DPF再生台架标定简介.ppt

DPF再生台架标定简介 准备台架测量点布置DPF相关传感器线性标定 压差信号滤波和自学DPF预处理 内部传感器布置节气门激活条件温度和压力模型消声器 DOC 中冷器压降系数P3 涡前压力 估计 基于VGT位置和排气流量充气效率 基于不同转速 发动机压比DOC入口温度估计 基于T3DOC出口温度估计 基于DOC入口温度DPF出口温度估计 基于DOC出口温度T3估计 不同转速 负荷经空燃比修正 修成标准空燃比25对应温度即T3估计值 1 准备 台架测量点布置涡前 P涡前排温传感器 T3 1 T 1 P 涡后 1 T 1 P DOC入口 1 T 1 P 1 排放取样 1 烟度取样 DOC出口 DPF入口 压差高 1P T5传感器 1 T 1 A F 1 排放取样 1 烟度取样 1DOC中心温度DPF出口 压差低 1P 1 T 1 A F 1 排放取样 1 烟度取样 压气机进口 进气流量温度传感器 AMF T1 1 P 压气机出口 中冷前 1 T 1 P 中冷后 节气门前 1 T 1 P 进气歧管 节气门后 进气压力温度传感器 TMAP 1 T 1 P 1 T K型热电偶 1 P 焊接背压管 2 准备 DPF相关传感器线性标定 压差传感器信号滤波和自学习标定排温传感器 T3 T5 3 准备 T3 T5 圣斯莱特 非线性传感器 12位采样 5V 4095cnts ECU上拉电阻Rp 1000 1 MAP标定 40 170 2 1000 170 2 4095 20 185 6 1000 185 6 4095 2 最大最小值标定 最小温度 42 5 最大温度 857 7 根据公式 Rs Rl R0 1 T T 3 8285103 5 85103最小 Rs Rl R0 1 3 8285 42 5 5 85 42 5 42 5 然后按上述公式计算对应的cnts 最大 85Rs Rl R0 1 3 8285 857 7 5 85 857 7 857 7 然后按上述公式计算对应的cnts 4 准备 压差传感器 森萨塔 10位采样 5V 1023cnts 根据给出的传递函数 output Vcc 0 8X P1 P2 10 cnts 1023 5 0 05 0 8 Dp 10 dp cnts 100 1023 0 8 10 0 8 则scale 100 1023 0 8 offset 10 0 8或10 0 8进气压力 温度传感器 TMAP presrange 44 8kpa 350kpa preserror 8 4kpa 40 125 min 44 8 8 4 36 4 max 350 8 4 358 4根据给出的传递函数 Vout V 0 2 Vs 0 013106 P 0 0872 p kPa Vs V 推出P 1 0 013106Vout 0 0872 0 013106因为ECU读到是ADcnts 将ADcnts转成Vout 代入上式P 1 0 013106 5 1023 ADcnts 0 0872 0 013106则 scale 1 0 013106 5 1023 offset 0 0872 0 013106 5 准备 DPF预处理 内部传感器布置 预处理 入口温度500 以上 6h 全速全负荷 内部热偶布置 6 准备 布置示意图 7 整车布置 康宁建议 可精简为1 2 8 12 10 11 17 18 2 备用 准备 注意 1 具体布置点需进行实际测量 以计算温差 2 DPF载体的目数 壁厚为300 13 孔径约1 1mm 为避免插入热电偶时对涂层产生影响 故热电偶探头的直径不应大于0 8mm 且耐受温度至少为1200 3 为避免对入口端的气流分布产生影响 从而影响soot在DPF内部的分布 故需将热电偶从DPF出口端引入 为避免气流将其吹出 可适当地将部分热电偶用铜丝固定 4 DPF外表面热电偶的布置 如4 5 11 13 18五个点 在该热电偶布置点与DPF表面之间至少需有两个敞开的孔 8 TC1 TC2 开孔 准备 节气门激活条件标定ACM THRTL DPF DMND MIN APM 9 为避免因VGT EGR 节气门三者耦合控制 导致进气控制过于复杂出现问题 再生会首先禁用EGR 而后根据气量需求控制VGT不起作用 position 5 时才启用节气门 同时根据工况不同会对节气门开闭 100 为全开 默认 的位置做出限制 避免因测量 计算偏差等输出过小的节气门开度 阻碍进气影响正常运转 同时还要考虑空燃比不能太小 19 5 最小不能低于17 准备 节气门激活条件标定 10 温度和压力模型 消声器 DOC 中冷器压降系数主要参数 ICV EXH GAS MUFFLER CONST APVICV EXH GAS DOC DP CONST1 APVICV EXH GAS DOC DP CONST2 APVACM VGT INTERCOOL PRES DROP APV试验方法 全速全负荷运转15分钟以上 可以通过DTI将VGTboostpressuredemand降低0 1 0 2bar 使DPF入口温度 T5 达到600度以上 同时涡前温度 T3 控制在780度以内 确保DPF内的积碳燃烧彻底 1 性能台架 倒拖 强制全关IMV 禁止喷油 耐久台架 控制油门最小在输出扭矩 0 附近 热机 开启风机 发动机转速4200到750rpm 