CN111075553B - 确定车辆的冷却剂状况的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种确定车辆的冷却剂状况的方法，并且更具体地，提供一种使用电动水泵(EWP)在车辆中没有单独的附加传感器的情况下准确确定冷却剂状况的方法，例如，系统中存在气体的状况以及冷却剂不足状况。为此，本公开提供一种确定车辆的冷却剂状况的方法，该方法包括：在包括用于循环冷却剂的电动水泵(EWP)的车辆中，在水泵被驱动时，由控制器获取水泵的驱动状态信息，由控制器根据获取的水泵的驱动状态信息来计算驱动状态的纹波值，并由所述控制器将所计算的纹波值与参考值进行比较，以确定冷却剂的状态。

Description

确定车辆的冷却剂状况的方法
技术领域
本公开涉及一种确定车辆的冷却剂状况的方法。更具体地，本公开涉及一种使用电动水泵(EWP)在车辆中没有单独的附加传感器的情况下准确确定冷却剂状况的方法，例如，系统中存在气体的状况以及冷却剂不足状况。
背景技术
在普通内燃机(ICE)车辆的情况下，为了在行驶期间将发动机的温度控制在适当的水平，车辆包括安装在其中并使用冷却剂的水冷式冷却系统。
通常，发动机冷却剂在水冷式冷却系统中被用作用于冷却发动机的介质(制冷剂)，并且还被用作用于将发动机的热量传递给车辆空气调节系统中的加热空气的介质(加热介质)。
这样，车辆必须使用冷却剂来进行管理以管理发动机的温度和用于车辆的室内加热，并且在车辆中，冷却剂通过水泵被输送并沿着预定路径在发动机、加热器芯和散热器之间循环。
普通的ICE车辆主要使用接收发动机动力并被驱动旋转的机械水泵作为水泵，但是最近还使用了被驱动为通过电机的动力旋转的电动水泵(EWP)。
例如，在环保型车辆中，纯电动车辆(EV)或燃料电池电动车辆(FCEV)不包括发动机，并且因此，不能使用发动机的动力，并且相应地，需要使用EWP。
另外，同时使用发动机和电机作为车辆的驱动源的混合动力电动车辆(HEV)也已经使用了EWP。
环保型车辆使用冷却剂来冷却车内加热组件(例如，电机、逆变器等的高压电气组件)，或保持燃料电池堆的驱动温度到合适的温度，并且还使用冷却剂以及电加热器一起对车辆进行室内加热。
为此，在环保型车辆中，冷却剂还通过被驱动为通过电机的动力旋转的EWP沿散热器和诸如高压电气组件或燃料电池堆的加热组件之间的预定路径循环。
例如，用于管理燃料电池车辆中的燃料电池堆的驱动温度的热管理系统包括散热器和用于向外排放冷却剂的热量的散热器风扇，连接在燃料电池堆与散热器之间用于循环冷却剂的冷却剂管线，用于选择性地绕过不通过散热器传输的冷却剂的旁通管线和三通阀，以及用于泵送、传输和循环冷却剂的电动水泵(EWP)。
在热管理系统中，驱动水泵(EWP)以在发电期间通过散热器将由燃料电池堆产生的热量向外排放，同时沿着燃料电池堆与散热器之间的冷却剂管线和三通阀循环冷却剂。
在该过程期间，车载控制器控制水泵、散热器风扇、三通阀等，以将燃料电池堆的温度维持在目标温度。
除了堆冷却之外，还操作加热器以加热引入燃料电池堆中的冷却剂以提高堆温度。
热管理系统包括用于当冷却剂在冷却剂管线中消散时通过补充管线将存储在储液器中的冷却剂补充到诸如散热器的预定位置的设备。
当车辆中的冷却剂不足或冷却剂管线中存在大量气体时，冷却性能降低，并且因此，由于冷却目标迅速降低，无法平滑地冷却组件，并且严重地可能会损坏组件。
在EWP中，在水泵(湿转子式EWP)的情况下，其中冷却剂用作轴承的润滑剂，当冷却剂不足时，轴承可能会损坏。
因此，需要一种准确地检测和确定冷却剂是否不足的技术，例如，车辆中的冷却剂中是否存在大量的气体。
与此相关的引用参考文献包括：韩国专利公开号10-2013-0124789(2013年11月15日)、韩国专利号10-1567237(2015年11月2日)、韩国专利号10-1592789(2016年2月1日)和韩国专利号10-1704133(2017年2月1日)。
然而，在引用的参考文献中公开的设备和方法的缺点在于，它们需要单独的附加传感器来确定冷却剂是否不足。
