发明授权：针对柴油机热管理系统的DOC快速起燃加热装置及方法

1.一种基于针对柴油机热管理系统的DOC快速起燃加热装置的控制方法,其特征在于,所述柴油机热管理系统的DOC快速起燃加热装置包括DOC载体、电热丝、绝缘筒、保温筒、车载电源、DOC入口温度传感器、DOC出口温度传感器、温度控制模块和固态继电器；所述电热丝螺旋缠绕在DOC载体外表面,并嵌入在绝缘筒的内壁上,所述绝缘筒与保温筒做成一体；所述车载电源与电热丝连接；所述DOC入口温度传感器、DOC出口温度传感器均与温度控制模块的输入端连接,温度控制模块的输出端与固态继电器连接；所述温度控制模块通过控制PWM波形的占空比来控制加热功率的大小,进而实时控制DOC载体的加热过程；所述控制方法包括以下步骤：(1)数据采集与计算部分(1.1)温度控制模块通过CAN总线阅读报文；等时间间隔采集DOC入口和出口温度传感器的温度T_(in)~i、T_(ou)~i,其中i表示当前采样次数,1≤i≤N,N为预设的采样次数；通过查发动机出厂时整机标定过程中测得的排气质量流量MAP图得到当前排气质量流量m_(exh)；(1.2)使用滤波器平均温度计算模块,计算得DOC入口和出口平均温度为T_(in)、T_(ou),计算公式如下： 假设DOC载体中的温度在轴向具有均匀性,则根据对流换热公式：C_(P,g)*m_(exh)*(T_(ou)-T_(in))＝h*A*(T_(doc)-(T_(ou)+T_(in))/2)计算得DOC载体的温度T_(doc)；其中C_(P,g)是柴油机排气的比热容；h是DOC载体与排气气流之间的对流换热系数,可通过标定得到；A是DOC载体与排气气流之间的接触面积,可通过DOC厂家得到；(1.3)逻辑判定,当计算得到的DOC载体温度小于DOC起燃温度值时,执行步骤(2)；反之执行步骤(1),继续采集与计算；(2)逻辑启动与执行部分(2.1)在柴油机运行过程中,如果DOC载体的温度T_(doc)小于DOC起燃温度值,温度控制模块输出PWM波形高电平,固态继电器开关闭合,通过控制PWM波的占空比来控制加热功率；前馈控制计算如下； 其中a_0表示前馈占空比,表示DOC载体具有的能量,在继电器作用的一个周期里,上式可做稳态处理；前馈控制输出的占空比由下式计算； 其中,f表示固态继电器的工作频率,U表示车载电源电压,R表示电热丝热阻,m表示DOC载体质量,c表示DOC载体的比热容,T_(起燃)表示DOC起燃温度值；(2.2)采用位置式PID算法来计算占空比,计算公式如下：e_k＝T_(起燃)-T_(doc) 其中e_k表示当前DOC载体温度和DOC起燃温度之间的差值,下标k表示时间序列,a表示占空比,k_p、k_i、k_d分别表示PID控制中的比例系数、积分系数、微分系数,T是PID控制中的采样周期；根据占空比a控制加热功率P,公式如下： 重复步骤(1)和步骤(2),直至占空比a＝0,DOC起燃。