專利名稱：發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法及預(yù)熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機領(lǐng)域，特別是涉及發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法及預(yù)熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)動機不恰當(dāng)?shù)乩鋯訉Πl(fā)動機油耗、性能、壽命及環(huán)境都有很大的危害，主要體現(xiàn)在以下幾點:1)發(fā)動機機體、各部件溫度低，油氣混合氣中部分燃油粘在歧管、進氣道上，需要多噴油進行補償，增加了發(fā)動機油耗。2)低溫啟動機油溫度低，粘度大，增加起動阻力矩，對起動機、電池要求更苛刻；同時各運動副之間得不到及時有效的潤滑，加劇磨損，降低壽命。3)加速氣缸壁磨損，降低壽命；磨掉的金屬屑會掉入油底殼中,縮短機油更換周期；且燃燒室容易發(fā)生漏氣。4)進氣、燃油溫度低，霧化效果差，燃燒不充分甚至熄火，導(dǎo)致碳氫化合物(HC)排放高。現(xiàn)有的汽車發(fā)動機一般是通過設(shè)置預(yù)熱裝置來加熱汽車發(fā)動機的冷卻液或機油，實現(xiàn)冷啟動；然而現(xiàn)有的發(fā)動機預(yù)熱零部件數(shù)目多，設(shè)計繁瑣復(fù)雜，溫度也不易控制且冷啟動耗時長，這樣既增加了機械損失也增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種新的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法及預(yù)熱系統(tǒng)。本發(fā)明的預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，加熱效率高。在預(yù)熱過程中考慮了機油的升溫速率的快慢，設(shè)計更加合理。按照本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法，包括:實時監(jiān)測汽車發(fā)動機外部工作環(huán)境溫度，并將所述外部工作環(huán)境溫度與較低預(yù)設(shè)溫度值和較高預(yù)熱溫度值進行比較；若所述外部工作環(huán)境溫度大于所述較高預(yù)設(shè)溫度值，直接啟動發(fā)動機；若所述外部工作環(huán)境溫度小于等于較高預(yù)熱溫度值且大于較低預(yù)設(shè)溫度值，對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機；若所述外部工作環(huán)境溫度小于等于所述較低預(yù)設(shè)溫度值，對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱第一預(yù)定時間，并判斷加熱后的機油溫度是否大于等于機油預(yù)期值，是則啟動發(fā)動機，否則對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機。由于機油和冷卻液升溫速率慢，考慮到加熱效率，優(yōu)選所述第一預(yù)定時間大于所述第二預(yù)定時間。在一種實施方式中，可以采用電磁感應(yīng)裝置對發(fā)動機機油、發(fā)動機冷卻液、發(fā)動機進氣以及發(fā)動機燃油加熱?？梢赃x取汽車電瓶作為電磁感應(yīng)裝置的電源。在一種實施方式中，上述預(yù)熱方法還可以包括:實時監(jiān)測汽車電瓶剩余電量，當(dāng)所述電瓶剩余電量等于啟動發(fā)動機的最低電量時，停止對所述電磁感應(yīng)裝置供電。按照本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)，包括環(huán)境溫度監(jiān)測單元，用于實時監(jiān)測汽車發(fā)動機外部工作環(huán)境溫度信息；
第一加熱單元，用于對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱；第二加熱單元，用于對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱；以及判定及執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述環(huán)境溫度信息判定啟動發(fā)動機、第一加熱單元或第二加熱單元。在一種實施方式中，所述判定及執(zhí)行單元可以包括:判定模塊，用于將所述外部工作環(huán)境溫度與較低預(yù)設(shè)溫度值和較高預(yù)熱溫度值進行比較；第一執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述外部工作環(huán)境溫度大于所述較高預(yù)設(shè)溫度值時，直接啟動發(fā)動機；第二執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述外部工作環(huán)境溫度小于等于較高預(yù)熱溫度值且大于較低預(yù)設(shè)溫度值時，先啟動第二加熱單元對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機；第三執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述外部工作環(huán)境溫度小于等于所述較低預(yù)設(shè)溫度值時，啟動第一加熱單元對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱第一預(yù)定時間，并判斷加熱后的機油溫度是否大于等于機油預(yù)期值，是則啟動發(fā)動機，否則啟動第二加熱單元對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機。