汽车硅油风扇控制方法:按转速偏差及响应时间精准调控

   日期:2026-03-16     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:211    
核心提示:1.本发明涉及汽车技术领域,尤其是涉及一种硅油风扇的控制方法、硅油风扇的控制设备和车辆。背景技术:2.散热风扇因具有转速可控,且具有较高的控制精度和转速调节范围

提及汽车技术领域,特别是涉及一种控制方法,此方法用于硅油风扇,还有控制设备,以及车辆,这些都属于本发明所涉及的范畴。

背景技术:

散热风扇,具备转速可控特性,有着较高控制精度,拥有较大转速调节范围,有着较低功耗,具备良好散热性能,因这些优点,被广泛用于汽车行业,目的是对车辆发动机、空调冷凝器等等予以冷却。

3.在相关技术里,发动机的水泵是机械水泵,风扇是直连风扇,它们借助皮带与发动机曲轴进行传动,有着固定的传动比。在发动机的每个转速状态下,水泵以及风扇的附件功保持恒定,其可调节的性能较差,这对发动机精准的热管理控制颇为不利。

技术实现要素:

本发明的目的在于,至少解决现有技术里存在的技术问题当中的一个。基于此,本发明提出了一种控制方法,该方法针对硅油风扇,能够依据硅油风扇实际转速与目标转速之间所存在的转速偏差,还能够依据硅油风扇的响应时间,来对硅油风扇实施通断控制,以及对硅油风扇转速进行实时调节。

5.本发明还提出了一种硅油风扇的控制设备。

6.本发明还提出了一种车辆。

根据本发明第一方面实施例下对发动机散热的硅油风扇控制方法,其包括,获取发动机运行参数,获取车用空调运行参数,据此确定硅油风扇目标转速,同时获取硅油风扇实际转速,进而确定其与目标转速的转速偏差,再获取硅油风扇响应时间,依据硅油风扇实际转速与目标转速间的转速偏差,结合所述响应时间,对硅油风扇转速予以实时调节。

按照本发明实施例的硅油风扇的控制方法,相较于现有的机械风扇那种与发动机直接连接之时的结构而言,本发明当中的硅油风扇是借助硅油这一介质来和发动机相连接的,它有着转速能够被控制住的特性,并且具备着较高的控制精准度,以及有着较高的转速调节范围,同时还具备着较低的功耗,和拥有良好的散热性能这样的特点。并且,对于机械风扇的控制办法,通常只是依据目标转速跟实际转速之间的偏差予以重新修正而后,输出最终转速,本发明并非如此,本发明不但借助目标转速与实际转速之间的偏差值,而且还借助硅油风扇的响应性,以及硅油风扇的转动稳定性等展开综合判断,按照上述多方面因素进行综合修正,能够确定适宜硅油风扇稳态转动的转速值,以此保证当硅油风扇处于不同的目标转速时,都能够展现出良好的跟随性与可控性,以及相应的冷却液温度、中冷器出气口温度等能够满足发动机的散热需求,且冷却液温度与中冷器出气口温度等能够满足发动机的散热要求。

9.依据本发明的某些实施例,所述获取发动机运行参数以及车用空调运行参数进而确定硅油风扇目标转速的步骤,还涵盖如下内容:将依据发动机运行参数所确定的请求转速,与依据车用空调运行参数所确定的请求转速进行对比,从中挑选出最大的请求转速值,以此作为硅油风扇的请求转速。

针对本发明的某些实施例而言,获取发动机运行参数以及车用空调运行参数,以此来确定硅油风扇目标转速的步骤,还涵盖这些内容:将硅油风扇的请求转速,与硅油风扇的最高允许转速进行比较,从中选取较小的转速值,把它当作硅油风扇的目标转速。

根据一些属于本发明的实施例,所述硅油风扇的目标转速是接受按照预先标定好的各目标转速下的占空比控制之后,输出成为了所述硅油风扇的最终转速。

根据本发明的一些实施例,依据所述硅油风扇的响应时间,再依据所述硅油风扇的实际转速与最终转速的偏差,对所述硅油风扇的最终转速依照预先标定好的比例积分控制参数进行实时调整。

