CN107575317B - 一种车辆发动机的温控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆发动机的温控方法及系统，涉及车辆的发动机。方法包括：S100获取发动机信息，发动机信息至少包括发动机内的温度；S200在向发动机的喷油器的头部吹射气体之前，基于发动机的信息调节气体的温度，其中至少包含不改变气体温度的情况；S300基于发动机的信息吹射气体并调节其流量，其中至少包含气体的流量保持不变的情况；S400再次获取发动机的信息或/和在S300中对气体的喷射时间计时；S500获知发动机的信息或/和气体的吹射时间达到相应的预定要求，停止向发动机的喷油器的头部吹射气体。以尽可能保证发动机顺利冷启动，使发动机在停机后尽可能快速降温，尽可能保证发动机的喷油器能够正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的发动机，特别是涉及一种车辆发动机的温控方法及系统。
背景技术
汽油喷射发动机即带有汽油喷射系统的发动机，也就是气道喷射发动机，是相对于化油器式汽油机而言的。由于汽油易于挥发的特性，便于在气缸外部形成匀质的可燃混合气，因此在很长时间内采用了装在进气总管上的化油器供给方式。这种燃料供给系统由于不能根据不同工况精确控制混合器的空燃比，因此被电控汽油喷射方式所取代。汽油喷射方式按喷油器安装位置与工作原理的不同可分为进气道多点喷射(MFI)、进气总管或中央单点喷射(SPI)和缸内直接喷射(GDI)三种。
发动机冷启动(cold-start)是指发动机距上次关机已有一段时间，在其内部温度与环境温度相一致的情况下开始启动。与其相对应的还有发动机热启动，就是指发动机距上次关机时间不久，在其内部尚有较高余温的情况下启动。
由于国家现在大力倡导节能环保，为此，将汽油喷射发动机改为使用甲醇或乙醇等醇类替代的喷射发动机。而对于安装有增压器或设置有增压及排气再循环功能(EGR)的发动机，使用甲醇或乙醇等醇类替代的喷射发动机的冷启动更加困难。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种车辆发动机的温控方法及系统，以尽可能保证发动机顺利冷启动。
本发明一个进一步的目的是要使发动机在停机后尽可能快速降温。
本发明另一个进一步的目的是要尽可能保证发动机的喷油器能够正常工作。
特别地，本发明提供了一种车辆发动机的温控方法，所述方法用于发动机的冷启动或/和停机散热，其中，所述车辆发动机为气道喷射式发动机，并安装有增压器或/和设置有增压及排气再循环功能，所述方法包括：
S100获取所述发动机信息，所述发动机信息至少包括所述发动机内的温度；
S200在向所述发动机的喷油器的头部吹射气体之前，基于所述发动机的信息调节所述气体的温度，其中至少包含不改变所述气体温度的情况；
S300基于所述发动机的信息吹射所述气体并调节其流量，其中至少包含所述气体的流量保持不变的情况；
S400再次获取所述发动机的信息或/和在S300中对所述气体的喷射时间计时；
S500获知所述发动机的信息或/和所述气体的吹射时间达到相应的预定要求，停止向所述发动机的喷油器的头部吹射所述气体。
进一步地，S300中需要进行相应判断：
若所述发动机进行冷启动或/和停机，则向所述发动机的喷油器的头部吹射所述气体；
若所述发动机不进行冷启动或/和停机，则再次执行S100及S200；
或者，若所述发动机不进行冷启动或/和停机，则结束所述方法。
进一步地，所述方法仅用于所述发动机的冷启动时，
S100中所述发动机的信息至少包括获取所述发动机的水温；
S200中在向所述发动机的喷油器的头部吹射气体之前，需要进行判断：
若所述发动机的水温低于设定水温，则对所述气体加热；
若所述发动机的水温高于所述设定水温，则执行S300。
进一步地，S500中需要进行相应判断：
若获知所述发动机启动成功，则结束所述方法；
若获知所述发动机未启动成功，则停止吹射所述气体并再次执行S300至S500。
