CN104863685A

CN104863685A - 一种车用电动风扇控制方法和系统

Info

Publication number: CN104863685A
Application number: CN201410799378.2A
Authority: CN
Inventors: 卜江华; 王忠亮; 曲栋良
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beijing Treasure Car Co Ltd
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: CN104863685B

Abstract

本发明提供一种车用风扇控制方法及系统，根据发送机水温、当前车速、环境温度确定发送机风量需求，再根据发送机风量需求结合辅助的风量需求信号，如变速箱油温信号风量需求、热能管理风量需求或附件风量需求，确定最大风扇风量需求，从而得到风扇需求转速，进行风扇控制，该方案由于将车速、发动机冷却液温度、环境温度作为风扇控制的主要因素，同时结合变速箱油温、热能管理或其他附件，来精确控制电动风扇的转速，尽可能使风扇处于低速运行状态，使发动机的水温稳定，保证发动机在最佳工作温度运行，达到节油减排的功能。

Description

一种车用电动风扇控制方法和系统

技术领域

本发明涉及一种汽车领域，具体地说是一种车用电动风扇控制方法。

背景技术

车辆为了正常运行，需要对发动机进行冷却，一般采用水冷方式。这种水冷方式需要设置一个散热器，通过循环管道与发动机连接，工作时在循环管道中注水，利用水来传导热量。为了保证散热效果，需要设置风扇来向散热器表面吹风。目前，普遍采用的是电子式风扇，也称为电动风扇，这种风扇的特点是具有控制器，该控制器通常为发送机控制器，也成为ECU，可以接收水温信号，根据水温信号来控制电子风扇的转速，以实现发动机冷却平衡，水温高时风扇速度高，水温低时风扇转速低，从而节省驱动风扇所需的能量。

目前，由于电动风扇的控制非常复杂，需要大量的热平衡实验数据验证才能标定，且整车厂发动机标定时很少涉及到具体标定，因此大部分整车厂对风扇的控制基本根据发动机冷却液水温而定。如中国专利文献CN102953797A中，公开了一种商用车电子风扇，包括至少两个风扇，该至少两个风扇上均设置有温控单元，该温控单元检测发动机散热器中的冷却液温度并控制对应风扇的启停，当所检测到的冷却液温度达到设定值时，所述温控单元控制对应的风扇启动，当所检测到的冷却液温度低于设定值时，所述温控单元控制对应的风扇停止。该方案中，对风扇的控制根据发送机冷却液水温来确定，造成风扇风量过大，发动机水温偏低，发动机的油耗增加。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的电动风扇的控制根据发动机的水温来确定，风扇风量过大，发动机能耗大的问题，从而提出一种综合多种因素、保证发送机水温保持在最佳工作范围、减少油耗的车用风扇控制方法和系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车用风扇控制方法，包括如下步骤：

