式为点火再生时，执行步骤s41；如果步骤s3中的判断结论为是，且柴油颗粒捕集器再生方式为喷油氧化再生时，执行步骤s42；
10.s41，所述燃烧器组件点火，并执行步骤s5；
11.s42，通过所述柴油发动机的热管理来提升排气的温度；
12.s421，判断柴油氧化催化器是否达到起燃温度；
13.s422，如果步骤s421中的判断结论为是，控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器以氧化升温，并执行步骤s5；如果步骤s421中的判断结论为否，则返回至步骤s42；
14.s5，判断柴油颗粒捕集器再生是否完成；
15.s6，如果步骤s5中的判断结论为是，则返回至步骤s2。
16.作为本发明进一步改进的技术方案，所述控制方法还包括如下步骤：
17.s21，判断所述柴油发动机是否停机；如果判断结论为是，则结束本控制方法；如果判断结论是否，则返回至步骤s2。
18.作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤s3中，所述点火再生为完全点火再生；当步骤s31中的所述点火再生为完全点火再生时，所述控制方法在步骤s41之后、步骤s5之前还包括如下步骤：
19.s411，判断所述燃烧器组件点火是否成功；如果是，则执行步骤s412；如果否，则返回至步骤s41；
20.s412，所述燃烧器组件基于柴油颗粒捕集器的入口的目标温度进行闭环控制。
21.作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤s3中，所述点火再生为部分点火再生；当步骤s31中的所述点火再生为部分点火再生时，所述控制方法在步骤s41之后、步骤s5之前还包括如下步骤：
22.s411’，判断所述燃烧器组件点火是否成功；如果是，则执行步骤s412’；如果否，则返回至步骤s41；
23.s412’，所述燃烧器组件基于柴油氧化催化器的入口的目标温度进行闭环控制。
24.作为本发明进一步改进的技术方案，所述控制方法在步骤s412’之后，还包括如下步骤：
25.s413’，判断柴油氧化催化器是否达到起燃温度；如果步骤s413’中的判断结论为是，则执行步骤s414’；如果步骤s413’中的判断结论为否，则返回至步骤s412’；
26.s414’，电子控制单元根据载体温度计算喷油量，并控制向所述尾气后处理系统中喷射燃油；
27.其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s414’。
28.作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤s414’中，执行所述柴油发动机的后喷向所述尾气后处理系统中喷射燃油；或者
29.所述尾气后处理系统还包括碳氢喷嘴，在步骤s414’中，所述碳氢喷嘴向所述尾气后处理系统中喷射燃油。
30.作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤s3中，所述喷油氧化再生为完全喷油氧化再生；当步骤s31中的所述喷油氧化再生为完全喷油氧化再生时，步骤s422包括如下子步骤：
31.s4221，电子控制单元根据载体温度计算喷油量，并将喷油控制信号发送给控制器；
32.s4222，判断所述控制器是否接收到所述喷油控制信号；如果是，则执行步骤s4223；如果否，则返回至步骤s4221；
33.s4223，控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器以氧化升温；
34.其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s4223。
35.作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤s3中，所述喷油氧化再生为部分喷油氧化再生；当步骤s31中的所述喷油氧化再生为部分喷油氧化再生时，步骤s422包括如下子步骤：
36.s4221’，电子控制单元根据载体温度计算总喷油量；
37.s4222’，控制器将所述燃油喷射模块的最大和最小喷油量发送至电子控制单元；
38.s4223’，电子控制单元对所述总喷油量进行分配；
39.s4224’，电子控制单元将喷油控制信号发送给控制器以控制所述燃烧器组件喷油
至所述柴油氧化催化器，并执行所述柴油发动机的后喷向所述尾气后处理系统中喷射燃油。
40.作为本发明进一步改进的技术方案，步骤s4224’中，电子控制单元将喷油控制信号发送给控制器以控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器，包括：
41.s42241’，判断所述控制器是否接收到所述喷油控制信号；如果是，则执行步骤s42242’；如果否，则返回至步骤s4223’；
42.s42242’，控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器以氧化升温；
43.其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s42242’。
