CN114320630A - 一种发动机排气温度的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机排气温度的控制方法和系统，该方法包括：若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况；若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启EGR阀；根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成流量控制阀的控制指令，控制指令包括关闭指令或开启指令；若控制指令为关闭指令，关闭流量控制阀，并根据中冷器后的第一温度控制节流阀；若控制指令为开启指令，开启流量控制阀，并根据EGR冷却器后的第二温度控制节流阀，从而实现更加准确的对发动机的排气温度进行控制，进而在发动机处于倒拖工况时提高了流经SCR的排气温度。

Description

一种发动机排气温度的控制方法和系统

技术领域

本申请涉及发动机技术领域，更具体地，涉及一种发动机排气温度的控制方法和系统。

背景技术

包括SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原转化器）在内的后处理装置对发动机的排气温度要求苛刻，只有发动机排气温度维持在较高的情况下才能保证足够的NOx转化效率，因此如何提高排气温度显得尤为重要。

发动机在运转过程中会有很多倒拖工况，例如下坡、滑行等路况，此时发动机不喷油，发动机输出扭矩为克服发动机本身摩擦力的负扭矩，此时经过SCR的大量冷空气会带走较多热量，导致SCR载体温度下降严重，发动机再次喷油运转时，由于SCR载体温度较低导致NOx升高。

因此，如何更加准确的对发动机的排气温度进行控制，进而在发动机处于倒拖工况时提高流经SCR的排气温度，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的控制方法，用以解决现有技术中无法准确的对发动机的排气温度进行控制，造成在发动机处于倒拖工况时流经SCR的排气温度较低的技术问题。

该方法应用于包括EGR冷却器、中冷器、用于控制所述EGR冷却器的废气流量的EGR阀、用于控制所述EGR冷却器的冷却液流量的流量控制阀、用于控制所述中冷器的空气流量的节流阀的系统中，所述方法包括：

若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况；

若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启所述EGR阀；

根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，所述控制指令包括关闭指令或开启指令；

若所述控制指令为所述关闭指令，关闭所述流量控制阀，并根据所述中冷器后的第一温度控制所述节流阀；

若所述控制指令为所述开启指令，开启所述流量控制阀，并根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀。

在本申请一些实施例中，在确定发动机处于倒拖工况之后，所述方法还包括：

若所述排气压力不大于所述进气压力，关闭所述EGR阀。

在本申请一些实施例中，在关闭所述EGR阀之后，所述方法还包括：

开启所述流量控制阀，并根据所述第一温度控制所述节流阀。

在本申请一些实施例中，根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，具体为：

若所述排气温度大于所述冷却液温度，生成所述关闭指令；

若所述排气温度不大于所述冷却液温度，生成所述开启指令。

在本申请一些实施例中，根据所述第一温度控制所述节流阀，具体为：

根据所述第一温度查询第一预设关系曲线，根据查询结果确定所述节流阀的第一目标开度；

根据所述第一目标开度控制所述节流阀；

其中，所述第一预设关系曲线是根据所述第一温度和所述节流阀的目标开度的对应关系生成的，所述第一温度和所述节流阀的目标开度在所述第一预设关系曲线上正相关。

在本申请一些实施例中，根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀，具体为：

根据所述第二温度查询第二预设关系曲线，根据查询结果确定所述节流阀的第二目标开度；

根据所述第二目标开度控制所述节流阀；

其中，所述第二预设关系曲线是根据所述第二温度和所述节流阀的目标开度的对应关系生成的，所述第二温度和所述节流阀的目标开度在所述第二预设关系曲线上负相关。

相应的，本发明还提供了一种发动机排气温度的控制系统，包括EGR冷却器和中冷器，还包括：

EGR阀，用于控制所述EGR冷却器的废气流量；

流量控制阀，用于控制所述EGR冷却器的冷却液流量；

节流阀，用于控制所述中冷器的空气流量；

控制器，用于：

若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况；

若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启所述EGR阀；

根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，所述控制指令包括关闭指令或开启指令；

若所述控制指令为所述关闭指令，关闭所述流量控制阀，并根据所述中冷器后的第一温度控制所述节流阀；

若所述控制指令为所述开启指令，开启所述流量控制阀，并根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀。

