發(fā)動機水溫控制方法及裝置的制造方法
【專利摘要】一種發(fā)動機水溫控制方法及裝置，該方法包括步驟：根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度；在采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量的發(fā)動機出水溫度時，根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間，確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)；確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制。本發(fā)明實施例方案可以提前對冷卻系統(tǒng)的部件進行控制，可以實現(xiàn)對發(fā)動機水溫的精確控制，實現(xiàn)水溫的快速穩(wěn)定。
【專利說明】
發(fā)動機水溫控制方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及車輛控制領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)動機水溫控制方法以及發(fā)動機水溫 控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 水溫對發(fā)動機的油耗和排放有著重要作用，冷卻系統(tǒng)作為車輛控制發(fā)動機水溫的 主要功能系統(tǒng)，其通過可控零部件實現(xiàn)對發(fā)送機水溫的直接調(diào)節(jié)。目前常見的控制方式是 基于當前水溫直接進行控制，例如當水溫達到某個上限值或者下限值時，啟動冷卻系統(tǒng)的 某個可控零部件的某個檔位。然而，車輛冷卻系統(tǒng)屬于"大滯后"系統(tǒng)，基于這種水溫控制方 式，容易出現(xiàn)"超調(diào)"或者"欠調(diào)節(jié)"，導(dǎo)致水溫來回波動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種發(fā)動機水溫控制方法以及一種發(fā)動機 水溫控制裝置，其可以實現(xiàn)對發(fā)動機水溫的精確控制，實現(xiàn)水溫的快速穩(wěn)定。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明實施例采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種發(fā)動機水溫控制方法，包括步驟：
[0006] 根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度；
[0007] 在采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量的發(fā)動機出水溫度時，根據(jù)所采集的各發(fā)動機出 水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間，確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)；
[0008] 確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對 冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制。
[0009] -種發(fā)動機水溫控制裝置，包括：
[0010]溫度采集模塊，用于根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度；
[0011]水溫函數(shù)確定模塊，用于在所述溫度采集模塊采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量的發(fā) 動機出水溫度時，根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間，確 定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)；
[0012] 性能參數(shù)確定模塊，用于確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)；
[0013] 控制模塊，用于根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制。
[0014] 根據(jù)如上所述的本發(fā)明實施例的方案，其是通過采集發(fā)動機出水溫度，并基于采 集的發(fā)動機出水溫度與采集時間確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)，從而確定該 水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并據(jù)此對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制，從而可 以提前對冷卻系統(tǒng)的部件進行控制，可以實現(xiàn)對發(fā)動機水溫的精確控制，實現(xiàn)水溫的快速 穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0015] 圖1是一個實施例中的發(fā)動機水溫控制方法的流程示意圖；
[0016] 圖2是另一個實施例中的發(fā)動機水溫控制方法的流程示意圖；
[0017] 圖3是一個具體示例中的發(fā)動機水溫控制方法的流程示意圖；
[0018] 圖4是一個具體示例中的發(fā)動機水溫控制方法的原理邏輯示意圖；
[0019] 圖5是采用傳統(tǒng)技術(shù)的水溫控制曲線示意圖；
[0020] 圖6是基于本發(fā)明實施例方法的水溫變化曲線的示意圖；
[0021] 圖7是一個實施例中的發(fā)動機水溫控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本 發(fā)明進行進一步的詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明， 并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0023]圖1中示出了一個實施例中的發(fā)動機水溫控制方法的流程示意圖。如圖1所示，該 實施例中的方法包括：
[0024]步驟S101:根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度；
[0025] 步驟S102:在采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量的發(fā)動機出水溫度時，根據(jù)所采集的 各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間，確定發(fā)動機出水溫度與時間的水 溫變化函數(shù)；
[0026] 步驟S103:確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并根據(jù)所述冷卻系統(tǒng) 性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制。
[0027] 根據(jù)如上所述的本發(fā)明實施例的方案，其是通過采集發(fā)動機出水溫度，并基于采 集的發(fā)動機出水溫度與采集時間確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)，從而確定該 水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并據(jù)此對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制，從而可 以提前對冷卻系統(tǒng)的部件進行控制，可以實現(xiàn)對發(fā)動機水溫的精確控制，實現(xiàn)水溫的快速 穩(wěn)定。
[0028]其中，在采集的發(fā)動機出水溫度的精度符合要求的情況下，上述步驟S102中確定 水溫變化函數(shù)之后，可以直接進入步驟S103，確定步驟S10 2確定的水溫變化函數(shù)下的冷卻 系統(tǒng)性能參數(shù)。
