CN107013305B - 水泵的控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水泵的控制方法及控制装置，该方法包括以下步骤：获取车辆运行参数，其中，车辆运行参数包括车速、发动机进气量、发动机转速、发动机扭矩与发动机水温；根据车辆运行参数确定发动机的工作模式，工作模块包括：低负荷工作模式、中负荷工作模式与高负荷工作模式；根据发动机的工作模式与发动机水温启动或关闭水泵。本发明的方法能够根据发动机的工作模式与发动机水温启动或关闭水泵，提高控制的精确度，提高水泵的使用效率，节约能源。

Description

水泵的控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种水泵的控制方法及控制装置。

背景技术

冷却系统作为发动机的重要辅助系统，对发动机的性能及可靠性起着至关重要的作用，其电控化也将成为一种趋势。但目前冷却系统除满足常规的冷却要求外，无法满足低负荷快速暖机、降低摩擦、提高驾驶舒适性等要求，存在水温上升慢，无法降低排放和油耗的问题，虽然冷却系统电控化已在研究，包括电磁离合水泵的研究，但由于控制策略上的不合理，导致使用效果并不明显，无法达到理想的节能减排的效果，同时会出现水温偏高或偏低的问题。.

其中，电磁离合水泵是在传统水泵基础上发展而来，是将传统的水泵集成电磁离合器，使之实现电控化，依据电磁离合通断满足车辆不同工况的行驶过程中对水流量的需求，但目前存在以下较大问题：1)、控制参数单一，只依据水温控制，其控制效率低下，无法达到理想的效果；2)、工作可靠性低，没有闭环控制机制，存在部分工况下水温偏高或偏低的风险；3)、无其他功能要求，导致行驶舒适性差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种水泵的控制方法，该方法能够提高控制的精确度，提高水泵的使用效率，节约能源。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种水泵的控制方法，包括以下步骤：获取车辆运行参数，其中，所述车辆运行参数包括车速、发动机进气量、发动机转速、发动机扭矩与发动机水温；根据所述车辆运行参数确定所述发动机的工作模式，所述工作模块包括：低负荷工作模式、中负荷工作模式与高负荷工作模式；以及根据所述发动机的工作模式与所述发动机水温启动或关闭所述水泵。

进一步地，所述水泵的控制方法还包括：如果车辆处于着车工况，则闭合所述发动机的节温器，启动所述水泵，并在运转预设时间之后，关闭所述水泵。

进一步地，所述根据所述发动机的工作模式与所述发动机水温启动或关闭所述水泵，进一步包括：根据所述发动机的工作模式确定所述水泵的运转温度区间；判断所述发动机水温是否处于所述运转温度区间；以及如果处于所述运转温度区间，则启动所述水泵，其中，所述运转温度区间由节温器的开启温度、节温器的全开温度、电子风扇的开启温度确定。

进一步地，在所述水泵停止时，所述水泵的控制方法还包括：检测所述车辆所处的当前环境温度；根据所述当前环境温度与所述水泵的持续停止时间对所述水泵进行控制。

进一步地，所述水泵的控制方法还包括：检测所述车辆的暖风开关是否打开；如果所述车辆的暖风开关打开，则根据所述发动机的水温对水泵进行控制。

相对于现有技术，本发明所述的发动机的控制方法具有以下优势：

本发明所述的水泵的控制方法，通过车辆运行参数确定发动机的工作模式，从而根据工作模式与发动机水温启动或关闭所述水泵，提高控制的精确度，提高水泵的使用效率，节约能源。

本发明的另一个目的在于提出一种水泵的控制装置，该装置能够提高控制的精确度，提高水泵的使用效率，节约能源。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种水泵的控制装置，包括：获取模块，用于获取车辆运行参数，其中，所述车辆运行参数包括车速、发动机进气量、发动机转速、发动机扭矩与发动机水温；确定模块，用于根据所述车辆运行参数确定所述发动机的工作模式，所述工作模块包括：低负荷工作模式、中负荷工作模式与高负荷工作模式；以及控制模块，用于根据所述发动机的工作模式与所述发动机水温启动或关闭所述水泵。

