本申請要求2014年11月14日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提出的韓國專利申請第10-2014-0158826號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用的方式納入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于具有水冷中冷裝置的車輛的控制方法和系統(tǒng)，更具體地，本發(fā)明涉及一種以故障安全模式可控制和驅(qū)動車輛的具有水冷中冷裝置車輛的控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

眾所周知，車輛的發(fā)動機動力是基于空氣/燃料比來控制。有多種方法可將燃料噴射進(jìn)發(fā)動機，并且也有多種方法可將空氣吸入進(jìn)發(fā)動機。用于車輛的發(fā)動機最初被開發(fā)成自然吸氣式發(fā)動機的類型，改進(jìn)的發(fā)動機(例如：渦輪增壓發(fā)動機，渦輪中冷發(fā)動機等等)正在進(jìn)行開發(fā)，這些發(fā)動機均旨在增加發(fā)動機功率，提高燃油效率以及減少廢氣排放。

在這方面，包含在渦輪中冷發(fā)動機中的渦輪中冷器或中冷器是這樣的裝置，其通過在其中冷卻壓縮的高溫空氣來增加空氣密度，從而增加供應(yīng)至發(fā)動機汽缸的進(jìn)氣量，進(jìn)而增加發(fā)動機功率。這種裝配有中冷器的渦輪中冷發(fā)動機能產(chǎn)生比自然吸氣式發(fā)動機更大的發(fā)動機功率，并且具有如下優(yōu)點：使用壽命長，減少震動，降低噪音，減少廢氣排放，并且由于其在低速下具有優(yōu)異的動力性能，還可提高燃油效率。

此外，包括有中冷器并應(yīng)用在渦輪中冷發(fā)動機中的中冷裝置可具有與散熱器相類似的結(jié)構(gòu)。所述中冷裝置分為空氣冷卻中冷裝置和水冷中冷裝置。該空氣冷卻中冷裝置通過使用在車輛行駛時流入到車輛 發(fā)動機中的空氣來冷卻供應(yīng)至發(fā)動機的空氣，該水冷中冷裝置通過使用冷卻劑來冷卻供應(yīng)至發(fā)動機的空氣。

如圖1所示，該空氣冷卻中冷裝置與水冷中冷裝置相比具有較簡單的結(jié)構(gòu)，但卻具有較低的冷卻效率。然而,如圖2所示，該水冷中冷裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，其循環(huán)發(fā)動機散熱器的冷卻劑，或者循環(huán)用于冷卻增壓空氣(例如，高溫壓縮空氣)的專用散熱器的冷卻劑。顯然，空氣冷卻中冷裝置由于其結(jié)構(gòu)簡單，對其故障無需進(jìn)行監(jiān)視，然而水冷中冷器由于其包括有一些裝置，例如用于循環(huán)冷卻劑的電動水泵(electric water pump；EWP)，所以需要對其故障進(jìn)行監(jiān)視。

公開于該背景技術(shù)部分的上述信息僅僅旨在加深對本發(fā)明背景技術(shù)的理解，因此其包含的信息并不構(gòu)成在本國為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明致力于提供一種用于具有水冷中冷裝置的車輛的控制方法和系統(tǒng),其通過對水冷中冷裝置的運行進(jìn)行監(jiān)視,當(dāng)確定水冷中冷裝置故障時,能夠以故障安全模式控制和驅(qū)動車輛，以保護(hù)車輛或車輛的發(fā)動機。

為了上述目的，本發(fā)明所公開的具體實施方式提供一種用于具有水冷中冷裝置車輛的控制方法，該方法包括步驟：檢測水冷中冷裝置的冷卻劑溫度；檢測包含于所述水冷中冷裝置中的電動水泵的轉(zhuǎn)速和電力消耗量；基于檢測到的冷卻劑溫度以及中冷器的入口處和出口處的空氣溫度，計算水冷中冷裝置的效率值，所述中冷器的入口及出口分別包含于水冷中冷裝置中；基于檢測到的冷卻劑溫度、檢測到的轉(zhuǎn)速和電力消耗量以及計算出的該效率值，確定水冷中冷裝置是否處于故障狀態(tài)。

