CN115142963B - 控制发动机高温负荷的方法、系统以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制发动机高温负荷的方法、系统以及车辆，方法包括：S1：实时获取发动机的当前的运行工况参数；S2：判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间；若是，则以高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压按照高温控制规则控制发动机；若否，则以常温/低温目标进排气正时、常温/低温目标喷油正时、以及常温/低温目标轨压按照常温/低温控制规则控制发动机；S3：根据转速、进气温度以及出水温度计算发动机的最大负荷；S4：若用户需求负荷大于最大负荷，则根据最大负荷控制发动机的运行；反之，根据用户需求负荷控制发动机的运行。因此，可以精细准确的控制发动机运行在最大负荷内，从而发挥发动机最佳性能。

Description

控制发动机高温负荷的方法、系统以及车辆
技术领域
本发明涉及汽车发动机控制技术领域，特别涉及一种控制发动机高温负荷的方法、系统以及车辆。
背景技术
汽车在炎热环境下，由于某些特殊驾驶工况，使得发动机舱温度很高，例如长时间怠速后立马爬坡，使得发动机进气温度可能超过70℃，发动机出水温度可能超过110℃。
在发动机进行增压时，根据发动机外特性曲线可知发动机处于低速时外特性的负荷较高，点火角较晚。为达到总放热量的50％时的曲轴转角即CA50较大，高进气温度和高出水温度下，发动机爆震加剧，使得点火进一步推迟，导致异常燃烧风险非常大。
因此必须对发动机的高温负荷进行限制，保证发动机燃烧在安全配气相位。但是又不能将负荷限制过小，导致发动机的高温性能不足。又因为发动机的工作工况不同，各不同工况下的参数边界是连续多变的，目前发动机高温的负荷限制发动机在各种不同工况下所需的控制曲线图(MAP)下，导致控制负荷的准确性不足，有些工况可能负荷限制不够，导致异常燃烧，有些工况可能负荷限制过大，发动机性能不是最佳。因此导致很难控制发动机工作在最大安全负荷内，从而影响发动机性能。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中很难控制发动机工作在最大安全负荷内从而影响发动机的性能的问题。
为解决上述问题，本发明的一种实施方式提供了一种控制发动机高温负荷的方法，方法包括：
S1：实时获取发动机的当前的运行工况参数，运行工况参数包括：转速、温度参数以及用户需求负荷，温度参数包括发动机的进气温度和出水温度；
S2：判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间；
若是，则根据当前的温度参数，以及预设的高温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压，以高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压按照高温控制规则控制发动机，并进入步骤S3；
若否，判断发动机的当前温度参数是否处于常温区间；
若是，则根据当前的温度参数，以及预设的常温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压，以常温目标进排气正时、常温
目标喷油正时、以及常温目标轨压按照常温控制规则控制发动机；
若否，则确定发动机的当前所述温度参数处于低温区间；并根据当前的温度参数，以及预设的低温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压，以低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨
压按照低温控制规则控制发动机；
S3：根据转速、进气温度以及出水温度计算发动机的最大负荷；
S4：判断用户需求负荷是否大于最大负荷；
若是，则根据最大负荷控制发动机的运行；
若否，则根据用户需求负荷控制发动机的运行。
采用上述技术方案，根据获取发动机转速、进气温度、出水温度以及用户需求负荷，并根据进气温度与出水温度确定发动机处于高温状态时，控制发动机执行高温控制规则；并且根据发动机转速、进气温度以及出水温度计算得到最大负荷(即最大安全负荷)，以精细准确的控制发动机运行在最大负荷内，从而发挥发动机最佳性能。
本发明的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，在判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间的步骤中，若所述发动机的当前温度参数的进气温度小于进气温度阈值、且出水温度大于或等于出水温度阈值，或者，进气温度大于或等于进气温度阈 值，则判断为发动机处于高温区间。
