CN114738102A - 一种发动机电子水泵控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机电子水泵控制方法和装置,其中方法部分包括:若根据车辆中发动机的实时水温确定电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取发动机的实时转速和实时负荷,并根据实时水温、实时负荷在第二预设数据中确定发动机是否有过热风险,若没有过热风险,则在第一预设数据中确定实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为发动机的目标水温,最后根据实时水温、目标水温和初始转速确定电子水泵的目标转速,以根据目标转速对电子水泵的转速进行控制;本发明中,在确保发动机水温不过热的前提下,根据发动机实际工况求得发动机稳态时的目标水温对电子水泵的转速进行实时修正,实现按需冷却,从而满足发动机的实时需求。
Description
技术领域
本发明涉及发动机冷却技术领域,尤其涉及一种发动机电子水泵控制方法和装置。
背景技术
在发动机冷却系统中,温控模块通过电机驱动球阀来冷却发动机,温控模块布置在发动机出水口,可同时控制多个支路,支路包括小循环、散热器、暖风等多个支路。温控模块的开度与冷却液流量控制关系密切,控制温控模块的开度即可控制支路开度,以实现不同的控制效果。
但现有发动机冷却系统中,一般在发动机缸盖的出水口设置唯一的水温传感器(发动机缸盖的温度最高),以检测发动机在不同工况下的水温,进而基于该水温传感器测得的水温,对温控模块(球阀)的开度进行控制,缸盖上水温传感器测得的水温越高,随后温控模块的开度就越大。在车辆运行过程中,发动机的工况变化较为频繁迅速,而由于水温传感器与温控模块的位置关系,在对温控模块进行控制后,温控模块对冷却液流量的影响需要经过一次循环,才能通过缸盖出水口处的水温传感器反映,温控模块响应与发动机水温响应存在迟滞,导致发动机的水温无法迅速满足发动机的实际需求,容易出现发动机过冷或者过热的情况。
发明内容
本发明提供一种发动机电子水泵控制方法和装置,以解决现有技术中,对发动机水温的控制不够精准,导致无法满足发动机实际需求的问题。
一种发动机电子水泵控制方法,包括:
若根据车辆中发动机的实时水温确定所述电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取所述发动机的实时转速和实时负荷;
在第一预设数据中查询所述实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为所述电子水泵在所述实时转速和实时负荷下的初始转速,所述第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保所述发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据;
根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险,所述第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对所述发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据;
若确定所述发动机没有过热风险,则在所述第一预设数据中确定所述实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为所述发动机的目标水温;
根据所述实时水温、所述目标水温和所述初始转速确定所述电子水泵的目标转速,以根据所述目标转速对所述电子水泵的转速进行控制。
进一步地,所述根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险之后,所述方法还包括:
若确定所述发动机有过热风险,则在所述第二预设数据中查询所述实时水温和所述实时负荷所对应的第二预设水温,并作为所述发动机的目标水温。
进一步地,所述根据所述实时水温、所述目标水温和所述初始转速确定所述电子水泵的目标转速,包括:
确定所述目标水温与所述实时水温之间的温差,并在第三预设数据中查询所述温差对应的温差修正转速,所述第三预设数据为根据不同发动机工况对所述电子水泵的转速进行修正后确定的修正转速;
获取所述车辆的实时车速和所述车辆外界的环境温度;
在第四预设数据中查询所述实时车速和所述环境温度对应的修正量,所述第四预设数据为在不同车速和环境温度下标定的电子水泵转速修正值;
将所述实时转速和实时负荷下的初始转速、所述温差修正转速和所述修正量相加,作为所述目标转速。
进一步地,所述根据所述目标转速对所述电子水泵的转速进行控制,包括:
确定是否接受到来自所述发动机外的外部冷却需求;
若确定接受到来自所述发动机外的外部冷却需求,则根据所述外部冷却需求确定冷却需求转速,所述冷却需求转速需满足所述外部冷却需求;
根据所述实时水温中的缸体水温确定所述发动机的缸体需求转速;
根据所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速确定所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速确定所述电子水泵的输出转速,包括:
在第五预设数据中确定所述缸体水温对应的转速范围,所述第五预设数据为所述电子水泵在不同发动机缸体水温下的转速范围;
确定所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速中的最大转速,并确定所述最大转速是否处于所述对应的转速范围;
若所述最大转速处于所述对应的转速范围,则将所述最大转速作为所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据所述实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述方法还包括:
若确定所述电子水泵的控制模式为开环控制模式,则获取所述车辆外界的环境温度;
获取第六预设数据,并在第六预设数据中确定所述环境温度和所述实时水温所对应的第二预设转速,所述第六预设数据为所述电子水泵在不同缸盖水温和外部环境温度下需求的转速数据;
将所述第二预设转速作为所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据所述实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述方法还包括:
若确定所述电子水泵的控制模式为暖机控制模式,则确定所述实时水温中的缸体水温是否小于第一预设温度;
若所述缸体水温小于所述第一预设温度,则控制所述电子水泵的输出转速为第一暖机转速;
若所述缸体水温大于或等于所述第一预设温度,则确定所述缸体水温是否大于第二预设温度;
若所述缸体水温小于或者等于所述第二预设温度,则根据第二暖机转速控制所述电子水泵,所述第二暖机转速为所述电子水泵允许的最低转速;
若所述缸体水温大于所述第二预设温度,则根据所述实时水温中的缸盖水温增大所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据第二暖机转速控制所述电子水泵之后,所述方法还包括:
确定所述缸盖水温是否大于第三预设温度,所述第三预设温度小于所述第二预设温度且大于所述第一预设温度;
若所述缸盖水温大于所述第三预设温度,则确定是否接收到来自所述发动机外的外部冷却需求;
若确定接收到来自所述发动机外的外部冷却需求,则根据所述缸盖水温和所述外部冷却需求确定所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据所述实时水温中的缸盖水温增大所述电子水泵的输出转速之后,所述方法还包括:
获取所述车辆所处的环境温度,并确定所述环境温度是否小于预设环境温度;
若所述环境温度小于所述预设环境温度,则确定所述缸盖水温是否大于第四预设温度,所述第四预设温度大于第三预设温度;
若所述缸盖水温大于所述第四预设温度,则进行计时,并在预设暖机时长数据中查询所述环境温度对应的暖机时长;
若计时时长大于所述环境温度对应的暖机时长,则确定所述电子水泵的控制模式为开环控制模式。
一种发动机电子水泵控制装置,包括:
第一确定模块,用于若根据车辆中发动机的实时水温确定所述电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取所述发动机的实时转速和实时负荷;
查询模块,用于在第一预设数据中查询所述实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为所述电子水泵在所述实时转速和实时负荷下的初始转速,所述第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保所述发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据;
第二确定模块,用于根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险,所述第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对所述发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据;
第三确定模块,用于若确定所述发动机没有过热风险,则在所述第一预设数据中确定所述实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为所述发动机的目标水温;
控制模块,用于根据所述实时水温、所述目标水温和所述初始转速确定所述电子水泵的目标转速,以根据所述目标转速对所述电子水泵的转速进行控制。
一种发动机电子水泵控制装置,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发动机电子水泵控制方法的步骤。
一种可读存储介质,所述可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述发动机电子水泵控制方法的步骤。
上述发动机电子水泵控制方法和装置所提供的一个方案中,若根据车辆中发动机的实时水温确定电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取发动机的实时转速和实时负荷,并在第一预设数据中查询实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为电子水泵在实时转速和实时负荷下的初始转速,第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据,然后根据实时水温、实时负荷和第二预设数据确定发动机是否有过热风险,第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据,若确定发动机没有过热风险,则在第一预设数据中确定实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为发动机的目标水温,最后根据实时水温、目标水温和初始转速确定电子水泵的目标转速,以根据目标转速对电子水泵的转速进行控制;本发明中,基于两种转速数据对电子水泵的转速进行精确设定,在确保发动机水温不过热的前提下,根据发动机实际工况求得发动机稳态时的目标水温,并根据实际水温和目标水温对电子水泵的转速进行实时修正,在有效保障水温可靠性的基础上,实现对冷却流量的按需控制,从而满足发动机的实时需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中发动机冷却装置的一结构示意图;
图2是本发明一实施例中发动机电子水泵控制方法的一流程示意图;
图3是图2中步骤S70的一实现流程示意图;
图4是本发明一实施例中发动机电子水泵控制装置的一结构示意图;
图5是本发明一实施例中发动机电子水泵控制的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的发动机电子水泵控制方法,可应用在车辆冷却系统中,该车辆冷却系统包括发动机冷却装置和发动机电子水泵控制装置。发动机电子水泵控制装置可以是发动机管理系统(Engine Management System,EMS),发动机冷却装置和EMS可以通过总线进行通信,其中,如图1所示,发动机冷却装置包括电子水泵、发动机(包括缸盖和缸体)、温控元件(可以是温控模块或者节温器),以及与温控元件连接的散热器支路(大循环支路)和小循环支路,图1中所示的箭头方向为冷却液的流动方向。电子水泵通过电机驱动叶轮,与发动机转速完全解耦,可通过电机控制电流量进行无级调节。电子水泵泵出的流量,分流进入发动机缸盖、缸体,温控模块可使用电控球阀形式的温控模块,节温器可以是双蜡包结构的节温器。通过在发动机上设置水温传感器以获取发动机的实时水温,进而依据发动机的实时水温对电子水泵的转速控制。
在一实施例中,发动机的缸体、缸盖为串联结构,并在缸盖出水口处设置水温传感器以获得发动机的实时水温,在车辆上电后,EMS通过水温传感器确定车辆中发动机的实时水温,并根据实时水温确定电子水泵的控制模式,若确定电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取发动机的实时转速和实时负荷,并在第一预设数据中查询实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为电子水泵在实时转速和实时负荷下的初始转速,然后根据实时水温、实时负荷在第二预设数据中确定发动机是否有过热风险,若确定发动机没有过热风险,则在第一预设数据中确定实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为发动机的目标水温,最后根据实时水温、目标水温和初始转速确定电子水泵的目标转速,以根据目标转速对电子水泵的转速进行控制;基于两种转速数据对电子水泵的转速进行精确设定,在确保发动机水温不过热的前提下,根据发动机实际工况求得发动机稳态时的目标水温,并根据实际水温和目标水温对电子水泵的转速进行实时修正,在有效保障水温可靠性的基础上,实现对冷却流量的按需控制,从而满足发动机的实时需求。
在其他实施例中,发动机冷却装置基于发动机缸体、缸盖分流设计,可通过双节温器或者温控模块等技术实现对缸体、缸盖的分区冷却,在实现分流冷却的基础上,为了确保缸体、缸盖的热害风险,需在缸体、缸盖上均设计水温传感器,以对发动机水温进行精准控制,其中,如图1所示,发动机上的水温传感器可以包括设置在缸盖出水口处的传感器1,以及设置缸体内部的传感器2,以分别获得发动机缸盖和发动机缸体上的实际水温,进而通过发动机不同区域的实际水温,对电子水泵的转速进行不同阶段的控制,以进一步提高对发动机水温的精准控制。
本实施例中,车辆冷却系统包括发动机冷却装置和发动机电子水泵控制装置,发动机电子水泵控制装置可以是发动机管理系统,发动机冷却装置的具体装置仅为示例性说明,在其他实施例中,发动机电子水泵控制装置还可以是其他控制装置,发动机冷却装置、车辆冷却系统还可以包括其他装置,在此不再赘述。
在一实施例中,如图2所示,提供一种发动机电子水泵控制方法,以该方法应用在EMS为例进行说明,包括如下步骤:
S10:确定车辆中发动机的实时水温,并根据实时水温确定电子水泵的控制模式。
在车辆上电之后,EMS需要确定车辆中发动机的实时水温,并根据实时水温确定电子水泵的控制模式。其中,本实施例中的实时水温包括发动机缸盖出水口处的缸盖水温和发动机缸体内的缸体水温,缸盖水温通过设置在发动机缸盖出水口处的水温传感器(传感器1)获得,缸体水温通过设置在发动机缸体内的水温传感器(传感器2)获得,在获取缸盖水温和/缸体水温之后,根据缸盖水温和/缸体水温以及对应的水温阈值判断电子水泵的控制模式。
例如,发动机冷却装置中包括设置在发动机缸盖出水口处的水温传感器、设置在发动机缸体内的水温传感器,在获得缸盖水温T1、缸体水温T2之后,判断缸盖水温T1是否大于缸盖冷启动阈值T1c1,并判断缸体水温T2是否大于缸体冷启动阈值T2c1,若缸盖水温T1大于缸盖冷启动阈值T1c1,或者缸体水温T2大于缸体冷启动阈值T2c1,则表示发动机不需要进入冷启动模式,此时则确定控制模式为正常工作模式,正常工作模式可以包括开环控制模式和闭环控制模式,开环控制模式的发动机水温小于闭环控制模式的发动机水温;若缸盖水温T1小于或者等于缸盖冷启动阈值T1c1,且缸体水温T2小于或者等于缸体冷启动阈值T2c1,表示发动机需要进入冷启动模式以进行发动机暖机,此时确定电子水泵的控制模式为暖机控制模式;若实时水温T大于冷启动阈值,表示发动机不需要进入冷启动模式。