該控制方法還可進(jìn)一步包括：當(dāng)檢測到的冷卻劑溫度大于或等于預(yù)定溫度時，驅(qū)動所述電動水泵；當(dāng)所述電動水泵被驅(qū)動預(yù)定時間時，確定檢測到的冷卻劑溫度是否大于或等于預(yù)定目標(biāo)溫度；當(dāng)檢測到的冷卻劑溫度大于或等于預(yù)定目標(biāo)溫度時，確定檢測到的轉(zhuǎn)速和電力消耗量是否處在預(yù)定正常范圍內(nèi)；當(dāng)檢測到的電動水泵的轉(zhuǎn)速和電力消 耗量在預(yù)定正常范圍之外，確定電動水泵處于故障狀態(tài)并且以故障安全模式驅(qū)動車輛。

該控制方法還可進(jìn)一步包括：當(dāng)檢測到的轉(zhuǎn)速和電力消耗量處在預(yù)定正常范圍內(nèi)時，確定計算出的效率值是否處在預(yù)定正常范圍內(nèi)；當(dāng)檢測計算出的效率值在預(yù)定正常范圍之外時，確定水冷中冷裝置處于故障狀態(tài)，并且以故障安全模式驅(qū)動車輛。

該水冷中冷裝置的效率值可利用如下公式計算：

${\mathrm{Eta}}_{\mathrm{WCAC}}=\frac{T_{\mathrm{in}}-T_{\mathrm{out}}}{T_{\mathrm{in}}-T_{\mathrm{water}}},$

該式中：Eta_WCAC為水冷中冷裝置的效率值，T_in為中冷器的入口處的空氣溫度，T_out為中冷器的出口處的空氣溫度，T_water為水冷中冷裝置的冷卻劑溫度。

此外，根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，還提供一種用于具有水冷中冷裝置的車輛的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：散熱器，其配置為降低水冷中冷裝置的冷卻劑溫度；電動水泵，其配置為循環(huán)水冷中冷裝置的冷卻劑；冷卻劑溫度傳感器，其配置為檢測水冷中冷裝置的冷卻劑溫度；第一空氣溫度傳感器，其配置為檢測包含于水冷中冷裝置中的中冷器的入口處的空氣溫度；第二空氣溫度傳感器，其配置為檢測所述中冷器的出口處的空氣溫度；以及控制器，其配置為基于檢測到的冷卻劑的溫度，電動水泵的轉(zhuǎn)速和電力消耗量，以及水冷中冷裝置的效率值，來確定水冷中冷裝置是否處于故障狀態(tài)。

該控制器可進(jìn)一步配置為：當(dāng)所述轉(zhuǎn)速和電力消耗量在預(yù)定正常范圍之外時，確定電動水泵處于故障狀態(tài)，并且以故障安全模式驅(qū)動車輛。

該控制器可進(jìn)一步配置為：當(dāng)所述效率值在預(yù)定正常范圍之外時，確定水冷中冷裝置處于故障狀態(tài)，并且以故障安全模式驅(qū)動車輛。

該水冷中冷裝置的效率值可利用如下公式計算：

${\mathrm{Eta}}_{\mathrm{WCAC}}=\frac{T_{\mathrm{in}}-T_{\mathrm{out}}}{T_{\mathrm{in}}-T_{\mathrm{water}}},$

該式中：Eta_WCAC為水冷中冷裝置的效率值，T_in為中冷器入口處的空氣溫度，T_out為中冷器出口處的空氣溫度，T_water為水冷中冷裝置中的冷卻劑溫度。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，該用于具有水冷中冷裝置的車輛的控制方法和系統(tǒng)，通過對水冷中冷裝置的運行進(jìn)行監(jiān)視,當(dāng)確定水冷中冷設(shè)備故障時,以故障安全模式控制和驅(qū)動車輛，以保護(hù)車輛和該車輛的發(fā)動機。