进一步地，所述方法仅用于所述发动机的停机散热时，
S200替换为基于所述发动机的信息吹射所述气体并调节其流量，并且不改变所述气体温度；
S300中若判断为所述发动机进行停机，则所述气体的相应流量保持不变，并开始计时所述气体的喷射时间；
S400中需要进行相应判断：
若所述气体的喷射时间与预设时间相匹配，则停止吹射所述气体并结束所述方法；
若所述气体的喷射时间小于或者远小于预设时间，则所述气体的相应流量保持不变。
另外，本发明还提供了一种车辆的温控系统，该系统使用所述方法，所述系统包括：
发动机控制单元，通过控制所述系统使所述发动机冷启动或/和停机散热，所述发动机控制单元能够获知所述发动机的信息，所述发动机的信息至少包括所述发动机内的温度；
储气单元，用于存储吹射所述发动机的喷油器头部的气体；
温控单元，用于调节所述气体的温度，其调节所述气体的温度响应于所述发动机控制单元获知的所述发动机内的温度；以及
流量控制单元，用于调节所述气体的吹射流量，其调节所述气体的流量响应于所述发动机控制单元获知所述发动机冷启动或/和停机散热或/和所述发动机的信息，并且其调节所述气体的流量包括控制所述气体开始或停止吹射。
进一步地，所述发动机控制单元为发动机控制器，并能够获知所述发动机的水温；
所述气体为空气，所述温控单元为空气加热器，并设定为其对所述气体加热响应于所述发动机控制单元获知所述发动机的水温低于设定水温；
所述流量控制单元为流量控制阀，所述发动机控制单元设定为获知所述发动机的水温高于所述设定水温时，进行判断：
若判断所述发动机进行冷启动，则所述流量控制单元控制所述气体开始吹射，然后所述发动机控制单元再次获取所述发动机的信息，进行判断：
若所述发动机冷启动成功，则所述流量控制单元及所述温控单元关闭；
若所述发动机未冷启动成功，所述发动机控制单元再次判断所述发动机是否进行冷启动；
若判断所述发动机不进行冷启动，则所述发动机控制单元获取所述温控单元的加热温度，并进行判断：
若所述温控单元的加热温度达到设定温度，则关闭所述温控单元；
若所述温控单元的加热温度未达到设定温度，则所述温控单元继续对所述气体加热。
进一步地，所述流量控制单元调节所述气体的流量响应于所述发动机控制单元基于获知的所述发动机的信息，
所述发动机控制单元设定为其获知所述发动机停机使所述流量控制单元保持所述气体的流量不变并开始计时；
所述流量控制单元控制所述气体停止吹射基于所述发动机控制单元获知所述计时的时间与设定时间匹配。
进一步地，所述发动机控制单元设定为其获知所述发动机不停机，则再次获知所述发动机的信息，然后使所述流量控制单元调节所述气体的流量。
本申请的发明人综合采用两种路径，解决发动机冷启动困难的问题。一种是，在发动机冷启动前对喷油器的头部，也就是喷油器的燃料喷出位置，根据获知的发动机信息，例如当前发动机的温度，具体判断需要喷射多少摄氏度的热气体，以及气体相应的喷射流量。从而提高发动机燃料的雾化性能，尤其是甲醇或乙醇，其冷启动性能更差，可以使甲醇或乙醇发动机冷启动更加顺利；另一种是，发明人发现冷启动困难的另一个主要原因是喷油器使用性能的降低导致的。发明人又进一步发现，喷油器在发动机由运行状态变为停机状态后，由于其散热性差，严重破坏喷油器的使用性能及其寿命，从而使发动机冷启动更加困难，为此，在发动机停机后，对喷油器头部再次喷射气体进行降温，并根据获知的发动机信息及设定的时间，进行充分降温，从而使喷油器快速散热。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明的所述温控方法的示意性逻辑图；
图2是所述温控方法及所述温控系统冷启动的示意性逻辑图；
图3是所述温控方法及所述温控系统停机散热的示意性逻辑图。
具体实施方式
图1是根据本发明的温控方法的示意性逻辑图；结合图1进行说明，本发明提供一种车辆发动机的温控方法。方法可以用于发动机的冷启动或/和停机散热。其中，车辆发动机为气道喷射式发动机，并安装有增压器或/和设置有增压及排气再循环功能。需要理解的是“或/和”是指“或”或者“和”，例如“冷启动或/和停机散热”是指冷启动或停机散热，或者冷启动和停机散热。下文对此将不再解释。
