一种发动机台架高动态工况冷却液温度控制方法

技术领域

本发明属于发动机台架控制系统技术领域，特别是涉及一种模拟整车工况或高动态的冷却液温控制方法。

背景技术

随着汽车技术的发展，在发动机高动态台架或动力总成台架上实现对真实车辆的模拟是主机厂技术发展的一种趋势。但由于整车工况多为高动态工况，并非发动机台架常用的稳态工况，因此传统的发动机冷却系统及控制方式无法很好的跟随整车工况下的冷却液温度变化方式，因此需要一种能有效模拟整车运行高动态工况时，冷却液温度变化的温度控制系统。

在发动机运转高动态工况时，冷却液工作温度的变化很大程度上影响了发动机的热负荷，从而影响了发动机的相关性能，例如排放特性。单一的冷却液进出工作回路，不足以快速响应发动机冷却液的温度变化。

中国专利“发动机台架增压中冷模拟设备”，公开号CN209261665U，授权公告日20190816，公开了一种发动机台架增压中冷模拟设备，包括：主换热器、第一换热器、第二换热器和管路切换阀组，主换热器用于连接冷冻水管路；第一换热器用于连接增压空气管路；第二换热器用于连接中冷器冷却液管路，且第一换热器和第二换热器均通过冷却液管路与主换热器连接，冷却液管路上设有水泵；管路切换阀组设于冷却液管路上，并通过控制冷却液管路的通断实现第一换热器和第二换热器中的任一个与主换热器连接形成冷却液冷却循环。

上述专利提供的是两种不同的发动机模拟形式，并非采集实际整车工况下冷却液的温度变化数据进行拟合跟随，因此不能更好模拟整车工况或高动态工况下冷却液温度变化方式。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种采集实际整车工况下冷却液的温度变化数据，利用台架冷却液温度控制结合冷却液控制装置进行对实际工况下冷却液温度变化的拟合控制的发动机台架高动态工况冷却液温度控制方法。

为达到上述目的，本发明设计的发动机台架高动态工况冷却液温度控制方法，其特征在于：根据实际整车工况或高动态工况，在发动机台架中设定目标冷却液温度，建立目标冷却液温度-时间关系，并使同一时间变化下目标冷却液温度与发动机台架上的发动机运转工况耦合；

在发动机台架上模拟整车工况或高动态工况，将测得的冷却液温度与设定的目标冷却液温度进行对比，并使得两者的温度、时间同时跟随。

优选的，所述耦合是指：同一时刻下目标冷却液温度对应的实际车速经转化后的实际发动机的转速、扭矩与发动机台架上的发动机转速、扭矩在允许的误差范围内。

进一步优选的，允许发动机转速、扭矩在的误差在10％以内。

优选的，建立目标冷却液温度-时间关系的方法为：

S1，采集实际整车工况或高动态工况下的冷却液温度随时间的变化关系；

S2，对采集到的数据进行失真修正，剔除明显异常的点值；这样，对数据中明显出现的异常点进行分析删除，保证整个数据的连贯性和合理性；

S3，将上述数据文件编辑到发动机台架自动工况中，根据发动机台架自动工况的时间间隔，输入设定对应变化频率的目标冷却液温度，建立目标冷却液温度-时间关系。

优选的，允许测得的冷却液温度与目标冷却液温度之间存在误差。

进一步优选的，所述误差的绝对值不大于5℃。

优选的，当时间上无法有效跟随整车工况或高动态发动机工况时的目标冷却液温度时，根据对应工况点的时间变化差异，提前或推迟目标冷却液温度对应的时刻，保证在实际时刻实际温度与提前或推迟一定时间后的目标控制温度在误差范围内。

优选的，当温度上无法有效跟随整车工况或高动态发动机工况时的目标冷却液温度时，通过两级冷却系统保证跟随；其中一级冷却系统调整进入二级冷却系统的冷却液温度，二级冷却系统根据目标冷却液温度调整进入发动机的冷却液流量和温度。

进一步优选的，一级冷却系统采用PID调节进入二级冷却系统的冷却液温度。

更进一步优选的，一级冷却系统冷水或热水提前对二级冷却液进行加热或降温，使其快速到达热交换需要的温度。

进一步优选的，二级冷却系统采用PID调节进入发动机的冷却液流量和温度.

