一种电控发动机外特性控制方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电控发动机外特性控制方法及装置，其中方法具体是：在发动机启动时，监测发动机转速和发动机水温；判断发动机当前是否处于低怠速工况下；当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子；利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制；当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。本发明技术方案，既能够降低发动机寒冷温度下启动成功后又熄火的概率，又能够保护发动机防止发动机本体损坏。
【专利说明】一种电控发动机外特性控制方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域，特别是一种电控发动机外特性控制方法及装置。
【背景技术】
[0002]现有的第一种外特性控制方法是基于在常温下标定的外特性油量限制曲线控制最大供油量，当发动机在低温情况下发动机刚启动时，由于发动机本体摩擦阻力比较大以及部分负载的需求，导致常温下标定的外特性限制油量不足以保证发动机转速的正常运转，造成发动机转速下降，容易造成发动机熄火。
[0003]现有的第二种外特性控制方法是基于在低温下标定的外特性油量限制曲线控制最大控油量，这种控制方式尽可能保证低温情况下的发动机正常运转，则低转速区的发动机外特性限制油量会增大，但是当发动机运转一段时间后，发动机水温和机油温度升高后，发动机本体摩擦阻力减小，由于发动机本体机械特性的限制当油量超过一定值后，喷油量的增加不一定会造成发动机输出扭矩的增加，因此，多喷射的部分油量不仅增加了油耗，还会引起如:排温过闻、排放恶化等问题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种电控发动机外特性控制方法及装置，能够根据温度对外特性限制油量进行修正，以全面考虑不同温度下的外特性限制，既能够降低发动机寒冷温度下启动成功后又熄火的概率，又能够在避免过多喷射以保护发动机防止发动机本体损坏。
[0005]本发明实施例提供了一种电控发动机外特性控制方法，该方法包括:
[0006]在发动机启动时,监测发动机转速和发动机水温；
[0007]判断发动机当前是否处于低怠速工况下；
[0008]当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子；利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制；
[0009]当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。
[0010]优选的，所述预设的外特性修正迈普图是通过在标定试验过程中，计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量和对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的差值，作为对应的调节因子；或者，
[0011]计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量与对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的比值，作为对应的调节因子。
[0012]优选的，当所述调节因子是计算差值得到的，则所述利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，具体是利用所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相加得到修正后的外特性限制油量；或者，
[0013]当所述调节因子是计算比值得到的，则所述利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，具体是利用所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相乘得到修正后的外特性限制油量。
[0014]优选的，所述判断发动机当前是否处于低怠速工况下，包括:
[0015]判断发动机当前情况是否满足任一条件，所述条件包括:
[0016]条件1:所监测的发动机水温是否大于预设水温；条件2:发动机启动成功时间是否大于预设时间；条件3:油门踏板开度是否大于预设开度；条件4:当前车速是否大于预设车速；
[0017]当发动机当前情况满足任一条件时，则发动机当前不处于低怠速工况下；否则，发动机当前处于低怠速工况下。
[0018]本发明实施例提供一种电控发动机外特性控制装置，所述装置包括:
[0019]监测单元，用于在发动机启动时，监测发动机转速和发动机水温；
[0020]判断单元，用于判断发动机当前是否处于低怠速工况下；
[0021]第一查找单元，用于当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子；
[0022]修正单元，用于利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制；
[0023]第二查找单元，用于当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。
[0024]优选的，所述预设的外特性修正迈普图是通过第一试验计算单元或者第二试验计算单元计算得到，所述第一试验计算单元，用于在标定试验过程中，计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量和对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的差值，作为对应的调节因子；或者，
[0025]所述第二试验计算单元，用于计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量与对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的比值，作为对应的调节因子。
