CN111720212B

CN111720212B - 一种用于降排放的发动机控制方法和发动机装置

Info

Publication number: CN111720212B
Application number: CN201910208526.1A
Authority: CN
Inventors: 陈欢; 程传辉; 武涛; 王树青; 徐政
Original assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Current assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2039-03-19
Also published as: CN111720212A

Abstract

本申请实施例公开了一种用于降排放的发动机控制方法和发动机装置，从降低发动机本体缸内残留的气体污染物的角度实现降低发动机冷起动排放。具体地，在发动机本体熄火停止工作后，所述发动机管理系统响应于接收到的熄火指令，控制所述发动机本体停机，并控制所述压气机将残余在所述进气管以及所述发动机本体内部的气体污染物吹扫到所述三元催化器中，以便所述气体污染物在所述三元催化器中进行催化反应，生成无污染气体。通过在发动机熄火停机后利用压气机进行吹扫，使发动机缸内更加清洁，从而达到降低发动机下一次冷起动排放的目的，并且这种方式避免增加成本，不会对发动机的耐久可靠性造成影响。

Description

一种用于降排放的发动机控制方法和发动机装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种用于降排放的发动机控制方法和发动机装置。

背景技术

在汽油发动机冷启动和暖机过程中，发动机的节气门开度很小，进气流速和温度均较低，导致汽油雾化不良，蒸发效果差，难以与空气形成均匀的可燃混合气，同时，发动机气缸内残余废气浓度高，燃烧室温度低，发动机的燃烧很不稳定，容易出现不正常燃烧现象，造成大量未完全燃烧气体出现，且此时的排气温度低于催化剂的起燃温度，三元催化器无法起作用，因此，造成大量的HC(碳氢化合物)气体排放，造成空气污染。

为了解决发动机冷启动时大量HC气体排放的问题，常用的技术包括：催化器电加热，空气预热等，这些技术虽然在降低发动机冷起动排放方面有一定的作用，但这种方式会增加成本，并且降低发动机的耐久可靠性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于降排放的发动机控制方法和发动机装置，在发动机熄火停机后利用压气机进行吹扫，使发动机缸内更加清洁，从而达到降低发动机下一次冷起动排放的目的，并且这种方式避免增加成本，不会对发动机的耐久可靠性造成影响。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种用于降排放的发动机控制方法，所述控制方法用于控制降排放的发动机装置，所述装置包括空气滤清器、进气管、节气门、进气歧管、发动机本体、排气歧管、三元催化器、排气管、压气机和发动机管理系统，所述空气滤清器、所述进气管、所述节气门、所述进气歧管、所述发动机本体、所述排气歧管、所述三元催化器、所述排气管依次相连，所述方法包括：

所述发动机管理系统响应于接收到的熄火指令，控制所述发动机本体停机；

所述发动机管理系统控制所述压气机将残余在所述进气管以及所述发动机本体内部的气体污染物吹扫到所述三元催化器中，以便所述气体污染物在所述三元催化器中进行催化反应，生成无污染气体。

可选的，若所述装置还包括进气支管，所述压气机位于所述进气支管中。

可选的，若所述装置还包括调节阀，所述调节阀位于所述进气管和所述进气支管之间，所述方法还包括：

所述发动机管理系统响应于接收到的熄火指令，控制所述调节阀处于完全开启的位置。

可选的，所述方法还包括：

所述发动机管理系统响应于接收到的熄火指令，控制所述节气门开启到最大位置。

可选的，若所述装置还包括三元催化器温度传感器，所述方法还包括：

若所述三元催化器温度传感器的温度达到设定温度，所述发动机管理系统控制所述压气机停止工作。

可选的，所述设定温度为所述三元催化器转化效率为50％时对应的温度。

可选的，所述方法还包括：

控制所述调压阀开启，并控制所述压气机开始工作。

可选的，所述方法还包括：

控制所述调压阀处于完全关闭位置，并控制所述压气机停止工作。

可选的，所述压气机是电控驱动轴流式压气机。

第二方面，本申请实施例提供了一种用于降排放的发动机装置，所述装置包括空气滤清器、进气管、节气门、进气歧管、发动机本体、排气歧管、三元催化器、排气管、压气机和发动机管理系统，所述空气滤清器、所述进气管、所述节气门、所述进气歧管、所述发动机本体、所述排气歧管、所述三元催化器、所述排气管依次相连；

