CN110566382A - 一种汽车进气加热控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车进气加热控制系统，包括：加热控制器、加热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；加热控制器用于根据所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器采集的温度控制所述加热器分档加热；加热器用于加热电子节气门后新进的外界空气；第一温度传感器用于检测电子节气门后新进外界空气的温度；第二温度传感器用于检测经过EGR阀后吸气侧气体的温度；第三温度传感器用于检测经过EGR阀后吸气侧气体和电子节气门后新进外界空气混合后气体温度；第四温度传感器用于检测发动机的水温。本发明能够提高低温启动效果和燃油的经济性，保证低温下发动机可以正常启动。

Description

一种汽车进气加热控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车发动机保护技术领域，特别是涉及一种汽车进气加热控制系统及方法。

背景技术

目前以柴油发动机为动力的汽车由于靠气体压缩进行压燃，且受柴油品质等多重影响，柴油发动机的排放并不是很好，尤其是在低温环境下，具有不易压燃、排放较差和油耗较高的缺点，现有的柴油发动机所配备废气再循环(Exhaust Gas Recirculation)系统为汽车用小型内燃机在燃烧后将排出气体的一部分导入吸气侧使其再度吸气的技术，主要目的为降低排出气体中的氮氧化物(NOx)并在部分负荷时可提高燃料经济性，为提高尾气排放水平，废气再循环系统的EGR阀需根据工况实时开启，从而进一步去优化排放污染物，因此当发动机水温低于90°时，依据发动机工况，EGR处于开启和关闭状态，当水温高于90°时，此时发动机将不再进行使用EGR，因为此时发动机水温上升后，发动机将不再受低温的影响，排放将会更好。

但现有技术还存在如下缺点：1、柴油发动机在低温下不易启动，发动机不好着火，即使压燃后，发动机的燃油经济性特别差；2、为实现降低污染物排放优化排放效果，柴油发动机需实时开启废气再循环系统降低燃烧室氧气浓度。在进气温度低于0℃时，EGR阀开启后，由于EGR热空气和外界进来的新空气(废气导入进气歧管与吸入的冷空气)相结合形成水蒸气(由于环境温度较低，所以进气温度较低)，水蒸气不断凝结后，会造成进气歧管壁结水，进气温度过低时会形成结冰现象，发动机工作过程中过多水分会由进气歧管吸入气缸内，气缸内的过多水分无法排出，会造成活塞压缩变形损坏，造成发动机停机，响应整车使用性。

发明内容

本发明的目的是一种汽车进气加热控制系统及方法，能够保证低温下发动机可以正常启动，提高低温启动效果和燃油的经济性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种汽车进气加热控制系统，包括：加热控制器、加热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；

所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器均与加热控制器连接；所述加热控制器还与加热器连接；

所述加热控制器用于根据所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器采集的温度控制所述加热器分档加热；