[0029]考慮到在采集發(fā)動機出水溫度時極有可能存在誤差，因此，在上述步驟S102中確 定水溫變化函數(shù)之后，還可以是在該水溫變化函數(shù)符合要求的情況下，再確定冷卻系統(tǒng)性 能參數(shù)。
[0030]據(jù)此，圖2中示出了另一個實施例中的發(fā)動機水溫控制方法的流程示意圖，在上述 圖1所示的實施例的基礎(chǔ)上，該實施例是以水溫變化函數(shù)符合要求時再確定冷卻系統(tǒng)性能 參數(shù)為例進行說明。
[0031 ]如圖2所示，該實施例中的發(fā)動機水溫控制方法包括：
[0032]步驟S201:根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度，并采集到大于或者等于預(yù)定 數(shù)量的發(fā)動機出水溫度；
[0033]步驟S202:根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間， 采用數(shù)據(jù)擬合的方式確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)，其中，這里的數(shù)據(jù)擬合 的方式可以采用任何可能的方式，例如最小二乘法、插值法等等，本發(fā)明實施例不對數(shù)據(jù)擬 合的具體方式進行限定；
[0034] 步驟S203:讀取當前工況下的目標水溫以及到達所述目標水溫的需求時間，判斷 所述目標水溫與所述需求時間之間的關(guān)系是否符合所述水溫變化函數(shù);若不符合，則返回 步驟S202，重新采用數(shù)據(jù)擬合的方式確定新的水溫變化函數(shù)，若符合，則進入步驟S204;
[0035] 步驟S204:確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并根據(jù)所述冷卻系統(tǒng) 性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制。
[0036] 在上述兩個實施例中，上述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)可以結(jié)合實際需要進行設(shè)定。在一 個具體示例中，上述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)可以包括發(fā)動機發(fā)熱功率、冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)以及 冷卻系統(tǒng)的熱容。相對應(yīng)地，上述冷卻系統(tǒng)的可控零部件可以包括風扇、調(diào)溫器和水栗。 [0037]據(jù)此，在上述根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制時， 一個具體示例中的控制方式可以包括：
[0038]根據(jù)標定的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度以及水流量 的發(fā)熱功率標定MAP圖，標定的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風扇轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標 定MAP圖，標定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖，分 別輸出對風扇、調(diào)溫器和水栗進行控制的控制信號。
[0039]上述標定的發(fā)熱功率標定MAP圖、散熱系數(shù)標定MAP圖、冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖， 可以在是在上述實際采集發(fā)動機出水溫度之前，通過對冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)進行標定獲得。
[0040] 在一個具體示例中，標定發(fā)動機發(fā)熱功率的方式可以是：
[0041] 保持風扇轉(zhuǎn)速、調(diào)溫器開度、水栗流量、冷卻系統(tǒng)的熱容不變，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸 出扭矩處于恒定狀態(tài)，在設(shè)定的各發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機扭矩下，分別檢測散熱部件水側(cè)的 進水溫度、出水溫度以及水流量，并根據(jù)發(fā)動機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件出 水溫度、水流量、水的比熱容以及水的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定與各發(fā)動機轉(zhuǎn)速及發(fā)動機 扭矩的發(fā)熱量，并根據(jù)確定的發(fā)熱量以及對應(yīng)的進水溫度、出水溫度以及水流量，形成標定 的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度以及水流量的發(fā)熱功率標定MAP 圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在車輛控制技術(shù)中，MAP圖是經(jīng)過測試后得到的一種數(shù)據(jù)曲線圖， 其表明了在多個變量(通常是兩個）的不同取值情況下的另一參數(shù)或者另外多個參數(shù)的分 布情況。因此，這里的發(fā)熱功率標定MAP圖，實際上是基于上述測試后得到的表征了發(fā)動機 發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度、水流量的數(shù)據(jù)曲線圖，表征了在上述水 流量下，不同的散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度的情況下的發(fā)動機發(fā)熱功率的分布 情況。
[0042] 其中，在一個具體的應(yīng)用示例中，發(fā)動機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件 出水溫度、水流量、水的比熱容以及水的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系可以是：
[0044] 其中，C為發(fā)動機發(fā)熱功率，Q為水流量，P為水的密度，^^為水的比熱容，Tin為散熱 部件進水溫度，散熱部件出水溫度。
[0045] 在一個具體示例中，標定冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式可以是:保持發(fā)動機發(fā)熱功率 不變、保持發(fā)動機所在車輛的車速不變、調(diào)溫器的開度為全開，在設(shè)定的各水栗轉(zhuǎn)速和風扇 轉(zhuǎn)速下，根據(jù)熱平衡原理確定與各水栗轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，并基于水栗 和風扇能耗最低的原則確定各冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)對應(yīng)的風扇轉(zhuǎn)速和水栗轉(zhuǎn)速，形成標定的 冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風扇轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標定MAP圖。如上所述，這里的散 熱系數(shù)標定MAP圖，實際上是基于上述測試后得到的表征了冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風扇 轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)曲線圖，表征了在不同的車速、風扇轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速的情況下的冷卻 系統(tǒng)散熱系數(shù)的分布情況。由于這里涉及到4個參數(shù)，因此，在具體應(yīng)用中，可以用4維MAP圖 來表示。
