CN108119350A - 车辆冷却水泵控制系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆冷却水泵控制系统以及方法，所述系统包括：整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器。整车控制器与水泵以及温度传感器电连接，温度传感器用于采集电机控制器、电机以及散热器的温度数据，整车控制器，用于采集驾驶员的驾驶信号；整车控制器，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；所述水泵，用于根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。通过该系统，可以输出不同占空比的PWM信号，实现水泵的变速控制，当水泵以较低转速启动，可以降低噪音和震动，当冷却部件(电机、电机控制器、充电机等)温度较低时水泵低转速工作即可满足冷却要求，从而达到降低能耗的目的。

Description

车辆冷却水泵控制系统以及方法

技术领域

本发明涉及车辆自动控制领域，具体而言，涉及一种车辆冷却水泵控制系统以及方法。

背景技术

随着车辆的普及，人们对车辆的性能要求也越来越高。目前，传统的车辆冷却水泵控制，都只是通过车辆启动/关闭信号ON/OFF来实现。即用电源的通断来实现了水泵的满功率(全速)/停止两种工作模式，没有调速功能，能耗较高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种车辆冷却水泵控制系统以及方法，以缓解上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆冷却水泵控制系统，所述系统包括：整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器，所述整车控制器与所述水泵以及所述温度传感器电连接，所述温度传感器用于采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据，所述整车控制器，用于采集驾驶员的驾驶信号；所述整车控制器，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；所述水泵，用于根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。

第二方面，本发明实施例提供了一种车辆冷却水泵控制方法，所述方法应用于车辆冷却水泵控制系统，所述系统包括整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器，所述方法包括：所述温度传感器采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据；所述整车控制器采集驾驶员的驾驶信号；所述整车控制器根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；所述水泵根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。

与现有技术相比，本发明各实施例提出的车辆冷却水泵控制系统以及方法，该系统包括整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器，所述整车控制器与所述水泵以及所述温度传感器电连接，所述温度传感器用于采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据，所述整车控制器，用于采集驾驶员的驾驶信号；所述整车控制器，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；所述水泵，用于根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。通过该系统，可以输出不同占空比的PWM信号，实现水泵的变速控制，当水泵以较低转速启动，可以降低噪音和震动，当冷却部件(电机、电机控制器、充电机等)温度较低时水泵低转速工作即可满足冷却要求，从而达到降低能耗的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的车辆冷却水泵控制系统的结构框图；

图2为本发明第一实施例提供的另一种车辆冷却水泵控制系统的结构框图；

图3为本发明第二实施例提供的一种车辆冷却水泵控制方法的流程图；

图4为本发明第二实施例提供的另一种车辆冷却水泵控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

如图1所示，是本发明第一实施例提供的车辆冷却水泵控制系统100的结构框图。

其中，所述车辆冷却水泵控制系统100可以包括整车控制器110、水泵120、电机控制器130、电机140、散热器150以及温度传感器160。

所述整车控制器110与所述水泵120以及所述温度传感器160电连接，可以与水泵120以及温度传感器160实现数据的交互。

电机控制器130与电机140以及散热器150电连接。

整车控制器110与所述电机控制器130可以通过动力CAN总线进行连接。

其中，所述整车控制器110(VCU)可以通过采集司机驾驶信号，通过动力CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。整车控制器110(VCU)内部可以包括存储器、处理器等。

其中，存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

电机控制器130(MCU)可以接受整车控制器110(VCU)的控制和扭矩指令，负责电机140的驱动控制，并对电机140状态进行监控以及电机140的热管理。

散热器150内包括冷却液，当散热器工作时，冷却液的流向为：散热器150－－－水泵120－－－车载充电机－－－电机控制器130－－－电机140－－－散热器150。

温度传感器160可以用于采集所述电机控制器130、所述电机140以及所述散热器150的温度数据

所述整车控制器110，用于采集驾驶员的驾驶信号；

所述整车控制器110，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；

所述水泵120，用于根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。

进一步的，当车辆启动时，整车控制器110可以检测到启动钥匙由OFF档位转动到ON档位，此时，整车控制器110闭合主继电器，给车辆上电。其中，OFF/ON就是驾驶信号。此外，整车控制器110还获取温度传感器160传递来的温度数据。

