汽车吊发动机在pto模式下的dpf自动再生控制方法
阅读说明：本技术 汽车吊发动机在pto模式下的dpf自动再生控制方法 (Automatic DPF regeneration control method of truck-mounted engine in PTO mode ) 是由 夏秀娟 陈占耀 汪荣会 熊津联 凌建群 纪丽伟 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法,包括步骤：1、PTO作业模式下检测DPF碳载量值；2、DPF碳载量值＞DPF碳载量阈值则执行步骤3,否则返回步骤1；3、发出DPF再生提醒,选择自动再生方式；4、满足DPF再生条件则执行步骤5,否则返回步骤1；5、进入边作业边再生模式,发动机转速提升至目标值,排气温度达到DOC起燃温度,DPF自动再生；6、再生完成则执行步骤7,否则等待；7、发动机转速降至PTO作业模式转速,退出边作业边再生模式；8、汽车吊完成作业则结束控制,否则返回步骤1。本发明能实现汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生,从而提高汽车吊的作业效率。(The invention discloses a DPF automatic regeneration control method of a truck-mounted engine in a PTO mode, which comprises the following steps: 1. detecting a DPF carbon loading value in a PTO operation mode; 2. if the DPF carbon loading value is larger than the DPF carbon loading threshold value, executing the step 3, otherwise, returning to the step 1; 3. sending DPF regeneration reminding and selecting an automatic regeneration mode; 4. if the DPF regeneration condition is met, executing the step 5, otherwise, returning to the step 1; 5. entering a regeneration mode while working, increasing the rotating speed of the engine to a target value, enabling the exhaust temperature to reach DOC ignition temperature, and automatically regenerating the DPF; 6. executing step 7 if the regeneration is finished, otherwise waiting; 7. the rotating speed of the engine is reduced to the rotating speed in the PTO operation mode, and the regeneration mode is exited while the operation is carried out; 8. and finishing control when the truck crane finishes the operation, otherwise, returning to the step 1. The invention can realize the automatic regeneration of the DPF of the truck crane engine in the PTO mode, thereby improving the operating efficiency of the truck crane.)
技术领域
本发明涉及一种汽车吊发动机的控制方法，尤其涉及一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法。
背景技术
汽车吊是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，汽车吊的PTO（Power Take Off）杆即取力杆用于随汽车吊的动力输出与切断控制发动机。汽车吊发动机在实际吊重过程中需要兼顾动力性和燃油经济，发动机转速过低，发动机输出扭矩不足，无法满足吊重需求，发动机转速过高，整车油耗升高，燃油经济性变差，因此正常PTO作业模式下发动机的目标转速设为800rpm，在大多数情况下，汽车吊发动机转速需要固定在800rpm左右以满足汽车吊在正常PTO作业模式下系统工作要求。
汽车吊运行时长时间处于PTO作业模式，即发动机转速低、负载低、排气温度低，在PTO作业模式下，发动机排气温度不能满足DOC（即Diesel Oxidation Catalyst，意为氧化型催化转化器）的起燃温度要求，从而导致DPF（即Diesel Particulate Filter，意为柴油颗粒捕集器）无法自动再生，需要依赖用户进行原地手动DPF再生，而手动DPF再生时需要停止作业，影响用户的作业效率，造成用户抱怨。。
中国发明专利申请CN202110368507.2公开了一种基于柴油发动机缸内后喷的再生控制方法及系统，并具体公开了该再生控制方法：包括：获取发动机的运行模式和运行参数，当发动机的运行模式和运行参数满足再生条件时，发送再生指令；获取DPF颗粒捕捉器的监控状态，当DPF颗粒捕捉器的监控状态满足激活条件时，发送再生激活信号；接收再生指令和再生激活信号后采集DPF颗粒捕捉器的进气端温度；当所述进气端温度低于再生温度阈值时计算所需喷油量，并根据所需喷油量进行喷油促进再生。汽车吊在正常PTO作业模式下作业时，发动机转速低、扭矩小、排气温度也比较低，发动机运行参数无法满足该控制方法所提到的再生条件，导致发动机无法发送再生指令，从而无法实现再生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，能实现汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生，从而提高汽车吊的作业效率。
本发明是这样实现的：
一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，包括以下步骤：