[0046] 其中，在一個具體的應(yīng)用示例中，上述熱平衡原理可以是:預(yù)定時間段之內(nèi)的系統(tǒng) 水溫的變化差值小于或者等于1攝氏度;根據(jù)熱平衡原理確定與各水栗轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的 冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式可以是：
[0047] C = A(Twater-Tair)
[0048] A = f (nfan,nPump,V)
[0049 ]其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表示水溫，Tair表示環(huán) 境溫度，nf 311表示風扇轉(zhuǎn)速，npump表示水栗轉(zhuǎn)速，V表示車速。
[0050] 在一個具體示例中，標定冷卻系統(tǒng)的熱容的方式可以是:在暖機檔下，控制調(diào)溫器 關(guān)閉大循環(huán)回路，在發(fā)動機水溫上升過程中，保持車速、水栗轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機發(fā)熱功 率不變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;在冷卻 檔下，控制調(diào)溫器將大循環(huán)回路全開，保持車速、水栗轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機的發(fā)熱功率不 變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;根據(jù)暖機檔 下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容、冷卻檔下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻 系統(tǒng)的熱容，形成標定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定 MAP圖。如上所述，這里的冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖，實際上是基于上述測試后得到的表征了 與冷卻系統(tǒng)的熱容、調(diào)溫器位置的數(shù)據(jù)曲線圖，表征了在不同的調(diào)溫器位置下的冷卻系統(tǒng) 的熱容的分布情況。
[0051] 其中，在一個具體的應(yīng)用示例中，上述熱量守恒關(guān)系可以為：
[0052] C = A ( Twater_Tair ) +CpTwater
[0053] 其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表示水溫，Tair表示環(huán) 境溫度，心表示冷卻系統(tǒng)的熱容。
[0054] 基于如上所述的各實施例的方案，以下結(jié)合其中一個具體應(yīng)用示例進行詳細說 明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，該具體應(yīng)用示例的詳細說明并不用以對本發(fā)明實施例 方案進行限定。
[0055] 如上所述，首先需要對冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)進行標定，需要標定的冷卻系統(tǒng)性能參 數(shù)可以包括:風扇轉(zhuǎn)速、調(diào)溫器開度、水栗流量、冷卻系統(tǒng)的熱容、發(fā)動機發(fā)熱功率。在進行 標定時，可以采用單一變量法的方式進行標定。
[0056] 在標定發(fā)動機發(fā)熱功率C時，可以保持風扇轉(zhuǎn)速、調(diào)溫器開度、水栗流量、冷卻系統(tǒng) 的熱容不變(一定），且保證發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出扭矩處于恒定狀態(tài)(通過采用普通發(fā)動機性 能試驗臺架就可以確保發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出扭矩處于一個恒定狀態(tài)），分別檢測散熱部件(主 要是散熱器)水側(cè)（以水冷式發(fā)動機為例）的進水溫度、出水溫度以及水流量，并通過下式 (1)給出的發(fā)動機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度、水流量、水的比熱容 以及水的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定與各發(fā)動機轉(zhuǎn)速及發(fā)動機扭矩的發(fā)熱量，即每個發(fā)動 機轉(zhuǎn)速及發(fā)送機扭矩均測試得到一個發(fā)動機發(fā)熱功率C值，從而形成標定的發(fā)動機發(fā)熱功 率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度以及水流量的發(fā)熱功率標定MAP圖。其中，在設(shè)定 各發(fā)動機轉(zhuǎn)速和各發(fā)動機扭矩時，可以結(jié)合實際需要進行設(shè)置，例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以以500 轉(zhuǎn)/分鐘的間隔設(shè)置，而發(fā)動機扭矩可以以1 〇 %的間隔設(shè)置。
[0058] 其中，C為發(fā)動機發(fā)熱功率，Q為水流量，P為水的密度，^^為水的比熱容，Tin為散熱 部件進水溫度，散熱部件出水溫度。
[0059] 在標定冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)A時，可以保持發(fā)動機發(fā)熱功率不變(一定）、保持發(fā)動機 所在車輛的車速不變(一定）、調(diào)溫器的開度為全開，在設(shè)定的各水栗轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速下，根 據(jù)熱平衡原理確定與各水栗轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，即將水栗轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn) 速分別作為變量，按照熱平衡原理(預(yù)定時間段之內(nèi)的系統(tǒng)水溫的變化差值小于或者等于1 攝氏度，例如10分鐘之內(nèi)的系統(tǒng)水溫變化不超過±1°C)，得到不同水栗轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速對 應(yīng)的系統(tǒng)散熱系數(shù)A，具體下式(2)。然后基于水栗和風扇能耗最低的原則，可以確定不同系 統(tǒng)換熱性需求的n fa4Pnpump。函數(shù)f()的形式可以直接通過4維MAP圖的形式描述，自變量分 .力丨 j 束、Ilf an、Ilpump 〇
[0060] C=A(Twater-Tair)，其中A = f(nfan，npump，V) (2)
[0061 ]其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表示水溫，Tair表示環(huán) 境溫度，nf 311表示風扇轉(zhuǎn)速，npump表示水栗轉(zhuǎn)速，V表示車速。
[0062] 在標定冷卻系統(tǒng)的熱容時，基于能量平衡的方法，在發(fā)動機水溫上升過程中，基于 下式(3)的系統(tǒng)熱量守恒關(guān)系，保持發(fā)動機發(fā)熱功率、車速、水栗轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速一定，測量 得到不同調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容。調(diào)溫器的一般設(shè)置兩個檔位:暖機檔和冷卻 檔，暖機檔條件下調(diào)溫器關(guān)閉大循環(huán)回路，實現(xiàn)快速暖機;冷卻檔條件下，調(diào)溫器將大循環(huán) 閥門完全打開，盡可能提高大循環(huán)流量。兩個檔位需分別標定。
[0063] 據(jù)此，由于調(diào)溫器的設(shè)置暖機檔和冷卻檔兩個檔位，且這兩個檔位需要分別標定， 因此，在標定冷卻系統(tǒng)的熱容時，具體可以是：
