CN116163831A - 一种汽车发动机冷却水泵装置及其调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机冷却水泵装置及其调节系统，其技术方案要点是包括泵壳和冷却液流通壳，泵壳与冷却液流通壳之间设置有缓冲壳，缓冲壳内形成有螺旋通道，泵壳于缓冲壳以及缓冲壳于冷却液流通壳之间分别设置有密封圈，密封圈处形成环形密封，泵壳内设置有用于泵吸冷却液的泵体，泵壳内设置有泵吸控制模块，泵吸控制模块用于调节泵体对冷却液的泵吸流量，泵壳背离缓冲壳的一侧还连接有散热壳，散热壳内还设置有散热风机。本发明提供一种汽车发动机冷却水泵装置及其调节系统，具有能够及时的提供冷却，提高对冷却效率和减小发动机舱内出现温度骤变的效果。

Description

一种汽车发动机冷却水泵装置及其调节系统

技术领域

本发明涉及汽车水泵装置技术领域，更具体的说是涉及一种汽车发动机冷却水泵装置及其调节系统。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，渐渐出现超越燃油车的趋势，也倍受用户的青睐，但是燃油车的动力性能又是不能被新能源汽车完全取代，对此在燃油车的领域研究仍然没有被抛弃。

目前燃油车的发动机广泛采用离心式水泵，基本结构由水泵体、轴承、水封、叶轮、皮带轮等零部件组成。依据轴承结构不同，可分为轴连结构水泵和分离结构水泵，轴连结构水泵是采用轴连轴承的水泵也是应用最多的一种，冷却水泵的主要作用时能够为发动机舱的工作环境提供降温，以保持发动机舱内稳定的环境温度，使发动机能够发挥最佳的工作状态。

现有技术中有很多种不同的冷却水泵结构，不管是何种工作方式还是安装方式的冷却水泵，都是根据发动机的工况进行被动调节，从而达到在冷却水泵的作用下保持发动机舱内的工作环境保持稳定，来提高发动机的工作效率，但是这种被动跟随发动机工况进行调节会存在调节的滞后性，使得不能第一时间起到冷却的效果，存在瞬时发动机舱内温度骤变造成的积碳情况，增加了油耗的同时还容易损伤发动机，对此一种能够及时进行主动调节的冷却水泵装置亟待解决，以提高冷却水泵的及时工作，减小发动机舱内出现骤变温度的情况。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种汽车发动机冷却水泵装置及其调节系统，具有能够及时的提供冷却，提高对冷却效率和减小发动机舱内出现温度骤变的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种汽车发动机冷却水泵装置，包括泵壳和冷却液流通壳，泵壳与冷却液流通壳之间设置有缓冲壳，缓冲壳内形成有螺旋通道，泵壳于缓冲壳以及缓冲壳于冷却液流通壳之间分别设置有密封圈，密封圈处形成环形密封，泵壳内设置有用于泵吸冷却液的泵体，冷却液流通壳中设置有用于检测冷却液流通量的冷却检测模块，泵壳内设置有泵吸控制模块，泵吸控制模块用于调节泵体对冷却液的泵吸流量；

泵壳背离缓冲壳的一侧还连接有散热壳，散热壳内还设置有散热风机，散热壳内设置有散热检测模块，散热检测模块用于控制散热壳的辅助散热。

作为本发明的进一步改进，还包括与车机连接的调节系统，调节系统包括介入子系统和降温子系统，介入子系统包括预测模块和介入模块，介入子系统内配置有介入控制策略，介入控制策略包括调取发动机舱的工作温度并形成温度曲线，并配置有介入阈值，介入阈值表征需要冷却水泵介入时发动机舱的工作温度值，预测模块根据温度曲线和发动机的燃烧比拟合形成预测温度曲线，并根据预测温度曲线生成预测介入值，并控制介入模块在发动机达到介入阈值或预测介入值时生成泵吸信号，以控制泵吸控制模块调节泵体进行泵吸控制冷却水泵介入降温；

