一种调控发动机怠速转速的方法和装置与流程

本发明涉及车辆发动机领域，尤其涉及一种调控发动机怠速转速的方法和装置。
背景技术：
：怠速状态是指发动机空转时的一种工作状况。实际上，发动机怠速速度过低会使汽车在临时停车(如遇红灯时的停车、汽车转弯、减速)时出现熄火的现象。而如果发动机怠速速度过高，则会增加燃料的消耗量，也会使发动机工作温度升高，加速发动机的磨损，且在变速换档时还会出现较大冲击声，对汽车损害大。随着国家政策对油耗目标的要求越来越高，一些新型的技术也层出不穷，比如ams(alternatormanagementsystem，智能发电管理系统)，iss(intelligentstart/stop，智能启停系统)，48v的bsg等。为了节油及提高客户驾乘舒适度，车辆增加了智能发电管理系统，而智能发电机作为智能发电管理系统中一个重要的零部件，其关键部件－轮系的性能也变得至关重要。现有技术中，单向皮带轮装配在发电机上，当发电机反向转时，皮带轮会与发电机脱开，防止减速时发电机反转；加速时由于aid带轮(alternatorisolatordecoupler，发电机分离隔振器)内的弹簧结构，可以使发电机的质量缓慢增加到轮系，以减小对轮系的冲击，提高驾驶舒适度。进一步，由于现有的智能发电功能仅在急加速、急减速的情况下使用，在其他工况并没有利用，从而限制了智能发电功能的适用范围。特别是三缸机匹配发电机分离隔振器时，在怠速工况下发动机低怠速时，由于发电机分离隔振器的特殊结构，加之3缸发动机的低怠速角振动大(3缸发动机特性：发动机标准怠速转速越低，角振动越大)的特性，会造成发电机分离隔振器的低怠速工况和发电机电流输出过大的情况同时出现，不但使得消耗能量过高，也对发电机分离隔振器的可靠性产生影响，进而使得发电机分离隔振器使用受限。而若取消发电机分离隔振器，则驾驶舒适性受到影响。但若使用可靠性更高的oad(overrunalternatordecoupler，发电机超越隔振器)带轮，则会造成成本增加，显然以上均不是理想的方案。技术实现要素：有鉴于此，有必要提供一种能够使aid带轮在安全范围内工作以既保证驾驶的舒适性、又可保证aid带轮的可靠性的调控发动机怠速转速的方法和装置。本发明提供了一种调控发动机怠速转速的方法，包括：ecm向发动机发出怠速指令，使发动机进入怠速状态；ecm以标准怠速转速n0为目标转速调控发动机的怠速转速n；ecm获取发动机的怠速转速n、怠速转速n下励磁装置输出的励磁电流i、对应标准怠速转速n0的怠速转速阈值nmax以及对应标准怠速转速n0和怠速转速阈值nmax的励磁电流阈值imax；ecm比较获取的励磁电流i与励磁电流阈值imax的大小关系，并根据获取的励磁电流i与励磁电流阈值imax的大小关系调节发动机的怠速转速n。进一步地，ecm内存储有标准怠速转速n0和怠速转速阈值nmax与发电机的输出电流阈值imax和励磁电流阈值imax的对应关系，通过读取励磁电流i，判断励磁电流i与励磁电流阈值imax的大小关系，获取发电机的输出电流i与输出电流阈值imax的大小关系，调控发动机的怠速转速n，其中，标准怠速转速n0为根据实验获得的综合性能最优时的怠速转速，怠速转速阈值nmax为结合标准怠速转速n0并根据实验获得的能够承受的最大怠速转速。进一步地，发动机的标准怠速转速n0和发动机的怠速转速阈值nmax预先存储于ecm内；ecm内还存储有与发动机的标准怠速转速n0对应的第一输出电流阈值imax1，所述励磁电流阈值imax包括与第一输出电流阈值imax1对应的第一励磁电流阈值imax1，且所述第一励磁电流阈值imax1存储于ecm内。进一步地，若ecm读取的励磁电流i小于第一励磁电流阈值imax1，发电机的输出电流i在第一输出电流阈值imax1的范围内，ecm不调控发动机的怠速转速n，发动机保持当前的怠速转速n不变。