根据发动机水温、当前车速和环境温度确定发动机风量需求；

获取一个或多个辅助风量需求，所述辅助风量需求包括变速箱油温信号风量需求、获取热能管理风量需求或获取附件风量需求；

根据所述发动力风量需求以及辅助风量需求，确定最大风扇风量需求；

根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制。

优选地，根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制，包括：

根据所述最大风扇风量需求确定风扇需求转速，

根据风扇共振噪音转速对所述风扇需求转速进行修正，得到修正后的转速。

优选地，根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制，还包括

根据所述修正后的转速得到风扇的需求占空比；

将所述风扇的需求占空比与空调需求占空比取大后，经电池电压修正，再经过风扇最大最小转速的限值处理，得到最终风扇占空比；

将该最终风扇占空比发送给风扇的控制器，控制风扇运行。

优选地，根据发动机水温以及当前车速和环境温度确定发动机风量需求的过程，包括：

预先建立车速、环境温度和发动机水温对应的风量需求的映射关系，

通过查表的方式获得当前车速、当前环境温度和当前发动机水温下的风量需求作为发动机风量需求。

优选地，预先建立车速、环境温度和发动机水温对应的风量需求的映射关系的过程，包括：

将车速划分多个范围；

建立每个车速范围内，环境温度和发动机温度对应的风量需求占空比。

优选地，所述根据所述发动力风量需求以及辅助风量需求，确定最大风扇风量需求，包括：

将所述发动力风量需求与一个或多个辅助风量需求取大，得到最大风扇风量需求。

本发明还提供一种车用风扇控制系统，包括：

发动机风量需求计算单元：根据发动机水温以及当前车速和/或环境温度确定发动机风量需求；

辅助风量需求计算单元：获取一个或多个辅助风量需求，所述辅助风量需求包括变速箱油温信号风量需求、获取热能管理风量需求或获取附件风量需求；

最大风扇风量需求计算单元：根据所述发动力风量需求以及变速箱油温信号风量需求和/或获取热能管理风量需求和/或获取附件风量需求，确定最大风扇风量需求；

风扇转速控制单元：根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制。

优选地，所述风扇转速控制单元还包括：

风扇需求转速计算单元：根据所述最大风扇风量需求确定风扇需求转速，

噪音修正单元：根据风扇共振噪音转速对所述风扇需求转速进行修正，得到修正后的转速。

优选地，所述风扇转速控制单元还包括

需求占空比计算单元：根据所述修正后的转速得到风扇的需求占空比；

最终风扇占空比计算单元：将所述风扇的需求占空比与空调需求占空比取大后，经电池电压修正，再经过风扇最大最小转速的限值处理，得到最终风扇占空比；

风扇控制单元：将该最终风扇占空比发送给风扇的控制器，控制风扇运行。

优选地，发动机风量需求计算单元包括：

映射单元：预先建立车速、环境温度和发动机水温对应的风量需求的映射关系，

查表单元：通过查表的方式获得当前车速、当前环境温度和当前发动机水温下的风量需求作为发动机风量需求。

优选地，映射单元包括：

车速划分单元：将车速划分多个范围；

占空比对应单元：建立每个车速范围内，环境温度和发动机温度对应的风量需求占空比。

优选地，最大风扇风量需求计算单元还包括最大风扇风量需求计算子单元：将所述发动力风量需求与一个或多个辅助风量需求取大，得到最大风扇风量需求。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

(1)本发明提供一种车用风扇控制方法，根据发送机水温、当前车速、环境温度确定发送机风量需求，再根据发送机风量需求结合辅助的风量需求信号，如变速箱油温信号风量需求、热能管理风量需求或附件风量需求，确定最大风扇风量需求，从而得到风扇需求转速，进行风扇控制，该方案由于将车速、发动机冷却液温度、环境温度作为风扇控制的主要因素，同时结合变速箱油温、热能管理或其他附件，来精确控制电动风扇的转速，尽可能使风扇处于低速运行状态，使发动机的水温稳定，保证发动机在最佳工作温度运行，达到节油减排的功能。

(2)本发明中的车用风扇控制方法，还通过风扇共振噪音转速对风扇需求转速进行修正，减小共振造成的干扰。此外，通过与空调的需求进行取大，保证了空调正常工作，通过电池电压修正，来保证电池的正常稳定工作，通过风扇最大最小转速限值，满足风扇正常工作的需求，这样，通过多方面、全方位的控制策略，使得风扇不仅满足降温的需要，降低了能耗，而且保证风扇运行在安全、稳定的工作状态下，提高了风扇的安全性能，保证了各部件的使用寿命。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1的车用风扇控制方法的流程图；

图2是本发明实施例3的车用风扇控制方法的流程图；

图3是本发明实施例4的车用风扇控制系统的结构框图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例中，提供一种车用风扇控制方法，如图1所示，包括如下步骤

