CN203362299U - 一种汽车电子冷却风扇控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车电子冷却风扇控制系统，其包括，压力传感器，用于检测空调系统的制冷剂管路的压力；车速传感器，用于检测汽车的车速；温度传感器，用于检测汽车发动机冷却液的温度；以及，发动机控制模块，用于获取空调请求信号；用于根据所述空调请求信号、压力、车速和温度，控制所述电子冷却风扇高速运行、低速运行或停止运行。本实用新型综合考虑空调系统的制冷剂管路的压力、车速和发动机冷却液的温度这三个因素，对电子冷却风扇进行实时控制，控制合理，不会造成现有技术中由于散热能力过剩所产生的电能和燃油浪费的问题，在优化散热效果的同时，达到了节能的目的。

Description

一种汽车电子冷却风扇控制系统

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机冷却技术领域，尤其涉及一种汽车电子冷却风扇控制系统。

背景技术

电子冷却风扇是汽车冷却系统中的重要部件，同时也是汽车电器中耗电量很大的部件，它的作用是给发动机水箱和空调冷凝器散热，电子冷却风扇散热能力的分配直接影响到发动机的性能和空调的制冷效果。电子冷却风扇通过电控系统的控制，根据不同的工况调整转速，适应汽车热负荷的变化，使电子冷却风扇的散热能力达到合理的分配，从而，使电子冷却风扇的耗电达到最优化的处理。

图1示出了现有技术中电子冷却风扇的控制系统的原理方框图，如图1所示，空调系统使用三元压力开关2检测压力状况，三元压力开关2内含有两路压力开关信号，一路是高低压开关信号，一路是中压开关信号。空调系统工作压力范围为0.2MPa～3.14MPa。当空调系统的制冷剂管路的压力在0.2MPa～3.14MPa内时，高低压开关接通；当空调系统的制冷剂管路的压力≥1.7MPa时，空调中压开关接通。

控制系统包括的发动机控制模块4，用于根据接收到的三元压力开关2信号和汽车发动机冷却液的温度信号，控制电子冷却风扇5关闭或低速或高速运行。

空调请求信号发出后（按下空调开关1，有空调请求信号发出），电子冷却风扇5的控制方式如下：

当高低压开关接通，中压开关不接通时，不管汽车发动机冷却液的温度多低，电子冷却风扇5都开始低速运行；当汽车发动机冷却液的温度（由温度传感器检测3）逐渐上升到某一温度时，电子冷却风扇5开始高速运行；

当高低压开关接通，中压开关也接通时，不管汽车发动机冷却液的温度情况怎样，电子冷却风扇5都开始高速运行；

不管车辆行驶速度如何，空调请求发出后电子冷却风扇5的控制方式，都是上面两种情况，即空调请求发出后，电子冷却风扇5的控制与车速无关。

上述现有技术中电子冷却风扇5的控制系统的缺陷在于：

1.使用三元压力开关2时，只要中压开关不接通，即空调系统的制冷剂管路的压力小于1.7MPa，电子冷却风扇5都工作。三元压力开关2不能实时监测空调系统的制冷剂管路的压力，如判断空调系统的制冷剂管路的压力是否在0.2MPa～0.6MPa范围内，使用三元压力开关2是无法判别的，而在这个压力范围内电子冷却风扇5是可以不用工作。同理，三元压力开关2也不能判别其他的压力区间，从而，不能准确地反映系统所需要的散热量，造成散热能力过剩，能源浪费。

2.在控制电子冷却风扇5时，没有考虑车速的影响，造成能源浪费。因为当车速很高（例如，车速≥80km/h）时，外界产生的风速很高，电子冷却风扇5不需要低速工作（仅当汽车发动机冷却液的温度达到一定值时，风扇才高速运行）。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种汽车电子冷却风扇控制系统，用来解决因风扇运行控制不合理，而导致散热能力过剩所产生的电能和燃油浪费的问题。

为实现上述目的，所述汽车电子冷却风扇控制系统，其特点是，所述控制系统包括，

压力传感器，用于检测空调系统的制冷剂管路的压力；

车速传感器，用于检测汽车的车速；

温度传感器，用于检测汽车发动机冷却液的温度；以及，

发动机控制模块，用于获取空调请求信号；用于根据所述空调请求信号、压力、车速和温度，控制所述电子冷却风扇高速运行、低速运行或停止运行。

优选的是，所述车速传感器为旋转变压器。

优选的是，所述发动机控制模块为中央处理器、单片机或嵌入式处理器。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型综合考虑空调系统的制冷剂管路的压力、车速和发动机冷却液的温度这三个因素，对电子冷却风扇进行实时控制，控制合理，不会造成现有技术中由于散热能力过剩所产生的电能和燃油浪费的问题，在优化散热效果的同时，达到了节能的目的。