进一步地，当车辆处于着车工况时，所述控制模块还用于闭合所述发动机的节温器，启动所述水泵，并在运转预设时间之后，关闭所述水泵。

进一步地，所述控制模块包括：确定子模块，用于根据所述发动机的工作模式确定所述水泵的运转温度区间；判断子模块，用于判断所述发动机水温是否处于所述运转温度区间；以及控制子模块，当处于所述运转温度区间时，用于启动所述水泵，其中，所述运转温度区间由所述节温器的开启温度、所述节温器的全开温度、电子风扇的开启温度确定。

进一步地，所述水泵的控制装置还包括：第一检测模块，用于检测所述车辆所处的当前环境温度，控制模块根据所述当前环境温度与所述水泵的持续停止时间对所述水泵进行控制。

进一步地，所述水泵的控制装置还包括：第二检测模块，用于检测所述车辆的暖风开关是否打开，当所述车辆的暖风开关打开时，控制模块根据所述发动机的水温对水泵进行控制。

所述的水泵的控制装置与上述的水泵的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的水泵的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的水泵的工作模式划分示意图；

图3为本发明实施例所述的水泵的控制装置的结构框图；

图4为本发明实施例所述的控制模块的结构框图；

图5为本发明实施例所述的水泵的控制装置的另一个结构框图；以及

图6为本发明一个具体实施例所述的水泵的控制装置的示意图。

附图标记说明：

01-电磁离合式水泵、02-ECU、03-信息读取单元、04-控制信号输出单元、05-信息处理单元；10-水泵的控制装置；100-获取模块、200-确定模块、300-控制模块、400-第一检测模块、500-第二检测模块；301-确定子模块、302-判断子模块、303-控制子模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的水泵的控制方法的流程图。

如图1所示，根据本发明实施例的水泵的控制方法，包括如下步骤：

S101：获取车辆运行参数，其中，车辆运行参数包括车速、发动机进气量、发动机转速、发动机扭矩与发动机水温。

S102，根据车辆运行参数确定发动机的工作模式，工作模块包括：低负荷工作模式、中负荷工作模式与高负荷工作模式。

可以理解为，如图2所示，本发明实施例的主要控制依据主要控制参数如车速、发动机转速、负荷、水温对各工况进行区域划分，分别为低负荷工作模式、中负荷工作模式，高负荷工作模式。

在本发明的实施例中，虽然以低负荷工作模式、中负荷工作模式，高负荷工作模式对不同工况进行区域划分，但本领域技术人员应当理解的是，本发明并不仅限于这一种划分方式，例如可以细分为四种或者五种划分形式，本发明并不作具体限制。

S103，根据发动机的工作模式与发动机水温启动或关闭水泵。

可以理解的是，水泵可以为电磁离合式水泵，通电则电磁离合断开，水泵不转，反之断电，则电磁离合贴合，水泵运转。具体地，电磁离合水泵是在传统水泵基础上发展而来，是将传统的水泵集成电磁离合器，使之实现电控化，根据通电、断电实现水泵的工作和不工作。

进一步地，根据发动机的工作模式与发动机水温启动或关闭水泵，进一步包括：根据发动机的工作模式确定水泵的运转温度区间；判断发动机水温是否处于运转温度区间；以及如果处于运转温度区间，则启动水泵，其中，运转温度区间由节温器的开启温度、节温器的全开温度、电子风扇的开启温度确定。

举例而言，低负荷区域工况(相当于低负荷工作模式)：检测水温≥T1，电信号off，水泵运转，水温≤T2，则电信号on，水泵断开，其中T1温度可以设定在发动机的节温器的全开温度之上，T2温度可以设定在节温器的开启温度到全开温度之间，T2温度与T1温度差值可以在7℃～12℃之间。

