CN112324583A - 冷启动暖机控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种冷启动暖机控制方法及装置，该方法包括：在发动机冷启动过程中，通过关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值，减少进气量，以迅速实现发动机快速暖机，达到后处理的排温需求；同时在缸内压力不满足预设负压门限值时，通过对对气门正时进行标定以使缸内压力满足预设负压门限值，并控制喷油提前角提前一定的角度，使得使燃油充分预混合，保证燃烧稳定性，使得发动机处于预混合压燃PCCI模式，以降低冷启动发动机时的氮氧化合物NOx和颗粒PM排放。

Description

冷启动暖机控制方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种冷启动暖机控制方法及装置。
背景技术
为了满足柴油发动机的排放要求，需要将冷启动的发动机的后处理系统的排温迅速提升至一定的温度，使得后处理系统达到最佳的工作条件的过程，称为“暖机”。
目前，现有技术中常用的提高排温的暖机方式，是通过控制进气节流阀，以减少进气流量，从而提高排温。
然而，通过控制进气节流阀提高排温，会造成柴油燃烧不充分，从而导致排放尾气恶化，不能满足环保要求。
发明内容
本发明实施例提供一种冷启动暖机控制方法及装置，以解决现有技术中通过控制进气节流阀提高排温，会造成柴油燃烧不充分，从而导致排放尾气恶化，不能满足环保要求的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种冷启动暖机控制方法，包括：
若检测到发动机冷启动，则关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值；
判断所述发动机的缸内压力是否满足预设负压门限值；
若不满足，则通过对气门正时进行标定，直至所述缸内压力达到所述预设负压门限值，并控制喷油提前角提前至设定阈值。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：判断所述发动机的氧化型催化转化器DOC是否达到起燃温度；若所述DOC达到所述起燃温度、且所述缸内压力达到所述预设负压门限值，则开启远后喷或HC喷射；判断后处理系统的后处理温度是否达预设温度；若所述后处理温度没有达到预设温度，则控制所述发动机提升怠速转速直至达到所述预设温度。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：若所述DOC没有达到所述起燃温度，则控制所述发动机的废气再循环系统EGR开启旁通，直至所述DOC达到所述起燃温度。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：若所述后处理温度达到所述预设温度，则退出所述远后喷或HC喷射。
在一种可能的设计中，所述负压门限值为55kpa绝对压力。
第二方面，本发明实施例提供一种冷启动暖机控制装置，包括：
第一控制模块，用于若检测到发动机冷启动，则关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值；
第一判断模块，用于判断所述发动机的缸内压力是否满足预设负压门限值；
第二控制模块，用于若不满足，则通过对气门正时进行标定，直至所述缸内压力达到所述预设负压门限值，并控制喷油提前角提前至设定阈值。
在一种可能的设计中，所述冷启动暖机控制装置还包括：
第二判断模块，用于判断所述发动机的氧化型催化转化器DOC是否达到起燃温度；
第三控制模块，用于若所述DOC达到所述起燃温度、且所述缸内压力达到所述预设负压门限值，则开启远后喷或HC喷射；
第三判断模块，用于判断后处理系统的后处理温度是否达预设温度；
第四控制模块，用于若所述后处理温度没有达到预设温度，则控制所述发动机提升怠速转速直至达到所述预设温度。
在一种可能的设计中，所述冷启动暖机控制装置还包括：所述冷启动暖机控制装置还包括：
第五控制模块，用于若所述DOC没有达到所述起燃温度，则控制所述发动机的废气再循环系统EGR开启旁通，直至所述DOC达到所述起燃温度。
第三方面，本发明实施例提供一种电子控制单元，包括至少一个处理器和存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的冷启动暖机控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的冷启动暖机控制方法。
本发明实施例提供的冷启动暖机控制方法及装置，在发动机冷启动过程中，通过关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值，减少进气量，以迅速实现发动机快速暖机，达到后处理的排温需求；同时在缸内压力不满足预设负压门限值时，通过对对气门正时进行标定以使缸内压力满足预设负压门限值，并控制喷油提前角提前一定的角度，使得使燃油充分预混合，保证燃烧稳定性，使得发动机处于预混合压燃PCCI模式，以降低冷启动发动机时的氮氧化合物NOx和颗粒PM排放。