在本申请一些实施例中，所述控制器还用于：

若发动机处于倒拖工况且所述排气压力不大于所述进气压力，关闭所述EGR阀。

在本申请一些实施例中，所述控制器还用于：

在关闭所述EGR阀之后，开启所述流量控制阀，并根据所述第一温度控制所述节流阀。

在本申请一些实施例中，所述系统还包括：

排气压力传感器，用于检测所述排气压力；

排气温度传感器，用于检测所述排气温度；

EGR后温度传感器，用于检测所述第二温度；

中冷后温度传感器，用于检测所述第一温度；

进气压力传感器，用于检测所述进气压力。

通过应用以上技术方案，在包括EGR冷却器、中冷器、用于控制EGR冷却器的废气流量的EGR阀、用于控制EGR冷却器的冷却液流量的流量控制阀、用于控制中冷器的空气流量的节流阀的系统中，若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况；若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启EGR阀；根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成流量控制阀的控制指令，控制指令包括关闭指令或开启指令；若控制指令为关闭指令，关闭流量控制阀，并根据中冷器后的第一温度控制节流阀；若控制指令为开启指令，开启流量控制阀，并根据EGR冷却器后的第二温度控制节流阀，从而实现更加准确的对发动机的排气温度进行控制，进而在发动机处于倒拖工况时提高了流经SCR的排气温度。

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的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的控制系统的结构示意图；

图3示出了本发明另一实施例提出的一种发动机排气温度的控制方法的流程示意图

图4示出了本发明实施例中第一预设关系曲线示意图；

图5示出了本发明实施例中第二预设关系曲线示意图。

图2中，10、EGR冷却器；11、EGR阀；12、流量控制阀；13、EGR后温度传感器；20、中冷器；21、节流阀；22、中冷后温度传感器；30、进气压力传感器；40、排气压力传感器；50、排气温度传感器；60、发动机；70、后处理装置；80、增压器。

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。

本申请实施例提供一种发动机排气温度的控制方法，应用于包括EGR冷却器、中冷器、用于控制所述EGR冷却器的废气流量的EGR阀、用于控制所述EGR冷却器的冷却液流量的流量控制阀、用于控制所述中冷器的空气流量的节流阀的系统中，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况。

本实施例中，由于发动机在倒拖工况下不喷油，检测发动机的喷油量，若发动机的喷油量低于预设喷油量，则确定发动机处于倒拖工况。

发动机在倒拖工况下输出扭矩为负值，发动机转速在自身摩擦扭矩的作用下自由下降，整车运行时，驾驶员油门开度为0时发动机处于倒拖运转，如果此时离合器脱开则发动机转速自由下降到怠速，如果离合器结合则发动机转速伴随整车车速成比例运转。

步骤S102，若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启所述EGR阀。

本实施例中，若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，由于倒拖工况下不喷油，发动机无燃烧放热，流入燃烧室的气体经过活塞的压缩，温度会有升幅，此时按预设开度开启EGR阀可使得被压缩的气体再次经过压缩，能进一步的提高排气温度，同时开启EGR阀可减少流经后处理装置的气量，减小后处理装置的降温速度。

可通过排气压力传感器获取排气压力，通过进气压力传感器获取进气压力，可选的，预设开度为100%。

步骤S103，根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，所述控制指令包括关闭指令或开启指令。

本实施例中，发动机的冷却液温度即进入EGR冷却器的冷却液的温度，根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成流量控制阀的控制指令，以对流量控制阀进行控制，该控制指令包括关闭指令或开启指令。

为了提高排气温度控制的准确性，在本申请一些实施例中，根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，具体为：

若所述排气温度大于所述冷却液温度，生成所述关闭指令；

若所述排气温度不大于所述冷却液温度，生成所述开启指令。

本实施例中，若所述排气温度大于所述冷却液温度，此时若关闭流量控制阀，可减少发动机冷却液对排温的冷却，减少热量损失，进一步提高排气温度，因此生成所述关闭指令；若所述排气温度不大于所述冷却液温度，此时若开启流量控制阀，能进一步加热低温再循环废气，进一步提高排气温度，因此生成所述开启指令。

