CN112378669B - 柴油机起动初始化扭矩标定方法、系统、柴油机及机车 - Google Patents

柴油机起动初始化扭矩标定方法、系统、柴油机及机车 Download PDF

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Abstract

本公开提供了柴油机起动初始化扭矩标定方法、系统、柴油机及机车，所述方法包括：通过柴油机的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩；根据所述最终起动初始化扭矩进行标定。通过本公开的柴油机起动初始化扭矩标定方法进行标定的柴油机在起动时转速平稳地由起动状态过渡到低怠速控制状态。

Description

柴油机起动初始化扭矩标定方法、系统、柴油机及机车
技术领域
本公开涉及机械控制技术领域，更为具体来说，本公开涉及柴油机起动初始化扭矩标定方法、系统、柴油机及机车。
背景技术
如图2所示，柴油机起动过程中，判定起动成功之前为起动扭矩控制，当起动成功瞬间切换为PI扭矩控制，在此时刻，I扭矩为0，若只靠P扭矩控制，可能导致转速下降甚至熄火。柴油机起动初始化扭矩作用为在起动成功瞬间给I扭矩赋一个初始值，使转速曲线更为平滑地由起动状态过渡至低怠速控制状态。起动初始化扭矩若标定过小，会导致转速下降甚至熄火；若起动初始化扭矩标定过大，则会导致转速上冲过多。因此，柴油机起动初始化扭矩的标定至关重要。
现有技术方案为起动初始化扭矩通常来自基于水温的标定值，随着水温升高，起动初始化扭矩越小，一般参考起动扭矩大小进行标定。然而，不同机型或同机型匹配不同传动系情况下，需分别标定起动初始化扭矩，现有技术无法解决这一技术问题。
发明内容
为解决不同机型或同机型匹配不同传动系情况下，需分别标定起动初始化扭矩的技术问题。
为实现上述技术目的，本公开提供了一种柴油机起动初始化扭矩标定方法，包括：
通过柴油机的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；
利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩；
根据所述最终起动初始化扭矩进行标定。
进一步，所述起动扭矩为柴油机起动过程中根据起动参考温度和柴油机转速标定的扭矩MAP，柴油机通过所述扭矩MAP转化为柴油机起动过程中的实际喷油量。
进一步，所述P扭矩具体通过Kp参数乘以柴油机转速设定值和柴油机转速实际值的差值得到，其中，所述Kp参数、所述柴油机转速设定值以及所述柴油机转速实际值通过实际测量得到。
进一步，所述利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩的过程具体为：
所述最终起动初始化扭矩通过所述原始初始化扭矩乘以修正系数得到，其中，所述修正系数通过对所述起动切断时转速变化斜率进行标定得到。
进一步，还包括：
通过标定所述修正系数得到理想的起动转速曲线。
为实现上述技术目的，本公开还能够提供一种柴油机起动初始化扭矩标定系统，包括：
计算模块，用于通过柴油机的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；
修正模块，用于利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩；
标定模块，用于根据所述最终起动初始化扭矩进行标定。
为实现上述技术目的，本公开还提供了一种柴油机，所述柴油机在起动时实现如上述柴油机起动初始化扭矩标定方法的步骤。
为实现上述技术目的，本公开还提供了一种柴油机车，所述柴油机车搭载上述的柴油机。
本公开的有益效果为：
现有技术的控制策略中不同机型需要标定不同的起动初始化扭矩，标定工作量大。而采用本公开的策略进行柴油机起动初始化扭矩由起动扭矩减P扭矩直接得到，起动初始化扭矩不需标定。起动扭矩已基于起动参考温度和转速进行标定，所以不需要基于温度对起动初始化扭矩进行修正，只需根据起动切断时刻转速变化斜率dn对修正系数fac标定即可。通过标定系数得到理想的起动曲线，理论上所有机型通用一个系数即可。
同时，通过本公开的柴油机起动初始化扭矩标定方法，能够使柴油机转速平顺地由起动状态过渡到低怠速控制状态。
附图说明
图1示出了本公开的实施例1的流程示意图；
图2示出了柴油机起动过程中的动力状态曲线图；
图3示出了本公开的实施例1的标定方法的逻辑图；
图4示出了本公开的实施例2的流程示意图；
图5示出了本公开的实施例3的结构示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本公开涉及的术语解释：
起动扭矩：起动过程中根据起动参考温度和转速标定的扭矩MAP，并根据此MAP转化为起动喷油量。
P扭矩：Kp参数＊(柴油机转速设定值－柴油机实际转速)。
I扭矩：Ki参数＊[(柴油机转速设定值－柴油机实际转速)对时间的积分]+初始化扭矩。
起动初始化扭矩：起动成功瞬间给I扭矩赋初始值。
起动切断转速：基于水温和海拔标定的起动切断转速的MAP。
低怠速控制PI总扭矩：起动成功后由起动扭矩控制变为低怠速PI扭矩控制，PI总扭矩＝P扭矩+I扭矩。
转速变化斜率：起动判定成功时刻转速上升的加速度。
实施例一：
如图1和图3所示：
一种柴油机起动初始化扭矩标定方法，包括：
S1：通过柴油机的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；
S2：利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩；
S3：根据所述最终起动初始化扭矩进行标定。
其中，所述起动扭矩为柴油机起动过程中根据起动参考温度和柴油机转速标定的扭矩MAP，柴油机通过所述扭矩MAP转化为柴油机起动过程中的实际喷油量。
其中，所述P扭矩具体通过Kp参数乘以柴油机转速设定值和柴油机转速实际值的差值得到。所述Kp参数、所述柴油机转速设定值以及所述柴油机转速实际值通过实际测量得到。
具体地，所述S2得过程具体为：
所述最终起动初始化扭矩通过所述原始初始化扭矩乘以修正系数得到，其中，所述修正系数通过对所述起动切断时转速变化斜率进行标定得到。
I扭矩为Ki参数乘柴油机转速设定值和柴油机转速实际值的差值对时间积分得到，因此起动切断时刻I扭矩为0。为使转速平稳地由起动状态过渡到PI扭矩控制状态，需由起动初始化扭矩对I扭矩赋初始值，避免PI总扭矩过小导致起动切断后转速下降甚至熄火。
理想的转速曲线在起动切断前后转速变化斜率不应有较大变化，即起动切断时刻的起动扭矩等于PI总扭矩。因此起动切断时刻I扭矩等于起动扭矩减去P扭矩直接算出，此时I扭矩也刚好等于原始起动初始化扭矩。
如图3所示，示出了本公开的一种柴油机起动初始化扭矩标定方法的逻辑图。
图中，dn为起动切断时刻转速变化斜率，fac为修正系数。
首先通过计算Kp乘以低怠速设定值(即柴油机转速设定值)与柴油机实际转速的差值得到柴油机得P扭矩；
再利用柴油机启动切断时刻测得的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；
所述原始初始化扭矩经过修正即得到最终起动初始化扭矩，具体修正过程为：
通过原始初始化扭矩乘以修正系数fac得到最终起动初始化扭矩；
所述修正系数fac通过对起动切断时刻转速变化斜率dn进行标定得到。起动切断时刻转速变化斜率dn越大，修正系数越小。所述起动切断时刻转速变化斜率dn与修正系数之间不为线性关系。
实施例二：
如图4所示，在实施例一的基础上，本公开还可以做如下改进：
本公开的一种柴油机起动初始化扭矩标定方法还包括：
S4：通过标定所述修正系数得到理想的起动转速曲线。
其中，所述起动转速曲线为图2中所示的转速曲线。
实施例三：
如图5所示，本公开还提供了一种柴油机起动初始化扭矩标定系统，包括：
计算模块100，用于通过柴油机的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；
修正模块200，用于利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩；
标定模块300，用于根据所述最终起动初始化扭矩进行标定。
其中，所述起动扭矩为柴油机起动过程中根据起动参考温度和柴油机转速标定的扭矩MAP，柴油机通过所述扭矩MAP转化为柴油机起动过程中的实际喷油量。
其中，所述P扭矩具体通过Kp参数乘以柴油机转速设定值和柴油机转速实际值的差值得到。所述Kp参数、所述柴油机转速设定值以及所述柴油机转速实际值通过实际测量得到。
具体地，在修正模块200中，所述最终起动初始化扭矩具体通过所述原始初始化扭矩乘以修正系数得到，其中，所述修正系数通过对所述起动切断时转速变化斜率进行标定得到。
实施例四：
本公开还提供了一种柴油机，所述柴油机在起动时实现如上述柴油机起动初始化扭矩标定方法的步骤。
实施例五：
本公开还提供了一种柴油机车，所述柴油机车搭载上述的柴油机。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (7)

