柴油发动机热管理系统及热管理控制方法与流程

1.本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及柴油发动机热管理系统及其热管理控制方法。


背景技术：

[0002][0003]
目前对于柴油发动机的排放问题的解决方法是在排气管路中设置后处理装置，比如例如由柴油排气氧化催化装置(dieseloxidationcatalyst，doc)、柴油机颗粒物过滤器(dieselparticulatefilter，dpf)、选择性催化还原装置(selectivecatalystreduction，scr)以及氨逃逸催化器(ammoniaslipcatalyst，asc)组成的后处理装置。目前的热管理手段主要为两种，一种通过降低特定发动机工况的进气量，导致恶化燃烧，降低发动机热效率，造成更多热量排出发动机，进而提高后处理器内部温度；另一种通过喷油器后喷燃料或hc喷嘴喷射燃料的形式，让这部分燃料不参与或少量参与燃烧，而在doc中引燃，主动的提高后处理器的内部温度。
[0004]
仅就气路执行器提升后处理器温度的方式而言，柴油机在热管理过程中油耗增大显著，且低负荷涡前压力过高存在增压器密封不严、喷油器油嘴烧坏等隐患；一种通过改变节气门和增压器放气阀开度的形式提升排温，但在柴油机小负荷时增压器放气阀提排温效果微弱，节气门的开度太小又会引进进气负压过低，进而产生增压器、气门密封处漏油等隐患。因此，需要一种柴油机热管理方法来解决现有柴油机热管理中的隐患。


技术实现要素：

[0005]
本发明提供了一种柴油发动机热管理系统及其热管理控制方法，以解决现有柴油机热管理中的隐患。
[0006]
根据本发明的一方面，提供了一种柴油发动机热管理系统，包括：柴油发动机、气路执行器、后处理装置、至少一个温度传感器及热管理控制装置；
[0007]
每个所述温度传感器用于检测所述后处理装置至少一个位置的工作温度；
[0008]
所述热管理控制装置用于根据所述工作温度确定所述柴油发动机的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器。
[0009]
可选的，所述气路执行器包括：涡轮增压器、冷却器、涡轮增压器电子节气门thr、增压器放气阀eawg和电控排气节流阀etv；
[0010]
所述发动机后处理装置，包括依次连接的doc、dfp、scr和asc，所述doc与电控排气节流阀etv连接；
[0011]
所述温度传感器，包括安装在所述doc前端的第一温度传感器、安装在所述doc后端与所述dpf前端之间的第二温度传感器、安装在所述dpf后端与所述scr前端之间的第三温度传感器以及安装在所述scr后端与所述asc之间的第四温度传感器；所述第一温度传感
器用于检测doc前温度，所述第二温度传感器用于检测dpf前温度，所述第三温度传感器用于检测scr前温度，所述第四温度传感器用于检测asc前温度。
[0012]
可选的，所述热管理控制装置，包括：燃烧模式选择模块、控制模式选择模块、气路执行器控制模块、主喷参数控制模块和后喷参数控制模块；
[0013]
所述燃烧模式选择模块，用于根据所述温度传感器的检测结果确定所述目标燃烧模式；
[0014]
所述控制模式选择模块，用于根据所述目标燃烧模式确定所述气路执行器的目标控制参数；
[0015]
所述气路执行器控制模块，用于根据所述目标控制参数控制所述气路执行器；
[0016]
所述主喷参数控制模块，用于根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的主喷参数；
[0017]
所述后喷参数控制模块，用于根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的后喷参数。
[0018]
可选的，所述燃烧模式选择模块，用于执行：
[0019]
确定所述柴油发动机的碳载量是否大于预设的碳载量阈值；
[0020]
当不大于所述碳载量阈值时，确定所述第三温度传感器的温度是否大于预设的第一温度阈值，若大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征所述柴油发动机的标准燃烧模式的第一燃烧模式；若不大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于scr加热的第二燃烧模式；
[0021]
当大于所述碳载量阈值时，确定所述第一温度传感器的温度是否大于预设的第二温度阈值，若大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于doc加热的第三燃烧模式；若不大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入用于dpf再生的第四燃烧模式。
[0022]
可选的，所述燃烧模式选择模块，还用于执行：
[0023]
当所述柴油发动机的碳载量不大于所述碳载量阈值且所述柴油发动机处于所述第二燃烧模式时，实时获取所述第三温度传感器的温度值；
