CN117211949A - 一种车辆进气冷却控制方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车辆进气冷却控制方法、系统及存储介质，车辆包括发动机、中冷器、第一管路、第二管路和第一控制阀，方法包括：获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度，若环境温度小于或等于冰点温度阈值，处理温度小于或等于冰点温度阈值以及处理温度小于或等于冷凝阈值，其中，冷凝阈值大于或等于露点温度，则控制第一控制阀关闭第一管路，打开第二管路，以便气体从第二管路直接向发动机通入气体，无需经过冷凝器处理降低气体温度，提高进入发动机的气体温度，从而降低气体的冷凝风险，进而降低中冷器出口附近的积水或结冰概率，降低节气门卡滞的概率，提高车辆行车安全性。

Description

一种车辆进气冷却控制方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆领域，特别涉及一种车辆进气冷却控制方法、系统及存储介质。

背景技术

随着当前社会技术的快速发展，有关车辆的技术也在急速发展。车辆通常利用发动机提供前行动力。为提高发动机的性能，通常在向发动机通入气体的管路上设置中冷器，中冷器主要用于将增压后的高温空气降温，增加进入到发动机内参与燃烧的进气密度，提高充气效率，同时改善燃烧过程中的爆震。目前中冷器主要包括通过迎风面直接冷却的空-空中冷器(gas charge air cooler，GCAC)，和通过冷却液介质换热的水冷中冷器(watercharge air cooler，WCAC)，后者因冷却效率高、不受车速及发动机工况影响、响应快等优势，已逐步成为市场主流应用的中冷器。

车辆当前的使用场景较为广泛，例如包括一些气温较低的场景，在这些应用场景下，中冷器出口至节气门段的管路中经常出现积水甚至结冰，导致节气门卡滞，进而影响车辆的行车安全。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种车辆进气冷却控制方法、系统及存储介质，能够降低中冷器出口附近的积水或结冰概率，降低节气门卡滞的概率，提高车辆行车安全性。

本申请提供了一种车辆进气冷却控制方法，所述车辆包括发动机、中冷器、第一管路、第二管路和第一控制阀，所述发动机和所述中冷器连接，所述第一管路和所述中冷器连接，所述第二管路和所述发动机连接，所述第一控制阀和所述第一管路以及所述第二管路连接；

所述方法包括：

获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度；

若所述环境温度小于或等于冰点温度阈值，所述处理温度小于或等于所述冰点温度阈值以及所述处理温度小于或等于冷凝阈值，所述冷凝阈值大于或等于所述露点温度，则控制所述第一控制阀关闭所述第一管路，打开所述第二管路，以便气体从所述第二管路向所述发动机通入气体，提高进入所述发动机的气体温度。

可选地，所述冷凝阈值为所述露点温度和缓冲温度之和，所述缓冲温度根据所述第一控制阀切换所述第一管路和所述第二管路的切换频率确定，所述切换频率小于或等于切换阈值。

可选地，所述方法还包括：

若所述处理温度大于所述冷凝阈值，则控制所述第一控制阀维持开启所述第一管路，关闭所述第二管路，以便气体通过所述第一管路以及所述中冷器通入所述发动机。

可选地，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述方法还包括：

若所述处理温度大于或等于所述热害阈值以及所述增压器占空比变化率大于或等于变化阈值，或所述处理温度大于或等于过热阈值，则控制所述第一控制阀关闭所述第二管路，开启所述第一管路，以便从所述第一管路以及所述中冷器向所述发动机通入气体，利用所述中冷器降低进入所述发动机的气体温度。

可选地，所述车辆还包括第二控制阀、尾气通路和第一换热器，所述第一换热器和所述尾气通路通过所述第二控制阀连接；

所述方法还包括：

控制所述第二控制阀开启所述尾气通路，以使尾气通路中的废气通入所述第一换热器，利用所述第一换热器为所述第二管路中的气体加热。

可选地，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述方法还包括：

若所述处理温度大于或等于二级冷却阈值，或所述增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值以及所述处理温度小于热害阈值，或所述处理温度大于或等于所述热害阈值且所述增压器的占空比变化率逐渐下降以及所述处理温度小于过热阈值，控制所述第二控制阀关闭所述尾气通路。

可选地，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述控制所述第二控制阀开启所述尾气通路包括：

所述增压器的占空比变化率大于变化阈值、所述处理温度大于或等于一级冷却阈值且所述处理温度小于二级冷却阈值以及所述增压器的占空比变化率逐渐增加，控制所述第二控制阀的开度，降低从所述尾气通路通入的废气的气体量，所述一级冷却阈值小于所述二级冷却阈值。

可选地，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述控制所述第二控制阀开启所述尾气通路包括：

所述增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值、所述处理温度小于一级冷却阈值，或所述处理温度大于或等于所述一级冷却阈值且所述处理温度小于二级冷却阈值以及所述增压器的占空比变化率逐渐降低，根据所述处理温度实时调整所述第二控制阀的开度，以将所述处理温度维持在目标温度范围内，所述一级冷却阈值小于所述二级冷却阈值。

