CN105781812A - Egr冷却闭环控制系统及对egr气体进行冷却的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种EGR冷却闭环控制系统及对EGR气体进行冷却的方法，能够克服现有技术中存在的EGR冷却器容易积碳以及局部沸腾的缺陷。所述系统包括电子控制单元、EGR冷却器、电控节流阀和温度传感器；电子控制单元连接电控节流阀和温度传感器，电控节流阀位于EGR冷却器的冷却液入口处，用于调节进入EGR冷却器的冷却液的流量，温度传感器位于EGR冷却器的出气口处，用于采集经EGR冷却器冷却后的EGR气体的温度信号，并反馈给电子控制单元，电子控制单元，用于获取发动机的转速和喷油量，根据转速和喷油量确定当前工况下经EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，将温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对电控节流阀的开度进行闭环控制。

Description

EGR冷却闭环控制系统及对EGR气体进行冷却的方法

技术领域

本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种EGR冷却闭环控制系统及对EGR气体进行冷却的方法。

背景技术

EGR(ExhaustGasRecirculation，废气再循环)技术是目前发动机普遍采用的技术，通过EGR冷却器(一种中冷器，采用气-液冷却，利用发动机的冷却液对EGR后的废气进行冷却)实现，主要用于降低NOX排放，满足日益严格的排放法规要求。

现有技术在设计EGR冷却器时，边界条件往往设置为最大热负荷工况或者中负荷工况，当边界条件为最大热负荷工况时，会导致在发动机中低负荷时EGR冷却器冷却过冷，容易积碳；当边界条件为中负荷工况时，在发动机最大热负荷时会使EGR冷却器冷却过热，造成局部沸腾。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种EGR冷却闭环控制系统及对EGR气体进行冷却的方法。

一方面，本发明实施例提出一种EGR冷却闭环控制系统，包括：

电子控制单元和EGR冷却器，还包括：

电控节流阀和温度传感器；其中，

所述电子控制单元连接所述电控节流阀和温度传感器，

所述电控节流阀位于所述EGR冷却器的冷却液入口处，用于调节进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，

所述温度传感器位于所述EGR冷却器的出气口处，用于采集经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的温度信号，并反馈给所述电子控制单元，

所述电子控制单元，用于获取发动机的转速和喷油量，根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，将所述温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对所述电控节流阀的开度进行闭环控制，其中，所述目的温度为当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度。

另一方面，本发明实施例提出一种利用上述EGR冷却闭环控制系统对EGR气体进行冷却的方法，包括：

S1、所述电子控制单元获取发动机的转速和喷油量；

S2、所述电子控制单元根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，将所述温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对所述电控节流阀的开度进行闭环控制，其中，所述目的温度为当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度。

本发明实施例提供的EGR冷却闭环控制系统及利用所述系统对EGR气体进行冷却的方法，利用发动机的转速和喷油量确定当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度，将所述最优温度作为目的温度，将位于所述EGR冷却器的出气口处的温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对位于所述EGR冷却器的冷却液入口处的电控节流阀的开度进行闭环控制，即根据发动机对EGR的冷却需求调整进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，从而相较于现有技术，本发明不会出现EGR冷却器冷却过冷和过热的情况，即通过对进入EGR冷却器的冷却液流量进行精确控制实现对EGR冷却器的保护；另一方面，相较于EGR冷却器冷却过冷的现有技术，本发明根据发动机对EGR的冷却需求调整进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，减少了由EGR冷却器带走的热量，节省了能源，提高了发动机整体经济性。

附图说明

图1为本发明一种EGR冷却闭环控制系统一实施例的结构示意图；

图1中，1为发动机的转速和喷油量信号，2为进入EGR冷却器的EGR气体，3为电子控制单元，4为冷却液，5为电控节流阀，6为EGR冷却器，7为温度传感器，8为EGR阀，9为从EGR冷却器流出的冷却液；

图2为图1中电子控制单元的控制逻辑图；

图3为本发明一种对EGR气体进行冷却的方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1，本实施例公开一种EGR冷却闭环控制系统，包括：

