CN110657051B - 一种节流阀控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种节流阀控制方法及系统，在发动机预热时控制节流阀关闭，由于节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间，使得在控制加热栅格对进气管路中的气体进行加热时，通过节流阀断开了经过加热的气体与中冷器之间的通路，使得经过加热的气体不能向中冷器膨胀，进而不能与中冷器前管路中没有经过加热的气体形成热交换，避免了经过加热的气体的热量损失，解决了现有技术中不利于发动机低温冷起动的问题。

Description

一种节流阀控制方法及系统

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，尤其涉及一种节流阀控制方法及系统。

背景技术

在低温度环境下，发动机起动之前需要对发动机预热，通过加热栅格对进气管路内的气体进行加热，加热后的气体膨胀导致气体向进气管路的中冷器方向流动，与中冷器的前管路中未经加热的低温气体形成热交换，甚至流过中冷器而从中冷器前端流出，导致气体热量损失，造成气体升温困难，不利于发动机低温冷起动。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种节流阀控制方法及系统，用于解决现有技术中发动机起动前对发动机预热时加热后的气体能量损失进而不利于发动机低温冷起动的问题。

技术方案如下：

本申请提供一种节流阀控制方法，包括：

在发动机预热时控制节流阀关闭；所述节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间；

控制所述加热栅格对进气管路中的气体进行加热。

优选地，所述在发动机预热时控制节流阀关闭包括：

获取发动机水温和进气气体温度，并确定所述发动机水温和所述进气气体温度中温度值小的温度；

判断所述温度值小的温度是否低于预设温度阈值；

若判断所述温度值小的温度低于预设温度阈值，则控制节流阀关闭。

优选地，所述控制节流阀关闭之前，还包括：

获取发动机转速；

判断所述发动机转速是否小于预设转速阈值；

若判断所述发动机转速小于预设转速阈值，则控制节流阀关闭。

优选地，所述控制节流阀关闭之前，还包括：

判断是否接收到发动机起动信号；

若判断没有接收到发动机起动信号，则控制节流阀关闭。

优选地，若判断接收到发动机起动信号，则控制节流阀打开。

本申请还公开了一种节流阀控制系统，包括：

发动机进气管路和控制器；所述发动机进气管路包括发动机气缸、节流阀、加热栅格和中冷器；

按照进气管路中气体的流动方向，所述中冷器、所述节流阀、所述加热栅格和所述发动机气缸依次连接；

所述节流阀和所述加热栅格分别与所述控制器连接；

所述控制器在发动机预热时控制所述节流阀关闭，并控制所述加热栅格对进气管路中的气体进行加热。

优选地，所述控制器在发动机预热时控制所述节流阀关闭包括：

所述控制器获取发动机水温和进气气体温度，并确定所述发动机水温和所述进气气体温度中温度值小的温度；判断所述温度值小的温度是否低于预设温度阈值；若判断所述温度值小的温度低于预设温度阈值，则控制节流阀关闭。

优选地，所述控制器还获取发动机转速；判断所述发动机转速是否小于预设转速阈值；若判断所述发动机转速小于预设转速阈值，则控制节流阀关闭。

优选地，所述控制器还判断是否接收到发动机起动信号；若判断没有接收到发动机起动信号，则控制节流阀关闭。

优选地，所述控制器还在判断接收到发动机起动信号时，控制节流阀打开。

与现有技术相比，本申请提供的上述技术方案具有如下优点：

从上述技术方案可知，本申请中在发动机预热时控制节流阀关闭，由于节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间，使得在控制加热栅格对进气管路中的气体进行加热时，通过节流阀断开了经过加热的气体与中冷器之间的通路，使得经过加热的气体不能向中冷器膨胀，进而不能与中冷器前管路中没有经过加热的气体形成热交换，避免了经过加热的气体的热量损失，解决了现有技术中不利于发动机低温冷起动的问题。

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是本发明公开的节流阀控制系统的结构示意图；

图2是本发明公开的一种节流阀控制方法的流程图；

图3是本发明公开的一种确定是否执行关闭节流阀操作的方法的流程图；

图4是本发明公开的另一种确定是否执行关闭节流阀操作的方法的流程图；

图5是本发明公开的通过三个条件确定是否执行关闭节流阀操作的逻辑示意图。

具体实施方式

现有技术中，在低温度环境下，发动机起动之前需要对发动机预热，通过加热栅格对进气管路内的气体进行加热，加热后的气体膨胀导致气体向进气管路的中冷器方向流动，与中冷器的前管路中未经加热的低温气体形成热交换，甚至流过中冷器而从中冷器前端流出，导致气体热量损失，造成气体升温困难，不利于发动机低温冷起动。

