一种发动机冷启动方法及装置
阅读说明：本技术 一种发动机冷启动方法及装置 (Cold starting method and device for engine ) 是由 陈月春 马雁 张小田 刘帅 杜金光 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供的发动机冷启动方法及装置,应用于发动机技术领域,该方法根据离合器状态的不同设置两种启动扭矩,并且第一启动扭矩大于第二启动扭矩,在获取发动机启动指令之后,确定离合器状态,如果离合器状态为表征离合器未被踩下的复位状态,按照第一启动扭矩控制发动机启动,如果离合器状态为表征离合器被踩下的置位状态,按照第二启动扭矩控制发动机启动。由于第一启动扭矩是针对离合器未被踩下的工况设置的,数值较大,发动机按照第一启动扭矩启动时,能够有效克服变速箱对发动机施加的阻力力矩,有效提高发动机冷启动的成功率。(The invention provides a cold starting method and a cold starting device of an engine, which are applied to the technical field of engines. Because the first starting torque is set according to the working condition that the clutch is not stepped, the numerical value is large, and when the engine is started according to the first starting torque, the resistance torque applied to the engine by the gearbox can be effectively overcome, and the success rate of cold start of the engine is effectively improved.)
技术领域
本发明属于发动机技术领域，尤其涉及一种发动机冷启动方法及装置。
背景技术
在进入冬季之后，我国有不少地区气温达到了-20℃～-35℃，甚至局部地区的气温将接近-53℃，而由于润滑油及变速箱齿轮油本身物理特性的原因，随着环境温度的降低，润滑油及变速箱齿轮油的粘度将明显加大，因此，低温环境下变速箱的齿轮油阻力是导致发动机冷启动困难的一个重要方面。
如果在发动机冷启动时踩下离合器，使发动机与变速箱分离，避免变速箱对发动机施加阻力力矩，可有效提高发动机冷启动的成功率。但在实际应用中，部分驾驶员在发动机冷启动时不会踩下离合器，并且，对于部分重型车而言，由于车辆长时间停放后踩踏离合器的辅助气动压力已经消失，驾驶员无法踩下离合器，这些情况都有可能造成发动机冷启动失败。
因此，如何提高发动机冷启动的成功率，成为本领域技术人员需要解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发动机冷启动方法及装置，根据离合器的状态，控制发动机以不同的启动扭矩启动，提高发动机冷启动的成功率，具体方案如下：
第一方面，本发明提供一种发动机冷启动方法，包括：
获取发动机启动指令；
响应所述启动指令，确定离合器状态；
若所述离合器状态为表征离合器未被踩下的复位状态，按照第一启动扭矩控制所述发动机启动；
若所述离合器状态为表征离合器被踩下的置位状态，按照第二启动扭矩控制所述发动机启动，其中，所述第一启动扭矩大于所述第二启动扭矩。
可选的，所述确定离合器状态，包括：
获取冷却液温度和机油温度；
确定所述冷却液温度和所述机油温度中的最小值；
若所述最小值大于预设温度阈值，判定所述离合器状态为所述置位状态。
可选的，若所述最小值不大于预设温度阈值，获取离合器踏板开度信息；
若所述踏板开度信息表征所述离合器被踩下，确定所述离合器状态为所述置位状态；
若所述踏板开度信息表征所述离合器未被踩下，确定所述离合器状态为所述复位状态。
可选的，在所述方法应用于重型车辆时，所述确定离合器状态，包括：
确定离合器状态为所述复位状态。
可选的，所述按照第一启动扭矩控制所述发动机启动，包括：
获取发动机转速和冷却液温度；
根据第一预设映射关系，确定与所述发动机转速和所述冷却液温度对应的第一启动扭矩；
其中，所述第一预设映射关系中记录有发动机转速、冷却液温度与启动扭矩的第一对应关系；
根据所述第一启动扭矩确定第一发动机喷油量；
按照所述第一发动机喷油量控制所述发动机启动。
可选的，所述按照第二启动扭矩控制所述发动机启动，包括：
获取发动机转速和冷却液温度；
