一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置及方法与流程

1.本发明涉及发动机后处理热管理领域，具体说是一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置及方法。


背景技术：

2.排气节流阀用于排温热管理的控制，当获取的温度值不大于预设温度时发出排温热管理需求，至温度大于预设温度时恢复排气节流阀正常开度。使用过程中发现，仅靠排气节流阀作用，如果排气节流阀关闭较小，小负荷区域排气量小提升排温作用不明显，如果排气节流阀关闭较大，排气不畅导致混合气滞留缸内时间较长，nox排放量增大、发动机动力性受影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置及方法，针对doc+dpf+scr后处理的特性，不同排温、不同模式提供不同的管理策略，在不影响驾驶动力性体验的同时，通过进气节流阀与排气节流阀同时作用，合理设定开度在短时间内快速提升排温。
4.为解决上述技术问题，一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，包括连接在发动机进气管上的进气节流阀和发动机排气管上的排气节流阀，所述发动机排气管上沿排气排气方向依次连接有doc、dpf和scr,所述发动机连接ecu，所述doc、dpf和scr的上游均对应设有与所述ecu电连接的doc温度传感器、dpf温度传感器和scr温度传感器，所述ecu还与计时器和再生请求开关电连接，其结构特点是：所述ecu内设有比较单元和与所述比较单元电连接的控制单元，所述控制单元通过接收所述比较单元的信号控制所述进气节流阀和排气节流阀的开度，所述比较单元内预设有scr上游的目标温度t1、t2和t3，且t1《t2《t3，以及doc上游的高效区域温度。
5.进一步的，所述进气节流阀为机械节流阀，包括本体、节气门位置传感器和步进电机。
6.进一步的，所述进气节流阀为电子节流阀，包括本体、节气门位置传感器和直流电机。
7.为解决上述技术问题，一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，使用上述任一项所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，其特征在于包括以下步骤：s10：所述ecu实时获取scr温度传感器测得的所述scr上游温度t和所述doc温度传感器测得的所述doc上游温度；s20：非dpf再生模式下，经过设定时间，所述ecu的比较单元判断所述scr上游温度t是否小于所述目标温度t1；
响应于所述scr上游温度t小于所述目标温度t1的判断结果，所述控制单元通过第一程序来控制所述进气节流阀与排气节流阀的开度，快速提升排温；响应于所述scr上游温度t不小于所述目标温度t1的判断结果，所述ecu的比较单元判断所述scr上游温度是否小于所述目标温度t2；响应于所述scr上游温度t小于所述目标温度t2的判断结果，所述控制单元通过第二程序来控制所述排气节流阀和进气节流阀的开度，直至所述scr上游温度t高于所述所述目标温度t3，所述控制单元控制所述排气节流阀与排气节流阀调整为全开开度；s30：dpf再生模式下，所述控制单元控制进气节流阀、排气节流阀合理智能调整开度，直至所述doc上游温度达到所述高效区域温度。
8.进一步的，第一程序下，所述进气节流阀与排气节流阀同时智能调节开度。
9.进一步的，所述进气节流阀和排气节流阀的智能调节方式为：所述排气节流阀通过预设在所述ecu中的转速油量阀开度迈普输出值开环调整开度，所述进气节流阀通过预设在所述ecu中的转速油量进气压力迈普闭环控制调节开度。
10.进一步的，所述转速油量阀开度迈普，是依据发动机的转速、喷油量和阀开度的数据表来绘制map曲线。
11.进一步的，所述转速油量进气压力迈普，是依据发动机的转速、喷油量和进气压力的数据表来绘制map曲线。
12.进一步的，第二程序下，所述排气节流阀全开，所述进气节流阀闭环控制调节开度。
13.进一步的，再生结束后，所述控制单元控制所述进气节流阀和排气节流阀恢复至非dpf再生模式。
14.采用上述装置及方法后，依据不同的温度下，通过控制单元合理的控制进气节流阀和排气节流阀的开度，综合作用下实现高效提升排温，从而解决低温导致后处理问题（doc起燃困难、dpf再生周期短、scr易结晶），相比传统的仅靠排气节流阀作用，实现快速提升排温，避免排气不畅导致混合气体滞留缸内时间较长，导致nox排放量增大、发动机性能受到影响等问题。发动机缸冷机启动后，scr上游温度t接近环境温度，即低于目标温度t1，此时控制单元通过第一程序来控制进气节流阀和排气节流阀的开度，使scr上游温度t在极短时间上升至目标温度t1，此温度尿素正常喷射且结晶风险小。发动机长时间在小负荷运行，t1《t《t2,此温度内dpf无被动再生消碳，进气节流阀调节开度使scr上游温度t提升至t3，dpf被动再生消碳。
附图说明
