[发明专利]一种汽车发动机冷却风扇电子控制系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子控制领域，特别涉及一种汽车发动机冷却风扇电子控制系统与方法。

背景技术

汽车发动机的冷却系统目前最常用的是液体冷却。即用于冷却的液体经过循环系统，再通过散热器散热来使发动机降温，冷却风扇用来给散热器通过风速强制补风，以满足发动机适度冷却的需要。 

 从冷却风扇工作形式来看，冷却风扇的控制方式有3种：一是适用于大型车辆和重型车辆的机械驱动控制方式；二是与发动机ECU无关、环境参数独自监控的自控电动控制方式；三是综合发动机、空调、压缩机、车速等多种参数信息的综合型智能控制方式。

其中，第三种控制方式，以最新一代PWM脉宽调制输出方式的控制电路为代表，兼有集中控制和PWM技术的特点，控制电路对发动机及其周围环境参数考虑地极为全面，真正地体现了智能化控制，克服了前两种方式能耗大的缺点，使风扇工作在最佳的转速，真正节省能耗。

而第三种控制方式控制器核心在于ECU,国内目前在ECU技术上所依赖的单片机原件一般都选用飞思卡尔、英飞灵、英特尔等国外企业产品，而国外供货商提供的都是自己的成套技术服务，使国内ECU服务商的产品难以得到应用。同时供应商提供的硬件都绑定自设的软件，设计人员无法完全掌握其功能资源，并且硬件的可扩张性如接口数目，并无法满足特殊拥护的需求。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供了一种汽车发动机冷却风扇电子控制系统与方法。对冷却风扇转速实行智能化控制，以实现发动机冷却系统工作在最佳状况，以最低的能耗发挥发动机动力性，经济性，满足排放要求。

本发明采用如下技术方案：

一种汽车发动机冷却风扇电子控制系统，该系统包括：

采集单元，用于采集发动机的各项参数，并将发动机的各项参数传送给控制单元；

    控制单元，包括DSP，用于根据发动机的各项参数计算风扇的目标转速，并得出驱动执行单元的PWM脉宽信号；

    执行单元，包括相互连接的风扇电机、风扇以及风扇的隔离电路和大功率H桥驱动电路，根据PWM脉宽信号驱动风扇电机使风扇达到目标转速。

一种汽车发动机冷却风扇的控制方法，包括如下步骤：

实时采集各项发动机参数，所述发动机参数包括冷却水的进、出口温度，

排气温度，发动机转速，爆震传感压力，节气门开度，空调制冷剂压力；

根据发动机的各项参数计算风扇的目标转速，并得到驱动执行单元的PWM脉宽信号；

DSP以冷却水的进、出口温度为主判断发动机当前的散热情况，辅之以不同工况参数综合分析发动机的热平衡趋势，得出执行风扇目标转速。

所述根据发动机的各项参数计算风扇的目标转速包括如下步骤：

（1）根据发动机冷却水进、出温度确定风扇转速基本量

当80℃≤T_出≤98℃，以T_入为自变量根据函数关系得出目标转速基本量    

当T_入≤84℃时   Nbas=Nmin=15%Nmax

当T_入≥90℃且≤98℃时    Nbas= B₂+K₂（T_入-90)，其值域为[75%,85%]Nmax

当84℃＜T_入≤90℃时  Nbas=B₁+K₁（T_入-84) ，其值域为 [15%,75%]Nmax

所述上式中：B₁=0.15、 K₁=0.1、 B₂=0.75、K₂=0.0125，Nbas为风扇的转速基本量，Nmax为风扇最大的转速，T_入为冷却水进口温度；

（2）通过采集发动机的各项参数的变化量得到风扇转速修正量；

所述转速修正量是值域为[0,  4%Nmax]的线性函数，用户可根据自己对冷却系统控制准确程度的要求，增减关于风扇转速修正量的自变量个数，选取个数越多，对发动机散热情况考虑越全面，准确程度度越高。每增加一个自变量，应根据车辆各自的发动机参数具体确定自变量的范围。例如，增加发动机转速修正自变量，该自变量的范围为[怠速，最高转速]，各车辆怠速与最高转速都不同，应具体标定。当自变量范围确定，而转速修正量是值域确定为[0,  4%Nmax]，自变量与转速修正量取线性关系，则修正量函数确定。