用于控制混合动力车电水泵的装置及其方法

专利名称：用于控制混合动力车电水泵的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及应用于车辆、特别是混合动力车的机动水泵。
背景技术：
混合动力车已经开发出来并日渐量产从而销售并由用户驾驶。目前存在不同种类的混合动力车。典型的混合动力车通常包括发动机和电动机。当混合动力车处于电动车模式(EV模式)时，仅电动机工作。可选地，当混合动力车是混合动力车模式(HV模式)时， 电动机和发动机都在工作。混合动力车通常通过再生制动发电为电池充电，并通过ISG(怠速停止起动)系统减少燃料消耗和废气。混合动力车强行循环冷却剂以便防止发动机过热。因此，如果混合动力车在冷却剂温度高的情况下进入EV模式或ISG模式，则由发动机操作的水泵停止工作， 使得冷却剂不循环。由于在发动机怠速停止模式和HV模式，发动机重复以高温冷却剂再起动，因此如果发动机负载在发动机再起动之后快速增加，则冷却剂可能过热。如果用户要求在EV模式或发动机怠速停止模式中使用加热系统，则会产生热冷却剂不在加热系统内循环的问题。此外，EV模式和发动机怠速停止模式不能在低温冷却剂情况下执行，直到发动机预热。
背景技术：
中公开的上述信息仅是用于增强对本发明背景技术的理解，且因此可含有不构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容
本发明做出努力以提供一种用于控制混合动力车电水泵的装置。具体地，该装置和方法具有在发动机冷却剂温度高且执行EV模式或发动机怠速停止(idle engine stop mode)模式时，通过强行操作机动水泵而可靠地控制发动机的冷却剂温度，以使发动机不会过热的优点。本发明提供一种机动水泵，其可连续工作以循环冷却剂从而可靠地操作车内加热设备。此外，本发明提供对机动水泵的可变控制。机动水泵可在冷却剂温度高的情况中通过应用根据车速映射的因数值(factor value)而改变。本发明还可以通过根据在机动水泵停止直到散热器冷却风扇在发动机冷起动后工作的情况下冷却风扇的负载，可变地控制机动水泵，来提供优化的冷却效率。根据本发明一个实施方式，混合动力车的机动水泵控制装置包括恒温器，确定冷却剂的循环路径；冷却剂温度传感器，用来检测冷却剂温度；机动水泵；被配置成泵送冷却剂；和控制部，在混合动力车进入EV模式或发动机怠速停止模式的情况下，如果冷却剂温度超出预定温度，则控制机动水泵循环冷却剂。在另一个实施例中，在EV模式或发动机怠速停止模式下如果需要加热设备工作， 则控制部可驱动机动水泵。在另一个实施例中，如果在冷却剂温度超出预定温度值的情况下，车辆进入发动机怠速停止模式，则控制部可根据车速来变化机动水泵的驱动速度。
在进一步的实施例中，如果从冷却系统检测到错误，则控制部可进入跛行回家模式(limp home mode)，输出报警消息，并驱动机动水泵以循环冷却剂。本发明还提供一种混合动力车的机动水泵控制方法。在本发明一个实施例中，该方法包括以下步骤确定混合动力车是否进入EV模式或发动机怠速停止模式；如果混合动力车进入EV模式或发动机怠速停止模式，则确定冷却剂温度是否超出预定值；如果冷却剂温度超出预定值则驱动机动水泵，如果冷却剂温度低于预定值则关闭机动水泵；如果在机动水泵被驱动的情况下车速大于预定值，则根据车速来改变机动水泵的驱动速度。在另一个实施例中，如果在EV模式或发动机怠速停止模式中需要操作加热设备， 则可驱动机动水泵以循环冷却剂。