首先,预设一组比例积分控制参数。接着,确定发动机的输入速度。然后,改变发动机的冷却需求,获取硅油风扇的响应时间,获取硅油风扇的最终转速,获取硅油风扇的实际转速。之后,根据硅油风扇的响应时间,根据实际转速与最终转速的偏差,调整比例积分控制参数,且调整后的比例积分控制参数值重新标定。最后,直至实现硅油风扇在不同的最终转速下的转速偏差控制在标定好的比例积分控制参数之内。

14.按照本发明的某些实施例,所述发动机的运行参数含括:发动机的水温参数,借此来确定所述硅油风扇的第一请求转速;以及,或者,发动机的油温参数,凭借此去确定所述硅油风扇的第二请求转速。

依据本发明的某些实施例,所述空调的运行参数含括:获取所述空调冷凝器的出口压力参数,借此确定所述硅油风扇的第三请求转速。

1有这样一种硅油风扇的控制设备,它属于依据本发明第二方面实施例的范畴,2其包含存储器,3还有处理器,4并且存在存储于所述存储器之中、能够在所述处理器上面运行的计算机程序,5当所述处理器执行所述计算机程序的时候,会达成如所述的控制方法的步骤。

17. 车辆,依据本发明第三方面实施例,它包含硅油风扇,还有该硅油风扇的控制设备,硅油风扇以该硅油风扇的控制方法进行运行。

18.下面的描述,会部分给出本发明的附加方面和优点,部分会让其从描述里变得明显,还有部分能通过本发明的实践让人了解到。

附图说明

19.就本发明而言,其上述存在的以及那种和/或另外附加的方面,可以这么讲,和优点,从结合下面附图对于实施例的描述之内的时候,将会变得明显起来并且是易于理解的,其中:

20.图1是根据本发明实施例的硅油风扇的控制流程图一;

21.图2是根据本发明实施例的硅油风扇的控制流程图二。

具体实施方式

下述内容是对本发明予以的详细描述,所参考附图描述给出的实施例具备示例性,并且接下来说的同样是对本发明实施例的详细描述。

23. 下面,先参考图1,再参考图2,来描述基于本发明实施例的硅油风扇的控制方法,并且,本发明还推出了一种带有上述控制方法的硅油风扇的控制设备以及车辆。

先来说说硅油风扇的工作原理,储油腔处在硅油口下方,主动轴高速旋转时产生离心力,风扇硅油借此离心力经由硅油口进入工作腔,发动机控制器负责控制离合器阀片的开度,以此来决定硅油口的硅油量,主动轴借助硅油产生的剪切力矩传递转矩,这转矩带动后盖上的风扇开始转动,之后硅油凭借相对离心力通过回油路线流回到储油腔。

25. 这里面,发动机曲轴跟曲轴皮带轮相连,曲轴皮带轮借由传送皮带和水泵带轮进行传动连接,硅油风扇与水泵皮带轮相接,水泵皮带轮安装固定在水泵壳体,水泵壳体安放在发动机缸体之上。曲轴皮带轮促使水泵皮带轮转动,水泵皮带轮带动硅油风扇以及水泵叶轮转动。

获取发动机的运行参数,获取车用空调的运行参数,据此确定硅油风扇的目标转速,这构成了硅油风扇控制方法的一部分。获取硅油风扇的实际转速,进而确定与目标转速的转速偏差,这也是控制方法的环节。获取硅油风扇的响应时间更是方法中的要点。依据硅油风扇实际转速与目标转速的转速偏差,再结合硅油风扇的响应时间,对硅油风扇转速进行实时调节,这是整个控制方法的核心操作。