S1：根据发动机水温以及当前车速和环境温度确定发动机风量需求。

首先，预先建立车速、环境温度和发动机水温对应的风量需求的映射关系，然后通过查表的方式获得当前车速、当前环境温度和当前发动机水温下的风量需求作为发动机风量需求。

在建立车速、环境温度和发动机水温对应的风量需求的映射关系时，首先将车速划分多个范围；然后建立每个车速范围内，环境温度和发动机温度对应的风量需求占空比。具体地，可以先将风扇风量需求按照车速大小分为三个等级(在其他实施方式中根据需要设置等级数量)，然后每个等级中，根据发动机水温与环境温度形成一个表格，这样，发动机控制单元ECU根据查表的方式，就可以查出当前发动机车速、环境温度和发动机水温下对应的风量需求，该风量需求可以通过需求的占空比的方式表示，此处的占空比是指在某一频率下用来控制风扇的脉冲方波信号，高电压的方波所占整个方波的百比。占空比的大小是根据发动机最佳工作温度，在特定环境温度下试验得出的参数。如下表所示：

S2：获取一个或多个辅助的风量需求信号，所述的辅助风量需求信号包括变速箱油温信号风量需求、热能管理风量需求或附件风量需求。本实施例中，本步骤中同时获取了变速箱油温信号风量需求、热能管理风量需求和附件风量需求。

其中，获取变速箱油温信号风量需求的方法如下：

变速箱供应商根据变速箱冷却系统台架试验，提出最佳油温的需求，当油温超过其需求油温时，向发动机控制单元ECU提出风扇占空比需求。

其中，获取热能管理风量需求的方法，如下：

通过热性能试验，得到各个零部件温度要求，某些零部件因温度过度需要增加风量要求，例如蓄电池在怠速情况下温度偏高，取力器PTU油封表面温度过高等，提出风量修正要求。

其中，获取附件风量需求的方法，如下

新能源车上，增加多个附件：BSG电机、BSG电机控制器、后驱电机、充电器等零件因温度过度，需要风扇提供冷却，也会向发动机控制单元ECU提供风扇占空比需求。这些风量需求也是通过热能实验来获取的。

S3：根据所述发动力风量需求以及辅助的风量需求信号，确定最大风扇风量需求。

本实施例中，将所述发动力风量需求、变速箱油温信号风量需求、获取热能管理风量需求和获取附件风量需求取大，得到最大风扇风量需求。

S4：根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制。

由于最大风扇风量需求是以占空比的方式表示，本实施例中在获取最大风扇风量需求占空比后，把该信号传输给风扇的PWM控制器，风扇根据该占空比进行运转。

该方案由于将车速、发动机冷却液温度、环境温度作为风扇控制的主要因素，同时结合变速箱油温、热能管理和/或附件等其他部件，来精确控制电动风扇的转速，尽可能使风扇处于低速运行状态，使发动机的水温稳定，保证发动机在最佳工作温度运行，达到节油减排的功能。

实施例2：

本实施例中，在上述实施例1的基础上，进一步提供根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制的一种具体实现方式，包括如下过程：

S51：根据所述最大风扇风量需求确定风扇需求转速，根据风扇共振噪音转速对所述风扇需求转速进行修正，得到修正后的转速。

S52：根据所述修正后的转速得到风扇的需求占空比；

S53：将所述风扇的需求占空比与空调需求占空比取大后，经电池电压修正，再经过风扇最大最小转速的限值处理，得到最终风扇占空比；

S54：将该最终风扇占空比发送给风扇的控制器，控制风扇运行。

该方案中，通过风扇共振噪音转速对风扇需求转速进行修正，减小共振造成的干扰。此外，通过与空调的需求进行取大，保证了空调正常工作，通过电池电压修正，来保证电池的正常稳定工作，通过风扇最大最小转速限值，满足风扇正常工作的需求，这样，通过多方面、全方位的控制策略，使得风扇不仅满足降温的需要，降低了能耗，而且保证风扇运行在安全、稳定的工作状态下，提高了风扇的安全性能，保证了各部件的使用寿命。

