CN113309623A - 一种提高scr后处理排气温度的方法、装置及电子控制单元 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种提高SCR后处理排气温度的方法、装置、电子控制单元及存储介质。其中，该方法包括实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；当平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式；减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷；若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推直至平均排气温度大于等于目标温度。利用该方法，能够自动提升排气温度进而提高SCR后处理器的NOx转化效率，并且不需要增加额外的硬件设置，用户的适应性好，简化了用户操作。
Description
技术领域
本申请涉及汽车发动机排放控制技术领域，尤其涉及一种提高SCR后处理排气温度的方法、装置及电子控制单元。
背景技术
目前，GB17691-2018《重型柴油车污染物排放限值和测量方法》(中国第六阶段)已发布，并且即将在全国分步实施。为满足国六法规要求和未来市场的需求，各大柴油机制造商都在开展国六产品的开发，其中DOC(Diesel Oxidation Catalysts，柴油氧化催化剂)+DPF(Diesel Particulate Filter，颗粒捕捉器)+SCR(Selective Catalyst Reduction，选择性催化还原)技术的集成后处理技术是国六柴油机满足排放法规的主流技术选择，其中SCR是降低柴油机排气的NOx(氮氧化物)的主要技术措施，而NOx转化效率严重依赖于SCR后处理器入口的平均温度。
因此，采取相应的技术策略提升发动机排气温度是提高SCR后处理器NOx转化效率的有效措施。目前提升发动机排气温度的措施主要采用电加热进行提温，其原理是采用电热棒或电阻丝，在柴油机冷启动时启用加热功能，使排气温度能够很快提升进而提高SCR后处理器的NOx转化效率。
但上述方法需要增加额外的电加热装置，并且需要增加控制模块控制电加热装置的工作，增加了系统的复杂程度和故障点，提高了系统成本。此外，还需要用户进行相应的使用培训，使用户操作复杂化。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种提高SCR后处理排气温度的方法、装置及电子控制单元，能够自动提升排气温度进而提高SCR后处理器的NOx转化效率，并且不需要增加额外的硬件设置，用户的适应性好，简化了用户操作。
本申请提供了一种提高SCR后处理排气温度的方法，应用于电子控制单元ECU，所述方法包括：
实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；
当所述平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式；
减少所述发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷；
若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减少发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至所述平均排气温度大于等于所述目标温度。
可选的，所述减少所述发动机的进气量包括：
通过减小所述发动机在中低转速和中低负荷的空气系统的参数设置以减少所述发动机的进气量。
可选的，所述参数至少包括以下其中的一种：
发动机进气量和节气门开度。
可选的，所述平均排气温度高于所述目标温度后，所述方法还包括：
控制所述发动机退出所述EGTM模式，切换至正常运行模式。
本申请提供了一种提高SCR后处理排气温度的装置，所述装置包括：检测单元、第一切换单元和调整单元；
所述检测单元，用于实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；
所述第一切换单元，用于当所述平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式；
所述调整单元，用于减少所述发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷；若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减少发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至所述平均排气温度大于等于所述目标温度。
可选的，所述调整单元通过减小所述发动机在中低转速和中低负荷的空气系统的参数设置以减少所述发动机的进气量。
可选的，所述参数至少包括以下其中的一种：
发动机进气量和节气门开度。
可选的，所述装置还包括：第二切换单元：
所述第二切换单元，用于控制所述发动机退出所述EGTM模式，切换至正常运行模式。
本申请提供了一种电子控制单元，包括以上任一项所述的提高SCR后处理排气温度的装置。
本申请提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行以上任意一项所述的提高SCR后处理排气温度的方法。
与现有技术相比，本申请所述方法至少具有以下优点：
该方法应用于电子控制单元ECU，实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；当平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式。启动EGTM模式后，首先减少发动机的进气量，通过减少接入发动机的新鲜空气，能够减少发动机能高温空气与新鲜空气进行热交换，进而提升了发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度。若平均排气温度仍小于目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷，以提升发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度；此时若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至平均排气温度大于等于所述目标温度。