本实施例中,当缸体水温和缸盖水温同时小于或者等于对应的冷启动阈值时,确定电子水泵的控制模式为暖机控制模式仅为示例性说明,在其他实施例中,还可以有其他判断控制模式的方式,例如,若发动机冷却装置中仅包含发动机缸盖出水口处的水温传感器,则直接判断缸盖水温是否大于冷启动阈值,若大于,则进入正常工作模式,若小于或者等于,则进入暖机控制模式。
其中,冷启动阈值Tc1为预设值,设定冷启动阈值Tc1时需参考节温器的开启温度,并结合实际试验效果来确定,一般可以将冷启动阈值Tc1设定在70℃-90℃的范围内。
S20:若确定电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取发动机的实时转速和实时负荷。
在根据发动机的实时水温确定电子水泵的控制模式之后,若确定电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则需要获取发动机的实时转速和实时负荷。
S30:在第一预设数据中查询实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为电子水泵在实时转速和实时负荷下的初始转速,第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据。
在确定电子水泵的控制模式为闭环控制模式之后,还需要获取第一预设数据,以在第一预设数据中查询实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为电子水泵在实时转速和实时负荷下的初始转速。
其中,第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据。基于发动机工况查询第二预设数据确定电子水泵的转速,目的在于查找一个通过台架试验稳态工况下标定得来的,较低的电子水泵转速和目标水温。第一预设数据中标定的电子水泵转速和目标水温,是在稳态工况下确保发动机能够进入热平衡的最低限值,以确保在非必要的情况下尽可能降低电子水泵转速,降低功耗,同时满足热管理需求,在中低负荷时适当将发动机水温提高,进而使得机油粘性降低,从而降低各发动机部件之间的摩擦,并使得发动机处于较优工况,实现节油减排的效果。
S40:根据实时水温、实时负荷和第二预设数据确定发动机是否有过热风险,第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据。
在获得发动机的实时转速和实时负荷的同时,需要获取第二预设数据,并根据实时水温、实时负荷在第二预设数据中确定发动机是否有过热风险,即确定当前的发动机水温是否有过热风险,并确定当前的发动机负荷是有过热趋势。
其中,第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据。在第二预设数据中,根据发动机在不同发动机水温和发动机负荷下的过热风险进行评估,根据风险评估情况将发动机水温和发动机负荷划分为多个区间,每一区间对应有过热风险评估情况,在每一区间内,还为不同的发动机水温和发动机负荷对应设定了不同的电子水泵转速值。其中,第二预设数据是基于缸体水温设置的,当发动机在相同的转速和负荷下时,由于车辆所处的工况不同,会导致发动机的缸体水温也不同,基于发动机缸体水温标定第二预设数据的电子水泵转速和目标水温,能够更加贴近发动机的实际工况。
S50:若确定发动机没有过热风险,则在第一预设数据中确定实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为发动机的目标水温。
若确定发动机没有过热风险,则在第一预设数据中确定实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为发动机的目标水温。
S60:若确定发动机有过热风险,则在第二预设数据中查询实时水温和实时负荷所对应的第二预设水温,作为发动机的目标水温。
若确定发动机有过热风险,则在第二预设数据中查询实时水温和实时负荷所对应的第二预设水温,作为发动机的目标水温。在第二预设数据中,若根据发动机水温和发动机负荷确定发动机有过热风险,则该发动机水温和发动机负荷对应的目标水温,应该设置为较小的水温,以使后续发动机的实际水温与目标水温之间的温差较大,从而提高电子水泵的转速,增加发动机冷却流量以降低过热风险。
例如,第二预设数据至少包括无过热风险的第一区间和有过热风险第二区间,若发动机的实时水温为110℃,发动机的实时负荷为70%,确定实时水温和实时负荷处于第二区间,则发动机有过热风险,此时在第二预设数据中确定110℃和70%对应的第二预设水温,并将第二预设水温作为发动机的目标水温,增加温差以提高电子水泵的转速,从而避免发动机过热;若发动机的实时水温为80℃,发动机的实时负荷为40%,确定实时水温和实时负荷处于第一区间,则在第一预设数据中确定80℃和40%对应的第一预设水温,并将第一预设水温作为发动机的目标水温,以确保在非必要的情况下尽可能降低电子水泵转速,降低功耗,同时满足热管理需求,在中低负荷时适当将水温提高。
本实施例中,第二预设数据包括第一温度区间和第二温度区间,第一温度区间为0℃-99℃、第二温度区间为100℃-120℃,以及各温度区间对应的电子水泵转速值仅为示例性说明,在其他实施例中,第二预设数据还可以包括其他温度区间,第一温度区间和第二温度区间还可以是其他温度区间范围,各温度区间对应的电子水泵转速值还可以是其他转速,在此不再赘述。
其中,当实时水温包括缸体水温时,则在第二预设数据中查询缸体水温和实时负荷所对应的第二预设水温,作为发动机的目标水温,以进一步提高数据的准确性。
S70:根据实时水温、目标水温和初始转速确定电子水泵的目标转速,以根据目标转速对电子水泵的转速进行控制。
在正常行车的瞬态工况下,发动机工况跳跃频繁,单纯以初始转速输出可能会到发动机水温出现偏高或者偏低的情况,因此需要根据目标水温和发动机的实际水温之间的温差对电子水泵输出的初始转速进行修正,使得发动机的实际水温达到目标水温。具体地,在确定发动的目标水温之后,将在第一预设数据中查询到的第一预设转速,作为电子水泵在实时转速和实时负荷下的初始转速输出,并预备进行PID闭环控制,后续将发动机的缸体水温或者缸盖水温,作为当前PID闭环控制的实际水温,并求得目标水温与当前的实际水温之间的温差,基于温差对电子水泵的开度经常不断地修正,以使发动机的实际水温达到目标水温。
其中,在根据目标转速控制电子水泵之后,EMS持续判断发动机的实时水温,当发现发动机的实时水温超过过热温度阈值时,此时EMS认为发动机存在过热风险,将则电子水泵的转速强制设定为100%的位置,即电子水泵的流量比例保持在最高值,维持散热功能的正常,确保发动机不过热。
本实施例中,基于两种转速数据对电子水泵的转速进行精确设定,在确保发动机水温不过热的前提下,根据发动机实际工况求得发动机稳态时的目标水温,并根据实际水温和目标水温对电子水泵的转速进行实时修正,在有效保障水温可靠性的基础上,实现对冷却流量的按需控制,从而满足发动机的实时需求。此外,将缸盖出水口处的缸盖温度和缸体内部的缸体水温作为发动机的实时水温,对电子水泵的转速进行闭环控制,能够有效获得发动机不同区域的温升情况,避免局部过热,且采用多个水温传感器获取多区域水温,可以提高车辆冷却系统的可靠性,当其一水温传感器故障时,亦可通过其他水温传感器继续进行工作,进一步提高发动机水温控制的精准性和可靠性。
在一实施例中,根据第一预设数据中不同发动机工况下的第一预设水温,设置第二预设数据中对应发动机工况下的第二预设水温,具体地,在第二预设数据中,没有过热风险的发动机水温和发动机负荷区间中,各发动机负荷所对应的目标水温大于第一预设数据中该发动机负荷所对应的目标水温;在有过热风险的发动机水温和发动机负荷区间中,各发动机负荷所对应的目标水温小于第二预设数据中该发动机负荷所对应的目标水温,并确保发动机无过热风险。然后在车辆运行过程中,获得发动机的实时水温、实时转速和实时负荷,根据实时水温和实时负荷查询第一预设数据,获得第一预设水温,并根据实时转速和实时负荷查询第二预设数据,获得第二预设水温,将第一预设水温和第二预设水温进行比较,将第一预设水温和第二预设水温中较小的水温作为发动机的目标水温,可减少根据实时水温和实时负荷判断发动机过热风险的过程,减少重复查询的步骤,并在满足可靠性的前提下,尽可能地实现发动机处于高水温的目的,以降低摩擦效果,优化发动机工况并实现节能减排。
