发动机快速暖机控制方法与流程

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种发动机快速暖机控制方法。

背景技术：

传统发动机采用自然吸气技术，即不通过任何增压器的情况下，大气压将空气直接压入燃烧室。之后发明的增压中冷技术利用压气机压缩空气，然后通过热交换器(中冷器)对压缩后的空气进行冷却，达到提高发动机的进气密度、进气量和发动机功率的目的。对于车用发动机大量采用的废气涡轮增压，置于排气管中的涡轮被排气驱动高速旋转，由于压气机驱动轴与涡轮输出轴相同，所以涡轮可带动压气机高速旋转，使压气机将空气加压后送入汽缸。因此发动机废气能量越大，涡轮转速与增压器转速都越高，增压压力也会越高。

但传统的固定截面涡轮增压器常以中、低速为优化区域，导致高速高负荷时出现增压过高、转速过高等问题。vgt(variablegeometryturbocharger，可变截面增压器)技术的发明成功的解决了这一问题。vgt系统可通过执行器调节涡轮喷嘴叶片的角度，从而改变废气的利用效率，使增压器能在各种工况下的良好匹配。

现有的发动机暖机方案中，只能根据发动机冷却液或机油温度设定不同的发动机怠速，通过提高怠速的方式加速暖机过程。

由于提高怠速的方式并未明显提高发动机负荷，因此暖机效果非常微弱，导致暖机时间长，也无法为后处理系统尿素解冻能力和驾驶室暖机效果提供明显帮助。发动机长时间处于冷机状态，导致发动机热效率低，油耗增加，排放污染物增多。而且，发动机怠速提高会提高噪声，而且随发动机温度不同带来怠速不同，影响驾乘者的舒适性感受。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种发动机快速暖机控制方法，暖机效果快速、显著。

为实现上述目的，本发明所设计的发动机快速暖机控制方法，包括以下步骤：步骤s1)，判断是否满足发动机快速暖机条件；步骤s2)，根据发动机温度变化率得到输出扭矩需求；步骤s3)，根据输出扭矩需求设置对应的排气背压目标；步骤s4)，发动机控制器调节vgt的可变截面位置，以获得排气背压目标。

作为优选方案，在所述步骤s1)中，发动快速暖机条件包括环境温度、冷却液温度、驻车制动信号、pto状态、发动机扭矩。

作为优选方案，在所述步骤s2)中，发动机控制器根据发动机的冷却液温度或机油温度变化率需求，查表得到各转速下的输出扭矩需求。

作为优选方案，在所述步骤s3)中，根据排气背压和对应转速下输出扭矩的对应关系，得到输出扭矩需求对应的排气背压目标。

作为优选方案，进一步包括以下步骤：步骤s5)，根据冷却液温度、大气压力修正排气背压目标。

作为优选方案，进一步包括以下步骤：步骤s6)，当排气背压传感器失效时，发动机控制器调节vgt的可变截面位置，控制占空比开度。

本发明的有益效果是：本发明的发动机快速暖机控制方法通过连续可调控制排气制动蝶阀开度适当增加发动机负荷实现发动机快速暖机；通过对排气背压的闭环控制，实现满足设定需求的发动机温度速率；排气背压目标有基于冷却液温度和大气压力的设定值修正，确保在不同冷却液温度和大气压力的内外部环境下，都能实现设定的温升率需求；考虑到排气压力传感器失效模式下的应对措施，传感器失效后由闭环控制切换到开环控制模式，被控目标由排气背压切换到占空比开度，通过开环控制确保vgt开度保持相对稳定，在快速暖机同时确保发动机能够平稳运转。

附图说明

图1为本发明优选实施例的发动机快速暖机控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明设计了一种发动机快速暖机控制方法，通过控制vgt改善发动机怠速暖机效果，汽车控制器控制vgt的可变截面位置，实现排气总管压力的闭环控制，确保发动机冷却液、机油、排气温度快速上升，满足发动机及后处理总成的暖机需求。

