CN106870100B - 一种发动机用离合式水泵的控制方法及装置 - Google Patents

一种发动机用离合式水泵的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种发动机用离合式水泵的控制方法及装置，其中，控制方法包括：步骤S1，采集当前发动机水温；步骤S2，判断当前发动机水温与冷启动阈值的大小，如果当前发动机水温超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入正常工作状态，如果当前发动机水温未超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入冷启动模式；步骤S3，在冷启动模式下，判断当前发动机水温所处温度分区，根据所处温度分区获取离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间并输出至离合式水泵；步骤S4，当检测到发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵退出冷启动模式，进入正常工作状态。本发明可以实现对离合式水泵精准的控制，最大限度确保快速暖机的效果。

Description

一种发动机用离合式水泵的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种发动机用离合式水泵的控制方法及装置。
背景技术
发动机的冷却系统中，水泵是为冷却液提供循环动能，使发动机实现与空气热交换的零部件。目前市面上存在有传统机械水泵、离合式水泵以及电子水泵三种产品。传统的机械水泵通过皮带轮由发动机进行驱动，其转速与发动机转速成正比，流量无法调整；电子水泵通过蓄电池直接提供动能，可以随时调整流量，是冷却系统中最好的解决方案，但由于成本较高，且电机要求较高，通常情况下功率和流量有限值，难以满足大功率发动机的要求；离合式水泵是传统机械水泵与电子水泵中间一个折中的方案，能够实现发动机工作过程中的零流量，进而达到整车快速暖机的目的。
实现快速暖机是离合式水泵的主要功能，现有的控制方法通常是直接给定水泵的开启ton、关闭时间toff，但是发动机的工况通常是变动的，不同的散热量对时间分配有不同的需求，无法实现流量的无级调节。此外，通过发动机机体温度与冷却液温度之间的差值进行诊断时，额外需要一个机体温度传感器，对成本的要求较高，算法也较为麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种发动机用离合式水泵的控制方法及装置，以使离合式水泵得到更精确地控制，确保快速暖机效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种发动机用离合式水泵的控制方法，包括：
步骤S1，采集当前发动机水温；
步骤S2，判断当前发动机水温与冷启动阈值的大小，如果当前发动机水温超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入正常工作状态，如果当前发动机水温未超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入冷启动模式；
步骤S3，在冷启动模式下，判断当前发动机水温所处温度分区，根据所处温度分区获取离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间并输出至离合式水泵；
步骤S4，当检测到发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵退出冷启动模式，进入正常工作状态。
其中，步骤S3具体包括：
判断当前发动机水温所处温度分区，获得在该温度分区需要排出缸外的热水流量；
根据发动机转速、水泵与发动机转速比计算离合式水泵的实时转速；
将需要排出缸外的热水流量与离合式水泵的实时转速相除，获得离合式水泵当前工作循环的开启时间；
根据预定的脉普查表获得与当前发动机负荷对应的分配系数；
将分配系数乘以离合式水泵当前工作循环的开启时间，获得离合式水泵当前工作循环的关闭时间。
其中，所述温度分区按温度值从低到高包括第一温区、第二温区及第三温区，所述第三温区的上限温度值为所述冷启动阈值；在当前发动机水温处于第一温度分区时，需要排出缸外的热水流量为10%V，在当前发动机水温处于第二温度分区时，需要排出缸外的热水流量为50%V，在当前发动机水温处于第三温度分区时，需要排出缸外的热水流量为90%V，其中V为发动机冷却系统小循环内的容积。
其中，所述步骤S3还包括：
以计算出的离合式水泵当前工作循环的开启时间输出给离合式水泵；
判断计算出的离合式水泵当前工作循环的关闭时间是否超过时长限值，如超过则使用所述时长限值作为关闭时间输出给离合式电子水泵，如未超过，则以计算出的关闭时间输出给离合式电子水泵，其中，所述时长限值通过其与发动机负荷之间预定的脉普查表获得。
其中，所述步骤S3之后包括：
步骤S31，离合式水泵开始工作后，在其开启时间内对发动机水温的温升值进行计算；
