DOC硫中毒的主动监控方法、装置及系统与流程

发动机及配件附件的制造及其应用技术doc硫中毒的主动监控方法、装置及系统技术领域1.本发明涉及故障检测技术领域，尤其涉及doc硫中毒的主动监控方法、装置及系统。背景技术：2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。3.目前，由于排放法规的要求,需要在柴油机系统中加装后处理系统，并通过后处理系统内的载体催化剂转化柴油机排气。4.目前市场上的油品参差不齐，品质差的油品易导致doc(diesel oxidation catalysis，为颗粒物的氧化催化技术)硫中毒，当doc出现严重硫中毒后无法主动监控，会导致doc对hc的氧化作用变弱，最终使dpf(diesel particulate filter，颗粒物捕集器)主动再生无法完成，如doc硫中毒检测不及时，容易造成后处理堵塞，威胁柴油机的使用安全。技术实现要素：5.本发明的目的是至少解决如何主动监控doc硫中毒问题。该目的是通过以下技术方案实现的：6.本发明的第一方面提出了一种doc硫中毒的主动监控方法，包括：7.根据发动机处于预设状态，控制对dpf进行主动喷油；8.根据dpf主动喷油完成，获取dpf上游峰值温度；9.根据dpf主动喷油完成，计算doc的hc转化效率值；10.根据hc转化效率值小于hc转化效率阈值以及dpf上游峰值温度小于第一目标温度触发dpf主动再生；11.根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率；12.根据dpf主动再生完成，获取dpf上游峰值温度；13.基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc硫中毒。14.根据本发明的doc硫中毒的主动监控方法，首先计算doc的hc转化效率值和获取dpf上游峰值温度；其后根据hc转化效率值小于hc转化效率阈值以及dpf上游峰值温度小于第一目标温度触发dpf主动再生；根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率；根据dpf主动再生完成，重新获取dpf上游峰值温度；最后基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc硫中毒；进而避免在实际环境使用下后处理堵塞、排放超标等问题造成的损失。15.另外，根据本发明的一种doc硫中毒的主动监控方法，还可具有如下附加的技术特征：16.在本发明的一些实施例中，在所述根据发动机处于预设状态，控制对dpf进行主动喷油的步骤中，所述预设状态为预设里程或预设时间间隔。17.在本发明的一些实施例中，在所述根据dpf主动喷油完成，计算doc的hc转化效率值的步骤和在所述根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率的步骤中均包括：18.基于实际测量的doc下游温度传感器测量值和实际测量的doc上游温度传感器测量值，获取第一差值，并根据第一差值计算实际测量的doc的热量差值：19.q1＝cmδt120.其中，q1表示实际测量的doc的热量差值，也为燃油的实际放热量，单位为j；c表示废气的比热容，单位为j/kg·k；m表示废气质量流量，单位为kg；δt1表示温度传感器测量值的第一差值，单位为℃；21.基于模型计算的doc下游温度传感器测量值和模型计算的doc上游温度传感器测量值，获取第二差值，并根据第二差值计算模型计算的doc测量的热量差值：22.q2＝cmδt223.其中，q2表示模型计算的doc的热量差值，也为燃油的模型放热量，单位为j；c表示废气的比热容，单位为j/kg·k；m表示废气质量流量，单位为kg；δt2表示温度传感器测量值的第二差值，单位为℃。24.在本发明的一些实施例中，在所述根据dpf主动喷油完成，计算doc的hc转化效率值的步骤和在所述根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率的步骤中均还包括：25.根据模型计算的doc测量的热量差值与燃油转化效率相乘得到模型计算的doc测量的热量差值修正值；26.根据实际测量的doc的热量差值和模型计算的doc测量的热量差值修正值的比值进行积分：[0027][0028]其中，t0-t1表示喷油的配油温度到达起燃温度所需要的时间，单位为s；r表示某一时刻的doc的hc转化效率值；f表示燃油燃烧转化热量的转化效率。