CN113803173A - 一种限制车速的发动机控制方法 - Google Patents

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赵会峰
盛天佑
张燕
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Abstract

本发明提供了一种限制车速的发动机控制方法，包括车辆智能终端通过CAN总线发送最高车速限制值，发动机ECU通过CAN总线接收并计算期望的最高车速限制值；比较当前接收的车限值与上个驾驶循环ECUEEP中存储的车限值是否相等，只有在比较结果不相等时，ECU更新车速限制值，否则，调用EEPROM中存储的车限值；将获取的车限值与车速限制开关预设的车限值进行比较，取较小值作为速度限制器模块输出的最高车速限制值；根据最高车速限制值与当前车速的速度差计算发动机扭矩限制值，从面准确输出喷油量，实现车速准确控制，提升内燃叉车及特种作业车辆的驾驶安全性，实现主机厂对自身产品的技术参数实时调整。

Description

一种限制车速的发动机控制方法
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，特别涉及一种限制车速的发动机控制策略。
背景技术
内燃叉车主要在厂区等工作人员密集的区域工作，为了保证驾驶安全性，需对叉车进行限速处理，如10km/h或15km/h等，同时相关法规对特种作业车辆亦有相关的限速要求。常规的限速功能在整车标定完成后，主机厂无法自主更改产品的车速限制值等技术参数，若想更改同一配置的车辆相关参数，需发动机厂重新标定或主机厂自行开发一套EOL下线工具，方可实现相关参数的调整，此传统方案浪费大量研发资源，无法满足主机厂产品开发需求及终端客户的需求。随着工业车辆逐渐实现智能化、信息化、新能源化，为上述控制策略的开发及限速功能实现提供了必要条件。
发明内容
本发明解决的技术问题是：解决内燃叉车及特种作业车辆的驾驶安全性，满足主机厂对自身产品的技术参数实时调整。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种限制车速的发动机控制方法，包括：
车辆智能终端(例如智能仪表、VCU、T盒等)通过CAN总线发送最高车速限制值，发动机ECU通过CAN总线接收并计算期望的最高车速限制值；
比较当前接收的车限值与上个驾驶循环ECU EEP中存储的车限值是否相等；
根据当前接收的车限值与上个驾驶循环ECU EEP中存储的车限值是否相等作为当前驾驶循环ECU是否存储、更新车速限制值的条件，若比较结果不相等，则ECU更新车速限制值，若比较结果相等，则ECU忽略当前接收的车限值，调用EEPROM中存储的车限值；
将获取车限值和车速限制功能使能标识状态传递至速度限制器模块作为输入，并比较获取的车限值与车速限制开关预设的车限值的大小；
根据所述获取的车限值与车速限制开关预设的车限值两者中的较小值作为速度限制器模块输出的最高车速限制值；
根据所述的最高车速限制值与滤波后当前车速的速度差计算发动机扭矩限制值，从而可以准确的输出限制车速时发动机所需的喷油量，实现车速的准确控制。
与传统的限速策略相比，通过智能终端及CAN总线输入车速限制值，便于主机客户根据市场及产品开发需求随时调节车速限制值，使产品更贴合用户和相关法规需求，同时便于主机客户管理相应的软件，解决主机厂新产品开发周期长、投入资源过多等研发问题。ECU进入“After Run”状态后对总线输入的车速限制值进行存储，最高车速限制值将在下个驾驶循环生效，不影响当前驾驶循环，保证了驾驶安全。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1：本发明的整体流程示意图；
图2：本发明的原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种限制车速的发动机控制方法，包括：发动机ECU上电初始化，读取EEPROM中存储的车限值；车速限制功能首次激活使能后，车速限制初始值值为10km/h；若读取成功，则调用EEPROM中存储的车限值；若读取不成功，则调用预设的默认值。
进一步地，车辆智能终端(例如智能仪表、VCU、T盒等)通过CAN总线发送最高车速限制值,发动机ECU通过CAN总线接收并计算期望的最高车速限制值。车辆智能终端与发动机ECU交互过程遵循SAEJ1939协议；触发类型为事件触发；其中，车限值占一个字节，车限值的取值范围0-255km/h；数据计算和解析方式为：分辨率为1且补偿值为0。
进一步地，比较当前接收的车速限制值与上个驾驶循环ECU EEP中存储的车速限制值是否相等。在比较程序执行之前，判断是否有CAN通讯类故障；若不存在所述CAN通讯类故障，则执行比较程序；若存在所述CAN通讯类故障，则调用EEPROM中存储的车限值。
进一步地，根据当前接收的车限值与上个驾驶循环ECU EEP中存储的车限值是否相等作为当前驾驶循环ECU是否存储、更新车速限制值的条件，若比较结果不相等，则ECU更新车速限制值，若比较结果相等，则ECU忽略当前接收的车限值。其中，ECU进入“After Run”状态后对CAN总线输入的车速限制值进行存储。CAN总线输入的车速限制值，当前驾驶循环不生效，不影响当前驾驶循环。
进一步地，将获取车限值和车速限制功能使能标识状态传递至速度限制器模块作为输入，并比较获取的车限值与车速限制开关预设的车限值的大小，还包括：车速限制功能首次激活使能后，车速限制功能使能标识状态位将会被置位。
进一步地，根据所述获取的车速限制值与车速限制开关预设的车速限制值两者中的较小值作为速度限制器模块输出的最高车速限制值。与车速限制开关预设的车限值进行比较之前，对车速限制开关的状态和车速限制功能使能标识状态进行判断，若车速限制开关状态位和车速限制功能使能标识状态位置位，则执行所述比较程序；若不满足条件则调用车速限制开关预设的车限值。
