一种发动机冷却系统及方法与流程

本发明涉及发动机冷却领域，特别涉及一种具有电子节温器的发动机冷却系统。

背景技术：

随着国家法规要求逐步加严，汽车技术的发展对排放、节能的要求也在不断提高。如何有效提升发动机热效率、降低发动机油耗及排放一直是汽车发动机技术研究的重难点。

汽车发动机冷却系统由水泵、气缸盖水套、散热器、节温器、冷却风扇及连接管路组成，如图1所示，其中水泵、节温器、冷却风扇三大部件出于活跃地位，它们可依据各种复杂的工况来调节自身的工作参数来满足各工况下冷却需求。目前国内汽车行业中水泵、冷却风扇已经普遍更换为电子部件，但是对于电子节温器的应用还比较少。为了使发动机冷却系统的电控化向前迈进，进而对冷却系统实现完全的电控化。

出于发动机安全性考虑，通常发动机冷却系统采用发动机进水调节，即在水泵进水口设置节温器。在此类发动机上直接更换上述电子节温器存在一定风险，例如水泵进水是经散热器冷却之后的冷却液，而发动机控制单元得到的冷却液温度信号是发动机出水处的冷却液温度，如果发动机控制单元依据发动机出水温度控制电子节温器的开度，则导致电子节温器开度过大，使得发动机工作温度较低，增加油耗，同时机械磨损增大，影响发动机寿命等

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发动机冷却系统及方法，解决了采用电子节温器代替传统节温器存在的问题，同时使得控制精度高、有效精准冷却系统温度，使得发动机处于最佳工作温度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种发动机冷却系统，包括发动机控制单元、水泵、散热器、出水口温度传感器，所述的出水口温度传感器设置在发动机出水口处用以采集出水温度；发动机出水口经管道连接散热器，所述的散热器与水泵连接，所述的水泵连接发动机进水口；在发动机进水口设置进水口温度传感器用于采集发动机进水口的进水温度；所述的出水口温度传感器、进水口温度传感器分别与发动机控制单元连接，所述的发动机控制单元根据出水口温度传感器、进水口温度传感器的温度控制电子节温器的开度。

所述的发动机控制单元获取发动机设定的目标水温与出水口温度传感器采集的水温数据的差值，并转换成电子节温器的目标开度值；发动机控制单元根据第二温度传感器采集的温度数据计算出电子节温器的实际开度；所述的发动机控制单元根据电子节温器的目标开度与实际开度的差值，计算电子节温器所需的加载电量并输出至电子节温器，发动机控制单元控制电子节温器的开度值由实际开度调节达到目标开度。

所述的第二温度传感器设置电子节温器何水泵之间的管路上用以采集发动机进水温度。

在发动机控制单元中预先标定的温度差值与电子节温器开度的对应关系以及控制电子节温器达到相应的开度差值与发动机所需输出电量信号的对应关系。

所述的发动机控制单元与传感器连接，用于实时获取发动机的运行参数和环境信息，通过预先标定的发动机运行参数、环境信息与目标水温的对应关系，通过是实话获取的发动机运行参数和环境新型得到目标水温。

该冷却系统还包括冷却风扇，所述的发动机控制单元与冷却风扇连接，用于控制冷却风扇的工作。

一种发动机冷却系统的冷却方法，其特征在于：所述的发动机控制单元获取发动机设定的目标水温与出水口温度传感器采集的水温数据的差值，并转换成电子节温器的目标开度值；发动机控制单元根据第二温度传感器采集的温度数据计算出电子节温器的实际开度；所述的发动机控制单元根据电子节温器的目标开度与实际开度的差值，计算电子节温器所需的加载电量并输出至电子节温器，发动机控制单元控制电子节温器的开度值由实际开度调节达到目标开度。

在发动机控制单元中预先标定的温度差值与电子节温器开度的对应关系以及控制电子节温器达到相应的开度差值与发动机所需输出电量信号的对应关系。

所述的发动机控制单元与传感器连接，用于实时获取发动机的运行参数和环境信息，通过预先标定的发动机运行参数、环境信息与目标水温的对应关系，通过是实话获取的发动机运行参数和环境新型得到目标水温。

本发明的优点在于：提供一种采用电子节温器的发动机冷却系统，可实现发动机始终工作在最佳工作温度，能有效调节冷却液系统温度又能降低机械磨损，还能更经济有效，达到降低汽车油耗及排放的最终目的，减少co和hc混合物及烟尘排放的目的。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明现有技术的发动机冷却系统；

图2为本发明发动机冷却系统原理图；

图3为本发明发动机冷却系统的控制方法原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

为了保证发动机在使用电子节温器的同时既能有效调节冷却液系统温度又能降低机械磨损，还能更经济有效，本发明将建立一种专门针对上述电子节温器的控制策略，由发动机控制单元通过不同的两路温度信号来计算电子节温器的目标开度及实际开度，调整电子节温器电子加热元件的加载电量，使电子节温器达到目标开度，从而调节发动机冷却系统温度，优化发动机工作状态，使发动机始终工作在最佳工作温度，以达到降低油耗及排放的目的。附加条件为：在发动机进水口增加一个温度传感器。发动机控制单元依据发动机冷却液系统进出水的温度差异调节电子节温器开度，同时控制水泵和冷去风扇的工作，进而将发动机工作温度控制在最佳工作温度。

