CN107131045A - 用于控制发动机内的冷却剂循环的方法和*** - Google Patents

用于控制发动机内的冷却剂循环的方法和*** Download PDF

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Abstract

本公开内容提供用于控制发动机内的冷却剂循环的方法和***，该方法包括：针对流经发动机的冷却剂入口的冷却剂选择参考入口温度；基于所述参考入口温度控制所述冷却剂控制阀单元的开启比率；感测流经所述发动机的所述冷却剂入口的所述冷却剂的实际入口温度；感测流经所述发动机的冷却剂出口的冷却剂的实际出口温度；计算所述实际入口温度和所述实际出口温度之间的差值；以及根据所述差值改变所述参考入口温度。

Description

用于控制发动机内的冷却剂循环的方法和***
相关申请的交叉引用
该申请要求于2016年2月26日提交的韩国专利申请第10-2016-0023096号的优先权和权益，并将其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开内容涉及用于控制发动机内的冷却剂循环的方法和***，该方法和***可准确控制冷却剂温度。
背景技术
该部分中的陈述仅仅提供与本公开内容相关的背景信息，而并不一定构成现有技术。
一般而言，机械式温控器用于控制在发动机内循环的冷却剂的温度，并且，机械式温控器具有其中当冷却剂温度增大时，机械式温控器的蜡物质膨胀以打开连接至散热器的冷却剂流动路径，并且控制冷却剂的温度的结构。
机械式温控器放置于发动机的冷却剂出口，以控制发动机的出口温度或发动机的冷却剂入口，以控制发动机的入口温度，其中，前者称为发动机出口控制方法，后者称为发动机入口控制方法。
由于发动机出口控制方法感测流出发动机的冷却剂的温度，并且随后执行预定控制，可以阻止冷却剂的温度过度增加，但由于用于感测冷却剂温度的点被定位于发动机的冷却剂出口，控制的准确性可降低。
相反，由于发动机入口控制方法感测发动机入口处的冷却剂的温度，冷却剂温度的变化很小并且控制准确度很高，但发动机出口的温度可能依照发动机的输出而过度增加。
在该背景部分公开的上述信息仅仅用于加强对该公开内容背景的理解，并且因此可包括不形成对于本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。
从此处提供的描述中，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体实例仅仅旨在说明目的，并非旨在限制本公开内容的范围。
发明内容
本公开内容提供用于控制发动机内的冷却剂循环的方法和***，该方法和***可实现的优点在于发动机入口控制方法和发动机出口控制方法以及可快速准确地控制冷却剂的温度。
具体而言，本公开内容提供用于控制发动机内的冷却剂循环的方法和***，该方法和***可通过根据发动机出口的冷却剂温度和发动机入口的冷却剂温度之间的差值校正冷却剂的入口温度参考值，可快速准确地控制冷却剂的温度。
进一步，本公开内容提供用于控制在发动机内的冷却剂循环的方法和***，包括可电子控制的冷却剂控制阀单元并且可通过分别控制供应至散热器的冷却剂和绕开散热器的冷却剂，控制供应至发动机入口的冷却剂的温度。
本公开内容的一种形式提供用于控制在发动机内的冷却剂循环的方法，该方法包括：选择流经发动机冷却剂入口的冷却剂的参考入口温度；基于参考入口温度控制冷却剂控制阀单元的开启比率；感测流经发动机的冷却剂入口的冷却剂的实际入口温度；感测流经发动机的冷却剂出口的冷却剂的实际出口温度；计算实际入口温度和实际出口温度之间的差值；以及根据差值改变参考入口温度。
可基于流经发动机的冷却剂出口的冷却剂的实际出口温度，选择参考入口温度。
冷却剂控制阀单元可将从发动机的冷却剂出口排出的冷却剂供应至散热器，或通过绕过散热器供应至发动机的冷却剂入口，并且可根据冷却剂控制阀单元的开启比率，分别控制供应至散热器和发动机的冷却剂入口的冷却剂。
当实际入口温度和实际出口温度之间的差值增大时，参考入口温度的校正值可增大。
