CN113565769A - 一种汽车水泵防干转控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车水泵防干转控制系统，包括MCU控制器、电压检测模块、占空比检测模块和水泵转速检测模块，水泵干烧判断模块与所述电压检测模块、占空比检测模块、水泵转速检测模块连接，所述水泵干烧判断模块用于采集所述电压检测模块V、占空比检测模块B、水泵转速检测模块rpm，并计算A=V*B/rpm，当A＞规定阈值P时，判断水泵为正常工作，当A≤规定阈值P时，判断水泵为干转。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车水泵控制系统，特别涉及一种汽车水泵防干转控制系统以及这种汽车水泵的防干转控制方法。
背景技术
水泵是生产中常见的装置，水泵的叶轮主要依靠水流进行冷却，当管道中缺水时，使水泵长时间干转会产生大量热量，使水泵烧毁。为了防止水泵干转，通常水泵上都设置有防干转保护系统，通过设定设定水泵在特定转速下消耗的电流为阈值，即电子水泵运行至该转速时，如果电流值低于此阈值，那么便认为此时电子水泵叶轮端负载低，为缺水状态，随即进行停机处理，同时将故障代码发送至整车ECU。此种控制方式存在误判，因水泵同等功率输出状态，P＝UI，电流大小与电压成反比，即电压越大，电流越小，但此时水泵的输出功率是同样的，即转速是一定的；当整车系统电压瞬间变化，电流也会同样存在瞬间低峰值，此现象普遍存在于现阶段的新能源车型，此时对水泵停机属于误判。另外，当车辆售后维修重新加装冷却液时，系统内必然会存在气体，一般会进行排气操作，在排气过程中，气体经过水泵叶轮时，也会存在误判的产生，并发出假报警。
发明专利（专利号：ZL202010384957.6）公开了一种电子水泵干转保护方法，这种保护方法首先对电流值短时峰值设置滤波范围进行过滤，短时峰值不作为判定依据，在电子水泵首次识别干转时，对电子水泵进行降速、升速重新检测等多个确认过程，最终判定是否缺水干转。但这种方式需要对水泵多个参数进行检测，但对于电动汽车而言，由于检测信号较多，有时会出现干扰，因此仍然会出现误判的情况，因此有必要对现有水泵的防干烧系统做进一步的改进。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于开发一种能够有效防止汽车水泵干烧的控制系统和控制方法。
一种汽车水泵防干转控制系统，包括MCU控制器，所述MCU控制器通过PWM驱动电路驱动所述水泵旋转，该汽车水泵防干转控制系统包括：电压检测模块，所述电压检测模块用于检测水泵工作时的母线电压V；占空比检测模块，所述占空比检测模块用于检测PWM驱动电路的占波比B;水泵转速检测模块，所述水泵转速检测模块用于检测水泵每分钟旋转速度rpm；所述MCU控制器包括一水泵干烧判断模块，所述水泵干烧判断模块与所述电压检测模块、占空比检测模块、水泵转速检测模块连接，所述水泵干烧判断模块用于采集所述电压检测模块V、占空比检测模块B、水泵转速检测模块rpm，并计算A=V*B/rpm，当A＞规定阈值P时，判断水泵为正常工作，当A≤规定阈值P时，判断水泵为干转。
优选的，所述MCU控制器控制所述PWM驱动电路的PWM占空比。
优选的，所述转速检测模块为霍尔元件，所述霍尔元件固定在所述水泵上。
优选的，所述规定阈值P为水泵负载量20%-50%时的能耗。
优选的，所述MCU控制器还与一报警装置连接，当判断水泵为干转时，所述MCU控制器驱动所述报警装置报警。
本专利还公开了一种汽车水泵防干转控制方法，该汽车水泵通过MCU控制器控制PWM驱动电路驱动水泵旋转，该汽车水泵防干转控制方法包括如下步骤：
1）通过电压检测模块检测水泵工作时的母线电压V；
2）通过占空比检测模块检测PWM驱动电路的占波比B；
3）通过水泵转速检测模块检测水泵每分钟旋转速度rpm；
4）设定阈值P，计算A=V*B/rpm，当A＞规定阈值P时，判断水泵为正常工作，当A≤规定阈值P时，判断水泵为干转。
优选的，阈值P为水泵负载量20%-50%时的能耗。
优选的，所述MCU控制器输送PWM信号给所述PWM驱动电路。
上述技术方案具有如下有益效果：该汽车水泵防干转控制系统及控制方法通过检测母线电压、 水泵PWM驱动电路的PWM占空比及水泵转速三个参数，并通过相应计算，就可快速判断出汽车水泵是否出现干烧的状况，采用该方式检测信号不易受到干扰，信号检测准确，能有效防止出现误判的状况，特别适用于电动汽车等新能源汽车使用。
附图说明
图1为本发明实施例的系统结构示意图。
图2为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
如图1所示， 本专利公开了一种汽车水泵防干转控制系统，其包括MCU控制器1，电压检测模块5、水泵转速检测模块4及PWM驱动电路2，MCU控制器1中还集成有占空比检测模块及水泵干烧判断模块。MCU控制器1输送PWM波给PWM驱动电路，通过PWM驱动电路驱动水泵3旋转，占空比检测模块可实现检测PWM波的占空比B，电压检测模块5用于检测水泵3工作时的母线电压V，水泵转速检测模块4用于检测水泵每分钟旋转速度rpm。电压检测模块5、水泵转速检测模块4均与MCU控制器1连接，并将检测到的母线电压V及水泵每分钟旋转速度rpm反馈给MCU控制器1的水泵干烧判断模块，水泵干烧判断模块用于采集电压检测模块V、占空比检测模块B、水泵转速检测模块rpm，并计算A=V*B/rpm，当A＞规定阈值P时，判断水泵为正常工作，当A≤规定阈值P时，判断水泵为干转。阈值P的设定一般为水泵负载量20%-50%时的能耗值。MCU控制器1可根据车辆运行的环境及工况对阈值P进行实时修正。