另外，在欧洲专利EP 2751861 B1(2015年6月3日)(以下称为“专利文献1”)中，预设了每分钟每转(RPM)的冷却剂正常状况下的泵消耗功率，当实际泵驱动状态下的消耗功率不同于对应于当前泵RPM的预设值时，确定冷却剂不足。
这是有利的，因为可在没有单独的附加传感器的情况下(相反，使用泵中的传感器值)检测冷却剂不足状况，但是缺点在于可仅可检测当泵RPM等于或大于预定速度时的冷却剂不足状况并且无法检测到存在某些气体的状况，这是在冷却剂不足状况之前的操作。
发明内容
在一个方面，本公开提供一种使用电动水泵(EWP)在车辆中没有单独的附加传感器的情况下准确确定冷却剂状况的方法。
在优选实施方式中，一种确定车辆的冷却剂状况的方法可包括：在包括用于循环冷却剂的电动水泵(EWP)的车辆中，在水泵被驱动时，由控制器获取水泵的驱动状态信息；由控制器根据获取的水泵的驱动状态信息计算出驱动状态的纹波值；和由控制器将计算的纹波值与参考值进行比较，以确定冷却剂的状况。
在另一优选实施方式中，当计算的纹波值等于或大于参考值时，控制器可将冷却剂的状况确定为冷却剂不足状况。
在又一优选实施方式中，控制器被配置为在获取水泵的驱动状态信息时以恒定速度控制水泵，并且在以恒定速度控制水泵时将参考值确定为与速度命令值相对应的值。
在又一优选实施方式中，水泵的驱动状态信息可以是水泵被驱动时消耗的消耗功率或消耗电流，并且控制器可计算消耗功率的最大值和最小值的差值或消耗电流的最大值和最小值的差值作为纹波值，并将纹波值与参考值进行比较。
在又一优选实施方式中，水泵的驱动状态信息可以是水泵被驱动时消耗的消耗功率或消耗电流，并且控制器可计算水泵被驱动时的消耗功率的平均值或消耗电流的平均值，可计算所计算的消耗功率的平均值与当前消耗功率之间的差值或所计算的消耗电流的平均值与当前消耗电流之间的差值作为纹波值，并将纹波值与参考值进行比较。
在又一优选实施方式中，水泵的驱动状态信息可以是传感器检测到的水泵的速度，并且控制器可被配置为计算传感器检测到的水泵的速度与以恒定速度控制水泵时的速度命令值之间的差值作为纹波值，并将纹波值与参考值进行比较。
在又一优选实施方式中，水泵的驱动状态信息可以是传感器检测到的水泵的速度，并且为了获取平均值，控制器可被配置为将水泵被驱动时的水泵的速度取平均值，以计算所计算的平均值与当前水泵速度之间的差值作为纹波值，并将纹波值与参考值进行比较。
在又一优选实施方式中，水泵的驱动状态信息可以是为驱动和控制水泵的电机而产生的脉冲宽度调制(PWM)信号的占空比，并且控制器可被配置为计算PWM占空比的最大值和最小值之间的差值作为纹波值，并将纹波值与参考值进行比较。
在又一优选实施方式中，水泵的驱动状态信息可以是为驱动和控制水泵的电机而产生的脉冲宽度调制(PWM)信号的占空比，并且控制器可被配置为在水泵被驱动时计算PWM占空比的平均值，计算所计算的PWM占空比平均值与当前PWM占空比之间的差值作为纹波值，并将纹波值与参考值进行比较。
附图说明
现在将参照其某些示例性实施方式详细描述本公开的上述和其他特征，示例性实施方式示出了附图，这些附图在下文中仅以实例的方式给出，并且因此并不限制本公开，并且其中：
图1是示出根据本公开的用于确定冷却剂状况的设备的配置的框图；
图2是表示在正常冷却剂状况和冷却剂不足状况下作为水泵的驱动状态信息的消耗功率、速度和脉宽调制(PWM)占空比的比较的图。
图3、图4、图5、图6和图7是用于说明根据本公开的示例性实施方式的确定冷却剂状况的方法的图；
图8是用于说明根据现有技术确定冷却剂状况的方法的图；和
图9、图10和图11是用于说明现有技术的问题并且示出了根据冷却剂状况的水泵的每分钟每转(RPM)的消耗功率(kW)的实例的图。
具体实施方式
在下文中，详细描述了本公开的示例性实施方式，以使本领域普通技术人员能够容易地参考附图来实施。然而，本公开不限于这些实施方式，并且可以以各种不同的形式来实现。
在整个说明书中，除非有相反的明确描述，否则词语“包括(comprise)”和诸如“包括(comprises)”或“包含(comprising)”的变体将被理解为暗示包括所述元件，但不排除任何其他元件。