当参考入口温度降低时，冷却剂控制阀单元可增大供应至散热器的冷却剂的量。
当实际入口温度和实际出口温度之间的差值增大时，参考入口温度可降低。
实际入口温度和实际出口温度可分别由第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器感测。
冷却剂可通过冷却剂泵被泵送至发动机的冷却剂入口。
本公开内容的另一形式提供用于控制在发动机内的冷却剂循环的***，包括：发动机，被配置为通过燃烧过程生成扭矩，用于使冷却剂供应至其冷却剂入口，以及用于使冷却剂从其冷却剂出口排出；第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器，分别安装于冷却剂入口和冷却剂出口，以感测冷却剂的温度；散热器，安装于发动机的一侧，以消散冷却剂的热量至外部；冷却剂控制阀单元，安装于冷却剂出口，以将从发动机排出的冷却剂分配至散热器或通过绕过散热器而分配至冷却剂入口；以及控制器，通过第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器感测冷却剂的温度、控制冷却剂控制阀单元、针对流经冷却剂入口的冷却剂选择参考入口温度、基于参考入口温度控制冷却剂控制阀单元的开启比率、感测流经冷却剂入口的冷却剂的实际入口温度、感测流经冷却剂出口的冷却剂的实际出口温度、计算实际入口温度和实际出口温度之间的差值，以及根据差值改变参考入口温度。
可基于流经发动机的冷却剂出口的冷却剂的实际出口温度，选择参考入口温度。
当实际入口温度和实际出口温度之间的差值增大时，参考入口温度的校正值可增大。
当参考入口温度降低时，冷却剂控制阀单元可增大供应至散热器的冷却剂的量。
当实际入口温度和实际出口温度之间的差值增大时，参考入口温度可降低。
该***可进一步包括冷却剂泵，其放置于发动机的冷却剂入口以泵送冷却剂至冷却剂出口。
根据本公开内容的一种形式，能够通过根据发动机出口的冷却剂温度和发动机入口的冷却剂温度之间的差值来校正冷却剂的入口温度参考值，从而快速准确地控制冷却剂的温度。
根据本公开内容的一种形式，能够提供电子控制的冷却剂控制阀单元，该冷却剂控制阀单元可通过分别控制供应至散热器的冷却剂和绕过散热器的冷却剂，控制供应至发动机入口的冷却剂的温度。
即，通过控制从用于冷却冷却剂的散热器流动的冷却剂和由冷却剂控制阀单元被绕过的冷却剂的流速，以及通过控制供应至发动机入口的冷却剂的温度，能够主动跟踪和控制在发动机内实际流动的冷却剂的温度。
从此处提供的描述中，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体实例仅仅旨在说明目的，并非旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
为了使该公开内容更好理解，现将参考所附图示来描述以实例方式给出的其各种形式，附图中：
图1示出根据本公开内容的一种形式的用于控制在发动机内的冷却剂循环的***的示意图；
图2示出根据本公开内容的一种形式的用于控制在发动机内的冷却剂循环的方法的流程图；
图3示出根据本公开内容的一种形式的用于阐释冷却剂控制阀单元的操作原理的示意性横截面视图，冷却剂控制阀单元用于控制在发动机内的冷却剂循环；并且，
图4示出根据本公开内容的一种形式的冷却剂控制模式的图表。
此处描述的图示仅仅用于说明目的，并非旨在以任何方式限制本公开内容的范围。
<符号描述>
100:发动机 110:冷却剂控制阀单元
120:散热器 130:第一冷却剂温度传感器
140:第二冷却剂温度传感器
150:冷却剂泵
160:控制器 300:阀外壳
305:端口 310:旋转阀
具体实施方式
以下描述本质上仅为示例性的，并非旨在限制本公开内容、应用或使用。应当理解，在整个图示中，相对应的参考数字指示类似的或相对应的部分和特征。
下文将参考所附图示，详细描述本公开内容的各种形式。
图1示出根据本公开内容的一种形式的用于控制在发动机内的冷却剂循环的***的示意图。
