CN205559051U - 发动机冷却风扇控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发动机冷却风扇控制装置，其包括发动机控制单元和温度传感器，发动机控制单元内置有风扇控制单元，冷却风扇的控制端与风扇控制单元电连接，该控制装置还包括与发动机控制单元电连接的风扇控制开关，该风扇控制开关具有多个挡位，发动机控制单元上设置多个阈值温度，风扇控制开关的每个挡位对应启动一个阈值温度；风扇控制开关设置高、中、低三个挡位，所述发动机控制单元上设置与上述三个挡位一一对应的第一阈值温度、第二阈值温度和第三阈值温度，第一阈值温度大于第二阈值温度，第二阈值温度大于第三阈值温度。本实用新型具有结构简单、操控方便、能降低风扇功耗和能提高整车经济性的优点。

Description

发动机冷却风扇控制装置

技术领域

本实用新型涉及发动机冷却系统领域，具体的说是发动机冷却风扇控制装置。

背景技术

冷却风扇为发动机冷却系统中的重要附件，其在发动机水冷系统或风冷系统中起着至关重要的作用。对于冷却风扇的控制，目前常采用检测温度并自动控制的方式：以发动机水冷系统为例，利用温度传感器检测发动机冷却液的温度，温度传感器将冷却液温度信号发送到发动机控制单元ECU，ECU内设置阈值温度信号和风扇控制单元，在ECU内部将冷却液温度与阈值温度信号进行比较并判断，当检测到的水温大于阈值温度信号时，说明冷却液温度过高，需要降温，此时ECU通过风扇控制单元控制冷却风扇工作，反之，当检测到的水温小于阈值温度时，ECU控制冷却风扇停止。

在具体实施中，现有的冷却风扇控制方式存在如下问题：冷却风扇的控制策略是固定的，即ECU内部设定的温度阈值为一个定值，不能根据使用条件的不同而改变，外部运行环境的温度对发动机的运行工况影响较大，设定单一的温度阈值并单一的通过测量冷却液温度来控制冷却风扇的工作状态，并不能保证冷却风扇的冷却效果，也不能保证冷却风扇以及整车的经济运行。例如，当该温度阈值设定的较高时，如果在夏季环境温度较高或爬坡路况时，存在水温过高的风险；当该温度阈值设定较低时，如果在冬季环境温度较低时，发动机出水水温较低，发动机摩擦损失加大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操控方便、能降低风扇功耗且能提高整车经济性的发动机冷却风扇控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的发动机冷却风扇控制装置包括发动机控制单元和温度传感器，温度传感器的信号输出端与发动机控制单元的信号输入端电连接，发动机控制单元内置有风扇控制单元，冷却风扇的控制端与风扇控制单元电连接，发动机控制单元上设置风扇控制阈值温度，其结构特点是该控制装置还包括与发动机控制单元电连接的风扇控制开关，该风扇控制开关具有多个挡位，发动机控制单元上设置多个阈值温度，风扇控制开关的每个挡位对应启动一个阈值温度。

所述风扇控制开关设置高、中、低三个挡位，所述发动机控制单元上设置与上述三个挡位一一对应的第一阈值温度、第二阈值温度和第三阈值温度，第一阈值温度大于第二阈值温度，第二阈值温度大于第三阈值温度。

上述结构中，以水冷系统为例，通过温度传感器检测发动机冷却水温度，检测到的水温与阈值温度比较，每个阈值温度对应一套冷却风扇的控制策略。对于冷却风扇控制策略：如果冷却风扇仅有启、停两种状态，则控制策略是指对冷却风扇进行开关控制；如果冷却风扇自身也具有风扇挡位，则控制策略是指对各个风扇挡位的启停温度进行控制，从而自动控制风扇挡位的跳转。

