用于控制車輛冷卻劑泵的裝置和方法
【專利摘要】本公開提供了一種用于控制車輛冷卻劑泵的裝置和方法，包括基于發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差使冷卻劑泵以一速度運轉(zhuǎn)以供應(yīng)期望的冷卻劑流量。具有發(fā)動機和電動水泵的混合動力車輛包括控制器，所述控制器基于發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差而控制水泵的速度以供應(yīng)期望的冷卻劑流量。還可基于發(fā)動機速度和負荷來控制泵速。基于溫差、發(fā)動機速度和負荷而控制電動水泵可引起發(fā)動機更快預(yù)熱并降低泵的功耗。
【專利說明】
用于控制車輛冷卻劑泵的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開通常涉及至少基于溫差來控制車輛電動水泵/冷卻劑泵，以提高效率。

【背景技術(shù)】
[0002]車輛通常包括冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)使冷卻流體循環(huán)以調(diào)節(jié)多種車輛組件的溫度。冷卻流體通常是混有改良劑(例如，乙二醇)的水基流體，以使冷凝溫度降低并使沸騰溫度升高。雖然被稱作冷卻流體、水或冷卻劑，但是上述流體均可用于將車輛組件或車廂加熱或冷卻到期望的運轉(zhuǎn)溫度。如在本公開中所使用的，對冷卻劑的引用應(yīng)被理解為包括用于使一個或更多個車輛組件的運轉(zhuǎn)溫度升高或降低的任何類型的冷卻流體。冷卻劑通常通過一個或更多個相關(guān)聯(lián)的泵而循環(huán)通過冷卻回路。對于具有內(nèi)燃發(fā)動機的車輛(包括混合動力車輛)而言，冷卻劑泵或水泵可通過發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)而機械地運轉(zhuǎn)。由于它們依賴于發(fā)動機的運轉(zhuǎn)，所以機械致動的冷卻劑泵僅在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)，因此不能控制該冷卻劑泵來提高系統(tǒng)效率。在各種應(yīng)用(例如，混合動力車輛)中機械致動的水泵可由電致動的水泵來替代或補償。類似地，不包括內(nèi)燃發(fā)動機的電動車輛可包括水泵以向多種車輛組件(例如，牽引電池和/或車廂)提供加熱/冷卻。由于電致動的水泵能基于各種車輛和環(huán)境運轉(zhuǎn)條件而運轉(zhuǎn)，所以電致動的水泵提供更高的控制靈活性。
[0003]車輛冷卻回路可包括用于調(diào)節(jié)冷卻劑溫度的各種組件。例如，冷卻回路可包括限制或防止冷卻劑回路通過換熱器或散熱器的恒溫器，以減少冷卻劑到達期望的運轉(zhuǎn)溫度所需要的時間。冷卻劑流還可響應(yīng)于(例如)車廂加熱或電池調(diào)節(jié)的請求而被引導(dǎo)通過換熱器或加熱器芯。
[0004]對于包括內(nèi)燃發(fā)動機和電動水泵的應(yīng)用，泵的運轉(zhuǎn)可基于(例如)發(fā)動機溫度和發(fā)動機負荷。雖然適用于許多應(yīng)用，但在一些運轉(zhuǎn)條件下這會導(dǎo)致比所需要的冷卻劑流更多的冷卻劑流。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的實施例包括一種車輛，所述車輛包括:發(fā)動機，包括冷卻劑入口和冷卻劑出口 ；水泵，連接到發(fā)動機并被構(gòu)造為使泵流體流過冷卻劑回路；至少一個控制器，與水泵通信，并被配置為至少基于發(fā)動機冷卻劑入口與發(fā)動機冷卻劑出口之間的溫差來控制水栗。
[0006]本公開的實施例包括一種方法，所述方法至少響應(yīng)于發(fā)動機冷卻劑入口與發(fā)動機冷卻劑出口之間的溫差通過控制電運轉(zhuǎn)的水泵來冷卻發(fā)動機。
[0007]—種用于控制具有電動冷卻劑泵的車輛的方法，所述方法包括:基于發(fā)動機速度、負荷以及發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差來控制電動冷卻劑的泵速，以降低電動冷卻劑泵的功耗。
[0008]所述方法還包括:基于期望的冷卻劑流量來控制電動冷卻劑的泵速，所述期望的冷卻劑流量與當(dāng)前發(fā)動機速度、負荷以及發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差相關(guān)聯(lián)。
