一种车用电子水泵控制系统及控制方法与流程

本发明涉及水泵技术领域，尤其涉及一种车用电子水泵控制系统，另外，本发明还涉及此种控制系统的控制方法。

背景技术：

目前，随着纯电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车的迅猛发展，电子水泵得到了广泛应用。电子水泵作为汽车冷却系统的重要部件，其主要目的在于对发动机、涡轮增压器、电池、驱动电机及驱动控制器等部件进行循环冷却。目前，用于控制车用电子水泵的控制板一般通过有线电路连接于整车控制器，需要调节电子水泵时，整车控制器通过有线电路向控制板发送控制信号，控制板接收控制信号后命令电子水泵做出相应的动作，从而实现调节。但是，当有线电路受损时，整车控制器的控制信号不能通过有线电路发送给控制板，从而不能使电子水泵做出相应的动作，无法实现整车控制器对电子水泵的有效控制。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种便于实现整车控制器有效控制车用电子水泵的车用电子水泵控制系统。

为了实现上述技术目的，本发明提供的车用电子水泵控制系统，包括整车控制器和用于控制电子水泵的水泵控制装置，电子水泵包括叶轮和用于驱动叶轮的电机，水泵控制装置包括控制模块，电机电连接于控制模块，控制模块通过有线控制电路连接于整车控制器，所述整车控制器和水泵控制装置之间还设有用于传输信号的无线传输通道，整车控制器上设有第一无线传输模块，水泵控制装置包括电连接于控制模块的第二无线传输模块，无线传输通道通过第一无线传输模块和第二无线传输模块实现，无线传输通道和有线控制电路互为备用信号传输通道。

优选的，所述车用电子水泵控制系统还包括移动端，移动端上设有第三无线传输模块；

所述移动端通过第三无线传输模块和第二无线传输模块向控制模块发送指令；或者，所述移动端通过第三无线传输模块、第一无线传输模块和无线传输通道向控制模块发送指令；或者，所述移动端通过第三无线传输模块、第一无线传输模块和有线控制电路向控制模块发送指令。

优选的，所述控制模块将电子水泵的运行数据通过第二无线传输模块和第三无线传输模块发送给移动端；或者，所述控制模块将电子水泵的运行数据通过有线控制电路或无线传输通道发送给整车控制器，移动端通过第三无线传输模块和第一无线传输模块获取整车控制器中关于电子水泵的运行数据。

优选的，所述水泵控制装置还包括电连接于控制模块的故障检测电路，故障检测电路将测得的故障信号发送给控制模块，控制模块将故障信号反馈给整车控制器和/或移动端。

优选的，所述车用电子水泵控制系统还包括设于整车控制器和控制模块之间的备用有线控制电路，整车控制器在有线控制电路和无线传输通道均故障时通过备用有线控制电路向控制模块发送指令。

优选的，所述电机为三相无刷无传感交流电机，水泵控制装置还包括三相六桥逆变单元和反电动势采集电路，电机通过三相六桥逆变单元电连接于控制模块，反电动势采集电路电连接于控制模块且用于采集电机各相的反电动势，控制模块根据反电动势采集电路采集的反电动势信号使电机进行换向处理。

优选的，所述水泵控制装置还包括滤波电路，控制模块通过滤波电路电连接于整车控制器。

采用上述技术方案后，本发明提供的车用电子水泵控制系统具有如下优点：

1、本发明提供的车用电子水泵控制系统，在控制模块通过有线控制电路连接整车控制器的基础上，对整车控制器和控制模块之间的信号传输通道进行了改进。整车控制器上加设第一无线传输模块，水泵控制装置加设连接于控制模块的第二无线传输模块，通过第一无线传输模块和第二无线传输模块在整车控制器和控制模块之间加设了无线传输通道。当有线控制电路出现故障时，整车控制器可以通过无线传输通道将指令发送给控制模块，控制模块接收指令后命令电子水泵做出相应的动作，使整车控制器在有线传输方式出现故障的情况下仍能实现对电子水泵的有效控制。整车控制器可以通过有线传输方式和无线传输方式对电子水泵进行双重控制，有利于提高车用电子水泵工作时的稳定性和响应及时性，更好的满足使用要求。