在又一个实施例中，混合动力车的机动水泵控制装置可包括恒温器，根据从发动机排出的冷却剂温度来确定冷却剂的循环路径；用来散发冷却剂中吸收的热量的散热器； 布置在散热器一侧用来吹风的冷却风扇；设置在发动机和恒温器之间循环冷却剂的机动水泵；和根据冷却风扇工作负载来开关机动水泵的控制部。在一个实施例中，控制部可监控发动机的环境状况和驾驶情况，如果从监控数据中检测到错误则进入跛行回家模式以便操作机动水泵。在另一个实施例中，如果冷却剂温度低于预定温度值，则控制部可停止机动水泵的操作直到在点火起动后第一次操作冷却风扇为止。在另一个实施例中，如果冷却风扇低速工作，则控制部可以第二速度驱动机动水泵；如果冷却风扇关闭，则控制部以小于第二速度的第一速度来驱动机动水泵。在另一个实施例中，如果以高速驱动冷却风扇，则控制部可以大于第二速度的第三速度来驱动机动水泵。在进一步的实施例中，如果车速超出预定速度，则控制部根据车速因数值来增大被监控水泵的驱动速度。在另一个实施例中，混合动力车的机动水泵控制方法还可包括在冷却剂温度低于预定值的情况下，暂停机动水泵的操作，直到冷却风扇工作为止；以及在冷却风扇工作时，根据冷却风扇的负载来控制机动水泵的驱动速度的步骤。在另一个实施例中，在以低速驱动冷却风扇时，可以以第二速度驱动机动水泵。在又一个实施例中，在冷却风扇停止时，可以以小于第二速度的第一速度来驱动机动水泵。在进一步的实施例中，如果确定出冷却风扇在以高速运转，并基于已确定的冷却剂流量而确定出发动机处于高负载状态，则可以以大于第二速度的第三速度来驱动机动水泵。在一个实施例中，如果冷却风扇在以高速运转，车速超出预定车速值，且确定发动机处于高速和高负载状态，则可以应用与车速相应的因数值来以大于第三速度的速度驱动机动水泵。在另一个实施例中，在发动机的高速或高负载状态下，可以根据车速来变化机动水泵的速度，使得机动水泵的速度按比例地增大或减小。在又一个实施例中，冷却剂可根据驾驶状况和车速最优地循环，以使发动机不会过热或过冷。在另一个实施例中，在车辆进入EV模式或发动机怠速停止模式的情况下，车内可
5由加热器加热。


为使本领域技术人员更容易地理解如何制作和使用本发明的装置和方法，本发明的优选实施方式将参考下面的附图详细说明本发明，其中图1是示意图，示出根据本发明装置一个实施例的混合动力车的机动水泵控制装置；图2是与图1所示示意图相对应的流程图，示出根据本发明方法一个实施例的混合动力车的机动水泵控制步骤；图3是示意图，示出根据本发明装置另一个实施例的混合动力车的机动水泵的控制；图4是与图3所示示意图相对应的流程图，示出根据本发明装置的另一个实施例的混合动力车的机动水泵控制步骤；以及图5是与图4所示流程图相对应的曲线图，示出根据本发明一个实施例的混合动力车的机动水泵的控制时序。附图标记的说明
100发动机
110恒温器
120散热器
121冷却风扇
130冷却剂温度传感器
140机动水泵
150控制部
具体实施例方式在下面的详细说明中，为了解释的目的，仅示出和说明本发明的某些不例性实施例。本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围内，所述实施例还可以具有其它不同形式，且附图和说明本质上应被视作是说明性的，而非将本发明的范围限定到本文所述的特定实施例。下面回到图1，图1示出根据本发明一个实施方式的混合动力车的机动水泵控制装置。本发明包括发动机100、恒温器110、散热器120、冷却剂温度传感器130、机动水泵 140、和控制部150。根据该示例性实施例，恒温器110根据从发动机100排出的冷却剂的温度，确定冷却剂到旁通线路或散热器120的循环路径。散热器120通过散热器中部的接触面积将冷却剂的热量散发到空气中，冷却风扇布置在散热器中部的一侧以便基于冷却剂温度和车辆的行驶状况，强行向散热器中部吹风。