电子控制单元3和EGR冷却器6，还包括：

电控节流阀5和温度传感器7；其中，

所述电子控制单元3连接所述电控节流阀5和温度传感器7，

所述电控节流阀5位于所述EGR冷却器6的冷却液入口处，用于调节进入所述EGR冷却器6的冷却液(图1中4所示)的流量，

所述温度传感器7位于所述EGR冷却器6的出气口处，用于采集经所述EGR冷却器6冷却后的EGR气体的温度信号，并反馈给所述电子控制单元3，

所述电子控制单元3，用于获取发动机的转速和喷油量(图1中1所示)，根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器6冷却后的EGR气体(图1中2为经EGR冷却器6冷却前的EGR气体，EGR冷却器6对2所示的气体进行冷却，即得到冷却后的EGR气体)的目的温度，将所述温度传感器7反馈的温度信号作为反馈量对所述电控节流阀5的开度进行闭环控制，其中，所述目的温度为当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度。

如图2所示为电子控制单元的一具体实施例的控制逻辑图，电子控制单元根据发动机的转速和喷油量，通过查找map表得到从EGR冷却器流出的冷却液的目标温度设定值MAP，计算从EGR冷却器流出的冷却液的目标温度与实际温度的差值，将所述差值送入PID控制器，以对电控节流阀的开度进行控制。

本实施例提供的EGR冷却闭环控制系统，利用发动机的转速和喷油量确定当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度，将所述最优温度作为目的温度，将位于所述EGR冷却器的出气口处的温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对位于所述EGR冷却器的冷却液入口处的电控节流阀的开度进行闭环控制，即根据发动机对EGR的冷却需求调整进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，从而相较于现有技术，本发明不会出现EGR冷却器冷却过冷和过热的情况，即通过对进入EGR冷却器的冷却液流量进行精确控制实现对EGR冷却器的保护；另一方面，相较于EGR冷却器冷却过冷的现有技术，本发明根据发动机对EGR的冷却需求调整进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，减少了由EGR冷却器带走的热量，节省了能源，提高了发动机整体经济性。

可选地，在本发明EGR冷却闭环控制系统的另一实施例中，所述电子控制单元，具体用于根据所述转速和喷油量，通过查找预设的map表确定所述目的温度。

可选地，在本发明EGR冷却闭环控制系统的另一实施例中，所述电子控制单元，还用于在获取发动机的转速和喷油量之前，确定发动机的当前工况，判断所述当前工况是否为热车工况，若所述当前工况不为热车工况，则获取发动机的转速和喷油量；或者

若所述当前工况为热车工况，则获取所述EGR冷却器的冷却液出口温度(即图1中9所示的冷却液的温度)，判断所述冷却液出口温度是否大于预设的第一数值，若大于所述第一数值，则获取发动机的转速和喷油量；或者

若不大于所述第一数值，则向所述电控节流阀发送关闭指令，以使所述电控节流阀根据所述关闭指令关闭阀门。

此外，带有EGR的发动机因为有EGR冷却器的存在，所以增加了发动机的冷却要求，发动机热车时间增加。而发动机主要的磨损发生在热车阶段，缩短热车时间是减少热车阶段磨损的重要手段。

本发明实施例中，通过设置第一数值作为温度阈值，在从EGR冷却器流出的冷却液温度小于或者等于温度阈值时，通过关闭电控节流阀不对EGR气体进行冷却，从而使得从EGR冷却器流出的冷却液温度提升速度加快热车时间缩短，因热车导致的磨损减少；另外，发动机在热车阶段从EGR冷却器流出的冷却液在较低温度时不进行冷却，可以减少由冷却液带走的热量，节省能源；而且，根据发动机对EGR的需求，不需要对EGR进行冷却时将电控节流阀关闭，能够实现非冷却EGR的功能。

参看图3，本实施例公开一种利用前述实施例任一项所述的EGR冷却闭环控制系统对EGR气体进行冷却的方法，包括：

S1、所述电子控制单元获取发动机的转速和喷油量；

S2、所述电子控制单元根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，将所述温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对所述电控节流阀的开度进行闭环控制，其中，所述目的温度为当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度。

本发明实施例提供的对EGR气体进行冷却的方法，利用发动机的转速和喷油量确定当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度，将所述最优温度作为目的温度，将位于所述EGR冷却器的出气口处的温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对位于所述EGR冷却器的冷却液入口处的电控节流阀的开度进行闭环控制，即根据发动机对EGR的冷却需求调整进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，从而相较于现有技术，本发明不会出现EGR冷却器冷却过冷和过热的情况，即通过对进入EGR冷却器的冷却液流量进行精确控制实现对EGR冷却器的保护；另一方面，相较于EGR冷却器冷却过冷的现有技术，本发明根据发动机对EGR的冷却需求调整进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，减少了由EGR冷却器带走的热量，节省了能源，提高了发动机整体经济性。