参考图1，用于控制在发动机内的冷却剂循环的***包括发动机100、第一冷却剂温度传感器130、第二冷却剂温度传感器140、冷却剂控制阀单元110、散热器120、冷却剂泵150和控制器160。
第一冷却剂温度传感器130放置于发动机100的冷却剂入口，以感测经过冷却剂入口流进发动机的冷却剂的温度，第二冷却剂温度传感器140放置于发动机100的冷却剂出口，以感测经过冷却剂出口自发动机流出的冷却剂的温度。
散热器120用于将所供应的冷却剂的热量辐射或消散至外部，并且冷却剂泵150泵送从散热器120或冷却剂控制阀单元110供应的冷却剂，以将冷却剂从发动机100的冷却剂入口循环至冷却剂出口。
冷却剂控制阀单元110由控制器160进行电子控制，以分别控制供应至散热器120的冷却剂和绕过散热器120的冷却剂。再者，冷却剂控制阀单元110可控制冷却剂以使得冷却剂在冷却剂的温度等于或小于预定温度时不流动。
在本公开内容的一种形式中，冷却剂控制阀单元110由控制器160进行电子控制，以连续地并且变化地控制供应至散热器120的冷却剂和绕过冷却剂控制阀单元110的冷却剂的流量。
控制器160可由一个或多个处理器(由预定程序操作)实现，并且预定程序可包括一系列指令，用于执行根据随后描述的本公开内容的一种形式的方法。
首先，控制器160控制冷却剂控制阀单元110，例如，控制器160基于预定参考入口温度控制发动机100的冷却剂入口的冷却剂温度。换言之，控制器160控制冷却剂控制阀单元110，以使得发动机100的冷却剂入口的冷却剂温度达到参考入口温度(例如，约90℃)。
随后，发动机100的实际入口冷却剂温度和实际出口冷却剂温度通过第一冷却剂温度传感器130和第二冷却剂温度传感器140感测，并计算实际入口冷却剂温度和实际出口冷却剂温度之间的差值。
此外，参考入口温度根据差值而变化，并基于变化的参考入口温度控制冷却剂控制阀单元110。藉此，能够积极控制在发动机100内循环的冷却剂的温度以及根据发动机100的负荷变化地控制冷却剂的温度。
图2示出根据本公开内容的一种形式的用于控制在发动机内的冷却剂循环的方法的流程图。
参考图2，在步骤S200感测驱动条件。在该情况下，驱动条件包括发动机的每分钟转数(RPM)、发动机的扭矩、外部空气温度等。
控制器160在步骤S210从图表数据中选择冷却剂的参考入口温度。参考入口温度可为从预定数据中选择的温度，或可为由第二冷却剂温度传感器140感测的冷却剂的实际出口温度。
在步骤S220，控制器160基于参考入口温度控制冷却剂控制阀单元110。例如，控制器160连续控制冷却剂控制阀单元110的阀角，使得冷却剂的入口温度跟随参考入口温度，并且控制器160控制在散热器120内流动的冷却剂的流量以及在冷却剂控制阀单元110内流动的冷却剂的流量，因而控制流过发动机100的冷却剂入口的冷却剂的温度。
在该情况下，可在步骤S225执行比例积分微分(PID)控制，以控制冷却剂控制阀单元110的阀开启程度。
在步骤S230，控制器160通过第二冷却剂温度传感器140感测冷却剂的实际出口温度。此外，控制器160通过第一冷却剂温度传感器130感测冷却剂的实际入口温度，并且在步骤S230，控制器160计算冷却剂的实际入口温度和实际出口温度之间的差值。
在步骤S240，控制器160确定所述差值是否大于预定值，以及其中差值大于预定值的状态是否在预定时间内保持。
如果差值不大于预定值或者其中差值大于预定值的状态未能在预定时间内保持，则执行步骤S220的处理以正常控制流经散热器和冷却剂控制阀单元的冷却剂，并且如果差值大于预定值以及其中差值大于预定值的状态在预定时间内保持，则在步骤S250中，冷却剂的参考入口温度被校正或改变。
可替换地，如果实际入口温度和实际出口温度之间的差值大于预定值，并且其中差值大于预定值的状态在预定时间内保持，流经发动机的冷却剂入口的冷却剂的实际入口温度可被校正为更低。
在本公开内容的一种形式中，控制器160确定随着发动机100的负荷增加，实际入口温度和实际出口温度之间的差值增加，从而能够进一步降低参考入口温度。
当参考入口温度通过冷却剂控制阀单元110降低时，控制器160可变化地增加从冷却剂控制阀单元110供应至散热器120的冷却剂的量。