15.图1为本发明通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法的流程图。
具体实施方式
16.参照图1，该通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，包括连接在发动机进气管上的进气节流阀和发动机排气管上的排气节流阀，所述发动机排气管上沿排气排气方向依次连接有doc、dpf和scr,所述发动机连接ecu，所述doc、dpf和scr的上游
均对应设有与所述ecu电连接的doc温度传感器、dpf温度传感器和scr温度传感器，所述ecu还与计时器和再生请求开关电连接，所述ecu内设有比较单元和与所述比较单元电连接的控制单元，所述控制单元通过接收所述比较单元的信号控制所述进气节流阀和排气节流阀的开度，其中进气节流阀可以是机械节流阀，具体包括本体、节气门位置传感器和步进电机，使用时，踏板通过金属拉线拉动机械节流阀体上的卡簧，来推动阀体喉孔的阀片，以此来控制发动机的进气量。优选的，所述进气节流阀为电子节流阀，包括本体、节气门位置传感器和直流电机，使用时，节气门位置传感器检测阀片开度并传递给ecu，ecu的控制单元来驱动直流电机，从而控制阀片，使进气量满足控制需求，上述的机械节流阀和电子节流阀均为现有技术。
17.所述比较单元内预设有scr上游的目标温度t1（一般取225℃-235℃，优选的，取230℃）、t2（一般取多少245℃-255℃，优选的，取250℃）和t3（一般取多少295℃-305℃，优选的，取300℃），且t1《t2《t3，以及doc上游的高效区域温度（通常情况下为300-400℃）。
18.一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，使用上述任一项所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，包括以下步骤：s10：所述ecu实时获取scr温度传感器测得的所述scr上游温度t和所述doc温度传感器测得的所述doc上游温度；s20：非dpf再生模式下，经过设定时间（一般取0.8h-1.2h,优选取1h），所述ecu的比较单元判断所述scr上游温度t是否小于所述目标温度t1；响应于所述scr上游温度t小于所述目标温度t1的判断结果，所述控制单元通过第一程序来控制所述进气节流阀与排气节流阀的开度，快速提升排温，使scr上游温度t快速提高到目标温度t1。其中第一程序具体指控制单元控制所述进气节流阀与排气节流阀同时智能调节开度，所述进气节流阀和排气节流阀的智能调节方式为：所述排气节流阀通过预设在所述ecu中的转速油量阀开度迈普输出值开环调整开度，具体的，所述转速油量阀开度迈普，是依据发动机的转速、喷油量和阀开度的数据表来绘制map曲线，其中可通过matlab来绘制map曲线，其中x代表转速，y代表喷油量，z代表阀开度。所述进气节流阀通过预设在所述ecu中的转速油量进气压力迈普闭环控制调节开度，具体的，所述转速油量进气压力迈普，是依据发动机的转速、喷油量和进气压力的数据表来绘制map曲线，其中可通过matlab来绘制map曲线，其中x代表转速，y代表喷油量，z代表进气压力，此热管理模式保障排温快速上升，尽快喷射尿素并极少尿素结晶风险。
19.响应于所述scr上游温度t不小于所述目标温度t1的判断结果，所述ecu的比较单元判断所述scr上游温度是否小于所述目标温度t2；响应于所述scr上游温度t小于所述目标温度t2的判断结果，所述控制单元通过第二程序来控制所述排气节流阀和进气节流阀的开度，其中第二程序具体指控制单元控制所述排气节流阀全开，所述进气节流阀闭环控制调节开度，此温度内dpf无被动再生消碳。直至所述scr上游温度t高于所述所述目标温度t3，所述控制单元控制所述排气节流阀与排气节流阀调整为全开开度，确保发动机经济性最优。
20.s30：dpf再生模式下，所述控制单元控制进气节流阀、排气节流阀合理智能调整开度，直至所述doc上游温度达到所述高效区域温度，此温度下，dpf再生周期短。
21.再生结束后，所述控制单元控制所述进气节流阀和排气节流阀恢复至非dpf再生
模式。
22.发动机刚冷机启动后，scr上游温度t接近环境温度，低于目标温度t1，此时控制单元通过第一程序来控制所述进气节流阀与排气节流阀的开度，快速提升排温，使scr上游温度t快速提高到目标温度t1，此温度尿素正常喷射且结晶风险较小，避免仅靠排气节流阀作用就会存在如下问题，譬如，如果排气节流阀关闭较小，小负荷区域排气量小提升排温作用不明显，如果排气节流阀关闭较大，排气不畅导致混合气滞留缸内时间较长，nox排放量增大、发动机动力性受影响。发动机长时间在小负荷运行，t1《t《t2,此温度内dpf无被动再生消碳，进气节流阀调节开度提升温度至t3，dpf被动再生消碳。当dpf达到再生条件，进气节流阀和排气节流阀同时作用，快速提升排温至doc的高效区域温度，利用进气节流阀和排气节流阀综合作用，高效提升排温，从而解决低温导致后处理问题，例如doc起燃困难、dpf再生周期短和scr易结晶等。

