CN112031917A - 一种发动机水温控制方法及发动机水温控制器 - Google Patents

一种发动机水温控制方法及发动机水温控制器 Download PDF

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张覃亚
陈雄
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Abstract

本发明公开了一种发动机水温控制方法及发动机水温控制器，涉及发动机热管理领域，该方法包括以下步骤：判断前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度。当达到第一上坡坡度时，判断前方上坡路程是否达到预设长度。当达到预设长度时，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。本发明中的发动机水温控制方法可以减少电控风扇消耗的发动机功率，并能避免触发发动机限扭减油，由此来改善司机驾驶体验，减少车辆百公里油耗。

Description

一种发动机水温控制方法及发动机水温控制器
技术领域
本发明涉及发动机热管理领域，具体涉及一种发动机水温控制方法及发动机水温控制器。
背景技术
目前发动机普遍的热管理策略是根据发动机当前的水温去控制风扇以及发动机的动作：当发动机水温低于设定的阈值时，比如当发动机水温低于95℃时，发动机正常工作、电控风扇无运转；水温刚开始高于95℃时，发动机仍正常工作，但是电控风扇开始运转，对发动机冷却水降温，且水温越高，电控风扇转速越快；直到发动机水温高于设定的另一个阈值比如105℃时，除了保持电控风扇高速运转外，电控***也开始减少发动机喷油量，至108℃时减少10％喷油量，109℃时减少50％喷油量，降低发动机负荷，以此防止冷却水温度过高，保护发动机安全。
现有发动机热管理策略根据发动机当前水温控制发动机以及电控风扇的动作，当发动机冷却水温高于95℃时，电控风扇开始运转，会消耗发动机功率，增加车辆油耗。当发动机水温高于105℃时，发动机限扭减油，由此会造成发动机动力输出急剧减小：一方面会让司机感觉车辆无力、车速下降，驾驶体验很差；另一方面发动机在低负荷区域运行，热效率降低会导致车辆百公里油耗增加。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面在于提供一种可以减少电控风扇消耗的发动机功率，并能避免触发发动机限扭减油的发动机水温控制方法。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种发动机水温控制方法，该方法包括以下步骤：
判断前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度；
当达到第一上坡坡度时，判断前方上坡路程是否达到预设长度；
当达到预设长度时，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。
一些实施例中，其特征在于，所述判断前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度，其包括：
获取车辆当前位置；
从导航地图信息中获取车辆当前位置前方第一距离后的道路坡度；
判断车辆当前位置前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度。
一些实施例中，所述当达到预设长度时，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度，还包括：
当达到预设长度时，获取车辆当前路段的道路坡度；
若当前路段为介于第一上坡坡度和第二下坡坡度之间时，利用发动机的主动输出提供驱动电控风扇的能量，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度；
若当前路段为介于第二下坡坡度和第三下坡坡度之间时，利用下坡的势能驱动发动机转动，以提供驱动电控风扇的能量，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。
一些实施例中，当达到第一上坡坡度时，判断前方上坡的水平路程是否达到第二距离。
一些实施例中，所述方法还包括：
在车辆上坡过程中，监控发动机水温，若发动机水温开始下降且低于第二温度时，将发动机水温的闭环控制目标恢复至第二温度。
一些实施例中，所述第一距离的范围为1000～1500m。
一些实施例中，所述第一上坡坡度的范围为40～60‰。
一些实施例中，所述第二下坡坡度的范围为30～40‰，所述第三下坡坡度的范围为80～100‰。
一些实施例中，所述第二距离的范围为5000～6000m。
本发明第二方面在于提供一种可以减少电控风扇消耗的发动机功率，并能避免触发发动机限扭减油的发动机水温控制器。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种发动机水温控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明中的发动机水温控制方法，其采用的方式是提前对发动机的水温进行冷却，而其触发条件有两个：一个是前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度，另一个是上坡路程是否达到预设长度。若两个条件均满足，则可以提前对发动机的水温进行冷却。从而一方面推迟了上坡时电控风扇开始运转的时间，减少了电控风扇消耗的发动机功率。另一方面，由于发动机初始水温较低，上坡过程中水温可能一直达不到设定的阈值温度(105℃)，尽可能地避免了发动机限扭减油，由此改善司机驾驶体验，并减少车辆百公里油耗。
附图说明
图1为本发明实施例中发动机水温控制方法的流程图；
图2为本发明实施例中步骤S1的流程图；
图3为本发明实施例中一种情形下的路况示意图；
图4为本发明实施例中另一种情形下的路况示意图；
图5为本发明实施例中发动机水温的控制示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1所示，本发明实施例提供一种发动机水温控制方法，该方法包括以下步骤：
S1.判断前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度。
作为一个较好地实施方式，本实施例中的第一距离的范围为1000～1500m，预设的第一上坡坡度的范围为40～60‰。其中，60‰指的是每行驶1000m，海拔上升60m，对于其他坡度范围值也是如此理解，故下文不在赘述。可以理解的是，第一距离和第一上坡坡度是可以根据车的性能灵活选择的。
S2.当达到第一上坡坡度时，判断前方上坡路程是否达到预设长度。
在本实施例中，前方上坡路程可以用水平路程来衡量，比如可以通过判断前方上坡的水平路程是否达到第二距离来实现。优选地，本实施例中的第二距离的范围为5000～6000m。
S3.当达到预设长度时，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。
作为一个较好地实施方式，本实施例中的第二温度的范围为95～105℃，第一温度的范围为80～90℃。可以理解的是，第二温度和第一温度的取值是可以需求灵活设定的，比如可以基于环境温度来进行选择。
在本实施例中，为了判断前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度，主要是根据高精度地图信息，解析车辆前方道路坡度变化来实现的。
具体而言，步骤S1包括以下步骤：
S11.获取车辆当前位置。
S12.从导航地图信息中获取车辆当前位置前方第一距离后的道路坡度。
S13.判断车辆当前位置前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度。
可以理解的是，若前方道路出现上坡，会造成发动机负荷增加，发动机的水温也会大幅升高，本实施例中采用的方式是提前对发动机的水温进行冷却，而其触发条件有两个：一个是前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度，另一个是上坡路程是否达到预设长度。若两个条件均满足，则可以提前对发动机的水温进行冷却。这样做的好处主要体现在两个方面：一方面推迟了上坡时电控风扇开始运转的时间，减少了电控风扇消耗的发动机功率；另一方面，由于发动机初始水温较低，上坡过程中水温可能一直达不到105℃，也就不会触发发动机限扭减油，由此改善司机驾驶体验，并减少车辆百公里油耗。
作为一个优选地实施方式，步骤S3中，当达到预设长度时，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度，还包括以下步骤：
当达到预设长度时，获取车辆当前路段的道路坡度。
若当前路段为介于第一上坡坡度和第二下坡坡度之间时，利用发动机的主动输出提供驱动电控风扇的能量，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。优选地，本实施例中的第二上坡坡度的范围为30～40‰。
若当前路段为介于第二下坡坡度和第三下坡坡度之间时，利用下坡的势能驱动发动机转动，以提供驱动电控风扇的能量，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。优选地，本实施例中的第三下坡坡度的范围为80～100‰。
值得说明的是，本实施例中的电控风扇，其与发动机曲轴之间通过电控离合器相连，它是由发动机驱动，但是是由电信号控制是否开始运转以及运转的转速的风扇。这样在发动机水温较低的时候电控风扇可以不转，减少功率消耗，并且可以准确控制发动机水温。此外，第二下坡坡度和第三下坡坡度均可根据高精度地图信息来确定。
下面通过参见图3和图4，来对上述两种情况作出具体说明：
参见图3所示，若前方l0(第一距离)处道路出现上坡坡度大于a(第一上坡坡度)且上坡距离(水平距离)大于l1(第二距离)的上坡，且当前路段为介于坡度a的上坡和坡度为b(第二下坡坡度)的下坡之间，可知此时已经满足对发动机水温进行冷却的两个触发条件。此时由发动机驱动车辆行驶，即利用发动机的主动输出提供驱动电控风扇的能量，来降低发动机水温。可以理解的是，在这种情形下，虽然电控风扇运转是需要消耗发动机功率的，其会增加油耗，但是采用这种做法可以降低上坡时发动机超温风险，减少发动机限扭，提高发动机动力性。
参见图4所示，若前方l0(第一距离)处道路出现上坡坡度大于a(第一上坡坡度)且上坡距离(水平距离)大于l1(第二距离)的上坡，且当前路段为坡度介于b(第二下坡坡度)和c(第三下坡坡度)之间的下坡，可知此时已经满足对发动机水温进行冷却的两个触发条件。此时车辆将会反拖发动机转动，即可利用下坡的势能驱动发动机转动，以提供驱动电控风扇的能量，来降低发动机水温。可以理解的是，在这种情形下，由于下坡过程中车辆反拖发动机转动，因此不会有燃油消耗，而且在发动机水温进行冷却后，车辆上坡时，由于水温较低，电控风扇运转时间推迟，减少了电控风扇功率消耗，达到节油的目的。另外，提前冷却发动机水温还降低了上坡时发动机超温风险，减少了发动机限扭，提高了发动机动力性。