作为一种优选的实施方式，该控制系统还包括一报警装置6，MCU控制,1与报警装置6连接，当判断水泵为干转时，MCU控制器1驱动报警装置6报警。作为一种具体实施方式，转速检测模块4为霍尔元件，霍尔元件固定在水泵1上，检测水泵的转速。
本专利还公开了一种上述汽车水泵防干转系统的控制方法，其具体包括如下步骤：1）通过电压检测模块检测水泵工作时的母线电压V；2）通过占空比检测模块检测PWM驱动电路的占波比B；3）通过水泵转速检测模块检测水泵每分钟旋转速度rpm；4）设定阈值P，计算A=V*B/rpm，当A＞规定阈值P时，判断水泵为正常工作，当A≤规定阈值P时，判断水泵为干转。上述阈值P的设定可由MCU控制器根据车况、运行环境、车辆负载等参数综合进行测定。
该汽车水泵防干转控制系统及控制方法通过检测母线电压、 水泵PWM驱动电路的PWM占空比及水泵转速三个参数，并通过相应计算，就可快速判断出汽车水泵是否出现干烧的状况，采用该方式检测信号不易受到干扰，信号检测准确，能有效防止出现误判的状况，特别适用于电动汽车等新能源汽车使用。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种汽车水泵防干转控制系统，包括MCU控制器，所述MCU控制器通过PWM驱动电路驱动所述水泵旋转，其特征在于，该汽车水泵防干转控制系统包括：
电压检测模块，所述电压检测模块用于检测水泵工作时的母线电压V；
占空比检测模块，所述占空比检测模块用于检测PWM驱动电路的占波比B;
水泵转速检测模块，所述水泵转速检测模块用于检测水泵每分钟旋转速度rpm；
所述MCU控制器包括一水泵干烧判断模块，所述水泵干烧判断模块与所述电压检测模块、占空比检测模块、水泵转速检测模块连接，所述水泵干烧判断模块用于采集所述电压检测模块V、占空比检测模块B、水泵转速检测模块rpm，并计算A=V*B/rpm，当A＞规定阈值P时，判断水泵为正常工作，当A≤规定阈值P时，判断水泵为干转。
2.根据权利要求1所述的汽车水泵防干转控制系统，其特征在于，所述MCU控制器控制所述PWM驱动电路的PWM占空比。
3.根据权利要求1所述的汽车水泵防干转控制系统，其特征在于，所述转速检测模块为霍尔元件，所述霍尔元件固定在所述水泵上。
4.根据权利要求1所述的汽车水泵防干转控制系统，其特征在于，所述规定阈值P为水泵负载量20%-50%时的能耗。
5.根据权利要求1所述的汽车水泵防干转控制系统，其特征在于，所述MCU控制器还与一报警装置连接，当判断水泵为干转时，所述MCU控制器驱动所述报警装置报警。
6.一种汽车水泵防干转控制方法，该汽车水泵通过MCU控制器控制PWM驱动电路驱动水泵旋转，其特征在于，该汽车水泵防干转控制方法包括如下步骤：
1）通过电压检测模块检测水泵工作时的母线电压V；
2）通过占空比检测模块检测PWM驱动电路的占波比B；
3）通过水泵转速检测模块检测水泵水泵每分钟旋转速度rpm；
4）设定阈值P，计算A=V*B/rpm，当A＞规定阈值P时，判断水泵为正常工作，当A≤规定阈值P时，判断水泵为干转。
7.根据权利要求6所述的汽车水泵防干转控制方法，其特征在于：阈值P为水泵负载量20%-50%时的能耗。
8.根据权利要求6所述的汽车水泵防干转控制方法，其特征在于，所述MCU控制器输送PWM信号给所述PWM驱动电路。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114738294A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 水泵缺水检测方法、装置、计算机设备及介质 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103089660A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 朱小雄 | 一种带有缺水保护装置的水泵 |
| CN108832599A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-16 | 上海金脉电子科技有限公司 | 单线圈无刷直流电机控制系统及控制方法 |
| CN109072901A (zh) * | 2016-04-25 | 2018-12-21 | 株式会社三国 | 电动油泵的轻负载异常判定方法 |
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- 2021-07-08 CN CN202110773611.XA patent/CN113565769A/zh active Pending
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