柴油发动机DOC性能检测方法及系统与流程

柴油发动机doc性能检测方法及系统
技术领域
1.本发明涉及节能环保领域，特别是一种柴油发动机doc性能检测方法，以及一种柴油发动机doc性能检测系统


背景技术：

2.柴油机凭借其较高的热效率，优良的动力性能等优势，广泛应用于重型商用车以及非道路如农用机械、工程机械等领域。但柴油机尾气排放污染物也对生态环境造成了很大的负面影响。柴油机尾气排放污染物包括碳氢化合物(hc)、氮氧化合物(nox)、一氧化碳(co)、固体颗粒物(pm)等；其中，nox和pm是主要污染物。针对当前国六排放法规，目前后处理技术路线主要有“doc dpf 高效scr”和“egr doc dpf scr”两种。dpf长期工作中,捕捉器里的颗粒物逐渐增加会引起发动机背压升高,导致发动机性能下降,所以要定期除去沉积的颗粒物,恢复dpf的过滤性能。dpf再生可分为主动再生和被动再生方式。
3.柴油机氧化催化器降低颗粒排放物主要是通过去除固体颗粒物中的溶解性有机成分(sof)，同时燃烧掉少部分干碳烟(ds)，降低co和hc的排放量。目前主流的被动再生方式是doc dpf技术方案。实现dpf再生功能的前提是确保doc功能正常。因此，需要寻求一种合理且经济实用的方法来检测doc性能。只有在发动机排气温度较低并且碳载量累积到再生阈值时，doc前端会产生大量的hc，依靠doc氧化放热提高排气温度实现dpf再生。
4.通常检测doc运行状态的方法是通过加压，利用传感器测量doc前后端口的气体浓度从而计算出气体的转化效率来判定doc的性能，但运用加压传感器测量气体转化效率的方法消耗的成本较高；有学者也提出通过移除doc的方式，利用气体分析仪将移除doc前后的废气组分含量加以对比，与模型值进行比较得出doc的实际状态，但操作较繁琐。
5.相关技术名词
6.egr(exhaust gas recirculation)-废气再循环
7.doc(diesel oxidation catalyst)-氧化型催化器
8.dpf(diesel particle filter)-颗粒捕捉器
9.scr(selective catalytic reduction)-选择性催化还原器。


