CN113818952B - 一种车用散热风扇控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用散热风扇控制方法及装置，所述方法通过获取发动机的实时水温，若实时水温大于冷启动阈值，则获取发动机的实时转速和实时负荷，然后根据实时转速和实时负荷确定散热风扇的工作挡位，并根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇的开启时长，进而根据开启时长和实时负荷确定散热风扇的关闭时长，最后根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作；本发明合理分配了散热风扇的开启时间、关闭时间，以实现对散热风扇的无级控制，使得散热风扇的散热功率较好的匹配发动机工况，确保了发动机的散热效果，实现了对发动机的精确热管理，有效地满足了发动机的实际散热需求。

Description

一种车用散热风扇控制方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆散热系统技术领域，尤其涉及一种车用散热风扇控制方法及装置。

背景技术

作为车辆冷却系统中的重要组成部分，散热风扇的性能直接影响车辆发动机的运行效果。如何利用散热风扇对车发动机进行精确的散热管理，成为技术人员必要解决的问题。

目前市面上整车使用的风扇，主要有高低档风扇、无级风扇两种。高低档风扇的控制方式非常简单，一般为高档位、低档位设定一个阈值，发动机水温超过阈值则打开对应档位的风扇，因此，高低档风扇对发动机的散热效果只能在两种散热功率当中进行调整；无级电子风扇则是高低档风扇的延伸，其根据发动机水温控制无级电子风扇的转速以实现发动机散热。

但无论是高低档风扇还是无级电子风扇，其控制方法都比较粗糙，在某些发动机工况下，会存在散热不足的问题，在某些工况下又存在过分散热、能量消耗过多的情况。而随着车辆油耗、排放等要求的提升，现有两种风扇的控制方式对发动机的热管理控制不够精确有效，无法精确地满足发动机的实际散热需求。

发明内容

本发明提供一种车用散热风扇控制方法及装置，以解决现有技术中，散热风扇对发动机的散热管理不够精确有效的问题。

一种车用散热风扇控制方法，包括：

获取发动机的实时水温、实时转速和实时负荷；

确定所述实时水温是否大于冷启动阈值；

若所述实时水温大于所述冷启动阈值，则确定散热风扇进入间歇工作模式，并根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的工作挡位；

根据所述实时水温、所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的开启时长；

根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长；

根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

进一步地，所述根据所述实时水温、所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的开启时长，包括：

根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述发动机的发热量；

根据所述实时水温和所述发动机的发热量确定所述发动机的需求散热量；

根据所述工作挡位对应的散热功率和所述需求散热量确定所述开启时长。

进一步地，所述根据所述工作挡位对应的散热功率和所述需求散热量确定所述开启时长，包括：

确定车辆的实时车速；

根据所述工作挡位对应的散热功率和所述车辆的实时车速确定所述散热风扇的实际散热功率；

根据所述需求散热量和所述实际散热功率确定所述开启时长。

进一步地，所述根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长，包括：

确定所述实时负荷对应的分配系数，所述分配系数为预先设置的所述散热风扇开启和关闭的时长分配比例；

根据所述开启时长和所述对应的分配系数确定所述关闭时长。

进一步地，所述根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作，包括：

确定所述实时负荷对应的关闭时长限值；

确定所述关闭时长是否大于所述对应的关闭时长限值；

若所述关闭时长不大于所述对应的关闭时长限值，则根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

进一步地，所述确定所述关闭时长是否大于所述对应的关闭时长限值之后，所述方法还包括：

若所述关闭时长大于所述对应的关闭时长限值，则将所述对应的关闭时长限值作为所述散热风扇的关闭时长，根据所述开启时长和对应的关闭时长限值控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

进一步地，所述根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作之后，所述方法还包括：

确定所述实时水温对应的温升限值范围；

确定每一工作循环内的发动机温升值；

确定所述发动机温升值是否处于所述对应的温升限值范围；

若所述发动机温升值不处于所述对应的温升限值范围，则对所述开启时长和所述关闭时长进行修正；

在下一工作循环中，根据修正后的所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

进一步地，所述获取发动机的实时水温之前，包括：

在车辆上电后，确定所述发动机的水温传感器是否故障；

若所述水温传感器无故障，则获取所述发动机的实时水温；

若所述水温传感器故障，则进行所述水温传感器的故障报警，并控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

