CN117189336A - 一种冷却系统机油温度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却系统机油温度控制方法，步骤如下：冷却系统油温调控启动条件：从四个基本条件判断是否进入冷却系统油温调控模式；标定目标油温调整参数：根据活塞冷却喷嘴开启与否，确定目标油温的调整系数和目标油温的调整系数最大变化率绝对值；冷却系统油温调控模式：冷却系统油温调控模式满足时和退出后一定时间内未出现高强度爆震或者早燃；则减少油温调控启动条件变化时间；冷却系统油温调控模式退出后一定时间内出现高强度爆震或者早燃次数超过预设次数，则增加油温调控启动条件变化时间。本发明还公开了一种冷却系统机油温度控制装置。本发明通过不同工况调整目标油温，实现了较好的目标油温控制，可以广泛应用于发动机控制领域。

Description

一种冷却系统机油温度控制方法及装置

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，特别是涉及一种冷却系统机油温度控制方法及装置。

背景技术

发动机润滑系统起着为发动机各系统用油器提供润滑及保护的作用。发动机上安装有机油泵可以改变机油温度和压力等。

为了改善发动机润滑作用和减少过热风险，需要控制发动机机油在较为合适的温度。

在这方面，许多商家也作出了很多尝试：

例如，一件公开号为CN103758629A、发明名称为“发动机水温高温保护方法”通过控制扭矩电磁阀的电流来减小输出功率，进而降低水温。但该方案并未考虑基于发动机保护的机油温度的控制。

另一件公开号为CN115167565A、发明名称为“一种温度控制装置、方法及设备”，该装置包括检测模块、控制模块和调节模块，其中，检测模块，用于检测冷却水泵的出水温度；控制模块，用于将出水温度和预设的温度阈值进行比较，根据比较结果向调节模块输出控制信号；调节模块，设置在冷却水泵的出水位置，用于根据接收到的控制信号对冷却水泵的出水的温度进行调节，通过在冷却水泵的出水位置设置调节模块对冷却水泵的出水温度进行辅助调节，从而使得更准确的控制冷却水泵的出水温度，增强冷循环系统的工作效果，进而提高发动机的工作效率和安全性。但同样的是，该方案也未考虑基于发动机保护的机油温度的控制。

基于此，本发明提出了一种冷却系统机油温度控制方法及装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种冷却系统机油温度控制方法及装置，使其通过不同工况调整目标油温，实现了较好的目标油温控制。

本发明提供的一种冷却系统机油温度控制方法，包括如下步骤：冷却系统油温调控启动条件：从发动机运行时间、发动机出现高强度爆震或者早燃、VVT控制中目标相位与实际相位偏差和点火角效率四个条件是否满足判断是否进入冷却系统油温调控模式；标定目标油温调整参数：进入冷却系统油温调控模式时，根据活塞冷却喷嘴开启与否，确定目标油温的调整系数和目标油温的调整系数最大变化率绝对值；冷却系统油温调控模式：冷却系统油温调控模式满足时和退出后一定时间内未出现高强度爆震或者早燃；则减少冷却系统油温调控启动条件变化时间，确保油温尽快上升；冷却系统油温调控模式退出后一定时间内出现高强度爆震或者早燃次数超过预设次数，则增加冷却系统油温调控启动条件变化时间，进行发动机保护。

在上述技术方案中，所述冷却系统油温调控启动条件步骤中，具体过程如下：基本条件：包括发动机运行时间、发动机出现高强度爆震或者早燃、VVT控制中目标相位与实际相位偏差和点火角效率四个条件；条件满足工况：基本条件同时满足；或者，条件不全部满足工况：从基本条件全部满足切换到不全部满足的时间不超过第二预设时间T1，且发动机请求火路扭矩在以上条件同时不满足后首次超过发动机最大扭矩乘以预设系数r1的乘积；启动判断：达到条件满足工况或条件不全部满足工况工况之一时，则进入冷却系统油温调控模式。

在上述技术方案中，所述基本条件步骤的具体内容包括：发动机运行时间：发动机运行时间超过第一预设时间T0；高强度爆震或者早燃：发动机出现高强度爆震或者早燃发生时；VVT控制目标相位：VVT控制目标相位与实际相位偏差在预设范围内；点火角效率：点火角效率不低于预设值。

在上述技术方案中，所述标定目标油温调整参数步骤的具体过程如下：目标油温调整系数：由发动机转速和发动机负荷共同来决定目标油温的调整系数，其中，在活塞冷却喷嘴开启时，目标油温调整系数为第一调整系数k1；在活塞冷却喷嘴未开启时，目标油温调整系数为第二调整系数k2；目标油温的调整系数最大变化率绝对值最大值：在活塞冷却喷嘴工作状态切换时，目标油温的调整系数最大变化率绝对值最大值由发动机转速和发动机水温共同决定。

在上述技术方案中，所述标定目标油温调整参数步骤中，第一调整系数k1、第二调整系数k2和活塞冷却喷嘴工作状态切换时目标油温的调整系数最大变化率绝对值的标定依据是，进入冷却系统油温调控模式后，无论活塞冷却喷嘴是否开启，发动机扭矩的精度控制在±5Nm范围内，且发动机未高强度爆震或者早燃。

在上述技术方案中，所述冷却系统油温调控模式步骤的具体过程如下：减少第二预设时间T1：当冷却系统油温调控模式满足次数超过预设次数，且在冷却系统油温调控模式满足时和退出后的第三预设时间T2内均未出现高强度爆震或者未出现早燃，则减少第二预设时间T1；增加第二预设时间T1：当冷却系统油温调控模式满足次数超过预设次数内，在冷却系统油温调控模式退出后的第三预设时间T2内出现高强度爆震或者早燃次数超过预设次数，则增加第二预设时间T1。

在上述技术方案中，所述减少第二预设时间T1步骤中，当第二预设时间T1更新达到预设次数后，将第一调整系数k1和第二调整系数k2更新为更新前的1.0～1.1倍，但是最终更新后不超过1。

在上述技术方案中，所述增加第二预设时间T1步骤中，当第二预设时间T1更新达到预设次数后，将第一调整系数k1和第二调整系数k2更新为更新前的0.8～1.0倍，但是最终更新后不小于0.5。

在上述技术方案中，还包括退出冷却系统油温调控步骤，具体过程如下：当退出冷却系统油温调控模式时，采用过渡的方式将目标油温逐步恢复到正常油温。

本发明还提供了一种冷却系统机油温度控制装置，具有计算机程序，该计算机程序能够执行冷却系统机油温度控制方法。

本发明冷却系统机油温度控制方法及装置，具有以下有益效果：

在发动机出现高强度爆震或者早燃时，通过不同工况调整目标油温，从发动机保护、发动机润滑、发动机扭矩精度等角度来权衡优化设计，实现了较好的目标油温控制。

附图说明

图1为本发明冷却系统机油温度控制方法的整体流程示意图；

图2为本发明冷却系统机油温度控制方法中冷却系统油温调控启动条件步骤的流程示意图；

图3为本发明冷却系统机油温度控制方法中标定目标油温调整参数步骤的流程示意图；

图4为本发明冷却系统机油温度控制方法中冷却系统油温调控模式步骤的流程示意图；

图5为本发明冷却系统机油温度控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

一般工况下，根据发动机转速和发动机负荷(发动机负荷可采用实际新鲜空气进气密度进行表征，实际新鲜空气进气密度是指进入气缸的实际新鲜空气进气密度)确定目标机油温度，该目标机油温度是在发动机台架上基于燃油经济性和排放等权衡标定最优结果得到。基于此，该例的标定数据如下表1：

表1

参见图1，本发明冷却系统机油温度控制方法，包括如下步骤：

一、冷却系统油温调控启动条件，参见图2：

1、基本条件：在以下基本条件同时满足时，能够优化机油温度，从而更快速地保护发动机，这些基本条件如下：

1)发动机运行时间(发动机停机后运行时间会清零，直至发动机再次启动)超过第一预设时间T0，本实例取30min；

2)发动机出现高强度爆震(高强度爆震的定义，本实例是指爆震后推迟点火角超过8°)或者早燃发生时；

3)VVT(可变气门正时)控制中目标相位与实际相位偏差在预设范围内(本实例取±1°曲轴角度)，表明机油温度对VVT控制响应性影响小；

4)点火角效率不低于预设值(本实例取0.2)，点火效率过低影响发动机燃烧稳定性，从而会造成发动机扭矩精度变差，也会造成发动机不正常燃烧；

2、条件满足工况：以上基本条件同时满足；

或者，

3、条件不全部满足工况：以上基本条件从全部满足切换到不全部满足的时间不超过第二预设时间T1，且发动机请求火路扭矩在以上基本条件同时不满足后首次超过发动机最大扭矩(发动机最大扭矩可见专利CN202010632793.4《汽油机最大输出扭矩的确定方法》)乘以预设系数r1的乘积；在本实施例中，T1取0.5s，预设系数r1与发动机转速和点火效率有关，在某一发动机转速下，当前点火效率越高说明发动机通过火路扭矩(点火效率)的调节升扭更困难。此时如果增大机油泵动作，会造成电器负载增加，从而影响扭矩达成。因此点火效率越高则预设系数r1越小，以快速响应扭矩上升的响应，预设系数r1的取值范围参见下表2：

表2

在本实施例中，T1和r1标定的依据是：在进入冷却系统油温调控模式，而且退出发动机扭矩的精度控制在±5Nm范围内，保证扭矩精度和驾驶性，且在退出冷却系统油温调控模式后的第三预设时间T2内(T2大于T1，以保证系统稳定确实未出现高强度爆震或者未出现早燃从而保护发动机，本实施例T2取T1的3倍，即取1.5s)发动机未高强度爆震或者早燃，T1在标定完成后还会学习更新并由车辆下电保存；

4、启动判断：只要条件满足工况或条件不全部满足工况其中之一一旦满足时，则进入冷却系统油温调控模式，即进入冷却系统油温调控模式的控制优先级最高。

二、标定目标油温调整参数，参见图3：

1、目标油温调整系数：当满足开启冷却系统油温调控模式时，先要根据活塞冷却喷嘴开启(活塞冷却喷嘴开启是指其开始工作，以减轻活塞的热负荷来加强对活塞销连杆轴承的润滑)与否，确定目标油温的调整系数。一般而言，在进入冷却系统油温调控模式时，需要降低机油温度来保护发动机，但是在活塞冷却喷嘴开启时，需要进一步降低机油温度来减轻活塞的热负荷，

在活塞冷却喷嘴开启时，目标油温的第一调整系数为k1；

在活塞冷却喷嘴未开启时，目标油温的第二调整系数为k2；

目标油温的第一调整系数k1和第二调整系数k2由发动机转速和发动机负荷共同来决定，其标定方法：在进入冷却系统油温调控模式时发动机扭矩的精度控制在±5Nm范围内，且发动机未发生高强度爆震或者未发生早燃。本实施例标定数据如下表3～4所示：

表3

表4

2、目标油温的调整系数最大变化率绝对值最大值：在活塞冷却喷嘴工作状态切换时(从开启切换成关闭，或者从关闭切换成开启时)，其目标油温的调整系数最大变化率绝对值最大值由发动机转速和发动机水温共同决定，具体参见下表5：

表5

在本实施例中，所述第一调整系数k1、第二调整系数k2和活塞冷却喷嘴工作状态切换时目标油温的调整系数最大变化率绝对值，其标定依据是，在进入冷却系统油温调控模式后，无论活塞冷却喷嘴是否开启，发动机扭矩的精度控制在±5Nm范围内，保证扭矩精度和驾驶性，且发动机未高强度爆震或者未发生早燃，第一调整系数k1和第二调整系数k2在标定完成后还会学习更新并由车辆下电保存。

三、冷却系统油温调控模式(自学习更新)，参见图4：

1、减少第二预设时间T1：当冷却系统油温调控模式满足次数超过预设次数(本实施例取5000次，其冷却系统油温调控模式满足次数在预设时间更新后立刻清零)内，均在冷却系统油温调控模式满足时和退出后的第三预设时间T2内未出现高强度爆震或者早燃，则第二预设时间T1更新为更新前的0.98倍，第二预设时间T1减少，以确保油温尽快上升，改善润滑；

在本实施例中，如果第二预设时间T1每更新达到预设次数后，最优实施例取10次时，就将第一调整系数k1和第二调整系数k2更新为更新前1.05倍，但是最终更新后不超过1。

2、增加第二预设时间T1：当冷却系统油温调控模式满足次数超过预设次数(本实施例取5000次，其冷却系统油温调控模式满足次数在预设时间更新后立刻清零)内，在冷却系统油温调控模式退出后的第三预设时间T2内出现高强度爆震次数超过预设次数(本实施例取1000次)或者早燃次数超过预设次数(本实施例取20次)，则第二预设时间T1更新为更新前的1.2倍，第二预设时间T1增加，进行发动机保护；

在本实施例中，如果第二预设时间T1每更新达到预设次数后，最优实施例取10次时，就将第一调整系数k1和第二调整系数k2更新为更新前0.9倍，但是最终更新后不小于0.5，避免水温降低过大而出现润滑失效。

以上第二预设时间T1、第一调整系数k1和第二调整系数k2的更新目的是为了避免发动机出现高强度爆震或者早燃的前提下，尽可能靠近更新后的目标水温接近调控前的目标水温，从而保证发动机润滑。

四、退出冷却系统油温调控：当退出冷却系统油温调控模式时，目标油温采用过渡的方式逐步恢复到正常模式，其过渡方法是，本实例目标油温以0.1℃/10ms的最大变化率变化。

根据更新后的参数进行目标油温的调节，基于更新后的目标油温和实际油温，控制油温控制执行器(如机油泵)动作来实现油温的达成。

参见图5，本发明冷却系统机油温度控制装置，包括如下内容：

冷却系统油温调控启动条件模块：从发动机运行时间、发动机出现高强度爆震或者早燃、VVT控制中目标相位与实际相位偏差和点火角效率四个条件是否满足判断是否进入冷却系统油温调控模式；

标定目标油温调整参数模块：进入冷却系统油温调控模式时，根据活塞冷却喷嘴开启与否，确定目标油温的调整系数和目标油温的调整系数最大变化率绝对值；

冷却系统油温调控模式模块：冷却系统油温调控模式满足时和退出后一定时间内未出现高强度爆震或者早燃；则减少冷却系统油温调控启动条件变化时间，确保油温尽快上升；冷却系统油温调控模式退出后一定时间内出现高强度爆震或者早燃次数超过预设次数，则增加冷却系统油温调控启动条件变化时间，进行发动机保护；

退出冷却系统油温调控模块：当退出冷却系统油温调控模式时，采用过渡的方式将目标油温逐步恢复到正常油温。

本发明的技术关键点和技术原理如下：

1)基于发动机保护的目标水温工况模式识别方法；

2)目标油温的动态调整方法。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

冷却系统油温调控启动条件：从发动机运行时间、发动机出现高强度爆震或者早燃、VVT控制中目标相位与实际相位偏差和点火角效率四个条件是否满足判断是否进入冷却系统油温调控模式；