具体地，方法包括：
S100(步骤一)获取发动机信息。发动机信息至少包含发动机内的温度。该步骤中，可以是发动机控制器或者车辆的ECU通过相应的检测单元获取发动机信息。
S200(步骤二)在向发动机的喷油器的头部吹射气体之前，基于发动机的信息调节气体的温度，其中至少包含不改变气体温度的情况。例如，若发动机控制器或车辆的ECU基于发动机的信息，获知冷启动温度过低，可以通过相应的加热装置对吹射前的气体加热；获知冷启动温度过高，可以不加热。若停机前发动机温度过高，可以对气体降温制冷。
在这里，喷油器的头部具有朝向发动机内喷射燃料的功能，也可以说，向喷油器的头部吹射气体是为了提高其喷射出的燃料的雾化效果。
S300(步骤三)基于发动机的信息吹射气体并调节其流量，其中至少包含气体的流量保持不变的情况。例如，若发动机控制器或车辆的ECU基于发动机的信息，获知冷启动温度过低，可以通过使相应的流量控制装置增大气体对喷油器头部的喷射量来加速对燃料的雾化，并结合S200中已经对气体加热，则可以更好的提高发动机冷启动的稳定性。
S400(步骤四)再次获取发动机的信息或/和在S300中对气体的喷射时间计时。具体地，可以是发动机控制器或车辆的ECU执行该步骤。需要注意的是，采用同时获取发动机的信息和在S300中对气体的喷射时间计时，可以更加准确的判断发动机是否冷启动成功或者停机散热良好。
S500(步骤五)获知发动机的信息或/和气体的吹射时间达到相应的预定要求，停止向发动机的喷油器的头部吹射气体。
本申请的发明人综合采用两种路径，解决发动机冷启动困难的问题。一种是，在发动机冷启动前对喷油器的头部，也就是喷油器的燃料喷出位置，根据获知的发动机信息，例如当前发动机的温度，具体判断需要喷射多少摄氏度的热气体，以及气体相应的喷射流量。从而提高发动机燃料的雾化性能，尤其是甲醇或乙醇，其冷启动性能更差，可以使甲醇或乙醇发动机冷启动更加顺利；另一种是，发明人发现冷启动困难的另一个主要原因是喷油器使用性能的降低导致的。发明人又进一步发现，喷油器在发动机由运行状态变为停机状态后，由于其散热性差，严重破坏喷油器的使用性能及其寿命，从而使发动机冷启动更加困难，为此，在发动机停机后，对喷油器头部再次喷射气体进行降温，并根据获知的发动机信息及设定的时间，进行充分降温，从而使喷油器快速散热。
图2是温控方法及温控系统冷启动的示意性逻辑图；图3是温控方法及温控系统停机散热的示意性逻辑图；同时结合图2及图3进行说明，进一步地，S300中需要进行相应判断：
若发动机进行冷启动或/和停机，则向发动机的喷油器的头部吹射气体；
若发动机不进行冷启动或/和停机，则再次执行S100及S200；
或者，若发动机不进行冷启动或/和停机，则结束方法。
该步骤中，发动机控制器或者车辆的ECU，可以根据驾驶员对车辆的操作自动执行前述方法。从而提高该方法执行的自动化程度。
结合图2进行说明，进一步地，方法仅用于发动机的冷启动时，
S100中发动机的信息至少包括获取发动机的水温。
S200中在向发动机的喷油器的头部吹射气体之前，需要进行判断：
若发动机的水温低于设定水温，则对气体加热；
若发动机的水温高于设定水温，则执行S300。
由于气体的波动性大，并且其比热容小，例如空气，若对气体检测则其准确性更低，为此需要实时检测，导致需要使用更加精确的检测器件，并使得相应的控制器件的存储空间及数据处理能力更强，这样会增加相应硬件的成本。而水正好相反，其波动性小，并且比热容大，因此可以采用间断式检测方式，从而可以大幅度降低硬件方面的检测成本，并同时保证发动机信息中含有发动机温度的相关内容的准确性。
结合图2进行说明，进一步地，S500中需要进行相应判断：
若获知发动机启动成功，则结束方法；
若获知发动机未启动成功，则停止吹射气体并再次执行S300至S500。
结合图3进行说明，进一步地，方法仅用于发动机的停机散热时，
