提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法及系统与流程

1.本发明属于发动机控制技术领域，尤其涉及一种提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法及系统。


背景技术：

2.发动机在冬季环境或高原寒冷地区进行冷启动时，进气温度低，缸内温度低，可能无法使燃油自发点火，燃烧往往不够充分，会出现启动困难现象。目前，很多发动机都配备了进气加热装置，以提高进气和缸内温度，改善燃烧和冷启动过程；常用的进气加热控制方法为：进气加热装置在发动机启动前和启动成功后对空气进行加热，启动过程中退出工作，避免占用蓄电池能量，造成启动马达供电不足；其中，加热过程中对进气加热格栅持续通电，进气加热格栅温度可超过850℃，对空气进行加热。
3.发明人发现，目前采用进气加热装置进行加热的方式，虽然通过启动前和启动成功后对空气进行加热，启动过程中不进行加热的方式，避免了占用蓄电池能量的问题，有利于保障启动马达的供电；但是，在启动过程中不进行加热，不能保证启动过程中加热的参与度，必然会牺牲进气加热效果，从而影响发动机的燃烧状况，尤其是在发动机启动环境极度恶劣的情况下，会出现燃烧不充分及冒白烟的问题，甚至会导致出现熄火现象。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，提出了一种提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法及系统，本发明在不影响启动马达供电的前提下，提高了发动机启动过程中进气加热装置的参与度。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本发明提供了一种提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，包括：
7.接收到发动机启动信号时，实时获取启动温度数据；
8.判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第一次加热，否则不加热；
9.接收到启动马达开始工作信号时，控制进气加热装置停止加热；
10.接收到启动马达脱出信号时，判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第二次加热，否则不加热；
11.在第二次加热过程中，继续判断启动温度是否低于标定温度，如果是，持续进行加热，否则控制进气加热装置停止加热。
12.进一步的，控制进气加热装置以间歇加热方式工作。
13.进一步的，加热过程中，判断发动机的排量是否大于预设排量，如果是，控制进气加热装置以间歇加热方式工作，否则，控制进气加热装置以持续加热方式工作。
14.进一步的，所述启动温度数据包括发动机内的水温、油温和发动机环境温度。
15.进一步的，判断启动温度是否低于标定温度时，取水温、油温和发动机环境温度中的最低温度与标定温度比较。
16.进一步的，加热时，启动温度低于第一温度值时，采用第一加热功率进行加热；启动温度低于第二温度值而不低于所述第一温度值时，采用第二加热功率进行加热；其中，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二温度值小于标定温度；所述第一加热功率大于所述第二加热功率。
17.进一步的，判断启动温度由第一温度值到第二温度值的变化时间；如果变化时间大于设定值，则持续采用第一加热功率进行加热。
18.第二方面，本发明还提供了一种提升加热参与度的发动机进气加热装置控制系统，包括：
19.数据采集模块，被配置为：接收到发动机启动信号时，实时获取启动温度数据；
20.第一加热控制模块，被配置为：判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第一次加热，否则不加热；
21.第一停止加热控制模块，被配置为：接收到启动马达开始工作信号时，控制进气加热装置停止加热；
22.第二加热控制模块，接收到启动马达脱出信号时，判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第二次加热，否则不加热；
23.第二停止加热控制模块，被配置为：在第二次加热过程中，继续判断启动温度是否低于标定温度，如果是，持续进行加热，否则控制进气加热装置停止加热。
24.第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法的步骤。
25.第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法的步骤。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