在一实施例中,如图3所示,步骤S70中,即根据实时水温、目标水温和初始转速确定电子水泵的目标转速,具体包括如下步骤:
S701:确定目标水温与实时水温之间的温差,并在第三预设数据中查询温差对应的温差修正转速,第三预设数据为根据不同发动机工况对电子水泵的转速进行修正后确定的修正转速。
在确定目标水温之后,需要获取第三预设数据,同时确定输出电子水泵转速后的实时水温与目标水温之间的温差,并在第三预设数据中查询进水温度和温差对应的温差修正开度。其中,第三预设数据为根据不同发动机工况对电子水泵的转速进行修正后确定的修正转速。
S702:获取车辆的实时车速和车辆外界的环境温度。
由于在车辆运行过程中,当在变速器不同挡位时,同一个发动机工况可能对应不同的实时车速工况,也即意味着不同的迎风,造成不同的散热情况,此外,环境温度对发动机的散热情况有影响,因此需要获取环境温度和实时车速,以根据环境温度和实时车速对电子水泵的转速进行优化。
S703:在第四预设数据中查询实时车速和环境温度对应的修正量,第四预设数据为在不同车速和环境温度下标定的电子水泵转速修正值。
具体地,根据环境温度和实时车速对电子水泵的转速进行优化,需要获取第四预设数据,并在第四预设数据中查询实时车速和环境温度对应的修正量,以便后续根据实时车速和环境温度对应的修正量对电子水泵的转速进行优化,其中,第四预设数据为在不同车速和环境温度下标定的电子水泵转速修正值。根据预设标定的第四预设数据查询获得实时车速和环境温度对应的修正量,可快速确定修正量,减少了计算时间。
S704:将实时转速和实时负荷下的初始转速、温差修正转速和修正量相加,作为目标转速。
在第一预设数据中确定实时转速和实时负荷下的初始转速Atag0,并在确定温差修正转速P和修正量I之后,将实时转速和实时负荷下的初始转速Atag0,、温差修正转速P和修正量I相加,作为目标转速Atagr,即目标转速Atagr=Atag0+P+I。
本实施例中,通过确定目标水温与实时水温之间的温差,并在第三预设数据中查询温差对应的温差修正转速,获取车辆的实时车速和车辆外界的环境温度,并在第四预设数据中查询实时车速和环境温度对应的修正量,第四预设数据为在不同车速和环境温度下标定的电子水泵转速修正值,将实时转速和实时负荷下的初始转速、温差修正转速和修正量相加,作为目标转速,明确了根据实时水温、目标水温和初始转速确定电子水泵的目标转速的步骤,同时根据温差修正转速、实时车速和环境温度对电子水泵的转速进行修正,进一步提高了目标转速的准确性,进而提高对发动机水温的精准闭环控制,从而有效满足发动机在不同工况下的需求。
在一实施例中,步骤S70中,即根据目标转速对电子水泵的转速进行控制,具体包括如下步骤:
S71:确定是否接受到来自发动机外的外部冷却需求。
在车辆运行过程,会有不同的冷却需求,如是暖风、变速器油冷等外部冷却需求。而在闭环控制模式中,发动机水温较高,此时需要考虑冷等外部冷却需求以分配不同的冷却流量,从而提高车辆舒适性。
S72:若确定接受到来自发动机外的外部冷却需求,则根据外部冷却需求确定冷却需求转速,冷却需求转速需满足外部冷却需求。
在确定是否接收到来自发动机外的外部冷却需求之后,若确定接收到来自发动机外的外部冷却需求,则根据外部冷却需求确定冷却需求转速,冷却需求转速需满足外部冷却需求。其中,电子水泵的冷却需求转速根据缸盖水温和外部冷却需求确定,即冷却需求转速Sreq=f(tempch,Breq),其中,tempch为缸盖水温,Breq为外部冷却需求的合并求解,是暖风、变速器油冷等等需求当中的最大值。
S73:根据实时水温中的缸体水温确定发动机的缸体需求转速。
此外,由于发动机缸盖和发动机缸体的温升情况不同,在闭环控制模式中,还需要根据缸体水温确定发动机缸体的需求转速,即电子水泵的缸体需求转速,此时发动机缸体内存在传感器2,则需要基于传感器2的缸体水温,设定合适的电子水泵转速,缸体需求转速Sprecb=f(tempcb),其中,f(tempcb)为由缸体水温tempcb确定的函数。
S74:根据冷却需求转速、缸体需求转速和目标转速确定电子水泵的输出转速。
在确定冷却需求转速、缸体需求转速和目标转速之后,根据冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr确定电子水泵的输出转速。例如,将冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速作为电子水泵的转速输出。
本实施例中,通过确定是否接受到来自发动机外的外部冷却需求,若确定接受到来自发动机外的外部冷却需求,则根据外部冷却需求确定冷却需求转速,冷却需求转速需满足外部冷却需求,根据实时水温中的缸体水温确定发动机的缸体需求转速,根据冷却需求转速、缸体需求转速和目标转速确定电子水泵的输出转速,细化了根据目标转速对电子水泵的转速进行控制的步骤,考虑到了其他冷却系统的冷却需求以及发动机缸体的转速需求,在满足暖风舒适性等功能需求的前提下,提高了目标转速的准确性,进而提高了对发动机水温的精确控制。
在一实施例中,步骤S74中,即根据冷却需求转速、缸体需求转速和目标转速确定电子水泵的输出转速,具体包括如下步骤:
S741:在第五预设数据中确定缸体水温对应的转速范围,第五预设数据为电子水泵在不同发动机缸体水温下的转速范围。
在确定冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr之后,需要获取第五预设数据,并在第五预设数据中确定缸体水温对应的转速范围,其中,第五预设数据为电子水泵在不同发动机水温下标定的转速范围。
S742:确定冷却需求转速、缸体需求转速和目标转速中的最大转速,并确定最大转速是否处于对应的转速范围。
在在第五预设数据中确定缸体水温对应的转速范围之后,还需要确定冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速,并确定最大转速是否处于对应的转速范围。
S743:若最大转速处于对应的转速范围,则将最大转速作为电子水泵的输出转速。
若最大转速处于缸体水温对应的转速范围,表示电子水泵输出冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速后,发动机水温变化正常,不会出现过热或者过冷的情况,此时则确定电子水泵的输出转速即为最大转速;若最大转速不处于缸体水温下的转速范围,表示电子水泵输出冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速后,发动机水温变化剧烈,可能会出现过热或者过冷的情况,此时,需要确定冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中最大转速,是否大于对应的转速范围中的最大转速值,或者是否小于对应的转速范围中的最小转速值,若最大转速大于对应的转速范围中的最大转速值,则将对应的转速范围的最大转速值作为电子水泵的输出转速;若修正转速Atag、冷却转速Sreq和缸体转速Sprecb中的最大转速,小于对应的转速范围中的最小转速值,则将对应的转速范围中的最小值作为电子水泵的输出转速。
例如,当前发动机的缸体水温为60℃,在第五预设数据中60℃对应的转速范围为50%-60%,若冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速为55%,则确定冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速处于对应的转速范围,并将55%作为电子水泵的输出转速;若冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速为45%,则确定冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速未处于对应的转速范围,将50%作为电子水泵的输出转速;若冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速为65%,则确定冷却需求转速Sreq、缸体需求转速Sprecb和目标转速Atagr中的最大转速未处于对应的转速范围,将60%作为电子水泵的输出转速,以免电子水泵的转速过快或者过慢,导致发动机水温过热或者过冷。
本实施例中,发动机的缸体水温为60℃、在第五预设数据中缸体水温对应的转速范围为50%-60%仅为示例性说明,在其他实施例中,发动机的实时水温、第五预设数据中缸体水温对应的转速范围还可以是其他数值,在此不再赘述。