首先，为了容易且清楚地理解现有技术和本公开的问题之间的区别，描述了一种利用电动水泵(EWP)的消耗功率来检测冷却剂不足状况的常规技术。
在上述专利文献1中公开了使用消耗功率来检测冷却剂不足状况的常规技术。
图8是用于说明根据现有技术的确定冷却剂状况的方法的图。
图9至图11是用于说明现有技术的问题并且示出了根据冷却剂状况的水泵的每分钟每转(RPM)的消耗功率(kW)的实例的图。
图9是将冷却剂不足状况的程度分为大、中、小的图，并且示出了在正常冷却剂状况下以及每个冷却剂不足状况下每个泵RPM的消耗功率(kW)。
图10是表示在大程度的冷却剂不足状况与正常状况之间的各泵RPM的消耗功率(kW)的比较的图。图11是示出在冷却剂不足状况和正常状况之间的各泵RPM的消耗功率(kW)的比较的图。
传统上，预先设定冷却剂正常状况的各泵RPM的消耗功率后(图8中的“消耗功率设定值”)，将实际泵驱动状态中消耗功率(图8中的“消耗功率实际值”)与当前泵RPM对应的预先设定值(消耗功率设定值)进行比较，并且当其差值是大于或等于参考值的非常高的值时，则确定冷却剂不足。
参照图8，可将3500RPM泵速下的消耗功率设定值(速度命令值)与当前测量的消耗功率实际值进行比较以计算它们之间的差，并且可将该差值与3500RPM的预设泵速处的参考值进行比较以确定冷却剂状况。
在图8中，左侧示出了正常的冷却剂状况，而右侧示出了冷却剂不足状况。左侧表示泵速为3500RPM时的消耗功率设定值与测量的消耗功率实际值的差值小于预定值，而右侧表示泵速3500RPM时的消耗功率设定值与测量的消耗功率实际值的差值是等于或大于参考值的大值。
在图9至图11中例示的在正常冷却剂状况下每个速度的消耗功率可预订为设定值，并且可针对每个速度将其预先输入并存储在控制器中，并且可将其用于确定冷却剂状况。
另外，在图9至图11中示出的大、中和小程度的冷却剂不足状况示出了在实际泵驱动状态下取决于冷却剂状况的消耗功率(kW)的实例，即，消耗功率实际值的实例。
传统上，计算对应于当前泵RPM的消耗功率设定值(即正常状况下的预设消耗功率值)与作为实时信息的当前泵RPM的消耗功率实际值之间的差值，并且然后，当计算出的差值等于或大于参考值时，当前冷却剂状况被确定为冷却剂不足状况，并且此处，参考值也是为每个速度预设的值，以确定冷却剂状况。
然而，像在图10中一样，当在冷却剂严重短缺的很大程度的冷却剂不足状况的情况下，可从约2500RPM的泵RPM中检测到冷却剂不足状况时，可如在图11中那样在小程度的冷却剂不足状况的情况下，在约3500RPM检测出冷却剂不足状况。
这样，传统上，根据冷却剂的短缺来改变可检测到冷却剂不足状况范围，并且具体地，仅当泵RPM等于或大于恒定速度时才有可能检测到冷却剂不足状况，并且因此，在低泵RPM下很难检测到冷却剂不足状况，并且不同于存在某些气体的状态，不可能准确检测冷却剂不足的状况，这是冷却剂不足状况之前的操作。
当车辆处于一般驾驶状态时，具体地，当车辆在城市区域中行驶时，电动水泵(EWP)大多以怠速RPM旋转，并且因此，根据现有技术，经常无法检测到冷却剂不足状况。
结果，由于不可能准确地检测冷却剂中存在一些气体的状况、冷却剂状况不足等，因此冷却剂可能无法适当地冷却作为冷却目标的组件，或者严重地，作为冷却目标的组件可能会损坏和退化。
因此，创建本公开以克服上述问题，并且具有基于关于为确定冷却剂状况而获得的信息的变化确定冷却剂是否不足的技术特征。
在下文中，详细描述根据本公开的示例性实施方式的确定冷却剂状况的方法。
本公开提供了一种使用电动水泵(EWP)在车辆中没有单独的附加传感器的情况下准确确定冷却剂状况的方法，例如，在系统的冷却剂中存在气体的状况以及冷却剂状况不足的状况。
为此，根据本公开的冷却系统(或热管理系统)可以以使得控制器实时收集和获取确定冷却剂状况所需的预定信息的方式配置，即表示冷却系统中当前冷却剂状况的状况确定信息，并基于由控制器实时获取的信息的变化量(其为水泵驱动状态值的纹波值，将在下面进行描述)确定冷却剂状况。
这里，冷却剂状况详细地包括：正常冷却剂状况，其中在其中循环冷却剂的车载系统中，冷却剂的量通常是足够的；以及冷却剂不足状况，其中，一定量的冷却剂与正常状况相比不足；并且冷却剂状况的这种确定是指确定当前系统中的冷却剂的量是处于正常状态还是不足状态。
