降怠速控制方法与流程

1.本技术属于柴油车辆技术领域，尤其涉及一种降怠速控制方法。


背景技术：

2.升级后的车辆排放法规，不仅提升了颗粒物(particulate matter，pm)的排放要求，而且还增加了粒径超过23nm的颗粒物的粒子总数排放要求。为了符合当前的排放法规，汽车的排气系统内通常会增设颗粒捕集器(diesel particulate filter，dpf)来处理汽车尾气中的颗粒物，降低颗粒物的排放量。
3.dpf不仅仅用于捕集颗粒物，当颗粒物累积达到一定含量后，还可以对颗粒物进行周期性再生。再生过程是通过提升排气温度，使得dpf中的颗粒物在催化剂的作用下与排气的氧气发生氧化反应，从而达到清除颗粒物的目的。完成重生后的dpf，能够继续捕集颗粒物，从而让车辆的排放始终能够满足相关法规的要求。
4.dpf再生的过程中，随着排气温度的提升，累积的颗粒物会剧烈燃烧，产生大量的热量。若此时发动机降至怠速(drop to idle，dti)工况，那么排气流量会徒然降低，使得产生的热量无法被及时带走，让dpf内部温度骤增，且dpf不同部位存在较大的温差。正是如此，dpf也在降怠速工况下再生，将承受较高的热负荷和热应力，使得dpf本体极易出现烧熔、开裂的问题，且过高的温度也容易使得催化剂过快老化。
5.虽然目前可以通过降怠速试验来确定降怠速工况下dpf再生的控制条件，但目前的降怠速试验无法覆盖车辆的多种降怠速工况，导致试验结果的有效性偏低。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种降怠速控制方法，能够提高试验结果的有效性。
7.第一方面，本技术提供了一种降怠速控制方法，包括：
8.根据预先确定的目标温度执行以下降怠速控制步骤：
9.在发动机处于预设的第一工况的情况下，对预处理后的颗粒捕集器执行碳加载操作，直至颗粒捕集器中的碳载量达到目标碳载量；发动机的排气出口与颗粒捕集器的排气入口连接，目标碳载量是颗粒捕集器在目标温度下的极限碳载量；
10.在发动机处于预设的第二工况的情况下，控制颗粒捕集器进入再生模式；处于第二工况下的发动机的排气流量达到预设排气流量阈值；
11.在再生模式下，当颗粒捕集器满足降怠速条件时，控制发动机降至怠速工况，直至颗粒捕集器退出再生模式，完成当前的降怠速控制过程。
12.本技术与现有技术相比存在的有益效果是：在确定好目标温度后，便可以根据目标温度执行降怠速控制步骤。具体地，先执行碳加载，即当发动机处于预设的第一工况时，可让发动机的排气流经预处理后的颗粒捕集器，也即发动机的排气出口与颗粒捕集器的排气入口连接，可使排气中的碳颗粒在颗粒捕集器中累积；当颗粒捕集器中的碳载量达到目标碳载量，标志着碳加载结束。为了能够提升降怠速控制的苛刻性，此处的目标碳载量为目
标温度下的极限碳载量。同时，为了尽可能地全面覆盖车辆的降怠速工况，在触发颗粒捕集器进入再生模式之前，可以选择发动机的排气流量足够大的工况作为降怠速控制的初始工况。具体地，可将初始工况设置为第二工况。当发动机处于预设的第二工况时，即在发动机的排气流量达到预设排气流量阈值的情况下，可控制完成碳加载的颗粒捕集器进入再生模式。在颗粒捕集器进行再生的过程中，当颗粒捕集器满足降怠速控制条件时，可以控制发动机从第二工况进入怠速工况，直至颗粒捕集器退出再生模式，标志完成当前的降怠速控制过程。可以理解，发动机在第二工况下的排气流量远大于在怠速工况的排气流量，即本技术是通过扩大两个工况下发动机的排气流量差，从而尽可能地覆盖车辆的多种降怠速工况，提升试验结果的有效性。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是本技术实施例提供的一种颗粒捕集器中各热电偶的布置示意图；
15.图2是本技术实施例提供的横截面内热电偶的设置示意图；
16.图3是本技术实施例提供的降怠速控制步骤的流程示意图。
具体实施方式
17.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
