一种柴油发动机排气温度的提高方法和系统以及汽车与流程

本申请涉及发动机技术领域，具体涉及一种柴油发动机排气温度的提高方法和系统以及汽车。

背景技术：

目前，柴油发动机在汽车中的应用日益广泛，随着排放法规的加严，也需要进一步优化柴油机的排放性能以及柴油机热管理技术，从而满足现阶段的机动车污染物排放标准。

现有技术中起动机和发电机为两个独立的部件，起动系统的作用是在正常使用条件下，通过起动机将蓄电池储存的电能转变为机械能带动柴油机以足够高的转速运转，以顺利启动柴油发动机；发电机为整机提供电力来源，在柴油机正常运转时，向所有用电设备供电，同时向蓄电池充电。但两者均为粗放式的工作方式，在单独使用的情况下，整体质量大、工作效率低、集成性差。同时，柴油发动机在整个转速范围内的低负荷区会存在排温低的问题，导致柴油发动机排放性能差，进而直接影响后处理的效率。因此，为了优化柴油发动机的排放性能，首先需要提高柴油发动机的排气温度，目前通常是采用进排气节流阀、可变截面增压器、缸内后喷等技术，提高柴油发动机的排气温度，但是这些技术均会带来油耗增加的问题。

因此，如何利用更先进的技术取代传统方法，提高柴油发动机排气温度，以便优化柴油发动机的排放性能及后处理的效率，已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供一种柴油发动机排气温度的提高方法和系统以及汽车，以提高柴油发动机排气温度，进而优化柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种柴油发动机排气温度的提高方法，所述方法包括：

判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件；

若是，则控制起发一体机作为发电机使用；

启动所述柴油发动机消耗机械能，以控制所述起发一体机产生电能并将所述电能发送给电池，从而实现所述柴油发动机负荷的增加，进而提高所述柴油发动机的排气温度，其中，所述述柴油发动机与所述起发一体机相连。

在一种可选的实现方式中，所述预设的提高排气温度的启动条件为冷启动工况，则所述判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件，包括：

判断柴油发动机是否处于冷启动工况。

在一种可选的实现方式中，所述判断柴油发动机是否处于冷启动工况，包括：

判断柴油发动机的水温是否处于第一水温阈值和第二水温阈值之间；

判断柴油发动机的排气温度是否处于第一排气温度阈值和第二排气温度阈值之间。

在一种可选的实现方式中，所述第一水温阈值为25度，所述第二水温阈值为30度。

在一种可选的实现方式中，所述预设的提高排气温度的启动条件为预设运行工况，则所述判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件，包括：

判断柴油发动机是否处于预设运行工况。

在一种可选的实现方式中，所述判断柴油发动机是否处于预设运行工况，包括：

判断柴油发动机的排气温度是否低于scr起喷温度tscr；

判断柴油发动机的转速是否处于第一转速阈值和第二转速阈值之间；

判断柴油发动机的负荷是否处于第一负荷阈值和第二排负荷阈值之间。

在一种可选的实现方式中，所述控制起发一体机作为发电机使用，包括：

当起发一体机作为起动机使用时，控制起发一体机由起动机切换为发电机来使用；

或者，当起发一体机处于未工作的状态时，启动起发一体机作为发电机使用。

在一种可选的实现方式中，所述方法还包括：

判断所述柴油发动机的排气温度是否达到所述scr起喷温度tscr；

若是，则控制所述起发一体机不再作为发电机使用，并控制所述柴油发动机停止消耗机械能的运作。

第二方面，本申请提供了一种柴油发动机排气温度的提高系统，所述系统包括：柴油发动机、起发一体机、控制器、转换器和电池；

所述柴油发动机，用于判断是否处于预设的提高排气温度的启动条件，若是，则通过所述控制器，控制所述起发一体机作为发电机使用；同时，将消耗机械能来控制所述起发一体机产生电能并将所述电能发送给所述电池，以便增加负荷，进而提高排气温度；

