一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法，其包括檢測發(fā)動機(jī)電子控制器的電壓、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度傳感器的故障狀態(tài)和離合式水泵的故障狀態(tài)；判斷檢測到的信息條件下是否允許離合式水泵工作；獲取進(jìn)氣質(zhì)量流量W

Cooling control method for vehicle gasoline engine

The invention relates to a vehicle control method for gasoline engine cooling, including voltage, fault detection of engine electronic controller, the speed of the engine coolant temperature sensor fault state and clutch pump; judging the detected information condition is allowed to clutch pump working; get the air mass flow W

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法
本專利技術(shù)涉及汽車用內(nèi)燃機(jī)電子控制領(lǐng)域，具體是一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法。
技術(shù)介紹
目前，車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)一般是強(qiáng)制液冷式，由冷卻水泵驅(qū)動冷卻液在發(fā)動機(jī)的冷卻回路內(nèi)循環(huán)，以確保發(fā)動機(jī)工作在合適的溫度。發(fā)動機(jī)的曲軸通過皮帶向冷卻水泵傳遞扭矩與速度，使冷卻水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著車用汽油發(fā)動機(jī)強(qiáng)化程度的逐漸提高，其運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱量也隨之增大。因此，其冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)也相應(yīng)不斷優(yōu)化，以滿足其在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的巨大的冷卻需求。其中的重要手段之一，是增大冷卻水泵的揚(yáng)程和流量。對于許多汽車，特別對于乘用車而言，其發(fā)動機(jī)通常工作在低負(fù)荷工況以及低溫工況，此時(shí)其冷卻系統(tǒng)只需要很小的冷卻液流量。由于常規(guī)發(fā)動機(jī)的曲軸驅(qū)動冷卻水泵的機(jī)械聯(lián)結(jié)恒定不變，因此發(fā)動機(jī)的水泵永遠(yuǎn)隨發(fā)動機(jī)的曲軸同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，而且顯然是在發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)某個(gè)轉(zhuǎn)速所需求的最大冷卻流量下運(yùn)行。于是，發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷工況以及低溫工況時(shí)，自然形成對冷卻液流量和曲軸功率的顯著浪費(fèi)，并導(dǎo)致發(fā)動機(jī)溫度偏低，使發(fā)動機(jī)摩擦增大、燃燒不良、廢氣溫度低，進(jìn)而使發(fā)動機(jī)的燃油效率與排放水平變差，在環(huán)境溫度較低時(shí)尤為突出。為解決上述矛盾，目前一種較為簡易、經(jīng)濟(jì)的做法是，將冷卻水泵與發(fā)動機(jī)曲軸之間的機(jī)械聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)為可分離式的，以便在發(fā)動機(jī)的冷卻需求較小時(shí)，周期性地暫停其對冷卻水泵的驅(qū)動。于是，能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的電控離合式水泵，便應(yīng)運(yùn)而生。相應(yīng)地，需要開發(fā)與其相適應(yīng)的軟件控制策略。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法，其實(shí)現(xiàn)了車用汽油發(fā)動機(jī)燃油效率改善和排放水平降低的目標(biāo)。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法，其包括如下步驟：步驟a、檢測發(fā)動機(jī)電子控制器的電壓、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度傳感器的故障狀態(tài)和離合式水泵的故障狀態(tài)信息，進(jìn)入步驟b。步驟b、判斷步驟a檢測到的信息條件下是否允許離合式水泵工作，若是則進(jìn)入步驟c；否則離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。步驟c、獲取進(jìn)氣質(zhì)量流量Wintake以及冷卻液的當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度的差值以及該差值對應(yīng)的冷卻液溫度修正系數(shù)Tb，計(jì)算熱量積分系數(shù)Kb＝Wintake×Tb，進(jìn)入步驟d。步驟d、判斷熱量積分系數(shù)Kb是否大于第一預(yù)設(shè)值，若是則離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；否則進(jìn)入步驟e。