另外，根据本公开的冷却剂状况确定方法可应用于使用电动水泵(EWP)的任何车辆。
例如，本公开可应用于确定由电动水泵(EWP)循环的冷却剂的状况，冷却诸如电机、逆变器和电池的高压电气组件，或诸如燃料电池堆和发动机的装置，并在诸如电动车辆(EV)、燃料电池车辆(FCEV)或混合电动车辆(HEV)的环保车辆中维持和管理其温度。
另外，在普通内燃机(ICE)车辆的情况下，只要车辆使用不是机械水泵的EWP，本公开可应用于确定由EWP循环的冷却剂的状况。
这里，冷却剂由EWP泵送以在沿着冷却剂管线确定的路径中循环。
根据本公开，确定和检测冷却剂状况所需的信息可以是水泵驱动状态信息，并且具体地，可以是水泵的消耗功率和消耗电流中的至少一项以及用于驱动和控制水泵(即水泵机)的脉冲宽度调制(PWM)占空比，以及水泵的每分钟转数(RPM)。
这里，水泵的消耗功率是指为冷却剂循环而被驱动和控制的水泵的电机的消耗功率(kW)，并且水泵的消耗电流是指被驱动和控制的电机的消耗电流，即提供给电机的电流。
用于驱动和控制水泵的PWM占空比是指用于驱动逆变器的PWM信号的占空比，其通过控制器生成并应用于驱动和控制水泵的电机。
水泵的RPM是指电机的RPM，并且在下文中，是指泵速，而泵速是指电机速度。
在使用冷却剂以驱动和控制电动水泵(EWP)的电机的普通车辆冷却系统或热管理系统中，水泵包括用于检测施加到电机的电流的电流传感器1和作为用于检测电机转子的绝对角位置(θ)的位置传感器(即电机旋转角传感器)的旋转变压器2。
这样，当使用预装在水泵中的诸如电流传感器1和旋转变压器2的常规传感器的信号值时，可识别消耗电流和电机速度(RPM)。
根据本公开，为了确定冷却系统或热管理系统中的冷却剂状况，使用在水泵驱动期间实时获取和收集的一般传感器信息，并且在这方面，确定冷却剂状况所需的信息从诸如电流传感器或旋转变压器的常规传感器的信号获取，并且因此，可以不需要另外安装和使用单独的传感器或硬件。
即，根据本公开，如图1所示，控制器3可接收电流传感器1的信号和旋转变压器2的信号，并且在这方面，可从电流传感器1的信号实际获取关于水泵的消耗电流或消耗功率的信息，并且还可从旋转变压器2的信号实时获取有关泵速(电机速度)的信息。
尽管未在图1中示出，除了电流传感器之外，本公开还可另外使用电压传感器来检测施加到泵电机的电压，使得控制器获取消耗功率信息。
根据本公开，如上所述，通过控制器使用传感器信号获取关于消耗功率、功率消耗和泵速的信息与车辆的常规冷却系统或热管理系统没有什么不同，并且是本领域的普通技术人员已知的，并且因此，在本说明书中省略其详细描述。
PWM占空比是指一定时间间隔的PWM信号的占空比值，该PWM信号的占空比值是由控制器3产生以驱动和控制水泵的电机，并且是电机控制和驱动状态信息(即，水泵的驱动状态信息)，其在电机驱动期间由控制器识别，并且也省略了由控制器获取PWM占空比的详细描述。
根据本公开，当水泵的消耗功率或消耗电流、速度(RPM)和PWM占空比处于冷却剂不足的状况下，考虑到冷却剂不足状况下的那些与正常冷却剂状况下的不同，可设置要基于由控制器3在泵驱动期间实时获取的关于水泵的消耗功率或消耗电流、速度和PWM占空比的信息确定的冷却剂状况。
在下文中，在本公开的示例性实施方式的描述中，描述了使用消耗功率的情况，但是根据本公开，可使用消耗电流代替水泵的消耗功率，并且因此，在下面的描述中，可用消耗电流代替消耗功率。
图2是表示消耗功率(kW)、速度(RPM)和PWM占空比的比较的图，消耗功率(kW)、速度(RPM)和PWM占空比是在正常冷却剂状况和冷却剂不足状况下水泵的驱动状态信息，并且如从图2所见，在正常冷却剂状况下，只要它们不故意改变控制状态，则消耗功率、速度和PWM占空比几乎恒定，而在每个控制状态下均不产生纹波。
另一方面，当车辆的冷却系统或热管理系统的冷却剂处于不足状况时，即，当冷却剂管线中存在大量气体并且冷却剂与正常水平比不足时，消耗功率、速度和PWM占空比与正向状况相比具有严重的纹波。
因此，可以使用实时获取的水泵驱动状态信息的纹波状态来确定冷却剂状况。
