汽车排气系统的温度控制方法、装置、汽车及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种汽车排气系统的温度控制方法、装置、汽车及存储介质。
背景技术
汽车排气系统通常指的是汽车中用于对发动机工作过程产生的气体进行收集和排放的一系列装置，是汽车的必备系统之一，通常由发动机管理系统(Engine ManagementSystem，EMS)管理。
目前的汽车排气系统通常包括：外接发动机的催化器、与催化器连接的汽油机颗粒捕集器(Gasoline Particulate Filter，GPF)、连接管以及分别设置在GPF进入口和GPF排出口处的两个温度传感器。其中，发动机工作过程产生的气体依次通过催化器和GPF排放至汽车外部。两个温度传感器分别用于检测GPF进入口气体的温度与GPF排出口气体的温度。由于GPF的硬件可承受的温度具有限定范围，当GPF的实际温度超过该限定范围的最大值时，可能会导致GPF损坏，因而EMS可以通过获取两个温度传感器检测的两个温度，且当该两个温度中任一温度大于指定阈值时，通过控制发动机以降低GPF的温度，保障GPF的正常工作。
但是，温度传感器较高的成本，导致目前的汽车排气系统的制造成本升高。
发明内容
本发明提供一种汽车排气系统的温度控制方法、装置、汽车及存储介质，以降低汽车排气系统的制造成本，进而降低汽车的制造成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种汽车排气系统的温度控制方法，所述汽车排气系统包括：外接发动机的催化器以及与所述催化器连接的汽油机颗粒捕集器GPF，所述方法包括：
获取所述发动机的发动机工况信息，所述发动机工况信息包括：发动机转速及发动机负荷信息；
根据所述发动机工况信息，确定所述GPF的表征温度，所述表征温度用于反映所述GPF的实际温度；
当所述表征温度大于或等于温度阈值时，通过控制所述发动机以降低所述GPF的温度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种汽车排气系统的温度控制装置，所述汽车排气系统包括：外接发动机的催化器以及与所述催化器连接的汽油机颗粒捕集器GPF，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述发动机的发动机工况信息，所述发动机工况信息包括：发动机转速及发动机负荷信息；
确定模块，用于根据所述发动机工况信息，确定所述GPF的表征温度，所述表征温度用于反映所述GPF的实际温度；
处理模块，用于当所述表征温度大于或等于温度阈值时，通过控制所述发动机以降低所述GPF的温度。
第三方面，本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车包括：
发动机和汽车排气系统；
一个或多个控制器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个控制器实现如上述第一方面任一所述的汽车排气系统的温度控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述第一方面任一所述的汽车排气系统的温度控制方法。
本发明通过获取的发动机的发动机工况信息直接确定GPF的表征温度，以实现当该表征温度大于或等于温度阈值时，通过控制发动机以降低GPF的温度，保障GPF的正常工作。相对相关技术，在保障GPF正常工作的基础上，汽车排气系统无需设置温度传感器，解决了因设置温度传感器导致的汽车排气系统成本升高的问题，降低了汽车排气系统的制造成本。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种汽车排气系统的结构示意图；
图2是本申请实施例一中的一种汽车排气系统的温度控制方法的流程图；
图3是本申请实施例一中的一种温度关联信息表的形成方法的流程图；
图4是本发明实施例二中的一种汽车排气系统的温度控制装置的结构示意图；
图5是本发明实施例三中的一种汽车的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
