[0044] 圖1為本發(fā)明中發(fā)動機冷卻系統(tǒng)結構示意圖。
[0045] 圖中;
[0046] 100-控制模塊 200-散熱器
[0047] 300-中冷器 400-水累
[0048] 500-風扇一 600-風扇二
[0049] 700-冷卻液管路 800-水箱
[0050] 900-發(fā)動機 910--ECU
[0051] 920-溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0052] 下面結合附圖對本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式作詳細的說明。
[0053] 如圖1所示,本發(fā)明中發(fā)動機冷卻系統(tǒng)包括控制模塊100、散熱器200、中冷器300、 水累400、風扇一 500、風扇二600和冷卻液管路700,發(fā)動機冷卻液出口與散熱器冷卻液進 口連通,散熱器與水累之間還設置有水箱800,所述中冷器設置在發(fā)動機進氣管路上,風扇 一和風扇二分別設置于散熱器和中冷器后端,用于冷卻散熱器和中冷器。水累、風扇一和風 扇二實現(xiàn)無級變速方式,從而受控制模塊控制時可W實現(xiàn)流量和風量實時調(diào)節(jié)。
[0化4] 發(fā)動機900通過ECU讀取發(fā)動機冷卻液溫度信號并發(fā)送至控制模塊,所述冷卻液 管路上的水箱出口處設置有冷卻液溫度傳感器920,所述冷卻液溫度傳感器一、二的輸出端 與控制模塊的輸入端連接,分別用于實時測量發(fā)動機冷卻液溫度和水箱出水溫度,控制模 塊還用于采集發(fā)動機機油溫度和水累流量。所述水累設置于發(fā)動機進口的冷卻液管路上, 用于實時調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻液流量,風扇一和風扇二分別設置于散熱器和中冷器后端,分別 用于冷卻散熱器和中冷器。本實施例中,整車可W采用電子水累或者水累驅動軸處增加電 磁離合器控制,使水累不再僅僅受制于發(fā)動機的齒輪傳動,甚至脫開與發(fā)動機曲軸的關系, 直接采用電子水累,實時有效的控制水累流量,尤其在最大扭矩點時,把水累的流量信號輸 入到控制模塊,使水累流量和風扇的散熱效能結合起來,最大限度地發(fā)揮冷卻系統(tǒng)的能力, 徹底解決在最大扭矩點時因水累流量較小給冷卻系統(tǒng)帶來的水溫、氣溫、油溫高的問題。
[0055] 本發(fā)明提供一種發(fā)動機冷卻系統(tǒng)控制方法,最大限度的節(jié)約冷卻系統(tǒng)所消耗的能 耗W達到降低整車燃料消耗量的目的。發(fā)動機的最佳工作水溫、氣溫、機油溫度范圍參數(shù)寫 入到控制模塊作為理想工作溫度,同時把水累的冷卻功率與帶走熱量的關系參數(shù)、電子風 扇一和風扇二的冷卻功率和能帶走熱量的參數(shù)輸入到控制模塊。
[0056] 首先,將發(fā)動機冷卻液理想工作溫度輸入到控制模塊中,控制模塊同時采集ECU 和冷卻液溫度傳感器的信號,實時接收發(fā)動機冷卻液溫度和水箱出水溫度,控制模塊根據(jù) 設置的信號和接收到的信號進行判斷,衡量調(diào)節(jié)水溫的幅度,控制水累和風扇一的流量,滿 足控制到理想工作溫度時能耗最低。
[0057] 然后,將發(fā)動機理想進氣溫度輸入到控制模塊中,控制模塊實時接收發(fā)動機進氣 溫度,控制模塊根據(jù)設置的信號和接收到的信號進行判斷,確定并控制風扇二的最優(yōu)轉速, 滿足控制到理想工作溫度時能耗最低。
[005引通過上述方式使得發(fā)動機的水溫、氣溫可W實時保持在最佳工作溫度范圍內(nèi),但 是發(fā)動機的可靠性還受到機油溫度的影響,機油溫度適合、各部件得到適度的潤滑,是發(fā)動 機可靠性的有效保證。
[0化9] 將發(fā)動機機油理想工作溫度信號輸入控制模塊,控制模塊實時接收發(fā)動機機油溫 度,由控制模塊判定是否需要調(diào)節(jié)水累流量,是增加還是減少,按照控制模塊判定的結果執(zhí) 行,從而使得發(fā)動機的機油溫度得到控制,發(fā)動機各個潤滑部件得到實時有效的潤滑,保持 發(fā)動機的最佳工作狀態(tài)。