可选地，所述车辆还包括主动进气格栅；

所述方法还包括：

当控制所述第一控制阀开启所述第二管路，控制所述主动进气格栅关闭；

当控制所述第一控制阀开启所述第一管路，根据所述处理温度实时调整所述主动进气格栅的叶片的打开角度。

本申请提供了一种车辆进气冷却控制系统，车辆包括发动机、中冷器和第一管路；所述发动机和所述中冷器连接，所述第一管路和所述中冷器连接；

所述系统包括：控制器、第二管路和第一控制阀，所述第一控制阀和所述第一管路以及所述第二管路连接，所述第二管路和所述发动机连接；

所述控制器用于获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度；

若所述环境温度小于或等于冰点温度阈值，所述处理温度小于或等于所述冰点温度阈值以及所述处理温度小于或等于冷凝阈值，所述冷凝阈值大于或等于所述露点温度，则所述控制器用于控制所述第一控制阀关闭所述第一管路，打开所述第二管路，以便气体从所述第二管路向所述发动机通入气体，提高进入所述发动机的气体温度。

可选地，所述车辆还包括尾气通路，所述系统还包括第二控制阀和第一换热器，所述第一换热器和所述尾气通路通过所述第二控制阀连接；

所述控制器用于控制所述第二控制阀开启所述尾气通路，以使尾气通路中的废气通入所述第一换热器，利用所述第一换热器为所述第二管路中的气体加热。

可选地，所述系统还包括主动进气格栅；

当控制所述第一控制阀开启所述第二管路，所述控制器用于控制所述主动进气格栅关闭；

当控制所述第一控制阀开启所述第一管路，所述控制器用于根据所述处理温度实时调整所述主动进气格栅的叶片的打开角度。

本申请提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例任意一项所述的方法。

本申请提供了一种车辆进气冷却控制方法，车辆包括发动机、中冷器、第一管路、第二管路和第一控制阀，发动机和中冷器连接，第一管路和中冷器连接，即第一管路中的气体经过中冷器通入发动机。第二管路和发动机连接，即第二管路中的气体直接通入发动机，无需经过中冷器处理。第一控制阀和第一管路以及第二管路连接，即第一控制阀可以控制第一管路和第二管路的开启和关闭。方法包括：获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度，若环境温度小于或等于冰点温度阈值，处理温度小于或等于冰点温度阈值以及处理温度小于或等于冷凝阈值，其中，冷凝阈值大于或等于露点温度，这样表明中冷器附近存在冷凝风险，可能会导致积水或结冰，则控制第一控制阀关闭第一管路，打开第二管路，以便气体从第二管路直接向发动机通入气体，无需经过冷凝器处理降低气体温度，提高进入发动机的气体温度，从而降低气体的冷凝风险，进而降低中冷器出口附近的积水或结冰概率，降低节气门卡滞的概率，提高车辆行车安全性。

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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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示出了本申请实施例提供的一种车辆进气冷却控制方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种车辆进气冷却控制系统的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的另一种车辆进气冷却控制系统的结构示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种车辆进气冷却控制逻辑示意图。

具体实施方式

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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

随着当前社会技术的快速发展，有关车辆的技术也在急速发展。车辆通常利用发动机提供前行动力。为提高发动机的性能，通常在向发动机通入气体的管路上设置中冷器，中冷器主要用于将增压后的高温空气降温，增加进入到发动机内参与燃烧的进气密度，提高充气效率，同时改善燃烧过程中的爆震。目前中冷器主要包括通过迎风面直接冷却的空-空中冷器(gas charge air cooler，GCAC)，和通过冷却液介质换热的水冷中冷器(watercharge air cooler，WCAC)，后者因冷却效率高、不受车速及发动机工况影响、响应快等优势，已逐步成为市场主流应用的中冷器。

车辆当前的使用场景较为广泛，例如包括一些气温较低的场景，在这些应用场景下，中冷器出口至节气门段的管路中经常出现积水甚至结冰，导致节气门卡滞，进而影响车辆的行车安全。

在气温较低的冬季，特别是纬度较高的北方地区，冬季气温可达到-20～-50度的极寒情况，且持续时间长达1～3个月之久。车辆在低温环境中高速行驶，曲轴箱通风系统频繁从全负荷呼吸管出气，进气管路湿度加大，气流经过中冷器时温差较大，高湿低温的气体达到露点后挂在中冷器或中冷器出口管路表面，并以冰块的形态累积。也就是说，低温条件下发动机燃烧产生的水分一部分会进入曲轴箱形成湿度较大的油气，在车辆高速行驶的场景下，通过曲轴箱通风系统频繁地从全负荷呼吸管出气进入进气管路中，进而导致中冷器附近积水或结冰。

此外，配有废气再循环(EGR)系统的车辆，特别是经过增压器(压气机)入口的低压EGR系统，由于燃烧后的排气中含有一定的水蒸气，且发动机运行在通EGR的部分负荷场景更频繁。

