掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

车辆发动机冷却系统及其电子水泵控制方法、系统、车辆

文献发布时间:2024-05-31 01:29:11


车辆发动机冷却系统及其电子水泵控制方法、系统、车辆

技术领域

本发明属于车辆热管理技术领域,特别涉及一种车辆发动机冷却系统及其电子水泵控制方法、系统、车辆。

背景技术

车辆在低温环境冷启动及驾驶时,存在前挡玻璃除霜及驾驶室制暖的需求。前挡玻璃结霜,会直接影响驾驶员视线,严重影响驾驶安全性;而低温环境驾驶室制暖又是关系到驾驶员及乘客舒适性的重要指标。对于传统动力车辆,除霜和暖风的热源一般来自于发动机,即通过冷却液循环,将发动机热量带至暖风芯体,通过鼓风机将此热量吹至前挡玻璃或驾驶室,从而进行除霜及制暖。

通过暖风芯体的冷却液流量大小直接影响其换热效果,一般发动机采用皮带驱动的机械水泵来循环冷却液,水泵的速比与发动机转速固定,即发动机工况确定后,水泵转速也随之固定,同时暖风芯体处的冷却液流量也随之固定。而车辆在正常城市道路行驶时,发动机转速较低,从而导致水泵转速较低,暖风芯体流量较小,为了保证换热效果,传统机械水泵匹配设计时需要考虑发动机低速状态下满足暖风芯体的流量需求,从而导致发动机高速状态下流量也偏高,甚至超过了发动机高速状态下正常的流量需求,导致水泵功耗偏大,发动机油耗升高。另外,暖风芯体流量与发动机转速之间的固定比例关系,也导致暖风换热效果无法主动控制,无法根据实际的环境条件调节换热量。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中车辆通过控制经过暖风芯体的冷却液流量的大小,调整换热量,经过暖风芯体的冷却液流量与发动机转速之间呈固定比例,为了满足发动机低速状态下经过暖风芯体的冷却液流量需求,导致发动机高速状态下经过暖风芯体的冷却液流量偏高,引起的水泵功耗偏大,发动机油耗偏高以及无法根据实际的环境条件调节换热量的问题。

为解决上述问题,本发明的实施方式公开了一种车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,车辆发动机冷却系统包括发动机冷却液流路、散热器冷却液流路、暖风芯体冷却液流路和换热器冷却液流路;其中,发动机冷却液流路上设置有以串联的方式设置的发动机和电子水泵,散热器冷却液流路上设置有以串联的方式设置的散热器和第一流路控制部件,暖风芯体冷却液流路上设置有以串联的方式设置的暖风芯体和第二流路控制部件,换热器冷却液流路上设置有以串联的方式设置的换热器和第三流路控制部件,散热器冷却液流路、暖风芯体冷却液流路和换热器冷却液流路并联设置后与发动机冷却液流路串联设置;

电子水泵控制方法包括以下步骤:

实时获取车辆发动机冷却系统的特征信号参数,根据特征信号参数,确定电子水泵的第一转速;

实时获取车辆发动机冷却系统的热管理相关参数,根据热管理相关参数,确定电子水泵的第二转速;

实时获取车辆的暖风和/或除霜请求信号,若获取到车辆的暖风和/或除霜请求信号,则采集车辆的驾驶工况参数,根据驾驶工况参数,确定电子水泵的第三转速;

确定第一转速、第二转速、第三转速中的转速最大值为电子水泵的目标转速,并以目标转速控制电子水泵进行运转。

采用上述技术方案,在车辆发动机冷却系统的多个并联的冷却液流路中各自以串联方式设置流路控制部件,用于控制各个冷却液流路中冷却液的流通状态。根据实时获取的车辆发动机冷却系统的特征信号参数、车辆发动机冷却系统的热管理相关参数、车辆的暖风和/或除霜请求信号以及采集的车辆的驾驶工况参数,确定出多个电子水泵转速,并将多个电子水泵转速的最大值作为电子水泵的目标转速,以该目标转速控制车辆的电子水泵进行运转。由此,通过实时采集的车辆相关的行驶状态数据,获取发动机冷却系统需求的电子水泵的目标转速。以该目标转速控制电子水泵进行运转,可使发动机冷却液快速升温,提高了发动机冷却系统中散热器、换热器以及暖风芯体换热需要的热源温度。并且,可根据实时采集的车辆的行驶状态,精确控制流经暖风芯体的冷却液流量,能够满足车辆不同使用环境下的除霜和制暖需求,提高了用户体验感。

