CN112031916A - 发动机冷却风扇调速控制系统、装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于发动机冷却技术领域，提供了发动机冷却风扇调速控制系统、装置及终端设备，包括风扇转速采集模块，发动机转速采集模块，电磁阀驱动模块，温度采集模块，控制模块，通信模块，风扇转速采集模块采集风扇的转速信号，发动机转速采集模块采集发动机的转速信号，温度采集模块分别采集发动机缸盖的温度信号及发动机内的油液的温度信号，将风扇的转速信号、发动机的转速信号、发动机缸盖的温度信号及发动机内的油液的温度信号输出至电磁阀驱动模块，电磁阀驱动模块驱动电磁阀进行开启和关闭的作业，从而改变耦合器的充液率及耦合器的泵轮、涡轮间滑差，实现对风扇的转速进行实时控制和调整，同时适用于空间狭小的车用发动机。

Description

发动机冷却风扇调速控制系统、装置及终端设备

技术领域

本发明属于发动机冷却技术领域，尤其涉及一种发动机冷却风扇调速控制系统、装置及终端设备。

背景技术

关于发动机冷却风扇自动控制，在现有技术中大多采用电机进行转速调节和硅油离合器调速方法。但是，电机的引入同时也带来了如电机选型、装置结构复杂等一系列问题。而硅油离合器调速方法不能连续地调节风扇转速，也就是说在硅油离合器调速方法中，风扇转速只能一级一级地阶跃调节，无法准确提供此工况下的最佳冷却强度。除此之外，受到调速型液力耦合器应用于风机、水泵调速的启发，人们开始尝试并研究采用调速型液力耦合器对发动机冷却风扇转速进行控制。根据液力耦合器调速方式的区别，此控制方案又分为两个方向，即采用出口调节式液力耦合器控制和采用进口调节式液力耦合器控制。出口调节式液力耦合器通过勺管机构控制充液率的变化，该调速装置反应灵敏，精度高，常用于风机、水泵的转速控制，但由于其结构复杂，尺寸较大，应用于空间狭小的车用发动机十分困难。入口调节式液力耦合器采用节流阀控制工作油液流量，进而控制液力耦合器的充液率，该调速装置结构简单，占用空间少，但同时还具有响应慢、精度差的特点，因此使用较少。

在现有技术中，无解决前述技术问题相匹配的系统，是目前本领域技术人员需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了发动机冷却风扇调速控制系统、装置及终端设备，以解决上述现有技术中存在的问题。

一种发动机冷却风扇调速控制系统，包括下述模块：

风扇转速采集模块，用于采集风扇的转速信号；

发动机转速采集模块，用于采集发动机的转速信号；

电磁阀驱动模块，用于采集驱动电磁阀开关的作业信号，并向所述电磁阀发送开关作业信号；

温度采集模块，用于采集所述发动机缸盖的温度信号及耦合器内的油液的温度信号；

控制模块，用于接收风扇转速采集模块、发动机转速采集模块、电磁阀驱动模块、温度采集模块、通信模块的信号并向各模块输出控制信号；

通信模块，用于在控制模块与PC机之间建立通信并传输数据。

进一步的，所述风扇转速采集模块的输入端与风扇转速传感器相连，输出端与所述控制模块相连；

所述发动机转速采集模块的输入端与发动机转速传感器相连，输出端与所述控制模块相连。

进一步的，所述电磁阀驱动模块输入端与所述控制模块相连，输出端与电磁阀相连。

进一步的，所述温度采集模块的输入端与温度传感器相连，输出端与所述控制模块相连。

进一步的，所述通信模块的一端与所述控制模块相连，另一端与PC机相连。

一种发动机冷却风扇调速方法，包括下述步骤：

获取风扇目标转速信息步骤，是指根据发动机的工况数据获取所述风扇的目标转速信息；

获取风扇实际转速信息步骤，是指通过风扇转速传感器采集所述风扇的实际转速信息；

获取温度信息步骤，是指通过温度传感器分别采集所述发动机的缸盖的温度和耦合器内油液的温度；

计算转速的调整量步骤，是指通过计算所述风扇实际转速信息与所述风扇的实际转速信息的差值，得到风扇的所述转速的调整量；

生成电磁阀的驱动信号步骤，是指将所述转速的调整量转化为控制所述电磁阀的驱动信号；

调整电磁阀的开关动作时间步骤，是指所述电磁阀根据所述驱动信号调整每次开启和关闭动作的时间。

进一步的，在计算转速的调整量步骤中，还包括：

调整量修正步骤，是指在获取到所述转速的调整量后，根据所述发动机的缸盖的温度和耦合器内油液的温度对所述转速的调整量进行修正；

将修正后的所述转速的调整量转化为控制所述电磁阀的驱动信号；

所述风扇转速传感器设置在风扇的叶片前4mm至6mm处。

一种发动机冷却风扇调速装置，包括上述方法中的任一步骤。

一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法中的任一步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的任一步骤。

