自适应发动机排温管理控制方法与流程

本发明涉及发动机控制系统，具体涉及一种自适应发动机排温管理控制方法。

背景技术：

1、随着汽车排放法规的升级，发动机排放要求越来越严格。针对柴油机而言，主要的排放物为nox和颗粒pm排放，后处理一般采用scr(selectivecatalyticreduction)即选择性催化还原法来降低nox排放以满足排放法规要求。

2、scr技术的实现核心在于将车用尿素按控制需求量喷射到scr中与nox进行反应，从而降低nox排放以满足法规要求。而车用尿素因自身物理特性，需要在达到180℃以上才能水解，因此后处理scr快速提升温度到180℃以上才能满足尿素起喷的要求。

3、温度是影响scr效率的主要因素之一，在国六排放阶段，为尽快达到尿素起喷温度，同时提升scr转换效率，一般厂家在发动机排温的低温阶段都会采用排温热管理egtm(exhaustgastemperaturemanage))模式来提升温度，以达到满足尿素起喷温度要求和提升scr转换效率的目的。

4、现在的方案是发动机根据目标温度标定一个排温热管理模式，根据scr的温度进行发动机排温热管理模式和正常运行模式的切换来达到快速升温的目的。

5、而排气热管理提升排温的主要方式是通过调整发动机轨压、正时、节气门、egr阀等手段来实现，在提升排温的同时必然带来燃油消耗的提高，提温效果约明显，油耗劣化也会越明显，因此，油耗和排温提升是相对矛盾的关系，根据试验验证结果排温热管理模式下whtc循环温度越高，在达到相同排放效果下的油耗越差。

6、另外现在的热管理模式，标定参数固定，在实际应用过程中无法根据环境温度以及scr目标温度进行参数的调节，因此实际使用过程中油耗相对而言较高。

7、中国专利(公开日：2022年11月29日、公开号：cn115405403a)公开了一种温度控制方法、装置、电子设备和存储介质，用以提高发动机热管理效率并且降低耗油量。其中，方法包括：基于当前的加热模式对发动机的排气进行加热，并获取发动机的选择性催化还原反应器scr上游温度和排气温度指标；基于scr上游温度和排气温度指标，在确定需要进行模式切换后，将当前的加热模式切换至下一加热模式对排气进行加热，其中，不同的加热模式对应的模式切换条件不同，并且不同的加热模式的耗油量不同。本申请通过监控scr上游温度和排气温度指标，确定需要进行模式切换时，及时进行加热模式切换，能够提高发动机热管理效率并且降低耗油量。但是该方法是基于scr上游温度和排气温度指标，反应滞后，且热模式界定不清楚。

8、中国专利(公开日：2021年05月18日、公开号：cn112814768a)公开了一种scr热管理方法及系统，包括：步骤s1、检测并判断scr温度是否高于第一预设阈值；若是，则退出热管理；若否，则执行步骤s2；步骤s2、检测并判断车辆是否处于减负荷工况；若是，则控制执行保温模式，并返回执行步骤s1；若否，则执行步骤s3；步骤s3、检测并判断scr温度是否高于第二预设阈值；若是，则控制执行第一提温模式提升scr温度，并返回执行步骤s1；若否，则控制执行第二提温模式提升scr温度，并返回执行步骤s1。其中，由第二提温模式到第一提温模式再到保温模式的燃油消耗率逐渐减小，第二提温模式的提温速度大于第一提温模式的提温速度。本发明能在实现对scr温度合理控制的基础上，降低燃油消耗率的牺牲。但该方法需要实时获取scr温度，反应滞后，且热模式界定不清楚。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种自适应发动机排温管理控制方法，根据台架whtc循环排放目标排温，开发不同排温目标的排温热管理模式，根据目标温度进行不同排温热管理模式之间的切换，在满足排温目标的同时降低油耗。

2、为实现上述目的，本发明所设计的自适应发动机排温管理控制方法在发动机台架开发过程中，根据开发目标完成发动机正常运行模式下的标定工作，使排放可以满足nox原机排放工程目标要求下达到油耗最优，根据台架whtc循环排放目标排温，开发若干个不同排温目标的排温热管理模式，以whtc循环设定排温平均值为基准，分别记为egtm1、egtm2、egtm3、…egtmn，各排温热管理模式温度提升效果依次提升，对每个排温热管理模式设置温度限值作为该排温热管理模式的进入温度和退出温度，将scr入口预测温度与各排温热管理模式的进入温度和退出温度进行对比，使发动机进入符合条件的排温热管理模式。

3、优选地，每个排温热管理模式的温度限值根据发动机实际台架运行情况进行标定。

4、优选地，一个排温热管理模式的进入温度的温度限值与上一个排温热管理模式的退出温度的温度限值之间设有重叠滞回区间，避免在切换温差出现温度波动而在两个排温热管理模式直接不断切换。

