采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置及方法，在喷油器（3）与废气涡轮（9）之间设置温度传感器（2）并与发动机控制单元（1）连接。设定T3的闭环控制目标温度值，发动机控制单元读取T3的实测温度，若T3

【技术实现步骤摘要】
采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置及方法
本专利技术涉及一种柴油机的控制装置及方法，尤其涉及一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置及方法。
技术介绍
受材料耐温极限限制，发动机排气歧管和涡轮增压器的温度必须控制在限值以内。由于两个零件距离很近，实际应用中选取两个零件耐温极限较低者作为涡前排气温度（以下简称T3）的限值，并留有一定的安全余量。如果T3超过限值，可能会造成排气歧管和涡轮增压器变形、破裂、漏气等故障，损坏发动机并造成严重的安全隐患。目前，对柴油发动机排气歧管和增压器的T3控制有2种方案：1、开环控制。在台架及整车标定过程中加装临时T3传感器，开环控制涡前温度不超过限值，在车辆量产阶段不安装T3传感器。此方案的缺点是：发动机T3受环境温度影响显著，环境温度升高则涡前温度会快速上升。由于标定过程中无法兼顾发动机运行的所有工况，特别是极端高温环境工况，所以此方案必须留有较大的安全余量，一般在30℃以上。2、建模控制。在发动机ECU软件中建立T3模型，闭环控制T3不超过限值，在车辆量产阶段不安装T3传感器。此方案的缺点是：现有ECU软件中T3模型偏差较大，一般稳态偏差为±20℃，动态偏差为±30degc。所以此方案也必须留有30℃以上的安全余量。发动机采用某品牌2.0T双增压柴油机，功率转速为4000rpm，T3的极限为830℃，采用上述两个方案，T3的温度只能控制为<=800℃，发动机功率为150kW。上述两个方案的T3安全余量大，意味着进入涡轮的排气温度较低，排气流量也会减少，造成排气能量降低，排气能量低导致涡轮增压器的最大增压压力降低，发动机的最大功率会受到明显影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置及方法，通过对涡前排气温度的闭环控制，可以大幅减少涡前排气温度的安全余量，提高涡前排气能量，从而提升发动机功率；同时能够对涡前排气温度进行精确控制，有效保护发动机。本专利技术是这样实现的：一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置，发动机控制单元、喷油器、空气流量传感器、增压器开度调节器、节气门、废气再循环阀、废气再循环冷却器旁通阀、废气涡轮、压气机、空气滤清器、中冷器、发动机、废气再循环冷却器、催化氧化器、颗粒捕集器、选择性催化还原器及消音器；发动机、废气涡轮、催化氧化器、颗粒捕集器、选择性催化还原器及消音器依次连接成排气结构，空气滤清器、空气流量传感器、压气机、中冷器、节气门及发动机依次连接构成进气结构；废气涡轮通过增压器开度调节器与压气机连接，废气再循环阀及废气再循环冷却器连接在发动机的出口端与进口端之间，废气再循环阀通过废气再循环冷却器旁通阀与发动机的进口端连接；发动机控制单元与喷油器、空气流量传感器、增压器开度调节器、节气门、废气再循环阀及废气再循环冷却器旁通阀连接；所述的采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置还包括温度传感器，温度传感器设置在排气歧管与废气涡轮之间并与发动机控制单元连接。一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制方法，包括如下步骤：步骤1：在发动机控制单元中设定涡前排气温度的闭环控制目标温度、增压压力目标值、进气量目标值，并实时读取温度传感器监测到的涡前排气温度；步骤2：发动机控制单元将涡前排气温度减去涡前排气温度的闭环控制目标温度，得出偏差值；步骤3：发动机控制单元判断若偏差值是否<0，若是，不进行控制，若否，判断涡前排气温度是否大于极限温度，若否，执行步骤4，进行闭环控制，若是且涡前排气温度大于极限温度的持续时间大于3秒钟，立即进行开环控制；步骤4：发动机控制单元读取压气机的增压压力值，并判断增压压力是否达到目标值，若是，执行步骤5，若否，通过增压开度调节器调整增压开度直到增压压力达到目标值；步骤5：发动机控制单元读取空气流量传感器的进气量值，并判断是否达到进气量目标值，若是，减少喷油器的喷油量，并返回步骤1，若否，调整节气门的开度和废气再循环阀的开度直到进气量达到进气量目标值。在所述的步骤3中，所述的开环控制的方法为：通过发动机控制单元减少喷油器的喷油量至预设值直至偏差值<0并维持3秒钟以上，返回步骤2。在所述的步骤5中，还包括如下分步骤：步骤5.1：发动机控制单元根据偏差值计算喷油器的喷油量，并输出到喷油器；喷油器（3）的喷油量计算公式如下：其中，λ为过量空气系数，△λ为过量空气系数修正量；步骤5.2：喷油器减少喷油量，发动机控制单元再次进行涡前排气温度的测量并与计算涡前排气温度的闭环控制目标温度的偏差值，形成闭环控制。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1、本专利技术通过电子控制单元控制增压压力、进气流量和喷油器喷油量，将涡前排气温度精确控制在目标范围内，大幅减少涡前排气温度的安全余量，提高废气能量，从而提高发动机功率。2、相对于T3开环控制和利用T3模型闭环控制的方案，本专利技术可以直观地检测到涡前排气温度变化情况，能够避免T3开环控制和T3温度模型闭环控制存在的不可预见性和误差，能有效避免排气歧管及涡轮超温损坏发动机，从而大幅降低售后维护成本。本专利技术通过对涡前排气温度的闭环控制，可以大幅减少涡前排气温度的安全余量，提高涡前排气能量，从而提升发动机功率；同时能够对涡前排气温度进行精确控制，有效保护发动机。