[0009]對于代表性的發(fā)動機速度和負荷，所述期望的冷卻劑流量基于發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的期望溫差而根據(jù)經(jīng)驗確定。
[0010]使用基于發(fā)動機速度、負荷和溫差的回歸方程來確定所述期望的冷卻劑流量。
[0011]在一個實施例中，車輛包括冷卻劑泵和控制器，所述控制器被配置為基于發(fā)動機冷卻劑入口處的冷卻劑溫度與發(fā)動機冷卻劑出口處的冷卻劑溫度之間的預(yù)定溫差來控制冷卻劑泵的冷卻劑流量?？刂评鋮s劑泵速，以供應(yīng)期望的冷卻劑流量。所述期望的冷卻劑流量還可基于發(fā)動機速度和負荷。在一個實施例中，使用根據(jù)經(jīng)驗確定的回歸方程并使用當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑入口溫度和當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑出口溫度、發(fā)動機速度、發(fā)動機負荷來計算期望冷卻劑泵的流量。
[0012]一種用于控制電動冷卻劑泵的方法，所述電動冷卻劑泵與具有牽引電池和控制器的混合動力車輛的內(nèi)燃發(fā)動機相關(guān)聯(lián)，所述控制器被配置為:基于發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差、發(fā)動機速度和負荷來使電動冷卻劑泵以一泵速運轉(zhuǎn)，以提供期望的冷卻劑流量。
[0013]所述控制器被配置為:基于所述期望的冷卻劑流量而使電動冷卻劑泵運轉(zhuǎn)，其中，所述期望的冷卻劑流量根據(jù)下面形式的等式來計算:
[0014]期望的冷卻劑流量=α+(β X發(fā)動機速度)+ ( P X負荷)+ ( σ X Λ Τ)
[0015]其中，α、β、P和σ是通過回歸分析根據(jù)經(jīng)驗確定的常數(shù)，AT是發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差。
[0016]所述方法還包括:如果當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度低于對應(yīng)的閾值，那么根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度來選擇發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的期望溫差；否則，將所述期望溫差設(shè)置為預(yù)定的最小值。
[0017]根據(jù)本公開的實施例提供了許多優(yōu)點。例如，本公開通過確認冷卻劑流量、發(fā)動機速度和負荷與發(fā)動機冷卻劑入口 /出口溫差之間的關(guān)系，提供了用于降低電動水泵的功耗的系統(tǒng)和方法，以控制冷卻劑流量并使泵運轉(zhuǎn)最優(yōu)化，從而保持期望的運轉(zhuǎn)溫度范圍。相對于僅基于發(fā)動機速度來控制電動水泵的運轉(zhuǎn)而言，通過使冷卻劑流量與冷卻系統(tǒng)的預(yù)定的熱負荷這兩者更好地匹配，至少基于發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差而控制電動水泵的運轉(zhuǎn)能提高效率。根據(jù)各種實施例的電動水泵的運轉(zhuǎn)利用的冷的發(fā)動機比熱的發(fā)動機能容許入口溫度與出口溫度之間的更大的溫差的事實。通過基于入口/出口溫差來控制水/冷卻劑泵，對冷卻劑流量的控制有助于在降低總的泵能耗的同時使發(fā)動機更快預(yù)熱并使車廂更快加熱。
[0018]通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例進行的詳細描述，本公開的上述優(yōu)點以及其他優(yōu)點和特征將變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本公開的一個實施例的車輛的示意圖，所述車輛具有發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，該發(fā)動機冷卻系統(tǒng)具有對其進行控制以降低能耗的電動水泵；
[0020]圖2是示出了本公開的各個實施例的用于控制車輛的電動水泵的代表性裝置或方法的操作的簡化流程圖；
