一种用于客车的发动机冷却系统控制方法_2

文档序号:8220335阅读:来源:国知局
[0044] 图1为本发明中发动机冷却系统结构示意图。
[0045] 图中;
[0046] 100-控制模块 200-散热器
[0047] 300-中冷器 400-水累
[0048] 500-风扇一 600-风扇二
[0049] 700-冷却液管路 800-水箱
[0050] 900-发动机 910--ECU
[0051] 920-温度传感器。
【具体实施方式】
[0052] 下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
[0053] 如图1所示,本发明中发动机冷却系统包括控制模块100、散热器200、中冷器300、 水累400、风扇一 500、风扇二600和冷却液管路700,发动机冷却液出口与散热器冷却液进 口连通,散热器与水累之间还设置有水箱800,所述中冷器设置在发动机进气管路上,风扇 一和风扇二分别设置于散热器和中冷器后端,用于冷却散热器和中冷器。水累、风扇一和风 扇二实现无级变速方式,从而受控制模块控制时可W实现流量和风量实时调节。
[0化4] 发动机900通过ECU读取发动机冷却液温度信号并发送至控制模块,所述冷却液 管路上的水箱出口处设置有冷却液温度传感器920,所述冷却液温度传感器一、二的输出端 与控制模块的输入端连接,分别用于实时测量发动机冷却液温度和水箱出水温度,控制模 块还用于采集发动机机油温度和水累流量。所述水累设置于发动机进口的冷却液管路上, 用于实时调节发动机冷却液流量,风扇一和风扇二分别设置于散热器和中冷器后端,分别 用于冷却散热器和中冷器。本实施例中,整车可W采用电子水累或者水累驱动轴处增加电 磁离合器控制,使水累不再仅仅受制于发动机的齿轮传动,甚至脱开与发动机曲轴的关系, 直接采用电子水累,实时有效的控制水累流量,尤其在最大扭矩点时,把水累的流量信号输 入到控制模块,使水累流量和风扇的散热效能结合起来,最大限度地发挥冷却系统的能力, 彻底解决在最大扭矩点时因水累流量较小给冷却系统带来的水温、气温、油温高的问题。
[0055] 本发明提供一种发动机冷却系统控制方法,最大限度的节约冷却系统所消耗的能 耗W达到降低整车燃料消耗量的目的。发动机的最佳工作水温、气温、机油温度范围参数写 入到控制模块作为理想工作温度,同时把水累的冷却功率与带走热量的关系参数、电子风 扇一和风扇二的冷却功率和能带走热量的参数输入到控制模块。
[0056] 首先,将发动机冷却液理想工作温度输入到控制模块中,控制模块同时采集ECU 和冷却液温度传感器的信号,实时接收发动机冷却液温度和水箱出水温度,控制模块根据 设置的信号和接收到的信号进行判断,衡量调节水温的幅度,控制水累和风扇一的流量,满 足控制到理想工作温度时能耗最低。
[0057] 然后,将发动机理想进气温度输入到控制模块中,控制模块实时接收发动机进气 温度,控制模块根据设置的信号和接收到的信号进行判断,确定并控制风扇二的最优转速, 满足控制到理想工作温度时能耗最低。
[005引通过上述方式使得发动机的水温、气温可W实时保持在最佳工作温度范围内,但 是发动机的可靠性还受到机油温度的影响,机油温度适合、各部件得到适度的润滑,是发动 机可靠性的有效保证。
[0化9] 将发动机机油理想工作温度信号输入控制模块,控制模块实时接收发动机机油温 度,由控制模块判定是否需要调节水累流量,是增加还是减少,按照控制模块判定的结果执 行,从而使得发动机的机油温度得到控制,发动机各个润滑部件得到实时有效的润滑,保持 发动机的最佳工作状态。
[0060] 发动机的气温调节可W通过调节水累的流量也可W通过调节电子风扇的转速来 实现。其中,调节水累流量,通过适度冷却发动机,使得发动机气温得到控制,效果相对迟 缓,而通过调节风扇的转速,可W迅速控制发动机气温在最佳工作温度范围,同理发动机的 机油温度通过调节水累流量可W迅速有效的控制,达到消耗能源最小的目的。因此当控制 模块接收到发动机机油温度需要调节时,优先激活水累流量调节信号,发动机气温需要调 节时,优先激活电子风扇转速调节信号。
[0061] 对于水温受风扇和水累控制都比较明显,控制模块衡量调节水温的幅度,控制水 累和风扇的流量,满足控制到理想工作温度时能耗最低,从而使得整个发动机在最佳工作 状态时消耗能量最小,达到整车节约能耗的同时,延长发动机的可靠性。
[0062] 本发明发动机冷却系统控制方法的具体步骤描述如下:
[0063] 所述控制方法包括如下步骤:
[0064] 1)控制模块采集发动机冷却液温度和水箱出水温度,并分别计算发动机冷却液温 度与发动机理想工作温度之间的差值A TfW及水箱出水温度与发动机理想工作温度之间 的差值A L,公式如下:
[0065] ATf=IVT 水温
[0066] AT,= T,-T*g
[0067] 其中为发动机冷却液理想工作温度,Tf为实时发动机冷却液温度,T ,为实时 水箱出水温度;
[0068] 。判断A Tf的大小,若A Tf《0时,则通过控制模块降低水累的流量,若A Tf〉0 时,则执行步骤3);
[0069] 扣判断A T煎大小,若A T0时,则通过控制模块降低风扇一的转速,若A T,〉0 时,则执行步骤4);
[0070] 4)控制模块衡量调节水温的幅度,控制水累流量和风扇一的转速,满足控制到理 想工作温度时能耗最低。
[0071] 所述步骤4)具体为:
[0072] 在控制模块中预先设置不同A Tf值对应的水累流量,通过将实时监测获得的A Tf 值与预先设定好的数值进行比较来确定并控制水累的实时流量V ;
[007引根据实时流量V计算风扇一实际需要的风量Vm,公式如下: 剛 y-i二%動…CV W
[0075] 其中Cl为冷却液比热容量,P为冷却液密度,A tw为空气流过散热器后的温度变 化量,Cp为空气定压比热;
[0076] 控制模块根据风量Vm确定并控制风扇一的最优转速。通过精确控制风扇转速,降 低不必要的功率消耗。
[0077] 所述公式(1)的推导过程如下:
[0078] 首先要确定风扇需要带走多少热量,公式如下:
[0079] Q = Cim〇A T S
[0080] 其中Q为热量J,Ci为冷却液比热容量J/化g,°C ),m。为热传递介质质量,AT,为 水箱出水温度与发动机理想工作温度之间的差值;
[0081] 热传递介质质量m。完全有水累控制,公式如下:
[0082] m〇二 P V
[0083] 其中P为冷却液密度,V为冷却液流量;
[0084] 从而 Q = Cim〇A T 曰二 C 1 P V A Ts;
[0085] 此处的Q为实时数值,即风扇需要带走的热量;
[0086] 根据公式;
[0087] Q = A t^i (3600 ? Vri ? Cp),
[00蝴其中A tw为空气流过散热器后的温度变化量(°C ),V El为风扇一的风量(m 3/s), Cp为空气定压比热(1. 0化J/kg ? °C );
[0089] 由于散热器选定后,其热交换率即固定不变,所WA tci为定值,因此:
[0090] Q = Cim〇A Ts= CiPvATs = AtRi (3600 ? Vri ? Cp)
[0091] 最终得出: 闺=3600A/"(:V
[0093] 从而通过水累的实时流量V值及水箱出水温度控制风扇一的实时转速。
[0094] 所述控制方法还包括发动机进气温度调节控制,具体方法为:
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