附图说明

图1示出了现有技术中汽车电子冷却风扇的控制系统的原理方框图。

图2示出了本实用新型所述的汽车电子冷却风扇的控制系统的控制方法的流程图。

图3和图4示出了所述控制方法中控制模式的确定方法的流程图，其中图3示出了初始情况下控制模式的确定方法的流程图，图4示出了控制过程中控制模式的确定方法的流程图。

图5示出了本实用新型所述的汽车电子冷却风扇的控制系统的原理方框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

图2示出了本实用新型所述的汽车电子冷却风扇的控制系统的控制方法的流程图，如图2所示，汽车电子冷却风扇控制方法包括以下步骤：

步骤a：获取空调请求信号、空调系统的制冷剂管路的压力、汽车的车速和汽车发动机冷却液的温度S1；

步骤b：根据所述空调请求信号、压力、车速和温度，控制所述电子冷却风扇高速运行、低速运行或停止运行S2。

具体地，首先要设定以下参考值：包括：4个控制模式，分别为：第一控制模式、第二控制模式、第三控制模式和第四控制模式；8个压力参考值，由低向高分别为：第一压力、第二压力、第三压力、第四压力、第五压力、第六压力、第七压力和第八压力；2个车速参考值，由低向高分别为：第一车速和第二车速；以及，8个温度参考值，由低向高分别为：第八温度、第一温度、第七温度、第二温度、第六温度、第三温度、第五温度和第四温度。

在本实用新型的一个优选的实施例中，上述设定的参考量的优选取值分别为：压力方面，所述第一压力为150kPa，所述第二压力为300kPa，所述第三压力为650kPa，所述第四压力为1100kPa，所述第五压力为1250kPa，所述第六压力为1300kPa，所述第七压力为1600kPa；所述第八压力为3250kPa。车速方面，所述第一车速为45km/h；所述第二车速为80km/h。温度方面，所述第八温度为94℃；所述第一温度为96℃；所述第七温度为98℃；所述第二温度为100℃；所述第六温度为102℃；所述第三温度为104℃；所述第五温度为105℃；所述第四温度为109℃。

然后要根据空调系统的制冷剂管路的压力确认当前的控制模式，参照图3和图4，说明所述控制模式的确定方法，图3和图4中所示的MODE代表控制模式。所述确定方法包括以下步骤：

步骤一：初始化，检测所述空调系统的制冷剂管路的初始压力；

步骤二：根据所述初始压力确定控制模式：

若所述初始压力大于第一压力小于第三压力，则所述控制模式为第一控制模式；若所述初始压力大于等于第三压力小于第五压力，则所述控制模式为第二控制模式；若所述初始压力大于等于第五压力小于第七压力，则所述控制模式为第三控制模式；若所述初始压力大于等于第七压力小于第八压力，则所述控制模式为第四控制模式；

步骤三：记录当前的控制模式，作为历史控制模式；

步骤四：获取空调系统的制冷剂管路的当前压力；

步骤五：根据所述当前压力和所述历史控制模式更新所述控制模式：

当所述当前压力大于第一压力小于第三压力，且所述控制模式为第一控制模式时，所述控制模式仍保持为第一控制模式；当所述当前压力大于第一压力小于第三压力，且所述历史控制模式为第二控制模式时，继续判断所述当前压力是否小于等于第二压力，若是，则将所述控制模式更新为第一控制模式；当所述当前压力大于第一压力小于第三压力，且所述历史控制模式为第三控制模式或第四控制模式时，将所述控制模式更新为第二控制模式；

当所述当前压力大于等于第三压力小于第五压力，且所述控制模式为第二控制模式时，所述控制模式仍保持为第二控制模式；当所述当前压力大于等于第三压力小于第五压力，且所述历史控制模式为第一控制模式时，将所述控制模式更新为第二控制模式；当所述当前压力大于等于第三压力小于第五压力，且所述历史控制模式为第三控制模式时，继续判断所述当前压力是否小于等于第四压力，若是，则将所述控制模式更新为第二控制模式；当所述当前压力大于等于第三压力小于第五压力，且所述历史控制模式为第四控制模式时，将所述控制模式更新为第三控制模式；

当所述当前压力大于等于第五压力小于第七压力，且所述控制模式为第三控制模式时，所述控制模式仍保持为第三控制模式；当所述当前压力大于等于第五压力小于第七压力，且所述历史控制模式为第一控制模式或第二控制模式时，将所述控制模式更新为第三控制模式；当所述当前压力大于等于第五压力小于第七压力，且所述历史控制模式为第四控制模式时，继续判断所述当前压力是否小于等于第六压力，若是，则将所述控制模式更新为第三控制模式；

当所述当前压力大于等于第七压力小于第八压力，且所述控制模式为第四控制模式时，所述控制模式仍保持为第四控制模式；当所述当前压力大于等于第七压力小于第八压力，且所述历史控制模式为第一控制模式或第二控制模式或第三控制模式时，将所述控制模式更新为第四控制模式；