冷却剂温度传感器130检测通过散热器120或旁通线路流入发动机100的冷却剂温度，并将检测到的信号传输给控制部150。机动水泵140布置在发动机100和恒温器之间，并被开关。操作速度由确定是否循环冷却剂的控制信号来控制。机动水泵140通常是离合器型或电动型中的一种。控制部150确定车辆是否进入EV模式或是来自HV模式的发动机怠速停止模式。 如果车辆在冷却剂温度已经超过预定值的情况下进入到EV模式或发动机怠速停止模式， 则控制部150驱动机动水泵140以便通过发动机100循环冷却剂。在该情形下，与发动机 100的操作无关，机动水泵140驱动冷却剂循环，使得发动机不会过热。此外，控制部150可驱动机动水泵140从而周期性循环冷却剂，使得车内温度可基于车辆已经进入EV模式或发动机怠速停止模式的情形进行加热。根据本发明一个实施方式，如果在温度传感器130所检测到的冷却剂的温度已超过预定值，通常为大约90°C _96°C，车辆进入发动机怠速停止模式或EV模式，则控制部150 应用根据车速映射的因数值，以便变化控制机动水泵140并提供优化的冷却效率。如果温度传感器130所检测到的冷却剂温度低于预定值，则控制部150关闭机动水泵140。而且，在进一步的实施方式中，如果从冷却系统检测到错误，则控制部150输出警报信号并同时进入跛行回家模式，以便连续操作机动水泵150，以使冷却剂可在发动机中循环。参考图2中的步骤，控制部150分析由传感器检测到的驱动信号(步骤S101)，诊断冷却系统(步骤S102)，并确定诊断结果是否正常(步骤S103)。如果在步骤S103中确定出冷却系统处于非正常状态，则控制部150以预定方法输出警报信号，并进入跛行回家模式，以便连续操作机动水泵150，以使冷却剂可靠地通过发动机循环(步骤S104)。如果在步骤S103中确定出冷却系统处于正常状态，则控制部150识别加热器开关的接通或断开的状态(步骤S105)，以确定加热装置是否被开启(步骤S106)。如果在步骤S106中确定出加热设备被开启，则无论冷却剂的温度如何，机动水泵 140都被驱动(步骤S107)，以便循环冷却剂使车内温度升高(步骤S108)。如果在步骤S106中没有开启加热设备，则确定驱动模式(步骤S109)，然后确定车辆是否从HV模式进入到EV模式或发动机怠速停止模式(步骤Sl 10)。如果在步骤SllO中确定出混合动力车进入到EV模式或发动机怠速停止模式，则确定冷却剂的温度是否超出预定值(约90°C -96°C )(步骤S111，步骤S112)。然后，如果在步骤S112中冷却剂温度小于预定值，则机动水泵140关闭以减少发动机100或电池的负载、减少燃料消耗(步骤S113)。如果在步骤Sl 12中冷却剂温度超出预定值，则均速驱动机动水泵140，以循环冷却剂(步骤Sl 14)。虽然机动水泵140被驱动以循环冷却剂，然而需确定车辆的速度是否超出预定值 (步骤 Sl 15)。如果在步骤S115中确定出车速超出预定值，则将根据车速的预定因数值应用到机动水泵140的操作速度，并确定该操作速度(步骤S116)。此后，控制部150以由车速确定的速度可变地控制机动水泵140，从而通过发动机
