车用发动机散热风扇及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种车用发动机散热风扇及控制方法，所述车用发动机散热风扇包括散热风扇皮带轮，电磁离合器，行星齿轮排，电动机和散热风扇；所述发动机与所述散热风扇皮带轮连接；所述电磁离合器为单结合位置式离合器，所述电磁离合器的主动端与所述散热风扇皮带轮相连，所述电磁离合器的被动端与所述行星齿轮排的齿圈相连；所述行星齿轮排的行星轮经所述行星齿轮排的行星架与所述电动机的转子相连；所述电动机的转子为空心轴，其通过轴承套在所述行星齿轮排的太阳轮与所述散热风扇之间的转轴上。本发明专利技术解决了传统车用散热风扇在工作过程中无法主动调速且动力源单一等问题。该散热风扇通过灵活的控制策略可实时进行散热风扇动力源的切换及调速。

Thermal Fan of Vehicle Engine and Its Control Method

The invention discloses a heat dissipation fan and a control method for a vehicle engine, which comprises a heat dissipation fan pulley, an electromagnetic clutch, a planetary gear row, an electric motor and a heat dissipation fan; the engine is connected with the heat dissipation fan pulley; the electromagnetic clutch is a single combined position clutch, and the active end of the electromagnetic clutch is said to be scattered. The passive end of the electromagnetic clutch is connected with the gear ring of the planetary gear row; the planetary wheel of the planetary gear row is connected with the rotor of the motor through the planetary frame of the planetary gear row; the rotor of the motor is a hollow shaft, and it is connected with the rotating shaft between the solar wheel of the planetary gear row and the cooling fan through a bearing sleeve. The invention solves the problems that the traditional automotive heat dissipation fan can not actively adjust speed and has a single power source in the working process. Through flexible control strategy, the heat dissipation fan can switch power source and adjust speed in real time.

【技术实现步骤摘要】
车用发动机散热风扇及控制方法
本专利技术涉及属于汽车零部件领域，尤其涉及一种基于行星齿轮排的双动力源主动调速车用发动机散热风扇及控制方法。
技术介绍
发动机散热风扇，以风扇旋转时吸进空气，使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却，为发动机工作环境提供合理的温度范围，对发动机正常工作起到重要作用，是发动机冷却系统的核心。目前常见的车用发动机散热风扇通过皮带轮与发动机相关皮带相连，其动力源为发动机，散热风扇的转速与发动机转速成正比关系。由于在车辆行驶过程中发动机转速有较宽的变化范围，散热风扇在工作过程中很难兼顾较宽转速范围的效率，由此导致散热风扇的平均效率较低，发动机油耗增加；同时由于散热风扇工作过程中有较大的转速波动，对其机械部件寿命等影响较大。散热风扇在工作过程中，通过电磁离合器实现与发动机动力的接通与断开操作实现散热风扇的间歇工作以实现温度控制，此时发动机工作的环境温度呈阶梯状变化，温度控制不够精确，无法主动调节散热风扇的转速。由于常规散热风扇的动力源为发动机，当发动机熄火时，散热风扇失去动力而无法正常工作，在发动机起停功能开启或者停车熄火状态下散热风扇无法继续工作，若此时发动机各部件温度过高而又得不到有效冷却，有可能会损坏发动机。因而，迫切需要一种既能够使用发动机动力，又能够使用蓄电池电能进行工作，同时可实现独立调速的发动机散热风扇，既提高了散热风扇的效率，又实现发动机温度的精确控制，同时保证了在发动机熄火状态后某一段时间内散热风扇继续工作，实现整车燃油经济性及安全性的提升。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种车用发动机散热风扇及控制方法，来解决传统车用散热风扇在工作过程中无法主动调速且动力源单一等问题。该散热风扇通过灵活的控制策略可实时进行散热风扇动力源的切换及调速。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种车用发动机散热风扇，其包括散热风扇皮带轮，电磁离合器，行星齿轮排，电动机和散热风扇；所述发动机的发动机皮带轮通过所述发动机皮带与所述散热风扇皮带轮连接；所述电磁离合器为单结合位置式离合器，所述电磁离合器的主动端与所述散热风扇皮带轮相连，所述电磁离合器的被动端与所述行星齿轮排的齿圈相连；所述行星齿轮排的行星轮经所述行星齿轮排的行星架与所述电动机的转子相连；所述电动机的转子为空心轴，其通过轴承套在所述行星齿轮排的太阳轮与所述散热风扇之间的转轴上。可选的，所述车用发动机散热风扇还包括控制单元，所述控制单元控制所述电磁离合器的接合与断开，以及控制所述电动机的转子的转速。可选的，所述控制单元根据空调开关信号、ECU控制信号、空调控制目标温度信号、散热风扇转速信号、驾驶室温度信号、发动机冷却液温度信号、环境温度信号、发动机转速信号、发动机扭矩信号以及油门踏板开度信号控制所述电磁离合器和电动机。本专利技术解决技术问题还采用如下技术方案：一种车用发动机散热风扇，其包括散热风扇皮带轮，电磁离合器，行星齿轮排，电动机和散热风扇；所述发动机的发动机皮带轮通过所述发动机皮带与所述散热风扇皮带轮连接；所述电磁离合器为双结合位置式离合器，所述双结合位置式离合器的被动端与所述行星齿轮排的齿圈相连，所述双结合位置式离合器的前端主动端与所述散热风扇皮带轮相连，所述双结合位置式离合器的后端主动端固定于固定部件上；所述行星齿轮排的行星轮经所述行星齿轮排的行星架与所述电动机的转子相连；所述电动机的转子为空心轴，其通过轴承套在所述行星齿轮排的太阳轮与所述散热风扇之间的转轴上。可选的，所述车用发动机散热风扇还包括控制单元，所述控制单元控制所述电磁离合器的接合与断开，以及控制所述电动机的转子的转速。可选的，所述控制单元根据空调开关信号、ECU控制信号、空调控制目标温度信号、散热风扇转速信号、驾驶室温度信号、发动机冷却液温度信号、环境温度信号、发动机转速信号、发动机扭矩信号以及油门踏板开度信号控制所述电磁离合器和电动机。本专利技术解决技术问题还采用如下技术方案：一种车用发动机散热风扇的控制方法，所述车用发动机散热风扇是上述的车用发动机散热风扇，其包括：所述控制单元上电后开始自检，检测发动机冷却液温度是否超过安全上限值；当检测到发动机冷却液温度在安全范围内时，所述控制单元控制所述电磁离合器分离，控制所述电动机的转子为自由状态；当检测到发动机冷却液温度超过安全上限值时，判断发动机是否处于工作状态：当所述发动机处于停机状态时，所述控制单元控制所述电磁离合器结合，控制所述电动机的转子旋转；此时所述行星齿轮排的齿圈经所述电磁离合器、所述散热风扇皮带轮、所述发动机皮带与所述发动机皮带轮连接，所述散热风扇的转速与所述电动机的转子的转速相同，所述控制单元根据环境温度信号、散热风扇转速信号、发动机冷却液温度信号和空调控制目标温度信号控制所述电动机的转子的转速，所述控制单元实时监测发动机冷却液温度信号，当发动机冷却液温度达到安全范围时，所述控制单元控制所述电磁离合器断开，控制所述电动机的转子为自由状态，散热风扇停止工作；当所述发动机处于工作状态时，所述控制单元控制所述电磁离合器结合，控制单元根据环境温度信号、散热风扇转速信号、发动机冷却液温度信号、蓄电池电压信号和空调控制目标温度信号计算所述散热风扇的目标转速，并控制电动机的转子的转速，使得所述散热风扇的转速达到目标转速。