步骤S104，若所述控制指令为所述关闭指令，关闭所述流量控制阀，并根据所述中冷器后的第一温度控制所述节流阀。

本实施例中，若所述控制指令为所述关闭指令，关闭所述流量控制阀，然后根据所述中冷器后的第一温度控制所述节流阀，可尽量减少冷空气的进入，减少排气流量，提高排气温度；

步骤S105，若所述控制指令为所述开启指令，开启所述流量控制阀，并根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀。

本实施例中，根据开启指令开启流量控制阀，然后根据EGR冷却器后的第二温度控制节流阀，可减少新鲜进气，可有效利用废气再循环的能量，进一步提升排气温度。

为了提高排气温度控制的准确性，在本申请一些实施例中，根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀，具体为：

根据所述第二温度查询第二预设关系曲线，根据查询结果确定所述节流阀的第二目标开度；

根据所述第二目标开度控制所述节流阀；

其中，所述第二预设关系曲线是根据所述第二温度和所述节流阀的目标开度的对应关系生成的。

本实施例中，预先根据第二温度和节流阀的目标开度的对应关系生成第二预设关系曲线，根据第二温度查询第二预设关系曲线后可确定第二目标开度，然后根据第二目标开度控制所述节流阀。

该第二预设关系曲线中，所述第二温度和所述节流阀的目标开度负相关。

为了进一步提高排气温度控制的准确性，在本申请一些实施例中，在确定发动机处于倒拖工况之后，所述方法还包括：

若所述排气压力不大于所述进气压力，关闭所述EGR阀。

本实施例中，若排气压力不大于所述进气压力，通过关闭EGR阀可防止新鲜进气经过EGR管道倒灌至排气管中从而导致后处理装置温度的大幅度降低。

为了进一步提高排气温度控制的准确性，在本申请一些实施例中，在关闭所述EGR阀之后，所述方法还包括：

开启所述流量控制阀，并根据所述第一温度控制所述节流阀。

本实施例中，在关闭所述EGR阀之后，开启所述流量控制阀，不会对发动机的排气温度造成影响，并可维持冷却液的循环，根据第一温度控制所述节流阀，以尽量减少冷空气的进入，减少排气流量，提高排气温度。

为了提高排气温度控制的准确性，在本申请一些实施例中，根据所述中冷器后的第一温度控制所述节流阀，具体为：

根据所述第一温度查询第一预设关系曲线，根据查询结果确定所述节流阀的第一目标开度；

根据所述第一目标开度控制所述节流阀；

其中，所述第一预设关系曲线是根据所述第一温度和所述节流阀的目标开度的对应关系生成的。

本实施例中，预先根据第一温度和节流阀的目标开度的对应关系生成第一预设关系曲线，在获取第一温度后，根据第一温度查询第一预设关系曲线并确定节流阀的第一目标开度，然后根据第一目标开度控制节流阀。

该第一预设关系曲线中，所述第一温度和所述节流阀的目标开度正相关。

通过应用以上技术方案，在包括EGR冷却器、中冷器、用于控制EGR冷却器的废气流量的EGR阀、用于控制EGR冷却器的冷却液流量的流量控制阀、用于控制中冷器的空气流量的节流阀的系统中，若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况；若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启EGR阀；根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成流量控制阀的控制指令，控制指令包括关闭指令或开启指令；若控制指令为关闭指令，关闭流量控制阀，并根据中冷器后的第一温度控制节流阀；若控制指令为开启指令，开启流量控制阀，并根据EGR冷却器后的第二温度控制节流阀，从而实现更加准确的对发动机的排气温度进行控制，进而在发动机处于倒拖工况时提高了流经SCR的排气温度。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

