一种柴油机过热预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柴油机过热预警方法及系统，该方法通过OBD诊断仪从柴油车OBD诊断接口以固定时间间隔实时接收并储存加载减速法测试中被测车辆柴油机的冷却液温度、排气温度，并记录测试环境温度，建立柴油机冷却液温度预测表达式，依据环境温度和设定时刻个数的冷却液温度、排气温度值，基于最小二乘法识别出冷却液温度预测表达式的参数，并迭代更新；根据识别参数预测柴油机冷却液温度、冷却液温度变化速度、冷却液温度变化加速度；实时监控冷却液温度当前值、冷却液温度变化速度预测值和冷却液温度变化加速度预测值，并按照设定的规则预警；基于上述公开的方法，可有效防止重型柴油车排气污染物加载减速法检测时的柴油机过热问题。机过热问题。机过热问题。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机过热预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及车辆排气污染物检测
，具体涉及一种应用于重型柴油车排气污染物加载减速法检测时的柴油机过热预警方法及系统。

技术介绍

[0002]GB3847
‑
2018《柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)》明确规定，除无法按加载减速法进行测试的车辆外，重型柴油车环保定期检验全国统一采用加载减速法。加载减速法要求被测柴油车放在底盘测功机上，在油门全开、实测最大轮边功率时的转鼓线速度(VelMaxHP)点测量排气光吸收系数，在油门全开、80％VelMaxHP点测量排气光吸收系数及氮氧化物浓度。由于上述两个测试工况点被测柴油机负荷大、功率高、工况变化快，车辆又是原地不移动，所以，尽管为被测车辆配置冷却风扇，但检测过程中柴油机过热的现象时有发生，轻则引起发动机开锅(发动机冷却液达到沸点)、冷却液管路爆裂，重则导致拉缸捣缸，严重影响重型柴油车排放检验与维护制度的实施。中国专利CN 113719352中提供了一种矿用卡车发动机气缸温度的预警系统及方法，通过采集矿用卡车发动机运行历史数据，采用梯度提升回归树算法构建气缸温度预测模型，最终通过对气缸温度当前实测值与模型预测值比对，当出现较大偏差并持续时，发送预警信息，然而，上述方案是依据大数据分析结果对气缸温度进行实时估计，根据当前实测值与估计值的比对，判断发动机气缸温度是否正常，其本质是故障诊断与报警，不能根据当前实时运行数据预测未来气缸温度。因此现有的技术方案难以满足重型柴油车排气污染物加载减速法时，柴油机负荷大、功率高、工况变化快的状态下，柴油机过热动态预警的要求。