降温子系统包括模式识别模块和降温控制模块，降温子系统内配置有降温控制策略，降温控制策略包括调取车机中记录的车辆信息以获取车辆工作模式，车辆工作模式包括燃油式和油电混动式，根据获取的车辆工作模式生成降温数据，降温控制模块根据降温数据调节泵吸控制模块对泵体的调节控制，并根据冷却检测模块检测冷却液流通壳的冷却液流动流量，以及根据散热检测模块检测散热壳中辅助散热的散热比。

作为本发明的进一步改进，介入控制策略获得温度曲线的具体方式包括：

调取发动机舱的工作状态，并在发动机舱产生温度时生成温度信号，获取车辆行驶的路线信息，路线信息包括地图导航图和卫星定位图，地图导航图表征车机中存在导航信息，卫星定位图表征车辆在行驶过程中车机自带的定位系统并形成的路线图，车机中还预设有预测阈值，预测阈值表征预测在当前时刻下用于预测的未来时间段，根据路线信息获取车辆在预测阈值下的行驶路段，根据行驶路段获得路况信息，并根据路况信息以及发动机输出功率获得发动机参数，基于发动机参数和发动机固有的燃烧比获得预测的发动机舱的工作温度，并形成温度曲线。

作为本发明的进一步改进，介入控制策略获取温度曲线还包括：

获取车机的启停信息，并获取在启动的瞬间发动机的瞬时功率以及瞬时的燃烧比得到启停温度值，并在温度曲线中标记启停瞬间时的启停温度值，对应启停温度值形成泵吸信号，调节泵吸控制模块调节泵体介入降温。

作为本发明的进一步改进，模式识别模块内配置有用于识别车辆工作模式的识别子策略，识别子策略包括：

根据发动机的型号调取发动机工作时燃烧比的线性曲线，模式识别模块内还配置有偏差阈值，偏差阈值表征在燃烧比的线性曲线正常范围内的波动范围值，实时监测发动机在工作状态时的燃烧比，并识别在对应工况状态下燃烧比是否处于线性曲线和偏差阈值范围内，若在范围内则表征为燃油式的工作模式，若低于偏差阈值时则表征为油电混动式的工作模式。

作为本发明的进一步改进，冷却液流通壳中设置有双通道流道，双通道流道分别对发动机舱和电池包提供冷却液降温，降温控制模块内配置有根据不同工作模式调节泵体的调节子策略，调节子策略包括：

在燃油式的工作模式下时，根据温度曲线图，以当前时刻的燃烧比和发动机舱的工作温度与介入阈值做差获得降温值，并将降温值与介入阈值相除获得的降温比，获取预测阈值时发动机舱的温度值得到预测温度值，并将降温比与预测温度值相乘获得降温数据；

在油电混动式的工作模式下时，识别电池包和发动机舱的温度值，将温度值高的划分为第一降温优先级，根据温度曲线图，以当前时刻的燃烧比和发动机舱的工作温度与介入阈值做差获得降温值，并将降温值与介入阈值相除获得的降温比，获取预测阈值时发动机舱的温度值得到预测温度值，并将降温比与预测温度值相乘获得对发动机舱进行降温的降温数据，同时调取电池包的工作温度阈值以及当前的工作温度值，将电池包当前的工作温度值于工作阈值做差处理得到温度差值，并将温度差值与工作温度值相除得到降温比值；

若发动机舱温度高于电池包的温度值时，根据降温数据控制冷却液流通壳中于发动机舱联通的双通道流道泵出80%-85%的冷却液至发动机舱；

若电池包的温度值高于发动机舱的温度值时，根据泵体最大的输出流量，以最大输出流量乘降温比值得到的流量值为与电池包联通的双通道流道泵出冷却液的流量至电池包中，控制以输入电池包中流量至的30%-35%的流量至发动机舱中。