图3至图7是用于解释根据本公开的示例性实施方式的确定冷却剂状况的方法的图。
根据本公开，可将水泵驱动状态的变化值，即，水泵的消耗功率(或消耗电流)、速度和PWM占空比中的至少一个的纹波值与预设参考值进行比较，并根据比较结果确定冷却剂状况。
首先，控制器可在水泵驱动期间接收旋转变压器的信号，并且可从所接收的旋转变压器的信息中获取当前泵速(RPM)，该当前泵速是关于水泵驱动状态的实时反馈信息。
然后，控制器可将作为水泵的速度控制目标值的速度命令值(RPM)与所获取的当前泵速(即，由旋转变压器检测到的反馈泵速)进行比较，以计算它们之间的差，并且可将作为计算的差值的实时速度纹波值与对应于当前速度命令值的第一速度纹波参考值进行比较。
在这种情况下，当实时速度纹波值等于或大于第一速度纹波参考值时，当前冷却剂状况可被确定为是冷却剂不足状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
如上所述，第一速度纹波参考值可以是基于速度命令值的值，并且可由控制器通过映射等来设置和存储，并且在获得与根据来自映射等的当前速度命令值对应的第一速度纹波参考值时，控制器可将获取的第一速度纹波参考值与实时速度纹波值进行比较以确定冷却剂状况。
从图3所见，在正常状况下，速度命令值和测量的反馈泵速之间的差值(即，实时速度纹波值)作为比参考值(即，第一速度纹波参考值)小的水平可忽略不计，并且示出小于速度纹波参考值的小的恒定差值，例如，几乎没有产生纹波。
另一方面，在冷却剂不足的状况下，速度命令值与测量的反馈泵速之间的差值(即，实时速度纹波值)等于或大于参考值(即，第一速度纹波参考值)。
如上所述，代替计算速度命令值与反馈泵速之间的差值并将其用作速度纹波值的情况，可实时计算由旋转变压器2测量的反馈泵速的平均值，可将实时计算的泵速的平均值与测量的反馈泵速之间的差值计算为实时速度纹波值，并且将作为来自平均值的不同值的实时速度纹波值与预设的第二速度纹波参考值进行比较。
在这种情况下，可将在速度命令值保持恒定值时(即，在将水泵控制在恒定速度时)测得的泵速与在同一时间计算出的平均值进行比较，以计算它们之间的差值，可将该差值确定为实时速度纹波值，并且然后，可将速度纹波值设置为与第二速度纹波参考值进行比较。
当作为平均值与测量值之间的差值的纹波值等于或大于第二速度纹波参考值时，当前冷却剂状况可被确定为冷却剂不足状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
这样，作为泵速的平均值与实时反馈泵速之间的差值的速度纹波值等于或大于第二速度纹波参考值的情况也可参考这种情况，在该情况下，水泵的驱动状态纹波大量产生，这表示当前冷却剂不足的冷却剂状况。
控制器可被配置为将第一速度纹波参考值和速度纹波参考值两者都设置为基于速度命令值的值，并且将与以恒定速度控制水泵时的当前速度命令对应的第一速度纹波参考值和第二速度纹波参考值与纹波值进行比较。
然后，控制器可在水泵被驱动时从电流传感器的信号获取水泵的消耗功率(或消耗电流)作为实时泵驱动状态信息，并可计算消耗功率的纹波值，并且然后，可将计算出的消耗功率的纹波值与作为参考值的预设的第一功率纹波参考值进行比较。
这里，可在如下部分中测量水泵的消耗功率，在该部分中，以恒定速度将水泵控制为泵速，可计算以恒定速度控制水泵时消耗功率的最大值和最小值之间的差值，作为消耗功率的纹波值，并且然后，可将计算出的纹波值与预设的第一功率纹波参考值进行比较。
在这种情况下，计算出的消耗功率的纹波值等于或大于第一功率纹波参考值，当前冷却剂状况可被确定为冷却剂不足状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
如上所述，代替在以恒定速度控制水泵作为泵速时，将消耗功率的最大值和最小值之间的差值作为消耗功率的纹波值的情况，控制器可测量消耗功率，并且同时，可计算所测量的消耗功率的平均值，可计算当前测量的消耗功率值与实时计算的消耗功率的平均值之间的差值，作为消耗功率的实时纹波值，并且可将作为不同值的实时消耗功率纹波值与具有预设的第二功率纹波参考值的平均值进行比较。
