CN105888815B - 发动机排气处理系统及发动机中冷器风扇控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机排气处理系统及发动机中冷器风扇控制方法，包括外部进气装置、后处理箱、中冷器和控制装置，所述中冷器的进气口与所述外部进气装置连接，所述中冷器的排气口通过第一管道与发动机的进气口连接，所述发动机的排气口通过第二管道与所述后处理箱连接，所述控制装置分别与所述第二管道和所述中冷器的风扇连接，用于检测所述第二管道内后处理前气体温度，并根据检测结果控制所述中冷器的风扇转速。本发明中冷器的风扇转速，从而提高中冷器的排出气体温度，进而起到提高发动机排气温度的目的，能够有效提高发动机排入后处箱的气体温度，保证进入后处理箱的气体温度适宜，提高SCR转化效率降低尿素结晶风险。

Description

发动机排气处理系统及发动机中冷器风扇控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机排气处理系统及发动机中冷器风扇控制方法。

背景技术

目前SCR技术是指选择性催化还原，内燃机后处理技术，在后处理载体中涂敷催化剂，通过喷射尿素与排气中的有害物质反应，也是现在发动机后处理的常用技术，通常情况下，如图1所示，气体通过空滤12的过滤和增压器11的压端增压后进入中冷器3，中冷器3采用空-空冷却，利用风扇31的转动产生的风冷却增压后的气体，冷却后的气体进入发动机5，发动机5排出的气体通过增压器11的涡端增压后排入后处理箱2，后处理箱2对发动机5排出的气体中的有害物质进行处理。该技术能够有效降低发动机排出的NOx有害气体，但制约SCR技术的关键就是需要合适的发动机排气温度，在低排气温度情况下将会导致SCR转化NOx效率的降低，从而使得发动机废气有害物质排放超标，并对后处理系统带来尿素结晶风险。

现有风扇多为固定同一转速风扇，无法实现提升排气温度的功能，另有电磁多速风扇，受发动机负荷率和水温控制，随着发动机负荷率和水温的升高风扇转速相应变快，并没有针对提高排气温度的控制作用，控制功能单一。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有发动机排气系统的中冷器无法根据发动机的排气温度进行调节冷却，控制功能单一，难以实现提升发动机排气温度，容易导致SCR转化NOx效率的降低，从而使得发动机废气有害物质排放超标，并对后处理系统带来尿素结晶风险的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发动机排气处理系统，包括外部进气装置、后处理箱、中冷器和控制装置，所述中冷器的进气口与所述外部进气装置连接，所述中冷器的排气口通过第一管道与发动机的进气口连接，所述发动机的排气口通过第二管道与所述后处理箱连接，所述控制装置分别与所述第二管道和所述中冷器的风扇连接，用于检测所述第二管道内后处理前气体温度，并根据检测结果控制所述中冷器的风扇转速。

其中，所述控制装置包括ECU和设置于所述第二管道内的第二温度传感器，所述ECU与所述第二温度传感器连接，以采集所述第二温度传感器发送的后处理前气体温度信号并与第一温度阈值比较，并根据比较结果生成控制信号控制所述中冷器的风扇转速。

其中，所述控制装置还包括与所述中冷器的风扇连接的转速控制器，所述ECU与所述转速控制器连接，当所述第二温度传感器发送的后处理前气体温度信号小于所述第一温度阈值时，所述ECU发送控制信号降低所述中冷器的风扇转速。

其中，所述控制装置还包括设置于所述第一管道内的第一温度传感器，所述ECU与所述第一温度传感器连接，以在所述第二温度传感器发送的后处理前气体温度信号小于所述第一温度阈值后，采集所述第一温度传感器发送的中冷后气体温度信号并与第二温度阈值比较，当所述第一温度传感器发送的中冷后气体温度信号小于所述第二温度阈值时，所述ECU发送控制信号降低所述中冷器的风扇转速。

其中，所述控制装置还包括与所述发动机连接的发动机传感器，所述ECU与所述发动机传感器连接，以采集所述发动机传感器发送的发动机转速信号和喷油量信号获得当前所述发动机的工况，从而调定所述第二温度阈值的大小。

