CN111997733B - 基于整车运行路况的冷却控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷却技术领域，具体涉及一种基于整车运行路况的冷却控制方法、装置及系统。该冷却控制方法包括如下步骤：获取整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度和当前路况信息；根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值；未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

Description

基于整车运行路况的冷却控制方法、装置及系统

技术领域

本发明属于冷却技术领域，具体涉及一种基于整车运行路况的冷却控制方法、装置及系统。

背景技术

现有风扇只是通过水温和进气温度控制，当水温或进气温度达到设定值，风扇高速转动，从而使水温控制在目标值。

但整车运行中，有很多较小坡度工况，水温上升风扇转动。但风扇不转或少转动也可以满足要求，较小坡度工况下风扇转动会多做功，导致整车燃油消耗增加。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有的整车运行中，较小坡度工况下风扇转动会多做功，导致整车燃油消耗增加的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种基于整车运行路况的冷却控制方法，其中，所述方法包括如下步骤：

获取整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度和当前路况信息；

根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值；

根据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

根据本发明的基于整车运行路况的冷却控制方法中，基于当前路况信息和冷却能力MAP，判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值，选择合适的风扇控制策略，控制水温和发动机的进气温度，发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转，降低风扇的功耗，减少风扇做工，节约整车燃油，具有结构简单和节约成本的优点。

另外，根据本发明的基于整车运行路况的冷却控制方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度后还包括：

根据发动机的爬坡后水温超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度超过预设进气温度值，，控制风扇转速增大。

在本发明的一些实施例中，所述冷却能力MAP包括：

通过整车道路热平衡试验及平衡仿真计算得到不同发动机转速、不同发动机负荷率及不同风扇转速下的发动机的爬坡后水温或，或发动机的爬坡后进气温度。

在本发明的一些实施例中，所述整车道路热平衡试验包括多个工况点的情况。

在本发明的一些实施例中，所述获取当前路况信息包括：

获取当前路线和获取当前坡度和路线。

在本发明的一些实施例中，所述获取当前路况信息包括：

通过外接E-BOX取当前路况信息。

本发明的另一方面还提出了一种基于整车运行路况的冷却控制装置，所述基于整车运行路况的冷却控制装置用于执行上述所述的基于整车运行路况的冷却控制方法，其中，该装置包括：获取单元、判断单元和风扇控制单元，其中：

获取单元，所述获取单元用于获取整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度和当前路况信息；

判断单元，所述判断单元用于根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值；

风扇控制单元，所述风扇控制单元用于根据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

本发明的另一方面还提出了一种发动机燃油系统，所述发动机燃油系统包括存储器和上述所述的基于整车运行路况的冷却控制装置，存储器内存储有上述所述的基于整车运行路况的冷却控制方法的指令；

还包括：控制器；

电控风扇，所述控制器根据据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

附图说明

通过阅读下文优选实施例的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的基于整车运行路况的冷却控制方法的流程图；

图2示意性地示出了根据本发明实施例的基于整车运行路况的冷却控制系统的示意图。

具体实施例

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施例的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1所示，本实施例中的基于整车运行路况的冷却控制方法，其中，方法包括如下步骤：

S1、获取整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度和当前路况信息；

S2、根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值；

S3、根据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

具体地，通过电子地图技术获得当前路况信息。

根据本发明的基于整车运行路况的冷却控制方法中，基于当前路况信息和冷却能力MAP，判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值，选择合适的风扇控制策略，控制水温和发动机的进气温度，发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转，降低风扇的功耗，减少风扇做工，节约整车燃油。

在本发明的一些实施例中，所述根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度后还包括：

根据发动机的爬坡后水温超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度超过预设进气温度值，，控制风扇转速增大。

在本发明的一些实施例中，所述冷却能力MAP包括：

通过整车道路热平衡试验及平衡仿真计算得到不同发动机转速、不同发动机负荷率及不同风扇转速下的发动机的爬坡后水温或，或发动机的爬坡后进气温度。

在本发明的一些实施例中，所述整车道路热平衡试验包括多个工况点的情况。

在本发明的一些实施例中，所述获取当前路况信息包括：

获取当前路线和获取当前坡度和路线。

在本发明的一些实施例中，所述获取当前路况信息包括：

通过外接E-BOX取当前路况信息。电子地图技术类似E-BOX，可以通过can通讯与整车的ECU控制器交互信号。

本发明的另一方面还提出了一种基于整车运行路况的冷却控制装置，所述基于整车运行路况的冷却控制装置用于执行上述所述的基于整车运行路况的冷却控制方法，其中，该装置包括：获取单元、判断单元和风扇控制单元，其中：

获取单元，所述获取单元用于获取整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度和当前路况信息；

判断单元，所述判断单元用于根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值；

风扇控制单元，所述风扇控制单元用于根据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

本发明的另一方面还提出了一种发动机燃油系统，所述发动机燃油系统包括存储器和上述所述的基于整车运行路况的冷却控制装置，存储器内存储有上述所述的基于整车运行路况的冷却控制方法的指令；