根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,驾驶工况参数包括车辆的发动机水温、环境温度、车内的目标温度以及实际温度,发动机水温为发动机的出液口处的冷却液温度;并且

若获取到车辆的暖风请求信号,则根据驾驶工况参数确定电子水泵的第三转速包括:

根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速,并将该转速确定为第三转速;

若获取到车辆的除霜请求信号,则根据驾驶工况参数确定电子水泵的第三转速包括:

根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,并将该转速确定为第三转速;

若获取到车辆的暖风和除霜请求信号,则根据驾驶工况参数确定电子水泵的第三转速包括:

根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速;

根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速;

将暖风请求信号下的转速与除霜请求信号下的转速的最大值确定为第三转速。

采用上述技术方案,根据采集到的车辆的发动机水温、环境温度、车内的目标温度以及实际温度,能够精确地控制车辆在暖风请求信号下或除霜请求信号下的电子水泵的转速。进一步地,在同时获取暖风和除霜请求信号时,根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速,以及根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,并将暖风请求信号下的转速与除霜请求信号下的转速的最大值确定为第三转速。此时通过得到的电子水泵的第三转速控制电子水泵输出的经过暖风芯体的冷却液流量,不但能够同时满足车辆的除霜需求以及暖风需求,而且具有更高的控制精度。

根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速,包括;

根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第一对应关系,确定电子水泵当前的第一初始转速;

根据车内的目标温度与实际温度的温差,以及预设的温差与电子水泵转速修正系数的对应关系,确定电子水泵当前的转速修正系数;

根据当前的第一初始转速以及当前的转速修正系数,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速。

采用上述技术方案,根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第一对应关系,确定电子水泵当前的第一初始转速,提前通过实验标定好第一对应关系,在车辆的行驶过程中只需要采集发动机水温、环境温度,便能根据第一对应关系得到电子水泵当前的第一初始转速,计算过程简单。

并且,在确定电子水泵在暖风请求信号下的转速的时候,考虑了车内的目标温度与实际温度的温差对电子水泵转速产生的影响,通过温差对电子水泵的转速进行修正。由此,得到的电子水泵在暖风请求信号下的转速更加精确。

根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,根据当前的第一初始转速以及当前的转速修正系数,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速,包括:

将当前的第一初始转速乘以当前的转速修正系数,得到电子水泵在暖风请求信号下的转速。

根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,包括:

根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第二对应关系,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速。

采用上述技术方案,根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第二对应关系,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,提前通过实验标定好第二对应关系,在车辆的行驶过程中只需要采集发动机水温、环境温度,便能根据第二对应关系得到电子水泵在除霜请求信号下的转速,计算过程简单。

根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,实时获取车辆发动机冷却系统的特征信号参数,根据特征信号参数,确定电子水泵的第一转速,包括:

若根据特征信号参数,确定换热器有换热需求,则打开换热器对应的第三流路控制部件,并计算换热器当前的冷却液流量需求;若确定换热器无换热需求,则关闭换热器对应的第三流路控制部件;对车辆发动机冷却系统中的所有换热器对应的第三流路控制部件的状态进行统计,获取当前的第三流路控制部件状态数据;

获取车辆的发动机水温,根据发动机水温、以及预设的发动机水温与第一流路控制部件状态的对应关系,判断当前的第一流路控制部件状态,获取当前的第一流路控制部件状态数据;

根据当前的第三流路控制部件状态数据、当前的第一流路控制部件状态数据、当前的换热器的冷却液流量需求,以及预设的第三流路控制部件状态数据、第一流路控制部件状态数据、冷却液流量需求与电子水泵转速的对应关系,确定电子水泵的第一转速。

采用上述技术方案,根据当前的第三流路控制部件状态数据、当前的第一流路控制部件状态数据、当前的换热器的冷却液流量需求,以及预设的第三流路控制部件状态数据、第一流路控制部件状态数据、冷却液流量需求与电子水泵转速的对应关系,确定的电子水泵的第一转速。由此,能够灵活地根据车辆发动机冷却系统的换热器对冷却液流量的实时需求状态,对电子水泵的第一转速进行调整,满足了换热器不同的冷却液需求,提高了控制精度。

根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,热管理相关参数包括车辆的发动机水温以及运行工况参数;实时获取车辆发动机冷却系统的热管理相关参数,根据热管理相关参数,确定电子水泵的第二转速,包括:

获取车辆的发动机水温以及运行工况参数,根据发动机水温以及运行工况参数确定热管理需求状态,并计算热管理需求状态对应的当前的发动机冷却液流量;