作为本发明的进一步改进，降温控制模块内还配置有流量阈值，流量阈值表征流经冷却液流通壳处的冷却液流量值，调节子策略还包括：

检测流经冷却液流通壳处的冷却液流量是否达到流量阈值，若达到流量阈值时则生成辅热信号控制散热壳进行辅助散热；

若冷却液流量超出流量阈值的30%以内时，控制散热风机的输出输出功率为一级输出功率；

若冷却液流量超出流量阈值的30%-60%时，控制散热风机的输出功率为一级输出功率的4倍；

若冷却液流量超出流量阈值的60%时，控制散热风机的输出功率为一级输出功率的6倍。

作为本发明的进一步改进，冷却水泵装置沿发动机舱中设置有两个，两个冷却水泵装置串联设置。

本发明的有益效果：

通过在泵壳和冷却液流通壳之间设置缓冲壳，并且缓冲壳内形成螺旋通道，使得在经冷却液流通壳的双通道流道时能够更好的切换冷却液沿双通道流道的泵出，不易出现泵出时的液体波动，在冷却液流通壳的作用下控制泵出的冷却液能够分别根据车辆的不同工作模式进行降温控制，在散热壳内的散热风机作用下辅助散热，提高冷却水泵的工作效率，并且在冷却检测模块、泵吸控制模块和散热检测模块的多重检测分配作用下，实现动态调节泵体的输出功率和流经双通道流道的冷却液流量，以及散热风机的散热效率；

在于车机连接的调节系统作用下，使得能够实时的对车机的状态进行监测并获得温度曲线，同时根据获得车辆的工作模式进行预测调节，实现提前预测车机的未来状态并提前进行冷却水泵的调节，使得在达到对应工作节点时能够平稳的进行冷却，不易出现骤变的情况，从而实现了及时的提供冷却，提高对冷却效率和减小发动机舱内出现温度骤变的效果。

附图说明

图1为本发明冷却水泵装置的立体结构示意图。

附图标记：1、泵壳；2、冷却液流通壳；3、缓冲壳；4、散热壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参考图1所示，为本发明一种汽车发动机冷却水泵装置及其调节系统的具体实施方式，包括泵壳1和冷却液流通壳2，泵壳1与冷却液流通壳2之间设置有缓冲壳3，缓冲壳3内形成有螺旋通道，泵壳1于缓冲壳3以及缓冲壳3于冷却液流通壳2之间分别设置有密封圈，密封圈处形成环形密封，泵壳1内设置有用于泵吸冷却液的泵体，冷却液流通壳2中设置有用于检测冷却液流通量的冷却检测模块，泵壳1内设置有泵吸控制模块，泵吸控制模块用于调节泵体对冷却液的泵吸流量。

泵壳1背离缓冲壳3的一侧还连接有散热壳4，散热壳4内还设置有散热风机，散热壳4内设置有散热检测模块，散热检测模块用于控制散热壳4的辅助散热。冷却水泵装置沿发动机舱中设置有两个，两个冷却水泵装置串联设置。

还包括与车机连接的调节系统，调节系统包括介入子系统和降温子系统，介入子系统包括预测模块和介入模块，介入子系统内配置有介入控制策略，介入控制策略包括调取发动机舱的工作温度并形成温度曲线，并配置有介入阈值，介入阈值表征需要冷却水泵介入时发动机舱的工作温度值，预测模块根据温度曲线和发动机的燃烧比拟合形成预测温度曲线，并根据预测温度曲线生成预测介入值，并控制介入模块在发动机达到介入阈值或预测介入值时生成泵吸信号，以控制泵吸控制模块调节泵体进行泵吸控制冷却水泵介入降温。

降温子系统包括模式识别模块和降温控制模块，降温子系统内配置有降温控制策略，降温控制策略包括调取车机中记录的车辆信息以获取车辆工作模式，车辆工作模式包括燃油式和油电混动式，根据获取的车辆工作模式生成降温数据，降温控制模块根据降温数据调节泵吸控制模块对泵体的调节控制，并根据冷却检测模块检测冷却液流通壳2的冷却液流动流量，以及根据散热检测模块检测散热壳4中辅助散热的散热比。

