一种硅油风扇离合器控制方法及控制系统与流程

1.本发明涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种硅油风扇离合器控制方法及控制系统。


背景技术：

2.当车辆处于工作状态时，发动机不断产生热量，若热量过大，则会影响车辆的正常行驶。因此，为了控制发动机温度，常在车辆内部设置冷却风扇，并且冷却风扇基于发动机最大热负荷工况所需风量确定。
3.此外，为了适应不同工况对冷却风量的需求，一般在冷却风扇内部匹配设置风扇离合器。然而，为了满足发动机最佳工作温度需求并降低冷却风扇功率消耗，通常将风扇离合器设置为能够精确控制冷却风扇转速的硅油风扇离合器。
4.虽然车辆正常行驶时硅油风扇离合器能够根据所需的风扇转速将冷却风扇控制在合适转速下，但由于硅油风扇离合器分离滞后性的影响，若硅油风扇离合器处于耦合状态，当发动机熄火时，硅油风扇离合器仍保持耦合状态，无法快速分离，从而导致发动机油耗增加。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有硅油风扇离合器无法快速分离而导致发动机油耗增加的问题，提供一种硅油风扇离合器控制方法及控制系统。
6.第一方面，本技术提供一种硅油风扇离合器控制方法，包括步骤：
7.获取风扇的实际转速及发动机的实际转速；
8.比较所述风扇的实际转速与第一预设转速；
9.当所述风扇的实际转速大于所述第一预设转速时，控制所述发动机的实际转速提升至第二预设转速，以提升所述风扇的实际转速，致与硅油风扇离合器断开；
10.其中，所述第一预设转速为所述风扇由工作状态转变为停止状态时的临界转速，所述第二预设转速为所述发动机带动所述风扇与所述硅油风扇离合器断开的最小转速。
11.在一些实施例中，所述获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
12.控制所述发动机的实际转速等于怠速转速。
13.在一些实施例中，所述获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
14.获取所述发动机的实际水温值，控制所述发动机的所述实际水温值小于预设水温值；
15.其中，所述预设水温值为所述发动机冷启动时的水温值。
16.在一些实施例中，所述获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
17.获取车辆的实际车速，控制所述车辆的实际车速等于零。
18.在一些实施例中，所述获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
19.获取变速箱的实际档位，控制所述变速箱的实际档位为空档。
20.第二方面，本技术提供一种硅油风扇离合器控制系统，用于控制车辆上的硅油风扇离合器的启闭，所述车辆包括风扇、与所述风扇驱动连接的发动机以及设于所述风扇内部的硅油风扇离合器，所述硅油风扇离合器控制系统包括：
21.第一转速检测器，用于检测所述风扇的实际转速；
22.控制单元，与所述第一转速检测器通讯连接，且用于比较所述风扇的实际转速与第一预设转速，并在所述风扇的实际转速大于所述第一预设转速时，控制所述发动机的实际转速提升至第二预设转速，以提升所述风扇的实际转速；
23.其中，所述第一预设转速为所述风扇由工作状态转变为停止状态时的临界转速，所述第二预设转速为所述发动机带动所述风扇与所述硅油风扇离合器断开的最小转速。
24.在一些实施例中，所述硅油风扇离合器控制系统包括用于检测所述发动机的实际转速的第二转速检测器，所述第二转速检测器与所述控制单元通讯连接。
25.在一些实施例中，所述硅油风扇离合器控制系统包括用于检测所述发动机的实际水温值的水温检测器，所述水温检测器与所述控制单元通讯连接。
26.在一些实施例中，所述硅油风扇离合器控制系统包括用于检测所述车辆的实际车速的车速检测器，所述车速检测器与所述控制单元通讯连接。