本实施例中,通过在第五预设数据中确定缸体水温对应的转速范围,第五预设数据为电子水泵在不同发动机缸体水温下的转速范围,确定冷却需求转速、缸体需求转速和目标转速中的最大转速,并确定最大转速是否处于对应的转速范围,若最大转速处于对应的转速范围,则将最大转速作为电子水泵的输出转速,细化了根据冷却需求转速、缸体需求转速和目标转速确定电子水泵的输出转速的具体步骤,确保电子水泵的输出转速的不超过当前缸体水温对应的转速范围,进一步提高了对发动机水温进行控制的精准性。
在一实施例中,温控模块的控制模式还包括开环控制模式,步骤S10之后,即根据实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述方法还具体包括如下步骤:
S101:若确定电子水泵的控制模式为开环控制模式,则获取车辆外界的环境温度。
在根据缸盖水温确定电子水泵的控制模式之后,若确定电子水泵的控制模式为开环控制模式,需要对电子水泵的转速进行开环控制,此时需要获取车辆外界的环境温度,以根据环境温度对温控模块的开度进行控制。
S104:获取第六预设数据,并在第六预设数据中确定环境温度和实时水温所对应的第二预设转速,第六预设数据为电子水泵在不同缸盖水温和外部环境温度下需求的转速数据。
在获取车辆外界的环境温度之后,还需要获取第六预设数据,由于缸盖水温一般为发动机水温的最高点,则需要在第六预设数据中确定环境温度和实时水温所对应的第二预设转速,以保证电子水泵输出第二预设转速之后,能满足发动机的实际需求。
其中,第六预设数据为电子水泵在不同缸盖水温和外部环境温度下需求的转速数据。第六预设数据为电子水泵在不同缸盖水温和外部环境温度下需求的转速数据,其中,为避免发动机的缸盖过热,第六预设数据中电子水泵的转速需要根据缸盖水温确定,且环境温度不同,发动机散热情况不同,因此需要的电子水泵转速也不同,由此设定出第六预设数据。例如,在第六预设数据中为保证发动机的性能,在环境温度不变的情况下,发动机的实时水温越高,电子水泵的转速越大,环境温度越低,电子水泵的转速越小。
S103:将第二预设转速作为电子水泵的输出转速。
在确定环境温度和实时水温所对应的第二预设转速之后,将第二预设转速作为电子水泵的输出转速。
本实施例中的开环控制模式是处于发动机暖机控制阶段与闭环阶段之间的,一种较为灵活的控制模式,在对发动机进行暖机之后,若发动机的缸盖水温大于第五预设温度,或者发动机在寒区暖机到一定时长之后,则需要进入开环控制模式,根据开环控制模式的控制策略对电子水泵的转速进行控制。
在开环控制模式下,对电子水泵的转速控制形式上类同于传统节温器,即电子水泵的转速主要与缸盖水温有关,大体上符合缸盖水温越高,电子水泵的转速越大的原则,此时,温控单元(节温器或温控模块)至少会将小循环支路开启到较高水平,保证冷却液在小循环支路各处均匀流动,此时发动机失去快速暖机效果,但散热器依旧未打开,发动机水温温升进入普通水平,或在寒区下维持热平衡(在开环控制模式下无局部过热风险)。此外,在开环控制模式下,电子水泵的转速应当在保证车辆冷却系统无风险、其他功能需求被满足的前提下(比暖机控制模式中的冷却流量大),尽可能设置为小开度,使水温快速突并越过设定的开环控制模式温度阈值,以退出开环控制模式,进入闭环控制模式。
本实施例中,根据实时水温确定电子水泵的控制模式之后,若确定电子水泵的控制模式为开环控制模式,则获取车辆外界的环境温度,获取第六预设数据,并在第六预设数据中确定环境温度和实时水温所对应的第二预设转速,将第二预设转速作为电子水泵的输出转速,明确了根据实时水温和环境温度对电子水泵的转速进行控制的具体过程,考虑了环境温度对发动机温升的影响,进一步对发动机水温进行精准控制,避免了发动机出现局部过热的情况。
在一实施例中,温控模块的控制模式还包括暖机控制模式,步骤S10之后,即根据实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述方法还具体包括如下步骤:
S11:若确定电子水泵的控制模式为暖机控制模式,则确定实时水温中的缸体水温是否小于第一预设温度。
本实施例中,在发动机缸盖出水口处和发动机缸体内均设有水温传感器,以分别检测缸盖水温和缸体水温。在已经拥有发动机缸盖出水口处的水温传感器的情况下,增加发动机缸体内的水温传感器的目的,主要是由于对缸体、缸盖进行冷却液分流(通过缸体支路和缸盖支路),此时缸体和缸盖两个区域的水温并无强相关性,需要两个水温传感器单独检测,以对两个区域的水温进行分别判断。
在整车上电之后,EMS读取发动机的实时水温(包括缸盖水温和缸体水温)并以冷启动阈值进控制模式判断,当发动机的缸盖水温大于缸盖冷启动阈值时,或者发动机的缸体水温大于缸体冷启动阈值时,认为发动机是热启动,电子水泵进入正常工作模式(包括开环控制模式和闭环控制模式),当缸盖水温小于或者等于缸盖冷启动阈值时,且发动机的缸体水温小于或者等于缸体冷启动阈值时,认为发动机处于冷启动模式,在冷启动模式下,电子水泵将实现冷启动模式主要功能之一,即需要对发动机进行暖机,则控制电子水泵进入暖机控制模式。
暖机控制模式对电子水泵的转速进行控制,目的在于使发动机内的壁温、机油温度、水温均快速上升,在暖机控制模式中,包括零流量模式、超低流量模式和低流量模式,以将发动机暖机过程分为零流量、超低流量、低流量等多个阶段。
S12:若缸体水温小于第一预设温度,则控制电子水泵的输出转速为第一暖机转速。
在确定缸体水温是否小于第一预设温度之后,若缸体水温小于第一预设温度,表示发动机温度较低,可能处于寒区,则进入零流量模式,此时控制电子水泵的转速为第一暖机转速,其中,第一暖机转速为0%,即电子水泵的转速位置为全关位置,进行零流量暖机,将导致发动机内热量全部锁定在内部,使壁温迅速攀升,进而使机油温度迅速上升,避免寒区机油温度长期过低而出现稀释的问题。由于主油道、油底壳均在发动机的下部,该阶段以缸体的迅速温升为主,且由于发动机缸体水温较低,可断开全发动机的冷却液流量,让毫无冷却效果的发动机快速加热,直至缸体水温大于或者等于第一预设温度时,退出零流量模式,进入超低流量模式。
S13:若缸体水温大于或等于第一预设温度,则确定缸体水温大于第二预设温度。
S14:缸体水温小于或者等于第二预设温度,则根据第二暖机转速控制电子水泵,第二暖机转速为电子水泵允许的最低转速。
若缸体水温大于或等于第一预设温度,且缸体水温小于或者等于第二预设温度,表示温度较为合理,但未能达到打开缸体支路的温度,则进入超低流量模式,此时控制电子水泵的转速为第二暖机转速,第二暖机转速大于第一暖机转速,进入超低流量阶段。在超低流量阶段,发动机机油温度进入合理范围,发动机水温、壁温的快速上升,此时发动机如果继续零流量状态,缸盖出水口处的水温传感器因在发动机外部,无法得知正确的发动机水温,无法确保可靠性,且零流量时发动机内外冷热水存在温差,支路中各处水温并不均匀,此时需要控制电子水泵的转速为第二暖机转速,以超低流量应对,直至发动机的缸体水温达到第三预设温度,退出超低流量模式,进入低流量阶段。
在超低流量模式中,需要确定电子水泵的允许的最低转速,并根据电子水泵允许的最低转速确第二暖机转速,即需要根据电子水泵的实际性能执行不同的转速控制策略:若电子水泵的允许的最低转速小于第一预设转速(第一预设转速可以是200r/min或者100r/min),则第二暖机转速为电子水泵允许的最低转速,电子水泵以最低转速运行,使发动机内部维持在超低流量,以求冷却液温度保持均匀,同时应保持散热器关闭,此时热量在整个小循环内均匀分布,但未向外散逸,可加速快速暖机,又可确保缸体内的水温传感器读到真实的水温值;若电子水泵的允许的最低转速大于第二预设转速(第二预设转速可以是600r/min或者800r/min),则此时电子水泵以最低转速运行提供的流量较大,无法通过壁温、水温温差来实现快速换热,发动机温升较慢,此时则使用间歇工作的形式对电子水泵进行控制,根据设定的间歇工作转速(第二暖机转速为设定的间歇工作转)、间歇工作关闭时长和间歇工作开启时长,控制电子水泵进行间歇工作,以使发动机快速温升。
在超低流量模式中,如发动机冷却装置中搭配使用温控模块,则温控模块的开度设定在极小位置,使发动机冷却装置内仅维持较少的流量(如约1L/min的流量),此时缸体完全关闭,但缸盖内维持有轻微流量经过小循环,而不经过散热器;如发动机冷却装置中搭配使用节温器,则此时缸体完全关闭,而小循环为全开。
S15:若缸体水温大于第二预设温度,则根据实时水温中的缸盖水温增大电子水泵的输出转速。