27.1、本发明在需要加热的情况下，将第二次加热的切入时间节点设定在启动马达脱出时，较目前将第二次加热时间节点设置在发动机启动成功后的技术相比，提前了第二次加热的切入时间，在不影响启动马达供电的前提下，提高了发动机启动过程中进气加的参与度，保障了进气加热时间和进气加热效果，通过增加进气加热时间改善了发动机燃烧状况，避免了燃烧不充分、冒白烟甚至熄火的现象；
28.2、本发明采用间歇加热的工作方式，控制进气加热格栅工作一段时间后停止工作，在不加热的间隔时间内，冷空气可以充分冷却加热格栅，避免了加热格栅持续进行加热工作时烧毁等问题，提高了进气加热格栅的可靠性，提高了进气加热装置的使用寿命；
29.3、本发明通过调整进气加热的切入时间点控制，以及调整进气加热工作状态的方式解决问题，无需硬件的变化，即可提高进气加热的性能和可靠性。
附图说明
30.构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施
例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
31.图1为本发明实施例1的流程图。
具体实施方式
32.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
33.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
34.实施例1：
35.为了避免发动机启动过程中，进气加热装置工作占用蓄电池能量，而造成启动马达供电不足的问题；目前对进气加热装置的控制方法采用的是：在发动机启动前和启动成功后对空气进行加热，发动机启动过程中进气加热装置退出工作，达到避免占用蓄电池能量，造成启动马达供电不足的问题；然而，采用发动机启动过程中进气加热装置退出工作的方式，不能保证发动机启动过程中加热的参与度，必然会牺牲进气加热效果，从而影响发动机的燃烧状况，出现燃烧不充分及冒白烟的问题，甚至导致出现熄火现象。
36.为了解决发动机启动过程中加热参与度不高的问题，如图1所示，本实施例提供了一种提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，包括：
37.接收到发动机启动信号时，实时获取启动温度数据；
38.判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第一次加热，否则不加热；
39.接收到启动马达开始工作信号时，控制进气加热装置停止加热；
40.接收到启动马达脱出信号时，判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第二次加热，否则不加热；
41.在第二次加热过程中，继续判断启动温度是否低于标定温度，如果是，持续进行加热，否则控制进气加热装置停止加热。
42.具体的，通过判断启动温度是否低于标定温度来确定是否需要进行进气加热；在需要加热的情况下，将第二次加热的切入时间节点设定在启动马达脱出时，而不是等待发动机启动成功后进气加热装置才投入工作，进气加热的提前切入，能够增加发动机进气加热时间；较目前将第二次加热时间节点设置在发动机启动成功后的技术相比，提前了第二次加热的切入时间，在不影响启动马达供电的前提下，提高了发动机启动过程中进气加的参与度，保障了进气加热时间和进气加热效果，通过增加进气加热时间改善了发动机燃烧状况，避免了燃烧不充分、冒白烟甚至熄火的现象。
43.本实施例的发动机可以理解为柴油发动机，也可以理解为启动时需要进行进气加热的其他所有类型发动机。
44.本实施例中的进气加热装置主要包括进气加热格栅，所述进气加热格栅可以设置为电加热丝方式，通过电加热方式实现进气加热；在其他实施例中，所述进气加热装置可以通过其他电加热装置实现，在此不再详述。
45.本实施例中，所述发动机启动信号的采集，可以通过获取发动机启动开关的动作信号实现，比如通过接收发动机启动开关动作时对应改变的电信号、位置信号或光信号等。
在其他一些实施例中，可以理解的，所述发动机启动信号包括进气加热信号和发动机启动信号两个，对应的有进气加热开关和发动机启动开关，在启动发动机启动开关前启动进气加热开关，在需要加热的情况下，加热一段时间后再启动发动机启动开关；同样，可以通过获取进气加热开关的动作信号实现，比如通过接收进气加热开关动作时对应改变的电信号、位置信号或光信号等。
46.所述标定温度可以通过实验数据或历史数据得到，比如将标定温度设定为5℃，可以理解的，所述标定温度的设定可以根据发动机排量、类型和工作环境等设定，不限定在5℃。
47.启动马达开始工作信号的采集，可以通过采集对应启动继电器的通电信号实现；启动马达脱出信号的采集，可以通过采集对应启动继电器的断电信号实现。
48.在其他一些实施例中，对用于给启动马达供电的蓄电池能量进行检测，在启动马达开始工作一定时间后，检测到的蓄电池能量大于电能标定值时，可以在接收到启动马达脱出信号前控制进气加热装置进行第二次加热。可以理解的，在接收到启动马达脱出信号前控制进气加热装置进行第二次加热，进一步提高了进气加热的参与度，增加了进气加热时间，而接近启动马达脱出时较大的蓄电池能量可以保证启动马达和进气加热装置的供电，不会发生启动马达供电不足的问题。