步驟e、對所述熱量積分系數(shù)Kb進(jìn)行時(shí)間積分得到冷卻液熱量積分值Sb，進(jìn)入步驟f。步驟f、判斷冷卻液熱量積分值Sb是否大于第二預(yù)設(shè)值，若是則離合式水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tSWP后停止運(yùn)轉(zhuǎn)；否則離合式水泵立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步中，所述步驟f中離合式水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tSWP通過線性插值的方式在預(yù)設(shè)的水泵工作時(shí)間表中查找得到。進(jìn)一步中，所述步驟c中冷卻液的當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度的差值Tb為溫度修正后的值，其通過線性插值的方式在預(yù)設(shè)的冷卻液溫度修正系數(shù)表中查找得到。進(jìn)一步中，所述步驟f中離合式水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tSWP小于第三預(yù)設(shè)值時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tSWP取值第三預(yù)設(shè)值。本專利技術(shù)根據(jù)車用汽油發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)已有軟件計(jì)算的進(jìn)氣質(zhì)量流量數(shù)據(jù)，來估計(jì)發(fā)動機(jī)本體受熱及發(fā)動機(jī)冷卻液的受熱情況，控制離合式水泵的離合機(jī)構(gòu)的正確動作，從而來控制離合式水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動離合式水泵的功率消耗得到減少；同時(shí)，冷卻液的溫度將更多地處于較高的區(qū)間，使發(fā)動機(jī)燃油效率得到改善，特別是在環(huán)境溫度較低或發(fā)動機(jī)所裝備的車輛使用混合動力總成時(shí)；另外，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于低負(fù)荷工況運(yùn)行時(shí)，發(fā)動機(jī)的廢氣溫度將能夠提高，從而使發(fā)動機(jī)的廢氣催化轉(zhuǎn)化器能更早達(dá)到并保持在高效率的工作溫度，使發(fā)動機(jī)的排放水平得到改善，滿足嚴(yán)苛的國內(nèi)外排放法規(guī)要求。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)車用汽油發(fā)動機(jī)燃油效率改善和排放水平降低的目標(biāo)。附圖說明圖1為本專利技術(shù)一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法的流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的描述。對于車用汽油發(fā)動機(jī)，其燃料與空氣的混合比例需保持在一定范圍內(nèi)，才能確保燃料的良好燃燒，且其燃料燃燒的放熱量也與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣質(zhì)量流量近乎線性正相關(guān)。因此，車用汽油發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)都需要實(shí)測或計(jì)算發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣質(zhì)量流量，確保其燃料供給能使發(fā)動機(jī)正常工作，并滿足駕駛員的操作要求。發(fā)動機(jī)冷卻液的受熱，絕大部分來源于燃料的燃燒。因此，可以使用車用汽油發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)已有軟件計(jì)算的進(jìn)氣質(zhì)量流量數(shù)據(jù)，來估計(jì)發(fā)動機(jī)冷卻液的受熱情況。本方案并非只依據(jù)冷卻液的溫度直接控制離合式水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，而是從發(fā)動機(jī)本體受熱及發(fā)動機(jī)冷卻液的受熱情況來控制離合式水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。之所以不采用現(xiàn)有技術(shù)中簡單的溫差控制，而采用結(jié)合發(fā)動機(jī)本體受熱估算的較復(fù)雜算法，是由于冷卻液的熱慣性較大，以及發(fā)動機(jī)所需的冷卻流量未必單純和溫差呈線性相關(guān)，需要使用非線性的靈活控制特性策略。如果只根據(jù)冷卻液溫度直接進(jìn)行控制，則對冷卻液溫度的調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)效果不夠理想。現(xiàn)有技術(shù)中也有采用水泵功率的控制(即是直接控制冷卻液流量)，理論上，使用無級連續(xù)可調(diào)流量的水泵，能達(dá)到最為理想的冷卻控制效果。但是，一方面，無級連續(xù)可調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式通常是改用電動機(jī)驅(qū)動水泵，而非傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)皮帶驅(qū)動方式，而電動驅(qū)動不僅總效率顯然低于傳統(tǒng)驅(qū)動方法(發(fā)動機(jī)需先通過發(fā)電機(jī)發(fā)電再給水泵供電，能量流動路徑長，損耗大)，成本上也毫無優(yōu)勢(需增設(shè)電機(jī)，以及用于可調(diào)驅(qū)動的配套電氣元件)。