根据当前的发动机冷却液流量,以及预设的发动机冷却液流量与电子水泵转速的对应关系,确定电子水泵的第二转速。

本发明的实施方式还提供了一种车辆发动机冷却系统的电子水泵控制系统,用于执行如上所述的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,电子水泵控制系统包括:

获取装置,获取装置用于实时获取车辆发动机冷却系统的特征信号参数、实时获取车辆发动机冷却系统的热管理相关参数、实时获取车辆的暖风和/或除霜请求信号;

控制装置,控制装置与获取装置连接,用于确定电子水泵的第一转速、确定电子水泵的第二转速、确定电子水泵的第三转速,且确定第一转速、第二转速、第三转速中的转速最大值为电子水泵的目标转速,并以目标转速控制电子水泵进行运转。

本发明的实施方式还提供了一种车辆发动机冷却系统,通过如上所述的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法控制车辆发动机冷却系统的电子水泵运转,车辆发动机冷却系统包括:

发动机冷却液流路、散热器冷却液流路、暖风芯体冷却液流路和换热器冷却液流路;其中,

发动机冷却液流路上设置有以串联的方式设置的发动机和电子水泵;

散热器冷却液流路上设置有以串联的方式设置的散热器和第一流路控制部件,第一流路控制部件用于控制散热器冷却液流路中冷却液的流通;

暖风芯体冷却液流路上设置有以串联的方式设置的暖风芯体和第二流路控制部件,第二流路控制部件用于控制暖风芯体冷却液流路中冷却液的流通;

换热器冷却液流路上设置有以串联的方式设置的换热器和第三流路控制部件,第三流路控制部件用于控制换热器冷却液流路中冷却液的流通;

散热器冷却液流路、暖风芯体冷却液流路和换热器冷却液流路并联设置后与发动机冷却液流路串联设置。

采用上述技术方案,在车辆的散热器冷却液流路、暖风芯体冷却液流路和换热器冷却液流路中各自设置能够控制冷却液流路中冷却液的流通的流路控制部件,可根据发动机及车辆配置的不同,灵活地布置流路控制部件的数量,满足不同的应用场景。

本发明的实施方式还提供了一种车辆,包括如上所述的车辆发动机冷却系统。

本发明的有益效果是:

本发明提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,在车辆发动机冷却系统的多个并联的冷却液流路中各自以串联方式设置流路控制部件,用于控制各个冷却液流路中冷却液的流通状态。根据实时获取的车辆发动机冷却系统的特征信号参数、车辆发动机冷却系统的热管理相关参数、车辆的暖风和/或除霜请求信号以及采集的车辆的驾驶工况参数,确定出多个电子水泵转速,并将多个电子水泵转速的最大值作为电子水泵的目标转速,以该目标转速控制车辆的电子水泵进行运转。由此,通过实时采集的车辆相关的行驶状态数据,获取发动机冷却系统需求的电子水泵的目标转速。以该目标转速控制电子水泵进行运转,可使发动机冷却液快速升温,提高了发动机冷却系统中散热器、换热器以及暖风芯体换热需要的热源温度。并且,可根据实时采集的车辆的行驶状态,精确控制流经暖风芯体的冷却液流量,能够满足车辆不同使用环境下的除霜和制暖需求,提高了用户体验感。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的结构示意图;

图2是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法的流程示意图;

图3是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在制暖请求信号下的电子水泵控制逻辑示意图;

图4是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在制暖需求下流经暖风芯体的冷却液流量需求与环境温度的对应曲线图;

图5是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在制暖需求下流经暖风芯体的冷却液流量需求与发动机水温的对应曲线图;

图6是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在制暖需求下发动机水温、环境温度与冷却液流量需求的一种对应关系表;

图7是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在制暖需求下车内实际温度和目标温度的温差与温差修正系数的对应曲线图;

图8是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在除霜请求信号下的电子水泵控制逻辑示意图;

图9是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在除霜需求下流经暖风芯体的冷却液流量需求与环境温度的对应曲线图;

图10是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在除霜需求下流经暖风芯体的冷却液流量需求与发动机水温的对应曲线图;

图11是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法在除霜需求下发动机水温、环境温度与冷却液流量需求的一种对应关系表;

图12是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法变速箱实际油温-油温限值、发动机水温与冷却液流量需求的一种对应关系表;

图13是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法中一种节温器及电磁阀状态机的示意图;

图14是本发明实施例1提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法中发动机热管理需求状态下发动机水温、发动机负荷与冷却液流量需求的对应关系示意图;

