CN112302781A - 发动机温控模块的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种发动机温控模块的控制方法，包括：整车上电，系统初始化，检查水温传感器和温控模块是否正常，如水温传感器和温控模块正常，则温控模块进入工作模式；温控模块进入工作模式，开始确认当前水温，如当前水温低于预设的暖机阈值，则温控模块进入快速暖机模式，否则温控模块进入正常工作模式；在温控模块的正常工作模式下，根据发动机负荷、转速查表得到最佳水温和安全水温；根据当前车速确定当前迎风是否足够，参考当前迎风状况，利用最佳水温或安全水温确定目标水温；根据目标水温进行球阀转角控制。本发明能够实现主动流量调节，并同时兼顾整车风险和支路功能需求，使整车在任意工况下，都能够通过该方法进行水温优化，实现精确热管理。

Description

发动机温控模块的控制方法

技术领域

本发明涉及发动机水冷系统，特别是涉及一种发动机温控模块的控制方法。

背景技术

目前，市面上常用的发动机冷却系统由机械水泵和节温器组成。节温器的物理结构以蜡包为主，水温低时，蜡包为固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭冷却液通往散热器的支路，水温高时，蜡包熔化为液体，体积随之增大，推动节温器阀打开散热器支路进行降温。这种结构决定了该发动机冷却系统仅能够在大循环(散热器参与)和小循环(散热器不参与)两种状态下进行切换，无法对更多的支路进行控制。而整车冷却系统涉及的暖风、油冷器等支路只能具有全开的状态，否则需要提高成本单独增加一个开关阀。而基于蜡包的物理特性，节温器是否打开取决于当前水温，与其他因素无关，整个过程自发而不可控，一般情况下主要考虑发动机的过热风险和可靠性，无法针对各个工况进行主动、独立的优化，且节温器从全闭到全开时，石蜡熔化存在一个渐变的过程，响应较慢。

随着油耗和排放法规的加严，当前市场上有越来越多的车型开始强调热管理的效果，常见的方案主要包括两种：一种是使用电子节温器，通过电加热的形式对节温器打开时机进行把控，进而对水温进行主动调节；一种是使用离合式水泵，通过水泵间歇工作的形式，避免暖机过程中热量的耗散，进而提升暖机速度；

然而，上述技术方案都存在着一定缺陷，具体如下：

离合式水泵在发动机的带轮和水泵之间增加了一个离合器，提升了系统的复杂程度，长期使用过程中离合器的吸合使得齿轮之间存在磨损，机械结构上存在更高风险。并且，这种方案通常只使用简单的控制形式，只能实现开与关，不存在中间的变化过程，不能够进行无级调整。其通常也无法反馈当前工作状态，不能够主动进行诊断。另外，离合式水泵也仅仅在暖机阶段起作用，在整车正常行驶过程中为了确保安全，其工作形态与普通水泵无异。

电子节温器通过电加热的形式对节温器的打开时机进行把控，但仍无法解决蜡包熔化响应慢的问题。为了避免因为响应慢而导致节温器长期工作在瞬态过程的问题，电子节温器在控制上一般只把发动机工况划分成简单的几个区域，无法非常精细的针对每个工况做优化。而在暖机阶段，其与传统节温器一样，无法加速暖机过程。

温控模块是一种新开发的零部件，通过电机驱动球阀，当球阀的开口与对应的管路对齐时，对应的支路打开，当球阀开口与对应管路错开时，即可关闭该支路，或使该支路处于半开半闭状态。温控模块可以同时控制3～5个支路的流量，对大循环、小循环、暖风、油冷器等支路的流量按需分配，由于是通过电机驱动调整开度，因此可随时对开度进行主动调节，解决了传统节温器设计固化的问题；此外，因为不存在蜡包熔化的过程，其调整速度极快，水温响应速度可得到提升；再者，其自带位置传感器，可以随时反馈给发动机ECU进行诊断，不需要通过外界参数进行复杂的判断；另外，温控模块与离合式水泵、开关阀不同，不仅可以实现无级调整，对水温的调整更加精确，且其可在正常行车过程中使用，使发动机在任意时刻都工作在最佳的温度点，而不局限于加速暖机阶段，应用场景较广。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种发动机温控模块的控制方法。

本发明提供的发动机温控模块的控制方法，包括如下步骤：整车上电，系统初始化，检查水温传感器和温控模块是否正常，如水温传感器和温控模块正常，则温控模块进入工作模式；温控模块进入工作模式，开始确认当前水温，如当前水温低于预设的暖机阈值，则温控模块进入快速暖机模式，否则温控模块进入正常工作模式；在温控模块的正常工作模式下，根据发动机负荷、转速查表得到最佳水温和安全水温；根据当前车速确定当前迎风是否足够，参考当前迎风状况，利用最佳水温或安全水温确定目标水温；根据得到的目标水温进行球阀转角控制。