優(yōu)選地，上述預(yù)熱系統(tǒng)還可以包括檢測機油溫度的溫度傳感器。在一種實施方式中，所述加熱單元可以采用電磁感應(yīng)方式加熱，并由汽車電瓶提供電源。優(yōu)選地，上述預(yù)熱系統(tǒng)也還可以包括電量監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測汽車電瓶剩余電量，當(dāng)所述電瓶剩余電量等于啟動發(fā)動機的最低電量時，停止對所述加熱單元供電。本發(fā)明實施例至少存在以下技術(shù)效果:相對現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)熱方案，本發(fā)明有以下優(yōu)點:I)本發(fā)明在發(fā)動機啟動前，通過電磁感應(yīng)在金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流熱來加熱發(fā)動機內(nèi)的機油、冷卻液。整套加熱系統(tǒng)采取閉環(huán)控制。具有加熱速度快，加熱效率高且安全的特點。通過精確控溫，可以避免資源浪費或是加熱不足。2)可以根據(jù)實況信息選擇需要加熱部位及加熱程度。還可以在發(fā)動機啟動前，對進油和進氣進行初步預(yù)熱以實現(xiàn)更好的霧化效果。3)駕駛員可以根據(jù)個人意愿選擇常規(guī)冷啟動或是預(yù)加熱冷啟動以及預(yù)加熱的時間。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對具體實施例進行詳細描述。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)包括環(huán)境溫度監(jiān)測單元1，第一加熱單元301，第二加熱單元302和判定及執(zhí)行單元2。環(huán)境溫度監(jiān)測單元I用于實時監(jiān)測汽車發(fā)動機外部工作環(huán)境溫度信息。第一加熱單元301用于對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱。第二加熱單元302用于對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱。判定及執(zhí)行單元2用于根據(jù)環(huán)境溫度信息判定啟動發(fā)動機4，第一加熱單元301或第二加熱單元302。判定及執(zhí)行單元2可以包括判定模塊201，第一執(zhí)行模塊202、第二執(zhí)行模塊203以及第三執(zhí)行模塊204。判定模塊用于將外部工作環(huán)境溫度與較低預(yù)設(shè)溫度值和較高預(yù)熱溫度值進行比較。第一執(zhí)行模塊202用于當(dāng)外部工作環(huán)境溫度大于較高預(yù)設(shè)溫度值時，直接啟動發(fā)動機4。第二執(zhí)行模塊203用于當(dāng)外部工作環(huán)境溫度小于等于較高預(yù)熱溫度值且大于較低預(yù)設(shè)溫度值時，先啟動第二加熱單元302對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機4。第三執(zhí)行模塊用于當(dāng)外部工作環(huán)境溫度小于等于較低預(yù)設(shè)溫度值時，啟動第一加熱單元301對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱第一預(yù)定時間，并判斷加熱后的機油溫度是否大于等于機油預(yù)期值，是則啟動發(fā)動機4，否則啟動第二加熱單元302對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機4。在未示出的實施例中，本發(fā)明還可以包括檢測機油溫度的溫度傳感器。本發(fā)明中，加熱單元可以采用電磁感應(yīng)方式加熱，可以由汽車電瓶提供電源。通過電磁感應(yīng)在金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流熱作為加熱的熱源。電磁感應(yīng)加熱不會產(chǎn)生明火或是漏電，更加安全，并且導(dǎo)體經(jīng)高頻電磁發(fā)熱，熱量聚焦在導(dǎo)體內(nèi)部，無需附加高溫保護。用于加熱發(fā)動機機油的熱源可以布置在發(fā)動機油泵中，也可以設(shè)置在發(fā)動機的油底殼內(nèi)的吸油盤上。用于加熱冷卻液的熱源可以設(shè)置在水泵或儲液罐中。用于加熱燃油和進氣的熱源可以布置在發(fā)動機燃油供給油路上和發(fā)動機進氣氣道上。通過這樣布置加熱單元，能夠?qū)崿F(xiàn)直接對機油等進行加熱，可以使被加熱物體如機油、冷卻液等達到更好的加熱效果。且線路簡單，只需用導(dǎo)線將加熱單元與汽車電瓶連接即可，易于布置。在未示出的實施例中，本發(fā)明還可以包括電量監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測汽車電瓶剩余電量，當(dāng)電瓶剩余電量等于啟動發(fā)動機的最低電量時，停止對加熱單元供電，自動轉(zhuǎn)換至常規(guī)冷啟動模式。