CN111120072B - 发动机冷却系统的控制方法和系统以及发动机系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了发动机冷却系统的控制方法和系统以及发动机系统和车辆，其中，控制方法包括：获取发动机的状态信息；根据发动机的状态信息获得目标工作温度；根据目标工作温度和发动机的实时温度生成冷却控制信号；根据冷却控制信号控制发动机冷却系统的执行元件以调节发动机的工作温度。本发明的控制方法和控制系统以及发动机系统和车辆，可以使得发动机工作于当前工况下更适的工作温度，降低油耗和排放。

Description

发动机冷却系统的控制方法和系统以及发动机系统和车辆

技术领域

本发明属于车辆技术领域，尤其涉及一种发动机冷却系统的控制方法，以及发动机冷却系统的控制系统和发动机系统及车辆。

背景技术

发动机是车辆的动力源，为了保证发动机的良好工作，通过冷却系统调节发动机的工作温度，但是，传统的发动机冷却系统很难满足发动机不同工况下最适工作温度的要求，因而，增加发动机的油耗与排放。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种发动机冷却系统的控制方法，该控制方法可以满足发动机最适工作温度的要求，降低油耗和排放。

本发明的第二个目的在于提出一种存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种发动机冷却系统的控制系统。

本发明的第四个目的在于提出一种发动机系统。

本发明的第五个目的在于提出一种车辆。

为了达到上述目的，本发明第一方面实施例的发动机冷却系统的控制方法，包括：获取发动机的状态信息；根据所述发动机的状态信息获得目标工作温度；根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号；根据所述冷却控制信号控制所述发动机冷却系统的执行元件以调节所述发动机的工作温度。

本发明实施例的发动机冷却系统的控制方法，根据发动机的状态信息获得目标工作温度，该目标工作温度更加适于当前工况的需求，并根据目标温度和实时温度生成冷却控制信号，实现闭环控制，可以满足发动机不同工况下适当工作温度的要求，降低油耗与排放。

在一些实施例中，所述目标工作温度包括基本目标温度和修正补偿温度，所述根据所述发动机的状态信息获得目标工作温度包括：根据所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得所述基本目标温度；根据所述发动机的转速和进气温度获得所述修正补偿温度；根据所述基本目标温度和所述修正补偿温度获得所述目标工作温度。

在一些实施例中，所述根据所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得所述基本目标温度包括：按照预设优先级规则确定所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号中的优先级最高的状态信息；根据所述优先级最高的状态信息获得所述基本目标温度。

在一些实施例中，所述根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号包括：计算所述目标工作温度和所述发动机的实时温度的温差和温差变化率；根据所述温差和所述温差变化率查询预设模糊控制规则，分别获得模糊比例积分控制的比例控制系数KP和积分控制系数KI；根据所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI生成第一冷却控制信号，实现对KP和KI的自动调整，达到自动控制温度的效果。

在一些实施例中，所述根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号还包括：根据所述温差获得所述模糊比例积分控制的前馈值，并根据所述前馈值生成第二冷却控制信号，达到快速调节温度的效果。

在一些实施例中，所述根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号还包括：当所述温差处于预设死区区间时，控制所述温差置零，避免执行元件频繁动作，影响寿命。

在一些实施例中，所述预设模糊控制规则满足以下至少一个条件：

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差的取值绝对值越大或者所述温差变化率的取值绝对值越大，所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI的取值越大；可以达到迅速温度调节。

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差取值绝对值越小或所述温差变化率的取值绝对值越小，所述积分控制系数KI取值越趋近于零，在所述温差的取值绝对值最大时，执行最大的所述积分控制系数KI，可以避免模糊比例积分控制中积分控制时过分饱和。

在一些实施例中，所述发动机冷却系统包括电子水泵和电子风扇，所述控制方法还包括：当所述发动机的实时温度超过第一温度阈值时，控制所述电子水泵运转；当所述发动机的实时温度超过第二温度阈值时，控制所述电子风扇运转，其中，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值，达到快速降低温度的效果。

为了达到上述目的，本发明第二方面实施例的非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现上面实施例所述的发动机冷却系统的控制方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过存储可实现上面实施例的发动机冷却系统的控制方法的计算机程序，为该控制方法的实现提供基础。

