CN113623050A - 发动机机油温度计算方法 - Google Patents

发动机机油温度计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发动机机油温度计算方法，包括：基于环境温度、发动机水温和停机时间计算初始化阶段的机油温度；基于环境温度和发动机水温计算暖机阶段的机油温度；基于环境温度、发动机水温、发动机转速、发动机进气流量和整车车速计算发动机正常运转阶段的机油温度。本发明的发动机机油温度计算方法，分阶段地计算机油温度，考虑到车辆实际驾驶中的变工况，在不同的阶段基于不同的影响因素计算机油温度，实现机油温度的虚拟计算，并经过实车标定、测试达到机油温度等同实际传感器测量温度的效果，既能有效节约成本又能准确获取发动机油温参数。

Description

发动机机油温度计算方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机系统控制技术领域，尤其涉及一种发动机机油温度计算方法。
背景技术
对于汽车发动机来说，发动机油相当于汽车的血液，它除了可以对发动机部件进行润滑功能外，还具备清洁、冷却、保护、密封等作用。随着法规升级及环保化要求，以及整车驾乘体验性能的提升要求，发动机控制越来越精细化，在发动机电控系统中，发动油温作为输入参数，用于可变正时气门(Variable Valve Timing，VVT)控制、发动机阻力补偿等，因此，发动机油温在电控系统中的作用越发重要。如何能够既能有效节约成本又能准确获取发动机油温参数，是发动机控制领域的一项课题。
因此，亟需一种发动机机油温度计算方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机机油温度计算方法，以解决上述现有技术中的问题，能够考虑到车辆实际驾驶中的变工况，在不同的阶段基于不同的影响因素计算机油温度，实现机油温度的虚拟计算。
本发明提供了一种发动机机油温度计算方法，其中，包括：
基于环境温度、发动机水温和停机时间计算初始化阶段的机油温度；
基于环境温度和发动机水温计算暖机阶段的机油温度；
基于环境温度、发动机水温、发动机转速、发动机进气流量和整车车速计算发动机正常运转阶段的机油温度。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，所述基于环境温度、发动机水温和停机时间计算初始化阶段的机油温度，具体包括：
获取停机时间；
在停机时间大于预设停机时间阈值时，计算初始化阶段的机油温度基础值，并将机油温度基础值作为油温值；
在停机时间小于等于预设停机时间阈值时，计算初始化阶段的机油温度基础值和机油温度修正值，并根据机油温度基础值和机油温度修正值计算油温值。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，在停机时间大于预设停机时间阈值的情况下，所述计算初始化阶段的机油温度基础值，并将机油温度基础值作为油温值，具体包括：
通过以下公式计算机油温度基础值，
Toil＝Toil_base
Toil_base＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (1)
其中，Toil表示油温值，Toil_base表示机油温度基础值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，在停机时间小于等于预设停机时间阈值的情况下，所述计算初始化阶段的机油温度基础值和机油温度修正值，并根据机油温度基础值和机油温度修正值计算油温值，具体包括：
通过以下公式计算机油温度基础值，
Toil_base＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (2)
其中，Toil_base表示机油温度基础值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到的；
通过以下公式计算机油温度修正值，
Toil_cf＝A+B
A＝[toilstp×修正系数2+环境温度×(1-修正系数2)]×修正系数3
B＝[toilstp×修正系数4+水温×(1-修正系数4)]×(1-修正系数3) (3)
其中，Toil_cf表示机油温度修正值，toilstp为上一次停机时的机油温度，修正系数2为与停机时间相关联的一维表标定量，修正系数3为可标定常量，表示停机过程水温与环境温度对油温影响的分配系数，修正系数4为可标定常量，为停机过程中水温对油温的影响系数；
根据机油温度基础值和机油温度修正值，通过以下公式计算油温值，
Toil＝Toil_base+Toil_cf (4)