根据第二预设映射关系，确定与所述发动机转速和所述冷却液温度对应的第二启动扭矩；
其中，所述第二预设映射关系中记录有发动机转速、冷却液温度与启动扭矩的第二对应关系；
根据所述第二启动扭矩确定第二发动机喷油量；
按照所述第二发动机喷油量控制所述发动机启动。
第二方面，本发明提供一种发动机冷启动装置，包括：
获取单元，用于获取发动机启动指令；
确定单元，用于响应所述启动指令，确定离合器状态；
第一控制单元，用于若所述离合器状态为表征离合器未被踩下的复位状态，按照第一启动扭矩控制所述发动机启动；
第二控制单元，用于若所述离合器状态为表征离合器被踩下的置位状态，按照第二启动扭矩控制所述发动机启动，其中，所述第一启动扭矩大于所述第二启动扭矩。
可选的，所述确定单元，用于确定离合器状态时，具体包括：
获取冷却液温度和机油温度；
确定所述冷却液温度和所述机油温度中的最小值；
若所述最小值大于预设温度阈值，判定所述离合器状态为所述置位状态。
可选的，所述确定单元，用于确定离合器状态时，具体包括：
若所述最小值不大于预设温度阈值，获取离合器踏板开度信息；
若所述踏板开度信息表征所述离合器被踩下，确定所述离合器状态为所述置位状态；
若所述踏板开度信息表征所述离合器未被踩下，确定所述离合器状态为所述复位状态。
可选的，在所述装置应用于重型车辆时，所述确定单元，用于确定离合器状态时，具体包括：
确定离合器状态为所述复位状态。
基于上述本发明提供的发动机冷启动方法，根据离合器状态的不同设置两种启动扭矩，并且第一启动扭矩大于第二启动扭矩，在获取发动机启动指令之后，确定离合器状态，如果离合器状态为表征离合器未被踩下的复位状态，按照第一启动扭矩控制发动机启动，如果离合器状态为表征离合器被踩下的置位状态，按照第二启动扭矩控制发动机启动。由于第一启动扭矩是针对离合器未被踩下的工况设置的，数值较大，发动机按照第一启动扭矩启动时，能够有效克服变速箱对发动机施加的阻力力矩，有效提高发动机冷启动的成功率。
进一步的，在离合器被踩下的工况下，采用数值较小的第二启动扭矩控制发动机启动，较小的启动扭矩意味着较小的发动机喷油量，因此，能够有效避免现有技术中因为喷油量过多而产生的冒白烟问题，有利于提高发动机的尾气排放性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明申请实施例提供的一种发动机冷启动方法的流程图；
图2是本发明申请实施例提供的一种发动机冷启动装置的结构框图；
图3是本发明申请实施例提供的一种控制器的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
发明人研究发现，在发动机冷启动过程中，离合器是否踩下，即发动机是否与变速箱分离，对发动机冷启动性能具有重要的影响。对于轻型车辆，在寒冷地区启动时，由于不同的驾驶员操作习惯差异，会出现起动过程中踩下离合及起动过程中不踩离合两种不同操作。离合器被踩下时，发动机与变速箱脱开，发动机起动过程不受变速箱内搅油阻力影响，发动机拖动转速高，容易点火，且发动机转速上升快；若起动过程中不踩下离合器，则起动过程中发动机带动变速箱动作，发动机受到较大的变速箱的阻力力矩，降低发动机的拖动转速，冷启动不易成功。而对于重型车辆，由于低温环境下离合器不容易被踩下，发动机在启动过程中往往会受到变速箱的阻力力矩。
基于上述前提，本发明申请实施例提供一种发动机冷启动方法，参见图1，图1是本发明实施例提供的发动机冷启动方法的流程图，该方法可应用于车辆设置的整车控制器或行车电脑等具有数据处理能力的控制器，显然，在某些情况下也可选用网络侧的服务器实现；参照图1，本发明实施例提供的发动机冷启动方法的流程，可以包括：
步骤S100、获取发动机启动指令。
应用本发明实施例提供的发动机冷启动方法的控制器上电后，首先获取发动机启动指令，并在获取得到发动机启动指令后，执行后续步骤。
对于控制器获取发动机启动指令的具体方式，可以参照现有技术中发动机启动时启动指令的传输方式进行，本发明实施例对于获取发动机启动指令的具体过程不做限定。
需要特别说明的是，本发明实施例提供的发动机启动方法，应用于发动机的冷启动工况，下文所述及的内容，都是在冷启动工况环境下进行展开阐述的。
步骤S110、响应启动指令，确定离合器状态。
在获取得到启动指令之后，响应该启动指令，进一步确定离合器的当前状态。为便于描述，在本发明实施例中，将发动机与变速箱分离、离合器被踩下时的离合器状态称为离合器的置位状态；相反的，将离合器未被踩下时对应的状态，称为离合器的复位状态，离合器状态为置位状态或复位状态二者之一。