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU实时检测汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值；
步骤2：ECU设定DPF碳载量阈值，并判断DPF碳载量值是否大于DPF碳载量阈值，若是，则执行步骤3，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1；
步骤3：ECU向驾驶员发出DPF再生提醒，驾驶员选择一种自动再生方式；
步骤4：ECU判断DPF再生条件是否满足，若是，则执行步骤5，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1；
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速提升至目标值，使发动机的排气温度达到DOC的起燃温度，DPF开始自动再生；
步骤6：ECU设定再生时间阈值，并根据再生时间阈值判断DPF自动再生是否完成，若是，则执行步骤6，若否，则等待DPF自动再生完成；
步骤7：ECU控制发动机转速降至PTO作业模式的正常作业转速，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式；
步骤8：ECU判断汽车吊是否完成作业，若否，则返回步骤1，若是，则结束控制。
所述的步骤2中，DPF碳载量阈值的取值范围为3.5g/L*V，其中V为DPF的体积。
所述的步骤3中，自动再生方式包括：
1、按下再生按钮，立刻进行DPF再生；
2、汽车吊继续运行一段时间后自动触发DPF再生，一段时间的取值范围为不超过8h。
所述的步骤4中，DPF再生条件包括：
（1）转速＞600rpm；
（2）车速的范围为0-5km/h；
（3）水温＞50℃；
（4）DOC入口温度＜550℃；
（5）汽车吊所处位置的大气压力＞55kPa；
（6）刹车踏板未被踩下，刹车踏板未踩下状态标记为0，刹车踏板踩下状态标记为1；
（7）挡位处于空挡，空挡状态标记为1，非空挡状态标记为0；
当条件（1）-（7）同时满足时，认为DPF再生条件满足，否则DPF再生条件不满足。
所述的步骤5中，发动机转速提升的目标值为1100-1300rpm。
所述的发动机转速提升和下降的过程中，发动机转速呈线性变化。
所述的步骤6中，再生时间阈值的取值范围为30-40min。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明由于采用了边作业边再生的控制模式，能实现汽车吊发动机在PTO作业模式下的DPF自动再生，在不影响汽车吊的正常、安全作业的情况下提升发动机转速，以满足DOC的起燃要求，从而实现DPF的自动再生，无需停工并手动再生，大大提高了汽车吊的作业效率。
2、本发明由于采用了自动再生策略，无需驾驶员手动再生，减少了停工时间和次数，从而减少了用户抱怨，且能避免为了避免降低工作效率而不进行DPF再生导致的DPF堵塞、DPF积碳量超标、DPF过载烧毁等问题，节约了维修、售后成本。
本发明能实现汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生，且不影响汽车吊的正常作业，减少驾驶员手动再生次数和停工时间，提高汽车吊的作业效率。
附图说明
图1是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法的流程图；
图2是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法中实施例1的发动机转速示意图（PTO作业模式）；
图3是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法中实施例1的发动机转速示意图（边作业边再生模式）；
图4是本发明汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法中实施例2的发动机转速示意图（边作业边再生模式）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1，一种汽车吊发动机在PTO模式下的DPF自动再生控制方法，包括以下步骤：
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU（即Electronic Control Unit，意为电子控制单元）实时检测汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值。
步骤2：ECU设定DPF碳载量阈值，并判断DPF碳载量值是否大于DPF碳载量阈值，若是，则执行步骤3，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1。
所述的DPF碳载量阈值为3.5g/L*V，其中，V为DPF的体积，DPF碳载量阈值可根据DPF载体材料设定，保证碳载量在该阈值下能够进行再生，且DPF不会高温融损。例如DPF的体积为11L，则DPF碳载量阈值为38.5g。
步骤3：ECU通过驾驶室仪表盘向驾驶员发出DPF再生提醒，驾驶员选择一种自动再生方式。
所述的自动再生方式包括：
1、按下再生按钮，立刻进行DPF再生。可在驾驶室设置再生按钮。DOC氧化催化器进气端与发动机排气管出口端相连，DOC氧化催化器排气端与DPF颗粒捕集器入口段端相连，发动机、DOC氧化催化器、DPF颗粒捕集器、再生按钮与发动机控制器电连接，再生按钮按下实现功能为按下后触发再生命令。
2、汽车吊继续运行一段时间后自动触发DPF再生。一段时间的范围可为不超过8h，可根据实际需要设定。若驾驶员未手动按下再生按钮进行再生，汽车吊发动机持续运行时间超过发动机系统设定的时间范围后，将自动触发DPF再生。
步骤4：ECU判断DPF再生条件是否满足，若是，则执行步骤5，若否，则汽车吊保持正常PTO作业，并返回步骤1。
所述的DPF再生条件包括：
（1）转速＞600rpm；
（2）车速范围为0-5km/h；
（3）水温＞50℃；
（4）DOC入口温度＜550℃；
（5）汽车吊所处位置的大气压力＞55kPa；
（6）刹车踏板未被踩下，刹车踏板未踩下状态标记为0，刹车踏板踩下状态标记为1；
（7）挡位处于空挡，空挡状态标记为1，非空挡状态标记为0。
当条件（1）-（7）同时满足时，认为DPF再生条件满足，否则DPF再生条件不满足。
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速提升至目标值，使发动机的排气温度达到DOC的起燃温度，DPF开始自动再生。