上述两种情况下的高温气体在增压器前与环境中的冷空气交汇后，湿油气或EGR废气中的水分就会冷凝析出成液态水，导致进气湿度加大。经增压器增压后的气体经过中冷器冷却后温度会大幅降低，当高湿低温的气体达到露点后就会冷凝成水珠，并在中冷器出口管路最低点或死区重复累积后逐渐结霜甚至结冰，进而增加进气阻力，降低发动机的充气效率和动力性，同时对中冷器及其下游零件产生不良影响和潜在风险。车辆动态运行过程中交变的进气状态也会使得冷凝、结霜、结冰的过程不断累积，且研究发现车辆曲轴箱通风系统经全负荷呼吸管出气的比例越高，这种冷凝和结冰的概率就越大。每当车辆加速过程中，突然增大的气流会将冰块往节气门处推进，最终引起节气门卡滞的问题，使得发动机不能正常工作、导致汽车动力不足甚至跛行的风险。

当前的一些专利，也提出了解决中冷器附近管路冷凝积水或结冰问题的方案，如专利CN213235286U将增压后的新鲜空气直接旁通到已有自带的EGR管路中，而EGR系统的高温废气中本身的含水量就比较大，遇到冷空气后冷凝的概率会加大。专利CN216811971U将低温时的进气通过加热装置加热后，再与EGR冷却器冷却后的废气混合，进而避免EGR中的水分冷凝成液体和发动机管路结冰的问题，加热装置为包覆在管道外侧的加热带或设置在管道内的加热格栅，其可用车载电瓶供电，即需要额外的能耗，成本较高。专利CN111502872B主要是针对配有EGR系统的细分车辆，通过增加露点温度的精细化控制来精确判断当前发动机的状态打开EGR系统是否会引起进气系统结冰，在保证进气管路不会结冰的前提下尽量多使用EGR系统，以提高整车动力性经济性，避免当前对EGR开关时机的判断不够准确或偏保守的控制逻辑，因此若车辆没有配备EGR系统则不能实现解决中冷器附近管路积水或结冰的问题。专利CN212985336U通过在油气分离器和增压器的连接管道上串接一个能过滤水蒸气的滤清器，实现对油气分离器分离出的气体进行过滤，在增压器之前去除气体中的水蒸气且过滤掉水蒸气，但滤清器需要经常更换滤纸或者干燥剂，即增加了用户的保养内容和成本。

因此，当前亟需一种能够有效降低中冷器附近管路冷凝积水或结冰概率，并且尽量降低用户的保养成本的方法。

基于此，本申请提供了一种车辆进气冷却控制方法，车辆包括发动机、中冷器、第一管路、第二管路和第一控制阀，发动机和中冷器连接，第一管路和中冷器连接，即第一管路中的气体经过中冷器通入发动机。第二管路和发动机连接，即第二管路中的气体直接通入发动机，无需经过中冷器处理。第一控制阀和第一管路以及第二管路连接，即第一控制阀可以控制第一管路和第二管路的开启和关闭。方法包括：获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度，若环境温度小于或等于冰点温度阈值，处理温度小于或等于冰点温度阈值以及处理温度小于或等于冷凝阈值，其中，冷凝阈值大于或等于露点温度，这样表明中冷器附近存在冷凝风险，可能会导致积水或结冰，则控制第一控制阀关闭第一管路，打开第二管路，以便气体从第二管路直接向发动机通入气体，无需经过冷凝器处理降低气体温度，提高进入发动机的气体温度，从而降低气体的冷凝风险，进而降低中冷器出口附近的积水或结冰概率，降低节气门卡滞的概率，提高车辆行车安全性。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种车辆进气冷却控制方法的流程图。本实施例提供的车辆进气冷却控制方法可以应用于控制器，该控制器可以集成在发动机上。控制器例如可以是电子控制器单元(Electronic Control Unit，ECU)。

在介绍本申请实施例提供的车辆进气冷却控制方法之前，首先介绍本申请实施例提供的一种车辆进气冷却控制系统，参考图2或图3所示。

在实际应用中，车辆包括进气管1，进气温度传感器2，空滤3，全负荷呼吸管4，增压器5，第一管路7，中冷器8，中冷后管路9，节气门14，发动机16，涡轮17，催化器18，消声器22，排气管23。其中，发动机16可以是增压汽油机或增加柴油机。节气门14和发动机16之间的管路可以称为歧管。涡轮17，催化器18，消声器22和排气管23可以称为尾气通路。

正常情况下，新鲜空气经进气管1流向空滤3、增压器5、第一管路7、中冷器8、中冷后管路9、节气门14，进入发动机16中燃烧，燃烧后的废气流向涡轮17、催化器18、消音器22，最终通过排气管23排向大气。

本申请实施例提供的车辆进气冷却控制系统包括第一控制阀6，第二管路10，第一换热器11，第一单向阀12，湿度传感器13，温度压力(TMAP)传感器15，第二控制阀19，第二换热器20，第二单向阀21，控制器24，主动进气格栅(AGS)25。其中，温度压力传感器15可以设置在歧管上，湿度传感器13也可以集成到温度压力传感器15上。

第一控制阀6分别和第一管路7以及第二管路10连接，第一控制阀6还和增压器5连接，第二管路10和发动机16连接。第一换热器11和尾气通路通过第二控制阀19连接。第一换热器11和第二控制阀19之间设置有第二换热器20。控制器24用于控制第二控制阀19、主动进气格栅25和第一控制阀6。控制器24用于接收湿度传感器13、温度压力传感器15和进气温度传感器2传输的信号。

