CN112983619B - 工程机械散热系统、电子风扇控制方法和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械散热系统，为解决现有工程机械散热系统中电子风扇之间产生拍振的问题；提供一种工程机械散热系统、电子风扇控制方法和工程机械，其中工程机械散热系统，包括控制器、多个电子风扇、用于测定散热系统温度参数的测温装置、用于检测每个电子风扇的实际转速的转速检测装置；控制器依据温度参数确定每个电子风扇的理论转速，并依据各电子风扇的实际转速输出电流驱动控制电子风扇工作于理论转速。本发明中控制各电子风扇工作于各自的理论转速下，避免因两个电子风扇的转速接近理论转速却存在较小转速差而引起的拍振现象。

Description

工程机械散热系统、电子风扇控制方法和工程机械

技术领域

本发明涉及一种工程机械散热系统，更具体地说，涉及一种工程机械散热系统、电子风扇控制方法和工程机械。

背景技术

目前工程机械为了提高产品性能和提升舒适性，研究开发了低能耗低噪音的智能散热系统。智能散热系统的电子风扇采用车载电源供电，通过整车控制器进行转速控制。

在工程机械上，散热系统通常将多个散热器芯子拼装在一起，与各散热器芯子对应的电子风扇也集成安装在同一平面，各散热器芯子的风道与各电子风扇所形成的风道重合。电子风扇的控制按照散热器芯子进行分组，每一个散热器芯子或者散热需求相同的多个散热器芯子所对应的电子风扇划分为一组，控制器对各组电子风扇分别控制。

控制器依据各散热器芯子的温度向与该散热器芯子对应的电子风扇组中的各电子风扇输出相同的控制电流驱动电子风扇转动。因此每组电子风扇的转速理论上应该完全一样，但由于电子风扇产品本身会和整车电气系统存在差异容易导致每组电子风扇实际转速存在偏差。

对于电子风扇这种旋转机构，其在制造过程中必然产生一定质量偏心，这种偏心质量在旋转过程中会周期性地产生一种离心力，其垂直方向分量即为电子风扇施加的激振力。该激振力使电子风扇进行受拍振动，当两个风扇由于转速不相同，但转速差很小，两个风扇频率接近的力(激励源)产生的振动叠加，造成波形总幅值的周期性波动，产生拍振现象。

拍振是两个频率接近的力(激励源)产生的振动叠加在一起造成的，由于频率接近，周期也接近，每过一个周期两个信号的相对相位就会有一点变化，接近同相的时候两个信号叠加，幅值变大，接近反相的时候两个信号相互抵消，幅值变小，造成波形总幅值的周期性波动。

智能散热系统中，由于各电子风扇存在偏心质量，且各电子风扇转动过程中转速较近同时由存在差异而可能导致拍振现象。电子风扇造成的拍振现象极大降低了智能散热系统使用寿命，同时导致驾驶室周期性振动，造成驾驶室舒适性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有工程机械智能散热系统中电子风扇之间产生拍振现象的问题，而提供一种工程机械散热系统、电子风扇控制方法和工程机械，以便消除由电子风扇产生拍振现象，提高智能散热系统使用寿命和机器驾驶操作的舒适性差。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种工程机械散热系统，包括：

控制器、集成安装在一起的多个电子风扇、由多个散热器芯子集成安装在一起的散热器芯子总成、用于测定散热系统温度参数的测温装置；其特征在于还包括：

转速检测装置，用于检测每个电子风扇的实际转速；

所述控制器依据温度参数确定每个电子风扇的理论转速，并依据各电子风扇的实际转速输出电流驱动控制所述电子风扇工作于理论转速。

多个电子风扇集成安装在一起，其风道与散热器芯子总成的风道重合，电子风扇转动驱动的流动空气流经散热器芯子，与散热器芯子总成中的各散热器芯子发生热交换，实现散热。

在该工程机械散热系统中，每个电子风扇都设置转速检测装置检测电子风扇的实际转速，并控制各电子风扇工作于各自的理论转速下，从而避免因两个电子风扇的转速位于理论转速附近却存在较小转速差而引起的拍振现象。

上述工程机械散热系统中，所述控制器依据温度参数确定每个电子风扇的理论转速后比对各个电子风扇的理论转速，如果两个电子风扇所对应的理论转速之间的差值大于零且该差值处于预定阈值范围时将转速值较大的理论转速作为转速值较小的理论转速所对应的电子风扇的理论转速。当依据温度参数确定的理论转速存在多个时，比如散热系统的散热器芯子分区控温时，则可能会出现两个以上的理论转速，多个理论转速则有可能存在两个理论转速比较接近，如果多个电子风扇分别按照两个比较接近的理论转速工作，则这些电子风扇之间可能会由于转速比较接近而引起拍振。为避免这种情形，当出现两个比较接近的理论转速时，则将较大的理论转速作为相应电子风扇的理论转速，从而避免拍振。