进一步地，温控模块进入快速暖机模式后包括：确认水温低于暖机阈值的时长，若水温低于暖机阈值的时长大于预设时长，则强制退出快速暖机模式，并进入正常工作模式。

进一步地，根据发动机负荷、转速查表得到最佳水温和安全水温之前还包括：判断系统的水温传感器配置方案；在根据发动机负荷、转速查表得到最佳水温和安全水温的步骤中：若系统仅有一个水温传感器，则根据测得的水温查最佳水温Map和安全水温Map得到最佳水温和安全水温；若系统具有缸体、缸盖两个水温传感器，则分别针对缸体水温和缸盖水温查最佳水温Map和安全水温Map得到缸体和缸盖适配的最佳水温、以及缸体和缸盖的安全水温。

进一步地，在判断系统的水温传感器配置方案时，根据单双传感器开关的值进行判断，若单双传感器开关的值为0，判定系统包括一个水温传感器，若单双传感器开关的值为1，判定系统包括两个水温传感器。

进一步地，根据当前车速确定当前迎风是否足够，参考当前迎风状况，利用最佳水温或安全水温确定目标水温包括：查车速阈值Map得到当前工况的车速阈值，并确认当前车速和车速阈值的差，如差值为正，表明当前车速较高，迎风足够，取最佳水温作为目标水温，如差值为零或负值，表明当前车速较低，迎风不足，取安全水温作为目标水温。

进一步地，若当前车速较高，迎风足够，所述控制方法还包括：根据环境温度对目标水温进行修正，得到实际目标水温；若当前车速较低，迎风不足，所述控制方法还包括：将安全水温作为实际目标水温输出。

进一步地，所述控制方法还包括：参考系统的水温传感器配置方案，根据目标水温得到整机的目标水温；若系统只有一个水温传感器，则将得到的目标水温设定为整机目标水温进行闭环控制，若系统有缸体、缸盖两个水温传感器，则将缸体的目标水温设定为整机目标水温进行闭环控制，并检查缸盖水温是否超出缸盖水温目标值，如未超出则不做变化，如超出则根据超出的量，对整机的目标水温进行修正，在根据超出的量对整机的目标水温进行修正时采用的公式为：整机目标水温＝缸体目标水温-超出量*第一修正系数，第一修正系数为预先设定。

进一步地，所述控制方法还包括：依据子功能回路的需求对目标水温进行修正。

进一步地，依据子功能回路的需求对目标水温进行修正包括：根据子功能开关的数值判断是否需要考虑子功能的温度需求；若子功能开关的值为0，不考虑子功能的温度需求，直接将目标水温，作为最终目标水温；若子功能开关的值为1，则考虑子功能的温度需求，利用子功能的安全阈值对目标水温进行修正，得到最终目标水温。

进一步地，利用子功能的安全阈值对目标水温进行修正包括：分别设定若干个子功能温度传感器的安全阈值；计算当前温度测量值与对应安全阈值的差；若求得的若干差值均为负值，则不做处理，若求得的差值中有若干正值，则分别求得对应的修正值，计算修正值时采用的公式为：修正值＝差值*第二修正系数，第二修正系数为预先设定；取修正值中的最大值作为修正量，根据修正量和目标水温得到最终目标水温，计算最终目标水温时采用的公式为：最终目标水温＝目标水温-修正量。

进一步地，根据得到的目标水温进行球阀转角控制包括：确认是否进行温度闭环控制；若确认进行温度闭环控制，则确认球阀当前位置、以及当前水温与目标水温的差值，并根据球阀转角调整量MAP查表得到对应的球阀转角调整量，根据球阀转角调整量控制球阀转角调整，确认温度能够调节到位，每一次更新球阀当前位置时，均对球阀目标转角进行闭环控制；若确认不进行温度闭环控制，则根据球阀转角的开环MAP查表得到目标水温对应的球阀目标转角，并对该球阀目标转角进行闭环控制，确保球阀转角调整到位。

进一步地，在根据球阀转角调整量MAP查表得到对应的球阀转角调整量之后还包括：判断得到的球阀转角调整量是否合适，判断时采用的公式为：调整后的球阀转角＝球阀当前转角+球阀转角调整量；若调整后的球阀转角位于球阀转角的可调范围内，将调整后的球阀转角赋值给球阀目标转角；若调整后的球阀转角大于球阀的最大可调转角，将球阀的最大可调转角赋值给球阀目标转角；若调整后的球阀转角小于球阀的最小可调转角，将球阀的最小可调转角赋值给球阀目标转角；对得到的球阀目标转角进行闭环调整，调整过程中计算球阀当前转角与球阀目标转角的差值，直至该差值小于设定的限值。