44.作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤s4224’中，执行所述柴油发动机的后喷向所述尾气后处理系统中喷射燃油的步骤也可以通过碳氢喷嘴向所述尾气后处理系统中喷射燃油来代替。
45.相较于现有技术，本发明的控制方法引入燃烧器组件，无论所述柴油颗粒捕集器再生的方式为点火再生或者喷油氧化再生，所述燃烧器组件均被利用起来以提高排气的温度，从而提高了柴油颗粒捕集器再生的效率。
附图说明
46.图1是本发明柴油发动机系统以及尾气后处理系统的原理图。
47.图2是本发明尾气后处理系统中柴油颗粒捕集器再生的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
48.下面将结合附图详细地对本发明的具体实施方式进行描述，其中如果存在若干具体实施方式，在不冲突的情况下，这些实施方式中的特征可以相互组合。当描述涉及附图时，除非另有说明，不同附图中相同的数字或者符号表示相同或相似的要素。以下示例性具体实施方式中所描述的内容并不代表本发明的所有实施方式，相反，它们仅是与本发明的权利要求书中所记载的、与本发明相一致的产品的例子。
49.在本发明中使用的术语是仅仅出于描述具体实施方式的目的，而非旨在限制本发明的保护范围。应当理解，本发明的说明书以及权利要求书中所使用的，例如“第一”、“第二”以及类似的词语，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分特征的命名。
50.请参照图1所示，本发明揭示了一种尾气后处理系统100，其沿排气方向配置为连接在柴油发动机系统200的下游。所述柴油发动机系统200包括柴油发动机201、进气系统202以及电子控制单元(ecu)等。
51.所述尾气后处理系统100包括燃烧器组件1、位于所述燃烧器组件1的下游的柴油氧化催化器(doc)2、位于所述柴油氧化催化器2的下游的柴油颗粒捕集器(dpf)3、位于所述柴油颗粒捕集器3的下游的选择性催化还原器(scr)4、位于所述选择性催化还原器4的下游的氨逃逸催化器(asc)5、位于所述柴油颗粒捕集器3与所述选择性催化还原器4之间的尿素喷嘴6。所述尿素喷嘴6用以向尾气中喷射雾化的尿素液滴，尿素在分解后产生氨气，氨气作为一种化学物质与尾气混合并在所述选择性催化还原器4上发生还原反应，以降低尾气中有害物质。上述尾气后处理的原理对所属技术领域的技术人员是显而易见的，本发明不再赘述。为了提高所述尿素的蒸发，所述尾气后处理系统100还包括位于所述尿素喷嘴6和所
述选择性催化还原器4之间的混合器9。
52.所述燃烧器组件1包括压缩空气模块11、燃油喷射模块12以及点火线圈13。所述燃烧器组件1还包括控制器(controller)14，所述控制器14可以与所述电子控制单元集成在一起，或者所述控制器14与所述电子控制单元为各自的控制单元。所述控制器14与所述电子控制单元进行通讯。
53.请结合图2所示，本发明尾气后处理系统100中柴油颗粒捕集器3再生的控制方法，包括如下步骤：
54.s1，判断所述柴油发动机201是否启动；
55.s2，如果步骤s1中的判断结论为是，则等待电子控制单元指令；
56.s3，判断电子控制单元是否请求柴油颗粒捕集器3再生以及柴油颗粒捕集器3再生的方式，其中所述柴油颗粒捕集器3再生的方式为点火再生或者喷油氧化再生；
57.s31，如果步骤s3中的判断结论为是，且柴油颗粒捕集器3再生方式为点火再生时，执行步骤s41；如果步骤s3中的判断结论为是，且柴油颗粒捕集器3再生方式为喷油氧化再生时，执行步骤s42；
58.s41，所述燃烧器组件1点火，并执行步骤s5；
59.s42，通过所述柴油发动机201的热管理来提升排气的温度；
60.s421，判断柴油氧化催化器2是否达到起燃温度；
61.s422，如果步骤s421中的判断结论为是，控制所述燃烧器组件1喷油至所述柴油氧化催化器2以氧化升温，并执行步骤s5；如果步骤s421中的判断结论为否，则返回至步骤s42；
62.s5，判断柴油颗粒捕集器3再生是否完成；
63.s6，如果步骤s5中的判断结论为是，则返回至步骤s2。
64.在本发明图示的实施方式中，所述控制方法还包括如下步骤：
65.s21，判断所述柴油发动机201是否停机；如果判断结论为是，则结束本控制方法；如果判断结论是否，则返回至步骤s2。
66.在步骤s21中，当判断所述柴油发动机201是否停机的判断结论为是时，在结束本控制方法之前，所述控制方法还包括：后运行后并断电的步骤。
67.在步骤s3中，所述点火再生为完全点火再生；当步骤s31中的所述点火再生为完全点火再生时，所述控制方法在步骤s41之后、步骤s5之前还包括如下步骤：
68.s411，判断所述燃烧器组件1点火是否成功；如果是，则执行步骤s412；如果否，则返回至步骤s41；
69.s412，所述燃烧器组件1基于柴油颗粒捕集器3的入口的目标温度进行闭环控制。
70.在步骤s3中，所述点火再生为部分点火再生；当步骤s31中的所述点火再生为部分点火再生时，所述控制方法在步骤s41之后、步骤s5之前还包括如下步骤：
71.s411’，判断所述燃烧器组件1点火是否成功；如果是，则执行步骤s412’；如果否，则返回至步骤s41；
72.s412’，所述燃烧器组件1基于柴油氧化催化器的入口的目标温度进行闭环控制。
73.所述控制方法在步骤s412’之后，还包括如下步骤：
74.s413’，判断柴油氧化催化器2是否达到起燃温度；如果步骤s413’中的判断结论为
