CN114109629A - 一种发动机排气温度控制方法、装置和发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机排气温度控制方法、装置和发动机，该方法应用于在包括DOC的发动机系统中，所述方法包括获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，从而通过DOC上游实际温度对设定P2进行修订，保证排气温度处于正常，降低DPF再生失败的发生率。

Description

一种发动机排气温度控制方法、装置和发动机
技术领域
本申请涉及汽车控制技术领域，更具体地，涉及一种发动机排气温度控制方法、装置和发动机。
背景技术
柴油发动机已经成为环境污染的重要源之一，为应对柴油机的排放污染问题，包括中国在内的世界主要国家都已经制定了严格的排放法规，中国第六阶段排放法规明确要求PM排放限值，为满足法规要求，防止发动机燃烧产生的PM排放到大气中，DOC+DPF逐渐成为发动机的主流配置。
DOC(Diesel Oxidation Catalyst) 即为柴油机氧化催化器，DPF（DieselParticulate Filter）即为柴油机颗粒过滤装置，DOC与DPF依次安装在发动机的排气尾管上对发动机排出的PM进行捕集处理，当DPF捕集PM颗粒达到一定限值后需要对颗粒进行再生处理(通过高温将颗粒燃烧掉)。再生过程中DOC的主要作用是将柴油机喷射到尾管的柴油（HC）在DOC内部进行燃烧放热，HC在DOC内部起燃的条件是排气温度达到280℃以上，如果DOC温度较低，则HC无法喷射进一步导致DPF再生失败。
上述，T4温度（DOC上游的温度）对再生能否顺利完成起着重要作用，目前为提高DOC的温度常用的技术手段是在发动机进气端增加进气节流阀，进气节流阀采用进气压力或进气量闭环的手段进行闭环控制，当再生指令发出后ECU通过控制进气节流阀开度降低进入发动机的进气压力（进气量），提高排气温度。由此可见，排气温度的提升伴随着是发动机油耗的上升、动力性的下降（原因：进气量减少），同时如果节流阀控制导致的排温温度过高则会导致热管理的浪费，延长再生时间。相反，由于管路长短、环境温度等原因导致的排气温度不够则会导致再生时间的延长甚至再生失败。
因此，如何通过DOC上游实际温度对设定P2进行修订，保证排气温度处于正常，降低DPF再生失败的发生率，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种发动机排气温度控制方法，用以解决现有技术中无法对设定P2进行修订，DPF再生失败的发生率高的技术问题。该方法应用于DOC的发动机系统中，包括：
获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；
基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；
基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；
基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，所述基础压力是通过所述发动机转速与所述喷油量确定的标定压力。
在本申请一些实施例中，基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力，具体为：
基于所述发动机转速及所述喷油量获取修正MAP；
将所述修正MAP与所述压力修正系数的乘积作为所述目标修正压力。
在本申请一些实施例中，基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，具体为：
将所述目标修正压力与基础压力的加和作为设定P2；
基于所述设定P2与实际P2进行PID控制，并获取所述节流阀的开度，通过所述节流阀的开度对发动机排气温度进行控制。
在本申请一些实施例中，所述实际P2是通过发动机的传感器进行获取的。
相应的，本发明还提出了一种发动机排气温度控制装置，应用于DOC的发动机系统中，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；
第二获取模块，用于基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；
第三获取模块，用于基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；
控制模块，用于基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，所述基础压力是通过所述发动机转速与所述喷油量确定的标定压力。
在本申请一些实施例中，所述第三获取模块，具体用于：
基于所述发动机转速及所述喷油量获取修正MAP；
将所述修正MAP与所述压力修正系数的乘积作为所述目标修正压力。
在本申请一些实施例中，所述控制模块，具体用于：
将所述目标修正压力与基础压力的加和作为设定P2；
基于所述设定P2与实际P2进行PID控制，并获取所述节流阀的开度，通过所述节流阀的开度对发动机排气温度进行控制。
在本申请一些实施例中，所述实际P2是通过发动机的传感器进行获取的。
相应的，本发明还提出了一种发动机，包括如上所述的发动机排气温度控制装置。