2、车用电子水泵控制系统还设置移动端，移动端可以通过由第三无线传输模块和第二无线传输模块建立的无线传输方式向控制模块发送指令。移动端也可以通过由第三无线传输模块和第一无线传输模块建立的无线传输方式先将指令发送给整车控制器，再由整车控制器将指令发送给控制模块。通过移动端增加控制系统整体对车用电子水泵控制的多样性，更好的满足使用要求。

3、控制模块将电子水泵的运行数据直接发送给移动端，或者，控制模块先将电子水泵的运行数据发送给整车控制器，移动端再通过整车控制器获取关于电子水泵的运行数据，移动端通过获取电子水泵的运行数据实现对电子水泵的监测和故障判别，有利于及时发现电子水泵的异常和及时排除异常，更好的满足使用要求。

4、水泵控制装置还设置故障检测电路，故障检测电路将测得的故障信号发送给控制模块，控制模块将故障信号反馈给整车控制器和/或移动端，便于及时发现、排除电子水泵的故障，提高电子水泵工作的稳定性。

5、控制系统还包括设于整车控制器和控制模块之间的备用有线控制电路，当有线控制电路出现故障且无线传输通道也出现故障时，整车控制器通过备用有线控制电路向控制模块发送指令，进一步保证整车控制器能对电子水泵进行有效的控制，使电子水泵能根据指令做出及时的响应。

6、电机通过三相六桥逆变单元电连接于控制模块，通过三相六桥逆变单元将直流电转换成合适的交流电后向电机进行供电，满足电机的用电要求。电机采用无刷无传感器电机，控制模块根据反电动势信号使电机进行无传感换向处理，在保证电机能顺利实现换向的前提下有效降低电机的体积，进而有利于缩减电子水泵的外形尺寸，另外，电机根据反电动势信号进行无传感换向处理时更加可靠、准确，能更好的满足使用要求。

7、控制模块通过滤波电路电连接于整车控制器，滤波电路能对输入、输出时的干扰信号进行滤波处理，有效增强电子水泵的抗干扰能力，进而有效保证电子水泵工作时的稳定性和准确性。

本发明还提供了一种采用上述车用电子水泵控制系统的控制方法，包括以下步骤：

s11、整车控制器启动并初始化，若初始化正常，执行步骤s12，否则停止启动；

s12、整车控制器确认有线控制电路、无线传输通道是否正常，

若确认有线控制电路和无线传输通道均正常，执行步骤s13；

若确认有线控制电路正常且无线传输通道故障，执行步骤s13，且反馈无线传输通道故障报告；

若确认有线控制电路故障，且确认无线传输通道正常，执行步骤s16，且反馈有线控制电路故障报告；

s13、整车控制器通过有线控制电路向控制模块发送指令，控制模块接收指令后命令电子水泵执行指令；同时，控制模块将电子水泵的运行状态信号反馈给整车控制器；

s14、若所述步骤s13中，整车控制器在时间δt内未收到控制模块反馈的电子水泵运行状态信号，整车控制器确认有线控制电路故障，执行步骤s15并反馈有线控制电路故障报告；

s15、控制模块将电子水泵的运行状态信号通过无线传输通道反馈给整车控制器，整车控制器通过无线传输通道向控制模块发送指令，控制模块接收指令后命令电子水泵执行指令；

s16、整车控制器通过无线传输通道向控制模块发送指令，控制模块接收指令后命令电子水泵执行指令；同时，控制模块将电子水泵的运行状态信号通过无线传输通道反馈给整车控制器。

优选的，所述车用电子水泵控制系统还包括设有第三无线传输模块的移动端；所述移动端通过第三无线传输模块和第一无线传输模块向整车控制器发送启动指令，整车控制器接收启动指令后执行步骤s11；所述步骤s13、步骤s15、步骤s16中，移动端通过第三无线传输模块和第一无线传输模块经整车控制器向控制模块发送指令。

优选的，所述步骤s13、步骤s15、步骤s16中，控制模块将电子水泵的运行状态信号经第二无线传输模块和第三无线传输模块反馈给移动端，整车控制器将接收的关于电子水泵的运行状态信号通过第一无线传输模块和第三无线传输模块反馈给移动端，移动端对比两组反馈的数据并判断电子水泵的运行状态。

1、本发明提供的车用电子水泵控制系统的控制方法中，整车控制器优先采用有线传输方式向控制模块发送指令，当有线传输方式出现故障时，整车控制器通过无线传输通道将指令发送给控制模块。整车控制器可以通过有线传输方式和无线传输方式实现对电子水泵的双重控制，有利于提高电子水泵工作时的稳定性和响应及时性，更好的满足使用要求。

