專利名稱：用于控制混合動力車的水泵的裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種混合動力車的水泵控制裝置。更特別地，本發明涉及根據發動機的散熱量控制機動水泵的水泵控制裝置及其控制方法。
背景技術：
混合動力車已經以滿足廢氣條例并提高燃料效率的方式被研發并大規模生產。存在各種類型的混合動力車，并且在發動機和電動機通常被用作動力源時，存在僅由電動機驅動的EV(電動車)和由發動機和電動機驅動的HEV(混合電動車)。在混合動力車中，冷卻劑被強行循環以防止發動機過熱，冷卻劑通路分別形成在發動機的汽缸體和汽缸頭中，并且水泵使冷卻劑循環通過冷卻劑通路以便冷卻發動機。因此，燃料效率和排氣可以在發動機預熱的狀況下被穩定。然而，當發動機的預熱時間變得更長時，燃料效率可能會受損并且排氣質量會惡化。本背景技術部分中公開的上述信息只是為了增強對本發明的背景技術的理解，并且因此可能包含不形成在該國對本領域普通技術人員而言已知的現有技術的信息。
發明內容
在一個方面中，根據本發明，提供了一種混合動力車的水泵控制裝置，其能夠通過根據發動機的散熱量控制機動水泵來最優化冷卻效率。根據本發明的示例性實施例的混合動力車的水泵控制裝置優選地至少包括自動調溫器，其配置成根據從發動機排出的冷卻劑的溫度來確定冷卻劑的循環方向；機動水泵， 其安裝在發動機和自動調溫器之間，用于使冷卻劑循環；第一冷卻劑溫度傳感器，其配置成檢測從發動機流到冷卻器的冷卻劑的溫度；第二冷卻劑溫度傳感器，其配置成檢測從冷卻器流到發動機的冷卻劑的溫度；以及控制部，其應用由第一和第二冷卻劑溫度傳感器檢測的溫度差以及冷卻劑流量來計算發動機的散熱量，并因此根據散熱量來驅動機動水泵。如果確定冷卻系統處于異常狀況，則控制部可以輸出警報信號并同時進入跛行回家模式以便用預定驅動功率連續地驅動機動水泵，使得冷卻劑連續地循環。在冷卻劑溫度上升的狀況下，控制部可以通過計算與冷卻劑溫度相應的補償因子并將該補償因子應用于驅動功率來確定驅動功率并與發動機的散熱量成比例地驅動機動水泵，以便更迅速地驅動機動水泵。根據本發明的示例性實施例的混合動力車的水泵控制方法可以包括通過檢測從發動機排出的冷卻劑的溫度和流到發動機的冷卻劑的溫度來計算溫度差；通過將循環冷卻劑流量應用于溫度差來計算發動機的散熱量；以及用與發動機的散熱量成比例的驅動功率驅動機動水泵。水泵控制方法還可以包括如果冷卻劑溫度穩定，則用與散熱量成比例的驅動功率驅動機動水泵，并且如果散熱量和冷卻劑溫度升高，則計算與冷卻劑溫度相應的補償因子，將補償因子應用于驅動功率，并計算最終驅動功率以便更迅速地驅動機動水泵。
如上所述的本發明優選地與混合動力車發動機的散熱量成比例地驅動機動水泵以最優地循環冷卻劑，使得通過最優化的冷卻減小了發動機的過熱點、提高了其穩定性并且提高了發動機效率。
圖1是根據本發明的示例性實施例的混合動力車的水泵控制裝置的示意圖。圖2是描繪根據本發明的示例性實施例的混合動力車的水泵控制處理的流程圖。圖3是示出根據本發明的示例性實施例的混合動力車的水泵控制時序的圖。〈附圖標記的說明〉100:發動機110 第一冷卻劑溫度傳感器120 第二溫度傳感器130:散熱器140:自動調溫器150 機動水泵160 控制部
具體實施例方式在下文中，在下面的詳細說明中，僅通過例證的方式示出和描述本發明的某些示例性實施例。如本領域技術人員應認識到的那樣，所述實施例可以以各種不同的方式變更，而所有這些不同的方式都不脫離本發明的精神或范圍，并且附圖和說明應被認為在本質上是例證性的而不是限制性的。應該理解的是，本文中使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括一般的機動車輛(諸如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的客車)、 包括各種艇和船在內的水運工具、飛行器等，并且包括混合動力車、電動車、插電式混合電動車、氫動力車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。