车辆发动机冷却系统及其电子水泵控制方法、系统、车辆与流程

本发明属于车辆热管理，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：

1、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。

2、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。

技术实现思路

1、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。

2、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；

3、电子水泵控制方法包括以下步骤：

4、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；

5、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；

6、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；

7、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。

8、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。

9、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

10、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：

11、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；

12、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：

13、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；

14、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：

15、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；

16、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；

17、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。

18、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。

19、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；

20、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；

21、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；

22、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。

23、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。

24、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。

25、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：

26、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。

27、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：

28、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。

29、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。

30、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：

31、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；

32、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；

33、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。

34、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。

35、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：

36、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；

37、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。

38、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：

39、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；

40、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。

41、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：

42、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，

43、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；

44、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；

45、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；

46、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；

47、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。

48、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。

49、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。

50、本发明的有益效果是：

51、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。