实施例3：

本实施例中，提供一种车用风扇控制方法，如图2所示，发动机控制单元ECU根据车速，通过车速范围的判定，将风扇风量需求按车速大小分成三个map等级范围,其中每个map根据发动机水温与环境温度形成一个表格，发动机控制单元ECU根据map查出在此发动机车速、环境温度和发动机水温下占空比。同时发动机ECU根据TCU油温报警信号风量需求、热能管理风量需求、附件风量需求、发动机风扇需求，4个因素做MAX计算得出最大风扇风量占空比。风扇风量占空比再根据发动机转速、环境压力进行修正，此处的修正通过试验来验证，通过风量对应的风扇转速map得出相对应的转速，之后根据风扇共振噪音转速限制得出修正后的转速，再通过风扇转速PWMmap得出相应的占空比，之后再将查出风扇占空比与自动空调PWM占空比需求信号做MAX计算，之后再根据电池电压与风扇最大最小转速限制计算出最终风扇占空比，把信号输给风扇PWM模块控制器，风扇根据占空比进行运转。

本方案中，通过发动机控制单元来准确控制风扇的运行，将车速、发动机冷却液温度、环境温度作为风扇控制的主要因素，将车速分为三个区间，根据车速的不同，将占空比进行标定，实现定义。并可将环境温度分为三个区间，根据环境温度的不同，将占空比进行标定。同时加上空调需求、自动变速箱TCU油温的影响，对风扇占空比进行标定，实现了风扇转速精确控制。此外，风扇控制的因素中将空调控制的信号与自动变速箱TCU油温分开，减少了发动机控制单元对信号的管理。

本实施例中的车用风扇控制方法，用于电动无级调速风扇的控制，根据整车发动机水温传感器、环境温度传感器、车速传感器及变速箱控制单元、空调控制单元的信息，精确控制电动风扇转速，尽可能使风扇处于低速运行状态，使发动机水温稳定，保证发动机在最佳工作温度运行，达到节油减排的功能。

实施例4：

本实施例中，提供一种车用风扇控制系统，结构框图如图3所示，包括：

其中，所述风扇转速控制单元还包括：

此外，所述风扇转速控制单元还包括

本实施例中，发动机风量需求计算单元包括：

其中，映射单元包括：

车速划分单元：将车速划分多个范围；

本实施例中，最大风扇风量需求计算单元还包括最大风扇风量需求计算子单元：将所述发动力风量需求与一个或多个辅助风量需求取大，得到最大风扇风量需求。

该方案由于将车速、发动机冷却液温度、环境温度作为风扇控制的主要因素，同时结合变速箱油温、热能管理或其他附件，来精确控制电动风扇的转速，尽可能使风扇处于低速运行状态，使发动机的水温稳定，保证发动机在最佳工作温度运行，达到节油减排的功能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims

1.一种车用风扇控制方法，其特征在于，包括如下步骤

根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制，包括：

根据所述最大风扇风量需求确定风扇需求转速，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制，还包括

根据所述修正后的转速得到风扇的需求占空比；

将该最终风扇占空比发送给风扇的控制器，控制风扇运行。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，根据发动机水温以及当前车速和环境温度确定发动机风量需求的过程，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，预先建立车速、环境温度和发动机水温对应的风量需求的映射关系的过程，包括：

将车速划分多个范围；

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述发动力风量需求以及辅助风量需求，确定最大风扇风量需求，包括：

7.一种车用风扇控制系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述风扇转速控制单元还包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述风扇转速控制单元还包括

10.根据权利要求7或8或9所述的系统，其特征在于，发动机风量需求计算单元包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，映射单元包括：

车速划分单元：将车速划分多个范围；

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，最大风扇风量需求计算单元还包括最大风扇风量需求计算子单元：将所述发动力风量需求与一个或多个辅助风量需求取大，得到最大风扇风量需求。