图15是本发明实施例2提供的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制系统的结构框图。

附图标记说明:

100:车辆发动机冷却系统;

200:发动机冷却液流路;201:进液端;202:出液端;210:发动机;211:进液口;212:出液口;220:电子水泵;

300:散热器冷却液流路;310:散热器;a:节温器;

400:暖风芯体冷却液流路;410:暖风芯体;b:电磁阀;

500:变速箱冷却器冷却液流路;510:变速箱冷却器;c:电磁阀;

600:废气再循环系统冷却器冷却液流路;610:废气再循环系统冷却器;d:电磁阀;

700:其他换热器冷却液流路;710:其他换热器;e:电磁阀;

10:获取装置;20:控制装置。

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,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍,但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反,结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解,以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外,为了避免混乱或模糊本发明的重点,有些具体细节将在描述中被省略。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。

应注意的是,在本说明书中,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。

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。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

为解决现有技术中车辆通过控制经过暖风芯体的冷却液流量的大小,调整换热量,经过暖风芯体的冷却液流量与发动机转速之间呈固定比例,为了满足发动机低速状态下经过暖风芯体的冷却液流量需求,导致发动机高速状态下经过暖风芯体的冷却液流量偏高,引起的水泵功耗偏大,发动机油耗偏高的以及无法根据实际的环境条件调节换热量的问题。本发明提供了一种车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,可根据实时采集的车辆的行驶状态,精确控制流经暖风芯体的冷却液流量,能够满足车辆不同使用环境下的除霜和制暖需求,提高了用户体验感。

实施例1

本发明的实施方式提供了一种车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,用于控制车辆发动机冷却系统的电子水泵的转速。

接下来,参照图1对本发明提供的车辆发动机冷却系统100进行介绍。

如图1所示,车辆发动机冷却系统100包括发动机冷却液流路200、散热器冷却液流路300、暖风芯体冷却液流路400和换热器冷却液流路。

其中,发动机冷却液流路200上设置有以串联的方式设置的发动机210和电子水泵220,发动机冷却液流路200具有进液端201和出液端202,进液端201的冷却液通过发动机210的进液口211进入发动机210,然后通过发动机210的出液口212流出发动机210,从出液端202继续流出发动机冷却液流路200。散热器冷却液流路300上设置有以串联的方式设置的散热器310和第一流路控制部件,散热器310是一个热交换器,主要负责冷却液的冷却,冷却液在散热器310芯内流动,空气在散热器310芯外通过,热的冷却液由于向空气散热而变冷。暖风芯体冷却液流路400上设置有以串联的方式设置的暖风芯体410和第二流路控制部件,当发动机210的冷却液温度较高时,冷却液流过暖风芯体,将鼓风机送来的空气与冷却液进行热交换,空气加热后被鼓风机通过各出风口送入车内,实现车辆的制暖。换热器冷却液流路上设置有以串联的方式设置的换热器和第三流路控制部件,散热器冷却液流路300、暖风芯体冷却液流路400和换热器冷却液流路并联设置后与发动机冷却液流路200串联设置。

需要说明的是,换热器冷却液流路可以是一条,也可以是多条。具体的,根据车辆发动机冷却系统100中设定的具体的换热器的数量来确定。并且,在每一条换热器冷却液流路中,可以只设置一个换热器,也可以设置多个换热器,主要根据各个换热器的散热需求来确定。

如图1所示,在一个具体实施方式中,车辆发动机冷却系统100的换热器冷却液流路具有多条,分别为变速箱冷却器冷却液流路500、废气再循环系统(Exhaust GasRecirculation,EGR)冷却器冷却液流路600和其他换热器冷却液流路700。其中,变速箱冷却器冷却液流路500上设置有以串联的方式设置的变速箱冷却器510和电磁阀c,变速箱冷却器510由冷却液对流过变速箱冷却器510的变速箱机油进行冷却。废气再循环系统冷却器冷却液流路600上设置有以串联的方式设置的废气再循环系统冷却器610和电磁阀d,废气再循环系统冷却器610用于对废气再循环系统进行降温。其他换热器冷却液流路700上设置有以串联的方式设置的其他换热器和电磁阀e。其中,电磁阀c、电磁阀d、电磁阀e作为第三流路控制部件的一种示例,电磁阀c、电磁阀d、电磁阀e用于控制对应支路的冷却液流动,根据各换热器冷却控制精度要求的不同,此电磁阀也可改为比例阀。