7循环冷却剂(步骤S117)。在此情形下，可以预期车速越高，机动水泵的操作速度越快。因此，在根据本发明的混合动力车的模式变化来关闭发动机的情形中，根据冷却剂温度来控制机动水泵的开启和关闭，以便稳定地改善发动机的操作效率。而且，如果无论发动机是否开启都开启加热设备，则由机动水泵循环冷却剂以加热车内空间，因而改善混合动力车的可靠性。图3是示意图，示出根据本发明另一个示例性实施方式的混合动力车的机动水泵控制装置。本发明的实施方式包括作为动力源的发动机100、恒温器110、散热器120、机动水泵140，和控制部150。在此，恒温器110根据从发动机100排出的冷却剂的温度来确定冷却剂到旁通路径或散热器120的循环路径，以使冷却剂通过发动机100循环。用来检测冷却剂温度的冷却剂温度传感器130布置在恒温器的内部，由冷却剂温度传感器130检测到的冷却剂温度被传输给控制部150。散热器120增大冷却剂与通过散热器中部的空气的接触面积以便将冷却剂的热能散布到空气中。冷却风扇121布置在散热器120的一侧，以便强行将空气吹过散热器120。基于冷却剂温度是否高于预定值，控制部150根据冷却剂温度和驾驶条件以低速或高速运转冷却风扇121。机动水泵140布置在发动机100与恒温器110之间以便根据从控制部150传输的控制信号被开关，以便可变地控制控制部150的操作速度从而优化冷却剂的循环。通常，机动水泵140是离合器型或电动型之一。控制部150被配置成根据强行将空气吹过散热器120的冷却风扇121的负载来确定冷却剂流量。控制部开启或关闭机动水泵140，并可变地控制机动水泵140的操作速度。在该实施例中，控制部150可确定外界温度、发动机速度、和由冷却剂温度传感器 130检测的冷却剂温度，以便确定发动机100的驾驶状况和环境情况。如果从诊断状态中检测到错误，则发动机100输出警报信号并同时进入跛行回家模式以使冷却剂由机动水泵 140连续循环。为了在发动机冷起动的情况下缩短发动机的预热时间和废气催化剂的活化时间， 控制部150停止机动水泵140的操作直到冷却风扇121被操作以冷却散热器120为止。如果在点火起动后冷却风扇121第一次工作，则控制部150根据所确定的冷却剂流量，以第二驱动速度来驱动机动水泵140。如果冷却风扇121在首次操作后再次停止，则机动水泵140以第一驱动速度勻速地操作以循环冷却剂直到冷却风扇再次工作。在冷却风扇121高速运转的情况下，控制部150根据风扇速度确定冷却剂流量以便以第三驱动速度来驱动机动水泵140。如果车速超出预定值，则控制部150应用与车速相应的因数值来补偿机动水泵140的驱动速度，以使冷却剂流量增大。参考图4，根据本发明另一个实施例，控制部150通过冷却剂温度传感器130检测大气温度、发动机速度，和冷却剂温度(步骤S101)，确定发动机100是否预热(步骤S102)。如果在步骤S102中确定出发动机100处于冷态，则控制部150停止机动水泵140 的操作以预热发动机(步骤S103)。在该情形下，发动机100的水套用作热水瓶(themos)以帮助发动机100快速预热。在机动水泵140关闭的情况下，控制部150监控冷却风扇121的操作状态，以便将空气吹送到散热器120 (步骤S104)，并确定冷却风扇是否在工作(步骤S105)。如果在步骤S105中冷却风扇121保持其“关闭”状态，则返回到步骤S103的操作以重复上述步骤。如果确定冷却风扇121以预定的低负载工作，则由冷却风扇121的负载来确定必要的冷却剂流量(步骤S106)，控制部以第二速度驱动机动水泵140以循环冷却剂，以使发动机100可靠地使冷却风扇维持在低负载状态(步骤S107)。然后，确定冷却风扇121是否停止工作(步骤S108)。如果在步骤S108中确定出冷却风扇121在工作，则该操作返回到步骤S107，以便以第二速度驱动机动水泵140从而循环冷却剂。如果在步骤S108中确定出冷却风扇121停止操作，则控制部150以第一速度驱动机动水泵140，该第一速度是通过重复实验确定的。 在此情形下，第一速度小于第二速度，以使冷却剂流量低于在冷却风扇工作时的流量(步骤 S109)。