进一步地，根据所述的最高车速限制值与滤波后当前车速的速度差计算发动机扭矩限制值，从而可以准确的输出限制车速时发动机所需的喷油量，实现车速的准确控制。具体包括：获取当前车速并进行滤波处理；根据所述的速度差通过PID控制器计算发动机扭矩的限制值；该控制策略为基于档位的PID控制，需计算获取车辆档位信息；预设三套PID控制参数，分别对应低速档、中速档和高速档；车辆运行时，不同工况对应不同档位，不同档位自动选择相应PID参数，实现不同工况、不同档位且车速限制功能使能下的车速的实时动态调节和精准控制。
比例积分微分控制，简称PID控制，算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制。根据设定值和实际输出值构成控制偏差，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
PID控制器具有比例环节、积分环节和微分环节。比例环节即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小误差。当偏差e＝0时，控制作用也为0。因此，比例控制是基于偏差进行调节的，即有差调节。积分环节：能对误差进行记忆，主要用于消除静差，提高系统的无差度，积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强。微分环节：能反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。从时间的角度讲，比例作用是针对系统当前误差进行控制，积分作用则针对系统误差的历史，而微分作用则反映了系统误差的变化趋势。
如图2所示，限制车速的发动机控制方法，通过CAN总线输入车限值，可自动控制发动机在所述车限值范围内进行工作。其中，PID控制器是根据速度限制器模块输出的最高车速限制值与滤波后当前车速的速度差和当前车辆的档位信息获取发动机扭矩限制值，同时将获取的发动机扭矩限制值作为输入传递至ECU内部的扭矩结构进行比较，选取当前较小的发动机扭矩限制值作为控制扭矩对发动机进行控制。
当前车速变化时，ECU获取后再与速度限制器模块输出的最高车速限制值进行比较，进行反复的PID闭环运算，直至当前车速保持速度在限定范围内。该控制方法可根据法规、主机厂研发和终端客户的需求对车限值进行调整，可以保证驾驶的安全性。车速PID控制，结构简单、鲁棒性好、可靠性高，实现车速的精确控制。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种限制车速的发动机控制方法，包括：
第一步骤，车辆智能终端通过CAN总线发送最高车速限制值，发动机ECU通过CAN总线接收并计算期望的最高车速限制值；其特征在于：
第二步骤，比较当前接收的最高车速限制值与上个驾驶循环ECU EEPROM中存储的最高车速限制值是否相等；若比较结果不相等，则ECU更新最高车速限制值，若比较结果相等，则ECU忽略当前接收的最高车速限制值，调用ECU EEPROM中存储的最高车速限制值；
第三步骤，将获取的最高车速限制值和车速限制功能使能标识状态传递至速度限制器模块作为输入，并比较获取的最高车速限制值与车速限制开关预设的最高车速限制值的大小；
第四步骤，根据获取的最高车速限制值与车速限制开关预设的最高车速限制值两者中的较小值作为速度限制器模块输出的最高车速限制值；
第五步骤，根据速度限制器模块输出的最高车速限制值与滤波后当前车速的速度差计算发动机扭矩限制值，从而准确的输出限制车速时发动机所需的喷油量。
2.根据权利要求1所述的一种限制车速的发动机控制方法，其特征在于：第一步骤中，车速限制功能首次激活使能后，最高车速限制值初始值为10km/h；若车速限制功能激活使能后ECU EEPROM初始值读取成功,则调用ECU EEPROM中存储的最高车速限制值；若车速限制功能激活使能后ECU EEPROM初始值读取不成功，则车速限制初始值为预设的默认值。
3.根据权利要求1所述的一种限制车速的发动机控制方法，其特征在于：第二步骤中，执行比较程序之前，监测是否存在CAN通讯类故障；若存在所述CAN通讯类故障，则调用ECUEEPROM中存储的最高车速限制值；若不存在所述CAN通讯类故障，则执行比较程序。
4.根据权利要求1所述的一种限制车速的发动机控制方法，其特征在于：第二步骤中，ECU进入“After Run”状态后对CAN总线输入的最高车速限制值进行存储；CAN总线输入的最高车速限制值，当前驾驶循环不生效。
5.根据权利要求1所述的一种限制车速的发动机控制方法，其特征在于：第三步骤中，车速限制功能首次激活使能后，车速限制功能使能标识状态位将会被置位。
6.根据权利要求1所述的一种限制车速的发动机控制方法，其特征在于：第四步骤中，获取的最高车速限制值与车速限制开关预设的最高车速限制值进行比较之前，对车速限制开关的状态和车速限制功能使能标识状态进行判断，若车速限制开关状态位和车速限制功能使能标识状态位置位，则执行比较程序；若不满足条件则调用车速限制开关预设的最高车速限制值。
7.根据权利要求1所述的一种限制车速的发动机控制方法，其特征在于：第五步骤中，获取当前车速并进行滤波处理；根据所述的速度差通过PID控制器计算发动机扭矩的限制值；该控制策略为基于档位的PID控制，需计算获取车辆档位信息；预设三套PID控制参数，分别对应低速档、中速档和高速档；车辆运行时，不同工况对应不同档位，不同档位自动选择相应PID参数，实现不同工况、不同档位且车速限制功能使能下的车速的实时动态调节和精准控制。
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