CN115370459A - 发动机冷却系统、控制方法、电子设备和存储介质 - Google Patents

发动机冷却系统、控制方法、电子设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

一种发动机冷却系统，包括水箱和散热器，水箱和散热器之间装配有电子水泵、发动机、机油冷却器、暖风和流量分配装置，电子水泵设有第一电子水泵出水管，第一电子水泵出水管上装配有废气余热回收装置，废气余热回收装置的进水管连接第一电子水泵出水管，废气余热回收装置的出水管分为第一路出水管和第二路出水管，第一路出水管连接机油冷却器的进水口，第一路出水管上设置有第二阀门，第二路出水管连接暖风的进水口，第二路出水管上设置有第三阀门，机油冷却器和暖风的出水口均连接于流量分配装置。本发明提升了发动机热效率、加快了暖机速度、降低了油耗。本发明另提供一种发动机冷却系统控制方法、电子设备和存储介质。

Description

发动机冷却系统、控制方法、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机冷却系统、控制方法、电子设备和存储介质。
背景技术
发动机缸内燃烧产生的30％热量被排气带走，因此其余热回收变得尤为重要。
目前，市场上发动机的暖机主要依靠发动机缸内燃烧产生的热量通过水套热交换，传递给冷却系统的冷却液，再由冷却液通过机油冷却器热传导，加热机油，实现在暖机过程减摩擦的效果。
针对暖风的需求，目前市场上有两种主要的控制策略，其一是在发动机水温到达一定的阀值情况下响应暖风需求，这种策略可快速实现暖机，但是暖风响应时间需要等待，尤其是寒冷的区域，用户体验感较差；另一种是在有暖风需求的情况下，立即响应暖风需求，由于暖风散热，导致了整机暖机速度下降，这对油耗和排放都是不利的。
对于随着废气排出的热量和冷却系统大循环开启后散热器带走的热量，没有进行再利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机冷却系统、控制方法、电子设备和存储介质，以对发动机尾气余热和排放尾气热量进行回收。
本发明首先提供一种发动机冷却系统，包括水箱和散热器，水箱和散热器之间装配有电子水泵、发动机、机油冷却器、暖风和流量分配装置，电子水泵设有第一电子水泵出水管，第一电子水泵出水管上装配有废气余热回收装置，废气余热回收装置的进水管连接第一电子水泵出水管，废气余热回收装置的出水管分为第一路出水管和第二路出水管，第一路出水管连接机油冷却器的进水口，第一路出水管上设置有第二阀门，第二路出水管连接暖风的进水口，第二路出水管上设置有第三阀门，机油冷却器和暖风的出水口均连接于流量分配装置。
进一步，电子水泵设有第二电子水泵出水管，第二电子水泵出水管上装配有散热器余热回收装置，散热器余热回收装置进水管连接第二电子水泵出水管，散热器余热回收装置出水管连接暖风，散热器余热回收装置出水管上设置有第六阀门。
进一步，发动机具有第一出水管、第二出水管和第三出水管，第一出水管连接机油冷却器的进水口，第二出水管连接暖风的进水口，并且第二出水管上设置有第一阀门，第三出水管直接连接流量分配装置。
进一步，流量可调装置具有第一出水管和第二出水管，第一出水管上依次串接有第四阀门和小循环通路，第二出水管上依次串接有第五阀门和散热器，第一出水管的末端和第二出水管的末端共用同一管路并连接电子水泵的进水口。
本发明另提供一种发动机冷却系统的控制方法，用于上述的任一种发动机冷却系统，所述发动机冷却系统的电子水泵设有第二电子水泵出水管，所述第二电子水泵出水管上装配有散热器余热回收装置，所述散热器余热回收装置出水管连接所述暖风，所述散热器余热回收装置出水管上设置有第六阀门；并且所述发动机具有第二出水管，所述第二出水管连接暖风的进水口，所述第二出水管上设置有第一阀门；控制方法包括步骤：当发动机水温低于第一暖机阀值TH1时，关闭发动机与暖风之间的第一阀门，打开废气预热回收装置与机油冷却器之间的第二阀门，当收到暖风需求时，打开废气余热回收装置与暖风之间的第三阀门，关闭散热器余热回收装置与暖风之间的第六阀门。
进一步，控制方法还包括步骤：当发动机水温升至第一暖机阀值TH1且小于第二暖机阀值TH2，且有暖风需求时，打开发动机与暖风之间的第一阀门。
进一步，控制方法还包括步骤：当发动机温水温T高于第二暖机阀值TH2 但低于预设温度TH3时，即T满足TH2＜T＜TH3时，若有暖风需求，则打开散热器余热回收装置与暖风之间的第六阀门。
进一步，控制方法还包括步骤：当发动机水温高于预设温度TH3时，关闭废气余热回收装置与机油冷却器之间的第二阀门；如果暖风有需求，则打开发动机与暖风之间的第一阀门以及废气余热回收装置与暖风之间的第三阀门，并打开散热器余热回收装置及暖风之间的第六阀门；如果暖风无需求，关闭第一阀门、第三阀门和第六阀门。
本发明再提供一种电子设备，包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在存储器上的发动机冷却系统的控制程序；通信总线用于实现处理器与存储器间的通信连接；处理器用于执行存储在存储器上的发动机冷却系统的控制程序，以实现上述任一种发动机冷却系统的控制方法的步骤。
本发明最后提供一种存储介质，存储介质上存储有发动机冷却系统的控制程序，发动机冷却系统的控制程序被处理器执行时，实现上述任一种发动机冷却系统的控制方法。
本发明应用废气余热回收装置和散热器余热回收装置，对废气余热及散热器余热循环利用，提升了发动机热效率、提升了暖机速度、降低了油耗。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的一种发动机冷却系统的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例的一种发动机冷却系统的控制方法的示意图；
图3为本发明较佳实施例的一种发动机冷却系统的控制方法的部分流程示意图；
图4为本发明较佳实施例的一种发动机冷却系统的控制方法的另一部分流程示意图；
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。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
第一实施例
请参阅图1，本发明第一较佳实施例提供一种发动机冷却系统，其包括水箱10和散热器30，水箱10和散热器30之间装配有电子水泵20、发动机40、机油冷却器(82)、暖风84和流量分配装置60。具体地，电子水泵20设有第一电子水泵出水管21，第一电子水泵出水管21上装配有废气余热回收装置 50，废气余热回收装置50的进水管连接第一电子水泵出水管21，废气余热回收装置50的出水管52分为第一路出水管522和第二路出水管524，第一路出水管522连接机油冷却器82的进水口，第一路出水管522上设置有第二阀门62，第二路出水管524连接暖风84的进水口，第二路出水管524上设置有第三阀门63，机油冷却器82和暖风84的出水口均连接于流量分配装置 60。第二阀门62和第三阀门63可以为球阀。
本实施例注意到发动机未对排气带走的缸内燃烧产生的30％的热量进行利用的问题，通过加设废气余热回收装置同时进行暖机和暖风换热，加快了暖机速度和暖风速度，缩短了暖机时间，提升了发动机效率，减小了发动机排放。具体来说，本实施例通过机油冷却器82将回收的废气的热量重新再利用到暖机过程中，能提升暖机速度；通过暖风回路对回收的废气热量再利用，能实现暖风及时响应；通过球阀角度的控制，对暖风换热效率进行调节，能保证暖风出风温度可控。从具体采用的技术方案来说，本实施例对发动机排气带走的热量进行了利用，通过加设废气余热回收装置50，并对废气余热回收装置50的出水管52进行设计，使第一路出水管522和第二路出水管524 部分并联，并分别串接机油冷却器82和暖风84，加快了暖机速度，增加了暖风热交换，从而提高了发动机效率并降低了发动机排放。
第二实施例
进一步地，在本发明发动机冷却系统第一实施例的基础上，提供发动机冷却系统的第二实施例，可以同时参阅图1，该第二实施例与第一实施例之间的区别在于，电子水泵设有第二电子水泵出水管22，第二电子水泵出水管 22上装配有散热器余热回收装置90，散热器余热回收装置进水管72连接第二电子水泵出水管22，散热器余热回收装置出水管94连接暖风84，散热器余热回收装置出水管94上设置有第六阀门66。第六阀门66可以为球阀。通过暖风回路对回收的散热器热量再利用，可以降低热量耗散，提升发动机效率。本实施例通过控制散热器余热回收装置94与暖风84之间的第六阀门66 的通断，响应暖风需求。
第三实施例