技术实现要素：

10.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
11.本发明要解决的技术问题是提供一种相对现有技术在降低检测成本同时能提高检测效率的柴油发动机doc性能检测方法。以及，一种柴油发动机doc性能检测系统。
12.本发明要解决的另一技术问题是提供一种
13.为解决上述技术问题，本发明提供的柴油发动机doc性能检测方法，其特征在于，
包括以下步骤：
14.s1，若当前发动机第一类工作参数满足第一指定工况，则启动检测doc上游温度和doc下游温度；
15.s2，若当前第二类工作参数满足第二指定工况，且doc转化hc质量流量满足doc检测条件，则启动hc转化率检测；
16.s3，若检测获得hc转化率大于指定最小阈值，则判定doc存在故障，若小于指定最小阈值，则判定doc功能正常。
17.可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测方法，所述第一类工作参数是实际转速、发动负载和发动机运行状态。
18.可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测方法所述第二类工作参数是发动实际转速、发动机运行状态、doc上游温度和doc下游温度。
19.可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测方法实施步骤s2时，doc转化hc质量流量进行积分判断是否满足doc检测条件。
20.可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测方法实施步骤s3时，hc转化率采用以下公式计算；
[0021][0022]
上述公式所涉及模型均为指定的参考模型，参考模型值均由相对应的温度场或质量流量场中选择得出，参考模型包括：doc上游温度模型、doc下游温度模型、doc下游参考温度模型、废气质量流量模型即doc转化hc质量流量模型、废气的热容量模型即hc热容量模型，模型值包括：doc上游模型温度、doc下游模型温度、doc下游模型参考温度、废气质量流量即doc转化hc质量流量、废气的热容量即hc热容量。
[0023]
为解决上述技术问题，本发明提供一种柴油发动机doc性能检测系统，包括：
[0024]
传感器，其用于测量doc上游和下游实际温度值；
[0025]
释放条件检测模块，其根据当前发动机第一类工作参数是否满足第一指定工况，决定是否启动检测doc上游温度和doc下游温度；
[0026]
根据当前第二类工作参数是否满足第二指定工况，决定是否释放模型模块中指定模型值；
[0027]
hc转化率检测模块，其根据释放条件检测模块发送的指定模型值，以及doc转化hc质量流量决定是否启动hc转化率检测；
[0028]
若检测获得hc转化率大于指定最小阈值，则判定doc存在故障，若小于指定最小阈值，则判定doc功能正常。
[0029]
可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测系统，所述第一类工作参数是实际转速、发动负载和发动机运行状态。
[0030]
可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测系统，所述第二类工作参数是发动实际转速、发动机运行状态、doc上游温度和doc下游温度。
[0031]
可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测系统，hc转化率检测模块通过doc转化hc质量流量进行积分判断是否满足doc检测条件。
[0032]
可选择的，进一步改进所述的柴油发动机doc性能检测系统，hc转化率检测模块采用以下公式计算hc转化率；
[0033][0034]
上述公式所涉及模型均为指定的参考模型，参考模型值均由相对应的温度场或质量流量场中选择得出，参考模型包括：doc上游温度模型、doc下游温度模型、doc下游参考温度模型、废气质量流量模型即doc转化hc质量流量模型、废气的热容量模型即hc热容量模型，模型值包括：doc上游模型温度、doc下游模型温度、doc下游模型参考温度、废气质量流量即doc转化hc质量流量、废气的热容量即hc热容量。
[0035]
本发明的主要设计思路是基于hc转化率检测柴油机氧化催化器性能。柴油机后喷过程中缸内燃料未充分燃烧产生大量的hc，hc的存在会使进入doc的排气温度快速升高。本发明在指定实际转速、发动负载和发动机运行状态(可标定或经验指定)条件下，采用传感器检测doc上游和下游温度，当实际转速、发动机状态、上下游测量温度与选定模型值对比满足释放条件时，开始启动计算hc转化率的检测。与此同时，为了确保在氧化催化器中最后一次放热反应中转化的hc质量流量足以对氧化催化器进行评估，将hc质量流量积分(大于指定hc质量流量值则认为是满足条件)；在进行hc转化率评估之前利用废气质量流量、测量温度、废气的热容量等条件来计算hc转化率值；最后进行hc转化率的评估，若hc转化率大于设定的最小阈值时，则判定doc存在故障，若小于设定的最小阈值，则判定doc功能正常。本发明能确保柴油机doc运行正常，通过计算hc转化率，可以有效的判定doc性能。本发明相较于现有技术采用移除doc、加压等诊断方法，操作简单。并且，不需要增加设备或移除doc，能降低设备和人工成本，提高高检测效率。
附图说明
[0036]
本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0037]
图1是本发明原理示意图。
[0038]
图2是本发明hc转化率计算流程示意图。
[0039]
附图标记说明
具体实施方式
[0040]
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实
施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
[0041]
第一实施例；
[0042]
本发明提供一种柴油发动机doc性能检测方法，包括以下步骤：
[0043]
s1，若当前发动机第一类工作参数满足第一指定工况，则启动检测doc上游温度和doc下游温度；
[0044]
s2，若当前第二类工作参数满足第二指定工况，且doc转化hc质量流量满足doc检测条件，则启动hc转化率检测；
[0045]
s3，若检测获得hc转化率大于指定最小阈值，则判定doc存在故障，若小于指定最小阈值，则判定doc功能正常。
