CN112302809B - 一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法 - Google Patents

一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法，实现了发动机排气制动输出状态的精确控制，提高制动效果和制动的可靠性，从而提高了行车安全性。该方法的主要步骤包括：1、设置发动机控制器的参数值；2、读取发动机和整车参数信息；3、制动开关状态信号的延时处理；4、判断发动机排气制动通用退出状态是否有效；5、判断上一周期发动机排气制动状态是否有效；6、判断发动机排气制动通用进入状态是否有效；7、判断发动排气制动接口进入条件是否有效；8、判断发动机排气制动接口退出条件是否有效。

Description

一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法
技术领域
本发明属于电控柴油发动机动力控制领域，具体涉及一种电控柴油发动机排气制动控制方法，利用发动机排气制动，对行驶车辆进行一种辅助制动。
背景技术
随着我国经济的发展，公路网的不断完善，公路运输得到了蓬勃的发展，但随之而来的交通事故不断出现，重型卡车在山区下坡或其他复杂路况运行时，为保证行车安全需使用行车制动进行减速，以便将车速控制在安全范围之内。
频繁的使用行车制动会导致制动毂温度的急剧升高，制动能力下降，严重时甚至会出现制动失效的情况。传统的发动机制动控制采用停止发动机喷油，增加发动机制动效果。但是由于采用发动机自身的制动功率过低，当行驶在高速或陡坡路段时制动效果不佳，从而直接影响了行车的安全性。
发明内容
为了解决现有车辆制动方式在车辆行驶在高速或陡坡路段时制动效果不佳的问题，本发明提供了一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法。
本发明的具体技术方案是：
本发明提供了一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法，包括以下步骤：
步骤1：设置发动机控制器的参数值
所述发动机控制器的参数值包括发动机冷却液温度阈值Ccoolant，正常温度状态下发动机制动最低转速阈值Cmax，冷机状态下发动机制动最低转速阈值Cmaxcool，发动机进入排气制动的进气压力最高阈值CP，发动机制动进入排气制动车速阈值Tmin；
步骤2：读取发动机和整车参数信息
读取当前发动机和整车参数信息：包括发动机转速Nengine，制动开关状态SWbrake，发动机冷却液温度Tcoolant、进气压力Pcharge、发动机PTO状态、喷油量Fueltotal、发动机输出扭矩Toqfinal、发动机摩擦扭矩Toqfric、车辆车速Vspeed和离合器开关状态SWclutch和踏板开度Pedal；
步骤3：制动开关状态信号的延时处理
对制动开关状态信号进行延时处理的方式为：
设定跳变时间阈值，若采集的跳变后制动开关状态信号时间大于等于跳变时间阈值，则以跳变后制动开关状态信号输出，若采集的跳变后制动开关状态信号时间小于跳变时间阈值，保持原制动开关状态信号不变；
步骤4：判断当前周期发动机排气制动通用退出状态Flag1是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag1＝((Tcoolant≥Ccoolant)&(Nengine＜Cmax))||((Tcoolant＜Ccoolant)&(Nengine＜Cmaxcool))||((Toqfinal+Toqfric)＞0)||(Fueltotal＞0))；
如果上述逻辑成立，则当前周期发动机排气制动通用退出状态Flag1有效；返回步骤2，否则进入步骤5；
步骤5：判断上一周期发动机排气制动状态是否有效
如果上一周期发动机排气制动状态无效，则进入步骤6，如果上一周期发动机排气制动状态有效，则进入步骤8；
步骤6：判断当前周期发动机排气制动通用进入状态Flag2是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag2＝((Tcoolant≥Ccoolant)&(Nengine＞Cmax))&((Tcoolant＜Ccoolant)&(Nengine＞Cmaxcool))&(Pcharge＜CP)&(Fueltotal＝0)；
如果上述逻辑成立，则发动机排气制动通用进入状态Flag2有效，进入步骤7；否则发动机排气制动通用进入状态Flag2无效，返回步骤2；