[0064] 在暖機檔下，控制調(diào)溫器關(guān)閉大循環(huán)回路，在發(fā)動機水溫上升過程中，保持車速、 水栗轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機發(fā)熱功率不變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器 位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容；
[0065] 在冷卻檔下，控制調(diào)溫器將大循環(huán)回路全開，保持車速、水栗轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動 機的發(fā)熱功率不變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的 熱容；
[0066] 根據(jù)暖機檔下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容、冷卻檔下各設(shè)定的調(diào) 溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容，形成標定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的 冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖。
[0067] C = A(Twater-Tair)+CpTwater (3)
[0068] 其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表示水溫，Tair表示環(huán) 境溫度，心表示冷卻系統(tǒng)的熱容。
[0069] 其中，上述標定冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)的過程可以是預(yù)先進行，例如在出廠前的性能 測試過程中進行標定，標定得到的發(fā)熱功率標定MAP圖、散熱系數(shù)標定MAP圖、冷卻系統(tǒng)熱容 標定MAP圖等可以配置在發(fā)動機中或者發(fā)動機所在車輛中，以便于在實際的發(fā)動機工作過 程中進行使用。
[0070] 在實際的發(fā)送機工作過程中，每隔一段預(yù)定時間步長采集一次發(fā)動機出水溫度， 該預(yù)定時間步長可以結(jié)合實際需要進行設(shè)置，并采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量的發(fā)動機出 水溫度。該預(yù)定數(shù)量可以結(jié)合實際需要進行設(shè)置，在一個具體示例中，該預(yù)定數(shù)量可以是30 個。
[0071] 然后根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間，確定 發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)，具體可以采用下式(4)求解出當前的發(fā)動機出水 溫度T與時間t的水溫變化函數(shù)T = f (t)。
[0073] 其中，T表示水溫，&表示初始變量，(^<0時表示描述水溫上升過程，時表示 描述水溫下降過程，(^表示冷卻系統(tǒng)的熱容，t表示時間，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示系統(tǒng) 散熱系數(shù)，[^表示環(huán)境溫度。
[0074] 基于式(4)可以求解出水溫變化函數(shù)T = f(t)。參見上式(4)，環(huán)境溫度Tamt可以通 過車輛自帶的環(huán)境溫度傳感器檢測得到，因此，式(4)中包括四個變量:C^AXjPC。
[0075] 對于包括四個變量的方程，理論上來說需要4個以上因變量T值完成求解。因此，在 采集的發(fā)動機出水溫度的精度符合要求的情況下，可以是基于最近時間采集的4個發(fā)動機 出水溫度，即可確定上述水溫變化函數(shù)。
[0076]由于車輛的發(fā)動機控制系統(tǒng)水溫的采集頻率一般比較高(一般可以達到10Hz)，為 了更準確的求解水溫變化函數(shù)，可以在采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量(一般采集數(shù)據(jù)不小 于30個)的發(fā)動機出水溫度之后，根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng) 的采集時間，采用數(shù)據(jù)擬合的方式確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)，其中，這里 的數(shù)據(jù)擬合的方式可以采用任何可能的方式，例如最小二乘法、插值法等等，本發(fā)明實施例 不對數(shù)據(jù)擬合的具體方式進行限定。
[0077] 在通過數(shù)據(jù)擬合的方式得到水溫變化函數(shù)T = f(t)之后，從系統(tǒng)中讀取當前工況 下的目標水溫T '和達到該目標水溫T '的需求時間t '，判斷目標水溫T '與需求時間t '之間的 關(guān)系是否符合所述水溫變化函數(shù)T = f(t)，將目標水溫Τ'、需求時間t'代入水溫變化函數(shù)T =汽〇，判斷目標水溫1''和需求時間〖'之間的關(guān)系是否滿足1''=汽〇。即，將需求時間七' 代入水溫變化函數(shù)T = f(t)，判斷求取得到的f(t'）是否等于目標水溫Τ'，或者是求取得到 的f(t'）與目標水溫Τ'的差值是否在可接受的誤差范圍內(nèi)，若等于或者是在可接受的誤差 范圍內(nèi)，則可以判定目標水溫Τ'與需求時間t'之間的關(guān)系符合水溫變化函數(shù)T = f(t)，否則 判定目標水溫Τ'與需求時間t'之間的關(guān)系不符合水溫變化函數(shù)T = f(t)。
[0078] 若目標水溫Τ'和需求時間t'之間的關(guān)系不滿足Τ'=T(t'），即目標水溫與需求時 間之間的關(guān)系不符合上述水溫變化函數(shù)，則返回上述求解過程，重新采用數(shù)據(jù)擬合的方式 求解出一個新的水溫變化函數(shù)T = f (t);
[0079] 若目標水溫Τ'和需求時間t'之間的關(guān)系滿足Τ'=T(t'），即目標水溫與需求時間 之間的關(guān)系符合上述水溫變化函數(shù)，則可以按現(xiàn)有狀態(tài)，基于當前求解出的水溫變化函數(shù) 進行后續(xù)處理。
[0080] 基于當前求解出的水溫變化函數(shù)，采用下式(5)、（6)可以求解確定出該水溫變化 函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，包括:發(fā)動機發(fā)熱功率、冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)以及冷卻系統(tǒng)的熱 容以及其他常數(shù)項。
[0083] 其中：t(0)為系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)完成到系統(tǒng)硬件響應(yīng)完成所需的時間，
[0084] 基于確定的水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，結(jié)合上述標定的發(fā)熱功率標定 MAP圖、散熱系數(shù)標定MAP圖、冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖，可以確定并輸出對風扇、調(diào)溫器和水 栗進行控制的控制信號(例如PWM占空比信號、用于伺服電機的脈沖數(shù)量等），從而實現(xiàn)上述 需求的發(fā)動機發(fā)熱功率C、冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)A、冷卻系統(tǒng)的熱g Cp等。
[0085]據(jù)此，上述具體示例中的發(fā)動機水溫控制方法的原理邏輯示意圖可如圖4所示。其 在采集到水溫信號后，基于其是處于大于90°C的冷卻檔還是處于小于或等于90°C的暖機檔 的狀態(tài)，可以輸出針對調(diào)溫器的位置控制信號。