[0024]
当所述第三温度传感器的温度值大于预设的第三温度阈值时，控制所述柴油发动机进入所述第一燃烧模式，其中，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值；
[0025]
以及，
[0026]
当所述柴油发动机的碳载量大于所述碳载量阈值且处于所述第四燃烧模式时，实时获取所述第二温度传感器的温度值；
[0027]
当所述第二温度传感器的温度值大于预设的第四温度阈值时，控制所述柴油发动机进入用于dpf强制冷却的第五燃烧模式，直至所述第二温度传感器的温度值小于预设的第四温度阈值后切换至所述第四燃烧模式。
[0028]
可选的，所述控制模式选择模块，用于根据预设的各燃烧模式对应的所述气路执行器和控制参数的控制图表确定所述目标控制参数，其中，所述控制图表根据标定结果得到。
[0029]
可选的，该系统还包括：标定装置；
[0030]
所述标定装置，包括台架数据获取单元、第一标定单元、第二标定单元和标定验证
单元；
[0031]
所述台架数据获取单元，用于获取所述柴油发动机、所述气路执行器以及所述温度传感器的至少一种台架数据；
[0032]
所述第一标定单元，用于根据所述台架数据标定所述气路执行器在各燃烧模式下的开环开度；
[0033]
所述第二标定单元，用于根据开环开度确定所述气路执行器的标定结果；
[0034]
所述标定验证单元，用于对所述标定结果进行验证。
[0035]
可选的，所述气路执行器控制模块，用于执行：
[0036]
确定所述气路执行器各组成部分的基础开度；
[0037]
确定所述气路执行器各组成部分的开度最大最小值限制和变化速率；
[0038]
根据所述最大最小值限制、所述变化速率和所述目标控制参数确定所述气路执行器各组成部分的的目标开度，根据所述目标开度控制所述气路执行器各组成部分。
[0039]
根据本发明的另一方面，提供了一种基于上述实施例中任一所述的柴油发动机热管理系统的热管理控制方法，包括：
[0040]
每个所述温度传感器检测所述后处理装置至少一个位置的工作温度；
[0041]
所述热管理控制装置根据所述工作温度确定所述柴油发动机的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器。
[0042]
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0043]
至少一个处理器；以及
[0044]
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0045]
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的热管理控制方法。
[0046]
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的热管理控制方法。
[0047]
本发明实施例的技术方案中，每个所述温度传感器用于检测所述后处理装置至少一个位置的工作温度；所述热管理控制装置用于根据所述工作温度确定所述柴油发动机的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器。本发明实施例的方案通过后处理装置的温度来区分不同的燃烧模式，并控制柴油发动机进入目标燃烧模式并使气路执行器执行相应的控制操作以满足不同燃烧模式下的排温需求，通过合理的热管理形式避免隐患，提高柴油发动机的热管理能力。
[0048]
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0049]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
[0050]
图1为本发明实施例一提供的一种柴油发动机热管理系统的示意图；
[0051]
图2为本发明实施例一提供的一种柴油发动机热管理系统的示意图；
[0052]
图3为本发明实施例一提供的一种热管理控制装置的示意图；
[0053]
图4为本发明实施例二提供的一种燃烧模式选择方法的流程图
[0054]
图5为本发明实施例二所适用的燃烧模式选择模块工作原理的示意图；
[0055]
图6为本发明实施例二提供的一种柴油发动机热管理系统的示意图；
[0056]
图7为本发明实施例二所适用的各气路执行器单独热管理的表现示意图；
[0057]
图8为本发明实施例二所适用的气路执行器热管理作用范围的示意图；
[0058]
图9为本发明实施例三提供的一种热管理控制方法的流程图；
[0059]
图10是实现本发明实施例的热管理控制方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0060]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