步骤7：判断当前周期发动排气制动接口进入条件Flag3是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag3＝(SWclutch＝＝0)&(Pedal＝＝0％)&(PTO＝＝0)&(SWbrake＝＝1)&(Vspeed＞Tmin)；
如果上述逻辑成立，则发动排气制动接口进入条件Flag3有效，则认为当前周期发动机排气制动状态为有效，并控制排气制动阀输出，否则保持状态不变，返回步骤2；
步骤8：判断当前周期发动机排气制动接口退出条件Flag4是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag4＝(SWclutch＝＝1)||(Pedal≠0％)||(PTO＝＝1)；
如果上述逻辑成立，则发动机排气制动接口退出条件Flag4有效，发动机排气制动状态设为非激活状态，禁止排气制动输出，并返回步骤2；如果上述逻辑不成立，发则动机排气制动状态继续有效，并保持排气制动输出。
进一步地，上述步骤3中采用制动开关信号延时处理单元对制动开关信号进行处理；
所述制动开关信号延时处理单元包括信号锁存模块、计时器模块以及比较器模块；
制动开关信号分别输入至信号锁存模块以及计时器模块；
若制动开关信号不发生跳变，此时信号锁存模块始终以原始制动开关信号输出，
若制动开关信号发生跳变，此时信号锁存模块仍以原始制动开关信号输出，计时器模块接收跳变后制动开关信号并开始计时记为T1，同时将T1发送至比较器模块；
比较器模块将时长T1与提前预设的跳变时间阈值T进行比较，若T1≥T，则信号锁存模块接收跳变后的制动开关信号，并以跳变后的制动开关信号输出，若计T1＜T，则信号锁存模块仍以跳变前的制动开关信号输出。
进一步地，上述跳变时间阈值为1秒。
本发明的有益效果在于：
本发明通过引入发动机和车辆的多个参数信息，并对制动开关状态信号进行了锁存延迟处理，再通过对发动机排气制动通用退出状态、发动机排气制动通用进入状态、发动排气制动接口进入条件以及发动机排气制动接口退出条件的有效性进行了逻辑判断，实现了发动机排气制动输出状态的精确控制，提高制动效果，降低行车制动的使用频率，进而降低制动毂温度，使制动毂的摩擦系数始终处于较大值状态，避免出现热衰退现象，提高行车安全性和车辆的可操控性。
发动机排气制动用于整车辅助制动，采用发动机制动后可以避免频繁使用行车制动系统，大幅降低交通事故，提升制动的可靠性和行车安全性，同时延长行车制动系统的使用寿命，减少保养和更换刹车片的次数，降低整车运营成本，提高能源利用率。
附图说明
图1是本发明方法的流程框图；
图2是制动开关状态信号延时处理的原理图；
图3是发动机排气制动验证图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法，具体流程如下：
步骤1：设置发动机控制器的参数值
发动机控制器的参数值包括发动机冷却液温度阈值Ccoolant，取值范围一般设为(-10～10)℃；正常温度状态下发动机制动最低转速阈值Cmax，取值范围一般设为(900～1000)r/min；冷机状态下发动机制动最低转速阈值Cmaxcool，取值范围一般设为(1000～1200)r/min；发动机进入排气制动的进气压力最高阈值CP，取值范围一般设为400Kpa～500Kpa；发动机制动进入排气制动车速阈值Tmin；
步骤2：读取发动机和整车参数信息
读取当前发动机和整车参数信息：包括发动机转速Nengine，制动开关状态SWbrake，发动机冷却液温度Tcoolant、进气压力Pcharge、发动机PTO状态、喷油量Fueltotal、发动机输出扭矩Toqfinal、发动机摩擦扭矩Toqfric、车辆车速Vspeed和离合器开关状态SWclutch和踏板开度Pedal；
其中，离合器开关状态SWclutch为“1”代表离合器开，“0”代表离合器闭合；发动机PTO状态为“1”表示激活状态，“0”表示非激活状态；制动开关状态SWbrake为“1”表示制动开关打开，“0”表示制动开关闭合；
步骤3：制动开关状态信号的延时处理
对制动开关状态信号进行延时处理的方式为：
设定跳变时间阈值，若采集的跳变后制动开关状态信号时间大于等于跳变时间阈值，则以跳变后制动开关状态信号输出，若采集的跳变后制动开关状态信号时间小于跳变时间阈值，保持原制动开关状态信号不变；
本实施例提供一种制动开关信号延时处理单元对制动开关信号进行了延时处理；如图2所示，制动开关信号延时处理单元包括信号锁存模块、计时器模块以及比较器模块；
制动开关信号分别输入至信号锁存模块以及计时器模块；
