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CN112459913A - 一种清除结晶的热管理控制方法及热管理控制系统 - Google Patents

一种清除结晶的热管理控制方法及热管理控制系统 Download PDF

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CN112459913A CN202011284921.7A CN202011284921A CN112459913A CN 112459913 A CN112459913 A CN 112459913A CN 202011284921 A CN202011284921 A CN 202011284921A CN 112459913 A CN112459913 A CN 112459913A
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Abstract

本申请涉及发动机技术领域，公开了一种清除结晶的热管理控制方法及热管理控制系统，控制方法包括：实时采集发动机的热管理温度；将热管理温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值做对比，当热管理温度位于第二温度阈值与第三温度阈值之间时，生成调节信息；其中，第一温度阈值为满足排放的温度，第二温度阈值为满足能够对发动机提温到清除结晶温度的温度，第三温度阈值为清除结晶的温度，且第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值；根据调节信息对热管理温度进行提温，以使得发动机的热管理温度高于第三温度阈值以去除结晶。上述控制方法，够根据工况实时调整温度以达到及时清理结晶的目的，同时最大限度降低油耗损失。

Description

一种清除结晶的热管理控制方法及热管理控制系统
技术领域
本申请涉及发动机技术领域，特别涉及一种清除结晶的热管理控制方法及热管理控制系统。
背景技术
柴油机运行需要通过选择性催化还原(SCR)过程来对氮氧化物进行还原，从而满足排放要求。然而，在部分工况下，SCR催化还原所需要的尿素水溶液不能够完全在管路内完全蒸发并分解，从而导致混合器和管路上出现尿素沉积物，称为结晶。
目前，清除结晶的方式主要是基于触发条件直接触发，切到发动机的再生热管理下进行后喷或者HC喷射提温，但是该方法油耗损失大，容易中断且错过最佳的清除时机。因此，如何在及时清除结晶的同时还能节省油耗是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种清除结晶的热管理控制方法及热管理控制系统，能够根据工况实时调整温度以达到及时清理结晶的目的，同时最大限度降低油耗损失。
一方面，本发明提供一种清除结晶的热管理控制方法，包括：
实时采集发动机的热管理温度；
将所述热管理温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值做对比，当所述热管理温度位于所述第二温度阈值与所述第三温度阈值之间时，生成调节信息；其中，所述第一温度阈值为满足排放的温度，所述第二温度阈值为满足能够对发动机提温到清除结晶温度的温度，所述第三温度阈值为清除结晶的温度，且第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值；
根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，以使得所述发动机的热管理温度高于所述第三温度阈值以去除结晶。
上述控制方法，提前设定第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值，并且实时采集发动机的热管理温度，将热管理温度与三个温度阈值做对比，当满足热管理温度位于第二温度阈值与第三温度阈值之间时，通过将热管理温度进行提温至高于第三温度阈值，此时的热管理温度能够对结晶进行蒸发并分解，从而达到去除结晶的目的。由于发动机在运行过程中，实时监测热管理温度，能够及时获取发动机的工况，从而根据当前工况，寻找最佳的窗口期，从而及时清除结晶，在保证了热管理的成功率的同时，由于不需要切到发动机的再生热管理下进行后喷或者HC喷射提温，从而最大限度降低了油耗损失。
因此，本发明中的清除结晶的热管理控制方法，够根据工况实时调整温度以达到及时清理结晶的目的，同时最大限度降低油耗损失。
优选地，所述根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，包括：
当所述热管理温度最低低于所述第一温度阈值、且最高高于所述第二温度阈值时，通过HC喷射对所述热管理温度进行提温。