采用上述技术方案，同时根据进气温度与出水温度的阈值判断进气温度与出水温度是否处于高温区间或者只根据进气温度的阈值判断是否处于高温区间，进一步加强了控制发动机运行在安全负荷内的准确度。
本发明的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，高温目标进排气正时包括高温目标开启进气门正时和高温目标关闭排气门正时，常温目标进排气正时包括常温目标开启进气门正时和常温目标关闭排气门正时，其中，高温目标开启进气门正时提前于常温目标开启进气门正时，高温目标关闭排气门正时滞后于常温目标关闭排气门正时；以高温目标喷油正时按照高温控制规则控制发动机包括：采用二次喷射，并控制二次喷射比例在预设比例范围内；其中二次喷射比例为第二次喷油量占总喷油量的比值；以高温目标轨压按照高温控制规则控制发动机包括：以最大油轨压力作为高温目标轨压，并控制轨压在最大油轨压力运行。
采用上述技术方案，相较于发动机常温控制规则，发动机高温控制规则即提前开启进气门正时以及推迟关闭排气门正时，以最大限度的发挥发动机性能。并且采用二次喷油，降低异常燃烧风险；将轨压控制在最大油轨压力运行，避免了轨压过高或者过低影响发动机启动和动力性能。通过高温控制规则以进一步保证发动机安全。
本发明的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，预设比例范围为：0.1-0.6；最大油轨压力为35MPa。
本发明的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，进气温度阈值为40℃；出水温度阈值为95℃。
本发明的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，根据发动机的转速、进气温度以及出水温度计算发动机的最大负荷，计算公式为：
BEMP＝-4.37+0.04250×发动机转速-0.2816×出水温度+0.4568×进气温度-0.000016×发动机转速×发动机转速-0.002994×进气温度×进气温度+0.000180×发动机转速×出水温度-0.003573×出水温度×进气温度；其中，BEMP为最大负荷，单位为bar；发动机转速单位为rpm；出水温度与进气温度单位均为℃。
采用上述技术方案，根据发动机转速、进气温度以及出水温度，根据上述拟合公式，可以精细准确的控制发动机运行在最大负荷内，即发动机处于高温时的安全负荷，从而可以发挥发动机的最佳性能。
本发明的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，还包括：如果发动机高温性能不足，则控制喷油执行加浓策略。
采用上述技术方案，在发动机以最大负荷控制发动机的运行时，如果还发生早燃现象，则即时采取保护措施即对喷油加浓和限扭，以改善爆震，以达到安全燃烧的目的。
本发明的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，喷油执行加浓策略包括控制发动机的空燃比在0.7级-1级范围。
采用上述技术方案，控制发动机的空燃比在最佳范围内，使得更好地控制发动机运转，获得发动机的最佳功率以提升发动机的性能。
本发明的一种实施方式还提供了控制发动机高温负荷的系统，包括：检测单元、计算单元、判断单元以及控制单元；检测单元与判断单元通信连接，计算单元、判断单元分别与控制单元通信连接；其中检测单元实时获取发动机的当前的运行工况参数，运行工况参数包括：转速、温度参数以及用户需求负荷，温度参数包括发动机的进气温度和出水温度；
判断单元判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间；
若是，则控制单元根据当前的温度参数，以及预设的高温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压，以高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压按照高温控制规则控制发动机，并进入计算步骤；
若否，判断发动机的当前温度参数是否处于常温区间；
若是，则控制单元根据当前的温度参数，以及预设的常温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压，以常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压按照常温控制规则控制发动机；
若否，则确定发动机的当前温度参数处于低温区间；并根据当前的温度参数，以及预设的低温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压，以低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压按照低温控制规则控制发动机；
