一种汽车散热器风扇电机调速装置及方法与流程

本发明涉及调速控制领域，具体而言，涉及一种汽车散热器风扇电机调速装置及方法。

背景技术：

1、汽车发动机冷却系统是车辆中至关重要的一个系统，其主要功能是确保发动机在运行过程中保持适当的温度范围，以防止过热。发动机冷却系统通常由以下几个主要组成部分组成：液冷散热器、散热片、电动风扇、冷却液。发动机冷却系统的工作原理是通过循环冷却液来吸收发动机产生的热量，然后将这些热量带到散热片中，通过与环境的空气进行热交换，最终散发到空气中。这个过程有助于维持发动机在适当的温度范围内，确保其高效、可靠地运行。

2、在汽车发动机冷却系统中电动风扇是关键组件，它在需要额外冷却时增强空气流动。如果电动风扇故障，会导致发动机在行驶或停车时过热。当前汽车散热器风扇电机的调整技术中只关注于汽车发动机的温度，当温度较高时开启风扇提高转速，温度较低时关闭风扇或调低转速，并未充分考虑汽车高速状态以及低速、怠速状态下自然风循环对散热的影响，容易造成过冷却或冷却不足的情况。

3、因此，有必要设计一种汽车散热器风扇电机调速装置及方法用以解决当前技术中存在的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种汽车散热器风扇电机调速装置及方法，旨在解决当前汽车散热器风扇电机调整技术中存在的未充分考虑汽车高速状态以及低速、怠速状态下自然风循环对散热的影响，易造成过冷却或冷却不足情况的问题。

2、一个方面，本发明提出了一种汽车散热器风扇电机调速装置，包括：

3、液冷散热器，用于对发动机进行散热，所述液冷散热器表面设置有散热片，所述散热片用于快速释放所述液冷散热器的热量；

4、电动风扇，用于增加所述散热片表面的空气流速，以使得所述液冷散热器快速降温，所述电动风扇与电机电连接，所述电机用于向所述电动风扇供电，当所述电机供电量越高时，所述电动风扇的转速越快；

5、调控装置，包括检测单元、判断单元和调整单元；

6、所述检测单元被配置为检测发动机的实时温度t0，当所述实时温度t0高于发动机温度阈值tmax时，开启所述液冷散热器；

7、所述检测单元还被配置为当确定开启所述液冷散热器时，检测所述散热片的实时温度w0，将所述散热片的实时温度w0与预设温度阈值wmax进行比对，判断是否开启所述电动风扇；

8、判断单元，被配置为当判定开启所述电动风扇时，获取汽车的行驶速度，根据所述行驶速度确定所述汽车的行驶状态；

9、调整单元，被配置为当所述判断单元确定所述汽车处于第一行驶状态时，所述调整单元采集所述散热片表面温度的温度变化速率，根据所述温度变化速率调整所述电动风扇的转速；

10、所述调整单元还被配置为当所述判断单元确定所述汽车处于第二行驶状态时，所述调整单元采集所述散热片处的空气流量，根据所述空气流量调整所述电动风扇的转速。

11、进一步的，所述检测单元将所述散热片的实时温度w0与预设温度阈值wmax进行比对，判断是否开启所述电动风扇时，包括：

12、在第一判定条件下，所述检测单元判定所述散热片的温度较低，不开启所述电动风扇；

13、在第二判定条件下，所述检测单元判定所述散热片的温度较高，以初始转速f0开启所述电动风扇；

14、所述第一判定条件为w0≤wmax，所述第二判定条件为w0＞wmax。

15、进一步的，当所述检测单元判定开启所述电动风扇，所述判断单元被配置为获取汽车的行驶速度，根据所述行驶速度确定所述汽车的行驶状态时，包括：

16、所述判断单元还被配置为预先设定第一预设行驶速度阈值v1和第二预设行驶速度阈值v2，且v1＜v2，将所述汽车的行驶速度v0与预先设定的行驶速度阈值进行比对，根据比对结果确定所述汽车的行驶状态；