[0061]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0062]
实施例一
[0063]
图1为本发明实施例一提供的一种柴油发动机热管理系统的示意图，本实施例可适用于对柴油发动机进行热管理的情况。如图1所示，该系统包括：柴油发动机110、气路执行器120、后处理装置130、至少一个温度传感器140及热管理控制装置150；每个所述温度传感器140用于检测所述后处理装置130至少一个位置的工作温度；所述热管理控制装置150用于根据所述工作温度确定所述柴油发动机110的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机110的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器120。
[0064]
图2为本发明实施例一提供的一种柴油发动机热管理系统的示意图，如图2所示，所述气路执行器包括：涡轮增压器1、冷却器2、涡轮增压器电子节气门thr3、增压器放气阀eawg4和电控排气节流阀etv5；
[0065]
所述发动机后处理装置6，包括依次连接的doc、dfp、scr和asc，所述doc与电控排气节流阀etv5连接；
[0066]
所述温度传感器，包括安装在所述doc前端的第一温度传感器7、安装在所述doc后端与所述dpf前端之间的第二温度传感器8、安装在所述dpf后端与所述scr前端之间的第三
温度传感器9以及安装在所述scr后端与所述asc之间的第四温度传感器10；所述第一温度传感器7用于检测doc前温度，所述第二温度传感器8用于检测dpf前温度，所述第三温度传感器9用于检测scr前温度，所述第四温度传感器10用于检测asc前温度。
[0067]
其中，用于柴油机热管理的电子节气门thr安装在柴油机进气歧管上。本发明采用的增压器放气阀的控制方式eawg既有别于传统的机械式增压压力驱动的放气阀，也有别于ewg通过电机直接驱动放气阀，而是通过电控阀装置控制外接气源给定增压器阀杆气源的压力值变化，进而控制增压器放气阀开度的变化。电控排气节流阀etv安装在柴油发动机排气管上，位于增压器涡轮机出口。
[0068]
用于触发柴油机不同燃烧模式的温度传感器分别为安装于后处理器入口到doc前端之间的doc前温度传感器t4，安装于doc后端到dpf前端之间的dpf前温度传感器以下简称t5，安装于dpf后端到scr前端之间的scr前温度传感器以下简称t6，安装于scr后端到asc前端之间的asc前温度传感器以下简称t7。
[0069]
如图2所示，箭头方向表示气流通过方向。空气经过涡轮增压器1增压后进入中冷却器2通过冷气进行冷却，之后经过进气歧管上的thr3进入发动机气缸参与燃烧，燃烧后的废气一部分推动涡轮增压器的涡轮后进入排气管，另一部分废气直接在涡前经eawg4的废气放气阀排出到排气管而不经过涡轮，两股废气在排气管汇合后经过etv5后流经后处理器6，并最终排入大气。后处理器的结构包括但不限于doc、dfp、scr和asc。后处理器上的温度传感器分别为安装于后处理器入口到doc前端之间的t4温度传感器7，安装于doc后端到dpf前端之间的t5温度传感器8，安装于dpf后端到scr前端之间的t6温度传感器9，安装于scr后端到asc前端之间的t7温度传感器10。
[0070]
图3为本发明实施例一提供的一种热管理控制装置的示意图，如图4所示，所述热管理控制装置，包括：燃烧模式选择模块11、控制模式选择模块12、气路执行器控制模块13、主喷参数控制模块14和后喷参数控制模块15；
[0071]
所述燃烧模式选择模块11，用于根据所述温度传感器的检测结果确定所述目标燃烧模式；
[0072]
所述控制模式选择模块12，用于根据所述目标燃烧模式确定所述气路执行器的目标控制参数；
[0073]
所述气路执行器控制模块13，用于根据所述目标控制参数控制所述气路执行器；
[0074]
所述主喷参数控制模块14，用于根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的主喷参数；
[0075]
所述后喷参数控制模块15，用于根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的后喷参数。
[0076]
其中，热管理控制装置包括五个部分，分别为燃烧模式选择模块、控制模式选择模块、气路执行器控制模块、主喷参数控制模块和后喷参数控制模块。燃烧模式选择模块用于触发不同的燃烧模式；控制模式选择模块用于选择不同燃烧模式时的气路执行器和燃烧的目标控制参数；气路执行器控制模块在目标控制参数的基础上对气路执行器的开度进行控制；主喷参数控制模块对主喷参数(主喷正时和轨压控制)进行控制；后喷参数控制模块对后喷参数进行控制。
[0077]
实施例二
[0078]
图4为本发明实施例二提供的一种燃烧模式选择方法的流程图，该方法由燃烧模式选择模块执行，如图4所示，该方法包括：
[0079]
s410、确定所述柴油发动机的碳载量是否大于预设的碳载量阈值。
