CN117108417A - 一种egr系统、控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于EGR系统技术领域，提供了一种EGR系统、控制方法及车辆，包括EGR冷却器、整车散热器、水温传感器、整车电子水泵和温度传感器，EGR冷却器的水路出口端和整车散热器的进口通过管路连接，所述整车散热器的出口通过管路连接至整车电子水泵，所述整车电子水泵的出口通过管路连接所述EGR冷却器的水路进水端；水温传感器，用于检测EGR冷却器的进水温度；温度传感器，用于检测EGR冷却器的冷后温度。根据EGR冷却器的冷后温度控制整车电子水泵是否启动，根据水温温度，控制整车散热器的转速。本发明的系统结构简单，不需要复杂的旁通系统，通过控制整车的电子水泵和散热器的转速，即可实现精确控制。

Description

一种EGR系统、控制方法及车辆

技术领域

本发明属于EGR系统技术领域，涉及一种EGR系统、控制方法及车辆。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，发动机大多采用EGR路线，可以降低NOx的生成，改善发动机原排水平，EGR系统性能的稳定性直接影响发动机动力及排放水平。

现有的EGR路线发动机系统，气侧连接方案如图1所示，传统EGR路线发动机系统由7部分组成：EGR阀、EGR冷却器、排气管、进气管、冷却液、温度传感器及其发动机。随着发动机使用过程EGR冷却器的老化，EGR冷后气体温度可能存在超差问题，因此发动机ECU会通过温度传感器监测EGR冷后气体温度。EGR冷却液往往取自发动机的缸盖或者机体，以取自缸盖为例，其冷却系统如图2所示，在控制方面，如图3所示，发动机在低速低负荷工况时，需要快速暖机，以达到减少发动机零部件摩擦、提高发动机性能等目的。传统发动机，利用EGR废气暖机，即通过EGR系统增加旁通装置来实现，如图3所示，需要加入EGR阀、EGR旁通阀、EGR旁通管、EGR冷却器和真空开关、真空管等器件，另外整机还需要增加真空泵。这种方式一方面增加了结构的复杂性，另一方面，很难实现，因为EGR的水管很细，一般为毫米级别，并不易安装上述器件。

而且，在控制上，也存在一定的缺点。EGR冷后气体温度直接影响气缸进气温度，进而影响进气密度、动力性能和排放性能，因此EGR冷后气体温度精确控制极为重要。由于EGR冷却器内部翅片会被废气中的碳烟附着，导致其效率下降，因此EGR冷却器冷后温度并非是定值，是随着发动机运行工况及发动机运行时间不断变化的，较难控制。

同时，现有的EGR系统其冷后气体温度受EGR流量、冷却液温度和冷却液流量的影响，但这三者的控制原理、控制精度完全不一样，详细来说，EGR流量由EGR阀开度进行控制，可实现精确控制；冷却液温度由发动机节温器进行控制，往往温度控制滞后且效果有限；冷却液流量由水泵控制，水泵转速与发动机转速相关，无法实现单一控制。

综上，可以看出，现有的EGR冷却系统存在以下缺点：

(1)排放易超差：目前传统发动机ECU监控EGR冷后温度，控制EGR阀开度进行调控EGR冷后温度。此举，会导致EGR率下降，无法满足排放要求；

(2)控制精度差：节温器是在冷却液温度超过某一特定限值时，开启发动机的大小循环，不能根据EGR冷后温度的调控需求进行控制；而对于冷却液流量也存在水泵转速与发动机转速相关，无法根据EGR冷后温度的调控需求进行控制。

(3)EGR旁通成本高：为了满足整车低速低负荷的快速暖机的要求，EGR旁通系统增加了复杂的结构(EGR旁通阀、EGR旁通管、真空开关、真空管路、真空泵)，造成了成本增加、故障率高等问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种EGR系统、控制方法及车辆，本发明的系统结构简单，不需要复杂的旁通系统，通过控制整车的电子水泵和散热器的转速，即可实现精确控制。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种EGR系统，包括EGR冷却器、整车散热器、水温传感器、整车电子水泵和温度传感器，其中：