所述整车控制器110用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号时，包括：

第一方面，所述整车控制器110在获取到所述驾驶信号处于开启状态(ON档位)时，可以根据所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号。

具体的，所述整车控制器110在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第一阈值范围时，输出第一占空比值的脉冲宽度调制信号，在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第二阈值范围时，输出第二占空比值的脉冲宽度调制信号。

在车辆启动的初始阶段，整车控制器110可以输出占空比DC小于3％的PWM信号，此时水泵一般不启动，转数n＝0。当车辆开始运行时，温度传感器160传递来的冷却水的温度数据表征温度较低，当此时的温度处于第一阈值范围时，整车控制器110可以输出占空比为3％＜DC＜30％的PWM信号，此时水泵以低速启动，转数n的范围为1500rpm-5500rpm之间。水泵以较低的速度(约2000rpm)启动，以降低水泵启动时的噪音和震动。随着车辆运行水温升高，当冷却水的温度数据表征此时的温度处于第二阈值范围时，整车控制器110输出较高占空比(30％＜DC＜80％)的第二占空比值的脉冲宽度调制信号，提升水泵转速，此时水泵全速转动，n＝5500rpm，以提高冷却液流量达到更好的冷却效果。同时达到节能的效果。

第二方面，所述整车控制器110在获取到所述驾驶信号处于关闭状态(OFF档位)时，停止输出脉冲宽度调制信号。

作为一种实施方式，所述水泵，还用于向所述整车控制器110输出反馈脉冲宽度调制信号。

此时，所述整车控制器110，还用于采集所述反馈脉冲宽度调制信号，按照预先保存的处理策略控制所述电机140。例如，预先可以定义水泵故障时反馈脉冲宽度调制信号：当0％＜DC＜3％，表征水泵空转；当5％＜DC＜8％，表征水泵过流；当10％＜DC＜13％，表征水泵低压；当15％＜DC＜18％，表征水泵过压；当20％＜DC＜23％，表征水泵堵转；当25％＜DC＜28％，表征水泵过温；当82％＜DC＜100％，表征水泵预留。当整车控制器110采集水泵输出的反馈PWM信号，会做相应的策略处理(如限制电机功率以免电机过温)，并仪表提示司机要处理水泵故障。

作为一种实施方式，所述整车控制器110，还用于获取到车辆电池处于充电状态时，输出不同的脉冲宽度调制信号。

当然，请参看图2，所述车辆冷却水泵控制系统100还可以包括显示单元170，显示单元170在车辆冷却水泵控制系统100与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元170可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器130进行计算和处理。

本发明第一实施例提出的一种车辆冷却水泵控制系统，该系统包括整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器，所述整车控制器与所述水泵以及所述温度传感器电连接，所述温度传感器用于采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据，所述整车控制器，用于采集驾驶员的驾驶信号；所述整车控制器，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；所述水泵，用于根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。通过该系统，可以输出不同占空比的PWM信号，实现水泵的变速控制，当水泵以较低转速启动，可以降低噪音和震动，当冷却部件(电机、电机控制器、充电机等)温度较低时水泵低转速工作即可满足冷却要求，从而达到降低能耗的目的。

第二实施例

请参照图3，图3是本发明第一实施例提供的一种车辆冷却水泵控制方法的流程图，所述方法应用于车辆冷却水泵控制系统。下面将对图3所示的流程进行详细阐述，所述方法包括：

步骤S110：所述温度传感器采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据。

步骤S120：所述整车控制器采集驾驶员的驾驶信号。

步骤S130：所述整车控制器根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号。

所述整车控制器在获取到所述驾驶信号处于开启状态时，根据所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号。