图3示出根据本公开内容的一种形式的用于阐释用于控制在发动机内的冷却剂循环的冷却剂控制阀单元的操作原理的示意性横截面视图。
参考图3，冷却剂控制阀单元110包括阀外壳300和旋转阀310。旋转阀310配备有端口305，用于使冷却剂从内部流动至外部，并且端口305放置于旋转阀310的预定位置。
端口305根据旋转阀310的旋转位置，选择性连接至散热器120或旁通流动路径，因而供应至旋转阀310中心部分的冷却剂分配至散热器120或旁通流动路径。
图4示出根据本公开内容的一种形式的冷却剂控制模式的图表。
参考图4，其水平轴指示旋转阀310的旋转位置，其垂直轴指示端口305的开启量。
具体来说，当旋转阀310的旋转位置为大约60度的角时，该端口在旁通流动路径的一侧打开大约100％，在散热器120一侧打开大约0％。
当旋转阀310的旋转位置为大约80度的角时，所述端口在旁通流动路径的一侧打开大约80％，在散热器120一侧打开大约20％，连接至散热器120或旁通流动路径的端口305的开启比率可根据旋转阀310的旋转位置而连续改变。
根据本公开内容的一种形式，通过分别感测发动机100的冷却剂入口和冷却剂出口的温度，并且随后控制冷却剂的温度，能够相对恒定地保持发动机100的冷却剂出口的冷却剂温度，以及最小化冷却剂温度随发动机100的负荷的变化。
虽然由于冷却剂温度的控制性能随使用常规机械式温控器的发动机的入口和出口位置而改变，使得在传统领域中，在设计发动机方面存在限制，但根据发动机100的入口和出口的冷却剂温度来执行根据本公开内容的一种形式的控制与冷却剂控制阀的位置无关，因而提高设计发动机的灵活性。
进一步，根据本公开内容的一种形式，冷却剂的可控性稳定地保持在过渡状态(例如，突然加速或突然停止)中。
根据本公开内容的一种形式，第一冷却剂温度传感器130安装于发动机的冷却剂泵150和冷却剂入口之间，在散热器120的出口和冷却剂控制阀单元110的出口汇合的部分的下侧，第二冷却剂温度传感器140安装于发动机100的冷却剂出口，冷却剂控制阀单元110的开启比率由PID控制根据发动机100的冷却剂入口和出口的温度之间的差异而控制，并且流经散热器120的冷却剂和流经冷却剂控制阀单元110的冷却剂被持续控制，因而准确快速地控制发动机100的冷却剂入口的冷却剂温度。
进一步，当冷却剂入口和出口的冷却剂温度之间的差值被确定为大于预定值时，通过增大或减少冷却剂入口的冷却剂温度，能够在发动机100的过渡状态主动控制冷却剂温度。
虽然该公开内容结合当前认可的实践形式来描述，会理解，该公开内容不限于所公开的形式，但相反地，旨在覆盖包括在本公开内容的精神和范围内的各种更改和对等布置。
该公开内容的描述在本质上仅为示例性的，并且因而，不背离该公开内容的本质的改变旨在仍在该公开内容的范围内。此类改变不被认为是从该公开内容的精神和范围的背离。

Claims (14)

1.一种用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，所述方法包括：
针对流经发动机的冷却剂入口的冷却剂选择参考入口温度；
通过基于所述参考入口温度控制冷却剂控制阀单元的开启比率,以连续控制流经散热器的冷却剂和流经所述冷却剂控制阀单元的冷却剂；
感测流经所述发动机的所述冷却剂入口的所述冷却剂的实际入口温度；
感测流经所述发动机的冷却剂出口的冷却剂的实际出口温度；
计算所述实际入口温度和所述实际出口温度之间的差值；以及，
根据所述差值改变所述参考入口温度，以及控制所述冷却剂控制阀单元的开启量以跟随变化的所述参考入口温度。
2.根据权利要求1所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，其中，
基于流经所述发动机的所述冷却剂出口的所述冷却剂的所述实际出口温度，选择所述参考入口温度。
3.根据权利要求1所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，其中，
所述冷却剂控制阀单元将从所述发动机的所述冷却剂出口排出的冷却剂供应至所述散热器和通过绕过所述散热器而供应至所述发动机的所述冷却剂入口其中之一，以及