依据外部环境温度和发动机负载情况，选择风扇控制开关的挡位，挡位数量依据具体环境和配置不同而灵活设置，一般设置两挡、三挡或四挡。以高、中、低三个挡位为例：在冬季、平原、环境温度较低、轻载等条件下，将风扇控制开关置于高挡，发动机控制单元执行第一阈值温度，风扇控制单元依据该第一阈值温度对冷却风扇进行控制；在春季、秋季、微丘、环境温度适中、中载等条件下，将风扇控制开关置于中挡，发动机控制单元执行第二阈值温度，风扇控制单元依据该第二阈值温度对冷却风扇进行控制；在夏季、山区、环境温度较高、重载等条件下，将风扇控制开关置于低挡，发动机控制单元执行第三阈值温度，风扇控制单元依据该第三阈值温度对冷却风扇进行控制。其中，优先将风扇控制开关置于高挡，当高挡不能满足要求时，将风扇控制开关置于中挡，当中挡不能满足要求时，将风扇控制开关置于低挡，当低挡不能满足要求时，应停车检查。

所述风扇控制开关包括串联的三个等阻值电阻和可分别将其中一个、两个或三个电阻接入的单刀三掷开关，电阻串联电路的起始端和单刀三掷开关的动触点分别引出风扇控制开关的两个端子，两个端子电连接到发动机控制单元的两个针脚上，两针脚之间的电压恒定，两针脚上电连接电流检测单元。

所述风扇控制开关包括并联的三个阻值不等的电阻和可分别将三个电阻接入的单刀三掷开关，电阻并联电路的起始端和单刀三掷开关的动触点分别引出风扇控制开关的两个端子，两个端子电连接到ECU的两个针脚上，两针脚之间的电压恒定，两针脚上电连接电流检测单元。

由上述可知，风扇控制开关的挡位切换主要通过单刀三掷开关完成，通过单刀三掷开关选择三种不同阻值接入，借助发动机控制单元的两个恒压针脚，通过检测两针脚间的电流从而判断出开关挡位的不同。上述给出了风扇控制开关的两种电路结构，两种结构中电阻分别采用串联和并联的形式。

所述冷却风扇为电磁风扇，电磁风扇通过电磁风扇离合器与发动机动力连接，电磁风扇离合器具有第一线圈和第二线圈，第一线圈的电源回路上串联第一继电器，第二线圈的电源回路上串联第二继电器，第一继电器和第二继电器的控制端均与风扇控制单元电连接。冷却风扇优选的采用电磁风扇，通过控制电磁风扇离合器的两组线圈的通断电，可使得冷却风扇自身具有两个或三个风扇挡位，当执行其中的一个阈值温度时，冷却风扇自身的风扇挡位的启停温度也相应确定，依据风扇挡位启停温度的高度对两组线圈的通断电进行控制，从而自动控制冷却风扇在各风扇挡位上进行自动跳转。

所述风扇控制开关安装在驾驶室的仪表盘上。风扇控制开关安装在驾驶室内可方便操作的位置上，具体的可设置在仪表盘上。

本实用新型的有益效果是：用户可以根据不同的使用条件选择不同的风扇控制策略，从而使发动机水温在不同条件下均达到最佳，并减少风扇消耗的功率，提高整车的经济性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型其中一种实施方式的结构原理示意图；

图2为本实用新型另一种实施方式的结构原理示意图；

图3为本实用新型的控制逻辑示意框图；

图4为本实用新型用在电磁三速风扇上的风扇挡位控制温度排布示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的发动机冷却风扇控制装置包括发动机控制单元ECU和温度传感器1，温度传感器1的信号输出端与发动机控制单元ECU的信号输入端电连接，发动机控制单元ECU内置有风扇控制单元2，冷却风扇3的控制端与风扇控制单元2电连接，发动机控制单元ECU上设置风扇控制阈值温度，该控制装置还包括与发动机控制单元ECU电连接的风扇控制开关4，该风扇控制开关4具有多个挡位，发动机控制单元ECU上设置多个阈值温度，风扇控制开关4的每个挡位对应启动一个阈值温度。其中，为了方便操作，风扇控制开关4安装在驾驶室的仪表盘上。风扇控制开关4设置高、中、低三个挡位，发动机控制单元ECU上设置与上述三个挡位一一对应的第一阈值温度A、第二阈值温度B和第三阈值温度C，第一阈值温度A大于第二阈值温度B，第二阈值温度B大于第三阈值温度C。