进一步地，所述确定所述实时水温是否大于冷启动阈值之后，所述方法还包括：

若所述实时水温不大于所述冷启动阈值，则控制所述散热风扇停止工作。

进一步地，所述获取发动机的实时水温之后，所述方法还包括：

确定所述实时水温是否大于高温阈值；

若所述实时水温大于高温阈值，则控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

一种车用散热风扇控制装置，包括：

第一获取模块，用于获取发动机的实时水温，并确定所述实时水温是否大于冷启动阈值；

第二获取模块，用于若所述实时水温大于所述冷启动阈值，则确定散热风扇进入间歇工作模式，并获取所述发动机的实时转速和实时负荷；

第一确定模块，用于根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的工作挡位；

第二确定模块，用于根据所述实时水温、所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的开启时长；

第三确定模块，用于根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长；

控制模块，用于根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

一种车用散热风扇控制装置，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车用散热风扇控制方法的步骤。

一种可读存储介质，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车用散热风扇控制方法的步骤。

上述车用散热风扇控制方法及装置所提供的一个方案中，通过获取发动机的实时水温，并确定实时水温是否大于冷启动阈值，若实时水温大于冷启动阈值，则获取发动机的实时转速和实时负荷，然后根据实时转速和实时负荷确定散热风扇的工作挡位，并根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇的开启时长，进而根据开启时长和实时负荷确定散热风扇的关闭时长，最后根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作；本发明中，基于发动机的水温、转速和负荷的实际需求，对风扇的开启时间、关闭时间的合理分配，以实现对散热风扇在间歇工作过程中的无级控制，使得散热风扇的散热功率能够较好的匹配发动机的实际工况，在保证发动机没有过热风险的情况下，最大限度确保了发动机的散热效果，实现了对发动机的精确热管理，从而有效满足了发动机的实际散热需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中车用散热风扇控制方法的一流程示意图；

图2是图1中步骤S40的一实现流程示意图；

图3是图1中步骤S60的一实现流程示意图；

图4是本发明一实施例中车用散热风扇控制方法的另一流程示意图；

图5是本发明一实施例中车用散热风扇控制装置的一结构示意图；

图6是本发明一实施例中车用散热风扇控制装置的另一结构示意图。

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作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。

本发明实施例提供的车用散热风扇控制方法，可应用在车辆的散热系统中，散热系统至少包括发动机、散热风扇和车用散热风扇控制装置，其中，发动机、散热风扇和车用散热风扇控制装置通过总线进行通信。车用散热风扇控制装置通过获取发动机的实时水温，并确定实时水温是否大于冷启动阈值，若实时水温大于冷启动阈值，则确定散热风扇进入间歇工作模式，进入间歇工作模式后，获取发动机的实时转速和实时负荷，然后根据实时转速和实时负荷确定散热风扇的工作挡位，并根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇的开启时长，进而根据开启时长和实时负荷确定散热风扇的关闭时长，最后根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作。

在一实施例中，如图1所示，提供一种车用散热风扇控制方法，以该方法应用在散热系统中的车用散热风扇控制装置为例进行说明，包括如下步骤：

S10：获取发动机的实时水温，并确定实时水温是否大于冷启动阈值。

每次车辆上电以后，就开始对发动机的水温信号进行实时采集，以获取发动机的实时水温，进而根据发动机的实时水温控制散热风扇进入不同的工作模式。若获取的实时水温不大于冷启动阈值，也即实时水温小于冷启动阈值时，则表示发动机处于冷启动过程，散热风扇进入冷启动模式。

其中，车用散热风扇控制装置为车辆的ECU，发动机的实时水温可以通过在发动机出水口安装的水温传感器获取，ECU可采集水温传感器中的发动机水温信号，从而获取到实时的水温。在其他实施例中，发动机的实时水温还可以通过发动机其他位置的水温传感器获取。

冷启动阈值T_c为预设值，设定冷启动阈值时需参考发动机节温器的开启温度，并结合节温器的实际试验效果进行确定。

例如，根据节温器的实际试验效果和开启温度，可将冷启动阈值设定在83℃～93℃的范围内，即可将冷启动阈值设置为83℃～93℃范围内的任一温度。

本实施例中，冷启动阈值设定在83℃～93℃的范围内仅为示例性说明，在其他实施例中，冷启动阈值还可以是其他温度，在此不再赘述。

S20：若实时水温大于冷启动阈值，则获取发动机的实时转速和实时负荷。

在确定实时水温是否大于冷启动阈值之后，若实时水温大于冷启动阈值，表示发动机产生热量，散热风扇需要正常工作以对发动机进行冷却，则确定散热风扇进入间歇工作模式，在进入间歇工作模式后，获取发动机的实时转速和实时负荷。

例如，发动机的实时水温为100℃，冷启动阈值为93℃，实时水温大于冷启动阈值，则确定散热风扇进入间歇工作模式，此时需要获取发动机的实时转速和实时负荷，以便后续根据实时转速和实时负荷精确地调整散热风扇在间歇工作模式中的开启时长和关闭时长，实现对散热风扇的无级控制，从而实现对发动机的精确散热。

本实施例中，发动机的实时水温为100℃、冷启动阈值为93℃仅为示例性说明，在其他实施例中，发动机的实时水温还可以是其他温度，冷启动阈值还可以是其他温度，在此不再赘述。

在一实施例中，确定发动机的实时水温是否大于冷启动阈值之后，若发动机的实时水温不大于冷启动阈值，则控制散热风扇停止工作。

当发动机的实时水温不大于预先设置的冷启动阈值时，发动机处于冷启动过程，散热风扇处于冷启动模式，无需对散热风扇的开启时长和关闭时长进行控制，则控制散热风扇停止工作，将散热风扇的档位设定在全关挡P₁，散热风扇不进行工作，以避免产生不必要的能耗。