在实际应用中，即使是在极寒地区，车辆在运行一段时间后，冷却液温度、机油温度，以及变速箱内齿轮油的温度同样会逐渐升高，机油、齿轮油等润滑液恢复到正常温度下的工作性能。如果车辆在运行一段时间后，经过时间较短的停车，车辆再次启动时，冷却液温度、机油温度，以及变速箱内齿轮油的温度可能还没有下降很多，润滑液粘度不是很大，这种情况下的启动过程和车辆在低温环境下长时间放置后的启动过程自然是不同的，因此，有必要针对这两种情况制定不同的控制策略。
可选的，根据上述内容可知，在极寒地区，车辆停车时间的长短直接影响冷却液温度、机油温度和齿轮油温度，但考虑到变速箱齿轮油温度不易获取，本发明实施例通过机油温度和冷却液温度进行判断。
首先，获取冷却液温度和机油温度，并确定二者中的最小值，如果确定得到的最小值大于预设温度阈值，则可以判定本次启动是在运行一段时间，并且经过短时间停车后的再次启动，这种情况下，由于机油、齿轮油等润滑液的温度仍然较高，是否踩下离合器对于发动机的启动过程影响不是很大，可以直接判定离合器状态为置位状态。
可选的，对于预设温度阈值的选取，可以基于台架试验的试验数据进行标定，也可以根据车辆具体的使用环境进行设置，本发明实施例对于预设温度阈值的具体选取不做限定。而对于机油温度和冷却液温度的获取，则可以通过现有技术中车辆对应位置设置的温度传感器获得。
对于轻型车辆而言，如果上述冷却液温度和机油温度中的最小值不大于预设温度阈值，则需要进一步判断离合器是否被踩下。
可选的，在冷却液温度和机油温度中的最小值不大于预设温度阈值的情况下，获取离合器踏板的开度信息，如果所得踏板开度信息表征离合器被踩下，则确定离合器状态为置位状态；相反的，如果所得踏板开度信息表征离合器未被踩下，则确定离合器状态为复位状态。
可选的，对于重型车辆而言，由于其在低温环境下驾驶员难以踩下离合器，因此，在本发明实施例所提供的发动机启动方法应用于重型车辆时，可以在冷启动工况下，直接设置离合器状态为复位状态。
可以想到的是，前述根据机油温度、冷却液温度和预设温度阈值的大小关系，判断发动机是否是在短时间停车后的再次启动，进而确定离合器状态的方法，同样适用于重型车辆。
步骤S120、判断离合器是否被踩下，若否，执行S130，若是，执行S140。
经过前述步骤，如果确定离合器状态为复位状态，判定离合器未被踩下，执行S130，按照第一启动扭矩控制发动机启动；如果确定离合器状态为置位状态，判定离合器被踩下，执行S140，按照第二启动扭矩控制发动机启动。
步骤S130、按照第一启动扭矩控制发动机启动。
如果离合器状态为表征离合器未被踩下的复位状态，按照第一启动扭矩控制发动机启动。
本发明实施例提供第一预设映射关系，第一预设映射关系中记录有发动机转速、冷却液温度与发动机启动扭矩的第一对应关系。在判定离合器处于复位状态后，获取发动机转速和当前的冷却液温度，然后查询第一预设映射关系，根据第一预设映射关系确定与所得发动机转速、冷却液温度相对应的第一启动扭矩。
然后，根据启动扭矩与发动机喷油量之间的换算关系，计算得到第一启动扭矩所对应的第一发动机喷油量，按照所得第一发动机喷油量控制发动机启动即可。
可以想到的是，发动机启动扭矩脉谱图是现有技术中最为常用的第一预设映射关系的表现方式，当然，也可以采用其他方式体现第一预设映射关系中所记录的对应关系，本发明实施例对于第一预设映射关系的具体表现形式不做限定。
对于启动扭矩与发动机喷油量之间的换算过程，可以参照现有技术中的计算方法，此处不再赘述。
步骤S140、按照第二启动扭矩控制发动机启动。
如果离合器状态为表征离合器被踩下的置位状态，按照第二启动扭矩控制发动机启动。
本发明实施例提供第二预设映射关系，第二预设映射关系中记录有发动机转速、冷却液温度与发动机启动扭矩的第二对应关系。在判定离合器处于置位状态后，获取发动机转速和当前的冷却液温度，然后查询第二预设映射关系，根据第二预设映射关系确定与所得发动机转速、冷却液温度相对应的第二启动扭矩。
然后，同样根据启动扭矩与发动机喷油量之间的换算关系，计算得到第二启动扭矩所对应的第二发动机喷油量，按照所得第二发动机喷油量控制发动机启动即可。
可以想到的是，第二预设映射关系和第一预设映射关系一样，同样可以采用发动机启动扭矩脉谱图或者现有技术中的其他表现方式，本发明实施例对于第二预设映射关系的具体表现形式不做限定。
综合步骤S130和步骤S140的内容可知，第一启动扭矩对应于离合器未被踩下的工况，发动机需要带动变速箱同步转动；第二启动扭矩对应于离合器被踩下的工况，发动机与变速箱分离，启动阻力较小，因此，第一启动扭矩大于第二启动扭矩。
进一步可以想到的是，本发明实施例提供的第一预设映射关系和第二预设映射关系，其实质为提供两套完全独立的发动机启动扭矩脉谱图，针对离合器的不同状态，选用不同的发动机启动扭矩脉谱图进行启动。在相同的发动机转速以及冷却液温度的情况下，根据第一预设映射关系确定的第一启动扭矩大于根据第二预设映射关系确定的第二启动扭矩。