进一步地，所述控制方法还包括：判断发动机是否停止运转；若发动机停止运转，进一步判断整车是否下电熄火；若整车下电熄火，则温控模块将球阀转角调整到散热器全开的位置；若整车没有下电熄火，而是处于混动、启停节能工况，则进一步判断系统是否配置电子水泵；若没有配置电子水泵，则温控模块不做处理，如配置有电子水泵，则进一步判断是否有其它支路的功能需求；若接受到其他支路的功能需求，温控模块在保证子功能需求得到满足的条件下，尽可能将球阀转角调小，以实现保温。

综上所述，本发明至少具有如下有益效果其中之一：

1、本发明的方法基于电机控制的温控模块，相比传统蜡包节温器具有控制响应快、能够主动进行无级调节的优点。

2、本发明能够实现温控模块在发动机各个工况下的主动流量调节，让水温、油温、壁温在各个工况内都处在最佳的温度区域，有效降低整车排放，并实现整机降摩擦、降油耗的效果。

3、本发明在进行主动流量控制时可以根据整车的发动机转速、负荷等相关参数，对目标水温进行设定，同时兼顾过温风险、支路功能等需求，通过环境温度、支路水温安全阈值等相关工作参数对目标水温进行修正，并通过水温或球阀转角的闭环控制实现温控模块对水温的调节，使整车在任意工况下，都能够通过该方法对水温进行优化，满足多方需求，实现精确的热管理。

4、本发明还兼顾了冷却系统的不同方案，针对缸体、缸盖是否进行分流冷却分别进行了设计，能够匹配不同的机型，适应性较好。

附图说明

图1为本发明的发动机温控模块的控制方法的控制策略图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的发动机温控模块的控制方法包括：

步骤S10：整车上电，系统初始化，检查水温传感器和温控模块是否正常，如水温传感器和温控模块正常，则温控模块进入工作模式。

在步骤S10中，整车上电后，向ECU发送上电信号，ECU收到上电信号后进行系统初始化，并进行系统自检，以确定水温传感器和温控模块是否正常工作，若水温传感器或温控模块出现故障，则输出相应的故障码，若水温传感器和温控模块正常，则温控模块进入工作模式。

步骤S20：温控模块进入工作模式，开始确认当前水温，如当前水温低于预设的暖机阈值T_rwu，则温控模块进入快速暖机模式，否则温控模块进入正常工作模式。

在步骤S20中，考虑到在低温环境下，温控模块可以关闭冷却液循环，使整机水温快速上升到较高水平，故暖机阈值T_rwu可设定在整机的正常工作区间，甚至高于90℃。但少数工况下，如在寒冷地区打开暖风，迫使整机必须进入小循环(散热器未开启，但冷却液必须存在循环以为暖风提供热量)，则整车可能提前进入热平衡，水温无法进一步上升，故当水温低于暖机阈值T_rwu，且超过预设时长t_rwu时，需要退出快速暖机模式，因此，在步骤S20中，若温控模块进入快速暖机模式，还需包括步骤S30。

步骤S30：若温控模块进入快速暖机模式，则需进一步确认水温低于暖机阈值T_rwu的时长，若水温低于暖机阈值T_rwu的时长大于预设时长t_rwu，则强制退出快速暖机模式，而后进入正常工作模式。

步骤S40：若温控模块进入正常工作模式，则根据发动机负荷Load、转速rpm查表(最佳水温Map和安全水温Map)，分别得到最佳水温T_opt和安全水温T_safe，然后根据当前车速确定当前迎风是否足够，并参考当前迎风状况，利用最佳水温T_opt或安全水温T_safe确定目标水温；

具体地，步骤S40可以包括：

步骤S42：根据发动机负荷Load、转速rpm查最佳水温Map，得到最佳水温T_opt；

步骤S44：根据发动机负荷Load、转速rpm查安全水温Map，得到安全水温T_safe；

步骤S46：根据当前车速查车速阈值Map，确定当前迎风是否足够，如车速较高迎风足够，则将最佳水温T_opt作为目标水温T_tag，并根据环境温度T_amb对目标水温T_tag进行修正；如迎风不足，则将安全水温T_safe作为目标水温T_tag；

进一步地，在步骤S42之前还包括：

步骤S41：判断系统的水温传感器配置方案。

由于温控模块在正常工作模式下控制时需考虑三个方面的内容：整机温度场最佳的性能需求、各个支路(如暖风)的功能需求、整机不过热的安全需求。考虑到不同的整机、整车有不同配置的搭载，系统可能采用不同的水温传感器配置方案，例如采用单水温传感器，或者采用双水温传感器，分别控制缸体、缸盖两条通路的水温，因此，针对两种水温传感器方案，在进行控制时需要通过一个标定量进行识别。在本实施例中，以单双传感器开关BT_db的值作为判断依据，单双传感器开关BT_db的值在出厂时已经设好，该数值可以根据不同车型的传感器配置进行更改。当单双传感器开关BT_db的值为0时，认为系统配置有单水温传感器，温控模块仅根据一条通路的发动机水温进行控制；当单双传感器开关BT_db的值为1时，认为系统配置有双水温传感器，温控模块根据两条通路的发动机水温进行控制。

