CN111472873A - 用于活塞冷却喷嘴的控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，提供一种用于活塞冷却喷嘴的控制方法、装置及系统。所述控制方法包括：获取发动机的转速；获取发动机的扭矩；根据所述转速及扭矩，执行以下操作：在所述转速小于第一预设转速的情况下，调节用于控制流经活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度为第一预设开度；在所述转速大于所述第一预设转速且小于第二预设转速的情况下，基于预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系，调节电磁阀的开度为与所述扭矩相应的电磁阀开度；以及在所述转速大于所述第二预设转速的情况下，调节所述电磁阀的开度为第二预设开度。本发明所述的控制方法可使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，从而提升发动机性能及热效率，降低油耗。

Description

用于活塞冷却喷嘴的控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种用于活塞冷却喷嘴的控制方法、装置及系统。

背景技术

活塞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。传统活塞冷却喷嘴开启压力恒定，机油的喷射量无法调节，存在过量喷射浪费，由此，其很难满足发动机活塞在不同工况下的最适工作温度要求，增加了发动机的油耗与排放。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于活塞冷却喷嘴的控制方法，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于活塞冷却喷嘴的控制方法，包括：获取发动机的转速；获取所述发动机的扭矩；根据所述发动机的转速及扭矩，执行以下操作：在所述发动机的转速小于第一预设转速的情况下，调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度为第一预设开度；在所述发动机的转速大于所述第一预设转速且小于第二预设转速的情况下，基于预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系，调节所述电磁阀的开度为与所述发动机的扭矩相应的电磁阀开度；以及在所述发动机的转速大于所述第二预设转速的情况下，调节所述电磁阀的开度为第二预设开度。

进一步的，所述获取所述发动机的扭矩包括：获取进气系统的进气量；获取燃油喷射系统的喷油量；根据所述进气系统的进气量及所述燃油喷射系统的喷油量，获得所述发动机的扭矩。

进一步的，所述预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系为线性函数关系。

相对于现有技术，本发明所述的用于活塞冷却喷嘴的控制方法可基于发动机的不同转速及扭矩，调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

本发明的另一目的在于提出一种用于活塞冷却喷嘴的控制装置，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于活塞冷却喷嘴的控制装置，包括：转速获取单元，用于获取发动机的转速；扭矩获取单元，用于获取所述发动机的扭矩；控制单元，用于根据所述发动机的转速及扭矩，执行以下操作：在所述发动机的转速小于第一预设转速的情况下，调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度为第一预设开度；在所述发动机的转速大于所述第一预设转速且小于第二预设转速的情况下，基于预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系，调节所述电磁阀的开度为与所述发动机的扭矩相应的电磁阀开度；以及在所述发动机的转速大于所述第二预设转速的情况下，调节所述电磁阀的开度为第二预设开度。

进一步的，所述用于活塞冷却喷嘴的控制装置还包括：进气量获取单元，用于获取进气系统的进气量；喷油量获取单元，用于获取燃油喷射系统的喷油量；以及所述扭矩获取单元用于根据所述进气系统的进气量及所述燃油喷射系统的喷油量，获得所述发动机的扭矩。

进一步的，所述预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系为线性函数关系。

本发明的另一目的在于提出一种用于活塞冷却喷嘴的控制系统，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于活塞冷却喷嘴的控制系统，所述用于活塞冷却喷嘴的控制系统包括：电磁阀，用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量；以及根据上述的用于活塞冷却喷嘴的控制装置，用于调节所述电磁阀的开度。

进一步的，所述用于活塞冷却喷嘴的控制系统还包括：转速采集装置，用于采集发动机的转速，并传输给所述用于活塞冷却喷嘴的控制装置。

进一步的，所述用于活塞冷却喷嘴的控制系统还包括：进气系统，用于向所述发动机提供空气并采集该空气的进气量；以及燃油喷射系统，用于向所述发动机提供燃油并采集该燃油的喷油量。

本发明的另一目的在于提出一种机器可读存储介质，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于活塞冷却喷嘴的控制方法。

所述用于活塞冷却喷嘴的控制装置、控制系统及所述机器可读存储介质与上述用于活塞冷却喷嘴的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施方式所述的用于活塞冷却喷嘴的控制装置的结构图；

