本发明是一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制方法及控制系统，首先获取发动机的实际冷却液温度；根据所述实际冷却液温度，确定所述发动机冷却风扇需要达到的目标转速；获取所述发动机冷却风扇的实时转速；根据所述目标转速与所述实时转速的差值，确定需要注入的硅油的容量；控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油，这种控制方法不仅提高了控制装置对发动机冷却风扇的控制精度，缩短了响应时间，而且提高了设备的稳定性，降低了设备的故障率。
1.一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制方法，其特征在于，包括：获取发动机的实际冷却液温度；
根据所述实际冷却液温度，确定所述发动机冷却风扇需要达到的目标转速；
根据所述目标转速与所述实时转速的差值，确定需要注入的硅油的容量；
控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油；
所述硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油之后，还包括：判断所述差值是否大于设定值，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述差值大于设定值时，增大所述发动机冷却风扇的输入功率；
所述控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油之后，还包括：根据所述差值，确定所述发动机冷却风扇的转速达到所述目标转速所需的时间；
当所述第二判断结果表示所述时间大于预设时间时，增大所述发动机冷却风扇的输入功率。
2.根据权利要求1所述的一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制方法，其特征在于，所述控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油，具体包括：通过主控单元向硅油离合器发出脉冲宽度调制信号，以调节硅油离合器阀门开通时间，调节风扇转速。
3.一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，其特征在于，包括：实际冷却液温度获取单元，用于获取发动机的实际冷却液温度；
目标转速确定单元，用于根据所述实际冷却液温度，确定所述发动机冷却风扇需要达到的目标转速；
实时转速获取单元，用于获取所述发动机冷却风扇的实时转速；
容量确定单元，用于根据所述目标转速与所述实时转速的差值，确定需要注入的硅油的容量；
控制单元，用于控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油；
第一判断单元，用于在控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油之后，判断所述差值是否大于设定值，得到第一判断结果；
第一功率增大单元，用于当所述第一判断结果表示所述差值大于设定值时，增大所述发动机冷却风扇的输入功率；
时间获取单元，用于根据所述差值，确定所述发动机冷却风扇的转速达到所述目标转速所需的时间；
第二判断结果单元，用于判断发动机冷却风扇的转速达到所述目标转速所需的时间是否大于预设时间，得到第二判断结果；
第二功率增大单元，用于所述第二判断结果表示所述时间大于预设时间时，增大所述发动机冷却风扇的输入功率。
4.根据权利要求3所述一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，还包括：风扇调速单元，用于通过主控单元向硅油离合器发出脉冲宽度调制信号调节硅油离合器阀门开通时间，调节风扇转速。
一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种风扇调速方法，具体涉及一种实现发动机冷却风扇无级调速的方法。
背景技术
[0002] 汽车发动机需在适宜的温度下行驶，当汽车发动机温度过高时，必须采取一定的措施进行降温，才能满足发动机具备良好的工作性能、耐久性等要求，对发动机的冷却措施一般采用风扇冷却技术。
[0003] 目前市场上发动机冷却风扇控制器仅用单闭环PID通过PWM控制硅油离合器，其控制方式单一、简单，控制效果具有一定的迟滞性，不能很好的起到控制发动机温度的作用。
发明内容
[0004] 针对上述不足，本发明提供一种实现发动机冷却风扇无级调速装置及方法，可以有效提高控制精度和响应速度，降低设备故障率。
[0005] 本发明是一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制方法，获取发动机的实际冷却液温度；根据所述实际冷却液温度，确定所述发动机冷却风扇需要达到的目标转速；获取所述发动机冷却风扇的实时转速；根据所述目标转速与所述实时转速的差值，确定需要注入的硅油的容量；控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油。
[0006] 可选的，硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油之后，还包括：判断差值是否大于设定值，得到第一判断结果；当第一判断结果表示差值大于设定值时，增大所述发动机冷却风扇的输入功率。
[0007] 可选的，硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油之后，还包括：根据差值，确定发动机冷却风扇的转速达到目标转速所需的时间；判断时间是否大于预设时间，得到第二判断结果；当第二判断结果表示时间大于预设时间时，增大发动机冷却风扇的输入功率。
[0008] 可选的，硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油，具体包括：通过主控单元向硅油离合器发出脉冲宽度调制信号，以调节硅油离合器阀门开通时间，调节风扇转速。
[0009] 一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，包括：实际冷却液温度获取单元，用于获取发动机的实际冷却液温度；目标转速确定单元，用于根据实际冷却液温度，确定发动机冷却风扇需要达到的目标转速；实时转速获取单元，用于获取发动机冷却风扇的实时转速；容量确定单元，用于根据目标转速与实时转速的差值，确定需要注入的硅油的容量；控制单元，用于控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油。
[0010] 可选的，一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，还包括，第一判断单元，用于在控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油之后，判断所述差值是否大于设定值，得到第一判断结果；第一功率增大单元，用于当第一判断结果表示差值大于设定值时，增大发动机冷却风扇的输入功率。
