液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及散熱【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置及其控制方法。該裝置包括主控單元、監(jiān)控傳感器、輸入信號單元、輸出信號單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和風(fēng)扇，監(jiān)控傳感器、輸入信號單元和人機(jī)交互操作系統(tǒng)均與主控單元的輸入端連接，輸出信號單元和流量調(diào)節(jié)裝置均與主控單元的輸出端連接，驅(qū)動(dòng)裝置連接在流量調(diào)節(jié)裝置和風(fēng)扇之間。本發(fā)明的主控單元按占空比輸出脈寬調(diào)制信號到流量調(diào)節(jié)裝置，對流量調(diào)節(jié)裝置輸出電流進(jìn)行監(jiān)控，并通過改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號的占空比，改變驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，具有能通過改變冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)力大小來調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】液力驅(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】
[0001]本發(fā)明涉及散熱【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，特別涉及一種通過改變冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)能力大小來調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的液力驅(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)】
[0002]車輛及工程機(jī)械在工作的過程中都會產(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)?，F(xiàn)有傳統(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)生過熱或過冷現(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)常造成過熱；當(dāng)啟動(dòng)怠速、環(huán)境溫度較低時(shí)，又會造成過冷。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)扇引起的噪音過大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種通過改變冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)力大小來調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的控制方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，包括主控單元、監(jiān)控傳感器、輸入信號單元、輸出信號單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和風(fēng)扇，所述的監(jiān)控傳感器、輸入信號單元和人機(jī)交互操作系統(tǒng)均與主控單元的輸入端連接，所述的輸出信號單元和流量調(diào)節(jié)裝置均與主控單元的輸出端連接，所述的驅(qū)動(dòng)裝置連接在流量調(diào)節(jié)裝置和風(fēng)扇之間；所述的主控單元按占空比輸出脈寬調(diào)制信號到流量調(diào)節(jié)裝置，且對流量調(diào)節(jié)裝置輸出電流進(jìn)行監(jiān)控，并通過改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號的占空比，改變驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
[0007]所述的監(jiān)控傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器。
[0008]所述的監(jiān)控傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
[0009]所述的輸入信號單元包括強(qiáng)制制冷開關(guān)信號，過濾器堵塞信號，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號，馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號和空調(diào)制冷開關(guān)信號。
[0010]所述的輸出信號單元包括故障燈、輸出控制信號線和從機(jī)模塊。[0011]所述的流量調(diào)節(jié)裝置是電控比例閥、變量泵調(diào)節(jié)閥、流量控制閥和方向控制閥。
[0012]所述的流量調(diào)節(jié)裝置是電控比例閥、變量泵調(diào)節(jié)閥、流量控制閥和方向控制閥中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
[0013]所述的驅(qū)動(dòng)裝置是液驅(qū)馬達(dá)或液驅(qū)發(fā)電機(jī)。
[0014]所述的人機(jī)交互操作系統(tǒng)是輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于顯示的顯示單元及對相關(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)車操作臺的設(shè)備，3G無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備、也可為其它設(shè)備；并且所采用的人機(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)操作通過軟件方式的系統(tǒng)。
[0015]液力驅(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:
[0016](I)、首先采用主控單元進(jìn)行系統(tǒng)測試，確定系統(tǒng)是否正常；如系統(tǒng)正常，則通過流量調(diào)節(jié)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置使風(fēng)扇反轉(zhuǎn)，再進(jìn)入強(qiáng)制制冷判斷程序；如系統(tǒng)錯(cuò)誤，則轉(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)測試流程；