也就是说，本申请实施例提供的车辆进气冷却控制系统，额外增加了一路通气管路通向发动机16，即第二管路10，该管路无需经过中冷器8。第一控制阀6为一个开关式三通阀，利用第一控制阀6控制第一管路7和第二管路10的开启和关闭，即利用第一控制阀6控制第一管路7和第二管路10之间的切换，并且利用第一单向阀12避免第二管路10中的气体倒流至第一管路7中。

在本申请的实施例中，可以利用第一换热器11将对第二管路10中经过增压器5增压后的气体加热，热源为发动机16排放的废气余热。废气余热通过第二控制阀19控制是否使用，且第二控制阀19为开度可调的全可变比例阀，即当第二管路10中增压后的气体需要加热时，第二控制阀19打开，一部分高温废气流经第二换热器20和第一换热器11，其中第二换热器20可用于加热发动机16中的冷却液，提升暖机能力。高温废气利用第二单向阀21防止倒流，最后回到催化器18出口处，会同尾气通路经过消声器22后排出大气。

由此可见，第一控制阀6用于控制经过增压器5增压后气体的流向，在低温条件下通过第二管路10将增压后的气体与高温废气换热，减小甚至避免增压后气体中的水分冷凝并累积结冰导致节气门14卡滞的风险，同时通过废气余热加热发动机16的冷却液，提升低温条件下的车辆暖机能力和动力性，减少用户投诉和售后故障问题，提升用户对车辆的满意度。同时通过第二控制阀19的全可变调节策略，使得发动机16可以在合适且相对稳定的进气温度下运行，进而获得较好的燃油经济性和排放性能。

下面对利用第一控制阀6实现车辆进气冷却控制的策略进行具体介绍：

本实施例提供的车辆进气冷却控制方法包括如下步骤：

S101，获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度。

在本申请的实施例中，控制器可以获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度。其中，环境温度也可以称为进气温度，利用T1标识，具体可以利用进气温度传感器获取环境温度。气体经过中冷器后的处理温度可以利用T2标识，具体可以利用TMAP传感器获取处理温度。露点温度可以利用T3标识，露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度，也就是说，露点温度和湿度以及压力都有关系。具体可以通过经过中冷器后的气体压力p和经过中冷器后的气体湿度RH计算得到，经过中冷器后的气体压力p可以利用TMAP传感器获取，经过中冷器后的气体湿度RH可以利用湿度传感器获取。

在实际应用中，无论车辆中的中冷器的类型是GCAC还是WCAC，一级冷源是环境中的气体，因此环境温度T1总是大于处理温度T2。湿度传感器位于中冷器和节气门之间，TMAP传感器位于节气门和发动机之间，也就是说，处理温度和露点温度都是位于气体输入发动机前的温度，因此即使气体不经过第一管路中的中冷器到达发动机，也能够利用设置于发动机前的湿度传感器和TMAP传感器获取得到处理温度和露点温度。

S102，若环境温度小于或等于冰点温度阈值，处理温度小于或等于冰点温度阈值以及处理温度小于或等于冷凝阈值，则控制第一控制阀关闭第一管路，打开第二管路。

在本申请的实施例中，通常车辆启动后，默认气体通过第一管路经过中冷器处理之后进入发动机。因此控制器控制第一控制阀进行第一管路切换到第二管路的控制逻辑为通过环境温度、处理温度和露点温度预测得到第一管路中的气体可能出现冷凝积水或冷凝结冰的风险，此时就可以控制第一控制阀关闭第一管路，打开第二管路，以便气体从第二管路向发动机通入气体，提高进入发动机的气体温度，在低温环境下减少增压后气体经中冷器过度冷却，进而降低气体的冷凝风险，进而降低中冷器出口附近的积水或结冰概率，降低节气门卡滞的概率，提高车辆行车安全性。

具体的，控制器控制第一控制阀进行第一管路切换到第二管路的具体条件为环境温度小于或等于冰点温度阈值，处理温度小于或等于冰点温度阈值以及处理温度小于或等于冷凝阈值，冷凝阈值大于或等于露点温度，即T1≤0℃，T2≤0℃。其中，环境温度小于或等于冰点温度阈值以及处理温度小于或等于冰点温度阈值代表气体中的水蒸气具有结冰风险，冰点温度阈值可以为0℃。

作为一种可能的实现方式，冷凝阈值等于露点温度，这样当处理温度小于或等于露点温度时，即T2≤T3，代表存在较大冷凝风险。

作为另一种可能的实现方式，冷凝阈值大于露点温度，冷凝阈值为露点温度和缓冲温度之和，缓冲温度可以利用△T标识，处理温度小于或等于冷凝阈值，即T2≤T3+△T，参考图4所示。这样利用缓冲温度作为缓冲，提高切换准确性，减少第一控制阀在第一管路和第二管路之间频繁切换，避免由于缺失缓冲温度导致的第一管路和第二管路切换频率较大，由切换频率较大导致的发动机工作不稳定和振动噪声等问题，保证第一控制阀的稳定工作和使用寿命。