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一简单地介绍，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为本发明实施例提供的发动机系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的冷启动暖机控制方法的流程示意图一；
图3为本发明实施例提供的冷启动暖机控制方法的流程示意图二；
图4为本发明实施例提供的冷启动暖机控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的电子控制单元的硬件结构示意图。
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、完整地描述，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作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。
为了控制发动机快速暖机过程中，有效降低发动机冷启动过程的废气排放，保证燃油的稳定燃烧。本发明提供以下技术方案：在发动机冷启动时，关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值，以迅速实现发动机快速暖机，达到后处理的排温需求；同时在缸内压力不满足预设负压门限值时，通过对对气门正时进行标定以使缸内压力满足预设负压门限值，并控制喷油提前角提前一定的角度，使得使燃油充分预混合，保证燃烧稳定性，使得发动机处于预混合压燃PCCI模式，以降低冷启动发动机时的氮氧化合物NOx和颗粒PM排放。
图1为本发明实施例提供的发动机系统的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的系统包括发动机本体、后处理系统、进气系统和电子控制单元。在典型的轻型柴油机中，后处理系统10包括DOC+CDPF+LNT+SCR+ASC，即氧化型催化转化器(Diesel OxidationCatalyst，DOC)、催化型颗粒捕集器(Catalyst Diesel Particulate Filter，CDPF)、稀燃NOx捕集(Lean NOx Trap，LNT)、选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)、氨逃逸催化器(Ammonia Slip Catalyst，ASC)。同时设置DPM(Departronic Moduel，即HC喷射系统)系统9，DPM系统9包括燃油系统9-1、HC喷嘴9-2。进气系统包括：含空气滤清器1、进气流量传感器2、增压器压端4、增压器涡端3、中冷器5和高压EGR旁通系统11、低压EGR旁通系统8、高压EGR阀7、低压EGR阀13和进气节流阀6。其中进气系统特别设置高低压双回路EGR系统，并特别增加高压EGR系统的旁通部分11-2和低压EGR系统的旁通部分8-2。低压EGR旁通系统8包括：低压EGR旁通阀8-1、低压EGR旁通管路8-2、低压EGR中冷器8-3。高压EGR旁通系统11包括：高压EGR旁通阀11-1、高压EGR旁通管路11-2、高压EGR冷却器11-3。温度压力传感器12设在进气节流阀6处。
图2为本发明实施例提供的冷启动暖机控制方法的流程示意图一，本实施例的执行主体可以为图1所示实施例中的电子控制单元，本实施例此处不做特别限制。如图2所示，该方法包括：
S201：若检测到发动机冷启动，则关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值。
具体地，检测发动机本次启动时间距离上次关机时间的时间长度，是否满足冷启动时间阈值。达到冷启动时间阈值时，发动机内部温度与环境温度大致一致。
在本实施例中，增压器为可变截面涡轮增压器(Variable GeometryTurbocharger，VGT)。关闭增压器可以减少发动机的进气量。
在本实施例中，进气节流阀也称为节气门。进气节流阀的开度可由驾驶员通过加速踏板来操纵，以改变发动机的进气量，从而控制发动机的运转。不同的进气节流阀开度标志着发动机的不同运转工况。
将进气节流阀开度调整到最小开度值，进入发动机的进气量为最小值。
S202：判断所述发动机的缸内压力是否满足预设负压门限值。
在本实施例中，可以通过温度压力传感器12获取缸内压力的压力值。
其中，负压门限值为55kpa绝对压力。
S203：若不满足，则通过对气门正时进行标定，直至所述缸内压力达到所述预设负压门限值，并控制喷油提前角提前至设定阈值。