1.一种柴油机起动初始化扭矩标定方法，其特征在于，包括：
通过柴油机的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；其中，所述起动扭矩为柴油机起动过程中根据起动参考温度和柴油机转速标定的扭矩MAP得到的，柴油机通过所述扭矩MAP得到柴油机起动过程中的实际喷油量；
利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩；
所述最终起动初始化扭矩通过所述原始初始化扭矩乘以修正系数得到，其中，所述修正系数通过对所述起动切断时转速变化斜率进行标定得到；
根据所述最终起动初始化扭矩进行标定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述P扭矩具体通过Kp参数乘以柴油机转速设定值和柴油机转速实际值的差值得到，其中，所述Kp参数、所述柴油机转速设定值以及所述柴油机转速实际值通过实际测量得到。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过标定所述修正系数得到起动转速曲线。
4.一种柴油机起动初始化扭矩标定系统，其特征在于，包括：
计算模块，用于通过柴油机的起动扭矩减去P扭矩得到原始初始化扭矩；其中，所述起动扭矩为柴油机起动过程中根据起动参考温度和柴油机转速标定的扭矩MAP得到的，柴油机通过所述扭矩MAP得到柴油机起动过程中的实际喷油量；
修正模块，用于利用柴油机起动切断时转速变化斜率对所述原始初始化扭矩进行修正，得到最终起动初始化扭矩；所述最终起动初始化扭矩通过所述原始初始化扭矩乘以修正系数得到，其中，所述修正系数通过对所述起动切断时转速变化斜率进行标定得到；
标定模块，用于根据所述最终起动初始化扭矩进行标定。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述P扭矩具体通过Kp参数乘以柴油机转速设定值和柴油机转速实际值的差值得到，其中，所述Kp参数、所述柴油机转速设定值以及所述柴油机转速实际值通过实际测量得到。
6.一种柴油机，其特征在于，所述柴油机在起动时实现如权利要求1~3任一项中所述方法的步骤。
7.一种柴油机车，其特征在于，所述柴油机车搭载如权利要求6所述的柴油机。
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