[0086] 在采集到風扇轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速信號、發(fā)動機扭矩信號后，基于標定的MAP可 以得到發(fā)動機發(fā)熱功率C值，同時結(jié)合采集到的水溫信號、環(huán)境溫度，求解出水溫變換函數(shù)， 并可以結(jié)合目標水溫及目標時間確定是否滿足目標水溫及目標時間。
[0087] 如果滿足，則可以基于當前的水溫變化函數(shù)確定針對水栗和風扇的控制信號并進 行輸出。
[0088] 如果不滿足，則結(jié)合當前車輛的車速，求解出符合要求的水溫變化函數(shù)以及散熱 系數(shù)A，并在求解出的符合要求的散熱系數(shù)A小于或者等于散熱系數(shù)最大門限值[A]max時， 將求解出的散熱系數(shù)作為確定的散熱系數(shù)A'，在求解出的符合要求的散熱系數(shù)A大于散熱 系數(shù)最大門限值[A]max時，將散熱系數(shù)最大門限值[A]max作為確定的散熱系數(shù)A'，并基于 確定的散熱系數(shù)A'，結(jié)合標定的發(fā)熱功率標定MAP圖、散熱系數(shù)標定MAP圖、冷卻系統(tǒng)熱容標 定MAP圖，確定針對水栗和風扇的控制信號并進行輸出。
[0089] 基于上述具體示例中的說明，圖5示出了傳統(tǒng)技術(shù)的水溫控制曲線示意圖，圖6示 出了基于本發(fā)明實施例方法的水溫變化曲線的示意圖，將圖5與圖6進行對比，可以得知，傳 統(tǒng)方法的水溫變化曲線會圍繞目標水溫上下一定的范圍來回波動，無法完全實現(xiàn)目標水 溫，而且由于系統(tǒng)不斷調(diào)節(jié)可調(diào)零部件，會對零部件和車輛產(chǎn)生沖擊。而本發(fā)明實施例方法 通過采集水溫信號，計算出需求的水溫變化趨勢，并求解出具體的控制參數(shù)，快速并且準確 的使系統(tǒng)達到最佳水溫要求。
[0090] 基于與上述方法相同的思想，本發(fā)明實施例還提供一種發(fā)動機水溫控制裝置。圖7 中示出了一個實施例中的發(fā)動機水溫控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0091] 如圖7所示，該實施例中的發(fā)動機水溫控制裝置包括：
[0092]溫度采集模塊701，用于根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度；
[0093]水溫函數(shù)確定模塊702,用于在所述溫度采集模塊采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量 的發(fā)動機出水溫度時，根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時 間，確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)；
[0094] 性能參數(shù)確定模塊703,用于確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)；
[0095] 控制模塊704,用于根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控 制。
[0096] 根據(jù)如上所述的本發(fā)明實施例的方案，其是通過采集發(fā)動機出水溫度，并基于采 集的發(fā)動機出水溫度與采集時間確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)，從而確定該 水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并據(jù)此對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制，從而可 以提前對冷卻系統(tǒng)的部件進行控制，可以實現(xiàn)對發(fā)動機水溫的精確控制，實現(xiàn)水溫的快速 穩(wěn)定。
[0097]在一個具體示例中，上述溫度采集模塊701還采集環(huán)境溫度。
[0098]此時，上述水溫函數(shù)確定模塊702可以根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機 出水溫度對應(yīng)的采集時間以及所述環(huán)境溫度確定所述水溫變化函數(shù)。
[0099] 其中，在采集的發(fā)動機出水溫度的精度符合要求的情況下，上述水溫函數(shù)確定模 塊702確定的水溫變化函數(shù)，可以直接由性能參數(shù)確定模塊703確定該水溫變化函數(shù)下的冷 卻系統(tǒng)性能參數(shù)。
[0100] 考慮到在采集發(fā)動機出水溫度時極有可能存在誤差，因此，在水溫函數(shù)確定模塊 702確定水溫變化函數(shù)之后，還可以是在該水溫變化函數(shù)符合要求的情況下，再確定冷卻系 統(tǒng)性能參數(shù)。
[0101] 據(jù)此，如圖7所示，本實施例中的裝置還可以包括一致性判斷模塊705。
[0102] 其中，該一致性判斷模塊705,用于讀取當前工況下的目標水溫以及到達所述目標 水溫的需求時間，判斷所述目標水溫與所述需求時間之間的關(guān)系是否符合所述水溫變化函 數(shù)。
[0103] 此時，上述水溫函數(shù)確定模塊702采用對各發(fā)動機出水溫度以及各發(fā)動機出水溫 度對應(yīng)的采集時間進行數(shù)據(jù)擬合的方式確定所述水溫變化函數(shù)，并在一致性判斷模塊705 的判定結(jié)果為否時，重新采用對各發(fā)動機出水溫度以及各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間 進行數(shù)據(jù)擬合的方式確定所述水溫變化函數(shù)。
[0104] 而上述性能參數(shù)確定模塊703,是在一致性判斷模塊705的判定結(jié)果為是時確定所 述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)。
[0105] 上述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)可以結(jié)合實際需要進行設(shè)定。在一個具體示例中，上述冷 卻系統(tǒng)性能參數(shù)可以包括發(fā)動機發(fā)熱功率、冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)以及冷卻系統(tǒng)的熱容。相對 應(yīng)地，上述冷卻系統(tǒng)的可控零部件可以包括風扇、調(diào)溫器和水栗。
[0106] 相應(yīng)地，控制模塊704在根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進 行控制時，根據(jù)標定的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度以及水流量 的發(fā)熱功率標定MAP圖，標定的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風扇轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標 定MAP圖，標定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖，分 別輸出對風扇、調(diào)溫器和水栗進行控制的控制信號。
[0107] 上述標定的發(fā)熱功率標定MAP圖、散熱系數(shù)標定MAP圖、冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖， 可以在是在上述實際采集發(fā)動機出水溫度之前，通過對冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)進行標定獲得。
[0108] 據(jù)此，如圖7所示，本實施例中的裝置還可以包括參數(shù)標定模塊700,用于標定發(fā)動 機的所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)包括:發(fā)動機發(fā)熱功率、冷卻系統(tǒng)散熱 系數(shù)以及冷卻系統(tǒng)的熱容。