利用该方法能够自动提升排气温度进而提高SCR后处理器的NOx转化效率，并且不需要增加额外的硬件设置，用户的适应性好，简化了用户操作。
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中记载的一些实施例，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它的附图。
图1为本申请实施例提供的NOx的转化效率与SCR后处理器入口平均温度的关系示意图；
图2为本申请实施例提供的一种提高SCR后处理排气温度的方法的示意图；
图3为本申请实施例提供的SCR后处理器入口的平均温度与循环时间的关系图；
图4为本申请实施例提供的一种提高SCR后处理排气温度的装置的示意图；
图5为本申请实施例三提供的一种电子控制单元的示意图。
具体实施方式
目前，采取有效的技术策略提升发动机排气温度是提高SCR后处理器NOx转化效率的有效措施。
参见图1，该图为NOx的转化效率与SCR后处理器入口平均温度的关系示意图。
重型国六柴油机WHTC(World Harmonized Transient Cycle，全球统一瞬态循环)试验分为冷态循环和热态循环，其运行工况偏重于中低转速和中低负荷，SCR后处理器入口的平均温度较低，要满足国六排放法规的限值，冷态WHTC循环SCR后处理器入口处的排气的平均温度需大于200℃，热态WHTC循环SCR后处理器入口处的排气的平均温度需大于260℃。现行提升发动机排气温度的措施主要采用电加热进行提温，其原理是采用电热棒或电阻丝，在柴油机冷启动时启用加热功能，以使排气温度能够很快提升以提高SCR后处理器的NOx转化效率。
但该方法具有的缺点如下：
1、需要在SCR后处理器内部布置电加热装置，结构设计复杂；
2、需要增加额外的控制模块控制电加热装置的工作，进一步提升了系统的复杂程度；
3、成本较高；
4、增加了系统的故障点；
5、用户适应性差，需要进行该模块的使用培训。
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种提高SCR后处理排气温度的方法、装置及电子控制单元，通过调整柴油机中低转速中低负荷的空气系统标定设置和喷油系统的参数设置，能够自动提升排气温度进而提高SCR后处理器的NOx转化效率，并且不需要增加额外的硬件设置，用户的适应性好，简化了用户操作。
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。
实施例一：
本申请实施例一提供了一种提高SCR后处理排气温度的方法，下面结合附图具体说明。
参见图2，该图为本申请实施例一提供的一种提高SCR后处理排气温度的方法的流程图。
本申请实施例所述方法包括以下步骤：
S201：实时检测SCR后处理器入口的平均排气温度。
本实施例所述方法基于目前的柴油机的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)。正常情况下，启动发动机，按照排放法规标准循环要求，进行热态WHTC循环测试。初始时发动机处于正常运行模式，ECU实时监控发动机的运行状态，包括实时检测SCR后处理器入口的平均排气温度。
在一种可能的实现方式中，ECU通过检查SCR上游温度传感器的检测信号以获取SCR后处理器入口的平均排气温度。
S202：当平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式。
该目标温度通常需要大于等于260℃，以使SCR后处理器的NOx转化效率满足国六排放法规的限值，实际应用中，该目标温度也可以适当增加，例如可以设定为265℃、270℃等，本申请实施例不做具体限定。下面以目标温度等于260℃为例进行说明。
当SCR后处理器入口的平均排气温度小于260℃时，激活EGTM(Exhaust GasTemperature Management，排气管温度管理)功能，以使发动机切换至排气温度管理EGTM模式。
当SCR后处理器入口的平均排气温度大于或等于260℃时，则保持发动机当前的工作模式不进行变化。
S203：减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于所述目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷。
当发动机切换至排气温度管理EGTM模式，首先控制减少发动机的进气量，通过减少接入发动机的新鲜空气，能够减少发动机能高温空气与新鲜空气进行热交换，对发动机内部进行了保温，进而提升了发动机内部气体温度，提高了发动机的排气温度。
本实施例所述方法通过调整柴油机中低转速、中低负荷的空气系统标定设置和喷油系统的参数设置，以减少所述发动机的进气量。
其中，空气系统标定设置参数至少包括发动机进气量和节气门开度中的一种。即可以减小发动机进气量标定、或减少节气门开度，或减小发动机进气量标定并减少节气门开度。
若减少发动机的进气量后，SCR后处理器入口的平均排气温度仍小于目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷。
供油正时是指喷油泵正确的供油时间，一般用供油提前角表示。一般柴油机供油提前角为15°～25°。
减少供油正时，即减小供油提前角，以使燃油燃烧更加充分，提升发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度。
而适当加入缸内后喷，增加燃油量，也能提升发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度。
S204：若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减少发动机的进气量。
待上述优化结束后，继续进行热态WHTC循环测试，继续检测SCR后处理器入口的平均排气温度，当排气温度仍然小于260℃时，再次减少发动机的进气量，进一步提高排气温度。
S205：若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷。
S206：循环进行S204-S205，直至平均排气温度大于等于目标温度。
通过不断的优化调整，不断提升SCR后处理器入口的平均排气温度，直至该平均排气温度大于等于目标温度。
进一步的，当平均排气温度高于目标温度后，本实施例所述方法还包括：
控制发动机退出所述EGTM模式，切换至正常运行模式。通过控制发动机在EGTM模式和正常工作模式之间进行不断切换，以使SCR后处理器入口的平均排气温度能够维持在目标温度(260℃)以上。同时，该方法由车辆的电子控制单元ECU控制实现，切换过程不需用户操控，因此自动化程度高，简化了用户的操作。