由于最佳水温T_opt用于降油耗，一般是针对缸体进行设定，而缸盖的核心设计要点，则在于抑制爆震及金属耐温限制，故在系统配置双水温传感器时进行如下设定：

a.分别针对缸体水温和缸盖水温，设定发动机适配的最佳水温Map，最佳水温Map为三维表格，其包括发动机转速rpm、负荷Load和最佳水温T_opt的三个维度，该表格通过台架稳态工况试验标定得到。整车运行时通过EMS实时读取发动机工况(包括发动机转速rpm和负荷Load)，并查表得到当前工况下，缸体和缸盖适配的最佳水温T_opt1和T_opt2。

b.分别针对缸体水温和缸盖水温，设定安全水温Map，安全水温Map为三维表格，其结构与最佳水温Map对应，包括发动机转速rpm、负荷Load和安全水温T_safe三个维度。整车运行时通过EMS实时读取发动机工况，并查表得到当前缸体和缸盖的安全水温T_safe1和T_safe2。

c.设定车速阈值Map，车速阈值MAP也为三维表格，其结构与最佳水温Map对应，包括发动机转速rpm、负荷Load和车速阈值Spd_trs三个维度。设定车速阈值Map的原因在于，在车速较低、环境温度较高的恶劣工况，如在高温地区低速爬坡等工况，较高的目标水温可能导致热平衡不稳定，个别零部件会存在热害风险，因此需要通过当前车速与车速阈值Spd_trs的关系判断当前迎风是否足够，并根据判断结果决定采取最佳水温T_opt和安全水温T_safe中的哪一个作为目标水温T_tag；

d.设定环境温度修正系数Amb_trs，其与环境温度T_amb是二维关系，设定方式如下：设定一个温度数组T_ambs，例如32℃(数组中的第一个值作为环境温度基准值T_bas)、35℃、39℃、42℃、46℃、50℃，其中的每个值分别对应一个修正系数Amb_trs，该修正系数Amb_trs为预先标定得到，然后根据实际环境温度T_amb查值得到该温度对应的环境温度修正系数Amb_trs，并计算得到实际的环境温度修正值T_ambmod＝(T_amb-T_bas)*Amb_trs，例如当前环境温度为39℃，对应的环境温度修正系数Amb_trs为0.1，则39℃下的环境温度修正值T_ambmod＝(39-32)*0.1＝0.7℃。需要说明的是，环境温度过低时不考虑过热风险，低于环境温度基准值T_bas时不需要修正，而环境温度越高风险越高，需要适当降低目标温度。

经过上述设定之后，在系统配置双水温传感器的情况下，步骤S40具体包括：

整车运行时，针对发动机的工况，查最佳水温Map和安全水温Map，分别得到相对较高的缸体、缸盖最佳水温T_opt1和T_opt2，以及相对较低的缸体、缸盖安全水温T_safe1和T_safe2；查车速阈值Map得到当前工况的车速阈值Spd_trs，并确认当前车速V和车速阈值Spd_trs的差，如差为正值，说明当前车速较高，迎风足够，则分别取缸体、缸盖的最佳水温T_opt1和T_opt2作为目标水温T_tag1和T_tag2，并通过环境温度修正值T_ambmod对缸体、缸盖的目标水温T_tag1和T_tag2进行修正，得到缸体、缸盖的实际目标水温T_act11和T_act21，其中T_act11＝T_tag1-T_ambmod，T_act21＝T_tag2-T_ambmod；如果当前车速V和车速阈值Spd_trs的差为0或负值，说明当前车速较低，迎风不足，则直接取缸体、缸盖对应的安全水温T_safe1和T_safe2作为目标水温T_tag1和T_tag2，由于安全水温T_safe本身即为较低的数值，因此不再通过环境温度对该情况下的目标水温进行修正，系统直接将T_safe1和T_safe2作为实际目标水温T_act12和T_act22。

系统配置单水温传感器时，采用双水温传感器配置时的缸体水温作为系统目标水温的数据输入，即针对发动机工况得到的最佳水温和安全水温为缸体最佳水温和安全水温，最后输出的实际目标水温为缸体的最佳水温修正值或缸体的安全水温，具体细节在此不做详细描述。

