專利名稱：電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
車輛及工程機(jī)械在工作的過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的熱。由于工作環(huán)境和工況的變 化，產(chǎn)生的熱量也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，為了保持裝備的正常運(yùn)行，通常采用各種冷卻器或換 熱器，采用冷卻風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻的方式將熱量散發(fā)到環(huán)境中，從而使各裝置保持在正常溫度 的工作范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，其冷卻風(fēng)扇通常是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的改變是由 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化來(lái)相應(yīng)變化，冷卻效果是直接與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相關(guān)，因而出現(xiàn)冷卻系統(tǒng) 不能滿足系統(tǒng)所有工況的換熱要求，經(jīng)常使車輛及工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓作業(yè)系統(tǒng)、液力 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)等各種產(chǎn)生熱量并需要冷卻的系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)冷現(xiàn)象。特別是 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速大工作扭矩的條件下，由于冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速較慢，冷卻效果差，就經(jīng)常造成過(guò) 熱；當(dāng)啟動(dòng)怠速、環(huán)境溫度較低時(shí)，又會(huì)造成過(guò)冷。不能保證系統(tǒng)始終工作在最佳的工作溫 度內(nèi)，造成縮短系統(tǒng)或部件的壽命、增加能耗、降低工作效率等問(wèn)題。另外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較 高時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也較高，因而造成風(fēng)扇引起的噪音過(guò)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)以上所述風(fēng)扇系統(tǒng)控制存在的不足，提供通過(guò)改變冷卻風(fēng)扇 的驅(qū)動(dòng)能力的大小來(lái)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速的一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置.本發(fā)明的另一目的是提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的控制方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)裝置，包括監(jiān)控傳感器、主控單 元、設(shè)置量信號(hào)輸入模塊、智能驅(qū)動(dòng)單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)、人機(jī)交互軟件系統(tǒng)和風(fēng)扇，監(jiān) 控傳感器、設(shè)置量信號(hào)輸入模塊和人機(jī)交互操作系統(tǒng)與主控單元的輸入端連接，主控單元 的輸出端與智能驅(qū)動(dòng)單元連接，智能驅(qū)動(dòng)單元與風(fēng)扇連接；監(jiān)控傳感器將采集的系統(tǒng)信息 輸入到主控單元，主控單元同時(shí)還接收設(shè)置量信號(hào)輸入模塊輸入的信號(hào)，主控單元對(duì)輸入 的信息進(jìn)行變換、處理，并在人機(jī)交互操作系統(tǒng)顯示并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)定的性 能、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的溫度值、最大溫度值、過(guò)溫值及最小占空比、最大占空比和監(jiān)控傳感器 所測(cè)的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出監(jiān)控傳感器所對(duì)應(yīng)的占空比，輸出風(fēng)扇脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)到 智能驅(qū)動(dòng)單元調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速?gòu)?qiáng)度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的。所述的監(jiān)控傳感器包括中冷器溫度傳感器、艙溫溫度傳感器、空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感 器和水溫溫度傳感器；中冷器溫度傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)的溫度；艙溫溫度傳感器測(cè) 量發(fā)動(dòng)機(jī)所在艙位的溫度；空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器測(cè)量車廂溫度；水溫溫度傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng) 機(jī)水溫的溫度；對(duì)車輛或者工程機(jī)械進(jìn)行全方位的監(jiān)控。所述的監(jiān)控傳感器可以是中冷器溫度傳感器、艙溫溫度傳感器、空調(diào)系統(tǒng)溫度傳 感器或水溫溫度傳感器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。也可增加其它溫度傳感器。