[0017](2)、在進(jìn)入強(qiáng)制制冷判斷程序中，若強(qiáng)制制冷輸入開關(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；
[0018]若強(qiáng)制制冷輸入開關(guān)未處于強(qiáng)制制冷狀態(tài)，測量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器的溫度，對溫度信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并對測量信號進(jìn)行判定；
[0019]若測量信號有誤，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；
[0020]若測量信號正確，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)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器的溫度值所對應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并取最大值作為系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速；
[0021](3)、通過系統(tǒng)對傳感器設(shè)定的性能、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的最佳溫度值、報(bào)警溫度值及怠速占空比、最小占空比、最大占空比和傳感器所測的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出傳感器的占空t匕，風(fēng)扇脈寬調(diào)制信號為關(guān)聯(lián)的多路或一路溫度傳感器所得出來的占空比中的最大值；
[0022](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)制信號到流量調(diào)節(jié)裝置，并對流量調(diào)節(jié)裝置輸出電流進(jìn)行監(jiān)控；
[0023](5)、通過主控單元改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號的占空比，改變驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力，以帶動(dòng)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；
[0024](6)、通過人機(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)的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和故障指示。
[0025]在以上的輸出監(jiān)控中，若監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)異常(比如電流超過最大值，轉(zhuǎn)速反饋不正確，溫度超過報(bào)警值，流量調(diào)節(jié)裝置故障等)，進(jìn)入錯(cuò)誤處理流程，也就是關(guān)閉PWM輸出，由于流量調(diào)節(jié)裝置為反比例信號有效，此時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置按最大能力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，并同時(shí)調(diào)用錯(cuò)誤處理程序。
[0026]在步驟(3)中，系統(tǒng)運(yùn)算得出傳感器的占空比具體為:
[0027]根據(jù)監(jiān)控傳感器的溫度變化引起傳感器的電阻值變化，且傳感器供電電壓未變化，通過Il (電流)=U1 (電壓)/Rl (電阻)，線路引起電流變化，電流通過線性光耦耦合至輸出端，輸出端通過串聯(lián)的電阻和變化電流相乘算出電壓(U2=I2*R2)；
[0028]主控單元根據(jù)得出的電壓值轉(zhuǎn)換成所采集的AD值=(1024*U2) /Ul ；
[0029]將AD值通過查AD/T溫度特性表得到對應(yīng)的最佳溫度值，再得到最佳溫度值與目前溫度值的偏差(T_)，此偏差按每5秒進(jìn)行求和(T_sum)；
[0030]輸出占空比=(P)* (T_)+ (I)* (T_sum)，其中P為比例因子，I為積分因子;
[0031]當(dāng)輸出占空比小于所設(shè)定的最小占空比時(shí)，按最小占空比輸出，當(dāng)輸出的占空比大于所設(shè)定的最大占空比時(shí)，按最大占空比輸出，并且當(dāng)脈寬調(diào)制PWM信號如為多路傳感器控制時(shí)，其取值為多路中占空比中的最大值；
[0032]最后將所得的脈寬調(diào)制PWM信號輸出到流量調(diào)節(jié)裝置，流量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力，以帶動(dòng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的發(fā)生變化。
[0033]本發(fā)明通過氣體、流體溫度傳感器，測定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器，主控單元對傳感器測量信號或其它輸入信號進(jìn)行處理并輸出控制信號和信息，控制信號為一脈寬調(diào)制信號PWM，該信號下傳至流量調(diào)節(jié)裝置，通過改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號占空比，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力從而調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明采用各冷卻介質(zhì)和環(huán)境的溫度作為信號輸入量，對風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，同時(shí)對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行直接監(jiān)控，可以確保冷卻介質(zhì)的溫度控制在最佳范圍內(nèi)，提高作業(yè)裝置的作業(yè)效率，延長系統(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。