[發(fā)明專利]一種冷卻風扇控制裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810025651.0
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN101216042A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 李毅;劉景平
• 申請（專利權）人: 廣東大華仁盛科技有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;B60K11/06;F01P7/04
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋冬濤

技術領域

本發(fā)明涉及車輛風扇控制領域，具體為通過改變冷卻風扇的驅動能力的大小來調節(jié)冷卻風扇的轉速的一種冷卻風扇控制裝置及其控制方法。

背景技術

車輛及工程機械在工作的過程中都會產生大量的熱。由于工作環(huán)境和工況的變化，產熱量也會發(fā)生相應的變化，為了保持裝備的正常運行，通常采用各種冷卻器或換熱器，采用冷卻風扇強制冷卻的方式將熱量散發(fā)到環(huán)境中，從而使各裝置保持在正常溫度的工作范圍內。傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，其冷卻風扇常是安裝在發(fā)動機上，風扇轉速的改變是由發(fā)動機轉速的變化來相應變化，冷卻效果是直接與發(fā)動機的轉速相關，因而出現(xiàn)冷卻系統(tǒng)不能滿足系統(tǒng)所有工況的換熱要求，經(jīng)常使車輛及工程機械的發(fā)動機，液壓作業(yè)系統(tǒng)、液力驅動系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)等各種產生熱量并需要冷卻的系統(tǒng)設備產生過熱或過冷現(xiàn)象。特別是當發(fā)動機低速大工作扭矩的條件下，由于冷卻風扇的轉速較慢，冷卻效果差，就經(jīng)常造成過熱；當啟動怠速、環(huán)境溫度較低時，又會造成過冷。不能保證系統(tǒng)始終工作在最佳的工作溫度內，造成縮短系統(tǒng)或部件的壽命、增加能耗、降低工作效率等問題。另外，當發(fā)動機轉速較高時，風扇轉速也較高，因而造成因風扇引的噪音也較大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對以上所述風扇系統(tǒng)控制存在的不足，提供通過改變冷卻風扇的驅動能力的大小來調節(jié)冷卻風扇的轉速的一種冷卻風扇控制裝置及其控制方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種冷卻風扇控制裝置，包括監(jiān)控傳感器，電控單元(ECM)，信號輸入，流量調節(jié)裝置，驅動裝置和風扇。監(jiān)控傳感器和信號輸入與電控單元的輸入端連接，電控單元的輸出端與流量調節(jié)裝置連接，流量調節(jié)裝置與驅動裝置連接，驅動裝置與風扇連接。監(jiān)控傳感器將采集的系統(tǒng)信息輸入到電控單元，電控單元還連接信號輸入：包括強制制冷開關信號或其它信號輸入，電控單元對輸入的信號進行變換、處理，并根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)設定，進行運算，得到輸出控制信號，該信號為脈寬調制(PWM)信號，并將信號輸出到流量調節(jié)裝置，流量調節(jié)裝置改變了驅動裝置的驅動能力，因而控制驅動裝置的轉速，風扇轉速與驅動裝置的轉速相關，從達到調節(jié)風扇轉速的目的。

所述的監(jiān)控傳感器包括發(fā)動機冷卻液溫度傳感器、變矩器油溫度傳感器和液壓油溫度傳感器；發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測量發(fā)動機冷卻介質的溫度，變矩器油溫度傳感器測量變矩器油的溫度，液壓油溫度傳感器測量液壓油的溫度。

所述的監(jiān)控傳感器可以是發(fā)動機冷卻液溫度傳感器、變矩器油溫度傳感器和液壓油溫度傳感器中的一個、兩個或者三個；也可增加其它溫度傳感器(如中冷器溫度傳感器)。

所述的流量調節(jié)裝置是電控比例閥或變量泵調節(jié)閥，電控比例閥可采用反比例閥。

所述的信號輸入包括強制制冷開關輸入和(或)其它信號，如過濾器堵塞信號等。

所述的驅動裝置可以是液驅馬達。

一種冷卻風扇控制裝置的控制方法，其控制步驟如下：

1)開始后，首先對控制裝置進行系統(tǒng)測試，確定系統(tǒng)是否正常，系統(tǒng)正常，進入強制制冷判斷程序；測試的內容主要有：控制單元的自測定；測定控制或系統(tǒng)的設置參數(shù)是否正常；溫度傳感器是否連接并正常；流量調節(jié)裝置是否連接并正常和其它輸入輸出接口是否正常等；

2)如系統(tǒng)錯誤，轉至關閉脈寬調制PWM輸出并調用錯誤處理程序，執(zhí)行完錯誤處理程序處理流程后，返回到系統(tǒng)測試流程；

3)若強制制冷輸入開關為強制制冷狀態(tài)，系統(tǒng)運行轉速取系統(tǒng)設置最大轉速Smax為冷卻風扇轉速；

4)若未處于強制制冷狀態(tài)，測量發(fā)動機冷卻介質的溫度Te，變矩器油的溫度Tt，液壓油的溫度Th，對溫度信號進行AD變換，并對測量信號進行判定，若測量信號有誤，系統(tǒng)運行轉速取系統(tǒng)設置最大轉速Smax為冷卻風扇轉速；

5)若測量信號正確，根據(jù)預先給定的溫度與轉速對應關系，分別求出發(fā)動機冷卻介質的溫度Te對應的風扇轉速Se，變矩器油的溫度Tt對應的風扇轉速St，液壓油的溫度Th對應的風扇轉速Sh；

6)在流程5)求得的三個轉速中，取值最大者作為系統(tǒng)運行轉速S；

7)根據(jù)系統(tǒng)的特性、風扇轉速與PWM信號占空比的對應關系，對所求行系統(tǒng)運行轉速S，求得其對應的流量調節(jié)裝置的PWM信號的占空比P；

8)根據(jù)系統(tǒng)特性，進行輸出，根據(jù)所求得的占空比P，控制器按占空比P輸出脈寬調制信號到流量調節(jié)裝置，并對輸出電流進行監(jiān)控。