附圖說明

圖1為示出了典型的空氣冷卻中冷裝置的示意圖。

圖2為示出了典型的水冷中冷裝置的示意圖。

圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的用于具有水冷中冷裝置車輛的控制系統(tǒng)的方框圖。

圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的用于具有水冷中冷裝置車輛的控制方法的流程圖。

附圖標(biāo)記說明

10： 發(fā)動機

100： 控制器

200： 水冷中冷裝置

210： 中冷器

220： 散熱器

230： 電動水泵(EWP)。

具體實施方式

下面將參考所附附圖對本發(fā)明進(jìn)行更為全面的描述，在這些附圖中展示了本發(fā)明的具體實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以對所描述的具體實施方式進(jìn)行各種不同方式的修改，所有這些修改將不會脫離本發(fā)明的精神或保護(hù)的范圍。

本文所使用的術(shù)語僅用于描述具體實施方式為目的并且不旨在限定本發(fā)明。在整個說明書中，除非進(jìn)行明確地相反描述，術(shù)語“包括”以及變化形式例如“包含”或“包括有”應(yīng)被理解為暗示包含所述設(shè)備或元件，但是并不排除還包括有任何其它設(shè)備或元件。單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非在上下文中另有清楚地說明。還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含” 和/或“包括”時，旨在指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或加入一種或多種其他的特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。此外，正如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一種或多種相關(guān)列舉項目的任何和所有的組合。

應(yīng)當(dāng)理解，此處所使用的術(shù)語“車輛”或“汽車”或其它類似術(shù)語一般包括通用機動車輛，例如包括有運動型多用途車輛(SUV)、公共車輛、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括有各種舟艇、船舶的水運工具和航空器等等，并且還包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如采用非石油能源作為燃料的車輛)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如同時具有汽油動力和電力動力的車輛。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，在下述的一個或多個方法或其步驟，可由至少一個控制器來執(zhí)行。術(shù)語“控制器”可指定為具有處理器和存儲器的硬件設(shè)備。該存儲器配置為用于存儲程序指令，該處理器被具體程序化為執(zhí)行如下所述的一個或多個步驟的程序指令。更應(yīng)該理解，如下方法可由包括有控制器以及與控制器連接的一個或多個元件的設(shè)備來執(zhí)行，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。

現(xiàn)在參考本發(fā)明所公開的具體實施方式，圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的用于具有水冷中冷裝置車輛的控制系統(tǒng)的方框圖。

根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的用于具有水冷中冷裝置的車輛的控制系統(tǒng)為這樣的系統(tǒng)，其通過對水冷中冷裝置的運行進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)該水冷中冷裝置的故障被確定時，以故障安全模式控制和驅(qū)動車輛，以保護(hù)車輛或車輛的發(fā)動機。所述控制系統(tǒng)包括：散熱器220，其配置為降低水冷中冷裝置200的冷卻劑溫度；電動水泵(EWP)230，其配置為循環(huán)水冷中冷裝置200的冷卻劑；冷卻劑溫度傳感器242，其配置為檢測水冷中冷裝置200的冷卻劑溫度；第一空氣溫度傳感器244，其配置為檢測包含在水冷中冷裝置200中的中冷器210的入口處的空氣溫度；第二空氣溫度傳感器246，其配置為檢測該中冷器210出口處的空氣溫度；以及控制器100，其配置為基于冷卻劑的溫度，電動水泵230的轉(zhuǎn)速和電力消耗，以及該水冷中冷裝置200的效率值來確 定該水冷中冷裝置200是否處于故障狀態(tài)并且驅(qū)動車輛。

該中冷器210可配置為與進(jìn)氣歧管集成的類型。

包括于水冷中冷裝置200中的散熱器220和電動水泵230可以為相關(guān)技術(shù)中典型應(yīng)用的散熱器和電動水泵，所以其詳細(xì)的描述在本發(fā)明中被省略。

