一种发动机冷起动方法、电子控制单元及系统与流程

本发明涉及机械工业技术领域，尤其涉及一种发动机冷起动方法、电子控制单元及系统。

背景技术：

随着社会的不断发展，汽车制造水平的不断提高，人们更加注重汽车的性能，发动机冷起动能力是汽车性能的最主要的体现。

发动机冷起动是指当整车在低温环境下放置较长一段时间，其内部的温度与环境温度一致时的情况下，起动发动机。此种情况下，发动机的冷起动能力会减弱，且会直接影响发动机的带载能力。

在发动机冷起动时，需通过预热塞对缸内气体进行加热，再利用进气加热后对应的燃烧参数起动发动机。在实际应用中，预热塞可能由于各种问题出现故障无法进行预热。目前的方案，在进气未完成预热时也使用预热后对应的燃烧参数起动发动机。但是，发动机在起动前预热和起动前不预热进气温度相差很大，导致发动机缸内的燃烧情况差别很大，进而导致发动机起动后带载能力相差很大，具体的，起动前不预热起动后带载能力小很多。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种发动机冷起动方法、电子控制单元及系统，以解决现有技术中发动机起动前不预热起动后带载能力小的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种发动机冷起动方法，所述方法包括：

判断发动机进气预热是否成功；

在所述发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机，其中，所述第一燃烧参数在进气加热作用时标定得到；

在所述发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机，所述第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。

可选地，在所述判断发动机进气预热是否成功之前，还包括：

当检测到接通电源后，控制进气加热装置对发动机气缸的进气或气缸内气体进行预热；

当检测到起动指令后，或者，预热时间达到预热时间阈值后，控制所述进气加热装置停止加热。

可选地，所述判断发动机的进气预热是否成功，包括：

获取所述进气加热装置从开始加热到停止加热的预热时长；

判断所述预热时长是否大于或等于预热时间阈值；

如果所述预热时长大于或等于所述预热时间阈值，则确定进气预热成功；

如果所述预热时长小于所述预热时间阈值，则确定进气预热失败。

可选地，所述判断发动机的进气预热是否成功，包括：

在检测到接通电源后，若获得所述进气加热装置自身故障的第一故障信号后，则确定进气预热失败；

或者，

在检测到接通电源后，若获得导致所述进气加热装置加热失效的第二故障信号后，则确定进气预热失败。

可选地，还包括：

在发动机进气预热失败的情况下，根据检测到的发动机进气预热故障信号，输出相应的报警信息。

第二方面，本发明还提供了一种用于控制发动机冷起动的电子控制单元，所述电子控制单元包括：处理器和存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现如下步骤：

判断发动机的进气预热是否成功；

在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机，其中，所述第一燃烧参数在进气加热作用时标定得到；

在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机，所述第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。

可选地，所述处理器用于判断发动机的进气预热是否成功，具体用于：

获取所述进气加热装置从开始加热到停止加热的预热时长；

判断所述预热时长是否大于或等于预热时间阈值；

如果所述预热时长大于或等于所述预热时间阈值，则确定进气预热成功；

如果所述预热时长小于所述预热时间阈值，则确定进气预热失败。

第三方面，本发明还提供了一种发动机冷起动系统，包括发动机、电子控制单元和进气加热装置；

所述进气加热装置用于在电子控制单元的控制下对所述发动机气缸的进气或气缸内的气体进行加热；

所述电子控制单元用于：判断发动机的进气预热是否成功；在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数控制所述发动机起动，其中，所述第一燃烧参数在进气加热作用时标定得到；在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数控制所述发动机起动，所述第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。

可选地，所述电子控制单元还用于：

当检测到接通电源后，控制进气加热装置对发动机气缸的进气或气缸内气体进行预热；

当检测到起动指令后，或者，预热时间达到预热时间阈值后，控制所述进气加热装置停止加热。

可选地，还包括：

报警信息输出装置，用于在发动机进气预热失败的情况下，根据检测到的发动机进气预热故障信号，输出相应的报警信息。

本发明提供的发动机冷起动方法，通过判断发动机进气预热是否成功来确定与当前环境参数相匹配的燃烧参数；在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机，其中，第一燃烧参数是通过进气加热作用时标定得到的；在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机，其中，第二燃烧参数是通过进气加热不作用时标定得到的。该方案中，发动机在起动前进气预热成功及进气预热不成功时，使用不同的燃烧参数来起动发动机，能够提高发动机的冷起动能力，且能够提高发动机的带载能力。

