[發(fā)明專(zhuān)利]混合動(dòng)力型電機(jī)電控硅油風(fēng)扇離合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010614833.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112145278B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江揚(yáng)帆;李東平;彭斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東風(fēng)馬勒熱系統(tǒng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01P7/08
• 分類(lèi)號(hào): F01P7/08;F01P7/04;F01P11/14;H02K7/14;H02K11/30;H02K11/20
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安;田輝云

本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力型電機(jī)電控硅油風(fēng)扇離合器，該離合器，包括前蓋、主動(dòng)盤(pán)、后蓋、法蘭軸、螺線(xiàn)管和無(wú)刷電機(jī)，后蓋與風(fēng)扇固定連接，前蓋與后蓋固定連接，主動(dòng)盤(pán)設(shè)置在前蓋和后蓋之間，法蘭軸穿過(guò)后蓋與主動(dòng)盤(pán)螺紋連接，法蘭軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸或皮帶輪連接，螺線(xiàn)管設(shè)置在法蘭軸上，與ECU連接，無(wú)刷電機(jī)包括定子部分和轉(zhuǎn)子部分，轉(zhuǎn)子部分與后蓋固定連接，定子部分與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體固定。本發(fā)明優(yōu)化了傳統(tǒng)電控硅油風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)，引入了無(wú)刷電機(jī)，將無(wú)刷電機(jī)和傳統(tǒng)硅油風(fēng)扇結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了電控硅油風(fēng)扇可綜合利用電能、柴油、天然氣和其他新能源，提高了能源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及商用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的硅油風(fēng)扇，尤其是涉及一種混合動(dòng)力型電機(jī)電控硅油風(fēng)扇離合器。

背景技術(shù)

目前在商用車(chē)平臺(tái)冷卻系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱風(fēng)扇，主要是通過(guò)電控硅油離合器進(jìn)行控制，其工作原理：利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力作為電控硅油離合器的動(dòng)力輸入端，在通過(guò)離合器內(nèi)部的硅油粘滯力傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，從而帶動(dòng)冷卻風(fēng)扇工作，給發(fā)動(dòng)機(jī)熱系統(tǒng)零件散熱器、中冷器、冷凝器等進(jìn)行散熱，保證發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

隨著國(guó)六及國(guó)七排放要求日益嚴(yán)格，電控硅油風(fēng)扇因其控制精確，響應(yīng)快，油耗低，排放少，逐漸替代了傳統(tǒng)溫控硅油風(fēng)扇，被廣大商用車(chē)廠(chǎng)青睞，并主要應(yīng)用在柴油或天然氣車(chē)型平臺(tái)上，隨著混合動(dòng)力型、新能源商用車(chē)的發(fā)展應(yīng)用，電控硅油風(fēng)扇也逐步開(kāi)始在新平臺(tái)上得到應(yīng)用。傳統(tǒng)電控硅油風(fēng)扇通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來(lái)驅(qū)動(dòng)，消耗的是柴油與天然氣能源，無(wú)法利用其他新能源，造成總能源利用率低，同時(shí)混動(dòng)車(chē)型整車(chē)會(huì)有富裕的電能無(wú)法消耗產(chǎn)生浪費(fèi)；另外，傳統(tǒng)電控硅油風(fēng)扇怠速在500rpm左右，轉(zhuǎn)速較高，因而功率消耗較高；當(dāng)整車(chē)駐車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)無(wú)法正常開(kāi)啟，駕駛員使用體感不佳；目前電控硅油風(fēng)扇冷啟動(dòng)特性不佳，表現(xiàn)為當(dāng)車(chē)輛剛開(kāi)始低速行駛時(shí)，風(fēng)扇會(huì)全嚙合運(yùn)行，只有當(dāng)整車(chē)高速運(yùn)行一段時(shí)間后，才逐步開(kāi)始分離，這樣會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)低，造成發(fā)動(dòng)機(jī)損害；傳統(tǒng)電控硅油風(fēng)扇僅通過(guò)硅油傳遞的扭矩進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，因而無(wú)法做到精確調(diào)速，一般轉(zhuǎn)速會(huì)在設(shè)定轉(zhuǎn)速±100rpm左右變化；傳統(tǒng)硅油風(fēng)扇工作時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速控制不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)有噪音出現(xiàn)，駕駛環(huán)境的舒適性較差，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命較低，維修養(yǎng)護(hù)的成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力型電機(jī)電控硅油風(fēng)扇離合器，該離合器通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，引入了無(wú)刷電機(jī)，將無(wú)刷電機(jī)和傳統(tǒng)硅油風(fēng)扇相結(jié)合，提高了能源利用率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種混合動(dòng)力型電機(jī)電控硅油風(fēng)扇離合器，包括前蓋、主動(dòng)盤(pán)、后蓋、法蘭軸和螺線(xiàn)管，所述后蓋與風(fēng)扇固定連接，所述前蓋與后蓋固定連接，所述主動(dòng)盤(pán)設(shè)置在前蓋和后蓋之間，所述法蘭軸穿過(guò)后蓋與主動(dòng)盤(pán)螺紋連接，所述法蘭軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸或皮帶輪連接，所述螺線(xiàn)管設(shè)置在法蘭軸上，與ECU連接，其特征在于：還包括無(wú)刷電機(jī)，所述無(wú)刷電機(jī)包括定子部分和轉(zhuǎn)子部分，所述轉(zhuǎn)子部分與后蓋固定連接，所述定子部分與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體固定。

作為優(yōu)選，所述無(wú)刷電機(jī)通過(guò)CAN總線(xiàn)接受ECU的設(shè)定補(bǔ)償轉(zhuǎn)速，并以設(shè)定補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子部分；所述無(wú)刷電機(jī)通過(guò)無(wú)刷電機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)三相PWM控制，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子部分，轉(zhuǎn)子部分產(chǎn)生轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值，轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值傳遞到離合器上，并修正離合器的實(shí)際轉(zhuǎn)速，使離合器實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速相同。

作為優(yōu)選，所述定子部分包括三相定子繞組、電樞和無(wú)刷電機(jī)控制電路，所述無(wú)刷電機(jī)控制電路一方面接收ECU中的設(shè)定補(bǔ)償轉(zhuǎn)速；另一方面通過(guò)三相定子繞組，調(diào)整轉(zhuǎn)子部分的輸出轉(zhuǎn)速，同時(shí)反饋補(bǔ)償轉(zhuǎn)速給ECU，形成閉環(huán)控制。

進(jìn)一步的，所述無(wú)刷電機(jī)控制電路包括磁場(chǎng)相位測(cè)量模塊、MCU芯片、電源模塊、保護(hù)模塊和PWM驅(qū)動(dòng)模塊。

進(jìn)一步的，所述MCU芯片以ECU發(fā)送的設(shè)定補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為目標(biāo)，通過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子部分旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而傳遞給離合器，補(bǔ)償離合器的實(shí)際轉(zhuǎn)速，最終使實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速相等。

進(jìn)一步的，所述相位測(cè)量模塊通過(guò)反向電流閉環(huán)控制的方法，確認(rèn)轉(zhuǎn)子部分的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的實(shí)時(shí)相位，并將該相位信息發(fā)送給MCU芯片，MCU芯片驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)無(wú)縫旋轉(zhuǎn)。