计算单元根据发动机的转速、进气温度以及出水温度计算发动机的最大负荷；
判断单元判断用户需求负荷是否大于最大负荷；
若是，则控制单元根据最大负荷控制发动机的运行；
若否，则控制单元根据用户需求负荷控制发动机的运行。
本发明的一种实施方式还提供了一种车辆，包括控制发动机高温负荷的系统。
本发明的有益效果：
采用上述技术方案，根据获取发动机转速、进气温度、出水温度以及用户需求负荷，并根据进气温度与出水温度确定发动机处于高温状态时，控制发动机进排气正时执行高温目标开启进气门正时提前于常温目标开启进气门正时，高温目标关闭排气门正时滞后于常温目标关闭排气门正时；控制发动机的喷油正时执行二次喷射，并控制二次喷射比例在预设比例范围内；控制发动机的轨压在最大油轨压力运行。进一步根据发动机转速、进气温度以及出水温度计算得到最大负荷，比较用户需求负荷与计算得到的最大负荷的大小；如果用户需求负荷大于最大负荷，则根据最大负荷控制发动机的运行，如果用户需求负荷小于最大负荷，则根据用户需求负荷控制发动机的运行。以精细准确的控制发动机运行在最大负荷内，从而发挥发动机最佳性能。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的控制发动机高温负荷的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例1提供的控制发动机高温负荷的方法中低温区间、常温区间与高温区间的坐标示意图；
图3是本发明实施例1提供的控制发动机高温负荷的方法中发动机在高温区间下对应的进排气正时曲线示意图；
图4是本发明实施例1提供的控制发动机高温负荷的方法中发动机在高温区间下对应的喷油次数曲线示意图；
图5为本发明实施例2提供的控制发动机高温负荷的系统的结构框图。
附图标记说明：
10：检测单元；
20：判断单元；
30：计算单元；
40：控制单元。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种控制发动机高温负荷的方法，如图1所示，方法包括：
S1：实时获取发动机的当前的运行工况参数，运行工况参数包括：转速、温度参数以及用户需求负荷，温度参数包括发动机的进气温度和出水温度；
S2：判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间；
S21：若是，则根据当前的温度参数，以及预设的高温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压，以高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压按照高温控制规则控制发动机，并进入步骤S3；
S22：若否，判断发动机的当前温度参数是否处于常温区间；
S23：若是，则根据当前的温度参数，以及预设的常温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压，以常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压按照常温控制规则控制发动机；
S24：若否，则确定发动机的当前所述温度参数处于低温区间；并根据当前的温度参数，以及预设的低温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压，以低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压按照低温控制规则控制发动机；
S3：根据转速、进气温度以及出水温度计算发动机的最大负荷；
S4：判断用户需求负荷是否大于最大负荷；
S41：若是，则根据最大负荷控制发动机的运行；
S42：若否，则根据用户需求负荷控制发动机的运行。
具体地，台架试验一般是在标准条件下做的，即出水温度控制在90℃，进气温度在不同转速和负荷有相应的规定，低速外特性一般控制在30℃，超过标准条件允许偏差的范围内即是高温的情况。发动机上设置有出水温度传感器和进气温度传感器，根据分别实时监测两种温度数据即可判断发动机是否处于高温。
需要说明的是，发动机的温度区间可以包括低温区间、常温区间以及高温区间。高温区间指的是当发动机高温时进气温度和出水温度对应的温度区间，常温区间指的是当发动机常温时进气温度和出水温度对应的温度区间，低温区间指的是当发动机低温时进气温度和出水温度对应的温度区间。其中高温、常温以及低温是本领域常规设置的温度。低温区间、常温区间以及高温区间根据不同的车辆，其温度区间可以自行设置。
在判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间的步骤中，若发动机的当前温度参数的进气温度小于进气温度阈值、且出水温度大于或等于出水温度阈值，或者，进气温度大于或等于进气温度阈值，则判断为发动机处于高温区间。