硅油风扇控制设备_硅油风扇控制方法_硅油风扇离合器的工作原理

发动机的运行工况,是影响硅油风扇的因素之一,车用空调的运行工况,也是影响硅油风扇的因素之一。获取发动机的运行参数,像发动机的水温、油温、出气口温度等参数,获取车用空调的运行参数,如车用空调冷凝器的出口压力、出口温度等参数,皆可共同确定硅油风扇的目标转速。确定了硅油风扇的目标转速后,硅油风扇依照上述冷却需求转动,从而对车辆的发动机、车用空调的冷凝器等予以冷却。在硅油风扇使用时,其转速受发动机转速制约,工作中会随发动机转速波动而变化,所以,在此工作进程中,要检测硅油风扇实际转速与目标转速间的转速偏差,也就是硅油风扇的跟随性,还要获取硅油风扇的响应时间,即硅油风扇的响应性,经由判断硅油风扇的跟随性和响应性,能够对硅油风扇进行通断控制,并且对硅油风扇的转速进行实时调节。

由此,相较于现有的那种机械风扇与发动机直接相连的结构,本发明里边的硅油风扇借助硅油介质和发动机去连接,有着转速能够控制的特性,并且有着较高的控制精度,还有着较广的转速调节范围,同时还具备较低的功耗以及良好的散热性能等特点。而且,对于机械风扇的控制方法而言,通常情况便是只依据目标转速跟实际转速之间出现的偏差,重新修正之后来输出最终转速 ,本发明并非如此。本发明不但借助目标转速与实际转速之间的偏差值 ,而且还依靠硅油风扇的响应性 ,以及硅油风扇转动时的稳定性等方面 ,进行综合判断。依据上述多方面的因素 ,经过综合修正 ,进以而定出适合硅油风扇稳态转动的转速值。这样便能保证硅油风扇在不同的目标转速状况下 ,都能展现出较好的跟随性与可控性 ,以及与之对应的冷却液温度 ,中冷器出气口温度等 ,都可以满足发动机的散热要求。

进一步地,获取发动机运行参数以及车用空调运行参数,以此来确定硅油风扇目标转速的步骤,还涵盖:依据发动机运行参数确定请求转速,将其与依据车用空调运行参数确定的请求转速进行比较,从中选取最大的请求转速值,把这个最大的请求转速值当作硅油风扇的请求转速。

首先,是依据发动机运行参数来确定对应参数的请求转速。比如说,在当前时刻,发动机的水温处于t1℃这个状态,与之相对应的请求转速是v1rpm,要知道不同的水温会对应不一样的请求转速。其次,是按照车用空调运行参数来确定请求转速。就像此刻,车用空调的冷凝器出口温度为t2℃,其所对应的请求转速是v2rpm。然后,把v1rpm和v2rpm进行比较。最后,从中选取较大的值当作硅油风扇的请求转速,以此来确保能够对发动机、车用空调的冷凝器实现有效冷却。

进一步地,获取发动机的运行参数,获取车用空调的运行参数,确定硅油风扇的目标转速的步骤还包括:将硅油风扇的请求转速与硅油风扇的最高允许转速作比较,选取其中较小的转速值作为硅油风扇的目标转速。

其中,硅油风扇的转速和发动机的转速是有关联的,硅油风扇的最高允许转速,首先要依据硅油风扇跟发动机之间的传动比,来确定相应的允许转速,并且,在硅油风扇的强度限制之下,对应的允许转速要进行下调,目的是防止影响硅油风扇的寿命,像这样就能得出硅油风扇的最高允许转速。

33. 也就是说,把硅油风扇的请求转速,跟硅油风扇的最高允许转速相比较,从中选取较小的值,当作硅油风扇的目标转速,即,要是请求转速大于最高允许转速,那就把最高允许转速作为硅油风扇的目标转速来输出,要是最高允许转速大于请求转速,那就把请求转速作为硅油风扇的目标转速来输出,如此能够保证硅油风扇始终不会在超出最高允许转速的范围后运行,确保硅油风扇的使用耐久性和可控性。