在发动机暖机过程中,若缸体水温大于或者等于第二预设温度,表示暖机已有效果,此时缸体内部热量以及集聚到一定程度,需要开始考虑过热抑制,此时暖机阶段接近尾声,进入低流量模式,电子水泵的转速需根据实时水温中的缸盖水温逐步增大,使转速Swarmup=f(tempcb),其中,tempcb为缸体温度。同时,如发动机冷却装置中搭配使用温控模块,则温控模块的开度需逐渐增大以使缸体支路打开,温控模块的开度Pcbtmm=f(tempcb),tempcb为发动机缸体内的缸体水温;如发动机冷却装置中搭配使用节温器,则缸体支路已全部打开。此后,持续判断发动机的缸体温度和缸盖温度,直至退出低流量模式,以进入开环控制模式。
本实施例中,根据实时水温确定电子水泵的控制模式之后,若确定电子水泵的控制模式为暖机控制模式,则确定实时水温中的缸体水温是否小于第一预设温度,若缸体水温小于第一预设温度,则控制电子水泵的输出转速为第一暖机转速,若缸体水温大于或等于第一预设温度,则确定缸体水温是否大于第二预设温度,若缸体水温小于或者等于第二预设温度,则根据第二暖机转速控制电子水泵,第二暖机转速为电子水泵允许的最低转速,若缸体水温大于第二预设温度,则根据实时水温中的缸盖水温增大电子水泵的输出转速,明确了暖机控制模式中对温控模块开度的具体控制过程,将发动机暖机阶段分为零流量、超低流量和低流量三个阶段,可满足不同时期的冷却需求,在满足暖风舒适性等功能需求的前提下,解决机油稀释的问题,并实现冷却流量按需控制,进而实现了节油减排的效果。
在一实施例中,步骤S14之后,即根据第二暖机转速控制电子水泵之后,所述方法还具体包括如下步骤:
S141:确定缸盖水温是否大于第三预设温度,第三预设温度小于第二预设温度且大于第一预设温度。
在控制电子水泵的输出转速为第二暖机转速之后,EMS需要确定实时水温中的缸盖水温是否大于第三预设温度,其中,第三预设温度小于第二预设温度且大于第一预设温度,即在在超低流量阶段需确定缸盖水温是否大于第三预设温度。
S142:若缸盖水温大于第三预设温度,则确定是否接收到来自发动机外的外部冷却需求。
在确定缸盖水温是否大于第三预设温度之后,在超低流量阶段,若缸盖水温大于第三预设温度,则确定是否接收到来自发动机外的外部冷却需求,如暖风、变速器油冷等外部冷却需求。
S143:若确定接收到来自发动机外的外部冷却需求,则根据缸盖水温和外部冷却需求确定电子水泵的输出转速。
在快速暖机初期因水温过低,如响应其他支路需求,流入其他系统,比如对EGR进行冷却将造成冷凝现象,如进入暖风系统实际无任何效果,但当水温高于阈值时,已经初步具备意义,可以开始考虑其他系统的功能、舒适性,在确定缸盖水温大于第三预设温度之后,此时如无外部冷却需求,则继续维持超低流量,电子水泵的输出转速仍旧为超低流量模式的第二暖机转速,如有外部冷却需求,则根据外部冷却需求确定电子水泵的冷却转速,使得电子水泵的冷却流量可满足外部冷却需求。
具体地,需要根据缸体水温和冷却转速确定电子水泵的输出转速,其中,电子水泵的输出转速Swarmup=f(tempch,Breq),其中,tempch为缸盖水温,Breq为外部冷却需求的合并求解,是暖风、变速器油冷等等需求当中的最大值。
根据缸体水温和冷却转速确定电子水泵的输出转速,能够在满足暖风舒适性等功能需求的前提下,保证发动机的温升,解决机油稀释的问题。此外,若发动机冷却装置搭配使用的是温控模块,则温控模块的开度也需要逐渐进行调整,开度调大至满足外部冷却需求的位置,若发动机冷却装置搭配使用的是节温器,则此时保证缸体支路完全关闭,缸盖上的小循环支路全开,此后持续判断发动机缸体内的缸体温度,直至退出暖机控制模式,进入开环控制模式。
本实施例中,通过确定缸盖水温是否大于第三预设温度,第三预设温度小于第二预设温度且大于第一预设温度,若缸盖水温大于第三预设温度,则确定是否接收到来自发动机外的外部冷却需求,若确定接收到来自发动机外的外部冷却需求,则根据缸盖水温和外部冷却需求确定电子水泵的输出转速,在对发动机进行暖机的超低流量阶段,考虑其他系统的外部冷却需求,在满足暖风舒适性等功能需求的前提下,解决机油稀释的问题,在有效满足可靠性的前提下,实现对冷却流量的按需控制,进而实现了节油减排的效果。
在一实施例中,步骤S15之后,即根据实时水温中的缸盖水温增大电子水泵的输出转速之后,所述方法还具体包括如下步骤:
S151:获取车辆所处的环境温度,并确定环境温度是否小于预设环境温度。
在根据实时水温中的缸盖水温增大电子水泵的输出转速之后,即低流量模式中,随着发动机水温迅速升高,需要退出暖机控制模式,以避免水温过高,并进入到下一控制模式。其中,电子水泵在两种情况下可以退出暖机控制模式:第一种是普通情况下,发动机EMS持续判断实时水温(包括缸盖水温和缸体水温)是否超过冷启动阈值,当缸盖水温阈值高于缸盖冷启动阈值时,或者缸体水温高于缸盖冷启动阈值时,则退出暖机控制模式,此时开始禁止使用超低流量,需随实时水温的上升逐渐调大电子水泵的冷却流量以避免发动机过热。
第二种主要用于应对寒区,由于寒区气温较低,整车行驶以后面临迎风散热量极大,热量聚集存在困难,因此发动机水温容易处在较低水平而无法上涨,可能处于热平衡状态,此时持续将电子水泵限定在极小转速可能容易引起其他问题(此时发动机舱内、缸体缸盖内均已不再是冷态,低流量可能无法保证温度场均匀,局部热点存在,不是完全没有风险,且其他功能支路可能需要大流量,如长时间维持在低流量,则其他功能支路无法被满足)。故需在低流量模式中,获取车辆所处的环境温度,并确定环境温度是否小于预设环境温度,即确定车辆是否处于寒区,以至寒区中执行寒区的暖机控制模式退出策略。
S152:若环境温度小于预设环境温度,则确定缸盖水温是否大于第四预设温度,第四预设温度大于第三预设温度。
在确定环境温度是否小于预设环境温度之后,若环境温度小于预设环境温度,则确定车辆处于寒区,由于车辆在寒区时可能出现热平衡的情况,导致发动机的实时水温达到设定的冷启动阈值,此时需要确定实时水温中的缸盖水温是否大于第四预设温度。其中,第四预设温度大于第三预设温度,第四预设温度小于开环控制模式温度阈值。
若环境温度大于或者等于预设环境温度,则确定车辆未处于寒区,此时不需要对暖机时长进行限制,正常根据发动机的温升情况判断以退出暖机控制模式即可。
S153:若缸盖水温大于第四预设温度,则进行计时,并在预设暖机时长数据中查询环境温度对应的暖机时长。
若缸盖水温大于第四预设温度,则需要对缸盖水温大于第四预设温度的时长进行计时,以避免缸盖过热,并在第七预设数据中查询环境温度对应的暖机时长。其中,第七预设数据为电子水泵在环境温度下标定的允许的暖机时长。可以对车辆进行实车环境试验,以标定发动机在不同环境温度下的最长暖机时长(即暖机限制时长),从而得到第六预设数据,第七预设数据中,不同环境温度对应有不同的暖机限制时长,以保证暖机限制时长的精确性。
S154:若计时时长大于环境温度对应的暖机时长,则确定电子水泵的控制模式为开环控制模式。
当计时时长大于环境温度对应的暖机时长时,表示继续暖机可能会导致发动机过热,则需要退出暖机控制模式,进入开环控制模式。
本实施例中,在根据实时水温中的缸盖水温增大电子水泵的输出转速之后,通过获取车辆所处的环境温度,并确定环境温度是否小于预设环境温度,若环境温度小于预设环境温度,则确定缸盖水温是否大于第四预设温度,第四预设温度大于第三预设温度,若缸盖水温大于第四预设温度,则进行计时,并在预设暖机时长数据中查询环境温度对应的暖机时长,若计时时长大于环境温度对应的暖机时长,则确定电子水泵的控制模式为开环控制模式,明确了退出暖机控制模式的具体策略,针对暖机阶段定义了基于环境因素的提前退出暖机的策略,可应对寒区的特别情况,两种暖机退出策略即保证了发动机的正常暖机,也确保了车辆的正常使用。
在一实施例中,若发动机冷却装置中包括两个水温传感器:发动机缸盖出水口处的传感器1和发动机缸体内的传感器2。当两个水温传感器均正常时,将发动机缸盖出水口处的传感器1检测获得的缸盖水温,作为开环控制模式下水温阈值的判断基础、以及缸盖处的过热判断;发动机缸体内的传感器2检测获得的缸体水温,作为暖机控制模式中水温阈值的判断基础、以及缸体处的过热判断。设置发动机缸体内的传感器2的目的,主要是由于缸体、缸盖分流,在双节温器或温控模块能够对缸体、缸盖流量分别进行调节并影响发动机水温的情况下,两个区域的水温并无强相关性,需要两个水温传感器单独检测。
