发动机控制方法及车辆与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及发动机控制方法及车辆。


背景技术：

2.发动机排出的颗粒物对于环境及人体有着较大的危害，因此在车辆的后处理系统设置有dpf(diesel particulate filter，颗粒物捕集器)，发动机的排气流经dpf时，排气中的碳烟等颗粒物被捕集在过滤体的滤芯内，剩下较清洁的排气排入大气中，以对发动机的排气进行过滤，减少发动机排到环境中的颗粒物。dpf的被动再生指的是在一定温度区间内，发动机的排气中的no2对被捕集的碳烟等颗粒物有很强的氧化能力，因此可以利用no2作为氧化剂除去dpf中捕集的碳烟等颗粒物，并生成co2，而no2又被还原为no，从而达到去除dpf内捕集的碳烟等颗粒物的目的。dpf中积累适量的碳烟等颗粒物能够提高dpf的过滤效率，当被动再生过多消耗dpf内部的碳烟等颗粒物时，会导致dpf的过滤效率下降，甚至导致dpf的过滤失效，使车辆排到大气中的颗粒物过多。在实际使用中，被动再生导致dpf的过滤失效的频次极高，因此需要及时预测是否存在被动再生导致dpf过滤失效的风险，进而采取一系列措施，以避免被动再生导致dpf过滤失效。现有技术中，通过碳载量模型或者排气温度预测dpf过滤失效，当被动再生消耗的碳载量达到阈值后，认为dpf过滤失效；或者，当排气温度过高一段时间后，认为dpf过滤失效。然而，通过碳载量和排气温度判断dpf过滤是否失效均不够准确。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供发动机控制方法及车辆，以解决现有技术中预测被动再生导致dpf过滤失效风险的方法不够准确的问题。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.发动机控制方法，包括：
6.s1：实时获取dpf压差和dpf内的废气体积流量；
7.s2：实时获取发动机实际排气温度，判断所述发动机实际排气温度是否大于等于设定温度；
8.若是，则进行s3；
9.若否，则返回s1；
10.s3：根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻；
11.s4：判断所述dpf流阻是否降低；
12.若是，则进行s5；
13.若否，则返回s1；
14.s5：判断所述dpf流阻降低的持续时间是否大于等于第一标定时间限值；
15.若是，则同时进行s6和s8；
16.若否，则返回s1；
17.s6：根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻的变化率；
18.s7：根据所述dpf流阻的变化率，判断dpf是否存在过滤失效风险；
19.若是，则进行s9；
20.s8：根据所述dpf流阻，判断dpf是否存在过滤失效风险；
21.若是，则进行s9；
22.s9：调整发动机的燃烧参数以使dpf的被动再生和dpf内积碳维持平衡。
23.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻包括：
24.所述dpf压差除以所述dpf内的废气体积流量得到所述dpf流阻；或者，根据dpf温度得到温度修正系数，所述dpf压差除以所述dpf内的废气体积流量再乘以所述温度修正系数，得到所述dpf流阻。
25.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，根据dpf温度得到温度修正系数包括：
26.根据所述dpf温度，通过dpf温度-温度修正系数关系图，得到所述温度修正系数。
27.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻的变化率包括：
28.s61：当前时刻之前第一设定时间为第一时刻，当前时刻之前第二设定时间为第二时刻，所述第二设定时间是所述第一设定时间的两倍；从所述第二时刻到所述当前时刻实时计算所述dpf流阻，得到多个所述dpf流阻；
29.s62：计算从第一时刻到当前时刻内得到的多个所述dpf流阻的平均值，得到第一流阻平均值，计算从第二时刻到第一时刻内得到的多个所述dpf流阻的平均值，得到第二流阻平均值；
30.s63：所述第一流阻平均值减去所述第二流阻平均值的差再除以所述第一设定时间，得到所述dpf流阻的变化率。
31.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，在s61和s62之间还包括：
32.对多个所述dpf流阻进行滤波。
33.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，根据所述dpf流阻的变化率，判断dpf是否存在过滤失效风险包括：