并且本發(fā)明的控制方法有較強(qiáng)的魯棒性，當(dāng)檢測到故障發(fā)生，風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)、溫度過高、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不正常等現(xiàn)象時(shí)，可完全強(qiáng)制關(guān)閉輸出PWM信號。而當(dāng)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置堵死或故障時(shí)，主控單元可直接輸出信號到調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置中流量控制閥，確保系統(tǒng)有效、有備的運(yùn)行，具有較強(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)，同時(shí)還具有較強(qiáng)的靈活性，可以根據(jù)不同的需求，進(jìn)行不同的組合。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:采用冷卻介質(zhì)的溫度作為信號輸入量，對風(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)；同時(shí)還對風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行直接監(jiān)控，當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不在對應(yīng)占空比所設(shè)定下的轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)溫度過高時(shí)，主控單元可自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出PWM值確保系統(tǒng)運(yùn)行在最佳溫度范圍內(nèi)；還可以確保冷卻介質(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)明的控制裝置和控制方法有較強(qiáng)的魯棒性，當(dāng)檢測到故障時(shí)，主控單元關(guān)閉輸出調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置中電控比例閥，開啟輸出調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置中流量控制閥，使驅(qū)動(dòng)裝置按最大驅(qū)動(dòng)能力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行，當(dāng)故障排除后，可以自動(dòng)使裝置進(jìn)入正常運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036]圖1是本發(fā)明所述液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的框架圖。
[0037]圖2是本發(fā)明所述液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。[0039]參閱圖1-圖2所示，本發(fā)明提供的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，包括主控單元、監(jiān)控傳感器、輸入信號單元、輸出信號單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和風(fēng)扇，所述的監(jiān)控傳感器、輸入信號單元和人機(jī)交互操作系統(tǒng)均與主控單元的輸入端連接，所述的輸出信號單元和流量調(diào)節(jié)裝置均與主控單元的輸出端連接，所述的驅(qū)動(dòng)裝置連接在流量調(diào)節(jié)裝置和風(fēng)扇之間；所述的主控單元按占空比輸出脈寬調(diào)制信號到流量調(diào)節(jié)裝置，且對流量調(diào)節(jié)裝置輸出電流進(jìn)行監(jiān)控，并通過改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號的占空比，改變驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
[0040]本發(fā)明通過系統(tǒng)對監(jiān)控傳感器設(shè)定的性能、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的最佳溫度值、報(bào)警溫度值及怠速占空比、最小占空比、最大占空比和傳感器所測的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出監(jiān)控傳感器所對應(yīng)的占空比，脈寬調(diào)制(PWM)信號為關(guān)聯(lián)的多路或一路溫度傳感器所得出來的占空比中的最大值。具體的運(yùn)算方式為:根據(jù)監(jiān)控傳感器的溫度變化引起傳感器的電阻值變化，且傳感器供電電壓未變化，通過Il (電流)=Ul (電壓)/Rl (電阻)，線路引起電流變化，電流通過線性光耦耦合至輸出端，輸出端通過串聯(lián)的電阻和變化電流相乘算出電壓(U2=I2*R2);主控單元根據(jù)得出的電壓值轉(zhuǎn)換成所采集的AD值=(1024*U2)/U1 ^fAD值通過查AD/T溫度特性表得到對應(yīng)的最佳溫度值，再得到最佳溫度值與目前溫度值的偏差(T_)，此偏差按每5秒進(jìn)行求和(T_sum);輸出占空比=(P)* (T_)+ (I)* (T_sum)，其中P為比例因子，I為積分因子；當(dāng)輸出占空比小于所設(shè)定的最小占空比時(shí)，按最小占空比輸出，當(dāng)輸出的占空比大于所設(shè)定的最大占空比時(shí)，按最大占空比輸出，并且當(dāng)脈寬調(diào)制PWM信號如為多路傳感器控制時(shí)，其取值為多路中占空比中的最大值；如為單個(gè)傳感器控制時(shí)，取其占空比。并將所得的脈寬調(diào)制PWM信號輸出到流量調(diào)節(jié)裝置，流量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)力，達(dá)到驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的，并且風(fēng)扇轉(zhuǎn)速反饋輸入至主控單元中，主控單元根據(jù)目前監(jiān)控傳感器的溫度與轉(zhuǎn)速進(jìn)行對比，如當(dāng)監(jiān)控傳感器溫度大于所監(jiān)控對應(yīng)的傳感器溫度報(bào)警值，主控單元直接全使能流量調(diào)節(jié)裝置中的流量控制閥，使驅(qū)動(dòng)裝置按最大驅(qū)動(dòng)能力輸出至風(fēng)扇。