进一步地,在暖风芯体冷却液流路400上串联了电磁阀b(作为第二流路控制部件的一种示例),在散热器冷却液流路300上串联了节温器a(作为第一流路控制部件的一种示例),可根据发动机水温的不同调节散热器支路的冷却液流量分配。

其中,变速箱冷却器冷却液流路500、废气再循环系统冷却器冷却液流路600以及其他换热器冷却液流路700等换热器流路采用并联方式连接(根据发动机以及车辆配置的不同,各个换热器流路之间也可以采用其他方式连接)。然后,发动机冷却液流路200、散热器冷却液流路300、暖风芯体冷却液流路400和换热器冷却液流路采用并联方式。

如图2所示,电子水泵控制方法包括以下步骤:

S100:实时获取车辆发动机冷却系统的特征信号参数,根据特征信号参数,确定电子水泵的第一转速;

S200:实时获取车辆发动机冷却系统的热管理相关参数,根据热管理相关参数,确定电子水泵的第二转速;

S300:实时获取车辆的暖风和/或除霜请求信号,若获取到车辆的暖风和/或除霜请求信号,则采集车辆的驾驶工况参数,根据驾驶工况参数,确定电子水泵的第三转速;

S400:确定第一转速、第二转速、第三转速中的转速最大值为电子水泵的目标转速,并以目标转速控制电子水泵进行运转。

需要说明的是,步骤S100、S200、S300的执行,并没有一定的先后顺序,车辆发动机冷却系统的特征信号参数、车辆发动机冷却系统的热管理相关参数、车辆的暖风和/或除霜请求信号一般都是实时进行获取,提高计算效率。也可以按照一定的要求,进行获取先后顺序的确定。

采用上述技术方案,在车辆发动机冷却系统的多个并联的冷却液流路中各自以串联方式设置流路控制部件,用于控制各个冷却液流路中冷却液的流通状态。根据实时获取的车辆发动机冷却系统的特征信号参数、车辆发动机冷却系统的热管理相关参数、车辆的暖风和/或除霜请求信号以及采集的车辆的驾驶工况参数,确定出多个电子水泵转速,并将多个电子水泵转速的最大值作为电子水泵的目标转速,以该目标转速控制车辆的电子水泵进行运转。由此,通过实时采集的车辆相关的行驶状态数据,获取发动机冷却系统需求的电子水泵的目标转速。以该目标转速控制电子水泵进行运转,可使发动机冷却液快速升温,提高了发动机冷却系统中散热器、换热器以及暖风芯体换热需要的热源温度。并且,可根据实时采集的车辆的行驶状态,精确控制流经暖风芯体的冷却液流量,能够满足车辆不同使用环境下的除霜和制暖需求,提高了用户体验感。

在一种具体的实施方式中,驾驶工况参数包括车辆的发动机水温、环境温度、车内的目标温度以及实际温度,发动机水温为发动机的出液口处的冷却液温度。

若获取到车辆的暖风请求信号,则根据驾驶工况参数确定电子水泵的第三转速包括:

根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速,并将该转速确定为第三转速。

若获取到车辆的除霜请求信号,则根据驾驶工况参数确定电子水泵的第三转速包括:

根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,并将该转速确定为第三转速。

若获取到车辆的暖风和除霜请求信号,则根据驾驶工况参数确定电子水泵的第三转速包括:

根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速;

根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速;

将暖风请求信号下的转速与除霜请求信号下的转速的最大值确定为第三转速。

采用上述技术方案,根据采集到的车辆的发动机水温、环境温度、车内的目标温度以及实际温度,能够精确地控制车辆在暖风请求信号下或除霜请求信号下的电子水泵的转速。进一步地,在同时获取暖风和除霜请求信号时,根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速,以及根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,并将暖风请求信号下的转速与除霜请求信号下的转速的最大值确定为第三转速。此时通过得到的电子水泵的第三转速控制电子水泵输出的经过暖风芯体的冷却液流量,不但能够同时满足车辆的除霜需求以及暖风需求,而且具有更高地控制精度。

在本发明的一种具体实施方式中,根据发动机水温、环境温度、车内的目标温度与实际温度,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速,如图3所示,包括;

根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第一对应关系(即图3中的满足制暖需求的电子水泵转速MAP),确定电子水泵当前的第一初始转速;

根据车内的目标温度与实际温度的温差,以及预设的温差与电子水泵转速修正系数的对应关系(即图3中的温差修正系数MAP),确定电子水泵当前的转速修正系数;