是，则执行步骤s414’；如果步骤s413’中的判断结论为否，则返回至步骤s412’；
75.s414’，电子控制单元根据载体温度计算喷油量，并控制向所述尾气后处理系统100中喷射燃油；
76.其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s414’。
77.在步骤s414’中，执行所述柴油发动机201的后喷向所述尾气后处理系统100中喷射燃油；或者
78.所述尾气后处理系统100还包括碳氢喷嘴7，在步骤s414’中，所述碳氢喷嘴7向所述尾气后处理系统100中喷射燃油。
79.在步骤s3中，所述喷油氧化再生为完全喷油氧化再生；当步骤s31中的所述喷油氧化再生为完全喷油氧化再生时，步骤s422包括如下子步骤：
80.s4221，电子控制单元根据载体温度计算喷油量，并将喷油控制信号发送给控制器14；
81.s4222，判断所述控制器14是否接收到所述喷油控制信号；如果是，则执行步骤s4223；如果否，则返回至步骤s4221；
82.s4223，控制所述燃烧器组件1喷油至所述柴油氧化催化器2以氧化升温；
83.其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s4223。
84.在步骤s3中，所述喷油氧化再生为部分喷油氧化再生；当步骤s31中的所述喷油氧化再生为部分喷油氧化再生时，步骤s422包括如下子步骤：
85.s4221’，电子控制单元根据载体温度计算总喷油量；
86.s4222’，控制器将所述燃油喷射模块12的最大和最小喷油量发送至电子控制单元；
87.s4223’，电子控制单元对所述总喷油量进行分配；
88.s4224’，电子控制单元将喷油控制信号发送给控制器14以控制所述燃烧器组件1喷油至所述柴油氧化催化器2，并执行所述柴油发动机201的后喷向所述尾气后处理系统100中喷射燃油。
89.步骤s4224’中，电子控制单元将喷油控制信号发送给控制器14以控制所述燃烧器组件1喷油至所述柴油氧化催化器2，包括：
90.s42241’，判断所述控制器14是否接收到所述喷油控制信号；如果是，则执行步骤s42242’；如果否，则返回至步骤s4223’；
91.s42242’，控制所述燃烧器组件1喷油至所述柴油氧化催化器2以氧化升温；
92.其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s42242’。
93.在本发明的其它实施方式中，在步骤s4224’中，执行所述柴油发动机201的后喷向所述尾气后处理系统100中喷射燃油的步骤也可以通过碳氢喷嘴7向所述尾气后处理系统100中喷射燃油来代替。
94.在本发明图示的实施方式中，完全点火再生、部分点火再生、完全喷油氧化再生以及部分喷油氧化再生是按照设定顺序进行判断的。当然，所述技术领域的技术人员能够理解，完全点火再生、部分点火再生、完全喷油氧化再生以及部分喷油氧化再生的顺序可以灵活调整。当以上完全点火再生、部分点火再生、完全喷油氧化再生以及部分喷油氧化再生的判断结论均为否时，所述控制方法执行其它步骤(例如冷启动、保温、预加热等)。
95.相较于现有技术，本发明的控制方法引入燃烧器组件1，所述燃烧器组件1能够进行热管理，且无论当所述柴油颗粒捕集器3再生的方式为点火再生或者喷油氧化再生时，所述燃烧器组件1均被利用起来以提高排气的温度，从而提高了柴油颗粒捕集器3再生的效率。
96.以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

技术特征：
1.一种尾气后处理系统中柴油颗粒捕集器再生的控制方法，所述尾气后处理系统沿排气方向配置为连接在柴油发动机的下游，所述尾气后处理系统包括燃烧器组件、位于所述燃烧器组件的下游的柴油氧化催化器、位于所述柴油氧化催化器的下游的柴油颗粒捕集器、以及位于所述柴油颗粒捕集器的下游的选择性催化还原器，所述燃烧器组件包括压缩空气模块、燃油喷射模块以及点火线圈，所述控制方法包括如下步骤：s1，判断所述柴油发动机是否启动；s2，如果步骤s1中的判断结论为是，则等待电子控制单元指令；s3，判断电子控制单元是否请求柴油颗粒捕集器再生以及柴油颗粒捕集器再生的方式，其中所述柴油颗粒捕集器再生的方式为点火再生或者喷油氧化再生；s31，如果步骤s3中的判断结论为是，且柴油颗粒捕集器再生方式为点火再生时，执行步骤s41；如果步骤s3中的判断结论为是，且柴油颗粒捕集器再生方式为喷油氧化再生时，执行步骤s42；s41，所述燃烧器组件点火，并执行步骤s5；s42，通过所述柴油发动机的热管理来提升排气的温度；s421，判断柴油氧化催化器是否达到起燃温度；s422，如果步骤s421中的判断结论为是，控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器以氧化升温，并执行步骤s5；如果步骤s421中的判断结论为否，则返回至步骤s42；s5，判断柴油颗粒捕集器再生是否完成；s6，如果步骤s5中的判断结论为是，则返回至步骤s2。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括如下步骤：s21，判断所述柴油发动机是否停机；如果判断结论为是，则结束本控制方法；如果判断结论是否，则返回至步骤s2。