2、本发明提供的控制方法还可以通过移动端实现对电子水泵的控制，增加了控制系统整体对车用电子水泵控制的多样性，能更好的满足使用要求。

附图说明

图1为本发明实施例一车用电子水泵控制系统整体的示意图；

图2为本发明实施例一车用电子水泵控制系统中控制模块的电路图；

图3为本发明实施例一车用电子水泵控制系统中wifi模块的电路图；

图4为本发明实施例一车用电子水泵控制系统中故障反馈电路的电路图；

图5为本发明实施例一车用电子水泵控制系统中emc滤波电路的电路图；

图6为本发明实施例一车用电子水泵控制系统中pwm调速电路的电路图；

图7为本发明实施例一控制方法的流程图；

图8为本发明实施例二车用电子水泵控制系统整体的示意图。

图中，1-整车控制器，11-第一wifi模块，21-控制模块，22-第二wifi模块，23-故障检测电路，24-三相六桥逆变单元，25-a/d反电动势采集电路，26-emc滤波电路，3-电机，41-故障反馈电路，42-pwm调速电路，5-移动端，51-第三wifi模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1所示，本发明实施例一提供的车用电子水泵控制系统，包括整车控制器1和用于控制电子水泵的水泵控制装置，电子水泵包括叶轮和用于驱动叶轮的电机3，水泵控制装置包括控制模块21，电机电连接于控制模块，控制模块通过有线控制电路连接于整车控制器。整车控制器1和水泵控制装置之间还设有用于传输信号的无线传输通道，整车控制器上设有第一无线传输模块11，水泵控制装置包括电连接于控制模块21的第二无线传输模块22，无线传输通道通过第一无线传输模块和第二无线传输模块实现，无线传输通道和有线控制电路互为备用信号传输通道。

当有线控制电路的有线传输方式出现故障时，整车控制器可以通过无线传输通道将指令发送给控制模块，控制模块接收指令后命令电子水泵做出相应的动作，使整车控制器在有线传输方式出现故障的情况下仍能实现对电子水泵的有效控制。整车控制器可以通过有线传输方式和无线传输方式对电子水泵进行双重控制，有利于提高车用电子水泵工作时的稳定性和响应及时性，更好的满足使用要求。

本实施例中，控制模块21采用单片机，第一无线传输模块和第二无线传输模块均采用wifi模块，分别为第一wifi模块11和第二wifi模块22。第一wifi模块11通过串口tx1和串口rx1连接于整车控制器1，实现第一wifi模块和整车控制器之间的通信。第二wifi模块22通过串口tx2和串口rx2连接于控制模块21，实现第二wifi模块与控制模块之间的通信。

如图2、图3所示，控制模块21的4脚pf0通过电阻r12、nmosq2和电阻r10控制第二wifi模块芯片上的使能脚en。当控制模块的4脚pf0为高电平时，nmosq2导通，从而使能第二wifi模块的芯片。两个wifi模块中，均有电阻r5和电容c5组成rc电路，对wifi模块的芯片进行上电复位。控制模块的脚pb6、脚pb7分别通过22ω的电阻与第二wifi模块芯片上的脚21、脚22相连，防止电路信号过冲。

通过第一wifi模块11和第二wifi模块22实现整车控制器1和控制模块21之间的无线传输，采用无线传输时，整车控制器先将控制信号发送给第一wifi模块，第一wifi模块接收后通过无线网络将控制信号发送给第二wifi模块，第二wifi模块接收控制信号后发送给控制模块。控制模块通过无线传输方式将电子水泵的运行数据和运行状态信号发送给整车控制器时，控制模块先将运行数据和运行状态信号发送给第二wifi模块，第二wifi模块接收后通过无线网络将运行数据和运行状态信号发送给第一wifi模块，第一wifi模块接收后再发送给整车控制器。

为了及时反馈电子水泵在工作过程中出现的故障，水泵控制装置还包括电连接于控制模块21的故障检测电路23，故障检测电路将测得的故障信号发送给控制模块21，控制模块将故障信号反馈给整车控制器1。本实施例中，故障检测电路23包含过压检测支路、欠压检测支路、过电流检测支路、水泵干转检测支路、过温保护检查支路等。控制模块接收故障信号后作出相应的处理，如停机保护、上传给整车控制器等。