以水冷系统为例，通过温度传感器1检测发动机冷却水的温度，检测到的水温与阈值温度比较，每个阈值温度对应一套冷却风扇3的控制策略。对于冷却风扇控制策略：如果冷却风扇3仅有启、停两种状态，则控制策略是指对冷却风扇3进行开关控制；如果冷却风扇3自身也具有风扇挡位，则控制策略是指对各个风扇挡位的启停温度进行控制，从而自动控制风扇挡位的自动跳转。

依据外部环境温度和发动机负载情况，选择风扇控制开关4的挡位，挡位数量依据具体环境和配置不同而灵活设置，一般设置两挡、三挡或四挡。以高、中、低三个挡位为例：在冬季、平原、环境温度较低、轻载等条件下，将风扇控制开关4置于高挡，发动机控制单元ECU执行第一阈值温度A，风扇控制单元2依据该第一阈值温度A对冷却风扇3进行控制；在春季、秋季、微丘、环境温度适中、中载等条件下，将风扇控制开关4置于中挡，发动机控制单元ECU执行第二阈值温度B，风扇控制单元2依据该第二阈值温度B对冷却风扇3进行控制；在夏季、山区、环境温度较高、重载等条件下，将风扇控制开关4置于低挡，发动机控制单元ECU执行第三阈值温度C，风扇控制单元2依据该第三阈值温度C对冷却风扇3进行控制。其中，优先将风扇控制开关4置于高挡，当高挡不能满足要求时，将风扇控制开关4置于中挡，当中挡不能满足要求时，将风扇控制开关4置于低挡，当低挡不能满足要求时，应停车检查。

风扇控制开关为多挡位开关，本实用新型以三挡位开关为例，采取的方式是借助发动机控制单元的两个恒压针脚，通过改变接入电阻并检测电流的方式以判断具体挡位。本实用新型的风扇控制开关有两种电路结构：第一种如图1所示，风扇控制开关4包括串联的三个等阻值电阻和可分别将其中一个、两个或三个电阻接入的单刀三掷开关K，电阻串联电路的起始端和单刀三掷开关K的动触点分别引出风扇控制开关4的两个端子，两个端子电连接到发动机控制单元ECU的两个针脚上，两针脚之间的电压恒定，两针脚上电连接电流检测单元5；第二种如图2所示，风扇控制开关4包括并联的三个阻值不等的电阻和可分别将三个电阻接入的单刀三掷开关K，电阻并联电路的起始端和单刀三掷开关K的动触点分别引出风扇控制开关4的两个端子，两个端子电连接到ECU的两个针脚上，两针脚之间的电压恒定，两针脚上电连接电流检测单元5。第一种电路接入的三种阻值分别为R1、2R2和3R1，第二种电路接入的三种阻值分别为R2、R3和R4。