18.相关技术中，因目前的降怠速试验无法覆盖车辆的多种降怠速工况，导致试验结果的有效性偏低。
19.为了解决该问题，本技术提出了一种降怠速控制方法，该降怠速控制方法能够尽可能地覆盖车辆的多种降怠速工况，提升试验结果的有效性。下面将通过具体的实施例对本技术所提出的降怠速控制方法进行说明。
20.本技术实施例提供的降怠速控制方法可以通过降怠速控制装置实现。该降怠速控制装置包括依次连接的发动机台架/整车转毂、柴油氧化催化转化器以及颗粒捕集器。其中，发动机台架/整车转毂用于采集发动机的排气温度、颗粒捕集器两端的气压差以及颗粒捕集器内设置的各热电偶的温度信息。
21.在一些实施例中，为了减小降怠速控制装置的封装设计对碳加载均匀性的影响，可根据发动机的排气系统的计算流体力学(computational fluid dynamics，cfd)仿真结果来设计排气系统。具体地，可先确定均匀的碳加载要求排气系统满足预设条件，仅作为示例，假定该预设条件为距离颗粒捕集器的排气入口10mm处的流体速度均匀性系数ui＞0.95，且偏心率vi＜0.5。那么，当确定排气系统的cfd仿真结果满足该预设条件时，认为基于当前的降怠速控制装置可实现均匀的碳加载，也即，可以基于这样的降怠速控制装置进
行试验。
22.在一些实施例中，颗粒捕集器可设置多个热电偶，合理设置热电偶的放置位置，可准确确定颗粒捕集器不同位置的床温。具体地，颗粒捕集器可包括n个热电偶，n为大于或等于9的正整数。n个热电偶的布置方式如下：
23.步骤a1、在距离颗粒捕集器的排气出口第一预设深度的横截面内，按照预设规则设置n个热电偶。
24.为了准确确定再生模式下颗粒捕集器可能出现的最高温度，可以先根据排气系统的cfd仿真结果确定发动机的排气在颗粒捕集器中的气流分布情况，进而基于该气流分布情况确定可检测到最高温度的位置。在设置热电偶时，需要将热电偶从颗粒捕集器的排气出口伸入；故此，为了准确设置可检测最高温度的热电偶，可根据可检测到最高温度的位置确定距离颗粒捕集器的排气出口的第一预设深度。
25.并且为了进一步提升最高温度检测的准确性，可以设置多个热电偶来检测最高温度。具体地，可以在距离颗粒捕集器的排气出口第一预设深度的横截面内，按照预设规则设置n个热电偶，其中n为正整数，且7≤n＜n。
26.步骤a2、在横截面的中心点延伸至颗粒捕集器的排气入口的中轴线上，等距设置m个热电偶。
27.除了检测最高温度以外，还需要检测颗粒捕集器在不同位置的床温。故此，可以以横截面所在位置为起点，向排气入口设置m个热电偶，其中m+n＝n。对于这m个热电偶，可以等距设置在横截面的中心点延伸至颗粒捕集器的排气入口的中轴线上。当然，也可以根据气流特性非等距设置。
28.在一些实施例中，n个热电偶的设置规则，即预设规则可以包括：在横截面的中心点设置1个热电偶；根据排气聚集区域将横截面划分为4个扇形；在未包括排气聚集区域的每个扇形的指定位置处，均设置1个热电偶；将n-4个热电偶集中设置在包括排气聚集区域的扇形内。
29.由前述实施例可知，气流具有聚集性。为了能基于较少的热电偶准确检测颗粒捕集器中的最高温度，可以先在横截面的中心点设置1个热电偶；然后根据排气系统的cfd仿真结果确定在该横截面内排气聚集区域，尽可能地将n-1个热电偶设置在该排气聚集区域内。
30.具体地，可通过划分扇形的方式，将横截面划分为4个扇形，其中1个扇形包括了排气聚集区域。虽然可以直接将n-1个热电偶集中设置在包括了排气聚集区域的扇形内，但为了避免排气系统的cfd仿真结果不准确，可以在其他3个扇形内的指定位置各设置1个热电偶；并将n-4个热电偶设置在该包括排气聚集区域的扇形内。
31.在一些实施例中，m个热电偶的设置位置也可以和排气聚集区域相对应。
32.仅作为示例，参阅图1，图1示出了一种颗粒捕集器中各热电偶的布置方式。经过排气系统的cfd仿真结果确定，第一预设深度为15mm。该颗粒捕集器共设置了17个热电偶，n的值为12，m的值为5。