步骤六：重复执行步骤三至步骤六。

控制模式确定后，要结合所述空调请求信号、车速和温度，控制所述电子冷却风扇高速运行、低速运行或停止运行。具体的控制方法包括与所述第一控制模式、第二控制模式、第三控制模式和第四控制模式一一对应的第一控制方法、第二控制方法、第三控制方法和第四控制方法。

具体地，结合下表进行详细的说明：

该表为电子冷却风扇的控制逻辑表，表中，空白区域表示，在该些区域电子冷却风扇不是低速运行也不是高速运行而是停止运行。虚线表示电子冷却风扇由低速运行模式到高速运行模式的跳变转折，或是由高速运行模式到低速运行模式的跳变转折。详细说明如下：

所述第一控制方法为：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第一控制模式，且所述温度大于第四温度时，不管当前车速如何，都控制所述电子冷却风扇高速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第五温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇停止运行。

所述第二控制方法包括：

第一：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第二控制模式，且所述车速小于第一车速时，继续对所述汽车发动机冷却液的温度进行判断：

当所述温度大于第一温度小于等于第三温度时，控制所述电子冷却风扇低速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第八温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇停止运行；

当所述温度大于第三温度时，控制所述电子冷却风扇高速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第六温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇低速运行。

第二：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第二控制模式，且所述车速大于等于第一车速小于第二车速时，继续对所述汽车发动机冷却液的温度进行判断：

当所述温度大于第二温度小于等于第三温度时，控制所述电子冷却风扇低速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第七温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇停止运行；

当所述温度大于第三温度时，控制所述电子冷却风扇高速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第六温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇低速运行。

第三：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第二控制模式，且所述车速大于等于第二车速时，继续对所述汽车发动机冷却液的温度进行判断：

当所述温度大于第四温度时，控制所述电子冷却风扇高速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第五温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇停止运行。

所述第三控制方法包括：

第一：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第三控制模式，且所述车速小于第一车速时，继续对所述汽车发动机冷却液的温度进行判断：

当所述温度小于等于第二温度时，控制所述电子冷却风扇低速运行；

当所述温度大于第二温度时，控制所述电子冷却风扇高速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第七温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇低速运行。

第二：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第三控制模式，且所述车速大于等于第一车速小于第二车速时，继续对所述汽车发动机冷却液的温度进行判断：

当所述温度大于第二温度小于等于第三温度时，控制所述电子冷却风扇低速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第七温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇停止运行；

当所述温度大于第三温度时，控制所述电子冷却风扇高速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第六温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇低速运行。

第三：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第三控制模式，且所述车速大于等于第二车速时，继续对所述汽车发动机冷却液的温度进行判断：

当所述温度大于第四温度时，控制所述电子冷却风扇高速运行，直到当前的汽车发动机冷却液的温度小于等于第五温度时为止，然后控制所述电子冷却风扇停止运行。

所述第四控制方法为：当有所述空调请求信号发出，且所述控制模式为第四控制模式时，不管当前车速如何，都控制所述电子冷却风扇高速运行。

特别地，上述控制方法中，控制所述电子冷却风扇低速运行，优选地指的是以7V的驱动电压驱动所述电子冷却风扇低速运行；控制所述电子冷却风扇高速运行，优选地指的是以13.5V的驱动电压驱动所述电子冷却风扇高速运行。

图5示出了本实用新型所述的汽车电子冷却风扇的控制系统的原理方框图，如图5所示，所述汽车电子冷却风扇控制系统包括压力传感器6，车速传感器7，温度传感器3和发动机控制模块4。

具体地，所述压力传感器6，用于检测空调系统的制冷剂管路的压力。所述车速传感器7，用于检测汽车的车速，该车速传感器7为旋转变压器。所述温度传感器3，用于检测汽车发动机冷却液的温度。所述发动机控制模块4，用于获取空调请求信号（按下空调开关1，有空调请求信号发出）；用于根据所述空调请求信号、压力、车速和温度，通过第一电子冷却风扇控制信号线和第二电子冷却风扇控制信号线，控制所述电子冷却风扇5高速运行、低速运行或停止运行。特别地，该发动机控制模块4为中央处理器（CPU）、单片机或嵌入式处理器等。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种汽车电子冷却风扇控制系统，其特征在于：所述控制系统包括，

压力传感器，用于检测空调系统的制冷剂管路的压力；

车速传感器，用于检测汽车的车速；

温度传感器，用于检测汽车发动机冷却液的温度；以及，

发动机控制模块，用于获取空调请求信号；用于根据所述空调请求信号、压力、车速和温度，控制所述电子冷却风扇高速运行、低速运行或停止运行。

2.根据权利要求1所述的汽车电子冷却风扇控制系统，其特征在于：所述车速传感器为旋转变压器。

3.根据权利要求1所述的汽车电子冷却风扇控制系统，其特征在于：所述发动机控制模块为中央处理器、单片机或嵌入式处理器。

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