CN1598262A - 车辆发动机冷却***控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种对应发动机的负荷条件可最优选地控制冷却水温，并防止热冲击和冷却状态检测的不稳定性的车辆发动机冷却***控制装置和方法，为了达到所述目的，本发明的一种车辆发动机冷却***控制装置，该冷却***可使由水泵泵出的冷却水顺次地通过发动机和散热器并循环使发动机冷却，其特征在于，它包括：调节通过所述散热器循环的冷却水量的电子阀装置；检测通过发动机的冷却水的温度的温度检测部分；和根据从所述温度检测部分检测的冷却水温和目标设定温度控制所述电子阀装置的阀的开闭量的控制部分。

Description

车辆发动机冷却***控制装置和方法
技术领域
本发明涉及车辆发动机冷却***控制装置和方法，更详细地说，涉及在最适宜地控制冷却水温的同时可防止冷却***热冲击的车辆发动机冷却***控制装置和方法。
背景技术
一般，车辆用水冷式冷却***，发动机的冷却水是经由水泵压出顺次经过发动机的汽缸体和汽缸头，并吸收发动机的热，再通过汽缸头的出口排出，经由加热器或散热器放出热后，再经过通过水泵流入发动机的汽缸体的循环过程进行冷却作用。另外，在发动机的出口上具有对应冷却水温进行开闭动作切换冷却水的循环路径的恒温器。
然而，所述这样构成的现有的冷却***，不论发动机的负荷条件如何都以一定的温度作为基点切换冷却水的循环路径，利用恒温器的机械特性决定的急剧开放，使冷却水温在一定的时间内下降，但不能将冷却水温在最优选的温度下控制为一定，因此在发动机冷却***中不但产生热冲击，而且车辆自身诊断用的OBD(车上诊断)的冷却状态的检测也产生不稳定性的问题。
发明内容
本发明的目的是要提供一种根据发动机的负荷条件可以最优选地控制冷却水温，防止热冲击和冷却状态检测的不稳定性的车辆发动机冷却***控制装置和方法。
为了达到所述目的本发明的一种车辆发动机冷却***控制装置，在由水泵泵出的冷却水顺次地通过发动机和散热器并循环使发动机冷却的车辆的发动机冷却***中，其特征在于，它包括：
调节通过所述散热器循环的冷却水量的电子阀装置；
检测通过发动机的冷却水的温度的温度检测部分；和
根据所述温度检测部分检测的冷却水温和目标设定温度，控制所述电子阀装置的阀的开闭量的控制部分。
为了达到所述目的，本发明的一种车辆发动机冷却***的控制方法该控制方法，可使由水泵泵出的冷却水顺次地通过发动机和散热器，并循环使发动机冷却，其特征在于，它包括：
利用发动机的节流阀位置和发动机旋转数判断运转负荷的步骤；
根据所述运转负荷决定设定温度的设定温度决定步骤；
将所述决定的设定温度和冷却水温比较的步骤；和
根据所述温度比较结果控制阀装置的阀开闭量调节循环的冷却水量的步骤。
附图说明
图1为本发明的优选实施例的车辆发动机冷却***的概略图；
图2为用于说明图1所示的控制部分的动作过程的流程图。
符号说明：1水泵；2发动机；3加热器芯子；4散热器；5冷却风扇装置；6出口温度计；10阀；11电动机；12电动机驱动部分；20控制部分。
具体实施方式
以下，根据附图来详细说明本发明的实施例。
图1为本发明的优选实施例的车辆发动机冷却***的概略图。参照该附图可以看出，本发明的车辆发动机冷却***由第一循环路径和第二个循环路径构成，第一循环路径是：发动机的冷却水由水泵1泵出通过发动机2的汽缸体和汽缸头吸收发动机的热，然后在通过加热器芯子3并使车辆温暖后，再次流入水泵1；第二个循环路径是：发动机的冷却水由水泵1泵出通过发动机2的汽缸体和汽缸头吸收发动机的热，然后经过散热器4放出热以后，再通过水泵1流入发动机2的汽缸体，经由如此的循环过程对发动机进行冷却。
这时，第一循环路径中经常有冷却水流动，但由于循环的冷却水量非常小所以对于冷却水温的影响非常小。另一方面，利用电子阀10、11、12可调节通过第二个循环路径流动的冷却水量。
在散热器4上具有冷却风扇装置5，当冷却水温越过一定温度时工作通过送出空气提高散热器4的热交换性能。另外，还具有出口温度计6，可检测发动机2的出口的冷却水温输出温度检测信号。