49.不管是通电加热进气加热格栅的进气加热装置，还是其他电加热方式的进气加热装置，在长时间持续加热的情况下，会出现长时间加热而导致进气加热格栅或电加热丝等部件的过热损坏；进气加热格栅或电加热丝等部件出现烧坏或破碎后，导致无法加热甚至残渣进入气缸的现象。为了解决加热部件长时间工作过热损坏的问题，本实施例中，控制进气加热装置以间歇加热方式工作；具体的，发动机的电子控制单元(electronic control unit，ecu)控制进气加热格栅工作一段时间后停止工作，让冷空气充分冷却加热格栅，加热栅格冷却一段时间后，再次进行工作，再次停止工作，以此往复；间隔时间不唯一，可以基于不同的低温环境温度，标定单次往复周期、加热时间和最大加热次数，可以保证整体加热效果和加热栅格寿命最长即可。
50.需要说明的是，控制进气加热装置以间歇加热方式工作，主要用于需要加热时间较长，需要加热的功率较大的大排量发动机。可选的，加热过程中，判断发动机的排量是否大于预设排量，如果是，控制进气加热装置以间歇加热方式工作，否则，控制进气加热装置以持续加热方式工作；所述预设排量不唯一，可以设置为20l；这样可以在面对大排量发动机时，采用间歇加热方式工作，即满足了长时间的加热需求，保障了加热效果，又不因持续高功率加热对加热格栅造成损坏；在面对小排量发动机时，采用持续加热方式工作，保证了低功率加热下的加热时间，保障了加热效果。
51.为了保证启动温度数据取值的准确性和全面性，所述启动温度数据可以包括发动机内的水温、油温和发动机环境温度；可以理解的，在发动机内部或外部的相关位置安装温度传感器，实现对水温、油温和发动机环境温度的检测。可选的，判断启动温度是否低于标定温度时，可以取水温、油温和发动机环境温度中的最低温度与标定温度比较；也可以取水温、油温和发动机环境温度的平均温度与标定温度比较。多种类型温度作为确定启动温度的考虑因素，避免了温度判断不准确的问题，比如，只以水温或油温为启动温度时，因水温和油温在启动过程中会急剧上升，此时如果过早的停止进气加热工作，发动机上或发动机
所处环境内的冷能会快速将水温和油温降到标定温度值一下，此时会造成燃烧不充分、冒白烟甚至熄火的现象。
52.本实施例中，虽然通过将第二次加热的切入时间节点设定在启动马达脱出时，在不影响启动马达供电的前提下，提高了发动机启动过程中进气加的参与度。但是，在能耗和蓄电池使用寿命两方面考虑出发，在加热过程中，如果过度的对蓄电池的能量进行消耗，会带来能耗过大及降低蓄电池寿命的问题，为了解决上述问题，本实施例中还对加热时具体的加热功率进行了优化，从而实现对蓄电池能量消耗达到最低，具体的：
53.加热时，启动温度低于第一温度值时，采用第一加热功率进行加热；启动温度低于第二温度值而不低于所述第一温度值时，采用第二加热功率进行加热；其中，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二温度值小于标定温度；所述第一加热功率大于所述第二加热功率。针对不同启动温度值，采用不同的加热功率，避免加热功率过大时过度消耗蓄电池能量的问题，又避免了加热功率过低不能满足进气加热需求的问题；可以理解的，所述第一温度值、所述第二温度值、所述第一加热功率和所述第二加热功率的确定可以通过实验或历史数据进行标定得到。
54.为了保证进气加热效果，在根据启动温度值确定加热功率时，加入对温度值变化快慢的判断，在升温较慢时，适当提高加热功率，以保证加热效果，避免影响发动机启动时间的问题。具体的，判断启动温度由第一温度值到第二温度值的变化时间；如果变化时间大于设定值，则持续采用第一加热功率进行加热，而不是采用较小的第二加热功率，保证了进气温度的加热效果。
55.在其他一些实施例中，还可以设置更多的温度值以及对应的加热功率，实现更多分级的详细控制策略，而不仅限于第一温度值、第二温度值、第一加热功率和第二加热功率的设定。
56.实施例2：
57.本实施例提供了一种提升加热参与度的发动机进气加热装置控制系统，包括：
58.数据采集模块，被配置为：接收到发动机启动信号时，实时获取启动温度数据；
59.第一加热控制模块，被配置为：判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第一次加热，否则不加热；
60.第一停止加热控制模块，被配置为：接收到启动马达开始工作信号时，控制进气加热装置停止加热；
61.第二加热控制模块，接收到启动马达脱出信号时，判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第二次加热，否则不加热；
62.第二停止加热控制模块，被配置为：在第二次加热过程中，继续判断启动温度是否低于标定温度，如果是，持续进行加热，否则控制进气加热装置停止加热。
63.所述系统的工作方法与实施例1的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法相同，这里不再赘述。
64.实施例3：