附图说明

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的一种发动机冷起动方法的流程图；

图2为本申请公开的另一种发动机冷起动方法的流程图；

图3为本申请公开的发动机起动时ecu的控制逻辑示意图；

图4为本申请公开的一种用于控制发动机冷起动的电子控制单元ecu的结构图；

图5为本申请公开的一种发动机冷起动系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，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。

请参见图1，为本申请实施例提供的一种发动机冷起动方法的流程图，该方法应用于控制发动机起动的电子控制单元（electroniccontrolunit，ecu）中，该方法包括以下步骤:

s101：确定当前处于低温环境后，判断发动机进气预热是否成功。如果进气预热成功，则执行s102；如果进气预热不成功，则执行s103。

在一种应用场景下，进气加热装置能够正常工作，当检测到接通电源（即检测到整车上电或接收到唤醒源）后，如检测到整车钥匙打到“on”或是检测到无钥匙启动按键的触控操作。控制进气加热装置对发动机的进气或气缸内的气体进行预热；当加热时间达到预热时间阈值后，或者，当检测到整车的起动指令后控制进气加热装置停止预热。此种应用场景下，通过预热时长判断进气预热是否成功，当预热时长大于或等于预热时间阈值时，确定发动机进气预热成功；反之，则确定发动机预热失败。

例如，当检测到在整车钥匙从“on”打到“stat”时，或者，当检测到无钥匙启动按键的触控操作时，确定检测到起动指令。

在另一种应用场景下，整车上电后，当检测到发动机发生进气加热装置自身故障的信号或导致进气加热装置加热失效的故障信号时，确定预热失败。

本申请中，发动机在起动时，会根据ecu内部标定的燃烧参数控制发动机起动。工程师会对发动机在不同环境参数对应的燃烧参数进行标定并写入ecu内部，标定的燃烧参数会以map和cur图的形式存储。当发动机起动时，根据当前的环境参数查找map和cur图确定出与当前环境参数相匹配的燃烧参数。

在发动机处于低温环境时，本申请针对进气预热成功和预热不成功两种情况分别标定两套燃烧参数。在进气加热成功时，使用进气加热作用下的燃烧参数控制发动机的起动；在进气加热不成功时，使用进气加热不作用下的燃烧参数控制发动机的起动。就可以提高发动机的冷起动能力，从而避免发动机熄火或发动机及车上负载器件过度磨损。

s102：利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机。

其中，第一燃烧参数是在进气加热作用时标定得到。在一个示例中，当确定进气预热成功时，依据当前环境温度、大气压力、发动机温度等参数查找进气加热作用时标定的map和cur图，得到与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数。

s103：利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机。

其中，第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。

在一个示例中，当确定进气预热失败时，依据当前环境温度、大气压力、发动机温度等参数查找进气加热不作用时标定的map和cur图，得到与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数。

其中，第一燃烧参数和第二燃烧参数均包括起动扭矩、主喷角度、预喷角度、预喷油量、起动轨压、切断转速以及起动后怠速设定值，但是第一燃烧参数和第二燃烧参数中同一参数的具体数值不同。

下面将详细介绍第一燃烧参数和第二燃烧参数的起动过程：

在本申请的一个实施例中，请参见图2，为发动机起动时ecu的控制逻辑图。

如图2所示，在各种低温环境下，通过实验分别获取发动机在温度、转速、喷油量及大气压力等参数不同的情况下，对应的具体燃烧参数，工程师将不同环境参数对应的燃烧参数写入ecu内部，此过程称为标定过程。标定的燃烧参数以map和cur图的形式存储。

当发动机在低温环境下起动时，即冷起动时，检测发动机进气加热情况并通过逻辑运算输出相应的逻辑运算信号，其中，在发动机进气加热作用时，ecu通过逻辑运算得到逻辑运算信号“0”；在发动机进气加热不作用时，ecu通过逻辑运算得到逻辑运算信号“1”。

