用于臺(tái)架試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法、控制器及臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于臺(tái)架試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方 法、控制器及臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)可用于檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)整體和相關(guān)零部件的可靠性，也可用于驗(yàn)證發(fā) 動(dòng)機(jī)的性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)等。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)涉及的設(shè)備一般包括：發(fā)動(dòng)機(jī)（作為試 驗(yàn)對(duì)象）、測量控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等；其中，測量控制系統(tǒng)又可以包括：發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和 各種傳感器，各種傳感器用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的各種參數(shù)進(jìn)行采集，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器用于基 于各種傳感器采集到的參數(shù)并結(jié)合控制模型（例如：充氣模型、排溫模型、扭矩模型）對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。
[0003] 目前，在臺(tái)架試驗(yàn)中，一般需要不斷的根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況對(duì)充氣模型、排溫模型和扭矩 模型等控制模型進(jìn)行標(biāo)定，從而保證將發(fā)動(dòng)機(jī)組裝進(jìn)整機(jī)時(shí)，對(duì)其控制的準(zhǔn)確性和安全性， 而標(biāo)定工作是一項(xiàng)非常耗時(shí)耗力的工作，例如：充氣模型的標(biāo)定大約需要花費(fèi)兩個(gè)月的時(shí) 間，排溫模型的標(biāo)定需要在整車輪轂試驗(yàn)室中標(biāo)定，扭矩模型的標(biāo)定大約需要一個(gè)月的時(shí) 間，雖然如此，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)用于整機(jī)時(shí)的高性能和安全性等，進(jìn)行這樣的標(biāo)定工作是有 必要的。
[0004] 但是，目前在臺(tái)架試驗(yàn)中，有些發(fā)動(dòng)機(jī)一般不會(huì)組裝進(jìn)整機(jī)，其主要用于試驗(yàn)發(fā)動(dòng) 機(jī)的性能，以幫助修正發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)或其它；這種情形在臺(tái)架試驗(yàn)中，也需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做準(zhǔn) 確和安全的控制，否則所獲得的結(jié)果將失去意義，但是此時(shí)若采用對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行標(biāo) 定的方式來保證控制的準(zhǔn)確性和安全性，顯然時(shí)間和成本上均是一大問題，因此一般采取 的方式是由電控工程師在線監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，然后根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的控 制參數(shù)，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的各種臺(tái)架試驗(yàn)需要，但是，這種方式對(duì)電控工程師要求非常高，不 僅需要電控工程師具有非常高的電控技術(shù)水平，也要求電控工程師的經(jīng)驗(yàn)非常豐富。
[0005] 因此，現(xiàn)有技術(shù)中，如果不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行標(biāo)定或由電控工程師在線調(diào)整控 制參數(shù)，將不容易實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)確和安全的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于臺(tái)架試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方 法、控制器及臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)，無需標(biāo)定或者在線調(diào)整控制參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)確 和安全的控制。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例為解決上述技術(shù)問題提供的技術(shù)方案如下：
[0008] -種用于臺(tái)架試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，所述方法包括：
[0009] 獲取發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)；