[0041]本發(fā)明所采用的監(jiān)控傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓`油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器等其他傳感器；并且監(jiān)控傳感器可以為上述傳感器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以
[0042]本發(fā)明所采用的輸入信號單元包括強(qiáng)制制冷開關(guān)信號，過濾器堵塞信號，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號，馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號和空調(diào)制冷開關(guān)信號。
[0043]本發(fā)明所采用的輸出信號單元包括故障燈、輸出控制信號線和從機(jī)模塊。
[0044]本發(fā)明所采用的流量調(diào)節(jié)裝置是電控比例閥、變量泵調(diào)節(jié)閥、流量控制閥和方向控制閥等其他閥門，并且流量調(diào)節(jié)裝置可以是上述閥門中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
[0045]本發(fā)明所采用的驅(qū)動(dòng)裝置是液驅(qū)馬達(dá)或液驅(qū)發(fā)電機(jī)。
[0046]本發(fā)明所采用的人機(jī)交互操作系統(tǒng)是由對輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，對輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于顯示的顯示單元及對相關(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)的操作流程為:輸入信號一輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一輸入信號處理的主控單元一顯示單元和數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定輸入的操作單元一顯示單元一輸出信號處理主控單元一輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，作為優(yōu)選，所采用的人機(jī)交互操作系統(tǒng)可以為手持操作設(shè)備、機(jī)車操作臺的設(shè)備，也可為其它設(shè)備。[0047]本發(fā)明所采用的人機(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)的操作流程為:有線或無線單元一接收轉(zhuǎn)換單元一PC或手機(jī)端專業(yè)軟件和PC或手機(jī)端專業(yè)軟件一發(fā)送轉(zhuǎn)換單元一有線或無線單元；作為優(yōu)選，所采用的人機(jī)交互軟件系統(tǒng)包括手機(jī)操作、計(jì)算機(jī)操作通過軟件方式的系統(tǒng)，也可以為其他系統(tǒng)。
[0048]結(jié)合附圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置的控制方法，包括以下步驟:
[0049](I)、首先采用主控單元進(jìn)行系統(tǒng)測試，確定系統(tǒng)是否正常；如系統(tǒng)正常，主控單元輸出信號至流量調(diào)節(jié)裝置的方向控制閥和流量控制閥，通過流量調(diào)節(jié)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置使風(fēng)扇反轉(zhuǎn)，并對所需熱管理的模塊進(jìn)行清掃工作，再進(jìn)入強(qiáng)制制冷判斷程序，測試的內(nèi)容主要有:a、主控單元本身的自測定；b、測定控制或系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)是否正常；c、讀取存在EEPROM中的數(shù)據(jù)；d、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器是否連接正常；e、主控單元與流量調(diào)節(jié)裝置是否連接正常；f、其它輸入輸出口是否正常等；如系統(tǒng)錯(cuò)誤，則轉(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)測試流程；
[0050](2)、在進(jìn)入強(qiáng)制制冷判斷程序中，若強(qiáng)制制冷輸入開關(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)制制冷輸入開關(guān)未處于強(qiáng)制制冷狀態(tài)，測量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器的溫度，對溫度信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并對測量信號進(jìn)行判定；若測量信號有誤，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；若測量信號正確，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)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器的溫度值所對應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并取最大值作為系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速；
[0051](3)、通過系統(tǒng)對傳感器設(shè)定的性能、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的最佳溫度值、報(bào)警溫度值及怠速占空比、最小占空比、最大占空比和傳感器所測的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出傳感器的占空t匕，風(fēng)扇脈寬調(diào)制信號為關(guān)聯(lián)的多路或一路溫度傳感器所得出來的占空比中的最大值；其具體的運(yùn)算方法為:根據(jù)監(jiān)控傳感器的溫度變化引起傳感器的電阻值變化，且傳感器供電電壓未變化，通過Il (電流)=U1 (電壓)/Rl (電阻)，線路引起電流變化，電流通過線性光耦耦合至輸出端，輸出端通過串聯(lián)的電阻和變化電流相乘算出電壓(U2=I2*R2);主控單元根據(jù)得出的電壓值轉(zhuǎn)換成所采集的AD值=(1024*U2) /Ul ;將AD值通過查AD/T溫度特性表得到對應(yīng)的最佳溫度值，再得到最佳溫度值與目前溫度值的偏差(T_)，此偏差按每5秒進(jìn)行求和(T_sum);輸出占空比=(P)* (T_)+ (I)* (T_sum)，其中P為比例因子，I為積分因子；當(dāng)輸出占空比小于所設(shè)定的最小占空比時(shí)，按最小占空比輸出，當(dāng)輸出的占空比大于所設(shè)定的最大占空比時(shí)，按最大占空比輸出，并且當(dāng)脈寬調(diào)制PWM信號如為多路傳感器控制時(shí)，其取值為多路中占空比中的最大值；