S200替换为基于发动机的信息吹射气体并调节其流量，并且不改变气体温度；一方面在判断发动机停机之前，仅仅通过吹射气体，如压缩空气，并调节其流量，相对于将气体制冷，可以减少对燃料充分燃烧的影响，从而保证发动机正常运行。另一方面也降低不必要的能源消耗。
S300中若判断为发动机进行停机，则气体的相应流量保持不变，并开始计时气体的喷射时间。
S400中需要进行相应判断：
若气体的喷射时间与预设时间相匹配，则停止吹射气体并结束方法；
若气体的喷射时间小于或者远小于预设时间，则气体的相应流量保持不变。
该方法仅用于发动机的停机散热时，S200中仅仅通过控制吹射的流量进行降温并雾化，而执行S300时可以采用不具有实时调节功能的相应装置，从而简化结构并降低成本及维护。同时，S400中仅仅依据设定时间进行判断，相对于根据发动机信息判断是否停止，实现了既能够降温的功能，又简化结构并降低相应的研制成本。
同时结合图2及图3进行说明，另外本发明还提供了一种车辆的温控系统，该系统使用前述方法，系统包括：发动机控制单元、储气单元、温控单元以及流量控制单元。
发动机控制单元通过控制系统使发动机冷启动或/和停机散热。发动机控制单元能够获知发动机的信息，发动机的信息至少包括发动机内的温度。储气单元用于存储吹射发动机的喷油器头部的气体。温控单元用于调节气体的温度，其调节气体的温度响应于发动机控制单元获知的发动机内的温度。流量控制单元用于调节气体的吹射流量，其调节气体的流量响应于发动机控制单元获知发动机冷启动或/和停机散热或/和发动机的信息，并且其调节气体的流量包括控制气体开始或停止吹射。
具体地，储气单元、流量控制单元、温控单元以及发动机的喷油器头部依次通过相应管路连接。
结合图2进行说明，进一步地，发动机控制单元为发动机控制器，并能够获知发动机的水温；
气体为空气，温控单元为空气加热器，并设定为其对气体加热响应于发动机控制单元获知发动机的水温低于设定水温；
流量控制单元为流量控制阀，发动机控制单元设定为获知发动机的水温高于设定水温时，进行判断：
若判断发动机进行冷启动，则流量控制单元控制气体开始吹射，然后发动机控制单元再次获取发动机的信息，进行判断：
若发动机冷启动成功，则流量控制单元及温控单元关闭；
若发动机未冷启动成功，发动机控制单元再次判断发动机是否进行冷启动；
若判断发动机不进行冷启动，则发动机控制单元获取温控单元的加热温度，并进行判断：
若温控单元的加热温度达到设定温度，则关闭温控单元；
若温控单元的加热温度未达到设定温度，则温控单元继续对气体加热。
结合图3进行说明，进一步地，流量控制单元调节气体的流量响应于发动机控制单元基于获知的发动机的信息，
发动机控制单元设定为其获知发动机停机使流量控制单元保持气体的流量不变并开始计时；
流量控制单元控制气体停止吹射基于发动机控制单元获知计时的时间与设定时间匹配。
进一步地，发动机控制单元设定为其获知发动机不停机，则再次获知发动机的信息，然后使流量控制单元调节气体的流量。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种车辆发动机的温控方法，所述方法用于发动机的冷启动或/和停机散热，其中，所述车辆发动机为气道喷射式发动机，并安装有增压器或/和设置有增压及排气再循环功能，所述方法包括：
S100获取所述发动机信息，所述发动机信息至少包括所述发动机内的温度；
S200在向所述发动机的喷油器的头部吹射气体之前，基于所述发动机的信息调节所述气体的温度，其中至少包含不改变所述气体温度的情况；
S300基于所述发动机的信息吹射所述气体并调节其流量，其中至少包含所述气体的流量保持不变的情况；
S400再次获取所述发动机的信息或/和在所述S300中对所述气体的喷射时间计时；
S500获知所述发动机的信息或/和所述气体的吹射时间达到相应的预定要求，停止向所述发动机的喷油器的头部吹射所述气体。
2.根据权利要求1所述的温控方法，其特征在于，所述S300中需要进行相应判断：
若所述发动机进行冷启动或/和停机，则向所述发动机的喷油器的头部吹射所述气体；
若所述发动机不进行冷启动或/和停机，则再次执行所述S100及所述S200；