所述EGR冷却器的水路出口端和整车散热器的进口通过管路连接，所述整车散热器的出口通过管路连接至整车电子水泵，所述整车电子水泵的出口通过管路连接所述EGR冷却器的水路进水端；

所述水温传感器，用于检测EGR冷却器的进水温度；

所述温度传感器，用于检测EGR冷却器的冷后温度。

作为可选择的实施方式，所述整车散热器、电子水泵及水温传感器均布置在整车上，且均由整车的电子控制器单元连接控制。

作为可选择的实施方式，所述EGR冷却器的冷却液来自整车的低温水循环的水；

水温传感器设置于整车电子水泵和EGR冷却器的水路进水之间。

作为可选择的实施方式，所述EGR冷却器的气路进气口连接发动机的排气管，所述EGR冷却器的气路出气口连接发动机的进气管。

作为可选择的实施方式，所述整车散热器的转速可调。

基于上述系统的控制方法，包括：

获取温度传感器测得的EGR冷却器的冷后温度，若冷后温度小于等于第一阈值，不启动整车电子水泵，直至冷后温度超过第一阈值，启动整车电子水泵；

获取水温传感器测得的水温温度，若水温温度大于第二阈值，则提高整车散热器的转速，直到水温温度小于第二阈值，降低整车散热器的转速。

作为可选择的实施方式，所述第一阈值由EGR系统冷后温度脉谱图确定。

作为可选择的实施方式，所述第二阈值由水温度脉谱图确定。

作为可选择的实施方式，当整车散热器的转速被调整后，保持调整后的转速一定时间，再进入下一次调整过程。

一种车辆，包括上述EGR系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明不设置额外的旁通系统，仅利用整车已有的散热器、电子水泵即可，适用性高，结构简单，无需对车辆或EGR系统进行大幅度结构修改，投入的产品成本较低，有利于降低运行的故障率；通用性高，适用于所有EGR路线发动机。

本发明利用温度传感器直接监控EGR冷却温度，不再控制阀门开度，根据EGR冷却器的冷后温度控制整车电子水泵，根据水温温度，控制整车散热器的转速，能够实现快速暖机，且控制成本低。

本发明直接根据EGR冷后温度的调控需求进行控制，且控制对象为整车散热器，不涉及冷却液流量、节温器，有利于提升控制精度，简化控制流程。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是现有技术中的EGR路线发动机系统示意图；

图2是现有技术中的EGR冷却系统示意图；

图3是现有技术中的EGR旁通系统示意图；

图4是本实施例中的EGR系统示意图；

图5是本实施例中的EGR系统控制逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

先进行术语解释：

EGR：将发动机的一部分废气再引回到气缸中，与发动机新鲜进气混合，以提高发动机工作效率改善燃烧环境、降低发动机负荷、减少NOx化合物的排放、减少爆震、延长各部件使用寿命的产品。

EGR冷却器：通过接入冷却液对EGR废气进行冷却，来降低到达进气管内的废气温度。

实施例一

如图4所示，本实施例提供了一种EGR冷却系统，包含EGR冷却器、整车低温散热器、整车电子水泵、温度传感器、水温传感器、排气管和进气管；

先介绍EGR冷却器的水路，EGR冷却器的水路均来自于整车的低温水循环，冷却水EGR主要控制单元是整车的电子水泵：

EGR冷却器的水路出口端和整车散热器的进口通过管路连接，所述整车散热器的出口通过管路连接至整车电子水泵，所述整车电子水泵的出口通过管路连接所述EGR冷却器的水路进水端；

