后处理系统的控制方法、控制装置及车辆

技术领域

本发明属于后处理系统技术领域，具体涉及一种后处理系统的控制方法、控制装置及车辆。

背景技术

国六排放阶段，柴油机后处理系统能否正常、安全地工作，受排温影响较大。过量的未充分燃烧的燃油被发动机排气带入到后处理系统后，在满足一定的温度条件下，会使得附着在后处理的燃油燃烧，此时并非处于发动机主动再生模式下，会产生异常高温以及DPF积碳的异常变化，导致后处理的催化剂、载体、等造成损害，同时还存在一定的安全问题。通常燃油喷射装置故障，如喷油器的异常磨损、卡滞、以及其他燃油喷射装置(如DPM)的机械故障，会导致过量的柴油被带入后处理系统。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有后处理系统不能及时发现异常高温以及DPF积碳的异常变化造成后处理系统损害的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种后处理系统的控制方法，包括：

根据车辆处于运行工况，获取第一时间点的DOC入口温度，根据所述第一时间点的DOC入口温度小于第一预设温度值且满足第一预设条件，判定车辆满足积碳条件；

获取第二时间点的DOC入口温度，根据所述第二时间点的DOC入口温度大于第二预设温度值且满足第二预设条件，判定所述车辆满足清碳条件；

根据所述车辆处于非主动再生模式，判定所述车辆满足非正常喷油条件；

获取DPF入口温度、SCR入口温度和温度升高速率，根据所述DPF入口温度大于第三预设温度值、所述SCR入口温度大于所述第三预设温度值、所述温度升高速率大于温度梯度预设值，判定所述车辆满足高温条件；

根据所述车辆的DOC入口温度传感器、DPF入口温度传感器、SCR入口温度传感器均处于正常作业状态，判定所述车辆满足辅助条件；

根据所述车辆满足积碳条件和清碳条件，且所述车辆满足非正常喷油条件、高温条件和辅助条件，判定喷射单元的喷油器故障；

根据所述喷射单元的喷油器故障，控制所述车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式。

通过使用本技术方案中的后处理系统的控制方法，采用第一时间点的DOC入口温度进行对车辆积碳条件的判断，采用第二时间点的DOC入口温度进行对车辆清碳条件的判断，根据非主动再生模式、DPF入口温度、SCR入口温度和温度升高速率进行对车辆高温条件和非正常喷油条件的判断，采用DOC入口温度传感器、DPF入口温度传感器、SCR入口温度传感器来进行对辅助条件的判断，最后如果五个条件全部满足的情况下，则进行对车辆进行辅助控制的操作，本发明方法在喷射单元故障，进而导致柴油机后处理性能发生异常变化后，能够及时发现故障，并采取一定的措施，对发动机及后处理进行安全保护，提升了可靠性。

另外，根据本发明的后处理系统的控制方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，所述根据所述第一时间点的DOC入口温度小于第一预设温度值且满足第一预设条件的步骤中包括：

根据所述喷油器正常作业且车辆运行一段时间后，获取第一积碳速率和平均积碳速率；

根据所述第一积碳速率大于所述平均积碳速率，判定所述第一时间点的DOC入口温度满足第一预设条件。

在本发明的一些实施方式中，所述获取第一积碳速率和平均积碳速率的步骤中包括：

获取第一积碳速率前相邻的积碳速率组，所述积碳速率组包括第二积碳速率、第三积碳速率和第四积碳速率；

根据所述第二积碳速率、第三积碳速率和第四积碳速率，计算所述平均积碳速率。

在本发明的一些实施方式中，所述根据所述第二时间点的DOC入口温度大于第二预设温度值且满足第二预设条件的步骤中包括：

获取DPF碳烟消除速率；

根据所述DPF碳烟消除速率的负数大于预设碳烟消除速率限值，判定所述第二时间点的DOC入口温度满足第二预设条件。

在本发明的一些实施方式中，所述根据所述喷射单元的喷油器故障，控制所述车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式的步骤中还包括：

当所述车辆的速度低于第一预设车速值时，将所述车辆的扭矩限值调整为最大扭矩的75％。

在本发明的一些实施方式中，根据所述喷射单元的喷油器故障，所述控制所述车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式的步骤中还包括：