随着国家汽车排放法规的不断严格，对汽车可排放颗粒也进行了相应规定。由于发动机工作过程产生的气体一般很难达到汽车排放法规所规定的排放要求，因此，汽车排气系统应运而生。该汽车排气系统可以对发动机排出的气体进行后处理，使得待排放的气体达到排放要求。
本发明实施例提供一种汽车，该汽车包括发动机、汽车排气系统、一个或多个控制器以及存储装置。其中，发动机与汽车排气系统连通，且与控制器连接。控制器可以用于控制发动机以管理汽车排气系统。示例的，控制器可以为EMS或单片机控制单元等。请参考图1，其示出了本发明实施例提供的一种汽车排气系统的结构示意图，该汽车排气系统100包括：外接发动机101的催化器102以及与催化器102连接的GPF103。其中，催化器102用于净化发动机101排出的气体中的有害气体。GPF103用于捕捉催化器102排出的气体中的颗粒。实际应用中，GPF的硬件可承受的温度具有限定范围，GPF的实际温度会影响GPF的工作能力。因此，为了保障GPF的正常工作，其实际温度需要控制至该温度范围的最大值之下。本发明实施例提供了一种汽车排气系统的温度控制方法，可以用于控制如1所示的汽车排气系统中的GPF在工作中的实际温度。
实施例一
图2为本申请实施例一提供的一种汽车排气系统的温度控制方法的流程图，本实施例可适用于上述涉及的汽车，该汽车的汽车排气系统可以为上述图1所示的汽车排气系统100。该方法可以由上述汽车的控制器来执行，具体包括如下步骤：
步骤201、获取发动机的发动机工况信息。
发动机工况信息包括：发动机转速以及发动机负荷信息。发动机转速指的是发动机曲轴每分钟的回转数。发动机负荷信息又称发动机负荷率信息。该发动机负荷率信息指的是相同发动机转速下，部分节气门开时发出的扭矩与节气门全开时发出的最大扭矩的比值信息。可选的，发动机工况信息还可以包括：发动机的进气温度和/或汽车外部的环境温度。当然，发动机工况信息还可以包括其他会影响GPF实际温度的因素信息，本发明实施例对此不做限定。这样，当发动机工况信息所包括的有效信息越多时，后续根据该发动机工况信息进行GPF的表征温度确定时，确定的GPF的表征温度的准确越高。
步骤202、根据发动机工况信息，确定GPF的表征温度。该表征温度用于反映GPF的实际温度。
示例的，表征温度可以包括：GPF进入口处气体的温度、GPF上的温度或者GPF排出口处气体的温度。其中，请参考图1，GPF进入口处可以为图1所示的C点处，GPF上可以为图1所示的D点处，GPF排出口处可以为图1所示的E点处。
可选的，上述根据发动机工况信息，确定GPF的表征温度的过程可以包括：控制器查找预先确定的温度关联信息表，确定与发动机工况信息匹配的GPF的表征温度。其中，温度关联信息表可以预先存储有发动机工况信息与GPF的表征温度的对应关系(也即是匹配关系)。该温度关联信息表可以预先通过实验形成，或者该温度关联信息表可以通过实际工作经验形成。
示例的，以温度关联信息表通过实验形成为例进行说明。请参考图3，其示出了本申请实施例一提供的一种温度关联信息表的形成方法的流程图。如图3所示，温度关联信息表的形成步骤可以包括：
步骤301、获取仿真测试环境中发动机处于各设定发动机工况下在各温度检测点采集的温度采集值。其中，各温度检测点通过在汽车排气系统中各设定位置处增设温度传感器形成。
可选的，汽车排气系统中可以包括一个或多个设定位置，相应的各温度检测点也可以包括一个或多个。在一个或多个温度检测点中，至少存在一个温度检测点采集的温度采集值可以用于反映GPF的实际温度，也即是至少一个温度检测点采集的温度采集值可以作为GPG的表征温度。
本发明实施例以汽车排气系统包括5个设定位置为例。其中，该5个设定位置中，第一设定位置可以位于催化器与所外接发动机之间。第二设定位置可以位于催化器上。第三设定位置可以位于GPF进入口处。第四设定位置可以位于GPF上。第五设定位置可以位于GPF排出口处。也即是，请参考图1，第一设定位置为A点处，第二设定位置为B点处，第三设定位置为C点处，第四设定位置为D点处，以及第五设定位置为E点处。
在实验过程中，汽车排气系统可以在上述5个设定位置中设置5个温度传感器，用于分别检测设定位置对应的温度检测点的温度采集值。示例的，温度传感器可以是热电偶温度传感器。