34.s71：判断所述dpf流阻的变化率的绝对值是否大于设定流阻变化率的绝对值；
35.若是，则进行s72；
36.s72：判断所述dpf流阻的变化率的绝对值大于所述设定流阻变化率的绝对值的持续时间是否大于等于第二标定时间限值；
37.若是，则dpf存在过滤失效风险；
38.若否，则dpf不存在过滤失效风险。
39.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，根据所述dpf流阻，判断dpf是否存在过滤失效风险包括：
40.s81：判断所述dpf流阻是否小于标定流阻限值；
41.若是，则进行s82；
42.s82：判断所述dpf流阻小于所述标定流阻限值的持续时间是否大于等于第三标定时间限值；
43.若是，则dpf存在过滤失效风险；
44.若否，则dpf不存在过滤失效风险。
45.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，dpf前设有第一压力传感器，通过所述第一压力传感器，得到dpf前压力；dpf后设有第二压力传感器，通过所述第二压力传感器，得到dpf后压力；根据所述dpf前压力和所述dpf后压力，得到所述dpf压差。
46.作为上述发动机控制方法的一种优选方案，dpf内设有质量流量传感器，通过所述质量流量传感器，得到dpf内的废气质量流量；根据dpf内的废气质量流量，得到dpf内的废气体积流量。
47.本发明提供了车辆，该车辆采用上述的发动机控制方法，该车辆包括发动机和后处理系统，所述后处理系统包括dpf，dpf与所述发动机的排气管路连通，所述dpf用于过滤发动机排气中的颗粒物。
48.本发明的有益效果：
49.本发明提供了发动机控制方法及车辆，该发动机控制方法，当发动机实际排气温度大于等于设定温度，且dpf流阻降低的持续时间大于等于第一标定时间限值时，根据dpf流阻的变化率，判断dpf是否存在过滤失效风险；同时，根据dpf流阻，判断dpf是否存在过滤失效风险。两者中任一判定结果为dpf存在过滤失效风险，均认定为dpf存在过滤失效风险，需要调整发动机的燃烧参数以使dpf的被动再生和dpf内积碳维持平衡。两者的判定结果均为dpf不存在过滤失效风险时，才认为dpf没有过滤失效风险。能够更加准确地预测dpf是否存在过滤失效的风险，以便及时做出应对来防止dpf过滤效率过低造成的车辆排放尾气中的颗粒物过多。
附图说明
50.图1是本发明具体实施例提供的发动机控制方法的流程图。
具体实施方式
51.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。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结构。
52.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
55.本发明提供了发动机控制方法，如图1所示，该发动机控制方法包括：
56.s1：实时获取dpf压差和dpf内的废气体积流量。
57.具体地，根据dpf前压力和dpf后压力，得到dpf压差。dpf后压力减去dpf前压力等于dpf压差。dpf前设有第一压力传感器，通过第一压力传感器，得到dpf前压力。dpf后设有第二压力传感器，通过第二压力传感器，得到dpf后压力。
58.具体地，根据dpf内的废气质量流量，得到dpf内的废气体积流量。dpf内设有质量流量传感器，通过质量流量传感器，得到dpf内的废气质量流量。通过质量流量与体积流量转换公式，将dpf内的废气质量流量转换为dpf内的废气体积流量。
59.s2：实时获取发动机实际排气温度，判断发动机实际排气温度是否大于等于设定温度；若是，则进行s3；若否，则返回s1。发动机排气处设有温度传感器，温度传感器能实时检测发动机的排气温度，得到发动机实际排气温度。设定温度是由前期大量试验得到。
60.s3：根据dpf压差和dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻。
61.具体地，dpf压差除以dpf内的废气体积流量得到dpf流阻；或者，根据dpf温度得到温度修正系数，dpf压差除以dpf内的废气体积流量再乘以温度修正系数，得到dpf流阻。经过温度修正系数修正之后的dpf流阻更加准确。其中，根据dpf温度，通过查dpf温度-温度修正系数关系图，得到温度修正系数。dpf温度-温度修正系数关系图是通过前期大量试验得到。
62.s4：判断dpf流阻是否降低；若是，则进行s5；若否，则返回s1。当当前时刻的dpf流阻小于前一刻得到的dpf流阻时，进行s5。
63.s5：判断dpf流阻降低的持续时间是否大于等于第一标定时间限值；若是，则同时进行s6和s8；若否，则返回s1。若在第一标定时间限值内dpf流阻持续降低，则同时进行s6和s8。其中，第一标定时间限值均由前期大量试验得到。
