CN103233806B - 一种发动机能量智能管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机能量智能管理方法，涉及汽车电子控制技术领域，为可以提高发动机的燃油经济性而发明。该发动机能量智能管理方法包括：检测发动机当前的水温；根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果，所述请求级别包括紧急级别、中等级别、正常级别；根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果。本发明主要适用于传统内燃机动力系统上。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子控制技术领域，尤其涉及一种发动机能量智能管理方法。
背景技术
发动机是一种动力输出的设备，其包括发动机管理电子控制单元(ECU)、启动机构、发电机构、冷却机构以及汽缸体等。由于其组成机构较多，因此发动机在工作时消耗的附件功能量也较多。发动机附件消耗太多的能量会导致发动机的燃油经济性较差，而且也会增加CO2排放和影响其寿命，因此为了达到节能减排效果，通常会采取相应的节能措施，例如采用电控风扇、智能发电机等附件。当前各个附件均通过发动机电子控制单元(ECU)来进行单一控制。
例如，发动机ECU系统对电控风扇的控制策略为：当发动机水温较高时，ECU立即响应电控风扇发出的工作请求，并控制电控风扇将发动机水温降低至正常温度，电控风扇的工作的同时会增加发动机消耗的能量(即输出的扭矩)，而此时由于发动机会处于不同的运行状态，当发动机处于某一负荷较高运行状态下时，电控风扇的介入工作可能会恶化发动机的燃烧，这样便会降低发动机的燃油经济性。
发明内容
本发明的实施例提供一种发动机能量智能管理方法，可以提高发动机的燃油经济性。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明提供了一种发动机能量智能管理方法，包括：
检测发动机当前的水温；
根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果，所述请求级别包括紧急级别、中等级别、正常级别；
根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果。
进一步地，所述根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果包括：
当所述水温大于或等于第一预设上限值时，所述电控风扇工作请求级别的判断结果为紧急级别；
或者，当所述水温小于第一预设上限值以及大于或等于第一预设下限值时，所述电控风扇工作请求级别的判断结果为中等级别；
或者，当所述水温小于第一预设下限值时，所述电控风扇工作请求级别的判断结果为正常级别。
进一步地，所述根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果包括：
当所述判断结果为紧急级别时，发动机电子控制单元响应所述电控风扇的工作请求；
或者，当所述判断结果为中等级别时，根据发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果；
或者，当所述判断结果为正常级别时，发动机电子控制单元不响应所述电控风扇的工作请求。
其中，当所述判断结果为中等级别时，根据发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果包括：
当发动机当前运行状态为加速状态时，所述发动机电子控制单元不响应所述电控风扇的工作请求；
或者，当发动机当前运行状态为非加速状态时，根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果，所述瞬时油耗提升率为所述发动机电子控制单元预估其响应所述电控风扇工作请求后的瞬时油耗提升率。
进一步地，所述根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果包括：
当瞬时油耗提升率大于或等于工作阈值时，所述发动机电子控制单元响应所述电控风扇的工作请求；
或者，当瞬时油耗提升率小于工作阈值时，所述发动机电子控制单元不响应所述电控风扇的工作请求。
还包括：
检测可调发电机的蓄电池当前的荷电量；
根据所述蓄电池当前的荷电量判断可调发电机的工作请求级别，并确定判断结果，所述请求级别包括紧急级别、中等级别、正常级别；
根据所述可调发电机的工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果。
进一步地，所述根据所述蓄电池当前的荷电量判断可调发电机工作请求级别，并确定判断结果包括：
当所述荷电量小于或等于第二预设下限值时，所述可调发电机工作请求级别的判断结果为紧急级别；
或者，当所述荷电量大于第二预设下限值且小于或等于第二预设上限值时，所述可调发电机工作请求级别的判断结果为中等级别；
或者，当所述水温大于第二预设上限值时，所述可调发电机工作请求级别的判断结果为正常级别。
进一步地，所述根据所述可调发电机的工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果包括：