[0021]圖3是根據(jù)本公開的實施例的經(jīng)驗數(shù)據(jù)的示例性表格，該經(jīng)驗數(shù)據(jù)用來計算冷卻劑泵流量以控制冷卻劑泵從而降低能耗；
[0022]圖4是示出了根據(jù)本公開的實施例的通過一組經(jīng)驗數(shù)據(jù)(例如，圖3的那些經(jīng)驗數(shù)據(jù))來計算用在車輛中的各個冷卻劑流量的示例性表格。

【具體實施方式】
[0023]在此描述本公開的實施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，公開的實施例僅僅是示例，其它實施例可采用各種和可選形式。附圖不一定成比例地繪制；一些特征可被夸大或最小化，以顯示特定組件的細節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同的方式應(yīng)用本公開的教導(dǎo)的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的各種特征可與在一個或更多個其它附圖中示出的特征相組合，以產(chǎn)生未明顯示出或描述的實施例。示出的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實施例。然而，對于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞剑善谕c本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和修改。如之前所描述的，術(shù)語“發(fā)動機冷卻劑”、“冷卻劑”、“水”或“冷卻流體”指用于在一個或更多個車輛組件與周圍環(huán)境之間進行熱交換的流體冷卻劑，并且通?？杀环Q作防凍劑或冷卻劑。通常由用水稀釋的丙二醇和乙二醇來制成，但是如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的是，根據(jù)特定應(yīng)用冷卻劑可由多種其它類型的冷卻流體來實現(xiàn)。
[0024]各種實施例可包括控制器或控制電路，控制器或控制電路中的每個可包括與不同類型的非瞬態(tài)計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)通信的微處理器或中央處理單元(CPU)。非瞬態(tài)計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)可包括易失性存儲器和非易失性存儲器，例如，只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)。計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)可采用多個存儲裝置(例如，PROM(可編程只讀存儲器)、EPROM(電可編程只讀存儲器)、EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)、閃速存儲器或能夠存儲數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)中的一些代表由控制器或處理電路所使用的可執(zhí)行指令)的任何其它的電的、磁的、光學(xué)的或它們相結(jié)合的存儲裝置)中的任意存儲裝置來實現(xiàn)。本公開的實施例通常提供多個電路或其它電子裝置。對電路和其它電子裝置以及由這二者中的每個所提供的功能的所有引用并不意在限定為僅包含明確示出的和描述的。雖然具體的標(biāo)號被指定到所公開的各個電路或其它電子裝置，但是這些標(biāo)號并不意在限定控制器、電路和/或其它電子裝置的操作范圍。這些電路和其它電子裝置可基于所期望的特定類型的電實施方式而按照任何方式彼此組合和/或分開。
[0025]在一個或更多個附圖中，流程圖或類似的示意圖可代表由處理器、處理電路或其它控制電路、控制器所執(zhí)行的控制邏輯或功能。這些附圖提供代表性控制策略和/或控制邏輯，控制策略和/或控制邏輯可使用一個或更多個處理策略(例如，事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等)來實施。這樣，示出的各種步驟或功能可以按照示出的順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行或在一些省略的情況下執(zhí)行。類似地，可通過經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(例如，控制器局域網(wǎng)(CAN))進行通信的單個控制器或多個控制器來執(zhí)行所述步驟或功能。