也就是说，在露点温度的基础上增加一个缓冲温度，从第一管路切换至第二管路的判断条件T2≤0℃且T2≤T3+△T中，只要T2降低到0℃或者冷凝阈值中的较小值，即提前判断有冷凝风险，启动第一控制阀向第二管路的切换。

缓冲温度可以根据第一控制阀切换第一管路和第二管路的切换频率确定，切换频率小于或等于切换阈值。初始设置缓冲温度为5℃，切换阈值为单次切换时间小于或等于5分钟，若该缓冲温度下切换频率大于该切换阈值则代表切换频率异常，需要重新调整缓冲温度，直到切换频率小于切换阈值。需要说明的是，缓冲温度和切换阈值需要在实际整车环境适应性过程中根据实际车辆控制模块的状态来标定，以提高缓冲温度和切换阈值的准确性。

在本申请的实施例中，通常车辆启动后，默认气体通过第一管路经过中冷器处理之后进入发动机，因此若要维持气体从第一管路流入发动机，也需要通过处理温度和露点温度预测得到第一管路中的气体可能没有冷凝积水或冷凝结冰的风险，此时就可以控制第一控制阀维持开启第一管路，关闭第二管路。

具体的，控制器控制第一控制阀维持第一管路开启，第二管路关闭的具体条件为处理温度大于冷凝阈值，此时冷凝阈值可以为露点温度和缓冲温度值之和，即T2＞T3+△T，只有当处理温度T2超过露点温度T3和缓冲温度△T之和时，才认为暂无冷凝风险，此时控制器发送指令保持第二控制阀关闭，第一控制阀将增压后的热空气按传统的增压后第一管路通过中冷器冷却。

在本申请的实施例中，当第一控制阀开启第二管路，关闭第一管路之后，气体无需经过中冷器进行冷却处理，直接通入发动机。但是随着车辆持续加速或车辆加速度变大，存在发动机瞬时过热风险的可能。通常增压后进入歧管的气体温度超过热害阈值，且仍持续增压的情况下，发动机存在较强的爆震甚至异常燃烧的风险。

因此当控制器获取得到的处理温度大于或等于热害阈值以及增压器占空比变化率大于或等于变化阈值，或处理温度大于或等于过热阈值，则控制第一控制阀关闭第二管路，开启第一管路，以便从第一管路以及中冷器向发动机通入气体，利用中冷器降低进入发动机的气体温度。也就是说，当处理温度大于或等于热害阈值以及增压器占空比变化率大于或等于变化阈值，或处理温度大于或等于过热阈值时，代表增压后的气体温度有持续上升至安全限值的风险，需要进入中冷器及时冷却。

具体的，热害阈值可以为45℃，过热阈值可以为50℃，变化阈值为0，则处理温度大于或等于热害阈值以及增压器占空比变化率大于或等于变化阈值为T2≥45℃且增压器占空比变化率≥0。处理温度大于或等于过热阈值为T2≥50℃。

在实际应用中，参考图4所示，热害阈值和冷凝阈值之间的差值为缓冲温差，该缓冲温差能够降低第一控制阀的切换频率。具体的，假设热害阈值为45℃，露点温度为0℃，缓冲温度为5℃，则冷凝阈值为5℃，缓冲温差为40℃。利用缓冲温差降低第一控制阀的切换频率的具体逻辑可以为当增压后过热气体的处理温度T2为45℃，控制第一控制阀从第二管路切换到第一管路，此时T2温度会下降，但只要不低于0℃和冷凝阈值，即5℃中的较小值，则不会触发第一管路切换到第二管路的条件T2≤0℃且T2≤T3+△T，进而第一控制阀不会触发切换动作，仍然维持不变第一管路开启，第二管路关闭，直到同时满足T1≤0℃、T2≤0℃且T2≤T3+△T时，控制器才会启动切换指令，控制第一控制阀关闭第一管路，开启第二管路。相应地，当增压后冷空气的处理温度T2为-5℃，控制第一控制阀从第一管路切换到第二管路，此时T2温度会上升，但只要不满足超过45℃且增压器占空比变化率≥0，或T2超过50度℃的条件，则第一控制阀也不会触发切换动作，即仍然维持不变第一管路关闭，第二管路开启。

在本申请的实施例中，当第一控制阀控制第一管路关闭，第二管路开启之后，为进一步降低冷凝风险，提高进入发动机的气体的温度，可以通过第一换热器将增压后的冷空气加热，热源为发动机排放的废气余热，废气余热通过第二控制阀控制是否使用。当第二管路中增压后的气体需要加热时，控制器控制第二控制阀开启尾气通路，以使尾气通路中的废气通入第一换热器，利用第一换热器为第二管路中的气体加热。

由于第二控制阀为开度可调的全可变比例阀，因此控制器可以通过控制第二控制阀的开度，从而控制第一换热器对第二管路中气体的加热程度，下面进行具体介绍：

第一种情况为若处理温度大于或等于二级冷却阈值，或增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值以及处理温度小于热害阈值，或处理温度大于或等于热害阈值且增压器的占空比变化率逐渐下降以及处理温度小于过热阈值，控制第二控制阀关闭尾气通路。