步骤S50：参考系统的水温传感器配置方案，根据步骤S46的实际目标水温得到整机的目标水温。

在步骤S50中，若系统只有一个水温传感器，则由步骤S46仅得到一个实际目标水温，该实际目标水温直接作为温控模块闭环控制的依据；若系统有缸体、缸盖两个水温传感器，则由步骤S46得到缸体、缸盖的实际目标水温后，温控模块基于缸体的实际目标水温进行控制，并随时检查缸盖水温是否超出缸盖的实际目标水温，如未超出则不做变化，如超出则根据超出的量，对缸体的目标水温进行修正。

在步骤S50中，若系统配置单水温传感器，策略上只对缸体水温的相关参数进行处理，直接忽略缸盖水温，并直接将通过不同途径得到的缸体实际目标水温T_act11或者T_act12赋值给准备输出的目标水温T_dn1，以及整机目标水温T_g1，此后进入温控模块闭环控制步骤。

若系统配置双水温传感器，策略上需同时考虑缸体水温和缸盖水温，将通过不同途径得到的缸体实际目标水温T_act11或者T_act12赋值给准备输出的缸体目标水温T_dn1，将通过不同途径得到的缸盖实际目标水温T_act21或者T_act22赋值给准备输出的缸盖目标水温T_dn2，并将缸体目标水温T_dn1设定为整机目标水温T_g1，要求温控模块进行闭环控制，同时检查当前缸盖水温T_2cur与缸盖目标水温T_dn2的差Dff_dn2，如差值Dff_dn2为负，说明缸盖水温值未超限，继续将缸体目标水温T_dn1设定为整机目标水温T_g1。如差值Dff_dn2为0或正值，则说明缸盖水温超限，出于安全和可靠性的角度出发，整机需要优先满足缸盖水温，再调整缸体水温，此时的整机目标水温T_g1＝T_dn1-Dff_dn2*MOD_dn1，其中MOD_dn1为预设的修正系数。至此，可结合整车车速、环境温度、确保缸体缸盖安全的条件下，得到基于缸体水温的整机目标水温T_g1，此后温控模块将基于该整机目标水温T_g1进行控制及调整。

步骤S60：依据子功能回路的需求对目标水温进行修正。

具体地，步骤S60可以包括：

步骤S62：根据子功能开关B_ts的数值判断是否需要考虑子功能的温度需求；

在确定整机性能和安全需求之后，需考虑冷却系统支路等子功能的需求。一般发动机很少配置子功能支路的温度传感器，但该控制方法可对该功能进行预留。子功能支路的温度传感器，如发动机机油温度传感器、变速器机油温度传感器，或散热器上的水温传感器等等，尽管位置不同，但与主水温传感器(缸体、缸盖处的水温传感器)处的水温，通常能够建立关系，故可根据实际需求，进一步对目标水温进行修正。

若要考虑冷却系统子功能的温度需求，首先需设定子功能需求开关B_ts，若ECU没有收到子功能需求请求，则子功能需求开关B_ts的值为0，此时不考虑子功能的温度需求，直接输出步骤S50得到的目标水温T_g1，作为最终的目标水温T_gf1；若ECU收到子功能需求请求，则子功能需求开关B_ts的值置1，此时需要考虑子功能的过温风险，利用子功能的安全阈值对步骤S50得到的目标水温T_g1进行修正，得到最终的目标水温T_gf1。

步骤S64：若需要考虑子功能的温度需求，则针对所有子功能回路的温度需求均设定一个安全阈值，当所有回路的温度均未超过对应的安全阈值时，不做任何处理，当某个或多个回路的温度超出对应的安全阈值，则根据超出量计算修正量，并将修正量当中的最大值反馈给目标水温，对其进行修正。

举例说明如下：如有若干个子功能回路需要考虑过温风险，则应针对其温度传感器温度T₁、T₂、T₃分别设定对应的安全阈值(非最高限值，最高限值放入过温保护内容)，如T_1s、T_2s、T_3s，分别求当前测量值与安全阈值的差，Dif₁＝T₁-T_1s、Dif₂＝T₂-T_2s、Dif₃＝T₃-T_3s；求出的若干个差值若均为负值则不做处理，如有若干正值，则需要分别进行修正，如M₁＝Dif₁*MOD₁，M₂＝Dif₂*MOD₂，M₃＝Dif₃*MOD₃，MOD₁～MOD₃分别为对应的修正系数，这些修正系数为预先设置，然后取修正值M₁～M₃中的最大值，作为修正量M，对步骤S48得到的目标水温T_g1进行修正，得到最终的目标水温T_gf1＝T_g1-M。

由上面的叙述可以知道，步骤S60中修正前的目标水温指步骤S50得到的整机目标水温T_g1，可以理解的，在本发明的其它实施例中，例如本发明不包括步骤S50的实施例中，步骤S60中修正前的目标水温也可以指步骤S46得到的实际目标水温T_act。