本发明还提供了一种发动机中冷器风扇控制方法，包括以下步骤：

S1，判断后处理前气体温度是否小于第一温度阈值，若是则进行步骤S2，若否则进行步骤S3；

S2，降低当前中冷器的风扇转速，经过预设时间后返回步骤S1；

S3，维持当前风扇转速。

其中，当步骤S1中后处理前气体温度小于第一温度阈值时，还包括以下步骤：

S101，判断中冷后气体温度是否小于第二温度阈值，若是则进行步骤S2，若否则进行步骤S3。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明发动机排气处理系统的控制装置检测后处理前气体温度，并根据检测结果控制中冷器的风扇转速，从而提高中冷器的排出气体温度，进而起到提高发动机排气温度的目的，能够有效提高发动机排入后处箱的气体温度，保证进入后处理箱的气体温度适宜，提高SCR转化效率，避免发动机废气有害物质排放超标，降低尿素结晶风险。本发明通过控制装置对中冷器的风扇进行智能控制，在原有风扇控制的基础上增加提排温功能，提高了中冷器的风扇的作用；可以在整车应用中发挥作用，减小产品尤其是后处理产品的故障率，降低排放风险。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是现有技术的发动机排气处理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一发动机排气处理系统的结构示意图；

图3是本发明实施例二发动机中冷器风扇控制方法的流程图。

图中：1：外部进气装置；2：后处理箱；3：中冷器；4：控制装置；5：发动机；6：第一管道；7：第二管道；11：增压器；12：空滤；31：风扇；41：ECU；42：第二温度传感器；43：第一温度传感器；T1：后处理前气体温度；T10：第一温度阈值；T2：中冷后气体温度；T20：第二温度阈值；t：预设时间。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

实施例一

如图2所示，本发明实施例一提供的发动机排气处理系统，包括外部进气装置1、后处理箱2、中冷器3和控制装置4，中冷器3的进气口与外部进气装置1连接，中冷器3的排气口通过第一管道6与发动机5的进气口连接，发动机5的排气口通过第二管道7与后处理箱2连接，控制装置4分别与第二管道7和中冷器3的风扇31连接，用于检测第二管道7内后处理前气体温度，并根据检测结果控制中冷器3的风扇31转速。

外部空气通过外部进气装置进入中冷器进行冷却，中冷器冷却后排出中冷后气体进入发动机，由发动机排气口排出后处理前气体进入后处理箱进行SCR处理，本发明发动机排气处理系统的控制装置检测后处理前气体温度，并根据检测结果控制中冷器的风扇转速，从而提高中冷器的排出气体温度，进而起到提高发动机排气温度的目的，能够有效提高发动机排入后处箱的气体温度，保证进入后处理箱的气体温度适宜，提高SCR转化效率，避免发动机废气有害物质排放超标，降低尿素结晶风险。本发明通过控制装置对中冷器的风扇进行智能控制，在原有风扇控制的基础上增加提排温功能，提高了中冷器的风扇的作用；可以在整车应用中发挥作用，减小产品尤其是后处理产品的故障率，降低排放风险。

其中，控制装置4包括ECU41(电子控制单元)和设置于第二管道7内的第二温度传感器42，ECU41与第二温度传感器42连接，以采集第二温度传感器42发送的后处理前气体温度信号并与第一温度阈值比较，并根据比较结果生成控制信号控制中冷器3的风扇31转速。第二温度传感器检测第二管道内由发动机排气口排出的气体温度，并将检测信号发送至ECU，ECU将其与人为根据后处理箱的工作情况设定的第一温度阈值进行比较，根据比较结果控制中冷器的风扇转速，实现了将后处理前气体温度控制与中冷器的风扇转速控制的智能化结合。

其中，控制装置4还包括与中冷器3的风扇31连接的转速控制器，ECU41与转速控制器连接，当第二温度传感器42发送的后处理前气体温度信号小于第一温度阈值时，ECU41发送控制信号降低中冷器3的风扇31转速。当处理前气体温度信号小于第一温度阈值时，ECU发送控制信号至转速控制器使中冷器的风扇转速降低；当处理前气体温度信号大于第一温度阈值时，ECU发送控制信号至转速控制器使中冷器的风扇转速保持当前状态不变，提高了控制调节的及时性与精确性。