在本发明中，风扇转速采集模块采集风扇的转速信号，发动机转速采集模块采集发动机的转速信号，温度采集模块分别采集发动机缸盖的温度信号及发动机内的油液的温度信号，将风扇的转速信号、发动机的转速信号、发动机缸盖的温度信号及发动机内的油液的温度信号输出至电磁阀驱动模块，电磁阀驱动模块驱动电磁阀进行开启和关闭的作业，从而改变耦合器的充液率及耦合器的泵轮、涡轮间滑差，实现对风扇的转速进行实时控制和调整，并提升了耦合器的相应速度和精度。同时，还能够准确提供冷却强度。此外，结构简单，尺寸较小，适用于空间狭小的车用发动机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的发动机冷却风扇调速控制系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的发动机冷却风扇调速方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例的第一方面提供了一种发动机冷却风扇调速控制系统，如图1所示，包括下述模块：

风扇转速采集模块，用于采集风扇的转速信号；

发动机转速采集模块，用于采集发动机的转速信号；

电磁阀驱动模块，用于采集驱动电磁阀开关的作业信号，并向电磁阀发送开关作业信号；

温度采集模块，用于采集发动机缸盖的温度信号及耦合器内的油液的温度信号；

控制模块，用于接收风扇转速采集模块、发动机转速采集模块、电磁阀驱动模块、温度采集模块、通信模块的信号并向各模块输出控制信号；

通信模块，用于在控制模块与PC机之间建立通信并传输数据。

风扇转速采集模块采集风扇的转速信号，发动机转速采集模块采集发动机的转速信号，温度采集模块分别采集发动机缸盖的温度信号及发动机内的油液的温度信号，将风扇的转速信号、发动机的转速信号、发动机缸盖的温度信号及发动机内的油液的温度信号输出至电磁阀驱动模块，电磁阀驱动模块驱动电磁阀进行开启和关闭的作业，从而改变耦合器的充液率及耦合器的泵轮、涡轮间滑差，实现对风扇的转速进行实时控制和调整，并提升了耦合器的相应速度和精度。同时，还能够准确提供冷却强度。此外，结构简单，尺寸较小，适用于空间狭小的车用发动机。

风扇转速采集模块的输入端与风扇转速传感器相连，输出端与控制模块相连；

发动机转速采集模块的输入端与发动机转速传感器相连，输出端与控制模块相连。

电磁阀驱动模块输入端与控制模块相连，输出端与电磁阀相连。

温度采集模块的输入端与温度传感器相连，输出端与控制模块相连。

通信模块的一端与控制模块相连，另一端与PC机相连。

各模块之间的连接关系实现了发动机冷却风扇调速控制系统，辅助实现了对风扇的转速进行实时控制和调整，并提升了耦合器的相应速度和精度。同时适用于空间狭小的车用发动机。

本发明实施例的第二方面提供了一种发动机冷却风扇调速方法，如图2所示，包括下述步骤：

获取风扇目标转速信息步骤，是指根据发动机的工况数据获取风扇的目标转速信息；

获取风扇实际转速信息步骤，是指通过风扇转速传感器采集风扇的实际转速信息；

获取温度信息步骤，是指通过温度传感器分别采集发动机的缸盖的温度和耦合器内油液的温度；

计算转速的调整量步骤，是指通过计算风扇实际转速信息与风扇的实际转速信息的差值，得到风扇的转速的调整量；

生成电磁阀的驱动信号步骤，是指将转速的调整量转化为控制电磁阀的驱动信号；

调整电磁阀的开关动作时间步骤，是指电磁阀根据驱动信号调整每次开启和关闭动作的时间。

控制器根据采集到的发动机工况数据，利用现有技术将采集到的发动机工况数据获得冷却风扇目标转速，并将其与采集到的风扇实际转速求差，得到风扇的转速的调整量。对风扇的转速的调整量进行现在技术中的自动控制运算，运算结果以脉冲波占空比的形式输出至电磁阀，电磁阀控制风扇由当前的实际转速变化至目标转速，实现对风扇的转速进行实时控制和调整，并提升了耦合器的相应速度和精度。同时适用于空间狭小的车用发动机。

