CN105649747A - 一种电控活塞冷却喷嘴控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电控活塞冷却喷嘴控制方法及系统，该方法包括：采集发动机的运行参数；根据发动机的运行参数和发动机MAP图控制电控活塞冷却喷嘴的通断；其中，发动机的运行参数包括发动机转速和发动机负荷；所述发动机MAP图为预先制定的根据发动机的转速和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。本发明提出的电控活塞冷却喷嘴控制方法及系统，避免了现有控制方法中单纯考虑机油压力对冷却喷嘴进行控制导致的热效率差的问题，综合考虑发动机的运行工况提出带有修正逻辑的活塞冷却喷嘴控制方法，精准控制活塞冷却喷嘴，提高活塞的热效率。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种电控活塞冷却喷嘴控制方法及系统。
背景技术
[0002]冷却喷嘴属于发动机的冷却系统，尤其是热负荷较高的发动机上
[0003] —般都设有冷却喷嘴，它通常固定装配在发动机的油道上，发动机在运转过程中，冷却喷嘴向活塞喷射冷却机油，温度较低的冷却机油通过热交换带走活塞的热量，对活塞进行冷却。
[0004]现有的对于发动机冷却喷嘴的控制方法在冷却喷嘴与副油道之间设置控制阀，通过调节控制阀的开口大小控制冷却喷嘴的喷油量。控制过程中，首先检测发动机主油道的机油压力，该压力越大，表示发动机产生的热量越多，则调节控制阀的开口较大，使冷却喷嘴的喷油量较大;主油道的机油压力越小，表示发动机产生的热量越少，则调节控制阀的开口较小，使冷却喷嘴的喷油量较小。
[0005]现有活塞冷却喷嘴控制只与机油压力有关，在低负荷工况下，若不对冷却喷嘴进行限制喷油，则活塞会出现过度冷却的情况。也就是说，这部分冷却活塞的机油做了无用功，而且会影响缸内燃烧温度、不利于排放，也不符合热管理思路，乃至影响油耗。
[0006]有鉴于此，亟待针对上述技术问题，进一步优化现有技术中的冷却喷嘴的控制方法，以使冷却喷嘴喷出活塞实际所需的冷却机油量，保证活塞的热效率。
发明内容
[0007]本发明所要解决的技术问题是:现有的活塞冷却喷嘴没有考虑发动机的运行工况导致热效率低的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种电控活塞冷却喷嘴控制方法，该方法包括:
[0009]采集发动机的运行参数；
[0010]根据发动机的运行参数和发动机MAP图控制电控活塞冷却喷嘴的通断；
[0011]其中，发动机的运行参数包括发动机转速和发动机负荷；
[0012]所述发动机MAP图为预先制定的根据发动机的转速和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
[0013] 可选地，所述发动机的运行参数还包括:活塞温度、水温、机油温度和机油压力；
[0014]所述发动机MAP图为预先制定的多条曲线，还包括根据活塞温度和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据水温和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据机油温度和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据机油压力和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
[0015] 可选地，还包括:
[0016]记录发动机运行时间，若发动机运行时间小于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启O
[0017] 可选地，还包括:
[0018]通过计算获取发动机功率，根据发动机功率及活塞承压面积获取活塞功率密度值；
[0019]若所述活塞功率密度值大于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启。
[0020] 可选地，还包括:
[0021]若机油温度超过第一阈值或水温超过第二阈值或机油压力超过第三阈值或发动机转速超过第四阈值，则控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0022] 可选地，还包括:
[0023]检测发动机制动信号，当检测到发动机制动信号时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0024] 可选地，还包括:
[0025]检测油门踏板开度信号，当检测到油门踏板处于加速闭合状态时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0026] 可选地，还包括:
[0027]当发动机运行参数在MAP曲线上下波动且变化率超过阈值时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0028]另一方面，本发明还提出了一种电控活塞冷却喷嘴控制系统，该系统包括:
[0029]运行参数采集单元，用于采集发动机的运行参数；
[0030]喷嘴控制单元，用于根据发动机的运行参数和发动机MAP图控制电控活塞冷却喷嘴的通断；
[0031 ]其中，发动机的运行参数包括发动机转速和发动机负荷；
[0032]所述发动机MAP图为预先制定的根据发动机的转速和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
[0033] 可选地，该系统还包括:
[0034] 运行时间记录单元，用于记录发动机总运行时间，若发动机总运行时间小于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启。
[0035]本发明提出的电控活塞冷却喷嘴控制方法及系统，避免了现有控制方法中单纯考虑机油压力对冷却喷嘴进行控制导致的热效率差的问题，综合考虑发动机的运行工况提出带有修正逻辑的活塞冷却喷嘴控制方法，精准控制活塞冷却喷嘴，提高活塞的热效率。
附图说明
[0036]通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中:
[0037]图1示出了本发明一个实施例的电控活塞冷却喷嘴控制方法示意图；
[0038]图2示出了本发明一个实施例的发动机MAP图的示意图。
[0039]图3示出了本发明一个实施例的电控活塞冷却喷嘴控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[0041]图1示出了本发明一个实施例的电控活塞冷却喷嘴控制方法示意图。如图1所示，该电控活塞冷却喷嘴控制方法包括:
[0042] S1:采集发动机的运行参数；
[0043] S2:根据发动机的运行参数和发动机MAP图控制电控活塞冷却喷嘴的通断；
[0044]其中，发动机的运行参数包括发动机转速和发动机负荷；
[0045]所述发动机MAP图为预先制定的根据发动机的转速和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
[0046]本实施例的电控活塞冷却喷嘴控制方法，避免了现有控制方法中单纯考虑机油压力对冷却喷嘴进行控制导致的热效率差的问题，综合考虑发动机的运行工况提出带有修正逻辑的活塞冷却喷嘴控制方法，精准控制活塞冷却喷嘴，提高活塞的热效率。
[0047]本发明的核心是ECU通过查询MAP图，来判断不同工况下活塞冷却喷嘴是否需要喷油或者精确地对活塞冷却喷嘴的喷油量进行控制。
[0048]图2示出了本发明一个实施例的发动机MAP图的示意图，其中，坐标系横坐标为发动机转速，纵坐标为发动机负荷。在发动机不同转速、不同负荷等工况下，对活塞温度等进行测试，最终依据评判标准得到这样一条曲线:曲线上方的区域发动机负荷较高，活塞冷却喷嘴需要开启以便对活塞进行冷却；而若发动机处于曲线下方的工况，则活塞不需要进行冷却，ECU通过执行器控制活塞冷却喷嘴停止喷油。
[0049]低负荷下活塞不需要太多冷却。减少对活塞不必要的冷却，可以提高活塞的工作温度，优化缸内燃烧;减少冷却系统带走的热量，提高有效功的转化;减少喷油，利于尽快提高排温，有助于后处理系统尽快工作。
[0050]作为另外一种实施例，在图2所示的曲线下方区域，ECU可以通过控制执行器来减少冷却喷嘴的喷油量，而不是直接停止冷却喷嘴工作。
[0051]在一种可选的实施方式中，所述发动机的运行参数还包括:活塞温度、水温、机油温度和机油压力；
[0052]所述发动机MAP图为预先制定的多条曲线，还包括根据活塞温度和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据水温和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据机油温度和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据机油压力和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
[0053]在实际应用中，采集的发动机的运行参数不限于活塞温度、水温、机油温度和机油压力，还可以对发动机的其他运行参数进行采集并综合考虑发动机的各种运行参数对活塞冷却喷嘴的通断进行控制。
[0054]在该实施方式的电控活塞冷却喷嘴控制方法中，通过预先制定多个发动机MAP图，综合考虑发动机转速、活塞温度、水温、机油温度和机油压力等运行参数控制活塞冷却喷嘴的通断，对喷嘴的通断进行精确控制，提高了活塞的热效率。
[0055]为了有效地保证发动机的可靠性，需增加其他的修正逻辑辅助ECU进行判断，做到更加准确地控制活塞冷却喷嘴的通断。
[0056]该电控活塞冷却喷嘴的控制方法还包括:
[0057]记录发动机运行时间，若发动机运行时间小于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启O
[0058]在实际应用中，发动机开始工作时，E⑶不查询MAP，允许一定时间的持续喷油，以便形成良好的初期润滑;完成初期润滑，建立起稳定油膜后，即发动机的运行时间大于预定阈值后，ECU可控制减少冷却喷嘴喷油量，以便尽快提高活塞温度，优化燃烧，优化起动初期的排放效果。
[0059]该电控活塞冷却喷嘴的控制方法还包括:
[0060]通过计算获取发动机功率，根据发动机功率及活塞承压面积获取活塞功率密度值；
[0061]若所述活塞功率密度值大于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启。
[0062]此条修正逻辑可辅助避免MAP标定过程中可能出现的人为偏差，甚至可以减轻标定的工作量。为了获取更好的节油效果，可以适当调节下活塞功率密度值的评判标准。
[0063] 该方法还包括:
[0064]若机油温度超过第一阈值或水温超过第二阈值或机油压力超过第三阈值或发动机转速超过第四阈值，则控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0065]在实际应用中，机油温度超出设定的机油温度限值，间接说明发动机热负荷高，此时ECU不查询MAP，控制活塞冷却喷嘴喷油;水温超出设定的温度限值，间接说明发动机热负荷高，此时ECU控制活塞额冷却喷嘴喷油;机油压力超出设定的机油压力限值，ECU控制活塞冷却喷嘴喷油，辅助降低主油道机油压力;发动机转速超出额定转速，例如下坡超速时，即使在发动机负荷低的情况下，由于转速高，为促进摩擦副表面的润滑，ECU控制冷却喷嘴进行喷油。
[0066] 该方法还包括:
[0067]检测发动机制动信号，当检测到发动机制动信号时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0068]具体地，ECU检测到发动机辅助制动信号时，尤其是EVB制动时，此时活塞热负荷较高，ECU控制冷却喷嘴喷油。
[0069] 该方法还包括:
[0070]检测油门踏板开度信号，当检测到油门踏板处于加速闭合状态时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0071]具体地，ECU检测到油门踏板处于加速激活状态时，说明此时发动机有大负荷工作的需求，ECU控制冷却喷嘴喷油。
[0072]该方法还包括:
[0073]当发动机运行参数在MAP曲线上下波动且变化率超过阈值时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