步骤S32，根据检测的发动机水温，通过查表获得对应的温升限值范围；
步骤S33，将所述步骤S31计算出的温升值与所述步骤S32获得的温升限值范围进行比较，如果所述计算出的温升值处于所述温升限值范围内，则离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间维持不变，否则对离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间分别通过修正系数进行修正。
其中，所述步骤S33具体包括：
如果所述计算出的温升值低于所述温升限值范围的下限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行缩短后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行延长后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间；
如果所述计算出的温升值高于所述温升限值范围的上限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行延长后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行缩短后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间。
其中，所述温升限值范围的上限值与下限值之差在1℃~3℃范围内。
其中，所述控制方法还包括：
当检测到发动机水温超过预设的第一水温限值时，判断冷却系统故障；
在预设的诊断周期内，检测发动机水温的波动情况，当发动机水温上升速度超过水温上升限值，且当前发动机水温超过第二水温限值时，判断冷却系统故障，其中，所述第二水温限值小于所述第一水温限值；
当判断冷却系统故障时，对发动机进行限扭，整车进入跛行状态。
本发明还提供一种发动机用离合式水泵的控制装置，包括：
判断单元，用于判断采集的当前发动机水温与冷启动阈值的大小，以及在冷启动模式下，判断当前发动机水温所处温度分区；
控制单元，用于在所述判断单元判断当前发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵进入正常工作状态，以及在所述判断单元判断当前发动机水温未超过冷启动阈值时，控制离合式水泵进入冷启动模式；还用于根据所述判断单元判断的当前发动机水温所处温度分区，获取离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间并输出至离合式水泵，以及当检测到发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵退出冷启动模式，进入正常工作状态。
其中，所述控制单元具体用于：
根据判断单元判断的当前发动机水温所处温度分区，获得在该温度分区需要排出缸外的热水流量；
根据发动机转速、水泵与发动机转速比计算离合式水泵的实时转速；
将需要排出缸外的热水流量与离合式水泵的实时转速相除，获得离合式水泵当前工作循环的开启时间；
根据预定的脉普查表获得与当前发动机负荷对应的分配系数；
将分配系数乘以离合式水泵当前工作循环的开启时间，获得离合式水泵当前工作循环的关闭时间。
其中，所述温度分区按温度值从低到高包括第一温区、第二温区及第三温区，所述第三温区的上限温度值为所述冷启动阈值；在当前发动机水温处于第一温度分区时，需要排出缸外的热水流量为10%V，在当前发动机水温处于第二温度分区时，需要排出缸外的热水流量为50%V，在当前发动机水温处于第三温度分区时，需要排出缸外的热水流量为90%V，其中V为发动机冷却系统小循环内的容积。
其中，所述控制单元还用于以计算出的离合式水泵当前工作循环的开启时间输出给离合式水泵；所述判断单元还用于判断计算出的离合式水泵当前工作循环的关闭时间是否超过时长限值，如超过则所述控制单元用于使用所述时长限值作为关闭时间输出给离合式电子水泵，如未超过，则所述控制单元用于以计算出的关闭时间输出给离合式电子水泵，其中，所述时长限值通过其与发动机负荷之间预定的脉普查表获得。
其中，离合式水泵开始工作后，所述控制单元还用于在其开启时间内对发动机水温的温升值进行计算，并根据检测的发动机水温，通过查表获得对应的温升限值范围，再将所述计算出的温升值与所述获得的温升限值范围进行比较，如果所述计算出的温升值处于所述温升限值范围内，则离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间维持不变，否则对离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间分别通过修正系数进行修正。
其中，所述控制单元具体用于：
如果所述计算出的温升值低于所述温升限值范围的下限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行缩短后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行延长后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间；