若制动开关信号不发生跳变，此时信号锁存模块始终以原始制动开关信号输出，
若制动开关信号发生跳变，此时信号锁存模块仍以原始制动开关信号输出，计时器模块接收跳变后制动开关信号并开始计时记为T1，同时将T1发送至比较器模块；
比较器模块将时长T1与提前预设的跳变时间阈值T进行比较，若T1≥T，则信号锁存模块接收跳变后的制动开关信号，并以跳变后的制动开关信号输出，若计T1＜T，则信号锁存模块仍以跳变前的制动开关信号输出；
步骤4：判断当前周期发动机排气制动通用退出状态Flag1是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag1＝((Tcoolant≥Ccoolant)&(Nengine＜Cmax))||((Tcoolant＜Ccoolant)&(Nengine＜Cmaxcool))||((Toqfinal+Toqfric)＞0)||(Fueltotal＞0)) (1)
如果上述逻辑成立，则当前周期发动机排气制动通用退出状态Flag1有效；返回步骤2，否则进入步骤5；
步骤5：判断上一周期发动机排气制动状态是否有效
如果上一周期发动机排气制动状态无效，则进入步骤6，如果上一周期发动机排气制动状态有效，则进入步骤8；
步骤6：判断当前周期发动机排气制动通用进入状态Flag2是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag2＝((Tcoolant≥Ccoolant)&(Nengine＞Cmax))&((Tcoolant＜Ccoolant)&(Nengine＞Cmaxcool))&(Pcharge＜CP)&(Fueltotal＝0)
如果上述逻辑成立，则发动机排气制动通用进入状态Flag2有效，进入步骤7；否则发动机排气制动通用进入状态Flag2无效，返回步骤2；
步骤7：判断当前周期发动排气制动接口进入条件Flag3是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag3＝(SWclutch＝＝0)&(Pedal＝＝0％)&(PTO＝＝0)&(SWbrake＝＝1)&(Vspeed＞Tmin)
如果上述逻辑成立，则发动排气制动接口进入条件Flag3有效，则认为当前周期发动机排气制动状态为有效，并控制排气制动阀输出，否则保持状态不变，返回步骤2；
步骤8：判断当前周期发动机排气制动接口退出条件Flag4是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag4＝(SWclutch＝＝1)||(Pedal≠0％)||(PTO＝＝1)
如果上述逻辑成立，则发动机排气制动接口退出条件Flag4有效，发动机排气制动状态设为非激活状态，禁止排气制动输出，并返回步骤2；如果上述逻辑不成立，发则动机排气制动状态继续有效，并保持排气制动输出。
下面结合该发动机排气制动控制方法在某高压共轨柴油发动机电子控制器项目中的实际应用，具体讲解这种控制方法的实施方式及使用效果。
其中电控柴油机排量为6.7L，额定功率为300马力，低怠速转速为750r/min，高怠速转速3050r/min，车辆最高车速为140km/h。采用上述方法根据空燃比对发动机排气制动进行控制。具体工作步骤如下：
1、设定发动机冷却液温度阈值Ccoolant为0℃，正常温度状态下发动机制动最低转速阈值Cmax为1200r/min，冷机状态下发动机制动最低转速阈值Cmaxcool为1000r/min，发动机进入排气制动的进气压力最高阈值CP为500Kpa；
2、车辆上电后，发动机排气制动状态机为禁止输出状态；关闭PTO输出状态，读取发动机和整车参数信息；
3、行驶车辆，踩加速踏板，车辆速度大于50km/h，发动机转速大于1500r/min，排气制动状态设为禁止输出状态，读取发动机和整车参数信息；
4、松开踏板，让踏板开度为0％；
5、踩下制动踏板大于1秒，松开制动踏板；
6、读取当前发动机转速，车速，冷却液温度，进气压力，离合器开关状态；
7、读取发动机排气制动阀输出状态和车速见图3所示，在制动开关激活后约1s，排气制动起作用，当发动机转速降低到1200r/min,发动机排气制动退出。
根据在该发动机和车辆的实际验证，该排气制动控制方法能够实现发动机制动效果，并且工作稳定、可靠，在车辆行驶过程中可以实现车辆迅速制动，提高了车辆安全性，能够满足实际使用需求。

Claims (3)

1.一种基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：设置发动机控制器的参数值