所述发动机管理系统用于在接收到熄火指令后，控制所述发动机本体停机，并控制所述压气机将残余在所述进气管以及所述发动机本体内部的气体污染物吹扫到所述三元催化器中；

所述气体污染物在所述三元催化器中进行催化反应，生成无污染气体。

可选的，所述装置还包括进气支管，所述压气机位于进气支管中。

可选的，所述装置还包括调节阀，所述调节阀位于所述进气管和所述进气支管之间，用于控制气流的流动方向和分配比例。

可选的，所述发动机管理系统用于在接收到熄火指令后，控制所述节气门开启到最大位置。

可选的，所述发动机管理系统用于在接收到熄火指令后，控制所述调节阀处于完全开启的位置。

可选的，所述装置还包括三元催化器温度传感器，所述三元催化器温度传感器的设定温度为三元催化器转化效率为50％时对应的温度。

可选的，所述装置包括增压工作模式、经济工作模式和降排放工作模式。

可选的，所述压气机是电控驱动轴流式压气机。

由上述技术方案可以看出，由于发动机冷起动排放有一部分来自于发动机缸内残留的气体污染物，因此，本申请实施例从降低发动机本体缸内残留的气体污染物的角度实现降低发动机冷起动排放。具体地，在发动机本体熄火停止工作后，所述发动机管理系统响应于接收到的熄火指令，控制所述发动机本体停机，并控制所述压气机将残余在所述进气管以及所述发动机本体内部的气体污染物吹扫到所述三元催化器中，以便所述气体污染物在所述三元催化器中进行催化反应，生成无污染气体。通过在发动机熄火停机后利用压气机进行吹扫，使发动机缸内更加清洁，从而达到降低发动机下一次冷起动排放的目的，并且这种方式避免增加成本，不会对发动机的耐久可靠性造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种降排放的发动机装置的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种用于降排放的发动机控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种调节阀处于完全开启位置的示例图；

图4为本申请实施例提供的一种调节阀处于完全关闭位置的示例图；

图5为本申请实施例提供的一种降排放的发动机装置的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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。

为了解决现有技术所产生的技术问题，通过前期的研究发现，发动机冷起动产生的排放，有一部分是来自于发动机缸内残留的气体污染物，若能合理的降低这一部分发动机缸内残留的气体污染物，将会显著降低汽油发动机冷起动时的排放水平。

为此，本申请实施例提供一种降排放的发动机控制方法，该方法将降低发动机冷起动排放的关注聚焦到发动机熄火停机时的发动机缸内残留气体污染物的降低，通过增强吹扫让发动机缸内更加清洁，从而达到降低汽油发动机下一次冷起动排放的目的。

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请实施例提供的用于降排放的发动机控制方法用于控制降排放的发动机装置，参见图1，所述装置包括空气滤清器101、进气管102、节气门103、进气歧管104、发动机本体105、排气歧管106、三元催化器107、排气管108、压气机109和发动机管理系统(EngineManagement System，简称EMS)110，所述空气滤清器101、所述进气管102、所述节气门103、所述进气歧管104、所述发动机本体105、所述排气歧管106、所述三元催化器107、所述排气管108依次相连，参见图2，所述方法包括：

S201、所述EMS响应于接收到的熄火指令，控制所述发动机本体停机。

需要说明的是，在本实施例中降排放的发动机装置存在三种控制模式，增压工作模式、经济工作模式和降排放工作模式，发动机本体在不同的工作状态下，EMS 110可以控制发动机装置进入相应的工作模式。

EMS 110实时检测发动机的转速负荷以及车辆行驶速度等信号，判断车辆及发动机的工作状态，若EMS 110判断出发动机熄火停机，则EMS 110响应于熄火停机指令，控制所述发动机本体停机，控制所述发动机装置进入降排放工作模式。

S202、所述EMS控制所述压气机将残余在所述进气管以及所述发动机本体内部的气体污染物吹扫到所述三元催化器中，以便所述气体污染物在所述三元催化器中进行催化反应，生成无污染气体。

EMS 110通过导线控制着压气机109的动作，EMS 110内，会存储一套降排放的控制方法，并且发出指令控制压气机11执行相应动作。

在发动机停机后，由于三元催化器此时还处于热态，还具有催化转化能力，本实施例充分利用这一特征，通过EMS 110控制压气机执行吹扫动作进一步催化转化发动机内残余的气体污染物，例如HC气体，从而减少下一次冷启动时的冷启动排放。

需要说明的是，所述压气机109是电控驱动轴流式压气机，可以调节转速大小，压气机转速大小，会改变吹扫气体的强度。不同吹扫强度，新鲜空气经过发动机缸内时受到缸内的加热程度也会不一样，进而气体流经三元催化器107时，三元催化器107冷却的速率也会不一样，即三元催化器107具有的有效工作时间长度也会不一样。不同排量、不同型式的发动机本体，理论上会存在一个较佳的压气机转速和吹扫强度。

另外一方面，压气机转速大小的变化，也能在增压工作模式时，产生不同的增压效果，更好的与发动机的工作状态进行匹配。

在一种实现方式中，若降排放的发动机装置还包括进气支管111，所述压气机109位于所述进气支管111中，从而保证引入了压气机109的发动机装置，在EMS 110判断发动机处于中小负荷工作状态下，可以控制发动机装置进入经济工作模式。

在一种实现方式中，若所述装置还包括调节阀112，所述调节阀112位于所述进气管102和所述进气支管111之间，调节阀112可以控制进气管102和进气支管111之间气流的流动方向和分配比例，便于启动降排放工作模式，以及经济工作模式和增压工作模式之间切换时平缓过渡，减少瞬态冲击。

