[發(fā)明專利]一種按需調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇啟停的整車熱管理系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111424184.0
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN114033544B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭澤洲;于秀敏;張菊芳;李德成;李依楠;王天琦;龔天洋;胡志鵬;李艷偉;黃延;常賀
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: F01P3/18
• 分類號: F01P3/18;F01P7/12;F01P7/16;F01P11/00;F01P11/16;F02D45/00
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 王雪嬌

1.一種按需調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇啟停的整車熱管理系統(tǒng)的控制方法，使用按需調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇啟停的整車熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、采集車速、環(huán)境溫度、發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度、空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱工質(zhì)的溫度、空調(diào)高壓管路壓力、空調(diào)低壓管路壓力和油門踏板的位置；

步驟二、判斷車輛運(yùn)行狀態(tài)：

若車輛行駛速度達(dá)到100km/h以上且發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度在正常范圍時，PWM控制器控制冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速降低直至停機(jī)使發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度和空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱工質(zhì)的溫度均在正常溫度范圍；

若車輛行駛速度達(dá)到100km/h以上且發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度超出正常溫度范圍時，所述PWM控制器控制冷卻風(fēng)扇以最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時ECU監(jiān)測7s內(nèi)發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度波動，若發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度回落，則保持當(dāng)前冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，直至發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度在600s內(nèi)穩(wěn)定在正常溫度范圍后，所述PWM控制器控制所述冷卻風(fēng)扇降低轉(zhuǎn)速的同時維持發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度恒定；若發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度持續(xù)高出正常溫度范圍，則保持當(dāng)前冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，所述ECU利用語音控制系統(tǒng)對駕駛員進(jìn)行發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)故障提示；

若車輛處于爬坡狀態(tài)或加速狀態(tài)時，所述PWM控制器根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型控制所述冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速使發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度和空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱工質(zhì)的溫度維持在正常溫度范圍；

若車輛處于怠速狀態(tài)或發(fā)動機(jī)熄火2s內(nèi)的狀態(tài)時，根據(jù)發(fā)動機(jī)冷卻水換熱需求量和空調(diào)冷凝器換熱需求量，所述PWM控制器控制所述冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速變化使發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度和空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱工質(zhì)的溫度均在正常溫度范圍；

其中，所述發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度的正常溫度范圍為95℃±5℃，所述空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱工質(zhì)的溫度的正常溫度范圍為110℃±5℃；

所述按需調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇啟停的整車熱管理系統(tǒng)包括：

車速傳感器，其設(shè)置在車輛的輪轂上；以及

第一溫度傳感器，其設(shè)置在車輛前端進(jìn)氣柵入口位置，用于監(jiān)測環(huán)境溫度；

第二溫度傳感器，其設(shè)置在發(fā)動機(jī)冷卻水出水端，用于監(jiān)測發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度；

第三溫度傳感器，其設(shè)置在空調(diào)冷凝器壁面上，用于監(jiān)測空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱工質(zhì)的溫度；

第一壓力傳感器，其設(shè)置在空調(diào)高壓管路上；

第二壓力傳感器，其設(shè)置在空調(diào)低壓管路上；

油門踏板位置傳感器，其設(shè)置在所述油門踏板上；

PWM控制器，其與所述冷卻風(fēng)扇相連接，用于控制冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；

其中，車速傳感器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、油門踏板位置傳感器和PWM控制器均與所述車輛的ECU相連接。

2.如權(quán)利要求1所述的按需調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇啟停的整車熱管理系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)扭矩、發(fā)動機(jī)功率、發(fā)動機(jī)冷卻水出水溫度、空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱工質(zhì)的溫度、車速、環(huán)境溫度、空調(diào)高壓管路壓力和空調(diào)低壓管路壓力；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出為冷卻風(fēng)扇的估計(jì)轉(zhuǎn)速。

3.如權(quán)利要求2所述的按需調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇啟停的整車熱管理系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述PWM控制器根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型控制所述冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速具體包括：

所述PWM控制器以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出的冷卻風(fēng)扇的估計(jì)轉(zhuǎn)速作為輸入占空比的變化依據(jù)，對冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；

其中，所述輸入占空比與冷卻風(fēng)扇的電機(jī)電壓滿足：

U＝-0.1517S+15.01；

式中，U為冷卻風(fēng)扇的電機(jī)電壓，單位為V，S為輸入占空比，單位為％；

所述冷卻風(fēng)扇的電機(jī)電壓與冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速滿足：

U＝0.005387n+0.2205；

式中，n為冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，單位為rpm。