进一步的，控制装置4还包括设置于第一管道6内的第一温度传感器43，ECU41与第一温度传感器43连接，以在第二温度传感器42发送的后处理前气体温度信号小于第一温度阈值后，采集第一温度传感器43发送的中冷后气体温度信号并与第二温度阈值比较，当第一温度传感器43发送的中冷后气体温度信号小于第二温度阈值时，ECU41发送控制信号降低中冷器3的风扇31转速。若ECU控制中冷器的风扇转速过低，有可能导致进入发动机的中冷后气体的温度偏高，超过发动机运行的最高温度，影响发动机的正常工作运行，因此在第一管道内设置检测进入发动机气体的温度的第一温度传感器，ECU接收第一温度传感器发送的中冷后温度气体信号并将其与第二温度阈值相比较，第二温度阈值为可标定量，一般第二温度阈值的设定值高于发动机正常运行时的中冷后气体温度，正常情况下该值会一直大于中冷后气体的实际温度，但在本发明中第二温度阈值的设置略小于发动机能正常运行的最高温度，一旦中冷后气体的温度偏高超过第二温度阈值，则ECU发送控制信号至转速控制器控制风扇正常转速不变，防止影响发动机的正常运行，此时第一温度传感器与ECU的连接设置对发动机及整个排气处理系统起到保护作用。

其中，控制装置4还包括与发动机5连接的发动机传感器，ECU41与发动机传感器连接，以采集发动机传感器发送的发动机转速信号和喷油量信号获得当前发动机5的工况，从而调定第二温度阈值的大小。ECU根据通过发动机传感器获得发动机转速信号和喷油量信号确定当前状态下发动机的工况，工作人员可根据工况查表得到第二温度阈值，并可以增加环境压力温度以及发动机水温等相关参数的修正，调整第二温度阈值的大小，使确定第二温度阈值更加科学精确。

具体的，外部进气装置1包括增压器11与空滤12，增压器11的压端进气口与空滤12连接，增压器11的压端排气口与中冷器3的进气口连接，增压器11的涡端进气口与发动机5的排气口连接，增压器11的涡端排气口与后处理箱2连接。外部空气经过空滤保持纯净，进入增压器的压端增压后再通入中冷器中冷却，而后发动机排出的气体经过增压器的涡端增压后通入后处理箱中，进行废气处理净化。

实施例二

如图3所示，本发明实施例二提供了发动机中冷器风扇控制方法，包括以下步骤：

S1，判断后处理前气体温度T1是否小于第一温度阈值T10，若是则进行步骤S2，若否则进行步骤S3；

S2，降低当前中冷器的风扇转速，经过预设时间t后返回步骤S1；

S3，维持当前风扇转速。

本发明发动机中冷器风扇控制方法通过控制中冷器的风扇转速提高中冷器排出的气体温度，进而起到提高发动机的排气温度的目的，提高SCR转化效率，避免发动机废气有害物质排放超标，降低尿素结晶风险。在原有风扇控制的基础上增加提排温功能，提高了中冷器的风扇的作用；可以在整车应用中发挥作用，减小产品尤其是后处理产品的故障率，降低排放风险。在判断后处理前气体温度小于第一温度阈值后，中冷器的风扇转速降低，保持一段时间后，再次判断处理前气体温度是否小于第一温度阈值，若依然小于第一温度阈值，则在进行对中冷器的风扇转速的调整，依次循环直至后处理前气体温度达到第一温度阈值要求标准，以此逐步调节能够确保调节过程稳定，调节结果更加准确，效果更佳，有利于发动机的工作运行。