在本实施方式中，如图2所示，针对于一种发动机的标定来具体说明，进气温度小于40℃，且发动机的出水温度小于60℃，为低温区间。
发动机的进气温度小于40℃，发动机的出水温度大于或等于60℃且小于95℃，为常温区间。
发动机的进气温度小于40℃，发动机的出水温度大于或等于95℃；或者，发动机的进气温度大于或等于40℃，为高温区间。
用户需求负荷是电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)根据检测用户踩踏油门踏板的位置，然后结合发动机的转速或者扭矩等转换获得的负荷。
需要说明的是，气门正时是指气门开启和关闭时机，由于气流惯性，为了最大限度发挥发动机效率，气门开启时机通常不在活塞行程的止动点，进气门开启早于排气行程上止点，关闭晚于进气行程下止点；排气门开启早于做功行程下止点，关闭晚于排气行程上止点。进气门早于排气行程上止点开启，是为了在进气行程开始时进气门能有较大的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气通畅。进气门晚于进气行程上止点关闭，是为了充分利用进气气流的惯性，在进气迟后角内继续进气，以增加进气量。排气门早于做功行程下止点开启，是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，以在极短时间内排出大量废气。排气门晚于排气行程上止点关闭，是为了利用废气流动的惯性，在排气迟后角内继续排气，以减少气缸内的残余废气。
喷油正时，指的是发动机需要燃油才能运转，而燃油是定量定时的注入到汽缸内的，只有在合适的时间将燃油喷射到对应的汽缸内，发动机才能正常运转。这个合适的时间，就是喷油正时；而且为了使燃油在点火的时候，有足够的温度，所以要在点火前一段时间喷射到对应的汽缸内，使热空气有足够的时间加热燃油。这个提前的时间对应到曲轴和进排气正时中，就是供油提前角。
进一步地，预设的高温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系可通过整车标定或者曲线拟合获得；预设的高温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系包括对发动机的参数进行优化以得到最佳的进排气正时以及最佳的喷油正时，并预先储存在整车控制器中。
具体优化过程如下：
基于常温喷油策略以及喷油参数设置，控制空燃比为1(即lamda＝1)或者处于排温边界，调节点火角到爆震边界，逐渐增大负荷直至燃烧50％累积放热量时的曲轴转角(CA50)到35°CA或者进气极限(即节气门全开、增压器开度为5％)或者常温节气门全开(Wide Open Throttle，WOT)目标。对调节范围内的进排气正时进行扫描(一般基于常温进排气正时规定即进气提前于常温，排气推后于常温)，扫描间隔控制在10°CA。以此根据扭矩、燃烧稳定性以及排放等选取最佳进排气正时的设置。需要说明的是，扫描过程中还需要注意考虑发动机在各种工况下所需的点火控制曲线图的平顺性。使得控制单元直接控制发动机的正排气正时处于最佳的进排气正时所处的位置，以提升发动机的性能。
如图3所示，为高温区间建立的该发动机的VVT MAP，控制发动机转速在1000-6000rpm，负荷在1-25bar，其对应的进排气正时能够使发动机性能最大、燃烧安全。
需要说明的是，进、排气门的实际开、闭时刻和持续时间，称为配气相位，通常用曲轴转角(CA)表示。排气提前角：从上止点到排气门完全关闭终了所对应的曲轴转角，一般为10°-35°CA；从进气门开启到关闭的全过程准备进气：进气提前角一般为0°-40°CA。
获取喷油开始的曲轴转角(即第一次喷油开始时刻SOI1扫描)：基于进排气正时(VVT)的优化结果，控制lamda＝1或者排温边界，调节点火角到爆震边界，逐渐增大负荷直至CA50到35°CA或者进气极限或者常温WOT目标，设定二次喷射模式，进行SOI1扫描，扫描范围为260°CA至330°CA，扫描间隔控制在10°CA。记录试验结果，根据扭矩、燃烧稳定性、排放等结果确定最优的SOI1。需要说明的是，SOI1即喷油开始的曲轴转角。
获取喷油结束的曲轴转角(即第二次喷油结束时刻EOI2扫描)：基于VVT和SOI1优化结果，控制lamda＝1或者排温边界，调节点火角到爆震边界，逐渐增大负荷直至CA50到35°CA或者进气极限或者常温WOT目标，设定二次喷射模式，进行EOI2扫描，扫描范围为70°CA至200°CA，控制扫描间隔在10°CA进行。根据不同发动机的排放特性扫描范围可相应调整。记录试验结果，综合扭矩、燃烧稳定性、排放等结果确定最优的EOI2。