[0011] 可选的，一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，还包括：时间获取单元，用于根据差值，确定发动机冷却风扇的转速达到目标转速所需的时间；第二判断结果单元，用于判断发动机冷却风扇的转速达到目标转速所需的时间是否大于预设时间，得到第二判断结果；第二功率增大单元，用于第二判断结果表示时间大于预设时间时，增大发动机冷却风扇的输入功率。
[0012] 可选的，一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，还包括：风扇调速单元，用于通过主控单元向硅油离合器发出脉冲宽度调制信号调节硅油离合器阀门开通时间，调节风扇转速。
[0013] 本发明采用的控制方法在软件上采用风扇转速、温度以及控制时间双闭环自学习型PID控制，这种控制方法不仅提高了控制装置对发动机冷却风扇的控制精度，缩短了响应时间，而且提高了设备的稳定性，降低了设备的故障率。
附图说明
[0014] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0015] 图1为本发明的实现发动机冷却风扇无级调速的控制方法的流程图；
[0016] 图2为比例积分微分(proportional-integral-differential，PID)控制算法的示意图。
具体实施方式
[0017] 以下结合附图对本申请的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释发明，并非用于限定本发明的范围。
[0018] 图1为本发明的实现发动机冷却风扇无级调速的控制方法的流程图。如图1所示，本发明是一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制方法，具体包括：
[0019] 步骤1.获取发动机的实际冷却液温度；
[0020] 步骤2.根据所述实际冷却液温度，确定所述发动机冷却风扇需要达到的目标转速；
[0021] 步骤3.获取所述发动机冷却风扇的实时转速；
[0022] 步骤4.根据所述目标转速与所述实时转速的差值，确定需要注入的硅油的容量；
[0023] 步骤5.控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入所述容量的硅油。
[0024] 采用本申请的控制方法提高了控制装置对发动机冷却风扇的控制精度，缩短了响应时间，而且提高了设备的稳定性，降低了设备的故障率。
[0025] 可选的，硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油之后，还包括：判断差值是否大于设定值，得到第一判断结果；当第一判断结果表示差值大于设定值时，增大所述发动机冷却风扇的输入功率。
[0026] 可选的，硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油之后，还包括：根据差值，确定发动机冷却风扇的转速达到目标转速所需的时间；判断时间是否大于预设时间，得到第二判断结果；当第二判断结果表示时间大于预设时间时，增大发动机冷却风扇的输入功率。
[0027] 例如，在实际中，测得冷却液温度为100℃，判断风扇实际需要转速为2000r/min，而实际测得风扇转速为1000r/min，因此控制器采用双闭环PID控制，在200ms(t1)内使风扇转速极速增加至2000r/min左右，然后再每20ms(t0)进行一次PID调节，确保风扇转速能够稳定在2000r/min。从而使冷却液温度下降。
[0028] 可选的，硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油，具体包括：通过主控单元向硅油离合器发出脉冲宽度调制信号，以调节硅油离合器阀门开通时间，调节风扇转速。
[0029] 一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，包括：实际冷却液温度获取单元1，用于获取发动机的实际冷却液温度；目标转速确定单元2，用于根据实际冷却液温度，确定发动机冷却风扇需要达到的目标转速；实时转速获取单元3，用于获取发动机冷却风扇的实时转速；容量确定单元4，用于根据目标转速与实时转速的差值，确定需要注入的硅油的容量；控制单元5，用于控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油。
[0030] 可选的，一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，还包括，第一判断单元，用于在控制硅油离合器第一腔室向第二腔室注入一定容量的硅油之后，判断所述差值是否大于设定值，得到第一判断结果；第一功率增大单元，用于当第一判断结果表示差值大于设定值时，增大发动机冷却风扇的输入功率。
[0031] 可选的，一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，还包括：时间获取单元，用于根据差值，确定发动机冷却风扇的转速达到目标转速所需的时间；第二判断结果单元，用于判断发动机冷却风扇的转速达到目标转速所需的时间是否大于预设时间，得到第二判断结果；第二功率增大单元，用于第二判断结果表示时间大于预设时间时，增大发动机冷却风扇的输入功率。
[0032] 可选的，一种实现发动机冷却风扇无级调速的控制系统，还包括：风扇调速单元，用于通过主控单元向硅油离合器发出脉冲宽度调制信号调节硅油离合器阀门开通时间，调节风扇转速。
[0033] 控制装置上电，进行初始化以及系统自检程序，自检程序完成后读取影响控制风扇转速的各项参数信息，为后续的CPU控制单元完成复杂的输出控制做准备。CPU控制单元首先要读取汽车ECU总线上数据信息(主要包括液压冷却液温度、发动机冷却液温度、发动机机冷却液温度以及变速器冷却液温度等)以及风扇的转速数据，将这些进行双闭环自学习PID算法的融合，输出PWM波形，以控制硅油离合器从而实现调节风扇转速的效果。与此同时，CPU控制单元将风扇转速信息、各传感器信息以及控制器电压、电流信息等通过总线的方式传输给ECU总线，以便供其他ECU使用。
[0034] 图2为PID控制算法示意图，如图2所示，在实际控制过程中不同硅油粘度的离合器其PID控制周期以及PID控制参数KP、Ki、Kd不尽相同，因此在本控制系统中，添加有自学习PID控制算法，以保证控制系统在控制风扇过程中，自适应不同的调节时间t1(时间t1体现控制装置的响应时间)以及PID控制参数中比例参数Kp。另外，时间t0可以调节PWM的脉冲频率，从而可以实现微调风扇转速，调高风扇转速调节的灵敏度。
[0035] 以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