为了将故障信号顺利反馈给整车控制器1，整车控制器和控制模块21之间设有用于反馈故障信号的故障反馈电路41。如图4所示，故障反馈电路41由电阻r15、电阻r17、nmosq3、电阻r13组成，电阻r15和电阻r17组成限流分压电路。当nmosq3的脚1为高电平时，nmosq3导通，实现故障信号的反馈。控制模块21通过pa1脚与故障反馈电路的电阻r15连接，有故障信号时，控制模块通过故障反馈电路将故障信号反馈给整车控制器。

电机3采用三相无刷无传感交流电机，水泵控制装置还包括三相六桥逆变单元24，电机通过三相六桥逆变单元电连接于控制模块21。通过三相六桥逆变单元24将直流电转换成合适的交流电后向电机3进行供电，满足电机的用电要求。

水泵控制装置还包括用于采集电机上u、v、w各相反电动势的反电动势采集电路，反电动势采集电路电连接于控制模块21，反电动势采集电路将采集的反电动势信号发送给控制模块，控制模块根据反电动势信号使电机进行换向处理，以便及时调整电子水泵。本实施例中，反电动势采集电路选用a/d反电动势采集电路25。

为了增强电子水泵的抗干扰能力，水泵控制装置还包括滤波电路，控制模块21通过滤波电路电连接于整车控制器1，滤波电路能对输入、输出时的干扰信号进行滤波处理。本实施例中，滤波电路选用emc滤波电路26。如图5所示，电阻r7、三极管q1、电容c6、电阻r6、电阻r3、二极管pd1和二极管vd1组成防反接电路，电感l1、电容ec1和电容c2组成滤波电路，其中，电感l1为2.2uh，电容ec1为470uf，电容c2为0.1uf。

为了实现电机3的无极调速，有线控制电路采用pwm调速电路42，pwm调速电路的调速信号通过控制模块21的脚pa0发送给控制模块。如图6所示，pwm调速电路42中，电阻r16和电阻r18组成限流分压电路，电阻r14具有限流作用。二极管d2为稳压二极管，能防止输入信号后损坏后级电路。二极管q4采用nmos管，当脚1为高电平时，二极管q4导通。

如图7所示，本实施例一还提供了一种采用上述记载的车用电子水泵控制系统的控制方法，包括以下步骤：

s11、整车控制器启动并初始化，若初始化正常，执行步骤s12，否则停止启动；

s12、整车控制器确认有线控制电路、无线传输通道是否正常，

若确认有线控制电路和无线传输通道均正常，执行步骤s13；

若确认有线控制电路正常且无线传输通道故障，执行步骤s13，且反馈无线传输通道故障报告；

若确认有线控制电路故障，且确认无线传输通道正常，执行步骤s16，且反馈有线控制电路故障报告；

s13、整车控制器通过有线控制电路向控制模块发送指令，控制模块接收指令后命令电子水泵执行指令；同时，控制模块将电子水泵的运行状态信号反馈给整车控制器；

s14、若所述步骤s13中，整车控制器在时间δt内未收到控制模块反馈的电子水泵运行状态信号，整车控制器确认有线控制电路故障，执行步骤s15并反馈有线控制电路故障报告；

s15、控制模块将电子水泵的运行状态信号通过无线传输通道反馈给整车控制器，整车控制器通过无线传输通道向控制模块发送指令，控制模块接收指令后命令电子水泵执行指令；

s16、整车控制器通过无线传输通道向控制模块发送指令，控制模块接收指令后命令电子水泵执行指令；同时，控制模块将电子水泵的运行状态信号通过无线传输通道反馈给整车控制器。

本实施例中，时间δt设置为30ms。

具体的，采用有线传输方式时，整车控制器1通过有线控制电路向控制模块21发送工作指令，控制模块接收工作指令后唤醒电子水泵并令电机转到规定转速，并向整车控制器反馈电子水泵运行状态信号。当需要调节电机3转速时，整车控制器1通过有线控制电路向控制模块21发送定转速指令，控制模块21接收定转速指令后执行，令电机转到规定转速，并向整车控制器反馈电子水泵运行状态信号。需要关闭电子水泵时，整车控制器1作出关机指令并通过有线控制电路发送给控制模块21，控制模块接收关机指令后切断对电机3的供电，从而令电子水泵停止工作。