当所述判断结果为紧急级别时，发动机电子控制单元响应所述可调发电机的工作请求；
或者，当所述判断结果为中等级别时，根据发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果；
或者，当所述判断结果为正常级别时，发动机电子控制单元不响应所述可调发电机的工作请求。
其中，当所述判断结果为中等级别时，根据发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果包括：
当发动机当前运行状态为加速状态时，所述发动机电子控制单元不响应所述可调发电机的工作请求；
或者，当发动机当前运行状态为非加速状态时，根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果，所述瞬时油耗提升率为所述发动机电子控制单元预估其响应所述可调发电机工作请求后的瞬时油耗提升率。
进一步地，所述根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果包括：
当瞬时油耗提升率大于或等于工作阈值时，所述发动机电子控制单元响应所述可调发电机的工作请求；
或者，当瞬时油耗提升率小于工作阈值时，所述发动机电子控制单元不响应所述可调发电机的工作请求。
本发明实施例提供的一种发动机能量智能管理方法，包括：检测发动机当前的水温；根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果，所述请求级别包括紧急级别、中等级别、正常级别；根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果，这样避免了电控风扇在不确定发动机工况的情况下而强制触发启动，进而避免发动机因电控风扇的请求介入而运行在某一恶劣的运行工况下，从而可以提高发动机的燃油经济性。
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，下面描述中的附图仅仅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为本发明一种实施例提供的发动机能量智能管理方法的流程示意图；
图2为本发明另一种实施例提供的发动机能量智能管理系统的结构示意图；
图3为发动机万有特性曲线图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。
图1为本发明实施例提供的发动机能量智能管理方法的流程示意图。如图1所示，该发动机能量智能管理方法包括：
101、检测发动机当前的水温；
可以理解的是，将上述步骤101中检测的发动机水温替换为发动机进气温度或机油温度等其它发动机部件的温度时，同样可以实现本发明所要达到的目的，为了便于理解本发明，以下均以检测发动机水温为实施例进行具体说明。
102、根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果，所述请求级别包括紧急级别、中等级别、正常级别；
103、根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果。
本发明实施例提供的一种发动机能量智能管理方法，根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果，这样避免了电控风扇在不确定发动机工况的情况下而强制触发启动，进而避免发动机因电控风扇地请求介于而运行在某一恶劣的工况下，，从而可以提高发动机的燃油经济性。
下面结合图2，以及结合ECU对电控风扇的控制来进一步说明本发明实施例提供的发动机能量智能管理方法。
该发动机能量智能管理方法包括：
201、检测发动机当前的水温；
202、根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果，并将判断结果发送至发动机ECU，具体地包括：
202a、判断所述水温是否大于或等于第一预设上限值，如果是，电控风扇的工作请求级别的判断结果为紧急级别，并执行步骤205；如果否，执行步骤202b
202b、判断所述水温是否小于第一预设上限值以及大于或等于第一预设下限值时，如果是，所述电控风扇工作请求级别的判断结果为中等级别，并执行步骤203；如果否，说明所述水温小于第一预设下限值，则所述电控风扇工作请求级别的判断结果为正常级别，并执行步骤206；
当水温大于或等于第一预设上限值时说明发动机的水温很高，为了避免发动机在高温下发生损坏，本发明实施例中将电控风扇的工作请求级别设定为紧急级别，当水温小于第一预设下限值时说明水温为正常水平，因此将电控风扇的工作请求级别设定为正常级别；而当水温小于第一预设上限值以及大于或等于第一预设下限值时说明水温介于高温和正常范围内，因此将电控风扇的工作请求级别设定为中等级别，且此时发动机的工况随时会变化，因此在此级别下，为了可以更加合理的平衡发动机负荷，进一步执行步骤203。
203、根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果，具体地包括：