[0026]优选的，当所述调节因子是通过第一试验计算单元计算得到，则所述修正单元具体是通过加法器使得所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相加得到修正后的外特性限制油量；或者，
[0027]当所述调节因子是通过第二试验计算单元计算得到，所述修正单元具体是通过乘法器使得所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相乘得到修正后的外特性限制油量。
[0028]优选的,所述判断单元,包括:
[0029]条件判断模块，用于判断发动机当前情况是否满足任一条件，所述条件包括:条件1:所监测的发动机水温是否大于预设水温；条件2:发动机启动成功时间是否大于预设时间；条件3:油门踏板开度是否大于预设开度；条件4:当前车速是否大于预设车速；
[0030]确定模块，用于当发动机当前情况满足任一条件时，确定发动机当前不处于低怠速工况下；否则，确定发动机当前处于低怠速工况下。[0031]由上述实施例可以看出，本发明提供的一种电控发动机外特性控制方法及装置，通过在发动机启动时，监测发动机转速、发动机水温、以及发动机工况；判断发动机当前是否处于低怠速工况下；当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子；利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制；当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。因此，可以看出本发明根据发动机水温对外特性限制油量进行修订，以使得修正后的限制油量能够克服发动机本体的摩擦及满足部分负载需求，并且当发动机有对外做功需求时，为了保护发动机，则不再进行外特性限制油量的修正，而是按照常温下标定的外特性限制油量曲线进行限制。利用本发明的方案既能够降低发动机在低温条件下启动成功后熄火的概率，又能够全面顾及常温下外特性限制以起到保护发动机的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1，本发明实施例电控发动机外特性控制方法的实施例1的流程图；
[0034]图2，本发明实施例电控发动机外特性控制装置的实施例1的结构图。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0036]实施例一
[0037]请参阅图1，示出的本发明实施例的电控发动机外特性控制方法的实施例1的流程图，所述方法具体包括以下步骤:
[0038]步骤101:在发动机启动时,监测发动机转速和发动机水温。
[0039]发动机在低温启动时，由于机油粘度比较大,造成发动机本体摩擦比较大,发动机需要喷射比非低温情况下多的油量来克服摩擦阻力，以保证发动机正常运转，因此在温度比较低的情况下，在低转速区的发动机的外特性限制油量要增大，才能够克服摩擦阻力。首先需要监测发动机转速和发动机水温，为后续的修正外特性限制油量大小做准备。具体的，可通过速度传感器监测发动机转速，通过温度传感器监测发动机水温。
[0040]步骤102，判断发动机当前是否处于低怠速工况下；若是，执行步骤103，否则执行步骤105。
[0041]由于，当发动机启动运行一段时间后，发动机水温和机油温度会升高，发动机本体摩擦阻力会减小，此时按照常温下标定的外特性限制油量进行控制即可，若按照低温条件下的外特性限制油量，会导致喷油量过大，增加油耗还引起排放恶化等问题。
[0042]考虑到发动机处于以下条件时，常温下外特性限制油量足以满足发动机实际需求，则无需再对常温下标定的外特性限制油量进行修正。比如:当水温超过一定值后发动机本体的温度比较高，摩擦阻力减小，常温下标定的外特性限制油量足够克服发动机本体的摩擦阻力，并满足部分负载需求。或者，当发动机运转一段时间后，发动机由于做功会造成水温及机油温度升高，进而摩擦阻力会减小，常温下标定的外特性限制油量足够克服发动机本体的摩擦阻力，并满足部分负载需求。或者，当油门踏板超过一定值时，认为发动机有对外做功的需求，因此，为了保护发动机，此时不再需要对外特性限制油量进行修正。或者，当车速超过一定值时，认为发动机有对外做功的需求，为了保护发动机，此时也不再需要对外特性限制油量进行修正。
[0043]因此，在进行外特性限制油量的修正，必须是在不需要对外做功的低怠速工况下进行，以满足低温条件下修正后的外特性限制油量能够克服发动机本体的摩擦阻力并满足部分负载的需求，同时，当在发动机需要做功的情况下，为了避免由于限制油量过高引起例如:排温过高、排放恶化等问题，直接采用常温下标定的外特性限制油量即可，不再进行修订。
[0044]优选的，所述判断发动机当前是否处于低怠速工况下，具体包括:
[0045]判断发动机当前情况是否满足任一条件，所述条件包括:
[0046]条件1:所监测的发动机水温是否大于预设水温；条件2:发动机启动成功时间是否大于预设时间；条件3:油门踏板开度是否大于预设开度；条件4:当前车速是否大于预设车速；
[0047]当发动机当前情况满足任一条件时，则发动机当前不处于低怠速工况下；否则，发动机当前处于低怠速工况下。
[0048]步骤103，当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子；
[0049]优选的，所述预设的外特性修正迈普图是通过在标定试验过程中，计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量和对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的差值，作为对应的调节因子；或者，
[0050]计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量与对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的比值，作为对应的调节因子。