所述加热器用于加热电子节气门后新进的外界空气；

所述第一温度传感器用于检测电子节气门后新进外界空气的温度；

所述第二温度传感器用于检测经过EGR阀后吸气侧气体的温度；

所述第三温度传感器用于检测经过EGR阀后吸气侧气体和电子节气门后新进外界空气混合后气体温度；

所述第四温度传感器用于检测发动机的水温。

可选的，所述加热器包括加热丝。

可选的，还包括进气歧管，所述进气歧管包括外管壁和内管壁，所述外管壁和内管壁之间为空腔结构。

可选的，所述空腔结构中为真空。

可选的，还包括储水室，所述储水室与进气歧管连接，用于储存进气歧管中产生的水。

可选的，所述储水室包括液位传感器，用于检测储水室中的水位。

可选的，所述储水室包括电磁排水阀，用于储水室排水。

可选的，所述加热丝形状为圆环形。

可选的，所述加热丝为多个。

一种汽车进气加热控制方法，应用于所述的一种汽车进气加热控制系统，包括：

判断第一传感器检测的温度是否大于或等于0摄氏度；

若是，则加热器不工作；

若否，判断EGR阀是否打开；

若EGR阀关闭，则判断第一传感器检测的温度位于第一设定区间、第二设定区间还是第三设定区间；

根据所述第一传感器检测的温度位于不同的设定区间选择不同的加热档位进行加热，直至第三温度传感器检测的温度达到0摄氏度或第四温度传感器检测的温度达到90摄氏度；

若EGR阀打开，则获取第二温度传感器检测的温度；

获取第二温度传感器与第一温度传感器的温度差；

判断所述温度差位于第四设定区间、第五设定区间还是第六设定区间；

根据所述温度差位于不同的设定区间选择不同的加热档位进行加热，直至第三温度传感器检测的温度达到0摄氏度或第四温度传感器检测的温度达到90摄氏度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明通过对发动机不同位置的温度进行检测，根据温度值启动加热器，从而提高低温启动效果和其燃油的经济性，保证低温下发动机可以正常启动；而且本发明将进气歧管壁设计为双层中空形式，避免环境温度在低温时对进气歧管壁的冷侵现象，且在进气歧管上增加了储水室，有效避免进气歧管内结水、结冰现象，避免发动机运行时，过多水分被吸入气缸从而造成发动机活塞损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。

图1为本发明一种汽车进气加热控制系统结构原理图；

图2为本发明加热丝布置方式示意图；

图3为本发明一种汽车进气加热控制方法流程图。

符号说明：1-加热器，2-加热控制器，3-整车电源，4-发动机ECU，5-EGR阀，6-电子节气门，7-第一温度传感器，8-进气歧管总成，9-第二温度传感器，10-第三温度传感器，11-储水室，12-液位传感器，13-电磁排水阀，14-电流进入插接件，15-电流流出插接件，16-加热丝。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是一种汽车进气加热控制系统及方法，能够保证低温下发动机可以正常启动，提高低温启动效果和燃油的经济性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种汽车进气加热控制系统结构原理图，如图1所示，一种汽车进气加热控制系统包括：加热器1，加热控制器2，整车电源3，发动机ECU4，EGR阀5，电子节气门6，第一温度传感器7，进气歧管总成8，第二温度传感器9，第三温度传感器10，储水室11，液位传感器12，电磁排水阀13和第四温度传感器；

其中，第一温度传感器7、第二温度传感器9、第三温度传感器10和第四温度传感器均与加热控制器2连接，加热控制器2还与加热器1连接，加热控制器2还与发动机ECU4连接；液位传感器12和电磁排水阀13与发动机ECU4连接；整车电源3与加热控制器2连接。

发动机ECU4通过控制加热控制器2使加热器1工作，加热控制器2用于控制加热器1分档加热，整车电源3用于给加热控制器2供电，加热器1用于加热电子节气门6后新进的空气，第一温度传感器7用于检测电子节气门6后新进外界空气的温度，第二温度传感器9用于检测经过EGR阀5后吸气侧气体的温度，吸气侧指的是废气再循环系统中将排出废气的一部分重新导入使其再度吸气的管路；第三温度传感器10用于检测经过EGR阀5后吸气侧气体和电子节气门6后新进外界空气混合后气体温度，且发动机ECU4能够根据第三温度传感器10的检测信息控制喷油时间和喷油量，从而达到更优的排放；第四温度传感器用于检测发动机的水温，储水室11与进气歧管连接，用于储存进气歧管中产生的水，储水室11底部安装有电磁排水阀13，用于储水室11排水，液位传感器12位于储水室11内，用于检测储水室11中的水位，储水室11的水位到达液位传感器12检测高度时，液位传感器12检测到水位到达预设值，将信号反馈给发动机ECU4，发动机ECU4控制开启电磁排水阀13进行排水。

具体的，加热器1通过电流进入插接件14和电流流出插接件15与加热控制器2连接，加热控制器2还连接发动机ECU4和整车电源3。加热器1内部包括四个圆环形加热丝16，如图2所示，四个加热丝16位于加热器1中间部位，这样的结构设计使加热空气及风速更加均匀，在降低进气噪声的同时，有效的减小进风不均带来的发动机喘振，并使加热空气的温差更小。

