一种提高怠速暖机速度的控制方法与流程 专利技术说明

发动机及配件附件的制造及其应用技术1.本发明涉及发动机进排气控制技术，更具体地说，它涉及一种提高怠速暖机速度的控制方法。背景技术：2.如图1所示为发动机系统的运行模型图。发动机正常运转时，新鲜空气经过“发动机空滤-增压器压气机-中冷器-节气门-进气管”后，进入到燃烧室，并在燃烧室中与燃料混合燃烧后成为高温废气。其中一部分高温废气经过“egr冷却器-egr阀”回到进气管；另一部分废气经过“排气管-增压器涡轮机-后处理器”后排向大气。发动机冷却液经过水泵加压后流过机体缸盖、egr冷却器到达节温器。在冷却液水温低时，一部分冷却液走小循环管路回到水泵入口；另一部分冷却液经过暖风热交换器进行热交换，热交换的热量将用于对驾驶室进行加热。3.现代发动机都在想方设法降油耗，因此，发动机在怠速时均以油耗优化控制策略进行运行。即通过较低的喷油量以降低油耗，此时的燃料燃烧的总能量也较少。尤其是小型发动机在怠速时总能量更少。4.在发动机以油耗优化控制策略运行时，因发动机的喷油量低，为确保燃烧效率，节气门处于开启状态，排气管与进气管之间压差很小。若发动机排出的高温废气需要回到进气管，中间还要经过egr冷却器和egr阀及其连接管路。而egr系统对高温废气存在有一定的流阻。即使egr阀打开，egr支路中的废气流量也较小，绝大部分废气的热量直接排入了大气中。甚至还会出现新鲜空气逆流进egr系统的现象。5.在寒冷天气条件下，由于发动机与环境温差较大，此时发动机暖机速度很慢，冷却液温度低，导致暖机效果差。为了加快暖机速度，最常用的方法是提高暖机时发动机转速。但该方法存在以下缺陷：一是发动机暖机转速太高会影响车辆驾驶，因此整车厂不允许转速过高；二是风扇转速与发动机转速通常成正比，风扇转速高会导致散热加大，转速提升到一定值后继续提速暖机效果改善变弱；三是暖机速度高会导致噪声大，影响驾驶员主观评价。技术实现要素：6.本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种提高怠速暖机速度的控制方法，实现发动机的快速暖机，同时满足噪声要求和油耗要求。7.本发明所述的一种提高怠速暖机速度的控制方法，预设冷却液的设定温度；当发动机处于怠速工况时，实时获取冷却液的当前温度；若冷却液的当前温度大于或等于设定温度，发动机系统以油耗优化控制策略运行；若冷却液的当前温度小于设定温度，执行废气再循环控制策略，使相当量的废气经过egr冷却器，以对冷却液进行加热。8.由于废气再循环控制策略可使高温废气进入到egr冷却器，因此实现了高温废气对egr冷却器和发动机冷却液的换热，从而实现了发动机的快速暖机功能。9.进一步的，废气再循环控制策略包括以下步骤：10.第一步、根据当前温度和设定温度之间的差值关系，标定节气门当前开度率；控制节气门以节气门当前开度率开启，以使排气管的气压大于进气管的气压。11.第二步、根据节气门当前开度率标定egr率；控制egr系统以标定的egr率使废气经过egr冷却器。12.为确保高温废气能顺利进入到egr系统中，通过减小节气门的开度使得排气管侧的压力大于进气管侧压力，为高温废气从排气管流动至进气管提供了动力条件。通过egr阀开度的增加以降低egr系统对废气的流阻，从而增加egr率，使更多的高温废气经过egr冷却器。不仅实现了对冷却液的快速升温，还能补偿因节气门开度变小导致新鲜空气进气量降低的部分，确保发动机的正常运转。而且废气再循环控制策略无需提高发动机怠速时的转速，利于油耗，同时也避免了因噪声过大造成的不良影响。13.更进一步的，节气门当前开度率为20％-40％。14.更进一步的，egr率为30％-40％。15.更进一步的，设定温度为45℃-55℃。16.