通过应用以上技术方案，在包括DOC的发动机系统中，获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，从而通过DOC上游实际温度对设定P2进行修订，保证排气温度处于正常，降低DPF再生失败的发生率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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示出了本发明实施例提出的一种发动机排气温度控制方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例提出的一种发动机排气温度控制装置的结构示意图；
图3示出了本发明实施例提出的一种压力修正系数的查询表；
图4示出了本发明实施例提出的一种修正MAP的查询表。
具体实施方式
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。
首先，对本方案中的部分术语进行解释说明：
ECU：Electronic Control Unit，电子控制单元，内存发动机控制策略等。
PM: Particulate matter发动机燃烧过程中产生的各种碳烟、微颗粒的总称，对空气质量有重要影响。
DOC(Diesel Oxidation Catalyst)：氧化催化技术，主要涂覆铂钯等贵金属，氧化DPF再生时喷射的燃油，提升温度至600℃，为DPF再生做前期准备。
DPF(Diesel Particulate Filter) ：柴油颗粒捕集器，通过依靠交替封堵捕集器载体孔进出口强迫气流通过多孔壁面实现对颗粒的捕集。捕集效率达90%以上，有效降低废气中的PM2.5等排放污染物。当颗粒捕集过多时，需要喷射燃油进行DPF再生：600℃下DPF捕集的碳颗粒与O2进行化学反应（如果进气量太少，则碳颗粒与O2反应速度慢导致再生时间长）。
主动再生：利用控制策略向后处理中喷入柴油，在DOC中O2与柴油反应产生高温，提高DPF内部的温度，利用高温将DPF内的碳颗粒烧掉，主动再生不需要驾驶员停车，一般不影响驾驶员的驾驶需求。
T4温度：发动机上安装的温度传感器按照次序进行排列，DOC上游温度简称T4温度，DPF上游的简称T5。
本申请实施例提供一种发动机排气温度控制方法，应用于DOC的发动机系统中，根据实际T4排温情况对设定压力进行修正，排温低时进一步减少设定的P2使得排温提升，满足再生需求，排温高时进一步的增加设定的P2使得排温下降，减少不必要的热管理浪费，保证燃油经济性、动力性、缩短再生时间等。
如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率。
本实施例中，获取DOC上游的实际温度，并计算单位时间内的实际温度的温度变化率，由于DOC上游的实际温度的采集方式为常规技术手段，故在此不再赘述，在实际应用中技术人员可以通过传感器或其他仪器进行获取，获取方式的不同并不影响本方案的保护范围。
步骤S102，基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数。
本实施例中，基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数的主要方式为查表，所述表格如图3所示，修正系数可根据实际情况进行标定，例如获取到的当前的T4温度达到370℃，此温度远高于DOC再生需求的最低温度280℃，同时T4变化率还在以10℃/s的正向速度变化则此点的修正系数可以标定的大一些例如图表示意的2.2，图表仅为示意，具体数值根据实际情况标定，横坐标代表获取的DOC上游T4温度，单位℃，纵坐标代表计算的T4变化率，单位℃/s，负方向代表温度正在下降，正方向代表温度上升，数值越大，代表变化的越快。
步骤S103，基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力。
为了准确的获取目标修正压力，在本申请一些实施例中，基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力，具体为：
基于所述发动机转速及所述喷油量获取修正MAP；
将所述修正MAP与所述压力修正系数的乘积作为所述目标修正压力。
本实施例中，首先根据发动机转速和喷油量查询修正MAP，查表获取的具体数值如图4所示，并与上述压力修正系数相乘得到最终的修正压力，横坐标代表发动机转速，单位转/分钟，纵坐标代表发动机的喷油量，单位毫克/循环，内部数值代表修正压力，单位百帕hpa。
步骤S104，基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，所述基础压力是通过所述发动机转速与所述喷油量确定的标定压力。
在本实施例中，通过得到的目标修正压力和基础压力获取设定P2，其中，基础压力是通过发动机转速与喷油量确定的标定压力，通过设定P2控制节流阀的开度，进而控制排气温度。
为了控制节流阀的开度，在本申请一些实施例中，基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，具体为：
将所述目标修正压力与基础压力的加和作为设定P2；
基于所述设定P2与实际P2进行PID控制，并获取所述节流阀的开度，通过所述节流阀的开度对发动机排气温度进行控制。