[0029]在本发明的一些实施例中，所述hc转化效率阈值的获取包括：[0030]基于实际测量的doc上游温度传感器测量值和废气质量流量查阅map，获取hc转化效率阈值。[0031]在本发明的一些实施例中，在所述根据hc转化效率值小于hc转化效率阈值以及dpf上游峰值温度小于第一目标温度触发dpf主动再生的步骤之前还包括：[0032]判断hc转化效率值与hc转化效率阈值；[0033]判断dpf上游峰值温度与第一目标温度；[0034]根据hc转化效率值大于等于hc转化效率阈值且dpf上游峰值温度大于等于第一目标温度不触发dpf主动再生；[0035]根据hc转化效率大于等于阈值且dpf上游峰值温度小于第一目标温度不触发dpf主动再生；[0036]根据hc转化效率小于阈值且dpf上游峰值温度大于等于第一目标温度不触发dpf主动再生。[0037]在本发明的一些实施例中，在所述基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc硫中毒的步骤之前还包括：[0038]判断重新计算的hc转化效率值与hc转化效率阈值；[0039]判断重新获取的dpf上游峰值温度与第二目标温度；[0040]基于重新计算的hc转化效率值小于等于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度小于第二目标温度，判定doc老化；[0041]基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度小于第二目标温度，判定doc老化；[0042]基于重新计算的hc转化效率值小于等于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc老化。[0043]本发明还提供了一种doc硫中毒的主动监控装置，所述主动监控装置用于执行以上任一项所述的doc硫中毒的主动监控方法，包括：计算单元和对比单元；[0044]所述计算单元用于计算doc的hc转化效率值；[0045]所述对比单元用于对比hc转化效率值和hc转化效率阈值，且用于对比dpf上游峰值温度和第一目标温度，并判定dpf是否触发主动再生；[0046]所述对比单元还用于对比重新计算的hc转化效率值和hc转化效率阈值，且用于对比重新计算的dpf上游峰值温度和第二目标温度，并判定是否doc硫中毒。[0047]在本发明的一些实施例中，所述主动监控装置还包括获取模块；[0048]所述获取模块用于获取实际测量的doc下游温度传感器测量值和实际测量的doc上游温度传感器测量值；[0049]所述获取模块还用于获取dpf上游峰值温度。[0050]根据本发明实施例的doc硫中毒的主动监控装置与上述doc硫中毒的主动监控方法具有相同的优势，此处不再赘述。[0051]本发明还提供了一种doc硫中毒的主动监控系统，所述主动监控系统包括如上任一项所述的doc硫中毒的主动监控装置。[0052]根据本发明实施例的doc硫中毒的主动监控系统与上述doc硫中毒的主动监控装置具有相同的优势，此处不再赘述。附图说明[0053]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：[0054]图1示意性地示出了根据本发明实施方式的doc硫中毒的主动监控方法的流程示意图。具体实施方式[0055]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。[0056]应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。[0057]尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。[0058]为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。[0059]参阅图1所示，根据本发明的实施方式，提出了一种doc硫中毒的主动监控方法，包括：根据发动机处于预设状态，控制对dpf进行主动喷油；根据dpf主动喷油完成，获取dpf上游峰值温度；根据dpf主动喷油完成，计算doc的hc转化效率值；根据hc转化效率值小于hc转化效率阈值以及dpf上游峰值温度小于第一目标温度触发dpf主动再生；根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率；根据dpf主动再生完成，获取dpf上游峰值温度；基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc硫中毒。