上述工程机械散热系统中，工程机械散热系统还包括用于显示各电子风扇实际转速的显示装置，所述控制器包括各电子风扇理论转速确定后开始计时的计时模块，如果所述计时模块计时时长等于预定值且具有电子风扇的实际转速小于该电子风扇的理论转速时则在显示装置显示报警信息。

上述工程机械散热系统中，同一散热器芯子所配置的电子风扇构成电子风扇组，同一电子风扇组中的各电子风扇的理论转速相同。在工程机械上，散热系统通常包括多个散热器芯子，例如水散、油散等，每个散热器芯子都配置有一个或多个电子风扇，因此可以将隶属于同一散热器芯子的多个电子风扇划分为一组，或者将隶属于散热需求相同的散热器芯子的多个电子风扇划分为一组，控制器对所有电子风扇按组进行控制，同一组的电子风扇的理论转速相同。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种工程机械散热系统的电子风扇控制方法，所述工程机械散热系统包括集成安装在一起的多个电子风扇和输出电流驱动电子风扇转动的控制器；其特征在于控制方法如下：

实时检测散热系统温度参数，控制器依据温度参数确定每个电子风扇的理论转速；

实时检测各电子风扇的实际转速，控制器依据各电子风扇的实际转速输出电流驱动控制各所述电子风扇工作于其对应的理论转速。

在工程机械散热系统的控制方法中，检测每个电子风扇的实际转速，并控制各电子风扇工作于各自的理论转速下，从而避免因两个转速位于理论转速附近却存在较小转速差的电子风扇之间引起拍振现象。

上述电子风扇控制方法中，确定每个电子风扇的理论转速时两两比较依据温度参数所确定的各电子风扇理论转速，如果两个电子风扇所对应的理论转速之间的差值大于零且该差值处于预定阈值范围时将转速值较大的理论转速作为转速值较小的理论转速所对应的电子风扇的理论转速。为避免两个理论转速的电子风扇之间产生拍振，将两个比较接近的理论转速中较大的理论转速作为相应电子风扇的理论转速，从而避免拍振。两个电子风扇之间的理论转速差值处于相应阈值范围可以是指理论转速差值与某个转速值之间的比值，例如与该两个理论转速值的平均值的比值，或者与该两个理论转速中数值较大的理论转速的比值。若比值小于预定值时比如比值小于0.1时将转速值较大的理论转速作为转速值较小的理论转速所对应的电子风扇的理论转速。

上述电子风扇控制方法中，所有电子风扇划分为多个电子风扇组，同一电子风扇组中的各电子风扇的理论转速相同。散热系统中通常包含多个散热器芯子，各个散热器芯子之间可能具有独立的散热需求，也可能具有相同的散热需求，将隶属于具有相同散热需求的散热器芯子的所有电子风扇划为一组，依据该散热器芯子的温度参数确定一个理论转速。

上述电子风扇控制方法中，在确定各电子风扇的理论转速后开始计时，如果计时时长等于预定值具有电子风扇的实际转速小于该电子风扇的理论转速时则显示报警信息。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种工程机械，其特征在于具有前述的工程机械散热系统。该工程机械可以是装载机，也可以挖掘机等。

附图说明

图1是本发明工程机械散热系统的控制原理图。

图中零部件名称及序号：

散热器芯子总成1、散热区域11、电子风扇2、转速传感器3、信号传输电缆31、测温装置4、信号电缆41、控制器5、电子风扇驱动线缆51、显示器6、显示信号传输电缆61。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

在工程机械中，采用电子风扇驱动空气进行散热的工程机械散热系统通常包括多个散热器芯子，多个散热器芯子集成拼装在一起形成散热器芯子总成1。在工程机械作业时，各个散热器芯子中，有些散热器芯子的散热需求不同，也有部分散热器芯子的散热需求相同，散热需求相同的散热器芯子通常在风道上重叠布置，或者相邻布置。对于各个散热器芯子，配置有至少个电子风扇，将多个电子风扇划分为多组，每一组电子风扇对应一个散热器芯子或者对应多个散热需求相同的散热器芯子。

如图1所示，本实施例中的工程机械散热系统包括散热器芯子总成1、电子风扇2、控制器5、显示器6、测温装置4、检测电子风扇转速的转速检测装置。

电子风扇2共为九个，每三个电子风扇2分为三组，每组三个电子风扇2。在本实施例中，按照散热需求散热器芯子总成1划分为三个散热区域11，每个散热区域11配置一个电子风扇组。电子风扇组的划分依据散热器芯子散热需求及布置进行划分。各组中的各个电子风扇各自通过电子风扇驱动线缆51与控制器5连接，控制器5输出电流按组控制各电子风扇2的转速，使其满足各散热区域的散热需求。

转速检测装置包括多个转速传感器3，每个电子风扇2上都对应设置有转速传感器3。转速传感器3通过信号传输电缆31与控制器5连接，使得控制器5能够实时获取每个电子风扇2的实际转速。

显示器6通过显示信号传输电缆61与控制器5连接，控制器5用于显示散热系统的工作状况，例如显示各散热器芯子的温度参数、各电子风扇的实际转速和理论转速，或者存在异常时显示相应的报警信息。