本发明的有益效果是：本发明从逻辑控制和硬件控制上不断修正冷却液温度变化跟随情况，使它更加贴近于整车工况下冷却液的快速变化方式，从而更好模拟整车工况或高动态工况下冷却液温度变化。

本发明在发动机台架模拟整车工况或高动态工况时，能快速、有效地相应发动机冷却液温度随时间的变化关系。

附图说明

图1是整车冷却液温度变化曲线示意图；

图2是在整车工况或高动态工况下实际冷却液温度变化与发动机台架模拟冷却液温度变化示意图；

图3是本发明的原理示意图；

具体实施方式

下面通过图1～图3以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明设计的发动机台架高动态工况冷却液温度控制方法，根据实际整车工况或高动态工况，在发动机台架中设定目标冷却液温度，建立目标冷却液温度-时间关系，并使同一时间变化下目标冷却液温度与发动机运转工况耦合；将模拟的整车工况或高动态工况下的测得的冷却液温度与目标冷却液温度进行对比，并保证两者的温度、时间同时跟随。所述耦合是指：同一时刻下目标冷却液温度对应的实际车速经转化后的实际发动机的转速、扭矩与发动机台架上的发动机转速、扭矩在允许的误差范围内。

具体的说是，首先，收集需求整车工况或高动态工况下的冷却液随时间变化关系，用EXCEL文件或者TXT文件存储，随后，利用CONCERTO软件此数据进行失真修正，对数据中明显出现的异常点进行分析删除，保证整个数据的连贯性和合理性。具体的，采集在底盘测功机上运行工况时的冷却液温度变化曲线。明显异常点被称为滤波，即，进行整车工况的时候，例如冷却液的温度一般是在25～98℃之间，如果随着时间的变化，突然出现个别异常高的温度，比如一个120℃的一个点值，即认为这个就是明显异常点。

随后，将此数据文件编辑到发动机台架自动工况中，后面由发动机台架的冷却液控制系统对其进行控制，然后对发动机台架自动工况要模拟实现的冷却液目标温度进行设定。具体的说是：在系统内部进行SSQ工况编辑，并且在SSQ工况编辑过程中，针对每一秒的工况，同时提出对应的T_COOLANT，由此在系统台架运行SSQ工况时，就指定目标冷却液温度。其中：SSQ为自动工况或自定义工况，T_COOLANT为在自动工况或者自定义工况中对目标冷却液温度指定的变量名。

根据自动工况的时间间隔，即变化频率，输入对应变化频率的目标温度，例如：第一个点的目标冷却液温度为T

当发动机台架上的发动机进入自动工况，即进入模拟的整车工况或高动态工况时，采集并核查冷却液随时间的变化关系，如图1所示，并与设定的目标冷却液温度进行对比，查看温度变化差异，保证温度跟随的同时，确保时间上也能很好跟随，允许测得的冷却液温度与目标冷却液温度的误差在5℃以内。如图2所示。

如果时间上无法很好跟随整车工况或高动态发动机工况时的冷却液温度，需要根据对应工况点的时间变化差异，在发动机自动工况中，即软件控制上提前或推迟时间Δt，使得目标控制温度(T

如果温度上无法很好跟随整车工况或高动态发动机工况时的冷却液温度，需要软件控制逻辑结合冷却系统硬件的控制来进行优化。本发明冷却液温度系统利用了两级冷却方式和冷却液温度控制系统的PID调节实现冷却液温度变化的快速响应。热交换计算公式如下：

Q

式中：C

一级冷却液温度控制用于初步满足进行热交换的冷却液的需求温度T

二级冷却液温度T

图3说明了两级冷却方式PID调节的原理图。一级冷却系统利用冷水或热水提前对二级冷却系统的冷却液进行加热或降温，使二级冷却系统的冷却液快速到达热交换需要的温度T

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。