根据环境温度、大气压力等确定出发动机转速、喷油量等参数，进而根据发动机温度、发送机转速、喷油量、大气压力及逻辑运算信号等参数，查找map和cur图确定出与当前环境参数相匹配的燃烧参数。其中，根据发动机温度和输出逻辑运算信号，确定暖机怠速；根据大气压力、发动机温度和逻辑运算信号确定切断转速；根据发动机转速、发动机温度和逻辑运算信号确定起动扭矩；根据发动机转速、喷油量和逻辑运算信号确定起动主喷提前角；根据喷油量、发动机转速和逻辑运算信号确定预喷提前角；根据喷油量、发动机转速和逻辑运算信号确定起动预喷油量；根据发动机转速、喷油量和逻辑运算信号确定起动轨压。

在逻辑运算信号为“0”时，查找在预热起作用时标定的燃烧参数获得与当前环境参数相匹配的起动扭矩、主喷角度、预喷角度、预喷油量、起动轨压、切断转速以及起动后怠速设定值等燃烧参数，并设置为第一燃烧参数，在发动机起动时，ecu会根据第一燃烧参数控制发动机起动；在逻辑运算信号为“1”时，查找预热不起作用时标定的燃烧参数获得与当前环境参数相匹配的起动扭矩、主喷角度、预喷角度、预喷油量、起动轨压、切断转速以及起动后怠速设定值等燃烧参数，并设置为第二燃烧参数，在发动机起动时，ecu会根据第二燃烧参数控制发动机起动。

可选的，在本申请上述公开的发动机冷起动方法的基础上，还包括：在发动机进气预热失败的情况下，根据检测到的发动机进气预热故障信号，输出相应的报警信息。从而提醒用户发动机中出现进气预热故障，以便于用户修理或启动其他保护措施。

本申请提供的发动机冷起动方法，通过判断发动机进气预热是否成功来确定与当前环境参数相匹配的燃烧参数；在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机，其中，第一燃烧参数是通过进气加热作用时标定得到的；在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机，其中，第二燃烧参数是通过进气加热不作用时标定得到的。该方案中，发动机在起动前进气预热成功及进气预热不成功时，使用不同的燃烧参数来起动发动机，能够提高发动机的冷起动能力，且能够提高发动机的带载能力。

参见图3，为本申请实施例提供的另一种发动机冷起动方法的流程示意图，该方法包括以下步骤:

s301：当检测到接通电源后，控制进气加热装置对发动机气缸的进气或气缸内气体进行预热。

在一个实施例中，当检测到整车接通电源（即整车上电）后，ecu控制预热继电器吸合以使进气加热装置对发动机气缸的进气或气缸内气体进行预热。

需要说明的是，进气加热装置是柴油引擎起动过程中的补助器材，可以为预热塞或进气加热栅格等能对发动机气缸的进气或气缸内气体进行预热的器件，对此本申请不加以限制。

s302：当检测到起动指令后，或者，预热时间达到预热时间阈值后，控制进气加热装置停止加热。

在一个实施例中，当检测到在整车钥匙从“on”打到“stat”，或是检测到无钥匙启动按键的触控操作后，控制预热继电器分离，以使得进气加热装置停止对发动机气缸的进气或气缸内气体进行加热。

需要说明的是，预热时间阈值由ecu根据当前发动机水温和进气温度计算得到。

s303，获取进气加热装置从开始加热到停止加热的预热时长。

在本实施例中，进气加热装置能够正常工作，此种应用场景下通过判断预热时长判断进气预热是否成功。其中，预热时长是指进气加热装置从开始加热到停止加热的时长。

s304：判断预热时长是否大于或等于预热时间阈值。如果进气预热成功，则执行s305；如果进气预热失败，则执行s306。

在本申请的一种应用场景中，进气加热装置能够正常工作，因此判断预热时长是否大于或等于预热时间阈值。如果预热时长大于或等于预热时间阈值，则确定进气预热成功。如果预热时长小于预热时间阈值（即短暂预热发动机或发动机温度较高预热时间较短甚至不预热），则确定进气预热失败。

在本申请的另一种应用场景中，在检测到整车接通电源后，若获得进气加热装置自身故障的第一故障信号后，则确定进气预热失败。或者，

在本申请的又一种应用场景中，在检测到接通电源后，若获得导致进气加热装置加热失效的第二故障信号后，则确定进气预热失败。

s305：利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机。

其中，第一燃烧参数在进气加热作用时标定得到。

s306：利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机。

其中，第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。

需要说明的是，当检测到预热时长小于预热时间阈值（即短暂预热发动机或发动机温度较高预热时间较短甚至不预热）、进气加热装置自身故障和导致进气加热装置加热失效中的任意一种情况后，确定发动机进气预热失败。