203a、判断发动机当前运行状态是否为加速状态，如果是，执行步骤206，如果否，执行步骤204；
需要说明的是，当发动机当前运行状态为加速状态时，此时发动机输出负荷较大，为了提高整车加速性能，发动机ECU不响应电控风扇的工作请求，即电控风扇不工作。当发动机当前运行状态为非加速状态时，发动机ECU也不会立即响应电控风扇的工作请求，而是对发动机的瞬时油耗提升率进行预判断，以更精确地确定电控风扇工作时机，进而可以较为经济地利用发动机输出的能量，提高燃油经济性。
204、根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果，其中所述瞬时油耗提升率为所述发动机电子控制单元预估其响应所述电控风扇工作请求的瞬时油耗提升率，具体的包括：
204a、判断发动机的瞬时油耗提升率是否大于或等于工作阈值，如果是，执行步骤205；如果否，执行步骤206；
需要说明的是，由于瞬时油耗提升率越高，燃油经济性越好，因此当判定的瞬时油耗提升率大于或等于工作阈值时，说明此时发动机只需要消耗较少的燃油便可以通过电控风扇达到使水温恢复至正常范围的目的，即发动机运行在最经济的工况，这样不但提高了燃油经济性，还可以延长发动机在正常水温下的工作时间。
205、发动机电子控制单元响应工作请求；
206、发动机电子控制单元不响应工作请求。
还可以理解的是，本发明实施例除了可以检测除温度以外，还可以检测例如可调节发电机系统中蓄电池的荷电量。与上述电控风扇控制原理类似，通过可调节发电机系统对蓄电池的荷电量的检测以寻找其对蓄电池合适的充电时机。这样可以保证蓄电池在具备正常工作能力的前提下，使发动机的输出能量得到最经济地利用。
如图2所示，具体地ECU对可调发电机的管理方法包括：
301、检测可调发电机的蓄电池当前的荷电量；
302、根据所述蓄电池当前的荷电量判断可调发电机的工作请求级别，并确定判断结果，并将判断结果发送至发动机ECU，具体地包括：
302a、判断所述荷电量是否小于或等于第二预设下限值，如果是，可调发电机的工作请求级别的判断结果为紧急级别，并执行步骤205；如果否，执行步骤302b
302b、判断荷电量是否大于第二预设下限值且小于或等于第二预设上限值，如果是，所述可调发电机工作请求级别的判断结果为中等级别，并执行步骤303；如果否，说明所述水温大于第二预设上限值，则所述可调发电机工作请求级别的判断结果为正常级别，并执行步骤206；
当荷电量小于或等于第二预设下限值时说明蓄电池已经处于电量不足的状态，需要对其立即进行充电，因此将可调发电机的工作请求级别设定为紧急级别，当荷电量大于第二预设上限值时说明蓄电池的电量充足，不需要对其充电，因此将可调发电机的工作请求级别设定为正常级别；而当荷电量大于第二预设下限值且小于或等于第二预设上限值时说明蓄电池的电量介于不足与充足之间，此时蓄电池可充或可不充，因此将可调发电机的工作请求级别设定为中等级别，在此级别下，可以通过更加精确控制可调发电机的工作以使发动机运行在经济的工况下，进而执行步骤303。
303、根据所述可调发电机的工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果，具体地包括：
303a、判断发动机当前运行状态是否为加速状态，如果是，执行步骤206，如果否，执行步骤304；
304、根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果，其中所述瞬时油耗提升率为所述发动机电子控制单元预估其响应所述可调发电机工作请求后的瞬时油耗提升率，具体的包括：
304a、判断发动机的瞬时油耗提升率是否大于或等于工作阈值，如果是，执行步骤205；如果否，执行步骤206。
需要说明的是，由于瞬时油耗提升率越高，燃油经济性越好，因此当判定的瞬时油耗提升率大于或等于工作阈值时，说明此时发动机只需要消耗较少的燃油便可以通过可调发电机实现对蓄电池充电的目的，这样在不影响蓄电池正常性能的前提下，提高了发动机的燃油经济性。
需要说明的是，如图2所示，发动机ECU是并行处理对电控风扇和可调发电机的工作请求，它们既可以各自单独工作，也可以同时工作，取决于各自准入条件是否满足
确定发动机为加速状态可以包括但不限于：
油门踏板开度大于第三预设值且速度变化率大于第四预设值；或者油门踏板开度大于第五预设值。
举例而言，当油门踏板开度大于10％且同时满足速度变化率大于2Km/s^2时，或者当油门踏板开度大于50％，判定发动机为加速状态。
上述提到的瞬时油耗提升率可以根据公式BEsave＝(BE1-BE2)/BE1×100％而获取，其中，所述BE1为发动机响应工作请求之前的即时瞬时油耗，所述BE2为发动机预估响应工作请求之后的响应瞬时油耗；
所述BE1根据公式BE1＝P1×B1而获取，其中，所述P1为发动机响应工作请求之前的即时功率，所述B1为发动机响应工作请求之前的瞬时比油耗；
所述P1根据公式P1＝n×T×6.28/(60×1000)而获取，其中，所述n为发动机的转速，所述T为发动机的输出扭矩；
所述BE2根据公式BE2＝P2×B2而获取，其中，所述P2为发动机响应工作请求之后的响应功率，所述B2为发动机响应工作请求之后的瞬时比油耗；
所述P2根据公式P2＝P1+P3+P4而获取，其中，所述P3为电控风扇的额定功率，所述P4为可调发电机的额定功率；所述B1和所述B2通过查询发动机万有特性曲线图而获取。