另外，本发明还对进气歧管的结构进行改进，即本发明的进气歧管包括外管壁和内管壁，所述外管壁和内管壁之间为空腔结构，空腔结构中可填充特殊材料或空气，优选的，空腔结构中为真空；此结构用于隔绝进气歧管壁内外温差，可以有效地解决进气歧管总成8受外部环境温度的影响，避免混合后的气体与外界冷空气产生温差，在进气歧管总成内产生水珠。

本发明中气体的流动过程是：

当EGR阀5关闭时，外界新进空气经过电子节气门6进入进气歧管总成8，当EGR阀5打开时，外界新进空气经过电子节气门6后依次经过进气歧管总成8和EGR阀5，由EGR阀5输出的气体一部分通过废气再循环管道的吸气侧与经过电子节气门6后的外界气体混合后再次进入进气歧管总成8，另一部分直接输出，这样可以保证发动机的燃油经济性和排放性。

图3为本发明一种汽车进气加热控制方法流程图，如图3所示，一种汽车进气加热控制方法，包括：

步骤301：判断第一传感器检测的温度是否大于或等于0摄氏度；

步骤302：若是，则加热器不工作；

步骤303：若否，判断EGR阀是否打开；

步骤304：若EGR阀关闭，则判断第一传感器检测的温度位于第一设定区间、第二设定区间还是第三设定区间；

步骤305：根据所述第一传感器检测的温度位于不同的设定区间选择不同的加热档位进行加热，直至第三温度传感器检测的温度达到0摄氏度或第四温度传感器检测的温度达到90摄氏度；

步骤306：若EGR阀打开，则获取第二温度传感器检测的温度；

步骤307：获取第二温度传感器与第一温度传感器的温度差；

步骤308：判断所述温度差位于第四设定区间、第五设定区间还是第六设定区间；

步骤309：根据所述温度差位于不同的设定区间选择不同的加热档位进行加热，直至第三温度传感器检测的温度达到0摄氏度或第四温度传感器检测的温度达到90摄氏度。

其中，操作方式及控制逻辑如下：

当EGR阀关闭时，EGR阀处的进气管不进气，加热控制器采用分档控制；

发动机启动，电子节气门打开时，发动机ECU通过第一温度传感器获取进气温度，此时通过根据进气温度数值将加热器开启不同温度档位进行加热，采用分段控制，从而进一步的可以使得温度上升更加迅速，有利于发动机更加快速着火以及燃油和排放性最好，当第四温度传感器检测到发动机水温升到90摄氏度或者第三温度传感器检测的温度达到0摄氏度时，加热终止，此时能够降低低温启动后发动机运转时的污染物排放。

具体档位选择为：

当第一温度传感器检测到进气温度＞0℃，此时进气加热器不工作；

当第一温度传感器检测到进气温度＜0℃至-15℃，低温挡加热开启；

当第一温度传感器检测到进气温度＜-15℃至-30℃，中温挡加热开启；

当第一温度传感器检测到进气温度＜-30℃至-45℃，高温挡加热开启；

当EGR阀打开时，EGR阀处的进气管进气，加热器控制器仍然采用分档控制；

发动机运行过程中，通过第一温度传感器获取进气温度，只有当进气温度低于0℃且EGR阀开启时，才执行以下模式：当进气温度低于0摄氏度时，第三温度传感器检测经过EGR阀后吸气侧气体和电子节气门后新进空气混合后气体温度，并将该温度信号发送给发电机ECU从而控制喷油时间和喷油量，从而达到更优的排放。同时第二温度传感器检测经过EGR阀后吸气侧气体的温度并将信息发送给发动机ECU，同步第一温度传感器检测电子节气门后新进空气的温度并将信息发送给发动机ECU，发动机ECU计算第一温度传感器、第二温度传感器两个温度的差值，依据差值大小进一步的让加热控制器控制加热器分档加热，使得温差进一步缩小经过EGR阀后吸气侧气体和电子节气门后新进空气混合后气体的温差缩小后，产生的水分会减少，使水分不会进入发动机，保证发动机的安全，当然并不能完全控制的温差一点都没有，必然会有少量水分由于温差而产生，所以在进气歧管处增加了储水室进行储水并排水，保证其发动机可靠和安全性。

