CN103883547B - 车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法，该方法通过对温度、车速、发动机转速的检测利用PWM方波的不同占空比对冷却风机实施调速控制，PWM方波占空比与风机转速成正比，风机转速越高散热能力越强，可以用风扇的占空比表示风机的转速和散热能力；风机采用软启动法启动，其转速过渡时间设置为占空比变化量的四倍；根据不同整车车速、控制单元的温度工况及发动机转速，选择合适的占空比驱动风机运行，以满足控制单元散热及整车对噪音的要求。本方法在不增加现有车辆硬件成本的基础上，采用噪音自适应的控制方法来降低或消除车辆的整体噪音，在保证冷却效果的前提下，有效提高了车辆乘用的舒适性能。

Description

车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法

技术领域

本发明涉及一种车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法。

背景技术

基于新能源汽车的逐渐普及，人们对于新能源汽车的舒适度要求也逐渐提高，特别是对新能源汽车噪音的要求更高，而新能源汽车中高压电池控制单元、电机控制单元、DC/DC转换器单元等大多采用风冷系统，各单元的冷却风机往往同时工作，此时整体噪音较大，在车辆纯电动状态行驶时显得尤为明显，任何噪音都会显得明显刺耳，严重影响车辆乘用的舒适性能，而车辆各控制单元又不得不使用风冷系统来降低功率单元的热能、而冷却风机选型受限时，一种噪音自适应控制的冷却风机的控制方法显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法，本方法在不增加现有车辆硬件成本的基础上，采用噪音自适应的控制方法来降低或消除车辆的整体噪音，在保证冷却效果的前提下，有效提高了车辆乘用的舒适性能。

为解决上述技术问题，本发明车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法包括如下步骤：

步骤一、采用PWM方波对冷却风机实施调速控制，PWM方波占空比与风机转速成正比，占空比100%时风机工作在最高转速，同时风机转速与噪音成正比，采用PWM方波占空比表示风机的转速及散热能力；

步骤二、定义占空比80%表示某冷却系统单独工作时满足整车要求的最大噪音，占空比30%时，风机噪音良好，散热轻慢，占空比55%时，风机噪音及散热适中，占空比70%时，冷却系统单独工作噪音仍能满足系统要求且散热能力较好，占空比80%时，风机噪音较高，散热能力强，占空比95%时，风机噪音较高无法满足系统要求，但散热能力强；

步骤三、采用软启动法启动风机，即风机转速缓慢线性过渡，风机转速从某一转速过渡至另一转速的过渡时间为占空比变化量绝对值的四倍，

即T=4δ δ=|δ₁-δ₂|

式中，T为风机转速过渡时间，单位为秒，δ为占空比变化量的绝对值，δ₁为风机转速变化前的占空比，δ₂为风机目标转速所对应占空比；

步骤四、混合动力汽车整车工作于纯电动状态，整车车速V_Speed小于20km/h，发动机转速小于500rpm时，冷却系统控制单元温度在该控制单元降功率点85℃以上时，风机的占空比设置在45%占空比运行，冷却系统控制单元温度在该控制单元降功率点85℃以下时，可关闭风机；

步骤五、在整车车速V_Speed小于5km/h，发动机转速大于500rmp，当冷却系统控制单元温度大于该控制单元降功率点85℃时，风机工作在80%占空比运行，否则风机工作在35%占空比，风机保持低噪音工作；

步骤六、在整车车速V_Speed小于20km/h而大于5km/h，发动机转速大于500rmp，控制单元温度大于其降功率点85℃温度时，风机占空比设置在低于75%占空比运行，否则风机工作在45%占空比，风机保持低噪音工作；

步骤七、在整车车速V_Speed大于20km/h时，开启风机的温度点设置在40℃，当控制单元温度在40℃与60℃之间时，风机占空比设置在55%，当控制单元温度在61℃与85℃之间时，风机占空比设置在70%，当控制单元温度在85℃与95℃之间时，风机占空比设置在80%，当控制单元温度在95℃以上时，风机占空比设置在95%，以满足该控制单元的散热要求。