64.s6：根据dpf压差和dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻的变化率。
65.具体地，s61：当前时刻之前第一设定时间为第一时刻，当前时刻之前第二设定时间为第二时刻，第二设定时间是第一设定时间的两倍；从第二时刻到当前时刻实时计算dpf流阻，得到多个dpf流阻。
66.对多个dpf流阻进行滤波，以减少信号干扰，保证准确性。
67.s62：计算从第一时刻到当前时刻内得到的多个dpf流阻的平均值，得到第一流阻平均值，计算从第二时刻到第一时刻内得到的多个dpf流阻的平均值，得到第二流阻平均值。
68.s63：第一流阻平均值减去第二流阻平均值的差再除以第一设定时间，得到dpf流阻的变化率。
69.s7：根据dpf流阻的变化率，判断dpf是否存在过滤失效风险；若是，则进行s9。
70.具体地，s71：判断dpf流阻的变化率的绝对值是否大于设定流阻变化率的绝对值；若是，则进行s72。
71.s72：判断dpf流阻的变化率的绝对值大于设定流阻变化率的绝对值的持续时间是否大于等于第二标定时间限值；若是，则dpf存在过滤失效风险；若否，则dpf不存在过滤失效风险。其中，设定流阻变化率和第二标定时间限值均由前期大量试验得到。
72.s8：根据dpf流阻，判断dpf是否存在过滤失效风险；若是，则进行s9。
73.具体地，s81：判断dpf流阻是否小于标定流阻限值；若是，则进行s82。
74.s82：判断dpf流阻小于标定流阻限值的持续时间是否大于等于第三标定时间限值；若是，则dpf存在过滤失效风险；若否，则dpf不存在过滤失效风险。其中，第三标定时间限值均由前期大量试验得到。
75.s9：调整发动机的燃烧参数以使dpf的被动再生和dpf内积碳维持平衡。
76.当dpf流阻的变化率大于设定流阻变化率的持续时间大于等于第二标定时间限值；或者，dpf流阻小于标定流阻限值的持续时间大于等于第三标定时间限值时，认为dpf深床过滤即将失效，饼层过滤有失效风险，即dpf存在过滤失效风险。此时需要调整发动机燃烧参数以使dpf的被动再生和dpf内积碳维持平衡。具体地，通过调整喷射压力、喷射角度和egr开度等，以调整发动机出口处氮氧和颗粒物的排放比例，起到降低被动再生速率，提高颗粒物粒径的效果，从而平衡深床过滤部分的被动再生和积碳量，使dpf保持较高的过滤效率，防止dpf过滤效率过低而失效。可以理解的是，当dpf存在过滤失效风险时，向能降低被动再生速率、提高颗粒物粒径的方向调整发动机的喷射压力、喷射角度和egr开度等燃烧参数。
77.当dpf内有碳时，碳有两种分布形式，一种是通过深床过滤分布在孔道内，另一种是通过饼层过滤分布在通道表面。深床过滤对于dpf的过滤效率非常重要，当深床过滤效率下降时，饼层过滤部分的碳分解形成的颗粒物或者发动机排气中的颗粒物会从dpf泄漏出来，导致dpf过滤失效。因此可以通过深床过滤部分的被动再生情况来预测dpf是否存在过滤失效的风险。大量数据表明，深床过滤和饼层过滤对dpf流阻影响不同，深床过滤积累的碳增多会使dpf流阻急剧上升，而饼层过滤积累的碳会使dpf流阻缓慢增长。在dpf进行被动再生时，深床过滤积累的碳首先发生反应，dpf流阻会急剧下降，然后饼层过滤积累的碳才会发生反应，dpf流阻的变化不大。因此通过dpf流阻的变化能识别深床过滤积累的碳的被动再生情况，从而也能预测因被动再生导致的dpf过滤失效风险。
78.该发动机控制方法，当发动机实际排气温度大于等于设定温度，且dpf流阻持续降低的持续时间大于等于第一标定时间限值时，根据dpf流阻的变化率，判断dpf是否存在过滤失效风险；同时，根据dpf流阻，判断dpf是否存在过滤失效风险。两者中任一判定结果为存在过滤失效风险，均认定为dpf存在过滤失效风险，需要调整发动机的燃烧参数以使dpf的被动再生和dpf内积碳维持平衡。两者的判定结果均为dpf不存在过滤失效风险时，认为dpf没有过滤失效风险。能够更加准确地预测dpf是否存在过滤失效的风险，以便及时做出应对来防止dpf过滤效率过低造成的车辆排放尾气中的颗粒物过多。
79.本发明还提供了车辆，该车辆采用上述的发动机控制方法，该车辆包括发动机和后处理系统，后处理系统包括dpf，dpf与发动机的排气管路连通，dpf用于过滤发动机排气中的颗粒物。