本申请提供的发动机冷起动方法，在检测到整车接通电源后，ecu控制进气加热装置对发动机气缸的进气或气缸内的气体进行预热；当检测到整车的起动指令后，或者，检测到预热时间达到预热时间阈值后，控制进气加热装置停止加热。再通过预热时长判断发动机进气预热是否成功，进而确定与当前环境参数相匹配的燃烧参数；在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机，其中，第一燃烧参数是进气加热作用时标定得到；在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机，其中，第二燃烧参数是进气加热不作用时标定得到。该方案中，发动机在起动前进气预热成功和进气预热不成功时，使用不同的燃烧参数来起动发动机，能够提高发动机的冷起动能力，且能够提高发动机的带载能力。

请参见图4，为本申请实施例公开的一种用于控制发动机冷起动的电子控制单元ecu结构示意图，应用于发动机冷起动系统内。

如图4所示，ecu包括：处理器401和存储器402，存储器402内存储有计算机程序，处理器401执行计算机程序实现如下步骤：

判断发动机的进气预热是否成功。

在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机，其中，第一燃烧参数在进气加热作用时标定得到。

在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机，第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。

在一种应用场景下，进气加热装置能够正常工作，此种应用场景下，处理器401用于判断发动机的进气预热是否成功时，具体用于：

获取进气加热装置从开始加热到停止加热的预热时长。

判断预热时长是否大于或等于预热时间阈值。

如果预热时长大于或等于预热时间阈值，则确定进气预热成功。

如果预热时长小于预热时间阈值，则确定进气预热失败。

在另一种应用场景下，当处理器401在检测到接通电源后，获得进气加热装置自身故障的第一故障信号后，确定进气预热失败。

或者，

当处理器401在检测到接通电源后，获得导致进气加热装置加热失效的第二故障信号后，确定进气预热失败。

本申请提供的用于控制发动机冷起动的ecu，ecu判断发动机进气预热是否成功来确定与当前环境参数相匹配的燃烧参数；在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数起动发动机，其中，第一燃烧参数是通过进气加热作用时标定得到的；在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数起动发动机，其中，第二燃烧参数是通过进气加热不作用时标定得到的。该方案中，发动机在起动前进气预热成功和进气预热不成功时，使用不同的燃烧参数来起动发动机，能够提高发动机的冷起动能力，且能够提高发动机的带载能力。

基于上述示出的发动机冷起动方法，如图5所示，本申请还对应公开一种发动机冷起动系统，该系统包括：发动机501、ecu502和进气加热装置503。文中关于发动机冷起动方法的描述与上文中关于发动机冷起动系统的描述，可以相互参见。

进气加热装置503用于在ecu的控制下对发动机501气缸的进气或气缸内的气体进行加热。

ecu502用于：判断发动机501的进气预热是否成功；在发动机501进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数控制发动机501起动，其中，第一燃烧参数在进气加热作用时标定得到；在发动机501进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数控制发动机501起动，其中，第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。

基于上述公开的发动机冷起动系统，ecu502还用于：当检测到接通电源后，控制进气加热装置503对发动机501气缸的进气或气缸内气体进行预热；当检测到起动指令后，或者，检测到预热时间达到预热时间阈值后，控制进气加热装置503停止加热。

可选的，发动机冷起动系统还设置有报警信息输出装置，报警信息输出装置，用于在发动机501进气预热失败的情况下，根据检测到的发动机进气预热故障信号，输出相应的报警信息

进一步的，发动机冷起动系统上还设置有传感器和执行器；传感器用于采集发动机的工作状态并上传给ecu；执行器用于执行ecu的指令以实现对发动机的相应控制。

本申请提供的发动机冷起动系统包括发动机、ecu和进气加热装置，进气加热装置在ecu的控制下对发动机气缸的进气或气缸内的气体进行加热。ecu判断发动机的进气预热是否成功来确定与当前环境参数相匹配的燃烧参数；在发动机进气预热成功的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第一燃烧参数控制发动机起动，其中，第一燃烧参数在进气加热作用时标定得到；在发动机进气预热失败的情况下，利用与当前环境参数相匹配的第二燃烧参数控制发动机起动，其中，第二燃烧参数在进气加热不作用时标定得到。该方案中，发动机在起动前进气预热成功和进气不预热成功时，使用不同的燃烧参数来起动发动机，能够提高发动机的冷起动能力，且能够提高发动机的带载能力。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。