进一步地，低负荷区域转至中负荷区域工况(相当于中负荷工作模式)：由低负荷区域进入中负荷区域工况，检测水温是否大于T3温度：

a.水温＞T3，电信号off，水泵运转；水温≤T3，则按b控制执行。

b.水温≤T3，电信号on，水泵断开；水温≥T4，电信号off，水泵运转。

其中，T3温度可以设置为节温器的开启温度，T4温度可以设置为低于电子风扇开启温度2℃。

进一步地，中负荷区域转至低负荷区域工况：由中负荷区域进入低负荷区域工况，检测水温是否大于T2温度：

a.水温＞T2，电信号off，水泵运转，水温≤T2，按b控制执行。

b.水温≤T2，电信号on，水泵断开，水温≥T1，电信号off，水泵运转。

进一步地，中负荷区域转至高负荷区域工况(高负荷工作模式)：由中负荷区域进入高负荷区域工况，检测水温是否大于T5温度：

a.水温＞T5，电信号off，水泵运转。

b.水温≤T5，电信号on，水泵断开。

其中，T5温度为相对较低的温度，可设定在40℃～60℃之间。

进一步地，高负荷区域转至中负荷区域工况：由高负荷区域进入中负荷区域工况，检测水温是否大于T3温度：

a.水温＞T3，电信号off，水泵运转，水温≤T3，按b控制执行。

b.水温≤T3，电信号on，水泵断开，水温≥T4，电信号off，水泵运转。

需要说明的是，上述各温度测量可以基于发动机缸盖金属所能承受极限温度的90％进行控制，同时结合节温器的开启温度、电子风扇的开启温度进行匹配。

在本发明的实施例中，通过对不同工况进行区域划分，各区域控制策略不同，实现精确控制，大大提高水泵的使用效率，并且实现不同区域和不同水温控制，缩短暖机时间，提升节油效果和改善排放。

进一步地，在水泵停止时，水泵的控制方法还包括：检测车辆所处的当前环境温度；根据当前环境温度与水泵的持续停止时间对水泵进行控制。

可以理解为，本发明实施例的辅助控制可以涉及到环境温度的控制，用于防止发动机过热。

举例而言，环境温度X≤Ta，且水泵持续停止12min，则执行水泵运行10s再进入主控制程序，其中Ta温度可设定在-10℃～-15℃；Ta＜环境温度X≤Tb，且水泵持续停止8min，则执行水泵运行10s再进入主控制；环境温度X＞Tb，且水泵持续停止6min，则执行水泵运行10s再进入主控制，其中Tb温度可设定在15℃～20℃。

在本发明的实施例中，通过使用环境温度进行辅助控制，提升使用产品的可靠性。

进一步地，水泵的控制方法还包括：检测车辆的暖风开关是否打开；如果车辆的暖风开关打开，则根据发动机的水温对水泵进行控制。

可以理解为，本发明实施例的辅助控制可以涉及到暖风系统控制，用于提升驾驶舒适性。

举例而言，暖风开关ON，且水温≤50℃，则水泵停止10s时间，运行30s时间，循环进行；暖风开关ON，且水温＞50℃，则电信号off，水泵运转；暖风开关OFF，则依照主控制进行控制。

在本发明的实施例中，通过使用暖风开关进行辅助控制，确保驾驶室暖风的供应，提升驾驶舒适性。

具体而言，本发明实施例的控制方法可以根据主参数(如车速、发动机转速、负荷、水温)和辅助参数(如环境温度和暖风开关信号)实现对水泵的控制，主控制策略是将各工况进行区域划分，不同区域采用不同的方式进行控制，并且结合辅助控制参数进行调节，防止整车运行过程中发动机过热的同时，使电磁离合水泵节油效果达到最佳；同时满足驾驶舱的舒适性，在于能够满足冷却需求的同时，最大限度地提升水泵的控制效率和可靠性，不但缩短了暖机时间、降低了排放，而且节省油耗，提高了驾驶舒适性。

另外，为确保使用安全性，本发明实施例的水泵同时可以具有安全模式，一方面某些特殊工况导致水温急速上升时，高出某一范围后需水泵立即切换为安全模式，使其长转，确保发动机不会过热，另一方面如出现机械故障后，利用反馈信号，使整车限速降扭，以实现安全驾驶，其中，安全模式设定水温与发动机最高工作水温相关。