为了达到上述目的，本发明第三方面实施例的发动机冷却系统的控制系统，包括：计算装置，用于获取发动机的状态信息，根据所述发动机的状态信息获得目标工作温度；控制装置，用于根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号，并根据所述冷却控制信号控制所述发动机冷却系统的执行元件以调节所述发动机的工作温度。

根据本发明实施例的发动机冷却系统的控制系统，根据发动机的状态信息获得目标工作温度，该目标工作温度更加适于当前工况的需求，并根据目标温度和实时温度生成冷却控制信号，实现闭环控制，可以满足发动机不同工况下适当工作温度的要求，降低油耗与排放。

在一些实施例中，所述目标工作温度包括基本目标温度和修正补偿温度，所述计算装置在根据所述发动机的状态信息获得目标工作温度时具体用于，根据所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得所述基本目标温度，根据所述发动机的转速和进气温度获得所述修正补偿温度，根据所述基本目标温度和所述修正补偿温度获得所述目标工作温度。

在一些实施例中，所述计算装置在获得所述基本目标温度时用于，按照预设优先级规则确定所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号中的优先级最高的状态信息，并根据所述优先级最高的状态信息获得所述基本目标温度。

在一些实施例中，所述控制装置包括模糊控制模块，所述模糊控制模块用于，计算所述目标工作温度和所述发动机的实时温度的温差和温差变化率，根据所述温差和所述温差变化率查询预设模糊控制规则，分别获得模糊比例积分控制的比例控制系数KP和积分控制系数KI，根据所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI生成第一冷却控制信号。

在一些实施例中，所述控制装置还包括前馈控制模块，所述前馈控制模块用于，根据所述温差获得所述模糊比例积分控制的前馈值，并根据所述前馈值生成第二冷却控制信号。

在一些实施例中，所述控制装置还包括死区模块，所述死区模块用于，在所述温差处于预设死区区间时，控制所述温差置零。

在一些实施例中，所述预设模糊控制规则满足以下至少一个条件：

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差的取值绝对值越大或者所述温差变化率的取值绝对值越大，所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI的取值越大；

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差取值绝对值越小或所述温差变化率的取值绝对值越小，所述积分控制系数KI取值越趋近于零，在所述温差的取值绝对值最大时，执行最大的所述积分控制系数KI。

在一些实施例中，所述发动机冷却系统包括电子水泵和电子风扇，所述控制系统还包括辅助控制装置，所述辅助控制装置用于，在所述发动机的实时温度超过第一温度阈值时，控制所述电子水泵运转，或者，在所述发动机的实时温度超过第二温度阈值时，控制所述电子风扇运转，其中，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值。

为了达到上述目的，本发明第四方面实施例的发动机系统，包括：发动机和冷却系统；检测系统，用于检测所述发动机的状态信息；上面实施例所述的控制系统，所述控制系统分别与所述检测系统和所述冷却系统相连。

根据本发明实施例的发动机系统，通过采用上面实施例的发动机冷却系统的控制系统，可以使得发动机在较优化的工作温度工作，降低油耗与排放。

为了达到上述目的，本发明第五方面实施例的车辆，包括上面实施例所述的发动机系统。

根据本发明实施例的车辆，通过采用上面实施例的发动机系统，发动机性能更加优化，油耗和排放降低。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的发动机冷却系统的控制方法的流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的计算目标工作温度的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的对冷却系统进行闭环控制的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的对发动机的实时温度进行辅助控制的示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的发动机冷却系统的控制方法的示意图；

图6是根据本发明的一个实施例的发动机冷却系统的控制系统的框图；

图7是根据本发明的再一个实施例的发动机冷却系统的控制系统的框图；

图8是根据本发明的又一个实施例的发动机冷却系统的控制系统的框图；

图9是根据本发明的一个实施例的发动机系统的框图；

图10是根据本发明的一个实施例的车辆的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明第一方面实施例的发动机冷却系统的控制方法。

图1是根据本发明的一个实施例的发动机冷却系统的控制方法的流程图，如图1所示，本发明实施例的控制方法包括：

S1，获取发动机的状态信息。

例如，发动机的状态信息可以包括转速、进气温度、进气流量、档位信息、排气温度、排气流量、怠速标志信号、档位变化信号等。

S2，根据发动机的状态信息获得目标工作温度。

在本发明的一些实施例中，发动机的状态信息包括发动机的转速、进气流量、怠速标志信号、档位变化信号和进气温度。根据发动机的状态信息可以判断此时的发动机工况，在实施例中，可以预存各种发动机工况与优化目标工作温度的数据库文件，根据发动机的状态信息判定调用的不同数据库文件，并获得目标工作温度，使得发动机在当前工况下工作在适当的工作温度，来满足发动机不同工况下最适工作温度的要求。