[0060] 發(fā)動機的氣溫調(diào)節(jié)可W通過調(diào)節(jié)水累的流量也可W通過調(diào)節(jié)電子風扇的轉速來 實現(xiàn)。其中,調(diào)節(jié)水累流量,通過適度冷卻發(fā)動機,使得發(fā)動機氣溫得到控制,效果相對遲 緩,而通過調(diào)節(jié)風扇的轉速,可W迅速控制發(fā)動機氣溫在最佳工作溫度范圍,同理發(fā)動機的 機油溫度通過調(diào)節(jié)水累流量可W迅速有效的控制,達到消耗能源最小的目的。因此當控制 模塊接收到發(fā)動機機油溫度需要調(diào)節(jié)時,優(yōu)先激活水累流量調(diào)節(jié)信號,發(fā)動機氣溫需要調(diào) 節(jié)時,優(yōu)先激活電子風扇轉速調(diào)節(jié)信號。
[0061] 對于水溫受風扇和水累控制都比較明顯,控制模塊衡量調(diào)節(jié)水溫的幅度,控制水 累和風扇的流量,滿足控制到理想工作溫度時能耗最低,從而使得整個發(fā)動機在最佳工作 狀態(tài)時消耗能量最小,達到整車節(jié)約能耗的同時,延長發(fā)動機的可靠性。
[0062] 本發(fā)明發(fā)動機冷卻系統(tǒng)控制方法的具體步驟描述如下:
[0063] 所述控制方法包括如下步驟:
[0064] 1)控制模塊采集發(fā)動機冷卻液溫度和水箱出水溫度,并分別計算發(fā)動機冷卻液溫 度與發(fā)動機理想工作溫度之間的差值A TfW及水箱出水溫度與發(fā)動機理想工作溫度之間 的差值A L,公式如下:
[0065] ATf=IVT 水溫
[0066] AT,= T,-T*g
[0067] 其中為發(fā)動機冷卻液理想工作溫度,Tf為實時發(fā)動機冷卻液溫度,T ,為實時 水箱出水溫度;
[0068] 。判斷A Tf的大小,若A Tf《0時,則通過控制模塊降低水累的流量,若A Tf〉0 時,則執(zhí)行步驟3);
[0069] 扣判斷A T煎大小,若A T0時,則通過控制模塊降低風扇一的轉速,若A T,〉0 時,則執(zhí)行步驟4);
[0070] 4)控制模塊衡量調(diào)節(jié)水溫的幅度,控制水累流量和風扇一的轉速,滿足控制到理 想工作溫度時能耗最低。
[0071] 所述步驟4)具體為:
[0072] 在控制模塊中預先設置不同A Tf值對應的水累流量,通過將實時監(jiān)測獲得的A Tf 值與預先設定好的數(shù)值進行比較來確定并控制水累的實時流量V ;
[007引根據(jù)實時流量V計算風扇一實際需要的風量Vm,公式如下: 剛 y-i二%動…CV W
[0075] 其中Cl為冷卻液比熱容量,P為冷卻液密度,A tw為空氣流過散熱器后的溫度變 化量,Cp為空氣定壓比熱;
[0076] 控制模塊根據(jù)風量Vm確定并控制風扇一的最優(yōu)轉速。通過精確控制風扇轉速,降 低不必要的功率消耗。
[0077] 所述公式(1)的推導過程如下:
[0078] 首先要確定風扇需要帶走多少熱量,公式如下:
[0079] Q = Cim〇A T S
[0080] 其中Q為熱量J,Ci為冷卻液比熱容量J/化g,°C ),m。為熱傳遞介質質量,AT,為 水箱出水溫度與發(fā)動機理想工作溫度之間的差值;
[0081] 熱傳遞介質質量m。完全有水累控制,公式如下:
[0082] m〇二 P V
[0083] 其中P為冷卻液密度,V為冷卻液流量;
[0084] 從而 Q = Cim〇A T 曰二 C 1 P V A Ts;
[0085] 此處的Q為實時數(shù)值,即風扇需要帶走的熱量;
[0086] 根據(jù)公式;
[0087] Q = A t^i (3600 ? Vri ? Cp),
[00蝴其中A tw為空氣流過散熱器后的溫度變化量(°C ),V El為風扇一的風量(m 3/s), Cp為空氣定壓比熱(1. 0化J/kg ? °C );
[0089] 由于散熱器選定后,其熱交換率即固定不變,所WA tci為定值,因此:
[0090] Q = Cim〇A Ts= CiPvATs = AtRi (3600 ? Vri ? Cp)
[0091] 最終得出: 閨=3600A/"(:V
[0093] 從而通過水累的實時流量V值及水箱出水溫度控制風扇一的實時轉速。
[0094] 所述控制方法還包括發(fā)動機進氣溫度調(diào)節(jié)控制,具體方法為:
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