介入控制策略获得温度曲线的具体方式包括：

调取发动机舱的工作状态，并在发动机舱产生温度时生成温度信号，获取车辆行驶的路线信息，路线信息包括地图导航图和卫星定位图，地图导航图表征车机中存在导航信息，卫星定位图表征车辆在行驶过程中车机自带的定位系统并形成的路线图，车机中还预设有预测阈值，预测阈值表征预测在当前时刻下用于预测的未来时间段，根据路线信息获取车辆在预测阈值下的行驶路段，根据行驶路段获得路况信息，并根据路况信息以及发动机输出功率获得发动机参数，基于发动机参数和发动机固有的燃烧比获得预测的发动机舱的工作温度，并形成温度曲线。

介入控制策略获取温度曲线还包括：

获取车机的启停信息，并获取在启动的瞬间发动机的瞬时功率以及瞬时的燃烧比得到启停温度值，并在温度曲线中标记启停瞬间时的启停温度值，对应启停温度值形成泵吸信号，调节泵吸控制模块调节泵体介入降温。

模式识别模块内配置有用于识别车辆工作模式的识别子策略，识别子策略包括：

根据发动机的型号调取发动机工作时燃烧比的线性曲线，模式识别模块内还配置有偏差阈值，偏差阈值表征在燃烧比的线性曲线正常范围内的波动范围值，实时监测发动机在工作状态时的燃烧比，并识别在对应工况状态下燃烧比是否处于线性曲线和偏差阈值范围内，若在范围内则表征为燃油式的工作模式，若低于偏差阈值时则表征为油电混动式的工作模式。

冷却液流通壳2中设置有双通道流道，双通道流道分别对发动机舱和电池包提供冷却液降温，降温控制模块内配置有根据不同工作模式调节泵体的调节子策略，调节子策略包括：

在燃油式的工作模式下时，根据温度曲线图，以当前时刻的燃烧比和发动机舱的工作温度与介入阈值做差获得降温值，并将降温值与介入阈值相除获得的降温比，获取预测阈值时发动机舱的温度值得到预测温度值，并将降温比与预测温度值相乘获得降温数据；

在油电混动式的工作模式下时，识别电池包和发动机舱的温度值，将温度值高的划分为第一降温优先级，根据温度曲线图，以当前时刻的燃烧比和发动机舱的工作温度与介入阈值做差获得降温值，并将降温值与介入阈值相除获得的降温比，获取预测阈值时发动机舱的温度值得到预测温度值，并将降温比与预测温度值相乘获得对发动机舱进行降温的降温数据，同时调取电池包的工作温度阈值以及当前的工作温度值，将电池包当前的工作温度值于工作阈值做差处理得到温度差值，并将温度差值与工作温度值相除得到降温比值；

若发动机舱温度高于电池包的温度值时，根据降温数据控制冷却液流通壳2中于发动机舱联通的双通道流道泵出80%-85%的冷却液至发动机舱；

若电池包的温度值高于发动机舱的温度值时，根据泵体最大的输出流量，以最大输出流量乘降温比值得到的流量值为与电池包联通的双通道流道泵出冷却液的流量至电池包中，控制以输入电池包中流量至的30%-35%的流量至发动机舱中。

降温控制模块内还配置有流量阈值，流量阈值表征流经冷却液流通壳2处的冷却液流量值，调节子策略还包括：

检测流经冷却液流通壳2处的冷却液流量是否达到流量阈值，若达到流量阈值时则生成辅热信号控制散热壳4进行辅助散热；

若冷却液流量超出流量阈值的30%以内时，控制散热风机的输出输出功率为一级输出功率；

若冷却液流量超出流量阈值的30%-60%时，控制散热风机的输出功率为一级输出功率的4倍；

若冷却液流量超出流量阈值的60%时，控制散热风机的输出功率为一级输出功率的6倍。

工作原理及其效果：

通过在泵壳1和冷却液流通壳2之间设置缓冲壳3，并且缓冲壳3内形成螺旋通道，使得在经冷却液流通壳2的双通道流道时能够更好的切换冷却液沿双通道流道的泵出，不易出现泵出时的液体波动，在冷却液流通壳2的作用下控制泵出的冷却液能够分别根据车辆的不同工作模式进行降温控制，在散热壳4内的散热风机作用下辅助散热，提高冷却水泵的工作效率，并且在冷却检测模块、泵吸控制模块和散热检测模块的多重检测分配作用下，实现动态调节泵体的输出功率和流经双通道流道的冷却液流量，以及散热风机的散热效率；