进一步地，若ecm读取的励磁电流i大于或等于第一励磁电流阈值imax1，发电机的输出电流i超出第一输出电流阈值imax1的范围，ecm向发动机发出转速提高指令，将发动机的目标转速由标准怠速转速n0提高至怠速转速阈值nmax。进一步地，ecm内还存储有通过实验获得的与所述怠速转速阈值nmax对应的第二输出电流阈值imax2，所述励磁电流阈值imax还包括与所述第二输出电流阈值imax2对应的第二励磁电流阈值imax2，所述第二励磁电流阈值imax2通过实验获得并存储于所述ecm内；若发电机的输出电流i降低，所述ecm读取的所述励磁电流i小于或等于所述第二励磁电流阈值imax2，所述ecm向所述发动机发出转速提高取消指令，发动机的怠速转速n降低。本发明还提供了一种调控发动机怠速转速的装置，包括发动机、附属于发动机的发电机总成以及用于调控发动机的ecm，所述发电机总成上设有发电机和与所述发电机信号连接的励磁装置，所述励磁装置能根据所述发电机的输出电流i输出相对应的励磁电流i；所述ecm与所述发动机通过信号通讯连接，向所述发动机发出怠速指令，调控并读取发动机的怠速转速n；所述励磁装置与所述ecm通过信号通讯连接，向所述ecm输出励磁电流i；所述ecm以标准怠速转速n0为目标转速调控发动机的怠速转速n，并根据存储的标准怠速转速n0和对应标准怠速转速n0的怠速转速阈值nmax，获取分别与所述标准怠速转速n0和怠速转速阈值nmax对应的励磁电流阈值imax，，根据读取的励磁电流i比较获取的励磁电流i与励磁电流阈值imax的大小关系判断出发电机的输出电流i与输出电流阈值imax的大小，调节发动机的怠速转速n。进一步地，所述励磁电流阈值imax包括与发动机的标准怠速转速n0对应的第一励磁电流阈值imax1，若所述ecm读取的励磁电流i小于第一励磁电流阈值imax1，所述ecm不调控发动机的怠速转速n，发动机保持当前的怠速转速n不变。进一步地，所述励磁电流阈值imax包括与发动机的标准怠速转速n0对应的第一励磁电流阈值imax1，若所述ecm读取的励磁电流i大于或等于第一励磁电流阈值imax1，所述ecm向发动机发出转速提高指令，将发动机的目标转速由标准怠速转速n0提高至怠速转速阈值nmax。进一步地，所述励磁电流阈值imax还包括对应所述怠速转速阈值nmax的第二励磁电流阈值imax2，若发电机的输出电流i降低，ecm读取的励磁电流i小于或等于所述第二励磁电流阈值imax2，所述ecm向所述发动机发出转速提高取消指令，发动机的怠速转速n降低。有关于发电机、发动机以及其他车身元部件的具体内容，可参见现有技术，具体在此不再赘述。综上，本发明在发动机怠速状态下，通过ecm对比励磁电流与励磁电流阈值的大小判断若发电机的输出电流超出发电机分离隔振器的可承受范围，则通过提高发动机标准怠速转速，以避开低怠速下，发动机大扭振和发电机高消耗同时出现，减小对发电机分离隔振器的双重压力(尤其对于3缸机)。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1为本发明提供的一种调控发动机标准怠速转速的装置的一具体实施例的结构示意图；图2为图1中发电机总成的发电机与发电机分离隔振器安装的结构示意图；图3为本发明提供的一种调控发动机怠速转速的方法一具体实施例的流程框图。具体实施方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。如图1￣图2所示，本发明提供了一种调控发动机怠速转速的装置，其包括附属于发动机的发电机总成10和调控发动机的ecm(enginecontrolmodule，中文：引擎控制模块)。