雖然一直沒有明確示出，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到一個或更多個示出的步驟或功能可根據(jù)正在使用的具體處理策略而被重復(fù)地執(zhí)行。類似地，處理命令不一定要獲得所描述的特征或優(yōu)點，僅為容易示出和描述而提供處理命令?？芍饕谟苫谖⑻幚砥鞯目刂破鲌?zhí)行的軟件中實現(xiàn)控制邏輯。當(dāng)然，可根據(jù)具體的應(yīng)用而在一個或更多個控制器或處理器中的軟件、硬件或軟件和硬件的組合中實現(xiàn)控制邏輯。當(dāng)在軟件中實現(xiàn)控制邏輯時，控制邏輯可設(shè)置在具有由計算機執(zhí)行的存儲數(shù)據(jù)代碼或指令的一個或更多個計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)中。
[0026]圖1的框圖中示出了用于在具有電動冷卻劑泵的車輛中控制冷卻劑流量的裝置或方法的一個實施例。車輛24的車輛冷卻系統(tǒng)22可包括冷卻劑管路26、恒溫器28以及電動水泵(EWP)或冷卻劑泵32。恒溫器28與電動冷卻劑泵32通過冷卻劑管路26連接，該冷卻劑管路26將恒溫器28和電動水泵32的輸出引導(dǎo)到發(fā)動機36的冷卻劑入口 34。冷卻劑管路26還將發(fā)動機36的冷卻劑出口 38連接到散熱器39，該散熱器39可包括相關(guān)的溢流罐/脫氣罐41。冷卻劑旁通管路30可連接在冷卻劑出口 38與散熱器39之間。冷卻劑旁通管路30可繞開散熱器39并引導(dǎo)冷卻劑回到恒溫器28，回到電動冷卻劑泵32，然后回到發(fā)動機36。車輛24還可包括:加熱器芯42，用于向車廂供應(yīng)熱；換熱器44，可與廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)40相關(guān)聯(lián)。
[0027]如圖1所示，車輛24可包括用于控制各種車輛的系統(tǒng)和子系統(tǒng)的一個或更多個控制器。在圖1中，車輛系統(tǒng)控制器(VSC) 20控制各種車輛系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)并可與一個或更多個其它的控制器通信。例如，車輛24可包括諸如牽引控制模塊、防抱死制動系統(tǒng)模塊、動力傳動系控制模塊、發(fā)動機控制器等的控制器或模塊。控制器通常包括(例如)與非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)或裝置(包括易失性存儲裝置、持久性存儲裝置和/或永久性存儲裝置，例如，隨機存取存儲器(RAM)或不失效記憶體(KAM))通信的微處理器。計算機可讀存儲介質(zhì)可采用多個已知的存儲裝置(例如，PROM(可編程只讀存儲器)、EPROM(電可編程只讀存儲器)、EEPR0M(電可擦除可編程只讀存儲器)、閃速存儲器或能夠存儲數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)中的一些代表可執(zhí)行指令，微處理器使用這些可執(zhí)行指令，以通過操作和/或控制冷卻劑泵32的速度而直接或間接地控制冷卻劑流量)的任何其它的電的、磁的、光學(xué)的或它們相結(jié)合的存儲裝置)中的任意存儲裝置來實現(xiàn)。各種控制器可使用(例如)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(例如，控制器局域網(wǎng)(CAN)協(xié)議)而彼此通信。一個或更多個控制器可與(例如)關(guān)聯(lián)的傳感器直接或間接地通信，所述關(guān)聯(lián)的傳感器測量或檢測多個車輛運轉(zhuǎn)條件和/或周圍操作條件，例如，發(fā)動機冷卻劑入口溫度和發(fā)動機冷卻劑出口溫度。
