CN103644036B - 发动机高原动力性能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机高原动力性能控制方法，包括步骤1.读取大气压力值再将大气压力值转化为海拔高度值；步骤2.将海拔高度值，以及发动机转速值、发动机扭矩需求值，通过查询扭矩燃油分配表，并利用插值计算得出发动机输出油量值；步骤3.将输出油量值参与最终油量仲裁，得出最终的发动机输出油量。此方法精确控制发动机扭矩输出，从而减少发动机在高原地区的功率损失，提高发动机的高原动力性。

Description

发动机高原动力性能控制方法
技术领域
本发明涉及发动机领域，具体地指一种发动机高原动力性能控制方法。
背景技术
众所周知，海拔越高空气越来越稀薄，大气密度和大气压力逐步下降，密度较小的空气会导致更高的涡轮增压器的转速，因为涡轮增压器试图把越来越多的空气进入发动机系统；随着海拔高度的提升，如果不改变发动机的运行条件，将会出现更高的涡轮进口温度，为了保护发动机就必须改变发动机的运行条件，如降低燃油供油量，或者改变点火提前角，从而进一步损失了发动机的功率输出；而用户又希望发动机尽可能的少得功率损失，这样带来了在高原地区如何平衡发动机功率损失以及发动机可靠性的难题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种发动机高原动力性能控制方法，保证发动机在不同海拔高度的扭矩需求，精确控制发动机扭矩输出，从而减少发动机在高原地区的功率损失。
为实现上述目的，本发明所述的发动机高原动力性能控制方法，其关键在于，所述方法包括下列步骤：
步骤一，首先通过发动机自带的大气压力传感器读取大气压力值，再通过大气压力对应海拔高度转换算法，把大气压力值转化为对应的海拔高度，并通过海拔高度分段区间值表，得到此海拔高度对应的分段区间值；
步骤二，将分段区间值、发动机转速值以及发动机扭矩需求值，通过查询扭矩燃油分配表，并利用插值计算得出发动机输出油量值；
步骤三，将所述发动机输出油量值，与根据发动机烟度限制计算得到的油量值、发动机机械保护规定的油量值进行比较，取三者中的最小值作为最终的发动机油量输出值。
所述烟度限制油量值是指在发动机转速和扭矩限制下，发动机在稳态和瞬态条件下由于空燃比限制而制定的油量值。
所述发动机机械保护规定的油量值是指在发动机转速和扭矩限制下，发动机由于发动机燃烧过程中的最大压力、涡前排温、增压器转速限制而制定的油量值。
本发明使发动机在高原地区极大程度的减少了率损失，降低了燃油供油量，提高了发动机输出功率，从而平衡了发动机功率损失以及发动机可靠性的难题。
附图说明
图1为本发明的步骤流程图。
图2为本发明算法仿真模拟示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，一种发动机高原动力性能控制方法，包括下列步骤：
本发明首先通过发动机自带的大气压力传感器读取大气压力值，再通过大气压力对应海拔高度转换算法，把大气压力值转化为对应的海拔高度，并通过海拔高度分段区间值表，得到此海拔高度对应的分段区间值；所述分段区间值是根据电控模块ECU的配置决定，最少分为3个值，最多划分为13个值，在本发明里面优选为5个值，设定为海拔高度0-1800m时分段区间值为0，海拔高度1800-2600m时分段区间值为1，2600-3400m时分段区间值为3，3400-4100时分段区间值为4，4100-5000m时分段区间值为5。
将上一步骤获取的分段区间值，以及发动机转速值、发动机扭矩需求值，通过查询扭矩燃油分配表，并利用插值计算得出发动机输出油量值；最后将得出的输出油量值进行仲裁，也就是将前面步骤计算出的发动机输出油量值，与根据烟度限制制定的油量值、发动机机械保护规定制定的油量值进行比较，取三者中的最小值作为最终的发动机油量输出值。烟度限制计算得到的油量值是指在发动机转速和扭矩限制下，发动机在稳态和瞬态条件下由于空燃比限制而制定的油量值。发动机机械保护规定的油量值是指在发动机转速和扭矩限制下，发动机由于发动机燃烧过程中的最大压力、涡前排温、增压器转速限制而制定的油量值。
此控制方法的具体过程如下：先由大气压力传感器得出电信号值,然后查下表1得出大气压力值；
表1
压力传感器电信号 大气压力值/Kp
0 44.82
1638 44.82
3276 82.96
4914 121.11
6552 159.25
8190 197.4
9828 235.54
11466 273.69
13104 311.83
14742 349.98
16383 349.98
将查表1得出的大气压力值再带入到表2中得到海拔高度；
表2
大气压力值/Kp 海拔高度/m
49.09375 5700
62.40625 3906
64.90625 3603
67.5 3297
70.09375 3001
72.8125 2703
75.59375 2403