[0080]
s420、当不大于所述碳载量阈值时，确定所述第三温度传感器的温度是否大于预设的第一温度阈值，若大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征所述柴油发动机的标准燃烧模式的第一燃烧模式；若不大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于scr加热的第二燃烧模式。
[0081]
s430、当大于所述碳载量阈值时，确定所述第一温度传感器的温度是否大于预设的第二温度阈值，若大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于doc加热的第三燃烧模式；若不大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入用于dpf再生的第四燃烧模式。
[0082]
其中，燃烧模式其中燃烧模式包括mode0，即柴油机无热管理需求时柴油机处在的动力性和经济性最好的燃烧模式；用于doc加热，为dpf主动再生做准备的mode1，此时由于t4温度过低，仅通过气路执行器和近后喷的热管理提高t4温度，用于提高t5温度的远后喷或hc喷射功能禁止使用；用于dpf再生的mode2，此时t4温度足够高，在mode1的热管理控制基础上开启远后喷或hc喷射功能，实现再生dpf的t5目标温度；用于在dpf再生过程中由于dpf内部温度过高，而进行dpf强制冷却的mode3；用于为scr系统加热的mode4。
[0083]
在本发明实施例中，所述燃烧模式选择模块，还用于执行：当所述柴油发动机的碳载量不大于所述碳载量阈值且所述柴油发动机处于所述第二燃烧模式时，实时获取所述第三温度传感器的温度值；当所述第三温度传感器的温度值大于预设的第三温度阈值时，控制所述柴油发动机进入所述第一燃烧模式，其中，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值；当所述柴油发动机的碳载量大于所述碳载量阈值且处于所述第四燃烧模式时，实时获取所述第二温度传感器的温度值；当所述第二温度传感器的温度值大于预设的第四温度阈值时，控制所述柴油发动机进入用于dpf强制冷却的第五燃烧模式，直至所述第二温度传感器的温度值小于预设的第四温度阈值后切换至所述第四燃烧模式。
[0084]
图5为本发明实施例二所适用的燃烧模式选择模块工作原理的示意图，如图5所示：步骤16判断发动机的计算碳载量是否大于阈值，如果大于阈值，则通过步骤17继续判断t4温度是否大于温度阈值a，如果为否，则进入mode1进行doc加热，直到t4温度大于阈值a；如果t4温度大于阈值a，则进入mode2进行dpf再生，再生过程中会有过程19的判断，即t5温度是否大于温度阈值b，如果大于阈值b，则强制进入冷却模式mode3，待t5温度再次低于阈值b时退出mode3，再次进入mode2。如果在过程16的判断中，发动机计算碳载量小于阈值，则进入过程22判断t6温度是否大于温度阈值c，如果大于阈值c，则发动机工作在常规模式mode0，如果小于温度阈值c，则发动机进入scr加热模式mode4，发动机进入mode4后通过过程24判断t6温度是否大于温度阈值d，如果大于阈值d则进入mode0，如果小于阈值d则继续维持在mode4，按照标定经验，温度阈值d大于温度阈值c10度左右，用于防止mode0和mode4之间的频繁变动。用于dpf主动再生的mode1、2和3的优先级高于用于scr加热的mode4，mode1、2、3和4的优先级均高于常规燃烧模式mode0。
[0085]
在本发明实施例中，所述控制模式选择模块，用于根据预设的各燃烧模式对应的所述气路执行器和控制参数的控制图表确定所述目标控制参数，其中，所述控制图表根据
标定结果得到。
[0086]
其中，控制模式选择模块主要为一张三维图表，用于选择不同燃烧模式时的气路执行器和燃烧参数的控制图表。该图表y轴的5个数值分别代表燃烧模式mode0、1、2、3和4，x轴代表气路执行器和燃烧参数的控制图表，从左到右依次为节气门开环开度控制图表、节气门最大最小值限制图表，节气门协调控制图表、增压器开环开度控制图表、增压器最大最小值限制图表，增压器协调控制图表、节流阀开环开度控制图表、节流阀最大最小值限制图表，节流阀协调控制图表、主喷正时图表、轨压图表、近后喷效率图表、近后喷正时图表和远后喷正时图表。z轴的数值代表选择图表的代号，例如节气门开环开度为了应对不同的燃烧模式共分5张图表，在y轴对应mode2，在x轴对应节气门开环开度控制图表的z值为3，则代表在mode2中节气门开环开度的基础值由节气门开环开度控制图表3的标定结果决定。
[0087]
图6为本发明实施例二提供的一种柴油发动机热管理系统的示意图；如图6所示，柴油发动机热管理系统还包括：标定装置；
[0088]
所述标定装置，包括台架数据获取单元610、第一标定单元620、第二标定单元630和标定验证单元640；
[0089]
