CN111140338B

CN111140338B - 基于进气温度的发动机防护方法及防护系统

Info

Publication number: CN111140338B
Application number: CN201911216441.4A
Authority: CN
Inventors: 姬忠锐; 栗明; 张成国; 赵建永; 王镇; 范辉武; 门玉满
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2039-12-02
Also published as: CN111140338A

Abstract

本发明公开了一种基于进气温度的发动机防护方法及其防护系统，该基于进气温度的发动机防护方法包括：获取发动机运行时间t0；获取进气温度T0；比较发动机运行时间t0与预设时间t1；根据发动机运行时间t0小于预设时间t1，保持发动机当前状态，或者比较进气温度T0和第一参照温度；根据进气温度T0大于第一参照温度，发出报警指令和/或对发动机限扭；根据发动机运行时间t0大于或等于预设时间t1，比较进气温度T0和第二参照温度；根据进气温度T0大于第二参照温度，发出报警指令和/或对发动机限扭。比较发动机的运行时间，避免了车辆处于热启动状态下出现的误判情况，设定修正系数△T、第一预设温度、第二预设温度随大气压力变化，提高了判断的精度。

Description

基于进气温度的发动机防护方法及防护系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种基于进气温度的发动机防护方法。本发明还涉及一种基于进气温度的发动机防护系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

为了提高发动机进气质量、发动机功率以及降低发动机排放，车用柴油机一般采用“增压中冷”技术，但是，增压中冷之后，进气温度会提高，如温度过高会导致发动机的进气质量降低、燃烧恶化、排放超标、报错、限扭、熄火以及启动困难等问题。

现有技术中，通过检测进气温度，利用所检测的进气温度查找到与之对应的限扭系数，利用该限扭系数对发动机进行限扭，以解决上述问题。

但是，现有技术中，当发动机处于特殊情况(高海拔、高温环境或热车启动等)时，极易出现误判，从而影响发动机运行的情况。

发明内容

本发明的目的是至少解决如何提高判断精度，使得发动机稳定运行的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种基于进气温度的发动机防护方法，所述基于进气温度的发动机防护方法包括如下步骤：

获取发动机运行时间t0；

获取进气温度T0；

比较发动机运行时间t0与预设时间t1；

根据发动机运行时间t0小于预设时间t1，保持发动机当前状态，或者比较进气温度T0和第一参照温度；

根据进气温度T0大于第一参照温度，发出报警指令和/或对发动机限扭；

根据发动机运行时间t0大于或等于预设时间t1，比较进气温度T0和第二参照温度；

根据进气温度T0大于第二参照温度，发出报警指令和/或对发动机限扭。

在本发明的一些实施例中，第一参照温度设定包括如下步骤：

获取环境温度T1；

通过环境温度T1和修正系数△T的计算获得理论进气温度；

比较第一预设温度T2和理论进气温度；

将第一预设温度T2和理论进气温度中的大值作为第一参照温度。

在本发明的一些实施例中，第一参照温度大于或等于90℃；

并且/或者第一预设温度T2与大气压力对应，并且随大气压力变化。

在本发明的一些实施例中，第二参照温度设定包括如下步骤：

获取环境温度T1；

通过环境温度T1和修正系数△T的计算获得理论进气温度；

比较第二预设温度T3和理论进气温度；

将第二预设温度T3和理论进气温度中的大值作为第二参照温度。

在本发明的一些实施例中，第二参照温度的范围为60℃～90℃；

并且/或者第二预设温度T3与大气压力对应，并且随大气压力的降低而增大。

在本发明的一些实施例中，修正系数△T与大气压力相对应，并且随大气压力的降低而增大，修正系数△T选取包括如下步骤：

获得大气压力；

通过大气压力获得与之相对应的修正系数△T。

本发明的第二方面提出了一种基于进气温度的发动机防护系统，其用于实施根据如上所述的基于进气温度的发动机防护方法，所述基于进气温度的发动机防护系统包括：

采集单元，所述采集单元用于采集环境温度、大气压力和进气温度；

处理单元，所述处理单元与所述采集单元电连接，用于接收所述采集单元所采集的信息；

显示单元，所述显示单元与所述处理单元电连接，用于显示报警信息。

在本发明的一些实施例中，所述采集单元包括：

第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测进气温度；

第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测环境温度；

压力传感器，所述压力传感器用于检测大气压力。

在本发明的一些实施例中，所述处理单元为发动机ECU。

在本发明的一些实施例中，所述显示单元为发动机仪表。

与现有技术相比，本发明所提供的基于进气温度的发动机防护方法及其防护系统具有如下有益效果：

1、通过比较发动机的运行时间，根据比较结果选择与之对应的参照温度，从而能够有效避免了车辆处于热启动状态下出现的误判情况，进而提高了判断的精度，使得发动机能够稳定高效运行。