与此同时，还具有控制电子阀装置10、11、12的控制部分20，电子阀装置包含阀10、电动机11和电动机驱动部分12。
阀10是根据所施加的动力，调节开闭量形式的阀，电动机11产生动力，提供给阀10。
例如，当不要用所述电动机检测旋转位置时，可以使用根据输入信号，转子移动至正确位置的步进电动机。
电动机驱动部分12，与从控制部分20所施加的信号相适应，将电源施加在电动机11上，驱动电动机。
控制部分20，根据从发动机2的节流阀位置传感器(图中没有示出)和发动机旋转数传感器(图中没有示出)输入的节流阀位置检测值和发动机旋转数检测值，判断发动机2的运转负荷。另外，再根据从出口温度计6输入的温度检测信号，判断发动机2的出口侧的冷却水温。
控制部分20，根据所判断的运转负荷和发动机2的出口冷却水温决定冷却水的循环路径和阀的开闭量，对应于此，产生开闭阀10的控制信号并施加在电动机驱动部分12上。
例如，从控制部分20产生的控制信号也可以为脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation；“PWM”)。
下面，参照附图来说明所述结构的本发明的工作过程。
首先，控制部分20计算从发动机2的节流阀位置传感器(图中没有示出)和发动机旋转数传感器(图中没有示出)输入的节流阀位置检测值和发动机旋转数检测值求出发动机2的运转负荷值S10；判断当前发动机2的运转负荷是否为预先设定的全负荷运转状态或是预先设定的中负荷运转状态S20。
如果在步骤S20中的判断结果为全负荷运转状态，则控制部分20决定目标温度为第一设定温度T1(例如，大约90℃)，根据从出口温度计6输入的信号检测出当前发动机2的出口侧的冷却水温，将当前冷却水温与第一设定温度T1比较S30。
如果在所述步骤S20中的比较结果为当前冷却水温在第一设定温度T1以下，则为由于冷却水温较低不需要冷却水循环的状态，控制部分20维持阀10的关闭状态同时维持冷却风扇装置5在断开状态S40。
如果所述步骤S30中的比较结果是当前冷却水温比第一设定温度T1高，则控制部分20产生一个使阀10打开预先设定的阀开闭量A的控制信号施加到电动机驱动部分12上，同时以低速驱动冷却风扇装置5S50，进行至下述的阀开闭量的PI控制步骤S80。
根据从控制部分20发出的控制信号电动机驱动部分12使电动机11工作，这样阀10打开一个开闭量A，阀10的打开发动机的冷却水从水泵1中压出并顺次地经过发动机2的汽缸体和汽缸头吸收发动机的热，再通过汽缸头的出口排出经过散热器4放出热后，再次通过水泵1流入发动机2的汽缸体，经过这个循环过程冷却***可起冷却作用。
作为参考，阀开闭量A设定为循环的冷却水量比后述阀的开闭量B小的值。
另一方面，如果步骤S20中的判断结果是发动机的运转负荷状态不是全负荷运转状态，而是中负荷运转状态，则控制部分20决定目标温度为第二个设定温度T2(例如，大约110℃)，根据从出口温度计6输入的信号检测出当前发动机2的出口侧的冷却水温，将当前的冷却水温与第二个设定温度T2比较。
如果在步骤S60中的比较结果是当前发动机2的出口温度在第二设定温度T2以下，为冷却水温较低不需要冷却水循环的状态，则控制部分20维持阀10的关闭状态同时进行至维持冷却风扇装置5的断开状态的步骤S40。
如果在步骤S60中的比较结果是当前的发动机2的出口温度比第二个设定T2高，则控制部分20产生阀10打开一个预先设定的阀开闭量B的控制信号施加在电动机驱动部分12上，同时以低速度驱动冷却风扇装置5(S70)，进行至下述的阀开闭量的PI控制步骤S80。
根据从控制部分20发出的控制信号电动机驱动部分12使电动机11工作，这样阀10打开一个开闭量B，阀10的打开，发动机的冷却水被水泵1压出顺次经过发动机2的汽缸体和汽缸头吸收发动机的热，再通过汽缸头的出口排出，经过散热器4放出热后，再次通过水泵1，流入发动机2的汽缸体中。冷却***经过这样的循环过程，可起冷却作用。
作为参考，阀开闭量B设定为循环的冷却水量比上面说明的阀开闭量A大的值。