S3，根据目标工作温度和发动机的实时温度生成冷却控制信号。

S4，根据冷却控制信号控制发动机冷却系统的执行元件以调节发动机的工作温度。

在本发明的实施例中，发动机的冷却系统可以包括例如电子风扇、电子水泵、发动机水套、机油冷却器、暖风器、散热器、变速器油冷器等。

具体地，根据目标工作温度和实时温度生成冷却控制信号，控制冷却系统的相关部件的执行元件的开启或关闭，例如，采用电子球阀控制发动机水套、机油冷却器、暖风器、散热器、变速器油冷器等通道的开启或关闭，调节发动机的工作温度，实现闭环控制，使发动机的工作温度达到目标工作温度，降低油耗与排放。

本发明实施例的发动机冷却系统的控制方法，根据发动机的状态信息获得目标工作温度，该目标工作温度更加适于当前工况的需求，并根据目标温度和实时温度生成冷却控制信号，实现闭环控制，可以满足发动机不同工况下适当工作温度的要求，降低油耗与排放。

在本发明的实施例中，根据发动机转速、进气流量、怠速标志信号、档位变化信号等状态信息，并结合相关的MAP数据，来获得目标工作温度。

图2为根据本发明的一个实施例的计算目标工作温度的示意图，在本发明的实施例中，目标工作温度包括基本目标温度和修正补偿温度。如图2所示，检测发动机的状态信息，在一些实施例中，根据发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得基本目标温度，例如根据输入上面的状态信息来确定不同的数据文件，进而输出相应的基本目标温度。进一步地，按照预设优先级规则确定发动机的状态信息中的优先级最高的状态信息；根据该优先级最高的状态信息获得基本目标温度。具体地，发动机的状态信息中会有不止一个参数变化，可以预设优先级规则，可以根据具体需求或考虑来设定各个状态信息相关参数的优先级逻辑规则，在有多个需求时，根据预设优先级规则确定发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号中优先级最高的状态信息例如转速，根据该优先级最高的状态信息调用对应的数据库文件，并获得对应的基本目标温度，该基本目标温度可以对应当前发动机工况下的比较适当的工作温度。

进一步地，为了获得更加优化的目标工作温度，在本发明的实施例中，结合发动机的MAP数据对基本目标温度进行补偿，如图2所示，根据发动机的转速和进气温度获得修正补偿温度，例如，根据发动机的转速和进气温度查询发动机的MAP数据以获得修正补偿温度，其中，MAP数据可以包括发动机的转速和进气温度与修正补偿温度的对应关系，通过查表的形式即可获得；并根据基本目标温度和修正补偿温度获得目标工作温度，例如，基本目标温度与修正补偿温度的和值即为获得的发动机在当前工况下的目标工作温度，通过温度补偿获得的目标工作温度更加适当、精准。

对于传统的发动机冷却控制，开环控制很难实现水温的准确控制，并且发动机冷却系统是大时滞系统，采用传统的闭环控制，如PID控制会导致积分过饱和，造成水温失控。如果完全采用传统的发动机MAP标定形式来实现水温控制，成本高，开发周期长。

下面对本发明实施例的根据目标工作温度和发动机的实时温度生成冷却控制信号的闭环控制过程进行说明。

在实施例中，可以通过模糊PI前馈控制器来对冷却系统的执行元件进行闭环控制。具体地，图3是根据本发明的一个实施例的对冷却系统进行闭环控制的示意图，如图3所示，具体地，计算目标工作温度和发动机的实时温度的温差e和温差变化率ec，其中，在实施例中，发动机可以通过水冷来冷却，冷却系统的实时水温可以看作发动机的实时温度；根据温差e和温差变化率ec查询预设模糊控制规则，分别获得模糊比例积分控制的比例控制系数KP和积分控制系数KI，其中，在实施例中，预设模糊控制规则满足温差e、温差变化率ec与比例控制系数KP和积分控制系数KI的对应关系，通过查询即可获得比例控制系数KP和积分控制系数KI；并根据比例控制系数KP和积分控制系数KI生成第一冷却控制信号，即实现对比例控制系统KP和积分控制系数KI的自整定，根据第一冷却控制信号对执行元件例如电子球阀进行控制，实现对冷却系统的温度的自动化控制，成本低，开发周期短。