27.在一些实施例中，所述硅油风扇离合器控制系统包括用于检测所述车辆变速箱的实际档位的档位检测器，所述档位检测器与所述控制单元通讯连接。
28.上述硅油风扇离合器控制方法及控制系统，由于第一预设转速为风扇由工作状态转变为停止状态时的临界转速，因此，当风扇的实际转速大于第一预设转速时，则说明此时风扇处于工作状态，即硅油风扇离合器处于耦合状态，此时通过将发动机的实际转速快速提升至第二预设转速，使得硅油风扇离合器快速断开，大幅缩短硅油风扇离合器的冷启动分离时间，减少风扇不必要的高速运转时间，降低发动机油耗。
附图说明
29.图1为本技术一实施例中硅油风扇离合器控制方法的流程图。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
36.图1示出了本发明一实施例中的硅油风扇离合器控制方法的流程图。
37.参阅图1，本发明一实施例提供了一种硅油风扇离合器控制方法，包括步骤：
38.s5：获取风扇的实际转速及发动机的实际转速；
39.s6：比较风扇的实际转速与第一预设转速；
40.s7：当风扇的实际转速大于第一预设转速时，控制发动机的实际转速提升至第二预设转速，以提升风扇的实际转速，致与硅油风扇离合器断开；其中，第一预设转速为风扇由工作状态转变为停止状态时的临界转速，第二预设转速为发动机带动风扇与硅油风扇离合器断开的最小转速。
41.需要说明的是，硅油风扇离合器通常设置于风扇内部，并用于控制风扇的转速。硅油风扇离合器内部密封装填有粘性流体，该粘性流体可以为硅油，依靠粘性流体的剪切粘力传递转矩。
42.进一步地，硅油风扇离合器内部具有工作腔以及均匀分布于工作腔周向上的若干个储油腔。当发动机驱动风扇旋转时，硅油风扇离合器中工作腔内的硅油在离心力的作用下由工作腔转移至储油腔内，与此同时，硅油风扇离合器从耦合状态转变为断开状态。由此，硅油风扇离合器控制风扇停止工作。
43.具体地，上述风扇可以是车辆上用于发动机散热的冷却风扇。基于此，可通过发动机驱动风扇转动，进而通过控制风扇的转速，控制硅油风扇离合器的耦合与断开。
44.可以理解地，在一些其他的实施例中，风扇也可以是除车辆冷却风扇之外的其他风扇，在此不做赘述。
45.由于第一预设转速为风扇由工作状态转变为停止状态时的临界转速，即当风扇的实际转速小于或等于第一预设转速时，说明此时风扇处于停止状态，并未开启工作。当风扇的实际转速大于第一预设转速时，则说明此时风扇处于工作状态。
46.因此，在获取风扇的实际转速之后，首先比较风扇的实际转速与第一预设转速。当
风扇的实际转速大于第一预设转速时，说明风扇此时处于工作状态。可以理解地，风扇工作时，其内部的硅油风扇离合器必然处于耦合状态。
47.此时，可通过控制发动机的实际转速至第二预设转速，发动机驱动风扇并快速提升风扇的实际转速，使硅油风扇离合器内部的硅油在离心力的作用下迅速由工作腔移动至储油腔内，从而使硅油风扇离合器快速断开，实现风扇的快速关闭。
48.可以理解地，虽然控制发动机实际转速至第二预设转速的过程会在短时间内提升发动机的油耗，但发动机达到第二预设转速的时间很短，在很短的时间内，完成发动机达到第二预设转速、发动机驱动风扇快速提升转速以及硅油风扇离合器快速断开的整个过程。相比于发动机以较低的转速长时间运转，从而导致硅油风扇离合器分离时间较长而言，由于能够大幅度缩短硅油风扇离合器冷启动分离时间，减少风扇不必要的高速运转时间，从而能够降低发动机油耗。
49.在一些实施例中，在步骤s5：获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
50.s1：控制发动机的实际转速等于怠速转速。
51.需要说明的是，在车辆正常行驶过程中，硅油风扇离合器能够根据所需风扇转速将风扇控制在合适转速下。但由于硅油风扇离合器存在分离滞后性的问题，风扇工作过程中，硅油风扇离合器处于耦合状态，此时当发动机熄火时，硅油风扇离合器仍保持在耦合状态，无法快速分离。当下一次发动机冷启动时，虽然并不需要风扇运转，但此时硅油风扇离合器却仍然保持在耦合状态，使得风扇仍以高转速运转。此外，由于此时发动机的转速较低，硅油风扇离合器分离时间可长达数分钟，从而增加发动机油耗。
