柴油機電控熱管理系統的製作方法
2023-06-02 21:43:21 4
柴油機電控熱管理系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種柴油機電控熱管理系統。該柴油機電控熱管理系統包括：ECU；轉速傳感器；油門位置傳感器；溫度傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的水箱進出水溫度，中冷器進出氣溫度和大氣溫度，並將該探測數據傳給ECU；壓力傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的中冷器進出氣壓力和大氣壓力，並將該探測數據傳給ECU；電控節溫器與ECU的輸出端連接，使其閥門開度實現電控控制；以及，電控風扇與ECU的輸出端連接，使其轉速實現電控控制。該柴油機電控熱管理系統隨著柴油機工況和環境狀態的變化，ECU自動調節冷卻系統節溫器，風扇的參數，水溫始終穩定在最佳目標溫度附近，達到精確控制水溫，延長柴油機壽命，降低柴油機的油耗和排放。
【專利說明】柴油機電控熱管理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及柴油機冷卻系統領域，特別涉及一種柴油機電控熱管理系統。
【背景技術】
[0002]柴油機冷卻系統主要由水泵，節溫器，風扇，散熱器等組成，柴油機冷卻系統現有技術方案是冷卻系統中的節溫器，風扇均為機械控制式結構，節溫器的感應元件是利用石蠟感知水溫，通過石蠟的熱脹冷縮原理控制節溫器閥門的開關及開度，風扇則是通過皮帶輪和皮帶由曲軸驅動，節溫器和風扇的性能參數在設計時就固定下來，不能根據柴油機的實際工況和環境狀態變化精確控制冷卻系統溫度，隨著柴油機工況和環境狀態的變化，常常造成柴油機冷卻溫度過高或過低，對柴油機的工作壽命、柴油機油耗和排放均造成不利的影響。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種結構簡單合理，通過電控策略的標定，使柴油機起動後水溫迅速上升至目標溫度附近，減少暖機時間，並且隨著柴油機工況和環境狀態的變化，ECU自動調節冷卻系統節溫器，風扇的參數，水溫始終穩定在最佳目標溫度附近，以達到精確控制水溫，延長柴油機壽命，降低柴油機的油耗和排放的柴油機電控熱管理系統。
[0004]為實現上述目的，本發明提供了柴油機電控熱管理系統，包括:E⑶；轉速傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的轉速，並將該探測數據傳給ECU ;油門位置傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的油門位置，並將該探測數據傳給ECU ;溫度傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的水箱進出水溫度，中冷器進出氣溫度和大氣溫度，並將該探測數據傳給ECU ;壓力傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的中冷器進出氣壓力和大氣壓力，並將該探測數據傳給ECU ；電控節溫器，與ECU的輸出端連接，使其閥門開度實現電控控制；以及電控風扇，與ECU的輸出端連接，使其轉速實現電控控制。
[0005]上述技術方案中，水泵為電控直流電動水泵、電控電磁離合器水泵或電控矽油離合器水泵。
[0006]上述技術方案中，E⑶通過調整不同佔空比的控制電壓來調整電控節溫器不同的閥門開度。
[0007]上述技術方案中，電控節溫器為電阻絲蠟式電控節溫器。
[0008]上述技術方案中，E⑶通過調整不同佔空比的控制電壓來調整電控風扇不同的風扇轉速。
[0009]上述技術方案中，電控風扇為電控直流電動風扇或電控離合器風扇。
[0010]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:該柴油機電控熱管理系統結構簡單合理，其主要零部件節溫器，風扇均為電控控制，通過電控策略的標定，使柴油機起動後水溫迅速上升至目標溫度附近，減少暖機時間，並且隨著柴油機工況和環境狀態的變化，ECU自動調節冷卻系統節溫器，風扇的參數，水溫始終穩定在最佳目標溫度附近，達到精確控制水溫，延長柴油機壽命，降低柴油機的油耗和排放。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是根據本發明的柴油機電控熱管理系統的結構示意圖。
