CN106593670A - 柴油机冷机环境下启动控制方法 - Google Patents

柴油机冷机环境下启动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆启动控制领域，尤其涉及一种严寒环境中车辆冷启动控制方法。一种柴油机冷机环境下启动控制方法，如同时满足发动机初始水温低于发动机水温阈值，且发动机转速上升的速率低于转速加速度阈值时，启用冷启动控制；所述冷启动控制包括建立数据库，数据库中以发动机初始水温为索引设定喷油提前角最大值、发动机轨压最大值、喷油量最大值；在启动完成前进行如下控制：当前喷油提前角、当前发动机轨压、当前喷油量。本发明以转速加速度为阈值对喷油提前角、发动机轨压和喷油量进行逐步增加，以避免双质量飞轮的共振和启动困难的问题，并在成功启动后对参数进行反馈修正，以获得最优的启动效果，提升了柴油机车辆在严寒环境下的启动性能。

Description

柴油机冷机环境下启动控制方法
技术领域
本发明涉及车辆启动控制领域，尤其涉及一种严寒环境中车辆冷启动控制方法。
背景技术
现有技术中，当车辆处于寒冷环境时，大多都是基于对喷油量进行修正，以缩短启动时间，提高启动可靠性；这种修正方式，不考虑车辆实际的情况；目前，双质量飞轮在手动挡车型上的应用较为普遍，其对传动***扭转振动的优化，以及驾驶过程中的换挡平顺性有着十分显著的效果，整体提高了车辆的舒适性和驾驶性。但是双质量飞轮带来的负面作用是，其特性造成发动机转速在300-600rpm区间会存在共振区域。这是发动机启动过程中无法避开的区域。常温或热机条件下，发动机燃烧稳定，负载阻力较低，启动阶段发动机可以快速上升避开此共振区域。但是在极低温条件下，柴油发动机的缸内燃烧稳定性以及效率会降低，发动机在启动时转速上升速率上会相对明显的变差。进而引发常见的发动机转速在共振区域悬置，无法继续上升，造成低温冷启动时间变长或者启动失败，同时也对双质量飞轮造成损害。因此需要一种更加优化的启动控制方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种柴油机冷机环境下启动控制方法，该方法以转速加速度为阈值对喷油提前角、发动机轨压和喷油量进行逐步增加，并在成功启动后对参数进行反馈修正，以获得最优的启动效果，提升了柴油机车辆在严寒环境下的启动性能。
本发明是这样实现的：一种柴油机冷机环境下启动控制方法，设定发动机水温阈值和转速加速度阈值，当车载电脑收到发动机启动信号时，如同时满足发动机初始水温低于发动机水温阈值，且发动机转速上升的速率低于转速加速度阈值时，启用冷启动控制；
所述冷启动控制包括建立数据库，数据库中以发动机初始水温为索引设定喷油提前角最大值Dmax，发动机轨压最大值Pmax，喷油量最大值Wmax；在启动完成前进行如下控制：
另，当前喷油提前角D(t)=D+α·t，直到D(t)=Dmax；
当前发动机轨压P(t)= P+β·t，直到P(t)=Pmax；
当前喷油量W(t)=W+γ·t，直到W(t)=Wmax；
式中，D为喷油提前角初始值，P为发动机轨压初始值，W为喷油量初始值，t为发动机启动已用时间，α、β、γ为经验参数，由试验凭经验取得。
该方法还包括启动参数优化的步骤；该步骤包括为发动机初始水温配套设定相应的启动预计时间T，当启用冷启动控制时，车载电脑根据发动机初始水温调出相应的启动预计时间；当发动机成功启动后，车载电脑记录下启动成功时的D(t)、P(t)、W(t)和t，如t＜T，则另，D=D(t)、P=P(t)、W=W(t)、T=t。
该方法还包括误启用识别的步骤；该步骤包括设定环境温度阈值，所述环境温度阈值低于发动机水温阈值，只有当同时满足发动机水温低于发动机水温阈值、发动机转速上升的速率低于转速加速度阈值和环境温度低于环境温度阈值时，才启用冷启动控制。
所述发动机水温阈值为-10℃。
所述环境温度阈值为-15℃。
所述转速加速度阈值为50转/(分钟·秒)。
所述发动机启动信号为同时满足电源模式T15信号为on，附件***信号为off，主继电器信号为吸合，发动机转速信号非0。
在-20℃时，所述喷油提前角最大值Dmax为5°，发动机轨压最大值Pmax为300bar，喷油量最大值Wmax为10mg。
本发明柴油机冷机环境下启动控制方法以转速加速度为阈值对喷油提前角、发动机轨压和喷油量进行逐步增加，以避免双质量飞轮的共振和启动困难的问题，并在成功启动后对参数进行反馈修正，以获得最优的启动效果，提升了柴油机车辆在严寒环境下的启动性能。