优选的，所述的目标值可设定为1100-1300rpm，能兼顾燃油经济性和DOC的升温要求。
发动机在正常的PTO作业模式下的转速为800rpm，本发明将边作业边再生模式下的发动机转速目标值设定为1100rpm，当ECU识别到整车处于PTO作业模式，且收到再生命令后，当再生条件满足后，发动机进入作业再生模式，发动机转速缓慢升至作业模式再生目标转速设定值，为确保驾驶员操作安全，发动机转速按13rpm/s线性缓慢升高。若发动机未收到再生命令或DPF再生条件不满足，发动机处于正常的PTO作业模式，发动机转速为PTO作业模式下的设定转速。
步骤6：ECU设定再生时间阈值，并根据再生时间阈值判断DPF自动再生是否完成，若是，则执行步骤6，若否，则等待DPF自动再生完成。
优选的，所述的再生时间阈值为30-40min，再生时间阈值可根据DPF碳载量确定。
步骤7：ECU控制发动机转速降至PTO作业模式的正常作业转速，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式。ECU识别到边作业边再生模式下DPF再生完成后，退出边作业边再生模式，进入正常PTO作业模式，发动机转速从边作业边再生模式的目标值1100rpm缓慢降至正常PTO作业模式转速800rpm，为确保驾驶员操作安全，发动机转速按13rpm/s线性缓慢降低，直至发动机转速降到正常作业模式转速。
步骤8：ECU判断汽车吊是否完成作业，若否，则返回步骤1，若是，则结束控制。
实施例1：
本实施例应用于25t汽车吊中，25t汽车吊在PTO作业模式下的发动机转速为800rpm左右，发动机的排气温度约为170℃，而DOC的起燃温度为250℃以上，发动机的排气温度无法满足DOC的起燃要求，无法实现DPF的自动再生。请参见附图2，曲线S1表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S2表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU实时检测到汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值为50g。
步骤2：在本实施例中，DPF碳载量阈值设定为49g，DPF碳载量值＞DPF碳载量阈值。
步骤3：驾驶室仪表盘通过警示灯和蜂鸣器向驾驶员发出DPF再生提醒，提示驾驶员选择一种自动再生方式，在本实施例中，驾驶员选择按下再生按钮，立刻进行DPF再生。
步骤4：ECU采集转速为800rpm、车速为0km/h、水温为80℃、DOC入口温度为168℃、大气压力为101kPa、刹车状态为0、挡位状态为1，DPF再生条件满足。
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速从800rpm提升至目标值1100rpm，转速线性提升速度为13rpm/s，使发动机的排气温度从170℃提升到300℃，高于DOC的起燃温度250℃，满足DOC的起燃要求，DPF开始自动再生，DPF再生过程与现有技术中的再生过程一致，此处不再赘述。请参见附图3，曲线S3表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S4表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。从附图3可知，汽车吊发动机的转速和排气温度稳定，能满足DPF再生要求和PTO作业要求。
步骤6：ECU设定再生时间阈值为30min，ECU判断DPF自动再生完成。
步骤7：ECU控制发动机转速从1100rpm降至PTO作业模式的正常作业转速800rpm，转速线性下降速度为13rpm/s，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式。
步骤8：汽车吊保持PTO作业模式直至结束作业，结束控制。
实施例2：
本实施例应用于25t汽车吊中，25t汽车吊在PTO作业模式下的发动机转速为800rpm左右，发动机的排气温度约为170℃，而DOC的起燃温度为250℃以上，发动机的排气温度无法满足DOC的起燃要求，无法实现DPF的自动再生。请参见附图2，曲线S1表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S2表示汽车吊发动机在正常PTO作业模式下的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。
步骤1：汽车吊进入PTO作业模式，整车的ECU实时检测到汽车吊在PTO作业模式下的DPF碳载量值为50g。
步骤2：在本实施例中， DPF碳载量阈值设定为49g，DPF碳载量值＞DPF碳载量阈值。
步骤3：驾驶室仪表盘通过警示灯和蜂鸣器向驾驶员发出DPF再生提醒，提示驾驶员选择一种自动再生方式，在本实施例中，驾驶员选择汽车吊继续运行60s后自动触发DPF再生。
步骤4：ECU识别到整车处于PTO作业模式，发动机持续运行60s后，ECU发出再生命令，ECU采集转速为800rpm、车速为0km/h、水温为80℃、DOC入口温度为170℃、大气压力为101kPa、刹车状态为0、挡位状态为1，DPF再生条件满足。
步骤5：进入边作业边再生模式，ECU控制发动机转速从800rpm提升至目标值1100rpm，转速线性提升速度为13rpm/s，使发动机的排气温度从170℃提升到275℃，高于DOC的起燃温度250℃，满足DOC的起燃要求，DPF开始自动再生，DPF再生过程与现有技术中的再生过程一致，此处不再赘述。请参见附图4，曲线S5表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的转速（横轴为时间s，纵轴为转速rpm），曲线S6表示边作业边再生模式下汽车吊发动机的排气温度（横轴为时间s，纵轴为温度℃）。从附图4可知，汽车吊发动机的转速和排气温度稳定，能满足DPF再生要求和PTO作业要求。
步骤6：ECU设定再生时间阈值为30min，ECU判断DPF自动再生完成。
步骤7：ECU控制发动机转速从1100rpm降至PTO作业模式的正常作业转速800rpm，转速线性下降速度为13rpm/s，退出边作业边再生模式，汽车吊回到正常PTO作业模式。
步骤8：汽车吊保持PTO作业模式直至结束作业，结束控制。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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