其中，图3所示的为发动机万有特性曲线图，该图可以通过三维MAP格式预先设置在发动机ECU存储中。上述B1和B2可以由发动机ECU通过查询上述三维MAP及采取线性插值方法来确定具体工况点的瞬时比油耗，其中横坐标表示发动机转速，纵坐标表示发动机输出扭矩，坐标中的各坐标点表示发动机瞬时比油耗(单位g/kwh)，图中箭头所指的为发动机负荷增加后燃油经济性的变化。
进一步需要说明的是，本发明主要应用在传统内燃机动力系统上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种发动机能量智能管理方法，其特征在于，包括：
检测发动机当前的水温；
根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果，所述请求级别包括紧急级别、中等级别、正常级别；
根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果；
当所述判断结果为中等级别时，根据发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果包括：
当发动机当前运行状态为加速状态时，所述发动机电子控制单元不响应所述电控风扇的工作请求；
或者，当发动机当前运行状态为非加速状态时，根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果，所述瞬时油耗提升率为所述发动机电子控制单元预估其响应所述电控风扇工作请求后的瞬时油耗提升率。
2.根据权利要求1所述的发动机能量智能管理方法，其特征在于，所述根据所述发动机当前的水温判断电控风扇工作请求级别，并确定判断结果包括：
当所述水温大于或等于第一预设上限值时，所述电控风扇工作请求级别的判断结果为紧急级别；
或者，当所述水温小于第一预设上限值以及大于或等于第一预设下限值时，所述电控风扇工作请求级别的判断结果为中等级别；
或者，当所述水温小于第一预设下限值时，所述电控风扇工作请求级别的判断结果为正常级别。
3.根据权利要求1所述的发动机能量智能管理方法，其特征在于，所述根据所述电控风扇工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果包括：
当所述判断结果为紧急级别时，发动机电子控制单元响应所述电控风扇的工作请求；
或者，当所述判断结果为正常级别时，发动机电子控制单元不响应所述电控风扇的工作请求。
4.根据权利要求1所述的发动机能量智能管理方法，其特征在于，所述根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述电控风扇的工作请求，并确定判断结果包括：
当瞬时油耗提升率大于或等于工作阈值时，所述发动机电子控制单元响应所述电控风扇的工作请求；
或者，当瞬时油耗提升率小于工作阈值时，所述发动机电子控制单元不响应所述电控风扇的工作请求。
5.根据权利要求1所述的发动机能量智能管理方法，其特征在于，还包括：
检测可调发电机的蓄电池当前的荷电量；
根据所述蓄电池当前的荷电量判断可调发电机的工作请求级别，并确定判断结果，所述请求级别包括紧急级别、中等级别、正常级别；
根据所述可调发电机的工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果。
6.根据权利要求5所述的发动机能量智能管理方法，其特征在于，所述根据所述可调发电机的工作请求级别、以及发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果包括：
当所述判断结果为紧急级别时，发动机电子控制单元响应所述可调发电机的工作请求；
或者，当所述判断结果为中等级别时，根据发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果；
或者，当所述判断结果为正常级别时，发动机电子控制单元不响应所述可调发电机的工作请求。
7.根据权利要求6所述的发动机能量智能管理方法，其特征在于，所述当所述判断结果为中等级别时，根据发动机当前运行状态来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果包括：
当发动机当前运行状态为加速状态时，所述发动机电子控制单元不响应所述可调发电机的工作请求；
或者，当发动机当前运行状态为非加速状态时，根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果，所述瞬时油耗提升率为所述发动机电子控制单元预估其响应所述可调发电机工作请求后的瞬时油耗提升率。
8.根据权利要求7所述的发动机能量智能管理方法，其特征在于，所述根据发动机的瞬时油耗提升率来判断发动机电子控制单元是否响应所述可调发电机的工作请求，并确定判断结果包括：
当瞬时油耗提升率大于或等于工作阈值时，所述发动机电子控制单元响应所述可调发电机的工作请求；
或者，当瞬时油耗提升率小于工作阈值时，所述发动机电子控制单元不响应所述可调发电机的工作请求。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |