[发明专利]控制车辆中的水泵的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于控制车辆中的水泵以使流量率最小化并使功耗降低的系统和方法。

背景技术

传统的内燃发动机具有被附件带(accessory belt)驱动的水泵。水泵流量随发动机速度而变化并被校准，从而以最大功率提供充分冷却。附件带驱动系统增加了车辆的重量，这使得燃料经济性降低。

目前的混合动力发动机使用的水泵由电池充电式内燃发动机(batterycharging internal combustion engine)上的附件带驱动器驱动。当电池充电式内燃发动机未处于运转状态时，需要辅助水泵来加热乘客室。辅助水泵增加了车辆的重量，这也使得燃料经济性降低。

发明内容

本公开提出一种用于混合动力车辆的控制系统，该混合动力车辆具有被电动马达驱动的主水泵。本公开还可涉及其水泵被电动马达(而非附件带)驱动的其他类型的车辆，例如，纯电动车辆。冷却系统将由车辆总线提供的气候热负荷值和加热器冷却剂温度值整合。源自这些值的数据被映射，以产生加热器芯流量请求值，根据加热器芯流量请求值设定泵流量率。

通过提供被电动马达驱动的动力转向系统和空气调节系统，可取消附件带驱动器。通过使水泵流量率最小化到足以满足气候热负荷需求的率来实现进一步的节能。随着车辆变得更加高效，寄生损失的影响变得更加显要。

气候热负荷值是由车辆电气控制系统总线上的气候模块提供的合成计算值。气候热负荷值可基于乘客室中的乘客室加热通风和空气调节(HVAC)控制器的温度设定点、外部或环境空气温度、冷却剂温度以及诸如太阳负荷的其他因素。

根据公开的用于控制车辆中的水泵的系统的一方面，提供操作水泵的电动马达。控制器产生以因气候热负荷和加热器冷却剂温度而改变的加热器芯流量请求信号。控制器确定加热器芯流量请求是否大于零并向马达提供信号，以设定满足所述加热器芯流量请求的泵流量率。

根据所述系统的其他方面，所述确定步骤可包括：基于与多个气候热负荷值和多个加热器冷却剂温度值对应的值的表选择泵流量率。气候热负荷值部分基于车舱温度设定点和环境空气温度。可从热传感器获得加热器冷却剂温度，所述热传感器(例如)在加热器芯的入口处感测冷却剂的温度。可选地，冷却剂温度可由气缸盖温度推导出来。选择泵流量率，以使电动马达的功耗最小化并使燃料经济性提高。控制器确定HVAC选择器是否被设为最大除霜设置，最大除霜设置使得泵流量率被设为最大值。控制器还确定HVAC选择器是否正在请求车舱温度更改。

根据本公开的另一方面，提供一种用于控制车辆中的电动水泵的方法。所述方法包括下述步骤：确定是否作出了最大除霜输入；如果作出了最大除霜输入，则将水泵设为最大流量。其次，如果没有作出最大除霜输入，则可作出HVAC输入，如果没有作出HVAC输入，则将水泵设为“无流量”。如果作出了HVAC输入，则获得气候热负荷值和加热器冷却剂温度值。将气候热负荷值和加热器冷却剂温度值整合在多变量表中，从而获得加热器芯流量率。如果加热器芯流量率大于阈值，则将加热器芯流量率映射到泵速度。

根据所述方法的其他方面，加热器芯流量率阈值可以是零。HVAC输入包括用于感测车舱温度的热敏电阻器以及用于控制乘客室温度的可变温度选择器开关。

根据所述方法的另一方面，所述整合步骤可包括：基于与多个气候热负荷值和多个加热器冷却剂温度值对应的值的表选择加热器芯流量率。气候热负荷值部分基于车舱温度设定点和环境空气温度。选择加热器芯流量率，以使电动马达的功耗最小化并使燃料经济性提高。

根据本公开的另一方面，提供一种用于车辆的加热通风和空气调节系统，所述车辆具有由电动马达驱动的水泵。所述系统包括加热器芯、HVAC选择器，所述HVAC选择器具有热请求设置、空气冷却请求设置、除霜设置和最大除霜设置。气候控制模块提供热负荷值。冷却剂温度传感器测量冷却剂的温度。控制器向水泵提供冷却剂流量请求值。当作出最大除霜设置时，以最大值设定冷却剂流量请求。当热请求设置关闭且空气冷却请求设置是零时，基于热负荷值和冷却剂温度值设定加热器芯流量率。如果加热器芯流量率大于零，则将加热器芯流量率映射到水泵速度。

根据HVAC系统的另一方面，控制器可基于与多个气候热负荷值和多个加热器冷却剂温度值对应的值的表选择冷却剂流量请求。将热请求设置和空气冷却请求设置与用于控制乘客室温度的乘客室热敏电阻器信号进行比较。控制器将与多个气候热负荷值和多个加热器冷却剂温度值对应的值的表整合。