所述的設(shè)置量信號(hào)輸入模塊包括強(qiáng)制制冷開(kāi)關(guān)信號(hào)或其它信號(hào)輸入。所述的人機(jī)交互操作系統(tǒng)是輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變的 中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理的主控單元，用于顯示的顯示單元及對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè) 定輸入的操作單元構(gòu)成。人機(jī)交互操作系統(tǒng)包括手持操作設(shè)備、機(jī)車操作臺(tái)按置的設(shè)備，也 可為其它設(shè)備。 所述的人機(jī)交互軟件系統(tǒng)由PC或手機(jī)端的專業(yè)軟件、無(wú)線設(shè)備或有線單元、接收 轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成。人機(jī)交互軟件系統(tǒng)包括手機(jī)操作、計(jì)算機(jī)操作通過(guò)軟件方式的系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的控制方法，其控制步驟如下(1)、開(kāi)始后，控制裝置首先進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，確定系統(tǒng)是否正常，系統(tǒng)正常，進(jìn)入強(qiáng) 制制冷判斷程序；測(cè)試的內(nèi)容主要有控制單元和智能驅(qū)動(dòng)單元的自測(cè)定；測(cè)定控制或系 統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)是否正常。讀取存在EEPROM中的數(shù)據(jù)。溫度傳感器是否連接正常；智能驅(qū)動(dòng) 單元與風(fēng)扇是否連接正常；其它輸入輸出口是否正常等。如系統(tǒng)錯(cuò)誤，轉(zhuǎn)至關(guān)閉脈沖調(diào)制 PWM輸出并調(diào)用錯(cuò)誤處理程序，發(fā)送相關(guān)錯(cuò)誤至人機(jī)交互操作系統(tǒng)。并提示相關(guān)錯(cuò)誤點(diǎn)。執(zhí) 行完錯(cuò)誤處理程序后，返回到系統(tǒng)測(cè)試流程；(2)、在強(qiáng)制制冷判斷程序中，如強(qiáng)制制冷輸入開(kāi)關(guān)為強(qiáng)制制冷狀態(tài)，系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn) 速取系統(tǒng)設(shè)置最大轉(zhuǎn)速為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；若強(qiáng)制制冷輸入開(kāi)關(guān)未處于強(qiáng)制制冷狀態(tài)，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、中冷器溫度、 艙溫溫度和空調(diào)系統(tǒng)溫度，對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行判定；若測(cè)量信號(hào)有誤，系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速取系統(tǒng)設(shè)置最大轉(zhuǎn)速為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；若測(cè)量信號(hào)正確，根據(jù)溫度轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速的運(yùn)算，分別求出發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、中冷 器溫度、艙溫溫度和空調(diào)系統(tǒng)溫度、水溫溫度的值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，取最大值作為系統(tǒng)運(yùn) 行轉(zhuǎn)速；(3)、通過(guò)系統(tǒng)對(duì)傳感器設(shè)定的參數(shù)、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的溫度值、最大溫度值、過(guò)溫值 及最小占空比、最大占空比和傳感器所測(cè)的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出每個(gè)傳感器溫度對(duì)應(yīng)的脈 寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比；扇脈寬調(diào)制信號(hào)如為多路傳感器控制，其取值為多路中占空比最 大值；風(fēng)扇脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)如為單個(gè)傳感器控制時(shí)，取其占空比；(4)、進(jìn)行輸出根據(jù)系統(tǒng)特性進(jìn)行輸出，根據(jù)所求得的占空比，主控單元按占空比 輸出脈寬調(diào)制信號(hào)到智能驅(qū)動(dòng)單元，智能驅(qū)動(dòng)單元輸出驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)并對(duì)輸出到風(fēng)扇電流 進(jìn)行監(jiān)控；(5)、通過(guò)改變主控單元中的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，控制智能驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng) 能力，智能驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)風(fēng)扇，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的發(fā)生變化，從而冷卻效果發(fā)生變化；則車 輛相應(yīng)的冷卻介質(zhì)的溫度發(fā)生變化。