进一步地，在本发明的实施例中，如图3所示，采用前馈控制实现对发动机的目标工作水温的快速控制，具体地，根据目标工作温度与实时温度的温差获得模糊比例积分控制的前馈值，例如前馈值通过根据温差调用一维查询表来获得，并根据该前馈值生成第二冷却控制信号，以实现对发动机工作温度的大幅度调节。简言之，可以通过前馈控制实现对发动机工作温度的粗调，通过上面的比例积分PI控制实现对发动机工作温度的细调，从而达到温度的精准快速调节。

对于模糊控制规则，在本发明的一些实施例中，预设模糊控制规则满足以下至少一个条件：在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，温差e的取值绝对值越大或者温差变化率ec的取值绝对值越大，则比例控制系数KP和积分控制系数KI的取值也越大，来达到迅速实现温度调节的目的；在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，温差e取值绝对值越小或温差变化率ec的取值绝对值越小，积分控制系数KI取值越趋近于零，此时主要依靠比例控制，在温差e的取值绝对值最大时，执行最大的积分控制系数KI，实现实时温度向目标工作温度的快速跟踪，可以防止积分控制的过饱和。

在一些实施例中，如下表1和表2，预设模糊控制规则如下：

表1

表2

其中，e为温差，ec为温差变化率，NB、NM和NS为负值，∣NB∣>∣NM∣>∣NS∣,ZO为零，PS、PM和PB为正值，PS<PM<PB,温差和温差变化率的量化等级均为{NB、NM、NS、ZO、PS}、比例控制系数KP和积分控制系数KI的量化等级{PB、PM、PS、ZO}。

例如，温差e的基本论域为[-20,20],温差变化率ec的基本论域为[-1,1]，量化等级均为{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}，英文缩写为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}。比例控制系数KP和积分控制系数KI，基本论域均为[0,1],量化等级内均划分为{PB,PM,PS,ZO}，参照表1和表2所示，在温差e和温差变化率ec较大的区域采用较大的比例控制系数KP和积分控制系数KI，来实现迅速的温度调节；为了防止模糊比例积分控制中积分控制时过饱和，在温差e和温差变化率ec变化较小时，KI取值为0，实现积分分离的效果，而在温差e最大的区域可以执行最大的KI，达到水温的有效自动控制。

进一步地，为了防止执行元件在温差e较小的情况下，频繁地动作，影响使用寿命，在本发明的实施例中，采用死区控制，如图3所示，设置温差的死区区间例如[-2,2]，当温差处于预设死区区间时，控制温差置零，即认为此时不存在温差，则执行元件不会动作，从而，在不影响温度调节的情况下，保证执行元件的使用寿命。

在本发明的实施例中，还设置辅助开环控制，具体地，发动机冷却系统包括电子水泵和电子风扇，当发动机的实时温度超过第一温度阈值时，控制电子水泵运转；当发动机的实时温度超过第二温度阈值时，控制电子风扇运转，其中，第二温度阈值大于第一温度阈值。通过辅助控制，当发动机的温度超过一定限值时，电子风扇、电子水泵开始运转，可以使得发动机的实时温度快速降低。

具体来说，如图4所示为根据本发明的一个实施例的对发动机的实时温度进行辅助控制的示意图，电子风扇、电子水泵处于常关状态，当发动机的实时温度≥100℃时，电控单元根据实时温度调用一维查询表数据，输出电子水泵的转速控制信号，电子水泵开始运转，当发动机的实时温度低于100℃，电子水泵关闭。同理，当实时温度≥110℃时，电控单元根据实时温度调用一维查询表数据，输出电子风扇的转速控制信号，电子风扇开始运转。当实时温度低于110℃，电子风扇关闭。