技术特征：
1.一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，包括连接在发动机进气管上的进气节流阀和发动机排气管上的排气节流阀，所述发动机排气管上沿排气排气方向依次连接有doc、dpf和scr,所述发动机连接ecu，所述doc、dpf和scr的上游均对应设有与所述ecu电连接的doc温度传感器、dpf温度传感器和scr温度传感器，所述ecu还与计时器和再生请求开关电连接，其特征是：所述ecu内设有比较单元和与所述比较单元电连接的控制单元，所述控制单元通过接收所述比较单元的信号控制所述进气节流阀和排气节流阀的开度，所述比较单元内预设有scr上游的目标温度t1、t2和t3，且t1<t2<t3，以及doc上游的高效区域温度。2.根据权利要求1所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，其特征是：所述进气节流阀为机械节流阀，包括本体、节气门位置传感器和步进电机。3.根据权利要求1所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，其特征是：所述进气节流阀为电子节流阀，包括本体、节气门位置传感器和直流电机。4.一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，使用权利要求1-3任一项所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置，其特征在于包括以下步骤：s10：所述ecu实时获取scr温度传感器测得的所述scr上游温度t和所述doc温度传感器测得的所述doc上游温度；s20：非dpf再生模式下，经过设定时间，所述ecu的比较单元判断所述scr上游温度t是否小于所述目标温度t1；响应于所述scr上游温度t小于所述目标温度t1的判断结果，所述控制单元通过第一程序来控制所述进气节流阀与排气节流阀的开度，快速提升排温；响应于所述scr上游温度t不小于所述目标温度t1的判断结果，所述ecu的比较单元判断所述scr上游温度是否小于所述目标温度t2；响应于所述scr上游温度t小于所述目标温度t2的判断结果，所述控制单元通过第二程序来控制所述排气节流阀和进气节流阀的开度，直至所述scr上游温度t高于所述所述目标温度t3，所述控制单元控制所述排气节流阀与排气节流阀调整为全开开度；s30：dpf再生模式下，所述控制单元控制进气节流阀、排气节流阀合理智能调整开度，直至所述doc上游温度达到所述高效区域温度。5.根据权利要求4所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，其特征是：第一程序下，所述进气节流阀与排气节流阀同时智能调节开度。6.根据权利要求5所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，其特征是：所述进气节流阀和排气节流阀的智能调节方式为：所述排气节流阀通过预设在所述ecu中的转速油量阀开度迈普输出值开环调整开度，所述进气节流阀通过预设在所述ecu中的转速油量进气压力迈普闭环控制调节开度。7.根据权利要求6所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，其特征是：所述转速油量阀开度迈普，是依据发动机的转速、喷油量和阀开度的数据表来绘制map曲线。8.根据权利要求6所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，其特征是：所述转速油量进气压力迈普，是依据发动机的转速、喷油量和进气压力的数
据表来绘制map曲线。9.根据权利要求4所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，其特征是：第二程序下，所述排气节流阀全开，所述进气节流阀闭环控制调节开度。10.根据权利要求4所述的通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理方法，其特征是：再生结束后，所述控制单元控制所述进气节流阀和排气节流阀恢复至非dpf再生模式。

技术总结
本发明公开了一种通过进气节流阀与排气节流阀共同作用的后处理热管理装置及方法，其方法包括：所述ECU实时获取SCR温度传感器测得的所述SCR上游温度T和所述DOC温度传感器测得的所述DOC上游温度；非DPF再生模式下，经过设定时间，所述ECU的比较单元判断所述SCR上游温度T是否小于所述目标温度T1；响应于所述SCR上游温度T小于所述目标温度T1的判断结果，所述控制单元通过第一程序来控制所述进气节流阀与排气节流阀的开度，快速提升排温。本发明具有针对DOC+DPF+SCR后处理的特性，不同排温、不同模式提供不同的管理策略，在不影响驾驶动力性体验的同时，通过进气节流阀与排气节流阀同时作用，合理设定开度在短时间内快速提升排温的特点。的特点。的特点。


技术研发人员：杨国娟 曹国强 王双龙
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.04.08
技术公布日：2023/6/26