在间歇工作模式中，散热风扇每完成一次开启和关闭动作，为一个工作循环。通过对散热风扇在每个工作循环中的开启时长和关闭时长进行实时调整，以满足发动机的实际散热需求。

S30：根据实时转速和实时负荷确定散热风扇的工作挡位。

在散热风扇进入间歇工作模式，并获取发动机的实时转速和实时负荷之后，根据实时转速和实时负荷确定散热风扇的工作挡位。

其中，可根据实时转速和实时负荷查询散热风扇的预设挡位数据，以根据发动机的散热需要确定散热风扇的工作挡位。其中，预设挡位数据为不同发动机转速与负荷下的预设挡位数据，包括发动机的转速、负荷和散热风扇的挡位。预设挡位数据获取方式为：预先对整车进行试验，以获得在不同发动机转速与负荷下，散热风扇在不同挡位工作时发动机的散热效果，从而根据发动机的散热需求推算出在不同发动机转速与负荷下，散热风扇需要工作的挡位。在散热风扇工作过程中，根据发动机的实时转速与实时负荷查询预设挡位数据，可得到散热器的工作档位P_target。

S40：根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇的开启时长。

在确定散热风扇的工作挡位之后，需要根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇在工作挡位的开启时长，以根据发动机实际工况计算出散热风扇的工作时间，为后续散热风扇根据发动机实际工况对发动机进行精确散热提供基础。

S50：根据开启时长和实时负荷确定散热风扇的关闭时长。

在确定散热风扇的开启时长之后，还需要根据发动机散热需求确定散热风扇在一个工作循环内的关闭时长。即根据计算获得的开启时长和发动机的实时负荷确定散热风扇的关闭时长，以便根据精确的开启时长和关闭时长对散热风扇进行控制，以实现对发动机的精确散热。

S60：根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作。

在确定工作挡位、开启时长和关闭时长之后，便可根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作，实现对散热风扇的无级控制，从而实现对发动机的精确散热。

需要理解的是，由于整车在启动后的正常行驶过程中，实际工况是变动的，因此发动机的水温也是变化的，但传统的散热风扇挡数较少，无法对发动机进行精确的热管理以满足发动机的实际散热需求。在本实施例中，对散热器风扇的控制，是通过控制散热风扇工作在某个档位，并控制散热风扇在该档位的开启时长和关闭时长进行的，根据发动机的实时工况对散热风扇的开启时长和关闭时长进行实时调整，以满足发动机的实际散热需求。

其中，为降低成本，使用的散热风扇可以为高低挡风扇，散热风扇的挡位包括可在全关挡P₁、低挡P₂、高挡P₃三个档位。为实现高低挡风扇精确的散热功能，需要预先对水温区间进行定义，以根据发动机的实时水温对散热风扇进行控制，实现对发动机的精确热管理。其中，可将发动机的水温区间分为三个预设水温区间：低水温区间、中水温区间和高水温区间。冷启动阈值T_c为预设值，设定冷启动阈值时需参考发动机节温器的开启温度，并结合节温器的实际试验效果进行确定。当发动机的水温不大于冷启动阈值时，发动机的水温处于低水温区间，发动机可能还处于冷启动过程，散热风扇处于冷启动模式；当发动机的水温大于冷启动阈值时，发动机的水温处于中水温区间，发动机已经结束冷启动，发动机需要散热，节温器进行工作，散热风扇需对发动机的水温进行精确控制，进而达到对发动机精确散热的目的。

本实施例中，预设水温区间：低水温区间、中水温区间和高水温区间仅为示例性说明，在其他实施例中，预设水温区间还包括其他区间，在此不再赘述。

本实施例中，通过获取发动机的实时水温，并确定实时水温是否大于冷启动阈值，若实时水温大于冷启动阈值，则确定散热风扇进入间歇工作模式，并获取发动机的实时转速和实时负荷，然后根据实时转速和实时负荷确定散热风扇的工作挡位，并根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇的开启时长，进而根据开启时长和实时负荷确定散热风扇的关闭时长，最后根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作；本发明中，基于发动机的水温、转速和负荷的实际需求，对风扇的开启时间、关闭时间的合理分配，以实现对散热风扇在间歇工作过程中的无级控制，使得散热风扇的散热功率能够较好的匹配发动机的实际工况，在保证发动机没有过热风险的情况下，最大限度的确保了热管理控制的效果，实现了对发动机的精确热管理，从而有效地满足了发动机的实际散热需求。

在一实施例中，如图2所示，步骤S40中，即根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇的开启时长，具体包括如下步骤：

S41：根据实时转速和实时负荷确定发动机的发热量。

由于发动机的发热量是由发动机水泵泵出的冷却液带出，在获取发动机的实时转速和实时负荷之后，还需要获取发动机的水泵流量，进而根据水泵流量、实时转速和实时负荷确定发动机的发热量。

其中，发动机的发热量的计算公式为：Q_in＝f(n,b,q)，Q_in为发动机的发热量，n为发动机转速，b为发动机负荷，q为水泵流量。其中，发动机水泵为机械水泵，则水泵流量q与发动机转速n相关。

S42：根据实时水温和发动机的发热量确定发动机的需求散热量。

在确定发动机的发热量之后，根据发动机的实时水温和发动机的发热量确定发动机的需求散热量。其中，根据发动机的实时水温确定水温所处的预设水温区间，再根据实时水温所处的预设水温区间确定对应的需求散热比例，进而根据发动机的发热量和对应的需求散热比例确定发动机的需求散热量Q_need。