所述冷卻劑溫度傳感器242可以為相關(guān)技術(shù)中典型的冷卻劑溫度傳感器，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍不限于此。即使實際配置不同于上述配置，根據(jù)本發(fā)明所公開的技術(shù)方案和思想，可適用任何能夠?qū)鋮s劑溫度進(jìn)行實質(zhì)性檢測或測量的配置。通過冷卻劑溫度傳感器242檢測的冷卻劑溫度可以利用對冷卻劑溫度建模來取代，該建?？梢酝ㄟ^預(yù)先確定的模擬或測試來獲得。因此，在該種情況，該冷卻劑溫度傳感器242可以被移除。

所述第一空氣溫度傳感器244可為相關(guān)技術(shù)中典型的空氣溫度傳感器，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍不限于此。即使實際配置不同于上述配置，根據(jù)本發(fā)明所公開的技術(shù)方案和思想，可適用任何在中冷器210的入口側(cè)能夠?qū)諝鉁囟冗M(jìn)行實質(zhì)性檢測或測量的配置。通過第一空氣溫度傳感器244在中冷器210的出口側(cè)測量的空氣溫度可以利用對空氣溫度建模來取代，該建?？梢酝ㄟ^預(yù)先確定的模擬或測試來獲得。因此，在該種情況，該第一空氣溫度傳感器244可以被移除。

所述控制器100可以包括一個或多個微處理器和/或包括有微處理器的硬件，該微處理器可以通過預(yù)定的程序運行，該預(yù)定的程序可包括用于執(zhí)行具有水冷中冷裝置的車輛的控制方法的一系列指令，這將在下面將進(jìn)一步詳述。該控制器100例如可包括：用于控制發(fā)動機10的發(fā)動機電子控制單元(electronic control unit；ECU)，通過與排氣歧管20相關(guān)聯(lián)的渦輪增壓器30將空氣供應(yīng)至發(fā)動機10，或者該控制器100包含在ECU中。

下面，參考附圖，根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的用于具有水冷中冷裝置車輛的控制方法將進(jìn)行具體地描述。

圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的用于具有水冷中冷裝置車輛的控制方法的流程圖。

如圖4所示，步驟S110：在車輛行駛時，控制器100通過冷卻劑 溫度傳感器242檢測水冷中冷裝置200的冷卻劑溫度。通過冷卻劑溫度傳感器242檢測水冷中冷裝置200的冷卻劑溫度的方法可以遵循通常的方法或者傳統(tǒng)技術(shù)的方法。

步驟120：在車輛行駛時，所述控制器100檢測或測量電動水泵230的轉(zhuǎn)速和電力消耗量。該電動水泵230的轉(zhuǎn)速和電力消耗量可通過眾所周知的檢測電機或泵的轉(zhuǎn)速和電力消耗量方法或傳統(tǒng)技術(shù)的方法來檢測。

接下來，步驟130：所述控制器100利用第一空氣溫度傳感器244和第二空氣溫度傳感器246檢測中冷器210的入口側(cè)和出口側(cè)的空氣溫度。中冷器100的入口側(cè)和出口側(cè)的空氣溫度可使用傳統(tǒng)的檢測空氣溫度方法來檢測，所述傳統(tǒng)的檢測空氣溫度方法對于本來領(lǐng)域技術(shù)人員來說是能夠想到的。

步驟140：當(dāng)檢測出中冷器210的入口側(cè)和出口側(cè)的空氣溫度之后，所述控制器100基于在中冷器210的入口和出口的空氣溫度以及檢測出的冷卻劑溫度計算水冷中冷裝置200的效率值。例如，控制器100可通過下述公式計算水冷中冷裝置200的效率值：

${\mathrm{Eta}}_{\mathrm{WCAC}}=\frac{T_{\mathrm{in}}-T_{\mathrm{out}}}{T_{\mathrm{in}}-T_{\mathrm{water}}},$