所述台架数据获取单元610，用于获取所述柴油发动机、所述气路执行器以及所述温度传感器的至少一种台架数据；
[0090]
所述第一标定单元620，用于根据所述台架数据标定所述气路执行器在各燃烧模式下的开环开度；
[0091]
所述第二标定单元630，用于根据开环开度确定所述气路执行器的标定结果；
[0092]
所述标定验证单元640，用于对所述标定结果进行验证。
[0093]
其中，本发明实施例方案中的标定主要包括四个步骤：台架数据采集、气路执行器粗标、气路执行器标定优化以及标定结果验证。
[0094]
台架数据采集：重点关注柴油机高、中、低负荷特定工况在单独或联合使用thr、eawg和etv中的发动机转速、扭矩、比油耗、涡后温度、t4至t7温度、涡前压力、进气负压、483烟度等发动机参数。
[0095]
气路执行器粗标：对于台架数据采集的数据，仅列出各气路执行器单独热管理排温与油耗结果进行分析并粗标各气路执行器的热管理作用范围。图7为本发明实施例二所适用的各气路执行器单独热管理的表现示意图，如图7所示在发动机低负荷中，由于增压器的效率较低，eawg的开度变化几乎对排温的提升没有影响。通过减少thr的开度能够提升发动机排温，但受限于进气负压，排温的提升空间十分有限。通过减少etv开度能够显著的提升排气温度，但油耗的增加相对于thr也更为显著，且随着etv开度的减少涡前压力不断升高，存在增压器漏气和喷油器油嘴烧坏等隐患。因此在发动机低负荷时，mode4下采用thr加etv联合热管理的形式可以规避上述隐患并兼顾排温和发动机经济性。对于mode1和mode2，稳态工况的天温度一般要求在450度以上，低负荷热管理无法达到这一要求，但出于排温尽可能高的考虑，除了thr加etv的联合气路热管理外还要增加近后喷用于热管理。
[0096]
在发动机中等负荷中，单独的eawg热管理已经有一定的提排温能力，但潜力仍然低于thr和etv，不过考虑到发动机的负荷升高，已经逐渐接近常用工况范围，热管理的油耗表现越发重要，因此在发动机中等负荷中，mode4采用更省油的thr加eawg的联合热管理，mode1和mode2在thr加eawg的联合热管理的基础上增加近后喷热管理。
[0097]
在发动机中高负荷中，增压器的效率已经很高，通过控制eawg调节放气阀开度的大小可以显著的恶化燃烧，单独通过eawg进行热管理的提排温效果已经足够，且油耗的表现最好，因而在发动机中高负荷mode1、2、4都只用eawg单独进行热管理即可。
[0098]
图8为本发明实施例二所适用的mode1、2和4的气路执行器热管理作用范围的示意图。如图8所示，dpf再生过程中t5温度超过一定阈值时会触发dpf冷却模式mode3，此时为了尽快的降低dpf内部温度，需要瞬间增大流经后处理器的进气量，进而将热量快速带走。按照这一思路，在mode3下，thr和etv完全打开，eawg控制的增压器放气阀完全关闭。
[0099]
气路执行器标定优化：在气路执行器粗标已经初步确定各气路执行器开环开度map的基础上，通过平顺各气路执行器在热管理切换使用时过渡工况的开度，调整各气路执行器的开度变化快慢，最终确定各气路执行器的最终标定结果，保证在柴油机热管理过程中不会由于气路执行器的开度变化导致发动机进气量的突然波动，进而产生扭矩大幅度波动影响驾驶体验。
[0100]
标定结果验证：在最终确定各气路执行器的最终标定结果后，通过不同模式的万有特性及whtc中的温度表现检验标定结果。在mode4中，万有特性t6温度应该尽量达到300℃，whtc的平均t6温度不低于265℃。在mode1和mode2中，除低负荷外的其他工况，t4温度应该尽量达到450℃，whtc的最低t4温度要高于280℃。
[0101]
在本发明实施例中，所述气路执行器控制模块，用于执行：确定所述气路执行器各组成部分的基础开度；确定所述气路执行器各组成部分的开度最大最小值限制和变化速率；根据所述最大最小值限制、所述变化速率和所述目标控制参数确定所述气路执行器各组成部分的的目标开度，根据所述目标开度控制所述气路执行器各组成部分。
[0102]
其中，气路执行器控制模块在模块给定气路各控制图表的基础上对气路执行器的开度进行控制，气路执行器控制模块首先判断发动机处在何种燃烧模式。如果在mode4中，气路执行器开度图表分为两种情况，对于etv的基础开度，有若干张etv基础开度图表可随着t6温度的变化进行切换，从而更精细的控制etv开度，thr和eawg的开度唯一确定一张图表作为基础开度图表。输出的气路执行器基础开度值进行开度的最大最小值限制，当限制后的气路执行器开度值发生变化时要进行开度快慢的调整，极端情况在触发烟限时气路执行器强制全开，经过最大最小值限制和变化速率调整后的气路执行器开度确定为气路执行器各部分的最终开度。
[0103]
此外，主喷参数控制模块包括主喷正时和轨压控制图表，在mode0中主喷正时和轨压都是以降低油耗为导向进行标定，而在mode1、2和4中需适当延迟主喷正时并降低轨压起到恶化燃烧进而提升排气温度的目的，不过在试验过程中发现在热管理中延迟主喷正时并降低轨压对烟度的影响很大而提升排温的效果十分有限，因而目前在不同模式的热管理过程中主喷正时和轨压仍然沿用mode0的正时和轨压。