其中，Toil表示油温值，Toil_base表示机油温度基础值，Toil_cf表示机油温度修正值。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，所述基于环境温度和发动机水温计算暖机阶段的机油温度，具体包括：
通过以下公式计算暖机阶段的机油温度，
Toil＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (5)
其中，Toil表示油温值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到的。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，所述基于环境温度、发动机水温、发动机转速、发动机进气流量和整车车速计算发动机正常运转阶段的机油温度，具体包括：
在发动机水温超过预设水温阈值时，发动机进入正常运转阶段，并通过以下公式计算发动机正常运转阶段的机油温度；
Toil＝100(℃)×修正系数5×修正系数6×修正系数7 (6)
其中，Toil表示油温值，修正系数5为与环境温度相关的一维标定量，修正系数6为与发动机转速相关的一维标定量，修正系数7为与发动机进气流量和整车车速相关的二维标定量。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，，所述发动机机油温度计算方法还包括：
在传感器出现故障时，计算机油温度。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，在发动机环境温度传感器出现故障的情况下，所述计算机油温度，具体包括：
通过以下公式计算机油温度，
Toil＝水温×修正系数8 (7)
其中，Toil表示油温值，修正系数8为可标定常量；
点亮发动机故障灯，并报出发动机环境温度故障码。
如上所述的发动机机油温度计算方法，其中，优选的是，在发动机水温传感器出现故障的情况下，所述计算机油温度，具体包括：
通过以下公式计算机油温度，
Toil＝默认值 (8)
其中，Toil表示油温值，默认值为可标定常量；
点亮发动机故障灯，并报出发动机水温故障码。
本发明提供一种发动机机油温度计算方法，分阶段地计算机油温度，考虑到车辆实际驾驶中的变工况，在不同的阶段基于不同的影响因素计算机油温度，实现机油温度的虚拟计算，并经过实车标定、测试达到机油温度等同实际传感器测量温度的效果，既能有效节约成本又能准确获取发动机油温参数；在传感器故障的情况下计算机油温度数值，避免在传感器出现故障时无法得到机油温度。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的发动机机油温度计算方法的实施例的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如何能够既能有效节约成本又能准确获取发动机油温参数，是发动机控制领域的一项课题。
目前的油温计算方法包括初值计算步骤、终值计算步骤、滤波时间常数计算步骤和滤波功能实现步骤。初值计算为在发动机启动时，根据测量水温和进气温度的差值，采集多组发动机的停机时间和停机机油温度数据，标定初始机油温度。终值计算为计算固定工况下机油温度所能达到的最大值。滤波时间常数计算为对机油温度变化率的计算。滤波功能实现为将前三个步骤的计算值代入通过数学建模得到的实时机油温度公式中计算实时机油温度值。
现有的油温计算方法主要存在以下缺陷，首先，未考虑环境温度、整车车速、发动机进气量的影响，也未考虑发动机停机时间以及环境温度等因素对于机油温度初始化的影响，没有相关算法支撑油温的计算；其次，现有技术的通过计算发动机机油温度的初值、终值以及过程的滤波进行过渡，未考虑发动机在暖机阶段以及正常运转阶段所受影响因素不同，同时终值就是固定工况(固定的转速、负荷)的机油温度所能达到的最大值，计算方法较为粗略，与车辆实际驾驶中的变工况存在较大的区别，模型计算值与实际值易出现较大偏差；最后，现有技术也未考虑所使用传感器发生故障情况下的处理方式。
如图1所示，本实施例提供的发动机机油温度计算方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
步骤S1、基于环境温度、发动机水温和停机时间计算初始化阶段的机油温度。
在本发明的发动机机油温度计算方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：
步骤S11、获取停机时间。
步骤S12、在停机时间大于预设停机时间阈值时，计算初始化阶段的机油温度基础值，并将机油温度基础值作为油温值。
在停机时间大于预设停机时间阈值的情况下，所述步骤S12具体包括：
通过以下公式计算机油温度基础值，
Toil＝Toil_base
