阅读说明：本技术 一种柴油发动机电控水泵控制装置及控制方法 (Electric control water pump control device and method for diesel engine ) 是由 翟霄雁 郭庆波 高发廷 李毅 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种柴油发动机电控水泵控制装置及方法,装置包括硅油水泵和控制器,所述硅油水泵配置有转速传感器和电控离合器,所述转速传感器用于检测当前水泵叶轮实际转速并将所测值传输到控制器,所述控制器接受信号后进行PID控制并向电控离合器发送PWM信号,所述控制器连接于整车CAN线。该装置和方法可以满足在车辆不同运行工况下对冷却液流量的使用需求,并且可以达到节油降能耗的目的。(The invention discloses a device and a method for controlling an electric control water pump of a diesel engine, wherein the device comprises a silicone oil water pump and a controller, the silicone oil water pump is provided with a rotating speed sensor and an electric control clutch, the rotating speed sensor is used for detecting the actual rotating speed of a current water pump impeller and transmitting a measured value to the controller, the controller receives a signal and then carries out PID control and sends a PWM signal to the electric control clutch, and the controller is connected to a CAN line of a whole vehicle. The device and the method can meet the use requirements of the vehicle on the flow of the cooling liquid under different operating conditions, and can achieve the purposes of saving oil and reducing energy consumption.)

一种柴油发动机电控水泵控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆制造领域，具体涉及一种柴油发动机电控水泵控制装置及控制方法。

背景技术

在中重型车辆上，水泵用于给发动机组件、散热器、油冷器和液力缓速器等部件提供冷却液。机械水泵性能的设计基于临界点工况，即满足最大冷却液流量工况下的使用需求，而在很多其它工况下属于过设计，即在这些工况下可以减少冷却液流量。但是目前广泛使用的机械水泵与发动机刚性连接，难以达到这个要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种柴油发动机电控水泵控制装置及控制方法，可以满足在车辆不同运行工况下对冷却液流量的使用需求，并且可以达到节油降能耗的目的。

一种柴油发动机电控水泵控制装置，包括硅油水泵和控制器，所述硅油水泵配置有转速传感器和电控离合器，所述转速传感器用于检测当前水泵叶轮实际转速并将所测值传输到控制器，所述控制器接受信号后进行PID控制并向电控离合器发送PWM信号，所述控制器连接于整车CAN线。

一种利用柴油发动机电控水泵控制装置控制水泵叶轮转速的控制方法，包括如下步骤：

步骤1. 控制器通过CAN线读取发动机冷却液温度、进气温度、发动机转速、喷油量、油门踏板开度、EGR阀下游温度、尿素箱解冻控制阀开度、排气制动状态、缓速器工作状态和空调开关状态；

步骤2. 通过查表得到硅油水泵目标转速；

步骤3. 所有硅油水泵目标转速取最大值，即得到水泵环境目标转速；

步骤4. 硅油水泵最终目标转速减去实际转速，通过PID控制器得到闭环值，加上开环控制的预值，得到PWM信号；

步骤5. 控制器向电控离合器发送PWM信号；

步骤6. 电控离合器根据接受到的PWM信号调整开度，进而控制水泵叶轮的转速，最终实现控制冷却液流量。

优选的，所述步骤3中水泵目标转速的确定如下：当水泵的转速处于滑差区域时，需采用滑差区域计算转速；当诊断系统存在故障时，采用故障相关的默认转速。

本发明的有益效果：

电控水泵可以基于环境条件、车辆及发动机运行状态和水泵本身特性，在不同的工况下精确控制冷却液的流量，满足在车辆不同运行工况下对冷却液流量的使用需求，并且可以达到节油降能耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明控制逻辑框图一；

图2为本发明控制逻辑框图二；

图3为本发明控制逻辑框图三。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是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或元件必须具有特定的方位、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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提出了一种适用于重型车柴油发动机的电控水泵控制装置及控制方法，包括转速传感器、电磁离合器、硅油水泵和控制器。其中转速传感器和电控离合器安装于水泵上。控制器连接于整车CAN线，读取发动机冷却液温度、进气温度、发动机转速、喷油量、油门踏板开度、EGR阀下游温度、尿素箱解冻控制阀开度、排气制动状态、缓速器工作状态和空调开关状态等，并输出PWM信号控制电控离合器。如图1、图2和图3控制逻辑框图所示，本发明的具体控制逻辑如下：

水泵叶轮目标转速的计算基于环境条件，车辆及发动机运行状态和水泵本身特性。如图1所示，首先计算水泵环境目标转速。控制器通过CAN线读取发动机冷却液温度、进气温度、发动机转速、喷油量、油门踏板开度、EGR阀下游温度、尿素箱解冻控制阀开度、排气制动状态、缓速器工作状态和空调开关状态等。

（1）根据读取的冷却液温度1和2通过查表得到水泵目标转速1和2。即不同冷却液温度对应不同叶轮目标转速。一般冷却液温度越高，所需冷却液流量越大，叶轮目标转速越高。2个冷却液温度的设置是考虑冷却循环水路的不同位置冷却液温度不同，可以在冷却循环水路的不同位置设置冷却液温度传感器。

（2）根据读取的进气温度1和2通过查表得到水泵目标转速3和4。即不同进气温度对应不同叶轮目标转速。一般进气温度越高，所需冷却液流量越大，叶轮目标转速越高。2个进气温度的设置是考虑进气管路的不同位置进气温度不同，可以在进气管路的不同位置设置进气温度传感器。

（3）根据发动机运行工况，即读取的发动机转速和喷油量，通过查表得到水泵目标转速5。

（4）根据读取的油门踏板开度通过查表得到水泵目标转速6。一般油门开度越大，所需冷却液流量越大，叶轮目标转速越高。

（5）根据读取的EGR阀下游温度通过查表得到水泵目标转速7。一般EGR阀下游温度越高，所需冷却液流量越大，叶轮目标转速越高。

（6）根据读取的冷却系统其它控制阀的开度通过查表得到水泵目标转速8。

（7）根据读取的尿素箱解冻控制阀开度通过查表得到水泵目标转速9。尿素箱通过冷却液来解冻，尿素箱解冻控制阀开度越大，所需冷却液流量越大，叶轮目标转速越高。

（8）根据读取的排气制动状态得到水泵目标转速。当排气制动没有激活时，排气制动相关的水泵目标转速是0。当排气制动激活时，根据发动机转速通过查表得到水泵目标转速10。

（9）根据读取的缓速器工作状态得到水泵目标转速11。当缓速器工作时，需要冷却液流量大，叶轮目标转速高。

（10）根据读取的空调开关状态得到水泵目标转速12。当空调工作时，需要冷却液流量大，叶轮目标转速高。

以上所有水泵目标转速取最大值，即得到水泵环境目标转速。

如图2所示，根据水泵的工作特性，当水泵的转速处于滑差区域时，需采用滑差区域计算转速。当通过诊断系统存在故障时，如转速传感器故障，电控离合器短路断路故障等，采用故障相关的默认转速。即：

（1）系统无故障，水泵转速不处于滑差区域时，水泵最终目标转速=水泵环境目标转速。

（2）系统有故障时，水泵最终目标转速=故障相关默认转速。

（3）系统无故障，水泵转速处于滑差区域时，水泵最终目标转速=滑差区计算转速。

如图3所示，当计算出水泵最终目标转速后，水泵最终目标转速减去实际转速，通过PID控制器得到闭环值，再加上开环控制的预值，得到最终要求的离合器开度PWM信号。该PWM信号通过控制电控离合器的开度，来控制水泵叶轮的转速，从而精确控制冷却液流量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。