在其他的未示出的實施例中，判定及執(zhí)行單元2中的判定模塊201、第一執(zhí)行模塊202、第二執(zhí)行模塊203、第三執(zhí)行模塊204以及電量監(jiān)測模塊都集成到ECU中。較低預(yù)設(shè)溫度、較高預(yù)設(shè)溫度、機油預(yù)期值、第一預(yù)定時間以及第二預(yù)定時間都可以預(yù)先設(shè)置在E⑶中，由ECU統(tǒng)一進行控制。各加熱單元工作時間以及工作功率完全受控，只需根據(jù)實況信息提取相應(yīng)的發(fā)動機MAP圖即可。對于上述的預(yù)先設(shè)定的較低預(yù)定溫度和較高預(yù)定溫度的溫度值，可以根據(jù)實際情況如地區(qū)環(huán)境、具體車況、用戶需要等對該溫度值進行靈活設(shè)置。一般情況下，當(dāng)外界環(huán)境溫度在零下40°C時，把機油加熱到10°C，甚至是加熱到(TC的時間都會很長，用戶很可能主觀方面不愿意或是客觀方面不允許等待太長時間。像現(xiàn)有技術(shù)中的要等待加熱到預(yù)設(shè)溫度才啟動發(fā)動機的預(yù)熱方式，就顯得不是很有實用價值。這是由于一旦開啟預(yù)加熱系統(tǒng)，在沒有達到預(yù)設(shè)溫度之前，用戶個人很難清楚判斷還需加熱多久才能達到預(yù)設(shè)溫度。再加上現(xiàn)有技術(shù)中采取的加熱方式加熱效率低，如果在加熱較長時間后還是沒有達到預(yù)設(shè)溫度，用戶焦急地等待了很長時間但并沒有達到預(yù)定的預(yù)熱效果，由于白白浪費了很長時間，用戶很可能以后就不會選擇在冷啟動之前進行預(yù)加熱?；蛘哂脩糇约喊磦€人意愿選擇開啟預(yù)加熱系統(tǒng)，在不能繼續(xù)等待的情況下手動停止加熱，再手動啟動發(fā)動機。這樣的設(shè)計不是很合理，對于用戶而言還是很不方便的。本發(fā)明的預(yù)熱系統(tǒng)在預(yù)熱過程中考慮了機油的升溫速率，如果在加熱第一預(yù)定時間后機油升溫很慢，就可以停止加熱機油。用戶可以根據(jù)自己能夠等待的時間來設(shè)定機油的預(yù)加熱時間(即第一預(yù)定時間)，在該時間內(nèi)，如果還不能加熱到預(yù)設(shè)溫度，由于機油的升溫速率很慢，且已經(jīng)沒有充足的時間再繼續(xù)等待，可以停止對機油加熱。再在較短的時間內(nèi)(第二預(yù)定時間)對燃油和進氣加熱，使發(fā)動機燃燒充分，盡量減少冷啟動帶來的一些不利影響。由此可見，本發(fā)明的設(shè)計更加合理以及富有人性化。圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法流程圖。如圖2所示的實施例中，整車通電后，環(huán)境溫度監(jiān)控模塊I執(zhí)行步驟501，實時監(jiān)測外部工作環(huán)境溫度，并將監(jiān)測的溫度信息傳遞給判定及執(zhí)行單元2。判定及執(zhí)行單元2執(zhí)行步驟502，判斷外部工作環(huán)境溫度是否大于較低預(yù)設(shè)溫度值。若步驟502判斷外部環(huán)境溫度大較低預(yù)設(shè)溫度，執(zhí)行步驟503。在步驟503中，判定及執(zhí)行單元2繼續(xù)判斷外部工作環(huán)境溫度是否大于較高預(yù)熱溫度，若是執(zhí)行步驟507，啟動發(fā)動機；若否，執(zhí)行步驟504，啟動第二加熱單元302對發(fā)動機進氣和燃油進行加熱，并在加熱第二預(yù)定時間后執(zhí)行步驟507，啟動發(fā)動機。若在步驟503中，判斷外部環(huán)境溫度小于等于較低預(yù)設(shè)溫度，則執(zhí)行步驟505，啟動第一加熱單元301對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液進行加熱，并在加熱第一預(yù)定時間后執(zhí)行步驟506。在步驟506中，根據(jù)機油溫度判斷是否在第一預(yù)定時間內(nèi)將機油加熱至機油預(yù)期值。若是，執(zhí)行步驟507，啟動發(fā)動機；若否，執(zhí)行步驟504，啟動第二加熱單元302對發(fā)動機進氣和燃油進行加熱，并在加熱第二預(yù)定時間后執(zhí)行步驟507，啟動發(fā)動機。在未示出的實施例中，也可以先執(zhí)行步驟503，即先判斷外部工作溫度是否大于較高預(yù)設(shè)溫度，若是，執(zhí)行步驟507啟動發(fā)動機，若否，再執(zhí)行步驟502，判斷外部工作溫度是否大于較低預(yù)設(shè)溫度。其余步驟相同或相似，在此不再贅述。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法，其特征在于，包括: 實時監(jiān)測汽車發(fā)動機外部工作環(huán)境溫度，并將所述外部工作環(huán)境溫度與較低預(yù)設(shè)溫度值和較高預(yù)熱溫度值進行比較； 若所述外部工作環(huán)境溫度大于所述較高預(yù)設(shè)溫度值，直接啟動發(fā)動機； 若所述外部工作環(huán)境溫度小于等于較高預(yù)熱溫度值且大于較低預(yù)設(shè)溫度值，對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機； 