52.因此，在控制发动机的实际转速至第二预设转速，以致控制硅油风扇离合器断开之前，需要确保车辆处于怠速状态。通过控制发动机的实际转速等于怠速转速，确保车辆处于怠速状态，从而顺利实现硅油风扇离合器的断开。
53.在一些实施例中，在步骤s5：获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
54.s2：获取发动机的实际水温值，控制发动机的实际水温值小于预设水温值。其中，预设水温值为发动机冷启动时的水温值。
55.由于发动机的实际水温值能够反映发动机的启动时间，由此，通过上述步骤s2，可以确保发动机是否处于冷启动状态，从而能够顺利实现硅油风扇离合器的断开。
56.在一些实施例中，在步骤s5：获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
57.s3：获取车辆的实际车速，控制车辆的实际车速等于零。
58.一方面，当车辆正常行驶时，即车辆的实际车速大于零时，需要通过硅油风扇离合器控制风扇正常运转，此时无需断开硅油风扇离合器。另一方面，若在车辆正常行驶时，因误操作导致硅油风扇离合器断开，则会影响车辆行驶状态，存在安全隐患。
59.基于上述两点考虑，在获取风扇的实际转速之前，首先确保车辆的实际车速等于零，即确保车辆处于停车暖机状态，能够使硅油风扇离合器断开过程更加安全。
60.在一些实施例中，在步骤s5：获取风扇的实际转速之前，还包括步骤：
61.s4：获取变速箱的实际档位，控制变速箱的实际档位为空档。
62.在获取风扇的实际转速之前，首先确保变速箱的实际档位为空档，可以确保在控制发动机的实际转速至第二预设转速的过程中，车辆不会突然启动，从而提高控制过程的安全性。
63.基于与上述硅油风扇离合器控制方法相同的构思，本技术还提供一种硅油风扇离合器控制系统，用于控制车辆上的硅油风扇离合器的启闭。其中，车辆包括风扇、与风扇驱动连接的发动机以及设于风扇内部的硅油风扇离合器。硅油风扇离合器控制系统包括第一转速检测器及控制单元，第一转速检测器与控制单元之间通过通讯连接，第一转速检测器用于检测风扇的实际转速，控制单元用于比较风扇的实际转速与第一预设转速，并在风扇的实际转速大于第一预设转速时，控制发动机的实际转速至第二预设转速，以提升风扇的实际转速。
64.此外，第一预设转速为风扇由工作状态转变为停止状态时的临界转速，第二预设转速为发动机带动风扇与硅油风扇离合器断开的最小转速。
65.需要说明的是，第一预设转速的具体数值可通过实验获得，并且预先将第一预设转速设置于控制单元内。
66.具体地，第一转速检测器检测风扇的实际转速，并将该实际转速值发送至控制单元。控制单元可将风扇的实际转速与内部的第一预设转速进行比较，完成比较之后，若风扇的实际转速大于第一预设转速，则说明风扇处于工作状态，即硅油风扇离合器处于耦合状态。此时通过控制单元控制发动机的实际转速快速提升至第二预设转速，由此，发动机带动风扇的实际转速快速提高，硅油风扇离合器的工作腔内的硅油在离心力的作用下迅速转移至储油腔内，从而导致硅油风扇离合器快速断开。当硅油风扇离合器断开后，可控制风扇从工作状态迅速变为停止状态。
67.此时，再次通过第一转速检测器对风扇的实际转速进行测量，若风扇的实际转速小于或者等于第一预设转速，则说明硅油风扇离合器已成功断开。若风扇的实际转速仍然大于第一预设转速，则再次通过控制单元控制发动机的实际转速快速提升至第二预设转速，即重复操作步骤s7，直至风扇的实际转速小于或等于第一预设转速为止。
68.在一些实施例中，硅油风扇离合器控制系统包括用于检测发动机的实际转速的第二转速检测器，第二转速检测器与控制单元通讯连接。
69.在通过第一转速检测器测量风扇的实际转速之前，首先通过第二转速检测器检测发动机的实际转速，并将发动机的实际转速发送至控制单元。控制单元可将第二转速检测器的检测值与其内部预设的怠速转速进行比较，当第二转速检测器的检测值，即发动机的实际转速等于怠速转速时，则说明此时车辆处于怠速状态，即可进入下一操作步骤，否则，需调整发动机的实际转速。