[0010] 根據(jù)所述獲取的各項(xiàng)參數(shù)，智能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)，包括如下至少一項(xiàng)：
[0011] 根據(jù)獲取的空燃比和排氣溫度，智能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，所述獲取的空燃 比為線性空燃比或離散空燃比；
[0012] 根據(jù)獲取的燃燒信號(hào)，智能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角，所述燃燒信號(hào)包括：缸 壓峰值、放熱50%曲軸轉(zhuǎn)角和最大缸壓曲軸轉(zhuǎn)角中的至少一項(xiàng)；
[0013] 和，根據(jù)獲取的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，智能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)包括：發(fā)動(dòng) 機(jī)扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、增壓壓力、渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)功率中的至少一項(xiàng)。
[0014] 其中，所述根據(jù)獲取的空燃比和排氣溫度，智能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，包括：
[0015] 判斷所述排氣溫度是否大于排氣溫度閾值；
[0016] 當(dāng)所述排氣溫度大于所述排氣溫度閾值時(shí)，根據(jù)所述排氣溫度，進(jìn)行空燃比加濃 保護(hù)；
[0017] 當(dāng)所述排氣溫度小于所述排氣溫度閾值時(shí)，根據(jù)所述獲取的空燃比，進(jìn)行空燃比 當(dāng)量閉環(huán)控制。
[0018] 其中，所述根據(jù)所述排氣溫度，進(jìn)行空燃比加濃保護(hù)，包括：根據(jù)所述排氣溫度，計(jì) 算排氣溫度預(yù)測值，計(jì)算所述排氣溫度閾值和排氣溫度預(yù)測值的差值，根據(jù)計(jì)算得到的差 值，確定空燃比控制量，根據(jù)所述確定的空燃比控制量，修正噴油脈寬，根據(jù)修正后的噴油 脈寬，驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)中噴油器。
[0019] 其中，所述根據(jù)所述獲取的空燃比，進(jìn)行空燃比當(dāng)量閉環(huán)控制，包括：根據(jù)所述獲 取的空燃比，采用比例-積分-微分算法將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比控制為14. 7。
[0020] 其中，所述根據(jù)獲取的燃燒信號(hào)，智能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角，包括：
[0021] 判斷所述缸壓峰值是否大于爆震判斷閾值；
[0022] 當(dāng)所述缸壓峰值大于所述爆震判斷閾值時(shí)，進(jìn)行爆震控制；
[0023] 當(dāng)所述缸壓峰值小于所述爆震判斷閾值時(shí)，進(jìn)行點(diǎn)火提前角優(yōu)化控制。
[0024] 其中，所述爆震控制，包括：
[0025] 當(dāng)所述缸壓峰值大于所述爆震判斷閾值且小于2倍所述爆震判斷閾值時(shí)，控制所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角推遲0. 75° ;
[0026] 當(dāng)所述缸壓峰值大于2倍所述爆震判斷閾值且小于3倍所述爆震判斷閾值時(shí)，控 制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角推遲1.5° ;
[0027] 或者，當(dāng)所述缸壓峰值大于3倍所述爆震判斷閾值時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提 前角推遲3°。
[0028] 其中，所述點(diǎn)火提前角優(yōu)化控制，包括：
[0029] 當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作于低負(fù)荷工況且所述最大缸壓曲軸轉(zhuǎn)角大于13°時(shí)，增大所述 發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角；
[0030] 當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作于低負(fù)荷工況且所述最大缸壓曲軸轉(zhuǎn)角小于13°時(shí)，減小所述 發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角；
[0031] 當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作于高負(fù)荷工況且所述放熱50%曲軸轉(zhuǎn)角大于8°時(shí)，增大所述 發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角；
[0032] 或者，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作于高負(fù)荷工況且所述放熱50%曲軸轉(zhuǎn)角小于8°時(shí)，減 小所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角。
[0033] 其中，所述根據(jù)獲取的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，智能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，包括：