二次喷射比例(frks)扫描：基于VVT和SOI1、EOI2优化结果，控制lamda＝1或者排温边界，调节点火角到爆震边界，逐渐增大负荷直至CA50到35°CA或者进气极限或者常温WOT目标，设定二次喷射模式，进行frks扫描，扫描范围为0.1至0.6，每间隔0.1进行。记录试验结果，综合扭矩、燃烧稳定性、排放等结果确定最优的frks。其中二次喷油比例frks表示为第二次喷油量占总喷油量的比值。试验结果显示，二次喷油比例frks大于15％时，发动机高温性能较优。需要说明的是，对于扫描范围的设置，本领域技术人员可以结合喷油器的最小喷油脉宽限值以及不同发动机燃烧表现进行调整。
如图4所示，为该发动机在高温区间对应的喷油次数曲线图，其中，横坐标为发动机转速，纵坐标为负荷，第一区域对应的喷油次数为一次，第二区域对应的喷油次数为两次。在发动机转速为1000-3500rpm，负荷在6-25bar的区间内，大部分的工况均采用的是两次喷油。在其他的工况下，采用的是一次喷油。
在高温区间，需要根据实际燃烧情况扩大多次喷射范围，根据整车性能需求，确保发动机安全同时降低早燃，改善高温性能，降低异常燃烧风险。
因此，高温条件下推荐使用两次喷射，对发动机参数进行优化，以得到喷油开始的曲轴转角与喷油结束的曲轴转角；根据喷油开始的曲轴转角与喷油结束的曲轴转角将喷射控制在这个范围内以得到最优的二次喷射比例，确保发动机安全的同时降低早燃现象，从而改善高温性能，降低异常燃烧风险，以更好的发挥发动机的性能。
常温控制规则中，保证高速及低速大负荷的进排气正时以响应最快的控制规则控制发动机；保证喷油以油耗和排放最低的标准控制发动机；保证常温下的轨压作为常温目标轨压控制发动机。需要说明的是，常温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系也是根据整车标定或者拟合曲线获得，对应关系也是通过扫描优化得到的，本实施方式对此优化过程不做赘述。
低温控制规则中，在低温区间建立预设的发动机的温度区间与进排气正时的对应关系时(建立对应关系也是通过扫描优化得到)，当发动机在高速或者低速大负荷工况下，对应的进排气正时能够使发动机的响应最快，当发动机在低速中小负荷工况下，对应的进排气正时能够使发动机的油耗和排放最低。低速小负荷主要以油耗和排放低为目标。也就是说，高速及低速大负荷主要以响应快、性能高为目标，同时排放要达标。针对不同的汽车，不同区域优化原则不一样。本领域技术人员可以根据情况设定，本实施方式对此优化过程不做赘述。
采用上述技术方案，通过获取的发动机转速、进气温度、出水温度以及用户需求负荷，并根据进气温度与出水温度确定发动机处于高温状态时，控制发动机执行高温控制规则；并且根据发动机转速、进气温度以及出水温度计算得到最大负荷，以精细准确的控制发动机运行在最大负荷内，从而发挥发动机最佳性能。
本实施例提供的控制发动机高温负荷的方法，判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间包括：
判断进气温度是否小于进气温度阈值，判断出水温度是否大于或等于出水温度阈值；或者，判断进气温度大于或等于进气温度阈值；
若进气温度大于进气温度阈值且出水温度大于出水温度阈值，则确定发动机处于高温区间；或者
若进气温度大于或等于进气温度阈值，则确定发动机处于高温区间。
由此，同时根据进气温度与出水温度的阈值判断进气温度与出水温度是否处于高温区间，或者仅仅根据进气温度阈值判断是否处于高温区间，以进一步加强了控制发动机运行在安全负荷内的准确度。
本实施例提供的控制发动机高温负荷的方法，高温目标进排气正时包括高温目标开启进气门正时和高温目标关闭排气门正时，常温目标进排气正时包括常温目标开启进气门正时和常温目标关闭排气门正时，其中，高温目标开启进气门正时提前于常温目标开启进气门正时，高温目标关闭排气门正时滞后于常温目标关闭排气门正时；
以高温目标喷油正时按照高温控制规则控制发动机包括：采用二次喷射，并控制二次喷射比例在预设比例范围内；其中二次喷射比例为第二次喷油量占总喷油量的比值；
以高温目标轨压按照高温控制规则控制发动机包括：以最大油轨压力作为高温目标轨压，并控制轨压在最大油轨压力运行。
具体地，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定提前与滞后的时间，本实施例对此不做具体限定。
采用上述技术方案，相较于发动机常温控制规则，发动机高温控制规则即提前开启进气门正时以及推迟关闭排气门正时，以最大限度的发挥发动机性能。并且采用二次喷油，降低异常燃烧风险；将轨压控制在最大油轨压力运行，避免了轨压过高或者过低影响发动机启动和动力性能。通过高温控制规则以进一步保证发动机安全，从而降低异常燃烧的风险。
本实施例的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，预设比例范围为：0.1-0.6；最大油轨压力为35MPa。
