CN111120071A - 一种内燃叉车智能冷却系统 - Google Patents

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葛伟伟
李婧
尹力
余香琴
宋涛
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Abstract

本发明公开一种内燃叉车智能冷却系统，包括控制器、发动机控制器、变速箱控制器、温度传感器和比例电磁阀，发动机控制器和变速箱控制器通过总线与控制器进行数据交互，温度传感器和比例电磁阀通过导线直接与控制器连接，比例电磁阀用于根据控制器指令控制风扇转速。本申请公开的内燃叉车智能冷却系统，通过控制器实时采集发动机不同部位的温度，若实时温度超过预设报警温度，则直接将散热风扇开启至最大转速来满足系统散热需求，若实时温度没有超过预设报警温度，则进行算法比较，确定最大冷却指令，并将冷却指令转化成脉冲信号，控制比例电磁阀对散热风扇进行更加平稳的转速变化控制，减少了散热系统的噪音。

Description

一种内燃叉车智能冷却系统
技术领域
本发明涉及车辆智能控制技术领域，特别涉及一种内燃叉车智能冷却系统。
背景技术
随着工程机械及公路运输车辆节能减排要求的日益提高，发动机热管理系统面临新的挑战。更高的散热需求，以及更为准确的温度控制，要求整车散热控制系统能高效地实时调整散热强度，而散热控制系统不可缺少的一部分是风扇驱动系统，采用更智能高效的风扇驱动方案也是日后车辆不可缺少的一部分。
目前，内燃叉车采用的传统方案是将驱动风扇通过皮带轮直接与发动机硬性机械耦合，导致风扇的转速完全取决于发动机的转速，不能根据发动机的工况变化做实时调整，发动机低速高负荷工作时，冷却不足；发动机高速低负荷工作时，冷却过度，造成能源浪费；没有高温报警提示及故障诊断分析，导致高温停机后无法找到真正故障原因。
因此，如何提供一种能够随发动机整机状态实时调整散热性能的散热系统，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种内燃叉车智能冷却系统，在车辆的整个工作过程中，智能风扇冷却系统根据实时温度的变化调整风扇转速，减少功率和燃油消耗。
为解决上述技术问题，本发明提供一种内燃叉车智能冷却系统，包括控制器、发动机控制器、变速箱控制器、温度传感器和比例电磁阀，所述发动机控制器和所述变速箱控制器通过总线与所述控制器进行数据交互，所述温度传感器和所述比例电磁阀通过导线直接与所述控制器连接，所述比例电磁阀用于根据所述控制器指令控制风扇转速。
优选地，所述控制器分别采集发动机水温信号、进气温度信号、变速箱油温信号和液压油箱温度信号。
优选地，所述控制器根据
Figure BDA0002389171830000021
(T∈[T1，T2])分别计算所述发动机水温信号、所述进气温度信号、所述变速箱油温信号及所述液压油箱温度信号对应的数值C1、C2、C3及C4，比较C1、C2、C3及C4并选取最大值作为最终冷却指令；其中，T为实时温度值，ξ为扩大系数，[T1,T2]为工作温度区间。
优选地，所述控制器根据所述最终冷却指令控制所述比例电磁阀的开度，所述比例电磁阀驱动变量马达控制风扇转速。
优选地，还包括与所述控制器连接的显示器。
优选地，所述显示器内置有报警提示组件。
本发明所提供的内燃叉车智能冷却系统，包括控制器、发动机控制器、变速箱控制器、温度传感器和比例电磁阀，发动机控制器和变速箱控制器通过总线与控制器进行数据交互，温度传感器和比例电磁阀通过导线直接与控制器连接，比例电磁阀用于根据控制器指令控制风扇转速。本申请公开的内燃叉车智能冷却系统，通过控制器实时采集发动机不同部位的温度，若实时温度超过预设报警温度，则直接将散热风扇开启至最大转速来满足系统散热需求，若实时温度没有超过预设报警温度，则进行算法比较，确定最大冷却指令，并将冷却指令转化成脉冲信号，控制比例电磁阀对散热风扇进行更加平稳的转速变化，减少了散热系统的噪音。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构电气原理示意图。
其中，图1中：
