装有高增压柴油机车辆的高原起步油量控制方法技术

本发明专利技术公开了一种装有高增压柴油机车辆的高原起步油量控制方法，首先，通过实时检测车速信号和液力自动变速器换档指令信号，识别驾驶员起步意图；其次，在起步工况中，柴油机控制器将通过高原起步实验标定出的前馈油量和通过PID闭环调节得到的基础油量相加作为起步油量输出；同时对输出的起步油量进行起步空燃比限制；最后，柴油机控制器检测起步时间，当所述起步时间超过标定的离合器结合时间则认定离合器完全结合，柴油机退出起步工况。该方法通过准确识别驾驶员起步意图，并通过协调控制能有效提高车辆高原起步时的平顺性和快速性，避免起步抖动和熄火等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆电子控制领域，特别涉及一种装有高增压柴油机重载车辆的高原起步油量控制方法。
技术介绍
车辆起步过程的平顺性和快速性是评价车辆驾驶舒适性和动力性的重要指标，为了尽量满足起步过程的评价指标，一般期望柴油机在起步过程中以较低的转速稳定运行，从而降低起步过程的冲击度和离合器的磨损。根据车辆起步过程的动力学原理，在起步过程中，离合器传递的扭矩一方面是整车的驱动力矩，另一方面是柴油机的负载扭矩，在这一过程中，如果离合器传递的扭矩大于柴油机最大输出转矩，则会导致柴油机转速下降，其带载能力进一步下降，直至柴油机转速与液力变矩器达到合适的匹配工作点；如果柴油机转速下降过程中低于了柴油机最低怠速转速，会使得柴油机缸内燃烧恶化，循环变动变大，甚至出现失火，从而导致柴油机运转不稳定和熄火。因此，在起步过程中，柴油机转速不能低于柴油机最低怠速转速。目前，在车辆的起步控制技术中，一般通过检测到离合器结合后，柴油机转速下掉时ECU根据外界负荷大小自动调节节气门或油量，增加扭矩从而补救柴油机转速，达到防止熄火的目的。 但是，对于高原环境下的重载车辆，由于海拔高，大气压力低，空气稀薄，柴油机进气量显著降低，此外，含有废气涡轮增压器的柴油机进气系统存在进气的响应延迟，还有，柴油机及重载车辆机械系统的大惯量又使得进气和燃烧环节的响应滞后，致使重载车辆在高原起步时，柴油机的输出扭矩明显下降，尤其是在低转速低负荷区域涡轮增压器没有起作用时，柴油机的输出扭矩下降得更为严重。此时，通常的起步油量控制策略不再适用重载车辆在高原时的起步工况。因为，传统的起步油量控制方法只有检测到柴油机转速已经下降时才进行调节，没有提前识别驾驶员起步意图，是一种被动的补救措施，调节速度也相应较慢。同时，传统的起步油量控制技术通常单独采用PID反馈控制，与前馈控制相比，反馈控制需要较长的时间，因为控制系统要在接到受控对象活动的反馈信号后才能发出纠正受控对象活动的指令，因此受控对象的活动可能发生一定波动，单独的反馈控制对于起步工况的控制相对于其他工况而言难度更大，特别地，在高原环境下，当整车惯量大、负载突变时，柴油机转速容易产生波动，从而导致柴油机转速下降甚至熄火。 公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，采用前馈与反馈相结合的方法，可以快速增加高原起步时涡轮增压器的能量，从而改善进气，提高柴油机输出扭矩，最终改善车辆起步的平顺性和快速性。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种，其特征在于，包括如下步骤:步骤1，启动柴油机使其进入怠速工况，在怠速工况中，柴油机控制器实时检测液力自动变速器的换档指令信号和车速信号，且柴油机控制器根据换档指令信号和车速信号识别驾驶员的起步意图；步骤2，当柴油机控制器检测液力自动变速器的上一时刻档位为空档，当前档位为I档，且柴油机控制器检测到的当前车速小于起步成功的车速阈值时，则柴油机控制器识别驾驶员具有起步意图，柴油机进入起步工况；步骤3，在起步工况中，柴油机控制器将通过高原起步实验标定出的前馈油量和通过PID闭环调节得到的基础油量相加作为起步油量输出；步骤4，在起步工况中，柴油机控制器检测起步时间，当起步时间超过标定的离合器结合时间则认定离合器完全结合，柴油机退出起步工况。 优选地，当步骤4中认定离合器完全结合后，且检测到的车速未达到起步成功的车速阈值时，前馈油量在20秒内逐渐减小为0，柴油机缓慢退出起步工况。 优选地，起步成功的车速阈值为5km/h。 优选地，当步骤4中认定离合器完全结合后，且检测到车速高于起步成功的车速阈值或者检测到液力自动变速器离开I档时，前馈油量在I秒内迅速削减为0，柴油机控制器快速退出起步工况。 优选地，在步骤3中，柴油机控制器对输出的起步油量进行外特性限制，柴油机控制器通过外特性限制能够将起步油量限制在柴油机最大需求油量范围内。 优选地，在步骤3中，柴油机控制器同时根据标定的起步空燃比限制曲线对输出的起步油量进行空燃比限制。 优选地，柴油机控制器通过CAN总线实时检测液力自动变速器的换档指令信号和车速信号。 优选地,前馈油量的数值通过高原起步实验得到。 优选地，起步油量在升档信号发出时输出。 优选地，标定的离合器结合时间为Is。