标定目标油温调整参数：进入冷却系统油温调控模式时，根据活塞冷却喷嘴开启与否，确定目标油温的调整系数和目标油温的调整系数最大变化率绝对值；

冷却系统油温调控模式：冷却系统油温调控模式满足时和退出后一定时间内未出现高强度爆震或者早燃；则减少冷却系统油温调控启动条件变化时间，确保油温尽快上升；冷却系统油温调控模式退出后一定时间内出现高强度爆震或者早燃次数超过预设次数，则增加冷却系统油温调控启动条件变化时间，进行发动机保护。

2.根据权利要求1所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：所述冷却系统油温调控启动条件步骤中，具体过程如下：

基本条件：包括发动机运行时间、发动机出现高强度爆震或者早燃、VVT控制中目标相位与实际相位偏差和点火角效率四个条件；

条件满足工况：基本条件同时满足；

或者，

条件不全部满足工况：从基本条件全部满足切换到不全部满足的时间不超过第二预设时间T1，且发动机请求火路扭矩在以上条件同时不满足后首次超过发动机最大扭矩乘以预设系数r1的乘积；

启动判断：达到条件满足工况或条件不全部满足工况之一时，则进入冷却系统油温调控模式。

3.根据权利要求2所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：所述基本条件步骤的具体内容包括：

发动机运行时间：发动机运行时间超过第一预设时间T0；

高强度爆震或者早燃：发动机出现高强度爆震或者早燃发生时；

VVT控制目标相位：VVT控制目标相位与实际相位偏差在预设范围内；

点火角效率：点火角效率不低于预设值。

4.根据权利要求3所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：所述标定目标油温调整参数步骤的具体过程如下：

目标油温调整系数：由发动机转速和发动机负荷共同来决定目标油温的调整系数，其中，在活塞冷却喷嘴开启时，目标油温调整系数为第一调整系数k1；在活塞冷却喷嘴未开启时，目标油温调整系数为第二调整系数k2；

目标油温的调整系数最大变化率绝对值最大值：在活塞冷却喷嘴工作状态切换时，目标油温的调整系数最大变化率绝对值最大值由发动机转速和发动机水温共同决定。

5.根据权利要求4所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：所述标定目标油温调整参数步骤中，第一调整系数k1、第二调整系数k2和活塞冷却喷嘴工作状态切换时目标油温的调整系数最大变化率绝对值的标定依据是，进入冷却系统油温调控模式后，无论活塞冷却喷嘴是否开启，发动机扭矩的精度控制在±5Nm范围内，且发动机未高强度爆震或者早燃。

6.根据权利要求5所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：所述冷却系统油温调控模式步骤的具体过程如下：

减少第二预设时间T1：当冷却系统油温调控模式满足次数超过预设次数，且在冷却系统油温调控模式满足时和退出后的第三预设时间T2内均未出现高强度爆震或者早燃，则减少第二预设时间T1；

增加第二预设时间T1：当冷却系统油温调控模式满足次数超过预设次数内，在冷却系统油温调控模式退出后的第三预设时间T2内出现高强度爆震或者早燃次数超过预设次数，则增加第二预设时间T1。

7.根据权利要求6所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：所述减少第二预设时间T1步骤中，当第二预设时间T1更新达到预设次数后，将第一调整系数k1和第二调整系数k2更新为更新前的1.00～1.1倍，但是最终更新后不超过1。

8.根据权利要求7所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：所述增加第二预设时间T1步骤中，当第二预设时间T1更新达到预设次数后，将第一调整系数k1和第二调整系数k2更新为更新前的0.8～1.0倍，但是最终更新后不小于0.5。

9.根据权利要求7所述的冷却系统机油温度控制方法，其特征在于：还包括退出冷却系统油温调控步骤，具体过程如下：当退出冷却系统油温调控模式时，采用过渡的方式将目标油温逐步恢复到正常油温。

10.一种冷却系统机油温度控制装置，具有计算机程序，其特征在于：该计算机程序能够执行如权利要求1～9所述的冷却系统机油温度控制方法。