步骤S70：温控模块根据目标水温，进行球阀转角控制。

需要说明的是，步骤S70中参考的目标水温可以是步骤S60得到的最终目标水温T_gf1，也可以是步骤S50得到的整机目标水温T_g1，或步骤S40得到的实际目标水温T_act，如果是步骤S50得到的整机目标水温T_g1或步骤S40得到的实际目标水温T_act，则本发明不根据子功能的温度需求对目标水温进行修正。在本实施例中，步骤S70中参考的目标水温为步骤S60得到的最终目标水温T_gf1。

在步骤S70中，在对球阀转角进行控制时，预先设定球阀转角的范围上限为P100，下限为P0，当球阀转角在P0～P100的行程范围内时，可以细分为若干个区间：比如P0～P10为第一区间，该区间内全部支路均关闭；P10～P30为第二区间，该区间内仅小循环打开；P30～P50为第三区间，该区间内小循环和暖风回路打开；P50～P80为第四区间，该区间内小循环逐渐关闭，大循环逐渐打开；P80～P100为第五区间，该区间内大循环全部打开。在P0、P100以外，还各有一个避免球阀撞击机械上、下止点的安全保护区域。当汽车正常行驶，并退出快速暖机策略时，球阀禁止再次进入全部支路关闭的第一区间，因此需设定温控模块正常工作时球阀转角的可调范围AG_low和AG_high，AG_high一般可直接取散热器支路全开位置的球阀转角，或散热器支路全开加上考虑误差余量后的位置，如上述案例中的P90位置(该位置处于P80～P100区间，该区间任意位置的支路开关状态均一致)。AG_low可取为小循环初开，加上考虑误差余量以后的位置，比如上述案例中的P15(该位置处于小循环打开的区间P10～P30)。

具体的，步骤S70包括：

步骤S71：确认是否进行温度闭环控制；

在步骤S71中，对是否进行温度闭环控制的确认是通过温度闭环开关B_clp的值进行确定，该值可由驾驶员操作输入，若温度闭环开关B_clp的值为0，则进行温度开环控制，若温度闭环开关B_clp的值为1，则进行温度闭环控制。

步骤S72：若确认进行温度闭环控制，则确认球阀当前位置AG_cur、以及当前水温T_cur与目标水温T_gf1的差值T_dff，并根据球阀转角调整量MAP查表得到对应的球阀转角调整量AG_mov，根据球阀转角调整量AG_mov控制球阀转角调整，以确认温度能够调节到位，每一次更新球阀当前位置时，均对球阀目标转角进行闭环控制；

在步骤S72中，球阀转角调整量MAP预设于系统中，其通过标定试验得到。球阀转角调整量MAP为三维表格，其内包括球阀当前转角AG_cur、水温差值T_dff以及球阀转角的调整量AG_mov三个维度，查表时，由球阀当前转角AG_cur以及水温差值T_dff两个参数，确定球阀转角的调整量AG_mov。

在步骤S72中，水温差值T_dff可能出现两种极端情况，一是寒区热平衡等原因提前退出快速暖机模式，此时水温仅70℃左右，而最佳温度设定在110℃，差值可达到-40℃，二是高温地区过温至120℃，而此时的目标温度为80℃，差值可达到40℃，即水温差值跨度较大，从-40℃至40℃，但常见应为-15℃～10℃以内，在水温差值常见区间的调整量大小需精细标定，常见区间外的调整量可以适当调大；

如上所述，温控模块通过球阀当前转角AG_cur和水温差值T_dff从球阀转角调整量MAP中查表得到球阀转角的调整量AG_mov，此后对球阀转角调整量AG_mov进行判断，判断时采用的公式为AG_rsl＝AG_cur+AG_mov，如果调整后的球阀转角AG_rsl的值在球阀转角的可调范围AG_low～AG_high之内，则该球阀转角调整量AG_mov没有问题，将调整后的球阀转角AG_rsl赋值给球阀目标转角AG_rslchk输出，如大于AG_high，则将最大可调转角AG_high赋值给球阀目标转角AG_rslchk输出，如小于AG_low，则将最小可调转角AG_low赋值给球阀目标转角AG_rslchk输出，然后针对输出的球阀目标转角AG_rslchk进行闭环调整，在调整的过程中，以设定频率计算角度反馈值(球阀当前转角AG_cur)和球阀目标转角AG_rslchk的差值，直至该差值小于设定的限值Er；

步骤S73：若确认不进行温度闭环控制，则根据得到的目标水温，对球阀转角进行闭环控制，而对温度进行开环处理。在对球阀转角进行闭环控制时，先根据球阀转角的开环MAP查表得到目标水温对应的球阀目标转角AG_rslchk，并对球阀目标转角AG_rslchk进行闭环控制，确保球阀转角调整到位。