在以第一速度连续驱动机动水泵140的情况下，确定冷却风扇121是否以高速运转(步骤Sl 10)。如果在步骤SllO中确定出冷却风扇121在以高速运转，则确定必要的冷却剂流量 (步骤sill)，控制部以第三速度驱动机动水泵140以循环大量冷却剂，以便可靠地控制发动机100的温度(步骤Sl 12)。在如上所述以第三速度驱动机动水泵140时，确定车速是否超出预定值(步骤 S113)。在一个实施例中，预定的车速值约为80Km/h。如果在步骤S113中车速没有超出预定值，则返回步骤S112的操作从而以第三速度驱动机动水泵140。如果车速超出预定值，则控制部根据车辆的高速度来应用因数值(步骤S114)，确定冷却剂的最终流量，并补偿机动水泵140的驱动速度以便根据发动机的高速度和高负载来循环冷却剂(步骤Sl 15)。下面参考图5详细说明本发明的操作，包括上述功能。参考图5，如果发动机100起动，则为了快速预热发动机而关闭机动水泵(EWP负载)，以使冷却剂不循环。如果以低速驱动冷却风扇，则控制部以第二速度P2驱动机动水泵 (EffP负载)，从而循环冷却剂。之后，由于冷却剂温度因冷却风扇的工作而降低，因此为均勻地保持冷却剂温度而关闭冷却风扇，并以第一速度Pl驱动机动水泵(EWP负载)以循环冷却剂。而且，如果以高速运转冷却风扇，则确定出发动机处于高负载状态，并且为了循环更多量的冷却剂，控制部以第三速度P3驱动机动水泵(EWP负载)，以便稳定地控制发动机温度。在一个实施例中，在根据发动机的高负载工作而以第三速度P3驱动机动水泵 (EWP负载)的情况下，如果确定出车速超出预定的车速值，则控制部应用车速因数来确定最终的冷却剂流量，并以大于第三速度的速度来驱动机动水泵，通过冷却剂的大量循环来可靠地控制发动机温度。在高速和高负载驱动的情况下，机动水泵的速度根据车速来变化，以使冷却剂的循环量成比例地增大或减小。
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在发动机以冷态起动的情况下，本发明提供减小的预热时间和废气催化剂的活化时间、减小的EV模式和发动机怠速停止模式的进入时间、减小的燃料消耗、以及废气质量的整体改善。此外，由于本发明基于驱动条件来提供冷却剂循环，因此可以避免发动机过热并改善驾驶的稳定性和可靠性。虽然上面结合当前被认为是实用的示例性实施例说明了本发明，然而应该理解， 本发明并不局限于所公开的实施例，而是意图涵盖包括在本发明权利要求所限定的精神和范畴内的各种变型和等效结构。
权利要求
1.一种混合动力车的机动水泵控制装置，包括 恒温器，确定冷却剂的循环路径；冷却剂温度传感器，用来检测冷却剂温度； 机动水泵，被配置成泵送冷却剂；以及控制部，在冷却剂温度超出预定温度值的情况下，如果车辆进入EV模式或发动机怠速停止模式，则控制所述机动水泵以循环冷却剂。
2.根据权利要求1所述的机动水泵控制装置，其中在所述EV模式或发动机怠速停止模式下，如果需要加热设备工作，则所述控制部驱动所述机动水泵。
3.根据权利要求1所述的机动水泵控制装置，其中在冷却剂温度超出预定温度值的情况下，如果车辆进入发动机怠速停止模式，则所述控制部根据车速来改变所述机动水泵的驱动速度。
4.根据权利要求1所述的机动水泵控制装置，其中如果检测到错误，则所述控制部进入跛行回家模式，输出报警消息，并驱动所述机动水泵以循环冷却剂。
5.一种车辆的机动水泵控制方法，包括确定车辆是否进入EV模式或发动机怠速停止模式；如果车辆处于所述EV模式或发动机怠速停止模式，则确定冷却剂温度是否超出预定值；如果冷却剂温度超出预定温度值，则驱动机动水泵； 如果冷却剂温度低于预定温度值，则关闭所述机动水泵；以及在所述机动水泵工作时，如果车速大于预定的车速值，则根据车速来改变所述机动水泵的驱动速度。