在这种情况下，可将在将泵速保持恒定速度时测量的消耗功率与平均值进行比较以计算它们之间的差值，可将该差值与第二功率纹波参考值进行比较，并且当作为实时消耗功率纹波值的差值等于或大于第二功率纹波参考值时，当前冷却剂状况可被确定为冷却剂不足状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
这样，消耗功率的平均值与测量出的消耗功率之间的差值等于或大于第二功率纹波参考值的情况也可指的是大量产生纹波的情况并指示当前冷却剂状况是不足状况。
控制器可被配置为将第一功率纹波参考值和第二功率纹波参考值两者都设置为基于速度命令值的值，并且将与以恒定速度控制水泵时的当前速度命令值对应的第一功率纹波参考值和第二功率纹波参考值与纹波值进行比较。
如从图4所见，当以恒定速度控制水泵时，在正常冷却剂状况下几乎不产生消耗功率的纹波，但是在冷却剂不足的状况下会产生很大的消耗功率的纹波，并且具体地，作为在泵速恒定区段期间的消耗功率值与其平均值之间的差值的纹波值等于或大于作为参考值的第二功率纹波参考值。
类似地，控制器可在水泵驱动期间获取PWM占空比值作为实时泵驱动状态信息，即，为驱动和控制水泵的电机而产生的PWM信号的占空比值，可实时计算获取的PWM占空比值的纹波值，并且然后，可将计算出的PWM占空比值的纹波值与预设的第一占空比纹波参考值进行比较。
这里，与使用消耗功率的情况一样，控制器可在以恒定速度控制水泵作为泵速的区段中测量PWM占空比，可计算以恒定速度控制水泵时PWM占空比的最大和最小值之间的差值，作为PWM占空比的纹波值，并且然后，可将计算出的PWM占空比的纹波值与第一占空比纹波参考值进行比较。
在这种情况下，当计算出的PWM占空比的纹波值等于或大于预设的第一占空比纹波参考值时，当前冷却剂状况可被确定为冷却剂不足状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
如上所述，代替其中PWM占空比的最大值和最小值之间的差值被计算为占空比纹波值的情况，在以恒定速度控制水泵为泵速时，控制器可获取PWM占空比信息，并且同时，可计算所获取的占空比值的平均值，可计算当前占空比值与实时计算出的PWM占空比平均值之间的差值，作为PWM占空比的纹波值，并将计算出的纹波值与预设的第二占空比纹波参考值进行比较。
在这种情况下，可将在将泵速保持恒定速度时测量的占空比值与平均值进行比较，可将差值确定为纹波值，并且然后，可将纹波值设置为与第二占空比纹波参考值进行比较。
当作为与平均值的差值的纹波值等于或大于第二占空比纹波参考值时，当前冷却剂状况可被确定为冷却剂不足状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
这样，作为占空比平均值与测量的占空比值之间的差值的纹波值等于或大于第二占空比纹波参考值的情况是指纹波大量产生的情况，并且表示当前冷却剂状况是不足的状况。
控制器可被配置为将第一占空比纹波参考值和第二占空比纹波参考值两者都设置为基于速度命令值的值，并且将与以恒定速度控制水泵时的当前速度命令值对应的第一占空比纹波参考值和第二占空比纹波参考值与纹波值进行比较。
如从图5所见，在以恒定速度控制水泵时，在正常的冷却剂状况下，消耗功率的纹波不会大量产生，但是在冷却剂不足的状况下，PWM占空比的纹波会大量产生，更详细地，作为占空比平均值和实时占空比值之间的差值的纹波值在冷却剂不足的情况下在泵速恒定的区段期间大量产生。
控制器可被配置为在以恒定速度控制水泵时，对由传感器测量的泵速、实时测量的消耗功率(或消耗电流)或PWM占空比的值执行频谱转换，并且然后，计算谐波频率值的总和作为纹波值，并且当谐波频率值的总和等于或大于与当前速度命令值相对应的谐波频率参考值时，控制器可被配置为将当前冷却剂状况确定为冷却剂不足状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
这里，控制器可被配置为仅使用泵速、消耗功率和PWM占空比中的一种，但是可被配置为使用其中两种或更多种，并且在这种情况下，不用说，泵速、消耗功率和PWM占空比的谐波频率参考值需要分别设置。