33.其中，n个热电偶的设置：1～9号以及13～15号热电偶集中设置在距离排气出口的15mm的横截面内。参阅图2，图2示出了横截面内12个热电偶的设置示意图。显然，排气聚集区域在扇形a内，因此扇形a内的热电偶设置较为集中。
34.m个热电偶的设置：10～12号热电偶以及17号热电偶根据横截面的气流聚集区域以及气流特性来设置，设置位置均与2号热电偶相对应。其中17号热电偶距离横截面10mm；12号热电偶距离横截面49mm；11号热电偶距离横截面99mm；10号热电偶距离横截面198mm。因排气聚集区域距离偏向15号热电偶，因此还可以在15号热电偶对应的位置设置1个热电偶，即16号热电偶。
35.本技术所提供的降怠速控制装置能够实现均匀的碳加载，并提高颗粒捕集器各位置的床温检测的准确性。
36.接下来，将基于上述降怠速控制装置对本技术提出的降怠速控制方法进行说明。
37.本技术所提出的降怠速控制方法可包括至少一个降怠速控制过程，该降怠速控制过程可以理解为一个降怠速控制周期。每个降怠速控制周期可对应一个目标温度。该目标温度是颗粒捕集器在再生模式下的排气入口所需达到的温度，决定了降怠速控制周期内的目标碳载量。颗粒捕集器在再生模式下，碳载量是一个非常关键的指标。过低的碳载量，会导致再生模式下，颗粒捕集器内的碳颗粒难以相互引燃，即再生不完全；同时还会导致再生频繁，增加油耗。但过高的碳载量则会导致再生模式下的颗粒捕集器内部出现温度过高和/或不同位置的床温温差过大等现象，容易导致颗粒捕集器本体损坏。故此，要让颗粒捕集器实现安全主动再生，可根据不同温度设定安全合适的碳载量。
38.在一些实施例中，在确保颗粒捕集器本体不受损的前提下，为了减少再生频率，降低油耗，在每个温度下，可以将颗粒捕集器能够实现安全主动再生的最高碳载量(也称作极限碳载量)，确定为对应温度下安全合适的碳载量。也即可根据颗粒捕集器在目标温度下的极限碳载量设置目标碳载量。
39.在一些实施例中，目标温度可以从预先设置的降怠速矩阵中确定。其中，降怠速矩阵记录有每个基准测试温度与载碳量之间的对应的关系，基准测试温度根据颗粒捕集器的本体耐温边界和催化剂的耐温边界确定。每个基准测试温度所对应的碳载量即为颗粒捕集器在该基准测试温度下的极限碳载量。
40.在一些实施例中，降怠速测试矩阵除了可以记录基准测试温度，还可以记录扩展测试温度，即对每个基准测试温度进行扩展，得到更多的可测试温度，有助于探究每个碳载量下的苛刻工况。
41.具体地，针对每个基准测试温度，可根据基准测试温度和预设的温度值确定至少2个扩展测试温度，基准测试温度为对应的扩展测试温度的中值。
42.仅作为示例，假定基准测试温度为570℃，预设的温度值为10℃，此时可以根据570℃和10℃确定扩展测试温度。例如通过570
±
a10℃确定出a对扩展测试温度，当a＝1时，可以确定出560℃和580℃这1对扩展测试温度。
43.其中，预设的温度值越小，能够确定出更多的扩展测试温度，有助于探究每个碳载量下的苛刻工况，但相对应试验时长较长。a的设置越大，能够确定出更多的扩展测试温度，试验时长也越长。且需要注意的是，a的取值过大，可能使得确定出来的扩展测试温度远超越碳载量下的苛刻工况所对应的温度，因此a的取值并非越大越好。总的来说，不论是预设的温度值的设置还是a的设置，可根据各自的特性和实际情况确定，在本技术中不作限定。
44.在得到每个基准测试温度对应的扩展测试温度后，可以根据各个基准测试温度对应的扩展测试温度更降怠速测试矩阵，得到新的降怠速测试矩阵。即将扩展测试温度作为
新的基准测试温度，添加至原来的降怠速测试矩阵中，以得到包含新的基准测试温度(扩展测试温度)和原本设定的基准测试温度的降怠速测试矩阵。
45.仅作为示例，该降怠速测试矩阵可以如表格1所示：
46.表格1降怠速测试矩阵
[0047][0048][0049]
在表格1中，“√”表示基准测试温度，+表示新的基准测试温度(扩展测试温度)。在对每个基准测试温度扩展时，预设的温度值为10℃，a＝1。当然，若各个扩展测试温度中存在没有必要的测试温度，可以将其去除。
