[发明专利]一种发动机热管理方法及采用该方法的车辆

说明书

本发明涉及一种发动机热管理方法及采用该方法的车辆，属于汽车发动机热管理技术领域。方法首先建立对应车型的行车参数与最优水温关系模型；行车参数包括发动机负荷、车速、海拔、环境温度；最优水温关系模型中体现出如下关系：车辆负荷率与最优发动机水温负相关、车速与最优发动机水温正相关、单位时间海拔增加量与最优发动机水温负相关、单位时间海拔减少量与最优发动机水温正相关、环境温度与最优发动机水温负相关；行车过程中采集车辆行车参数数据，根据该车型的行车参数与最优水温关系模型获得当前最优发动机水温；然后控制散热，使发动机水温达到当前最优发动机水温。本发明提高了热管理系统对环境地形的适应性，降低了冷却系统的能耗。

技术领域

本发明涉及一种发动机热管理方法及采用该方法的车辆，属于汽车发动机热管理技术领域。

背景技术

传统车用冷却系统的作动件包括风扇、节温器及水泵，依靠三者的协同作用，使发动机水温及进气温度能够维持在适宜区间。动作部件中节温器的作用主要是根据冷却液温度(水温)控制冷却液进入大小循环的比例，水温低则冷却液在发动机内部缸体间循环(小循环)以尽快达到发动机工作温度，水温高则节温器逐渐打开，使冷却液进入换热器散热循环(大循环)使水温可控；水泵的主要作用是为冷却液的循环提供动力，风扇的主要作用是强迫外部空气流过换热器芯体并进行强制换热，从而使得发动机等系统的废热能够及时散发至外界环境中。

传统的车用冷却风扇以及水泵一般由发动机直接驱动，无法根据实际散热需求主动调节转速，同时蜡式节温器由于自身物理特性固定，无法根据环境情况调整冷却液进入换热器散热的温度阈值。为了保证发动机在任何环境条件下的任何工况不发生高温而损坏，由此不可避免地会造成冷却能力过剩。首先是造成了能源的浪费，同时散热系统中的动作部件仅以系统内的温度作为开关阈值，发动机没有工作在结合环境和工况条件下的最优散热条件下，于发动机稳定高效的运行和燃油经济性是不利的。

近年来，电子风扇、电控三通阀以及电子水泵开始逐渐在车辆散热系统中普及，为实现冷却系统的主动控制提供了技术支持。

申请公布号为CN111365114A的中国专利文件公开了一种发动机自动冷却控制系统及控制方法。该方法通过台架试验标定出发动机不同转速不同负荷下所对应的最佳运行水温，再通过台架试验标定出不同水温所对应的各水泵的转速，形成映射表存储在冷却系统控制单元中。在车辆运行当中根据发动机工况查找最佳水温，再根据最佳水温查出水泵转速作为控制目标进行冷却系统的控制，实现了结合发动机散热需求的冷却系统主动控制。

但是，该方法的发动机散热需求仅考虑了发动机的负载工况，并未考虑该交通工具的实际运行环境，环境因素也会给发动机的散热需求带来很大影响。

对于车辆来说，不同用途、不同地区的车辆行驶环境大不相同，在城市繁忙区域拥堵路段运行的公交车，满载的情况下频繁起步制动；运行在高速公路的长途客车，长时间高速行驶；在山区运行的景区大巴车，常年工作在爬坡和下坡的工况下；以及城市洗扫和雾炮车，长期拉水重载且缓慢行驶冲洗道路，几乎得不到车速带来的气流所产生的冷却空气。因此，仅考虑发动机负载工况依然无法满足发动机的最优主动散热条件，外界环境依然会极大影响到冷却系统的散热能力和发动机的散热需求，导致发动机无法工作在与环境相适应的最优的工作温度下，仍然存在能源浪费的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机热管理方法及采用该方法的车辆，用以解决目前车辆冷却系统控制策略没有考虑和利用行车环境，存在能源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种发动机热管理方法，包括如下步骤：

1)车辆运行中实时采集车辆行车参数数据，车辆行车参数包括发动机负荷、车速、海拔和环境温度；

2)将采集到的行车参数数据带入预先建立的该车型的行车参数与最优水温关系模型，获得该车辆当前最优发动机水温；