[0060]根据本发明的doc硫中毒的主动监控方法，首先计算doc的hc转化效率值和获取dpf上游峰值温度；其后根据hc转化效率值小于hc转化效率阈值以及dpf上游峰值温度小于第一目标温度触发dpf主动再生；根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率；根据dpf主动再生完成，重新获取dpf上游峰值温度；最后基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc硫中毒；进而避免在实际环境使用下后处理堵塞、排放超标等问题造成的损失。[0061]在本发明的一些实施例中，在所述根据发动机处于预设状态，控制对dpf进行主动喷油的步骤中，所述预设状态为预设里程或预设时间间隔。[0062]优选地，达到一定里程(预设里程)或一定时间间隔(预设时间间隔)后，进入doc硫中毒的主动监控模式，通过发动机热管理措施，使doc上游温度达到起燃温度，触发主动的短时喷油，当hc累加值达到5-10，也就是说hc累加值达到限值时，doc上游温度达到起燃温度(也即保证每次短时喷油的喷油量相等)，计算doc的hc转化效率值和获取dpf上游峰值温度。[0063]值得注意的是，dpf上游峰值温度是通过取出dpf上游温度最大值并锁存得到，是通过温度传感器直接测量获取。[0064]在本发明的一些实施例中，在所述根据dpf主动喷油完成，计算doc的hc转化效率值的步骤和在所述根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率的步骤中均包括：[0065]基于实际测量的doc下游温度传感器测量值和实际测量的doc上游温度传感器测量值，获取第一差值，并根据第一差值计算实际测量的doc的热量差值：[0066]q1＝cmδt1[0067]其中，q1表示实际测量的doc的热量差值，也为燃油的实际放热量，单位为j；c表示废气的比热容，单位为j/kg·k；m表示废气质量流量，单位为kg；δt1表示温度传感器测量值的第一差值，单位为℃；[0068]基于模型计算的doc下游温度传感器测量值和模型计算的doc上游温度传感器测量值，获取第二差值，并根据第二差值计算模型计算的doc测量的热量差值：[0069]q2＝cmδt2[0070]其中，q2表示模型计算的doc的热量差值，也为燃油的模型放热量，单位为j；c表示废气的比热容，单位为j/kg·k；m表示废气质量流量，单位为kg；δt2表示温度传感器测量值的第二差值，单位为℃。[0071]在本发明的一些实施例中，在所述根据dpf主动喷油完成，计算doc的hc转化效率值的步骤和在所述根据dpf主动再生完成，重新计算doc的hc转化效率的步骤中均还包括：[0072]根据模型计算的doc测量的热量差值与燃油转化效率相乘得到模型计算的doc测量的热量差值修正值；[0073]根据实际测量的doc的热量差值和模型计算的doc测量的热量差值修正值的比值进行积分：[0074][0075]其中，t0-t1表示喷油的配油温度到达起燃温度所需要的时间，单位为s；r表示某一时刻的doc的hc转化效率值；f表示燃油燃烧转化热量的转化效率。[0076]值得注意的是，由于hc累加值达到限值(也即保证每次短时喷油的喷油量相等)，所以过程相关的比热容、废气质量流量均相等，并且t0-t1可以由现场测得，且两次的数值皆相等；因此，将某一时刻的doc的hc转化效率值进行简化，得到：[0077][0078]也就是说，所述计算取绝对值后的相邻两次hc转化效率差值可简化为：基于实际测量的doc下游温度传感器测量值和实际测量的doc上游温度传感器测量值，获取第一差值；基于模型计算的doc下游温度传感器测量值和模型计算的doc上游温度传感器测量值，获取第二差值，将第二差值与燃油燃烧转化热量的转化效率相乘得到修正值；积分第一差值和修正值的比值，即可获取某一时刻的doc的hc转化效率值。[0079]在本发明的一些实施例中，所述hc转化效率差值的阈值的获取包括：基于实际测量的doc上游温度传感器测量值和废气质量流量查阅map，获取hc转化效率阈值；值得注意的是，map数据表中的数据对于不同机型，数据也不一样，一般由标定人员在发动机台架标定得出，此处属于现有技术，不再赘述。