测温装置4(通常为温度传感器)用于检测散热系统的温度参数，比如用于检测各散热器芯子的冷却液入口温度和出口温度，测温装置4通过信号电缆41与控制器5电连接，控制器5通过测温装置4实时获取各散热器芯子的温度，从而确定对应散热器芯子所在区域的散热需求，进而输出控制电流使相应的电子风扇工作于相应的理论转速状态下，满足各散热器芯子的散热需求。

本实施例中的电子风扇控制方法如下：

通过测温装置4实时检测散热系统温度参数，控制器5依据温度参数确定每个电子风扇2的理论转速；即根据散热系统中各散热器芯子的温度参数，分别确定三组电子风扇2的理论转速。根据温度参数确定三组电子风扇2的理论转速之后将三个理论转速进行两两对比。例如第一组电子风扇的理论转速为n1，第二组电子风扇的理论转速为n2，n2＞n1。

比对时，如果n2-n1＜K*n2，其中K为设定的系数，通常K＝0.1，则将第一组电子风扇的理论转速也设置为n2。通过对各组电子风扇组的理论转速的比较，使得各电子风扇组的理论转速相同或者两理论转速的差值足够大，转速差大到使相应的电子风扇之间不会产生拍振。

判断两理论转速之间的差值是否处于相应阈值范围时，还可以将该差值与较小的理论转速n1相比较，或者与两理论转速的平均值进行比较。

通过转速传感器实时检测各电子风扇2的实际转速，以各电子风扇的理论转速作为目标值，控制器5依据各电子风扇的实际转速，采用闭环控制分别输出电流驱动各电子风扇转动工作于理论转速，即电子风扇的驱动采用电子风扇与驱动电流一对一地控制，两个理论转速相同的电子风扇的驱动电流可能存在差异。

在确定各电子风扇的理论转速后开始计时，如果计时时长达到预定值且具有电子风扇2的实际转速小于该电子风扇2的理论转速时则显示报警信息，提示操作者散热系统可能存在的故障。

在本实施例中，避免了各电子风扇的理论转速接近(转速存在差值，但差值较小，会引起拍振)而引起电子风扇组之间产生的拍振，同时对于同一电子风扇组中的各电子风扇的实际转速进行控制，使同一组中的各电子风扇的实际转速都等于理论转速，从而避免同一组中的各电子风扇之间产生拍振，进而实现整个散热系统中避免各电子风扇之间产生拍振，实现电子风扇不会因为拍振现象而极大降低了散热系统使用寿命，驾驶室也不会因为拍振而产生周期性振动而降低驾驶室舒适性。

Claims (7)

1.一种工程机械散热系统，包括：

控制器、集成安装在一起的多个电子风扇、由多个散热器芯子集成安装在一起的散热器芯子总成、用于测定散热系统温度参数的测温装置；

其特征在于还包括：

转速检测装置，用于检测每个电子风扇的实际转速；

所述控制器依据温度参数确定每个电子风扇的理论转速，所述控制器比对各个电子风扇的理论转速，如果两个电子风扇所对应的理论转速之间的差值大于零且该差值处于预定阈值范围时将转速值较大的理论转速作为转速值较小的理论转速所对应的电子风扇的理论转速；

所述控制器依据各电子风扇的实际转速分别输出电流驱动控制各电子风扇工作于理论转速。

2.根据权利要求1所述的工程机械散热系统，其特征在于工程机械散热系统还包括用于显示各电子风扇实际转速的显示装置，所述控制器包括各电子风扇理论转速确定后开始计时的计时模块，如果所述计时模块计时时长等于预定值且具有电子风扇的实际转速小于该电子风扇的理论转速时则在显示装置显示报警信息。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的工程机械散热系统，其特征在于所有电子风扇划分为多个电子风扇组，同一电子风扇组中的各电子风扇的理论转速相同。

4.一种工程机械散热系统的电子风扇控制方法，所述工程机械散热系统包括集成安装在一起的多个电子风扇和输出电流驱动电子风扇转动的控制器；其特征在于控制方法如下：

实时检测散热系统温度参数，控制器依据温度参数确定每个电子风扇的理论转速；

实时检测各电子风扇的实际转速并两两比较依据温度参数所确定的各电子风扇理论转速，如果两个电子风扇所对应的理论转速之间的差值大于零且该差值处于预定阈值范围时将转速值较大的理论转速作为转速值较小的理论转速所对应的电子风扇的理论转速；

控制器依据各电子风扇的实际转速输出电流驱动控制各所述电子风扇工作于其对应的理论转速。

5.根据权利要求4所述的电子风扇控制方法，其特征在于所有电子风扇划分为多个电子风扇组，同一电子风扇组中的各电子风扇的理论转速相同。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的电子风扇控制方法，其特征在于在确定各电子风扇的理论转速后开始计时，如果计时时长等于预定值具有电子风扇的实际转速小于该电子风扇的理论转速时则显示报警信息。

7.一种工程机械，其特征在于具有权利要求1至3中任一项所述的工程机械散热系统。

Images