[0051]步骤104，利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制；
[0052]考虑到，虽然利用调节因子修正后的外特性限制油量比较大能够满足低温下发动机的需求，但是烟度限制油量若依旧按照原始的限制量，则系统选择油量限制值较小的作为控制量，上述修正就无法达到应有的效果，因此，需要开放烟度油量限制，也就是，此时不考虑烟度油量限制，只考虑利用调节因子修正后的外特性限制油量。
[0053]优选的，当所述调节因子是计算差值得到的，则所述利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，具体是利用所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相加得到修正后的外特性限制油量；或者，
[0054]优选的，当所述调节因子是计算比值得到的，则所述利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，具体是利用所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相乘得到修正后的外特性限制油量。[0055]步骤105，当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。
[0056]当发动机不处于低怠速工况时，表明当前发动机在常温下的外特性限制油量足以克服发动机本体的摩擦阻力以及满足部分负载需求，不再需要调节因子的修正，因此，采用常温下标定的外特性限制油量即可。一般情况下，在采用常温下标定的外特性限制油量时，要考虑烟度限制油量、系统过热保护限制油量等其他限制油量的要求，比如:当系统考虑烟度限制油量时，则从常温下标定的外特性限制油量和烟度限制油量中选择较小值作为系统的限制油量值，这样能够满足系统常规的一些需求，当然，具体的限制原则可根据系统的实际需求设定，在此不做具体限制。利用本发明实施例的控制方法能够避免，在不需要修正限制油量时，进行多余的修正操作，且过多的油量增加油耗、造成排放恶化等问题。
[0057]
[0058]与上述实施例1相对应的本发明实施例提供电控发动机外特性控制装置，参阅图2，示出的本发明实施例电控发动机外特性控制装置的实施例1的结构图，所述装置可包括:监测单元201、判断单元202、第一查找单元203、修正单元204、第二查找单元205，下面结合该装置工作原理对其内部各单元功能和连接关系进一步进行介绍。
[0059]监测单元201，用于在发动机启动时，监测发动机转速和发动机水温；
[0060]判断单元202，用于判断发动机当前是否处于低怠速工况下；
[0061]第一查找单元203，用于当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子；
[0062]修正单元204，用于利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制；
[0063]第二查找单元205，用于当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。
[0064]优选的，所述预设的外特性修正迈普图是通过第一试验计算单元或者第二试验计算单元计算得到，所述第一试验计算单元，用于在标定试验过程中，计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量和对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的差值，作为对应的调节因子；或者，
[0065]所述第二试验计算单元，用于计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量与对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的比值，作为对应的调节因子。
[0066]优选的，当所述调节因子是通过第一试验计算单元计算得到，则所述修正单元具体是通过加法器使得所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相加得到修正后的外特性限制油量；或者，
[0067]当所述调节因子是通过第二试验计算单元计算得到，所述修正单元具体是通过乘法器使得所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相乘得到修正后的外特性限制油量。
[0068]优选的，所述判断单元，包括:
[0069]条件判断模块，用于判断发动机当前情况是否满足任一条件，所述条件包括:条件1:所监测的发动机水温是否大于预设水温；条件2:发动机启动成功时间是否大于预设时间；条件3:油门踏板开度是否大于预设开度；条件4:当前车速是否大于预设车速；
[0070]确定模块，用于当发动机当前情况满足任一条件时，确定发动机当前不处于低怠速工况下；否则，确定发动机当前处于低怠速工况下。
[0071]由上述本发明实施例可以看出，本发明实施例电控发动机外特性控制装置，通过在低温条件下对常温下标定的外特性限制油量的修正，以使外特性限制油量足以保证发动机转速的正常运转，避免熄火现象发生；同时，在发动机不处于低怠速工况下时，退出修正模式，直接按照常温下标定的外特性限制油量进行控制即可，以防止发动机本体损坏。
[0072]
[0073]需要说明的是，本发明可以应用于采用电子控制单元的任何系统，比如:电控柴油机系统、电控汽油机系统等，由于这些系统的发动机在低温环境下均可能遇到发动机熄火或者喷射过多排放恶化等问题，因此，利用本发明的方案后，均可以解决现有的问题。