进一步的，当步骤S1中后处理前气体温度T1小于第一温度阈值T10时，还包括以下步骤：

S101，判断中冷后气体温度T2是否小于第二温度阈值T20，若是则进行步骤S2，若否则进行步骤S3。

为避免中冷器的风扇转速过低，导致进入发动机的中冷后气体的温度偏高，超过发动机运行的最高温度，影响发动机的正常工作运行，因此在判断后处理前气体温度小于第一温度阈值后，增加检测进入发动机气体的温度的步骤，中冷后气体温度与第二温度阈值相比较，第二温度阈值为可标定量，一般第二温度阈值的设定值高于发动机正常运行时的中冷后气体温度，正常情况下该值会一直大于中冷后气体的实际温度，但在本发明中第二温度阈值的设置略小于发动机能正常运行的最高温度，若中冷后气体的温度小于第二温度阈值，则降低中冷器风扇的当前转速，若中冷后气体的温度偏高超过第二温度阈值，则制器控制风扇正常转速不变，防止影响发动机的正常运行，此步骤的增加对发动机及整个排气处理系统起到保护作用。

本实施例提供的发动机中冷器风扇控制方法可以通过上述实施例一提供的发动机排气处理系统实现，第一温度传感器检测中冷后气体温度，第二温度传感器检测后处理前气体温度，二者均将检测信号发送至ECU，ECU获取信息后处理生成控制信号发送至转速控制器，转速控制器对中冷器的风扇转速进行调节。

综上所述，本发明发动机排气处理系统及发动机中冷器风扇控制方法控制中冷器的风扇转速，从而提高中冷器的排出气体温度，进而起到提高发动机排气温度的目的，能够有效提高发动机排入后处箱的气体温度，保证进入后处理箱的气体温度适宜，提高SCR转化效率，避免发动机废气有害物质排放超标，降低尿素结晶风险。本发明通过控制装置对中冷器的风扇进行智能控制，在原有风扇控制的基础上增加提排温功能，提高了中冷器的风扇的作用；可以在整车应用中发挥作用，减小产品尤其是后处理产品的故障率，降低排放风险。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种发动机排气处理系统，其特征在于：包括外部进气装置、后处理箱、中冷器和控制装置，所述中冷器的进气口与所述外部进气装置连接，所述中冷器的排气口通过第一管道与发动机的进气口连接，所述发动机的排气口通过第二管道与所述后处理箱连接，所述控制装置分别与所述第二管道和所述中冷器的风扇连接，用于检测所述第二管道内后处理前气体温度，并根据检测结果控制所述中冷器的风扇转速；所述控制装置包括ECU和设置于所述第二管道内的第二温度传感器，所述ECU与所述第二温度传感器连接，以采集所述第二温度传感器发送的后处理前气体温度信号并与第一温度阈值比较，并根据比较结果生成控制信号控制所述中冷器的风扇转速；所述控制装置还包括设置于所述第一管道内的第一温度传感器，所述ECU与所述第一温度传感器连接，以在所述第二温度传感器发送的后处理前气体温度信号小于所述第一温度阈值后，采集所述第一温度传感器发送的中冷后气体温度信号并与第二温度阈值比较，当所述第一温度传感器发送的中冷后气体温度信号小于所述第二温度阈值时，所述ECU发送控制信号降低所述中冷器的风扇转速。

2.根据权利要求1所述的发动机排气处理系统，其特征在于：所述控制装置还包括与所述中冷器的风扇连接的转速控制器，所述ECU与所述转速控制器连接，当所述第二温度传感器发送的后处理前气体温度信号小于所述第一温度阈值时，所述ECU发送控制信号降低所述中冷器的风扇转速。

3.根据权利要求2所述的发动机排气处理系统，其特征在于：所述控制装置还包括与所述发动机连接的发动机传感器，所述ECU与所述发动机传感器连接，以采集所述发动机传感器发送的发动机转速信号和喷油量信号获得当前所述发动机的工况，从而调定所述第二温度阈值的大小。

4.一种发动机中冷器风扇控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，判断后处理前气体温度是否小于第一温度阈值，若是则进行步骤S2，若否则进行步骤S3；

S2，降低当前中冷器的风扇转速，经过预设时间后返回步骤S1；

S3，维持当前风扇转速；

当步骤S1中后处理前气体温度小于第一温度阈值时，还包括以下步骤：

S101，判断中冷后气体温度是否小于第二温度阈值，若是则进行步骤S2，若否则进行步骤S3。