需要理解的是，发动机的发热量需要经由发动机的散热器端才能真正散逸到空气当中，以实现发动机散热，因此，散热器端的散热量可约等于发动机的发热量。而散热器端的散热量可计算为：Q_out＝cq△T，其中，Q_out散热器端的散热量，c为冷却比热容，△T为散热器端进出水的温差。而△T实际上取决于散热器的散热功率，散热器的散热功率本质上由散热风扇的输出功率决定，故可通过发动机的发热量Q_in与散热器端的散热量Q_out对散热风扇的工况进行管理。

基于发动机的发热量Q_in，散热风扇在每个工作循环的开启时长内，能够将发动机的发热量的一部分交换至空气当中，以完成发动机散热。因此，可通过预先对发动机进行水温-散热需求试验，根据实际的试验结果确定发动机的散热效果，进而为不同的预设水温区间设置不同的需求散热比例。依据多水温区间的设定原则，可为每个预设水温区间分别设定需要交换到空气当中的需求散热量Q_need。

例如，若预设水温区间为低水温区间、中水温区间和高水温区间，则低水温区间、中水温区间和高水温区间的需求散热比例依次为：10％、50％、90％。即对于发动机的发热量Q_in，发动机的需求散热量Q_need在低水温区间、中水温区间和高水温区间依次为：10％Q_in、50％Q_in、90％Q_in。

本实施例中，低水温区间、中水温区间和高水温区间的需求散热比例依次为：10％、50％、90％仅为示例性说明，在其他实施例中，预设水温区间的需求散热比例还可以根据发动机实际散热需求设置为其他比例，在此不再赘述。

S43：根据工作挡位对应的散热功率和需求散热量确定开启时长。

在确定发动机的需求散热量之后，根据发动机的工作挡位确定工作挡位对应的散热功率，再根据工作挡位对应的散热功率和需求散热量确定开启时长，其计算公式为：t_on＝Q_need/P_fan,其中，t_on为开启时长，P_fan为对应的散热功率。

由于散热风扇的散热功率在设计时已经确定，不同挡位对应的散热功率不同，因此根据工作挡位可查表得知该工作挡位对应的散热功率P_fan。

本实施例中，通过根据实时转速和实时负荷确定发动机的发热量，根据实时水温和发动机的发热量确定发动机的需求散热量，根据工作挡位对应的散热功率和需求散热量确定开启时长，细化了根据实时水温、实时转速和实时负荷确定散热风扇的开启时长的步骤，通过实时转速和实时负荷确定发动机的发热量，为不同的水温区间设定不同的需求散热比例以使散热风扇所提供的功率满足发动机的实际需求，使得散热风扇的散热功率能够较好的匹配发动机的实际工况，在保证发动机没有过热风险的情况下，最大限度的确保了热管理控制的效果，有效地满足了发动机的实际散热需求。

在一实施例中，步骤S43中，即根据工作挡位对应的散热功率和需求散热量确定开启时长，具体包括如下步骤：

S431：确定车辆的实时车速。

不同的车速会造成散热风扇具有不同风力，散热风扇实际的散热功率随着车速的变化而变化，因此在根据工作挡位对应的散热功率和需求散热量确定开启时长过程中，还需要确定车辆的实时车速，以根据实时车速对散热风扇的散热功率进行修正，进而获得散热风扇的实际散热功率。

S432：根据工作挡位对应的散热功率和车辆的实时车速确定散热风扇的实际散热功率。

在获取车辆的实时车速和工作挡位对应的散热功率之后，需要根据车辆的实时车速对工作挡位对应的散热功率进行修正，以确定散热风扇的实际散热功率，使计算数据更加贴近车辆的实际工况，提高了散热功率的准确性。

其中，可根据实际的试验结果，确定获取车速与散热风扇的实际散热功率之间的关系，并根据制定车速与散热风扇的实际散热功率之间的关系制定车速-功率表，以便后续根据车辆的实时车速对工作挡位对应的散热功率进行修正，以获得散热风扇的实际散热功率。

S433：根据需求散热量和实际散热功率确定开启时长。

在根据实时车速确定散热风扇的实际散热功率之后，根据需求散热量和实际散热功率确定开启时长，计算公式为：t_on＝Q_need/P_fan’，P_fan’为实际散热功率。

本实施例中，确定车辆的实时车速，根据工作挡位对应的散热功率和车辆的实时车速确定散热风扇的实际散热功率，进而根据需求散热量和实际散热功率确定开启时长，进一步细化了根据工作挡位对应的散热功率和需求散热量确定开启时长的步骤，根据车速对散热风扇的散热功率进行修正，使计算数据更加贴近车辆的实际工况，提高了散热功率的准确性，进而提高了开启时长的准确性，从而进一步提高了散热风扇对发动机散热的精确性。

在一实施例中，步骤S50中，即根据开启时长和实时负荷确定散热风扇的关闭时长，具体包括如下步骤：

S51：确定实时负荷对应的分配系数，分配系数为预先设置的散热风扇开启和关闭的时长分配比例。

在确定散热风扇的开启时长之后，还需要确定发动机的实时负荷对应的分配系数，其中，分配系数为预先设置的散热风扇开启和关闭的时长分配比例。

在每个工作循环中，散热风扇t_off的设定与t_on呈比例关系，比例值即分配系数ε，需要预先根据发动机的负荷确定发动机的散热需求，再根据散热需求确定散热风扇的开启时长和关闭时长，从而获取发动机的负荷与分配系数的相关数据。发动机的负荷与分配系数的相关数据的确定原则为：当发动机的负荷较高时，允许的t_off较短，分配系数ε较小，当发动机负荷较低时，可允许存在较长的t_off，分配系数ε较大。