[0074]需要说明的是，在本文中诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0075]需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过可控程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于电子控制单元(Electronic Contro IUni t,ECU)的可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为只读存储记忆体(R e ad—On I y Me mo r y , R O Μ)或随机存储记忆体(R a n d Om Access Memory,RAM)等。
[0076]以上对本发明所提供的一种电控发动机外特性控制方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，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，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种电控发动机外特性控制方法，其特征在于，包括: 在发动机启动时，监测发动机转速和发动机水温； 判断发动机当前是否处于低怠速工况下； 当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子；利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制； 当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的外特性修正迈普图是通过在标定试验过程中，计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量和对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的差值，作为对应的调节因子；或者， 计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量与对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的比值，作为对应的调节因子。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述调节因子是计算差值得到的，则所述利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，具体是利用所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相加得到修正后的外特性限制油量 ；或者， 当所述调节因子是计算比值得到的，则所述利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，具体是利用所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相乘得到修正后的外特性限制油量。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述判断发动机当前是否处于低怠速工况下，包括: 判断发动机当前情况是否满足任一条件，所述条件包括: 条件1:所监测的发动机水温是否大于预设水温；条件2:发动机启动成功时间是否大于预设时间；条件3:油门踏板开度是否大于预设开度；条件4:当前车速是否大于预设车速； 当发动机当前情况满足任一条件时，则发动机当前不处于低怠速工况下；否则，发动机当前处于低怠速工况下。
5.一种电控发动机外特性控制装置，其特征在于，包括: 监测单元，用于在发动机启动时，监测发动机转速和发动机水温； 判断单元，用于判断发动机当前是否处于低怠速工况下； 第一查找单元，用于当发动机处于低怠速工况时，根据所监测的发动机转速和水温，从预设的外特性修正迈普图中查找对应的调节因子； 修正单元，用于利用所查找的调节因子修正所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量，并开放烟度油量限制； 第二查找单元，用于当发动机不处于低怠速工况时，基于常温下标定的外特性限制油量曲线查找所监测的发动机转速对应的外特性限制油量。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设的外特性修正迈普图是通过第一试验计算单元或者第二试验计算单元计算得到，所述第一试验计算单元，用于在标定试验过程中，计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量和对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的差值，作为对应的调节因子；或者， 所述第二试验计算单元，用于计算不同发动机水温下和不同发动机转速的实际外特性限制油量与对应发动机转速在常温下标定的外特性限制油量之间的比值，作为对应的调节因子。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述调节因子是通过第一试验计算单元计算得到，则所述修正单元具体是通过加法器使得所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相加得到修正后的外特性限制油量；或者， 当所述调节因子是通过第二试验计算单元计算得到，所述修正单元具体是通过乘法器使得所查找的调节因子与所监测的发动机转速在常温下标定的外特性限制油量相乘得到修正后的外特性限制油量。
8.根据权利要求5至7任一项所述的装置，其特征在于，所述判断单元，包括: 条件判断模块，用于判断发动机当前情况是否满足任一条件，所述条件包括:条件1:所监测的发动机水温是否大于预设水温；条件2:发动机启动成功时间是否大于预设时间；条件3:油门踏板开度是否大于预设开度；条件4:当前车速是否大于预设车速； 确定模块，用于当发动机当前情况满足任一条件时，确定发动机当前不处于低怠速工况下；否则，确定 发动机当前处于低怠速工况下。
【文档编号】F02D41/06GK103883411SQ201410096036
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】刘栋 申请人:潍柴动力股份有限公司