详细地，发电机总成10包括发电机11，发电机11能够输出电流i；发电机总成10上还设有与发电机11连接的励磁装置，以能够直接向ecm传输励磁电流信号。发动机的标准怠速转速n0和怠速转速阈值nmax分别与发电机11的输出电流阈值imax和励磁装置的励磁电流阈值imax具有一一对应的关系，励磁装置能根据发电机的输出电流i输出与之对应的励磁电流i。在本实施例中，发电机11的输出电流阈值imax包括第一输出电流阀值imax1和第二输出电流阀值imax2，励磁装置的励磁电流阈值imax包括第一励磁电流阈值imax1和第二励磁电流阈值imax2。发动机的标准怠速转速n0对应发电机11的第一输出电流阀值imax1和励磁装置的第一励磁电流阈值imax1，发动机的怠速转速阈值nmax对应发电机11的第二输出电流阀值imax2和励磁装置的第二励磁电流阈值imax2。本实施例中，励磁装置与ecm通过信号(电流信号)通讯连接。具体地，励磁装置与ecm双向通讯连接；ecm可直接读取励磁装置输出的励磁电流i；反之，励磁装置也可根据ecm传输的转速提高控制信号(加速信号)调整励磁电流i的大小。发动机与ecm通过信号(指令信号、电流信号)通讯连接。具体地，发动机与ecm双向通讯连接，ecm(enginecontrolmodule，引擎控制模块)可通过向发动机发送怠速指令，控制发动机进入怠速状态；也可以标准怠速转速n0为目标转速调控发动机的怠速转速n，调控怠速转速n至标准怠速转速n0，或调控怠速转速n至标准怠速转速n0附近，同时在发动机的怠速转速n处于标准怠速转速n0附近时，获得ecm内存储的与发动机的标准怠速转速n0对应的发电机11的第一输出电流阈值imax1和怠速转速阈值nmax、以及与第一输出电流阈值imax1对应的第一励磁电流阈值imax1；进一步，ecm还能获得与怠速转速阈值nmax对应的发电机的第二输出电流阈值imax2以及与第二输出电流阈值imax2对应的第二励磁电流阈值imax2。本发明中，ecm还能够根据获取的励磁电流i与ecm内存储的第一励磁电流阈值imax1和第二励磁电流阈值imax2的大小关系向发动机发送加速或取消加速信号以调控发动机的怠速转速n。本实施例中，发电机11上设有发电机分离隔振器13，且发电机分离隔振器13通过螺栓连接于发电机轴；调控发动机怠速转速的装置还包括皮带20、张紧器30、曲轴40和空调压缩机50，皮带20依次绕过曲轴40的带轮、空调压缩机50的带轮、发电机11的发电机分离隔振器13、张紧器30的带轮而组成发电机11的轮系，此轮系能够提高车辆的舒适性，而此轮系的可靠性主要依据发电机11的输出电流i和发动机的怠速转速n的大小进行判断。详细地，本发明中张紧器30是皮带传动系统上的保持装置，即保持皮带20在传动过程中可拥有适当的张紧力，从而避免皮带20打滑或发生跳齿、脱齿的情况。自然，在其他实施例中，发电机11的轮系还可为不包括张紧器30的发电机分离隔振器(aid带轮)的结构，具体可参考现有技术，在此不做限制。有关于发电机11、发动机以及其他车身元部件的具体内容，可参见现有技术，具体在此不再赘述。可以理解，本发明的主要目的是：在车辆怠速工况下，若发动机的怠速转速(处于怠速工况下时，发动机正常工作时的怠速转速处于标准怠速转速n0附近)过低则会使车辆角振动较大，再加之发电机的输出电流过大，则极易导致发电机分离隔振器13失效的问题，故本发明中的ecm需要能够根据发电机的输出电流i的大小调控发动机的怠速转速n(在标准怠速转速n0的基础上)的大小，以避免低怠速、高电流的情况出现。然而，由于ecm不能直接读取发电机的输出电流i，但却能够直接读取励磁装置传输的励磁电流i的大小，而在一定的温度和转速下，励磁电流i与发电机的输出电流i有一一对应关系，当怠速转速和温度一定的情况下，发电机的输出电流i随着励磁电流i的增加而增加，随着励磁电流i的减小而减小。