具体地，二次喷射的比例可以是0.1-0.6范围；例如可以是0.2、0.3、0.4或者此范围内的其他任意数值。需要说明的是，两次喷射的比例总和为1，例如第一次喷射比例在0.6，那么控制第二次喷射的比例在0.4。较佳地，控制二次喷射的比例在0.2-0.4范围。
最大油轨压力为高温时获取的最大负荷对应的油轨压力，不同的车辆其计算得到的最大负荷可能不同，因此本领域技术人员可以根据实际情况对最大油轨压力进行设定。
需要说明的是，因气缸的喷油嘴共用一根燃油轨道，轨道内的燃油油压不足或波动，都会造成喷油量的差异，从而影响发动机启动和动力性能。而且轨压过高会导致共轨限压阀打开从而导致泄油现象发生，轨压过低说明油轨中的油不够从而影响发动机的启动。此实施方式中将轨压控制在最大油轨压力运行，避免了轨压过高或者过低影响发动机启动和动力性能。
本实施例的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，进气温度阈值为40℃；出水温度阈值为95℃。
具体地，进气温度可以设定成30°、40°、50°、80°，甚至是90°，出水温度可以设定成95°、98°，甚至是115°。需要说明的是，具体地温度阈值的设定，本领域技术人员可以根据实际需求自行设定。一般常温进气温度范围在25-45°(增压发动机转速和负荷越高，进气温度越高)，出水温度可以是90°。
本实施例的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，根据发动机的转速、进气温度以及出水温度计算发动机的最大负荷，计算公式为：
BEMP＝-4.37+0.04250×发动机转速-0.2816×出水温度+0.4568×进气温度-0.000016×发动机转速×发动机转速-0.002994×进气温度×进气温度+0.000180×发动机转速×出水温度-0.003573×出水温度×进气温度。
其中，BEMP为最大负荷，单位为bar；发动机转速单位为rpm；出水温度与进气温度单位均为℃。
具体地，最大负荷与发动机转速、进气温度、出水温度的关系公式建立方法如下：选取高温下需要进行负荷限制的发动机转速进行进气温度和出水温度扫描，进气温度扫描范围控制在30℃-80℃，步长为10℃，出水温度扫描范围90℃-发动机能够承受的最高出水温度(例如100℃)，步长为10℃。VVT、喷油、轨压等主控参数基于高温下扫描优化的结果。点火角控制在爆震边界，空燃比控制1或者排温边界。得到不同发动机转速所有温度组合下燃烧安全的最大负荷，燃烧安全的边界条件为CA50不超过35°CA，边界条件的设定实际以不发生异常燃烧为准。以最大负荷为响应，进气温度、出水温度、发动机转速为变量，拟合出来的计算公式如上所述。需要说明的是，在拟合最大负荷的计算公式时，转速控制在1500rpm-2000rpm；当然，对于不同的车辆，转速的控制范围可以根据实际情况设定。
采用上述技术方案，根据发动机转速、进气温度以及出水温度，根据上述拟合的计算公式，可以精细准确的控制发动机运行在最大负荷内，即发动机处于高温时的安全负荷，从而可以发挥发动机的最佳性能。
本实施例的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，若高温性能不足则控制喷油执行加浓策略。
具体地，高温性能不足例如发生早燃现象即气缸内燃烧提前，没有到点火时间就被发动机压缩的高温点燃了，此时需要采取喷油加浓策略。
采用上述技术方案，在发动机以最大负荷控制发动机的运行时，如果还发生早燃现象，则即时采取保护措施即对喷油加浓和限扭，以改善爆震，达到安全燃烧的目的。
本实施例的另一种实施方式提供了控制发动机高温负荷的方法，喷油执行加浓策略包括控制发动机的空燃比在0.7级-1级范围。
具体地，空燃比指的是可燃混合气中空气质量与燃油质量之比，是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。
采用上述技术方案，控制发动机的空燃比在最佳范围内，使得更好地控制发动机运转，获得发动机的最佳功率以提升发动机的性能。
实施例2
本实施例还提供了一种控制发动机高温负荷的系统，用于执行上述控制发动机高温负荷的方法，如图5所示，包括：检测单元10、计算单元30、判断单元20以及控制单元40；检测单元与判断单元通信连接，计算单元、判断单元分别与控制单元通信连接；
其中检测单元10实时获取发动机的当前的运行工况参数，运行工况参数包括：转速、温度参数以及用户需求负荷，温度参数包括发动机的进气温度和出水温度。
检测单元10将进气温度与出水温度传递至判断单元20进行判断，判断单元20判断发动机的当前温度参数是否处于高温区间。