[0034] 判斷如下至少一項(xiàng)：所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是否大于扭矩邊界值、所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否 大于轉(zhuǎn)速邊界值、所述增壓壓力是否大于增壓壓力邊界值、所述渦輪轉(zhuǎn)速是否大于渦輪轉(zhuǎn) 速邊界值和所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率是否大于功率邊界值；
[0035] 當(dāng)上述中任一項(xiàng)的判斷結(jié)果為是時(shí)，減小所述發(fā)動(dòng)機(jī)中節(jié)氣門和/或增壓器廢氣 閥的開度。
[0036] -種用于臺(tái)架試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，包括：
[0037] 參數(shù)獲取模塊，用于獲取發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)；
[0038] 智能控制模塊，用于根據(jù)所述參數(shù)獲取模塊獲取的各項(xiàng)參數(shù)，智能控制所述發(fā)動(dòng) 機(jī)；
[0039] 所述智能控制模塊包括如下至少一個(gè)控制單元：
[0040] 空燃比智能控制單元，用于根據(jù)所述參數(shù)獲取模塊獲取的空燃比和排氣溫度，智 能控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，所述獲取的空燃比為線性空燃比或離散空燃比；
[0041] 點(diǎn)火提前角智能控制單元，用于根據(jù)所述參數(shù)獲取模塊獲取的燃燒信號(hào)，智能控 制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角，所述燃燒信號(hào)包括：缸壓峰值、放熱50%曲軸轉(zhuǎn)角和最大缸 壓曲軸轉(zhuǎn)角中的至少一項(xiàng)；
[0042] 和，運(yùn)轉(zhuǎn)智能控制單元，用于根據(jù)所述獲取模塊獲取的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，智能控制所述發(fā) 動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、增壓壓力、渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)功 率中的至少一項(xiàng)。
[0043] 其中，所述空燃比智能控制單元，包括：
[0044] 排溫判斷子單元，用于判斷所述排氣溫度是否大于排氣溫度閾值；
[0045] 加濃保護(hù)子單元，用于當(dāng)所述排溫判斷子單元判斷到所述排氣溫度大于所述排氣 溫度閾值時(shí)，根據(jù)所述排氣溫度，進(jìn)行空燃比加濃保護(hù)；
[0046] 當(dāng)量閉環(huán)控制子單元，用于當(dāng)所述排溫判斷子單元判斷到所述排氣溫度小于所述 排氣溫度閾值時(shí)，根據(jù)所述獲取的空燃比，進(jìn)行空燃比當(dāng)量閉環(huán)控制。
[0047] 其中，所述加濃保護(hù)子單元，具體用于：
[0048] 根據(jù)所述排氣溫度，計(jì)算排氣溫度預(yù)測值，計(jì)算所述排氣溫度閾值和排氣溫度預(yù) 測值的差值，根據(jù)計(jì)算得到的差值，確定空燃比控制量，根據(jù)所述確定的空燃比控制量，修 正噴油脈寬，根據(jù)修正后的噴油脈寬，驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)中噴油器。
[0049] 其中，所述當(dāng)量閉環(huán)控制子單元，具體用于：根據(jù)所述獲取的空燃比，采用比 例-積分-微分算法將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比控制為14. 7。
[0050] 其中，所述點(diǎn)火提前角智能控制單元，包括：
[0051] 爆震判斷子單元，用于判斷所述缸壓峰值是否大于爆震判斷閾值；
[0052] 爆震控制子單元，用于當(dāng)所述爆震判斷子單元判斷到所述缸壓峰值大于所述爆震 判斷閾值時(shí)，進(jìn)行爆震控制；
[0053] 點(diǎn)火提前角優(yōu)化控制子單元，用于當(dāng)所述爆震判斷子單元判斷到所述缸壓峰值小 于所述爆震判斷閾值時(shí)，進(jìn)行點(diǎn)火提前角優(yōu)化控制。
[0054] 其中，所述爆震控制子單元，具體用于：
[0055] 當(dāng)所述缸壓峰值大于所述爆震判斷閾值且小于2倍所述爆震判斷閾值時(shí)，控制所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角推遲0. 75° ;
[0056] 當(dāng)所述缸壓峰值大于2倍所述爆震判斷閾值且小于3倍所述爆震判斷閾值時(shí)，控 制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角推遲1.5° ;
[0057] 或者，當(dāng)所述缸壓峰值大于3倍所述爆震判斷閾值時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提 前角推遲3°。
[0058] 其中，所述點(diǎn)火提前角優(yōu)化控制子單元，具體用于：
[0059] 當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作于低負(fù)荷工況且所述最大缸壓曲軸轉(zhuǎn)角大于13°時(shí)，增大所述 發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角；
[0060] 當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作于低負(fù)荷工況且所述最大缸壓曲軸轉(zhuǎn)角小于13°時(shí)，減