根据当前的第一初始转速以及当前的转速修正系数,确定电子水泵在暖风请求信号下的转速。具体地,如图3所示,将当前的第一初始转速乘以当前的转速修正系数,得到电子水泵在暖风请求信号下的转速。然后,根据电子水泵在暖风请求信号下的转速控制电子水泵运转,则能够根据冷却液的流量需求控制冷却液的流动。

采用上述技术方案,根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第一对应关系,确定电子水泵当前的第一初始转速,提前通过实验标定好第一对应关系,在车辆的行驶过程中只需要采集发动机水温、环境温度,便能根据第一对应关系得到电子水泵当前的第一初始转速,计算过程简单。

并且,在确定电子水泵在暖风请求信号下的转速的时候,考虑了车内的目标温度与实际温度的温差对电子水泵转速产生的影响,通过温差对电子水泵的转速进行修正。由此,得到的电子水泵在暖风请求信号下的转速更加精确。

具体地,不同的环境温度是决定暖风需求的关键影响因素,而流经暖风芯体处的发动机水温是决定暖风制暖的关键影响因素,因此,控制系统通过获取环境温度和发动机水温的不同状态,来确定需要流经暖风芯体的冷却液流量大小,以满足不同使用环境下的制暖需求。如图4所示,环境温度越低,制暖需求越大,流量需求越大,因此冷却液流量需求随环境温度升高逐步减小。如图5所示,发动机水温越高,热源温度越高,冷却液流量需求越小,因此冷却液流量需求随发动机水温升高逐步减小,但为了满足发动机快速暖机需求,在水温较低阶段(如50℃水温以下),暖风需求的冷却液流量需求设置较小,使发动机水温先行升高后再提供暖风制热。

如图6所示,为在暖风请求信号下,一种发动机水温、环境温度与冷却液流量需求的一种对应关系表,从图中可以看出,在制暖过程中,发动机水温在由低变高的过程中,暖风芯体对于冷却液的流量需求由少变多再变小;环境温度在由低变高的过程中,暖风芯体对于冷却液的流量需求由多变少。需要说明的是,图6所示的对应关系表是车辆在开发阶段,通过标定试验得到的,仅仅只是一种示例,不同车型及发动机类型对应的该关系表的数据不一定相同,需经过开发试验来确定。

进一步地,车内的实际温度与目标温度的温差,也对发动机电子水泵的转速产生了影响。温差越大,说明需要较多的热量才能使得车内的实际温度更加接近目标温度。在本发明的具体实施方式中,通过车内实际温度与目标温度的温差,设定了对电子水泵转速的修正系数。具体地,如图7所示,随着车内实际温度慢慢接近设置的目标温度时,温差修正系数慢慢减小,直至实际温度达到目标温度,修正系数变为0,电子水泵不再响应制暖需求。

在本发明的一种具体实施方式中,根据发动机水温、环境温度,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,如图8所示,包括:

根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第二对应关系(即图8中的满足除霜需求的电子水泵转速MAP),确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,根据电子水泵在除霜请求信号下的转速控制电子水泵运转,则能够根据冷却液的流量需求控制冷却液的流动。

采用上述技术方案,根据发动机水温、环境温度,以及预设的发动机水温、环境温度与电子水泵转速的第二对应关系,确定电子水泵在除霜请求信号下的转速,提前通过实验标定好第二对应关系,在车辆的行驶过程中只需要采集发动机水温、环境温度,便能根据第二对应关系得到电子水泵在除霜请求信号下的转速,计算过程简单。

具体地,不同的环境温度是决定结霜程度的关键影响因素,而流经暖风芯体处的发动机水温是决定除霜效果的关键影响因素,因此,通过获取环境温度和发动机水温的不同状态,来确定需要流经暖风芯体的冷却液流量需求的大小,以满足快速除霜的需求。

如图9所示,环境温度越低,结霜程度越大冷却液,流量需求越大,因此流量需求随环境温度升高逐步减小。如图10所示,水温越高,热源温度越高,冷却液流量需求越小,因此流量需求随水温升高逐步减小。

如图11所示,为在除霜请求信号下,一种发动机水温、环境温度与冷却液流量需求的一种对应关系表,从图中可以看出,在除霜过程中,发动机水温在由低变高的过程中,暖风芯体对于冷却液的流量需求变多变少;环境温度在由低变高的过程中,暖风芯体对于冷却液的流量需求由多变少。需要说明的是,图11所示的对应关系表是车辆在开发阶段,通过标定试验得到的,仅仅只是一种示例,不同车型及发动机类型对应的该关系表的数据不一定相同,需经过开发试验来确定。