更进一步来说,硅油风扇的目标转速,依据预先标定好的,处于各目标转速下的占空比来进行控制,之后输出的便是硅油风扇的最终转速。

35. 这意味着,要把目标转速换算成pwm控制的占空比值,不同的目标转速对应不一样的占空比值。其中,发动机ecu也就是电子控制单元,会获取发动机的水温、进出气温度、发动机转速、车用空调的出口温度、硅油风扇转速等信号。对这些数据进行综合整理计算后,依照脉冲宽度调制理论也就是pwm输出电脉冲指令,来控制硅油风扇中的离合器阀片的开度。这里的离合器阀片用于调节进油孔的大小,离合器阀片的开度越大,那么进入离合器工作室的硅油量就越多。进而使得硅油风扇的转速越高。这样,通过控制进入离合器工作室的硅油量,就能够改变硅油风扇的转速。并把这个作为硅油风扇的最终转速,能良好地对应于发动机的冷却需求。也就是说,来自发动机ecm会发出不一样的pwm控制指令,这些指令会对应着产生各不相同的电压信号,凭借电压信号的大小来控制离合器阀片的开启程度大小,借此调节流入硅油腔的硅油量,不同数量的硅油量会产生差异的离合摩擦力,最终达成对硅油风扇转速的控制。其中,要是硅油风扇的实际转速跟硅油风扇的最终转速不相符,发动机ecu经过计算后再发出调整指令,直到硅油风扇的实际转速和风扇设定转速相符合。

进一步地,依据硅油风扇的响应时间,进一步地,按照硅油风扇实际转速与最终转速的偏差,对硅油风扇的最终转速,按照预先标定好的比例积分控制参数,进行实时调整。

也就是说地,由于方面讲硅油那种风扇存在着一定程度上的响应滞后性情况,以及呢,硅油风扇存在着必然有所的波动性现象,此现象就是实际在运转时候的转速是于最终转速围绕周边进行上下波动变化,所以呢,依据硅油风扇所具备的响应时间长短,以及根据硅油风扇实际的转速和最终转速之间存在的偏差数值大小,针对最终转速依照事先标定好的比例积分控制参数实施实时来调整动作,以此来确保硅油风扇能够始终处于一定范围之内的转速里进行调整转动运行。

38. 这些当中,标定好了的比例积分控制参数,也就是所谓的pid,它能够被理解成硅油风扇的转速偏差控制范围。对于硅油风扇的不同最终转速而言,它可以始终保证实际转速跟输出的最终转速之间的偏差被控制在一定范围之内。如此一来,就能让硅油风扇实现稳态输出,它便可根据发动机ecm控制指令及时且有效地响应,进而提高硅油风扇的跟随性以及响应性。

进一步地,结合图2所示,存在这样的步骤,就是按照预先标定好的比例积分控制参数,对硅油风扇的最终转速进行实时调整,此步骤包含,预设一组比例积分控制参数,确定发动机的输入速度,改变发动机的冷却需求,从而获取硅油风扇的响应时间,以及获取硅油风扇的最终转速与实际转速,根据硅油风扇的响应时间以及最终转速与实际转速的偏差,调整比例积分控制参数,并且调整后的比例积分控制参数值要重新标定,一直到实现将硅油风扇在不同的最终转速下的响应时间和转速偏差控制在标。

定好的比例积分控制参数之内。

首先,pid会确认发动机的输入速度,之后改变发动机的冷却需求,比如说,通过改变水温信号来达成这一目的。当发动机ecu获得改变的水温信号后,会进行整理计算,继而发出指令去控制硅油风扇的转速。接着获取硅油风扇的响应时间以及实际转速,依据实际转速与最终转速的转速偏差,调节比例积分控制参数。随后继续对发动机加载载荷,以此提高发动机的转速,从而让发动机的运行参数发生变化,好比水温升高了。这样一来,硅油风扇的最终转速就会改变。然后,再依据硅油风扇的响应时间以及实际转速与最终转速的转速偏差,再次调节比例积分控制参数。如此情形下,通过对硅油风扇全段的调速特性以及转速波动性,最终能够确定一组适用于不同最终转速的比例积分控制参数值,这组比例积分控制参数值是经过试验标定和反复对比衡量后的相对参数值。这样的话,对于硅油风扇不同的最终转速输出,通过一组合理的比例积分控制参数值的实时调整,既能满足硅油风扇的跟随性,又能提高硅油风扇的响应性。相比于现有的仅通过实际转速与目标转速的偏差进行调节的风扇控制方法,可以确保硅油风扇在不同的目标转速下,始终保持较好的跟随性和可控性,以及对应的冷却液温度、中冷器出气口温度满足散热要求。