具体档位选择为：

当第一温度传感器检测到进气温度＞0摄氏度，此时进气加热器不工作；

当第一温度传感器检测到进气温度≤0摄氏度，第二传感器和第三传感器检测温度的温差在0-5摄氏度，加热器低挡加热；

当第一温度传感器检测到进气温度≤0摄氏度，温差在5-15摄氏度，加热器中挡加热；

当第一温度传感器检测到进气温度≤0摄氏度，温差在15摄氏度以上，加热器高挡加热。

本发明通过分档控制，加热空气的温度，从而缩小第二传感器和第三传感器检测温度的温差，减少水分对发动机的损坏，在实际过程当中，在混合处仍然会有水分，所以增加储水室以及电磁排水阀进行排水，当储水室中的水达到液位传感器检测液面时，会反馈给发动机ECU，发动机ECU会给仪表信号，告诉驾驶员发动机需要进行排水，此时驾驶员需要停车，然后点击排水按钮给发动机ECU信号，ECU进一步控制电磁排水阀打开，进行排水，在行驶车过程中，排水阀是不允许开启的，因为开启排水后，进气也会损失，从而造成发动机进气量不足，因此液位传感器的位置不能放在储水室最高处，从而留有时间提醒驾驶员停车放水，保证发动机使用寿命。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明通过对发动机不同位置的温度进行检测，从而根据温度值启动不同档位的加热器，提高低温启动效果和其燃油的经济性，保证低温下发动机可以正常启动；而且本发明将进气歧管壁设计为双层中空形式，避免环境温度在低温时对进气歧管壁的冷侵现象，且在进气歧管上增加了储水室，有效避免进气歧管内结水、结冰现象，避免发动机运行时，过多水分被吸入气缸从而造成发动机活塞损坏。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，包括：加热控制器、加热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；

所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器均与所述加热控制器连接；所述加热控制器还与所述加热器连接；

所述加热控制器用于根据所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器采集的温度控制所述加热器分档加热；

所述加热器用于加热电子节气门后新进的外界空气；

所述第一温度传感器用于检测电子节气门后新进外界空气的温度；

所述第二温度传感器用于检测经过EGR阀后吸气侧气体的温度；

所述第三温度传感器用于检测经过EGR阀后吸气侧气体和电子节气门后新进外界空气混合后气体温度；

所述第四温度传感器用于检测发动机的水温。

2.根据权利要求1所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，所述加热器包括加热丝。

3.根据权利要求1所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，还包括进气歧管，所述进气歧管包括外管壁和内管壁，所述外管壁和内管壁之间为空腔结构。

4.根据权利要求3所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，所述空腔结构中为真空。

5.根据权利要求1或3所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，还包括储水室，所述储水室与进气歧管连接，用于储存进气歧管中产生的水。

6.根据权利要求5所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，所述储水室包括液位传感器，用于检测储水室中的水位。

7.根据权利要求5或6所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，所述储水室包括电磁排水阀，用于储水室排水。

8.根据权利要求2所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，所述加热丝形状为圆环形。

9.根据权利要求2或8所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，所述加热丝为多个。

10.一种汽车进气加热控制方法，应用于权利要求1-9任一项所述的一种汽车进气加热控制系统，其特征在于，包括：

判断第一传感器检测的温度是否大于或等于0摄氏度；

若是，则加热器不工作；

若否，判断EGR阀是否打开；

若EGR阀关闭，则判断第一传感器检测的温度位于第一设定区间、第二设定区间还是第三设定区间；

根据所述第一传感器检测的温度位于不同的设定区间选择不同的加热档位进行加热，直至第三温度传感器检测的温度达到0摄氏度或第四温度传感器检测的温度达到90摄氏度；

若EGR阀打开，则获取第二温度传感器检测的温度；

获取第二温度传感器与第一温度传感器的温度差；

判断所述温度差位于第四设定区间、第五设定区间还是第六设定区间；

根据所述温度差位于不同的设定区间选择不同的加热档位进行加热，直至第三温度传感器检测的温度达到0摄氏度或第四温度传感器检测的温度达到90摄氏度。