控制系统接收暖风及除霜请求信号,判断是否存在暖风及除霜需求。若存在除霜的需求时,控制系统获取发动机水温、环境温度状态,计算满足除霜需求的流量;若存在暖风的需求时,控制系统获取发动机水温、环境温度状态、驾驶室内目标温度及实际温度,计算满足暖风需求的冷却液流量;若暖风和除霜需求同时存在时,则对满足两者需求的冷却液流量取大值。再基于冷却液流量与电子水泵的对应关系,计算所需的电子水泵转速。使暖风芯体处的流量满足暖风制暖或前挡除霜的需求,提高驾驶安全性及舒适性。

在本发明的一种具体实施方式中,实时获取车辆发动机冷却系统的特征信号参数,根据特征信号参数,确定电子水泵的第一转速,包括:

若根据特征信号参数,确定换热器(例如,变速箱冷却器510、废气再循环系统冷却器610)有换热需求,则打开换热器(例如,变速箱冷却器510、废气再循环系统冷却器610)对应的第三流路控制部件(例如,电磁阀c、电磁阀d),并计算换热器(例如,变速箱冷却器510、废气再循环系统冷却器610)当前的冷却液流量需求;若确定换热器(例如,变速箱冷却器510、废气再循环系统冷却器610)无换热需求,则关闭换热器(例如,变速箱冷却器510、废气再循环系统冷却器610)对应的第三流路控制部件(例如,电磁阀c、电磁阀d);对车辆发动机冷却系统中的所有换热器对应的第三流路控制部件的状态进行统计,获取当前的第三流路控制部件状态数据;

获取车辆的发动机水温,根据发动机水温、以及预设的发动机水温与第一流路控制部件状态的对应关系,判断当前的第一流路控制部件状态,获取当前的第一流路控制部件状态数据;

根据当前的第三流路控制部件状态数据、当前的第一流路控制部件状态数据、当前的换热器的冷却液流量需求,以及预设的第三流路控制部件状态数据、第一流路控制部件状态数据、冷却液流量需求与电子水泵转速的对应关系,确定电子水泵的第一转速。

采用上述技术方案,根据当前的第三流路控制部件状态数据、当前的第一流路控制部件状态数据、当前的换热器的冷却液流量需求,以及预设的第三流路控制部件状态数据、第一流路控制部件状态数据、冷却液流量需求与电子水泵转速的对应关系,确定的电子水泵的第一转速。由此,能够灵活地根据车辆发动机冷却系统的换热器对冷却液流量的实时需求状态,对电子水泵的第一转速进行调整,满足了换热器不同的冷却液需求,提高了控制精度。

具体地,车辆发动机冷却系统的特征信号参数,可以为EGR冷却器出气温度、变速箱油温、发动机油温等,将获取的各换热器特征信号的数值与预设的目标温度限值进行比较,若各换热器特征信号的数值大于预设的目标温度限值,则判断各换热器有换热需求,则打开对应的电磁阀(即第三流路控制部件),若判断各换热器无换热需求,则关闭对应的电磁阀。

同时,基于换热器当前的特征信号与预设的目标温度限值的差值及水温,计算此换热器当前的冷却液流量需求。

需要说明的是,可查表得知当前电子水泵转速和各换热器流量分配的对应关系,基于此对应关系,计算所需的电子水泵转速,以满足各换热器换热需求。当其他支路电磁阀关闭时,可增大暖风芯体支路的流量,提高暖风芯体制暖及除霜性能。

如图12所示,是以特征信号参数为变速箱油温,通过试验标定的变速箱实际油温-油温限值在不同的发动机水温下,对应的冷却液流量需求。从图中可以看出,在相同的发动机水温下,变速箱实际油温-油温限值的差值越大,对应的冷却液流量需求越多。根据得到的冷却液流量需求,既能得到所需的电子水泵转速。

需要说明的是,图12所示的对应关系表是车辆在开发阶段,通过标定试验得到的,仅仅只是一种示例,不同车型及发动机类型对应的该关系表的数据不一定相同,需经过开发试验来确定。