二级冷却阈值为冷却需求较大的温度值，处理温度大于或等于二级冷却阈值代表当前第二管路中的气体温度较高，无需继续利用尾气通路中的废气余热对第二管路中的气体进行加热。二级冷却阈值可以为40℃，则处理温度大于或等于二级冷却阈值可以为T2≥40℃。

增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值以及处理温度小于热害阈值可以为增压器的占空比变化率≥0且T2＜45℃。

增压器的占空比变化率逐渐下降，代表发动机的增压需求下降，此时虽然处理温度大于或等于热害阈值且处理温度小于过热阈值，即45℃≤T2＜50℃则仍旧无需切换为第一管路，只需要控制第二控制阀关闭尾气通路即可。

也就是说，上述3种条件下，都无需利用废气余热对第二管路中的气体进行加热，以便避免第一控制阀频繁切换第一管路和第二管路。

第二种情况为增压器的占空比变化率大于变化阈值、处理温度大于或等于一级冷却阈值且处理温度小于二级冷却阈值以及增压器的占空比变化率逐渐增加，控制第二控制阀的开度，降低从尾气通路通入的废气的气体量。其中，一级冷却阈值小于二级冷却阈值。等级越高，冷却需求越大，一级冷却阈值可以为30℃，二级冷却阈值可以为40℃。

增压器的占空比变化率逐渐增加代表车辆在持续加速或车辆加速度变大，发动机的增压需求上升，因此当处理温度大于或等于一级冷却阈值且持续增压的情况下，需要监控增压后气体温度是否有继续快速上升的趋势，否则存在发动机的瞬时过热风险。此时可以控制第一控制阀维持开启第二管路，并且实时控制第二控制阀的开度，从而降低从尾气通路通入的废气的气体量，进而降低第一换热器给增压后气体的加热量，避免增压后气体的温度快速升高导致的发动机瞬时过热。

也就是说，上述1种条件下，控制器需要实时监测处理温度的变化，进而相应地调节第二控制阀为合适的开度，控制第一换热器对第二管路中气体的加热程度，从而避免增压后气体的温度快速升高，进一步避免第一控制阀频繁切换第一管路和第二管路。

第三种情况为增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值、处理温度小于一级冷却阈值，或处理温度大于或等于一级冷却阈值且处理温度小于二级冷却阈值以及增压器的占空比变化率逐渐降低，根据处理温度实时调整第二控制阀的开度，以将处理温度维持在目标温度范围内。其中，目标温度范围包括一级冷却阈值，即将处理温度维持在一级冷却阈值附近。目标温度范围可以是25℃-35℃，甚至可以为28℃-32℃。

增压器的占空比变化率逐渐降低代表发动机的增压需求下降，因此虽然处理温度大于一级冷却温度，但是到达二级冷却温度的程度变缓。此时可以以处理温度作为比例-积分-微分(PID)调节的目标，实时调整第二控制阀的开度，在固定时间内将处理温度维持在目标温度范围内。

也就是说，上述2种条件下，通过实时调整第二控制阀的开度，将处理温度维持在目标温度范围内，这样可以使得发动机可以在合适且稳定的处理温度下运行，有利于增压器、发动机的点火角以及工况等方面的控制，进而获得较好的燃油经济性、动力性以及排放性能。

在实际应用中，若要减少控制器的判断逻辑，可以默认开启第二管路时第二控制阀也开启尾气管路，即默认利用废气余热对第二管路中的气体进行加热。参考图4所示，当处理温度大于或等于一级处理阈值以及增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值，或处理温度大于或等于二级处理阈值时，控制第二控制阀也关闭尾气管路。

在本申请的实施例中，除了可以通过控制第二控制阀的开度，从而控制第一换热器对第二管路中气体的加热程度从而实现降低第一控制阀频繁地在第一管路和第二管路之间来回切换，还可以利用主动进气格栅达到这一目的。

具体的，当控制器控制第一控制阀开启第二管路时，控制主动进气格栅关闭。这样在气体从第二管路进入发动机时，全程关闭主动进气格栅，隔断寒冷环境中的冷空气吹入前舱，减小进气管路中气体与前舱环境之间的散热损失。

当控制器控制第一控制阀开启第一管路，根据处理温度实时调整主动进气格栅的叶片的打开角度。也就是说，当气体从第一管路经过中冷器处理时，可以根据处理温度实时调整主动进气格栅的叶片的打开角度，主动降低中冷效率和冷却速度，避免增压后气体在低温环境下过快地降至露点温度以下，对第一控制阀的切换起到进一步缓冲的作用，即防止第一控制阀频繁地在第一管路和第二管路之间来回切换。

由此可见，本申请实施例提供的车辆进气冷却控制方法能够适应不同环境温度下的进气温度需求，例如利用第一管路的冷却需求或利用第二管路的加热需求，而且回收利用了高温废气余热的能量，也有助于提升发动机在寒冷环境下的暖机能力，尤其是避免发动机在低温条件下由于中冷后水分累积结冰导致节气门卡滞的问题，改善车辆动力性。同时通过第二控制阀的全可变调节策略，使得发动机可以在合适且相对稳定的进气温度下运行，进而获得较好的燃油经济性和排放性能。另外通过缓冲温度、缓冲温差和调整第二控制阀的开度的策略设计，并结合可选的主动进气格栅联动控制策略，可有效保证控制的鲁棒性，避免频繁切换第一管路和第二管路。