概括来说，如图5所示，本发明实施例的发动机冷却系统的控制方法，检测发动机的状态信息例如发动机的转速、进气流量、怠速标志信号、档位变化信号，结合相关的MAP数据，输出对应的基本目标温度，并根据修正补偿温度计算出发动机当前工况下最适的目标工作温度，并通过温度传感器检测发动机的实时温度，进而将目标工作温度与发动机的实时温度进行差计算，计算出温差e及温差变化率ec，将温差e及温差变化率反馈给模糊PI前馈控制器，以预定的模糊控制规则来输出比例控制系数KP、积分控制系数KI，然后将比例控制系数KP、积分控制系数KI、温差e之间通过上面的一系列计算，来输出冷却控制信号，对执行元件例如电子球阀的开度进行控制，实时准确控制冷却温度，优化发动机性能。另辅助控制装置根据实时水温控制电子水泵和电子风扇的开启和关闭，从而达到调节水温的目的。

本发明实施例的发动机冷却系统的控制方法，控制策略结构完善，能够实现发动机工作温度的稳、准、快的控制，使得发动机在最适温度工作，优化发动机性能，降低油耗和排放。

基于上面实施例的发动机冷却系统的控制方法，本发明第二方面实施例的非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上面实施例的发动机冷却系统的控制方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过存储可实现上面实施例的发动机冷却系统的控制方法的计算机程序，为该控制方法的实现提供基础。

下面参照附图描述根据本发明第三方面实施例的发动机冷却系统的控制系统。

图6是根据本发明的一个实施例的发动机冷却系统的控制系统的框图，如图6所示，本发明实施例的控制系统100包括计算装置10和控制装置20，其中，计算装置10用于获取发动机的状态信息，根据发动机的状态信息获得目标工作温度，即获得发动机当前工况下的最适工作温度；控制装置20用于根据目标工作温度和发动机的实时温度生成冷却控制信号，并根据冷却控制信号控制发动机冷却系统的执行元件以调节发动机的工作温度。

根据本发明实施例的发动机冷却系统的控制系统100，根据发动机的状态信息获得目标工作温度，该目标工作温度更加适于当前工况的需求，并根据目标温度和实时温度生成冷却控制信号，实现闭环控制，可以满足发动机不同工况下适当工作温度的要求，降低油耗与排放。

进一步地，在本发明的实施例中，目标工作温度包括基本目标温度和修正补偿温度，计算装置10在根据发动机的状态信息获得目标工作温度时具体用于，根据发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得基本目标温度，根据发动机的转速和进气温度获得修正补偿温度，根据基本目标温度和修正补偿温度获得目标工作温度。

进一步地，发动机的状态信息中会有不止一个参数变化，可以预设优先级规则，可以根据具体需求或考虑来设定各个状态信息相关参数的优先级逻辑规则，在有多个需求时，根据预设优先级规则确定发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号中优先级最高的状态信息例如转速，根据该优先级最高的状态信息调用对应的数据库文件，并获得对应的基本目标温度，该基本目标温度可以对应当前发动机工况下的比较适当的工作温度。

为了获得更加优化的目标工作温度，在实施例中，计算装置10还用于，根据转速和进气温度查询发动机的MAP数据以获得修正补偿温度，根据基本目标温度和修正补偿温度获得目标工作温度。例如，基本目标温度与修正补偿温度的和值即为获得的发动机在当前工况下的目标工作温度，通过温度补偿获得的目标工作温度更加适当、精准。

进一步地，在本发明的实施例中，如图7所示，控制装置20包括模糊控制模块21，模糊控制模块21用于，计算目标工作温度和发动机的实时温度的温差和温差变化率，根据该温差和温差变化率查询预设模糊控制规则，分别获得模糊比例积分控制的比例控制系数KP和积分控制系数KI，根据比例控制系数KP和积分控制系数KI生成第一冷却控制信号，具体控制过程如图3所示，即实现对比例控制系统KP和积分控制系数KI的自整定，根据第一冷却控制信号对执行元件例如电子球阀进行控制，实现对冷却系统的温度的自动化控制，成本低，开发周期短。

在本发明实施例中，如图7所示，控制装置20还包括前馈控制模块22，前馈控制模块22用于，根据温差获得模糊比例积分控制的前馈值，并根据该前馈值生成第二冷却控制信号。采用前馈控制实现对发动机的目标工作水温的快速控制。

在一些实施例中，如图7所示，控制装置20还包括死区模块23，死区模块23用于，在温差处于预设死区区间时，控制温差置零。可以防止执行元件在温差较小的情况下，频繁地动作，影响使用寿命。