Toil_base＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (1)
其中，Toil表示油温值，Toil_base表示机油温度基础值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到。
步骤S13、在停机时间小于等于预设停机时间阈值时，计算初始化阶段的机油温度基础值和机油温度修正值，并根据机油温度基础值和机油温度修正值计算油温值。
在停机时间小于等于预设停机时间阈值的情况下，所述步骤S13具体包括：
步骤S131、通过以下公式计算机油温度基础值，
Toil_base＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (2)
其中，Toil_base表示机油温度基础值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到的。
步骤S132、通过以下公式计算机油温度修正值，
Toil_cf＝A+B
A＝[toilstp×修正系数2+环境温度×(1-修正系数2)]×修正系数3
B＝[toilstp×修正系数4+水温×(1-修正系数4)]×(1-修正系数3) (3)
其中，Toil_cf表示机油温度修正值，toilstp为上一次停机时的机油温度，修正系数2为与停机时间相关联的一维表标定量，修正系数3为可标定常量，表示停机过程水温与环境温度对油温影响的分配系数，修正系数4为可标定常量，为停机过程中水温对油温的影响系数。在具体实现中，toilstp可以从发动机电控单元中存储的上一次停机时的机油温度得到。
步骤S133、根据机油温度基础值和机油温度修正值，通过以下公式计算油温值，
Toil＝Toil_base+Toil_cf (4)
其中，Toil表示油温值，Toil_base表示机油温度基础值，Toil_cf表示机油温度修正值。
步骤S2、基于环境温度和发动机水温计算暖机阶段的机油温度。
具体地，通过以下公式计算暖机阶段的机油温度，
Toil＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (5)
其中，Toil表示油温值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到的。
步骤S3、基于环境温度、发动机水温、发动机转速、发动机进气流量和整车车速计算发动机正常运转阶段的机油温度。
具体而言，在发动机水温超过预设水温阈值时，发动机进入正常运转阶段，并通过以下公式计算发动机正常运转阶段的机油温度；
Toil＝100(℃)×修正系数5×修正系数6×修正系数7 (6)
其中，Toil表示油温值，修正系数5为与环境温度相关的一维标定量，修正系数6为与发动机转速相关的一维标定量，修正系数7为与发动机进气流量和整车车速相关的二维标定量。
进一步地，本发明在一些实施方式中，所述发动机机油温度计算方法还包括：
步骤S4、在传感器出现故障时，计算机油温度。
在本发明的一些实施方式中，在发动机环境温度传感器出现故障的情况下，所述步骤S4具体包括：
步骤S41、通过以下公式计算机油温度，
Toil＝水温×修正系数8 (7)
其中，Toil表示油温值，修正系数8为可标定常量。
步骤S42、点亮发动机故障灯，并报出发动机环境温度故障码，这样可以提醒客户维修车辆。
在本发明的一些实施方式中，在发动机水温传感器出现故障的情况下，所述步骤S4具体包括：
步骤S41'、通过以下公式计算机油温度，
Toil＝默认值 (8)
其中，Toil表示油温值，默认值为可标定常量。
步骤S42'、点亮发动机故障灯，并报出发动机水温故障码，这样可以提醒客户维修车辆。
本发明实施例提供的发动机机油温度计算方法，分阶段地计算机油温度，考虑到车辆实际驾驶中的变工况，在不同的阶段基于不同的影响因素计算机油温度，实现机油温度的虚拟计算，并经过实车标定、测试达到机油温度等同实际传感器测量温度的效果，既能有效节约成本又能准确获取发动机油温参数；在传感器故障的情况下计算机油温度数值，避免在传感器出现故障时无法得到机油温度。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种发动机机油温度计算方法，其特征在于，包括：
基于环境温度、发动机水温和停机时间计算初始化阶段的机油温度；
基于环境温度和发动机水温计算暖机阶段的机油温度；
基于环境温度、发动机水温、发动机转速、发动机进气流量和整车车速计算发动机正常运转阶段的机油温度。
2.根据权利要求1所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，所述基于环境温度、发动机水温和停机时间计算初始化阶段的机油温度，具体包括：
获取停机时间；