如果所述计算出的温升值高于所述温升限值范围的上限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行延长后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行缩短后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间。
其中，所述温升限值范围的上限值与下限值之差在1℃~3℃范围内。
其中，所述控制单元还用于：
当检测到发动机水温超过预设的第一水温限值时，判断冷却系统故障；
在预设的诊断周期内，检测发动机水温的波动情况，当发动机水温上升速度超过水温上升限值，且当前发动机水温超过第二水温限值时，判断冷却系统故障，其中，所述第二水温限值小于所述第一水温限值；
当判断冷却系统故障时，对发动机进行限扭，整车进入跛行状态。
本发明实施例的有益效果在于：
本发明对发动机水温进行分区，离合式水泵在暖机过程的开启时间、关闭时间的分配与发动机工况有较好的匹配关系，整车冷启动后，发动机运行在任意工况下水泵状态都可以与之适配，实现对离合式水泵精准的控制，在保证发动机没有过热风险的情况下，最大限度地确保了快速暖机的效果；
完成开启时间和关闭时间分配后，通过一系列的修正系数对输出进行优化，使控制参数可对各个阶段的温升状态进行匹配，最大限度地发挥离合式水泵的能力；
基于发动机工况和水温的变动对水泵工作状态进行控制和诊断，无额外的传感器要求，节省了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一一种发动机用离合式水泵的控制方法的流程示意图。
图2是本发明实施例一一种发动机用离合式水泵的控制方法的具体流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种发动机用离合式水泵的控制方法，包括：
步骤S1，采集当前发动机水温；
步骤S2，判断当前发动机水温与冷启动阈值的大小，如果当前发动机水温超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入正常工作状态，如果当前发动机水温未超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入冷启动模式；
步骤S3，在冷启动模式下，判断当前发动机水温所处温度分区，根据所处温度分区获取离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间并输出至离合式水泵；
步骤S4，当检测到发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵退出冷启动模式，进入正常工作状态。
以下结合图2进行详细说明。
步骤S1采集当前发动机水温T是由电子控制单元ECU通过安装在发动机出水口处的水温传感器进行。当每次ECU上电以后，就开始对水温信号进行采集，并判断数值是否正常，若水温传感器出现最大故障、最小故障、信号不合理故障中的任意一种故障，则无法对水温情况进行判断，需要报警，并使离合器保持吸合状态，维持水泵的正常工作，确保发动机不过热。
由此，步骤S1还包括：判断水温传感器是否出现故障，若是则进行报警并使离合器保持吸合状态，若否则读取水温传感器的数值作为当前发动机水温T。
水温传感器故障的判断方式由ECU决定。本实施例中，水温传感器的故障包括最大故障、最小故障以及信号不合理故障。通常，水温传感器输出的电压值有一个取值范围，如果超出最大值，则判定为水温传感器出现最大故障，如果低于最小值，则判定为水温传感器出现最小故障，如果与标定值相比明显不合理，则判定为信号不合理故障。
如水温传感器无故障，则对当前发动机水温进行识别，读取水温传感器的数值作为当前发动机水温T。
使用离合式水泵的主要目的，就是在发动机冷启动的时候，通过零流量实现快速暖机功能。因此本实施例将对冷启动进行定义。当水温传感器无故障时，ECU读取当前发动机水温T并与预设的冷启动阈值Tc进行比较，在当前发动机水温T高于冷启动阈值Tc时，判断为热启动，离合器保持吸合状态，水泵正常工作；在当前发动机水温T低于冷启动阈值Tc时，判断为冷启动，ECU控制离合式水泵进入冷启动模式。冷启动阈值Tc为预设值，设定该值时需参考节温器的开启温度，并结合实际试验效果来确定，一般可设定在83℃~93℃的范围内。
进入冷启模式时，离合式水泵进行间歇工作准备，对离合式水泵的控制，就是通过离合器实现水泵与发动机运动的接入与脱开，故需要获取的参数是在每一个工作循环中，水泵开启的时间ton与水泵关闭的时间toff。在每个工作循环水泵的开启时间ton内，能够将缸体内已进行加热的冷却液排出缸外。