进一步地，在本发明发动机冷却系统第二实施例的基础上，提供发动机冷却系统的第三实施例，再次参阅图1，该第三实施例与第二实施例之间的区别在于，发动机40具有第一出水管42、第二出水管44和第三出水管46，第一出水管42连接机油冷却器82的进水口，第二出水管44连接暖风84的进水口，并且第二出水管44上设置有第一阀门61，第三出水管46直接连接流量分配装置60。通过控制发动机40与暖风84之间的第一阀门61在发动机水温到达一定条件开启，能降低能量耗散，提升暖机速度。第一阀门61可以为球阀。
第四实施例
进一步地，在本发明发动机冷却系统第三实施例的基础上，提供发动机冷却系统的第四实施例，可以继续参阅图1，该第四实施例与第三实施例之间的区别在于，流量可调装置60具有第一出水管602和第二出水管604，第一出水管602上依次串接有第四阀门64和小循环通路70，第二出水管604 上依次串接有第五阀门65和散热器30，第一出水管602的末端和第二出水管604的末端共用同一管路并连接电子水泵20的进水口。第四阀门64和第五阀门65可以为球阀。
第五实施例
本发明第五实施例提供一种发动机冷却系统的控制方法，用于上述的任一种发动机冷却系统，发动机冷却系统的电子水泵设有第二电子水泵出水管，第二电子水泵出水管上装配有散热器余热回收装置，散热器余热回收装置出水管连接暖风，散热器余热回收装置出水管上设置有第六阀门；并且发动机具有第二出水管，第二出水管连接暖风的进水口，第二出水管上设置有第一阀门；可以同时参阅图2、图3和图4，控制方法包括步骤：当发动机40水温低于第一暖机阀值TH1时，关闭发动机40与暖风84之间的第一阀门61，打开废气预热回收装置50与机油冷却器82之间的第二阀门62，当收到暖风 84需求时，打开废气余热回收装置50与暖风84之间的第三阀门63，关闭散热器余热回收装置90与暖风84之间的第六阀门66。
第六实施例
进一步地，在本发明发动机冷却系统的控制方法第五实施例的基础上，提供发动机冷却系统的控制方法的第六实施例，可以同时参阅图2、图3和图4，该第六实施例与第五实施例之间的区别在于，控制方法还包括步骤：当发动机40水温升至第一暖机阀值TH1且小于第二暖机温度TH2，且有暖风84需求时，逐渐打开发动机40与暖风84之间的第一阀门61。
第七实施例
进一步地，在本发明发动机冷却系统的控制方法第六实施例的基础上，提供发动机冷却系统的控制方法的第七实施例，可以同时参阅图2、图3和图4，该第七实施例与第六实施例之间的区别在于，控制方法还包括步骤：当发动机40温水温T高于第二暖机温度TH2但低于预设温度TH3时，即T 满足TH2＜T＜TH3时，若有暖风84需求，则打开散热器余热回收装置90 与暖风84之间的第六阀门66。
第八实施例
进一步地，在本发明发动机冷却系统的控制方法第七实施例的基础上，提供发动机冷却系统的控制方法的第八实施例，可以同时参阅图2、图3和图4，该第八实施例与第七实施例之间的区别在于，控制方法还包括步骤：当发动机40水温高于预设温度TH3时，关闭废气余热回收装置50与机油冷却器82之间的第二阀门62；如果暖风84有需求，则打开发动机40与暖风 84之间的第一阀门61以及废气余热回收装置50与暖风84之间的第三阀门 63，并打开散热器余热回收装置90及暖风84之间的第六阀门66；如果暖风 84无需求，关闭第一阀门61、第三阀门63和第六阀门66。
结合上述第五、六、七实施例，可以参阅图2，第八实施例提供的发动机冷却系统的控制方法的全过程可以如下：
在整车冷却系统完成自检后，发动机冷却系统进入正常工作模式，通过读取发动机水温，判定是否进入正常工作模式，判定各阀门工作状态，具体工作过程如下：
发动机处于阶段Ⅰ，当发动机水温低于第一暖机阀值TH1时，为了减小暖机时间，关闭发动机与暖风之间的第一阀门，打开废气余热回收装置与机油冷却器之间的第二阀门，当收到暖风需求时，打开废气回收装置与暖风之间的第三阀门，关闭散热器余热回收装置与暖风之间的第六阀门。
发动机处于阶段Ⅱ，待水温升至第一暖机阀值TH1且小于第二暖机阀值 TH2，且有暖风需求时，逐渐打开发动机与暖风装置之间的第一阀门，提高暖风换热效率。
当发动机水温T高于第二暖机阀值TH2并低于预设温度TH3，即TH2 ＜T＜TH3时，进入阶段Ⅲ，打开散热器余热回收装置与暖风之间的第六阀门，在有暖风需求的情况下，打开散热器余热回收装置与暖风之间的第六阀门。
当发动机水温大于预设温度TH3时，此时废气余热回收装置与机油冷却器之间的第二阀门关闭，进入冷却回路给机油冷却状态。针对暖风回路，如果暖风仍有需求，发动机与暖风之间的回路以及废气余热回收装置与暖风之间的回路、散热器余热回收装置及暖风之间的回路仍然打开，即第一阀门、第三阀门和第六阀门仍然打开，减小暖风PTC的应用，提高换热效率。