78.5 2101
81.5 1799
84.59375 1496
87.6875 1202
91 897
94.3125 602
97.8125 298
101.3125 2
106.1875 -398
众所周知，每一个海拔高度都对应相应的大气密度。表3是6个海拔高度所对应的空气密度，此空气密度是基于25℃的环境温度得出的，将上一步骤得到的海拔高度带入表3的出空气密度值。
表3
海拔高度/m 空气密度kg/m3
1500 0.9727
2200 0.8931
3000 0.8076
3800 0.7275
4100 0.6997
4500 0.6646
再将表3所得的空气密度查表4的出当前海拔高度对应的分段区间值表，其中分段区间值用“CHI值”表示；
表4
空气密度kg/m3 CHI
0.4 5
0.4 5
0.5 4
0.7 4
0.765 3
0.85 1
0.936 1
1 0
1.1 0
1.2 0
最后查询相应分段区间值的燃油扭矩分配表(表5)得出所输出的发动机输出油量值。
表5
例如海拔4100m，本发明根据大气压力传感器得出约63KP压力值，进一步得出海拔4100M，大气密度0.7kg/m3，从而查询表4得出分段区间值为4；再根据此时发动机转速和油门得出的发动机转速r和扭矩n，查询分段区间值为4的燃油扭矩分配表5，得出发动机输出油量值。如此刻的转速r为1500rpm，由计算得出扭矩n为100N.M，查表5得出输出油量为8mg/stroke。此时依据烟度限制设定的限制油量值为9mg/stroke，依据发动机的机械保护在此转速和扭矩下限制的油量值为9.5mg/stroke，将三组输出油量进行比较，选择最小油量8mg/stroke为最终的发动机输出油量值。
本控制方法所有不为临界值的值(包括大气压力值、海拔高度值、空气密度值、CHI值、转速r、扭矩n)，均查表后用线性插值算法得出最终结果，所用到的插值计算公式均为y＝kx+b，其中y为需求值、k为比例系数、x为自变量、b为常数。
例如，需要得到大气压力值为68Kp的海拔高度时，如表2中，大气压力值为67.5Kp时对应的海拔高度为3297m；大气压力值为70.09375Kp时对应的海拔高度为3001m，若大气压力值为68Kp，介于67.5Kp与70.09375Kp之间时，则将两端大气压力值67.5Kp和70.09375Kp作为自变量x，对应的海拔高度作为需求值代入y＝kx+b，
3297＝k*67.5+b；3001＝k*70.09375+b
得出k＝-114.12048、b＝11000.13253，再将68Kp对应的海拔高度y＝-114.12048*68+11000.13253＝3239.93989计算出即可。
其它的不为临界值的值(包括大气压力值、海拔高度值、空气密度值、CHI值、转速r、扭矩n)均使用此方法计算。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种发动机高原动力性能控制方法，其关键在于，所述方法包括下列步骤：
步骤一，首先通过发动机自带的大气压力传感器读取大气压力值，再通过大气压力对应海拔高度转换算法，把大气压力值转化为对应的海拔高度，并通过海拔高度分段区间值表，得到此海拔高度对应的分段区间值；
步骤二，将分段区间值、发动机转速值以及发动机扭矩需求值，通过查询扭矩燃油分配表，并利用插值计算得出发动机输出油量值；
步骤三，将所述发动机输出油量值，与根据发动机烟度限制计算得到的油量值、发动机机械保护规定的油量值进行比较，取三者中的最小值作为最终的发动机油量输出值；
所述烟度限制油量值是指在发动机转速和扭矩限制下，发动机在稳态和瞬态条件下由于空燃比限制而制定的油量值；
所述发动机机械保护规定的油量值是指在发动机转速和扭矩限制下，发动机由于发动机燃烧过程中的最大压力、涡前排温、增压器转速限制而制定的油量值。
2.根据权利要求1所述的发动机高原动力性能控制方法，其特征在于：所述步骤一的具体方法是：
先由大气压力传感器得出电信号值,然后得出当前大气压力值；
将依据得出的大气压力值得到海拔高度；
将依据得到的海拔高度得到空气密度值；
将依据得的空气密度查表得出当前海拔高度对应的分段区间值。
3.根据权利要求1所述的发动机高原动力性能控制方法，其特征在于：所述分段区间值为5个值，海拔高度0-1800m时分段区间值为0，海拔高度1800-2600m时分段区间值为2，2600-3400m时分段区间值为3，3400-4100时分段区间值为4，4100-5000m时分段区间值为5。
4.根据权利要求1或3所述的发动机高原动力性能控制方法，其特征在于：所述控制方法中所有不为临界值的值，均由查表后用线性插值算法得出最终结果，所用到的插值计算公式均为y＝kx+b，其中y为需求值、k为比例系数、x为自变量、b为常数。
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