[0028]當(dāng)發(fā)動機36運轉(zhuǎn)時，VSC 20計算或以其他方式確定期望的冷卻劑流量以使運轉(zhuǎn)溫度保持在預(yù)定范圍內(nèi)，并且VSC 20控制電動冷卻劑泵32的運轉(zhuǎn)速度以向發(fā)動機冷卻回路提供所述期望的冷卻劑流量。與主要基于發(fā)動機速度和負荷來確定冷卻劑流量和/或冷卻劑泵速的各種現(xiàn)有技術(shù)策略相比，本公開的實施例基于期望的發(fā)動機冷卻劑入口 /出口的溫差來確定冷卻劑流量，所述溫差可基于當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度直到發(fā)動機冷卻劑溫度到達相關(guān)的閾值為止，然后將溫差設(shè)置為最小值。如圖1所示，電動冷卻劑泵32使冷卻劑通過冷卻劑回路26和恒溫器28循環(huán)至發(fā)動機36。起初，冷卻劑可通過冷卻劑旁通管路30循環(huán)而繞開散熱器39直到冷卻劑到達足夠打開恒溫器28的溫度為止。例如，恒溫器28可被構(gòu)造為當(dāng)發(fā)動機冷卻劑溫度到達82攝氏度時開始打開。繞開散熱器39使發(fā)動機36更快速地到達期望的運轉(zhuǎn)溫度從而降低排放，同時還能夠更快速地對車廂進行加熱。
[0029]當(dāng)恒溫器28打開時，冷卻劑流動經(jīng)過散熱器39以提供額外的冷卻并使發(fā)動機運轉(zhuǎn)溫度保持在期望的范圍內(nèi)。如下面更詳細地解釋，VSC 20還可增大或減小電動冷卻劑泵32的速度來改變冷卻劑流量，以使發(fā)動機運轉(zhuǎn)溫度保持在期望的范圍內(nèi)。除了當(dāng)前發(fā)動機速度和負荷之外，還可基于發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差來確定期望的冷卻劑流量和相關(guān)聯(lián)的冷卻劑泵的運轉(zhuǎn)速度。發(fā)動機冷卻劑入口溫度可在冷卻劑進入發(fā)動機或發(fā)動機冷卻套的位置或該位置附近進行測量，該位置取決于具體的應(yīng)用和實施。發(fā)動機冷卻劑入口溫度可在實際的發(fā)動機入口的多個上游位置進行測量。類似地，根據(jù)具體的應(yīng)用和實施，發(fā)動機冷卻劑出口溫度可在實際的發(fā)動機出口的多個下游位置進行測量。
[0030]電動冷卻劑泵32可連接到牽引電池46。發(fā)動機36可連接到動力源(或能量源)48，例如，燃料系統(tǒng)或燃料單元，發(fā)動機36還可經(jīng)由電動機/發(fā)電機連接到牽引電池46。在較高的冷卻劑流量和對應(yīng)的較高的速度運轉(zhuǎn)下電動冷卻劑泵32所進行的操作需要來自電池46和/或燃料源48的更多的能量。這樣，通常期望僅在需要使發(fā)動機或其它車輛組件保持在期望的運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)時運轉(zhuǎn)電動冷卻劑泵32。類似地，通常期望使電動冷卻劑泵的運轉(zhuǎn)及其運轉(zhuǎn)速度最優(yōu)化，從而冷卻劑流量不會超出使發(fā)動機運轉(zhuǎn)溫度保持在期望的范圍內(nèi)所需要的流量，否則除了會導(dǎo)致能量浪費且系統(tǒng)效率降低之外，還會導(dǎo)致預(yù)熱時間變長。
[0031]圖2是示出了根據(jù)本公開的各種實施例的用于控制混合動力車輛的電動冷卻劑泵的裝置或方法的操作的流程圖。在框200中，將發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)與相關(guān)聯(lián)的閾值做比較。如果ECT低于閾值，那么可根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度來確定或選擇發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的期望的溫差或溫度增量，如框210所示。在一個實施例中，可通過由ECT進行索引的查詢表格來選擇或確定期望的溫度增量。由于在發(fā)動機較冷時能適應(yīng)較大的溫差而不像在發(fā)動機較熱時要考慮發(fā)動機的溫度會超過期望的最大運轉(zhuǎn)溫度那樣，所以有助于更快地進行發(fā)動機預(yù)熱。如果如框200所確定的當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度超過閾值，那么將期望的溫差或溫度增量設(shè)置為最小值，如框220所示。
[0032]基于針對當(dāng)前發(fā)動機速度和負荷的所確定或選擇的入口 -出口溫度增量來確定期望的冷卻劑流量，如框230所示。在一個實施例中，使用回歸方程來確定期望的冷卻劑流量，所述回歸方程具有針對具體應(yīng)用而根據(jù)經(jīng)驗確定的常數(shù)，如參照圖3和圖4更詳細地描述。然后，如框240所示，控制泵的速度以向發(fā)動機輸送期望的冷卻劑流量，從而保持所選擇的入口-出口溫差。因為電動冷卻劑泵的運轉(zhuǎn)時間和速度相對于主要基于發(fā)動機速度和負荷的現(xiàn)有策略降低，所以采用變化的期望溫差會使電動冷卻劑泵更有效率地利用能量，其中，所述變化的期望溫差除了基于當(dāng)前發(fā)動機速度和負荷之外還基于當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度。
