CN110905673B - 一种发动机控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的发动机控制方法及装置，应用于汽车技术领域，该方法在获取PTO启动指令后，控制发动机按照目标预设转速运转，并在发动机的运行时长达到该目标预设转速对应的目标运行时长后，再次控制发动机以下一目标预设转速运转，直至全部预设转速执行完毕。由于每次选取的目标预设转速为当前全部待执行的预设转速中的最低转速，可以确保整个执行过程中发动机转速在逐步升高，而各预设转速对应的运行时长之和，即为润滑系统逐步建立机油压力对应的时长，因此，不会出现现有技术中发动机转速短时间内迅速升高的问题，同时，还使润滑系统有足够的时间建立机油压力，有效避免发动机拉缸，确保发动机的安全运行。

Description

一种发动机控制方法及装置

技术领域

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种发动机控制方法及装置。

背景技术

柴油发动机PTO(Power-Take-Off)是一种动力输出装置，又叫做取力器，用于将发动机的动力输出至汽车行驶系统以外的其他设备，在商用车领域有着广泛的应用，如自卸车、水泥搅拌车、矿用车辆等。由于PTO的动力直接来源于发动机，因此，PTO的控制过程，实际是ECU(Electronic Control Unit，行车电脑)控制发动机运转的过程。

在发动机冷启动工况下，机油粘度较大，润滑系统需要较长的时间才能建立足够的机油压力，以为发动机提供充分的润滑。如果发动机冷启动成功后立即使用PTO功能，使得发动机转速短时间内迅速升高，由于此时润滑系统的机油压力不足，发动机活塞润滑不充分，极有可能造成发动机拉缸，影响发动机的正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发动机控制方法及装置，对发动机冷启动工况下响应PTO需求的转速变化过程进行控制，以使润滑系统建立足够的机油压力，确保发动机的安全运行，具体方案如下：

第一方面，本发明提供一种发动机控制方法，包括：

在发动机冷启动成功后，获取PTO启动指令；

响应所述PTO启动指令，确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长，其中，所述目标预设转速为当前待执行的预设转速中的最低转速；

控制发动机按照所述目标预设转速运转，并统计运转时长；

在所述运转时长达到所述目标运行时长后，返回执行所述确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长步骤，直至全部所述预设转速执行完毕；

响应PTO执行机构的扭矩需求。

可选的，确定目标预设转速对应的目标运行时长的过程，包括：

获取表征发动机运行工况的温度值；

调用目标预设转速对应的预设映射关系，其中，所述预设映射关系中记录有发动机以所述目标转速运行时所述温度值与运行时间的对应关系；

根据所述预设映射关系，确定所述温度值对应的运行时长，得到目标预设转速对应的目标运行时长。

可选的，所述获取表征发动机运行工况的温度值，包括：

获取冷却液温度和机油温度；

确定所述冷却液温度和所述机油温度中的较小值为表征发动机运行工况的温度值。

可选的，在所述响应PTO执行机构的扭矩需求之前，还包括：

发送提示信息，其中，所述提示信息表征所述发动机可以响应所述PTO执行机构的扭矩需求。

可选的，本发明第一方面任一项提供的发动机控制方法，还包括：

获取PTO停止指令；

响应所述PTO停止指令，控制所述发动机以预设怠速运转。

可选的，在全部所述预设转速中，转速最低的预设转速为所述预设怠速。

第二方面、本发明提供一种发动机控制装置，包括：

获取单元，用于在发动机冷启动成功后，获取PTO启动指令；

确定单元，用于响应所述PTO启动指令，确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长，其中，所述目标预设转速为当前待执行的预设转速中的最低转速；

控制单元，用于控制发动机按照所述目标预设转速运转，并统计运转时长；

循环单元，用于在所述运转时长达到所述目标运行时长后，返回执行所述确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长步骤，直至全部所述预设转速执行完毕；