本申请实施例提供一种发动机排气温度的控制方法，应用于包括EGR冷却器、中冷器、用于控制所述EGR冷却器的废气流量的EGR阀、用于控制所述EGR冷却器的冷却液流量的流量控制阀、用于控制所述中冷器的空气流量的节流阀的系统中，如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，发动机处于倒拖工况。

获取发动机喷油量，若喷油量低于预设喷油量，则认为发动机处于倒拖工况。

步骤S202，是否P3＞P2，若是执行步骤S203，否则执行步骤S204。

具体的，P3为发动机的排气压力，P2为发动机的进气压力。

步骤S203，按预设开度开启EGR阀。

本步骤中，预设开度可以为100%，如果P3＞P2，则将EGR阀的开度设置为100%，由于倒拖工况下不喷油，发动机无燃烧放热，流入燃烧室的气体经过活塞的压缩，温度会有升幅，此时EGR阀开启可使得被压缩的气体再次经过压缩，能进一步的提高排气温度，同时EGR阀的开启可减少流经后处理装置的气量，降低后处理装置降温速度。

步骤S204，关闭EGR阀。

如果P3≤P2，则将EGR阀的开度设置为0%，EGR阀关闭可防止新鲜进气经过EGR管道倒灌至排气管中，从而避免后处理装置温度的大幅度降低。

步骤S205，是否排气温度大于冷却液温度，若是执行步骤S206，否则执行步骤S207。

一般发动机在冷启动时的冷却液温度与环境温度相近（例如10℃），经过热机之后的冷却液温度在90℃左右。排气温度则根据实际压缩空气量的多少、发动机转速（活塞压缩速度）、中冷后进气温度等存在差异。

步骤S206，关闭流量控制阀，并根据中冷器后温度控制节流阀的开度。

中冷后温度即所述第一温度，若排气温度大于冷却液温度，关闭流量控制阀可减少发动机冷却液对排温的冷却，减少热量损失，进一步提高排气温度，如此良性循环；同时根据中冷后温度查询第一预设关系曲线（如图4所示），确定节流阀的第一目标开度，根据第一目标开度控制节流阀，可尽量减少冷空气的进入，减少排气流量，提高排气温度。

步骤S207，开启流量控制阀，并根据EGR冷却器后温度控制节流阀的开度。

EGR冷却器后温度即所述第二温度，若排气温度不大于冷却液温度，开启流量控制阀能进一步加热低温再循环废气，进一步提高排气温度，如此良性循环；同时根据EGR冷却器后温度查询第二预设关系曲线（如图5所示），确定节流阀的第二目标开度，根据第二目标开度控制节流阀，EGR冷后温度高时节流阀开度更小，新鲜进气更少，可有效利用废气再循环的能量，进一步提升排气温度。

步骤S208，开启流量控制阀，并根据中冷器后温度控制节流阀的开度。

本申请实施例还提出了一种发动机排气温度的控制系统，如图2所示，包括EGR冷却器10和中冷器20，还包括：

EGR阀11，用于控制EGR冷却器10的废气流量；

流量控制阀12，用于控制EGR冷却器10的冷却液流量；

节流阀21，用于控制中冷器20的空气流量；

控制器（图2中未示出），用于：

若发动机60的喷油量低于预设喷油量，确定发动机60处于倒拖工况；

若发动机60的排气压力大于发动机60的进气压力，按预设开度开启EGR阀11；

根据发动机60的排气温度和发动机60的冷却液温度生成流量控制阀12的控制指令，控制指令包括关闭指令或开启指令；

若控制指令为关闭指令，关闭流量控制阀12，并根据中冷器20后的第一温度控制节流阀21；

若控制指令为开启指令，开启流量控制阀12，并根据EGR冷却器10后的第二温度控制节流阀21。

本实施例中，如图2所示，新鲜空气经进气管道上的中冷器20、节流阀21进入发动机60，发动机60的排气管道分两路分别连接后处理装置70和EGR冷却器10的进气端，后处理装置70中包括SCR，增压器80的一端连通后处理装置70和发动机60之间的排气管道，增压器80的另一端连通中冷器20之前的进气管道，EGR冷却器10的出气端经EGR阀11连通节流阀21和发动机60之间的进气管道，EGR冷却器10的冷却液进口管道（即进水管道）上设置有流量控制阀12。