[0050]
仅作为示例，假定碳载量为7g/l下的扩展测试温度550℃，因550℃温度偏低，测试必要性不大，在此情况下，可以将其去除，以缩短本技术试验方法所需时长。
[0051]
在一些实施例中，基于降怠速测试矩阵确定目标温度的规则可以是：针对降怠速测试矩阵的多个基准测试温度(包括新增的和原有的)，可依次将未进行降怠速控制步骤且温度最低的基准测试温度确定为目标温度。之所以采用该规则来确定目标温度，是为了从降怠速测试矩阵中的低温进行测试，有助于颗粒捕集器的多次利用，降低试验成本。
[0052]
仅作为示例，以表格1中的降怠速测试矩阵为例，对于第一个降怠速控制周期，可以将550℃作目标温度；对于第二个降怠速控制周期，可以将560℃作为目标温度；对于第三个降怠速控制周期，可以将560℃作为目标温度。依次类推，直至将630℃作为目标温度。
[0053]
可以认为，有几个基准测试温度(包括新增的和原有的)，对应几个降怠速控制周期。那么在本示例中，共有十二个降怠速控制周期。
[0054]
在一些实施例中，除了根据温度来确定测试温度以外，还可以先对初始的基准测试温度进行试验，然后再根据前述实施例中目标温度的确定规则从多个新增的基准测试温度(即扩展测试温度)中依次确定目标温度进行试验。总之，在确定目标温度时，可秉持颗粒捕集器的重复利用的原则，从而降低试验成本。
[0055]
在一些实施例中，在每个降怠速控制周期内，所执行的降怠速控制步骤可以参阅图3。其中，该降怠速控制步骤可根据预先确定的目标温度执行，具体包括：
[0056]
步骤110、对预处理后的颗粒捕集器执行碳加载操作，直至颗粒捕集器中的碳载量达到目标碳载量。
[0057]
为了避免通过调整发动机的喷油量或者调整进气量等快速累碳方式所积累的碳
成份影响试验结果，本技术实施例采用正常累碳方式进行碳加载，即选取预设的第一工况作为发动机累碳时所处的工况。
[0058]
在一些实施例中，第一工况为稳态工况，该稳态工况指的是指发动机能使颗粒捕集器的累碳速率达到预设的速率阈值，且颗粒捕集器中第一指定热电偶的温度小于预设的第一温度阈值的运行工况，例如小于330℃。其中，第一指定热电偶指的是用于检测温度柴油氧化催化转化器的排气入口温度t4和颗粒捕集器的排气入口温度t5的热电偶。
[0059]
仅作为示例，假定速率阈值为4g/h，那么第一工况的具体参数可以如表格2所示：
[0060]
表格2第一工况参数表
[0061][0062]
当发动机处于第一工况时，可以对预处理后的颗粒捕集器执行碳加载操作，也即，可以将发动机处于第一工况下作为开启碳加载操作的标志。其中，对颗粒捕集器执行预处理是为了清空颗粒捕集器中的杂质，从而降低碳加载过程中颗粒捕集器中轴向碳分布的差异，提升碳加载的可靠性。
[0063]
在一些实施例中，通过以下步骤对颗粒捕集器进行预处理：
[0064]
步骤b1、在确定颗粒捕集器未损坏的情况下，去除颗粒捕集器中的杂质。
[0065]
步骤b2、在确定颗粒捕集器损坏的情况下，更换相同型号的颗粒捕集器，并去除相同型号的颗粒捕集器中的杂质。
[0066]
由前述内容可知，可设置1个以上的降怠速控制周期，那么当降怠速控制周期超过1个的情况下，为了降低试验成本，在2个以上的降怠速控制周期内，可以基于同一颗粒捕集器进行试验。
[0067]
不可避免地，如果第一个降怠速控制周期内的控制条件较为苛刻，极容易导致颗粒捕集器在第一个降怠速控制周期内出现损坏。在该情况下，则不宜继续使用同一个颗粒捕集器进行后续降怠速控制周期内的控制步骤。
[0068]
为了解决上述问题，在每次预处理前，可以先确定颗粒捕集器是否出现损坏，如果未出现损坏，说明还可以基于当前的颗粒捕集器进行后续降怠速控制周期内的控制步骤；但如果出现损坏，说明应当更换颗粒捕集器，以确保试验结果的准确性和有效性。在更换颗粒捕集器时，为了尽可能地减少后续试验中的变量，可以更换同一型号的颗粒捕集器。
[0069]