[0104]
后喷参数控制模块包括近后喷效率和正时图表，远后喷的正时图表。由于近后喷的喷射正时距离主喷较近，部分燃料参与的燃烧，近后喷效率图表用来反映近后喷对燃烧效果，主要是对发动机输出扭矩的贡献度。近后喷正时对发动机的烟度和排温影响比较大，需要在不同工况找到合理角度兼顾烟度和排温，mode4如果通过气路执行器的热管理温度足够，则不建议使用近后喷热管理。在mode1和mode2中，由于低负荷基础排温较低，在气路执行器的联合热管理的情况仍有可能无法满足doc的起燃温度，此时要适当增加近后喷的
油量，但近后喷油量最大值不建议超过主喷油量的一半。远后喷仅用于mode2之中用于提升t5温度，该功能不是本发明的主要内容，此处不做详细介绍。
[0105]
实施例三
[0106]
图9为本发明实施例三提供的一种热管理控制方法的流程图。如图9所示，该方法包括：
[0107]
s910、每个所述温度传感器检测所述后处理装置至少一个位置的工作温度。
[0108]
s920、所述热管理控制装置根据所述工作温度确定所述柴油发动机的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器。
[0109]
可选的，所述气路执行器包括：涡轮增压器、冷却器、涡轮增压器电子节气门thr、增压器放气阀eawg和电控排气节流阀etv；
[0110]
所述发动机后处理装置，包括依次连接的doc、dfp、scr和asc，所述doc与电控排气节流阀etv连接；
[0111]
所述温度传感器，包括安装在所述doc前端的第一温度传感器、安装在所述doc后端与所述dpf前端之间的第二温度传感器、安装在所述dpf后端与所述scr前端之间的第三温度传感器以及安装在所述scr后端与所述asc之间的第四温度传感器；所述第一温度传感器用于检测doc前温度，所述第二温度传感器用于检测dpf前温度，所述第三温度传感器用于检测scr前温度，所述第四温度传感器用于检测asc前温度。
[0112]
可选的，所述热管理控制装置，包括：燃烧模式选择模块、控制模式选择模块、气路执行器控制模块、主喷参数控制模块和后喷参数控制模块；
[0113]
相应的，该方法还包括：
[0114]
所述燃烧模式选择模块根据所述温度传感器的检测结果确定所述目标燃烧模式；
[0115]
所述控制模式选择模块根据所述目标燃烧模式确定所述气路执行器的目标控制参数；
[0116]
所述气路执行器控制模块根据所述目标控制参数控制所述气路执行器；
[0117]
所述主喷参数控制模块根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的主喷参数；
[0118]
所述后喷参数控制模块根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的后喷参数。
[0119]
可选的，所述燃烧模式选择模块确定所述柴油发动机的碳载量是否大于预设的碳载量阈值；当不大于所述碳载量阈值时，确定所述第三温度传感器的温度是否大于预设的第一温度阈值，若大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征所述柴油发动机的标准燃烧模式的第一燃烧模式；若不大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于scr加热的第二燃烧模式；当大于所述碳载量阈值时，确定所述第一温度传感器的温度是否大于预设的第二温度阈值，若大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于doc加热的第三燃烧模式；若不大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入用于dpf再生的第四燃烧模式。
[0120]
可选的，该方法还包括：所述燃烧模式选择模块当所述柴油发动机的碳载量不大于所述碳载量阈值且所述柴油发动机处于所述第二燃烧模式时，实时获取所述第三温度传感器的温度值；当所述第三温度传感器的温度值大于预设的第三温度阈值时，控制所述柴油发动机进入所述第一燃烧模式，其中，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值；
[0121]
可选的，该方法还包括：当所述柴油发动机的碳载量大于所述碳载量阈值且处于所述第四燃烧模式时，实时获取所述第二温度传感器的温度值；
[0122]
当所述第二温度传感器的温度值大于预设的第四温度阈值时，控制所述柴油发动机进入用于dpf强制冷却的第五燃烧模式，直至所述第二温度传感器的温度值小于预设的第四温度阈值后切换至所述第四燃烧模式。
[0123]
可选的，所述控制模式选择模块根据预设的各燃烧模式对应的所述气路执行器和控制参数的控制图表确定所述目标控制参数，其中，所述控制图表根据标定结果得到。