[0033]本公開的實施例自動控制電動冷卻劑泵的運轉(zhuǎn)和速度以提高總的系統(tǒng)效率。在一個實施例中，根據(jù)以下等式，利用具有根據(jù)經(jīng)驗確定的常數(shù)的回歸方程來確定流量以獲得針對當(dāng)前發(fā)動機速度、負荷和冷卻劑溫度的期望的入口 -出口冷卻劑溫差，該等式為:
[0034]流量=α+(β X發(fā)動機速度)+ (Ρ X負荷)+ (σ X AT)
[0035]其中，α、β、Ρ和σ是根據(jù)經(jīng)驗確定的常數(shù)，并且AT是期望的入口-出口冷卻劑溫差。
[0036]現(xiàn)在參照圖3，示出了經(jīng)驗結(jié)果300的表格，以便針對代表性的混合動力車輛應(yīng)用，建立冷卻劑流量(H20FL0W)、發(fā)動機速度(RPM)、負荷(EECL0AD)及溫差(Λ Τ)(該溫差(AT)為冷卻劑入口溫度(COOLANT IN)與冷卻劑出口溫度(COOLANT OUT)之間的溫差)之間的關(guān)系。圖3示出了通過發(fā)動機的動力測試而在不同的發(fā)動機速度312、發(fā)動機負荷314和溫差316處為流量310提供的一些代表性數(shù)據(jù)。用于基于回歸分析而確定常數(shù)的實際數(shù)據(jù)包括針對比圖3中示出的操作條件實際上更多的操作條件的數(shù)據(jù)，所述更多的操作條件包括(例如)發(fā)動機速度從100rpm變化到6000rpm、負荷從0.25變化到I以及Λ T從4攝氏度變化到10攝氏度。然后，可利用先前所描述的常數(shù)的代表性值來獲得如下的回歸方程:
[0037]電動冷卻劑泵的流量=48.5+(0.018X發(fā)動機速度)+ (39.6X負荷)+ (-9.52X AT)
[0038]當(dāng)然，根據(jù)具體的應(yīng)用和實施，數(shù)據(jù)可用來確定各種其它類型的方程。在一個示例性的實施方式中，當(dāng)車輛以某一發(fā)動機速度并在某一負荷下行駛時，車輛系統(tǒng)控制器(VSC)可基于根據(jù)經(jīng)驗確定的方程來持續(xù)地計算期望的電動冷卻劑泵流量，并且VSC可通過增大或減小泵速而將電動冷卻劑泵的流量調(diào)節(jié)到所計算的流量，以保持發(fā)動機冷卻劑入口與出口之間的預(yù)定的發(fā)動機冷卻劑溫差。所選擇的ΛT使實現(xiàn)更快的發(fā)動機預(yù)熱與防止發(fā)動機超出最大期望的運轉(zhuǎn)溫度這二者平衡。對于熱的發(fā)動機而言，示例性的預(yù)定的最小AT可設(shè)為5攝氏度，將根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)所選擇或期望的AT從針對冷的發(fā)動機的10攝氏度的最大值變化為所述最小ΔΤ。熱的發(fā)動機可被預(yù)定為溫度在(例如)82攝氏度以上的發(fā)動機。冷的發(fā)動機的AT可大于溫?zé)岬陌l(fā)動機的AT，以使用于使發(fā)動機更快預(yù)熱的流量最小化并允許使車廂更快加熱。由于發(fā)動機預(yù)熱升溫且ECT增大，所以所選擇或期望的AT減小直到Λ T到達最小值為止，以防止發(fā)動機溫度超出最大期望的運轉(zhuǎn)溫度。
[0039]圖4是示例性表格400，示出了在相關(guān)聯(lián)的發(fā)動機速度420和負荷430下根據(jù)經(jīng)驗確定的流量410間的關(guān)系，以保持所選擇或期望的AT 440。如圖4的代表性數(shù)值所示，對于期望的Λ T被保持在9攝氏度并且發(fā)動機是冷的且發(fā)動機以1500rpm的發(fā)動機速度運轉(zhuǎn)的情況下的發(fā)動機運轉(zhuǎn)情形，VSC將泵流量設(shè)置為零，這意味著車輛不需要耗費使泵運轉(zhuǎn)的能量。進而允許車輛節(jié)約燃料或降低電力消耗，還允許發(fā)動機快速預(yù)熱。當(dāng)允許發(fā)動機快速預(yù)熱時，車廂也能在期望時快速預(yù)熱。由于發(fā)動機速度420和負荷430增大(例如，分別從1800rpm增大到3500rpm以及從0.25增大到0.35)，所選擇或期望的Λ T從9攝氏度變化到7攝氏度。作為響應(yīng)，VSC使泵流量從4升/分(LPM)增大到50LPM以獲得或保持期望的7攝氏度的AT。類似地，由于發(fā)動機速度420從4000rpm增大到6000rpm，所以VSC通過增大泵速來使泵流量增大到116LPM以將AT保持在5攝氏度。能實現(xiàn)的是，所描述的車輛冷卻系統(tǒng)和方法能有效地設(shè)置泵流量，使得在將發(fā)動機運轉(zhuǎn)溫度保持在期望的運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的同時使能耗最小。