所述起发一体机，用于产生电能，并将所述电能发送给所述电池；

所述控制器，用于控制所述起发一体机作为发电机使用；

所述电池，用于接收所述起发一体机发送的电能并存储。

第三方面，本申请提供了一种汽车，所述汽车安装本申请第二方面提供的柴油发动机排气温度的提高系统。

由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：

在本申请提供的柴油发动机排气温度的提高方法中，首先，判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件，若是，则控制起发一体机作为发电机使用，并启动柴油发动机消耗机械能，以控制作为发电机使用的起发一体机产生电能，并将电能发送给电池，从而实现了柴油发动机负荷的增加，进而提高了柴油发动机的排气温度。可见，本申请实施例利用起发一体机取代了单独使用的起动机和发电机，并在判断出柴油发动机处于预设的启动条件时，控制起发一体机作为发电机使用，同时启动柴油发动机消耗机械能，以控制起发一体机发电，从而通过消耗机械能的方式，实现了柴油发动机负荷的增加，进而提高了柴油发动机的排气温度，优化了柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种柴油发动机排气温度的提高方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种预测柴油发动机运行工况的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种柴油发动机排气温度的提高系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种汽车的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解本申请提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的研究背景进行简单说明。

近年来，随着人们环境保护意识的增强，对于机动车污染物排放也有了更加严格的要求。在现有技术中，起动机和发电机作为两个独立的部件，分别用于启动柴油发电机，以及在整体缺电时，为其提供电力来源，但这种单独使用的方式，会导致整体质量大、工作效率低、集成性差。同时，柴油发动机在整个转速范围内的低负荷区会存在排温低的问题，导致柴油发动机排放性能差，进而直接影响后处理的效率。因此，为了优化柴油发动机的排放性能，首先需要提高柴油发动机的排气温度，目前通常是采用进排气节流阀、可变截面增压器、缸内后喷等技术，提高柴油发动机的排气温度，但是这些技术均会带来油耗增加的问题。

基于此，本申请提出了一种柴油发动机排气温度的提高方法，利用起发一体机取代了单独使用的起动机和发电机，并在判断出柴油发动机处于预设的启动条件时，控制起发一体机作为发电机使用，同时启动柴油发动机消耗机械能，以控制起发一体机发电，从而通过消耗机械能的方式，实现了柴油发动机负荷的增加，进而提高了柴油发动机的排气温度，优化了柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

接下来，结合附图对本申请实施例提供的一种柴油发动机排气温度的提高方法进行详细说明。

参见图1，其示出了本申请实施例提供的一种柴油发动机排气温度的提高方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

s101：判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件。

在本实施例中，为了提高柴油发动机排气温度，以便优化柴油发动机的排放性能及后处理的效率，首先需要获取到柴油发动机的水温、排气温度等运行工况，进而根据这些运行工况，判断出柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，预设的提高排气温度的启动条件指的是冷启动工况。则，相应的，判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件具体包括：判断柴油发动机是否处于冷启动工况。

在本实现方式中，预先设置的提高排气温度的启动条件为冷启动工况，也就是说，当柴油发动机处于冷启动工况时，则需要提高柴油发动机的排气温度，而判断柴油发动机是否处于冷启动工况的具体实现过程可以包括下述

步骤a-b：

步骤a：判断柴油发动机的水温是否处于第一水温阈值和第二水温阈值之间。

在本步骤中，在判断柴油发动机是否处于冷启动工况时，需要判断出柴油发动机的水温是否处于第一水温阈值和第二水温阈值之间，其中，将第一水温阈值定义为t阈值1，并且t阈值1的取值可根据实际情况进行设置，比如，一种可选实现方式是，可以将第一水温阈值t阈值1取为25度。类似的，可以将第二水温阈值定义为t阈值2，并且t阈值2的取值也可以根据实际情况进行设置，比如，一种可选实现方式是，可以将第二水温阈值t阈值2取为30度。再将此时的柴油发动机的水温定义为t1，则判断出柴油发动机的水温是否处于第一水温阈值和第二水温阈值之间的具体过程即为判断下述计算公式(1)是否成立：

t阈值1≤t1≤t阈值2(1)

步骤b：判断柴油发动机的排气温度是否处于第一排气温度阈值和第二排气温度阈值之间。

在本步骤中，在判断柴油发动机是否处于冷启动工况时，还需要判断出柴油发动机的排气温度是否处于第一排气温度阈值和第二排气温度阈值之间，其中，将第一排气温度阈值定义为tiq阈值1，并且tiq阈值1的取值可根据实际情况进行设置。类似的，可以将第二排气温度阈值定义为tiq阈值2，并且tiq阈值2的取值也可以根据实际情况进行设置。也可以将此时的柴油发动机的排气温度定义为t2，则判断出柴油发动机的排气温度是否处于第一排气温度阈值和第二排气温度阈值之间的具体过程即为判断下述计算公式(2)是否成立：

tiq阈值1≤t2≤tiq阈值2(2)

需要说明的是，本申请不限制步骤a和步骤b的执行顺序。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，预设的提高排气温度的启动条件指的是预设运行工况。则，相应的，判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件具体包括：判断柴油发动机是否处于预设运行工况。