综上所述，通过本发明实施例提供的发动机启动方法，由于第一启动扭矩是针对离合器未被踩下的工况设置的，数值较大，发动机按照第一启动扭矩启动时，能够有效克服变速箱对发动机施加的阻力力矩，有效提高发动机冷启动的成功率。
进一步的，在离合器被踩下的工况下，采用数值较小的第二启动扭矩控制发动机启动，较小的启动扭矩意味着较小的发动机喷油量，因此，能够有效避免现有技术中因为喷油量过多而产生的冒白烟问题，有利于提高发动机的尾气排放性能。
下面对本发明实施例提供的发动机冷启动装置进行介绍，下文描述的发动机冷启动装置可以认为是为实现本发明实施例提供的发动机冷启动方法，在中央设备中需设置的功能模块架构；下文描述内容可与上文相互参照。
可选的，参见图2，图2为本发明申请实施例提供的一种发动机冷启动装置的结构框图，该装置可以包括：
获取单元10，用于获取发动机启动指令；
确定单元20，用于响应所述启动指令，确定离合器状态；
第一控制单元30，用于若所述离合器状态为表征离合器未被踩下的复位状态，按照第一启动扭矩控制所述发动机启动；
第二控制单元40，用于若所述离合器状态为表征离合器被踩下的置位状态，按照第二启动扭矩控制所述发动机启动，其中，所述第一启动扭矩大于所述第二启动扭矩。
可选的，所述确定单元20，用于确定离合器状态时，具体包括：
获取冷却液温度和机油温度；
确定所述冷却液温度和所述机油温度中的最小值；
若所述最小值大于预设温度阈值，判定所述离合器状态为所述置位状态。
可选的，所述确定单元20，用于确定离合器状态时，具体包括：
若所述最小值不大于预设温度阈值，获取离合器踏板开度信息；
若所述踏板开度信息表征所述离合器被踩下，确定所述离合器状态为所述置位状态；
若所述踏板开度信息表征所述离合器未被踩下，确定所述离合器状态为所述复位状态。
可选的，在所述装置应用于重型车辆时，所述确定单元20，用于确定离合器状态时，具体包括：
确定离合器状态为所述复位状态。
可选的，所述第一控制单元30，用于按照第一启动扭矩控制所述发动机启动时，具体包括：
获取发动机转速和冷却液温度；
根据第一预设映射关系，确定与所述发动机转速和所述冷却液温度对应的第一启动扭矩；
其中，所述第一预设映射关系中记录有发动机转速、冷却液温度与启动扭矩的第一对应关系；
根据所述第一启动扭矩确定第一发动机喷油量；
按照所述第一发动机喷油量控制所述发动机启动。
可选的，所述第二控制单元40，用于按照第二启动扭矩控制所述发动机启动时，具体包括：
获取发动机转速和冷却液温度；
根据第二预设映射关系，确定与所述发动机转速和所述冷却液温度对应的第二启动扭矩；
其中，所述第二预设映射关系中记录有发动机转速、冷却液温度与启动扭矩的第二对应关系；
根据所述第二启动扭矩确定第二发动机喷油量；
按照所述第二发动机喷油量控制所述发动机启动。
综上所述，通过本发明实施例提供的发动机启动装置，由于第一启动扭矩是针对离合器未被踩下的工况设置的，数值较大，发动机按照第一启动扭矩启动时，能够有效克服变速箱对发动机施加的阻力力矩，有效提高发动机冷启动的成功率。
进一步的，在离合器被踩下的工况下，采用数值较小的第二启动扭矩控制发动机启动，较小的启动扭矩意味着较小的发动机喷油量，因此，能够有效避免现有技术中因为喷油量过多而产生的冒白烟问题，有利于提高发动机的尾气排放性能。
可选的，参见图3，图3为本发明实施例提供的控制器的结构框图，参见图3所示，可以包括：至少一个处理器100，至少一个通信接口200，至少一个存储器300和至少一个通信总线400；
在本发明实施例中，处理器100、通信接口200、存储器300、通信总线400的数量为至少一个，且处理器100、通信接口200、存储器300通过通信总线400完成相互间的通信；显然，图3所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅是可选的；
可选的，通信接口200可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口；
处理器100可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器300，存储有应用程序，可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
其中，处理器100具体用于执行存储器内的应用程序，以实现上述所述的发动机冷启动方法的任一实施例。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。