在本实施例中，通过对气门正时进行标定，可以连续调节进气节流阀的气门正时，使得缸内压力上升直至达到所述预设负压门限值。
具体地，喷油提前角指的是喷油器开始喷油时，活塞距离上止点的曲轴转角值。
其中，设定阈值可以根据需求进行设定。
从上述实施例描述可知，在发动机冷启动过程中，通过关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值，减少进气量，以迅速实现发动机快速暖机，达到后处理的排温需求；同时在缸内压力不满足预设负压门限值时，通过对对气门正时进行标定以使缸内压力满足预设负压门限值，并控制喷油提前角提前一定的角度，使得使燃油充分预混合，保证燃烧稳定性，使得发动机处于预混合压燃PCCI模式，以降低冷启动发动机时的氮氧化合物NOx和颗粒PM排放。
图3为本发明实施例提供的冷启动暖机控制方法的流程示意图二，在上述实施例的基础上，本实施例在步骤S203之后，还包括快速实现达到后处理的需求的排温的控制过程，详述如下：
S204：判断所述发动机的氧化型催化转化器DOC是否达到起燃温度。
在本实施例中，起燃温度为临界知温度，只有达到临界温度才能催化燃烧，催化燃烧是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。
具体地，可通过DOC内设置的温度传感器获取DOC内的温度，并判断该温度是否达到起燃温度。
S205：若所述DOC达到所述起燃温度、且所述缸内压力达到所述预设负压门限值，则开启远后喷或HC喷射。
在本实施例中，开启远后喷或HC喷射，喷射燃料柴油或未燃烧完全的HC，使得HC化合物(如排气中未燃烧完全的HC,或燃料柴油)为还原剂,在催化剂作用下将柴油机排气中NOx还原成氮气。
S206：判断后处理系统的后处理温度是否达预设温度。
在本实施例中，通过设置在后处理系统的温度传感器获取所述后处理系统的后处理温度。
其中，设置在后处理系统的温度传感器包括但不限于SCR上游排温传感器和SCR下游排温传感器。
S207：若所述后处理温度没有达到预设温度，则控制所述发动机提升怠速转速直至达到所述预设温度。
在本发明的一个实施例中，若所述后处理温度达到所述预设温度，则退出所述远后喷或HC喷射，进行正常喷射控制即可。
在本实施例中，预设温度为满足热管理温度需求的温度，可以根据实际需求设定。
从上述实施例描述可知，通过开启远后喷或HC喷射，通过还原反应会释放热量提升排温；同时通过发动机提升怠速转速，也会提升发动机的排温，两者共同作用，缩短达到后处理所需工作温度的时间。
在本发明的一个实施例中，若所述DOC没有达到所述起燃温度，则控制所述发动机的废气再循环系统EGR开启旁通，直至所述DOC达到所述起燃温度。
其中，EGR开启旁通包括开启低压EGR旁通阀，以使的低压EGR旁通管路开通；以及开启高压EGR旁通阀，以使的高压EGR旁通管路开通。
从本实施例可知，通过开启EGR旁通，能够使得DOC快速达到起燃温度。
图4为本发明实施例提供的冷启动暖机控制装置的结构示意图。如图4所示，该冷启动暖机控制装置40包括：第一控制模块401、第一判断模块402和第二控制模块403。
第一控制模块401，用于若检测到发动机冷启动，则关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值；
第一判断模块402，用于判断所述发动机的缸内压力是否满足预设负压门限值；
第二控制模块403，用于若不满足，则通过对气门正时进行标定，直至所述缸内压力达到所述预设负压门限值，并控制喷油提前角提前至设定阈值。
从上述实施例描述可知，在发动机冷启动过程中，通过关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值，减少进气量，以迅速实现发动机快速暖机，达到后处理的排温需求；同时在缸内压力不满足预设负压门限值时，通过对对气门正时进行标定以使缸内压力满足预设负压门限值，并控制喷油提前角提前一定的角度，使得使燃油充分预混合，保证燃烧稳定性，使得发动机处于预混合压燃PCCI模式，以降低冷启动发动机时的氮氧化合物NOx和颗粒PM排放。
在一种可能的设计中，所述冷启动暖机控制装置40还包括：
第二判断模块404，用于判断所述发动机的氧化型催化转化器DOC是否达到起燃温度；
第三控制模块405，用于若所述DOC达到所述起燃温度、且所述缸内压力达到所述预设负压门限值，则开启远后喷或HC喷射；
第三判断模块406，用于判断后处理系统的后处理温度是否达预设温度；
第四控制模块407，用于若所述后处理温度没有达到预设温度，则控制所述发动机提升怠速转速直至达到所述预设温度。
在一种可能的设计中，所述冷启动暖机控制装置40，还包括：
第五控制模块408，用于若所述DOC没有达到所述起燃温度，则控制所述发动机的废气再循环系统EGR开启旁通，直至所述DOC达到所述起燃温度。