其次，控制部分20将当前的发动机2的温度和已决定的设定温度(T1或T2)作为输入参数通过比例积分控制(PI控制)，细密地增减阀10的开闭量，可以使冷却水温与作为目标的设定温度(T1或T2)最优选地保持一致S80。
与此同时，控制部分20将当前的冷却水温与已决定的设定温度(T1或T2)上加上已设定的温度加权值(例如，30℃左右)的值进行比较S90。
如果，在步骤S90中的比较结果是，当前的冷却水温比在已决定的设定温度(T1或T2)上加上温度加权值的值大，则由于当前的冷却水温相当高需要更强的冷却性能，控制部分20通过高速转动冷却风扇装置5来增大散热器4的热交换性能S100。
如果步骤S90中的比较结果是，当前的冷却水温比在已决定的设定温度(T1或T2)上加上温度加权值的值小，则控制部分20将当前的冷却水温再次与第一温度T1比较S110。
如果，在步骤S110中的比较结果是当前的冷却水温在第一设定温度T1以上，则控制部分20回至阀开闭量PI控制步骤S80的反面，如果当前的冷却水温比第一设定温度T1小返回至判断运转负荷的步骤S10。
如上所述，本发明是以特定的实施例作为例子说明的但本发明不仅限于该实施例。本领域技术人员可容易地对本发明进行多种变形和修改，这些变形或修改都只利用本发明的特征，因此希望包含在本发明的范围内。
如上所述，本发明可对应发动机的运转负荷条件和温度细密地调节冷却水量，由此可与发动机的负荷条件相对应最优选地控制冷却水温，可达到防止热冲击和冷却状态检测的不稳定性的效果。

Claims (8)

1.一种车辆发动机冷却***控制装置，该冷却***可使由水泵泵出的冷却水顺次地通过发动机和散热器并循环使发动机冷却，其特征在于，它包括：
调节通过所述散热器循环的冷却水量的电子阀装置；
检测通过发动机的冷却水的温度的温度检测部分；和
根据从所述温度检测部分检测的冷却水温和目标设定温度控制所述电子阀装置的阀的开闭量的控制部分。
2.如权利要求1所述的车辆发动机冷却***控制装置，其特征在于，所述电子阀装置包括：
调节开闭量以便调节通过所述散热器循环的冷却水量的阀；
将动力传递至所述阀使阀动作的电动机；和
根据从所述控制部分发出的控制信号将电源施加在所述电动机上的电动机驱动部分。
3.如权利要求1所述的车辆发动机冷却***的控制装置，其特征在于，它还包括：
检测发动机的节流阀位置的节流阀位置传感器；和检测发动机旋转数的旋转数传感器，
所述控制部分，还进行利用通过所述节流阀位置传感器检测的节流阀位置和通过所述发动机旋转数传感器检测的发动机旋转数，判断发动机的负荷状态，再根据判断的发动机负荷状态决定目标设定温度的控制动作。
4.如权利要求1所述的车辆发动机冷却***控制装置，其特征在于，它还具有：用于冷却所述散热器的冷却风扇装置，所述控制部分根据所述冷却水温驱动所述冷却风扇装置，同时进行调节速度的控制。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的车辆发动机冷却***控制装置，其特征在于，所述控制部分通过以发动机的温度和目标设定温度作为输入参数的比例积分控制，控制和决定阀的开闭量。
6.一种车辆发动机冷却***的控制方法，可使由水泵泵出的冷却水顺次地通过发动机和散热器并循环使发动机冷却，其特征在于，包括：
利用发动机的节流阀位置和发动机旋转数判断运转负荷的步骤；
根据所述运转负荷决定设定温度的设定温度决定步骤；
比较所述决定的设定温度和冷却水温的步骤；和
根据所述温度比较结果控制阀装置的阀开闭量来调节循环的冷却水量的步骤。
7.如权利要求6所述的车辆发动机冷却***的控制方法，其特征在于，所述阀装置的阀开闭量，通过以发动机温度和所述决定的设定温度作为输入参数的比例积分控制来实现。
8.如权利要求6所述的车辆发动机冷却***的控制方法，还包含：
驱动冷却散热器的冷却风扇，并调节其速度的冷却风扇速度调节步骤；
在所述冷却风扇速度调节步骤中，根据将所述设定温度决定步骤所决定的设定温度与预先设定的加权值相加后的值与发动机的当前温度比较的值，来调节所述冷却风扇的速度。
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