图2为本发明实施方式所述的电磁阀开度与发动机的转速之间的关系图；

图3为本发明实施方式所述的电磁阀开度与发动机的扭矩之间的关系图；

图4为本发明实施方式所述的用于活塞冷却喷嘴的控制系统的结构图；以及

图5为本发明实施方式所述的用于活塞冷却喷嘴的控制方法的流程图。

附图标记说明：

10 转速获取单元 20 扭矩获取单元

30 控制单元 100 控制装置

200 电磁阀 300 活塞冷却喷嘴

400 进气系统 500 燃油喷射系统

600 曲轴转速传感器 700 机油泵

800 发动机缸筒 900 活塞

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

图1是本发明实施例的一种用于活塞冷却喷嘴的控制装置100的结构示意图，其中，所述活塞冷却喷嘴300及活塞位于发动机缸筒800内，所述活塞冷却喷嘴300负责向活塞900喷射机油，用于冷却活塞900，如图4所示。该控制装置100可包括：转速获取单元10，用于获取发动机的转速；扭矩获取单元20，用于获取所述发动机的扭矩；控制单元30，用于根据所述发动机的转速及扭矩，执行以下操作：在所述发动机的转速小于第一预设转速的情况下，调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度为第一预设开度；在所述发动机的转速大于所述第一预设转速且小于第二预设转速的情况下，基于预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系，调节所述电磁阀的开度为与所述发动机的扭矩相应的电磁阀开度；以及在所述发动机的转速大于所述第二预设转速的情况下，调节所述电磁阀的开度为第二预设开度。该控制装置可基于发动机的不同转速及扭矩，实时调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

其中，所述第一预设开度远远小于所述第二预设开度，例如所述第一预设开度为0，所述第二预设开度为100％。当然，本发明中的所述第一预设开度并不限于0，及所述第二预设开度也并不限于100％。

其中，所述预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系可为线性函数，例如S＝k*N，其中S为电磁阀开度；N为发动机扭矩；以及k为常数且为正值。当然，本发明并不限于上述的函数关系，其他合理的函数关系(使得电磁阀开度与发动机扭矩之间的关系变现为：随着发动机扭矩的增大，电磁阀开度不断增大)亦是可行的。在此采用线性函数关系是因为，发动机扭矩越大，其所承受的负荷越大，活塞热负荷越高，系统所需的冷却喷油量就越大，即所需调节的电磁阀的开度越大，从而线性函数关系更有利于实现灵活智能控制。

所述用于活塞冷却喷嘴的控制装置还可包括：进气量获取单元(图中未示出)，用于获取进气系统的进气量；喷油量获取单元(图中未示出)，用于获取燃油喷射系统的喷油量；以及所述扭矩获取单元(图中未示出)用于根据所述进气系统的进气量及所述燃油喷射系统的喷油量，获得所述发动机的扭矩。也就是说，控制装置可根据进气系统回馈的空气的实际进气量、燃油喷射系统回馈的燃油的实际喷油量，综合计算发动机的扭矩，进而可综合计算活塞需要的冷却机油，同步向电磁控制阀下达理论上的喷油量信息，例如电磁阀开度。

如图4所示，所述控制装置100还可根据进气系统400所回馈的实际进气量实时对该进气系统400的进气量进行校准，以通过双向闭环控制实现对进气量的精确控制；以及可根据燃油喷射系统500所回馈的实际燃油喷油量实时对该燃油喷射系统500的喷油量进行校准，以通过双向闭环控制实现对喷油量的精确控制。在这种情况下，由于所获取的进气量及喷油量的数据非常精确，故所述控制装置根据进气量及喷油量所得到的扭矩及进一步所得到的电磁阀开度也都非常精确，从而可根据发动机的需求精确调控用于冷却活塞的机油的喷射量，实现发动机的高效运行。

所述控制装置可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)、状态机等等。

具体而言，现以图1所示的控制装置为例，对调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度的过程进行详细地解释和说明。

控制装置实时获取发动机的转速及扭矩，根据所述转速及所述扭矩的大小，执行不同的控制操作：

如图2所示，假设发动机的转速范围为从0到最大转速C(例如5500r/min))，将该转速范围分为3部分：0到A(A为中低转速，例如1500r/min)、A到B(B中高转速，例如3500r/min)、B到C。