3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在步骤s3中，所述点火再生为完全点火再生；当步骤s31中的所述点火再生为完全点火再生时，所述控制方法在步骤s41之后、步骤s5之前还包括如下步骤：s411，判断所述燃烧器组件点火是否成功；如果是，则执行步骤s412；如果否，则返回至步骤s41；s412，所述燃烧器组件基于柴油颗粒捕集器的入口的目标温度进行闭环控制。4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在步骤s3中，所述点火再生为部分点火再生；当步骤s31中的所述点火再生为部分点火再生时，所述控制方法在步骤s41之后、步骤s5之前还包括如下步骤：s411’，判断所述燃烧器组件点火是否成功；如果是，则执行步骤s412’；如果否，则返回至步骤s41；s412’，所述燃烧器组件基于柴油氧化催化器的入口的目标温度进行闭环控制。5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法在步骤s412’之后，还包括如下步骤：s413’，判断柴油氧化催化器是否达到起燃温度；如果步骤s413’中的判断结论为是，则执行步骤s414’；如果步骤s413’中的判断结论为否，则返回至步骤s412’；s414’，电子控制单元根据载体温度计算喷油量，并控制向所述尾气后处理系统中喷射
燃油；其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s414’。6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于：在步骤s414’中，执行所述柴油发动机的后喷向所述尾气后处理系统中喷射燃油；或者所述尾气后处理系统还包括碳氢喷嘴，在步骤s414’中，所述碳氢喷嘴向所述尾气后处理系统中喷射燃油。7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在步骤s3中，所述喷油氧化再生为完全喷油氧化再生；当步骤s31中的所述喷油氧化再生为完全喷油氧化再生时，步骤s422包括如下子步骤：s4221，电子控制单元根据载体温度计算喷油量，并将喷油控制信号发送给控制器；s4222，判断所述控制器是否接收到所述喷油控制信号；如果是，则执行步骤s4223；如果否，则返回至步骤s4221；s4223，控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器以氧化升温；其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s4223。8.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在步骤s3中，所述喷油氧化再生为部分喷油氧化再生；当步骤s31中的所述喷油氧化再生为部分喷油氧化再生时，步骤s422包括如下子步骤：s4221’，电子控制单元根据载体温度计算总喷油量；s4222’，控制器将所述燃油喷射模块的最大和最小喷油量发送至电子控制单元；s4223’，电子控制单元对所述总喷油量进行分配；s4224’，电子控制单元将喷油控制信号发送给控制器以控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器，并执行所述柴油发动机的后喷向所述尾气后处理系统中喷射燃油。9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于：步骤s4224’中，电子控制单元将喷油控制信号发送给控制器以控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器，包括：s42241’，判断所述控制器是否接收到所述喷油控制信号；如果是，则执行步骤s42242’；如果否，则返回至步骤s4223’；s42242’，控制所述燃烧器组件喷油至所述柴油氧化催化器以氧化升温；其中，在步骤s6中，如果步骤s5中的判断结论为否，则返回至步骤s42242’。10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在步骤s4224’中，执行所述柴油发动机的后喷向所述尾气后处理系统中喷射燃油的步骤也可以通过碳氢喷嘴向所述尾气后处理系统中喷射燃油来代替。

技术总结
一种尾气后处理系统中DPF再生的控制方法，其包括如下步骤：S1，判断所述柴油发动机是否启动；S2，等待ECU指令；S3，判断ECU是否请求DPF再生以及DPF再生的方式；S31，如果步骤S3中DPF再生方式为点火再生时，执行步骤S41；如果步骤S3中DPF再生方式为喷油氧化再生时，执行步骤S42；S41，所述燃烧器组件点火，并执行步骤S5；S42，通过所述柴油发动机的热管理来提升排气的温度；S421，判断DOC是否达到起燃温度；S422，控制所述燃烧器组件喷油至所述DOC以氧化升温，并执行步骤S5；S5，判断DPF再生是否完成；S6，如果步骤S5中的判断结论为是，则返回至步骤S2。步骤S2。步骤S2。


技术研发人员：李伟 刘大玲
受保护的技术使用者：天纳克（苏州）排放系统有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/5/31