基于以上实施例提供的一种车辆进气冷却控制方法，本申请实施例还提供了一种车辆进气冷却控制系统，下面结合附图来详细说明其工作原理。

参见图2或图3，该图为本申请实施例提供的一种车辆进气冷却控制系统的结构框图。

本实施例提供的车辆进气冷却控制系统包括：第一控制阀6，第二管路10，控制器24。本实施例提供的车辆进气冷却控制系统还包括第一换热器11，第一单向阀12，湿度传感器13，温度压力(TMAP)传感器15，第二控制阀19，第二换热器20，第二单向阀21，主动进气格栅(AGS)25。

第一控制阀6分别和第一管路7以及第二管路10连接，第一控制阀6还和增压器5连接，第二管路10和发动机16连接。第一换热器11和尾气通路通过第二控制阀19连接。第一换热器11和第二控制阀19之间设置有第二换热器20。控制器24用于控制第二控制阀19、湿度传感器13、温度压力传感器15、进气温度传感器2、主动进气格栅25和第一控制阀6。

在本申请的实施例中，控制器24用于获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器8处理后的处理温度以及气体经过中冷器8处理后的露点温度；

若环境温度小于或等于冰点温度阈值，处理温度小于或等于冰点温度阈值以及处理温度小于或等于冷凝阈值，冷凝阈值大于或等于露点温度，则控制器24用于控制第一控制阀6关闭第一管路7，打开第二管路10，以便气体从第二管路10向发动机16通入气体，提高进入发动机16的气体温度。

可选地，控制器24用于控制第二控制阀19开启尾气通路，以使尾气通路中的废气通入第一换热器11，利用第一换热器11为第二管路10中的气体加热。

在本申请的实施例中，第二控制阀19可以安装在尾气通路中的任意一个位置，即向第二管路10提供加热能量的废气的取气口可以设置在尾气通路中的任意一个位置。参考图2和图3所示，为两种不同取气口的位置示意图。

图2是从催化器18入口处取气，换热后的排气回到催化器18出口，此种方式的压差比较大，有利于排气余热回收的流通过程，但缺点是排气未经过催化器18净化，容易在第二控制阀19和第一换热器11及第二换热器20中产生积碳。

图3是从催化器18出口处取气，换热后的排气回到消声器22出口，此种方式的排气经过催化器18净化，比较干净，但缺点是催化器18出口的排气背压较低，排气余热回收的流通能力会有所降低。

在实际应用中可根据整车的排气系统方案，并结合布置空间以及换热系统的耐受情况等要求，确定采用上述两种方案中的其中一种。

可选地，当控制第一控制阀6开启第二管路10，控制器24用于控制主动进气格栅25关闭。当控制第一控制阀6开启第一管路7，控制器24用于根据处理温度实时调整主动进气格栅25的叶片的打开角度。

可选地，所述冷凝阈值为所述露点温度和缓冲温度之和，所述缓冲温度根据所述第一控制阀6切换所述第一管路7和所述第二管路10的切换频率确定，所述切换频率小于或等于切换阈值。

可选地，若所述处理温度大于所述冷凝阈值，则控制器24用于控制所述第一控制阀6维持开启所述第一管路7，关闭所述第二管路10，以便气体通过所述第一管路7以及所述中冷器8通入所述发动机16。

可选地，所述增压器5连接所述第一控制阀6；

若所述处理温度大于或等于所述热害阈值以及所述增压器5占空比变化率大于或等于变化阈值，或所述处理温度大于或等于过热阈值，则控制器24用于控制所述第一控制阀6关闭所述第二管路10，开启所述第一管路7，以便从所述第一管路7以及所述中冷器8向所述发动机16通入气体，利用所述中冷器8降低进入所述发动机16的气体温度。

可选地，若所述处理温度大于或等于二级冷却阈值，或所述增压器5的占空比变化率大于或等于变化阈值以及所述处理温度小于热害阈值，或所述处理温度大于或等于所述热害阈值且所述增压器5的占空比变化率逐渐下降以及所述处理温度小于过热阈值，控制器24用于控制所述第二控制阀19关闭所述尾气通路。

可选地，所述增压器5的占空比变化率大于变化阈值、所述处理温度大于或等于一级冷却阈值且所述处理温度小于二级冷却阈值以及所述增压器5的占空比变化率逐渐增加，控制器24用于控制所述第二控制阀19的开度，降低从所述尾气通路通入的废气的气体量，所述一级冷却阈值小于所述二级冷却阈值。

可选地，所述增压器5的占空比变化率大于或等于变化阈值、所述处理温度小于一级冷却阈值，或所述处理温度大于或等于所述一级冷却阈值且所述处理温度小于二级冷却阈值以及所述增压器5的占空比变化率逐渐降低，控制器24用于根据所述处理温度实时调整所述第二控制阀19的开度，以将所述处理温度维持在目标温度范围内，所述一级冷却阈值小于所述二级冷却阈值。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序代码，该程序代码用于执行前述各个实施例的方法中的任意一种实施方式。