不论是未出现损坏的颗粒捕集器还是更换后的颗粒捕集器，都难免存在杂质，例如碳颗粒、水分或者有机物等。为了减小杂质对试验结果的影响，可以去除颗粒捕集器中的杂质。
[0070]
在一些实施例中，该预处理可以在发动机台架/整车转毂上进行，也可以在马弗炉中进行。具体地，为了有效去除杂质，预处理可以为：对颗粒捕集器加热至600摄氏度并持续两小时。
[0071]
在对预处理后的颗粒捕集器进行碳加载的过程中，如果颗粒捕集器中的碳载量达到目标碳载量，可结束当前的碳加载操作。
[0072]
在一些实施例中，为了准确衡量是否完成碳加载操作，可以分别确定颗粒捕集器
在碳加载前后的重量，以确定碳载量是否达到目标碳载量。
[0073]
其中，颗粒捕集器在碳加载前的第一重量m1，是颗粒捕集器在完成预处理后，当温度降至200℃～300℃时，利用电子天枰所称得的重量。颗粒捕集器在称量碳加载后的第二重量m2，是在碳加载后，去除碳加载后的颗粒捕集器中的水分(载体、催化剂和碳易吸水)，并让颗粒捕集器的温度在200℃～300℃维持2h后，利用电子天枰所称得的重量。
[0074]
为了提高目标碳载量确定的准确性，颗粒捕集器在称量两个重量时所处的温度可相同，例如都为300℃。
[0075]
在一些实施例中，因热电偶容易损坏，为了确保后续试验结果的有效性，在对于m1的称量前，可先用手持测温设备检测颗粒捕集器内部的基准测试温度；热电偶的温度与该基准测试温度的温度差大于预设温度差阈值时，认为热电偶损坏，此时应当在更换热电偶后进行称重，得到m1。
[0076]
该方法不仅能够保障温度检测的准确性，还能够确保m1的准确性，进而提高碳加载的可靠性。综合来说，该方法可以从温度检测准确性、称重准确性以及加载可靠性等方面来提升试验结果的准确性。
[0077]
相应地，颗粒捕集器的结构也可以进行改进，例如颗粒捕集器的排气出口端可采用抱箍可拆式的端锥，便于更换热电偶。
[0078]
在一些实施例中，需要注意的是，称量m2的时机可以是当基于当前的累碳速率预测出颗粒捕集器当前的累碳量能够达到目标累碳量时。鉴于预测结果的准确性可能偏低，因此，当称量出m2后，如果m2还未达到目标碳载量，可接续执行碳加载，让m2趋近于目标碳载量。最佳的情况下，是m2等于目标碳载量，但显然该条件过于苛刻，故此可以根据目标碳载量确定一个合理的碳载量波动范围，当m2落入该碳载量波动范围内，认为当前颗粒捕集器中的碳载量达到目标碳载量，可以执行后续的实验步骤。
[0079]
步骤120、在发动机处于预设的第二工况的情况下，控制颗粒捕集器进入再生模式。
[0080]
为了尽可能地全面覆盖车辆的降怠速工况，在触发再生模式之前，可以选择发动机的排气流量足够大的工况作为初始工况。
[0081]
具体地，可先确定一个预设排气流量阈值，并根据发动机的排期流量是否达到该预设排气流量阈值来确定发动机是否处于该初始工况下。为了便于与前述碳加载步骤中的运行工况区分，可以将该工况记作第二工况。其中，预设排气流量阈值可以根据发动机的最大排气流量确定，例如将75％的最大排气流量确定出该预设排气流量阈值。
[0082]
仅作为示例，第二工况参数可以如表格3所示：
[0083]
表格3第二工况参数表
[0084][0085]
在发动机处于第二工况的情况下，控制颗粒捕集器进入再生模式，能够尽可能地全面覆盖车辆的多种降怠速工况。具体地，可以控制发动机在2500rpm@20n
·
m的稳态工况下热机5min，然后在30s内过渡到2500rpmm@330n
·
m的稳态工况，并稳定30s后，再控制颗粒
捕集器进入再生模式。
[0086]
步骤130、在再生模式下，当颗粒捕集器满足降怠速条件时，控制发动机降至怠速工况，直至颗粒捕集器退出再生模式，完成当前降怠速控制周期内的控制步骤。
[0087]
在颗粒捕集器进入再生模式后，可以确定颗粒捕集器是否满足对应的降怠速条件，以准确确定控制发动机从第二工况进入怠速工况的时机。时机一到，便可以将发动机降至怠速工况，直到颗粒捕集器完成再生，退出再生模式。这也标志着执行完一个降怠速控制周期的控制步骤。其中，控制发动机降至怠速工况指的是控制发动机从第二工况进入怠速工况。