例如，将发动机的负荷与分配系数ε之间相关数据根据以上原则制定为Map，在获取发动机的实时负荷之后，ECU根据发动机的实时负荷查询Map以确定对应的分配系数。

本实施例中，将发动机的负荷与分配系数ε之间相关数据制定为Map仅为示例性说明，在其他实施例中，发动机的负荷与分配系数ε之间相关数据还可以通过其他形式呈现。

S52：根据开启时长和对应的分配系数确定关闭时长。

在确定开启时长，并根据发动机实时负荷确定对应的分配系数之后，根据开启时长和对应的分配系数确定关闭时长。

本实施例中，通过确定实时负荷对应的分配系数，分配系数为预先设置的散热风扇开启和关闭的时长分配比例，进而根据开启时长和对应的分配系数确定关闭时长，细化了根据开启时长和实时负荷确定散热风扇的关闭时长的步骤，为通过开启时长确定关闭时长提供了依据，通过根据发动机的实时负荷查询预设的相关数据以确定对应的分配系数，减少了计算过程，提高了确定关闭时长的时间，使得散热风扇能更快的进行间歇工作以对发动机散热。

在一实施例中，如图3所示，步骤S60中，即根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作，具体包括如下步骤：

S61：确定实时负荷对应的关闭时长限值。

需要理解的是，在散热风扇每个工作循环内，散热风扇开启时，发动机内部热量的散逸速度增加，发动机的水温下降，而在散热风扇停止工作(关闭)时，发动机内部热量的散逸速度下降，发动机的水温的下降速度减慢，发动机的水温上升，因此，过长的关闭时长会造成一定的发动机过热风险。为了减少发动机过热的可能，进一步实现对发动机的水温的精确控制，需要预先给关闭时长设置限值，即关闭时长限值L_t。其中，关闭时长限值L_t的设置原则为：发动机的负荷越大，关闭时长限值L_t越小，发动机的负荷越小，关闭时长限值L_t越大。根据L_t设置原则，将不同的发动机负荷对应不同的关闭时长限值L_t，获取不同发动机负荷下的关闭时长限值数据。

例如，将不同发动机负荷下的关闭时长限值数据制定为Map，在计算出散热风扇在工作挡位的开启时长和关闭时长之后，根据发动机的实时负荷确定实时负荷对应的关闭时长限值L_t，以根据关闭时长限值与计算出的关闭时长的大小确定散热风扇实际的关闭时长，即确定散热风扇实际停止工作的时长。

本实施例中，将不同发动机负荷下的关闭时长限值数据制定为Map仅为示例性说明，在其他实施例中，将不同发动机负荷下的关闭时长限值数据还可以通过其他形式呈现。

S62：确定关闭时长是否大于对应的关闭时长限值。

当散热风扇的关闭时长大于关闭时长限值时，发动机可能会有过热风险。所以，在确定实时负荷对应的关闭时长限值之后，确定根据开启时长计算出的关闭时长是否大于对应的关闭时长限值。

S63：若关闭时长不大于对应的关闭时长限值，则根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作。

若根据开启时长计算出的关闭时长不大于对应的关闭时长限值，表示散热风扇在关闭时长内停止工作，发动机过热的可能性较小，则根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作。即，散热风扇实际的关闭时长为计算出的关闭时长，在工作循环内，直接将计算的开启时长作为散热风扇工作的时长，将计算的关闭时长作为散热风扇停止工作的时长。

S64：若关闭时长大于对应的关闭时长限值，则将对应的关闭时长限值作为散热风扇的关闭时长，根据开启时长和对应的关闭时长限值控制散热风扇在工作挡位进行工作。

若根据开启时长计算出的关闭时长大于对应的关闭时长限值，表示散热风扇在关闭时长内停止工作，发动机过热的可能性较大，则根据开启时长和对应的关闭时长限值控制散热风扇在工作挡位进行工作。即，散热风扇实际的关闭时长为对应的关闭时长限值，在工作循环内，直接将计算的开启时长作为散热风扇工作的时长，将对应的关闭时长限值作为散热风扇停止工作的时长。

本实施例中，在计算出散热风扇在工作挡位的开启时长和关闭时长之后，通过确定实时负荷对应的关闭时长限值，以根据计算出的关闭时长与对应的关闭时长限值的大小情况确定散热风扇实际的关闭时长，若关闭时长不大于对应的关闭时长限值，则根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作，若关闭时长大于对应的关闭时长限值，则将对应的关闭时长限值作为散热风扇的关闭时长，根据开启时长和对应的关闭时长限值控制散热风扇在工作挡位进行工作，减少了发动机发的过热的风险，进而提高了散热风扇对发动机热管理的精确性。

在一实施例中，如图4所示，步骤S60之后，即根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作之后，所述方法还具体包括如下步骤：

S71：确定实时水温对应的温升限值范围。

在散热风扇每个工作循环内，散热风扇开启时发动机的水温下降，散热风扇关闭时发动机的水温上升，发动机水温的实际散热效果取决于开启时长和关闭时长的分配，为了评估每一工作循环内的开启时长和关闭时长的分配是否达到预期，即发动机的水温上升速度是否满足要求。在散热风扇的每一间歇工作的周期内，需要对发动机的水温变动值(发动机温升值)进行计算，以根据发动机温升值和温升限值范围动态的调整散热风扇的开启时长和关闭时长，进而使发动机的温升达到预期。