响应单元，用于响应PTO执行机构的扭矩需求。

可选的，所述确定单元，用于确定目标预设转速对应的目标运行时长时，具体包括：

获取表征发动机运行工况的温度值；

调用目标预设转速对应的预设映射关系，其中，所述预设映射关系中记录有发动机以所述目标转速运行时所述温度值与运行时间的对应关系；

根据所述预设映射关系，确定所述温度值对应的运行时长，得到目标预设转速对应的目标运行时长。

可选的，所述确定单元，用于获取表征发动机运行工况的温度值时，具体包括：

获取冷却液温度和机油温度；

确定所述冷却液温度和所述机油温度中的较小值为表征发动机运行工况的温度值。

可选的，本发明第二方面任一项提供的发动机控制装置还包括：

发送单元，用于发送提示信息，其中，所述提示信息表征所述发动机可以响应所述PTO执行机构的扭矩需求。

基于上述本发明提供的发动机控制方法，在获取PTO启动指令后，控制发动机按照目标预设转速运转，并在发动机的运行时长达到该目标预设转速对应的目标运行时长后，再次控制发动机以下一目标预设转速运转，直至全部预设转速执行完毕。由于每次选取的目标预设转速为当前全部待执行的预设转速中的最低转速，即目标预设转速是按照转速由低到高的顺序确定的，可以确保整个执行过程中发动机转速在逐步升高，而各预设转速对应的运行时长之和，即为润滑系统逐步建立机油压力对应的时长，因此，通过本发明提供的发动机控制方法，可以确保在接收到PTO启动指令后，发动机转速逐步升高，而不会出现现有技术中发动机转速短时间内迅速升高的问题，同时，还可以对润滑系统建立机油压力时长进行控制，以使润滑系统有足够的时间建立机油压力，有效避免发动机拉缸，确保发动机的安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明申请实施例提供的一种发动机控制方法的流程图；

图2是本发明申请实施例提供的一种发动机控制方法中涉及的温度-时间曲线；

图3是本发明申请实施例提供的一种发动机控制装置的结构框图；

图4是本发明申请实施例提供的另一种发动机控制装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

可选的，本发明申请实施例提供一种发动机控制方法，参见图1，图1是本发明实施例提供的一种发动机控制方法的流程图，该方法可应用于车辆设置的整车控制器或行车电脑等具有数据处理能力的控制器，显然，在某些情况下也可选用网络侧的服务器实现；参照图1，本发明实施例提供的发动机控制方法可以包括：

S100、在发动机冷启动成功后，获取PTO启动指令。

如前所述，在低温运行环境下，发动机内部的机油粘度较大，流动性能下降较为严重，在发动机启动后，发动机润滑系统需要较长的时间才能建立足够的机油压力，以为发动机提供充分的润滑。

相反的，在常温运行环境，或者是温度较高的运行环境下，比如在夏季，车辆即使经过长时间的停车停放，发动机润滑系统的机油温度最低也只能降低至环境温度，由于环境温度较高，机油粘度处于正常范围内，机油流动性能良好，发动机启动后，发动机润滑系统可以迅速的建立机油压力，从而为发动机提供充分的润滑。

基于上述情况，如果车辆在低温环境下停车时间较长，机油温度降低，驾驶员启动发动机后，直接加载PTO功能，发动机转速迅速升高，将极有可能造成发动机拉杆，造成发动机无法正常使用。而在温度较高的运行环境下，发动机启动车辆后直接加载PTO功能，则不会出现这一问题。

因此，本发明实施例提供的发动机控制方法，适用于发动机冷启动工况，在发动机冷启动成功后，获取由驾驶员发出的PTO启动指令。

可选的，在现有技术中，具备PTO功能的整车大都设置有手动的PTO功能开启开关，驾驶员在车辆启动后，通过手动触发相应的开启开关以启动PTO功能。因此，本发明可以按照现有技术提供的方式获取PTO启动指令，本发明对此不做限定。

进一步的，对于发动机冷启动工况的判定，同样可以根据现有技术中的判定方式进行。比如，可以在ECU上电后，获取发动机的冷却水温或机油温度，将所得温度值与预设的温度阈值进行比对，如果所得温度值低于预设的温度阈值，则判定发动机处于冷启动工况。当然，还可以在判定过程中，结合发动机的停机时间进行，综合考虑发动机的冷却水温和停机时间等多方面因素对发动机冷启动工况进行判定，本发明对于发动机冷启动工况的判定方法不做限定。

可以想到的是，也可以不对发动机的运行工况进行限定，发动机启动成功后，即使用本发明实施例提供的发动机控制方法对发动机的工作过程进行控制，这同样是可选的。

S110、响应PTO启动指令，确定目标预设转速以及目标预设转速对应的目标运行时长。

为实现对发动机转速变化的阶梯性控制，本发明实施例所提供的发动机控制方法，提前设置有多个预设转速，这些预设转速具有不同的大小，且是按照转速值由低到高、呈阶梯性变化的。