如本文中所述，混合動力車是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如既有汽油動力又有電動力的車輛。圖1是根據本發明的示例性實施例的混合動力車的水泵控制裝置的示意圖。如圖1所示，本發明優選地包括作為動力源的發動機100，第一冷卻劑溫度傳感器110，第二冷卻劑溫度傳感器120，散熱器130，自動調溫器140，機動水泵150，以及控制部 150。第一冷卻劑溫度傳感器110檢測從發動機100循環到散熱器(冷卻器)130的冷卻劑的溫度并將檢測信號傳遞到控制部160。第二冷卻劑溫度傳感器120檢測從散熱器(冷卻器)130或旁路管線循環到發動機100的冷卻劑的溫度并將檢測信號傳遞到控制部160。散熱器130的核心部分優選地具有與空氣的寬大接觸表面以有效地散發在冷卻劑中吸收的熱量，并且冷卻風扇(未示出)設置成根據冷卻劑溫度和車輛的驅動狀況而強行吹送空氣通過所述核心部分以便提高散熱效率。自動調溫器140配置成根據冷卻劑溫度來改變從發動機100排出到旁路管線或散熱器130的冷卻劑的循環方向。機動水泵150優選地布置在發動機100和自動調溫器140之間，其中控制部160關閉或開啟機動水泵150或者改變用于驅動機動水泵150的驅動功率以便改變冷卻劑流量。 機動水泵150可以是離合式水泵和電動水泵之一。控制部160根據發動機100的驅動狀況來計算作為冷卻需求的散熱量，并與散熱量成比例地控制用于驅動機動水泵150的驅動功率。控制部160通過第一冷卻劑溫度傳感器110檢測從發動機100流到冷卻器的冷卻劑的冷卻劑溫度，通過第二冷卻劑溫度傳感器120檢測從冷卻器流到發動機100的冷卻劑的冷卻劑溫度，計算它們之間的溫度差，并將該溫度差乘以在發動機100和冷卻器之間循環的冷卻劑流量(流量)以便例如根據以下公式來計算發動機100的散熱量Q (散熱量)=m (流量)X c (比熱)X Δ T (溫度差)發動機100的散熱量可以通過利用與車輛型號相應的實驗數據來確定，并且可以表示為二維圖數據(map data)。控制部160配置成分析驅動狀況和環境狀況(諸如外部溫度、發動機速度和 ISG (怠速停止啟動)狀態)，并且如果確定冷卻系統出錯，則控制部160輸出警報信號并同時進入跛行回家模式，使得機動水泵150可以連續運轉。在發動機100的散熱量急劇增大的情況下，控制部160增大用于驅動機動水泵150 的驅動功率以便降低發動機100的過熱點，這是因為與低溫相比發動機100在高溫下可能會易損。例如，如果散熱量在冷卻劑溫度穩定的狀況下增大，則控制部160與散熱量成比例地驅動機動水泵150，并且如果散熱量和冷卻劑溫度都升高，則控制部160確定與散熱量成比例的驅動功率，將補償因子乘以該驅動功率以計算最終驅動功率，并用最終驅動功率驅動機動水泵150。根據本發明的包括上述功能的水泵控制裝置的操作將在下文中參照圖2詳細描述，圖2是描繪根據本發明的示例性實施例的水泵控制處理的流程圖。控制部160可以在步驟SlOl中從混合動力車中的傳感器診斷驅動狀況和環境狀況，在步驟S102中診斷冷卻系統，并在步驟S103中確定冷卻系統是否處于正常狀況。如果在步驟S103中確定冷卻系統處于異常狀況，則控制部160在步驟Sl 13中以預定形式輸出警報信號、進入跛行回家模式，并且在步驟S114中用預定驅動量驅動機動水泵150以便連續地循環冷卻劑。同時，如果在步驟S103中確定冷卻系統處于正常狀況，則控制部160通過第一冷卻劑溫度傳感器110檢測從發動機100循環到冷卻器的冷卻劑的溫度，并通過第二冷卻劑溫度傳感器110檢測從冷卻器循環到發動機100的冷卻劑的溫度，并且在步驟S104中計算它們之間的溫度差。控制部160在步驟105中將溫度差乘以在發動機100和冷卻器之間循環的冷卻劑流量(流量)以計算發動機100的散熱量。在步驟S106中確定發動機100的散熱量是否超過使冷卻劑循環所必需的預定值。