其中，在确定发动机温升值之前，需要根据发动机的水温对水温变化值的范围进行限定，以获取不同水温下的温升限值范围。水温变化值过高或者水温变化值过低均说明关闭时长和开启时长分配不适当，没有起到温度控制效果，故温升限值范围应同时包括上限值T_l以及下限值T_s。温升限值范围的设定，主要参考发动机的实测试验结果，基本原则是：发动机的水温越高，则温升限值范围的上限值和下限值越小，允许水温波动的范围越小，上限值T_l和下限值T_s的温度间距一般在-3～3℃范围内。

本实施例中，上限值T_l和下限值T_s的温度间距一般在-3～3℃范围内仅为示例性说明，在其他实施例中，上限值T_l和下限值T_s的温度间距还可以是其他，在此不再赘述。

S72：确定每一工作循环内的发动机温升值。

在根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作之后，确定每一工作循环内的发动机温升值ΔT。

S73：确定发动机温升值是否处于对应的温升限值范围。

在每一工作循环内的发动机温升值和实时水温对应的温升限值范围之后，确定发动机温升值是否处于温升限值范围之内。

若发动机温升值处于温升限值范围之内，表示散热风扇的关闭时长和开启时长分配适当，发动机的温度控制达到预期效果，则在下一个工作循环中，继续根据计算出的开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作。

S74：若发动机温升值不处于对应的温升限值范围，则对开启时长和关闭时长进行修正。

若发动机温升值不处于对应的温升限值范围，表示发动机温升值过高或者过低，说明此时散热风扇的关闭时长和开启时长分配不适当，对发动机的温度控制没有起到应有效果，则需要对开启时长和关闭时长进行修正，以根据修正后的开启时长和关闭时长控制散热风扇。

发动机温升值不处于温升限值范围有两种情况：ΔT低于下限值T_s，即散热风扇的散热功率过高，发动机的水温下降过多，则需要对计算得到的开启时长t_on和关闭时长t_off进行修正，其中，t_on的修正通过修正系数α(ΔT)进行缩短以获得修正后的开启时长，t_off的修正通过修正系数β(ΔT)进行延长后，再与关闭时长限值L_t进行对比，以确定修正后的关闭时长；若ΔT高于上限值T_s，即发动机的水温上升过多，散热风扇的散热功率不足，则需要对计算得到的开启时长t_on和关闭时长t_off进行修正，其中，t_on的修正通过修正系数α(ΔT)进行延长以获得修正后的开启时长，t_off的修正通过修正系数β(ΔT)进行缩短后，再与关闭时长限值L_t进行对比，以确定修正后的关闭时长。

其中，修正系数α(ΔT)以及修正系数β(ΔT)与ΔT的关系，可直接使用函数确定，也可通过Map直接设定，基本原则是：ΔT越大时，修正系数α(ΔT)需使t_on上调越多，β(ΔT)需使t_off下调越多；ΔT越小时，修正系数α(ΔT)需使t_on下调越多，β(ΔT)需使t_off上调越多。

S75：在下一工作循环中，根据修正后的开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作。

在对开启时长和关闭时长进行修正之后，在下一工作循环中，根据修正后的开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作，以使散热风扇的散热功率满足发动机的散热需求。

本实施例中，在根据开启时长和关闭时长控制散热风扇在工作挡位进行工作之后，通过确定实时水温对应的温升限值范围，并确定每一工作循环内的发动机温升值，进而确定发动机温升值是否处于对应的温升限值范围，以根据发动机温升值和温升限值范围动态的调整散热风扇的开启时长和关闭时长，使散热风扇的散热功率与发动机的工况有较好的匹配关系，以使散热风扇的散热功率满足发动机的散热需求，进而使发动机的温升达到预期，进一步提高了散热风扇对发动机热管理的精确性。

在一实施例中，步骤S10之后，即获取发动机的实时水温之后，所述方法还具体包括如下步骤：

S11：确定实时水温是否大于高温阈值。

在获取发动机的实时水温之后，需要确定发动机的实时水温是否大于高温阈值，以根据确定结果获取发动机的水温是否处于高水温区间。

若发动机的实时水温不大于高温阈值，表示发动机的水温未处于高水温区间，发动机的过热风险低，散热风扇处于间歇工作模式或者冷启动模式。

S12：若实时水温大于高温阈值，则控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

若发动机的实时水温大于高温阈值，表示发动机的水温处于高水温区间，发动机有过热风险，控制散热风扇退出间歇工作模式，进入高温工作模式，此时需要控制散热风扇以最大功率的挡位进行工作，以降低发动机发生过热的风险，进一步提高散热风扇对发动机热管理的精确性。

例如，高水温区为102℃-108℃的范围，高温阈值可以102℃，发动机的实时水温大于102℃时，表示发动机的水温处于高水温区间，发动机有过热风险，控制散热风扇退出间歇工作模式，进入高温工作模式，此时需要控制散热风扇以最大功率的挡位进行工作，可将散热风扇的工作档位设置在高挡P₃，以降低发动机发生过热的风险，进一步提高散热风扇对发动机热管理的精确性。