可选的，为了尽可能的避免发动机在冷启动成功、响应PTO指令时出现转速波动，在多个预设转速中，可以将最低的预设转速值选取为发动机的预设怠速，这样，在发动机冷启动成功后，可以避免立即升高发动机的转速。

相应的，还可以将多个预设转速中转速值最高的预设转速设定为响应PTO扭矩需求时所对应的转速，即发动机在执行PTO功能时所对应的发动机转速，这样，在发动机转速按照本发明实施例所提供的控制方法升高至该预设转速后，就可以直接启动PTO功能，不必再进行其他控制过程。

可以想到的是，对于不同的车辆、发动机，以及不同的PTO功率需求，多个预设转速中转速值最大的预设转速的具体选取，应结合具体应用的应用场景进行设定，以满足实际应用车辆的PTO功能需求为准。

在本发明实施例中，需要控制发动机的转速由低到高按照各预设转速逐步升高，因此，在任一阶段，本发明实施例所述及的目标预设转速均为当前待执行的预设转速中的最低转速。

需要说明的是，在本发明实施例中，自发动机冷启动成功，直至发动机可以加载PTO功能，大于发动机当前转速的所有预设转速，都作为本发明实施例中述及的待执行的预设转速。

在确定发动机的目标预设转速之后，还需要进一步确定与目标预设转速对应的目标运行时长。根据发动机的运行特性可知，对于同一转速值，在不同的环境温度下，发动机的转速稳定时间是不同的。因此，在确定目标预设转速对应的目标运行时长时，需要结合发动机当前运行工况的温度值进行判断。

可选的，在发动机运行过程中，可以通过相关参量来表征发动机的运行工况，在本发明实施例中，选取发动机的冷却液温度和机油温度作为表征发动机运行工况的参量。

具体的，在确定目标预设转速后，获取发动机的冷却液温度和机油温度，将二者中的较小值作为用于表征发动机运行工况的温度值。

然后，调用与目标预设转速对应的预设温度关系，该预设映射关系中记录有发动机以目标预设转速运行时，温度值与运行时间的对应关系。在调用与目标预设转速对应的预设映射关系后，通过查询该预设映射关系，即可确定与当前得到的表征发动机运行工况的温度值相对应的运行时长，并作为目标预设转速对应的目标运行时长。

可以想到的是，前述目标运行时长同时与预设转速和温度值相对应，因此，在设置预设映射关系时，需要针对不同的预设转速设置于预设转速对应的预设映射关系。比如，算法中设置有三个预设转速，相应的，需要在执行本发明实施例提供的发动机控制方法前，提前设置三个预设映射关系，这样，在确定目标预设转速后，即可根据目标预设转速对应的预设映射关系确定与前述温度值对应、同时与目标预设转速对应的目标运行时长。

可选的，参见图2，图2示例性的给出一种本发明实施例中述及的预设映射关系的构建形式，在图2所示示例中，给出两种预设转速所对应的预设映射关系，其中，t1表示第一预设转速对应的预设映射关系，t2表示第二预设转速对应的预设映射关系。当然，还可以采用其他方式构建本发明实施例中所述及的预设映射关系，比如，通过数组的形式等，在不超出本发明核心思想的前提下，同样都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，对于如图2所示曲线构建的预设映射关系，可以参照现有技术中的方法读取曲线中数据，本发明实施例对于根据曲线图获取对应数据的方法不做具体限定。

S120、控制发动机按照目标预设转速运转，并统计运转时长。

在得到目标预设转速以及目标预设转速对应的目标运行时长后，即可控制发动机按照目标预设转速进行运转，同时对发动机的运行时长进行统计。

可以想到的是，对于发动机按照预设怠速运行的情况，发动机的转速是不需要变化的，直接统计发动机的运行时长即可。

S130、判断发动机的运行时长是否达到目标运行时长，若是，执行S140，如否，返回S120。

S120中统计发动机以目标预设转速运行的运行时长，如果所得运行时长达到目标运行时长，即执行S140；相反的，如果发动机的当前运行时长为达到目标运行时长，则返回S120继续控制发动机以目标预设转速运行，直至统计得到运行时长达到目标运行时长。