(6)、通過(guò)人機(jī)交互操作系統(tǒng)設(shè)置最佳參數(shù)，使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。并實(shí)時(shí)監(jiān)控 系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和故障指示。以上的輸出監(jiān)控中，若監(jiān)控過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常(如電流超過(guò)設(shè)定值，智能驅(qū)動(dòng)單元 故障，風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)等)，進(jìn)入錯(cuò)誤處理流程，則使驅(qū)動(dòng)輸出模塊無(wú)效，關(guān)閉PWM輸出。并調(diào)用錯(cuò) 誤處理程序。本發(fā)明通過(guò)氣體、流體溫度傳感器，測(cè)定中冷器溫度、艙溫溫度和空調(diào)系統(tǒng)溫度、 水溫溫度，控制單元對(duì)傳感器測(cè)量信號(hào)或其它輸入信號(hào)進(jìn)行處理并輸出控制信號(hào)和信息，控制信號(hào)為一脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM)，該信號(hào)下傳至智能驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)改變智能驅(qū)動(dòng)單元的脈寬調(diào)制信號(hào)占空比，調(diào)節(jié)了風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明采用冷卻介質(zhì)的溫度作為信號(hào)輸入量，對(duì) 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，但不對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行直接監(jiān)控，可以確保冷卻介質(zhì)的溫度在控制最佳 范圍內(nèi)，提高作業(yè)裝置的作業(yè)效率，延長(zhǎng)系統(tǒng)或部件的壽命、降低能耗，提高了工作效率、降 低風(fēng)扇引起的噪音。本發(fā)明的控制方法有較強(qiáng)的魯棒性，當(dāng)檢測(cè)到故障發(fā)生，風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)等現(xiàn) 象時(shí)，可完全切斷智能驅(qū)動(dòng)單元電源或強(qiáng)制關(guān)閉輸出PWM信號(hào)。并可強(qiáng)制關(guān)斷主控單元供 電。本發(fā)明有較強(qiáng)、較廣的應(yīng)用性，可根據(jù)不同的使用環(huán)境、不同的使用車輛相關(guān)的在線參 數(shù)調(diào)節(jié)。本發(fā)明有較強(qiáng)的靈活性?？梢愿鶕?jù)不同的需求，進(jìn)行不同的組合。每個(gè)主控單元 可以控制多個(gè)智能驅(qū)動(dòng)單元。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)采用冷卻介質(zhì)的溫度作為信號(hào)輸入量，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行轉(zhuǎn)速控 制，當(dāng)溫度低時(shí)，風(fēng)扇低速運(yùn)行，當(dāng)溫度高時(shí)，風(fēng)扇進(jìn)入高速運(yùn)行狀態(tài)。不對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行直 接監(jiān)控，可以確保冷卻介質(zhì)的溫度在控制最佳范圍內(nèi)，提高作業(yè)裝置的作業(yè)效率，延長(zhǎng)系統(tǒng) 或部件的壽命、降低能耗，提高了工作效率、降低風(fēng)扇引起的噪音。本控制裝置和控制算法 有較強(qiáng)的魯棒性，當(dāng)檢測(cè)到故障或控制單元被斷電時(shí)，智能驅(qū)動(dòng)單元關(guān)閉驅(qū)動(dòng)模塊，而驅(qū)動(dòng) 控制模塊一直在運(yùn)行。當(dāng)故障排除后。可以自動(dòng)開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)模塊，使裝置進(jìn)入正常運(yùn)行。


圖1為本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的組成示意圖；圖2為冷卻介質(zhì)溫度與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；圖3為本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)裝置，如圖1所示，包括監(jiān)控傳感器、主控單元、設(shè)置量 信號(hào)輸入模塊、智能驅(qū)動(dòng)單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)、人機(jī)交互軟件系統(tǒng)和風(fēng)扇，監(jiān)控傳感器 和設(shè)置量信號(hào)輸入模塊與主控單元的輸入端連接，主控單元的輸出端與智能驅(qū)動(dòng)單元的連 接，智能驅(qū)動(dòng)單元與風(fēng)扇連接，智能驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)和控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。監(jiān)控傳感器將采集的 系統(tǒng)信息輸入到主控單元，主控單元同時(shí)還接收設(shè)置量信號(hào)輸入模塊輸入的信號(hào)，包括強(qiáng) 制制冷開(kāi)關(guān)信號(hào)或其它信號(hào)輸入，主控單元對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行變換、處理，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)定 的性能、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的溫度值、最大溫度值、過(guò)溫值及最小占空比、最大占空比和傳感器 所測(cè)的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出傳感器的占空比，風(fēng)扇脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)取關(guān)聯(lián)的多路或一 路溫度傳感器所得出來(lái)的占空比中的最大值。其中上述所述的運(yùn)算可以為根據(jù)溫度變化引起監(jiān)控傳感器電阻值的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。 如圖2所示，監(jiān)控傳感器電阻值與上拉電阻構(gòu)成一個(gè)分壓機(jī)構(gòu)。主控單元(MCU)根據(jù)監(jiān)控 傳感器電阻值的所分得電壓轉(zhuǎn)換成主控單元(MCU)采集的AD值。通過(guò)公式AD值=(傳 感器電阻值/(傳感器電阻值+上拉電阻值))*1023)，算出監(jiān)控傳感器所在的電阻值。然后 根據(jù)此電阻值通過(guò)監(jiān)控傳感器電阻與溫度特性表查得所對(duì)應(yīng)的溫度值。并通過(guò)公式傳感 器占空比=設(shè)定的最小占空比+(溫度值-設(shè)定的最小溫度值)X (設(shè)定的最大占空比-設(shè) 定的最小占空比)/ (設(shè)定的最大溫度值_設(shè)定的最小溫度值)算得傳感器所在溫度下對(duì)應(yīng)的占空比。風(fēng)扇脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)如為多路傳感器控制，其取值為多路中占空比最大值。 風(fēng)扇脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)如為單個(gè)傳感器控制時(shí)，取其占空比。并將取得的風(fēng)扇脈寬調(diào)制 (PWM)信號(hào)輸出到智能驅(qū)動(dòng)單元，智能驅(qū)動(dòng)單元調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速?gòu)?qiáng)度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速 的目的。所述的監(jiān)控傳感器包括中冷器溫度傳感器、艙溫溫度傳感器、空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感 器和水溫溫度傳感器；中冷器溫度傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)的溫度；艙溫溫度傳感器測(cè) 量發(fā)動(dòng)機(jī)所在艙位的溫度；空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器測(cè)量車廂溫度；水溫溫度傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng) 機(jī)水溫的溫度；對(duì)車輛或者工程機(jī)械進(jìn)行全方位的監(jiān)控。監(jiān)控傳感器可以是中冷器溫度傳 感器、艙溫溫度傳感器、空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器或水溫溫度傳感器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以 上。也可增加其它溫度傳感器。所述的設(shè)置量信號(hào)輸入模塊包括強(qiáng)制制冷開(kāi)關(guān)信號(hào)或其它 信號(hào)輸入。所述的人機(jī)交互操作系統(tǒng)由輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變的 中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理的操作平臺(tái)，用于顯示的顯示單元及對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè) 定輸入。人機(jī)交互操作系統(tǒng)其構(gòu)造包括輸入信號(hào)，輸入信號(hào)中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸入信號(hào)處理的主控 單元，顯示單元和數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定輸入的操作單元、顯示單元、輸出信號(hào)處理主控單元以及輸 出信號(hào)中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。人機(jī)交互操作系統(tǒng)包括手持操作設(shè)備、機(jī)車操作臺(tái)按置的設(shè)備，也可為其 它設(shè)備。所述的人機(jī)交互軟件系統(tǒng)由PC或手機(jī)端的專業(yè)軟件、無(wú)線或有線單元、接收、發(fā) 送轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成。人機(jī)交互軟件系統(tǒng)其構(gòu)造可以包括有有線或無(wú)線單元，接收轉(zhuǎn)換單元，PC 或手機(jī)端專業(yè)軟件，PC或手機(jī)端專業(yè)軟件，發(fā)送轉(zhuǎn)換單元以及有線或無(wú)線單元。人機(jī)交互 軟件系統(tǒng)包括手機(jī)操作、計(jì)算機(jī)操作通過(guò)軟件方式的系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的控制方法，如圖3所示，其控制步驟如下(1)、開(kāi)始后，首先進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，確定系統(tǒng)是否正常；系統(tǒng)正常，進(jìn)入強(qiáng)制制冷判 斷程序；系統(tǒng)測(cè)試的內(nèi)容主要有控制單元和智能驅(qū)動(dòng)單元的自測(cè)定；測(cè)定控制或系統(tǒng)的 設(shè)置參數(shù)是否正常，讀取存在EEPROM中的數(shù)據(jù)。溫度傳感器是否連接正常；智能驅(qū)動(dòng)單元 與風(fēng)扇是否連接正常；其它輸入輸出口是否正常等。如系統(tǒng)錯(cuò)誤，轉(zhuǎn)至關(guān)閉脈沖調(diào)制PWM輸 出并調(diào)用錯(cuò)誤處理程序，發(fā)送相關(guān)錯(cuò)誤至人機(jī)交互操作系統(tǒng)，并提示相關(guān)錯(cuò)誤點(diǎn)；執(zhí)行完錯(cuò) 誤處理程序后，返回到系統(tǒng)測(cè)試流程；(2)、在強(qiáng)制制冷判斷程序中，若強(qiáng)制制冷輸入開(kāi)關(guān)為強(qiáng)制制冷狀態(tài)，系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速取系統(tǒng)設(shè)置最大轉(zhuǎn)速為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；若強(qiáng)制制冷輸入開(kāi)關(guān)未處于強(qiáng)制制冷狀態(tài)，測(cè)量 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、中冷器溫度、艙溫溫度和空調(diào)系統(tǒng)溫度、水溫溫度，對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行AD 轉(zhuǎn)換，并對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行判定，若測(cè)量信號(hào)有誤，系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速取系統(tǒng)設(shè)置最大轉(zhuǎn)速為冷卻 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；若測(cè)量信號(hào)正確，根據(jù)溫度轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速的運(yùn)算，分別求出中冷器溫度、艙溫溫度 和空調(diào)系統(tǒng)溫度、水溫溫度的溫度值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，取最大值作為系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速。其中 上述所述的運(yùn)算可以為根據(jù)溫度變化引起監(jiān)控傳感器電阻值的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控傳感器電 阻值與上拉電阻構(gòu)成一個(gè)分壓機(jī)構(gòu)。主控單元(MCU)根據(jù)監(jiān)控傳感器電阻值的所分得電壓 轉(zhuǎn)換成主控單元(MCU)采集的AD值。通過(guò)公式AD值=(傳感器電阻值/(傳感器電阻值 +上拉電阻值))*1023)，算出監(jiān)控傳感器所在的電阻值。然后根據(jù)此電阻值通過(guò)監(jiān)控傳感 器電阻與溫度特性表查得所對(duì)應(yīng)的溫度值。并通過(guò)公式傳感器占空比=設(shè)定的最小占空比+(溫度值-設(shè)定的最小溫度值)X (設(shè)定的最大占空比-設(shè)定的最小占空比)/(設(shè)定的最大溫度值-設(shè)定的最小溫度值)算得傳感器所在溫度下對(duì)應(yīng)的占空比。(3)通過(guò)系統(tǒng)對(duì)傳感器設(shè)定的參數(shù)、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的溫度值、最大溫度值、過(guò)溫值 及最小占空比、最大占空比和傳感器所測(cè)的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出傳感器的占空比；扇脈寬 調(diào)制(PWM)信號(hào)如為多路傳感器控制，其取值為多路中占空比最大值；風(fēng)扇脈寬調(diào)制(PWM) 信號(hào)如為單個(gè)傳感器控制時(shí)，取其占空比；并將取得的風(fēng)扇脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)輸出到智 能驅(qū)動(dòng)單元，智能驅(qū)動(dòng)單元調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速?gòu)?qiáng)度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的。其中上述所 述的運(yùn)算可以為根據(jù)溫度變化引起監(jiān)控傳感器電阻值的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控傳感器電阻值與 上拉電阻構(gòu)成一個(gè)分壓機(jī)構(gòu)。主控單元(MCU)根據(jù)監(jiān)控傳感器電阻值的所分得電壓轉(zhuǎn)換成 主控單元(MCU)采集的AD值。通過(guò)公式AD值=(傳感器電阻值/(傳感器電阻值+上拉 電阻值))*1023)，算出監(jiān)控傳感器所在的電阻值。然后根據(jù)此電阻值通過(guò)監(jiān)控傳感器電阻 與溫度特性表查得所對(duì)應(yīng)的溫度值。并通過(guò)公式傳感器占空比=設(shè)定的最小占空比+ (溫 度值_設(shè)定的最小溫度值)X (設(shè)定的最大占空比_設(shè)定的最小占空比)/(設(shè)定的最大溫 度值_設(shè)定的最小溫度值)算得傳感器所在溫度下對(duì)應(yīng)的占空比。(4)、根據(jù)系統(tǒng)特性進(jìn)行輸出，根據(jù)所求得的占空比，主控單元按占空比輸出脈寬 調(diào)制信號(hào)到智能驅(qū)動(dòng)單元，智能驅(qū)動(dòng)單元輸出驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)并對(duì)輸出到風(fēng)扇電流進(jìn)行監(jiān) 控。(5)、通過(guò)改變主控單元中的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)(PWM)占空比，控制智能驅(qū)動(dòng)單元 的驅(qū)動(dòng)能力，智能驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)風(fēng)扇，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的發(fā)生變化，從而冷卻效果發(fā)生變 化。