一种车载冷却风扇智能控制系统的制作方法

本发明涉及一种智能控制系统，尤其涉及一种车载冷却风扇智能控制系统。

背景技术：

近年来，随着汽车发动机的设计逐步趋向小型化、轻量化和高升功率化，以及涡轮增压、缸内直喷等技术的广泛采用，发动机的工作温度明显增高，对冷却系统提出了更严格的要求。汽车发动机的冷却有空气冷却和液体冷却2种方式，目前最常用的是液体冷却。液体冷却的基本原理是利用冷却液在循环系统中的流动带走发动机产生的多余热量，再通过散热器进行散热，同时控制冷却风扇在一定条件下启动，给散热器强制补风，实现发动机的适度冷却。因此，冷却风扇的控制技术直接影响着整个冷却系统的实际效率和性能。

随着汽车智能化程度的与日俱增，应用在汽车上的ECU模块数量也成倍增加，对车载网络总线提出了更高要求。FlexRay是继CAN、LIN等网络总线技术后的新一代高速串行通信的车载总线，其具备更快的数据速率，更灵活的通信方式以及较好的容错运算能力，可以很好地满足现代车载控制系统的强实时需求。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提高汽车发动机冷却系统的性能，设计了一种车载冷却风扇智能控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

车载冷却风扇智能控制系统由发动机控制节点、冷却电扇智能节点、其他节点和通道构成，各节点之间的通讯采用双通道总线结构。其中，发动机控制节点及其他节点实现对发动机压力、转速等关键数据的在线监测，冷却风扇智能节点根据外部各节点的多种参数与多点测量的温度数据优化输出控制。

所述的冷却风扇智能节点主要由主控制器LPC2478、双风扇驱动模块、多点测温模块、FlexRay通信控制器MFR4310、FlexRay总线驱动器TJA1082等构成。

所述的MFR4310通过访问TJA1082的输入/输出管理模块、收发模块及发送器实现对物理层数据的收发和管理，同时配合总线失效检测、温度检测、唤醒等模块实现总线的超负荷保护、节能降耗等功能。

所述的车载冷却风扇智能控制系统软件由物理层和应用层的软件构成。

所述的物理层软件即FlexRay总线驱动程序，主要完成模块的初始化工作，具体包括节点的通用接口配置、FlexRay总线通信控制器配置、中断使能与优先级配置等。

所述的应用层软件即主程序，主要完成多点测温模块控制，温度、压力及转速等数据的综合处理，双风扇模块的PWM控制等。

本发明的有益效果是：

在车载实验平台测试了系统性能，结果表明，由LPC2478、MFR4310、TJA1082等模块构成的车冷却风扇智能控制系统简洁实用，在FlexRay总线下能够很好地实现多节点间数据的读写和传输，具备较高的实时性和可靠性。同时，采用多路参数复合的线性控制信号，提升了发动机冷却系统控制的时效性和精确度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是双通道总线结构。

图2是冷却风扇智能节点结构。

具体实施方式

如图1所示，车载冷却风扇智能控制系统由发动机控制节点、冷却电扇智能节点、其他节点和通道构成，各节点之间的通讯采用双通道总线结构。其中，发动机控制节点及其他节点实现对发动机压力、转速等关键数据的在线监测，冷却风扇智能节点根据外部各节点的多种参数与多点测量的温度数据优化输出控制。而双通道总线结构是FlexRay总线拓扑中的一种最典型结构，它具备的冗余通信信道能较好地适应车载网络的分布式控制，在提高传输速率的同时能有效避免网络冲突，充分保证了数据传输的可靠性。

如图2所示，冷却风扇智能节点主要由主控制器LPC2478、双风扇驱动模块、多点测温模块、FlexRay通信控制器MFR4310、FlexRay总线驱动器TJA1082等构成，系统工作时，主控制器通过多点测温模块获得环境、进气和冷却系统的温度数据，利用FlexRay总线与PCM节点等通信，以获得其他实时参数；依据发动机工况采用PWM信号控制双风扇模块的无极调速，实时调整风扇工作状态。系统具备故障、保护等多种特殊模式，真正实现了对冷却风扇的智能化控制。MFR4310包含2个完全独立的FlexRay通道A/B、128个有效载荷为254B的信息缓冲器、2个可配置接收先进先出（FIFO）消息缓冲器等部件，同时支持10Mbit/s的双通道高速串行通信，完全满足FlexRay2.1 标准。在工作状态下，MFR4310通过访问TJA1082的输入/输出管理模块、收发模块及发送器实现对物理层数据的收发和管理，同时配合总线失效检测、温度检测、唤醒等模块实现总线的超负荷保护、节能降耗等功能。TｘEN是MFR4310 的请求数据信号，TｘD、RｘD分别是数据发送、接收信号。当总线上出现一个传输给本节点的帧数据时，总线驱动器先将接收到的物理电平信号转换为串行信号，然后将其传送给MFR4310；当MFR4310需要发送数据到总线时，过程则相反。