每隔200rpm 当DOC前温度 DPF前温度 DPF后温度依次降低且比较稳定时记录一组数据 VISU 台架 11 温度和压力模型 12 2 正常起动发动机 沿外特性线从4200rpm到750rpm之间运转 每隔200rpm 当DOC前温度 DPF前温度 DPF后温度依次降低且比较稳定时记录一组数据 数据处理 将VISU和台架采集的数据 按固定格式整理到excel表中 运行matlab任亮编辑的计算程序 Muffler DOC m 数据可选择用1或2 再或者1 2 一般数据越多覆盖的排气流量越全面 计算结果的可信度更高 不同的数据量需要对程序进行相应修改 温度和压力模型 P3 涡前压力 估计 基于VGT位置和涡轮排气流量P3估计 ACM P3 TURB PRES RATIO APM P4估计 其中 P4估计 in doc pres in 大气压力 消声器压降 DPF压降 DOC压降ACM P3 TURB PRES RATIO APM是涡轮前后压比 即扩压比 ACM P3 TURB PRES RATIO APM相关逻辑及标定方法 详见turbinemodle xlsEnginespeed 1000 1500 2000 3000 4000 rpmVGTpos 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 13 温度和压力模型 充气效率 基于不同转速 发动机压比标完P3估计 也就是有了P3估计后再标充气效率 ACM VOLUM EFFICIENCY APM采集数据 关掉EGR 尽量多的覆盖engine pressure ratio和engine cycle speed记录转速 扭矩 P3 P2 T2 AMF数据处理是通过一个软件 类似autocal的计算工具 利用它可以直接生成整MAP 没有该软件 可以通过采集的大量数据手算填表 参见turbinemodle xls第AD列给出的公式 充气效率 实际进气量 inlet air flow g s 理想状态进气量 14 温度和压力模型 15 DOC入口温度估计 基于T3T4 T3 汽缸到涡轮入口的散热 涡轮温度降 涡轮出口到DOC入口的散热 其中 1 汽缸到涡轮入口的散热 ICV TURB IN SURFACE APV2 涡轮出口到DOC入口的散热 ICV TURB OUT SURFACE APV根据数模或实际相关尺寸计算以上两个表面积 3 涡轮温度降系数ICV TURB COMP COEFF APM 求算公式参见turbinemodle xls第AL列ICV TURB COMP FILTER APM 温度和压力模型 16 DOC出口温度估计 基于DOC入口温度DOC相当一个温度的滤波器 滤波系数一般在整车上标ICV DOC TEMP OUT EST K APMICV DOC TEMP BED EST K APVDPF出口温度估计 基于DOC出口温度DPF相当一个温度的滤波器 滤波系数一般在整车上标ICV DPF TEMP OUT EST K APMT3估计 不同转速 负荷经标准空燃比修正可以利用调再生采集的数据 一组常态一组再生 分别整理 打开Matlab运行t3 map corr m常态 ICV T3 TEMP EST APM ICV T3 TEMP EST2 APM 再生 ICV T3 TEMP EST HUP APM ICV T3 TEMP EST RGN APMICV T3 TEMP EST AF CORR APM 借用 空燃比修正T3估计值主要用于T3传感器诊断 故障时的替代值 DPF再生台架标定简介 碳载量估计排气密度 动态粘度和体积流量空载DPF背压特性系数基于压差的碳载量估计基于模型的碳载量估计性能补偿基于T3的最大扭矩补偿 保护涡轮 MBT 变化转速 负荷最大输出扭矩对应正时 及补偿开启节气门致泵气损失的扭矩补偿回怠速试验 确定最大碳载量 17 碳载量估计 排气密度 动态粘度和体积流量动态粘度 ICV EXH GAS DYN VISC APM 借用 排气密度 3 443 dpf pres in env pres dpf temp out 273 其中 dpf pres in env pres是DPF入口绝对压力dpf temp out 273是DPF出口温度体积流量 质量流量 排气密度 in exh mass flow in exh vol flow 18 碳载量估计 空载DPF背压特性系数根据排气密度 动态粘度 体积流量对应背压特性标定 Pfilter Pcleanfilter Psoot a1 a1 dyn visc vol flow a2 density vol flow2 a3 dyn visc vol flow其中 a1 0 灰分自学习系数 a3 0 不同碳载量的系数 a1 P T DPF SOOT INDEX CONST1 APV 空载 a2 P T DPF SOOT INDEX CONST2 APV 空载 试验方法 热机 开启风机 关掉EGR 全速全负荷运转15分钟以上 将DPF内的积碳彻底烧掉 如果标了再生 可以选择低转速工况手动激活再生 控制油门最小在输出扭矩 0 附 通过DTI IDLE SPEED DMND SUMB APV控制转速从4200rpm到750rpm 每隔200rpm记录一组数据 