17、在第一比对条件下，所述判断单元确定所述汽车为第一行驶状态；

18、在第二比对条件下，所述判断单元确定所述汽车为第二行驶状态；

19、其中，所述第一比对条件为v1≤v0＜v2，所述第二比对条件为v2≤v0；所述第一行驶状态为低速行驶状态，所述第二行驶状态为高速行驶状态。

20、进一步的，当所述判断单元确定所述汽车为第一行驶状态，所述调整单元采集所述散热片表面温度的温度变化速率，根据所述温度变化速率调整所述电动风扇的转速时，包括：

21、所述温度变化速率通过下式计算：

22、；

23、其中，表示温度变化速率，表示t时刻所述散热器表面的温度，表示t-1时刻所述散热器表面的温度；

24、所述判断单元将所述温度变化速率与预先设定的第一预设温度变化速率1以及第二预设温度变化速率2进行比较，根据比较结果确定转速调节系数对所述电动风扇的初始转速f0进行调节；

25、在第一比较结果下，所述调整单元确定第一转速调节系数a1对所述电动风扇的初始转速f0进行调节，控制所述电动风扇以调节后的转速f0*a1运行；

26、在第二比较结果下，所述调整单元确定第二转速调节系数a2对所述电动风扇的初始转速f0进行调节，控制所述电动风扇以调节后的转速f0*a2运行；

27、在第三比较结果下，所述调整单元确定第三转速调节系数a3对所述电动风扇的初始转速f0进行调节，控制所述电动风扇以调节后的转速f0*a3运行；

28、其中，所述第一比较结果为≤1，所述第二比较结果为≤2，所述第三比较结果为；0＜a1＜a2＜a3＜2。

29、进一步的，当所述调整单元确定第i转速调节系数ai对所述电动风扇的初始转速f0进行调节后，i=1，2，3，所述调整单元还被配置为获取环境温度h0，将所述环境温度h0与第一环境温度h1以及第二环境温度h2进行比对，根据对比结果确定校正系数对第i转速调节系数ai进行校正，包括：

30、在第一温度比对结果下，所述调整单元确定第一校正系数b1对第i转速调节系数ai进行校正，获取校正后的第i转速调节系数ai*b1；

31、在第二温度比对结果下，所述调整单元确定第二校正系数b2对第i转速调节系数ai进行校正，获取校正后的第i转速调节系数ai*b2；

32、在第三温度比对结果下，所述调整单元确定第三校正系数b3对第i转速调节系数ai进行校正，获取校正后的第i转速调节系数ai*b3；

33、其中，所述第一温度比对结果为h0≤h1，所述第二温度比对结果为h1＜h0≤h2，所述第三温度比对结果为h2＜h0；0＜b1＜b2＜b3＜1.5。

34、进一步的，当所述判断单元确定所述汽车处于第二行驶状态，所述调整单元采集所述散热片处的空气流量，根据所述空气流量调整所述电动风扇的转速前，还包括：

35、所述调整单元还被配置为将所述空气流量l0与预设流量阈值lmax进行比对，判断所述散热片处的空气流量是否充足；

36、在第一流量比对结果下，所述调整单元判定所述散热片处的空气流量不充足，无法满足散热片的散热需求；

37、在第二流量比对结果下，所述调整单元判定所述散热片处的空气流量充足，可满足散热片的散热需求；

38、其中，所述第一流量比对结果为l0≤lmax，所述第二流量比对结果为l0＞lmax。

39、进一步的，当所述调整单元判定所述散热片处的空气流量充足，可满足散热片的散热需求时，还包括：

40、所述调整单元采集所述汽车的运行加速度j0，将所述运行加速度j0与预设第一运行加速度j1以及第二运行加速度j2进行比对，确定转速调低系数对所述电动风扇的初始转速f0进行调节；

41、在第一加速度比对结果下，所述调整单元确定第一预设转速调低系数d1对所述电动风扇的初始转速f0进行调节，所述调整单元控制所述电动风扇以调整后的转速f0*d1继续运行；

42、在第二加速度比对结果下，所述调整单元确定第二预设转速调低系数d2对所述电动风扇的初始转速f0进行调节，所述调整单元控制所述电动风扇以调整后的转速f0*d2继续运行；