具体如图2所示，一种发动机冷却系统，包括发动机控制单元、水泵、散热器、出水口温度传感器，出水口温度传感器设置在发动机出水口处用以采集出水温度；发动机出水口经管道连接散热器，散热器与水泵连接，水泵连接发动机进水口；在发动机进水口设置进水口温度传感器用于采集发动机进水口的进水温度；出水口温度传感器、进水口温度传感器分别与发动机控制单元连接，发动机控制单元根据出水口温度传感器、进水口温度传感器的温度控制电子节温器的开度。

发动机控制单元获取发动机设定的目标水温与出水口温度传感器采集的水温数据的差值，并转换成电子节温器的目标开度值；发动机控制单元根据第二温度传感器采集的温度数据计算出电子节温器的实际开度；所述的发动机控制单元根据电子节温器的目标开度与实际开度的差值，计算电子节温器所需的加载电量并输出至电子节温器，发动机控制单元控制电子节温器的开度值由实际开度调节达到目标开度。

第二温度传感器可设置电子节温器和水泵之间的管路上用以采集发动机进水温度。

在发动机控制单元中预先标定的温度差值与电子节温器开度的对应关系以及控制电子节温器达到相应的开度差值与发动机所需输出电量信号的对应关系。

发动机控制单元与传感器连接，用于实时获取发动机的运行参数和环境信息，通过预先标定的发动机运行参数、环境信息与目标水温的对应关系，通过是实话获取的发动机运行参数和环境新型得到目标水温。

该冷却系统还包括冷却风扇，发动机控制单元与冷却风扇连接，用于控制冷却风扇的工作。

一种发动机冷却系统的冷却方法，发动机控制单元获取发动机设定的目标水温与出水口温度传感器采集的水温数据的差值，并转换成电子节温器的目标开度值；

发动机控制单元根据第二温度传感器采集的温度数据计算出电子节温器的实际开度；

发动机控制单元根据电子节温器的目标开度与实际开度的差值，计算电子节温器所需的加载电量并输出至电子节温器，发动机控制单元控制电子节温器的开度值由实际开度调节达到目标开度。

在发动机控制单元中预先标定的温度差值与电子节温器开度的对应关系以及控制电子节温器达到相应的开度差值与发动机所需输出电量信号的对应关系。

发动机控制单元与传感器连接，用于实时获取发动机的运行参数和环境信息，通过预先标定的发动机运行参数、环境信息与目标水温的对应关系，通过是实话获取的发动机运行参数和环境新型得到目标水温。

发动机控制单元根据车辆各类传感器实时获取发动机运行参数及环境信息，设定目标水温，以发动机出水温度作为发动机实际工作温度，计算发动机实际工作温度与目标水温的差值，并转换为电子节温器的目标开度。同时发动机控制单元以发动机进水温度推算出电子节温器的实际开度。发动机控制单元根据电子节温器的目标开度与实际开度的差值，计算电子节温器所需的加载电量并输出电子节温器，电子节温器依据加载电量对电子加热元件进行加热，使电子节温器达到目标开度。

该控制系统包括涉及2路温度信号，由2个温度传感器提供，1个布置于发动机出水口，用于监测发动机出水温度，直接代表发动机实际工作温度；1个布置与发动机进水口，用于监测发动机进水温度，间接反映节温器开度。电子节温器为在传统蜡式节温器基础上增加电加热元件改制而成。保留了传统蜡式节温器基本功能，并在内部增加电加热元件使之可根据发动机控制单元输出加载电量主动开启节温器。在不通电的情况下，它就相当于机械式节温器，开启和关闭只受发动机冷却水温度控制，并具有时间延迟和迟滞两种非线性特征，即当水温达到出发温度后经过一段时间才能开启，而且统一开度的上升和下降过程对应的温度不同；在通电的情况下，根据发动机控制单元输出加载电量，节温器内部电加热元件作用使节温器能够主动、快速开启，可有效调节发动机冷却系统温度。

发动机控制单元根据车辆各类传感器实时获取发动机运行参数及环境信息，通过标定的方法获取发动机在各种不同工况下的最佳工作温度，即目标水温。

发动机控制单元通过发动机出水口温度传感器信号获取发动机实际工作温度。发动机控制单元根据发动机实际工作温度与目标水温的温度差值判断是否需要调整发动机冷却系统温度，并计算得出电子节温器的目标开度。

发动机控制单元根据发动机进水口温度传感器信号判定当前电子节温器实际开度。

发动机控制单元根据对比电子节温器的目标开度与当前电子节温器实际开度，判断是否需要对电子节温器开度进行调整，并计算得出需要调整电子节温器所需的加载电量。如果需要调整，则根据技术所得加载电量输出控制信号至电子节温器，电子节温器根据加载电量对电子加热元件进行加热，使电子节温器开度达到目标开度。

本发明技术方案通过发动机进出水两路温度信号的不同作用来控制电子节温器的开度，可有效控制发动机冷却系统温度，确保发动机始终在最适宜的温度状态下工作，达到降低油耗，减少co和hc混合物及烟尘排放的目的。据有关试验研究，在控制电子节温器的同时配合冷却风扇的使用，发动机油耗可降低5％。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。