进一步地，水泵的控制方法还包括：如果车辆处于着车工况，则闭合发动机的节温器，启动水泵，并在运转预设时间之后，关闭水泵。

举例而言，在检测到着车信号之后，车辆处于着车工况，水泵运行时间S1，电信号on，水泵断开，S1时间可设定在10～30s之间。

本发明的水泵的控制方法，通过车辆运行参数确定发动机的工作模式，从而根据工作模式与发动机水温启动或关闭水泵，实现对不同工况进行区域划分，各区域控制策略不同，提高控制的精确度，大大提高电磁离合水泵的使用效率，并且不同区域根据不同水温进行控制，缩短暖机时间，提升节油效果和改善排放，节约能源，并且使用环境温度进行辅助控制，提升使用产品的可靠性，以及使用暖风开关进行辅助控制，确保驾驶室暖风的供应，提升驾驶舒适性。

图3为本发明实施例所述的水泵的控制装置的结构框图。

进一步地，如图3所示，本发明的实施例公开了一种水泵的控制装置10，其包括：获取模块100、确定模块200和控制模块300。

具体而言，如图3所示，获取模块100用于获取车辆运行参数，其中，车辆运行参数包括车速、发动机进气量、发动机转速、发动机扭矩与发动机水温。确定模块200用于根据车辆运行参数确定发动机的工作模式，工作模块包括：低负荷工作模式、中负荷工作模式与高负荷工作模式。控制模块300用于根据发动机的工作模式与发动机水温启动或关闭水泵。本发明实施例的控制装置10能够根据发动机的工作模式与发动机水温启动或关闭水泵，提高控制的精确度，提高水泵的使用效率，节约能源。

进一步地，当车辆处于着车工况时，控制模块300还用于闭合发动机的节温器，启动水泵，并在运转预设时间之后，关闭水泵。

举例而言，在检测到着车信号之后，车辆处于着车工况，水泵运行时间S1，电信号on，水泵断开，S1时间可设定在10～30s之间。

进一步地，如图4所示，控制模块300包括：确定子模块301、判断子模块302和控制子模块303。

其中，确定子模块301用于根据发动机的工作模式确定水泵的运转温度区间。判断子模块302用于判断发动机水温是否处于运转温度区间；当处于运转温度区间时，控制子模块303 用于启动水泵，其中，运转温度区间由节温器的开启温度、节温器的全开温度、电子风扇的开启温度确定。

在本发明的实施例中，通过对不同工况进行区域划分，各区域控制策略不同，实现精确控制，大大提高水泵的使用效率，并且实现不同区域和不同水温控制，缩短暖机时间，提升节油效果和改善排放。

进一步地，如图5所示，水泵的控制装置10还包括：第一检测模块400。其中，第一检测模块400用于检测车辆所处的当前环境温度，控制模块300根据当前环境温度与水泵的持续停止时间对水泵进行控制。

在本发明的实施例中，通过使用环境温度进行辅助控制，防止发动机过热，提升使用产品的可靠性。

进一步地，如图5所示，水泵的控制装置还包括：第二检测模块500。第二检测模块500 用于检测车辆的暖风开关是否打开，当车辆的暖风开关打开时，控制模块300根据发动机的水温对水泵进行控制。

在本发明的实施例中，通过使用暖风开关进行辅助控制，确保驾驶室暖风的供应，提升驾驶舒适性。

具体而言，本发明实施例的控制方法可以根据主参数(如车速、发动机转速、负荷、水温)和辅助参数(如环境温度和暖风开关信号)实现对水泵的控制，主控制策略是将各工况进行区域划分，不同区域采用不同的方式进行控制，并且结合辅助控制参数进行调节，防止整车运行过程中发动机过热的同时，使电磁离合水泵节油效果达到最佳；同时满足驾驶舱的舒适性，在于能够满足冷却需求的同时，最大限度地提升水泵的控制效率和可靠性，不但缩短了暖机时间、降低了排放，而且节省油耗，提高了驾驶舒适性。

在本发明的一个具体实施例中，如图6所示，本发明实施例的控制装置10包括：电磁离合式水泵01、ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)02、信息读取单元03、控制信号输出单元04。其中，ECU 02包括信息处理单元05。

