CN105041445B - 一种车辆冷却系统的智能控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆冷却系统的智能控制方法，包括步骤：步骤1、冷却系统中的微处理器通过CAN总线接收发动机控制器采集的冷却液水温值y1和中冷后气温值y2，并通过温度传感器直接采集的冷却液水温值y3和中冷后气温值y4，对上述采样温度进行加权处理后得出平均值t；步骤2、微处理器中设置两个阈值Y1和Y2，其中Y1是温度下限阈值，Y2是温度上限阈值，其中Y1小于Y2；根据阈值Y1和Y2求出热需求范围[θmin，θmax]；步骤3、根据t和发动机功率p计算出当前热需求量φ；步骤4、根据所需热量φ与θmin，θmax的关系，控制冷却系统有效提高车辆冷却系统的散热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆冷却系统的智能控制方法。
背景技术
发动机是汽车的动力源，其性能关系到汽车行驶的安全和品质，温度是关乎发动机工作状态的重要参数，是发动机控制中最重要的一环。传统冷却风扇由发动机的曲轴驱动，冷却能力只能随发动机转速变化而变化，不能满足实际散热要求、节流损失大、工作不可靠、工作效率低。
目前，在传统的曲轴驱动基础上还发展出液压液力型、离合型、电磁离合型等多种技术方案。虽然相较于传统机械风扇有所改进，但其原理依然是使用发动机通过曲轴带动散热风扇，当发动机冷却系统温度达到目标后，将发动机与散热风扇脱离，从而控制风扇的启停。这种单一的启停方式依然不能满足发动机实际的冷却需求，不能从根本上解决发动机散热不均衡等一系列问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种车辆冷却系统的智能控制方法，有效提高车辆冷却系统的散热效率。
本发明是这样实现的：一种车辆冷却系统的智能控制方法，所述控制方法需提供一车辆智能冷却系统，包括如下步骤：
步骤1、冷却系统中的微处理器通过CAN总线接收发动机控制器采集的冷却液水温值y1和中冷后气温值y2，并通过温度传感器直接采集的冷却液水温值y3和中冷后气温值y4，对上述采样温度进行加权处理后得出平均值t=z1* y1+z2* y2+z3* y3+z4* y4，其中z1+z2 +z3 +z4=1；
步骤2、微处理器中设置两个阈值Y1和Y2，其中Y1是温度下限阈值，Y2是温度上限阈值，其中Y1小于Y2；根据阈值Y1和Y2求出热需求范围[θmin，θmax]；
步骤3、根据t和发动机功率p计算出当前热需求量φ；
步骤4、根据所需热量φ与θmin，θmax的关系，控制冷却系统。
进一步地，所述步骤2中，Y1的取值范围是(0，Y2)，且Y2的取值范围是(Y1，100)。
进一步地，所述步骤2中根据温度阈值Y1、Y2和发动机最大功率Pmax计算θmin，θmax；θmin =μ*Y1，θmax =μ*Y2+(λ*Pmax)，其中μ是系统温度比热系数，λ是系统比散热量系数，计算出一热需求点θ’=(μ*(Y2-Y1)/2)+(λ*PN)，其中PN为发动机额定功率。
进一步地，所述步骤3中，当前所热需求量φ的计算公式为：φ=μ*t+(λ*P)， P∈[0，Pmax]，其中P为当前发动机功率。
进一步地，所述步骤4进一步具体为：当热需求φ小于θmin时，电子风扇无转速；当热需求φ大于θmax时，电子风扇全速运行；当热需求φ处于区域范围[θmin，θ’)之间时，调节电子风扇转速，使得流经冷却液水箱和中冷器的风量以周期T进行递减，递减量为△2；当热需求φ处于区域范围(θ’，θmax]之间时，调节电子风扇转速，使得流经冷却液水箱和中冷器的风量以周期T进行递增，递增量为△1；当热需求φ=θ’时，维持电子风扇转速不变。
进一步地，所述△1及△2计算方法为：根据阈值Y1、Y2和风扇总数量n（n≥2）以及单个风扇的最大风量σmax计算△1及△2；△1=(n*σmax)/(Y2-Y1)，△2=((n-1)* σmax)/(Y2-Y1)。
本发明具有如下优点：本发明一种车辆冷却系统的智能控制方法，可以根据发动机的实际散热需要控制流经冷却液水箱和中冷器的风量，从而更好的控制冷却液水温和中冷后气温，提高冷却系统的工作效率。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中车辆智能冷却系统的原理示意图。
图2为本发明方法执行流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及一种车辆智能冷却系统100，包括发动机冷却液水箱1、中冷器2、电子风扇3、CAN通信接口4、温度传感器5、控制接口电路6和微处理器7。所述的冷却液水箱1和中冷器2采用叠加方式放置，电子风扇3同时给冷却液水箱1和中冷器2散热，根据冷却液水温值、中冷后气温值和发动机功率的变化，控制电子风扇3的转速，从而达到控制流经冷却液水箱1和中冷器2散的风量。