則車輛相應(yīng)的冷卻介質(zhì)的溫度發(fā)生變化。(6)、通過(guò)人機(jī)交互操作系統(tǒng)設(shè)置最佳參數(shù)，使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。并實(shí)時(shí)監(jiān)控 系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和故障指示。以上的輸出監(jiān)控中，若監(jiān)控過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常(如電流超過(guò)設(shè)定值，智能驅(qū)動(dòng)單元 故障，風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)等)，進(jìn)入錯(cuò)誤處理流程，則使驅(qū)動(dòng)輸出模塊無(wú)效，關(guān)閉PWM輸出。并調(diào)用錯(cuò) 誤處理程序。實(shí)施例1在商務(wù)車采用本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，通過(guò)以上所述相應(yīng)的 控制方法，通過(guò)改變冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而改變了通過(guò)冷卻系統(tǒng)的風(fēng)量，因而改變了冷卻效 果，使各個(gè)冷卻工作介質(zhì)維持在正常范圍內(nèi)。在冷卻風(fēng)扇控制裝置中，主控單元到溫度傳感器采集的中冷器溫度、艙溫溫度和 空調(diào)系統(tǒng)溫度、水溫溫度，轉(zhuǎn)成AD值，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的溫度轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)關(guān)系求出各傳感器 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速；并取三者中最大值作為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。一旦風(fēng)扇運(yùn)行轉(zhuǎn)速被確定，根據(jù)系統(tǒng)的特性，即采用計(jì)算或?qū)嶒?yàn)方法確定的風(fēng)扇 轉(zhuǎn)速和通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系，計(jì)算并確定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)。主控單元把相應(yīng)的信 號(hào)下達(dá)至智能驅(qū)動(dòng)單元，智能驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)相應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輸出，并對(duì)電流 進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)關(guān)閉智能驅(qū)動(dòng)單元中的驅(qū)動(dòng)模塊，從而關(guān)閉了 PWM信號(hào)輸出?；?者當(dāng)智能驅(qū)動(dòng)單元發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，主控單元強(qiáng)制關(guān)閉智能驅(qū)動(dòng)單元。通過(guò)控制智能驅(qū)動(dòng)單元的PWM信號(hào)占空比大小，即調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)能力。從而調(diào)節(jié) 了風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。即改變了冷卻介質(zhì)的溫度。
本發(fā)明的技術(shù)方案不限于以上實(shí)施例，凡是采用發(fā)明所述的技術(shù)方案相同或者相似方法，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，包括監(jiān)控傳感器、主控單元、設(shè)置量信號(hào)輸入模塊、智能驅(qū)動(dòng)單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)和風(fēng)扇，其特征在于監(jiān)控傳感器、設(shè)置量信號(hào)輸入模塊和人機(jī)交互操作系統(tǒng)與主控單元的輸入端連接，主控單元的輸出端與智能驅(qū)動(dòng)單元的連接，智能驅(qū)動(dòng)單元與風(fēng)扇連接。
2.如權(quán)利要求1所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于所述的監(jiān)控 傳感器由包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、艙溫溫度傳感器和空調(diào)系統(tǒng) 溫度傳感器組成。
3.如權(quán)利要求1所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于所述的監(jiān)控 傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、艙溫溫度傳感器、空調(diào)系統(tǒng)溫度傳 感器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
4.如權(quán)利要求1所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于所述的設(shè)置 量信號(hào)輸入模塊包括有強(qiáng)制制冷開(kāi)關(guān)信號(hào)。