70.在一些实施例中，硅油风扇离合器控制系统包括用于检测发动机的实际水温值的水温检测器，水温检测器与控制单元通讯连接。
71.当第二转速检测器的检测值，即发动机的实际转速等于怠速转速时，即可通过水温检测器检测发动机的实际水温值，并将发动机的实际水温值发送至控制单元。控制单元可将水温传感器的测量值，即发动机的实际水温值与其内部预设的预设水温值进行比较。当发动机的实际水温值小于预设水温值时，则说明此时发动机处于冷启动状态，即可进入下一操作步骤，否则，需调整发动机状态。
72.在一些实施例中，硅油风扇离合器控制系统包括用于检测车辆的实际车速的车速检测器，车速检测器与控制单元通讯连接。
73.当发动机的实际水温值小于预设水温值时，即发动机处于冷启动状态时，即可通
过车速检测器测量车辆的实际车速，并将车速检测器的测量值，即车辆的实际车速的数值发送至控制单元。控制单元可对车辆的实际车速进行判断，当车辆的实际车速等于零时，则说明此时车辆处于停车暖机状态，即可进入下一操作步骤，否则，需将车辆的实际车速调整为零。
74.在一些实施例中，硅油风扇离合器控制系统包括用于检测车辆变速箱的实际档位的档位检测器，档位检测器与控制单元通讯连接。
75.当车辆的实际车速等于零时，即车辆处于停车暖机状态时，即可通过档位检测器测量变速箱的实际档位，并将档位检测器的测量值，即变速箱的实际档位值发送至控制单元。控制单元可对变速箱的实际档位进行判断，当变速箱的实际档位为空档时，即可进入下一操作步骤，否则，需将变速箱的实际档位调整为空档。
76.本技术具体使用时，首先通过第二转速检测器检测发动机的实际转速，通过控制单元对发动机的实际转速与其内部预设的怠速转速进行比较，当发动机的实际转速等于怠速转速时，则说明此时车辆处于怠速状态。进一步地，通过水温检测器检测发动机的实际水温值，通过控制单元对发动机的实际水温值与其内部预设的预设水温值进行比较，当发动机的实际水温值小于预设水温值时，则说明此时发动机处于冷启动状态。
77.更进一步地，通过车速检测器检测车辆的实际车速，并通过控制单元进行判断，当车辆的实际车速等于零时，则说明此时车辆处于停车暖机状态。接下来，通过档位检测器检测变速箱的实际档位，并通过控制单元进行判断，当变速箱的实际档位为空档时，即可进行下一步操作。
78.通过以上步骤确保车辆处于安全状态，由此，通过第一转速检测器检测风扇的实际转速，并通过控制单元对风扇的实际转速与其内部预设的第一预设转速进行比较。当风扇的实际转速大于第一预设转速时，则说明风扇处于工作状态，即硅油风扇离合器处于耦合状态。此时通过控制单元控制发动机的实际转速快速提升至第二预设转速，由此，发动机带动风扇的实际转速快速提高，硅油风扇离合器的工作腔内的硅油在离心力的作用下迅速转移至储油腔内，从而导致硅油风扇离合器快速断开。当硅油风扇离合器断开后，可控制风扇从工作状态迅速变为停止状态。
79.上述实施例中的硅油风扇离合器控制方法及控制系统，至少具有以下优点：
80.1)当发动机处于冷启动状态时，通过控制发动机的实际转速快速提升至第二预设转速，提升风扇的实际转速，从而使硅油风扇离合器能够快速断开，由此，大幅缩短硅油风扇离合器冷启动分离时间，减少风扇不必要的高速运转时间，从而降低发动机油耗；
81.2)在控制发动机实际转速提升至第二预设转速之前，确保车辆处于怠速状态，从而确保控制过程中发动机的稳定运转以及控制过程的顺利进行；
82.3)在控制发动机实际转速提升至第二预设转速之前，确保车辆处于冷启动状态，从而确保硅油风扇离合器的正确且顺利断开；
83.4)在控制发动机实际转速提升至第二预设转速之前，确保车辆处于停车暖机状态，并且确保变速箱档位为空档，从而确保控制过程中的安全性。
84.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
85.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。