DPF再生台架标定简介.ppt

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1、2-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(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

2、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3-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）： 4-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+R

3、0 (1+ T+T)；=3.8285 103，=-5.85 103 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； 5-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=cnt

4、s*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（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ADcn

5、ts，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 6-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：7-准备布置示意图整车布置：康宁建议，可精简为1、2、8、12、10、11、17、18、2（备用）8-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

6、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。TC1 TC2 开孔9-准备 节气门激活条件标定 ACM_THRTL_DPF_DMND_MIN_APM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（p

7、osition 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）。10-准备 节气门激活条件标定 11-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

8、负荷运转15分钟以上，可以通过DTI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： 12-温度和压力模型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

9、，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：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。0501001502002503000510152025Exh_Vol_FlowDp_DOCPressure drop via DOC DPF soot index 20110615.xlsICV_EXH_GAS_MUFFLER_CONST_APV: 249.39

10、ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 408.97ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 453.440501001502002503000510152025Exh_Vol_FlowDp_DOCPressure drop via DOC DPF soot index 20110615.xlsICV_EXH_GAS_MUFFLER_CONST_APV: 250.06ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 409.11ICV_EXH_GAS_DOC_DP_CONST1_APV: 453.7613-温度和压力模型 P3（涡前压力）估

11、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】rpmVGT pos=【5，10，20，30，40，50，60，70，80，90，95】% 14-温度和压力模型 充气效率，基于不同转

12、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)/理想状态进气量15-温度和压力模型 DOC入口温度估计，基于T3T4=T3-汽

13、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turbine modle.xls 第AL列ICV_TURB_COMP_FILTER_APM16-温度和压力模型 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_

14、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；ICV_T3_TEMP_EST_RGN_APMICV_T3_TEMP_EST_AF_CORR_APM（借用），空燃比修正T3估计

15、值主要用于T3传感器诊断，故障时的替代值17DPF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）18-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_pr

16、es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) 1000.00002139991800.00002439972600.00002720023400.00002990014200.00003250045000.00003490045800.00003730046600.000039599819-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=P clean filter+Psoot =（a1+a1）*dyn_visc*vol

17、_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200

18、rpm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。 20-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 ） 10203040506070809010011000.511.522.533.544.5Exh_Vol_FlowDp_DPFClean Filter Characteristic DPF soot index 20110615.xlsP_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST1_APV: 1028.22P_T_DPF_SO

19、OT_INDEX_CONST2_APV: 169.5021-碳载量估计 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

20、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）22-碳载量估计不同碳载量2g、4g、6g24g，求得对应soot index，拟合020406080100120024681012Exh_Vol_FlowDp_DPFSoot Index 16g

21、 DPF soot index 20110615.xlsP_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST1_APV: 1028.22P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST2_APV: 169.50SOOT_INDEX_16g: 4.3102040608010012001234567Exh_Vol_FlowDp_DPFSoot Index 20g DPF soot index 20110615.xlsP_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST1_APV: 1030.64P_T_DPF_SOOT_INDEX_CONST2_APV: 168.60SOOT_INDEX_20g: 0.8

22、1Soot indexSoot mass23-碳载量估计根据拟合公式计算并填表：P_T_DPF_SOOT_MASS/MASS2_APMX：Soot indexY：碳颗粒占载体通道长度的百分比，9025随灰分填充逐渐缩短24-碳载量估计基于模型的碳载量估计（简易模型）参见Engine out soot flow.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_

23、BURN_RATE_APMNO2氧化的速率：P_T_DPF_SOOT_NO2_BURN_RATE_APM25-性能补偿基于T3的最大扭矩补偿（保护涡轮）T_D_MAX_TORQUE_TURBO_USED_APV=TRUET_D_MAX_TORQUE_TURBO_APM26-性能补偿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

24、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）27-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_A

25、PV/ 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_

26、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。28DPF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 Tem

27、p_DOC_light_off (280 to 320C)Soot oxidation/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 机油稀释率测试机油稀释率测试29-再生调度再生允许条件标定：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

28、_DPF_REDUC_TRQ_INHIBIT_APVP_T_DPF_T5_LOW_OVERRUN_APVP_T_DPF_TRQ_LOW_OVERRUN_APVP_T_DPF_TRQ_OVERRUN_APV30-再生调度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

29、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

30、_TEMP_REENAB_TIME_APM 中标定的时间，再生将再次使能。31-再生调度再生过程管理：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_

31、APM32-再生控制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620b)氧含量 5%，空燃比 19.533-再生控制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_

32、RGN_OFFST_APMP_T_DPF_TEMP_GOV_RGN_OFFSET_APMFQD_POST1_TEMP_CTRL_TYPE_APVFQD_POST2_TEMP_CTRL_TYPE_APV34-再生控制轨压需求标定：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_APMFQ

33、D_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_APM35-再生控制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_REGE

34、N_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_DP

35、F_REGEN2_APMITD_POST2_TIMING_DPF_HEAT_UP_APMITD_POST2_TIMING_DPF_REGEN_APM36-机油稀释率测试标完再生后，选择其中采用后喷量较大的工况点进行机油稀释情况测试，一般为10、50Nm的小负荷工况点。参考：（4000rpm/10Nm，3000rpm/10Nm，2600rpm/10Nm，2200rpm/10Nm2000rpm/10Nm，1800rpm/10Nm，1600rpm/10Nm，1400rpm/10Nm，1200rpm/10Nm，1000rpm/10Nm，2600rpm/50Nm，2200rpm/50Nm，1800rpm

36、/50Nm，1400rpm/50Nm，1000rpm/50Nm）重复以下实验：更换机油，记录机油标尺位置（如：低于上刻线10mm）采用恒转调位方式，定转速油门（即指示扭矩），调节至设定工况点，通过DTI_DPF_REGEN_DMND_APV / DTI_DPF_REGEN_SUBM_APV激活DPF再生，计时2小时，即在该工况持续再生2小时。通过DTI_DPF_REGEN_DMND_APV / DTI_DPF_REGEN_SUBM_APV停止DPF再生，待DPF内部温度降低到安全范围后停机。待回油、油温冷却后，记录机油标尺位置（如：超出上刻线10mm）。采样：打开放油螺栓，待放油超过至少0.5

37、L后，采集约500mL机油分析样品，放油完毕后更换机油。（可使用矿泉水瓶盛放）37-机油稀释率测试取样试验应注意：1、每次加注机油时，尽量保持液面一致2、低转速工况点可由高转速负荷运转后降下再激活再生，这样可以跳过Heatup阶段顺利进入再生（排温低，设定的5min内达不到DOC起燃温度300则关闭再生）3、如果因为燃油耗尽或台架问题突然停机，注意持续监测DPF内部温度并尽快起动，避免因内部温度过高造成DPF损坏测定标准机油和柴油组分的粘度杯计量时间及对应粘度（标准样）：Oil onlyOil with 2% of DieselOil with 4% of DieselOil with 6% of DieselOil with 8% of DieselOil with 10% of DieselOil with 12% of DieselDiesel only38下一步 碳载量估计的验证 回怠速试验进一步验证最大碳载量 DPF相关诊断以及故障下的再生控制 再生温度控制验证和优化 进气控制验证和优化 压力、温度模型验证 扭矩补偿验证 再生条件和调度验证结束结束