附图说明图1是本专利技术采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置的结构示意图；图2是本专利技术采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制方法的流程图；图3是本专利技术采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制方法中涡前排气温度的控制曲线图。图中，1电子控制单元，2温度传感器，3喷油器，4空气流量传感器，5增压器开度调节器，6节气门，7废气再循环阀，8废气再循环冷却器旁通阀，9废气涡轮，10压气机，11空气滤清器，12中冷器，13发动机，14废气再循环冷却器，15催化氧化器，16颗粒捕集器，17选择性催化还原器，18消音器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。请参见附图1，一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置，包括发动机控制单元1、喷油器3、空气流量传感器4、增压器开度调节器5、节气门6、废气再循环阀7、废气再循环冷却器旁通阀8、废气涡轮9、压气机10、空气滤清器11、中冷器12、发动机13、废气再循环冷却器14、催化氧化器15、颗粒捕集器16、选择性催化还原器17及消音器18；发动机13、废气涡轮9、催化氧化器15、颗粒捕集器16、选择性催化还原器17及消音器18依次连接成排气结构，空气滤清器11、空气流量传感器4、压气机10、中冷器12、节气门6及发动机13依次连接构成进气结构；废气涡轮9通过增压器开度调节器5与压气机10连接，废气再循环阀7及废气再循环冷却器14连接在发动机13的出口端与进口端之间，废气再循环阀7通过废气再循环冷却器旁通阀8与发动机13的进口端连接；发动机控制单元1通过线束与喷油器3、空气流量传感器4、增压器开度调节器5、节气门6、废气再循环阀7及废气再循环冷却器旁通阀8连接；所述的采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置还包括温度传感器2，温度传感器2设置在排气歧管与废气涡轮9之间并与发动机控制单元1连接。在本专利技术中，温度传感器2可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置，发动机控制单元（1）、喷油器（3）、空气流量传感器（4）、增压器开度调节器（5）、节气门（6）、废气再循环阀（7）、废气再循环冷却器旁通阀（8）、废气涡轮（9）、压气机（10）、空气滤清器（11）、中冷器（12）、发动机（13）、废气再循环冷却器（14）、催化氧化器（15）、颗粒捕集器（16）、选择性催化还原器（17）及消音器（18）；发动机（13）、废气涡轮（9）、催化氧化器（15）、颗粒捕集器（16）、选择性催化还原器（17）及消音器（18）依次连接成排气结构，空气滤清器（11）、空气流量传感器（4）、压气机（10）、中冷器（12）、节气门（6）及发动机（13）依次连接构成进气结构；废气涡轮（9）通过增压器开度调节器（5）与压气机（10）连接，废气再循环阀（7）及废气再循环冷却器（14）连接在发动机（13）的出口端与进口端之间，废气再循环阀（7）通过废气再循环冷却器旁通阀（8）与发动机（13）的进口端连接；发动机控制单元（1）与喷油器（3）、空气流量传感器（4）、增压器开度调节器（5）、节气门（6）、废气再循环阀（7）及废气再循环冷却器旁通阀（8）连接；其特征是：所述的采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置还包括温度传感器（2），温度传感器（2）设置在排气歧管与废气涡轮（9）之间并与发动机控制单元（1）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置，发动机控制单元（1）、喷油器（3）、空气流量传感器（4）、增压器开度调节器（5）、节气门（6）、废气再循环阀（7）、废气再循环冷却器旁通阀（8）、废气涡轮（9）、压气机（10）、空气滤清器（11）、中冷器（12）、发动机（13）、废气再循环冷却器（14）、催化氧化器（15）、颗粒捕集器（16）、选择性催化还原器（17）及消音器（18）；发动机（13）、废气涡轮（9）、催化氧化器（15）、颗粒捕集器（16）、选择性催化还原器（17）及消音器（18）依次连接成排气结构，空气滤清器（11）、空气流量传感器（4）、压气机（10）、中冷器（12）、节气门（6）及发动机（13）依次连接构成进气结构；废气涡轮（9）通过增压器开度调节器（5）与压气机（10）连接，废气再循环阀（7）及废气再循环冷却器（14）连接在发动机（13）的出口端与进口端之间，废气再循环阀（7）通过废气再循环冷却器旁通阀（8）与发动机（13）的进口端连接；发动机控制单元（1）与喷油器（3）、空气流量传感器（4）、增压器开度调节器（5）、节气门（6）、废气再循环阀（7）及废气再循环冷却器旁通阀（8）连接；其特征是：所述的采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置还包括温度传感器（2），温度传感器（2）设置在排气歧管与废气涡轮（9）之间并与发动机控制单元（1）连接。2.一种如权利要求1所述的采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置的控制方法，其特征是：包括如下步骤：步骤1：在发动机控制单元（1）中设定涡前排气温度的闭环控制目标温度、增压压力目标值、进气量目标值，并实时读取温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚明，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31