[發明專利]內燃機機械水泵電控硅油離合器的控制系統

在審

• 申請號: 202010150902.9
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111022173A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 付占江;李建;王國粟;張西騰;劉程祥;劉成
• 申請（專利權）人: 盛瑞傳動股份有限公司
• 主分類號: F01P7/16
• 分類號: F01P7/16;F01P5/10;F16D35/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 陳賓賓

本發明提出了一種內燃機機械水泵電控硅油離合器的控制系統，包括電磁線圈、轉速傳感器、供電系統和連接器，所述連接器分別與供電系統、ECU、嵌入式電子控制器串聯，所述供電系統與ECU串聯，所述嵌入式電子控制器分別串聯有電磁線圈和轉速傳感器，以對電磁線圈進行控制與接收轉速傳感器的反饋信號。發明能自動適應ECU控制響應要求，自主進行閉環控制的，減少連接器數量，并可以直接從蓄電池供電系統取得較大電流。

技術領域

本發明涉及離合器技術領域，尤其是涉及一種內燃機機械水泵電控硅油離合器的控制系統。

背景技術

目前，內燃機機械水泵用電控硅油離合器在控制系統上沿用了內燃機電控風扇硅油離合器的控制方式，就是把硅油離合器交由內燃機的電控噴射系統進行控制，如專利號為CN200710069948.2的一種硅油風扇離合器，或者是專利號為CN201780040299.5的粘性離合器和關聯的電磁線圈中的離合器，再有就是專利號為201821830971.9的一種具有雙回油流道結構的電控硅油水泵中的離合器均是采用這樣的控制模式，其控制系統圖如圖1所示。

這樣的控制模式，在內燃機風扇離合器當中是較為合理的，因為風扇對于內燃機的散熱影響不是直接的，屬于二次對空氣側換熱的執行器，由于空氣的比熱容較冷卻液小很多，表現在響應時間上，就是離合器分離或接合的時間早點或遲點對冷卻液的溫度影響不大，所以并不精確要求響應時間，可以用分鐘來計，比如1.5分鐘-2.5分鐘的分離時間均可以接受，所以當一個定型內燃機，在更換不同供方的風扇硅油離合器產品時，基本上表現不出來兼容性問題。

但同樣的控制方式用到內燃機機械水泵用電控硅油離合器上時，因為機械水泵驅動冷卻液對內燃機散熱是一次換熱，缸內熱量要迅速傳遞給冷卻液，冷卻液的比熱容大，不同流量的冷卻液對內燃機冷卻性能與減少預熱時間及減少啟動階段有害排放控制至關重要，需要離合器快速響應并且有較高的一致性，這時的響應時間是以秒為單位來計的，就是說這時的響應時間1-20秒是可以接受的，再高于這個時間，就會表現出對內燃機預熱有顯著的影響，這樣帶來的問題如下：1、不同供方由于離合器內部結構參數及硅油粘度不一致導致的產品響應性能不一致，就會嚴重影響使用性能。

2、為解決問題1，在研發階段對應不同供方的離合器必須進行全面標定，形成專用的兩套或多套ECU控制程序。

3、只能接收ECU以PWM輸出端口方式發出的控制信號，因為PWM輸出端口信號可以做為有限的電能載體同時傳送給硅油離合器電磁線圈電壓與電流，使電磁線圈產生控制力。但這樣限制了ECU對硅油離合器的控制方式。

4、上述1、2兩個問題的處理方法，必然使研發費用增高，研發周期成倍增加。

5、上述1、2兩個問題延續出新的問題點，就是已定型的內燃機產品在銷后維修時，必須要嚴格對應ECU控制程序選擇相應的離合器備件，否則降低油耗與減少排放的性能就會嚴重下降。

6、由圖1可見，內燃機的蓄電池，是通過ECU單元向離合器用PWM輸出端口模式供電的，由于ECU電控單元的電流受限，不能對離合器的驅動線圈提供較大的電流，從而限制了離合器驅動線圈的電流，使離合器線圈為獲得足夠的電磁力，必然增加匝數，導致體積過大，在有限的機械水泵空間內，很難進行設計布置。而為了保證有限的電磁力有效傳遞給執得元件，又不得不在磁路與導磁結構上增加很多成本，如本文提到的三項專利均有此不利影響。

7、由圖1可以看出，由于離合器部分沒有控制器或內部轉換電路，對線圖L的線路與轉速傳感器連接器是兩套，材料成本或裝配成本是高于一套線束連接器的。

發明內容

本發明提出一種能自動適應ECU控制響應要求，自主進行閉環控制的，減少連接器數量，并可以直接從蓄電池取得較大電流的內燃機機械水泵電控硅油離合器的控制系統。