一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置及方法制造方法及图纸

一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置，包括发动机ECM1控制模块、发动机ECM2控制模块；所述的发动机ECM1控制模块通过执行机构连接冷却风扇；所述的发动机ECM2控制模块连接高温冷却液温度传感器、低温冷却液温度传感器、机油温度传感器、进气歧管温度传感器；所述的执行机构包括电磁比例阀，所述的电磁比例阀通过调节器连接冷却风扇，通过发动机内部逻辑单元运算得出优先控制的因子作为信号控制电磁比例阀的输入电流进而控制阀芯的开度；电磁比例阀的阀芯的开度控制进入调节器的循环水流量，进而调节风扇的转速开度值可以实现发动机需求散热功率与系统提供的散热功率的精确匹配，达到节能减排降噪的目的。达到节能减排降噪的目的。达到节能减排降噪的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置及方法


[0001]本专利技术涉及液压挖掘机节能控制
，具体是一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置及方法。

技术介绍

[0002]目前液压挖掘机发动机散热系统风扇的转速控制有三种，其一是风扇与发动机刚性连接(直连)，即风扇的转速取决于发动机的转速和驱动装置的速比，其转速是线性比例的关系；其二是液压马达驱动风扇，通过泵出口的压力和进入马达的流量来调节风扇的转速，这种方式可以实现独立控制风扇的转速；其三是硅油离合器的控制，利用硅油进入啮合盘的流量来调节风扇的速比，此种方式也可以实现风扇的独立控制。
[0003]以上三种控制风扇转速的方案是目前阶段普遍应用的，此三种方式各有优缺点，第一种刚性连接风扇，风扇的转速是不可以独立调节的，比如在冬季施工，环境温度为零下，发动机的工作转速是1800rpm，风扇的转速也是1800rpm(最大)，此种情况下，发动机水温长期处于小循环或者小循环与大循环开闭节点，一方面水温低不利于燃烧，油耗增加，另一方面，冷热交替，散热器冲击负荷增加，易损坏；第二种液压马达驱动风扇，风扇的转速虽然是独立调节的，一方面需要MC控制器读取发动机内部CAN总线的温度信号调来调节控制马达排量的比例电流，在控制逻辑层次上属于滞后调节，不是发动机直接控制的，另一方面需要增加散热泵、马达及复杂的液压管路且需要较大的布置空间，不利于成本的控制；第三种硅油离合器的方案也属于外部控制，即MC控制器通过读取CAN总线的温度信号来控制硅油的流量来控制风扇转速，另外硅油离合器的采购成本较高，且受风扇的类型限制如风扇的重量、直径、功耗等。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置及方法，综合考虑发动机运行状态下基于油、液、气等多种因素，对风扇转速进行最佳匹配。
[0005]本专利技术采用的技术方案：一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置，包括发动机ECM1控制模块、发动机ECM2控制模块；所述的发动机ECM1控制模块通过执行机构连接冷却风扇；所述的发动机ECM2控制模块连接高温冷却液温度传感器、低温冷却液温度传感器、机油温度传感器、进气歧管温度传感器；所述的执行机构包括电磁比例阀，所述的电磁比例阀通过调节器连接冷却风扇。
[0006]优选的，所述的发动机ECM1控制模块通过电子比例阀连接喷油执行器。
[0007]优选的，所述的发动机ECM1控制模块通过MC控制器连接油门旋钮。
[0008]优选的，所述的电磁比例阀采用两位三通电磁比例阀，所述的电子比例阀的前后端分别连接有节流阀A和节流阀B，所述的节流阀A连接循环水泵，所述的循环水泵连接发动机储水箱。
[0009]优选的，所述的发动机ECM2控制模块连接曲轴转速传感器。
[0010]一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制方法，包括以下步骤：
[0011]S1：设置高温冷却液温度、低温冷却液温度、机油温度和进气歧管温度的阈值区间，并将上述四项参数定义为调节因子；
[0012]S2：发动机ECM2控制模块通过传感器实时采集高温冷却液温度、低温冷却液温度、机油温度和进气歧管温度，并与相应的阈值区间进行对比运算，得出差值；
[0013]S3：以与阈值差值最高的调节因子作为优先级最高的控制信号，发动机ECM1控制模块调节电磁比例阀的阀芯开度，控制风扇的转速；
[0014]S4：隔一段时间，重复步骤S2、S3。
[0015]优选的，所述的阈值区间的两端分别为起调点和截止点，对应了电磁比例阀阀芯开度的0％
‑
100％，且呈正线性比例关系。
[0016]优选的，步骤S2中，所述的发动机ECM2控制模块每隔0.5秒采集一次高温冷却液温度、低温冷却液温度、机油温度和进气歧管温度。