所述发动机控制器的参数值包括发动机冷却液温度阈值Ccoolant，正常温度状态下发动机制动最低转速阈值Cmax，冷机状态下发动机制动最低转速阈值Cmaxcool，发动机进入排气制动的进气压力最高阈值CP，发动机制动进入排气制动车速阈值Tmin；
步骤2：读取发动机和整车参数信息
读取当前发动机和整车参数信息：包括发动机转速Nengine，制动开关状态SWbrake，发动机冷却液温度Tcoolant、进气压力Pcharge、发动机PTO状态、喷油量Fueltotal、发动机输出扭矩Toqfinal、发动机摩擦扭矩Toqfric、车辆车速Vspeed和离合器开关状态SWclutch和踏板开度Pedal；
步骤3：制动开关状态信号的延时处理
对制动开关状态信号进行延时处理的方式为：
设定跳变时间阈值，若采集的跳变后制动开关状态信号时间大于等于跳变时间阈值，则以跳变后制动开关状态信号输出，若采集的跳变后制动开关状态信号时间小于跳变时间阈值，保持原制动开关状态信号不变；
步骤4：判断当前周期发动机排气制动通用退出状态Flag1是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag1＝((Tcoolant≥Ccoolant)&(Nengine＜Cmax))||((Tcoolant＜Ccoolant)&(Nengine＜Cmaxcool))||((Toqfinal+Toqfric)＞0)||(Fueltotal＞0)；
如果上述逻辑成立，则当前周期发动机排气制动通用退出状态Flag1有效；返回步骤2，否则进入步骤5；
步骤5：判断上一周期发动机排气制动状态是否有效
如果上一周期发动机排气制动状态无效，则进入步骤6，如果上一周期发动机排气制动状态有效，则进入步骤8；
步骤6：判断当前周期发动机排气制动通用进入状态Flag2是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag2＝((Tcoolant≥Ccoolant)&(Nengine＞Cmax))&((Tcoolant＜Ccoolant)&(Nengine＞Cmaxcool))&(Pcharge＜CP)&(Fueltotal＝0)；
如果上述逻辑成立，则发动机排气制动通用进入状态Flag2有效，进入步骤7；否则发动机排气制动通用进入状态Flag2无效，返回步骤2；
步骤7：判断当前周期发动排气制动接口进入条件Flag3是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag3＝(SWclutch＝＝0)&(Pedal＝＝0％)&(PTO＝＝0)&(SWbrake＝＝1)&(Vspeed＞Tmin)；
如果上述逻辑成立，则发动排气制动接口进入条件Flag3有效，则认为当前周期发动机排气制动状态为有效，并控制排气制动阀输出，否则保持状态不变，返回步骤2；
步骤8：判断当前周期发动机排气制动接口退出条件Flag4是否有效；
具体判断逻辑为：
Flag4＝(SWclutch＝＝1)||(Pedal≠0％)||(PTO＝＝1)；
如果上述逻辑成立，则发动机排气制动接口退出条件Flag4有效，发动机排气制动状态设为非激活状态，禁止排气制动输出，并返回步骤2；如果上述逻辑不成立，发则动机排气制动状态继续有效，并保持排气制动输出。
2.根据权利要求1所述的基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法，其特征在于：所述步骤3中采用制动开关状态信号延时处理单元对制动开关状态信号进行处理；
所述制动开关状态信号延时处理单元包括信号锁存模块、计时器模块以及比较器模块；
制动开关状态信号分别输入至信号锁存模块以及计时器模块；
若制动开关状态信号不发生跳变，此时信号锁存模块始终以原始制动开关状态信号输出，
若制动开关状态信号发生跳变，此时信号锁存模块仍以原始制动开关状态信号输出，计时器模块接收跳变后制动开关状态信号并开始计时记为T1，同时将T1发送至比较器模块；
比较器模块将时长T1与提前预设的跳变时间阈值T进行比较，若T1≥T，则信号锁存模块接收跳变后的制动开关状态信号，并以跳变后的制动开关状态信号输出，若计T1＜T，则信号锁存模块仍以跳变前的制动开关状态信号输出。
3.根据权利要求1或2所述的基于多参数电控柴油发动机排气制动控制方法，其特征在于：所述跳变时间阈值为1秒。
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