在整车上电以后,需要对两个水温传感器进行检查,以进行故障判断,水温传感器故障的判断方式可以车辆ECU决定,ECU可以根据水温传感器的水温信号进行判断,若根据水温信号确定水温传感器出现最大故障、最小故障、信号不合理故障中的任意一种故障,则不表示发动机无法对水温情况进行判断,需要发送报警提示,以提示用户水温传感器的故障。
其中,当发动机缸盖出水口处的传感器1故障时,所有水温阈值判断的基准将失去效果,故直接报警以使用户获知故障情况,并且将电子水泵的转速调整到100%位置,即水泵流量比例保持在最高值,维持散热功能的正常,确保发动机不过热;若发现发动机缸体内的传感器2故障,则在暖机控制模式中,即在发动机暖机阶段,需要放弃缸体支路全闭的阶段,并取消全部以缸体水温基准的电子水泵转速设定,需要根据缸盖水温对电子水泵的转速进行控制,电子水泵以超低流量模式维持小转速,确保缸盖冷却流量的流通(此时无缸体、缸盖全关阶段),当缸盖水温超过一定温度时,则退出暖机控制模式,且退出暖机控制模式后,电子水泵的转速下限需保证缸体全开,并在后续的闭环控制模式中,放弃基于缸体水温的电子水泵转速控制。
在一实施例中,将第一预设数据、第二预设数据、第三预设数据、第四预设数据、第五预设数据、第六预设数据和第七预设数据均制定为二维表,形成第一预设表、第二预设表、第三预设表、第四预设表、第五预设表、第六预设表和第七预设表,并保存在车辆中,以便在车辆运行过程中,根据发动机的实时水温、实时转速、实时负荷、环境温度等对应参数直接查询相应的预设表,减少查询时间,以提高电子水泵的响应速度,近一步提高对冷却流量的精细控制。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中,提供一种发动机电子水泵控制装置,该发动机电子水泵控制装置与上述实施例中发动机电子水泵控制方法一一对应。如图4所示,该发动机电子水泵控制装置包括第一确定模块401、查询模块402、第二确定模块403、第三确定模块404和控制模块405。各功能模块详细说明如下:
第一确定模块401,用于若根据车辆中发动机的实时水温确定所述电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取所述发动机的实时转速和实时负荷;
查询模块402,用于在第一预设数据中查询所述实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为所述电子水泵在所述实时转速和实时负荷下的初始转速,所述第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保所述发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据;
第二确定模块403,用于根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险,所述第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对所述发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据;
第三确定模块404,用于若确定所述发动机没有过热风险,则在所述第一预设数据中确定所述实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为所述发动机的目标水温;
控制模块405,用于根据所述实时水温、所述目标水温和所述初始转速确定所述电子水泵的目标转速,以根据所述目标转速对所述电子水泵的转速进行控制。
进一步地,所述根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险之后,所述第三确定模块404还用于:
若确定所述发动机有过热风险,则在所述第二预设数据中查询所述实时水温和所述实时负荷所对应的第二预设水温,作为所述发动机的目标水温。
进一步地,所述控制模块405具体用于:
确定所述目标水温与所述实时水温之间的温差,并在第三预设数据中查询所述温差对应的温差修正转速,所述第三预设数据为根据不同发动机工况对所述电子水泵的转速进行修正后确定的修正转速;
获取所述车辆的实时车速和所述车辆外界的环境温度;
在第四预设数据中查询所述实时车速和所述环境温度对应的修正量,所述第四预设数据为在不同车速和环境温度下标定的电子水泵转速修正值;
将所述实时转速和实时负荷下的初始转速、所述温差修正转速和所述修正量相加,作为所述目标转速。
进一步地,所述控制模块405具体还用于:
确定是否接受到来自所述发动机外的外部冷却需求;
若确定接受到来自所述发动机外的外部冷却需求,则根据所述外部冷却需求确定冷却需求转速,所述冷却需求转速需满足所述外部冷却需求;
根据所述实时水温中的缸体水温确定所述发动机的缸体需求转速;
根据所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速确定所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述控制模块405具体还用于:
在第五预设数据中确定所述缸体水温对应的转速范围,所述第五预设数据为所述电子水泵在不同发动机缸体水温下的转速范围;
确定所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速中的最大转速,并确定所述最大转速是否处于所述对应的转速范围;
若所述最大转速处于所述对应的转速范围,则将所述最大转速作为所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据所述实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述控制模块405具体还用于:
若确定所述电子水泵的控制模式为开环控制模式,则获取所述车辆外界的环境温度;
获取第六预设数据,并在第六预设数据中确定所述环境温度和所述实时水温所对应的第二预设转速,所述第六预设数据为所述电子水泵在不同缸盖水温和外部环境温度下需求的转速数据;
将所述第二预设转速作为所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据所述实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述控制模块405具体还用于:
若确定所述电子水泵的控制模式为暖机控制模式,则确定所述实时水温中的缸体水温是否小于第一预设温度;
若所述缸体水温小于所述第一预设温度,则控制所述电子水泵的输出转速为第一暖机转速;
若所述缸体水温大于或等于所述第一预设温度,则确定所述缸体水温是否大于第二预设温度;
若所述缸体水温小于或者等于所述第二预设温度,则根据第二暖机转速控制所述电子水泵,所述第二暖机转速为所述电子水泵允许的最低转速;
若所述缸体水温大于所述第二预设温度,则根据所述实时水温中的缸盖水温增大所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据第二暖机转速控制所述电子水泵之后,所述控制模块405具体还用于:
确定所述缸盖水温是否大于第三预设温度,所述第三预设温度小于所述第二预设温度且大于所述第一预设温度;
若所述缸盖水温大于所述第三预设温度,则确定是否接收到来自所述发动机外的外部冷却需求;
若确定接收到来自所述发动机外的外部冷却需求,则根据所述缸盖水温和所述外部冷却需求确定所述电子水泵的输出转速。
进一步地,所述根据所述实时水温中的缸盖水温增大所述电子水泵的输出转速之后,所述控制模块405具体还用于:
获取所述车辆所处的环境温度,并确定所述环境温度是否小于预设环境温度;
若所述环境温度小于所述预设环境温度,则确定所述缸盖水温是否大于第四预设温度,所述第四预设温度大于第三预设温度;
若所述缸盖水温大于所述第四预设温度,则进行计时,并在预设暖机时长数据中查询所述环境温度对应的暖机时长;
若计时时长大于所述环境温度对应的暖机时长,则确定所述电子水泵的控制模式为开环控制模式。
关于发动机电子水泵控制装置的具体限定可以参见上文中对于发动机电子水泵控制方法的限定,在此不再赘述。上述发动机电子水泵控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,如图5所示,提供了一种发动机电子水泵控制装置,该发动机电子水泵控制装置包括通过系统总线连接的处理器、存储器。其中,该发动机电子水泵控制装置的处理器用于提供计算和控制能力。该发动机电子水泵控制装置的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机程序被处理器执行时以实现一种发动机电子水泵控制方法。