针对此，本申请在发动机预热时控制节流阀关闭，由于节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间，使得在控制加热栅格对进气管路中的气体进行加热时，通过节流阀断开了经过加热的气体与中冷器之间的通路，使得经过加热的气体不能向中冷器膨胀，进而不能与中冷器前管路中没有经过加热的气体形成热交换，避免了经过加热的气体的热量损失，解决了现有技术中不利于发动机低温冷起动的问题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供的节流阀控制方法，应用于节流阀控制系统，如图1所示，节流阀控制系统包括：

发动机进气管路1和控制器2。

发动机进气管路1中包括发动机气缸101、节流阀102、加热栅格103和中冷器104。

按照进气管路中气体的流动方向，发动机进气管路1中各个结构之间的连接关系是：

中冷器104连接节流阀102，节流阀102连接加热栅格103，加热栅格103连接发动机气缸101。

进气管路中气体从中冷器104的前管路进入，并流过中冷器104后，流过与中冷器104的后管路连接的节流阀102，然后流经加热栅格103，经过加热栅格103的加热后流向发动机气缸101。

本实施例中控制器2为ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，ECU分别与节流阀102和加热栅格103连接，通过ECU控制节流阀102打开或关闭，并控制加热栅格103对进气管路内的气体加热。

参见图2所示，为本实施例提供的节流阀控制方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：

S201、在发动机预热时控制节流阀关闭；所述节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间。

发动机低温冷起动时需要预热，预热过程可以利用进气管路中的加热栅格对进气管路内的气体进行加热。由于加热后的气体会膨胀，导致加热后的气体不仅向发动机气缸方向流动，还会向中冷器方向流动，使得加热后的气体与中冷器的前管路内没有经过加热的温度较低的气体进行热交换，导致加热后的气体热量损失，降低了气体温度，进而不利于发动机的低温冷起动。

针对此，本步骤中在发动机预热阶段控制节流阀关闭，即节流阀的开度为0。

S202、控制所述加热栅格对进气管路中的气体进行加热。

控制加热栅格对进气管路中的气体进行加热，由于节流阀关闭后，气体仅能在节流阀和发动机气缸之间流动，而不能流经节流阀而向中冷器流动。因此，经过加热栅格加热后的气体只能向发动机气缸方向流动，这样不仅可以避免加热后的气体与中冷器的前管路内的未经加热的温度较低的气体进行热交换而造成能量损失，降低加热后气体的温度，而且，加热后的气体膨胀到发动机气缸并进入气缸可以对发动机气缸的缸壁进行预热，提高发动机的起动性能。

通过上述技术方案，本实施例中在发动机预热时控制节流阀关闭，由于节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间，使得在控制加热栅格对进气管路中的气体进行加热时，通过节流阀断开了经过加热的气体与中冷器之间的通路，使得经过加热的气体不能向中冷器膨胀，进而不能与中冷器前管路中没有经过加热的气体形成热交换，避免了经过加热的气体的热量损失，同时，加热后的气体膨胀到发动机气缸并进入气缸可以对发动机气缸的缸壁进行预热，提高发动机的起动性能，解决了现有技术中不利于发动机低温冷起动的问题。

在完成预热后需要起动发动机时，为了避免节流阀处于关闭状态而导致气体不能进入发动机气缸导致发动机不能正常起动，因此在发动机起动时，需要控制节流阀打开，即恢复节流阀的开度。保证气体能够从进气管路进入发动机气缸，为发动机起动提供足够的气体，使得发动机能够起动。

在实际应用中，考虑到在低温环境下，每次间隔一定时间需要起动发动机时，都需要先经过预热然后起动发动机的过程，从而需要先控制节流阀关闭再控制节流阀打开，频繁控制节流阀在关闭和打开状态之间进行切换，会降低节流阀的寿命。

针对此，本实施例中在发动机预热时，根据发动机水温和进气温度确定当前环境的恶劣程度，只有在达到一定的恶劣程度的环境下才执行关闭节流阀的操作，否则不执行关闭节流阀的操作。