在本实现方式中，预先设置的提高排气温度的启动条件为预设运行工况，也就是说，当柴油发动机处于预设运行工况时，则需要提高柴油发动机的排气温度。而在判断柴油发动机是否处于预设运行工况之前，首先需要预测出柴油发动机的在未来一段时间内的运行工况。具体来讲，可以基于全球定位系统(globalpositioningsystem，简称gps)提供的汽车所处位置信息和电子地图，使车载控制系统可以提前获得前方的道路信息(坡度、弯道、限速路段)，并将这些信息发送给电子控制单元(electroniccontrolunit，简称ecu)，以便ecu据此预测出汽车未来行驶的运行工况(比如柴油发动机的排气温度、转速以及负荷等)，如图2所示，可通过“gps数据提取->路况识别(获取道路信息)->柴油发动机运行工况识别”的执行顺序，预测出柴油发动机在未来一段时间内的运行工况，再判断柴油发动机是否处于预设运行工况。本实现方式的具体实现过程可以包括下述步骤c-e：

步骤c：判断柴油发动机的排气温度是否低于scr起喷温度tscr。

在本步骤中，预设运行工况为预设的低温运行工况，则为了判断柴油发动机是否处于预设的低温运行工况时，需要判断出柴油发动机的排气温度是否低于柴油机scr尾气后处理(selectivecatalyticreduction，简称scr)的起喷温度tscr，将此时的柴油发动机的水温定义为t，则判断出柴油发动机的排气温度是否低于scr起喷温度tscr的具体过程即为判断下述计算公式(3)是否成立：

t≤tscr(3)

步骤d：判断柴油发动机的转速是否处于第一转速阈值和第二转速阈值之间。

在本步骤中，预设运行工况为预设的怠速工况，当汽车处于怠速时，比如，等汽车处于红色交通灯处，或者处于堵车状态时，可以通过判断柴油发动机转速是否处于第一转速阈值和第二转速阈值之间，来判断出是否需要提高柴油发动机的排气温度，其中，将第一转速阈值定义为n阈值1，并且n阈值1的取值可根据实际情况进行设置。类似的，可以将第二转速阈值定义为n阈值2，并且n阈值2的取值也可以根据实际情况进行设置。将柴油发动机的转速定义为n，并且n的取值可根据预测出的柴油发动机在未来一段时间内运行工况得到，则判断出柴油发动机的转速是否处于第一转速阈值和第二转速阈值之间的具体过程即为判断下述计算公式(4)是否成立：

n阈值1≤n≤n阈值2(4)

步骤e：判断柴油发动机的负荷是否处于第一负荷阈值和第二排负荷阈值之间。

在本步骤中，预设运行工况为预设的怠速工况，当汽车处于怠速时，比如，等汽车处于红色交通灯处，或者处于堵车状态时，还可以通过判断柴油发动机的负荷是否处于第一负荷阈值和第二排负荷阈值之间，来判断出是否需要提高柴油发动机的排气温度，其中，将第一负荷阈值定义为l阈值1，并且l阈值1的取值可根据实际情况进行设置。类似的，可以将第二负荷阈值定义为l阈值2，并且l阈值2的取值也可以根据实际情况进行设置。将柴油发动机的符合定义为l，则判断出柴油发动机的负荷是否处于第一负荷阈值和第二排负荷阈值之间的具体过程即为判断下述计算公式(5)是否成立：

l阈值1≤l≤l阈值2(5)

需要说明的是，本申请不限制步骤c、步骤d以及步骤e的执行顺序。

s102：若判断出柴油发动机处于预设的提高排气温度的启动条件，则控制起发一体机作为发电机使用。

在本实施例中，若通过步骤s101判断出柴油发动机处于预设的提高排气温度的启动条件，比如，若判断出柴油发动机处于冷启动工况，即上述公式(1)和(2)同时成立。或者，若判断出柴油发动机处于预设运行工况，即上述公式(3)、(4)和(5)同时成立。则控制起发一体机作为发电机使用。具体来讲，一种可选的实现方式是，当起发一体机作为起动机使用时，控制起发一体机由起动机切换为发电机来使用。或者，当起发一体机处于未工作的状态时，启动起发一体机作为发电机使用。

s103：启动柴油发动机消耗机械能，以控制起发一体机产生电能并将电能发送给电池，从而实现柴油发动机负荷的增加，进而提高柴油发动机的排气温度。

在本实施例中，通过步骤s102控制起发一体机作为发电机使用后，为了增加柴油发动机的负荷，以便提高柴油发动机的排气温度，进而优化柴油发动机的排放性能及后处理的效率。需要启动柴油发动机消耗机械能，进而控制作为发电机使用的起发一体机产生电能，并发送给电池。由于在此过程中柴油发动机消耗了机械能，所以，可以使其自身的负荷增加，从而可以提高排气温度，进而可以优化柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