其中，信息读取单元03用于对主要控制参数和辅助控制参数进行读取，主要控制参数可以为车速、发动机转速、负荷、水温，主要辅助控制参数为环境温度和暖风开关信号。ECU 02内的信息处理单元05用于对信息读取单元03中的参数进行实时监控处理，转化为PWM 脉冲信号，同时反馈给控制信号输出单元04，由控制信号输出单元04转化为电信号控制电磁离合水泵01的通电和断电。电磁离合水泵01依据控制信号输出单元04的电信号进行工作，同时其工作状态与信息处理单元05进行反馈，实现故障诊断功能。ECU 02内的信息处理单元05涉及到如上所述的发动机工况、水温的控制策略。

需要说明的是，本发明实施例的水泵的控制装置的具体实现方式与水泵的控制方法的具体实现方式类似，为了减少冗余，此处不做赘述。

本发明的水泵的控制装置，通过车辆运行参数确定发动机的工作模式，从而根据工作模式与发动机水温启动或关闭水泵，实现对不同工况进行区域划分，各区域控制策略不同，提高控制的精确度，大大提高电磁离合水泵的使用效率，并且不同区域根据不同水温进行控制，缩短暖机时间，提升节油效果和改善排放，节约能源，并且使用环境温度进行辅助控制，提升使用产品的可靠性，以及使用暖风开关进行辅助控制，确保驾驶室暖风的供应，提升驾驶舒适性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水泵的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取车辆运行参数，其中，所述车辆运行参数包括车速、发动机进气量、发动机转速、发动机扭矩与发动机水温；

根据所述车辆运行参数确定所述发动机的工作模式，所述工作模式包括：低负荷工作模式、中负荷工作模式与高负荷工作模式；以及

根据所述发动机的工作模式与所述发动机水温启动或关闭所述水泵；

在所述水泵停止时，还包括：检测所述车辆所处的当前环境温度；根据所述当前环境温度与所述水泵的持续停止时间对所述水泵进行控制。

2.根据权利要求1所述的水泵的控制方法，其特征在于，还包括：

如果车辆处于着车工况，则闭合所述发动机的节温器，启动所述水泵，并在运转预设时间之后，关闭所述水泵。

3.根据权利要求1所述的水泵的控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机的工作模式与所述发动机水温启动或关闭所述水泵，进一步包括：

根据所述发动机的工作模式确定所述水泵的运转温度区间；

判断所述发动机水温是否处于所述运转温度区间；以及

如果处于所述运转温度区间，则启动所述水泵，其中，所述运转温度区间由节温器的开启温度、节温器的全开温度、电子风扇的开启温度确定。

4.根据权利要求1所述的水泵的控制方法，其特征在于，还包括：

检测所述车辆的暖风开关是否打开；

如果所述车辆的暖风开关打开，则根据所述发动机的水温对水泵进行控制。

5.一种水泵的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取车辆运行参数，其中，所述车辆运行参数包括车速、发动机进气量、发动机转速、发动机扭矩与发动机水温；

确定模块，用于根据所述车辆运行参数确定所述发动机的工作模式，所述工作模式包括：低负荷工作模式、中负荷工作模式与高负荷工作模式；以及

控制模块，用于根据所述发动机的工作模式与所述发动机水温启动或关闭所述水泵；

第一检测模块，用于检测所述车辆所处的当前环境温度，控制模块根据所述当前环境温度与所述水泵的持续停止时间对所述水泵进行控制。

6.根据权利要求5所述的水泵的控制装置，其特征在于，当车辆处于着车工况时，所述控制模块还用于闭合所述发动机的节温器，启动所述水泵，并在运转预设时间之后，关闭所述水泵。

7.根据权利要求6所述的水泵的控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：

确定子模块，用于根据所述发动机的工作模式确定所述水泵的运转温度区间；

判断子模块，用于判断所述发动机水温是否处于所述运转温度区间；以及

控制子模块，当处于所述运转温度区间时，用于启动所述水泵，其中，所述运转温度区间由所述节温器的开启温度、所述节温器的全开温度、电子风扇的开启温度确定。

8.根据权利要求5所述的水泵的控制装置，其特征在于，还包括：

第二检测模块，用于检测所述车辆的暖风开关是否打开，当所述车辆的暖风开关打开时，控制模块根据所述发动机的水温对水泵进行控制。

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