CN112682156A - 一种电控液力驱动风扇冷却控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电控液力驱动风扇冷却控制系统及控制方法，包括主散热模块、副散热模块；主散热模块通过发动机带动其工作；副散热模块通过液压马达驱动其工作；液压马达与比电磁例阀并联，控制器通过温度传感器对副散热模块中的散热器冷却单元温度信号采集，并对采集信号进行处理后，输出控制信号至电磁比例阀，电磁比例阀控制液压马达的压力和流量来调节液压马达的转速，液压马达驱动副散热模块风扇，液压泵为液压马达供油。本发明采用机械液压混合散热方案，节能、高效、控制精准。满足日益市场对于散热系统日益提高的要求，达到预期设计目标。散热功率大、高效节能。
Description
技术领域
本发明属于车辆散热技术领域，具体涉及一种电控液力驱动风扇冷却控制系统及控制方法。
背景技术
随着整车功能的不断拓展，国五、国六排放法规的日益严格，要求车辆匹配散热功率更大、更加高效、控制精度更高的节能散热系统。传统的重卡散热方案采用单独的冷却系统(即冷却系统处于发动机前端，风扇安装于发动机轮系上)，风扇采用温控硅油风扇或者电控硅油风扇，转速控制不精准、散热效率不高，同时受限于整车布置，散热器大小有局限性，散热功率不大。不能满足日益增加的散热能力要求。
发明内容
本发明提供一种电控液力驱动风扇冷却控制系统及控制方法，要解决的技术问题是：解决现有散热器功率小、效率低、控制精度不准确的问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：包括主散热模块、副散热模块、液压泵、电磁比例阀、液压马达、油箱、过滤器、温度传感器、控制器、发动机；主散热模块的主散热模块风扇安装于发动机的轮系，通过发动机带动其旋转；副散热模块的副散热模块风扇与液压马达连接，通过液压马达驱动其工作；液压马达与比电磁例阀并联，控制器通过温度传感器对副散热模块中的散热器冷却单元温度信号采集，并对采集信号进行处理后，输出控制信号至电磁比例阀，电磁比例阀控制液压马达的压力和流量来调节液压马达的转速，液压马达驱动副散热模块风扇，液压泵为液压马达供油。
一种电控液力驱动风扇冷却控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、控制器读取发动机冷却液的温度，当动力系统散热量小，冷却液温度没有达到设定值a时，仅使用主散热模块散热，副散热模块不运行，主散热模块的风扇转速最低为c，最高为d，进行自调节运行，逐步升高；
S2、当动力系统散热量大，冷却液温度高的时候，控制器读取到冷却液温度超过设定值a时，主散热模块的风扇转速在c-d之间进行自调节运行，逐步升高；通过液压马达驱动副散热模块风扇，副散热模块开始工作，副散热模块的风扇转速最低为d，最高为e，副散热模块的风扇转速从d开始，通过电磁比例阀调节，逐步升高；
S3、当水温达到b以上，副散热模块的风扇转速达到最大值e，主散热模块的风扇转速达到最大值d。
有益效果：本发明采用机械液压混合散热方案，节能、高效、控制精准。满足日益市场对于散热系统日益提高的要求，达到预期设计目标。散热功率大、高效节能。
附图说明
图1本发明的原理图；
图2为PWM信号示意图；
图3为风扇控制示意图；
图4为本发明散热原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，包括主散热模块、副散热模块、液压泵1、电磁比例阀2、液压马达3、油箱4、过滤器5、温度传感器6、控制器7、发动机10；
主散热模块固定于车架前部，副散热模块固定在大梁的独立框架上；主散热模块包括依次设置的空空中冷器、主散热器、主导风罩、主散热模块风扇；主散热模块风扇安装于发动机轮系，通过发动机带动其旋转，将风从空空中冷器前端吸入，经主散热器、主导风罩进行降温。副散热模块包括依次设置的副散热模块风扇、副导风罩、副散热器。
主散热模块的主散热模块风扇安装于发动机的轮系，通过发动机带动其旋转，进行降温；
副散热模块的副散热模块风扇8与液压马达连接，通过液压马达驱动其工作，进行冷却；
液压马达与比电磁例阀并联，控制器(ECU)为发动机的组成部分，通过温度传感器6对副散热模块中的散热器9冷却单元温度信号采集，并对采集信号进行运算处理，输出控制信号至电磁比例阀2，电磁比例阀控制液压马达的压力和流量来调节液压马达的转速，液压马达驱动副散热模块风扇 8，实现副散热模块风扇的无极调速，从而使流经散热器的冷却空气能依据散热器的热负荷的大小能自动控制。
电磁比例阀采用电磁比例溢流阀作为预定压力调节装置，电磁比例阀输出的控制信号为PWM(脉宽调制)信号，是指具有恒定载波频率，不同开启时间比率的信号，如图3所示，T为载波周期，Tm为开启时间，阀的输入信号用占空比Di＝Tm/T来衡量，由于周期非常小，在系统中一般为 0.0004-0.03，Di越大，比例阀溢流量也越大。
而液压泵为定量泵，则当流经液压马达3的液压油流量减小时，流经液压马达的的油压降低，马达的转速下降。反之，原理相同,马达的转速上升。
根据上述原理，通过调节T、Tm的值进行控制；
控制方法，具体包括以下步骤：
S1、ECU读取发动机冷却液的温度，当动力系统散热量小，冷却液温度没有达到设定值a时，仅使用主散热模块散热，副散热模块不运行，主散热模块的风扇转速最低为c，最高为d，进行自调节运行，逐步升高；