该系统可以通过两种方式采集冷却液水温值和中冷后气温值，一种是通过CAN总线接收发动机控制器采集的冷却液水温值和中冷后气温值，另一种是通过温度传感器直接采集冷却液水箱出水口温度值和中冷器出气口气温值，并对采集后的水温值和气温值做加权计算得到一个平均温度值。
如图2所示，本发明是一种车辆冷却系统的智能控制方法，它包括以下步骤：
（1）微处理器通过CAN总线接收发动机控制器采集的冷却液水温值y1和中冷后气温值y2，通过温度传感器直接采集的冷却液水温值y3和中冷后气温值y4，对上述采样温度进行加权处理后得出平均值t=z1* y1+z2* y2+z3* y3+z4* y4，其中z1 +z2 +z3 +z4=1；
（2）在微处理器中设置两个阈值Y1和Y2，Y1是温度范围下限阈值，Y2是温度范围的上限阈值，Y1的取值范围是(0，Y2)且Y2的取值范围是(Y1，100)。可以根据温度阈值Y1、Y2和发动机最大功率Pmax可以计算热需求区域范围[θmin，θmax]，θmin=μ*Y1，θmax =μ*Y2+(λ*Pmax)，其中μ是系统温度比热系数(kcal/℃)，λ是系统比散热量系数(kcal/PS·h)，从而计算出最佳热需求点θ’=(μ*(Y2-Y1)/2)+(λ*PN)，其中PN为发动机额定功率(PS)，；根据阈值Y1、Y2和风扇总数量n（n≥2）以及单个风扇的最大风量σmax可以确定风量变化时的平均增量△1和平均减量△2，△1=(n*σmax)/(Y2-Y1)， △2=((n-1)* σmax)/(Y2-Y1)。
（3）根据即时采集的平均温度y和当前发动机功率p可以计算出当前的热需求φ，φ=μ*t+(λ*p)， p∈[0， Pmax]。
（4）当热需求φ小于θmin时，电子风扇无转速使流经冷却液水箱和中冷器的风量最小；当热需求φ大于θmax时，电子风扇全速运行使流经冷却液水箱和中冷器的风量最大；当热需求φ处于区域范围[θmin， θ’)之间时，调节电子风扇转速，使得流经冷却液水箱和中冷器的风量以周期T进行递减，递减量为△2；当热需求φ处于区域范围(θ’， θmax]之间时，调节电子风扇转速，使得流经冷却液水箱和中冷器的风量以周期T进行递增，递增量为△1。；当热需求φ=θ’时，维持电子风扇转速不变，使得流经冷却液水箱和中冷器的风量也无变化。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种车辆冷却系统的智能控制方法，其特征在于：所述控制方法需提供一车辆智能冷却系统，包括如下步骤：
步骤1、冷却系统中的微处理器通过CAN总线接收发动机控制器采集的冷却液水温值y1和中冷后气温值y2，并通过温度传感器直接采集的冷却液水温值y3和中冷后气温值y4，对上述采样温度进行加权处理后得出平均值t=z1* y1+z2* y2+z3* y3+z4* y4，其中z1 +z2+z3 +z4=1；
步骤2、微处理器中设置两个阈值Y1和Y2，其中Y1是温度下限阈值，Y2是温度上限阈值，其中Y1小于Y2；根据阈值Y1和Y2求出热需求范围[θmin，θmax]；
步骤3、根据t和发动机功率p计算出当前热需求量φ；
步骤4、根据所需热量φ与θmin，θmax的关系，控制冷却系统。
2.根据权利要求1所述的一种车辆冷却系统的智能控制方法，其特征在于：所述步骤2中，Y1的取值范围是(0，Y2)，且Y2的取值范围是(Y1，100)。
3.根据权利要求1所述的一种车辆冷却系统的智能控制方法，其特征在于：所述步骤2中根据温度阈值Y1、Y2和发动机最大功率Pmax计算θmin，θmax；θmin =μ*Y1，θmax =μ*Y2+(λ*Pmax)，其中μ是系统温度比热系数，λ是系统比散热量系数，计算出一热需求点θ’=(μ*(Y2-Y1)/2)+(λ*PN)，其中PN为发动机额定功率。
4.根据权利要求1所述的一种车辆冷却系统的智能控制方法，其特征在于：所述步骤3中，当前所热需求量φ的计算公式为：φ=μ*t+(λ*P)， P∈[0，Pmax]，其中P为当前发动机功率，μ是系统温度比热系数，λ是系统比散热量系数，Pmax是发动机最大功率。
5.根据权利要求1所述的一种车辆冷却系统的智能控制方法，其特征在于：所述步骤4进一步具体为：当热需求φ小于θmin时，电子风扇无转速；当热需求φ大于θmax时，电子风扇全速运行；当热需求φ处于区域范围[θmin，θ’)之间时，调节电子风扇转速，使得流经冷却液水箱和中冷器的风量以周期T进行递减，递减量为△2；当热需求φ处于区域范围(θ’，θmax]之间时，调节电子风扇转速，使得流经冷却液水箱和中冷器的风量以周期T进行递增，递增量为△1；当热需求φ=θ’时，维持电子风扇转速不变。
6.根据权利要求5所述的一种车辆冷却系统的智能控制方法，其特征在于：所述△1及△2计算方法为：根据阈值Y1、Y2和风扇总数量n，n≥2，以及单个风扇的最大风量σmax计算△1及△2；△1=(n*σmax)/(Y2-Y1)，△2=((n-1)* σmax)/(Y2-Y1)。
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