用于台架试验的发动机控制方法、控制器及台架试验系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发动机控制技术领域，尤其涉及一种用于台架试验的发动机控制方 法、控制器及台架试验系统。
【背景技术】
[0002] 发动机台架试验可用于检验发动机整体和相关零部件的可靠性，也可用于验证发 动机的性能是否达到设计指标等。发动机台架试验涉及的设备一般包括：发动机（作为试 验对象）、测量控制系统和辅助系统等；其中，测量控制系统又可以包括：发动机控制器和 各种传感器，各种传感器用于对发动机工作时的各种参数进行采集，发动机控制器用于基 于各种传感器采集到的参数并结合控制模型（例如：充气模型、排温模型、扭矩模型）对发 动机进行控制。
[0003] 目前，在台架试验中，一般需要不断的根据实验情况对充气模型、排温模型和扭矩 模型等控制模型进行标定，从而保证将发动机组装进整机时，对其控制的准确性和安全性， 而标定工作是一项非常耗时耗力的工作，例如：充气模型的标定大约需要花费两个月的时 间，排温模型的标定需要在整车轮毂试验室中标定，扭矩模型的标定大约需要一个月的时 间，虽然如此，为了保证发动机用于整机时的高性能和安全性等，进行这样的标定工作是有 必要的。
[0004] 但是，目前在台架试验中，有些发动机一般不会组装进整机，其主要用于试验发动 机的性能，以帮助修正发动机的设计或其它；这种情形在台架试验中，也需要对发动机做准 确和安全的控制，否则所获得的结果将失去意义，但是此时若采用对发动机控制器进行标 定的方式来保证控制的准确性和安全性，显然时间和成本上均是一大问题，因此一般采取 的方式是由电控工程师在线监控发动机的运转，然后根据运转情况调整发动机控制器的控 制参数，以满足发动机的各种台架试验需要，但是，这种方式对电控工程师要求非常高，不 仅需要电控工程师具有非常高的电控技术水平，也要求电控工程师的经验非常丰富。
[0005] 因此，现有技术中，如果不对发动机控制器进行标定或由电控工程师在线调整控 制参数，将不容易实现对发动机的准确和安全的控制。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种用于台架试验的发动机控制方 法、控制器及台架试验系统，无需标定或者在线调整控制参数就可以实现对发动机的准确 和安全的控制。
[0007] 本发明实施例为解决上述技术问题提供的技术方案如下：
[0008] -种用于台架试验的发动机控制方法，所述方法包括：
[0009] 获取发动机工作时的各项参数；
[0010] 根据所述获取的各项参数，智能控制所述发动机，包括如下至少一项：
[0011] 根据获取的空燃比和排气温度，智能控制所述发动机的空燃比，所述获取的空燃 比为线性空燃比或离散空燃比；
[0012] 根据获取的燃烧信号，智能控制所述发动机的点火提前角，所述燃烧信号包括：缸 压峰值、放热50%曲轴转角和最大缸压曲轴转角中的至少一项；
[0013] 和，根据获取的运转信号，智能控制所述发动机的运转，所述运转信号包括：发动 机扭矩、发动机转速、增压压力、涡轮转速和发动机功率中的至少一项。
[0014] 其中，所述根据获取的空燃比和排气温度，智能控制所述发动机的空燃比，包括：
[0015] 判断所述排气温度是否大于排气温度阈值；
[0016] 当所述排气温度大于所述排气温度阈值时，根据所述排气温度，进行空燃比加浓 保护；
[0017] 当所述排气温度小于所述排气温度阈值时，根据所述获取的空燃比，进行空燃比 当量闭环控制。
[0018] 其中，所述根据所述排气温度，进行空燃比加浓保护，包括：根据所述排气温度，计 算排气温度预测值，计算所述排气温度阈值和排气温度预测值的差值，根据计算得到的差 值，确定空燃比控制量，根据所述确定的空燃比控制量，修正喷油脉宽，根据修正后的喷油 脉宽，驱动所述发动机中喷油器。
[0019] 其中，所述根据所述获取的空燃比，进行空燃比当量闭环控制，包括：根据所述获 取的空燃比，采用比例-积分-微分算法将所述发动机的空燃比控制为14. 7。
[0020] 其中，所述根据获取的燃烧信号，智能控制所述发动机的点火提前角，包括：
[0021] 判断所述缸压峰值是否大于爆震判断阈值；
[0022] 当所述缸压峰值大于所述爆震判断阈值时，进行爆震控制；
[0023] 当所述缸压峰值小于所述爆震判断阈值时，进行点火提前角优化控制。
[0024] 其中，所述爆震控制，包括：