或者，若所述发动机不进行冷启动或/和停机，则结束所述方法。
3.根据权利要求2所述的温控方法，其特征在于，所述方法仅用于所述发动机的冷启动时，
所述S100中所述发动机的信息至少包括获取所述发动机的水温；
所述S200中在向所述发动机的喷油器的头部吹射气体之前，需要进行判断：
若所述发动机的水温低于设定水温，则对所述气体加热；
若所述发动机的水温高于所述设定水温，则执行所述S300。
4.根据权利要求3所述的温控方法，其特征在于，所述S500中需要进行相应判断：
若获知所述发动机启动成功，则结束所述方法；
若获知所述发动机未启动成功，则停止吹射所述气体并再次执行所述S300至所述S500。
5.根据权利要求2所述的温控方法，其特征在于，所述方法仅用于所述发动机的停机散热时，
所述S200替换为基于所述发动机的信息吹射所述气体并调节其流量，并且不改变所述气体温度；
所述S300中若判断为所述发动机进行停机，则所述气体的相应流量保持不变，并开始计时所述气体的喷射时间；
所述S400中需要进行相应判断：
若所述气体的喷射时间与预设时间相匹配，则停止吹射所述气体并结束所述方法；
若所述气体的喷射时间小于预设时间，则所述气体的相应流量保持不变。
6.一种车辆的温控系统，该系统使用权利要求1至5中任一项所述方法，其特征在于，所述系统包括：
发动机控制单元，通过控制所述系统使所述发动机冷启动或/和停机散热，所述发动机控制单元能够获知所述发动机的信息，所述发动机的信息至少包括所述发动机内的温度；
储气单元，用于存储吹射所述发动机的喷油器头部的气体；
温控单元，用于调节所述气体的温度，其调节所述气体的温度响应于所述发动机控制单元获知的所述发动机内的温度；以及
流量控制单元，用于调节所述气体的吹射流量，其调节所述气体的流量响应于所述发动机控制单元获知所述发动机冷启动或/和停机散热或/和所述发动机的信息，并且其调节所述气体的流量包括控制所述气体开始或停止吹射。
7.根据权利要求6所述的温控系统，其特征在于，
所述发动机控制单元为发动机控制器，并能够获知所述发动机的水温；
所述气体为空气，所述温控单元为空气加热器，并设定为其对所述气体加热响应于所述发动机控制单元获知所述发动机的水温低于设定水温；
所述流量控制单元为流量控制阀，所述发动机控制单元设定为获知所述发动机的水温高于所述设定水温时，进行判断：
若判断所述发动机进行冷启动，则所述流量控制单元控制所述气体开始吹射，然后所述发动机控制单元再次获取所述发动机的信息，进行判断：
若所述发动机冷启动成功，则所述流量控制单元及所述温控单元关闭；
若所述发动机未冷启动成功，所述发动机控制单元再次判断所述发动机是否进行冷启动；
若判断所述发动机不进行冷启动，则所述发动机控制单元获取所述温控单元的加热温度，并进行判断：
若所述温控单元的加热温度达到设定温度，则关闭所述温控单元；
若所述温控单元的加热温度未达到设定温度，则所述温控单元继续对所述气体加热。
8.根据权利要求6所述的温控系统，其特征在于，所述流量控制单元调节所述气体的流量响应于所述发动机控制单元基于获知的所述发动机的信息，
所述发动机控制单元设定为其获知所述发动机停机使所述流量控制单元保持所述气体的流量不变并开始计时；
所述流量控制单元控制所述气体停止吹射基于所述发动机控制单元获知所述计时的时间与设定时间匹配。
9.根据权利要求8所述的温控系统，其特征在于，所述发动机控制单元设定为其获知所述发动机不停机，则再次获知所述发动机的信息，然后使所述流量控制单元调节所述气体的流量。
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2017
- 2017-09-25 CN CN201710876591.2A patent/CN107575317B/zh active Active
Patent Citations (6)
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