S2、当动力系统散热量大，冷却液温度高的时候，特别针对车辆大功率、大扭矩、全负荷长时间运行时，ECU读取到冷却液温度超过设定值a时，主散热模块的风扇转速在c-d之间进行自调节运行，逐步升高；
通过液压马达驱动副散热模块风扇，副散热模块开始工作，副散热模块的风扇转速最低为d，最高为e，副散热模块的风扇转速从d开始，通过电磁比例阀调节，逐步升高。
S3、当水温达到b以上，副散热模块的风扇转速达到最大值e，主散热模块的风扇转速达到最大值d
通过上述精确控制调节水温。上述参数a、b、c、d、e根据不同阶段需要控制的水温值来确定。
因此，比例阀溢流量可用下式来计算：
q＝Cd·A·Di·(2△P/P)1/2………(1.1)
式中；Cd表示流量系数，A表示阀的开口面积，Di占空比；△P表示油的压差，P表示油的密度。式(1.1)表明Di越大，比例阀溢流量也越大。马达与比例阀并联，而液压泵为定量泵，则当流经马达的液压油流量减小时，流经马达的的油压降低，马达的转速下降。反之，原理相同,马达的转速上升。
散热器控制：根据读取发动机冷却水温度控制主副散热器的运行，当动力系统散热量小，冷却液温度没有达到设定值时，仅使用主散热模块散热，副散热模块不运行；当动力系统散热量大，冷却液温度高的时候，特别针对车辆大功率、大扭矩、全负荷长时间运行时，通过液压组件驱动副散热模块风扇12，副散热模块开始工作，此时主副散热模块同时运行。
散热原理：
大循环:发动机出水口与副散热模块散热器入水口连接，副散热模块散热器出水口与主散热模块散热器入水口连接，主散热模块散热器出水口与发动机水泵回水口连接；
发动机本体实现散热小循环：发动机水泵出水口、热交换器、节温器、发动机回水口依次循环。
本发明的优点在于采用机械液压混合散热方案，节能、高效、控制精准。满足日益市场对于散热系统日益提高的要求，达到预期设计目标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：包括主散热模块、副散热模块、液压泵、电磁比例阀、液压马达、油箱、过滤器、温度传感器、控制器、发动机；主散热模块的主散热模块风扇安装于发动机的轮系，通过发动机带动其旋转；副散热模块的副散热模块风扇与液压马达连接，通过液压马达驱动其工作；液压马达与比电磁例阀并联，控制器通过温度传感器对副散热模块中的散热器冷却单元温度信号采集，并对采集信号进行处理后，输出控制信号至电磁比例阀，电磁比例阀控制液压马达的压力和流量来调节液压马达的转速，液压马达驱动副散热模块风扇，液压泵为液压马达供油。
2.根据权利要求1所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：主散热模块固定于车架前部，副散热模块固定在大梁的独立框架上。
3.根据权利要求1所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：电磁比例阀采用电磁比例溢流阀作为预定压力调节装置。
4.根据权利要求3所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：电磁比例阀输出的控制信号为PWM信号。
5.根据权利要求3所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：液压泵为定量泵。
6.根据权利要求3所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：主散热模块包括依次设置的空空中冷器、主散热器、主导风罩、主散热模块风扇；主散热模块风扇安装于发动机轮系，通过发动机带动其旋转，将风从空空中冷器前端吸入，经主散热器、主导风罩进行降温。
7.根据权利要求3所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制系统，其特征在于：副散热模块包括依次设置的副散热模块风扇、副导风罩、副散热器。
8.一种电控液力驱动风扇冷却控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、控制器读取发动机冷却液的温度，当动力系统散热量小，冷却液温度没有达到设定值a时，仅使用主散热模块散热，副散热模块不运行，主散热模块的风扇转速最低为c，最高为d，进行自调节运行，逐步升高；
S2、当动力系统散热量大，冷却液温度高的时候，控制器读取到冷却液温度超过设定值a时，主散热模块的风扇转速在c-d之间进行自调节运行，逐步升高；通过液压马达驱动副散热模块风扇，副散热模块开始工作，副散热模块的风扇转速最低为d，最高为e，副散热模块的风扇转速从d开始，通过电磁比例阀调节，逐步升高；
S3、当水温达到b以上，副散热模块的风扇转速达到最大值e，主散热模块的风扇转速达到最大值d。
9.根据权利要求8所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制方法，其特征在于，上述参数a、b、c、d、e根据不同阶段需要控制的水温值来确定。
10.根据权利要求8所述的一种电控液力驱动风扇冷却控制方法，其特征在于，当流经液压马达的液压油流量减小时，流经液压马达的的油压降低，马达的转速下降，反之，液压马达的转速上升。
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