步骤S140，判断是否全部的预设转速均执行完毕，若是，执行S150，若否，返回执行S110。

在发动机的运行时长达到目标运行时长后，判断是否全部的预设转速均已执行完毕，即判断发动机转速是否已经升高到多个预设转速中的最高转速，如果全部的预设转速都已执行完毕，则可以进一步执行S150；相反的，如果还存在未予执行的预设转速，则返回S110继续控制发动机运行，直至全部的已损坏转速均执行完毕。

S150、响应PTO执行机构的扭矩需求。

如果全部的预设转速都已执行完毕，特别是将预设转速的最高值设定为PTO功能对应的发动机转速的情况，则可以直接响应PTO执行结构的扭矩需求，完成发动机的启动过程控制。

需要说明的是，对于执行PTO功能，响应PTO执行机构的扭矩需求的过程，可以参照现有技术中的PTO控制过程执行，本发明对于响应PTO执行机构的扭矩需求的具体方法不做限定。

综上所述，本发明实施例提供的发动机控制方法，在获取PTO启动指令后，控制发动机按照目标预设转速运转，并在发动机的运行时长达到该目标预设转速对应的目标运行时长后，再次控制发动机以下一目标预设转速运转，直至全部预设转速执行完毕。由于每次选取的目标预设转速为当前全部待执行的预设转速中的最低转速，即目标预设转速是按照转速由低到高的顺序确定的，可以确保整个执行过程中发动机转速在逐步升高，而各预设转速对应的运行时长之和，即为润滑系统逐步建立机油压力对应的时长。

由此可见，通过本发明实施例提供的发动机控制方法，可以确保在接收到PTO启动指令后，发动机转速逐步升高，而不会出现现有技术中发动机转速短时间内迅速升高的问题，同时，还可以对润滑系统建立机油压力时长进行控制，以使润滑系统有足够的时间建立机油压力，有效避免发动机拉缸，确保发动机的安全运行。

可选的，在全部的预设转速均执行完毕后，车辆已经可以响应PTO执行机构的扭矩需求，即已经具备发挥PTO功能的条件，此种情况下，可以向驾驶员发送提示信息，提醒驾驶员发动机现在已经可以响应PTO执行机构的扭矩需求了。比如，可以驱动预设的PTO功能指示灯，使其点亮，以此来提醒驾驶员。当然，还可以采用其他方式发送提示信息，比如驱动预设扬声器发出提示音等，同样都是可选的。

可选的，本发明实施例所提供的发动机控制方法，还可以接收PTO停止指令，在得到该指令后，控制发动机以预设怠速运转，降低发动机的耗油量，直至接收到新的控制指令。

同样的，驾驶员可以通过车辆中预设的PTO开关来发送前述PTO停止指令，本发明对于PTO停止指令的具体生成方式不做限定，现有技术中的任何方式都是可选的。

可以想到的是，对于执行PTO功能时发动机对应的转速不是很高的情况，可以在设置预设转速的过程中，减少预设转速的设置数量，以简化控制方法的复杂程度，降低对于控制器的性能要求。

作为一种可选的实现方式，可以仅设置两个预设转速，转速值较低的预设转速选取为发动机的预设怠速，转速值较高的预设转速选取为执行PTO功能对应的转速。这样，只需要在发动机冷启动成功后，控制发动机以预设怠速运行第一时长，然后控制发动机以执行PTO功能对应的转速运行第二时长后，结束控制过程，继而响应PTO执行结构的扭矩需求。

下面对本发明实施例提供的发动机控制装置进行介绍，下文描述的发动机控制装置可以认为是为实现本发明实施例提供的发动机控制方法，在中央设备中需设置的功能模块架构；下文描述内容可与上文相互参照。

图3为本发明申请实施例提供的一种发动机控制装置的结构框图，参照图3，该装置可以包括：

获取单元10，用于在发动机冷启动成功后，获取PTO启动指令；

确定单元20，用于响应所述PTO启动指令，确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长，其中，所述目标预设转速为当前待执行的预设转速中的最低转速；

控制单元30，用于控制发动机按照所述目标预设转速运转，并统计运转时长；

循环单元40，用于在所述运转时长达到所述目标运行时长后，返回执行所述确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长步骤，直至全部所述预设转速执行完毕；

响应单元50，用于响应PTO执行机构的扭矩需求。

综上所述，通过本发明实施例提供的发动机控制装置，可以确保在接收到PTO启动指令后，发动机转速逐步升高，而不会出现现有技术中发动机转速短时间内迅速升高的问题，同时，还可以对润滑系统建立机油压力时长进行控制，以使润滑系统有足够的时间建立机油压力，有效避免发动机拉缸，确保发动机的安全运行。