由于整车启动后的正常行驶过程工况是变动的，水温也是变化的，适配的ton与toff需要实时进行调整。此外，水温传感器采集的温度是发动机出水口的温度，在某些情况下水温传感器仅采集到60℃~70℃的水温时，缸体内部已有局部出现沸腾现象，因此本发明实施例按温度值从低到高设置三个温度分区：第一温区，即低水温区，可认为是低于50℃的区域，该区域是加快暖机的主要区域，实现激进的温升速度并不存在风险；第二温区，即中水温区，比如可设定为50℃~75℃的范围，该区域需要适当的减缓温升速度，否则缸内可能存在局部沸腾；第三温区，即高水温区，比如可认为是75℃至冷启动阈值Tc的范围，该区域随时准备退出冷启动模式，进入正常工作状态。
依据上述三个温度分区的设定，可分别设定需要排出缸外的热水流量Q，假设冷却系统小循环内的容积为V，则可设定第一温区排出10%V，第二温区排出50%V，第三温区排出90%V。通过发动机转速n以及转速比r（水泵与发动机转速比例）可计算离合式水泵的实时转速，由于离合式水泵的性能曲线在设计时已经确定，故通过查表可以得到该转速下离合式水泵的实时流量q，并得到开启时间ton=Q / q。
由此，步骤S3具体包括：
判断当前发动机水温所处温度分区，获得在该温度分区需要排出缸外的热水流量；
根据发动机转速、水泵与发动机转速比计算离合式水泵的实时转速；
将需要排出缸外的热水流量与离合式水泵的实时转速相除，获得离合式水泵当前工作循环的开启时间。
关闭时间toff的设定与ton呈比例关系，比例值即分配系数ε，ε= toff / ton，由发动机工况决定，当发动机负荷较高时，允许的toff较短，比例值较小，当发动机负荷较低时，可允许存在较长的toff，比例值较大，分配系数ε与发动机负荷之间根据以上原则制定脉普（Map），提供给ECU进行查表。
由此，步骤S3还包括：
根据预定的脉普查表获得与当前发动机负荷对应的分配系数；
将分配系数乘以离合式水泵当前工作循环的开启时间，获得离合式水泵当前工作循环的关闭时间。
另外，由于过长的停机时间toff会造成一定的冷却风险，发动机负荷越大，toff的时长限值Lt越低，Lt与发动机负荷之间根据该原则制定Map。
ECU根据上述获得的离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间对离合式水泵的工作循环进行时间分配。其中，以计算出的开启时间ton输出给离合式水泵，同时判断关闭时间toff是否超过时长限值Lt，如超过则使用该时长限值Lt作为关闭时间toff输出给离合式电子水泵，如未超过，则仍以计算出的关闭时间toff输出给离合式电子水泵。离合式水泵接收到ECU的信号以后，依据信号进行工作。
每个工作循环内，离合式水泵开始工作后，水泵打开时，缸内的热水排出，水温传感器可以读到水温上升，水泵停止工作时，冷却液不流动，水温传感器读到的水温保持不变，为了评估每个工作循环的时间分配是否达到预期，水温上升速度是否满足要求，ECU在每个工作循环离合式水泵开始工作后其开启时间ton内对发动机水温的温升值ΔTon进行计算。
对于温升速度的评价，则依据前述温度分区，对温升速度的范围进行限定。温升速度过快，说明停机时间较长，冷却存在风险，温升速度过慢，则说明时间分配不合适，没有起到快速暖机的效果，故温升速度的限定范围应同时包括上限Tl以及下限Ts。限定范围的设定，主要参考实测试验结果，基本原则是：上限Tl以及下限Ts的间距一般在1~3℃范围内，发动机水温越高，则上限、下限值越小。温升速度的限值范围可由ECU根据发动机水温查表读取。
ECU对发动机水温T进行识别，读取当前的温升限值范围Ts <Tlimit< Tl，并与实际计算的温升值ΔTon进行对比，假如ΔTon低于下限值Ts，或高于上限值Tl，则下一个循环ton以及toff依据第一修正系数α（ΔTon）和第二修正系数β（ΔTon）进行调整。具体地，假如ΔTon处于温升速度的限定范围内，则下一个工作循环的开启时间ton以及关闭时间toff维持不变，即继续使用ECU计算得到当前工作循环的开启时间以及关闭时间进行设定；假如ΔTon低于下限值Ts，则将计算得到的当前工作循环的开启时间ton通过修正系数α（ΔTon）进行缩短后作为下一个工作循环的开启时间，将计算得到的当前工作循环的关闭时间toff通过修正系数β（ΔTon）进行延长后，再与限值Lt进行比较，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间；假如ΔTon高于上限值Ts，则将计算得到的当前工作循环的开启时间ton通过修正系数α（ΔTon）进行延长后作为下一个工作循环的开启时间，将计算得到的当前工作循环的关闭时间toff通过修正系数β（ΔTon）进行缩短后，再与限值Lt进行比较，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间。修正系数α（ΔTon）以及修正系数β（ΔTon）与ΔTon的关系，可直接使用函数确定，也可通过Map直接设定，基本原则是：ΔTon越大时，修正系数α（ΔTon）需使ton上调越多，β（ΔTon）需使toff下调越多；ΔTon越小时，修正系数α（ΔTon）需使ton下调越多，β（ΔTon）需使toff上调越多。
离合式水泵工作一段时间后，发动机水温会逐渐升高，升高到一定程度如继续间歇工作，则发动机有过热风险，故ECU需要不断地对发动机水温T进行检测，如果检测到发动机水温T超过阈值Tc，则判断退出冷启动模式，离合器保持吸合状态，离合式水泵进入正常工作状态。
