Tgdi发动机的排气温度控制方法及排气温度控制装置的制造方法
【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TGDI发动机的排气温度控制方法。本发明还涉及一种T⑶I发动机的排气温度控制装置。
【背景技术】
[0002]为满足日益严格的排放和油耗法规要求，T⑶I (涡轮增压+缸内直喷)技术成为当前汽油机小型化主要的发展趋势，也是实现节油与降低碳排放量最为主流的核心技术路线之一。
[0003]众所周知，TGDI发动机在经济性、动力性、排放等方面相对传统发动机有明显优势，但同时，由于其小型化的特点加上缸内直喷压缩比较大，在大负荷工况下其热负荷相对一般发动机要高很多，若长时间运行在较高的热负荷区域，将对发动机的润滑系统和零部件本身(如增压器、气门、活塞轴瓦等等)带来致命的伤害。
[0004]因此热负荷问题是发动机不得不特别关注的难题之一，除在发动机设计中合理处理好其热负荷影响和优化整车热管理系统以外，从发动机电子控制角度来说，可以利用ECU精确控制发动机喷油量来主动控制排气温度，达到优化热负荷的目的。
[0005]TGDI发动机的排气温度控制可借鉴传统技术中的PFI (进气道喷射)发动机的排气温度控制方法，该PFI发动机主要通过排温保护功能来抑制排气温度过高的问题，即ECU控制系统根据发动机转速、负荷、进气温度、车速等信息，对发动机实际排气温度进行合理预估，当预估温度大于设定的排气过热保护温度限值且持续时间大于某个设定值时，控制系统自动启动排气过热保护控制功能，将当前空燃比改为排气过热保护空燃比，通过加浓空燃比降低燃烧温度，达到抑制排温的目的。
[0006]然而，如若将上述PFI发动机的排气温度控制方法应用于T⑶I发动机，则会出现以下问题:为降低排温，若空燃比加浓太多时，由于燃烧不充分，在TGDI发动机内会产生更多的颗粒物和黑烟，同时，此时会有燃油溅到TGDI发动机的缸壁，产生机油稀释问题，长期会降低机油润滑效果。因此，上述技术方案会降低TGDI发动机的性能。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种TGDI发动机的排气温度控制方法，以提高TGDI发动机的性能。本发明的另一目的是提供一种应用上述排气温度控制方法的排气温度控制装置。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]一种TCDI发动机的排气温度控制方法，包括以下步骤:
[0010]S11、根据发动机的初始运行参数计算初始预估排气温度；
[0011]S12、判断是否所述初始预估排气温度大于或等于过温保护设定温度，且过温持续时间大于或等于过温设定时间，如果是，则进入步骤S13 ;
[0012]S13、将空燃比由当前空燃比降低至预设空燃比，所述预设空燃比不低于机油稀释临界空燃比，且所述预设空燃比与所述机油稀释临界空燃比之间的差值为预设差值；
[0013]S14、根据发动机的第一当前运行参数计算当前第一预估排气温度；
[0014]S15、判断所述第一当前预估排气温度是否小于退出温度限值，如果否，则进入步骤 S16 ；
[0015]S16、判断所述预设差值是否为0，如果否，则返回步骤S13。
[0016]优选的，在上述排气温度控制方法中，所述步骤S16中，如果所述预设差值为0，则进入步骤S17 ;
[0017]S17、将发动机扭矩降低至预设扭矩；
[0018]S18、根据发动机的第二当前运行参数计算第二当前预估排气温度；
[0019]S19、判断所述第二当前预估排气温度是否小于所述退出温度限值，如果否，则进入步骤S17。
[0020]优选的，在上述排气温度控制方法中，所述初始预估排气温度、所述第一预估排气温度和所述第二预估排气温度均通过下述预估排气温度！'吣的计算公式得到:
[0021]Test= T base+Tspark+TAF+Tspeed+Tair
[0022]其中:Tb_为基础排气预估温度，T sparit为点火角对排气温度的影响值，T AF为空燃比对排气温度的影响值，TspmA车速对排气温度的影响值，T &为发动机进气温度对排气温度的影响值。
[0023]优选的，在上述排气温度控制方法中，所述初始运行参数、所述第一当前运行参数和所述第二当前运行参数均包括:发动机转速、发动机负荷、车速和发动机进气温度。
[0024]优选的，在上述排气温度控制方法中，所述步骤S13中，所述空燃比的下降值为所述当前空燃比与所述预设空燃比之间的差值的等分值，且等分次数至少为两次。
[0025]一种TCDI发动机的排气温度控制装置，包括:
[0026]第一计算单元，用于根据发动机的初始运行参数计算初始预估排气温度；
[0027]第一判断单元，用于判断是否所述初始预估排气温度大于或等于过温保护设定温度，且过温持续时间大于或等于过温设定时间；
[0028]第一控制单元，用于在所述初始预估排气温度大于或等于过温保护设定温度，且过温持续时间大于或等于过温设定时间时，将空燃比由当前空燃比降低至预设空燃比，所述预设空燃比不低于机油稀释临界空燃比，且所述预设空燃比与所述机油稀释临界空燃比之间的差值为预设差值；
[0029]第二计算单元，用于根据发动机的第一当前运行参数计算当前第一预估排气温度；
[0030]第二判断单元，用于判断所述第一当前预估排气温度是否小于退出温度限值；
[0031]第三判断单元，用于在所述第一当前预估排气温度不小于退出温度限值时，判断所述预设差值是否为0，当所述预设差值不为O时，所述第三判断单元向所述第一控制单元发送第一控制信号。
[0032]优选的，在上述排气温度控制装置中，还包括:
[0033]第二控制单元，用于在所述预设差值为O时，将发动机扭矩降低至预设扭矩；
[0034]第三计算单元，用于根据发动机的第二当前运行参数计算第二当前预估排气温度；
[0035]第四判断单元，用于判断所述第二当前预估排气温度是否小于所述退出温度限值，当所述第二当前预估排气温度不小于所述退出温度限值时，所述第四判断单元向所述第二控制单元发送第二控制信号。
[0036]优选的，在上述排气温度控制装置中，还包括发动机转速检测器、发动机负荷检测器、发动机车速检测器和发动机进气温度检测器，四者均与所述第一计算单元、所述第二计算单元和所述第三计算单元电连接。
[0037]在上述技术方案中，本发明提供一种TGDI发动机的排气温度控制方法，采用该方法时，首先根据发动机的初始运行参数计算初始预估排气温度，然后判断是否上述初始预估排气温度大于或等于过温保护设定温度，且过温持续时间大于或等于过温设定时间，如果是，则将空燃比由当前空燃比降低至预设空燃比，两者之间的差值为预设差值；接着根据发动机的第一当前运行参数计算当前第一预估排气温度，然后判断该第一当前预估排气温度是否小于退出温度限值，如果否，则判断预设差值是否为0，当该预设差值不为O时，继续降低当前空燃比，直至第一当前预估排气温度小于退出温度限值，或者预设差值为O。
[0038]采用上述排气温度控制方法后，通过将当前空燃比降低至机油稀释临界空燃比以上，或者降低至机油稀释临界空燃比的方式，控制空燃比的降低幅度，以防空燃比的降低幅度过大，而导致的TGDI发动机内将产生较多的颗粒物和黑烟、发生机油