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果: 1、通过换档指令信号和车速信号，能准确判断驾驶员起步意图，并利用升档指令信号发出到换档离合器开始结合这段延迟期，提前做出反应，提高增压器能量，改善柴油机进气，从而主动补偿起步过程中将要产生的转速下掉和扭矩下降，保证起步平稳，防止熄火； 2、前馈控制可以预先监测干扰或动因，防止干扰的扰乱提前做出适应性反应。本方法中起步意图就是动因，起步时负载的突变就是干扰，而前馈油量则是本控制系统针对预测干扰做出的适应性反应，因而前馈油量的引入则能增强控制的快速性，迅速增加油量从而加快增压器响应，同时本方法还保持了 PID闭环油量调节稳定性的特点； 3、E⑶将空燃比限制油量切换至低限制模式，采用起步空燃比限制曲线，适当放开油量限制，配合高油量的输出，从而增加涡轮增压器能量，有效改善低速低负荷区，尤其是高原环境时的涡轮增压器工作条件，加快涡轮增压器响应速度，迅速增加涡轮转速，提高进气压力，从而实现转速和扭矩的提升，最终提高起步动力性。 【附图说明】 图1是根据本专利技术的起步油量控制策略简图； 图2是根据本专利技术的起步过程油量控制的流程图； 图3是根据本专利技术的起步过程中前馈油量、基础油量、总输出油量、柴油机转速、车速的变化曲线的对比图。 【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。 除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。 如图1所示，根据本专利技术【具体实施方式】的的主要思想是在基于怠速目标转速的PID闭环调节油量的基础上(基础油量)加上前馈油量，两部分相加得到的控制油量作用在执行器单体泵上，从而改变控制对象即柴油机的工作状态，迅速提升起步扭矩。特别地，该起步油量控制方法适用于装有高增压柴油机的重载车辆的高原起步。 如图2所示，本专利技术的以一种优选实施例进行详细说明，该优选实施例描述了从起步开始到起步结束整个过程中的油量控制方法的具体实施流程，包括如下步骤: 一、识别驾驶员起步意图，从而触发起步协调控制策略，具体如下: (I)柴油机启动成功后进入到怠速工况，此时，柴油机控制器基于怠速目标转速进行PID闭环油量控制(现有技术)。 (2)在怠速工况中，柴油机控制器实时检测液力自动变速器的换档指令信号和车速信号，具体地，如果上一时刻档位为空档，而当前档位为I档，且通过车速传感器检测到的当前车速小于5km/h时,贝U表明驾驶员具有起步意图,柴油机进入起步工况(此时将起步标志位置I),开始起步计时。 二、起步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装有高增压柴油机车辆的高原起步油量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，启动柴油机使其进入怠速工况，在怠速工况中，柴油机控制器实时检测液力自动变速器的换档指令信号和车速信号，且柴油机控制器根据所述换档指令信号和所述车速信号识别驾驶员的起步意图；步骤2，当柴油机控制器检测液力自动变速器的上一时刻档位为空档，当前档位为1档，且柴油机控制器检测到的当前车速小于起步成功的车速阈值时，则柴油机控制器识别驾驶员具有起步意图，柴油机进入起步工况；步骤3，在起步工况中，柴油机控制器将通过高原起步实验标定出的前馈油量和通过PID闭环调节得到的基础油量相加作为起步油量输出；步骤4，在起步工况中，柴油机控制器检测起步时间，当所述起步时间超过标定的离合器结合时间则认定离合器完全结合，柴油机退出起步工况。

【技术特征摘要】
1.一种装有高增压柴油机车辆的高原起步油量控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1，启动柴油机使其进入怠速工况，在怠速工况中，柴油机控制器实时检测液力自动变速器的换档指令信号和车速信号，且柴油机控制器根据所述换档指令信号和所述车速信号识别驾驶员的起步意图； 步骤2，当柴油机控制器检测液力自动变速器的上一时刻档位为空档，当前档位为1档，且柴油机控制器检测到的当前车速小于起步成功的车速阈值时，则柴油机控制器识别驾驶员具有起步意图，柴油机进入起步工况； 步骤3,在起步工况中，柴油机控制器将通过高原起步实验标定出的前馈油量和通过PID闭环调节得到的基础油量相加作为起步油量输出； 步骤4，在起步工况中，柴油机控制器检测起步时间，当所述起步时间超过标定的离合器结合时间则认定离合器完全结合，柴油机退出起步工况。2.根据权利要求1所述的装有高增压柴油机车辆的高原起步油量控制方法，其特征在于，当所述步骤4中认定离合器完全结合后，且检测到的车速未达到起步成功的车速阈值时，所述前馈油量在20秒内逐渐减小为0,柴油机缓慢退出起步工况。3.根据权利要求2所述的装有高增压柴油机车辆的高原起步油量控制方法，其特征在于，起步成功的车速阈值为5km/h。4.根据权利要求1所述的装有高增压柴油机车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄英，李欢，万国强，张付军，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11