对于模糊控制规则，在本发明的一些实施例中，预设模糊控制规则满足以下至少一个条件：在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，温差的取值绝对值越大或者温差变化率的取值绝对值越大，比例控制系数KP和积分控制系数KI的取值越大，来达到迅速实现温度调节的目的；在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，温差取值绝对值越小或温差变化率的取值绝对值越小，积分控制系数KI取值越趋近于零，在温差的取值绝对值最大时，执行最大的积分控制系数KI，实现实时温度向目标工作温度的快速跟踪，可以防止积分控制的过饱和。

在实施例中，预设模糊控制规则如上面实施例中的表1和表2所示，其中，e为温差，ec为温差变化率，NB、NM和NS为负值，∣NB∣>∣NM∣>∣NS∣,ZO为零，PS、PM和PB为正值，PS<PM<PB,温差和温差变化率的量化等级均为{NB、NM、NS、ZO、PS}、比例系数KP和积分控制系数KI的量化等级{PB、PM、PS、ZO}。

例如，温差e的基本论域为[-20,20],温差变化率ec的基本论域为[-1,1]，量化等级均为{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}，英文缩写为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}。比例控制系数KP和积分控制系数KI，基本论域均为[0,1],量化等级内均划分为{PB,PM,PS,ZO}，参照表1和表2所示，在温差e和温差变化率ec较大的区域采用较大的比例控制系统KP和积分控制系统KI，来实现迅速的温度调节；为了防止模糊比例积分控制中积分控制时过饱和，在温差e和温差变化率ec变化较小时，KI取值为0，实现积分分离的效果，而在温差e最大的区域可以执行最大的KI，达到水温的有效自动控制。

在本发明的实施例中，还设置辅助开环控制，具体地，发动机冷却系统包括电子水泵和电子风扇，如图8所示，控制系统100还包括辅助控制装置30，辅助控制装置30用于，在发动机的实时温度超过第一温度阈值时，控制电子水泵运转，或者，在发动机的实时温度超过第二温度阈值时，控制电子风扇运转，其中，第二温度阈值大于第一温度阈值。通过辅助控制，当发动机的温度超过一定限值时，电子风扇、电子水泵开始运转，可以使得发动机的实时温度快速降低。

基于上面实施例的控制系统，下面参照附图描述根据本发明第四方面实施例的发动机系统。

如图9所示，本发明实施例的发动机系统1000包括发动机200和冷却系统300、检测系统400和上面实施例的控制系统100，其中，检测系统400用于检测发动机的状态信息，例如包括温度传感器、转速传感器、流量传感器、档位检测单元等；控制系统100分别与检测系统400和冷却系统300相连，控制系统100的具体构成和控制过程，可以参照上面实施例的描述。

根据本发明实施例的发动机系统1000，通过采用上面实施例的发动机冷却系统的控制系统100，可以使得发动机在较优化的工作温度工作，降低油耗与排放。

基于上面实施例的发动机系统，图10是根据本发明的一个实施例的车辆的框图，如图10所示，本发明实施例的车辆10000包括上面实施例的发动机系统1000.发动机系统1000的结构和控制可以参照上面实施例的描述。

根据本发明实施例的车辆10000，通过采用上面实施例的发动机系统1000，发动机性能更加优化，油耗和排放降低。

需要说明的是，在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获取发动机的状态信息；

根据所述发动机的状态信息判断所述发动机的工况，根据预存的发动机工况与工作温度的对应关系，获得目标工作温度；

根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号；

根据所述冷却控制信号控制所述发动机冷却系统的执行元件以调节所述发动机的工作温度；

所述目标工作温度包括基本目标温度和修正补偿温度，所述根据所述发动机的状态信息获得目标工作温度包括：

根据所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得所述基本目标温度；

根据所述发动机的转速和进气温度获得所述修正补偿温度；

根据所述基本目标温度和所述修正补偿温度获得所述目标工作温度。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得所述基本目标温度包括：