本方案通過對傳統(tǒng)皮帶驅(qū)動水泵進(jìn)行啟停控制(被控對象為可停止運(yùn)轉(zhuǎn)的離合式水泵)、使其斷續(xù)工作而獲得不同等效冷卻流量的做法，不僅成本增加較少(僅需在水泵皮帶輪內(nèi)部增加電控離合器組件，無需改動發(fā)動機(jī)輪系布置，僅需簡單電路驅(qū)動)，實(shí)際效果也不遜于無級調(diào)節(jié)水泵。因此，本方案并不使用無級可調(diào)水泵，而是通過對離合式水泵進(jìn)行啟停控制，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)冷卻液流量的控制。為此，本方案提供的一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法，參見圖1，其包括如下步驟：步驟a、檢測發(fā)動機(jī)電子控制器的電壓、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度傳感器的故障狀態(tài)和離合式水泵的故障狀態(tài)信息，進(jìn)入步驟b。步驟b、判斷步驟a檢測到的信息條件下是否允許離合式水泵工作，若是則進(jìn)入步驟c；否則離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。步驟c、獲取進(jìn)氣質(zhì)量流量Wintake以及冷卻液的當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度的差值以及該差值對應(yīng)的冷卻液溫度修正系數(shù)Tb，計(jì)算熱量積分系數(shù)Kb＝Wintake×Tb，進(jìn)入步驟d。步驟d、判斷熱量積分系數(shù)Kb是否大于第一預(yù)設(shè)值，若是則離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；否則進(jìn)入步驟e。步驟e、對所述熱量積分系數(shù)Kb進(jìn)行時(shí)間積分得到冷卻液熱量積分值Sb，進(jìn)入步驟f。步驟f、判斷冷卻液熱量積分值Sb是否大于第二預(yù)設(shè)值，若是則離合式水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tSWP后停止運(yùn)轉(zhuǎn)；否則離合式水泵立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在上述步驟a中檢測關(guān)系到發(fā)動機(jī)是否在正常運(yùn)行狀態(tài)的信息，這些信息通常通過發(fā)動機(jī)電子控制器內(nèi)已有的軟件獲取，包括控制器的電壓、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度傳感器的故障狀態(tài)和離合式水泵的故障狀態(tài)等信息。步驟b中，對步驟a所得的信息，判斷此時(shí)的發(fā)動機(jī)狀態(tài)下，控制離合式水泵的啟停是否具有可行性和必要性。如果控制器的電壓不允許電控離合式水泵工作，或者所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速不允許電控離合式水泵工作，或者所述冷卻液溫度傳感器出現(xiàn)故障，或者所述離合式水泵出現(xiàn)故障，那么此時(shí)是不容許離合式水泵停運(yùn)的，此時(shí)所述發(fā)動機(jī)電子控制器輸出離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的指令，結(jié)束單次控制流程本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟a、檢測發(fā)動機(jī)電子控制器的電壓、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度傳感器的故障狀態(tài)和離合式水泵的故障狀態(tài)信息，進(jìn)入步驟b；步驟b、判斷步驟a檢測到的信息條件下是否允許離合式水泵工作，若是則進(jìn)入步驟c；否則離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；步驟c、獲取進(jìn)氣質(zhì)量流量W

【技術(shù)特征摘要】
1.一種車用汽油發(fā)動機(jī)的冷卻控制方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟a、檢測發(fā)動機(jī)電子控制器的電壓、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度傳感器的故障狀態(tài)和離合式水泵的故障狀態(tài)信息，進(jìn)入步驟b；步驟b、判斷步驟a檢測到的信息條件下是否允許離合式水泵工作，若是則進(jìn)入步驟c；否則離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；步驟c、獲取進(jìn)氣質(zhì)量流量Wintake以及冷卻液的當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度的差值以及該差值對應(yīng)的冷卻液溫度修正系數(shù)Tb，計(jì)算熱量積分系數(shù)Kb＝Wintake×Tb，進(jìn)入步驟d；步驟d、判斷熱量積分系數(shù)Kb是否大于第一預(yù)設(shè)值，若是則離合式水泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；否則進(jìn)入步驟e；步驟e、對所述熱量積分系數(shù)Kb進(jìn)行時(shí)間積分得到冷卻液熱量積分值Sb，進(jìn)入步驟f；步驟f、判斷...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯思晨，張才干，詹樟松，張青，
申請(專利權(quán))人：重慶長安汽車股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：重慶,50