优选地，所述根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，还包括：
当所述热管理温度最低温度处于所述第一阈值与所述第二阈值之间、最高高于所述第二阈值时，通过对发动机加热以满足HC喷射条件。
优选地，所述根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，还包括：
当通过如上述方法未能完全清理结晶时，调整所述第二温度阈值至第四温度阈值，且调整所述第三温度阈值至第五温度阈值；
当所述热管理温度位于所述第四温度阈值与所述第五温度阈值之间时，对所述热管理温度进行提温以使得所述发动机的热管理温度高于所述第五温度阈值以去除结晶；
其中，所述第四温度阈值高于所述第一温度阈值且低于所述第二温度阈值，所述第五温度阈值高于所述第三温度阈值。
优选地，所述第一温度阈值为220-230℃，所述第二温度阈值为280-290℃，所述第三温度阈值为450-460℃。
另一方面，本发明还提供一种热管理控制系统，包括：
采集单元，用于实时采集发动机的热管理温度；
处理单元，用于将所述热管理温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值做对比，当所述热管理温度位于所述第二温度阈值与所述第三温度阈值之间时，生成调节信息；其中，所述第一温度阈值为满足排放的温度，所述第二温度阈值为满足能够对发动机提温到清除结晶温度的温度，所述第三温度阈值为清除结晶的温度，且第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值；
执行单元，根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，以使得所述发动机的热管理温度高于所述第三温度阈值以去除结晶。
优选地，所述执行单元具体用于：
当所述热管理温度最低低于所述第一温度阈值、且最高高于所述第二温度阈值时，通过HC喷射对所述热管理温度进行提温。
优选地，所述执行单元具体还用于：
当所述热管理温度最低温度处于所述第一阈值与所述第二阈值之间、最高高于所述第二阈值时，通过对发动机加热以满足HC喷射条件。
优选地，所述执行单元具体还用于：
当通过上述提温方法未能完全清理结晶时，调整所述第二温度阈值至第四温度阈值，且调整所述第三温度阈值至第五温度阈值；
当所述热管理温度位于所述第四温度阈值与所述第五温度阈值之间时，对所述热管理温度进行提温以使得所述发动机的热管理温度高于所述第五温度阈值以去除结晶；
其中，所述第四温度阈值高于所述第一温度阈值且低于所述第二温度阈值，所述第五温度阈值高于所述第三温度阈值。
优选地，所述第一温度阈值为220-230℃，所述第二温度阈值为280-290℃，所述第三温度阈值为450-460℃。
附图说明
图1为本发明实施例中的清除结晶的热管理控制方法的一种步骤流程图；
图2为本发明实施例中第一阶段中热管理状态的一种示意图；
图3为本发明实施例中第二阶段中热管理状态的一种示意图；
图4为本发明实施例中第三阶段中热管理状态的一种示意图；
图5为本发明实施例中热管理控制系统的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明提供了一种清除结晶的热管理控制方法，具体包括以下步骤：
S100：实时采集发动机的热管理温度；
S200：将热管理温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值做对比，当热管理温度位于第二温度阈值与第三温度阈值之间时，生成调节信息；其中，第一温度阈值为满足排放的温度，第二温度阈值为满足能够对发动机提温到清除结晶温度的温度，第三温度阈值为清除结晶的温度，且第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值；
S300：根据调节信息对热管理温度进行提温，以使得发动机的热管理温度高于第三温度阈值以去除结晶。
上述控制方法，提前设定第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值，并且实时采集发动机的热管理温度，将热管理温度与三个温度阈值做对比，当满足热管理温度位于第二温度阈值与第三温度阈值之间时，通过将热管理温度进行提温至高于第三温度阈值，此时的热管理温度能够对结晶进行蒸发并分解，从而达到去除结晶的目的。由于发动机在运行过程中，实时监测热管理温度，能够及时获取发动机的工况，从而根据当前工况，寻找最佳的窗口期，从而及时清除结晶，在保证了热管理的成功率的同时，由于不需要切到发动机的再生热管理下进行后喷或者HC喷射提温，从而最大限度降低了油耗损失。
因此，本发明中的清除结晶的热管理控制方法，够根据工况实时调整温度以达到及时清理结晶的目的，同时最大限度降低油耗损失。