技术实现思路

[0003]为了克服现有重型柴油车排气污染物加载减速法检测过程中无法对柴油机过热现象及时预警的不足，本专利技术提供一种柴油机过热预警方法及系统，该方法及系统充分利用柴油机排气温度比冷却液温度响应快、变化显著的特点，对重型柴油车排气污染物加载减速法检测过程中柴油机的冷却液温度进行快速预测，实时计算监控预警指标，并按设定的规则及时预警，有效防止柴油机过热现象发生。
[0004]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种柴油机过热预警方法，具体包括以下步骤：
[0005]步骤S1：基于固定时间间隔Δt，实时接收并储存被测车辆测试时柴油机的冷却液温度、排气温度，并记录测试开始时的环境温度；
[0006]步骤S2：建立柴油机冷却液温度预测表达式，记柴油机冷却液第i时刻的温度为则柴油机冷却液第i+1时刻的温度表示为：
[0007][0008]式中，为第i+1时刻的冷却液温度预测值，ΔT
i
为i到i+1时刻的温度变化量，而ΔT
i
取决于燃烧室传人冷却液的热量和冷却系向环境耗散的热量，表示为：
[0009][0010]式中，为i时刻燃烧室温度，为i时刻冷却液温度，T
E
为测试环境温度，δ1，δ2为与热量传递和耗散相关的系数；
[0011]联立式(1)、(2)，则未来第i+1时刻冷却液温度预测值为：
[0012][0013]式中，为第i+1时刻冷却液温度预测值，为第i时刻燃烧室温度；
[0014]由于排气温度T
P
与燃烧室温度T
F
相关，i时刻的表示为：
[0015][0016]式中，λ为排气从燃烧室流动到排气温度传感器测量点间的温度关联系数，W
i
，W
i
‑1，...，W
i
‑
k
分别表示i，i
‑
1，...，i
‑
k时刻排气温度所占的权重，分别表示i，i
‑
1，...，i
‑
k时刻的排气温度，即可由i时刻与前k个时刻点的排气温度值加权估算；
[0017]步骤S3：测试开始，接收并储存n(n＞k+3)个测试时刻点的冷却液温度、排气温度以及测试环境温度值，基于最小二乘法识别出第n个测试时刻的δ1，δ2，λ以及W
i
，W
i
‑1，...，W
i
‑
k
；在后续各个测试时刻点，利用其前n个时刻点的冷却液温度、排气温度以及测试环境温度值实时识别δ1，δ2，λ以及W
i
，W
i
‑1，...，W
i
‑
k
，并迭代更新；
[0018]步骤S4：基于步骤S3识别出的参数，以及步骤S2中式(3)、式(4)，加载减速法测试i+1时刻冷却液温度预测值记为冷却液温度变化速度预测值记为冷却液温度变化加速度预测值记为则与为：
[0019][0020][0021][0022]式中，为i时刻冷却液温度，Δt为接收间隔；为i时刻冷却液温度变化速度，根据i，i
‑
1时刻的冷却液温度计算，表示为：
[0023][0024]步骤S5：根据步骤S1接收的冷却液温度当前值与步骤S4计算得到的冷却液温度变化速度预测值和冷却液温度变化加速度预测值，按照设定的规则进行预警。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种柴油机过热预警系统，其特征在于，包括：被测车辆，底盘测功机，车轮挡块，OBD诊断接口，OBD诊断仪，主控单元，冷却风扇，操作指示屏，气象站；所述被测车辆放在底盘测功机上，从动车轮前方放置车辆挡块，柴油机充分预热后，开启冷却风扇，主控单元接收气象站测得的环境温度值，被测车辆进行加载减速法测试，测试过程中OBD诊断仪连接被测车辆的OBD诊断接口，读取并解析被测车辆柴油机的排气温度、冷却液温度数据后，通过无线传输发送至主控单元，主控单元接收并储存OBD诊断仪传输的柴油机排气温度、冷却液温度和气象站测得的环境温度，实时计算冷却液温度预测值、冷却液温度变化速度预测值和冷却液温度变化加速度预测值，依据冷却液温度当前值、冷却液温度变化速度预测值和冷却液温度变化加速度预测值三个指标，并按设定的规则向操作指示屏发出预警信号；操作指示屏显示预警信息，提醒测试人员停止操作。
[0026]本专利技术的有益效果为：充分利用柴油机排气温度比冷却液温度响应快、变化显著的特点，提出了包括排气温度、冷却液温度和测试环境温度的重型柴油车排气污染物加载减速法检测过程中柴油机冷却液温度动态预测、预警方法，可实现重型柴油车排气污染物加载减速法检测过程中柴油机冷却液温度的快速预测，及时预警，有效防止柴油机过热现象发生。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例中一种柴油机过热预警方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例中一种柴油机过热预警系统的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为了便于理解本专利技术，下面将结合相关附图对本专利技术进行更全面的描述。下面的描述本质上仅为示例性的，而不是旨在限制本专利技术的应用或使用，相反地，提供实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0030]如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油机过热预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：基于固定时间间隔Δt，实时接收并储存被测车辆测试时柴油机的冷却液温度、排气温度，并记录测试开始时的环境温度；步骤S2：建立柴油机冷却液温度预测表达式，记柴油机冷却液第i时刻的温度为则柴油机冷却液第i+1时刻的温度表示为：式中，为第i+1时刻的冷却液温度预测值，ΔT
i
为i到i+1时刻的温度变化量，而ΔT
i
取决于燃烧室传人冷却液的热量和冷却系向环境耗散的热量，表示为：式中，为i时刻燃烧室温度，为i时刻冷却液温度，T
E
为测试环境温度，δ1，δ2为与热量传递和耗散相关的系数；联立式(1)、(2)，则未来第i+1时刻冷却液温度预测值为：式中，为第i+1时刻冷却液温度预测值，为第i时刻燃烧室温度；由于排气温度T
P
与燃烧室温度T
F
相关，i时刻的表示为：式中，λ为排气从燃烧室流动到排气温度传感器测量点间的温度关联系数，W
i
，W
i
‑1，...，W
i
‑
k
分别表示i，i
‑
1，...，i
‑
k时刻排气温度所占的权重，分别表示i，i
‑
1，...，i
‑
k时刻的排气温度，即可由i时刻与前k个时刻点的排气温度值加权估算；步骤S3：测试开始，接收并储存n(n＞k+3)个测试时刻点的冷却液温度、排气温度以及测试环境温度值，基于最小二乘法识别出第n个测试时刻的δ1，δ2，λ以及W
i
，W
i
‑1，...，W
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：李放，闵永军，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：