CN109595083B - 发动机涡前闭环温度超温保护控制方法 - Google Patents

发动机涡前闭环温度超温保护控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，包括步骤1：在车辆电子控制单元中设置T_Max、T_RlsOn和T_RlsOff，通过监控传感器实时检测T3并发送到车辆电子控制单元；步骤2：车辆电子控制单元判断T3是否大于激活温度值T_RlsOn，若否，不激活闭环控制功能，返回步骤1；若是，执行步骤3；步骤3：车辆电子控制单元激活闭环控制功能，限制发动机性能，使T3≤T_Max；步骤4：车辆电子控制单元判断T3是否大于控制T_RlsOff，若是，返回步骤3，继续进行闭环控制，若否，本次闭环控制功能结束。本发明能通过实时温度的变化自调整，使发动机性能在各种整车应用环境下达到最优，控制更精准。

Description

发动机涡前闭环温度超温保护控制方法
技术领域
本发明涉及高压共轨柴油机的标定匹配领域，尤其涉及一种发动机涡前闭环温度超温保护控制方法。
背景技术
当前普遍应用的涡前温度保护的控制策略主要为开环控制，这种控制方法虽然能起到较好的温度保护作用，但最大的缺陷是对发动机性能的限制过严，需要在较低的温度即开始扭矩限制，一般的经验是需要保证实际温度与边界限值保留8%-10%裕度，即温度距离限值至少30ºC，否则发动机部件存在超温损坏的风险，控制精度较低；因此，开环控制方法无法保证准确识别实际的排气温度表现，即整车运行到指定的工况区域就激活保护功能，并不取决于实际的温度表现，存在实际温度未达到发动机限值就错误的激活保护功能的问题和风险。其原因之一是车辆之间的散差以及各种边界条件下不同的温度表现很难通过开环控制校正，其原因之二是其控制方法不适用于精准的温度控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，能通过实时温度的变化自调整发动机输出扭矩控制，在接近发动机排温限值的运行工况，扭矩控制不再是一个固定值，而是可以通过温度的变化曲线实现扭矩的动态修正，使发动机性能在各种整车应用环境下达到最优，控制更精准。
本发明是这样实现的：
一种发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，包括如下步骤：
步骤1：在车辆电子控制单元中设置最大温度限值T_Max、激活温度值T_RlsOn和控制解除温度值T_RlsOff，通过监控传感器实时检测发动机涡前温度T3并发送到车辆电子控制单元；
步骤2：车辆电子控制单元判断发动机涡前温度T3是否大于激活温度值T_RlsOn，若否，则不激活闭环控制功能，返回步骤1；若是，则执行步骤3；
步骤3：车辆电子控制单元激活闭环控制功能并逐渐限制发动机性能，使发动机涡前温度T3≤最大温度限值T_Max；
步骤4：车辆电子控制单元判断发动机涡前温度T3是否大于控制解除温度值T_RlsOff，若是，返回步骤3，继续进行闭环控制，若否，则本次闭环控制功能结束，车辆恢复自由驾驶状态。
在所述的步骤1中，激活温度值T_RlsOn小于最大温度限值T_Max 15-20℃。在所述的步骤1中，监控传感器安装在排气歧管或者排气歧管与增压器涡端的连接处，传感器信号通过电器线束与汽车发动机控制器连接。
在所述的步骤3中，若T3逐渐上升并超过控制解除温度值T_RlsOff和激活温度值T_RlsOn，闭环控制保持激活；若T3逐渐下降并低于控制解除温度值T_RlsOff和激活温度值T_RlsOn，闭环控制自动解除。
在车辆电子控制单元中设置立即激活温度限值T_Max2，当所述的发动机涡前温度T3≥激活温度限值T_Max2时，立即激活闭环控制功能，并且进行大幅度的扭矩限制。
所述的立即激活温度限值T_Max2＞最大温度限值T_Max，且在发动机涡前温度T3≤控制解除温度值T_RlsOff前，闭环控制功能将持续作用。所述的立即激活温度限值T_Max2与最大温度限值T_Max的温度差为5-10℃。
所述的发动机涡前温度T3大于控制解除温度值T_RlsOff 10-20℃。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明可以将实际温度与边界限值的保留裕度控制在2%左右，使发动机在整车应用环境下发挥出更优的功率和扭矩表现。
2、本发明能实时监控传感器的温度，保护功能相比现有技术有更高的准确性和可靠性。
本发明能通过实时温度的变化自调整，使发动机性能在各种整车应用环境下达到最优，控制更精准，在保护增压器涡前温度不超过边界限值的前提下，发挥发动机的最大效能。
附图说明
图1是本发明发动机涡前闭环温度超温保护控制方法的流程图。
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说明。
请参见附图1，一种发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，包括如下步骤：
步骤1：在车辆电子控制单元中设置最大温度限值T_Max、激活温度值T_RlsOn和控制解除温度值T_RlsOff，通过监控传感器实时检测发动机涡前温度T3并发送到车辆电子控制单元。优选的，监控传感器可以安装在排气歧管或者排气歧管与增压器涡端的连接位置，传感器信号通过电器线束与发动机控制器连接。
在所述的步骤1中，激活温度值T_RlsOn接近并小于最大温度限值T_Max，优选的，激活温度值T_RlsOn小于最大温度限值T_Max 15-20℃，使本发明能发挥更佳的发动机性能。