所述冷却剂控制阀单元根据所述冷却剂控制阀单元的所述开启比率，分别控制供应至所述散热器和所述发动机的所述冷却剂入口的所述冷却剂。
4.根据权利要求3所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，其中，
当所述实际入口温度和所述实际出口温度之间的差值增大时，所述参考入口温度的校正值增大。
5.根据权利要求3所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，其中，
当所述参考入口温度降低时，所述冷却剂控制阀单元增大供应至所述散热器的所述冷却剂的量。
6.根据权利要求4所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，其中，
当所述实际入口温度和所述实际出口温度之间的所述差值增大时，所述参考入口温度降低。
7.根据权利要求1所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，其中，
所述实际入口温度和所述实际出口温度分别由第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器感测。
8.根据权利要求1所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的方法，其中，
所述冷却剂通过冷却剂泵被泵送至所述发动机的所述冷却剂入口。
9.一种用于控制发动机内的冷却剂循环的***，所述***包括：
发动机，被配置为通过燃烧过程生成扭矩，所述发动机被配置用于使冷却剂供应至其冷却剂入口以及使所述冷却剂从其冷却剂出口排出；
第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器，分别安装于所述冷却剂入口和所述冷却剂出口，以分别感测所述冷却剂的第一温度和第二温度；
散热器，安装于所述发动机一侧以消散所述冷却剂的热量；
冷却剂控制阀单元，安装于所述冷却剂出口以将从所述发动机排出的冷却剂分配至所述散热器和通过绕过所述散热器而分配至所述冷却剂入口的至少其中之一；以及
控制器，分别通过所述第一冷却剂温度传感器和所述第二冷却剂温度传感器感测所述冷却剂的所述第一温度和所述第二温度、控制所述冷却剂控制阀单元、针对流经所述冷却剂入口的冷却剂选择参考入口温度、基于所述参考入口温度控制所述冷却剂控制阀单元的开启比率、感测流经所述冷却剂入口的所述冷却剂的实际入口温度、感测流经所述冷却剂出口的所述冷却剂的实际出口温度、计算所述实际入口温度和所述实际出口温度之间的差值以及根据所述差值改变所述参考入口温度。
10.根据权利要求9所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的***，其中，
基于流经所述发动机的所述冷却剂出口的所述冷却剂的所述实际出口温度，选择所述参考入口温度。
11.根据权利要求9所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的***，其中，
当所述实际入口温度和所述实际出口温度之间的所述差值增大时，所述参考入口温度的校正值增大。
12.根据权利要求11所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的***，其中，
当所述参考入口温度降低时，所述冷却剂控制阀单元增大供应至所述散热器的所述冷却剂的量。
13.根据权利要求12所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的***，其中，
当所述实际入口温度和所述实际出口温度之间的所述差值增大时，所述参考入口温度降低。
14.根据权利要求9所述的用于控制发动机内的冷却剂循环的***，进一步包括：
冷却剂泵，放置于所述发动机的所述冷却剂入口以泵送所述冷却剂至所述冷却剂入口。
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