[0109]其中，參數(shù)標定模塊700標定發(fā)動機發(fā)熱功率的方式可以是:保持風扇轉(zhuǎn)速、調(diào)溫 器開度、水栗流量、冷卻系統(tǒng)的熱容不變，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出扭矩處于恒定狀態(tài)，在設(shè)定 的各發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機扭矩下，分別檢測散熱部件水側(cè)的進水溫度、出水溫度以及水流 量，并根據(jù)發(fā)動機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度、水流量、水的比熱容 以及水的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定與各發(fā)動機轉(zhuǎn)速及發(fā)動機扭矩的發(fā)熱量，并根據(jù)確定 的發(fā)熱量以及對應(yīng)的進水溫度、出水溫度以及水流量，形成標定的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部 件進水溫度、散熱部件出水溫度以及水流量的發(fā)熱功率標定MAP圖。
[0110]其中，在一個具體的應(yīng)用示例中，發(fā)動機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件 出水溫度、水流量、水的比熱容以及水的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系可以是：
[0112] 其中，C為發(fā)動機發(fā)熱功率，Q為水流量，P為水的密度，為水的比熱容，Tin為散熱 部件進水溫度，散熱部件出水溫度。
[0113] 參數(shù)標定模塊700標定冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式可以是:保持發(fā)動機發(fā)熱功率不 變、保持發(fā)動機所在車輛的車速不變、調(diào)溫器的開度為全開，在設(shè)定的各水栗轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn) 速下，根據(jù)熱平衡原理確定與各水栗轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，并基于水栗和 風扇能耗最低的原則確定各冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)對應(yīng)的風扇轉(zhuǎn)速和水栗轉(zhuǎn)速，形成標定的冷 卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風扇轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標定MAP圖。
[0114] 其中，在一個具體的應(yīng)用示例中，上述熱平衡原理可以是:預(yù)定時間段之內(nèi)的系統(tǒng) 水溫的變化差值小于或者等于1攝氏度;根據(jù)熱平衡原理確定與各水栗轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的 冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式可以是：
[0115] C = A(Twater-Tair)
[0116] A = f (nfan,nPump,V)
[0117] 其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表示水溫，Tair表示環(huán) 境溫度，n f 311表示風扇轉(zhuǎn)速，npump表示水栗轉(zhuǎn)速，V表示車速。
[0118] 參數(shù)標定模塊700標定冷卻系統(tǒng)的熱容的方式可以是:在暖機檔下，控制調(diào)溫器關(guān) 閉大循環(huán)回路，在發(fā)動機水溫上升過程中，保持車速、水栗轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機的發(fā)熱功 率不變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;在冷卻 檔下，控制調(diào)溫器將大循環(huán)回路全開，保持車速、水栗轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機的發(fā)熱功率不 變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;根據(jù)暖機檔 下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容、冷卻檔下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻 系統(tǒng)的熱容，形成標定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定 MAP 圖。
[0119] 其中，在一個具體的應(yīng)用示例中，上述熱量守恒關(guān)系可以為：
[0120] C = A ( Twater_Tair ) +CpTwater
[0121 ]其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表示水溫，Tair表示環(huán) 境溫度，心表示冷卻系統(tǒng)的熱容。
[0122]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述發(fā)動機水溫控制裝置中未提及的其他技術(shù)特征可 以與上述發(fā)動機水溫控制方法中的相同。
[0123] 以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實 施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存 在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。
[0124] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護 范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)動機水溫控制方法，其特征在于，包括步驟： 根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度； 在采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量的發(fā)動機出水溫度時，根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫 度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間，確定發(fā)動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)； 確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，并根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻 系統(tǒng)的可控零部件進行控制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機水溫控制方法，其特征在于： 采用對各發(fā)動機出水溫度W及各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間進行數(shù)據(jù)擬合的方 式確定所述水溫變化函數(shù)； 在確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)之前，還包括步驟： 讀取當前工況下的目標水溫W及到達所述目標水溫的需求時間，判斷所述目標水溫與 所述需求時間之間的關(guān)系是否符合所述水溫變化函數(shù)； 若符合，進入所述確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)的步驟； 若不符合，返回采用對各發(fā)動機出水溫度W及各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間進行 數(shù)據(jù)擬合的方式確定所述水溫變化函數(shù)的步驟。