80.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.发动机控制方法，其特征在于，包括：s1：实时获取dpf压差和dpf内的废气体积流量；s2：实时获取发动机实际排气温度，判断所述发动机实际排气温度是否大于等于设定温度；若是，则进行s3；若否，则返回s1；s3：根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻；s4：判断所述dpf流阻是否降低；若是，则进行s5；若否，则返回s1；s5：判断所述dpf流阻降低的持续时间是否大于等于第一标定时间限值；若是，则同时进行s6和s8；若否，则返回s1；s6：根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻的变化率；s7：根据所述dpf流阻的变化率，判断dpf是否存在过滤失效风险；若是，则进行s9；s8：根据所述dpf流阻，判断dpf是否存在过滤失效风险；若是，则进行s9；s9：调整发动机的燃烧参数以使dpf的被动再生和dpf内积碳维持平衡。2.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻包括：所述dpf压差除以所述dpf内的废气体积流量得到所述dpf流阻；或者，根据dpf温度得到温度修正系数，所述dpf压差除以所述dpf内的废气体积流量再乘以所述温度修正系数，得到所述dpf流阻。3.根据权利要求2所述的发动机控制方法，其特征在于，根据dpf温度得到温度修正系数包括：根据所述dpf温度，通过dpf温度-温度修正系数关系图，得到所述温度修正系数。4.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，根据所述dpf压差和所述dpf内的废气体积流量，得到dpf流阻的变化率包括：s61：当前时刻之前第一设定时间为第一时刻，当前时刻之前第二设定时间为第二时刻，所述第二设定时间是所述第一设定时间的两倍；从所述第二时刻到所述当前时刻实时计算所述dpf流阻，得到多个所述dpf流阻；s62：计算从第一时刻到当前时刻内得到的多个所述dpf流阻的平均值，得到第一流阻平均值，计算从第二时刻到第一时刻内得到的多个所述dpf流阻的平均值，得到第二流阻平均值；s63：所述第一流阻平均值减去所述第二流阻平均值的差再除以所述第一设定时间，得到所述dpf流阻的变化率。5.根据权利要求2所述的发动机控制方法，其特征在于，在s61和s62之间还包括：对多个所述dpf流阻进行滤波。
6.根据权利要求1-5任一项所述的发动机控制方法，其特征在于，根据所述dpf流阻的变化率，判断dpf是否存在过滤失效风险包括：s71：判断所述dpf流阻的变化率的绝对值是否大于设定流阻变化率的绝对值；若是，则进行s72；s72：判断所述dpf流阻的变化率的绝对值大于所述设定流阻变化率的绝对值的持续时间是否大于等于第二标定时间限值；若是，则dpf存在过滤失效风险；若否，则dpf不存在过滤失效风险。7.根据权利要求1-5任一项所述的发动机控制方法，其特征在于，根据所述dpf流阻，判断dpf是否存在过滤失效风险包括：s81：判断所述dpf流阻是否小于标定流阻限值；若是，则进行s82；s82：判断所述dpf流阻小于所述标定流阻限值的持续时间是否大于等于第三标定时间限值；若是，则dpf存在过滤失效风险；若否，则dpf不存在过滤失效风险。8.根据权利要求1-5任一项所述的发动机控制方法，其特征在于，dpf前设有第一压力传感器，通过所述第一压力传感器，得到dpf前压力；dpf后设有第二压力传感器，通过所述第二压力传感器，得到dpf后压力；根据所述dpf前压力和所述dpf后压力，得到所述dpf压差。9.根据权利要求1-5任一项所述的发动机控制方法，其特征在于，dpf内设有质量流量传感器，通过所述质量流量传感器，得到dpf内的废气质量流量；根据dpf内的废气质量流量，得到dpf内的废气体积流量。10.车辆，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的发动机控制方法，该车辆包括发动机和后处理系统，所述后处理系统包括dpf，dpf与所述发动机的排气管路连通，所述dpf用于过滤发动机排气中的颗粒物。

技术总结
本发明属于车辆技术领域，公开了发动机控制方法及车辆，该发动机控制方法包括：实时获取DPF压差和DPF内的废气体积流量，根据DPF压差和DPF内的废气体积流量，得到DPF流阻和DPF流阻的变化率，实时获取发动机实际排气温度，当发动机实际排气温度大于等于设定温度，且DPF流阻降低的持续时间大于等于第一标定时间限值时，根据DPF流阻的变化率，判断DPF是否存在过滤失效风险；同时，根据DPF流阻，判断DPF是否存在过滤失效风险；若任一判定结果为DPF存在过滤失效风险，就调整发动机的燃烧参数以使DPF的被动再生和DPF内积碳维持平衡。能够更加准确地预测DPF是否存在过滤失效的风险，并及时采取措施。时采取措施。时采取措施。


技术研发人员：薛振涛 褚国良 王建东 王浩浩 刘刚 王国栋
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/5/24