本实施例中，高水温区为102℃-108℃的范围，高温阈值可以102℃仅为示例性说明，在其他实施例中，高水温区、高温阈值还可以是其他，在此不再赘述。

本实施例中，获取发动机的实时水温之后，通过确定实时水温是否大于高温阈值以确定发动机的水温状况，若实时水温大于高温阈值，则控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作，以降低发动机发生过热的风险，进一步提高散热风扇对发动机热管理的精确性。

在一实施例中，步骤S10之前，即获取发动机的实时水温之前，所述方法还具体包括如下步骤：

S01：在车辆上电后，确定发动机的水温传感器是否故障。

在整车上电后，ECU对发动机的水温传感器进行检查，以确定发动机的水温传感器的情况。其中，水温传感器故障的判断方式由ECU决定。

S02：若水温传感器无故障，则执行获取发动机的实时水温的动作。

若发动机的水温传感器无故障，则执行获取发动机的实时水温的动作以对发动机的实时水温进行识别，通过读取水温传感器上的水温值T，获取发动机的实时水温，进而判断发动机的实时水温是否超过冷启动阈值T_c，以确定散热风扇是否进入间歇工作模式。

S03：若水温传感器故障，则进行水温传感器的故障报警，并控制散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

若发动机的水温传感器无故障，则进行水温传感器的故障报警，以使驾驶员获知水温传感器的故障情况，并将散热风扇的档位设置在高档P₃的位置，控制散热风扇以最大功率的挡位进行工作，避免因无法读取发动机的水温而无法控制散热风扇进行工作，进而减少出现发动机过热的可能。

本实施例中，在车辆上电后，通过确定发动机的水温传感器是否故障，以根据水温传感器的故障情况对散热风扇进行不同的控制策略，在水温传感器故障时，进行水温传感器的故障报警，并控制散热风扇以最大功率的挡位进行工作，避免因无法读取发动机的水温而无法控制散热风扇进行工作，进而减少出现发动机过热的可能。

此外，在发动机正常工作时，ECU同样需要对散热风扇的工作状态进行诊断，基本依据是：发动机的水温不可超过限值，且发动机温升值不可超过限值。故ECU需要进行两个条件的判断：

当读取到发动机的实时水温超过预设的第一限值T_w(比如120℃)时，则判断冷却系统故障；在预设的诊断周期t_d内，检查发动机水温的波动情况，当水温上升速度过快而超过速度限值T_y(如5℃/s)，且发动机的实时水温已经超过第二限值T_v(如105℃)时，则判断冷却系统故障。

当判断冷却系统故障时，需要对进行报警提示，对发动机进行限扭，整车进入跛行状态，以使驾驶员获知故障情况，避免发动机出现过热风险。

本实施例中，第一限值T_w为120℃、速度限值T_y为如5℃/s、第二限值T_v为105℃仅为示例性说明，在其他实施例中，第一限值T_w、速度限值T_y、第二限值T_v还可以是其他，在此不再赘述。

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。

在一实施例中，提供一种车用散热风扇控制装置，该车用散热风扇控制装置与上述实施例中车用散热风扇控制方法一一对应。如图5所示，该车用散热风扇控制装置包括第一获取模块501、第二获取模块502、第一确定模块503、第二确定模块504、第三确定模块505和控制模块506。各功能模块详细说明如下：

第一获取模块501，用于获取发动机的实时水温，并确定所述实时水温是否大于冷启动阈值；

第二获取模块502，用于若所述实时水温大于所述冷启动阈值，则获取所述发动机的实时转速和实时负荷；

第一确定模块503，用于根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的工作挡位；

第二确定模块504，用于根据所述实时水温、所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的开启时长；

第三确定模块505，用于根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长；

控制模块506，用于根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

其中，所述第二确定模块504具体用于：

根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述发动机的发热量；

根据所述实时水温和所述发动机的发热量确定所述发动机的需求散热量；

根据所述工作挡位对应的散热功率和所述需求散热量确定所述开启时长。

其中，所述第二确定模块504还具体用于：

确定车辆的实时车速；

根据所述工作挡位对应的散热功率和所述车辆的实时车速确定所述散热风扇的实际散热功率；

根据所述需求散热量和所述实际散热功率确定所述开启时长。

其中，第三确定模块505具体用于：

确定所述实时负荷对应的分配系数，所述分配系数为预先设置的所述散热风扇开启和关闭的时长分配比例；

根据所述开启时长和所述对应的分配系数确定所述关闭时长。

其中，控制模块506具体用于：

确定所述实时负荷对应的关闭时长限值；

确定所述关闭时长是否大于所述对应的关闭时长限值；

若所述关闭时长不大于所述对应的关闭时长限值，则根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

其中，控制模块506还具体用于：

若所述关闭时长大于所述对应的关闭时长限值，则将所述对应的关闭时长限值作为所述散热风扇的关闭时长，根据所述开启时长和对应的关闭时长限值控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

