判断EGR冷却器的冷却效率劣化的方法及EGR系统与流程

本发明涉及EGR处理技术，特别地涉及判断EGR冷却器的冷却效率劣化的方法及EGR系统。

背景技术：

废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，简称EGR)是将柴油机或汽油机产生的废气的一部分引出排气管路，并通过一个控制阀、比如EGR阀将适量的废气引入进气管路中与新鲜空气混合，再进入燃烧室参与燃烧的一种排放控制技术。由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热量，进而降低了气缸中混合气的燃烧温度，从而减少了NOx的生成量。

通常，从燃烧室排出的废气都需要采用EGR冷却器进行冷却以降低废气的的温度，从而有助于降低NOx排放。然而，EGR冷却器运行于过高温度和过低温度都会影响EGR冷却器的效率，因而EGR冷却器在高温和低温工作环境下工作会导致EGR冷却器效率下降，进而使EGR冷却器老化，从而影响NOx排放，这对发动机排放一致性影响较大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供能够及时有效地判断EGR冷却器冷却效率的变化、有效控制EGR冷却器效率下降带来的排放影响的方法及系统。这些目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种判断EGR冷却器的冷却效率劣化的方法，所述方法包括如下步骤：

S1：利用温度传感器检测EGR冷却器运行时EGR冷却器入口的废气温度T；

S2：电子控制单元接收测得的EGR冷却器入口的废气温度T并将其与高温阈值T₁比较，若T大于T₁，则电子控制单元计算高温持续时间t₁；

S3：若T小于T₁，则将T与低温阈值T₂比较，若T小于T₂，则电子控制单元计算低温持续时间t₂；

S4：根据高温持续时间t₁来确定EGR冷却器的高温劣化系数n₁，根据低温持续时间t₂来确定EGR冷却器的低温劣化系数n₂；

S5：根据高温劣化系数n₁和低温劣化系数n₂来确定EGR冷却器劣化系数。

进一步地，EGR冷却器劣化系数＝(t₁/N₁)*n₁*α+(t₂/N₂)*n₂*β，其中，α+β＝1且α和β均大于零，N₁为EGR冷却器进行高温极限耐久试验时持续的时长，N₂为EGR冷却器进行低温极限耐久试验时持续的时长，单位均为小时。

进一步地，所述方法还包括：基于EGR冷却器劣化系数对NOx排放进行台架标定，得到NOx排放台架标定值并将其除以在EGR冷却器的原始状态下的NOx排放值，从而得到NOx排放劣化系数。

进一步地，所述方法还包括：根据所述NOx排放劣化系数来修正燃油喷射量或进气量。

进一步地，T1为180℃～220℃、尤其为200℃，T2为70℃～90℃、尤其为80℃。

进一步地，所述高温劣化系数n₁通过如下方式获得：对EGR冷却器连续进行N₁小时的高温极限耐久试验，然后测量EGR冷却器的冷却效率并将其除以EGR冷却器的原始状态的冷却效率。所述低温劣化系数n₂通过如下方式获得：对EGR冷却器连续进行N₂小时的低温极限耐久试验，然后测量EGR冷却器的冷却效率并将其除以EGR冷却器的原始状态的冷却效率。

进一步地，α和β均为0.5。

本发明还提供了一种EGR系统，所述EGR系统包括EGR冷却器、检测EGR冷却器入口温度的温度传感器、以及EGR阀，所述EGR系统还包括电子控制单元，所述电子控制单元配置成用于执行前面描述的判断EGR冷却器的冷却效率劣化的方法。

本发明的优点在于：

本发明通过EGR冷却器所处的高温和低温环境判断EGR冷却器冷却效率的变化，根据EGR冷却器冷却效率的变化调整发动机原机排放，从而有效控制EGR冷却器效率下降带来的排放影响，随着排放要求的升级，本发明提供的方法和EGR系统有利于提升产品的排放一致性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施方式的与发动机结合的EGR系统；