可以理解的是，所述EMS 110响应于接收到的熄火指令，可以控制所述调节阀112处于完全开启的位置，参见图3所示，并控制所述压气机109开始工作，从而使气流都经过压气机109，吹扫强度更大，同时也能避免进气管102中增压后的气流往回流，进而避免弱化压气机的吹扫作用。

可以理解的是，若所述EMS 110控制发动机装置进入经济工作模式，可以控制所述调节阀112处于完全关闭位置，参见图4所示，并控制所述压气机停止工作，此时新鲜空气不进入进气支管111，直接由进气管102进入进气歧管104，减少了压气机109对气流的阻碍作用，减少了泵气损失，提高燃油经济性。

若所述EMS 110检测到发动机本体处于正常工作状态的大负荷或者加速工况，则控制所述发动机装置进入增压工作模式，并控制调节阀112开启，同时压气机109开始介入工作，大量新鲜空气在压气机109的作用下，经过进气支管111进入发动机进气歧管104，增加新鲜空气进气量，增加发动机本体的动力性。

在一种实现方式中，所述EMS 110可以响应于接收到的熄火指令，控制所述节气门开启到最大位置，以保证大量新鲜空气进入进气歧管104和发动机本体105内部，将残余在进气管102、以及发动机本体内的气体污染物快速吹扫到三元催化器107中。

需要说明的是，发动机停机后，三元催化器107虽然还处于热态，但是其温度会不断降低，当温度降低到设定温度时，将不再具有催化转化能力，因此，在一种实现方式中，若所述装置还包括三元催化器温度传感器113，若所述三元催化器温度传感器113的温度达到设定温度，所述EMS 110可以控制所述压气机停止工作，控制所述节气门103关闭，调节阀112恢复到完全关闭的位置，整个降排放工作模式结束。

需要说明的是，在通常情况下，三元催化器107中的温度不低于转化效率为50％时对应的温度，较为适合气体污染物进行催化反应，可以尽可能保证对吹扫出来的气体污染物进行全部的催化转化，避免气体污染物被吹扫到大气中，造成污染。因此，在本实施例中，所述设定温度为所述三元催化器转化效率为50％时对应的温度。

基于上述实施例，本实施例提供一种用于降排放的发动机装置，参见图1，所述装置包括空气滤清器101、进气管102、节气门103、进气歧管104、发动机本体105、排气歧管106、三元催化器107、排气管108、压气机109和EMS 110，所述空气滤清器101、所述进气管102、所述节气门103、所述进气歧管104、所述发动机本体105、所述排气歧管106、所述三元催化器107、所述排气管108依次相连；

所述EMS 110用于在接收到熄火指令后，控制所述发动机本体105停机，并控制所述压气机109将残余在所述进气管102以及所述发动机本体105内部的气体污染物吹扫到所述三元催化器107中；

所述气体污染物在所述三元催化器107中进行催化反应，生成无污染气体。

可选的，所述装置还包括进气支管111，所述压气机109位于进气支管111中。

可选的，所述装置还包括调节阀112，所述调节阀112位于所述进气管102和所述进气支管111之间，用于控制气流的流动方向和分配比例。

可选的，所述EMS 110用于在接收到熄火指令后，控制所述节气门103开启到最大位置。

可选的，所述EMS 110用于在接收到熄火指令后，控制所述调节阀112处于完全开启的位置。

可选的，所述装置还包括三元催化器温度传感器113，所述三元催化器温度传感器113的设定温度为三元催化器107转化效率为50％时对应的温度。

若所述装置包括空气滤清器101、进气管102、节气门103、进气歧管104、发动机本体105、排气歧管106、三元催化器107、排气管108、压气机109、EMS 110、进气支管111、调节阀112和三元催化器温度传感器113，所述装置参见图5所示。

可选的，所述压气机109是电控驱动轴流式压气机。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质可以是下述介质中的至少一种：只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于降排放的发动机控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制降排放的发动机装置，所述装置包括空气滤清器、进气管、节气门、进气歧管、发动机本体、排气歧管、三元催化器、排气管、压气机和发动机管理系统，所述空气滤清器、所述进气管、所述节气门、所述进气歧管、所述发动机本体、所述排气歧管、所述三元催化器、所述排气管依次相连，所述方法包括：

所述发动机管理系统控制所述压气机将残余在所述进气管以及所述发动机本体内部的气体污染物吹扫到所述三元催化器中，以便所述气体污染物在所述三元催化器中进行催化反应，生成无污染气体；

所述装置还包括进气支管，所述压气机位于所述进气支管中；

调节阀，所述调节阀位于所述进气管和所述进气支管之间，所述方法还包括：

所述发动机管理系统响应于接收到的熄火指令，控制所述调节阀处于完全开启的位置；

若所述发动机管理系统控制发动机装置进入经济工作模式，控制所述调节阀处于完全关闭位置；

若所述发动机管理系统检测到发动机处于正常工作状态的大负荷或者加速工况，则控制所述发动机装置进入增压工作模式，控制所述调节阀开启同时控制压气机开始工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述装置还包括三元催化器温度传感器，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定温度为所述三元催化器转化效率为50％时对应的温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述调节阀处于完全关闭位置，并控制所述压气机停止工作。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压气机是电控驱动轴流式压气机。