[0074]在实际应用中，若检测到发动机工况一直在MAP曲线上波动，即处于“振荡”阶段时，若按照MAP控制，则电控执行器会一直处与通、断循环状态，这样会严重影响电磁阀、执行器等的寿命。为避免上述情况，此阶段ECU可控制活塞冷却喷嘴进行喷油。
[0075]该方法还可以根据整车的运行状态、行驶里程对活塞冷却喷嘴进行控制。具体来说，整车处于异常状态时，如处于跛行状态，出于保护发动机的目的，ECU控制冷却喷嘴进行喷油;行驶里程或车辆总运行时间在限定之内，即处于磨合期时，运动件还需要较高的润滑条件，此时ECU控制冷却喷嘴喷油。
[0076]在完成MAP曲线标定后，可适当调节曲线下移，使ECU可以提前控制冷却喷嘴喷油；或者当发动机工况从曲线上方偏移至曲线下时，控制冷却喷嘴持续一定时间内的继续喷油，以防止发动机工况短时间内再跳回至曲线上区域。
[0077]本发明是针对电控活塞冷却喷嘴提出的一套控制方法，同时根据各种边界条件对初期控制策略进行修正，最终得到的一套完整的电控控制方法，以达到在保证发动机可靠性的前提下实现对机油喷射量精确控制的目的。
[0078]图3示出了本发明一个实施例的电控活塞冷却喷嘴控制系统的结构示意图。如图3所示，
[0079]运行参数采集单元31，用于采集发动机的运行参数；
[0080]喷嘴控制单元32，用于根据发动机的运行参数和发动机MAP图控制电控活塞冷却喷嘴的通断；
[0081 ]其中，发动机的运行参数包括发动机转速和发动机负荷；
[0082]所述发动机MAP图为预先制定的根据发动机的转速和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
[0083] 该系统还包括:
[0084] 运行时间记录单元，用于记录发动机总运行时间，若发动机总运行时间小于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启。
[0085]本实施例所述的电控活塞冷却喷嘴控制系统可以用于执行上述方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0086]本发明提出的电控活塞冷却喷嘴控制方法及系统，避免了现有控制方法中单纯考虑机油压力对冷却喷嘴进行控制导致的热效率差的问题，综合考虑发动机的运行工况提出带有修正逻辑的活塞冷却喷嘴控制方法，精准控制活塞冷却喷嘴，提高活塞的热效率。
[0087]虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于，包括: 采集发动机的运行参数； 根据发动机的运行参数和发动机MAP图控制电控活塞冷却喷嘴的通断； 其中，发动机的运行参数包括发动机转速和发动机负荷； 所述发动机MAP图为预先制定的根据发动机的转速和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
2.根据权利要求1所述的电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于， 所述发动机的运行参数还包括:活塞温度、水温、机油温度和机油压力； 所述发动机MAP图为预先制定的多条曲线，还包括根据活塞温度和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据水温和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据机油温度和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线、根据机油压力和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
3.根据权利要求1所述的电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于，还包括: 记录发动机运行时间，若发动机运行时间小于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启。
4.根据权利要求1所述的电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于，还包括: 通过计算获取发动机功率，根据发动机功率及活塞承压面积获取活塞功率密度值； 若所述活塞功率密度值大于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启。
5.根据权利要求1所述的电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于，还包括: 若机油温度超过第一阈值或水温超过第二阈值或机油压力超过第三阈值或发动机转速超过第四阈值，则控制电控活塞冷却喷嘴开启。
6.根据权利要求1所述的电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于，还包括: 检测发动机制动信号，当检测到发动机制动信号时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
7.根据权利要求1所述的电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于，还包括: 检测油门踏板开度信号，当检测到油门踏板处于加速闭合状态时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
8.根据权利要求1所述的电控活塞冷却喷嘴控制方法，其特征在于，还包括: 当发动机运行参数在MAP曲线上下波动且变化率超过阈值时，控制电控活塞冷却喷嘴开启。
9.一种电控活塞冷却喷嘴控制系统，其特征在于，包括: 运行参数采集单元，用于采集发动机的运行参数； 喷嘴控制单元，用于根据发动机的运行参数和发动机MAP图控制电控活塞冷却喷嘴的通断； 其中，发动机的运行参数包括发动机转速和发动机负荷； 所述发动机MAP图为预先制定的根据发动机的转速和发动机的负荷控制电控活塞冷却喷嘴通断的曲线。
10.根据权利要求9所述的活塞冷却喷嘴控制系统，其特征在于，还包括: 运行时间记录单元，用于记录发动机总运行时间，若发动机总运行时间小于预定阈值，则控制电控活塞喷嘴开启。
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