該式中：Eta_WCAC為水冷中冷裝置的效率值，T_in為中冷器入口處的空氣溫度，T_out為中冷器出口處的空氣溫度，T_water為水冷中冷裝置的冷卻劑溫度。

當(dāng)冷卻劑溫度，電動水泵230的轉(zhuǎn)速和電力消耗量以及水冷中冷裝置200的效率值進(jìn)行檢測并計算時，所述控制器100基于這些參數(shù)確定該水冷中冷裝置200是否處于故障狀態(tài)。例如，在步驟S150中，當(dāng)冷卻劑溫度大于或等于預(yù)定目標(biāo)溫度時，該控制器100在步驟S170中驅(qū)動電動水泵230。相反地，當(dāng)冷卻劑溫度小于該預(yù)定目標(biāo)溫度時，控制器100在步驟S160中不驅(qū)動電動水泵230?？紤]到水冷中冷裝置和發(fā)動機的設(shè)計，該預(yù)定目標(biāo)溫度可以被設(shè)定為不同的值。

在步驟S170，當(dāng)電動水泵230被驅(qū)動預(yù)定時間時，執(zhí)行步驟S180：該控制器100確定冷卻劑溫度是否大于或等于預(yù)定目標(biāo)溫度。在步驟S180，當(dāng)冷卻劑溫度大于或等于預(yù)定目標(biāo)溫度時，執(zhí)行S200：控制器 100確定電動水泵230的轉(zhuǎn)速和電力消耗量是否處于預(yù)定正常范圍內(nèi)，否則將返回至步驟S150。考慮到水冷中冷裝置和發(fā)動機的設(shè)計，該預(yù)定目標(biāo)溫度和預(yù)定正常范圍可以被設(shè)定為不同的值。

在步驟S200，當(dāng)該電動水泵230的轉(zhuǎn)速和電力消耗量在該預(yù)定正常范圍之外時，控制器100確定電動水泵230處于故障狀態(tài)，執(zhí)行步驟S210和S240，驅(qū)動車輛進(jìn)入故障安全模式(例如，跛行回家(limp-home)模式)，以保護(hù)發(fā)動機10、車輛、駕駛員以及乘客。該故障安全模式可以為跛行回家(limp-home)模式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍不限于此。本發(fā)明的技術(shù)思想可應(yīng)用車輛實質(zhì)上處于故障安全模式下的其他故障安全模式。

在步驟S200，當(dāng)電動水泵230的轉(zhuǎn)速和電力消耗量處在預(yù)定正常范圍內(nèi)時，執(zhí)行步驟220：控制器100確認(rèn)水冷中冷裝置200的效率值是否處在預(yù)定正常范圍內(nèi)。當(dāng)水冷中冷裝置200的效率值在該預(yù)定正常范圍之外時，控制器100確定該水冷中冷裝置200處于故障狀態(tài)，執(zhí)行步驟S230和S240，驅(qū)動車輛進(jìn)入故障安全模式?？紤]到水冷中冷裝置和發(fā)動機的設(shè)計，該水冷中冷裝置200的效率值的預(yù)定正常范圍可以被設(shè)定為不同的值，這對于本來領(lǐng)域技術(shù)人員來說是能夠想到的。

在步驟S220，當(dāng)水冷中冷裝置200的效率值在該預(yù)定正常范圍內(nèi)時，執(zhí)行步驟S250：由于水冷中冷裝置200被正常驅(qū)動，控制器100驅(qū)動車輛正常行駛。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，用于具有水冷中冷裝置車輛的控制方法和系統(tǒng)，通過對水冷中冷裝置的運行進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)確認(rèn)水冷中冷裝置故障時，以故障安全模式控制和驅(qū)動車輛，以保護(hù)車輛、車輛的發(fā)動機、駕駛員以及乘客。

本發(fā)明雖然以具體實施例的方式描述本發(fā)明，應(yīng)理解本發(fā)明并不限于所公開的具體實施例，相反，本發(fā)明旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的各種修改形式和等效形式。