图2示出了根据本发明实施方式的判断EGR冷却器冷却效率劣化的流程简图。

附图中的附图标记如下：10-进气；20-中冷器；30-进气节流阀；E-发动机；40-EGR冷却器；50-温度传感器；60-EGR阀；70-涡轮增压器；80-排气

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

以下将参照图1描述根据本发明的实施方式的与发动机结合的EGR系统。如图1所示，EGR系统至少包括EGR冷却器40、温度传感器50以及EGR阀60，另外该EGR系统还包括电子控制单元，该电子控制单元配置有时间存储器，该时间存储器根据温度传感器50测得的温度存储EGR工作过程中高温和低温持续的时间。

具体地，整个EGR工作过程如下：进气10通过进气管路进入，并经过涡轮增压器70增压，随后进气被中冷器20冷却后通过进气节流阀30控制流量后进入发动机E，如图1中上方示出的箭头方向所示。进气进入发动机E参与燃烧，燃烧产生的废气的一部分经由EGR冷却器入口进入EGR冷却器40进行冷却，随后这部分废气经由EGR阀60控制流量后与后续的进气混合一同进入发动机E，同时，温度传感器50检测EGR冷却器入口的废气温度，电子控制单元采集废气温度值并判断该废气温度值是否大于高温阈值T1或小于低温阈值T2并计算采集到的该废气温度值大于高温阈值T1或小于低温阈值T2持续的时间。燃烧产生的废气的另一部分经由排气管路通过涡轮增压器70并驱动涡轮增压器70压缩进气后作为排气80排出，如图1中下方示出的箭头方向所示。

现在，结合图1和图2来描述EGR系统的控制流程。如图2所示，在发动机运行并且EGR系统运行的过程中，判断EGR冷却器的冷却效率劣化的方法包括如下步骤：

S1：利用温度传感器50检测EGR冷却器40运行时EGR冷却器入口的废气温度T；

S2：电子控制单元接收测得的EGR冷却器入口的废气温度T并将其与高温阈值T₁比较，若T大于T₁，则电子控制单元计算高温持续时间t₁；

S3：若T小于T₁，则将T与低温阈值T₂比较，若T小于T₂，则电子控制单元计算低温持续时间t₂；

S4：根据高温持续时间t₁来确定EGR冷却器的高温劣化系数n₁，根据低温持续时间t₂来确定EGR冷却器的低温劣化系数n₂；

S5：根据高温劣化系数n₁和低温劣化系数n₂来确定EGR冷却器劣化系数。

特别地，EGR冷却器劣化系数＝(t₁/N)*n₁*α+(t₂/N)*n₂*β，其中，α+β＝1且α和β均大于零，N₁为EGR冷却器进行高温极限耐久试验时持续的时长(即，在EGR冷却器进行高温极限耐久试验持续时长N时基本无冷却作用)，N₂为EGR冷却器进行低温极限耐久试验时持续的时长(即，在EGR冷却器进行低温极限耐久试验持续时长N时基本无冷却作用)，单位均为小时。

其中，T1为180℃～220℃、尤其为200℃，T2为70℃～90℃、尤其为80℃，α和β均为0.5。另外，所述高温劣化系数n₁通过如下方式获得：对EGR冷却器连续进行N₁小时的高温极限耐久试验，然后测量EGR冷却器的冷却效率并将其除以EGR冷却器的原始状态的冷却效率。所述低温劣化系数n₂通过如下方式获得：对EGR冷却器连续进行N₂小时的低温极限耐久试验，然后测量EGR冷却器的冷却效率并将其除以EGR冷却器的原始状态的冷却效率。

所述方法还包括：基于EGR冷却器劣化系数对NOx排放进行台架标定，得到NOx排放台架标定值并将其除以在EGR冷却器的原始状态下的NOx排放值，从而得到NOx排放劣化系数。此外，所述方法还包括：根据所述NOx排放劣化系数来修正燃油喷射量或进气量。

本发明通过EGR冷却器所处的高温和低温环境判断EGR冷却器冷却效率的变化，根据EGR冷却器冷却效率的变化调整发动机原机排放，从而有效控制EGR冷却器效率下降带来的排放影响，随着排放要求的升级，本发明提供的方法和EGR系统有利于提升产品的排放一致性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。