在一个实施例中,提供了一种发动机电子水泵控制装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述发动机电子水泵控制方法的步骤。
在一个实施例中,提供了一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述发动机电子水泵控制方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发动机电子水泵控制方法,其特征在于,包括:
若根据车辆中发动机的实时水温确定所述电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取所述发动机的实时转速和实时负荷;
在第一预设数据中查询所述实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为所述电子水泵在所述实时转速和实时负荷下的初始转速,所述第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保所述发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据;
根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险,所述第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对所述发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据;
若确定所述发动机没有过热风险,则在所述第一预设数据中确定所述实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为所述发动机的目标水温;
根据所述实时水温、所述目标水温和所述初始转速确定所述电子水泵的目标转速,以根据所述目标转速对所述电子水泵的转速进行控制。
2.如权利要求1所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险之后,所述方法还包括:
若确定所述发动机有过热风险,则在所述第二预设数据中查询所述实时水温和所述实时负荷所对应的第二预设水温,作为所述发动机的目标水温。
3.如权利要求1所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据所述实时水温、所述目标水温和所述初始转速确定所述电子水泵的目标转速,包括:
确定所述目标水温与所述实时水温之间的温差,并在第三预设数据中查询所述温差对应的温差修正转速,所述第三预设数据为根据不同发动机工况对所述电子水泵的转速进行修正后确定的修正转速;
获取所述车辆的实时车速和所述车辆外界的环境温度;
在第四预设数据中查询所述实时车速和所述环境温度对应的修正量,所述第四预设数据为在不同车速和环境温度下标定的电子水泵转速修正值;
将所述实时转速和实时负荷下的初始转速、所述温差修正转速和所述修正量相加,作为所述目标转速。
4.如权利要求1所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据所述目标转速对所述电子水泵的转速进行控制,包括:
确定是否接受到来自所述发动机外的外部冷却需求;
若确定接受到来自所述发动机外的外部冷却需求,则根据所述外部冷却需求确定冷却需求转速,所述冷却需求转速需满足所述外部冷却需求;
根据所述实时水温中的缸体水温确定所述发动机的缸体需求转速;
根据所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速确定所述电子水泵的输出转速。
5.如权利要求4所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速确定所述电子水泵的输出转速,包括:
在第五预设数据中确定所述缸体水温对应的转速范围,所述第五预设数据为所述电子水泵在不同发动机缸体水温下的转速范围;
确定所述冷却需求转速、所述缸体需求转速和所述目标转速中的最大转速,并确定所述最大转速是否处于所述对应的转速范围;
若所述最大转速处于所述对应的转速范围,则将所述最大转速作为所述电子水泵的输出转速。
6.如权利要求1所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据所述实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述方法还包括:
若确定所述电子水泵的控制模式为开环控制模式,则获取所述车辆外界的环境温度;
获取第六预设数据,并在第六预设数据中确定所述环境温度和所述实时水温所对应的第二预设转速,所述第六预设数据为所述电子水泵在不同缸盖水温和外部环境温度下需求的转速数据;
将所述第二预设转速作为所述电子水泵的输出转速。
7.如权利要求1-6任一项所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据所述实时水温确定电子水泵的控制模式之后,所述方法还包括:
若确定所述电子水泵的控制模式为暖机控制模式,则确定所述实时水温中的缸体水温是否小于第一预设温度;
若所述缸体水温小于所述第一预设温度,则控制所述电子水泵的输出转速为第一暖机转速;
若所述缸体水温大于或等于所述第一预设温度,则确定所述缸体水温是否大于第二预设温度;
若所述缸体水温小于或者等于所述第二预设温度,则根据第二暖机转速控制所述电子水泵,所述第二暖机转速为所述电子水泵允许的最低转速;
若所述缸体水温大于所述第二预设温度,则根据所述实时水温中的缸盖水温增大所述电子水泵的输出转速。
8.如权利要求7所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据第二暖机转速控制所述电子水泵之后,所述方法还包括:
确定所述缸盖水温是否大于第三预设温度,所述第三预设温度小于所述第二预设温度且大于所述第一预设温度;
若所述缸盖水温大于所述第三预设温度,则确定是否接收到来自所述发动机外的外部冷却需求;
若确定接收到来自所述发动机外的外部冷却需求,则根据所述缸盖水温和所述外部冷却需求确定所述电子水泵的输出转速。
9.如权利要求7所述的发动机电子水泵控制方法,其特征在于,所述根据所述实时水温中的缸盖水温增大所述电子水泵的输出转速之后,所述方法还包括:
获取所述车辆所处的环境温度,并确定所述环境温度是否小于预设环境温度;
若所述环境温度小于所述预设环境温度,则确定所述缸盖水温是否大于第四预设温度,所述第四预设温度大于第三预设温度;
若所述缸盖水温大于所述第四预设温度,则进行计时,并在预设暖机时长数据中查询所述环境温度对应的暖机时长;
若计时时长大于所述环境温度对应的暖机时长,则确定所述电子水泵的控制模式为开环控制模式。
10.一种发动机电子水泵控制装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于若根据车辆中发动机的实时水温确定所述电子水泵的控制模式为闭环控制模式,则获取所述发动机的实时转速和实时负荷;
查询模块,用于在第一预设数据中查询所述实时转速和实时负荷对应的第一预设转速,以作为所述电子水泵在所述实时转速和实时负荷下的初始转速,所述第一预设数据包括在发动机稳态工况下标定的,确保所述发动机能够进入热平衡的需求温度数据和电子水泵转速数据;
第二确定模块,用于根据所述实时水温、所述实时负荷和第二预设数据确定所述发动机是否有过热风险,所述第二预设数据为根据不同发动机水温和发动机负荷,对所述发动机的过热风险进行评估后标定的需求温度数据;
第三确定模块,用于若确定所述发动机没有过热风险,则在所述第一预设数据中确定所述实时转速和实时负荷对应的第一预设水温,作为所述发动机的目标水温;
控制模块,用于根据所述实时水温、所述目标水温和所述初始转速确定所述电子水泵的目标转速,以根据所述目标转速对所述电子水泵的转速进行控制。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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