设定发动机的运行工况为发动机工况1。例如，发动机工况1为发动机转速为s1、发动机负荷为p1、发动机的进气温度ec1和汽车外部的环境温度为cc1。获取发动机处于发动机工况1下在5个温度检测点采集的温度采集值。将发动机的运行工况变更设定为发动机工况2。例如，发动机工况2为发动机转速为s2、发动机负荷为p2、发动机的进气温度ec2和汽车外部的环境温度为cc2。获取发动机处于发动机工况1下在5个温度检测点采集的温度采集值。
多次更改设定的发动机工况，以获取发动机处于各设定发动机工况下在各温度检测点采集的温度采集值。其中，更改设定的发动机工况的次数可以根据实际情况确定，本发明实施例对此不做限定。
步骤302、将各设定发动机工况与相应的温度采集值关联记录，形成温度关联信息表并保存。
可选的，当温度关联信息表存储有发动机工况信息与GPF的表征温度的对应关系时，控制器将各设定发动机工况与相应的温度采集值关联记录后，对于任一设定发动机工况，从其相应的温度采集值中筛选得到GPF的表征温度。记录各设定发动机工况与相应的GPF的表征温度，得到温度关联信息表并保存。
或者，温度关联信息表还可以存储有发动机工况信息与温度采集值的对应关系，则控制器将各设定发动机工况与相应的温度采集值关联记录后，直接形成温度关联信息表并保存。相应的，上述控制器查找预先确定的温度关联信息表，确定与发动机工况信息匹配的GPF的表征温度的过程包括：控制器查找预先确定的温度关联信息表，首先确定与该发动机工况信息相应的温度采集值。然后根据该温度采集值，筛选得到GPF的表征温度。
需要说明的是，在上述汽车排气系统包括5个设定位置的示例中，在任一发动机工况下，控制器可以获取第一设定位置相应的第一温度采集值C1、第二设定位置相应的第二温度采集值C2、第三设定位置相应的第三温度采集值C3、第四设定位置相应的第四温度采集值C4以及第五设定位置相应的第五温度采集值C5。
对于第一温度采集值C1：其为发动机排气温度，可以根据发动机工况确定。
对于第二温度采集值C2：由于发动机排除的气体在经过催化器进行氧化还原反应后会释放热量，因而第二温度采集值C2大于第一温度采集值C1，且第二温度采集值C2可以认为满足：C2＝C1+G，G为催化器进行氧化还原反应(一种热反应)的过程中释放的热量。
对于第三温度采集值C3：由于气体从催化器排出后会散热，造成热损失。因而第三温度采集值C3小于第二温度采集值C2，且第三温度采集值C3可以认为满足：C3＝C2-H，H为气体从催化器排出后的损失温度。
对于第四温度采集值C4：由于气体在进入GPF后会进行放热反应从而释放热量，因而第四温度采集值C4大于第三温度采集值C3，且第四温度采集值C4可以认为满足：C4＝C3+J，J为GPF进行热反应的过程中释放的热量。
对于第五温度采集值C5：由于气体从GPF排出后会散热，造成热损失。因而第五温度采集值C5小于第四温度采集值C4，且第五温度采集值C5可以认为满足：C5＝C4-I，I为气体从GPF排出后的损失温度。
本申请实施例中，控制器根据发动机工况信息确定GPF的表征温度的过程还可以包括：控制器根据发动机工况信息以及温度关联模型，确定GPF的表征温度。具体的，控制器可以首先获取预先存储的温度关联模型；之后向该温度关联模型输入发动机工况信息；然后获取该温度关联模型输出的GPF的表征温度。
步骤203、当表征温度大于或等于温度阈值时，通过控制发动机以降低GPF的温度。
其中，温度阈值可以是GPF的硬件可承受温度范围的最大值，或者，温度阈值也可以是需要GPF保持在某一工作指标下时，GPF的最大温度。当然，该温度阈值也可以根据实际情况进行限定，本发明实施例对此不做限定。
可选地，当表征温度大于或等于温度阈值时，控制器通过控制发动机以降低GPF的温度的方式可以包括但不限于以下几种：
第一，控制器可以控制发动机加浓空燃比。例如，控制器可以控制发动机的燃料阀以设定步长增大开度直至表征温度小于温度阈值。
第二，控制器可以控制发动机降低扭矩。例如，控制器控制发动机以设定阈值降低扭矩直至表征温度小于温度阈值。
第三，控制器可以控制发动机断油。例如，控制器控制发动机的节气门旋转至怠速位置。
本实施例的技术方案，通过获取的发动机的发动机工况信息直接确定GPF的表征温度，以实现当该表征温度大于或等于温度阈值时，通过控制发动机以降低GPF的温度，保障GPF的正常工作。相对相关技术，在保障GPF正常工作的基础上，汽车排气系统无需设置温度传感器，解决了因设置温度传感器导致的汽车排气系统成本升高的问题，降低了汽车排气系统的制造成本。
实施例二