按照预设优先级规则确定所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号中的优先级最高的状态信息；

根据所述优先级最高的状态信息获得所述基本目标温度。

3.根据权利要求1所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号包括：

计算所述目标工作温度和所述发动机的实时温度的温差和温差变化率；

根据所述温差和所述温差变化率查询预设模糊控制规则，分别获得模糊比例积分控制的比例控制系数KP和积分控制系数KI；

根据所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI生成第一冷却控制信号。

4.根据权利要求3所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号还包括：

根据所述温差获得所述模糊比例积分控制的前馈值，并根据所述前馈值生成第二冷却控制信号。

5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号还包括：当所述温差处于预设死区区间时，控制所述温差置零。

6.根据权利要求3所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述预设模糊控制规则满足以下至少一个条件：

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差的取值绝对值越大或者所述温差变化率的取值绝对值越大，所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI的取值越大；

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差取值绝对值越小或所述温差变化率的取值绝对值越小，所述积分控制系数KI取值越趋近于零，在所述温差的取值绝对值最大时，执行最大的所述积分控制系数KI。

7.根据权利要求1所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述发动机冷却系统包括电子水泵和电子风扇，所述控制方法还包括：

当所述发动机的实时温度超过第一温度阈值时，控制所述电子水泵运转；

当所述发动机的实时温度超过第二温度阈值时，控制所述电子风扇运转，其中，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值。

8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的发动机冷却系统的控制方法。

9.一种发动机冷却系统的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

计算装置，用于获取发动机的状态信息，根据所述发动机的状态信息判断所述发动机的工况，根据预存的发动机工况与工作温度的对应关系，获得目标工作温度；所述目标工作温度包括基本目标温度和修正补偿温度，所述计算装置在根据所述发动机的状态信息获得目标工作温度时具体用于，根据所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号获得所述基本目标温度，根据所述发动机的转速和进气温度获得所述修正补偿温度，根据所述基本目标温度和所述修正补偿温度获得所述目标工作温度；

控制装置，用于根据所述目标工作温度和所述发动机的实时温度生成冷却控制信号，并根据所述冷却控制信号控制所述发动机冷却系统的执行元件以调节所述发动机的工作温度。

10.根据权利要求9所述的发动机冷却系统的控制系统，其特征在于，所述计算装置在获得所述基本目标温度时用于，按照预设优先级规则确定所述发动机的转速、进气流量、怠速标志信号和档位变化信号中的优先级最高的状态信息，并根据所述优先级最高的状态信息获得所述基本目标温度。

11.根据权利要求9所述的发动机冷却系统的控制系统，其特征在于，所述控制装置包括模糊控制模块，所述模糊控制模块用于，计算所述目标工作温度和所述发动机的实时温度的温差和温差变化率，根据所述温差和所述温差变化率查询预设模糊控制规则，分别获得模糊比例积分控制的比例控制系数KP和积分控制系数KI，根据所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI生成第一冷却控制信号。

12.根据权利要求11所述的发动机冷却系统的控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括前馈控制模块，所述前馈控制模块用于，根据所述温差获得所述模糊比例积分控制的前馈值，并根据所述前馈值生成第二冷却控制信号。

13.根据权利要求12所述的发动机冷却系统的控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括死区模块，所述死区模块用于，在所述温差处于预设死区区间时，控制所述温差置零。

14.根据权利要求11所述的发动机冷却系统的控制系统，其特征在于，所述预设模糊控制规则满足以下至少一个条件：

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差的取值绝对值越大或者所述温差变化率的取值绝对值越大，所述比例控制系数KP和所述积分控制系数KI的取值越大；

在预设的温差论域、温差变化率的论域、比例控制系数KP论域和积分控制系数KI论域中，所述温差取值绝对值越小或所述温差变化率的取值绝对值越小，所述积分控制系数KI取值越趋近于零，在所述温差的取值绝对值最大时，执行最大的所述积分控制系数KI。

15.根据权利要求9所述的发动机冷却系统的控制系统，其特征在于，所述发动机冷却系统包括电子水泵和电子风扇，所述控制系统还包括辅助控制装置，所述辅助控制装置用于，在所述发动机的实时温度超过第一温度阈值时，控制所述电子水泵运转，或者，在所述发动机的实时温度超过第二温度阈值时，控制所述电子风扇运转，其中，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值。

16.一种发动机系统，其特征在于，所述发动机系统包括：

发动机和冷却系统；

检测系统，用于检测所述发动机的状态信息；

权利要求9-15任一项所述的控制系统，所述控制系统分别与所述检测系统和所述冷却系统相连。

17.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求16所述的发动机系统。

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