本实施例中，最终的目标修正压力与基础压力相加得到设定P2，设定P2与传感器测量的实际P2进行PID控制，得到节流阀的最终开度，设定的进气压力越大，PID计算的节流阀的开度也会越大，进气量越大，排温越低。
为了获取实际P2，在本申请一些实施例中，所述实际P2是通过发动机的传感器进行获取的。
通过应用以上技术方案，在DOC的发动机系统中，获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，从而通过DOC上游实际温度对设定P2进行修订，保证排气温度处于正常，降低DPF再生失败的发生率。
本申请实施例还提出了一种发动机排气温度控制装置，应用于DOC的发动机系统中，如图2所示，所述装置包括：
第一获取模块401，用于获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；
第二获取模块402，用于基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；
第三获取模块403，用于基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；
控制模块404，用于基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，所述基础压力是通过所述发动机转速与所述喷油量确定的标定压力。
在本申请具体的应用场景中，所述第三获取模块403，具体用于：
基于所述发动机转速及所述喷油量获取修正MAP；
将所述修正MAP与所述压力修正系数的乘积作为所述目标修正压力。
在本申请具体的应用场景中，所述控制模块404，具体用于：
将所述目标修正压力与基础压力的加和作为设定P2；
基于所述设定P2与实际P2进行PID控制，并获取所述节流阀的开度，通过所述节流阀的开度对发动机排气温度进行控制。
在本申请具体的应用场景中，所述实际P2是通过发动机的传感器进行获取的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种发动机排气温度控制方法，其特征在于，应用于包括DOC的发动机系统中，所述方法包括：
获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；
基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；
基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；
基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，所述基础压力是通过所述发动机转速与所述喷油量确定的标定压力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力，具体为：
基于所述发动机转速及所述喷油量获取修正MAP；
将所述修正MAP与所述压力修正系数的乘积作为所述目标修正压力。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，具体为：
将所述目标修正压力与基础压力的加和作为设定P2；
基于所述设定P2与实际P2进行PID控制，并获取所述节流阀的开度，通过所述节流阀的开度对发动机排气温度进行控制。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实际P2是通过发动机的传感器进行获取的。
5.一种发动机排气温度控制装置，其特征在于，应用于DOC的发动机系统中，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取DOC上游的实际温度，并基于所述实际温度确定单位时间内所述实际温度的温度变化率；
第二获取模块，用于基于所述实际温度与所述温度变化率获取压力修正系数；
第三获取模块，用于基于发动机转速、喷油量及所述压力修正系数获取目标修正压力；
控制模块，用于基于所述目标修正压力及基础压力获取设定P2，并基于所述设定P2控制节流阀的开度，所述基础压力是通过所述发动机转速与所述喷油量确定的标定压力。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块，具体用于：
基于所述发动机转速及所述喷油量获取修正MAP；
将所述修正MAP与所述压力修正系数的乘积作为所述目标修正压力。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块，具体用于：
将所述目标修正压力与基础压力的加和作为设定P2；
基于所述设定P2与实际P2进行PID控制，并获取所述节流阀的开度，通过所述节流阀的开度对发动机排气温度进行控制。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述实际P2是通过发动机的传感器进行获取的。
9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求5-8任一项所述的发动机排气温度控制装置。
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