2、通过设定第一预设温度、第二预设温度随大气压力变化，进一步提高了判断的精度，使得发动机能够有效适应不同海拔地区。

3、通过设定修正系数能够实时对第一参照温度和第二参照温度进行修正，从而进一步提高了判断的精度，使得发动机能够稳定运行在高温环境中。

4、硬件改动小，有效降低了制造的成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的基于进气温度的发动机防护方法的流程图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的基于进气温度的发动机防护系统的结构简图。

附图标记如下：

10 为第一温度传感器；

20 为第二温度传感器；

30 为压力传感器；

40 为发动机ECU；

50 显示单元。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1和图2所示，根据本发明的实施方式，本发明提出了一种基于进气温度的发动机防护方法，所述基于进气温度的发动机防护方法包括如下步骤：

获取发动机运行时间t0。具体地，当发动机启动时，发动机ECU40对发动机的运行时间进行计时(以启动成功作为计时起点)，当发动机停止时，计时结束。

获取进气温度T0。具体地，当发动机启动时，第一温度传感器10实时检测发动机进气歧管内的温度，第一温度传感器10将检测的温度实时反馈至发动机ECU40，从而为发动机ECU40判断提供依据。

比较发动机运行时间t0与预设时间t1。具体地，当发动机处于长时间运行停止工作后，由于发动机的冷却系统也同时停止工作，此时发动机的温度会升高，此时启动发动机，进气温度会升高，如果直接检测进气温度，并利用进气温度进行限扭操作，会出现发动机启动困难的故障。通过发动机ECU40实时将发动机运行时间t0预设时间t1进行比较，并且根据比较结果进行区别处理，从而有效保证了发动机能够稳定高效的工作。

需要指出的是，预设时间t1为预存在发动机ECU40的时间阈值，该本申请中，该时间阈值为300秒，从而缩短了发动机ECU40的运算时间，使得发动机ECU40的运行效率得到有效提升。

根据发动机运行时间t0小于预设时间t1，保持发动机当前状态，或者比较进气温度T0和第一参照温度。具体地，在发动机运行时间t0预设时间t1进行比较时，若比较结果为发动机运行时间t0小于预设时间t1，发动机ECU40判断发动机处于启动的初始阶段，此时发动机ECU40对发动机不进行限扭操作，或者将进气温度T0与第一参照温度进行比较，通过将进气温度T0与第一参照温度进行比较从而使得发动机ECU40进行进一步判断，进而提高了判断的精度，使得控制的精度得到了有效提升。

根据进气温度T0大于第一参照温度，发出报警指令和/或对发动机限扭。具体地，当进气温度T0大于第一参照温度时，发动机ECU40通过发出报警指令提醒驾驶员发动机出现了故障，或者发动机ECU40对发动机进行操作，从而对发动机进行防护，或者发动机ECU40对既发出报警指令也对发动机进行限扭。

需要指出的是，发动机ECU40内预设发动机限扭系数表，该表内的发动机限扭系数与进气温度T0相对应，当发动机ECU40对发动机进行限扭操作时，通过查找于进气温度T0相对应的与发动机限扭系数，发动机ECU40根据该限扭系数对发动机进行限扭操作。

根据发动机运行时间t0大于或等于预设时间t1，比较进气温度T0和第二参照温度。具体地，在发动机运行时间t0预设时间t1进行比较时，若比较结果为发动机运行时间t0大于或等于预设时间t1，发动机ECU40将进气温度T0与第二参照温度进行比较，从而进一步判定提供了依据。

需要理解的是，第一参考温度的数值一般大于第二参考温度的数值，即通过将第一参考温度的数值设定在高值，能够有效将发动机热启动的情况涵盖，从而有效提高了判断的精度，使得发动机的控制精度有效得到了提升。

根据进气温度T0大于第二参照温度，发出报警指令和/或对发动机限扭。具体地，当进气温度T0大于第二参照温度时，发动机ECU40通过发出报警指令提醒驾驶员发动机出现了故障，或者发动机ECU40对发动机进行操作，从而对发动机进行防护，或者发动机ECU40对既发出报警指令也对发动机进行限扭。

进一步理解的是，第一参照温度设定包括如下步骤：

获取环境温度T1。具体地，通过第二温度传感器20实时获取环境温T1，第二温度传感器20将获取的环境温度T1反馈至发动机ECU40中，从而为发动机ECU40进行计算及判断提供了数据支持，使得发动机的控制精度得到了保证。