水温传感器，用于检测EGR冷却器的进水温度；

温度传感器，用于检测EGR冷却器的冷后温度。

其中，整车散热器、电子水泵及水温传感器均布置在整车上，且均由整车的电子控制器单元ECU连接控制。

EGR冷却器的冷却液来自整车的低温水循环的水。

在本实施例中，水温传感器用于检测整车电子水泵和EGR冷却器的水路进水之间的管路内的水温。

当然，在其他实施例中，水温传感器还可以设置在其他位置，检测低温水循环水温即可。

再介绍EGR冷却器的气路：

EGR冷却器的气路进气口连接发动机的排气管，所述EGR冷却器的气路出气口连接发动机的进气管。

为配合后面的温度控制环节，整车散热器的转速是可调的。

实施例二

本实施例在实施例一提供的系统的基础上，介绍控制策略，如图5所示：

发动机运行阶段，EGR冷后温度传感器获取到测试温度T1，将其与EGR冷后温度MAP温度进行计算，当T1小于(或小于等于)MAP值，则应该不启动电子水泵，发动机进入暖机阶段，此时EGR冷却器无冷却，实现EGR废气高温传入发动机参与燃烧；当T1大于MAP值后，则应该启动电子水泵。

水温传感器获取测试温度T2，将T2与水温度MAP值进行计算，当测试T2大于MAP值，则提高一定的散热器转速，具体提高值可以根据台架性能试验进行确定；当T2小于(或小于等于)MAP值，则降低一定的散热器转速，具体降低值可以根据台架性能试验进行确定。当转速被调整后，需要保持一定的时间，本实施例以5-10分钟为例，过了保持时间后，再启动水温传感器测试循环。即进入下一次调整环节。

需要说明的是，EGR冷后温度MAP和水温度MAP均是在发动机在台架性能开发阶段设置得到或者试验得到。

可以看出，本实施例通过控制EGR冷却液温度及流量，实现EGR冷后气体温度精确控制，可提高EGR系统性能稳定性的基础上，实现发动机快速暖机，使EGR路线发动机动力性能及排放水平稳定，具有实现简单、适配性强、成本低、对现有机型优化可行性高的优点。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种EGR系统，其特征是，包括EGR冷却器、整车散热器、水温传感器、整车电子水泵和温度传感器，其中：

所述EGR冷却器的水路出口端和整车散热器的进口通过管路连接，所述整车散热器的出口通过管路连接至整车电子水泵，所述整车电子水泵的出口通过管路连接所述EGR冷却器的水路进水端；

所述水温传感器，用于检测EGR冷却器的进水温度；

所述温度传感器，用于检测EGR冷却器的冷后温度。

2.如权利要求1所述的一种EGR系统，其特征是，所述整车散热器、电子水泵及水温传感器均布置在整车上，且均由整车的电子控制器单元连接控制。

3.如权利要求1所述的一种EGR系统，其特征是，所述EGR冷却器的冷却液来自整车的低温水循环的水。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种EGR系统，其特征是，水温传感器设置于整车电子水泵和EGR冷却器的水路进水之间。

5.如权利要求1或3所述的一种EGR系统，其特征是，所述EGR冷却器的气路进气口连接发动机的排气管，所述EGR冷却器的气路出气口连接发动机的进气管。

6.如权利要求1-3中任一项所述的一种EGR系统，其特征是，所述整车散热器的转速可调。

7.基于权利要求1-6中任一项所述的系统的控制方法，其特征是，包括：

获取温度传感器测得的EGR冷却器的冷后温度，若冷后温度小于等于第一阈值，不启动整车电子水泵，直至冷后温度超过第一阈值，启动整车电子水泵；

获取水温传感器测得的水温温度，若水温温度大于第二阈值，则提高整车散热器的转速，直到水温温度小于第二阈值，降低整车散热器的转速。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征是，所述第一阈值由EGR系统冷后温度脉谱图确定；

或，所述第二阈值由水温度脉谱图确定。

9.如权利要求7所述的控制方法，其特征是，当整车散热器的转速被调整后，保持调整后的转速一定时间，再进入下一次调整过程。

10.一种车辆，其特征是，包括权利要求1-6中任一项所述的EGR系统。