当所述喷射单元的喷油器故障持续时间达到第一时间预设值时，将所述车辆的速度控制在第二预设车速值以内。

在本发明的一些实施方式中，根据所述车辆不满足积碳条件，且满足清碳条件、非正常喷油条件、高温条件和辅助条件，判定所述喷射单元的DPM故障的步骤中包括；

根据所述喷射单元的DPM故障，控制所述车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式。

在本发明的一些实施方式中，所述获取DPF入口温度、SCR入口温度和温度升高速率的步骤中包括：

利用公式

其中，T

本发明第二方面提出了一种控制装置，所述控制装置用于执行以上的后处理系统的控制方法，该控制装置包括：获取单元、计算单元和控制单元，其中：

获取单元，所述获取单元用于获取第一时间点的DOC入口温度、第二时间点的DOC入口温度、DPF入口温度和SCR入口温度；

计算单元，所述计算单元用于计算第一积碳速率、平均积碳速率、DPF碳烟消除速率和温度升高速率；

控制单元，所述控制单元用于控制车辆故障灯的开闭、车辆速度和车辆扭矩限值。

本发明第三方面提出了一种车辆，具有根据以上的控制装置。

附图说明

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：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的后处理系统的控制方法的控制流程示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的后处理系统的控制方法的模块示意图。

附图标记如下：

10：DOC入口温度传感器；

20：DPF入口温度传感器；

30：SCR入口温度传感器。

具体实施方式

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。

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。

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。

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。

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的后处理系统的控制方法的控制流程示意图。图2示意性地示出了根据本发明实施方式的后处理系统的控制方法的模块示意图。如图1和2所示，本发明提出了一种后处理系统的控制方法、控制装置和车辆。本发明中的后处理系统的控制方法包括：

S1：根据车辆处于运行工况，获取第一时间点的DOC(Diesel OxidationCatalyst)入口温度，根据第一时间点的DOC入口温度小于第一预设温度值(如270℃)且满足第一预设条件，判定车辆满足积碳条件；

S2:获取第二时间点的DOC入口温度，根据第二时间点的DOC入口温度大于第二预设温度值(如280℃)且满足第二预设条件，判定车辆满足清碳条件；

S3:根据所述车辆处于非主动再生模式，判定所述车辆满足非正常喷油条件；

S4:获取DPF入口温度、SCR入口温度和温度升高速率，根据DPF(DieselParticulate Filter)入口温度大于第三预设温度值(如650℃)、SCR(SelectiveCatalytic Reduction)入口温度大于第三预设温度值(如650℃)、温度升高速率大于温度梯度预设值，判定车辆满足高温条件；

S5:根据车辆的DOC入口温度传感器10、DPF入口温度传感器20、SCR入口温度传感器30均处于正常作业状态，判定车辆满足辅助条件；

S6:根据车辆满足积碳条件和清碳条件，且车辆满足非正常喷油条件、高温条件和辅助条件，判定喷射单元的喷油器故障；

S7:根据喷射单元的喷油器故障，控制车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式，同时进行文字提醒“存在后处理异常高温，请及时进行故障处理”。

通过使用本技术方案中的后处理系统的控制方法，采用第一时间点的DOC入口温度进行对车辆积碳条件的判断，采用第二时间点的DOC入口温度进行对车辆清碳条件的判断，根据非主动再生模式、DPF入口温度、SCR入口温度和温度升高速率进行对车辆高温条件和非正常喷油条件的判断，采用DOC入口温度传感器10、DPF入口温度传感器20、SCR入口温度传感器30来进行对辅助条件的判断，最后如果五个条件全部满足的情况下，则进行对车辆进行辅助控制的操作，本发明方法在喷射单元故障，进而导致柴油机后处理性能发生异常变化后，能够及时发现故障，并采取一定的措施，对发动机及后处理进行安全保护，提升了可靠性。

具体地，本发明中的柴油机后处理系统用于柴油机尾气处理的系统，包括DOC、DPF及SCR。

具体地，本实施方式中的传感器相关故障可通过整车OBD系统进行监控。OBD系统为车载诊断系统，用于监控发动机的运行状况及尾气是否超标，并发出警示。

在本发明的一些实施方式中，根据第一时间点的DOC入口温度小于第一预设温度值且满足第一预设条件的步骤中包括：

根据喷油器正常作业且车辆运行一段时间后，获取第一积碳速率和平均积碳速率；

根据第一积碳速率大于平均积碳速率，判定第一时间点的DOC入口温度满足第一预设条件。

具体地，当喷油器油量异常增大时，发动机缸内燃烧状态也异常，若当前工况排气温度未达到DOC起燃温度(如280℃)，则DPF积碳持续异常增加，积碳速率较正常运行工况更大。本发明控制方法中通过对比某个窗口(即时间点)的积碳速率a