43、在第三加速度比对结果下，所述调整单元确定第三预设转速调低系数d3对所述电动风扇的初始转速f0进行调节，所述调整单元控制所述电动风扇以调整后的转速f0*d3继续运行；

44、其中，所述第一加速度比对结果为j0≥j1，所述第二加速度比对结果为j1＞j0≥j2，所述第三加速度比对结果为j2＞j0，0＜d3＜d2＜d1＜1。

45、进一步的，当所述调整单元判定所述散热片处的空气流量不充足，无法满足散热片的散热需求时，还包括：

46、所述调整单元获取所述空气流量l0与预设流量阈值lmax的流量差值△l，△l=lmax-l0，根据流量差值与第一预设流量差值△l1以及第二预设流量差值△l2的关系，确定风道的堵塞等级；

47、在第一差值比对结果下，所述调整单元判定风道为第一堵塞等级s1；

48、在第二差值比对结果下，所述调整单元判定风道为第二堵塞等级s2；

49、在第三差值比对结果下，所述调整单元判定风道为第三堵塞等级s3；

50、其中，所述第一差值比对结果为△l≥△l1，所述第二差值比对结果为△l1＞△l≥△l2，所述第三差值比对结果为△l2＞△l；所述第一堵塞等级s1的堵塞严重程度大于所述第二堵塞等级s2，所述第二堵塞等级s2的堵塞严重程度大于所述第三堵塞等级s3。

51、进一步的，当所述调整单元判定风道的堵塞等级后，所述调整单元还被配置为采集空气的灰尘含量k0，将所述灰尘含量k0与第一预设灰尘含量k1以及第二预设灰尘含量k2进行比对，根据比对结果调整堵塞等级并预警，同时调升所述电动风扇的转速以满足散热需求，包括：

52、在第一灰尘含量比对结果下，所述调整单元将所述堵塞等级调升两级并预警，同时选取第一预设调升转速系数e1对所述电动风扇的初始转速进行调节，所述调整单元控制所述电动风扇以调升后的转速f0*e1继续运行；

53、在第二灰尘含量比对结果下，所述调整单元将所述堵塞等级调升一级并预警，同时选取第二预设调升转速系数e2对所述电动风扇的初始转速进行调节，所述调整单元控制所述电动风扇以调升后的转速f0*e2继续运行；

54、所述第一灰尘含量比对结果为k0≥k1，所述第二灰尘含量比对结果为k1＞k0≥k2；3＞e1＞e2＞1。

55、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本技术充分考虑了汽车的高速状态以及低速、怠速状态下自然风循环对散热的影响。通过检测发动机实时温度和散热片温度，判断是否开启电动风扇，并在开启时根据汽车行驶状态进行精细化调节。在高速行驶状态下，通过采集散热片表面温度的变化速率来调整电动风扇转速，以确保快速而有效的降温；在低速、怠速状态下，则通过采集散热片处的空气流量来调整电动风扇的转速，以避免过冷却或冷却不足的问题。有助于提高冷却系统的智能性和适应性，保障发动机在各种驾驶状态下保持在适当的温度范围内，从而提升汽车的性能、效率和可靠性。

56、另一方面，本技术还提供了一种汽车散热器风扇电机调速方法，应用于上述汽车散热器风扇电机调速装置，包括：

57、为检测发动机的实时温度t0，当所述实时温度t0高于发动机温度阈值tmax时，开启液冷散热器；

58、当确定开启所述液冷散热器时，检测散热片的实时温度w0，将所述散热片的实时温度w0与预设温度阈值wmax进行比对，判断是否开启电动风扇；

59、当判定开启所述电动风扇时，获取汽车的行驶速度，根据所述行驶速度确定所述汽车的行驶状态；

60、当所述判断单元确定所述汽车处于第一行驶状态时，所述调整单元采集所述散热片表面温度的温度变化速率，根据所述温度变化速率调整所述电动风扇的转速；

61、当所述判断单元确定所述汽车处于第二行驶状态时，所述调整单元采集所述散热片处的空气流量，根据所述空气流量调整所述电动风扇的转速。

62、可以理解的是，上述汽车散热器风扇电机调速装置及方法具备相同的有益效果，在此不再赘述。