65.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了实施例1所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法的步骤。
66.实施例4：
67.本实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了实施例1所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法的步骤。
68.以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，其特征在于，包括：接收到发动机启动信号时，实时获取启动温度数据；判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第一次加热，否则不加热；接收到启动马达开始工作信号时，控制进气加热装置停止加热；接收到启动马达脱出信号时，判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第二次加热，否则不加热；在第二次加热过程中，继续判断启动温度是否低于标定温度，如果是，持续进行加热，否则控制进气加热装置停止加热。2.如权利要求1所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，其特征在于，控制进气加热装置以间歇加热方式工作。3.如权利要求2所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，其特征在于，加热过程中，判断发动机的排量是否大于预设排量，如果是，控制进气加热装置以间歇加热方式工作，否则，控制进气加热装置以持续加热方式工作。4.如权利要求1所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，其特征在于，所述启动温度数据包括发动机内的水温、油温和发动机环境温度。5.如权利要求4所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，其特征在于，判断启动温度是否低于标定温度时，取水温、油温和发动机环境温度中的最低温度与标定温度比较。6.如权利要求1所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，其特征在于，加热时，启动温度低于第一温度值时，采用第一加热功率进行加热；启动温度低于第二温度值而不低于所述第一温度值时，采用第二加热功率进行加热；其中，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二温度值小于标定温度；所述第一加热功率大于所述第二加热功率。7.如权利要求6所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法，其特征在于，判断启动温度由第一温度值到第二温度值的变化时间；如果变化时间大于设定值，则持续采用第一加热功率进行加热。8.提升加热参与度的发动机进气加热装置控制系统，其特征在于，包括：数据采集模块，被配置为：接收到发动机启动信号时，实时获取启动温度数据；第一加热控制模块，被配置为：判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第一次加热，否则不加热；第一停止加热控制模块，被配置为：接收到启动马达开始工作信号时，控制进气加热装置停止加热；第二加热控制模块，接收到启动马达脱出信号时，判断启动温度是否低于标定温度，如果是，控制进气加热装置进行第二次加热，否则不加热；第二停止加热控制模块，被配置为：在第二次加热过程中，继续判断启动温度是否低于标定温度，如果是，持续进行加热，否则控制进气加热装置停止加热。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现了如权利要求1-7任一项所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求1-7任一项所述的提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法的步骤。

技术总结
本发明属于发动机控制技术领域，提供了一种提升加热参与度的发动机进气加热装置控制方法及系统，通过判断启动温度是否低于标定温度来确定是否需要进行进气加热；在需要加热的情况下，将第二次加热的切入时间节点设定在启动马达脱出时，较目前将第二次加热时间节点设置在发动机启动成功后的技术相比，提前了第二次加热的切入时间，在不影响启动马达供电的前提下，提高了发动机启动过程中进气加的参与度，保障了进气加热时间和进气加热效果，通过增加进气加热时间改善了发动机燃烧状况，避免了燃烧不充分、冒白烟甚至熄火的现象。冒白烟甚至熄火的现象。冒白烟甚至熄火的现象。


技术研发人员：张宏涛 王惠林
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/6/12