参见图3所示，在发动机预热时确定是否执行关闭节流阀操作的方法包括以下步骤：

S301、获取发动机水温和进气气体温度，并确定所述发动机水温和所述进气温度中温度值小的温度。

通过设置在发动机水箱内的温度传感器检测发动机水温，并通过设置在进气管路内的温度传感器检测进气气体温度。比较发动机水温与进气气体温度的大小，确定两者中温度值小的温度。

如发动机水温为15℃，进气气体温度为12℃，则确定温度值小的温度为进气气体温度12℃。

S302、判断所述温度值小的温度是否低于预设温度阈值；

若判断所述温度值小的温度低于预设温度阈值，则执行步骤S303；

若判断所述温度值小的温度不低于预设温度阈值，则不控制节流阀关闭。

预设温度阈值用于将环境划分为认定是恶劣的环境和认定是不恶劣的环境，高于或等于预设温度阈值的环境温度认定为不恶劣的环境，而低于预设温度阈值的环境温度认定为恶劣的环境。

车辆处于恶劣环境时，发动机起动困难，因此需要执行节流阀关闭的操作，以提高发动机的起动性能。而车辆处于不恶劣环境时，发动机起动相对容易，因此不执行节流阀关闭的操作，以减少节流阀状态切换的次数，避免降低节流阀的寿命。

由于通常发动机水温和进气气体温度与车辆当前所处环境的温度大致是相同的，因此本实施例中通过发动机水温和进气气体温度表征环境温度。

在发动机水温和进气气体温度不同时，利用两者中温度值小的温度作为环境温度，并与预设温度阈值进行比较。

例如，预设温度阈值为15℃，判断进气气体温度12℃低于预设温度阈值为15℃，则控制节流阀关闭。

S303、控制节流阀关闭。

由于仅在发动机预热阶段才能控制节流阀关闭，而在发动机起动时或者发送机正常运行时需要通过进气管路为发动机气缸提供足够的气体，因此不能控制节流阀关闭，从而在图3所示的基础上，控制节流阀关闭之前还包括对发动机状态的检测，以检测发动机是否处于起动时或者正常运行时。

参见图4所示，确定是否执行关闭节流阀操作的方法包括以下步骤：

S401、获取发动机转速。

通过转速传感器采集发动机转速。

S402、判断所述发动机转速是否小于预设转速阈值；

若判断所述发动机转速小于预设转速阈值，则执行步骤S403。

否则，不执行控制节流阀关闭的操作。

S403、判断是否接收到发动机起动信号；

若判断没有接收到发动机起动信号，则执行步骤S404；

若判断接收到发动机起动信号，则执行步骤S405。

在起动发动机时钥匙开关处于“START”状态，此时接收到T50信号为高电平状态。本实施例中可以通过检测钥匙开关所处的状态判断是否接收到发动机起动信号，还可以确定T50信号是否为高电平来判断是否接收到发动机起动信号。

若判断没有接收到发动机起动信号，则确定发动机处于预热阶段，执行控制节流阀关闭的操作。

若判断接收到发动机起动信号，则为了保证进气系统能够为发动机气缸提供足够的气体，需要控制节流阀处于打开状态。

当然，如果当前节流阀处于关闭状态，则接收到发动机起动信号后控制节流阀打开；如果当前节流阀处于打开状态，则维持节流阀的打开状态。

S404、控制节流阀关闭。

S405、控制节流阀打开。

需要注意的是，本实施例中确定是否执行关闭节流阀操作的方法时，并不限定步骤S401-S402以及步骤S403的执行顺序，还可以先执行步骤S403，然后在判断没有接收到发动机起动信号时，再执行步骤S401-S402，并在判断发动机转速小于预设转速阈值时，执行步骤S404。

甚至并不限定步骤S301-S303与步骤S401-S404的执行顺序。只要保证在同时满足(1)温度值小的温度低于预设温度阈值；(2)发动机转速小于预设转速阈值；(3)没有接收到发动机起动信号，这三个条件的情况下才执行控制节流阀关闭的操作即可。

而只要上述三个条件中有一个条件不满足，则控制节流阀按照原本设定的开度打开，避免对发动机的起动和正常运行产生影响。

参见图5所示，为通过上述三个条件确定是否执行关闭节流阀操作的逻辑示意图。

通过上述技术方案，本实施例中在发动机预热时控制节流阀关闭，由于节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间，使得在控制加热栅格对进气管路中的气体进行加热时，通过节流阀断开了经过加热的气体与中冷器之间的通路，使得经过加热的气体不能向中冷器膨胀，进而不能与中冷器前管路中没有经过加热的气体形成热交换，避免了经过加热的气体的热量损失，解决了现有技术中不利于发动机低温冷起动的问题。同时，避免降低节流阀的寿命，并防止节流阀关闭对发动机的起动和正常运行造成影响。