需要说明的是，上述方法中，通过实时采集发动机的热管理温度，并根据温度判断是否要对热管理温度进行提温以清除结晶可分为三个阶段，以便于根据发动机当前的工况选择合适的提温策略，从而更进一步地降低油耗损失。
基于此，清除结晶的触发条件可以针对不同的机型进行合理选择，一种实施例中，可基于里程、运行时间以及模型结晶量三种方式来决定清除结晶的触发条件。对于上述任意一种方式，结合结晶的形成速率以及清除的难易程度，可将结晶清除时机分为三个阶段，并同时对应三种提温消除结晶的控制方法，具体如下：
第一阶段：当发动机运行的时间或里程或模型预测值较小时，此时发动机此时以排放经济性为主，并结合图2可以看到，此时发动机的热管理时的温度最低低于第一温度阈值，最高高于第二温度阈值，在该工况下，寻找合适的热管理窗口，即当热管理温度高于第二温度阈值时，通过HC喷射进行提温，以去除结晶。通常该情况下为高效的正常运行模式，顺带提温，此阶段的结晶量低，且容易消除。需要说明的是，该阶段是主要推荐的清除方式。
第二阶段：当发动机运行的时间或里程或模型预测值开始增大，大于第一阶段时，且由于运行工况原因，在第一阶段时间里程内一直未找到合适的提温条件，即第一阶段内的热管理的温度一直低于第二温度阈值。结合图3可以看到，在第二阶段内，热管理的温度一直高于第一温度阈值，且最高高于第二温度阈值，则该阶段需要强制发动机加热满足HC喷射条件后进行结晶热管理，具体在图中体现为当热管理的温度高于第二温度阈值时，进行提温以使此过程中的温度高于第三温度阈值。需要说明的是，该方式以排放清除结晶为主，油耗牺牲比第一阶段中的方式率高。
第三阶段：当发动机运行的时间或里程或模型预测值持续增大，大于第二阶段，且上述第一阶段和第二阶段中清除结晶均未成功，或者第二阶段没有完全成功时，此时需要根据实际的探测经验，需要对热管理的提温时间以及提问温度做相应的调整，一种实现方式中，可将第二温度阈值调整至第四温度阈值(第四温度阈值高于第一温度阈值且低于第二温度阈值)，且将第三温度阈值调整至第五温度阈值(第五温度阈值高于第三温度阈值)。结合图4可以看到，如第一阶段中，此时发动机的热管理时的温度最低低于第一温度阈值，最高高于第四温度阈值，当热管理温度高于第四温度阈值时，生成新的调节信息，并根据新的调节信息进行提温，从而使得该过程中热管理温度高于第五温度阈值以清除结晶。
需要说明的是，上述第三阶段由于下调了第二温度阈值至第四温度阈值，能够使得提温提早开始，并且提温后的温度升高，更利于清除结晶，并且增加了提温时间，该阶段以排放清理结晶为主，但是油耗牺牲较高。
还需要说明的是，本发明实施例中的热管理的控制方法，可控制90％的使用场景在第一阶段与第二阶段即完成结晶热管理的触发以及清除，第三阶段使用较少，但是由于车辆运行的多样性，当有需要时，也可通过第三阶段的方式进行结晶的清除。
还需要说明的是，上述各阶段对于提温的触发条件主要以当前的热管理温度为主，也可结合当前车速以及排放的废气流量，共同决定提温的触发条件，能够更精准地获取当前发动机的工况，从而更好地清除结晶，并且降低油耗。
一种实施例中，上述第一温度阈值可取值为220-230℃，第二温度阈值可取值为280-290℃，第三温度阈值可取值为450-460℃。当然，也可根据发动机的型号选择相适应的温度阈值，此处不做限定。
基于同一发明思路，如图5所示，本申请还可提供一种热管理控制系统，具体包括：
采集单元10，用于实时采集发动机的热管理温度；
处理单元20，用于将热管理温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值做对比，当热管理温度位于第二温度阈值与第三温度阈值之间时，生成调节信息；其中，第一温度阈值为满足排放的温度，第二温度阈值为满足能够对发动机提温到清除结晶温度的温度，第三温度阈值为清除结晶的温度，且第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值；
执行单元30，根据调节信息对热管理温度进行提温，以使得发动机的热管理温度高于第三温度阈值以去除结晶。
进一步地，上述执行单元30可用于：当热管理温度最低低于第一温度阈值、且最高高于第二温度阈值时，通过HC喷射对热管理温度进行提温。
进一步地，上述执行单元30还可用于：当热管理温度最低温度处于第一阈值与第二阈值之间、最高高于第二阈值时，通过对发动机加热以满足HC喷射条件。
进一步地，上述执行单元30还可用于：当通过上述提温方法未能完全清理结晶时，调整第二温度阈值至第四温度阈值，且调整第三温度阈值至第五温度阈值；
当热管理温度位于第四温度阈值与第五温度阈值之间时，对热管理温度进行提温以使得发动机的热管理温度高于第五温度阈值以去除结晶；
其中，第四温度阈值高于第一温度阈值且低于第二温度阈值，第五温度阈值高于第三温度阈值。
具体地，上述处理单元20中预设的第一温度阈值为220-230℃，第二温度阈值为280-290℃，第三温度阈值为450-460℃。
