柴油車發動機熱保護控制方法研究

孫利娜

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

在合適的溫度范圍內，發動機工作性能良好。環境溫度很高時，當車輛長時間大負荷運轉，發動機溫度可能超出正常工作范圍，如果不對發動機采取保護措施，將會導致發動機過熱損壞，發動機艙的熱輻射也可能引發線路著火引起火災。采取發動機熱保護控制策略，在保護發動機的同時，也能提醒駕駛員注意觀察車輛狀態。

本文以采用BOSCH發動機管理系統的某柴油車型為基礎，對發動機熱保護控制策略進行分析研究。

1 發動機熱保護控制原理

在發動機水溫達到一定溫度之后，開啟高速風扇，加快發動機散熱；如果水溫繼續升高，達到一定溫度后，則會關閉空調，降低發動機負荷；如果水溫繼續升高，達到一定溫度后，開始限制發動機扭矩，避免發動機硬件損壞。

圖1 發動機熱保護控制原理

2 熱保護控制邏輯

發動機風扇為高低速風扇，在發動機水溫達到標定限值后，高速風扇開啟，增強冷卻液對發動機的冷卻作用。

表1 高速風扇工作策略

對車輛來講，空調是發動機上最大的負載，空調工作時，發動機需要噴更多的燃油、提供更多的扭矩來維持車輛的正常運行。當發動機水溫達到標定限值后，會關閉空調，降低發動機負荷，是對發動機的一種保護策略。

表2 空調水溫關閉策略

發動機水溫上升到標定限值時，開始限制發動機扭矩，減少噴油量，隨著溫度的繼續升高，限扭程度更加嚴格，直至限扭至發動機停機。根據發動機水溫從表3中得到水溫因子，水溫因子與發動機轉速（也可以替換為車速）從表4中得到發動機當前狀態下的扭矩限值。

表3 水溫因子

表4 扭矩限值/Nm（x：發動機轉速/rpm；y：水溫因子/-）

3 試驗驗證

為了驗證熱保護控制邏輯及表3、表4標定數據的合理性，在夏季進行了整車高溫試驗驗證。

關閉空調開關，選擇合適的檔位，車輛以額定轉速行駛，在發動機水溫達到高速風扇開啟溫度標定限值時，觀察高速風扇是否開啟；怠速行駛，在發動機水溫降到高速風扇關閉溫度標定限值時，觀察高速風扇是否關閉。

圖2 高速風扇按照標定限值合理開啟/關閉

打開空調開關，空調開啟，選擇合適的檔位，車輛以額定轉速行駛，在發動機水溫達到空調關閉溫度標定限值時，觀察空調是否關閉；怠速行駛，在發動機水溫降到空調再次開啟溫度標定限值時，觀察空調是否開啟。

圖3 空調按照標定限值合理開啟/關閉

選擇合適的檔位，車輛以額定轉速爬坡行駛（根據實際路況盡可能大的坡），在發動機水溫達到限扭標定溫度，觀察車輛是否限扭；繼續以額定轉速爬坡行駛直至發動機停機，觀察車輛限扭過程是否平順，有無嚴重頓挫。

圖4 發動機按照標定限值限扭/停機，過程平順

4 結束語

本文對柴油車發動機熱保護的控制原理、控制邏輯進行分析研究，對標定后的數據在高溫試驗中進行驗證，確保了發動機水溫過高時，高速風扇能正常開啟、空調能正常關閉、發動機能限扭停機，且限扭過程平順，有效避免了發動機高溫損壞。