在步骤S73中，球阀转角的开环MAP预设于系统中，其通过标定试验得到。球阀转角的开环MAP为二维表格，其内预设有温度数组与球阀转角的对应关系，温度数组内包括位于目标水温可能存在的范围内的若干个温度值，例如包括位于80℃～110℃内的若干个温度。

在步骤S73中，根据得到的目标水温，在球阀转角的开环MAP中查值，得到对应的球阀转角，然后针对得到的球阀转角进行闭环控制，在控制过程中，温度模块以设定的频率反馈球阀当前转角AG_cur，并确认球阀当前转角AG_cur与球阀目标转角AG_rslchk的差值，直至球阀当前转角AG_cur与球阀目标转角AG_rslchk的差值小于设定的限值Err(如0.5°)，结束控制。

进一步地，本发明在温控模块通过调整球阀转角，将温度调制到位后，还包括：

步骤S80：判断发动机是否停止运转，若发动机停止运转，则判断整车是否下电熄火，若整车下电熄火，则温控模块将球阀转角调整到散热器全开的位置；若整车并没有下电熄火，而是处于混动、启停节能工况，则进一步判断系统是否配置电子水泵，若没有配置电子水泵，温控模块不做处理，如配置有电子水泵，则进一步判断是否有其它功能需求，若接收到暖风等其他支路功能的循环需求时，温控模块在保证子功能需求得到满足的条件下，尽可能将球阀转角调小，以实现保温。

在步骤S80中，当发动机停止运行(转速rpm降为0)时，需判断是整车下电熄火，还是处于混动、启停节能工况，若是前者，因为整车已经下电熄火，则温控模块的球阀转角调整至散热器全开位置，尽快对发动机散热；若是后者，因为整车尚未下电，后续会存在发动机继续运行的情况，因此需要尽可能对发动机保温，并判断系统是否配置有电子水泵。在判断是否配置有电子水泵时，是根据电子水泵加载开关的数值进行判断。电子水泵加载开关B_ewp的值在出厂时已经设定，其数值可以根据不同车辆的配置情况更改。若电子水泵加载开关B_ewp的值为0，停机策略不考虑电子水泵，若电子水泵加载开关B_ewp的值为1，停机策略需考虑电子水泵的控制，系统进一步判断是否有其它子功能需求，如收到暖风、变速器油冷等需求，电子水泵将持续工作，驱动冷却液循环，此时温控模块需在尽可能保温的情况下，满足其他子功能的需求，此时，球阀转角设定在满足需求功能的最小开度位置，一旦电子水泵停止工作，球阀转角则保持当下状态不再动作。

综上所述，本发明至少具有如下有益效果其中之一：

1、本发明的方法基于电机控制的温控模块，相比传统蜡包节温器具有控制响应快、能够主动进行无级调节的优点。

2、本发明能够实现温控模块在发动机各个工况下的主动流量调节，让水温、油温、壁温在各个工况内都处在最佳的温度区域，有效降低整车排放，并实现整机降摩擦、降油耗的效果。

3、本发明在进行主动流量控制时可以根据整车的发动机转速、负荷等相关参数，对目标水温进行设定，同时兼顾过温风险、支路功能等需求，通过环境温度、支路水温安全阈值等相关工作参数对目标水温进行修正，并通过水温或球阀转角的闭环控制实现温控模块对水温的调节，使整车在任意工况下，都能够通过该方法对水温进行优化，满足多方需求，实现精确的热管理。

4、本发明还兼顾了冷却系统的不同方案，针对缸体、缸盖是否进行分流冷却分别进行了设计，能够匹配不同的机型，适应性较好。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种发动机温控模块的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

整车上电，系统初始化，检查水温传感器和温控模块是否正常，如水温传感器和温控模块正常，则温控模块进入工作模式；

温控模块进入工作模式，开始确认当前水温，如当前水温低于预设的暖机阈值，则温控模块进入快速暖机模式，否则温控模块进入正常工作模式；

在温控模块的正常工作模式下，根据发动机负荷、转速查表得到最佳水温和安全水温；

根据当前车速确定当前迎风是否足够，参考当前迎风状况，利用最佳水温或安全水温确定目标水温；

根据得到的目标水温进行球阀转角控制。

2.如权利要求1所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，温控模块进入快速暖机模式后包括：

确认水温低于暖机阈值的时长，若水温低于暖机阈值的时长大于预设时长，则强制退出快速暖机模式，并进入正常工作模式。

3.如权利要求1所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，根据发动机负荷、转速查表得到最佳水温和安全水温之前还包括：