可选地，在本发明对EGR气体进行冷却的方法的另一实施例中，所述电子控制单元根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，可以包括：

所述电子控制单元根据所述转速和喷油量，通过查找预设的map表确定所述目的温度。

可选地，在本发明对EGR气体进行冷却的方法的另一实施例中，在所述电子控制单元获取发动机的转速和喷油量之前，还可以包括：

确定发动机的当前工况，判断所述当前工况是否为热车工况，若所述当前工况不为热车工况，则执行步骤S1；或者

若所述当前工况为热车工况，则获取所述EGR冷却器的冷却液出口温度，判断所述冷却液出口温度是否大于预设的第一数值，若大于所述第一数值，则执行步骤S1；或者

若不大于所述第一数值，则向所述电控节流阀发送关闭指令，以使所述电控节流阀根据所述关闭指令关闭阀门。

本发明实施例中，通过设置第一数值作为温度阈值，在从EGR冷却器流出的冷却液温度小于或者等于温度阈值时，通过关闭电控节流阀不对EGR气体进行冷却，从而使得从EGR冷却器流出的冷却液温度提升速度加快热车时间缩短，因热车导致的磨损减少；另外，发动机在热车阶段从EGR冷却器流出的冷却液在较低温度时不进行冷却，可以减少由冷却液带走的热量，节省能源；而且，根据发动机对EGR的需求，不需要对EGR进行冷却时将电控节流阀关闭，能够实现非冷却EGR的功能。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种EGR冷却闭环控制系统，包括电子控制单元和EGR冷却器，其特征在于，还包括：

电控节流阀和温度传感器；其中，

所述电子控制单元连接所述电控节流阀和温度传感器，

所述电控节流阀位于所述EGR冷却器的冷却液入口处，用于调节进入所述EGR冷却器的冷却液的流量，

所述温度传感器位于所述EGR冷却器的出气口处，用于采集经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的温度信号，并反馈给所述电子控制单元，

所述电子控制单元，用于获取发动机的转速和喷油量，根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，将所述温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对所述电控节流阀的开度进行闭环控制，其中，所述目的温度为当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度。

2.根据权利要求1所述的EGR冷却闭环控制系统，其特征在于，所述电子控制单元，具体用于根据所述转速和喷油量，通过查找预设的map表确定所述目的温度。

3.根据权利要求1或2所述的EGR冷却闭环控制系统，其特征在于，所述电子控制单元，还用于在获取发动机的转速和喷油量之前，确定发动机的当前工况，判断所述当前工况是否为热车工况，若所述当前工况不为热车工况，则获取发动机的转速和喷油量；或者

若所述当前工况为热车工况，则获取所述EGR冷却器的冷却液出口温度，判断所述冷却液出口温度是否大于预设的第一数值，若大于所述第一数值，则获取发动机的转速和喷油量；或者

若不大于所述第一数值，则向所述电控节流阀发送关闭指令，以使所述电控节流阀根据所述关闭指令关闭阀门。

4.一种利用权利要求1至3任一项所述的EGR冷却闭环控制系统对EGR气体进行冷却的方法，包括：

S1、所述电子控制单元获取发动机的转速和喷油量；

S2、所述电子控制单元根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，将所述温度传感器反馈的温度信号作为反馈量对所述电控节流阀的开度进行闭环控制，其中，所述目的温度为当前工况下满足发动机对EGR冷却需求的最优温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电子控制单元根据所述转速和喷油量确定当前工况下经所述EGR冷却器冷却后的EGR气体的目的温度，包括：

所述电子控制单元根据所述转速和喷油量，通过查找预设的map表确定所述目的温度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述电子控制单元获取发动机的转速和喷油量之前，还包括：

确定发动机的当前工况，判断所述当前工况是否为热车工况，若所述当前工况不为热车工况，则执行步骤S1；或者

若所述当前工况为热车工况，则获取所述EGR冷却器的冷却液出口温度，判断所述冷却液出口温度是否大于预设的第一数值，若大于所述第一数值，则执行步骤S1；或者

若不大于所述第一数值，则向所述电控节流阀发送关闭指令，以使所述电控节流阀根据所述关闭指令关闭阀门。