[0052](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)制信號到流量調(diào)節(jié)裝置，并對流量調(diào)節(jié)裝置輸出電流進(jìn)行監(jiān)控；
[0053](5)、通過主控單元改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號的占空比，改變驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力，以帶動(dòng)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；[0054](6)、通過人機(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)的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和故障指示。
[0055]在以上的輸出監(jiān)控中，若監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)異常(比如電流超過最大值，轉(zhuǎn)速反饋不正確，溫度超過報(bào)警值，流量調(diào)節(jié)裝置故障等)，進(jìn)入錯(cuò)誤處理流程，也就是關(guān)閉PWM輸出，由于流量調(diào)節(jié)裝置為反比例信號有效，此時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置按最大能力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，并同時(shí)調(diào)用錯(cuò)誤處理程序。
[0056]下面具體介紹將本發(fā)明的控制裝置在推土機(jī)上的應(yīng)用。
[0057]在推土機(jī)上采用本發(fā)明的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，通過以上所述相應(yīng)的控制方法，通過改變冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而改變了通過冷卻系統(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)。
[0058]在液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置中，主控單元采集到中冷器溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度和液壓油溫度并轉(zhuǎn)成AD值，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的溫度/占空比對應(yīng)關(guān)系求出各傳感器對應(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)速和通過驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系，計(jì)算并確定轉(zhuǎn)速對應(yīng)的脈寬調(diào)制信號；主控單元把相應(yīng)的信號下達(dá)至流量調(diào)節(jié)裝置，流量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，并對電流進(jìn)行監(jiān)控，并將風(fēng)扇轉(zhuǎn)速反饋輸入至主控單元中，主控單元根據(jù)目前監(jiān)控傳感器的溫度與轉(zhuǎn)速進(jìn)行對比，如當(dāng)監(jiān)控傳感器溫度大于所監(jiān)控對應(yīng)的傳感器溫度報(bào)警值，主控單元直接全使能流量調(diào)節(jié)裝置中的流量控制閥，使驅(qū)動(dòng)裝置按最大驅(qū)動(dòng)能力輸出至風(fēng)扇。
[0059]通過控制流量調(diào)節(jié)裝置的PWM信號占空比大小，輸出至驅(qū)動(dòng)裝置，即調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)能力，從而調(diào)節(jié)了風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，即改變了冷卻介質(zhì)的溫度。
[0060]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是專利所有者可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)做出各種變形或修改，只要不超過本發(fā)明的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，包括主控單元、監(jiān)控傳感器、輸入信號單元、輸出信號單元、人機(jī)交互操作系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和風(fēng)扇，所述的監(jiān)控傳感器、輸入信號單元和人機(jī)交互操作系統(tǒng)均與主控單元的輸入端連接，所述的輸出信號單元和流量調(diào)節(jié)裝置均與主控單元的輸出端連接，所述的驅(qū)動(dòng)裝置連接在流量調(diào)節(jié)裝置和風(fēng)扇之間；所述的主控單元按占空比輸出脈寬調(diào)制信號到流量調(diào)節(jié)裝置，且對流量調(diào)節(jié)裝置輸出電流進(jìn)行監(jiān)控，并通過改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號的占空比，改變驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力驅(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)控傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