控制器—1，发动机控制器—2，变速箱控制器—3，温度传感器—4，比例电磁阀—5，显示器—6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构电气原理示意图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，主要包括设置控制器1、发动机控制器2、变速箱控制器3、温度传感器4和比例电磁阀5，发动机控制器2和变速箱控制器3通过总线与控制器1进行数据交互，温度传感器4和比例电磁阀5通过导线直接与控制器1连接，比例电磁阀5用于根据控制器1指令控制风扇转速。
其中，控制器1、发动机控制器2、变速箱控制器3均通过保险丝直接与内燃叉车的蓄电池连接，蓄电池直接用于对控制器1、发动机控制器2、变速箱控制器3进行供电，控制器1、发动机控制器2、变速箱控制器3之间通过传输总线进行数据交互，温度传感器4和比例电磁阀5通过导线直接与控制器1进行连接，进行数据传输；控制器1对发动机控制器2、变速箱控制器3、温度传感器4采集的数据进行处理，并通过控制比例电磁阀5的开度对驱动马达进行控制，进而控制散热风扇的转速，形成散热效果。
具体的，在实际的应用过程当中，首先将控制器1、发动机控制器2、变速箱控制器3通过导线连接至内燃叉车的蓄电池，在连接至蓄电池之前安装保险丝，以保证线路安全，然后，将温度传感器4和比例电磁阀5通过导线直接与控制器1进行连接，同时，控制器1、发动机控制器2、变速箱控制器3之间通过传输总线连接，传输用于控制器1、发动机控制器2、变速箱控制器3之间进行数据传输；发动机开始工作，发动机控制器2采集发动机水温和进气温度，变速箱控制器3采集变速箱油温，控制器1从传输总线上实时采集到发动机水温、进气温度和变速箱油温信号，以及导线直连的温度传感器4采集的液压油箱温度信号，然后，根据上述4个温度的工作温度区间，确定冷却指令，最终将冷却指令转化成脉冲信号，控制比例电磁阀5进行开度，进而控制驱动变量马达控制散热风扇的工作功率，完成冷却作业。
为了优化上述实施例当中内燃叉车智能冷却系统可以进行更加具有针对性的散热效果的优点，控制器1分别采集发动机水温信号、进气温度信号、变速箱油温信号和液压油箱温度信号；然后，控制器1根据
Figure BDA0002389171830000031
(T∈[T1,T2])分别计算发动机水温信号、进气温度信号、变速箱油温信号及液压油箱温度信号对应的数值C1、C2、C3及C4，比较C1、C2、C3及C4并选取最大值作为最终冷却指令；其中，T为实时温度值，ξ为扩大系数，[T1,T2]为工作温度区间。首先说明控制器1采集4中温度信号是因为同时采集4中温度信号进行分析处理，可以最大限度地进行各个部位散热的优点，具体如下：
由于发动机不同工况的存在，导致发动机各个部位的温度情况不确定，控制器1同时采集发动机水温信号、进气温度信号、变速箱油温信号和液压油箱温度信号，并通过各个部位的工作温度区间[T1,T2]和实时温度T通过公式
Figure BDA0002389171830000041
(T∈[T1,T2])进行计算，ξ为扩大系数，分别计算出不同部位的冷却指令，若实时温度超过报警温度时，直接将散热风扇打开至最大模式，并在显示器6上报警提示驾驶者；
再者，实际应用中，我们无法同时最优地满足4个温度的散热需求，故在发动机正常工作模式时，比较C1、C2、C3及C4的数值，取其最大值作为最终冷却指令，然后通过控制算法
Figure BDA0002389171830000042
(T∈[T1,T2])的计算，将冷却指令转化成脉冲信号输出，控制比例电磁阀5的开度，从而驱动变量马达控制散热风扇转速，并在算法加入平稳优化功能，使风扇转速能柔和平稳地增大与减小，降低散热风扇噪音。
基于上述方案当中通过比例电磁阀5进行控制变量马达的设置，控制器1根据最终冷却指令控制比例电磁阀5的开度，比例电磁阀5驱动变量马达控制散热风扇转速。比例电磁阀5通过不同形式代替传统的控制部分，按输入的电气信号连续地、按比例地对油流的压力、流量或方向进行远距离控制，比例电磁阀5一般都具有压力补偿性能，输出压力和流量可以不受负载变化的影响，可以实现散热风扇进行更加平稳的转速改变，以达到散热风扇进行转速改变时噪音更小。具体实施过程为：