5、优选地，发动机的燃烧控制参数切换设置有时滞或斜率限制，保证模式切换之间的平顺性，避免出现燃烧突变。

6、优选地，基于doc入口温度和doc、dpf比热容以及scr混合器热损失作为依据计算scr入口预测温度。

7、优选地，发动机启动后，根据scr入口预测温度进行判断发动机进入排温热管理模式的使能条件判断，若使能条件不满足，则继续按正常模式运行直至条件满足之后进行排温热管理模式判断和选择。

8、优选地，若使能条件满足，根据当前scr入口温度预测值和各排温热管理模式的进入温度及退出温度进行匹配进入对应的排温热管理模式。

9、优选地，当scr入口温度预测值升高时，和下一个排温热管理模式的进入温度及退出温度进行比较，在满足要求时，进入下一个排温热管理模式。

10、优选地，当scr入口温度预测值高于最后一个排温热管理模式的退出温度时，发动机进入正常模式。

11、优选地，发动机进入正常模式运行时，若scr入口温度预测值低于任一个排温热管理模式的退出温度，则重新进入排温热管理模式的使能条件判断。

12、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

13、1、根据scr入口温度的预测值和目标值设定差值进行不同排温热管理模式之间的切换，在满足排温目标的同时降低油耗；

14、2、能够根据环境温度以及scr入口的目标温度进行参数的调节，进一步降低了油耗；

15、3、在升温到正常模式之后，如果重新进行排温热管理模式，由于采用多级排温热管理模式，可以有效减少发动机参数调整对驾驶感受的影响，提升驾驶舒适性。

技术特征：

1.一种自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：在发动机台架开发过程中，根据开发目标完成发动机正常运行模式下的标定工作，使排放可以满足nox原机排放工程目标要求下达到油耗最优，根据台架whtc循环排放目标排温，开发若干个不同排温目标的排温热管理模式，以whtc循环设定排温平均值为基准，分别记为egtm1、egtm2、egtm3、…egtmn，各排温热管理模式温度提升效果依次提升，对每个排温热管理模式设置温度限值作为该排温热管理模式的进入温度和退出温度，将scr入口预测温度与各排温热管理模式的进入温度和退出温度进行对比，使发动机进入符合条件的排温热管理模式。

2.根据权利要求1所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：每个排温热管理模式的温度限值根据发动机实际台架运行情况进行标定。

3.根据权利要求1所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：一个排温热管理模式的进入温度的温度限值与上一个排温热管理模式的退出温度的温度限值之间设有重叠滞回区间。

4.根据权利要求1所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：发动机的燃烧控制参数切换设置有时滞或斜率限制。

5.根据权利要求1所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：基于doc入口温度和doc、dpf比热容以及scr混合器热损失作为依据计算scr入口预测温度。

6.根据权利要求1所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：发动机启动后，根据scr入口预测温度进行判断发动机进入排温热管理模式的使能条件判断，若使能条件不满足，则继续按正常模式运行直至条件满足之后进行排温热管理模式判断和选择。

7.根据权利要求6所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：若使能条件满足，根据当前scr入口温度预测值和各排温热管理模式的进入温度及退出温度进行匹配进入对应的排温热管理模式。

8.根据权利要求7所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：当scr入口温度预测值升高时，和下一个排温热管理模式的进入温度及退出温度进行比较，在满足要求时，进入下一个排温热管理模式。

9.根据权利要求8所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：当scr入口温度预测值高于最后一个排温热管理模式的退出温度时，发动机进入正常模式。

10.根据权利要求6所述自适应发动机排温管理控制方法，其特征在于：发动机进入正常模式运行时，若scr入口温度预测值低于任一个排温热管理模式的退出温度，则重新进入排温热管理模式的使能条件判断。

技术总结
本发明涉及发动机控制系统技术领域，公开了一种自适应发动机排温管理控制方法，在发动机台架开发过程中，根据开发目标完成发动机正常运行模式下的标定工作，根据台架WHTC循环排放目标排温，开发若干个不同排温目标的排温热管理模式，以WHTC循环设定排温平均值为基准，各排温热管理模式温度提升效果依次提升，对每个排温热管理模式设置温度限值作为该排温热管理模式的进入温度和退出温度，将SCR入口预测温度与各排温热管理模式的进入温度和退出温度进行对比，使发动机进入符合条件的排温热管理模式。本发明自适应发动机排温管理控制方法，根据目标温度设定差值进行不同排温热管理模式之间的切换，在满足排温目标的同时降低油耗。

技术研发人员：李兴章,董才月,王启琛,石浩,张绍荣,邱文涛,许法亮,赵梦媛
受保护的技术使用者：东风商用车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15