在一种可能的设计中，所述第三控制模块405，还用于若所述后处理温度达到所述预设温度，则退出所述远后喷或HC喷射。
本实施例提供的装置，可用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
图5为本发明实施例提供的电子控制单元的硬件结构示意图。如图5所示，本实施例的电子控制单元50包括：处理器501以及存储器502；其中
存储器502，用于存储计算机执行指令；
处理器501，用于执行存储器存储的计算机执行指令，以实现上述方法实施例中所执行的各个步骤。具体可以参见前述方法实施例中的相关描述。
可选地，存储器502既可以是独立的，也可以跟处理器501集成在一起。
当存储器502独立设置时，该电子控制单元还包括总线503，用于连接所述存储器502和处理器501。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上所述的冷启动暖机控制方法。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。
应理解，上述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各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。前述的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，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种冷启动暖机控制方法，其特征在于，包括：
若检测到发动机冷启动，则关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值；
判断所述发动机的缸内压力是否满足预设负压门限值；
若不满足，则通过对气门正时进行标定，直至所述缸内压力达到所述预设负压门限值，并控制喷油提前角提前至设定阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
判断所述发动机的氧化型催化转化器DOC是否达到起燃温度；
若所述DOC达到所述起燃温度、且所述缸内压力达到所述预设负压门限值，则开启远后喷或HC喷射；
判断后处理系统的后处理温度是否达预设温度；
若所述后处理温度没有达到预设温度，则控制所述发动机提升怠速转速直至达到所述预设温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述DOC没有达到所述起燃温度，则控制所述发动机的废气再循环系统EGR开启旁通，直至所述DOC达到所述起燃温度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述后处理温度达到所述预设温度，则退出所述远后喷或HC喷射。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述负压门限值为55kpa绝对压力。
6.一种冷启动暖机控制装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于若检测到发动机冷启动，则关闭增压器，并将进气节流阀开度调整到最小开度值；
第一判断模块，用于判断所述发动机的缸内压力是否满足预设负压门限值；
第二控制模块，用于若不满足，则通过对气门正时进行标定，直至所述缸内压力达到所述预设负压门限值，并控制喷油提前角提前至设定阈值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述冷启动暖机控制装置还包括：
第二判断模块，用于判断所述发动机的氧化型催化转化器DOC是否达到起燃温度；
第三控制模块，用于若所述DOC达到所述起燃温度、且所述缸内压力达到所述预设负压门限值，则开启远后喷或HC喷射；
第三判断模块，用于判断后处理系统的后处理温度是否达预设温度；
第四控制模块，用于若所述后处理温度没有达到预设温度，则控制所述发动机提升怠速转速直至达到所述预设温度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述冷启动暖机控制装置还包括：
第五控制模块，用于若所述DOC没有达到所述起燃温度，则控制所述发动机的废气再循环系统EGR开启旁通，直至所述DOC达到所述起燃温度。
9.一种电子控制单元，其特征在于，包括至少一个处理器和存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1至5任一项所述的冷启动暖机控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求1至5任一项所述的冷启动暖机控制方法。
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