附图说明
图1为本发明柴油机冷机环境下启动控制方法的控制原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1
如图1，一种柴油机冷机环境下启动控制方法，设定发动机水温阈值和转速加速度阈值，当车载电脑收到发动机启动信号时，如同时满足发动机初始水温低于发动机水温阈值，且发动机转速上升的速率低于转速加速度阈值时，启用冷启动控制；
本发明中的发动机启动信号由车辆自身原有的信号进行判定，所述发动机启动信号为同时满足电源模式T15信号为on，附件***信号为off，主继电器信号为吸合，发动机转速信号非0；
所述冷启动控制包括建立数据库，数据库中以发动机初始水温为索引设定喷油提前角最大值Dmax，发动机轨压最大值Pmax，喷油量最大值Wmax；在启动完成前进行如下控制：
另，当前喷油提前角D(t)=D+α·t，直到D(t)=Dmax；
当前发动机轨压P(t)= P+β·t，直到P(t)=Pmax；
当前喷油量W(t)=W+γ·t，直到W(t)=Wmax；
式中，D为喷油提前角初始值，P为发动机轨压初始值，W为喷油量初始值，t为发动机启动已用时间，α、β、γ为经验参数，由试验凭经验取得。
为了使该控制方法具有自学习的能力，以适应车况和使用条件的变化，该方法还包括启动参数优化的步骤；该步骤包括为发动机初始水温配套设定相应的启动预计时间T，当启用冷启动控制时，车载电脑根据发动机初始水温调出相应的启动预计时间；当发动机成功启动后，车载电脑记录下启动成功时的D(t)、P(t)、W(t)和t，如t＜T，则另，D=D(t)、P=P(t)、W=W(t)、T=t。
为了避免发动机水温传感器的损坏使得在温度正常时采用了冷启动控制，影响到发动机的使用寿命和安全性，该方法还包括误启用识别的步骤；该步骤包括设定环境温度阈值，所述环境温度阈值低于发动机水温阈值，只有当同时满足发动机水温低于发动机水温阈值、发动机转速上升的速率低于转速加速度阈值和环境温度低于环境温度阈值时，才启用冷启动控制；例如，在本实施例中，所述发动机水温阈值为-10℃，所述环境温度阈值为-15℃，此时环境温度阈值比发动机水温阈值低5℃，如果发动机水温传感器损坏发出错误的低温信号时，环境温度不满足条件同样不会启动冷启动控制。
在本发明中，所述转速加速度阈值为50转/(分钟·秒)，低于此加速度时，发动机转速在300-600rpm区间会停留时间过长，双质量飞轮的共振会影响到启动安全性，因此启用冷启动控制。
在建立数据库时，考虑到发动机初始水温本身测定的精确性以及控制精度的需求，通常每隔5℃建立一组数据，在-20℃～-30℃的温度区间内，只需要建立三组数据，即-20℃、-25℃、-30℃三个温度点对应的数据；实际使用时，只需要找到发动机初始水温最接近的温度点即可；
例如：在本实施例中，数据库中设定-20℃对应的数据为，所述喷油提前角最大值Dmax为5°，发动机轨压最大值Pmax为300bar，喷油量最大值Wmax为10mg，启动预计时间T为8秒，α=0.5°/s，β=20bar/s，γ=1mg/s，喷油提前角初始值D=2°，发动机轨压初始值P=150bar，喷油量初始值W=6mg；
当发动机水温传感器得到发动机初始水温为-22℃，环境温度传感器得到环境温度为-30℃，车载电脑收到发动机启动信号时，发动机转速缓慢提升，转速加速度为45转/(分钟·秒)低于转速加速度阈值，开始启用冷启动控制；因发动机初始水温为-22℃最接近-20℃的温度点，因此调用-20℃温度点对应的数据对发动机启动进行控制，发动机成功启动后所用时间为6秒，低于启动预计时间T；采用该次成功启动的数据对-20℃温度点的数据进行修正。
当前喷油提前角D(t)=2+0.5×6=5°；
当前发动机轨压P(t)=150+20×6=270bar；
当前喷油量W(t)=6+1×6=12mg，由于12mg＞Wmax，取W(t)=10mg；
另，D=D(t)、P=P(t)、W=W(t)，修正后，-20℃温度点的对应的数据为所述喷油提前角最大值Dmax为5°，发动机轨压最大值Pmax为300bar，喷油量最大值Wmax为10mg，启动预计时间T为6秒，α=0.5°/s，β=20bar/s，γ=1mg/s，喷油提前角初始值D=5°，发动机轨压初始值P=270bar，喷油量初始值W=10mg。