[0046]
此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、参数、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、参数、组件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、参数、组件、区域、层或部分与另一个元件、参数、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本发明的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、参数、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、参数、组件、区域、层或部分。
[0047]
第二实施例；
[0048]
参考图1所示，本发明提供一种柴油发动机doc性能检测方法，包括以下步骤：
[0049]
s1，若当前发动机实际转速、发动负载和发动机运行状态满足第一指定工况，则启动检测doc上游温度和doc下游温度；
[0050]
s2，若当前发动实际转速、发动机运行状态、doc上游温度和doc下游温度满足第二指定工况，且doc转化hc质量流量进行积分判断大于指定阈值，判断满足doc检测条件，则启动hc转化率检测；
[0051]
s3，若检测获得hc转化率大于指定最小阈值，则判定doc存在故障，若小于指定最小阈值，则判定doc功能正常；
[0052]
其中，hc转化率采用以下公式计算，参考图2所示；
[0053][0054]
上述公式所涉及模型均为指定的参考模型，参考模型值均由相对应的温度场或质量流量场中选择得出，参考模型包括：doc上游温度模型、doc下游温度模型、doc下游参考温度模型、废气质量流量模型即doc转化hc质量流量模型、废气的热容量模型即hc热容量模型，模型值包括：doc上游模型温度、doc下游模型温度、doc下游模型参考温度、废气质量流量即doc转化hc质量流量、废气的热容量即hc热容量。
[0055]
第三实施例；
[0056]
本发明提供一种柴油发动机doc性能检测系统，包括：
[0057]
传感器，其用于测量doc上游和下游实际温度值；
[0058]
释放条件检测模块，其根据当前发动机第一类工作参数是否满足第一指定工况，
决定是否启动检测doc上游温度和doc下游温度；
[0059]
根据当前第二类工作参数是否满足第二指定工况，决定是否释放模型模块中指定模型值；
[0060]
hc转化率检测模块，其根据释放条件检测模块发送的指定模型值，以及doc转化hc质量流量决定是否启动hc转化率检测；
[0061]
若检测获得hc转化率大于指定最小阈值，则判定doc存在故障，若小于指定最小阈值，则判定doc功能正常。
[0062]
其中，释放条件检测模块和hc转化率检测模块可以集成在发动机控制系统的ecu中；相应的，也可以选择独立的控制器实现上述模块功能。
[0063]
第四实施例；
[0064]
本发明提供一种柴油发动机doc性能检测系统，包括：
[0065]
传感器，其用于测量doc上游和下游实际温度值；
[0066]
释放条件检测模块，其根据当前实际转速、发动负载和发动机运行状态是否满足第一指定工况，决定是否启动检测doc上游温度和doc下游温度；实际转速、发动负载和发动机运行状态各工作参数可以通过标定或经验值获得，为指定值；
[0067]
根据当前发动实际转速、发动机运行状态、doc上游温度和doc下游温度是否满足第二指定工况，决定是否释放模型模块中指定模型值；
[0068]
发动实际转速、发动机运行状态、doc上游温度和doc下游温度各工作参数可以通过标定或经验值获得，为指定值；
[0069]
hc转化率检测模块，其根据释放条件检测模块发送的指定模型值，以及doc转化hc质量流量积分判断决定是否启动hc转化率检测；
[0070]
若检测获得hc转化率大于指定最小阈值，则判定doc存在故障，若小于指定最小阈值，则判定doc功能正常；采用以下公式计算hc转化率；
[0071][0072]
上述公式所涉及模型均为指定的参考模型，参考模型值均由相对应的温度场或质量流量场中选择得出，参考模型包括：doc上游温度模型、doc下游温度模型、doc下游参考温度模型、废气质量流量模型即doc转化hc质量流量模型、废气的热容量模型即hc热容量模型，模型值包括：doc上游模型温度、doc下游模型温度、doc下游模型参考温度、废气质量流量即doc转化hc质量流量、废气的热容量即hc热容量；
[0073]
其中，释放条件检测模块和hc转化率检测模块可以集成在发动机控制系统的ecu中；相应的，也可以选择独立的控制器实现上述模块功能。
[0074]
进一步的，对上述第四实施例进行说明，进行dpf再生操作时，需通过doc提供足够的起燃温度，因此在此之前需要对doc性能进行检测。结合图1所示，在进行doc性能检测前，需要将发动机状态保持稳定，转速调整到某一范围值，以适应doc性能检测状态。通过传感器测量doc上下游实际温度值，将转速信号、发动机状态信号等反馈给ecu，进行释放条件检测模块操作。与指定模型值进行对比，当所有的输入信号满足释放条件时，进入计算hc转化率检测。与此同时，判断hc质量流量积分，确保在氧化催化器中最后一次放热反应中转化的
hc质量流量足以对氧化催化器进行评估。综合hc质量流量积分的信号和检测条件来判断是否可以进入计算hc转化率块。
[0075]
通过传感器测量doc下游出口温度、从废气质量流量场中选择废气质量流量、废气温度场中选择废气模型温度和模型参考温度，按照图2所示的计算方法分别计算测量热流量和模拟热流量，hc转化率计算值就是测量热流的时间积分与模拟热流的时间积分的比值。计算hc转化量达到阈值、平均hc质量流量达到阈值、释放的热量达到阈值等释放条件。检测状态评估的条件全部满足时，依靠hc质量流量积分值和hc转化率进行计算hc转化率，与设定hc转化率最小阈值进行比较。将评估结果反馈给诊断系统dsm，当计算hc转化率小于设定hc转化率阈值时，氧化催化器doc无故障，性能正常；当计算hc转化率大于设定hc转化率阈值时，氧化催化器doc存在故障。
[0076]
除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
[0077]
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。