[0012]主要附圖標記說明:
[0013]1-轉速傳感器，2-油門位置傳感器，3-溫度傳感器，4-壓力傳感器，5-E⑶，6_水泵，7-電控節溫器，8-電控風扇，9-柴油機。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發明的保護範圍並不受【具體實施方式】的限制。
[0015]除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語「包括」或其變換如「包含」或「包括有」等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而並未排除其它元件或其它組成部分。
[0016]如圖1所示，根據本發明【具體實施方式】的柴油機電控熱管理系統的具體結構包括:ECU和與ECU的輸入端連接的轉速傳感器、油門位置傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器，以及與ECU的輸出端連接的電控節溫器、電控風扇。其中，轉速傳感器、油門位置傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器分別用於探測柴油機的轉速，油門位置，散熱器進出水溫度，中冷器進出氣壓力和溫度，大氣壓力和溫度等參數，並通過線束將數據傳給E⑶，根據預先標定好的各種控制策略，ECU發出指令聯合控制電控節溫器，電控風扇，使冷卻系統的溫度穩定在按預先設定好的最佳目標溫度值附近，達到精確控制水溫的目的。
[0017]其中，轉速傳感器I用於探測柴油機的轉速，並將該探測數據傳給ECU。油門位置傳感器2用於探測柴油機的油門位置，並將該探測數據傳給ECU。溫度傳感器3用於探測柴油機的水箱進出水溫度，中冷器進出氣溫度和大氣溫度，並將該探測數據傳給ECU。壓力傳感器4用於探測柴油機的中冷器進出氣壓力和大氣壓力，並將該探測數據傳給ECU。
[0018]EQJ (Electronic Control Unit) 5電子控制單元,又稱「行車電腦」、「車載電腦」等。從用途上講則是汽車專用微機控制器，也叫汽車專用單片機。它和普通的單片機一樣，由微處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數轉換器(A/D)以及整形、驅動等大規模集成電路組成。電控單元的功用是根據其內存的程序和數據對空氣流量計及各種傳感器輸入的信息進行運算、處理、判斷，然後輸出指令。電控單元由微型計算機、輸入、輸出及控制電路等組成。該柴油機電控熱管理系統的ECU響應轉速傳感器、油門位置傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器的傳輸數據，並根據預先標定好的各種控制策略，ECU5發出指令聯合控制水泵，電控節溫器，電控風扇，使冷卻系統的溫度穩定在按預先設定好的最佳目標溫度值附近，達到精確控制水溫的目的。
[0019]電控節溫器7與E⑶5的輸出端連接，使其閥門開度實現電控控制，通過調整不同佔空比的控制電壓來調整電控節溫器不同的閥門開度。電控節溫器優先採用電阻絲蠟式電控節溫器，在傳統結構的基礎上，增加了電熱元件對石蠟進行加熱，節溫器閥門由原來的水溫控制變為水溫和電熱共同起作用綜合控制。
[0020]電控風扇8與E⑶5的輸出端連接，使其轉速實現電控控制，通過調整不同佔空比的控制電壓來調整電控風扇不同的風扇轉速。中輕型柴油機優先採用電控直流電動風扇，重型柴油機優先米用電控電磁離合器風扇或電控娃油離合器風扇。
[0021]本發明的柴油機電控熱管理系統工作過程如下:
[0022]柴油機9起動時，電控熱管理系統進入起動暖機策略控制下的起動工作狀態，此時水泵6工作在傳統水泵的50%?70%流量狀態，電控節溫器7打開冷卻系統小循環，關閉冷卻系統大循環，電控風扇8停止轉動，冷卻系統溫度迅速上升至設定的目標溫度值附近，大大縮短了暖機時間。柴油機I進入工作後，電控熱管理系統進入過程控制策略控制下的工作狀態，隨著柴油機工況和環境狀態的變化，水溫隨之發生變化，各種傳感器將檢測到的各種變化參數傳給ECU，ECU通過預先標定好的過程控制策略，發指令聯合控制電控節溫器7，電控風扇8，使水溫始終穩定在設定的最佳目標溫度附近，達到精確控制溫度的目的，並在柴油機工作過程中，降低了水泵，風扇的功率損耗，從而降低了柴油機的油耗率。