Claims (8)

1.一种柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：设定发动机水温阈值和转速加速度阈值，当车载电脑收到发动机启动信号时，如同时满足发动机初始水温低于发动机水温阈值，且发动机转速上升的速率低于转速加速度阈值时，启用冷启动控制；
所述冷启动控制包括建立数据库，数据库中以发动机初始水温为索引设定喷油提前角最大值Dmax，发动机轨压最大值Pmax，喷油量最大值Wmax；在启动完成前进行如下控制：
另，当前喷油提前角D(t)=D+α·t，直到D(t)=Dmax；
当前发动机轨压P(t)= P+β·t，直到P(t)=Pmax；
当前喷油量W(t)=W+γ·t，直到W(t)=Wmax；
式中，D为喷油提前角初始值，P为发动机轨压初始值，W为喷油量初始值，t为发动机启动已用时间，α、β、γ为经验参数，由试验凭经验取得。
2.如权利要求1所述的柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：该方法还包括启动参数优化的步骤；该步骤包括为发动机初始水温配套设定相应的启动预计时间T，当启用冷启动控制时，车载电脑根据发动机初始水温调出相应的启动预计时间；当发动机成功启动后，车载电脑记录下启动成功时的D(t)、P(t)、W(t)和t，如t＜T，则另，D=D(t)、P=P(t)、W=W(t)、T=t。
3.如权利要求1或2所述的柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：该方法还包括误启用识别的步骤；该步骤包括设定环境温度阈值，所述环境温度阈值低于发动机水温阈值，只有当同时满足发动机水温低于发动机水温阈值、发动机转速上升的速率低于转速加速度阈值和环境温度低于环境温度阈值时，才启用冷启动控制。
4.如权利要求3所述的柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：所述发动机水温阈值为-10℃。
5.如权利要求3所述的柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：所述环境温度阈值为-15℃。
6.如权利要求3所述的柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：所述转速加速度阈值为50转/(分钟·秒)。
7.如权利要求3所述的柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：所述发动机启动信号为同时满足电源模式T15信号为on，附件***信号为off，主继电器信号为吸合，发动机转速信号非0。
8.如权利要求3所述的柴油机冷机环境下启动控制方法，其特征是：在-20℃时，所述喷油提前角最大值Dmax为5°，发动机轨压最大值Pmax为300bar，喷油量最大值Wmax为10mg。
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