DPF再生台架标定简介

1、DPF再生台架标定简介 准备准备 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T3 DOC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)

2、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(1 P), T5传感器, 1 (T), 1( A/F), 1 （排放取样） 1 （烟度取样）, 1 DOC中心温度 DPF出口：压差低 (1 P) ， 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

3、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：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)；=3.8285 103，=-5.85 103 最小：Rs=Rl+

4、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 压差传感器压差传感器( (森萨塔森萨塔) )：10位采样(5V=1023cnts) 根据给出的传递函数:output(%Vcc) = 0.8 X (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.

5、8，offset=-10/0.8或10/0.8 进气压力、温度传感器（进气压力、温度传感器（TMAP）：）： pres range=44.8kpa350kpa；pres error=+-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)(5/10

6、23)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：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

7、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

8、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_APV ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST2_APV ACM_VGT_INTERCOOL_PRES_DROP_APV 试验方法：试验方法： 全速全负荷运转15分钟以上，可以通过DTI

9、将VGT boost pressure demand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

10、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：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。 050100150200250300 0 5 10 15 20 25 Exh_Vol_Flow Dp_DOC Pressure drop via DOC DPF soot index 20110615.xls ICV_EXH_GAS_MUFFLER_CONST_A

11、PV: 249.39 ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 408.97 ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 453.44 050100150200250300 0 5 10 15 20 25 Exh_Vol_Flow Dp_DOC Pressure drop via DOC DPF soot index 20110615.xls ICV_EXH_GAS_MUFFLER_CONST_APV: 250.06 ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 409.11 ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 4

12、53.76 -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turbine modle.xls Engine speed=【1000，1500，2000，3000，4000】rpm VGT pos=【5，10，20，30，40，50，60，70，80，

13、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turbine modle.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

14、进气量 14 -温度和压力模型 15 DOC入口温度估计，基于T3 T4=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_APV 2、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turbine modle.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

15、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_APM ICV_DOC_TEMP_BED_EST_K_APV DPF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_APM T3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； IC

16、V_T3_TEMP_EST_RGN_APM ICV_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.

17、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 1000.0000213999 1800.0000243997 2600.0000272002 3400.0000299001 4200.0000325004 5000.0000349004 5800.0000373004 6600.0000395998 - -碳载量估计 空载DPF背压

18、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=P clean filter+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：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

19、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 102030405060708090100110 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Exh_Vol_Flow

20、 Dp_DPF Clean Filter Characteristic DPF soot index 20110615.xls P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST1_APV: 1028.22 P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST2_APV: 169.50 - -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soot index，单纯由积炭产生的背压 1、碳颗粒的累积（soot loading） 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

21、 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/L10g/L 之间。（该值以Drop To Idle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，

22、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、6g24g，求得对应soot index，拟合 020406080100120 0 2 4 6 8 10 12 Exh_Vol_Flow Dp_DPF Soot Index 16g DPF soot index 20110615.xls P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST1_APV: 1028.22 P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST2_APV: 169.50 SOOT_INDEX_16g: 4.31 020406080100120

23、0 1 2 3 4 5 6 7 Exh_Vol_Flow Dp_DPF Soot Index 20g DPF soot index 20110615.xls P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST1_APV: 1030.64 P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST2_APV: 168.60 SOOT_INDEX_20g: 0.81 Soot index Soot mass - -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：Soot index Y：碳颗粒占载体通道长度的百分比， 9025随灰分填充逐渐缩短 - -碳

24、载量估计 24 基于模型的碳载量估计（简易模型）参见Engine out soot flow.xls MAP（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_APM NO2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_TURB

25、O_USED_APV=TRUE T_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

26、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turbine modle.xls 逻辑图。T_D_PUMPING_TORQUE_APM 试验方法：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_THR

27、TL_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_position ACM_P3_pressure_estimation；IN_Intake_manifold_pressure； T_D_Exh_minus_intk_pres （将ACM_Egr_thrtl_drive_duty_cycle，IN_Thr

28、ottle_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 再生控制再生控制 两阶段再生温度目标 Heatup：Temp_DOC_In Temp_DOC_light_off (280 to 320C) Soot oxidation/regeneration：580 ，620

29、 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_APM P_T_DPF_ENBL_GEAR_RATIO_APV P_T_DPF_ENBL_ MIN_. P_T_DPF_RGN_STOP_. P_T_DPF_EGR_ENABLE_INHIBIT_APV P_T_DPF_THRTL_ENABLE_INHIBIT_APV P_T_DPF_REDUC_TRQ_INHIBIT_APV P_T_DPF_T5_LOW_OVERRUN

30、_APV P_T_DPF_TRQ_LOW_OVERRUN_APV P_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

31、_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320C，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

32、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_APV P_T_DPF_MAX_CUMUL_TIME_REGEN_APV P_T_DPF_MAX_TIME_IN_REGEN_1_APV P_T_DPF_DOC_HEAT_UP_MAX_TIM_APV P_T_DPF_DOC_LIGHT_OFF_TEMP_APV P_T_DPF_REGEN_MIN_DOC_TOUT_APV P_T_DPF_REG_LO_TEMP_MAX_TIM_APV P_T_DPF_LOW_TEMP_REENAB_TIME_APM - -再生控制 3

33、2 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_APV P_T_DPF_TMPGOV_ENABLE_INHIB_APV P_T_DPF_SPEED_GOVERNOR_MIN_APV P_T_DPF_TMPGOV_LEAD_TEMP_APM P_T_DPF_TMPGOV_ACTV_THR_LOW_APV P_T_DPF_REL_T

34、P_GOV_RGN_OFFST_APM P_T_DPF_TEMP_GOV_RGN_OFFSET_APM FQD_POST1_TEMP_CTRL_TYPE_APV FQD_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_APM FQD_PILOT1_FUEL_DMND_REGEN_APM ITD_PILOT1_DSEP_DMND_HEATUP_APM ITD_PILOT1_DSEP_DMND_REGEN_APM FQD_PILOT2_F

35、UEL_DMND_HEATUP_APM FQD_PILOT2_FUEL_DMND_REGEN_APM ITD_PILOT2_DSEP_DMND_HEATUP_APM ITD_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_APM ITD_MAIN_TIMING_DPFR_NO_POST_APM ITD_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_APM ACM_AIR_DPF_DMND_HEATUP_MULT_APM ACM_AIR_DPF_DMND_REGEN_APM ACM_AIR_DPF_DMND_REGEN_MULT_APM ACM_VGT_CPF_BOOST_FF_APM 后喷1/后喷2油量与正时标定： FQD_POST1_FUEL_DPF_HEAT_UP_APM FQD_POST1_FUEL_DPF_REGEN_APM FQD_POST1_FUEL_DPF_REGEN2_APM ITD_POST1_TIMING_DPF_HEAT_UP_APM ITD_POST1_TIMING_DPF_REGEN_APM FQD_PO