柴油车发动机热保护控制方法研究

孙利娜

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

在合适的温度范围内，发动机工作性能良好。环境温度很高时，当车辆长时间大负荷运转，发动机温度可能超出正常工作范围，如果不对发动机采取保护措施，将会导致发动机过热损坏，发动机舱的热辐射也可能引发线路着火引起火灾。采取发动机热保护控制策略，在保护发动机的同时，也能提醒驾驶员注意观察车辆状态。

本文以采用BOSCH发动机管理系统的某柴油车型为基础，对发动机热保护控制策略进行分析研究。

1 发动机热保护控制原理

在发动机水温达到一定温度之后，开启高速风扇，加快发动机散热；如果水温继续升高，达到一定温度后，则会关闭空调，降低发动机负荷；如果水温继续升高，达到一定温度后，开始限制发动机扭矩，避免发动机硬件损坏。

图1 发动机热保护控制原理

2 热保护控制逻辑

发动机风扇为高低速风扇，在发动机水温达到标定限值后，高速风扇开启，增强冷却液对发动机的冷却作用。

表1 高速风扇工作策略

对车辆来讲，空调是发动机上最大的负载，空调工作时，发动机需要喷更多的燃油、提供更多的扭矩来维持车辆的正常运行。当发动机水温达到标定限值后，会关闭空调，降低发动机负荷，是对发动机的一种保护策略。

表2 空调水温关闭策略

发动机水温上升到标定限值时，开始限制发动机扭矩，减少喷油量，随着温度的继续升高，限扭程度更加严格，直至限扭至发动机停机。根据发动机水温从表3中得到水温因子，水温因子与发动机转速（也可以替换为车速）从表4中得到发动机当前状态下的扭矩限值。

表3 水温因子

表4 扭矩限值/Nm（x：发动机转速/rpm；y：水温因子/-）

3 试验验证

为了验证热保护控制逻辑及表3、表4标定数据的合理性，在夏季进行了整车高温试验验证。

关闭空调开关，选择合适的档位，车辆以额定转速行驶，在发动机水温达到高速风扇开启温度标定限值时，观察高速风扇是否开启；怠速行驶，在发动机水温降到高速风扇关闭温度标定限值时，观察高速风扇是否关闭。

图2 高速风扇按照标定限值合理开启/关闭

打开空调开关，空调开启，选择合适的档位，车辆以额定转速行驶，在发动机水温达到空调关闭温度标定限值时，观察空调是否关闭；怠速行驶，在发动机水温降到空调再次开启温度标定限值时，观察空调是否开启。

图3 空调按照标定限值合理开启/关闭

选择合适的档位，车辆以额定转速爬坡行驶（根据实际路况尽可能大的坡），在发动机水温达到限扭标定温度，观察车辆是否限扭；继续以额定转速爬坡行驶直至发动机停机，观察车辆限扭过程是否平顺，有无严重顿挫。

图4 发动机按照标定限值限扭/停机，过程平顺

4 结束语

本文对柴油车发动机热保护的控制原理、控制逻辑进行分析研究，对标定后的数据在高温试验中进行验证，确保了发动机水温过高时，高速风扇能正常开启、空调能正常关闭、发动机能限扭停机，且限扭过程平顺，有效避免了发动机高温损坏。