由于本发明车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法采用了上述技术方案，本方法采用PWM方波对冷却风机实施调速控制，PWM方波占空比与风机转速成正比，占空比表示风机的转速及散热能力；分别设定各占空比下风机噪音及散热能力，风机采用软启动法启动，其转速过渡时间为占空比变化量绝对值的四倍；根据不同整车车速及控制单元的温度工况，选择对应的占空比驱动风机运行，以满足控制单元散热及整车对噪音的要求。本方法在不增加现有车辆硬件成本的基础上，采用噪音自适应的控制方法来降低或消除车辆的整体噪音，在保证冷却效果的前提下，有效提高了车辆乘用的舒适性能。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法流程框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法包括如下步骤：

步骤一、采用PWM方波对冷却风机实施调速控制，PWM方波占空比与风机转速成正比，占空比100%时风机工作在最高转速，同时风机转速与噪音成正比，采用PWM方波占空比表示风机的转速及散热能力；

步骤二、定义占空比80%表示某冷却系统单独工作时满足整车要求的最大噪音，占空比30%时，风机噪音良好，散热轻慢，占空比55%时，风机噪音及散热适中，占空比70%时，冷却系统单独工作噪音仍能满足系统要求且散热能力较好，占空比80%时，风机噪音较高，散热能力强，占空比95%时，风机噪音较高无法满足系统要求，但散热能力强；

步骤三、采用软启动法启动风机，即风机转速缓慢线性过渡，风机转速从某一转速过渡至另一转速的过渡时间为占空比变化量绝对值的四倍，

即T=4δ δ=|δ₁-δ₂|

式中，T为风机转速过渡时间，单位为秒,δ为占空比变化量的绝对值，δ₁为风机转速变化前的占空比，δ₂为风机目标转速所对应占空比；

步骤四、混合动力汽车整车工作于纯电动状态，整车车速V_Speed小于20km/h，发动机转速小于500rpm时，冷却系统控制单元温度在该控制单元降功率点85℃以上时，风机的占空比设置在45%占空比运行，冷却系统控制单元温度在该控制单元降功率点85℃以下时，关闭风机；

步骤五、在整车车速V_Speed小于5km/h，发动机转速大于500rmp，当冷却系统控制单元温度大于该控制单元降功率点85℃时，风机工作在80%占空比运行，否则风机工作在35%占空比，风机保持在低噪音工作；

步骤六、在整车车速V_Speed小于20km/h而大于5km/h，发动机转速大于500rmp，控制单元温度大于其降功率点85℃温度时，风机占空比设置在低于75%占空比运行，否则风机工作在45%占空比，风机保持低噪音工作；

步骤七、在整车车速V_Speed大于20km/h时，开启风机的温度点设置在较低的温度点40℃，这样可以提前对控制单元进行冷却而不致控制单元温度上升太快，当控制单元温度在40℃与60℃之间时，风机占空比设置在55%，当控制单元温度在61℃与85℃之间时，风机占空比设置在70%，当控制单元温度在85℃与95℃之间时，风机占空比设置在80%，当控制单元温度在95℃以上时，风机占空比设置在95%，以满足该控制单元的散热要求

本方法实际应用中，整车低速(V_Speed<20km/h)且发动机转速小于500rmp时，控制单元温度大于85℃而于小95℃时，设定风机工作在45%占空比运行，当温度低于85℃时关闭风机，这可以保证整车在纯电动低速时整车噪音良好而同时对控制单元进行有效保护，只要检测到控制单元温度高于95℃时将立即启动风机在散热良好的95%占空比工作，这样低速时保证了足够的低噪音温度区间供整车运行；