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機水溫控制方法，其特征在于： 所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)包括發(fā)動機發(fā)熱功率、冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)W及冷卻系統(tǒng)的熱 容，所述可控零部件包括風扇、調(diào)溫器和水累； 根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制的方式包括： 根據(jù)標定的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度W及水流量的發(fā) 熱功率標定MAP圖，標定的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風扇轉(zhuǎn)速、水累轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標定 MAP圖，標定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖，分別 輸出對風扇、調(diào)溫器和水累進行控制的控制信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機水溫控制方法，其特征在于，在根據(jù)預(yù)定時間步長采集 發(fā)動機出水溫度之前，還包括步驟： 標定發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)包括:發(fā)動機發(fā)熱功率、冷卻 系統(tǒng)散熱系數(shù)W及冷卻系統(tǒng)的熱容； 標定發(fā)動機發(fā)熱功率的方式包括:保持風扇轉(zhuǎn)速、調(diào)溫器開度、水累流量、冷卻系統(tǒng)的 熱容不變，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出扭矩處于恒定狀態(tài)，在設(shè)定的各發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機扭矩 下，分別檢測散熱部件水側(cè)的進水溫度、出水溫度W及水流量，并根據(jù)發(fā)動機發(fā)熱功率與散 熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度、水流量、水的比熱容W及水的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 確定與各發(fā)動機轉(zhuǎn)速及發(fā)動機扭矩的發(fā)熱量，并根據(jù)確定的發(fā)熱量W及對應(yīng)的進水溫度、 出水溫度W及水流量，形成標定的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度 W及水流量的發(fā)熱功率標定MAP圖； 標定冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式包括:保持發(fā)動機發(fā)熱功率不變、保持發(fā)動機所在車輛 的車速不變、調(diào)溫器的開度為全開，在設(shè)定的各水累轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速下，根據(jù)熱平衡原理確 定與各水累轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，并基于水累和風扇能耗最低的原則確定 各冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)對應(yīng)的風扇轉(zhuǎn)速和水累轉(zhuǎn)速，形成標定的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風 扇轉(zhuǎn)速、水累轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標定MAP圖； 標定冷卻系統(tǒng)的熱容的方式包括:在暖機檔下，控制調(diào)溫器關(guān)閉大循環(huán)回路，在發(fā)動機 水溫上升過程中，保持車速、水累轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機的發(fā)熱功率不變，基于熱量守恒關(guān) 系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;在冷卻檔下，控制調(diào)溫器將大循 環(huán)回路全開，保持車速、水累轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機的發(fā)熱功率不變，基于熱量守恒關(guān)系， 測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;根據(jù)暖機檔下各設(shè)定的調(diào)溫器位置 對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容、冷卻檔下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容，形成標定 的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機水溫控制方法，其特征在于，包括下述各項中的至少一 項： 發(fā)動機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度、水流量、水的比熱容W及水 的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系包括：其中，C為發(fā)動機發(fā)熱功率，Q 為水流量，P為水的密度，6·'為水的比熱容，Tin為散熱部件進水溫度，Tout為散熱部件出水溫 度； 所述熱平衡原理包括:預(yù)定時間段之內(nèi)的系統(tǒng)水溫的變化差值小于或者等于1攝氏度； 根據(jù)熱平衡原理確定與各水累轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式包括：C = A 化3*日廣了3^)，其中，4 = ^1^3。，叫態(tài)。，￥)，(：表示發(fā)動機發(fā)熱功率，4表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)， Twa1;er表不水溫，Tair表不環(huán)境溫度，nfan表不風扇轉(zhuǎn)速，npump表不水累轉(zhuǎn)速，V表不車速； 所述熱量守恒關(guān)系為:C = A ( Twater-Tair )+CpTwater，其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷 卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表不水溫，Tair表不環(huán)境溫度，Cp表不冷卻系統(tǒng)的熱容。 6 . -種發(fā)動機水溫控制裝置，其特征在于，包括： 溫度采集模塊，用于根據(jù)預(yù)定時間步長采集發(fā)動機出水溫度； 水溫函數(shù)確定模塊，用于在所述溫度采集模塊采集到大于或者等于預(yù)定數(shù)量的發(fā)動機 出水溫度時，根據(jù)所采集的各發(fā)動機出水溫度、各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間，確定發(fā) 動機出水溫度與時間的水溫變化函數(shù)； 性能參數(shù)確定模塊，用于確定所述水溫變化函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)； 控制模塊，用于根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制。 7 .