其中，控制模块506还具体用于：

确定所述实时水温对应的温升限值范围；

确定每一工作循环内的发动机温升值；

确定所述发动机温升值是否处于所述对应的温升限值范围；

若所述发动机温升值不处于所述对应的温升限值范围，则对所述开启时长和所述关闭时长进行修正；

在下一工作循环中，根据修正后的所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

其中，控制模块506还具体用于：

在车辆上电后，确定所述发动机的水温传感器是否故障；

若所述水温传感器无故障，则获取所述发动机的实时水温；

若所述水温传感器故障，则进行所述水温传感器的故障报警，并控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

其中，控制模块506还具体用于：

若所述实时水温不大于所述冷启动阈值，则控制所述散热风扇停止工作。

其中，控制模块506还具体用于：

确定所述实时水温是否大于高温阈值；

若所述实时水温大于高温阈值，则控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

关散热风扇控制装置的具体限定可以参见上文中对于散热风扇控制方法的限定，在此不再赘述。上述散热风扇控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种散热风扇控制装置，该散热风扇控制装置可以是ECU。该散热风扇控制装置包括通过系统总线连接的处理器、存储器。其中，该散热风扇控制装置的处理器用于提供计算和控制能力。该散热风扇控制装置的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机程序被处理器执行时以实现一种散热风扇控制方法。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种散热风扇控制装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上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以下步骤：

获取发动机的实时水温，并确定所述实时水温是否大于冷启动阈值；

若所述实时水温大于所述冷启动阈值，则获取所述发动机的实时转速和实时负荷；

根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的工作挡位；

根据所述实时水温、所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的开启时长；

根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长；

根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

在一个实施例中，提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取发动机的实时水温，并确定所述实时水温是否大于冷启动阈值；

若所述实时水温大于所述冷启动阈值，则获取所述发动机的实时转速和实时负荷；

根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的工作挡位；

根据所述实时水温、所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的开启时长；

根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长；

根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

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，即将所述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。

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 (8)

1.一种车用散热风扇控制方法，其特征在于，包括：

获取发动机的实时水温，并确定所述实时水温是否大于冷启动阈值；

若所述实时水温大于所述冷启动阈值，则获取所述发动机的实时转速和实时负荷；

根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的工作挡位；

根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述发动机的发热量；

根据所述实时水温和所述发动机的发热量确定所述发动机的需求散热量；

确定车辆的实时车速，根据所述工作挡位对应的散热功率和所述车辆的实时车速确定所述散热风扇的实际散热功率；

根据所述需求散热量和所述实际散热功率确定所述散热风扇的开启时长；

根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长；

根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

2.如权利要求1所述的车用散热风扇控制方法，其特征在于，所述根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长，包括：

确定所述实时负荷对应的分配系数，所述分配系数为预先设置的所述散热风扇开启和关闭的时长分配比例；

根据所述开启时长和所述对应的分配系数确定所述关闭时长。

3.如权利要求1所述的车用散热风扇控制方法，其特征在于，所述根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作，包括：

确定所述实时负荷对应的关闭时长限值；

确定所述关闭时长是否大于所述对应的关闭时长限值；

若所述关闭时长不大于所述对应的关闭时长限值，则根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

4.如权利要求3所述的车用散热风扇控制方法，其特征在于，所述确定所述关闭时长是否大于所述对应的关闭时长限值之后，所述方法还包括：

若所述关闭时长大于所述对应的关闭时长限值，则将所述对应的关闭时长限值作为所述散热风扇的关闭时长，以根据所述开启时长和对应的关闭时长限值控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

5.如权利要求1所述的车用散热风扇控制方法，其特征在于，所述根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作之后，所述方法还包括：

确定所述实时水温对应的温升限值范围；

确定每一工作循环内的发动机温升值；

确定所述发动机温升值是否处于所述对应的温升限值范围；

若所述发动机温升值不处于所述对应的温升限值范围，则对所述开启时长和所述关闭时长进行修正；

在下一工作循环中，根据修正后的所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

6.如权利要求1-5任一项所述的车用散热风扇控制方法，其特征在于，所述获取发动机的实时水温之前，包括：

在车辆上电后，确定所述发动机的水温传感器是否故障；

若所述水温传感器无故障，则执行所述获取所述发动机的实时水温的动作；

若所述水温传感器故障，则进行所述水温传感器的故障报警，并控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

7.如权利要求1-5任一项所述的车用散热风扇控制方法，其特征在于，所述获取发动机的实时水温之后，所述方法还包括：

确定所述实时水温是否大于高温阈值；

若所述实时水温大于高温阈值，则控制所述散热风扇以最大功率的挡位进行工作。

8.一种车用散热风扇控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取发动机的实时水温，并确定所述实时水温是否大于冷启动阈值；

第二获取模块，用于若所述实时水温大于所述冷启动阈值，则获取所述发动机的实时转速和实时负荷；

第一确定模块，用于根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述散热风扇的工作挡位；

第二确定模块，用于：

根据所述实时转速和所述实时负荷确定所述发动机的发热量；

根据所述实时水温和所述发动机的发热量确定所述发动机的需求散热量；

确定车辆的实时车速，根据所述工作挡位对应的散热功率和所述车辆的实时车速确定所述散热风扇的实际散热功率；

根据所述需求散热量和所述实际散热功率确定所述散热风扇的开启时长；

第三确定模块，用于根据所述开启时长和所述实时负荷确定所述散热风扇的关闭时长；

控制模块，用于根据所述开启时长和所述关闭时长控制所述散热风扇在所述工作挡位进行工作。

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