通过环境温度T1和修正系数△T的计算获得理论进气温度。具体地，由于发动机所处的工作环境较为复杂，通过第二温度传感器20实时检测环境温度T0，发动机ECU40利用修正系数△T对环境温度T0进行计算，从而得到理论进气温度，从而使得理论进气温度能够得到实时修正，进一步提高了判定的精度，使得发动机控制的精度得到了有效提升。

比较第一预设温度T2和理论进气温度。具体地，发动机ECU40计算得到理论进气温度后，将预存在发动机ECU40内的第一预设温度T2与理论进气温度进行比较，并根据比较结果对发动机进行控制，从而进一步提高了控制的精度，使得发动机控制的准确性得到了保证。

将第一预设温度T2和理论进气温度中的大值作为第一参照温度。当发动机ECU40将第一预设温度T2与理论进气温度进行比较时，如果比较结果为一大一小，发动机ECU40将其中的大值作为第一参考温度，从而提高了发动机控制的精度，当比较结果为相同时，发动机ECU40可将两者中的任意值作为第一参考温度。

进一步地，第一参照温度大于或等于90℃。通过将第一参考温度保持在大于或等于90℃的范围，能够使得发动机处于热启动状态下，进气温度高的情况涵盖，避免此时进气温度高发动机被限扭的情况，从而避免了误判的情况，使得发动机的控制精度得到了保证。

具体地，第一预设温度T2与大气压力对应，并且随大气压力变化。通过将第一预设温度T2与大气压力对应，并且随大气压力的变化而变化，从而有效避免了大气压力对判断的影响，使得控制的精度及准确性得到了保证。

进一步地，第二参照温度设定包括如下步骤：

比较第二预设温度T3和理论进气温度。具体地，发动机ECU40计算得到理论进气温度后，将预存在发动机ECU40内的第二预设温度T3与理论进气温度进行比较，并根据比较结果对发动机进行控制，从而进一步提高了控制的精度，使得发动机控制的准确性得到了保证。

将第二预设温度T3和理论进气温度中的大值作为第二参照温度。具体地，当发动机ECU40将第二预设温度T3与理论进气温度进行比较时，如果比较结果为一大一小，发动机ECU40将其中的大值作为第二参考温度，从而提高了发动机控制的精度，当比较结果为相同时，发动机ECU40可将两者中的任意值作为第二参考温度。

进一步地，第二参照温度的范围为60℃～90℃。具体地，通过将第二参考温度范围设定在60℃～90℃之间，扩大了温度监测范围，提升了发动机控制的可靠性。

具体地，第二预设温度T3与大气压力对应，并且随大气压力的降低而增大。通过将第二预设温度T2与大气压力对应，并且随大气压力的降低而增大，从而有效避免了大气压力对判断的影响，使得控制的精度及准确性得到了保证。

进一步地，修正系数△T与大气压力相对应，并且随大气压力的降低而增大，修正系数△T选取包括如下步骤：

获得大气压力。具体地，压力传感器30实时获取大气压力，压力传感器30将采集的大气压力实时反馈至发动机ECU40，发动机ECU40中，从而为发动机ECU40进行计算及判断提供了数据支持，使得发动机的控制精度得到了保证。

通过大气压力获得与之相对应的修正系数△T。具体地，发动机ECU40内预设修正系数表，该表内的修正系数△T与大气压力相对应，将获取的大气压力带入该表，从而获得该大气压力所对应的修正系数△T，并且将获得的修正系数△T用于发动机ECU40的计算和判断，从而消除了大气压力对判断过程的影响，进而提高了判断的精度，使得发动机控制的可靠性得到了保证。

本申请中，第一预设温度T2、第二预设温度T3以及修正系数△T根据不同海拔，可自动调整限值，发动机ECU40借助压力传感器30测量大气压力(然后转换为海拔)，所以可以根据不同大气压力，将第一预设温度T2、第二预设温度T3以及修正系数△T设置为不同限值。举例如下：

大气压力(bar)	1.2	1	0.9	0.8	0.7	0.6	0.5
								T<sub>2</sub>(℃)	95	90	90	90	90	90	90
T<sub>3</sub>(℃)	55	60	65	70	75	80	85
								ΔT	30	30	35	40	45	50	55