[0124]
可选的，柴油发动机热管理系统还包括，标定装置；
[0125]
所述标定装置，包括台架数据获取单元、第一标定单元、第二标定单元和标定验证单元；
[0126]
相应的，该方法还包括：
[0127]
所述台架数据获取单元获取所述柴油发动机、所述气路执行器以及所述温度传感器的至少一种台架数据；
[0128]
所述第一标定单元根据所述台架数据标定所述气路执行器在各燃烧模式下的开环开度；
[0129]
所述第二标定单元根据开环开度确定所述气路执行器的标定结果；
[0130]
所述标定验证单元对所述标定结果进行验证。
[0131]
可选的，所述气路执行器控制模块确定所述气路执行器各组成部分的基础开度；确定所述气路执行器各组成部分的开度最大最小值限制和变化速率；根据所述最大最小值限制、所述变化速率和所述目标控制参数确定所述气路执行器各组成部分的的目标开度，根据所述目标开度控制所述气路执行器各组成部分。
[0132]
实施例四
[0133]
图10示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0134]
如图10所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom12以及ram13通过总线14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
[0135]
电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0136]
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11
的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如热管理控制方法。
[0137]
在一些实施例中，热管理控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的热管理控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行热管理控制方法。
[0138]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0139]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0140]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0141]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0142]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算
系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0143]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0144]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0145]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种柴油发动机热管理系统，其特征在于，包括：柴油发动机、气路执行器、后处理装置、至少一个温度传感器及热管理控制装置；每个所述温度传感器用于检测所述后处理装置至少一个位置的工作温度；所述热管理控制装置用于根据所述工作温度确定所述柴油发动机的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气路执行器包括：涡轮增压器、冷却器、涡轮增压器电子节气门thr、增压器放气阀eawg和电控排气节流阀etv；所述发动机后处理装置，包括依次连接的doc、dfp、scr和asc，所述doc与电控排气节流阀etv连接；所述温度传感器，包括安装在所述doc前端的第一温度传感器、安装在所述doc后端与所述dpf前端之间的第二温度传感器、安装在所述dpf后端与所述scr前端之间的第三温度传感器以及安装在所述scr后端与所述asc之间的第四温度传感器；所述第一温度传感器用于检测doc前温度，所述第二温度传感器用于检测dpf前温度，所述第三温度传感器用于检测scr前温度，所述第四温度传感器用于检测asc前温度。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热管理控制装置，包括：燃烧模式选择模块、控制模式选择模块、气路执行器控制模块、主喷参数控制模块和后喷参数控制模块；所述燃烧模式选择模块，用于根据所述温度传感器的检测结果确定所述目标燃烧模式；所述控制模式选择模块，用于根据所述目标燃烧模式确定所述气路执行器的目标控制参数；所述气路执行器控制模块，用于根据所述目标控制参数控制所述气路执行器；所述主喷参数控制模块，用于根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的主喷参数；所述后喷参数控制模块，用于根据所述目标燃烧模式控制所述柴油发动机的后喷参数。