特别是排气质量流 压差传感器输出 DPF前 后温度及压力 19 碳载量估计 空载DPF背压特性系数数据处理 将VISU和台架采集的数据 按固定格式整理到excel表中 打开Matlab运行编辑的计算程序 clean filter m 20 碳载量估计 21 基于压差的碳载量估计不同碳载量对应的标准背压 即sootindex 单纯由积炭产生的背压1 碳颗粒的累积 sootloading 选择一个工况使得DPF温度较低 被动再生烧掉的碳少 同时尽量多冒烟 可以通过DTI EGR POS DMND SUMB APV或者减小进气需求量增大EGR开度注意A F不宜太小 17 最好可以接上烟度仪根据实测烟度估算碳烟质量 以便更好的把握运转时间 得到需求的碳载量 最大碳累积量 6g L 10g L之间 该值以DropToIdle试验结果为准 在进行该试验之前 康宁建议最好控制在6g L以下 实际标定按8g L做的 3L则为24g 注 累积不超过最大碳载量 则最大做到24g即可 2 称量 热重 将DPF拆下来 待DPF床层温度 内部测温点2位置 降至200 120 以上均可 自定义 迅速称量 注 尽量保持DPF表面清洁 确保称量一致性 电子天平的可读性不高于0 1g 3 背压特性线将DPF装回 试验方法及数据处理同空载背压特性 soot index m 以空载特性数据为基础 碳载量估计 22 不同碳载量2g 4g 6g 24g 求得对应sootindex 拟合 Sootindex Sootmass 碳载量估计 23 根据拟合公式计算并填表 P T DPF SOOT MASS MASS2 APM X Sootindex Y 碳颗粒占载体通道长度的百分比 90 25随灰分填充逐渐缩短 碳载量估计 24 基于模型的碳载量估计 简易模型 参见Engineoutsootflow xlsMAP speed load P T DPF SOOT AFR CORR APM MAP speed load 发动机出口总碳量 被O2氧化的碳量 被NO2氧化的碳量AVL483烟度计 测量碳烟质量浓度空燃比测量仪 监测O2含量被O2氧化的速率 P T DPF SOOT O2 BURN RATE APMNO2氧化的速率 P T DPF SOOT NO2 BURN RATE APM 性能补偿 25 基于T3的最大扭矩补偿 保护涡轮 T D MAX TORQUE TURBO USED APV TRUET D MAX TORQUE TURBO APM 性能补偿 26 MBT 变化转速 负荷最大输出扭矩对应正时 FQD MAIN FUEL TIMING CORR APM 对主喷油量的修正系数ITD MAIN TIMING DMND MBT APM关掉EGR 采用恒转调位方式 定转速油门 即指示扭矩 以50Nm 200rpm为间隔选取工况点 前后调节正时 步长在3度以内 找到最高输出扭矩对应正时并记录该正时 MBT MAP 注意涡前温度应控制在780度内 缸压控制在160bar以内 然后 以该正时为基准开始推正时并进行相应油量补偿 通过系数对主喷油量进行补偿 CORR APM 性能补偿 泵气损失 用于节气门作用时进行扭矩补偿参见turbinemodle xls逻辑图 T D PUMPING TORQUE APM试验方法 1 关掉EGR 全速全负荷烧空DPF 采用恒转调位方式 定转速油门 即指示扭矩 2 自1000rpm至4000rpm以200rpm为间隔选取工况点 调节油门至输出扭矩为50Nm 通过DTI VGT POSITION DMND APV DTI VGT POSITION SUBM APV设定VGT位置为0 通过DTI THRTL OUTPUT DMND APV DTI THRTL OUTPUT SUBM APV设throttle位置开度为100 90 80 70 60 50 40 30 20 15 13 11 9 7 5 记录测功机对应输出扭矩和以下参数 IN Engine cycle speed T D Indicated torque IN Thrtl feedback positionACM P3 pressure estimation IN Intake manifold pressure T D Exh minus intk pres 将ACM Egr thrtl drive duty cycle IN Throttle feedback IN Doc press in ACM Thrtl management state IN Boost pressure添加到screen文件中 泵气损失 直接补偿指示扭矩 继而修正主喷油量 27 DPF再生台架标定简介 再生调度请求再生允许和结束条件再生使能条件 再生过程要始终满足 再生过程管理再生状态转换 中断和再次使能的条件再生控制两阶段再生温度目标Heatup Temp DOC In Temp DOC light off 280to320 C Sootoxidation regeneration 580 620 降低气量需求 VGT和节气门控制推后主喷正时后喷1和后喷2油量及正时需求降低轨压需求机油稀释率测试 28 再生调度 29 再生允许条件标定 主要参数 P T DPF MIN RUN TIME APMP T DPF