当实际温度介于以上2值之间时，进行线性差值即可。

如图1和图2所示，本发明的第二方面提出了一种基于进气温度的发动机防护系统，其用于实施根据如上的基于进气温度的发动机防护方法，基于进气温度的发动机防护系统包括采集单元、处理单元和显示单元50，采集单元用于采集环境温度、大气压力和进气温度，处理单元与采集单元电连接，用于接收采集单元所采集的信息，显示单元50与处理单元电连接，用于显示报警信息。

具体地，通过采集单元采集环境温度、大气压力和进气温度，并且将采集环境温度、大气压力和进气温度实时反馈至处理单元，处理单元获取环境温度、大气压力和进气温度，并且利用采集环境温度、大气压力和进气温度对发动机进行实时监测与控制，从而避免发动机温度过高对发动机的影响，进而保证了发动机能够稳定高效的运行。

另外，当发动机出现故障时，处理单元将故障信息发送至显示单元50，显示单元50对故障信息进行显示，从而使得驾驶员能够有效掌握发动机的状况。

此外，处理单元获取发动机运行时间，并且将发动机运行时间与预设时间进行比较，当发动机运行时间小于预设时间时，采用第一参考温度作为进气温度的比较对象，当发动机运行时间大于或等于预设时间时，采用第二参考温度作为进气温度的比较对象，从而有效避免了发动机热启动状况下进气温度高而出现误判的情况，发动机ECU40利用修正系数△T、大气压力和进气温度对第一参考温度和第二参考温度进行自动调整，从而使得发动机能够有效适应不同的使用环境，提高了发动机控制的精度，保证了发动机能够稳定高效运行。

进一步地，采集单元包括第一温度传感器10、第二温度传感器20和压力传感器30，第一温度传感器10用于检测进气温度，第二温度传感器20用于检测环境温度，压力传感器30用于检测大气压力。具体地，通过第一温度传感器10设置在发动机的进气歧管内，实时检测进气温度，第二温度传感器20实时检测环境温度，压力传感器30实时检测大气压力，通过对进气温度、环境温度和大气压力的检测，提高了判断的精度，消除了判断过程中的干扰因素，进而有效提高了发动机的控制精度。

另外，传感器的结构简单，能够有效降低制造的成本。

具体地，处理单元为发动机ECU40。通过将个传感器接入发动机ECU40，利用发动机ECU40进行运算及控制，能够简化防护系统的结构，并且降低了防护系统的成本。

另外，将发动机ECU40作为处理单元，能够有效保证了原有结构，避免了结构上的改动，从而降低了制造的成本。

具体地，显示单元50为发动机仪表。通过将发动机仪表作为显示单元50，能够简化防护系统的结构，并且降低了防护系统的成本。

4、硬件改动小，有效降低了制造的成本。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于进气温度的发动机防护方法，其特征在于，所述基于进气温度的发动机防护方法包括如下步骤：

获取发动机运行时间t0；

获取进气温度T0；

比较发动机运行时间t0与预设时间t1；

2.根据权利要求1所述的基于进气温度的发动机防护方法，其特征在于，第一参照温度设定包括如下步骤：

获取环境温度T1；

通过环境温度T1和修正系数△T的计算获得理论进气温度；

比较第一预设温度T2和理论进气温度；

3.根据权利要求2所述的基于进气温度的发动机防护方法，其特征在于，第一参照温度大于或等于90℃；

4.根据权利要求1所述的基于进气温度的发动机防护方法，其特征在于，第二参照温度设定包括如下步骤：

获取环境温度T1；

通过环境温度T1和修正系数△T的计算获得理论进气温度；

比较第二预设温度T3和理论进气温度；

5.根据权利要求4所述的基于进气温度的发动机防护方法，其特征在于，第二参照温度的范围为60℃～90℃；

6.根据权利要求2或4所述的基于进气温度的发动机防护方法，其特征在于，修正系数△T与大气压力相对应，并且随大气压力的降低而增大，修正系数△T选取包括如下步骤：

获得大气压力；

通过大气压力获得与之相对应的修正系数△T。

7.一种基于进气温度的发动机防护系统，其用于实施根据权利要求1至6任一项所述的基于进气温度的发动机防护方法，其特征在于，所述基于进气温度的发动机防护系统包括：

8.根据权利要求7所述的基于进气温度的发动机防护系统，其特征在于，所述采集单元包括：

第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测进气温度；

第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测环境温度；

压力传感器，所述压力传感器用于检测大气压力。

9.根据权利要求7所述的基于进气温度的发动机防护系统，其特征在于，所述处理单元为发动机ECU。

10.根据权利要求7所述的基于进气温度的发动机防护系统，其特征在于，所述显示单元为发动机仪表。