以上，若无暖风需求，则关闭与暖风连接的阀门，包括第一阀门、第三阀门和第六阀门，减小水泵功耗，提高整机效率。
更具体来说，可以参照图3和图4，第八实施例提供的方法具体如下：
步骤S20，整车上电后，温控模块及水温传感器自检，自检出现问题时转入步骤S41，否则转入步骤S43；
步骤S41，温控模块及水温传感器自检出现问题，整车限扭或切换至大循环，温控模块依据的控制条件或参数包括故障码和不同位置的温度，水温传感器依据的控制条件或参数包括故障码和不同位置的水温；
步骤S43，温控模块及水温传感器自检正常，则读取水温传感器温度，进入正常工作模式，进入步骤S52；
步骤S52，判断水温是否低于第一暖机阀值TH1，若是，返回，否则转入步骤S62；
步骤S62，关闭第一阀门61，打开第二阀门62，进入步骤S72；
步骤S72，判断是否收到暖风需求，若是，转入步骤S81，否则结束进程；
步骤S81，打开第三阀门63，关闭第六阀门66，进入步骤S92；
步骤S92，判断水温是否高于第二暖机阀值TH2，若是，转入步骤S102，否则转入步骤S104；
步骤S102，打开第一阀门61；
步骤S104，判断水温是否高于第二暖机阀值TH2，若是，转入步骤S112，否则转入步骤S52；
步骤S112，打开第六阀门66，进入步骤S122；
步骤S122，判断水温是否高于预设温度T3，若是，转入步骤S131，否则结束进程；
步骤S131，打开第一阀门61、第三阀门63和第六阀门66。
第九实施例
本发明第九实施例提供一种电子设备，其包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在存储器上的发动机冷却系统的控制程序；
通信总线用于实现处理器与存储器间的通信连接；
处理器用于执行存储在存储器上的发动机冷却系统的控制程序，以实现上述任意一种发动机冷却系统的控制方法的步骤。
第十实施例
本发明第十实施例提供一种存储介质，存储介质上存储有发动机冷却系统的控制程序，发动机冷却系统的控制程序被处理器执行时，实现上述任意一种发动机冷却系统的控制方法。
综合上述，本发明的意义在于应用废气余热回收装置和散热器余热回收装置，使废气余热及散热器余热循环利用，从而提升发动机热效率、提升暖机速度、降低油耗，实现节能减排的目的。
本发明的创新点包括：(1)废气余热回收装置的应用，在暖机阶段，加热机油，实现快速暖机，降低排放的目的；(2)应用废气余热回收装置，在有暖风需求的情况下，实现废气回收余热、散热器回收余热与暖风回路的换热，提升用户体验或是提升暖机速度；(3)本发明暖风与发动机之间阀门的使用，不仅在暖机过程中起到了减小暖风的散热、提升暖机速度的效果，同样也起到了节能减排的作用。从阀门角度，本发明的有益效果包括：(1)通过第二阀门控制废气余热回收装置与机油冷却器之间的回路通断，响应了机油冷却器需求；(2)通过控制废气余热回收装置与暖风之间的第三阀门的通断，响应了暖风需求；(3)通过控制散热器余热回收装置与暖风之间的第六阀门的通断，响应了暖风需求；(4)通过第一阀门控制发动机与暖风之间回路的通断，响应了暖风及热机需求。流量分配装置使前述各个阀门控制发动机冷却液的走向，根据整机工况需求，通过调节内部球阀转角实现流量的调节，利用回收发动机尾气热量加快发动机暖机，在有暖风需求情况下，同时利用回收尾气热量和散热器热量快速响应供暖，进而提高暖机速度及提高整机热效率，实现整机油耗的降低、提高发动机的工作效率。
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 (10)

1.一种发动机冷却系统，包括水箱(10)和散热器(30)，所述水箱(10)和所述散热器(30)之间装配有电子水泵(20)、发动机(40)、机油冷却器(82)、暖风(84)和流量分配装置(60)，其特征在于：所述电子水泵(20)设有第一电子水泵出水管(21)，所述第一电子水泵出水管(21)上装配有废气余热回收装置(50)，所述废气余热回收装置(50)的进水管连接所述第一电子水泵出水管(21)，所述废气余热回收装置(50)的出水管(52)分为第一路出水管(522)和第二路出水管(524)，所述第一路出水管(522)连接所述机油冷却器(82)的进水口，所述第一路出水管(522)上设置有第二阀门(62)，所述第二路出水管(524)连接暖风(84)的进水口，所述第二路出水管(524)上设置有第三阀门(63)，所述机油冷却器(82)和所述暖风(84)的出水口均连接于所述流量分配装置(60)。