在于车机连接的调节系统作用下，使得能够实时的对车机的状态进行监测并获得温度曲线，同时根据获得车辆的工作模式进行预测调节，实现提前预测车机的未来状态并提前进行冷却水泵的调节，使得在达到对应工作节点时能够平稳的进行冷却，不易出现骤变的情况，从而实现了及时的提供冷却，提高对冷却效率和减小发动机舱内出现温度骤变的效果。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车发动机冷却水泵装置，其特征在于：包括泵壳(1)和冷却液流通壳(2)，所述泵壳(1)与冷却液流通壳(2)之间设置有缓冲壳(3)，所述缓冲壳(3)内形成有螺旋通道，所述泵壳(1)于缓冲壳(3)以及缓冲壳(3)于冷却液流通壳(2)之间分别设置有密封圈，所述密封圈处形成环形密封，所述泵壳(1)内设置有用于泵吸冷却液的泵体，所述冷却液流通壳(2)中设置有用于检测冷却液流通量的冷却检测模块，所述泵壳(1)内设置有泵吸控制模块，所述泵吸控制模块用于调节泵体对冷却液的泵吸流量；

所述泵壳(1)背离缓冲壳(3)的一侧还连接有散热壳(4)，散热壳(4)内还设置有散热风机，所述散热壳(4)内设置有散热检测模块，所述散热检测模块用于控制散热壳(4)的辅助散热。

2.一种汽车发动机冷却水泵装置的调节系统，提供如权利要求1所述的汽车发动机冷却水泵装置，其特征在于：还包括与车机连接的调节系统，所述调节系统包括介入子系统和降温子系统，所述介入子系统包括预测模块和介入模块，所述介入子系统内配置有介入控制策略，所述介入控制策略包括调取发动机舱的工作温度并形成温度曲线，并配置有介入阈值，所述介入阈值表征需要冷却水泵介入时发动机舱的工作温度值，所述预测模块根据温度曲线和发动机的燃烧比拟合形成预测温度曲线，并根据预测温度曲线生成预测介入值，并控制介入模块在发动机达到介入阈值或预测介入值时生成泵吸信号，以控制泵吸控制模块调节泵体进行泵吸控制冷却水泵介入降温；

所述降温子系统包括模式识别模块和降温控制模块，所述降温子系统内配置有降温控制策略，所述降温控制策略包括调取车机中记录的车辆信息以获取车辆工作模式，所述车辆工作模式包括燃油式和油电混动式，根据获取的车辆工作模式生成降温数据，所述降温控制模块根据降温数据调节泵吸控制模块对泵体的调节控制，并根据冷却检测模块检测冷却液流通壳(2)的冷却液流动流量，以及根据散热检测模块检测散热壳(4)中辅助散热的散热比。

3.根据权利要求2所述的一种汽车发动机冷却水泵装置的调节系统，其特征在于：所述介入控制策略获得温度曲线的具体方式包括：

调取发动机舱的工作状态，并在发动机舱产生温度时生成温度信号，获取车辆行驶的路线信息，所述路线信息包括地图导航图和卫星定位图，所述地图导航图表征车机中存在导航信息，所述卫星定位图表征车辆在行驶过程中车机自带的定位系统并形成的路线图，所述车机中还预设有预测阈值，所述预测阈值表征预测在当前时刻下用于预测的未来时间段，根据路线信息获取车辆在预测阈值下的行驶路段，根据行驶路段获得路况信息，并根据路况信息以及发动机输出功率获得发动机参数，基于发动机参数和发动机固有的燃烧比获得预测的发动机舱的工作温度，并形成温度曲线。