如果在步驟S106中發動機100的散熱量小于預定值，則控制部160在步驟S107 中停止機動水泵150的操作以便不循環冷卻劑。然而，如果在S106中確定發動機100的散熱量大于預定值，則控制部160確定與發動機100的散熱量成比例的驅動功率并在步驟S109中用該驅動功率驅動機動水泵150 使得冷卻劑有效地冷卻發動機。在控制部與發動機100的散熱量成比例地驅動機動水泵150時，發動機100的散熱量和冷卻劑溫度升高，在步驟SllO中確定從第一冷卻劑溫度傳感器110檢測到的冷卻劑溫度是否超過預定溫度(XC )。預定溫度(XC )可以根據工作負載來改變，并且通常被設置為從大約85°c至大約 95°C的范圍內的值。如果在步驟SllO中冷卻劑溫度沒有超過預定溫度(A°C )，則返回到步驟S108，并且用與散熱量成比例的驅動功率來驅動機動水泵150。然而，如果在步驟SllO中冷卻劑溫度超過預定溫度(A°C )，則控制部在步驟Slll 中確定與發動機100的散熱量成比例的驅動功率，將與冷卻劑溫度相應的系數因子應用于驅動功率以提取最終驅動功率，并且控制部160用該最終驅動功率驅動機動水泵150以便迅速循環冷卻劑。圖3是示出根據本發明的示例性實施例的混合動力車的水泵控制時序的圖。如圖 3所示，在冷卻劑溫度穩定的區域中與發動機的散熱量成比例地驅動機動水泵，如果散熱量和冷卻劑溫度連續上升，則應用與散熱量和冷卻劑溫度相應的系數因子來以更高的負載驅動機動水泵。因此，冷卻劑可以與發動機的冷卻需求相對應地循環，使得發動機內部的過熱點減小并且發動機不會被過度冷卻從而提高其效率。盡管已經結合目前被認為是實際的示例性實施例的實施例描述了本發明，但應理解的是，本發明不限于所公開的實施例，而是相反地，本發明旨在覆蓋包括在所附權利要求的精神和范圍內的各種改型和等效配置。
權利要求
1.一種混合動力車的水泵控制裝置，包括自動調溫器，其配置成根據從發動機排出的冷卻劑的溫度來確定冷卻劑的循環方向； 機動水泵，其安裝在所述發動機和所述自動調溫器之間，用于使冷卻劑循環； 第一冷卻劑溫度傳感器，其配置成檢測從所述發動機流到冷卻器的冷卻劑的溫度； 第二冷卻劑溫度傳感器，其配置成檢測從所述冷卻器流到所述發動機的冷卻劑的溫度；以及控制部，其應用由第一和第二冷卻劑溫度傳感器檢測的溫度差以及冷卻劑流量來計算所述發動機的散熱量，并根據所述散熱量來驅動所述機動水泵。
2.如權利要求1所述的水泵控制裝置，其中如果確定冷卻系統處于異常狀況，則所述控制部輸出警報信號并同時進入跛行回家模式以便用預定驅動功率連續地驅動所述機動水泵，使得冷卻劑連續地循環。
3.如權利要求1所述的水泵控制裝置，其中所述控制部與所述發動機的散熱量成比例地驅動所述機動水泵，并且在冷卻劑溫度上升的狀況下，所述控制部與所述發動機的散熱量成比例地確定驅動功率，計算與冷卻劑溫度相應的補償因子，并將所述補償因子應用于所述驅動功率以便更迅速地驅動所述機動水泵。
4.一種混合動力車的水泵控制方法，包括通過檢測從發動機排出的冷卻劑的溫度和流到發動機的冷卻劑的溫度來計算溫度差；通過將循環冷卻劑流量應用于所述溫度差來計算所述發動機的散熱量；以及用與所述發動機的散熱量成比例的驅動功率驅動機動水泵。
5.如權利要求4所述的水泵控制方法，還包括如果冷卻劑溫度穩定，則用與所述散熱量成比例的驅動功率驅動所述機動水泵； 計算與冷卻劑溫度相應的補償因子； 將所述補償因子應用于所述驅動功率；以及如果所述散熱量和冷卻劑溫度升高，則計算最終驅動功率以便更迅速地驅動所述機動水泵。
全文摘要
本發明提供了用于控制混合動力車的水泵的裝置及其方法，所述裝置包括自動調溫器，其配置成根據從發動機排出的冷卻劑的溫度來確定冷卻劑的循環方向；機動水泵，其安裝在發動機和自動調溫器之間，用于使冷卻劑循環；第一冷卻劑溫度傳感器，其配置成檢測從發動機流到冷卻器的冷卻劑的溫度；第二冷卻劑溫度傳感器，其配置成檢測從冷卻器流到發動機的冷卻劑的溫度；以及控制部，其應用由第一和第二冷卻劑溫度傳感器檢測的溫度差以及冷卻劑流量來計算發動機的散熱量，并根據散熱量來驅動機動水泵。
文檔編號F01P5/10GK102235228SQ201010574448
公開日2011年11月9日 申請日期2010年12月6日 優先權日2010年4月29日
發明者崔宰榮, 李在憲, 溫亨錫, 金錫俊, 閔炳淳 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社