整车低速(V_Speed<5km/h)且发动机转速大于500rmp，控制单元温度大于85℃时，设定风机在85%占空比工作，否则风机在35%的低占空比工作，这样可以保证在发动机启动状态，整车慢速行驶时整车保持低噪音；

整车低速(5km/h<V_Speed<20km/h)且发动机转速大于500rmp，控制单元温度大于85℃时，设定风机在75%占空比工作，否则风机在45%的低占空比工作，在整车5km/h的速度下，整车对噪音较为敏感，设置风机在75%占空比工作是为了在整车低速时噪音留有一定的余地；

整车在中高速行驶时根据控制单元温度变化来改变风机占空比的设置，从而控制由风机引起的噪音大小，将风机开启温度设置在一个较低的温度点40℃，这样可以提前对控制单元进行冷却而不致控制单元温度上升太快，当控制单元温度在40℃与60℃之间时设置风机占空比为55%工作，当控制单元温度在60℃与85℃时设置风机占空比为70%工作，当控制单元温度在85℃与95℃时设置风机占空比为80%工作，当控制单元温度大于95℃时设置风机占空比为95%工作，而正常情况下风机80%占空比工作就可以满足控制单元各种工况的散热要求，为了避免个别更恶劣情况可利用风机的高速点控制风机运行。

本方法根据整车速度及控制单元温度工况，通过不同的PWM方波的占空比控制冷却风机运行，兼顾整车噪音及控制单元散热要求，达到整车噪音自适应的要求，从而有效提高了车辆乘用的舒适性能。

Claims (1)

1.一种车用噪音自适应控制的冷却风机的控制方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、采用PWM方波对冷却风机实施调速控制，PWM方波占空比与风机转速成正比，占空比100%时风机工作在最高转速，同时风机转速与噪音成正比，采用PWM方波占空比表示风机的转速及散热能力；

步骤二、定义占空比80%表示某冷却系统单独工作时满足整车要求的最大噪音，占空比30%时，风机噪音良好，散热轻慢，占空比55%时，风机噪音及散热适中，占空比70%时，冷却系统单独工作噪音仍能满足系统要求且散热能力较好，占空比80%时，风机噪音较高，散热能力强，占空比95%时，风机噪音较高无法满足系统要求，但散热能力强；

步骤三、采用软启动法启动风机，即风机转速缓慢线性过渡，风机转速从某一转速过渡至另一转速的过渡时间为占空比变化量绝对值的四倍，

即T=4δ δ=|δ₁-δ₂|

式中，T为风机转速过渡时间，单位为秒，δ为占空比变化量绝对值，δ₁为风机转速变化前的占空比，δ₂为风机目标转速所对应占空比；

步骤四、混合动力汽车整车工作于纯电动状态，整车车速V_Speed小于20km/h，发动机转速小于500rpm时，冷却系统控制单元温度在该控制单元降功率点85℃以上时，风机的占空比设置在45%占空比运行，冷却系统控制单元温度在该控制单元降功率点85℃以下时，风机关闭；

步骤五、在整车车速V_Speed小于5km/h，发动机转速大于500rmp，当冷却系统控制单元温度大于该控制单元降功率点85℃时，风机工作在80%占空比运行，否则风机工作在35%占空比，风机保持在低噪音工作；

步骤六、在整车车速V_Speed小于20km/h而大于5km/h，发动机转速大于500rmp，控制单元温度大于其降功率点85℃温度时，风机占空比设置在低于75%占空比运行，否则风机工作在45%占空比，风机保持低噪音工作；

步骤七、在整车车速V_Speed大于20km/h时，开启风机的温度点设置在40℃，当控制单元温度在40℃与60℃之间时，风机占空比设置在55%，当控制单元温度在61℃与85℃之间时，风机占空比设置在70%，当控制单元温度在85℃与95℃之间时，风机占空比设置在80%，当控制单元温度在95℃以上时，风机占空比设置在95%，以满足该控制单元的散热要求。