所述整车控制器在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第一阈值范围时，输出第一占空比值的脉冲宽度调制信号，在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第二阈值范围时，输出第二占空比值的脉冲宽度调制信号

所述整车控制器在获取到所述驾驶信号处于关闭状态时，停止输出脉冲宽度调制信号。

步骤S140：所述水泵根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。

此外，请参看图4，所述方法还可以包括：

步骤S150：所述水泵向所述整车控制器输出反馈脉冲宽度调制信号。

步骤S160：所述整车控制器采集所述反馈脉冲宽度调制信号，按照预先保存的处理策略控制所述电机。

此外，所述整车控制器还可以在获取到车辆电池处于充电状态时，输出不同占空比的脉冲宽度调制信号，其控制方式与上述方式一致，此处不再过多赘述。

综上所述，本发明实施例提出的一种车辆冷却水泵控制系统以及方法，该系统包括整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器，所述整车控制器与所述水泵以及所述温度传感器电连接，所述温度传感器用于采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据，所述整车控制器，用于采集驾驶员的驾驶信号；所述整车控制器，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；所述水泵，用于根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。通过该系统，可以输出不同占空比的PWM信号，实现水泵的变速控制，当水泵以较低转速启动，可以降低噪音和震动，当冷却部件(电机、电机控制器、充电机等)温度较低时水泵低转速工作即可满足冷却要求，从而达到降低能耗的目的。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车辆冷却水泵控制系统，其特征在于，所述系统包括：整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器，所述整车控制器与所述水泵以及所述温度传感器电连接，所述温度传感器用于采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据，所述整车控制器，用于采集驾驶员的驾驶信号；

所述整车控制器，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；

所述水泵，用于根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整车控制器，还用于根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号，包括：

所述整车控制器，还用于在获取到所述驾驶信号处于开启状态时，根据所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；

所述整车控制器，还用于在获取到所述驾驶信号处于关闭状态时，停止输出脉冲宽度调制信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述整车控制器，还用于在获取到所述驾驶信号处于开启状态时，根据所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号，包括：

所述整车控制器，还用于在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第一阈值范围时，输出第一占空比值的脉冲宽度调制信号，在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第二阈值范围时，输出第二占空比值的脉冲宽度调制信号。

4.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，

所述水泵，还用于向所述整车控制器输出反馈脉冲宽度调制信号；

所述整车控制器，还用于采集所述反馈脉冲宽度调制信号，按照预先保存的处理策略控制所述电机。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述整车控制器，还用于获取到车辆电池处于充电状态时，输出不同的脉冲宽度调制信号。

6.一种车辆冷却水泵控制方法，其特征在于，所述方法应用于车辆冷却水泵控制系统，所述系统包括整车控制器、水泵、电机控制器、电机、散热器以及温度传感器，所述方法包括：

所述温度传感器采集所述电机控制器、所述电机以及所述散热器的温度数据；

所述整车控制器采集驾驶员的驾驶信号；

所述整车控制器根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；

所述水泵根据所述脉冲宽度调制信号，调节转速。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述整车控制器根据所述驾驶信号以及所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号，包括：

所述整车控制器在获取到所述驾驶信号处于开启状态时，根据所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号；

所述整车控制器在获取到所述驾驶信号处于关闭状态时，停止输出脉冲宽度调制信号。

8.根据权利要求7所述的方法，所述整车控制器在获取到所述驾驶信号处于开启状态时，根据所述温度数据输出不同的脉冲宽度调制信号，包括：

所述整车控制器在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第一阈值范围时，输出第一占空比值的脉冲宽度调制信号，在获取到所述驾驶信号处于开启状态，且所述温度数据处于第二阈值范围时，输出第二占空比值的脉冲宽度调制信号。

9.根据权利要求6-8任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述水泵向所述整车控制器输出反馈脉冲宽度调制信号；

所述整车控制器采集所述反馈脉冲宽度调制信号，按照预先保存的处理策略控制所述电机。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述整车控制器在获取到车辆电池处于充电状态时，输出不同的脉冲宽度调制信号。