[0080]在本发明的一些实施例中，在所述根据hc转化效率值小于hc转化效率阈值以及dpf上游峰值温度小于第一目标温度触发dpf主动再生的步骤之前还包括：判断hc转化效率值与hc转化效率阈值；判断dpf上游峰值温度与第一目标温度；根据hc转化效率值大于等于hc转化效率阈值且dpf上游峰值温度大于等于第一目标温度不触发dpf主动再生；根据hc转化效率大于等于阈值且dpf上游峰值温度小于第一目标温度不触发dpf主动再生；根据hc转化效率小于阈值且dpf上游峰值温度大于等于第一目标温度不触发dpf主动再生则证明doc正常，监控成功结束本次监控，把里程、时间间隔及hc转化效率值清零。[0081]值得注意的是，随着工作时间的加长，dpf上堆积的颗粒物越来越多，不仅影响dpf的过滤效果，还会增加排气背压，从而影响发动机的换气和燃烧，导致功率输出降低，油耗增加；所谓dpf再生是指在dpf长期工作中，捕集器里的颗粒物质逐渐增多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。[0082]dpf再生有主动再生和被动再生两种方法：主动再生指的是利用外界能量来提高dpf内的温度，使颗粒物着火燃烧，当dpf前后压差传感器检测到dpf前后的背压过大时，认为已达到dpf所能承载的碳累积量，此时通过外界能量，例如在doc前喷射柴油并燃烧，来提高dpf内的温度，使dpf内的温度达到一定温度，沉积的颗粒物就会氧化燃烧，达到再生的目的。dpf温度上升至550℃以上使其中捕集的颗粒进行燃烧从而使dpf恢复捕集能力。[0083]主动再生后，当hc累加值达到5-10，也就是说hc累加值达到限值时，doc上游温度达到起燃温度(也即保证每次短时喷油的喷油量相等)，需要重新计算hc转化效率值和dpf上游峰值温度。[0084]在本发明的一些实施例中，在所述基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc硫中毒的步骤之前还包括：判断重新计算的hc转化效率值与hc转化效率阈值；判断重新获取的dpf上游峰值温度与第二目标温度；基于重新计算的hc转化效率值小于等于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度小于第二目标温度，判定doc老化；基于重新计算的hc转化效率值大于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度小于第二目标温度，判定doc老化；基于重新计算的hc转化效率值小于等于hc转化效率阈值，基于重新获取的dpf上游峰值温度大于等于第二目标温度，判定doc老化，屏蔽此监控，并提醒用户及时更换doc。[0085]值得注意的是，第一目标温度为新生的dpf上游的起燃温度；第二目标温度为再生恢复后的dpf上游的起燃温度，且第一目标温度应该稍微大于第二目标温度。[0086]本发明还提供了一种doc硫中毒的主动监控装置，所述主动监控装置用于执行以上任一项所述的doc硫中毒的主动监控方法，包括：计算单元和对比单元；[0087]所述计算单元用于计算doc的hc转化效率值；[0088]所述对比单元用于对比hc转化效率值和hc转化效率阈值，且用于对比dpf上游峰值温度和第一目标温度，并判定dpf是否触发主动再生；[0089]所述对比单元还用于对比重新计算的hc转化效率值和hc转化效率阈值，且用于对比重新计算的dpf上游峰值温度和第二目标温度，并判定是否doc硫中毒。[0090]在本发明的一些实施例中，所述主动监控装置还包括获取模块；[0091]所述获取模块用于获取实际测量的doc下游温度传感器测量值和实际测量的doc上游温度传感器测量值；[0092]所述获取模块还用于获取dpf上游峰值温度。[0093]根据本发明实施例的doc硫中毒的主动监控装置与上述doc硫中毒的主动监控方法具有相同的优势，此处不再赘述。[0094]本发明还提供了一种doc硫中毒的主动监控系统，所述主动监控系统包括如上任一项所述的doc硫中毒的主动监控装置。[0095]根据本发明实施例的doc硫中毒的主动监控系统与上述doc硫中毒的主动监控装置具有相同的优势，此处不再赘述。[0096]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。









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