更进一步的，发动机处于怠速工况时，发动机的负荷率在15％以下。17.更进一步的，发动机启动时，经过一延时时间，再获取冷却液的实时温度。18.更进一步的，延时时间为1s-3s。19.有益效果20.本发明的优点在于：21.1、发动机在低温环境下需要暖机时，通过对节气门和egr阀的开度控制，即可将发动机部分废气中的热量通过egr冷却器加热发动机冷却液，从而实现发动机的快速暖机。22.2、通过增加进入到egr冷却器中的废气量以对冷却液进行加热，无需将发动机的转速提高，不影响整车驾驶，同时噪声相对较低，满足整车厂及终端客户要求。23.3、在发动机正常运行或冷却液温度满足对发动机的暖机时，发动机恢复到正常工况状态，不影响发动机正常运行时的油耗。附图说明24.图1为发动机系统的运行模型图示意图；25.图2为本发明的控制方法流程结构示意图。具体实施方式26.下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。27.参阅图2，本发明的一种提高怠速暖机速度的控制方法，预设冷却液的设定温度。考虑到在寒冷的天气冷却液的热量转换为暖机所需热量的速率较差，因此本实施例将设定温度设为50℃。通过提高冷却液的设定温度以加长废气再循环控制策略的执行时间，从而更好的对冷却液进行加热。28.此外，为了确保发动机启动后马上执行废气再循环控制策略而引起的因供气量不足造成的熄火或怠速过低的问题，本实施例的发动机在启动后，需要经过一定的延时时间，再获取冷却液的实时温度。29.该延时时间设置为3s即可。这样既不会因延时过长导致暖风出风较慢的问题，也满足了发动机的正常运行所需的时间。30.本实施例将发动机的负荷率在15％以下时，设置为发动机处于怠速工况。31.当延时完毕，ecu即采集冷却液的当前温度。通过当前温度与设定温度的比对，即可判断是否需要执行提高怠速暖机速度的指令。32.具体的，若冷却液的当前温度大于或等于设定温度，发动机系统以油耗优化控制策略运行，不影响发动机运行工况正常时的油耗。若冷却液的当前温度小于设定温度，执行废气再循环控制策略，使相当量的废气可经过egr冷却器，以对冷却液进行加热。即在发动机怠速的情况下，只要冷却液温度低于50℃，即执行废气再循环控制策略，以提高怠速暖机速度。且在废气再循环控制策略中，并非所有排出的废气均经过egr冷却器，仅有部分进行循环。33.本实施例的废气再循环控制策略包括以下步骤：34.第一步、根据当前温度和设定温度之间的差值关系，标定节气门当前开度率。ecu控制节气门以节气门当前开度率开启，以使排气管的气压大于进气管的气压。35.第二步、根据节气门当前开度率标定egr率。控制egr系统以标定的egr率使废气经过egr冷却器。36.即通过ecu减小节气门开度、加大egr阀的开度从而加大发动机的egr率，从而让更多的排气热量经过egr冷却器进入到发动机冷却系统中。这样冷却液温度升高速度加快，从而提高暖机速度。而且暖机速度的加快使润滑油温度快速上升，有利于降低摩擦功。37.当冷却液的温度被加热至50℃之后，发动机将恢复油耗优化控制策略。即本实施例的暖机控制方法只在发动机启动暖机过程中使用，在发动机正常运行时不会对发动机油耗产生不利影响。经过试验验证，改变节气门开度和提高egr率的情况下，怠速稳定性和排放均能满足要求。38.需要说明的是，上述关于冷却液温度的采集以及废气再循环控制策略中的相关判断及控制过程，均由ecu实现。即在实现如上所述的控制方法时，只需要修改ecu的控制策略即可。其改进难度小，容易实现。39.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。









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