步骤2：车辆电子控制单元判断发动机涡前温度T3是否大于激活温度值T_RlsOn，若否，则不激活闭环控制功能，返回步骤1；若是，则执行步骤3。
步骤3：车辆电子控制单元激活闭环控制功能并逐渐限制发动机性能，使发动机涡前温度T3≤最大温度限值T_Max。当发动机涡前温度T3越接近T_Max，则扭矩限制的作用愈发强烈。当发动机涡前温度T3在与激活温度值T_RlsOn和控制解除温度值T_RlsOff对比时，做一个单向条件判断，若发动机涡前温度T3逐渐上升并超过控制解除温度值T_RlsOff和激活温度值T_RlsOn，闭环控制保持激活；若发动机涡前温度T3逐渐下降并低于控制解除温度值T_RlsOff和激活温度值T_RlsOn，闭环控制自动解除。
步骤4：车辆电子控制单元判断发动机涡前温度T3是否大于控制解除温度值T_RlsOff，优选的，激活温度值T_RlsOn大于控制解除温度值T_RlsOff 10-20℃，若是，返回步骤3，继续进行闭环控制，若否，则本次闭环控制功能结束，车辆恢复自由驾驶状态。设定温度偏差可防止发动机涡前温度T3在控制解除温度值T_RlsOff和激活温度值T_RlsOn之间波动，导致闭环控制频繁的激活和解除，从而避免导致发动机输出扭矩的不稳定。
本发明同时考虑了单一控制方法的可靠性，并制定了对本控制方法的监控，用于预防PID控制在特殊情况下未有效发挥作用的情况，在车辆电子控制单元中设置立即激活温度限值T_Max2，优选的，立即激活温度限值T_Max2与最大温度限值T_Max的温度差为5-10℃，当所述的发动机涡前温度T3≥激活温度限值T_Max2时，立即激活更动态的闭环控制功能，并且进行较大幅度的扭矩限制。所述的立即激活温度限值T_Max2＞最大温度限值T_Max，且在发动机涡前温度T3≤控制解除温度值T_RlsOff前，闭环控制功能将持续作用。
本发明的功能逻辑可直接集成在车辆电子控制单元（ECU）的控制软件中，整车总线通讯接口在整车OBD端口，通过将数据记录设备（GL2000）连接到整车OBD端口，通过CCP端口协议通讯采集发动机管理系统（EMS）信号，识别当前车辆的状态，并且监控涡后排气温度，根据实时信号激活保护功能，发送修改指令到ECU，实现发动机性能的限制，同时也是本发明实现的测试方法。
实施例：
本发明应用于某2.0L排量的柴油发动机，该发动机的排气温度最高限值为810℃，相关参数设定为：最大温度限值T_Max=805℃，激活温度值T_RlsOn=785℃，控制解除温度值T_RlsOff=770℃，立即激活温度限值T_Max2=810℃，发动机涡前温度T3为排气温度传感器的实际测量值。在整车高温环境仓试验过程中，热机后稳定车速，发动机涡前温度T3温度起始温度为630℃，此时闭环控制功能未激活；通过油门踏板将发动机转速提升到3000rpm，并且逐渐增加整车负载阻力，发动机涡前温度T3温度逐渐升高到790℃，闭环控制功能激活，计算得到的扭矩开始反向修正，此时发动机输出扭矩逐渐被限制，温度上升的速率变慢并趋于稳定。此时闭环控制的扭矩开始往正向修正，扭矩限制幅度逐渐降低，同时发动机涡前温度T3最终稳定在804~805℃。然后快速降低整车负载，当温度降低到770℃以下，闭环扭矩被重置为0。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：在车辆电子控制单元中设置最大温度限值T_Max、激活温度值T_RlsOn和控制解除温度值T_RlsOff，通过监控传感器实时检测发动机涡前温度T3并发送到车辆电子控制单元；激活温度值T_RlsOn小于最大温度限值T_Max 15-20℃；激活温度值T_RlsOn大于控制解除温度值T_RlsOff 10-20℃；
步骤2：车辆电子控制单元判断发动机涡前温度T3是否大于激活温度值T_RlsOn，若否，则不激活闭环控制功能，返回步骤1；若是，则执行步骤3；
步骤3：车辆电子控制单元激活闭环控制功能并逐渐限制发动机性能，使发动机涡前温度T3≤最大温度限值T_Max；
步骤4：车辆电子控制单元判断发动机涡前温度T3是否大于控制解除温度值T_RlsOff，若是，返回步骤3，继续进行闭环控制，若否，则本次闭环控制功能结束，车辆恢复自由驾驶状态；
在车辆电子控制单元中设置立即激活温度限值T_Max2，当所述的发动机涡前温度T3≥激活温度限值T_Max2时，立即激活更动态的闭环控制功能，并且进行大幅度的扭矩限制；
所述的立即激活温度限值T_Max2＞最大温度限值T_Max，且在发动机涡前温度T3≤控制解除温度值T_RlsOff前，闭环控制功能将持续作用。
2.根据权利要求1所述的发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，其特征是：在所述的步骤1中，监控传感器安装在排气歧管或者排气歧管与增压器涡端的连接处，传感器信号通过电器线束与汽车发动机控制器连接。
3.根据权利要求1所述的发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，其特征是：在所述的步骤3中，若T3逐渐上升并超过激活温度值T_RlsOn，闭环控制保持激活；若T3逐渐下降并低于控制解除温度值T_RlsOff，闭环控制自动解除。
4.根据权利要求1所述的发动机涡前闭环温度超温保护控制方法，其特征是：所述的立即激活温度限值T_Max2与最大温度限值T_Max的温度差为5-10℃。
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