在停机时间大于预设停机时间阈值时，计算初始化阶段的机油温度基础值，并将机油温度基础值作为油温值；
在停机时间小于等于预设停机时间阈值时，计算初始化阶段的机油温度基础值和机油温度修正值，并根据机油温度基础值和机油温度修正值计算油温值。
3.根据权利要求2所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，在停机时间大于预设停机时间阈值的情况下，所述计算初始化阶段的机油温度基础值，并将机油温度基础值作为油温值，具体包括：
通过以下公式计算机油温度基础值，
Toil＝Toil_base
Toil_base＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (1)
其中，Toil表示油温值，Toil_base表示机油温度基础值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到的。
4.根据权利要求2所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，在停机时间小于等于预设停机时间阈值的情况下，所述计算初始化阶段的机油温度基础值和机油温度修正值，并根据机油温度基础值和机油温度修正值计算油温值，具体包括：
通过以下公式计算机油温度基础值，
Toil_base＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (2)
其中，Toil_base表示机油温度基础值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到的；
通过以下公式计算机油温度修正值，
Toil_cf＝A+B
A＝[toilstp×修正系数2+环境温度×(1-修正系数2)]×修正系数3
B＝[toilstp×修正系数4+水温×(1-修正系数4)]×(1-修正系数3) (3)
其中，Toil_cf表示机油温度修正值，toilstp为上一次停机时的机油温度，修正系数2为与停机时间相关联的一维表标定量，修正系数3为可标定常量，表示停机过程水温与环境温度对油温影响的分配系数，修正系数4为可标定常量，为停机过程中水温对油温的影响系数；
根据机油温度基础值和机油温度修正值，通过以下公式计算油温值，
Toil＝Toil_base+Toil_cf (4)
其中，Toil表示油温值，Toil_base表示机油温度基础值，Toil_cf表示机油温度修正值。
5.根据权利要求1所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，所述基于环境温度和发动机水温计算暖机阶段的机油温度，具体包括：
通过以下公式计算暖机阶段的机油温度，
Toil＝(1-修正系数1)×水温+环境温度×修正系数1 (5)
其中，Toil表示油温值，修正系数1为可标定常量，表示水温和环境温度的分配系数，并且修正系数1是在车辆长时间静置后，根据不同的环境温度和发动机的水温数值标定得到的。
6.根据权利要求1所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，所述基于环境温度、发动机水温、发动机转速、发动机进气流量和整车车速计算发动机正常运转阶段的机油温度，具体包括：
在发动机水温超过预设水温阈值时，发动机进入正常运转阶段，并通过以下公式计算发动机正常运转阶段的机油温度；
Toil＝100(℃)×修正系数5×修正系数6×修正系数7 (6)
其中，Toil表示油温值，修正系数5为与环境温度相关的一维标定量，修正系数6为与发动机转速相关的一维标定量，修正系数7为与发动机进气流量和整车车速相关的二维标定量。
7.根据权利要求1所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，所述发动机机油温度计算方法还包括：
在传感器出现故障时，计算机油温度。
8.根据权利要求7所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，在发动机环境温度传感器出现故障的情况下，所述计算机油温度，具体包括：
通过以下公式计算机油温度，
Toil＝水温×修正系数8 (7)
其中，Toil表示油温值，修正系数8为可标定常量；
点亮发动机故障灯，并报出发动机环境温度故障码。
9.根据权利要求7所述的发动机机油温度计算方法，其特征在于，在发动机水温传感器出现故障的情况下，所述计算机油温度，具体包括：
通过以下公式计算机油温度，
Toil＝默认值 (8)
其中，Toil表示油温值，默认值为可标定常量；
点亮发动机故障灯，并报出发动机水温故障码。
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