参照附图，冷却风扇3为电磁风扇，电磁风扇通过电磁风扇离合器与发动机动力连接，电磁风扇离合器具有第一线圈和第二线圈，第一线圈的电源回路上串联第一继电器6，第二线圈的电源回路上串联第二继电器7，第一继电器6和第二继电器7的控制端均与风扇控制单元2电连接。本实用新型的冷却风扇3优选的为电磁风扇，电磁风扇为自身带有风扇挡位的多挡位风扇，通过控制电磁风扇离合器的两组线圈的通断电，可使得冷却风扇自身具有两个或三个风扇挡位，当执行其中的一个阈值温度时，冷却风扇自身的风扇挡位的启停温度也相应确定，依据风扇挡位启停温度的高度对两组线圈的通断电进行控制，从而自动控制冷却风扇在各风扇挡位上进行自动跳转。具体的可参照附图4，图4示出了三挡位的风扇控制开关与电磁三速风扇的风扇挡位控制温度之间的关系，所谓三速风扇是指冷却风扇自身具有三个风扇挡位。其中，T2（ON）、T2（OFF）分别是风扇2挡的开启温度和关闭温度，T3（ON）、T3（OFF）分别是风扇3挡的开启温度和关闭温度，对于风扇1挡，风扇仅利用风扇离合器的摩擦力低速转动，不涉及开启和关闭温度。为了避免风扇在一个挡位出现频繁开启关闭的情况，要求开启温度略大于关闭温度，即T2（ON）> T2（OFF）, T3（ON）> T3（OFF），另外，显然的，T3（OFF）> T2（ON）。本实用新型增加了高、中、低三挡位的风扇控制开关后，风扇控制开关高挡位时的T2（ON）>中挡位时的T2（ON）>低挡位时的T2（ON），对于T2（OFF）、T3（ON）、 T3（OFF）也是同样道理，在此不再赘述。综合上述，通过增加高、中、低三挡位的风扇控制开关，使得风扇自身具有了三套控制策略。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。

Claims (7)

1.一种发动机冷却风扇控制装置，包括发动机控制单元ECU和温度传感器（1），温度传感器（1）的信号输出端与发动机控制单元ECU的信号输入端电连接，发动机控制单元ECU内置有风扇控制单元（2），冷却风扇（3）的控制端与风扇控制单元（2）电连接，发动机控制单元ECU上设置风扇控制阈值温度，其特征是该控制装置还包括与发动机控制单元ECU电连接的风扇控制开关（4），该风扇控制开关（4）具有多个挡位，发动机控制单元ECU上设置多个阈值温度，风扇控制开关（4）的每个挡位对应启动一个阈值温度。

2.如权利要求1所述的发动机冷却风扇控制装置，其特征是所述风扇控制开关（4）设置高、中、低三个挡位，所述发动机控制单元ECU上设置与上述三个挡位一一对应的第一阈值温度（A）、第二阈值温度（B）和第三阈值温度（C），第一阈值温度（A）大于第二阈值温度（B），第二阈值温度（B）大于第三阈值温度（C）。

3.如权利要求2所述的发动机冷却风扇控制装置，其特征是所述风扇控制开关（4）包括串联的三个等阻值电阻和可分别将其中一个、两个或三个电阻接入的单刀三掷开关（K），电阻串联电路的起始端和单刀三掷开关（K）的动触点分别引出风扇控制开关（4）的两个端子，两个端子电连接到发动机控制单元ECU的两个针脚上，两针脚之间的电压恒定，两针脚上电连接电流检测单元（5）。

4.如权利要求2所述的发动机冷却风扇控制装置，其特征是所述风扇控制开关（4）包括并联的三个阻值不等的电阻和可分别将三个电阻接入的单刀三掷开关（K），电阻并联电路的起始端和单刀三掷开关（K）的动触点分别引出风扇控制开关（4）的两个端子，两个端子电连接到ECU的两个针脚上，两针脚之间的电压恒定，两针脚上电连接电流检测单元（5）。

5.如权利要求1-4中任一项所述的发动机冷却风扇控制装置，其特征是所述冷却风扇（3）为电磁风扇，电磁风扇通过电磁风扇离合器与发动机动力连接，电磁风扇离合器具有第一线圈和第二线圈，第一线圈的电源回路上串联第一继电器（6），第二线圈的电源回路上串联第二继电器（7），第一继电器（6）和第二继电器（7）的控制端均与风扇控制单元（2）电连接。

6.如权利要求1-4中任一项所述的发动机冷却风扇控制装置，其特征是所述风扇控制开关（4）安装在驾驶室的仪表盘上。

7.如权利要求5所述的发动机冷却风扇控制装置，其特征是所述风扇控制开关（4）安装在驾驶室的仪表盘上。