在本申请具体的应用场景中，控制器还用于：

若发动机60处于倒拖工况且排气压力不大于进气压力，关闭EGR阀11。

在本申请具体的应用场景中，控制器还用于：

在关闭EGR阀11之后，开启流量控制阀12，并根据第一温度控制节流阀21。

在本申请具体的应用场景中，如图2所示，系统还包括：

排气压力传感器40，用于检测排气压力；

排气温度传感器50，用于检测排气温度；

EGR后温度传感器13，用于检测第二温度；

中冷后温度传感器22，用于检测第一温度；

进气压力传感器30，用于检测进气压力。

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 (10)

1.一种发动机排气温度的控制方法，其特征在于，应用于包括EGR冷却器、中冷器、用于控制所述EGR冷却器的废气流量的EGR阀、用于控制所述EGR冷却器的冷却液流量的流量控制阀、用于控制所述中冷器的空气流量的节流阀的系统中，所述方法包括：

若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况；

若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启所述EGR阀；

根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，所述控制指令包括关闭指令或开启指令；

若所述控制指令为所述关闭指令，关闭所述流量控制阀，并根据所述中冷器后的第一温度控制所述节流阀；

若所述控制指令为所述开启指令，开启所述流量控制阀，并根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定发动机处于倒拖工况之后，所述方法还包括：

若所述排气压力不大于所述进气压力，关闭所述EGR阀。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在关闭所述EGR阀之后，所述方法还包括：

开启所述流量控制阀，并根据所述第一温度控制所述节流阀。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，具体为：

若所述排气温度大于所述冷却液温度，生成所述关闭指令；

若所述排气温度不大于所述冷却液温度，生成所述开启指令。

5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，根据所述第一温度控制所述节流阀，具体为：

根据所述第一温度查询第一预设关系曲线，根据查询结果确定所述节流阀的第一目标开度；

根据所述第一目标开度控制所述节流阀；

其中，所述第一预设关系曲线是根据所述第一温度和所述节流阀的目标开度的对应关系生成的，所述第一温度和所述节流阀的目标开度在所述第一预设关系曲线上正相关。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀，具体为：

根据所述第二温度查询第二预设关系曲线，根据查询结果确定所述节流阀的第二目标开度；

根据所述第二目标开度控制所述节流阀；

其中，所述第二预设关系曲线是根据所述第二温度和所述节流阀的目标开度的对应关系生成的，所述第二温度和所述节流阀的目标开度在所述第二预设关系曲线上负相关。

7.一种发动机排气温度的控制系统，其特征在于，包括EGR冷却器和中冷器，还包括：

EGR阀，用于控制所述EGR冷却器的废气流量；

流量控制阀，用于控制所述EGR冷却器的冷却液流量；

节流阀，用于控制所述中冷器的空气流量；

控制器，用于：

若发动机的喷油量低于预设喷油量，确定发动机处于倒拖工况；

若发动机的排气压力大于发动机的进气压力，按预设开度开启所述EGR阀；

根据发动机的排气温度和发动机的冷却液温度生成所述流量控制阀的控制指令，所述控制指令包括关闭指令或开启指令；

若所述控制指令为所述关闭指令，关闭所述流量控制阀，并根据所述中冷器后的第一温度控制所述节流阀；

若所述控制指令为所述开启指令，开启所述流量控制阀，并根据所述EGR冷却器后的第二温度控制所述节流阀。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：

若发动机处于倒拖工况且所述排气压力不大于所述进气压力，关闭所述EGR阀。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：

在关闭所述EGR阀之后，开启所述流量控制阀，并根据所述第一温度控制所述节流阀。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

排气压力传感器，用于检测所述排气压力；

排气温度传感器，用于检测所述排气温度；

EGR后温度传感器，用于检测所述第二温度；

中冷后温度传感器，用于检测所述第一温度；

进气压力传感器，用于检测所述进气压力。

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