因此，本发明中ecm通过读取励磁装置传输的励磁电流i的大小并用于比较获取的励磁电流i与ecm内存储的励磁电流阈值imax的大小关系，推断出(获取/得到)发电机的输出电流i与输出电流阈值imax的大小(主要判断输出电流i是否过大)，根据发电机的输出电流i与输出电流阈值imax的大小关系调控发动机的怠速转速n，调整发电机的输出电流i，达到避免高电流、低怠速的情况同时出现的目的。参考图3，本发明还提供了一种调控发动机怠速转速的方法，该方法包括：ecm向发动机发出怠速指令，使发动机进入怠速状态；ecm以标准怠速转速n0为目标转速调控发动机的怠速转速n(调至标准怠速转速n0或调至标准怠速转速n0附近)；ecm获取发动机的怠速转速n、与怠速转速n对应的励磁装置输出的励磁电流i、对应标准怠速转速n0的怠速转速阈值nmax、以及对应标准怠速转速n0和怠速转速阈值nmax的励磁电流阈值imax；ecm比较获取的励磁电流i与励磁电流阈值imax的大小关系，并根据获得的励磁电流i与励磁电流阈值imax的大小关系调节发动机的怠速转速n。具体地，ecm内存储有包含发动机的标准怠速转速n0、标准怠速转速n0下发电机的第一输出电流阈值imax1(即标准怠速转速n0下发电机分离隔振器不能承受的发电机最大输出电流)、以及对应的第一励磁电流阈值imax1的map图(脉谱图)，并且，ecm内还存储有与标准怠速转速n0对应的怠速转速阈值nmax，该标准怠速转速n0为根据实验获得的综合性能最优时的怠速转速，该怠速转速阈值nmax为结合标准怠速转速n0并根据实验获得aid带轮能够承受的最大怠速转速。如此，使本发明中的ecm能够通过读取励磁电流i与第一励磁电流阈值imax1的大小关系推断出发电机的输出电流i与发电机的第一输出电流阈值imax1的大小关系，以根据该大小关系确定是否需要调整发动机的怠速转速n以及目标转速，使发电机的输出电流i因发动机的怠速转速n的变化而变化，从而避免高电流、低怠速的情况同时出现。具体地，ecm对发动机怠速转速的调控包括如下几种情况：第一种情况(重点参考图3)：若ecm获取的励磁电流i小于第一励磁电流阈值imax1，也即是，发电机的输出电流i在第一输出电流阈值imax1的范围内，此时ecm不调控发动机的怠速转速n，发动机保持当前的怠速转速n不变。第二种情况(重点参考图3)：若ecm获取的励磁电流i大于或等于第一励磁电流阈值imax1，也即是，发电机的输出电流i超出了aid带轮可承受的输出电流的范围，此时ecm通过向发动机发出转速提高指令，以将发动机的目标转速由标准怠速转速n0提高至怠速转速阈值nmax，以避免发动机的怠速转速过低而发电机的输出电流i过大的情况的同时出现。在第二种情况中，在将发动机的目标转速由标准怠速转速n0提高至怠速转速阈值nmax的基础上，map图内还包括有通过实验获得的对应怠速转速阈值nmax的第二输出电流阈值imax2，同时励磁装置也包括对应怠速转速阈值nmax和第二输出电流阈值imax2的第二励磁电流阈值imax2，此时还涉及在以上基础(发动机的目标转速提高至怠速转速阈值nmax的基础上)上对发动机的怠速转速进行进一步调控的第三种情况(重点参考图3)，具体包括如下：在将发动机的目标转速由标准怠速转速n0提高至怠速转速阈值nmax后，由于蓄电池已充电完成或用户已关闭一些车载电器，使得发电机的输出电流i降低，而ecm读取的励磁电流i降低至小于或等于第二励磁电流阈值imax2时，ecm会向发动机发出转速提高取消指令，发动机的怠速转速n和目标转速会降低，此时，由于输出电流i较小，对aid带轮的冲击也较小，故可通过降低发动机的怠速转速n以降低油耗，且还保证发电机分离隔振器13始终在安全范围内工作。