利用本申请实施例提供的方法，能够使WHTC循环测试的结果满足相关法规的限值要求，具体试验效果可以参见下表。
表1：利用本方法前后的实验效果对比
| 平均排气温度(℃) | 排放尾气的NOx结果(g/kWh) | |
| 正常工作模式 | 227 | 0.34 |
| 利用本方法 | 262 | 0.26 |
由表1数据可以表明，利用本方法能够有效提升SCR后处理器入口的平均温度，将该平均温度维持在目标温度(260℃)以上，提升了NOx的转化效率，进而降低了排放尾气中的NOx。
还可以参见图3，该图为本申请实施例一提供的SCR后处理器入口的平均温度与循环时间的关系图。
由该图说明利用本申请所述方法后，SCR后处理器入口的平均温度高于正常工作模式下的平均温度，并且能够随着热态WHTC循环测试的进行，更快的上升至目标温度(260℃)以上。
利用本申请实施例提供的方法，通过实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；当平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式。启动EGTM模式后，首先减少发动机的进气量，通过减少接入发动机的新鲜空气，能够减少发动机能高温空气与新鲜空气进行热交换，进而提升了发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度。若平均排气温度仍小于目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷，以提升发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度；此时若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至平均排气温度大于等于所述目标温度。因此能够自动提升排气温度进而提高SCR后处理器的NOx转化效率，并且不需要增加额外的硬件设置，用户的适应性好，简化了用户操作。
实施例二：
基于上述实施例提供的提高SCR后处理排气温度的方法，本申请实施例二还提供了一种提高SCR后处理排气温度的装置，下面结合附图具体说明。
参见图4，该图为本申请实施例二提供的一种提高SCR后处理排气温度的装置的示意图。
本申请实施例所述装置包括：检测单元401、第一切换单元402和调整单元403。
检测单元401，用于实时检测SCR后处理器入口的平均排气温度。
第一切换单元402，用于当平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至EGTM模式。
调整单元403，用于减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷；若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至平均排气温度大于等于目标温度。
进一步的，调整单元403通过减小发动机在中低转速和中低负荷的空气系统的参数设置以减少所述发动机的进气量。
该参数至少包括发动机进气量和节气门开度中的一种。即可以减小发动机进气量标定、或减少节气门开度，或减小发动机进气量标定并减少节气门开度。
进一步的，所述装置还包括：第二切换单元。
第二切换单元，用于控制所述发动机退出所述EGTM模式，切换至正常运行模式。
该装置的检测单元能够实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；第一切换单元当平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式。启动EGTM模式后，调整单元能够减少发动机的进气量，通过减少接入发动机的新鲜空气，能够减少发动机能高温空气与新鲜空气进行热交换，进而提升了发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度。若平均排气温度仍小于目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷，以提升发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度；此时若平均排气温度仍小于目标温度，则调整单元再次减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则调整单元再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至平均排气温度大于等于所述目标温度。
利用该装置能够自动提升排气温度进而提高SCR后处理器的NOx转化效率，并且不需要增加额外的硬件设置，用户的适应性好，简化了用户操作。
所述提高SCR后处理排气温度的装置包括处理器和存储器，上述检测单元、第一切换单元和调整单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来提高SCR后处理排气温度。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述提高SCR后处理排气温度方法。
实施例三：
基于上述实施例提供的提高SCR后处理排气温度的装置，本申请实施例三还提供了一种电子控制单元，下面结合附图具体说明。
参见图5，该图为本申请实施例三提供的一种电子控制单元的示意图。
该电子控制单元500包括提高SCR后处理排气温度的装置501。
该提高SCR后处理排气温度的装置501包括：检测单元、第一切换单元和调整单元。关于该装置的说明可以参见上述实施例，本实施例在此不再赘述。
本申请实施例提供的电子控制单元包括了上述提高SCR后处理排气温度的装置，该装置的检测单元能够实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；第一切换单元当平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式。启动EGTM模式后，调整单元能够减少发动机的进气量，通过减少接入发动机的新鲜空气，能够减少发动机能高温空气与新鲜空气进行热交换，进而提升了发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度。若平均排气温度仍小于目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷，以提升发动机内部气体温度，进而也提高了发动机的排气温度；此时若平均排气温度仍小于目标温度，则调整单元再次减少发动机的进气量，若平均排气温度仍小于目标温度，则调整单元再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至平均排气温度大于等于所述目标温度。