4.根据权利要求3所述的一种汽车发动机冷却水泵装置的调节系统，其特征在于：所述介入控制策略获取温度曲线还包括：

获取车机的启停信息，并获取在启动的瞬间发动机的瞬时功率以及瞬时的燃烧比得到启停温度值，并在温度曲线中标记启停瞬间时的启停温度值，对应启停温度值形成泵吸信号，调节泵吸控制模块调节泵体介入降温。

5.根据权利要求4所述的一种汽车发动机冷却水泵装置的调节系统，其特征在于：所述模式识别模块内配置有用于识别车辆工作模式的识别子策略，所述识别子策略包括：

根据发动机的型号调取发动机工作时燃烧比的线性曲线，所述模式识别模块内还配置有偏差阈值，所述偏差阈值表征在燃烧比的线性曲线正常范围内的波动范围值，实时监测发动机在工作状态时的燃烧比，并识别在对应工况状态下燃烧比是否处于线性曲线和偏差阈值范围内，若在范围内则表征为燃油式的工作模式，若低于偏差阈值时则表征为油电混动式的工作模式。

6.根据权利要求5所述的一种汽车发动机冷却水泵装置的调节系统，其特征在于：所述冷却液流通壳(2)中设置有双通道流道，双通道流道分别对发动机舱和电池包提供冷却液降温，所述降温控制模块内配置有根据不同工作模式调节泵体的调节子策略，所述调节子策略包括：

在燃油式的工作模式下时，根据温度曲线图，以当前时刻的燃烧比和发动机舱的工作温度与介入阈值做差获得降温值，并将降温值与介入阈值相除获得的降温比，获取预测阈值时发动机舱的温度值得到预测温度值，并将降温比与预测温度值相乘获得降温数据；

在油电混动式的工作模式下时，识别电池包和发动机舱的温度值，将温度值高的划分为第一降温优先级，根据温度曲线图，以当前时刻的燃烧比和发动机舱的工作温度与介入阈值做差获得降温值，并将降温值与介入阈值相除获得的降温比，获取预测阈值时发动机舱的温度值得到预测温度值，并将降温比与预测温度值相乘获得对发动机舱进行降温的降温数据，同时调取电池包的工作温度阈值以及当前的工作温度值，将电池包当前的工作温度值于工作阈值做差处理得到温度差值，并将温度差值与工作温度值相除得到降温比值；

若发动机舱温度高于电池包的温度值时，根据降温数据控制冷却液流通壳(2)中于发动机舱联通的双通道流道泵出80%-85%的冷却液至发动机舱；

若电池包的温度值高于发动机舱的温度值时，根据泵体最大的输出流量，以最大输出流量乘降温比值得到的流量值为与电池包联通的双通道流道泵出冷却液的流量至电池包中，控制以输入电池包中流量至的30%-35%的流量至发动机舱中。

7.根据权利要求6所述的一种汽车发动机冷却水泵装置的调节系统，其特征在于：所述降温控制模块内还配置有流量阈值，所述流量阈值表征流经冷却液流通壳(2)处的冷却液流量值，所述调节子策略还包括：

检测流经冷却液流通壳(2)处的冷却液流量是否达到流量阈值，若达到流量阈值时则生成辅热信号控制散热壳(4)进行辅助散热；

若冷却液流量超出流量阈值的30%以内时，控制散热风机的输出输出功率为一级输出功率；

若冷却液流量超出流量阈值的30%-60%时，控制散热风机的输出功率为一级输出功率的4倍；

若冷却液流量超出流量阈值的60%时，控制散热风机的输出功率为一级输出功率的6倍。

8.根据权利要求7所述的一种汽车发动机冷却水泵装置的调节系统，其特征在于：所述冷却水泵装置沿发动机舱中设置有两个，两个所述冷却水泵装置串联设置。

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