若是，则判断单元20将判断结果传输至控制单元40，控制单元40根据当前的温度参数，以及预设的高温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压，以高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压按照高温控制规则控制发动机，并进入最大负荷的拟合计算步骤。
若否，判断单元20判断发动机的当前温度参数是否处于常温区间；
若是，则控制单元40根据当前的温度参数，以及预设的常温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压，以常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压按照常温控制规则控制发动机。
若否，则控制单元40确定发动机的当前所述温度参数处于低温区间；并根据当前的温度参数，以及预设的低温区间中温度参数与发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的温度参数所对应的低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压，以低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压按照低温控制规则控制发动机；
计算单元30根据发动机的转速、进气温度以及出水温度计算发动机的最大负荷；并将最大负荷传输至判断单元20以及控制单元40。
判断单元20判断用户需求负荷是否大于最大负荷；并将判断结果传输至控制单元40；若是，则控制单元40根据最大负荷控制发动机的运行；若否，则控制单元40根据用户需求负荷控制发动机的运行。
采用上述技术方案，检测单元10根据获取发动机转速、进气温度、出水温度以及用户需求负荷，并将采集数据传输至判断单元20，判断单元20根据进气温度与出水温度确定发动机处于高温状态时，控制单元40控制发动机进排气正时执行高温目标开启进气门正时提前于常温目标开启进气门正时，高温目标关闭排气门正时滞后于常温目标关闭排气门正时；控制单元40控制发动机的喷油正时执行二次喷射，并控制二次喷射比例在预设比例范围内；控制单元40控制发动机的轨压在最大油轨压力运行。计算单元30进一步根据发动机转速、进气温度以及出水温度计算得到最大负荷，判断单元20比较用户需求负荷与计算得到的最大负荷的大小；如果用户需求负荷大于最大负荷，则控制单元40根据最大负荷控制发动机的运行，如果用户需求负荷小于最大负荷，则控制单元根据用户需求负荷控制发动机的运行。以精细准确的控制发动机运行在最大负荷内，从而发挥发动机最佳性能。
实施例3
本实施例提供了一种车辆，包括上述控制发动机高温负荷的系统。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种控制发动机高温负荷的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：实时获取所述发动机的当前的运行工况参数，所述运行工况参数包括：转速、温度参数以及用户需求负荷，所述温度参数包括发动机的进气温度和出水温度；
S2：判断所述发动机的当前所述温度参数是否处于高温区间；
若是，则根据当前的所述温度参数，以及预设的高温区间中温度参数与所述发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的所述温度参数所对应的高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压，以所述高温目标进排气正时、所述高温目标喷油正时、以及高温目标轨压按照高温控制规则控制所述发动机，并进入步骤S3；
若否，判断所述发动机的当前所述温度参数是否处于常温区间；
若是，则根据当前的所述温度参数，以及预设的常温区间中温度参数与所述发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的所述温度参数所对应的常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压，以所述常温目标进排气正时、所述常温目标喷油正时、以及所述常温目标轨压按照常温控制规则控制所述发动机；
若否，则确定所述发动机的当前所述温度参数处于低温区间；并根据当前的所述温度参数，以及预设的低温区间中温度参数与所述发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的所述温度参数所对应的低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压，以所述低温目标进排气正时、所述低温目标喷油正时、以及所述低温目标轨压按照低温控制规则控制所述发动机；
S3：根据所述转速、所述进气温度以及所述出水温度计算所述发动机的最大负荷；
S4：判断所述用户需求负荷是否大于所述最大负荷；
若是，则根据所述最大负荷控制所述发动机的运行；