5.電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的控制方法，其特征在于，其控制步驟如下(1)、首先進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，確定系統(tǒng)是否正常；如系統(tǒng)正常，進(jìn)入強(qiáng)制制冷判斷程序；如 系統(tǒng)錯(cuò)誤，轉(zhuǎn)至關(guān)閉脈沖調(diào)制PWM輸出并調(diào)用錯(cuò)誤處理程序，發(fā)送相關(guān)錯(cuò)誤至人機(jī)交互操 作系統(tǒng)，并提示相關(guān)錯(cuò)誤點(diǎn)；執(zhí)行完錯(cuò)誤處理序后，返回到系統(tǒng)測(cè)試流程；(2)、在強(qiáng)制制冷判斷程序中，如強(qiáng)制制冷輸入開(kāi)關(guān)為強(qiáng)制制冷狀態(tài)，系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速取 系統(tǒng)設(shè)置最大轉(zhuǎn)速為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；若強(qiáng)制制冷輸入開(kāi)關(guān)未處于強(qiáng)制制冷狀態(tài)，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、中冷器溫度、艙溫 溫度和空調(diào)系統(tǒng)溫度，對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行判定；若測(cè)量信號(hào)有誤，系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速取系統(tǒng)設(shè)置最大轉(zhuǎn)速為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；若測(cè)量信號(hào)正確，根據(jù)溫度轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速的算法，分別求出發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、中冷器溫 度、艙溫溫度和空調(diào)系統(tǒng)溫度的值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，取最大值作為系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速；(3)、通過(guò)系統(tǒng)對(duì)傳感器設(shè)定的參數(shù)、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的溫度值、最大溫度值、過(guò)溫值及最 小占空比、最大占空比和傳感器所測(cè)的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出每個(gè)傳感器溫度對(duì)應(yīng)的脈寬調(diào) 制驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，風(fēng)扇脈寬調(diào)制信號(hào)為關(guān)聯(lián)的多路或一路溫度傳感器所得出來(lái)的占空比 中的最大值；(4)、根據(jù)系統(tǒng)特性，進(jìn)行輸出，根據(jù)所求得的占空比，主控單元按占空比輸出脈寬調(diào)制 信號(hào)到智能驅(qū)動(dòng)單元，智能驅(qū)動(dòng)單元輸出驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)并對(duì)輸出到風(fēng)扇電流進(jìn)行監(jiān)控；(5)、通過(guò)改變主控單元中的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，控制智能驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)能 力，智能驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)風(fēng)扇，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的發(fā)生變化，從而冷卻效果發(fā)生變化；(6)、通過(guò)人機(jī)交互操作系統(tǒng)設(shè)置最佳參數(shù)，使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。并實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng) 運(yùn)行的狀態(tài)和故障指示。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置及其控制方法。電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置包括監(jiān)控傳感器、主控單元、設(shè)置量信號(hào)輸入模塊、智能驅(qū)動(dòng)單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)、人機(jī)交互軟件系統(tǒng)和風(fēng)扇，監(jiān)控傳感器和設(shè)置量信號(hào)輸入模塊與主控單元的輸入端連接，主控單元的輸出端與智能驅(qū)動(dòng)單元的連接，智能驅(qū)動(dòng)單元與風(fēng)扇連接。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)采用冷卻介質(zhì)的溫度作為信號(hào)輸入量，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，當(dāng)溫度低時(shí)，風(fēng)扇低速運(yùn)行，當(dāng)溫度高時(shí)，風(fēng)扇進(jìn)入高速運(yùn)行狀態(tài)?？梢源_保冷卻介質(zhì)的溫度在控制最佳范圍內(nèi)，提高作業(yè)裝置的作業(yè)效率，延長(zhǎng)系統(tǒng)或部件的壽命、降低能耗，提高了工作效率、降低風(fēng)扇引起的噪音。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101813019SQ20101013927
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者劉序仁, 劉景平, 李毅 申請(qǐng)人:廣州大華德盛科技有限公司