[0088]
在一些实施例中，在控制颗粒捕集器进入再生模式之后，其为了能够完成再生，可将排气入口温度提升至目标温度。在提升温度的过程中，如果升温速率过快，容易导致颗粒捕集器的床温偏低，无法实现颗粒捕集器后端15mm位置的热电偶的温度与目标温度相当(升温过快，颗粒捕集器各位置的温度传导不均匀)；但如果升温速率过低，则会出现升温时长较长，导致的颗粒捕集器中的碳颗粒出现被过快燃烧的现象。显然，不论是升温速率过高还是过低，都会影响试验结果的有效性。
[0089]
为了解决上述问题，可以对不同的排气入口温度区间设置不同的升温速率，从而在确保颗粒捕集器各位置的床温检测的准确性的情况下，通过较短的时间提升温度。
[0090]
仅作为示例，当目标温度＜450℃，升温速率设置为5℃/s；目标温度≥450℃，升温速率设置为2℃/s。也就是说，升温速率与排气入口温度区间的平均温度值呈反比。对于平均温度值较低的排气入口温度区间，颗粒捕集器各位置的温度不均匀的可能性较低；基于此，为了减少升温时长，可以设置较高的升温速率。对于平均温度值较高的排气入口温度区间，颗粒捕集器各位置的温度不均匀的可能性较高；基于此，为了让各热电偶能够准确检测各位置的床温，可以设置相对较低的升温速率，以降低颗粒捕集器内各位置的温差。
[0091]
在一些实施例中，在提高温度捕集器的排气入口温度时，可以通过以下步骤提进行提升：
[0092]
步骤c1、基于颗粒捕集器的当前排气入口温度确定当前排气入口温度区间的升温速率。
[0093]
步骤c2、在当前排气入口温度区间内，基于对应的升温速率控制颗粒捕集器升温。
[0094]
步骤c3、当前排气入口温度大于当前排气入口温度区间内的最高温度时，返回执行步骤c1及其后续步骤，直至当前排气入口温度达到目标温度。
[0095]
也就是说，根据当前排气入口温度所落入的当前排气入口温度区间，确定所采取的升温速率，从而实现在较低的温度区间内迅速升温，缩短升温所需时长；在较高的温度区间内稳定升温，确保颗粒捕集器各位置的床温检测的准确性。
[0096]
仅作为示例，参阅前述示例，若当前排气入口温度为300℃，目标温度为600℃；可以确定当前排气入口温度的当前排气入口温度区间为300℃～450℃的温度区间内，可以以5℃/s的速率进行升温；若当前排气入口温度上升至460℃，确定当前排气入口温度大于当前排气入口温度区间内的最高温度；重新确定当前排气入口温度区间451℃～600℃，此时可以以2℃/s的速率进行升温，直到当前排气入口温度上升至600℃，结束升温。
[0097]
可以理解，还可以根据具体的温度检测精度确定各排气入口温度区间的温度跨度，精度越高，该温度跨度可设置的越小，对应的升温速率也划分的越细致。例如每个排气
入口温度区间的温度差为100对，相邻的两个排气入口温度区间所对应的升温速率差值为1℃/s。具体的设置在本技术中不做限定。
[0098]
在一些实施例中，要控制颗粒捕集器的排气入口温度，可以通过标定发动机的后喷油量来控制颗粒捕集器的排气入口温度的升温速率。。即通过发动机的喷油量来控制升温速率。仅作为示例，表格4示出了不同目标温度下发动机喷油量的变化。
[0099]
表格4不同目标温度下发动机的喷油量
[0100][0101]
在一些实施例中，降怠速条件可以为：颗粒捕集器的排气入口温度达到目标温度；或者在目标温度小于或等于预设的第二温度阈值，且颗粒捕集器的排气入口温度还未达到目标温度的情况下，颗粒捕集器中第二指定热电偶的温度大于或等于目标温度；或者在目标温度大于预设的第二温度阈值，且颗粒捕集器的排气入口温度还未达到目标温度的情况下，颗粒捕集器两端的气压差值减小。其中，第二指定热电偶指的是图2中2号、13号、14号以及15号热电偶。
[0102]