需要说明的是，上述热管理控制系统的热管理控制方法同上述提及的清除结晶的热管理控制方法一样，此处不做赘述，并且，本申请提供的热管理控制系统，能够适应于细分市场的多变工况的热管理触发及管理方案。分级探测，寻找最佳的窗口期，层层递进，保证热管理的成功率，同时最大限度降低油耗损失。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种清除结晶的热管理控制方法，其特征在于，包括：
实时采集发动机排放时的热管理温度；
将所述热管理温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值做对比，当所述热管理温度位于所述第二温度阈值与所述第三温度阈值之间时，生成调节信息；其中，所述第一温度阈值为满足排放的温度，所述第二温度阈值为满足能够对发动机提温到清除结晶温度的温度，所述第三温度阈值为清除结晶的温度，且第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值；
根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，以使得所述发动机的热管理温度高于所述第三温度阈值以去除结晶。
2.根据权利要求1所述的清除结晶的热管理控制方法，其特征在于，所述根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，包括：
当所述热管理温度最低低于所述第一温度阈值、且最高高于所述第二温度阈值时，通过HC喷射对所述热管理温度进行提温。
3.根据权利要求2所述的清除结晶的热管理控制方法，其特征在于，所述根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，还包括：
当所述热管理温度最低温度处于所述第一阈值与所述第二阈值之间、最高高于所述第二阈值时，通过对发动机加热以满足HC喷射条件。
4.根据权利要求3所述的清除结晶的热管理控制方法，其特征在于，所述根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，还包括：
当通过如权利要求2和/或3中的方法未能完全清理结晶时，调整所述第二温度阈值至第四温度阈值，且调整所述第三温度阈值至第五温度阈值；
当所述热管理温度位于所述第四温度阈值与所述第五温度阈值之间时，对所述热管理温度进行提温以使得所述发动机的热管理温度高于所述第五温度阈值以去除结晶；
其中，所述第四温度阈值高于所述第一温度阈值且低于所述第二温度阈值，所述第五温度阈值高于所述第三温度阈值。
5.根据权利要求1所述的清除结晶的热管理控制方法，其特征在于，所述第一温度阈值为220-230℃，所述第二温度阈值为280-290℃，所述第三温度阈值为450-460℃。
6.一种热管理控制系统，其特征在于，包括：
采集单元，用于实时采集发动机的热管理温度；
处理单元，用于将所述热管理温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值做对比，当所述热管理温度位于所述第二温度阈值与所述第三温度阈值之间时，生成调节信息；其中，所述第一温度阈值为满足排放的温度，所述第二温度阈值为满足能够对发动机提温到清除结晶温度的温度，所述第三温度阈值为清除结晶的温度，且第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值；
执行单元，根据所述调节信息对所述热管理温度进行提温，以使得所述发动机的热管理温度高于所述第三温度阈值以去除结晶。
7.根据权利要求6所述的热管理控制系统，其特征在于，所述执行单元具体用于：
当所述热管理温度最低低于所述第一温度阈值、且最高高于所述第二温度阈值时，通过HC喷射对所述热管理温度进行提温。
8.根据权利要求7所述的热管理控制系统，其特征在于，所述执行单元具体还用于：
当所述热管理温度最低温度处于所述第一阈值与所述第二阈值之间、最高高于所述第二阈值时，通过对发动机加热以满足HC喷射条件。
9.根据权利要求8所述的热管理控制系统，其特征在于，所述执行单元具体还用于：
当通过如权利要求7和/或8中的提温方法未能完全清理结晶时，调整所述第二温度阈值至第四温度阈值，且调整所述第三温度阈值至第五温度阈值；
当所述热管理温度位于所述第四温度阈值与所述第五温度阈值之间时，对所述热管理温度进行提温以使得所述发动机的热管理温度高于所述第五温度阈值以去除结晶；
其中，所述第四温度阈值高于所述第一温度阈值且低于所述第二温度阈值，所述第五温度阈值高于所述第三温度阈值。
10.根据权利要求6所述的热管理控制系统，其特征在于，所述第一温度阈值为220-230℃，所述第二温度阈值为280-290℃，所述第三温度阈值为450-460℃。
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