进一步地,获取当前发动机水温判断节温器a(即第一流路控制部件)开度状态。汇总以上的电磁阀状态和节温器状态,得到图13所示的电磁阀及节温器状态机的示意图。

具体地,在系统开发阶段可通过试验确定基于各个电磁阀不用的开关状态及节温器不同的开启状态下的冷却液回路流量分配关系,从而建立基于电磁阀和节温器状态的电子水泵转速和各换热器流量的对应表。如图13所示,定义每个节温器或电磁阀打开时的状态为1,关闭时状态为0,则可以基于当前状态,形成一个与节温器及电磁阀个数对应位数的二进制字符串(作为当前的第三流路控制部件状态数据、当前的第一流路控制部件状态数据的一种示例),来作为状态机。控制系统基于收到的状态机字符串,来查找流量对应表(作为预设的第三流路控制部件状态数据、第一流路控制部件状态数据、冷却液流量需求与电子水泵转速的对应关系的一种示例)。如0000010(作为当前的第三流路控制部件状态数据、当前的第一流路控制部件状态数据的一种示例)代表电磁阀f为打开,其他节温器和电磁阀为关闭状态。

在本发明的一种具体实施方式中,热管理相关参数包括车辆的发动机水温以及运行工况参数;实时获取车辆发动机冷却系统的热管理相关参数,根据热管理相关参数,确定电子水泵的第二转速,包括:

获取车辆的发动机水温以及运行工况参数,根据发动机水温以及运行工况参数确定热管理需求状态,并计算热管理需求状态对应的当前的发动机冷却液流量;

根据当前的发动机冷却液流量,以及预设的发动机冷却液流量与电子水泵转速的对应关系,确定电子水泵的第二转速。

具体地,车辆的运行工况可以包括车辆的负荷。如图14所示,为发动机热管理需求状态下发动机水温、发动机负荷与冷却液需求流量的对应关系示意图。当发动机水温较低且负荷不大时,冷却液流量(即水套流量)需求最小,以达到快速暖机的需求;而此时若发动机负荷较大,也需要提高冷却液流量来满足发动机冷却要求。随着水温的升高,冷却液流量需求逐步变大,直至完成暖机过程。暖机完成后,冷却液流量需求主要与发动机工况相关,转速负荷越大(即发热量越大)则流量需求越大。另外,当水温持续升高,偏离了正常运行水温范围后,则需要提高冷却液流量来加强冷却,以降低水温保证发动机安全。控制系统计算得到需求的冷却液流量后,再基于冷却液流量需求与电子水泵转速的对应关系,计算所需的电子水泵转速,及满足发动机快速暖机以及安全运行等需求。

实施例2

本发明还提供了一种车辆发动机冷却系统的电子水泵控制系统,用于执行实施例1所述的车辆发动机冷却系统的电子水泵控制方法,如图15所示,电子水泵控制系统包括:

获取装置10,获取装置10用于实时获取车辆发动机冷却系统的特征信号参数、实时获取车辆发动机冷却系统的热管理相关参数、实时获取车辆的暖风和/或除霜请求信号;

控制装置20,控制装置20与获取装置10连接,用于确定电子水泵的第一转速、确定电子水泵的第二转速、确定电子水泵的第三转速,且确定第一转速、第二转速、第三转速中的转速最大值为电子水泵的目标转速,并以目标转速控制电子水泵进行运转。

实施例3

本发明还提供了一种车辆,包括如实施例1所述的车辆发动机冷却系统。该车辆在行驶的过程中,根据实时获取的车辆发动机冷却系统的特征信号参数、车辆发动机冷却系统的热管理相关参数、车辆的暖风和/或除霜请求信号以及采集的车辆的驾驶工况参数,确定出多个电子水泵转速,并将多个电子水泵转速的最大值作为电子水泵的目标转速,以该目标转速控制车辆的电子水泵进行运转。由此,通过实时采集的车辆相关的行驶状态数据,获取发动机冷却系统需求的电子水泵的目标转速。以该目标转速控制电子水泵进行运转,可使车辆的发动机冷却液快速升温,提高了该车辆的发动机冷却系统中散热器、换热器以及暖风芯体换热需要的热源温度。并且,可根据实时采集的车辆的行驶状态,精确控制流经暖风芯体的冷却液流量,能够满足车辆不同使用环境下的除霜和制暖需求,提高了用户体验感。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式,已经对本发明进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变,包括做出若干简单推演或替换,而不偏离本发明的精神和范围。

相关技术
  • 车辆控制系统、车辆外置式电子控制单元、车辆控制方法及记录介质
  • 车辆的电机冷却控制方法、装置及电机冷却系统
  • 车辆控制系统以及车辆控制系统的控制方法
  • 车辆、车辆冷却系统及其中冷装置的电子水泵控制方法
  • 车辆、车辆冷却系统及其中冷装置的电子水泵控制方法
技术分类

06120116624740