首先根据发动机的转速的大小，执行以下不同的控制操作：

当所述转速处于0到A范围内：控制装置下发关闭电磁阀的指令，电磁阀响应关闭指令执行关闭操作(电磁阀开度为0)，此时，向活塞提供的机油的喷射量为0，即不对发动机的活塞进行冷却。也就是说，发动机的转速处于低转速区间，其所承受的负荷较低；活塞运行时实际温度较低，热负荷较低，为提升发动机暖机时间(或快速暖机)，提升发动机热效率，故不对活塞进行冷却。

当所述转速处于B到C范围内：控制装置下发电磁阀全开指令(即电磁阀开度为100％)，电磁阀响应全开指令执行全开操作(电磁阀开度为100％)，此时，向活塞提供的机油的喷射量最大，对活塞进行快速冷却。也就是说，发动机的转速处于高转速区间，其所承受的负荷较高；活塞运行实际温度较高，热负荷较高，需要大量的机油充分冷却，保障发动机运行的可靠性。

当所述转速处于A到B范围内，再根据发动机的扭矩的大小，执行以下的控制操作：

在获取发动机的扭矩为N₁(A≤N₁≤B)的情况下，控制装置根据图3所示的电磁阀开度与扭矩之间的函数关系，同时下发电磁阀开度为k*N₁的指令，电磁阀响应该指令执行开度为k*N₁的操作(即电磁阀提供相应的机油的喷射量)，可根据发动机的扭矩(或负荷)实时调整向活塞提供的机油的喷射量以对活塞进行不同程度的冷却，从而使得发动机在不同工况的最适工作温度下工作。也就是说，发动机的扭矩越大，其所承受的负荷越大；活塞热负荷越高，冷却所需的机油的喷油量就越大，反之发动机的扭矩越小，其所承受的负荷越小；活塞热负荷越低，冷却所需的机油的喷油量就越小。

由此可知，与现有技术相比，所述控制装置不仅可实时调节电磁阀的开度，还可结合双向闭环控制实现活塞冷却喷嘴喷油量的稳、准、快的控制，从而实现快速暖机或快速冷却以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

综上所述，本发明实施例的控制装置可基于发动机的不同转速及扭矩，实时调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

相应地，如图4所示，本发明实施例还提供了一种用于活塞冷却喷嘴的控制系统，该控制系统可包括：电磁阀200，用于控制流经所述活塞冷却喷嘴300的机油量；以及根据上述的用于活塞冷却喷嘴300的控制装置100，用于调节所述电磁阀200的开度。

所述用于活塞冷却喷嘴的控制系统还可包括：转速采集装置，用于采集发动机的转速，并传输给所述用于活塞冷却喷嘴300的控制装置100；进气系统400，用于向所述发动机提供空气并采集该空气的进气量；以及燃油喷射系统500，用于向所述发动机提供燃油并采集该燃油的喷油量，其中，所述转速采集装置可为曲轴转速传感器600，如图4所示。当然，本发明中的转速采集装置并不限于曲轴转速传感器，其他转速采集仪也是可行的。

具体而言，现以图4所示的控制系统为例对调控活塞冷却喷嘴的喷油量的过程进行简要地解释和说明。

机油泵700经由电磁阀200向活塞冷却喷嘴300提供机油，该电磁阀200可用于控制流向活塞冷却喷嘴300的机油量，并探测实际所供机油量将该机油量回馈至控制装置100，同步该电磁阀200还可向控制装置100回馈实际的机油量。该电磁阀200的实际开度由控制装置100调控，具体的调控过程如下：控制装置100可根据进气系统400所采集的进气量及燃油喷射系统500所采集的喷油量获得发动机的扭矩，并获取曲轴转速传感器600所采集的发动机的转速，然后根据所获取的发动机的扭矩及转速调控电磁阀200为不同的开度(关于具体的调控过程可参考上述相应的描述内容，于此不再赘述)，以使得发动机活塞在不同工况的最适温度下工作，提升发动机性能及热效率，降低油耗。

本发明实施例的用于活塞冷却喷嘴的控制系统与上述用于活塞冷却喷嘴的控制装置的实施例的具体实施细节及效果相同，在此则不再赘述。

相应地，如图5所示，本发明实施例还提供了一种用于活塞冷却喷嘴的控制方法，该控制方法可包括如下步骤：步骤S501，获取发动机的转速；步骤S502，获取所述发动机的扭矩；步骤S503，根据所述发动机的转速及扭矩，执行以下操作：在所述发动机的转速小于第一预设转速的情况下，调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度为第一预设开度；在所述发动机的转速大于所述第一预设转速且小于第二预设转速的情况下，基于预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系，调节所述电磁阀的开度为与所述发动机的扭矩相应的电磁阀开度；以及在所述发动机的转速大于所述第二预设转速的情况下，调节所述电磁阀的开度为第二预设开度。