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述电子水泵设有第二电子水泵出水管(22)，所述第二电子水泵出水管(22)上装配有散热器余热回收装置(90)，所述散热器余热回收装置进水管(72)连接所述第二电子水泵出水管(22)，所述散热器余热回收装置出水管(94)连接所述暖风(84)，所述散热器余热回收装置出水管(94)上设置有第六阀门(66)。
3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述发动机(40)具有第一出水管(42)、第二出水管(44)和第三出水管(46)，所述第一出水管(42)连接所述机油冷却器(82)的进水口，所述第二出水管(44)连接暖风(84)的进水口，并且所述第二出水管(44)上设置有第一阀门(61)，所述第三出水管(46)直接连接所述流量分配装置(60)。
4.根据权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述流量可调装置(60)具有第一出水管(602)和第二出水管(604)，所述第一出水管(602)上依次串接有第四阀门(64)和小循环通路(70)，所述第二出水管(604)上依次串接有第五阀门(65)和散热器(30)，所述第一出水管(602)的末端和所述第二出水管(604)的末端共用同一管路并连接所述电子水泵(20)的进水口。
5.一种发动机冷却系统的控制方法，其特征在于：
所述控制方法用于权利要求1所述的发动机冷却系统，所述发动机冷却系统的电子水泵设有第二电子水泵出水管(22)，所述第二电子水泵出水管(22)上装配有散热器余热回收装置(90)，所述散热器余热回收装置出水管(94)连接所述暖风(84)，所述散热器余热回收装置出水管(94)上设置有第六阀门(66)；并且所述发动机(40)具有第二出水管(44)，所述第二出水管(44)连接暖风(84)的进水口，所述第二出水管(44)上设置有第一阀门(61)；所述控制方法包括步骤：当发动机水温低于第一暖机阀值TH1时，关闭发动机与暖风之间的第一阀门，打开废气预热回收装置与机油冷却器之间的第二阀门，当收到暖风需求时，打开所述废气余热回收装置与所述暖风之间的第三阀门，关闭散热器余热回收装置与所述暖风之间的第六阀门。
6.根据权利要求5所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：当发动机水温升至第一暖机阀值TH1且小于第二暖机阀值TH2，且有暖风需求时，打开所述发动机与所述暖风之间的第一阀门。
7.根据权利要求6所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：当发动机温水温T高于第二暖机阀值TH2但低于预设温度TH3时，即T满足TH2＜T＜TH3时，若有暖风需求，则打开所述散热器余热回收装置与所述暖风之间的第六阀门。
8.根据权利要求7所述的发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：
当发动机水温高于预设温度TH3时，关闭所述废气余热回收装置与所述机油冷却器之间的第二阀门；
如果暖风有需求，则打开所述发动机与所述暖风之间的第一阀门以及所述废气余热回收装置与所述暖风之间的第三阀门，并打开所述散热器余热回收装置及所述暖风之间的第六阀门；
如果暖风无需求，关闭所述第一阀门、第三阀门和第六阀门。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的发动机冷却系统的控制程序；
所述通信总线用于实现处理器与存储器间的通信连接；
所述处理器用于执行存储在所述存储器上的发动机冷却系统的控制程序，以实现如权利要求5至8中任一项所述的发动机冷却系统的控制方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有发动机冷却系统的控制程序，所述发动机冷却系统的控制程序被处理器执行时，实现如权利要求5至8中任一项所述的发动机冷却系统的控制方法。
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