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述燃烧模式选择模块，用于执行：确定所述柴油发动机的碳载量是否大于预设的碳载量阈值；当不大于所述碳载量阈值时，确定所述第三温度传感器的温度是否大于预设的第一温度阈值，若大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征所述柴油发动机的标准燃烧模式的第一燃烧模式；若不大于所述第一温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于scr加热的第二燃烧模式；当大于所述碳载量阈值时，确定所述第一温度传感器的温度是否大于预设的第二温度阈值，若大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入表征用于doc加热的第三燃烧模式；若不大于所述第二温度阈值，控制所述柴油发动机进入用于dpf再生的第四燃烧模式。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述燃烧模式选择模块，还用于执行：当所述柴油发动机的碳载量不大于所述碳载量阈值且所述柴油发动机处于所述第二燃烧模式时，实时获取所述第三温度传感器的温度值；当所述第三温度传感器的温度值大于预设的第三温度阈值时，控制所述柴油发动机进入所述第一燃烧模式，其中，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值；
以及，当所述柴油发动机的碳载量大于所述碳载量阈值且处于所述第四燃烧模式时，实时获取所述第二温度传感器的温度值；当所述第二温度传感器的温度值大于预设的第四温度阈值时，控制所述柴油发动机进入用于dpf强制冷却的第五燃烧模式，直至所述第二温度传感器的温度值小于预设的第四温度阈值后切换至所述第四燃烧模式。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制模式选择模块，用于根据预设的各燃烧模式对应的所述气路执行器和控制参数的控制图表确定所述目标控制参数，其中，所述控制图表根据标定结果得到。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括，标定装置；所述标定装置，包括台架数据获取单元、第一标定单元、第二标定单元和标定验证单元；所述台架数据获取单元，用于获取所述柴油发动机、所述气路执行器以及所述温度传感器的至少一种台架数据；所述第一标定单元，用于根据所述台架数据标定所述气路执行器在各燃烧模式下的开环开度；所述第二标定单元，用于根据开环开度确定所述气路执行器的标定结果；所述标定验证单元，用于对所述标定结果进行验证。8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气路执行器控制模块，用于执行：确定所述气路执行器各组成部分的基础开度；确定所述气路执行器各组成部分的开度最大最小值限制和变化速率；根据所述最大最小值限制、所述变化速率和所述目标控制参数确定所述气路执行器各组成部分的的目标开度，根据所述目标开度控制所述气路执行器各组成部分。9.基于权利要求1-8中任一所述的柴油发动机热管理系统的热管理控制方法，其特征在于，包括：每个所述温度传感器检测所述后处理装置至少一个位置的工作温度；所述热管理控制装置根据所述工作温度确定所述柴油发动机的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求9中所述的热管理控制方法。11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求9中所述的热管理控制方法。

技术总结
本发明公开了柴油发动机热管理系统及热管理控制方法。系统包括：柴油发动机、气路执行器、后处理装置、至少一个温度传感器及热管理控制装置；每个所述温度传感器用于检测所述后处理装置至少一个位置的工作温度；所述热管理控制装置用于根据所述工作温度确定所述柴油发动机的目标燃烧模式，并根据所述目标燃烧模式调整所述柴油发动机的当前燃烧模式以及控制所述气路执行器。本发明实施例的方案通过后处理装置的温度来区分不同的燃烧模式，并控制柴油发动机进入目标燃烧模式并使气路执行器执行相应的控制操作以满足不同燃烧模式下的排温需求，通过合理的热管理形式避免隐患，提高柴油发动机的热管理能力。高柴油发动机的热管理能力。高柴油发动机的热管理能力。


技术研发人员：张聪 高波 张宇 王辉 李璐
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/6/27