进一步的，在本实施例的一种实现方式中，通过上述步骤s103提高了柴油发动机的排气温度后，还需要判断出柴油发动机的排气温度是否达到scr起喷温度tscr；若是，则控制起发一体机不再作为发电机使用，并控制柴油发动机停止消耗机械能的运作。

在本实现方式中，若通过上述步骤s103提高了柴油发动机的排气温度，则需要在提高排气温度的同时，判断该排气温度是否已达到柴油机scr尾气后处理(即scr催化器)的起喷温度tscr，若未达到，则可以继续提高排气温度，若已达到scr起喷温度tscr，则需要控制起发一体机不再作为发电机使用，并控制柴油发动机停止消耗机械能的运作，即停止提高排气温度，以便进行后续的scr尾气后处理流程，实现优化燃烧，进而提高柴油机的经济性、动力性和排放性。

这样，在本申请提供的柴油发动机排气温度的提高方法中，首先，判断柴油发动机是否处于预设的提高排气温度的启动条件，若是，则控制起发一体机作为发电机使用，并启动柴油发动机消耗机械能，以控制作为发电机使用的起发一体机产生电能，并将电能发送给电池，从而实现了柴油发动机负荷的增加，进而提高了柴油发动机的排气温度。可见，本申请实施例利用起发一体机取代了单独使用的起动机和发电机，并在判断出柴油发动机处于预设的启动条件时，控制起发一体机作为发电机使用，同时启动柴油发动机消耗机械能，以控制起发一体机发电，从而通过消耗机械能的方式，实现了柴油发动机负荷的增加，进而提高了柴油发动机的排气温度，优化了柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

本实施例还提供了一种柴油发动机排气温度的提高系统，下面将结合附图对本实施例提供的柴油发动机排气温度的提高系统进行介绍。

参见图3，该图为本发明实施例提供的一种柴油发动机排气温度的提高系统的结构示意图。

本申请实施例的柴油发动机排气温度的提高系统300包括柴油发动机301、起发一体机302、控制器303、转换器304和电池305。

其中，柴油发动机301，用于判断是否处于预设的提高排气温度的启动条件，若是，则通过所述控制器，控制所述起发一体机作为发电机使用；同时，将消耗机械能来控制所述起发一体机产生电能并将所述电能发送给所述电池，以便增加负荷，进而提高排气温度。

起发一体机302，用于产生电能，并将所述电能发送给所述电池305；

控制器303，用于控制所述起发一体机302作为发电机使用。

电池304，用于接收所述起发一体机302发送的电能并存储。

需要说明的是，本实施例中柴油发动机排气温度的提高系统300的提高排气温度功能的具体实现可以参见上述方法实施例，在此不再赘述。

在本申请实施例提供的柴油发动机排气温度的提高系统中，利用起发一体机取代了传统方法中单独使用的起动机和发电机，并在判断出柴油发动机处于预设的启动条件时，控制起发一体机作为发电机使用，同时启动柴油发动机消耗机械能，以控制起发一体机发电，从而通过消耗机械能的方式，实现了柴油发动机负荷的增加，进而提高了柴油发动机的排气温度，优化了柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

本实施例还提供了一种汽车，下面将结合附图对本实施例提供的汽车进行介绍。

参见图4，该图为本发明实施例提供的一种汽车的结构示意图。

本申请实施例的汽车400包括上述实施例中介绍的柴油发动机排气温度的提高系统300，其中，柴油发动机排气温度的提高系统300，用于提高柴油发动机的排气温度，以便优化柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

需要说明的是，本实施例的汽车400中柴油发动机排气温度的提高系统300的提高排气温度功能的具体实现可以参见上述方法实施例，在此不再赘述。

在本申请实施例提供的汽车中，其安装的柴油发动机排气温度的提高系统可以通过ecu判断是否处于预设的提高排气温度的启动条件，若是，则通过控制器，控制起发一体机作为发电机使用；同时，将启动柴油发动机消耗机械能来控制起发一体机产生电能并发送给电池，以便增加柴油发动机的负荷，进而提高柴油发动机的排气温度，优化柴油发动机的排放性能及后处理的效率。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。