ENBL GEAR RATIO APVP T DPF ENBL MIN P T DPF RGN STOP P T DPF EGR ENABLE INHIBIT APVP T DPF THRTL ENABLE INHIBIT APVP T DPF REDUC TRQ INHIBIT APVP T DPF T5 LOW OVERRUN APVP T DPF TRQ LOW OVERRUN APVP T DPF TRQ OVERRUN APV 再生调度 30 开始再生的限值条件1 估计的碳载量 P T DPF SOOT REGEN TRIG THR APM和发动机出口总碳量 P T DPF SOOT REGEN MIN SINT APV或模型计算的碳载量 P T DPF SOOT REGEN MODEL THR APM和发动机出口总碳量 P T DPF SOOT REGEN MIN SINT APV 这个条件是为了避免频繁激活再生 2 发动机出口总碳量 P T DPF SOOT REGEN MAX SINT APV停止再生的限值条件估计碳载量 P T DPF MAX SOOT LOAD REGEN APV和模型计算的碳载量 P T DPF MODEL MAX SOOT LOAD APV和估计碳载量 P T DPF MAX2 SOOT LOAD REGEN APV再生中断 再次使能条件Heatup阶段 DOC入口温度 Temp DOC In DOC起燃温度Temp DOC light off 280到320 C 如果排温在要求的时间达不到上述温度 则认为再生失败 随之将开启一个计数器 计时超过P T DPF LOW TEMP REENAB TIME APM中标定的时间 再生将再次使能 再生调度 31 再生过程管理 主要参数 P T DPF MAX TIME IN REGEN APVP T DPF MAX CUMUL TIME REGEN APVP T DPF MAX TIME IN REGEN 1 APVP T DPF DOC HEAT UP MAX TIM APVP T DPF DOC LIGHT OFF TEMP APVP T DPF REGEN MIN DOC TOUT APVP T DPF REG LO TEMP MAX TIM APVP T DPF LOW TEMP REENAB TIME APM 再生控制 32 两阶段再生温度目标a 再生分两阶段以精确控制温度 一般第一阶段后喷使得DPF入口最高温度控制在570 580 第二阶段使得最高温度控制在620 b 氧含量 5 空燃比 19 5 再生控制 33 用于后喷油量控制的再生目标温度标定 主要参数 P T DPF TEMPERATURE GOVERNOR APVP T DPF TMPGOV ENABLE INHIB APVP T DPF SPEED GOVERNOR MIN APVP T DPF TMPGOV LEAD TEMP APMP T DPF TMPGOV ACTV THR LOW APVP T DPF REL TP GOV RGN OFFST APMP T DPF TEMP GOV RGN OFFSET APMFQD POST1 TEMP CTRL TYPE APVFQD POST2 TEMP CTRL TYPE APV 再生控制 34 轨压需求标定 RPD DPF RAILP DEMAND APM预喷需求标定 FQD PILOT1 FUEL DMND HEATUP APMFQD PILOT1 FUEL DMND REGEN APMITD PILOT1 DSEP DMND HEATUP APMITD PILOT1 DSEP DMND REGEN APMFQD PILOT2 FUEL DMND HEATUP APMFQD PILOT2 FUEL DMND REGEN APMITD PILOT2 DSEP DMND HEATUP APMITD PILOT2 DSEP DMND REGEN APM主喷正时需求标定以推后主喷正时 ITD MAIN TIMING DPFR HEAT UP APMITD MAIN TIMING DPFR NO POST APMITD MAIN TIMING DPFR POST APM 再生控制 35 进气量需求标定以降低增压压力 ACM AIR DPF DMND HEATUP APMACM AIR DPF DMND HEATUP MULT APMACM AIR DPF DMND REGEN APMACM AIR DPF DMND REGEN MULT APMACM VGT CPF BOOST FF APM后喷1 后喷2油量与正时标定 FQD POST1 FUEL DPF HEAT UP APMFQD POST1 FUEL DPF REGEN APMFQD POST1 FUEL DPF REGEN2 APMITD POST1 TIMING DPF HEAT UP APMITD POST1 TIMING DPF REGEN APMFQD POST2 FUEL DPF HEAT UP APMFQD POST2 FUEL DPF REGEN APMFQD POST2 FUEL DPF REGEN2 APMITD POST2 TIMING DPF HEAT UP APMI