还包括：控制器；

电控风扇，所述控制器根据据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

本发明的基于整车运行路况的冷却控制方法中，主要逻辑如下：

如图2所示，整车开发时基于整车的冷却模块匹配，通过整车多工况下的道路热平衡试验及热平衡仿真计算得到该车辆不同转速、负荷下的冷却能力，制定出不同转速、负荷下的冷却能力MAP。

具体地，进行20个工况点的不同负荷(高、中、低负荷)、不同转速(高、中、低转速)下的整车热平衡试验，同时根据零部件厂提供的风扇、水箱、中冷性能曲线，仿真计算得到全面的冷却系统能力MAP。

整车运行时，ECU控制器实时接收发动机的转速、水温、电子地图坡度等信号，基于电子地图技术，预判车辆运行工况，根据当前水温、转速、负荷率及整车冷却系统能力MAP，计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判定该运行工况下发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断和发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值，切换不同的风扇控制策略，减少风扇功耗。

具体地，当车辆运行路线前方为上坡工况时，ECU控制器根据电子地图提供的坡度信号预判车辆运行工况，获取路线、坡度、坡道长度等信息，随着爬坡工况进行，水温逐渐升高，ECU控制器基于电子地图判定坡道长度，根据环境温度、当前水温、发动机转速、负荷率等信号，通过内置的冷却能力MAP计算，计算当前运行工况下，现在的冷却能力是否满足要求，具体为：判断风扇随转状态下通过坡道水温是否会超限，如果判定风扇随转状态下通过坡道是水温不会超限，风扇继续随转，利用后续下坡工况降低水温，如果判定水温会超限制，则根据计算，基于工况选择合适的风扇控制策略，适量提高风扇转速，控制水温、进气温度满足要求的同时降低风扇的功耗。

选择一个合适的冷却能力，以满足要求的风扇低转速达到整车热管理的合理控制。该冷却控制方法在合理控制整车热管理的同时降低风扇的功耗，降低整车油耗。

综上，本发明的基于整车运行路况的冷却控制方法中，如果前方坡度小且长度小，如果风扇转速不提升，水温上升到发动机报警水温前坡已经过去，发动机负荷下降，水温也可恢复到目标控制水温，通过电子地图实时反馈到ECU控制器，ECU控制器集成了整车冷却系统能力MAP，可以根据整车当前的运行车速，发动机负荷率，水温目标值，水温报警值，基于当前电子地图进行计算判断，判断方法为：确定当前工况下(该负荷率下冷却能力在冷却能力MAP已知)，判断该工况运行过程中，水温会不会超过报警值。如果水温会超，则提高风扇转速，增强冷却能力，如果水温不会超过目标水温，则保持风扇当前状态。尽可能减少风扇转动，进一步降低整车油耗，从而提升产品竞争力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，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，可轻易想到的变化或替换，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权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于整车运行路况的冷却控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

获取整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度和当前路况信息；

根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值；

所述冷却能力MAP包括：通过整车道路热平衡试验及平衡仿真计算得到不同发动机转速、不同发动机负荷率及不同风扇转速下的发动机的爬坡后水温，或发动机的爬坡后进气温度；

根据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

2.根据权利要求1所述的基于整车运行路况的冷却控制方法，其特征在于，所述根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度后还包括：

根据发动机的爬坡后水温超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度超过预设进气温度值，控制风扇转速增大。

3.根据权利要求1所述的基于整车运行路况的冷却控制方法，其特征在于，所述整车道路热平衡试验包括多个工况点的情况。

4.根据权利要求1所述的基于整车运行路况的冷却控制方法，其特征在于，所述获取当前路况信息包括：

获取当前路线和获取当前坡度。

5.根据权利要求1所述的基于整车运行路况的冷却控制方法，其特征在于，所述获取当前路况信息包括：

通过外接E-BOX取当前路况信息。

6.一种基于整车运行路况的冷却控制装置，所述基于整车运行路况的冷却控制装置用于执行权利要求1-5任一项所述的基于整车运行路况的冷却控制方法，其特征在于，该装置包括：获取单元、判断单元和风扇控制单元，其中：

获取单元，所述获取单元用于获取整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度和当前路况信息；

判断单元，所述判断单元用于根据当前路况信息预判整车状态处于爬坡工况，根据整车的当前车速、发动机的当前水温、发动机的当前进气温度、发动机的当前负荷率、风扇的当前转速、当前环境温度及冷却能力MAP计算出发动机的爬坡后水温或发动机的爬坡后进气温度；判断发动机的爬坡后水温是否超过预设水温值，判断发动机的爬坡后进气温度是否超过预设进气温度值；

风扇控制单元，所述风扇控制单元用于根据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

7.一种基于整车运行路况的冷却控制系统，所述基于整车运行路况的冷却控制系统包括存储器和权利要求6所述的基于整车运行路况的冷却控制装置，存储器内存储有权利要求1至5任一项所述的基于整车运行路况的冷却控制方法的指令；

还包括：控制器；

电控风扇，所述控制器根据发动机的爬坡后水温未超过预设水温值，或，根据发动机的爬坡后进气温度未超过预设进气温度值，控制风扇维持当前状态或随转。

Images