当使用它们中的两个或更多个时，当在执行频谱转换之后获得的谐波频率值的总和中的任意一个等于或大于对应的谐波频率参考值时，可将当前冷却剂状况确定为冷却剂不足状况。
如上所述，在对泵速、消耗功率和PWM占空比值执行频谱转换之后获得的谐波频率值的总和还表示作为水泵驱动状态值的变化量的纹波值，并且因此，使用谐波频率值的本实施方式也可使用水泵驱动状态信息的纹波值。
控制器可被配置为在以恒定速度控制水泵时，对由传感器测量的泵速、实时测量的消耗功率(或消耗电流)或PWM占空比的值执行频谱转换，并且然后，计算基波分量的值作为纹波值，并且当基波分量的值等于或小于与当前速度命令值相对应的基波参考值时，控制器可被配置为将当前冷却剂状况确定为冷却剂不足的状况，其中大量气体以预定水平或更高水平存在于冷却剂管线中。
这里，控制器可被配置为仅使用泵速、消耗功率和PWM占空比中的一种，但是可被配置为使用其中两种或更多种，并且在这种情况下，不用说，泵速、消耗功率和PWM占空比的基波参考值需要分别设置。
当使用其中的两个或更多个时，当在频谱转换之后获得的任何一个基波值(即基波分量的值)等于或大于对应的基波参考值时，当前冷却剂状况可被确定为冷却剂不足状况。
如上所述，在对泵速、消耗功率和PWM占空比进行频谱转换之后获得的基波值也表示作为水泵驱动状态值的变化量的纹波值，并且因此，使用基波值的本实施方式也可使用水泵驱动状态信息的纹波值。
图6是示出具有直流(DC)波形的基波分量的图，并且如图所示，在DC波形的情况下，当从时域向频域进行频率转换时，如图6所示，可仅形成与基波(0Hz)对应的频率。
如图7所示，当在DC波形中产生纹波时，当对该波形执行频率转换时，该波形由基波和谐波频率构成，并且在这种情况下，当基波的值等于或小于参考值或谐波频率值的总和等于或大于参考值，则当前冷却剂状况可被确定为冷却剂不足状况，其中冷却剂中存在气体。
因此，根据本公开的示例性实施方式的确定车辆的冷却剂状况的方法，可使用常规传感器来准确地检测到冷却剂不足状况，而无需添加单独的传感器或硬件。
根据本公开，可从冷却剂变得不足的时间点，即，冷却剂管线中存在气体的时间点，早期检测到冷却剂不足状况，并且当由于维修等补充冷却剂时，可以准确地确定冷却剂管线中是否存在气体。
因此，根据本公开的确定车辆的冷却剂状况的方法，可在没有单独的传感器的情况下准确地检测系统中是否存在气体以及车辆中的冷却剂不足状况，并且可准确地检测到冷却剂不足状况，并且因此，不用说，可防止作为冷却目标的组件损坏和退化，并且可防止水泵的使用寿命缩短。
已经参考本公开的优选实施方式详细描述了本公开。然而，本领域技术人员将认识到，可在不背离本公开的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本公开的范围由所附权利要求及其等同形式限定。

Claims (14)

1.一种确定车辆的冷却剂状况的方法，所述方法包括：
在包括用于循环冷却剂的电动水泵的车辆中，
在所述电动水泵被驱动时，由控制器获取电动水泵的驱动状态信息，其中，所述控制器在获取所述电动水泵的驱动状态信息时以恒定速度控制所述电动水泵；
由所述控制器根据获取的所述电动水泵的驱动状态信息计算驱动状态的纹波值；和
由所述控制器将计算的纹波值与参考值进行比较，以确定冷却剂的状况，其中，所述参考值是由所述控制器设置的与以恒定速度控制所述电动水泵时的速度命令值相对应的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当计算的纹波值等于或大于所述参考值时，所述控制器将所述冷却剂的状况确定为正常冷却剂状况和冷却剂不足状况中的所述冷却剂不足状况。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息为所述电动水泵被驱动时消耗的消耗功率或消耗电流；并且
所述控制器计算所述消耗功率的最大值和最小值的差值或所述消耗电流的最大值和最小值的差值作为所述纹波值，并将所述纹波值与所述参考值进行比较。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息为所述电动水泵被驱动时消耗的消耗功率或消耗电流；并且