[0023]通過預先標定的方法，柴油機電控熱管理系統可以提供以下相關控制策略:
[0024]起動暖機策略:柴油機起動後，電控節溫器打開冷卻系統小循環，關閉冷卻系統大循環，水泵工作在小流量狀態，電控風扇停止轉動，冷卻系統溫度迅速上升，大大縮短暖機時間。柴油機起動時，冷卻系統溫度迅速到達設定的目標溫度附近，大大縮短暖機時間。
[0025]過程控制策略:利用各種傳感器檢測柴油機的實際工況和環境狀態，並將信號傳給E⑶，E⑶通過MAP得到該實際工況和環境狀態所對應的最佳目標溫度，E⑶發出指令對水泵、電控節溫器和電控風扇進行綜合的精確控制，從而使冷卻系統的水溫穩定在設定的最佳目標溫度附近。柴油機工作過程中，冷卻系統溫度控制在設定的目標溫度附近，從而降低柴油機的油耗和排放，延長柴油機的壽命。
[0026]失效保護策略:ECU檢測到電控系統發生故障時，根據預先設定好的控制策略，冷卻系統進入電控失效保護策略進行控制。
[0027]熱保護策略:當水溫超過某一設定閥值時，判斷為冷卻系統過熱狀態，冷卻系統按電控熱保護策略進行控制。
[0028]高原控制策略:當大氣壓力低於某一設定閥值時，判斷為高原狀態，冷卻系統按電控高原控制策略進行工作。柴油機在高原工作中，冷卻系統按高原控制策略進行工作，能更好地適應高原環境的工作。
[0029]綜上，該柴油機電控熱管理系統結構簡單合理，其主要零部件節溫器，風扇均為電控控制，通過電控策略的標定，使柴油機起動後水溫迅速上升至目標溫度附近，減少暖機時間，並且隨著柴油機工況和環境狀態的變化，ECU自動調節冷卻系統節溫器，風扇的參數，水溫始終穩定在最佳目標溫度附近，達到精確控制水溫，延長柴油機壽命，降低柴油機的油耗和排放。
[0030]前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述並非想將本發明限定為所公開的精確形式，並且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在於解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現並利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的範圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。
【權利要求】
1.一種柴油機電控熱管理系統，其特徵在於，包括:
ECU ; 轉速傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的轉速，並將該探測數據傳給ECU ； 油門位置傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的油門位置，並將該探測數據傳給ECU ； 溫度傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的水箱進出水溫度，中冷器進出氣溫度和大氣溫度，並將該探測數據傳給ECU ； 壓力傳感器，與ECU的輸入端連接，用於探測柴油機的中冷器進出氣壓力和大氣壓力，並將該探測數據傳給ECU ； 電控節溫器，與ECU的輸出端連接，使該電控節溫器的閥門開度實現電控控制；以及， 電控風扇，與ECU的輸出端連接，使該電控風扇的轉速實現電控控制。
2.根據權利要求1所述的柴油機電控熱管理系統，其特徵在於，所述水泵為電控直流電動水泵、電控電磁離合器水泵或電控矽油離合器水泵。
3.根據權利要求1所述的柴油機電控熱管理系統，其特徵在於，所述ECU通過調整不同佔空比的控制電壓來調整電控節溫器不同的閥門開度。
4.根據權利要求3所述的柴油機電控熱管理系統，其特徵在於，所述電控節溫器為電阻絲蠟式電控節溫器。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的柴油機電控熱管理系統，其特徵在於，所述ECU通過調整不同佔空比的控制電壓來調整電控風扇不同的風扇轉速。
6.根據權利要求5所述的柴油機電控熱管理系統，其特徵在於，所述電控風扇為電控直流電動風扇或電控離合器風扇。
【文檔編號】F01P7/16GK104005832SQ201410252477
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】侯升, 田淋瑕, 侯偉放 申請人:廣西玉柴機器股份有限公司