控制器1首先采集发动机水温、进气温度、变速箱油温以及液压油箱温度信号，通过控制算法
Figure BDA0002389171830000043
(T∈[T1,T2])的计算，分别计算出上述4个温度的冷却指令，此时，控制器1判断4个冷却指令是否超过预设的报警温度，假如超过预设的报警温度，则直接将散热风扇打开至最大模式，并在显示器6上报警提示驾驶者，假如没有超过预设报警温度，则进行4个冷却指令的比较，并取冷却指令的最大值，并通过控制算法将最大值转化成脉冲信号，通过脉冲信号控制比例电磁阀5进行开度，可以实现散热风扇进行更加平稳的转速改变，以达到散热风扇进行转速改变时噪音更小；需要说明的是，当整机在正常工作状态下工作了一定的时间后突然熄火，再重新启动的瞬间，由于系统此时油温可能处于较高水平，但控制程序仍然默认冷却指令为0，导致没有充足的流量使散热风扇的变量马达顺利启动，在发动机完全启动一瞬间，算法控制将冷却指令设置到总指令的60％，维持1秒，给系统一个短暂的冲击压力帮助变量马达启动，然后恢复正常工作状态，以保证散热系统的软启动，确保散热系统的稳定性。
进一步地，内燃叉车智能冷却系统还包括与控制器1连接的显示器6；显示器6内置有报警提示组件。上述方案中已经提到了显示器6的作用，当控制器1采集的任意实时温度超过预设的报警温度时，会直接将散热风扇开启之最大转速，来满足系统的散热需求，同时通过显示器6的报警提示组件进行提示，使驾驶员更加规范地进行作业，保证驾驶过程的安全。
综上所述，本实施例所提供的内燃叉车智能冷却系统主要包括控制器、发动机控制器、变速箱控制器、温度传感器和比例电磁阀，发动机控制器和变速箱控制器通过总线与控制器进行数据交互，温度传感器和比例电磁阀通过导线直接与控制器连接，比例电磁阀用于根据控制器指令控制风扇转速。本申请公开的内燃叉车智能冷却系统，通过控制器实时采集发动机不同部位的温度，若实时温度超过预设报警温度，则直接将散热风扇开启至最大转速来满足系统散热需求，若实时温度没有超过预设报警温度，则进行算法比较，确定最大冷却指令，并将冷却指令转化成脉冲信号，控制比例电磁阀对散热风扇进行更加平稳的转速变化，减少了散热系统的噪音。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种内燃叉车智能冷却系统，其特征在于，包括控制器(1)、发动机控制器(2)、变速箱控制器(3)、温度传感器(4)和比例电磁阀(5)，所述发动机控制器(2)和所述变速箱控制器(3)通过总线与所述控制器(1)进行数据交互，所述温度传感器(4)和所述比例电磁阀(5)通过导线直接与所述控制器(1)连接，所述比例电磁阀(5)用于根据所述控制器(1)指令控制风扇转速。
2.根据权利要求1所述的内燃叉车智能冷却系统，其特征在于，所述控制器(1)分别采集发动机水温信号、进气温度信号、变速箱油温信号和液压油箱温度信号。
3.根据权利要求2所述的内燃叉车智能冷却系统，其特征在于，所述控制器(1)根据
Figure FDA0002389171820000011
分别计算所述发动机水温信号、所述进气温度信号、所述变速箱油温信号及所述液压油箱温度信号对应的数值C1、C2、C3及C4，比较C1、C2、C3及C4并选取最大值作为最终冷却指令；其中，T为实时温度值，ξ为扩大系数，[T1,T2]为工作温度区间。
4.根据权利要求3所述的内燃叉车智能冷却系统，其特征在于，所述控制器(1)根据所述最终冷却指令控制所述比例电磁阀(5)的开度，所述比例电磁阀(5)驱动变量马达控制风扇转速。
5.根据权利要求4所述的内燃叉车智能冷却系统，其特征在于，还包括与所述控制器(1)连接的显示器(6)。
6.根据权利要求5所述的内燃叉车智能冷却系统，其特征在于，所述显示器(6)内置有报警提示组件。
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CN115752799A (zh) * 2022-10-13 2023-03-07 国家管网集团北方管道有限责任公司 一种基于物联网的智慧工地安全预警装置

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