按理来说，只要颗粒捕集器的排气入口温度达到目标温度，即可将发动机降至怠速工况。但考虑到在发动机在降怠速前，排气流量足够大的情况下，颗粒捕集器中排气聚集区域内的碳颗粒可能会在排气入口温度达到目标温度前燃烧，使得排气聚集区域内的温度接近或者超过目标温度。为了避免碳颗粒过快地燃烧，可以确定颗粒捕集器中第二指定热电偶的温度是否大于或等于目标温度，例如确定图2中2号、13号、14号以及15号热电偶的温度是否接近或超过目标温度；当确定颗粒捕集器中第二指定热电偶的温度大于或等于目标温度，立即控制发动机降至怠速工况。
[0103]
除了上述情况以外，还有可能因测试温度过高，例如目标温度大于600℃，导致排气入口温度还未上升至目标温度，颗粒捕集器中的碳颗粒已经剧烈燃烧的情况出现。为了避免出现该情况，对于过高的目标温度，可以在排气入口温度上升过程中，时刻检测颗粒捕集器两端的气压差值；若该气压差值减小，说明碳颗粒燃烧，为了避免颗粒捕集器剧烈燃烧，影响试验的有效性，可以在当该气压差值减小时，立即控制发动机降至怠速工况。
[0104]
其中，怠速工况可以是发动机转速小于1000rpm的工况。
[0105]
在一些实施例中，为了基于本技术的降怠速控制方法对颗粒捕集器的排气入口温度进行管理，避免颗粒捕集器的本体出现损坏(例如本体上出现裂痕，或者被烧融)以及催化剂过快老化等现象，该降怠速控制方法还可以包括：在每次执行降怠速控制步骤的过程中，可记录颗粒捕集器中各热电偶的温度信息；基于温度信息生成颗粒捕集器的温度管理表。
[0106]
对于每次试验，可以记录颗粒捕集器中各热电偶的温度信息，直至各热电偶的温
度在预设时间段内均呈现下降趋势，停止记录。基于各个降怠速控制周期对应的温度信息，便可以生成颗粒捕集器的温度管理表。参考该温度管理表来控制颗粒捕集器的排气入口温度，可以避免颗粒捕集器的本体出现损坏以及催化剂出现过快老化等现象。
[0107]
仅作为示例，该温度管理表可以表5所示。
[0108]
表格5颗粒捕集器的温度管理表
[0109][0110][0111]
在表格5中，t
max
为颗粒捕集器经历的最高温度，tg
max
为颗粒捕集器经历的最高温度梯度。本示例所使用的颗粒捕集器的耐温边界为：最高温度不超950℃、最高温度梯度不超130℃。基于此，在不同碳载量下，可以将未达到该耐温边界的温度确定为颗粒捕集器的可选的温度管理信息。其中，加粗的温度信息为优选的温度管理信息，基于优选的温度管理信息，颗粒捕集器可以在确保不受损的情况下，使得碳颗粒充分再生。
[0112]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0113]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种降怠速控制方法，其特征在于，包括：根据预先确定的目标温度执行以下降怠速控制步骤：在发动机处于预设的第一工况的情况下，对预处理后的颗粒捕集器执行碳加载操作，直至所述颗粒捕集器中的碳载量达到目标碳载量；所述目标碳载量是所述颗粒捕集器在所述目标温度下的极限碳载量；在发动机处于预设的第二工况的情况下，控制所述颗粒捕集器进入再生模式；处于所述第二工况下的所述发动机的排气流量达到预设排气流量阈值；在所述再生模式下，当所述颗粒捕集器满足降怠速条件时，控制所述发动机降至怠速工况，直至所述颗粒捕集器退出所述再生模式，完成当前的降怠速控制过程。2.如权利要求1所述的降怠速控制方法，其特征在于，所述目标温度通过以下步骤确定：针对预设的降怠速测试矩阵的多个基准测试温度，依次将未进行所述降怠速控制步骤且温度最低的所述基准测试温度确定为所述目标温度；所述降怠速测试矩阵记录有每个所述基准测试温度与载碳量之间的对应的关系，所述基准测试温度根据所述颗粒捕集器的本体耐温边界和催化剂的耐温边界确定。3.如权利要求2所述的降怠速控制方法，其特征在于，在所述针对预设的降怠速测试矩阵的多个基准测试温度，依次将未进行降怠速控制且温度最低的所述基准测试温度确定为所述目标温度之前，还包括：针对每个所述基准测试温度，基于所述基准测试温度和预设的温度值确定至少2个扩展测试温度，所述基准测试温度为对应的所述扩展测试温度的中值；根据各个所述基准测试温度对应的所述扩展测试温度更新所述降怠速测试矩阵。