此外，发动机正常工作时，ECU同样需要对离合式水泵的工作状态进行诊断，基本依据是：发动机水温不可超过限值；发动机水温上升速度不可超过限值。故ECU需要进行两个条件的判断：一是一旦读取到水温超过预设的第一水温限值Tw，比如120℃，则判断冷却系统故障；二是在预设的诊断周期td内，检测发动机水温的波动情况，当发动机水温上升速度过快超过水温上升限值Ty，如5℃/秒，且当前水温已经超过第二水温限值Tv，如105℃时，则判断冷却系统故障。当判断冷却系统故障时，发动机需进行限扭，整车进入跛行状态。其中，第二水温限值Tv小于第一水温限值Tw。
相应于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种发动机用离合式水泵的控制装置，包括：
判断单元，用于判断采集的当前发动机水温与冷启动阈值的大小，以及在冷启动模式下，判断当前发动机水温所处温度分区；
控制单元，用于在所述判断单元判断当前发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵进入正常工作状态，以及在所述判断单元判断当前发动机水温未超过冷启动阈值时，控制离合式水泵进入冷启动模式；还用于根据所述判断单元判断的当前发动机水温所处温度分区，获取离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间并输出至离合式水泵，以及当检测到发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵退出冷启动模式，进入正常工作状态。
其中，所述判断单元还用于判断安装在发动机出水口处的水温传感器是否出现故障，若出现故障则所述控制单元还用于进行报警并使离合器保持吸合状态，若没有故障则所述控制单元还用于读取水温传感器的数值作为当前发动机水温。
其中，所述控制单元具体用于：
根据判断单元判断的当前发动机水温所处温度分区，获得在该温度分区需要排出缸外的热水流量；
根据发动机转速、水泵与发动机转速比计算离合式水泵的实时转速；
将需要排出缸外的热水流量与离合式水泵的实时转速相除，获得离合式水泵当前工作循环的开启时间。
其中，所述控制单元还用于：
根据预定的脉普查表获得与当前发动机负荷对应的分配系数；
将分配系数乘以离合式水泵当前工作循环的开启时间，获得离合式水泵当前工作循环的关闭时间。
其中，所述温度分区按温度值从低到高包括第一温区、第二温区及第三温区，所述第三温区的上限温度值为所述冷启动阈值。
其中，在当前发动机水温处于第一温度分区时，需要排出缸外的热水流量为10%V，在当前发动机水温处于第二温度分区时，需要排出缸外的热水流量为50%V，在当前发动机水温处于第三温度分区时，需要排出缸外的热水流量为90%V，其中V为发动机冷却系统小循环内的容积。
其中，所述控制单元还用于以计算出的离合式水泵当前工作循环的开启时间输出给离合式水泵；所述判断单元还用于判断计算出的离合式水泵当前工作循环的关闭时间是否超过时长限值，如超过则所述控制单元用于使用所述时长限值作为关闭时间输出给离合式电子水泵，如未超过，则所述控制单元用于以计算出的关闭时间输出给离合式电子水泵，其中，所述时长限值通过其与发动机负荷之间预定的脉普查表获得。
其中，离合式水泵开始工作后，所述控制单元还用于在其开启时间内对发动机水温的温升值进行计算。
其中，所述控制单元还用于：
根据检测的发动机水温，通过查表获得对应的温升限值范围；
将所述计算出的温升值与所述获得的温升限值范围进行比较，如果所述计算出的温升值处于所述温升限值范围内，则离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间维持不变，否则对离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间分别通过修正系数进行修正。
其中，所述控制单元具体用于：
如果所述计算出的温升值低于所述温升限值范围的下限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行缩短后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行延长后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间；
如果所述计算出的温升值高于所述温升限值范围的上限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行延长后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行缩短后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间。
其中，所述温升限值范围的上限值与下限值之差在1℃~3℃范围内。
其中，所述控制单元还用于：
当检测到发动机水温超过预设的第一水温限值时，判断冷却系统故障；