请参阅图1，本发明提供的发动机快速暖机控制方法，包括以下步骤：

步骤s1)，判断是否满足发动机快速暖机条件。

发动快速暖机激活条件设置有环境温度、冷却液温度、驻车制动信号、pto状态、发动机扭矩等，确保快速暖机功能只在有发动机暖机需求的工况下才激活。

步骤s2)，根据发动机温度变化率得到输出扭矩需求。

发动机控制器根据发动机温度(冷却液或机油温度)变化率需求，查表得到各转速下的输出扭矩需求。

步骤s3)，根据输出扭矩需求设置对应的排气背压目标。

根据排气背压和对应转速下输出扭矩的对应关系，得到输出扭矩需求对应的排气背压目标。

步骤s4)，发动机控制器调节vgt的可变截面位置。

通过vgt的可变截面位置的连续可变调整，以获得排气背压目标。

步骤s5)，根据冷却液温度、大气压力修正排气背压目标。

闭环控制排气背压，确保在不同冷却液温度和大气压力的内外部环境下，都能实现设定的温升率需求。

步骤s6)，发动机控制器调节vgt的可变截面位置，控制占空比开度。

针对排气背压传感器失效的情况，可将被控目标由排气背压切换到占空比开度，通过开环控制确保vgt开度保持相对稳定，在快速暖机同时确保发动机能够平稳运转。

综上所述，本发明的发动机快速暖机控制方法通过控制vgt改善发动机怠速暖机效果，通过汽车控制器对vgt增的可变截面位置的连续可变调整，闭环控制排气总管压力，并根据排气总管压力和对应转速下输出扭矩的对应关系，实现不同发动机温度下的升温速率控制，确保发动机冷却液、机油、排气温度快速上升，满足发动机及后处理总成的暖机需求。

与现有技术相比较，本发明的发动机快速暖机控制方法至少具有以下优点：

(1)通过连续可调控制排气制动蝶阀开度适当增加发动机负荷实现发动机快速暖机；

(2)通过对排气背压的闭环控制，实现满足设定需求的发动机温度速率；

(3)排气背压目标有基于冷却液温度和大气压力的设定值修正，确保在不同冷却液温度和大气压力的内外部环境下，都能实现设定的温升率需求；

(4)考虑到排气压力传感器失效模式下的应对措施，传感器失效后由闭环控制切换到开环控制模式，被控目标由排气背压切换到占空比开度，通过开环控制确保vgt开度保持相对稳定，在快速暖机同时确保发动机能够平稳运转。

本发明的以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种发动机快速暖机控制方法，包括以下步骤：

步骤s1)，判断是否满足发动机快速暖机条件；

步骤s2)，根据发动机温度变化率得到输出扭矩需求；

步骤s3)，根据输出扭矩需求设置对应的排气背压目标；

步骤s4)，发动机控制器调节vgt的可变截面位置，以获得排气背压目标。

2.根据权利要求1所述的发动机快速暖机控制方法，其特征在于：在所述步骤s1)中，发动快速暖机条件包括环境温度、冷却液温度、驻车制动信号、pto状态、发动机扭矩。

3.根据权利要求2所述的发动机快速暖机控制方法，其特征在于：在所述步骤s2)中，发动机控制器根据发动机的冷却液温度或机油温度变化率需求，查表得到各转速下的输出扭矩需求。

4.根据权利要求3所述的发动机快速暖机控制方法，其特征在于：在所述步骤s3)中，根据排气背压和对应转速下输出扭矩的对应关系，得到输出扭矩需求对应的排气背压目标。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机快速暖机控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

步骤s5)，根据冷却液温度、大气压力修正排气背压目标。

6.根据权利要求5所述的发动机快速暖机控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

步骤s6)，当排气背压传感器失效时，发动机控制器调节vgt的可变截面位置，控制占空比开度。

技术总结
本发明公开了一种发动机快速暖机控制方法，包括以下步骤：步骤S1)，判断是否满足发动机快速暖机条件；步骤S2)，根据发动机温度变化率得到输出扭矩需求；步骤S3)，根据输出扭矩需求设置对应的排气背压目标；步骤S4)，发动机控制器调节VGT的可变截面位置，以获得排气背压目标。本发明的发动机快速暖机控制方法通过连续可调控制排气制动蝶阀开度适当增加发动机负荷实现发动机快速暖机；通过对排气背压的闭环控制，实现满足设定需求的发动机温度速率；排气背压目标有基于冷却液温度和大气压力的设定值修正，确保在不同冷却液温度和大气压力的内外部环境下，都能实现设定的温升率需求。

技术研发人员：吴博;王景智;王世健;张磊;李俊峰;李斯
受保护的技术使用者：东风商用车有限公司
技术研发日：2020.08.31
技术公布日：2020.12.04