可选的，所述确定单元20，用于确定目标预设转速对应的目标运行时长时，具体包括：

获取表征发动机运行工况的温度值；

调用目标预设转速对应的预设映射关系，其中，所述预设映射关系中记录有发动机以所述目标转速运行时所述温度值与运行时间的对应关系；

根据所述预设映射关系，确定所述温度值对应的运行时长，得到目标预设转速对应的目标运行时长。

可选的，所述确定单元20，用于获取表征发动机运行工况的温度值时，具体包括：

获取冷却液温度和机油温度；

确定所述冷却液温度和所述机油温度中的较小值为表征发动机运行工况的温度值。

可选的，参见图4，图4是本发明实施例提供的另一种发动机控制装置的结构框图，在图3所示实施例的基础上，本发明实施例提供的发动机控制装置，还包括：

发送单元60，用于发送提示信息，其中，所述提示信息表征所述发动机可以响应所述PTO执行机构的扭矩需求。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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发明。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发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。

Claims (10)

1.一种发动机控制方法，其特征在于，包括：

在发动机冷启动成功后，获取PTO启动指令；所述PTO为柴油发动机的动力输出装置Power-Take-Off；

响应所述PTO启动指令，确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长，其中，所述目标预设转速为当前待执行的预设转速中的最低转速；

控制发动机按照所述目标预设转速运转，并统计运转时长；

在所述运转时长达到所述目标运行时长后，返回执行所述确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长步骤，直至全部所述预设转速执行完毕；

响应PTO执行机构的扭矩需求。

2.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，确定目标预设转速对应的目标运行时长的过程，包括：

获取表征发动机运行工况的温度值；

调用目标预设转速对应的预设映射关系，其中，所述预设映射关系中记录有发动机以所述目标转速运行时所述温度值与运行时间的对应关系；

根据所述预设映射关系，确定所述温度值对应的运行时长，得到目标预设转速对应的目标运行时长。

3.根据权利要求2所述的发动机控制方法，其特征在于，所述获取表征发动机运行工况的温度值，包括：

获取冷却液温度和机油温度；

确定所述冷却液温度和所述机油温度中的较小值为表征发动机运行工况的温度值。

4.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，在所述响应PTO执行机构的扭矩需求之前，还包括：

发送提示信息，其中，所述提示信息表征所述发动机可以响应所述PTO执行机构的扭矩需求。

5.根据权利要求1-4任一项所述的发动机控制方法，其特征在于，还包括：

获取PTO停止指令；

响应所述PTO停止指令，控制所述发动机以预设怠速运转。

6.根据权利要求5所述的发动机控制方法，其特征在于，在全部所述预设转速中，转速最低的预设转速为所述预设怠速。

7.一种发动机控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于在发动机冷启动成功后，获取PTO启动指令；所述PTO为柴油发动机的动力输出装置Power-Take-Off；

确定单元，用于响应所述PTO启动指令，确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长，其中，所述目标预设转速为当前待执行的预设转速中的最低转速；

控制单元，用于控制发动机按照所述目标预设转速运转，并统计运转时长；

循环单元，用于在所述运转时长达到所述目标运行时长后，返回执行所述确定目标预设转速以及所述目标预设转速对应的目标运行时长步骤，直至全部所述预设转速执行完毕；

响应单元，用于响应PTO执行机构的扭矩需求。

8.根据权利要求7所述的发动机控制装置，其特征在于，所述确定单元，用于确定目标预设转速对应的目标运行时长时，具体包括：

获取表征发动机运行工况的温度值；

调用目标预设转速对应的预设映射关系，其中，所述预设映射关系中记录有发动机以所述目标转速运行时所述温度值与运行时间的对应关系；

根据所述预设映射关系，确定所述温度值对应的运行时长，得到目标预设转速对应的目标运行时长。

9.根据权利要求8所述的发动机控制装置，其特征在于，所述确定单元，用于获取表征发动机运行工况的温度值时，具体包括：

获取冷却液温度和机油温度；

确定所述冷却液温度和所述机油温度中的较小值为表征发动机运行工况的温度值。

10.根据权利要求7所述的发动机控制装置，其特征在于，还包括：

发送单元，用于发送提示信息，其中，所述提示信息表征所述发动机可以响应所述PTO执行机构的扭矩需求。

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