电磁阀的驱动信号为脉冲波信号，脉冲波信号的占空比反映了电磁阀在一个开关动作周期内的关闭时间。

在计算转速的调整量步骤中，还包括：

调整量修正步骤，是指在获取到转速的调整量后，根据发动机的缸盖的温度和耦合器内油液的温度对转速的调整量进行修正；

将修正后的转速的调整量转化为控制电磁阀的驱动信号；

风扇转速传感器设置在风扇的叶片前4mm至6mm处。

考虑到温度对于油液流动的影响，风扇的转速的调整量需要根据控制器采集到的温度信号使用现有技术进行修正，并对修正后风扇的转速的调整量进行自动控制运算，运算结果以脉冲波占空比的形式输出至电磁阀。

电磁阀上电性连接有将弱驱动信号转化为强驱动信号的智能功率电子开关。

温度传感器设置在发动机缸盖和机油滤清器部位，用于采集发动机缸盖的温度及耦合器内的油液的温度。

本发明实施例的第三方面提供了一种发动机冷却风扇调速装置，包括上述方法中的任一步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的任一步骤。

本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的任一步骤。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图3是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。终端设备1包括：处理器10、存储器11以及存储在存储器11中并可在处理器10上运行的计算机程序11，计算机程序11采用现有技术中的相关程序。处理器10执行计算机程序11时实现上述各个基于区块链的共享集装箱运作方法实施例中的步骤。

示例性的，计算机程序11可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器11中，并由处理器10执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序11在终端设备1中的执行过程。例如，计算机程序11可以被分割成同步模块、汇总模块、获取模块、返回模块(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如下：

终端设备1可以是手机、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备1可包括，但不仅限于，处理器10、存储器11。本领域技术人员可以理解，图1仅仅是终端设备1的示例，并不构成对终端设备1的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备1还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器11可以是终端设备1的内部存储单元，例如终端设备1的硬盘或内存。存储器11也可以是终端设备1的外部存储设备，例如终端设备1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器11还可以既包括终端设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11用于存储计算机程序以及终端设备1所需的其它程序和数据。存储器11还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法和终端设备1，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备1实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机冷却风扇调速控制系统，其特征在于，包括下述模块：

风扇转速采集模块，用于采集风扇的转速信号；

发动机转速采集模块，用于采集发动机的转速信号；

电磁阀驱动模块，用于采集驱动电磁阀开关的作业信号，并向所述电磁阀发送开关作业信号；

温度采集模块，用于采集所述发动机缸盖的温度信号及耦合器内的油液的温度信号；

控制模块，用于接收风扇转速采集模块、发动机转速采集模块、电磁阀驱动模块、温度采集模块、通信模块的信号并向各模块输出控制信号；

通信模块，用于在控制模块与PC机之间建立通信并传输数据。

2.如权利要求1所述的发动机冷却风扇调速控制系统，其特征在于，

所述风扇转速采集模块的输入端与风扇转速传感器相连，输出端与所述控制模块相连；

所述发动机转速采集模块的输入端与发动机转速传感器相连，输出端与所述控制模块相连。

3.如权利要求1所述的发动机冷却风扇调速控制系统，其特征在于，所述电磁阀驱动模块输入端与所述控制模块相连，输出端与电磁阀相连。

4.如权利要求1所述的发动机冷却风扇调速控制系统，其特征在于，所述温度采集模块的输入端与温度传感器相连，输出端与所述控制模块相连。

5.如权利要求1所述的发动机冷却风扇调速控制系统，其特征在于，所述通信模块的一端与所述控制模块相连，另一端与PC机相连。

6.一种发动机冷却风扇调速方法，其特征在于，包括下述步骤：

获取风扇目标转速信息步骤，是指根据发动机的工况数据获取所述风扇的目标转速信息；

获取风扇实际转速信息步骤，是指通过风扇转速传感器采集所述风扇的实际转速信息；

获取温度信息步骤，是指通过温度传感器分别采集所述发动机的缸盖的温度和耦合器内油液的温度；

计算转速的调整量步骤，是指通过计算所述风扇实际转速信息与所述风扇的实际转速信息的差值，得到风扇的所述转速的调整量；

生成电磁阀的驱动信号步骤，是指将所述转速的调整量转化为控制所述电磁阀的驱动信号；

调整电磁阀的开关动作时间步骤，是指所述电磁阀根据所述驱动信号调整每次开启和关闭动作的时间。

7.如权利要求6所述的发动机冷却风扇调速控制方法，其特征在于，在计算转速的调整量步骤中，还包括：

调整量修正步骤，是指在获取到所述转速的调整量后，根据所述发动机的缸盖的温度和所述耦合器内油液的温度对所述转速的调整量进行修正；

将修正后的所述转速的调整量转化为控制所述电磁阀的驱动信号；

所述风扇转速传感器设置在风扇的叶片前4mm至6mm处。

8.一种发动机冷却风扇调速装置，其特征在于，包括如权利要求6至7任一项所述方法的步骤。

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至7任一项所述方法的步骤。

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