[0040]如上述代表性實施例所示，本公開通過確認冷卻劑流量、發(fā)動機速度和負荷以及發(fā)動機冷卻劑入口 /出口溫差之間的關(guān)系，提供了用于降低電動水泵的功耗的系統(tǒng)和方法，以控制冷卻劑流量并使泵運轉(zhuǎn)最優(yōu)化，從而保持期望的運轉(zhuǎn)溫度范圍。相對于僅基于發(fā)動機速度來控制電動水泵的運轉(zhuǎn)而言，通過使冷卻系統(tǒng)的冷卻劑流量與預(yù)定的熱負荷更好地匹配，至少基于發(fā)動機冷卻劑入口溫度與發(fā)動機冷卻劑出口溫度之間的溫差來控制電動水泵的運轉(zhuǎn)能提高效率。根據(jù)各種實施例的電動水泵的運轉(zhuǎn)利用冷的發(fā)動機能比熱的發(fā)動機容許入口溫度與出口溫度之間的更大的溫差的事實。通過基于入口 /出口溫差控制水/冷卻劑泵速而對冷卻劑流量的控制有助于在降低總的泵能耗的同時使發(fā)動機更快預(yù)熱并使車廂更快加熱。
[0041]雖然已經(jīng)詳細描述了最佳方式，但是熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到在權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種可選設(shè)計和實施方式。雖然多個實施例可能已經(jīng)被描述為提供優(yōu)點或在一個或更多個期望特性方面優(yōu)于其它實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到，根據(jù)特定的應(yīng)用和實施方式，可以折中一個或更多個特性以實現(xiàn)期望的系統(tǒng)屬性。這些屬性包括但不限于:成本、強度、耐用性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、可維修性、重量、可制造性、裝配的便利性等。這里討論的實施例被描述為在一個或更多個特性方面比其它實施例或現(xiàn)有技術(shù)實施方式更不令人期望的實施例并不在本公開的范圍之外并且可期望用于特定應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛,包括: 發(fā)動機，包括冷卻劑入口和冷卻劑出口； 泵，連接到發(fā)動機，并被構(gòu)造為使冷卻劑流動； 至少一個控制器，與泵通信，并被配置為基于冷卻劑入口的溫度和冷卻劑出口的溫度來控制泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述至少一個控制器被配置為基于冷卻劑入口的溫度與冷卻劑出口的溫度之間的溫差來控制泵速。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛，其中，所述至少一個控制器被配置為基于發(fā)動機速度和負荷來控制泵速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述至少一個控制器被配置為:在當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度低于相關(guān)聯(lián)的閾值時，基于預(yù)定的冷卻劑入口的溫度與冷卻劑出口的溫度之間的溫差來控制泵速，其中，根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度預(yù)定所述溫差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，其中，所述至少一個控制器被配置為:在當(dāng)前發(fā)動機冷卻劑溫度超過相關(guān)聯(lián)的閾值時，基于預(yù)定的冷卻劑入口的溫度與冷卻劑出口的溫度之間的最小溫差來控制泵速。
【文檔編號】F01P7/14GK104420970SQ201410415653
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】奧薩馬·艾比哈娜 申請人:福特全球技術(shù)公司