在本申请的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

需要说明的是，本申请上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

当介绍本申请的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)等。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

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。以上所描述的系统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优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (13)

1.一种车辆进气冷却控制方法，其特征在于，所述车辆包括发动机、中冷器、第一管路、第二管路和第一控制阀，所述发动机和所述中冷器连接，所述第一管路和所述中冷器连接，所述第二管路和所述发动机连接，所述第一控制阀和所述第一管路以及所述第二管路连接；

所述方法包括：

获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度；

若所述环境温度小于或等于冰点温度阈值，所述处理温度小于或等于所述冰点温度阈值以及所述处理温度小于或等于冷凝阈值，所述冷凝阈值大于或等于所述露点温度，则控制所述第一控制阀关闭所述第一管路，打开所述第二管路，以便气体从所述第二管路向所述发动机通入气体，提高进入所述发动机的气体温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷凝阈值为所述露点温度和缓冲温度之和，所述缓冲温度根据所述第一控制阀切换所述第一管路和所述第二管路的切换频率确定，所述切换频率小于或等于切换阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述处理温度大于所述冷凝阈值，则控制所述第一控制阀维持开启所述第一管路，关闭所述第二管路，以便气体通过所述第一管路以及所述中冷器通入所述发动机。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述方法还包括：

若所述处理温度大于或等于所述热害阈值以及所述增压器占空比变化率大于或等于变化阈值，或所述处理温度大于或等于过热阈值，则控制所述第一控制阀关闭所述第二管路，开启所述第一管路，以便从所述第一管路以及所述中冷器向所述发动机通入气体，利用所述中冷器降低进入所述发动机的气体温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆还包括第二控制阀、尾气通路和第一换热器，所述第一换热器和所述尾气通路通过所述第二控制阀连接；

所述方法还包括：

控制所述第二控制阀开启所述尾气通路，以使尾气通路中的废气通入所述第一换热器，利用所述第一换热器为所述第二管路中的气体加热。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述方法还包括：

若所述处理温度大于或等于二级冷却阈值，或所述增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值以及所述处理温度小于热害阈值，或所述处理温度大于或等于所述热害阈值且所述增压器的占空比变化率逐渐下降以及所述处理温度小于过热阈值，控制所述第二控制阀关闭所述尾气通路。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述控制所述第二控制阀开启所述尾气通路包括：

所述增压器的占空比变化率大于变化阈值、所述处理温度大于或等于一级冷却阈值且所述处理温度小于二级冷却阈值以及所述增压器的占空比变化率逐渐增加，控制所述第二控制阀的开度，降低从所述尾气通路通入的废气的气体量，所述一级冷却阈值小于所述二级冷却阈值。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆还包括增压器，所述增压器连接所述第一控制阀；

所述控制所述第二控制阀开启所述尾气通路包括：

所述增压器的占空比变化率大于或等于变化阈值、所述处理温度小于一级冷却阈值，或所述处理温度大于或等于所述一级冷却阈值且所述处理温度小于二级冷却阈值以及所述增压器的占空比变化率逐渐降低，根据所述处理温度实时调整所述第二控制阀的开度，以将所述处理温度维持在目标温度范围内，所述一级冷却阈值小于所述二级冷却阈值。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于，所述车辆还包括主动进气格栅；

所述方法还包括：

当控制所述第一控制阀开启所述第二管路，控制所述主动进气格栅关闭；

当控制所述第一控制阀开启所述第一管路，根据所述处理温度实时调整所述主动进气格栅的叶片的打开角度。

10.一种车辆进气冷却控制系统，其特征在于，车辆包括发动机、中冷器和第一管路；所述发动机和所述中冷器连接，所述第一管路和所述中冷器连接；

所述系统包括：控制器、第二管路和第一控制阀，所述第一控制阀和所述第一管路以及所述第二管路连接，所述第二管路和所述发动机连接；

所述控制器用于获取车辆周围的环境温度、气体经过中冷器后的处理温度以及露点温度；

若所述环境温度小于或等于冰点温度阈值，所述处理温度小于或等于所述冰点温度阈值以及所述处理温度小于或等于冷凝阈值，所述冷凝阈值大于或等于所述露点温度，则所述控制器用于控制所述第一控制阀关闭所述第一管路，打开所述第二管路，以便气体从所述第二管路向所述发动机通入气体，提高进入所述发动机的气体温度。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述车辆还包括尾气通路，所述系统还包括第二控制阀和第一换热器，所述第一换热器和所述尾气通路通过所述第二控制阀连接；

所述控制器用于控制所述第二控制阀开启所述尾气通路，以使尾气通路中的废气通入所述第一换热器，利用所述第一换热器为所述第二管路中的气体加热。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括主动进气格栅；

当控制所述第一控制阀开启所述第二管路，所述控制器用于控制所述主动进气格栅关闭；

当控制所述第一控制阀开启所述第一管路，所述控制器用于根据所述处理温度实时调整所述主动进气格栅的叶片的打开角度。

13.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-9任意一项所述的方法。