4.如权利要求1所述的降怠速控制方法，其特征在于，通过以下步骤对所述颗粒捕集器进行预处理：在确定所述颗粒捕集器未损坏的情况下，去除所述颗粒捕集器中的杂质；在确定所述颗粒捕集器损坏的情况下，更换相同型号的所述颗粒捕集器，并去除相同型号的所述颗粒捕集器中的杂质。5.如权利要求1所述的降怠速控制方法，其特征在于，在所述控制所述颗粒捕集器进入再生模式之后，还包括：基于所述颗粒捕集器的当前排气入口温度确定当前排气入口温度区间的升温速率，不同的排气入口温度区间对应不同的升温速率，且所述升温速率与所述排气入口温度区间的平均温度值呈反比；在所述当前排气入口温度区间内，基于对应的所述升温速率控制所述颗粒捕集器升温；当所述当前排气入口温度大于所述当前排气入口温度区间内的最高温度时，返回执行所述基于所述颗粒捕集器的当前排气入口温度确定当前排气入口温度区间的升温速率的步骤及其后续步骤，直至所述当前排气入口温度达到所述目标温度。6.如权利要求1所述的降怠速控制方法，其特征在于，所述第一工况为稳态工况，所述稳态工况是指所述发动机能使所述颗粒捕集器的累碳速率达到预设的速率阈值，且所述颗粒捕集器中第一指定热电偶的温度小于预设的第一温度阈值的运行工况。
7.如权利要求1至6中任一项所述的降怠速控制方法，其特征在于，所述降怠速控制方法还包括：在每次执行所述降怠速控制步骤的过程中，记录所述颗粒捕集器中各热电偶的温度信息；基于所述温度信息生成所述颗粒捕集器的温度管理表。8.如权利要求1至6中任一项所述的降怠速控制方法，其特征在于，所述颗粒捕集器包括n个热电偶，所述n为大于或等于9的正整数，所述n个热电偶的布置方式如下：在距离所述颗粒捕集器的排气出口第一预设深度的横截面内，按照预设规则设置n个热电偶，所述第一预设深度根据所述发动机的排气在所述颗粒捕集器中的气流分布确定，所述n为正整数，且7≤n＜n；在所述横截面的中心点延伸至所述颗粒捕集器的排气入口的中轴线上，等距设置m个热电偶，所述m为正整数，且m+n＝n。9.如权利要求8所述的降怠速控制方法，其特征在于，所述预设规则包括：在所述横截面的中心点设置1个所述热电偶；根据排气聚集区域将所述横截面划分为4个扇形，其中1个扇形包括所述排气聚集区域，所述排气聚集区域通过所述气流分布确定；在未包括所述排气聚集区域的每个所述扇形的指定位置处，均设置1个所述热电偶；将n-4个所述热电偶集中设置在包括所述排气聚集区域的所述扇形内。10.如权利要求1至6中任一项所述的降怠速控制方法，其特征在于，所述降怠速条件为：所述颗粒捕集器的排气入口温度达到所述目标温度；或者在所述目标温度小于或等于预设的第二温度阈值，且所述颗粒捕集器的排气入口温度还未达到所述目标温度的情况下，所述颗粒捕集器中第二指定热电偶的温度大于或等于所述目标温度；或者在所述目标温度大于预设的第二温度阈值，且所述颗粒捕集器的排气入口温度还未达到所述目标温度的情况下，所述颗粒捕集器两端的气压差值减小。

技术总结
本申请公开了一种降怠速控制方法，该降怠速控制方法包括：根据预先确定的目标温度执行以下降怠速控制步骤：在发动机处于预设的第一工况的情况下，对预处理后的颗粒捕集器执行碳加载操作，直至颗粒捕集器中的碳载量达到目标碳载量；目标碳载量是颗粒捕集器在目标温度下的极限碳载量；在发动机处于预设的第二工况的情况下，控制颗粒捕集器进入再生模式；处于第二工况下的发动机的排气流量达到预设排气流量阈值；在再生模式下，当颗粒捕集器满足降怠速条件时，控制发动机降至怠速工况，直至颗粒捕集器退出再生模式，完成当前的降怠速控制过程。该方法能够全面覆盖车辆的降怠速工况，提高试验结果的有效性。高试验结果的有效性。高试验结果的有效性。


技术研发人员：张继功 孟庆芦 刘健 李进普 马燕
受保护的技术使用者：长城汽车股份有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/7/21