若所述外部工作環(huán)境溫度小于等于所述較低預(yù)設(shè)溫度值，對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱第一預(yù)定時間，并判斷加熱后的機油溫度是否大于等于機油預(yù)期值，是則啟動發(fā)動機，否則對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法，其特征在于，所述第一預(yù)定時間大于所述第二預(yù)定時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法，其特征在于，采用電磁感應(yīng)裝置對發(fā)動機機油、發(fā)動機冷卻液、發(fā)動機進氣以及發(fā)動機燃油加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法，其特征在于，汽車電瓶作為電磁感應(yīng)裝置的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法，其特征在于，還包括: 實時監(jiān)測汽車電瓶剩余電量，當(dāng)所述電瓶剩余電量等于啟動發(fā)動機的最低電量時，停止對所述電磁感應(yīng)裝置供電。
6.一種發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，包括 環(huán)境溫度監(jiān)測單元，用于實時監(jiān)測汽車發(fā)動機外部工作環(huán)境溫度信息； 第一加熱單元，用于對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱； 第二加熱單元，用于對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱；以及 判定及執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述環(huán)境溫度信息判定啟動發(fā)動機、第一加熱單元或第二加熱單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，所述判定及執(zhí)行單元包括: 判定模塊，用于將所述外部工作環(huán)境溫度與較低預(yù)設(shè)溫度值和較高預(yù)熱溫度值進行比較； 第一執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述外部工作環(huán)境溫度大于所述較高預(yù)設(shè)溫度值時，直接啟動發(fā)動機； 第二執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述外部工作環(huán)境溫度小于等于較高預(yù)熱溫度值且大于較低預(yù)設(shè)溫度值時，先啟動第二加熱單元對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機； 第三執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述外部工作環(huán)境溫度小于等于所述較低預(yù)設(shè)溫度值時，啟動第一加熱單元對發(fā)動機機 油和發(fā)動機冷卻液加熱第一預(yù)定時間，并判斷加熱后的機油溫度是否大于等于機油預(yù)期值，是則啟動發(fā)動機，否則啟動第二加熱單元對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括檢測機油溫度的溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱單元采用電磁感應(yīng)方式加熱，并由汽車電瓶提供電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機冷啟動預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括電量監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測汽車電瓶剩余電量，當(dāng)所述電瓶剩余電量等于啟動發(fā)動機的最低電量時，停止對所述加熱單元供 電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機冷啟動預(yù)熱方法及預(yù)熱系統(tǒng)。所述預(yù)熱系統(tǒng)包括實時監(jiān)測汽車發(fā)動機外部工作環(huán)境溫度，并將外部工作環(huán)境溫度與較低預(yù)設(shè)溫度值和較高預(yù)熱溫度值進行比較；若外部工作環(huán)境溫度大于所述較高預(yù)設(shè)溫度值，直接啟動發(fā)動機；若所述外部工作環(huán)境溫度小于等于較高預(yù)熱溫度值且大于較低預(yù)設(shè)溫度值，對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機；若外部工作環(huán)境溫度小于等于所述較低預(yù)設(shè)溫度值，對發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱第一預(yù)定時間，并判斷加熱后的機油溫度是否大于等于機油預(yù)期值，是則啟動發(fā)動機，否則對發(fā)動機進氣和發(fā)動機燃油加熱第二預(yù)定時間之后再啟動發(fā)動機。本發(fā)明的預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，加熱效率高。
文檔編號F02N19/04GK103147897SQ20131006215
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者蘇相楠, 由毅, 沈源, 劉巖, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司