在预设的诊断周期内，检测发动机水温的波动情况，当发动机水温上升速度超过水温上升限值，且当前发动机水温超过第二水温限值时，判断冷却系统故障，其中，所述第二水温限值小于所述第一水温限值；
当判断冷却系统故障时，对发动机进行限扭，整车进入跛行状态。
通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于：
本发明对发动机水温进行分区，离合式水泵在暖机过程的开启时间、关闭时间的分配与发动机工况有较好的匹配关系，整车冷启动后，发动机运行在任意工况下水泵状态都可以与之适配，实现对离合式水泵精准的控制，在保证发动机没有过热风险的情况下，最大限度地确保了快速暖机的效果；
完成开启时间和关闭时间分配后，通过一系列的修正系数对输出进行优化，使控制参数可对各个阶段的温升状态进行匹配，最大限度地发挥离合式水泵的能力；
基于发动机工况和水温的变动对水泵工作状态进行控制和诊断，无额外的传感器要求，节省了成本。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种发动机用离合式水泵的控制方法，包括：
步骤S1，采集当前发动机水温；
步骤S2，判断当前发动机水温与冷启动阈值的大小，如果当前发动机水温超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入正常工作状态，如果当前发动机水温未超过冷启动阈值，则控制离合式水泵进入冷启动模式；
步骤S3，在冷启动模式下，判断当前发动机水温所处温度分区，获得在该温度分区需要排出缸外的热水流量；根据发动机转速、水泵与发动机转速比计算离合式水泵的实时转速；将需要排出缸外的热水流量与离合式水泵的实时转速相除，获得离合式水泵当前工作循环的开启时间；根据预定的脉普查表获得与当前发动机负荷对应的分配系数；将分配系数乘以离合式水泵当前工作循环的开启时间，获得离合式水泵当前工作循环的关闭时间；并将离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间输出至离合式水泵；
步骤S4，当检测到发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵退出冷启动模式，进入正常工作状态。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述温度分区按温度值从低到高包括第一温区、第二温区及第三温区，所述第三温区的上限温度值为所述冷启动阈值；在当前发动机水温处于第一温度分区时，需要排出缸外的热水流量为10%V，在当前发动机水温处于第二温度分区时，需要排出缸外的热水流量为50%V，在当前发动机水温处于第三温度分区时，需要排出缸外的热水流量为90%V，其中V为发动机冷却系统小循环内的容积。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
以计算出的离合式水泵当前工作循环的开启时间输出给离合式水泵；
判断计算出的离合式水泵当前工作循环的关闭时间是否超过时长限值，如超过则使用所述时长限值作为关闭时间输出给离合式电子水泵，如未超过，则以计算出的关闭时间输出给离合式电子水泵，其中，所述时长限值通过其与发动机负荷之间预定的脉普查表获得。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3之后包括：
步骤S31，离合式水泵开始工作后，在其开启时间内对发动机水温的温升值进行计算；
步骤S32，根据检测的发动机水温，通过查表获得对应的温升限值范围；
步骤S33，将所述步骤S31计算出的温升值与所述步骤S32获得的温升限值范围进行比较，如果所述计算出的温升值处于所述温升限值范围内，则离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间维持不变，否则对离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间分别通过修正系数进行修正。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S33具体包括：
如果所述计算出的温升值低于所述温升限值范围的下限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行缩短后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行延长后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间；
如果所述计算出的温升值高于所述温升限值范围的上限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行延长后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行缩短后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述温升限值范围的上限值与下限值之差在1℃~3℃范围内。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