根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機水溫控制裝置，其特征在于，還包括:一致性判斷模塊： 所述一致性判斷模塊，用于讀取當前工況下的目標水溫W及到達所述目標水溫的需求 時間，判斷所述目標水溫與所述需求時間之間的關(guān)系是否符合所述水溫變化函數(shù)； 所述水溫函數(shù)確定模塊采用對各發(fā)動機出水溫度W及各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集 時間進行數(shù)據(jù)擬合的方式確定所述水溫變化函數(shù)，并在所述一致性判斷模塊的判定結(jié)果為 否時，重新采用對各發(fā)動機出水溫度W及各發(fā)動機出水溫度對應(yīng)的采集時間進行數(shù)據(jù)擬合 的方式確定所述水溫變化函數(shù)； 所述性能參數(shù)確定模塊在所述一致性判斷模塊的判定結(jié)果為是時確定所述水溫變化 函數(shù)下的冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的發(fā)動機水溫控制裝置，其特征在于： 所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)包括發(fā)動機發(fā)熱功率、冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)W及冷卻系統(tǒng)的熱 容，所述可控零部件包括風扇、調(diào)溫器和水累； 所述控制模塊在根據(jù)所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)對冷卻系統(tǒng)的可控零部件進行控制時，根 據(jù)標定的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度W及水流量的發(fā)熱功率 標定MAP圖，標定的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)、車速、風扇轉(zhuǎn)速、水累轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標定MAP圖，標 定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定MAP圖，分別輸出對風 扇、調(diào)溫器和水累進行控制的控制信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機水溫控制裝置，其特征在于，還包括參數(shù)標定模塊，用 于標定發(fā)動機的所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)，所述冷卻系統(tǒng)性能參數(shù)包括:發(fā)動機發(fā)熱功率、冷 卻系統(tǒng)散熱系數(shù)W及冷卻系統(tǒng)的熱容； 所述參數(shù)標定模塊標定發(fā)動機發(fā)熱功率的方式包括:保持風扇轉(zhuǎn)速、調(diào)溫器開度、水累 流量、冷卻系統(tǒng)的熱容不變，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出扭矩處于恒定狀態(tài)，在設(shè)定的各發(fā)動機轉(zhuǎn) 速和發(fā)動機扭矩下，分別檢測散熱部件水側(cè)的進水溫度、出水溫度W及水流量，并根據(jù)發(fā)動 機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度、水流量、水的比熱容W及水的密度之 間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定與各發(fā)動機轉(zhuǎn)速及發(fā)動機扭矩的發(fā)熱量，并根據(jù)確定的發(fā)熱量W及對 應(yīng)的進水溫度、出水溫度W及水流量，形成標定的發(fā)動機發(fā)熱功率、散熱部件進水溫度、散 熱部件出水溫度W及水流量的發(fā)熱功率標定MAP圖； 所述參數(shù)標定模塊標定冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式包括:保持發(fā)動機發(fā)熱功率不變、保 持發(fā)動機所在車輛的車速不變、調(diào)溫器的開度為全開，在設(shè)定的各水累轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速下， 根據(jù)熱平衡原理確定與各水累轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，并基于水累和風扇能 耗最低的原則確定各冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)對應(yīng)的風扇轉(zhuǎn)速和水累轉(zhuǎn)速，形成標定的冷卻系統(tǒng) 散熱系數(shù)、車速、風扇轉(zhuǎn)速、水累轉(zhuǎn)速的散熱系數(shù)標定MP圖； 所述參數(shù)標定模塊標定冷卻系統(tǒng)的熱容的方式包括:在暖機檔下，控制調(diào)溫器關(guān)閉大 循環(huán)回路，在發(fā)動機水溫上升過程中，保持車速、水累轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機的發(fā)熱功率不 變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;在冷卻檔 下，控制調(diào)溫器將大循環(huán)回路全開，保持車速、水累轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機的發(fā)熱功率不 變，基于熱量守恒關(guān)系，測量得到各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容;根據(jù)暖機檔 下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的熱容、冷卻檔下各設(shè)定的調(diào)溫器位置對應(yīng)的冷卻 系統(tǒng)的熱容，形成標定的調(diào)溫器位置與冷卻系統(tǒng)的熱容的對應(yīng)關(guān)系的冷卻系統(tǒng)熱容標定 MAP 圖。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機水溫控制裝置，其特征在于，包括下述各項中的至少 一項： 發(fā)動機發(fā)熱功率與散熱部件進水溫度、散熱部件出水溫度、水流量、水的比熱容W及水 的密度之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系包括:('=好* /> * cl * (Jj。- 7。。,），其中，C為發(fā)動機發(fā)熱功率，Q 為水流量，P為水的密度，為水的比熱容，Tin為散熱部件進水溫度，Tout為散熱部件出水溫 度； 所述熱平衡原理包括:預(yù)定時間段之內(nèi)的系統(tǒng)水溫的變化差值小于或者等于1攝氏度； 根據(jù)熱平衡原理確定與各水累轉(zhuǎn)速和風扇對應(yīng)的冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)的方式包括：C = A (Twater-Tair )，其中，A二f (nfan，npmnp，V)，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷卻系統(tǒng)散熱系數(shù)， Twater表不水溫，Tair表不環(huán)境溫度，Ufan表不風扇轉(zhuǎn)速，npump表不水粟轉(zhuǎn)速，V表不車速； 所述熱量守恒關(guān)系為:C = A ( Twate廣Tair )+CpTwater，其中，C表示發(fā)動機發(fā)熱功率，A表示冷 卻系統(tǒng)散熱系數(shù)，Twater表示水溫，Tair表示環(huán)境溫度，Cp表示冷卻系統(tǒng)的熱容。
【文檔編號】F01P7/16GK106089395SQ201610602266
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610602266.2, CN 106089395 A, CN 106089395A, CN 201610602266, CN-A-106089395, CN106089395 A, CN106089395A, CN201610602266, CN201610602266.2
【發(fā)明人】朱亮, 李鑫, 李忠山, 朱永成, 曾志新
【申請人】廣州汽車集團股份有限公司