力驅(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)控傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述的輸入信號單元包括強(qiáng)制制冷開關(guān)信號，過濾器堵塞信號，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號，馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號和空調(diào)制冷開關(guān)信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述的輸出信號單元包括故障燈、輸出控制信號線和從機(jī)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述的流量調(diào)節(jié)裝置是電控比例閥、變量泵調(diào)節(jié)閥、流量控制閥和方向控制閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述的流量調(diào)節(jié)裝置是電控比例閥、變量泵調(diào)節(jié)閥、流量控制閥和方向控制閥中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇熱管理系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)裝置是液驅(qū)馬達(dá)或液驅(qū)發(fā)電機(jī)。
9.液力驅(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: (I )、首先采用主控單元進(jìn)行系統(tǒng)測試，確定系統(tǒng)是否正常；如系統(tǒng)正常，則通過流量調(diào)節(jié)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置使風(fēng)扇反轉(zhuǎn)，再進(jìn)入強(qiáng)制制冷判斷程序；如系統(tǒng)錯(cuò)誤，則轉(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)測試流程； (2)、在進(jìn)入強(qiáng)制制冷判斷程序中，若強(qiáng)制制冷輸入開關(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)制制冷輸入開關(guān)未處于強(qiáng)制制冷狀態(tài)，測量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器的溫度，對溫度信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并對測量信號進(jìn)行判定； 若測量信號有誤，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； 若測量信號正確，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)冷卻液溫度傳感器、中冷器溫度傳感器、變距器油溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器的溫度值所對應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并取最大值作為系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速；(3)、通過系統(tǒng)對傳感器設(shè)定的性能、啟動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)行的最佳溫度值、報(bào)警溫度值及怠速占空比、最小占空比、最大占空比和傳感器所測的溫度值進(jìn)行運(yùn)算得出傳感器的占空比，風(fēng)扇脈寬調(diào)制信號為關(guān)聯(lián)的多路或一路溫度傳感器所得出來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)制信號到流量調(diào)節(jié)裝置，并對流量調(diào)節(jié)裝置輸出電流進(jìn)行監(jiān)控； (5)、通過主控單元改變流量調(diào)節(jié)裝置的脈寬調(diào)制信號的占空比，改變驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力，以帶動(dòng)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)的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和故障指示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液力驅(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，在步驟(3)中，系統(tǒng)運(yùn)算得出傳感器的占空比具體為: 根據(jù)監(jiān)控傳感器的溫度變化引起傳感器的電阻值變化，且傳感器供電電壓未變化，通過Il (電流)=U1 (電壓)/Rl (電阻)，線路引起電流變化，電流通過線性光耦耦合至輸出端，輸出端通過串聯(lián)的電阻和變化電流相乘算出電壓(U2=I2*R2); 主控單元根據(jù)得出的電壓值轉(zhuǎn)換成所采集的AD值=(1024*U2)/U1 ； 將AD值通過查AD/T溫度特性表得到對應(yīng)的最佳溫度值，再得到最佳溫度值與目前溫度值的偏差(T_),此偏差 按每5秒進(jìn)行求和(T_sum)； 輸出占空比=(P)* (T_)+ (I)* (T_sum)，其中P為比例因子，I為積分因子; 當(dāng)輸出占空比小于所設(shè)定的最小占空比時(shí)，按最小占空比輸出，當(dāng)輸出的占空比大于所設(shè)定的最大占空比時(shí)，按最大占空比輸出，并且當(dāng)脈寬調(diào)制PWM信號如為多路傳感器控制時(shí)，其取值為多路中占空比中的最大值； 最后將所得的脈寬調(diào)制PWM信號輸出到流量調(diào)節(jié)裝置，流量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力，以帶動(dòng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的發(fā)生變化。
【文檔編號】G05D23/20GK103823493SQ201410086590
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】龔尚泰, 尹紅兵, 吳孚會, 劉序仁 申請人:廣州大華德盛熱管理科技有限公司