[0025] 当所述缸压峰值大于所述爆震判断阈值且小于2倍所述爆震判断阈值时，控制所 述发动机的点火提前角推迟0. 75° ;
[0026] 当所述缸压峰值大于2倍所述爆震判断阈值且小于3倍所述爆震判断阈值时，控 制所述发动机的点火提前角推迟1.5° ;
[0027] 或者，当所述缸压峰值大于3倍所述爆震判断阈值时，控制所述发动机的点火提 前角推迟3°。
[0028] 其中，所述点火提前角优化控制，包括：
[0029] 当所述发动机工作于低负荷工况且所述最大缸压曲轴转角大于13°时，增大所述 发动机的点火提前角；
[0030] 当所述发动机工作于低负荷工况且所述最大缸压曲轴转角小于13°时，减小所述 发动机的点火提前角；
[0031] 当所述发动机工作于高负荷工况且所述放热50%曲轴转角大于8°时，增大所述 发动机的点火提前角；
[0032] 或者，当所述发动机工作于高负荷工况且所述放热50%曲轴转角小于8°时，减 小所述发动机的点火提前角。
[0033] 其中，所述根据获取的运转信号，智能控制所述发动机的运转，包括：
[0034] 判断如下至少一项：所述发动机扭矩是否大于扭矩边界值、所述发动机转速是否 大于转速边界值、所述增压压力是否大于增压压力边界值、所述涡轮转速是否大于涡轮转 速边界值和所述发动机功率是否大于功率边界值；
[0035] 当上述中任一项的判断结果为是时，减小所述发动机中节气门和/或增压器废气 阀的开度。
[0036] -种用于台架试验的发动机控制器，包括：
[0037] 参数获取模块，用于获取发动机工作时的各项参数；
[0038] 智能控制模块，用于根据所述参数获取模块获取的各项参数，智能控制所述发动 机；
[0039] 所述智能控制模块包括如下至少一个控制单元：
[0040] 空燃比智能控制单元，用于根据所述参数获取模块获取的空燃比和排气温度，智 能控制所述发动机的空燃比，所述获取的空燃比为线性空燃比或离散空燃比；
[0041] 点火提前角智能控制单元，用于根据所述参数获取模块获取的燃烧信号，智能控 制所述发动机的点火提前角，所述燃烧信号包括：缸压峰值、放热50%曲轴转角和最大缸 压曲轴转角中的至少一项；
[0042] 和，运转智能控制单元，用于根据所述获取模块获取的运转信号，智能控制所述发 动机的运转，所述运转信号包括：发动机扭矩、发动机转速、增压压力、涡轮转速和发动机功 率中的至少一项。
[0043] 其中，所述空燃比智能控制单元，包括：
[0044] 排温判断子单元，用于判断所述排气温度是否大于排气温度阈值；
[0045] 加浓保护子单元，用于当所述排温判断子单元判断到所述排气温度大于所述排气 温度阈值时，根据所述排气温度，进行空燃比加浓保护；
[0046] 当量闭环控制子单元，用于当所述排温判断子单元判断到所述排气温度小于所述 排气温度阈值时，根据所述获取的空燃比，进行空燃比当量闭环控制。
[0047] 其中，所述加浓保护子单元，具体用于：
[0048] 根据所述排气温度，计算排气温度预测值，计算所述排气温度阈值和排气温度预 测值的差值，根据计算得到的差值，确定空燃比控制量，根据所述确定的空燃比控制量，修 正喷油脉宽，根据修正后的喷油脉宽，驱动所述发动机中喷油器。
[0049] 其中，所述当量闭环控制子单元，具体用于：根据所述获取的空燃比，采用比 例-积分-微分算法将所述发动机的空燃比控制为14. 7。
[0050] 其中，所述点火提前角智能控制单元，包括：
[0051] 爆震判断子单元，用于判断所述缸压峰值是否大于爆震判断阈值；
[0052] 爆震控制子单元，用于当所述爆震判断子单元判断到所述缸压峰值大于所述爆震 判断阈值时，进行爆震控制；
[0053] 点火提前角优化控制子单元，用于当所述爆震判断子单元判断到所述缸压峰值小 于所述爆震判断阈值时，进行点火提前角优化控制。
[0054] 其中，所述爆震控制子单元，具体用于：
[0055] 当所述缸压峰值大于所述爆震判断阈值且小于2倍所述爆震判断阈值时，控制所 述发动机的点火提前角推迟0. 75° ;
[0056] 当所述缸压峰值大于2倍所述爆震判断阈值且小于3倍所述爆震判断阈值时，控 制所述发动机的点火提前角推迟1.5° ;
[0057] 或者，当所述缸压峰值大于3倍所述爆震判断阈值时，控制所述发动机的点火提 前角推迟3°。
[0058] 其中，所述点火提前角优化控制子单元，具体用于：
[0059] 当所述发动机工作于低负荷工况且所述最大缸压曲轴转角大于13°时，增大所述 发动机的点火提前角；
[0060] 当所述发动机工作于低负荷工况且所述最大缸压曲轴转角小于13°时，减