当检测到发动机水温超过预设的第一水温限值时，判断冷却系统故障；
在预设的诊断周期内，检测发动机水温的波动情况，当发动机水温上升速度超过水温上升限值，且当前发动机水温超过第二水温限值时，判断冷却系统故障，其中，所述第二水温限值小于所述第一水温限值；
当判断冷却系统故障时，对发动机进行限扭，整车进入跛行状态。
8.一种发动机用离合式水泵的控制装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断采集的当前发动机水温与冷启动阈值的大小，以及在冷启动模式下，判断当前发动机水温所处温度分区；
控制单元，用于在所述判断单元判断当前发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵进入正常工作状态，以及在所述判断单元判断当前发动机水温未超过冷启动阈值时，控制离合式水泵进入冷启动模式；还用于在冷启动模式下，根据所述判断单元判断的当前发动机水温所处温度分区，获得在该温度分区需要排出缸外的热水流量；根据发动机转速、水泵与发动机转速比计算离合式水泵的实时转速；将需要排出缸外的热水流量与离合式水泵的实时转速相除，获得离合式水泵当前工作循环的开启时间；根据预定的脉普查表获得与当前发动机负荷对应的分配系数；将分配系数乘以离合式水泵当前工作循环的开启时间，获得离合式水泵当前工作循环的关闭时间，并将离合式水泵当前工作循环的开启时间和关闭时间输出至离合式水泵；以及当检测到发动机水温超过冷启动阈值时，控制离合式水泵退出冷启动模式，进入正常工作状态。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述温度分区按温度值从低到高包括第一温区、第二温区及第三温区，所述第三温区的上限温度值为所述冷启动阈值；在当前发动机水温处于第一温度分区时，需要排出缸外的热水流量为10%V，在当前发动机水温处于第二温度分区时，需要排出缸外的热水流量为50%V，在当前发动机水温处于第三温度分区时，需要排出缸外的热水流量为90%V，其中V为发动机冷却系统小循环内的容积。
10.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述控制单元还用于以计算出的离合式水泵当前工作循环的开启时间输出给离合式水泵；所述判断单元还用于判断计算出的离合式水泵当前工作循环的关闭时间是否超过时长限值，如超过则所述控制单元用于使用所述时长限值作为关闭时间输出给离合式电子水泵，如未超过，则所述控制单元用于以计算出的关闭时间输出给离合式电子水泵，其中，所述时长限值通过其与发动机负荷之间预定的脉普查表获得。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，离合式水泵开始工作后，所述控制单元还用于在其开启时间内对发动机水温的温升值进行计算，并根据检测的发动机水温，通过查表获得对应的温升限值范围，再将所述计算出的温升值与所述获得的温升限值范围进行比较，如果所述计算出的温升值处于所述温升限值范围内，则离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间维持不变，否则对离合式水泵下一个工作循环的开启时间和关闭时间分别通过修正系数进行修正。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述控制单元具体用于：
如果所述计算出的温升值低于所述温升限值范围的下限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行缩短后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行延长后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间；
如果所述计算出的温升值高于所述温升限值范围的上限值，则将离合式水泵当前工作循环的开启时间通过第一修正系数进行延长后作为下一个工作循环的开启时间，将离合式水泵当前工作循环的关闭时间通过第二修正系数进行缩短后，再与所述时长限值进行比较后，根据比较结果确定下一个工作循环的关闭时间。
13.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述温升限值范围的上限值与下限值之差在1℃~3℃范围内。
14.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述控制单元还用于：
当检测到发动机水温超过预设的第一水温限值时，判断冷却系统故障；
在预设的诊断周期内，检测发动机水温的波动情况，当发动机水温上升速度超过水温上升限值，且当前发动机水温超过第二水温限值时，判断冷却系统故障，其中，所述第二水温限值小于所述第一水温限值；
当判断冷却系统故障时，对发动机进行限扭，整车进入跛行状态。
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