本发明实施例二所提供的汽车排气系统的温度控制装置可执行本发明任意实施例所提供的汽车排气系统的温度控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图4是本发明实施例二提供的一种汽车排气系统的温度控制装置的结构示意图。如图4所示，汽车排气系统的温度控制装置包括：
获取模块401，用于获取发动机的发动机工况信息，发动机工况信息包括：发动机转速及发动机负荷信息。
确定模块402，用于根据发动机工况信息，确定GPF的表征温度，表征温度用于反映GPF的实际温度。
处理模块403，用于当表征温度大于或等于温度阈值时，通过控制发动机以降低GPF的温度。
本实施例的技术方案，通过获取模块获取的发动机的发动机工况信息，使得确定模块可以直接确定GPF的表征温度，进而使得处理模块实现当该表征温度大于或等于温度阈值时，通过控制发动机以降低GPF的温度，保障GPF的正常工作。相对相关技术，在保障GPF正常工作的基础上，汽车排气系统无需设置温度传感器，解决了因设置温度传感器导致的汽车排气系统成本升高的问题，降低了汽车排气系统的制造成本。
可选的，确定模块402还用于：查找预先确定的温度关联信息表，确定与发动机工况信息匹配的GPF的表征温度。
可选的，汽车排气系统的温度控制装置还包括信息采集模块，可以用于获取仿真测试环境中发动机处于各设定发动机工况下在各温度检测点采集的温度采集值，其中，各温度检测点通过在汽车排气系统中各设定位置处增设温度传感器形成。将各设定发动机工况与相应的温度采集值关联记录，形成温度关联信息表并保存。
可选的，汽车排气系统中包括5个设定位置。其中，第一设定位置位于催化器与所外接发动机之间；第二设定位置位于催化器上；第三设定位置位于GPF进入口处；第四设定位置位于GPF上；第五设定位置位于GPF排出口处。
可选的，发动机工况信息还包括：发动机的进气温度和/或汽车外部的环境温度。
可选的，表征温度包括：GPF进入口处气体的温度、GPF上的温度或者GPF排出口处气体的温度。
可选的，处理模块403，还用于：控制发动机的燃料阀以设定步长增大开度直至表征温度小于温度阈值。或者，控制发动机以设定阈值降低扭矩直至表征温度小于温度阈值。或者，控制发动机的节气门旋转至怠速位置。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的一种汽车的结构示意图，如图5所示，该汽车包括发动机501、汽车排气系统502、控制器503和存储装置504。汽车中控制器503的数量可以是一个或多个，图5以一个控制器503为例。汽车中汽车排气系统502与发动机501连接，该汽车排气系统502可以为上述图1所示的汽车排气系统100。控制器503、发动机501和存储装置504可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储装置504作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的汽车排气系统的温度控制方法对应的程序指令/模块(例如，汽车排气系统的温度控制装置中的获取模块401、确定模块402和处理模块403)。控制器503通过运行存储在存储装置504中的软件程序、指令以及模块，从而执行汽车的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的汽车排气系统的温度控制方法。
存储装置504可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置504可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置504可进一步包括相对于控制器503远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备/终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
实施例四
本发明实施例四还提供一种计算机存储介质。该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的汽车排气系统的温度控制方法。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