一优选实施例中，此时发动机的怠速转速n由提高后的怠速转速阈值nmax降低至升高前的标准怠速转速n0。现以一具体实施例对本发明进行介绍：在某款机型耐久试验过程中发电机单向皮带轮损坏，分析原因为：发动机怠速时发电机的输出电流过大，改进方案为：首先，ecm向发动机发送怠速指令，发动机处于怠速状态；考虑到油耗、nvh等综合因素的影响，经过试验选定发动机的标准怠速转速n0，并通过设置ecm，使得发动机的怠速转速n在标准怠速转速n0附近，进一步利用ecm读取发动机的怠速转速n、发电机的输出电流i和励磁装置的励磁电流i的对应关系map图，调控发动机的转速怠速n。获取map图的具体步骤如下：在发动机的标准怠速转速n0下，测得发电机分离隔振器(aid带轮)不能承受的发电机最大输出电流i，例如，在发动机的标准怠速转速n0为900rpm时，测得发电机的第一输出电流阀值imax1(aid带轮能承受的最大电流)为100a，此时，对应的第一励磁电流阈值imax1未知；然后结合标准怠速转速n0经过试验确定发动机标准怠速转速n0下的怠速转速阈值nmax为1000rpm；进一步，根据实车验证测试出在发动机的怠速转速阈值nmax为1000rpm时，与之对应的发电机的第二输出电流阈值imax2为70a，此时，对应的第二励磁电流阈值imax2未知，具体见下表：怠速转速(n)励磁电流(i)输出电流(i)900rpmimax1100a1000rpmimax270a进一步，在发电机性能台架上，测得第一励磁电流阈值imax1＝3.3a，第二励磁电流阈值imax2＝3.1a，因此得到完整map图，如下，怠速转速(n)励磁电流(i)输出电流(i)900rpm3.3a100a1000rpm3.1a70a在测得完整的map图后，将发动机的标准怠速转速n0为900rpm时，获取的map图写进并存储于ecm，并将对怠速转速n的调整策略写入并存储于ecm中。对怠速转速n的调整策略为：ecm向发动机发送怠速指令，使得发动机处于怠速状态。在怠速状态下，当发动机的标准怠速转速n0为900rpm时，若ecm读取(获取)的励磁电流i小于第一励磁电流阈值imax1，也即小于3.3a时，ecm不调控发动机的怠速转速，也即是，在发电机的输出电流i处于正常的工作范围内，发动机的怠速转速n保持当前怠速转速n不变。若ecm读取(获取)的励磁电流i大于或等于第一励磁电流阈值imax1，也即大于3.3a时，ecm向发动机发送转速提高指令，也即是，在发电机的输出电流i超出其能正常工作的范围时，将发动机的目标转速由标准怠速转速900rpm提升至怠速转速阈值1000rpm，避免低怠速、高电流的情况同时出现。在发动机运转的怠速转速n提高到ecm内存储的怠速转速阈值nmax，即1000rpm后，由于充电完成或用户关闭车载电器而使发电机的输出电流i降低，若此时ecm得到的励磁电流i小于第二励磁电流阈值imax2(3.1a)，则ecm向发动机发出转速提高取消指令，将发动机的目标转速由怠速转速阈值1000rpm降低至提高之前的标准怠速转速900rpm。综上所述，本发明通过在发动机在怠速状态下，通过ecm对比励磁电流与励磁电流阈值的大小关系调整发动机的怠速转速，能够使得发电机的输出电流以及发电机的消耗能量始终处于aid带轮可承受的安全范围内，若超出aid带轮的可承受范围，则提高怠速，避开低转速、大扭振和发电机高消耗的情况同时出现，以减小对aid带轮的双重压力(尤其对于3缸机)；且对于现有ams(alternatormanagementsystem，中文：电源管理系统)硬件不做更改而仅通过功能的开发及程序的标定，即可达到低成本，高可靠性和舒适性的目的。以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12