所述控制器计算所述电动水泵被驱动时的所述消耗功率的平均值或所述消耗电流的平均值，计算所计算的消耗功率的平均值与当前消耗功率之间的差值或所计算的消耗电流的平均值与当前消耗电流之间的差值作为所述纹波值，并将所述纹波值与所述参考值进行比较。
5.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息是传感器检测到的所述电动水泵的速度；并且
所述控制器计算所述传感器检测到的所述电动水泵的速度与以恒定速度控制所述电动水泵时的速度命令值之间的差值作为所述纹波值，并将所述纹波值与所述参考值进行比较。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息是传感器检测到的所述电动水泵的速度；并且
为了获取平均值，所述控制器将所述电动水泵被驱动时的所述电动水泵的速度取平均值，计算所计算的平均值与当前电动水泵速度之间的差值作为所述纹波值，并将所述纹波值与所述参考值进行比较。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息是为驱动和控制所述电动水泵的电机而产生的脉冲宽度调制信号的占空比；并且
所述控制器计算所述脉冲宽度调制占空比的最大值和最小值之间的差值作为所述纹波值，并将所述纹波值与所述参考值进行比较。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息是为驱动和控制所述电动水泵的电机而产生的脉冲宽度调制信号的占空比；并且
所述控制器在所述电动水泵被驱动时计算脉冲宽度调制占空比的平均值，计算所计算的所述脉冲宽度调制占空比平均值与当前脉冲宽度调制占空比之间的差值作为所述纹波值，并将所述纹波值与所述参考值进行比较。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息为所述电动水泵被驱动时消耗的消耗功率或消耗电流；并且
所述控制器对所述消耗功率的值或所述消耗电流的值执行频谱转换，以计算谐波频率值之和作为所述纹波值，并将所述谐波频率值之和与所述参考值进行比较。
10.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息为所述电动水泵被驱动时消耗的消耗功率或消耗电流；并且
所述控制器对所述消耗功率的值或所述消耗电流的值执行频谱转换，以计算基波分量的值作为所述纹波值，并将所述基波分量的值与所述参考值进行比较。
11.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息是传感器检测到的所述电动水泵的速度；并且
所述控制器对所述电动水泵的速度值执行频谱转换，以计算谐波频率值之和作为所述纹波值，并将所述谐波频率值之和与所述参考值进行比较。
12.根据权利要求1所述的方法，所述电动水泵的驱动状态信息是由传感器检测到的所述电动水泵的速度；并且
所述控制器对所述电动水泵的速度值执行频谱转换，以计算基波分量的值作为所述纹波值，并将所述基波分量的值与所述参考值进行比较。
13.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息是为驱动和控制所述电动水泵的电机而产生的脉冲宽度调制信号的占空比；并且
所述控制器对所述脉冲宽度调制占空比的值执行频谱转换，以计算谐波频率值之和作为所述纹波值，并将所述谐波频率值之和与所述参考值进行比较。
14.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电动水泵的驱动状态信息是为驱动和控制所述电动水泵的电机而产生的脉冲宽度调制信号的占空比；并且
所述控制器对所述脉冲宽度调制占空比的值执行频谱转换，以计算基波分量的值作为所述纹波值，并将所述基波分量的值与所述参考值进行比较。
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