利用该装置能够自动提升排气温度进而提高SCR后处理器的NOx转化效率。此外，不需要增加额外的硬件设置，因此不会增加系统的复杂程度和故障点，基于电子控制单元ECU的功能即可实现自动控制，用户的适应性好，不需要对用户进行使用培训，简化了用户操作，也无需对用户进行使用培训。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
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，对于装置实施例而言，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。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和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。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种提高SCR后处理排气温度的方法，其特征在于，应用于电子控制单元ECU，所述方法包括：
实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；
当所述平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式；
减少所述发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷；
若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减少发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至所述平均排气温度大于等于所述目标温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减少所述发动机的进气量包括：
通过减小所述发动机在中低转速和中低负荷的空气系统的参数设置以减少所述发动机的进气量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数至少包括以下其中的一种：
发动机进气量和节气门开度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平均排气温度高于所述目标温度后，所述方法还包括：
控制所述发动机退出所述EGTM模式，切换至正常运行模式。
5.一种提高SCR后处理排气温度的装置，其特征在于，所述装置包括：检测单元、第一切换单元和调整单元；
所述检测单元，用于实时检测选择性催化还原SCR后处理器入口的平均排气温度；
所述第一切换单元，用于当所述平均排气温度小于目标温度时，控制发动机切换至排气温度管理EGTM模式；
所述调整单元，用于减少所述发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则减小供油正时并加入缸内后喷；若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减少发动机的进气量，若所述平均排气温度仍小于所述目标温度，则再次减小供油正时并加入缸内后喷；以此类推，直至所述平均排气温度大于等于所述目标温度。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调整单元通过减小所述发动机在中低转速和中低负荷的空气系统的参数设置以减少所述发动机的进气量。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参数至少包括以下其中的一种：
发动机进气量和节气门开度。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二切换单元：
所述第二切换单元，用于控制所述发动机退出所述EGTM模式，切换至正常运行模式。
9.一种电子控制单元，其特征在于，包括权利要求5-8任一项所述的提高SCR后处理排气温度的装置。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至4中任意一项所述的提高SCR后处理排气温度的方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202010120562.5A CN113309623A (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种提高scr后处理排气温度的方法、装置及电子控制单元 |
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| CN202010120562.5A CN113309623A (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种提高scr后处理排气温度的方法、装置及电子控制单元 |
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| CN113309623A true CN113309623A (zh) | 2021-08-27 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115405403A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-11-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种温度控制方法、装置、电子设备和存储介质 |
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2020
- 2020-02-26 CN CN202010120562.5A patent/CN113309623A/zh active Pending
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