采用无线传输方式时，整车控制器1通过由第一wifi模块11、第二wifi模块22组成的无线传输通道向控制模块21发送工作指令，控制模块接收工作指令后唤醒电子水泵并令电机转到规定转速，并向整车控制器反馈电子水泵运行状态信号。当需要调节电机3转速时，整车控制器1作出定转速指令并通过无线传输通道发送给控制模块21，控制模块21接收定转速指令后执行，令电机转到规定转速，并向整车控制器反馈电子水泵运行状态信号。需要关闭电子水泵时，整车控制器1作出关机指令并通过无线传输通道发送给控制模块21，控制模块接收关机指令后切断对电机3的供电，从而令电子水泵停止工作。

当故障检测电路23检测到故障信号时，故障检测电路将测得的故障信号发送给控制模块21，控制模块将故障信号反馈给整车控制器1。同时，控制模块在接收故障信号后作出相应的处理，如停机保护、上传给整车控制器等方式排除故障。

可以理解的是，本实施例中的三相六桥逆变单元24采用现有的三相六桥逆变器。

可以理解的是，本实施例中的a/d反电动势采集电路25利用现有的反电动势采集原理采集电机u、v、w各相的反电动势。

可以理解的是，本实施例的中第一无线传输模块和第二无线传输模块也可以采用其他结构、原理的无线传输模块，并不受限于上述记载和附图所示的wifi模块。

可以理解的是，本实施例中的整车控制器1采用现有技术中带车用电子水泵控制功能的整车控制器。

实施例二

如图8所示，本发明实施例二与上述实施例一的区别之处在于，车用电子水泵控制系统还包括移动端5，移动端上设有第三无线传输模块。本实施例中，第三无线传输模块采用第三wifi模块51，与第一wifi模块11、第二wifi模块22的结构、原理相同，移动端5可以是手机、平板电脑、车载电脑等移动终端产品。

控制模块21将电子水泵的运行数据发送给整车控制器1，同时，将电子水泵的运行数据通过第二wifi模块22和第三wifi模块51发送给移动端5。当然，移动端5也可以通过第三wifi模块51和第一wifi模块获取整车控制器1中关于电子水泵的运行数据。

为了便于控制系统整体，移动端5可以通过第三wifi模块和第一wifi模块向整车控制器发送启动指令，整车控制器接收启动指令后执行实施例一记载的步骤s11。

为了便于控制电子水泵，移动端5可以在整车控制器1初始化正常后随时作出动作指令，并通过第三wifi模块51和第二wifi模块22发送给控制模块21，控制模块根据动作指令命令电子水泵作出相应的动作。具体来说，上述实施例一的步骤s13、步骤s15、步骤s16中，移动端5可以通过第三wifi模块和第一wifi模块经整车控制器1向控制模块21发送指令。

为了便于获取电子水泵的运行数据，实施例一的步骤s13、步骤s15、步骤s16中，控制模块21将电子水泵的运行状态信号经第二wifi模块和第三wifi模块反馈给移动端5，整车控制器1将接收的关于电子水泵的运行状态信号通过第一wifi模块和第三wifi模块反馈给移动端5，移动端对比两组反馈的数据并判断电子水泵的运行状态。

本实施例二的其他结构与上述实施例一中的结构相同，此处不再一一赘述。

可以理解的是，本实施例中移动端5作出的动作指令也可以先通过第三wifi模块51和第一wifi模块11发送给整车控制器1，然后，再由整车控制器通过有线控制电路或无线传输通道将动作指令发送给控制模块21。

可以理解的是，可以理解的是，本实施例的中第三无线传输模块也可以采用其他结构、原理的无线传输模块，并不受限于上述记载的wifi模块。

实施例三

本发明实施例三与上述实施例一的区别之处在于，车用电子水泵控制系统还包括设于整车控制器1和控制模块21之间的备用有线控制电路。

当实施例一的步骤s12中确认有线控制电路和无线传输通道都出现故障时，整车控制器1通过备用有线控制电路向控制模块21发送指令，同时，控制模块将电子水泵的运行状态信号通过备用有线控制电路反馈给整车控制器。具体执行过程、远离与实施例一中的描述相同，此处不再赘述。

本实施例三的其他结构与上述实施例一中的结构相同，此处不再一一赘述。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。