若否，则根据所述用户需求负荷控制所述发动机的运行。
2.如权利要求1所述的控制发动机高温负荷的方法，其特征在于：
在判断所述发动机的当前所述温度参数是否处于高温区间的步骤中，
若所述发动机的当前所述温度参数的所述进气温度小于进气温度阈值、且所述出水温度大于或等于所述出水温度阈值，或者，所述进气温度大于或等于所述进气温度阈值，则判断为所述发动机处于高温区间。
3.如权利要求2所述的控制发动机高温负荷的方法，其特征在于，
所述高温目标进排气正时包括高温目标开启进气门正时和高温目标关闭排气门正时，所述常温目标进排气正时包括常温目标开启进气门正时和常温目标关闭排气门正时，其中，所述高温目标开启进气门正时提前于所述常温目标开启进气门正时，所述高温目标关闭排气门正时滞后于所述常温目标关闭排气门正时；
以所述高温目标喷油正时按照高温控制规则控制所述发动机包括：采用二次喷射，并控制所述二次喷射比例在预设比例范围内；其中所述二次喷射比例为第二次喷油量占总喷油量的比值；
以所述高温目标轨压按照高温控制规则控制所述发动机包括：以最大油轨压力作为所述高温目标轨压，并控制轨压在最大油轨压力运行。
4.如权利要求3所述的控制发动机高温负荷的方法，其特征在于，所述预设比例范围为：0.1-0.6；所述最大油轨压力为35MPa。
5.如权利要求2所述的控制发动机高温负荷的方法，其特征在于，所述进气温度阈值为40℃；所述出水温度阈值为95℃。
6.如权利要求1所述的控制发动机高温负荷的方法，其特征在于，根据所述转速、所述进气温度以及所述出水温度计算所述发动机的最大负荷，计算公式为：
BEMP＝-4.37+0.04250×发动机转速-0.2816×出水温度+0.4568×进气温度-0.000016×发动机转速×发动机转速-0.002994×进气温度×进气温度+0.000180×发动机转速×出水温度-0.003573×出水温度×进气温度；
其中，BEMP为所述最大负荷，单位为bar；所述发动机转速单位为rpm；所述出水温度与所述进气温度单位均为℃。
7.如权利要求1-6任一项所述的控制发动机高温负荷的方法，其特征在于，还包括：如果发动机高温性能不足，则控制喷油执行加浓策略。
8.如权利要求7所述的控制发动机高温负荷的方法，其特征在于，所述喷油执行加浓策略包括控制所述发动机的空燃比在0.7级-1级范围。
9.一种控制发动机高温负荷的系统，其特征在于，用于执行如权利要求1-8任一项所述的控制发动机高温负荷的方法，所述系统包括：检测单元、计算单元、判断单元以及控制单元；所述检测单元与所述判断单元通信连接，所述计算单元、所述判断单元分别与所述控制单元通信连接；其中
所述检测单元设置成：实时获取所述发动机的当前的运行工况参数，所述运行工况参数包括：转速、温度参数以及用户需求负荷，所述温度参数包括发动机的进气温度和出水温度；
所述判断单元设置成：判断所述发动机的当前所述温度参数是否处于高温区间；
若是，则所述控制单元根据当前的所述温度参数，以及预设的高温区间中温度参数与所述发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的所述温度参数所对应的高温目标进排气正时、高温目标喷油正时、以及高温目标轨压，以所述高温目标进排气正时、所述高温目标喷油正时、以及高温目标轨压按照高温控制规则控制所述发动机，并进入计算步骤；
若否，判断所述发动机的当前所述温度参数是否处于常温区间；
若是，则所述控制单元根据当前的所述温度参数，以及预设的常温区间中温度参数与所述发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的所述温度参数所对应的常温目标进排气正时、常温目标喷油正时、以及常温目标轨压，以所述常温目标进排气正时、所述常温目标喷油正时、以及所述常温目标轨压按照常温控制规则控制所述发动机；
若否，则确定所述发动机的当前所述温度参数处于低温区间；并根据当前的所述温度参数，以及预设的低温区间中温度参数与所述发动机的进排气正时、喷油正时、轨压的对应关系，确定当前的所述温度参数所对应的低温目标进排气正时、低温目标喷油正时、以及低温目标轨压，以所述低温目标进排气正时、所述低温目标喷油正时、以及所述低温目标轨压按照低温控制规则控制所述发动机；
所述计算单元根据所述发动机的所述转速、所述进气温度以及所述出水温度计算所述发动机的最大负荷；
所述判断单元判断所述用户需求负荷是否大于所述最大负荷；
若是，则所述控制单元根据所述最大负荷控制所述发动机的运行；
若否，则所述控制单元根据所述用户需求负荷控制所述发动机的运行。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的控制发动机高温负荷的系统。
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