本发明实施例的用于活塞冷却喷嘴的控制方法与上述用于活塞冷却喷嘴的控制装置的实施例的具体实施细节及效果相同，在此则不再赘述。

本发明另一实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于活塞冷却喷嘴的控制方法。所述机器可读存储介质包括但不限于相变内存(相变随机存取存储器的简称，Phase Change Random AccessMemory，PRAM，亦称为RCM/PCRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体(Flash Memory)或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于活塞冷却喷嘴的控制方法，其特征在于，所述用于活塞冷却喷嘴的控制方法包括：

获取发动机的转速；

获取所述发动机的扭矩；

根据所述发动机的转速及扭矩，执行以下操作：

在所述发动机的转速小于第一预设转速的情况下，调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度为第一预设开度；

在所述发动机的转速大于所述第一预设转速且小于第二预设转速的情况下，基于预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系，调节所述电磁阀的开度为与所述发动机的扭矩相应的电磁阀开度；以及

在所述发动机的转速大于所述第二预设转速的情况下，调节所述电磁阀的开度为第二预设开度。

2.根据权利要求1所述的用于活塞冷却喷嘴的控制方法，其特征在于，所述获取所述发动机的扭矩包括：

获取进气系统的进气量；

获取燃油喷射系统的喷油量；

根据所述进气系统的进气量及所述燃油喷射系统的喷油量，获得所述发动机的扭矩。

3.根据权利要求1所述的用于活塞冷却喷嘴的控制方法，其特征在于，所述预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系为线性函数关系。

4.一种用于活塞冷却喷嘴的控制装置，其特征在于，所述用于活塞冷却喷嘴的控制装置包括：

转速获取单元，用于获取发动机的转速；

扭矩获取单元，用于获取所述发动机的扭矩；

控制单元，用于根据所述发动机的转速及扭矩，执行以下操作：

在所述发动机的转速小于第一预设转速的情况下，调节用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量的电磁阀的开度为第一预设开度；

在所述发动机的转速大于所述第一预设转速且小于第二预设转速的情况下，基于预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系，调节所述电磁阀的开度为与所述发动机的扭矩相应的电磁阀开度；以及

在所述发动机的转速大于所述第二预设转速的情况下，调节所述电磁阀的开度为第二预设开度。

5.根据权利要求4所述的用于活塞冷却喷嘴的控制装置，其特征在于，所述用于活塞冷却喷嘴的控制装置还包括：

进气量获取单元，用于获取进气系统的进气量；

喷油量获取单元，用于获取燃油喷射系统的喷油量；以及

所述扭矩获取单元用于根据所述进气系统的进气量及所述燃油喷射系统的喷油量，获得所述发动机的扭矩。

6.根据权利要求4所述的用于活塞冷却喷嘴的控制装置，其特征在于，所述预设的电磁阀开度与发动机扭矩之间的函数关系为线性函数关系。

7.一种用于活塞冷却喷嘴的控制系统，其特征在于，所述用于活塞冷却喷嘴的控制系统包括：

电磁阀，用于控制流经所述活塞冷却喷嘴的机油量；以及

根据权利要求4-6中任意一项所述的用于活塞冷却喷嘴的控制装置，用于调节所述电磁阀的开度。

8.根据权利要求7所述的用于活塞冷却喷嘴的控制系统，其特征在于，所述用于活塞冷却喷嘴的控制系统还包括：

转速采集装置，用于采集发动机的转速，并传输给所述用于活塞冷却喷嘴的控制装置。

9.根据权利要求7所述的用于活塞冷却喷嘴的控制系统，其特征在于，所述用于活塞冷却喷嘴的控制系统还包括：

进气系统，用于向所述发动机提供空气并采集该空气的进气量；以及

燃油喷射系统，用于向所述发动机提供燃油并采集该燃油的喷油量。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述权利要求1-3中任一项所述的用于活塞冷却喷嘴的控制方法。

Images