对应上述实施例公开的节流阀控制方法，本实施例还提供了一种节流阀控制系统，如图1所示。

控制器2控制节流阀关闭的方式为：

在发动机预热时控制节流阀102关闭，并控制加热栅格103对进气管路中的气体进行加热。

但是，考虑到频繁控制节流阀在关闭和打开之间进行切换，会降低节流阀的寿命，以及在发动机起动时关闭节流阀将导致不能为发动机气缸提供足够的气体进而导致发动机不能起动，控制器2控制节流阀关闭的方式还可以为：

控制器2获取发动机水温和进气气体温度，并确定所述发动机水温和所述进气气体温度中温度值小的温度；判断所述温度值小的温度是否低于预设温度阈值；若判断所述温度值小的温度低于预设温度阈值，则获取发动机转速；判断所述发动机转速是否小于预设转速阈值；若判断所述发动机转速小于预设转速阈值，则判断是否接收到发动机起动信号；若判断没有接收到发动机起动信号，则控制节流阀102关闭。

控制器2判断接收到发动机起动信号时，控制节流阀102打开。

通过上述技术方案，本实施例中在发动机预热时控制节流阀关闭，由于节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间，使得在控制加热栅格对进气管路中的气体进行加热时，通过节流阀断开了经过加热的气体与中冷器之间的通路，使得经过加热的气体不能向中冷器膨胀，进而不能与中冷器前管路中没有经过加热的气体形成热交换，避免了经过加热的气体的热量损失，解决了现有技术中不利于发动机低温冷起动的问题。

同时避免降低节流阀的寿命，并防止节流阀关闭对发动机的起动和正常运行造成影响。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种节流阀控制方法，其特征在于，包括：

在发动机预热时控制节流阀关闭；所述节流阀位于进气管路的加热栅格和进气管路的中冷器之间；所述进气管路中气体从所述中冷器的前管路进入，流过所述中冷器以及与所述中冷器的后管路连接的节流阀后，流经所述加热栅格，经过所述加热栅格的加热后流向发动机气缸；

控制所述加热栅格对进气管路中的气体进行加热。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在发动机预热时控制节流阀关闭包括：

获取发动机水温和进气气体温度，并确定所述发动机水温和所述进气气体温度中温度值小的温度；

判断所述温度值小的温度是否低于预设温度阈值；

若判断所述温度值小的温度低于预设温度阈值，则控制节流阀关闭。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制节流阀关闭之前，还包括：

获取发动机转速；

判断所述发动机转速是否小于预设转速阈值；

若判断所述发动机转速小于预设转速阈值，则控制节流阀关闭。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制节流阀关闭之前，还包括：

判断是否接收到发动机起动信号；

若判断没有接收到发动机起动信号，则控制节流阀关闭。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若判断接收到发动机起动信号，则控制节流阀打开。

6.一种节流阀控制系统，其特征在于，包括：

发动机进气管路和控制器；所述发动机进气管路包括发动机气缸、节流阀、加热栅格和中冷器；

按照进气管路中气体的流动方向，所述中冷器、所述节流阀、所述加热栅格和所述发动机气缸依次连接；所述进气管路中气体从所述中冷器的前管路进入，流过所述中冷器以及与所述中冷器的后管路连接的节流阀后，流经所述加热栅格，经过所述加热栅格的加热后流向发动机气缸；

所述节流阀和所述加热栅格分别与所述控制器连接；

所述控制器在发动机预热时控制所述节流阀关闭，并控制所述加热栅格对进气管路中的气体进行加热。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制器在发动机预热时控制所述节流阀关闭包括：

所述控制器获取发动机水温和进气气体温度，并确定所述发动机水温和所述进气气体温度中温度值小的温度；判断所述温度值小的温度是否低于预设温度阈值；若判断所述温度值小的温度低于预设温度阈值，则控制节流阀关闭。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述控制器还获取发动机转速；判断所述发动机转速是否小于预设转速阈值；若判断所述发动机转速小于预设转速阈值，则控制节流阀关闭。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制器还判断是否接收到发动机起动信号；若判断没有接收到发动机起动信号，则控制节流阀关闭。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述控制器还在判断接收到发动机起动信号时，控制节流阀打开。

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