在这当中,比例积分控制参数值会同步输入到发动机ecu里的map,map能够表述成:预先存于发动机ecu的表格。也就是说,历经上述多次试验标定还有反复对比衡量后所获得的比例积分控制参数值被输入到map中,发动机ecu依据map里输入的比例积分控制参数,经过整理计算之后输出控制指令,进而能够对硅油风扇开展转速调整。而且,伴随持续变化的比例积分控制参数能够实时调整硅油风扇的转速。

另外,发动机的运行参数涵盖了,用于确定硅油风扇第一请求转速的发动机水温参数,以及,或者,用于确定硅油风扇第二请求转速的发动机油温 参考答案:发动机的另外,运行参数包含用于确定硅油风扇第一请求转速的水温参数,还有,或者,用于确定硅油风扇第二请求转速的发动机 以及油温参数。 参数。

能够采集发动机的水温信号,或者采集发动机的油温信号,凭借此来确定对应的请求转速,当然咯,还能够采集发动机的进气温度信号,或者出气温度信号等运行参数,这都是可行的。举例来讲,要是采集到发动机的水温信号是t3℃,那么其对应的第一请求转速便是v3rmp,而且呢,要是采集到发动机的油温信号是t4℃,其对应的第二请求转速就是v4rmp,不同的水温信号或油温信号对应不同的请求转速。

详细来讲,借助发动机的水温参数来明确硅油风扇的请求转速,该设计存在一定的控制范围,具体参考情况如下:

45.在发动机水温t小于93℃之际,同时处于无论何种车速的车辆状态下,硅油风扇的请求转速呈现为0rpm。

46.当发动机水温t处于93℃到112℃这个范围之内时,硅油风扇所请求的转速是在500至4000rpm这个区间以内。

当发动机的水温t大于112℃的时候,硅油风扇所请求的转速处于4100至4200rpm这个范围之内。

48. 综上所述,依据不一样的水温区间,对应设计出有着不同硅油风扇的请求转速,借助这样,能够很好地达成那种发动机身处不同水温之际的冷却需求,进而提高散热性能,并且减少使用功耗。

而且,车用空调的运行参数包含这些,去获取车用空调冷凝器的出口压力参数,凭借这个来确定硅油风扇的第三请求转速。这样一来,能够采集车用空调的冷凝器的出口压力值,借助它确定对应的第三请求转速,当然了,也能够采集冷凝器的出口温度值,同样可以确定对应的请求转速。

所述硅油风扇的控制设备,依据本发明第二方面实施例,它涵盖存储器,还有处理器,以及存储于所述存储器内部而且能够在所述处理器上面实行运行的计算机程序,当所述处理器执行所述计算机程序之际,达成如同所述控制方法的步骤。

51.车辆,源于本发明第三方面实施例,它涵盖硅油风扇,还有硅油风扇的控制设备,这里面,硅油风扇依照上述实施例里的硅油风扇的控制方法来处于运行状态。

在本发明的描述当中,要明白,存在这样一些术语,像“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等,它们所指示的方位或者位置关系呢,是基于附图所表现出来的方位或者位置关系,仅仅是为了方便对本发明进行描述以及简化这个描述过程,而并非是去指示或者暗示所涉及的装置或者元件一定要拥有特定的方位、按照特定的方位构造并且进行操作,所以呢,不能把这理解成对本发明的一种限制。

53.于本说明书的描述里,参考像术语“一个实施例”,“一些实施例”,“示意性实施例”,“示例”,“具体示例”,又或“一些示例”等的阐述,其意是通过阐述该实施例或示例所描述的具体特征,结构,材料或者特点,是被包含于本发明的至少一个实施例或示例当中的。在本说明书内,对于上述术语的示意性表述,不一定指的是相同的实施例或示例。

54.即便已然呈现和描绘了本发明的实施示例,可是本领域中的通常技术人员能够明白,在不背离本发明的原理以及宗旨的状况下能够对这些实施示例开展多样的变化、改良、替换以及变型,本发明的范畴是由权利要求及其等同物予以限定的。

 
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