具体地，若排气温度达到DOC起燃温度并起燃，会大量放热，使得DPF入口温度增加，DPF内的柴油及已经捕集到的碳烟颗粒在高温下发生氧化反应，使得DPF碳载量快速下降。

在本发明的一些实施方式中，获取第一积碳速率和平均积碳速率的步骤中包括：

获取第一积碳速率前相邻的积碳速率组，积碳速率组包括第二积碳速率、第三积碳速率和第四积碳速率；

根据第二积碳速率、第三积碳速率和第四积碳速率，计算平均积碳速率。

具体地，本实施方式中获取第一积碳速率的前提是在未发生喷油器油量异常增大故障时，发动机燃烧状况更好，排气烟度较小。在满足功率计算窗口条件后按功率积分窗口的方式进行积碳速率计算(压差计算的碳载量)，如功率积分达到标定限值W

具体地，本实施方式中的DPF入口温度称为T

T

m

n

v

进一步地，第j个窗口的积碳速率a

其中，t

R

其中，a

在本发明的一些实施方式中，根据第二时间点的DOC入口温度大于第二预设温度值且满足第二预设条件的步骤中包括：

获取DPF碳烟消除速率；

根据DPF碳烟消除速率的负数大于预设碳烟消除速率限值，判定第二时间点的DOC入口温度满足第二预设条件。

具体地，本实施方式中的DPF碳烟消除速率为R

其中，M

在本发明的一些实施方式中，根据喷射单元的喷油器故障，控制车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式的步骤中还包括：

当车辆的速度低于第一预设车速值时，将车辆的扭矩限值调整为最大扭矩的75％，从而来对发动机喷油量进行限制，作为安全防护的一种策略。

具体地，在本实施方式中，在车辆故障恢复后，恢复扭矩限值的初始值。这样能够使得车辆恢复原有的动力，使得车辆恢复正常工况状态。

在本发明的一些实施方式中，根据喷射单元的喷油器故障，控制车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式的步骤中还包括：

当喷射单元的喷油器故障持续时间达到第一时间预设值时，将车辆的速度控制在第二预设车速值以内。

具体地，在本实施方式中，在车辆故障恢复后，取消对车辆速度的限制。这样能够使得车辆恢复原有的速度，使得车辆恢复正常工况状态。

在本发明的一些实施方式中，根据车辆不满足积碳条件，且满足清碳条件、非正常喷油条件、高温条件和辅助条件，判定喷射单元的DPM故障的步骤中包括；

根据喷射单元的DPM故障，控制车辆的故障灯打开，并限制开启主动再生模式，因为开启主动再生模式会产生更高的温度，同时进行文字提醒“存在后处理异常高温，请及时进行故障处理”。

在本发明的一些实施方式中，获取DPF入口温度、SCR入口温度和温度升高速率的步骤中包括：

利用如下公式计算温度升高速率

其中，T

本发明第二方面提出了一种控制装置，控制装置用于执行以上的后处理系统的控制方法，该控制装置包括：获取单元、计算单元和控制单元，其中：

获取单元，获取单元用于获取第一时间点的DOC入口温度、第二时间点的DOC入口温度、DPF入口温度和SCR入口温度；

计算单元，计算单元用于计算第一积碳速率、平均积碳速率、DPF碳烟消除速率和温度升高速率；

控制单元，控制单元用于控制车辆故障灯的开闭、车辆速度和车辆扭矩限值。

通过使用本技术方案中的控制装置，采用获取单元获取第一时间点的DOC入口温度、第二时间点的DOC入口温度、DPF入口温度和SCR入口温度，采用计算单元计算第一积碳速率、平均积碳速率、DPF碳烟消除速率和温度升高速率，采用控制单元控制车辆故障灯的开闭、车辆速度和车辆扭矩限值，本发明在喷射单元故障，进而导致柴油机后处理性能发生异常变化后，能够及时发现故障，并采取一定的措施，对发动机及后处理进行安全保护，提升了可靠性。

本发明第三方面提出了一种车辆，具有根据以上的控制装置。

通过使用本技术方案中的车辆，采用获取单元获取第一时间点的DOC入口温度、第二时间点的DOC入口温度、DPF入口温度和SCR入口温度，采用计算单元计算第一积碳速率、平均积碳速率、DPF碳烟消除速率和温度升高速率，采用控制单元控制车辆故障灯的开闭、车辆速度和车辆扭矩限值，本发明在喷射单元故障，进而导致柴油机后处理性能发生异常变化后，能够及时发现故障，并采取一定的措施，对发动机及后处理进行安全保护，提升了可靠性。

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。