6.根据权利要求5所述的机动水泵控制方法，其中如果在所述EV模式或发动机怠速停止模式中需要加热设备工作，则所述机动水泵被驱动以循环冷却剂。
7.一种混合动力车的机动水泵控制装置，包括恒温器，根据从发动机排出的冷却剂的温度来确定冷却剂的循环路径；散热器，散发从冷却剂中吸收的热量；冷却风扇，布置在所述散热器的一侧以便吹风；机动水泵，置于所述发动机和所述恒温器之间以循环冷却剂；以及控制部，根据所述冷却风扇的操作负载来改变所述机动水泵的开关模式。
8.根据权利要求7所述的机动水泵控制装置，其中所述控制部监控与发动机的环境和驱动状况相关的数据，如果从监控数据中检测到错误，则进入跛行回家模式以便操作所述机动水泵。
9.根据权利要求7所述的机动水泵控制装置，其中如果冷却剂温度低于预定温度值， 则所述控制部使机动水泵停止操作直到在点火后第一次操作冷却风扇为止。
10.根据权利要求7所述的机动水泵控制装置，其中如果低速操作所述冷却风扇，则所述控制部以第二速度驱动所述机动水泵。
11.根据权利要求10所述的机动水泵控制装置，其中如果所述冷却风扇被关闭，则所述控制部以低于所述第二速度的第一速度驱动所述机动水泵。
12.根据权利要求7所述的机动水泵控制装置，其中如果高速驱动所述冷却风扇，则所述控制部以大于第二速度的第三速度来驱动所述机动水泵。
13.根据权利要求12所述的机动水泵控制装置，其中如果车速超出预定的车速值，则所述控制部根据车速的因数值来增大所述机动水泵的驱动速度。
14.一种混合动力车的机动水泵控制方法，包括在冷却剂温度低于预定温度值的情况下，暂停机动水泵的操作，直到冷却风扇工作为止；以及在冷却风扇工作时，根据冷却风扇的负载来控制机动水泵的驱动速度。
15.根据权利要求14所述的机动水泵控制方法，其中在以低速驱动所述冷却风扇时， 所述机动水泵以第二速度被驱动。
16.根据权利要求15所述的机动水泵控制方法，其中在冷却风扇停止时，以低于所述第二速度的第一速度来驱动所述机动水泵。
17.根据权利要求15所述的机动水泵控制方法，其中如果确定出冷却风扇在以高速操作，则以大于所述第二速度的第三速度来驱动所述机动水泵，并基于确定的冷却剂流量值来确定所述发动机处于高负载状态。
18.根据权利要求17所述的机动水泵控制方法，其中如果所述冷却风扇被高速驱动， 车速超出预定值，则应用与车速相应的因数值，以大于第三速度的速度来驱动机动水泵，并确定所述发动机处于高速和高负载状态。
19.根据权利要求14所述的机动水泵控制方法，其中在所述发动机的高速或高负载的状态下，所述机动水泵的驱动速度根据车速成比例地变化。
全文摘要
本发明涉及一种混合动力车的水泵控制装置及其控制方法。根据本发明的示例性装置包括确定冷却剂的循环路径的恒温器；冷却剂温度传感器；被配置成泵送冷却剂的机动水泵；以及控制部，在车辆进入EV模式或发动机怠速停止模式的情况下，如果冷却剂温度超出预定温度值，则控制机动水泵以循环冷却剂。本发明的示例性方法包括如果冷却剂温度低于预定值，则暂停机动水泵的操作直到冷却风扇工作，并根据操作中冷却风扇的负载来控制机动水泵的驱动速度。
文档编号B60W40/10GK102205843SQ201010563109
公开日2011年10月5日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年3月30日
发明者崔宰荣, 李在宪, 温亨锡, 金锡俊, 闵炳淳 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社