判断系统的水温传感器配置方案；

在根据发动机负荷、转速查表得到最佳水温和安全水温的步骤中：

若系统仅有一个水温传感器，则根据测得的水温查最佳水温Map和安全水温Map得到最佳水温和安全水温；

若系统具有缸体、缸盖两个水温传感器，则分别针对缸体水温和缸盖水温查最佳水温Map和安全水温Map得到缸体和缸盖适配的最佳水温、以及缸体和缸盖的安全水温。

4.如权利要求3所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，在判断系统的水温传感器配置方案时，根据单双传感器开关的值进行判断，若单双传感器开关的值为0，判定系统包括一个水温传感器，若单双传感器开关的值为1，判定系统包括两个水温传感器。

5.如权利要求3所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，根据当前车速确定当前迎风是否足够，参考当前迎风状况，利用最佳水温或安全水温确定目标水温包括：

查车速阈值Map得到当前工况的车速阈值，并确认当前车速和车速阈值的差，如差值为正，表明当前车速较高，迎风足够，取最佳水温作为目标水温，如差值为零或负值，表明当前车速较低，迎风不足，取安全水温作为目标水温。

6.如权利要求5所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，若当前车速较高，迎风足够，所述控制方法还包括：

根据环境温度对目标水温进行修正，得到实际目标水温；

若当前车速较低，迎风不足，所述控制方法还包括：

将安全水温作为实际目标水温输出。

7.如权利要求5所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

参考系统的水温传感器配置方案，根据目标水温得到整机的目标水温；

若系统只有一个水温传感器，则将得到的目标水温设定为整机目标水温进行闭环控制，若系统有缸体、缸盖两个水温传感器，则将缸体的目标水温设定为整机目标水温进行闭环控制，并检查缸盖水温是否超出缸盖水温目标值，如未超出则不做变化，如超出则根据超出的量，对整机的目标水温进行修正，在根据超出的量对整机的目标水温进行修正时采用的公式为：整机目标水温＝缸体目标水温-超出量*第一修正系数，第一修正系数为预先设定。

8.如权利要求5所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

依据子功能回路的需求对目标水温进行修正。

9.如权利要求8所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，依据子功能回路的需求对目标水温进行修正包括：

根据子功能开关的数值判断是否需要考虑子功能的温度需求；

若子功能开关的值为0，不考虑子功能的温度需求，直接将目标水温，作为最终目标水温；

若子功能开关的值为1，则考虑子功能的温度需求，利用子功能的安全阈值对目标水温进行修正，得到最终目标水温。

10.如权利要求9所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，利用子功能的安全阈值对目标水温进行修正包括：

分别设定若干个子功能温度传感器的安全阈值；

计算当前温度测量值与对应安全阈值的差；

若求得的若干差值均为负值，则不做处理，若求得的差值中有若干正值，则分别求得对应的修正值，计算修正值时采用的公式为：修正值＝差值*第二修正系数，第二修正系数为预先设定；

取修正值中的最大值作为修正量，根据修正量和目标水温得到最终目标水温，计算最终目标水温时采用的公式为：最终目标水温＝目标水温-修正量。

11.如权利要求1所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，根据得到的目标水温进行球阀转角控制包括：

确认是否进行温度闭环控制；

若确认进行温度闭环控制，则确认球阀当前位置、以及当前水温与目标水温的差值，并根据球阀转角调整量MAP查表得到对应的球阀转角调整量，根据球阀转角调整量控制球阀转角调整，确认温度能够调节到位，每一次更新球阀当前位置时，均对球阀目标转角进行闭环控制；

若确认不进行温度闭环控制，则根据球阀转角的开环MAP查表得到目标水温对应的球阀目标转角，并对该球阀目标转角进行闭环控制，确保球阀转角调整到位。

12.如权利要求11所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，在根据球阀转角调整量MAP查表得到对应的球阀转角调整量之后还包括：

判断得到的球阀转角调整量是否合适，判断时采用的公式为：调整后的球阀转角＝球阀当前转角+球阀转角调整量；

若调整后的球阀转角位于球阀转角的可调范围内，将调整后的球阀转角赋值给球阀目标转角；

若调整后的球阀转角大于球阀的最大可调转角，将球阀的最大可调转角赋值给球阀目标转角；

若调整后的球阀转角小于球阀的最小可调转角，将球阀的最小可调转角赋值给球阀目标转角；

对得到的球阀目标转角进行闭环调整，调整过程中计算球阀当前转角与球阀目标转角的差值，直至该差值小于设定的限值。

13.如权利要求1所述的发动机温控模块的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

判断发动机是否停止运转；

若发动机停止运转，进一步判断整车是否下电熄火；

若整车下电熄火，则温控模块将球阀转角调整到散热器全开的位置；若整车没有下电熄火，而是处于混动、启停节能工况，则进一步判断系统是否配置电子水泵；

若没有配置电子水泵，则温控模块不做处理，如配置有电子水泵，则进一步判断是否有其它支路的功能需求；

若接受到其他支路的功能需求，温控模块在保证子功能需求得到满足的条件下，尽可能将球阀转角调小，以实现保温。

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