发动机中冷器风扇电子控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种发动机中冷器，尤其涉及一种发动机中冷器电子控制装置。

背景技术：

发动机中冷器的作用是降低发动机增压器出口空气进入气缸内的温度，从而提升发动机功率，降低发动机的热负荷。目前发动机中冷器所用冷却风扇控制模式主要有机械和电子控制模式两种。机械控制模式主要根据发动机中冷器冷却液温度控制风扇运转或者风扇始终处于运转状态，即：风扇的运转和发动机的进气温度之间没有联系。电子控制模式主要根据发动机中冷器进、出口温度，实施对风扇运转优于机械控制模式的优化控制。但是，由于发动机不同工况空气进气量变化范围大，整个工作环境下包括管路设计等空气换热过程诸多影响因素复杂，以及空气本身热容系数较小等原因，导致中冷器出口温度和进入发动机气缸的实际空气温度存在较大的差异。因此，上述两种风扇控制模式实际上都不能实现发动机不同工况下对空气进气温度的有效控制，甚至导致风扇在不需要工作时运转，减少发动机有效输出功率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种发动机中冷器风扇电子控制装置，该装置通过发动机信号总线获得发动机和整车在不同工况下运转参数并进行信号处理，获得发动机对进入气缸空气温度的实际要求值，实现对中冷器风扇实际运转时间和转速进行有效控制，达到发动机中冷器风扇功率消耗最小化。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种发动机中冷器风扇电子控制装置，包括风扇控制单元、发动机传感器、发动机控制单元、CAN总线，CAN总线连接发动机控制单元和风扇控制单元，发动机传感器与发动机控制单元连接，将发动机运转参数信号发送到CAN总线，经CAN总线发送至风扇控制单元；风扇控制单元内部设定有发动机进气温升模型、进气目标温控矩阵数据库和脉宽转换器，发动机进气温升模型与脉宽转换器连接，同时发动机进气温升模型连接进气目标温度矩阵数据库后与脉宽转换器连接，脉宽转换器根据发动机进气温升模型和进气目标温控矩阵数据库进行数据处理和信号转换后输出控制中冷器电子风扇。

本实用新型发动机中冷器风扇电子控制装置利用发动机或者整车现有传感器，获得发动机进气相关的运转信号参数，通过建立中冷器电子风扇转速和发动机转速、进气量、进气压力、油门、冷却液温度之间的关系，实现了电子风扇与发动机不同工况下运转进气温度需求的最佳有效匹配，达到发动机中冷器风扇功率消耗最小化。

附图说明

图1为发动机中冷器进气示意图；

图2为本实用新型发动机中冷器风扇电子控制装置结构示意图。

图中，1中冷器，2进气管道，3发动机进气门，4发动机传感器，5发动机控制单元，6CAN总线，7风扇控制单元，8发动机进气温升模型，9进气目标温控矩阵数据库，10脉宽转换器，11中冷器电子风扇。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、2所示，一种发动机中冷器风扇电子控制装置，包括风扇控制单元7、发动机传感器4、发动机控制单元5、CAN总线6，CAN总线6连接发动机控制单元5和风扇控制单元7，发动机传感器4与发动机控制单元5连接，将发动机运转参数信号发送到CAN总线6，经CAN总线6发送至风扇控制单元7；风扇控制单元7内部设定有发动机进气温升模型8、进气目标温控矩阵数据库9和脉宽转换器10，发动机进气温升模型8与脉宽转换器10连接，同时发动机进气温升模型8连接进气目标温度矩阵数据库9后与脉宽转换器10连接，脉宽转换器10根据发动机进气温升模型8和进气目标温控矩阵数据库9进行数据处理和信号转换后输出控制中冷器电子风扇11。

如图1所示，空气经中冷器1，经进气管道2，进入到发动机的进气门3过程存在一定的温度变化，该温度变化与发动机的进气量、转速及进气道壁温度有关，与中冷器的换热能力无关，通过试验和计算的方法能够获得温度的变化差值。

设定T_iv为发动机进气门处空气温度，T_C为发动机进气温度，也即中冷器出口温度，G_a为进气流量，T_w为气道壁温度，Q_w为进气与气道壁之间的热交热量。

根据图1有：

T_iv＝T_C+ΔT_w (公式1)

在公式中：ΔT_w为气道壁热交换传热导致的温度变化，k_w为换热系数，Δt为进气在气道中的滞留时间，Cp_a为进气的比热容。

根据发动机的工作特点，气道壁温度T_w可用发动机冷却液温度代替，k_T为发动机转速和进气量(或进气压力)的函数，可以通过试验获取不同工况下的k_T值,从而建立发动机进气温升模型8。

发动机在不同运转工况下，发动机对进入气缸的空气温度要求不同，以发动机转速为横坐标，以发动机进气量(或进气压力)为纵坐标，合理设置不同工况下进入气缸的空气温度需求，就可以得到一个进气目标温度控制矩阵数据库9。

如图2所示，在实际的风扇控制中，整车或者发动机控制单元5将不同传感器4采集的数据发送到电子信号CAN总线6上，风扇控制单元7读取CAN总线6上的数据获取发动机的运行参数，经发动机进气温升模型8和进气目标温控矩阵数据库9运算，可获得当前工况下目标控制温度和实际温度的差值，根据温差大小调整脉宽转换器10，即完成脉宽调整输入到风扇控制单元7，实现对中冷器电子风扇11的有效运转控制。

根据发动机的实际运行参数，当发动机油门突然增加且超过一定值时，要求增压器工作以便发动机能迅速提升扭矩，可以提升中冷器风扇转速实现预控制；当发动机处于怠速或减速断油状态时，中冷器风扇可停转。

本实用新型装置可以通过利用整车或者电控发动机现有的发动机传感器4，获得发动机相关进气的运转参数，实现中冷器电子风扇11的实际运转的有效控制，使其无论在发动机正常运转，还是在怠速、断油、突加油门等不同工况下，都能更好满足与发动机匹配要求，从而减少中冷器风扇功率消耗，有效改善发动机工作性能。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。