参见图5所示，其描述了在整个行驶过程中发动机水温的情况，其中T1代表的是作为闭环控制目标的第二温度，也就是未满足触发条件时，发动机水温所需要控制的温度。T代表的是作为闭环控制目标的第一温度，也就是满足触发条件时，发动机水温所需要控制的温度。T2代表的是T的下限值。参见图5可知，当未满足触发条件时，此时实际水温和目标水温在最开始的水平段重合，发动机水温将尽量控制在T1，而满足触发条件后，需要将闭环控制目标从第二温度调整到第一温度，这个过程对应的是实际水温的第一个斜线段，因为水温下降需要一定的时间，故在图中呈现的是一斜线段。此后，随着爬坡过程中逐渐趋于稳定，负荷也会减小，发动机水温也会随之下降，若发动机水温下降到低于第二温度时(参见图5右上角实际水温和目标水温的交点)，此时便可以将发动机水温的闭环控制目标恢复至第二温度，然后再进行下一轮的判断过程。
此外，基于上述发动机水温控制方法，本发明还提供一种发动机水温控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述发动机水温控制方法的步骤。
综上所述，本发明中的发动机水温控制方法，其采用的方式是提前对发动机的水温进行冷却，而其触发条件有两个：一个是前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度，另一个是上坡路程是否达到预设长度。若两个条件均满足，则可以提前对发动机的水温进行冷却。从而一方面推迟了上坡时电控风扇开始运转的时间，减少了电控风扇消耗的发动机功率。另一方面，由于发动机初始水温较低，上坡过程中水温可能一直达不到设定的阈值温度(105℃)，尽可能地避免了发动机限扭减油，由此改善司机驾驶体验，并减少车辆百公里油耗。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机水温控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
判断前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度；
当达到第一上坡坡度时，判断前方上坡路程是否达到预设长度；
当达到预设长度时，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。
2.如权利要求1所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于，所述判断前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度，其包括：
获取车辆当前位置；
从导航地图信息中获取车辆当前位置前方第一距离后的道路坡度；
判断车辆当前位置前方第一距离后的道路坡度是否达到预设的第一上坡坡度。
3.如权利要求1所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于，所述当达到预设长度时，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度，还包括：
当达到预设长度时，获取车辆当前路段的道路坡度；
若当前路段为介于第一上坡坡度和第二下坡坡度之间时，利用发动机的主动输出提供驱动电控风扇的能量，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度；
若当前路段为介于第二下坡坡度和第三下坡坡度之间时，利用下坡的势能驱动发动机转动，以提供驱动电控风扇的能量，将发动机水温的闭环控制目标从第二温度降低至第一温度。
4.如权利要求1所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于：当达到第一上坡坡度时，判断前方上坡的水平路程是否达到第二距离。
5.如权利要求1所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在车辆上坡过程中，监控发动机水温，若发动机水温开始下降且低于第二温度时，将发动机水温的闭环控制目标恢复至第二温度。
6.如权利要求1所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于：所述第一距离的范围为1000～1500m。
7.如权利要求1所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于：所述第一上坡坡度的范围为40～60‰。
8.如权利要求3所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于：所述第二下坡坡度的范围为30～40‰，所述第三下坡坡度的范围为80～100‰。
9.如权利要求4所述的一种发动机水温控制方法，其特征在于：所述第二距离的范围为5000～6000m。
10.一种发动机水温控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。
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