[0017]优选的，步骤S2中，当采集的温度低于阈值区间的最小值时，不进行处理；当采集的温度高于阈值区间的最大值时，按照温度达到最大值处理。
[0018]本专利技术的有益效果：发动机运行状态下基于油、液、气等多种因素共同作用，通过发动机内部逻辑单元运算得出优先控制的因子作为信号控制电磁比例阀的输入电流进而控制阀芯的开度；电磁比例阀的阀芯的开度控制进入调节器的循环水流量(比例信号)，进而调节风扇的转速开度值可以实现发动机需求散热功率与系统提供的散热功率的精确匹配，达到节能减排降噪的目的。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的电气原理图；
[0020]图2是本专利技术实施例的逻辑流程图；
[0021]图3是本专利技术实施例中油门电压与发动机转速的关系表；
[0022]图4是本专利技术实施例中高温冷却液与风扇转速控制关系式；
[0023]图5是本专利技术实施例中高温冷却液与风扇转速控制关系式；
[0024]图6是本专利技术实施例中进气歧管温度与风扇转速控制关系式；
[0025]图7是本专利技术实施例中机油的温度与风扇转速控制关系式；
[0026]图中，1.发动机ECM1控制模块、2.发动机ECM2控制模块、3.高温冷却液温度传感器、4.低温冷却液温度传感器、5.机油温度传感器、6.进气歧管温度传感器、7.曲轴转速传感器、8.MC控制器、9.油门旋钮、11.喷油执行器、10.电子比例阀、12.节流阀B、13.二位三通电磁比例阀、14.节流阀A、15.循环水泵、16.发动机储水箱、17.冷却风扇、18.调节器。
具体实施方式
[0027]如图1、图2所示，本专利技术的工作原理是：发动机ECM2控制模块实时采集高温冷却液温度信号，低温冷却液温度信号、机油温度信号、进气歧管温度信号并进行逻辑运算，确定各个信号因子的采集值与对应风扇转速的可调点与截止点区间段位置，并比较各个区间段的调节电流值，得到需求风扇转速的最大值所对应的因子，并将此因子的电流值作为优先
级最高的控制信号去调节电磁比例阀的阀芯开度，进而调节进入调节器的流量，得到当前需求风扇的转速，并输出；；
[0028]发动机ECM2控制模块每隔0.5s采集一次四种温度信号，并与各个因子的温度起调点的阈值比较，当采集的温度信号值高于控制模块设定值时，将其定义为积极因子并输入到发动机ECM2控制模块中，当采集值低于控制模块的设定值时，将其定义为消极因子，此信号不输出，并继续监控。
[0029]比如：发动机ECM2控制模块采集当前HTA出水口的温度为T
H
(1)。
[0030]当T
H
(1)≥T
H
(0)时：
[0031]控制模块根据当前的温度计算对应的输出电流I
H
(1)，控制模块记录HTA出水口的温度T
H
(1)为积极因子，并将I
H
(1)电流信号发送到发动机ECM1控制模块。
[0032]当T
H
(1)≤T
H...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置，其特征在于：包括发动机ECM1控制模块(1)、发动机ECM2控制模块(2)；所述的发动机ECM1控制模块(1)通过执行机构连接冷却风扇(17)；所述的发动机ECM2控制模块(2)连接高温冷却液温度传感器(3)、低温冷却液温度传感器(4)、机油温度传感器(5)、进气歧管温度传感器(6)；所述的执行机构包括电磁比例阀(13)，所述的电磁比例阀(13)通过调节器(18)连接冷却风扇(17)。2.根据权利要求1所述的一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置，其特征在于：所述的发动机ECM1控制模块(1)通过电子比例阀(10)连接喷油执行器(11)。3.根据权利要求1所述的一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置，其特征在于：所述的发动机ECM1控制模块(1)通过MC控制器(8)连接油门旋钮(9)。4.根据权利要求1所述的一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置，其特征在于：所述的电磁比例阀(13)采用两位三通电磁比例阀，所述的电子比例阀(13)的前后端分别连接有节流阀A(14)和节流阀B(12)，所述的节流阀A(14)连接循环水泵(15)，所述的循环水泵(15)连接发动机储水箱。5.根据权利要求1所述的一种基于多变量因素发动机可调风扇转速控制装置，其特征在于：所述的发动机ECM2控制模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高冲，王勇，张聪聪，刘永参，王春磊，石立京，董永平，宫旭鹏，窦生平，董佩，周显，金哲，秦丁旺，蒋远飞，李寿鹏，文俊，马雪，孟铖，
申请(专利权)人：徐州徐工矿业机械有限公司，
类型：发明
国别省市：