本专利技术解决技术问题还采用如下技术方案：一种车用发动机散热风扇的控制方法，所述车用发动机散热风扇是上述的车用发动机散热风扇，其包括：所述控制单元上电后开始自检，检测发动机冷却液温度是否超过安全上限值；当所述控制单元检测到发动机冷却液温度在安全范围内时，控制所述电磁离合器处于后结合位置，控制所述电动机的转子为自由状态；当检测到发动机冷却液温度超过安全上限值时，判断发动机是否处于工作状态：当所述发动机处于停机状态时，所述控制单元控制所述电磁离合器后结合位置，控制所述电动机的转子旋转；此时所述行星齿轮排的齿圈转速为零，所述散热风扇的转速与所述电动机的转子的转速相同；所述控制单元根据环境温度信号、散热风扇转速信号、发动机冷却液温度信号和空调控制目标温度信号控制所述电动机的转子的转速；所述控制单元实时监测发动机冷却液温度信号，当发动机冷却液温度达到安全范围时，所述控制单元控制所述电磁离合器断开，控制所述电动机的转子为自由状态，散热风扇停止工作；当所述发动机处于工作状态时，根据发动机转速、发动机扭矩、油门踏板开度等信息判断发动机的负荷状态；当发动机负荷较高时，所述控制单元控制所述电磁离合器后位置结合，控制所述电动机的转子进行转速调节；当发动机负荷较低时，所述控制单元控制所述电磁离合器前位置结合，控制单元根据环境温度信号、散热风扇转速信号、发动机冷却液温度信号、蓄电池电压信号和空调控制目标温度信号计算所述散热风扇的目标转速，并控制电动机的转子的转速，使得所述散热风扇的转速达到目标转速。本专利技术具有如下有益效果：1、使用该散热风扇，在车辆发动机工作状态下，开启散热风扇后，通过所述行星齿轮排及所述电动机的调速控制实现发动机转速与散热风扇转速的解耦，散热风扇的转速可根据发动机适宜工作温度需求实时调节；2、散热风扇的转速不再跟随发动机快速变化，减少散热风扇因为转速频繁变化而造成的磨损，提高散热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用发动机散热风扇，其特征在于，包括散热风扇皮带轮，电磁离合器，行星齿轮排，电动机和散热风扇；所述发动机的发动机皮带轮通过所述发动机皮带与所述散热风扇皮带轮连接；所述电磁离合器为单结合位置式离合器，所述电磁离合器的主动端与所述散热风扇皮带轮相连，所述电磁离合器的被动端与所述行星齿轮排的齿圈相连；所述行星齿轮排的行星轮经所述行星齿轮排的行星架与所述电动机的转子相连；所述电动机的转子为空心轴，其通过轴承套在所述行星齿轮排的太阳轮与所述散热风扇之间的转轴上。

【技术特征摘要】
1.一种车用发动机散热风扇，其特征在于，包括散热风扇皮带轮，电磁离合器，行星齿轮排，电动机和散热风扇；所述发动机的发动机皮带轮通过所述发动机皮带与所述散热风扇皮带轮连接；所述电磁离合器为单结合位置式离合器，所述电磁离合器的主动端与所述散热风扇皮带轮相连，所述电磁离合器的被动端与所述行星齿轮排的齿圈相连；所述行星齿轮排的行星轮经所述行星齿轮排的行星架与所述电动机的转子相连；所述电动机的转子为空心轴，其通过轴承套在所述行星齿轮排的太阳轮与所述散热风扇之间的转轴上。2.根据权利要求1所述的车用发动机散热风扇，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元控制所述电磁离合器的接合与断开，以及控制所述电动机的转子的转速。3.根据权利要求2所述的车用发动机散热风扇，其特征在于，所述控制单元根据空调开关信号、ECU控制信号、空调控制目标温度信号、散热风扇转速信号、驾驶室温度信号、发动机冷却液温度信号、环境温度信号、发动机转速信号、发动机扭矩信号以及油门踏板开度信号控制所述电磁离合器和电动机。4.一种车用发动机散热风扇，其特征在于，包括散热风扇皮带轮，电磁离合器，行星齿轮排，电动机和散热风扇；所述发动机的发动机皮带轮通过所述发动机皮带与所述散热风扇皮带轮连接；所述电磁离合器为双结合位置式离合器，所述双结合位置式离合器的被动端与所述行星齿轮排的齿圈相连，所述双结合位置式离合器的前端主动端与所述散热风扇皮带轮相连，所述双结合位置式离合器的后端主动端固定于固定部件上；所述行星齿轮排的行星轮经所述行星齿轮排的行星架与所述电动机的转子相连；所述电动机的转子为空心轴，其通过轴承套在所述行星齿轮排的太阳轮与所述散热风扇之间的转轴上。5.根据权利要求4所述的车用发动机散热风扇，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元控制所述电磁离合器的接合与断开，以及控制所述电动机的转子的转速。6.根据权利要求5所述的车用发动机散热风扇，其特征在于，所述控制单元根据空调开关信号、ECU控制信号、空调控制目标温度信号、散热风扇转速信号、驾驶室温度信号、发动机冷却液温度信号、环境温度信号、发动机转速信号、发动机扭矩信号以及油门踏板开度信号控制所述电磁离合器和电动机。7.一种车用发动机散热风扇的控制方法，所述车用发动机散热风扇是权利要求2所述的车用发动机散热风扇，其特征在于，包括：所述控制单元上电后开始自检，检测发动机冷却液温度是否超过安全上限值；当检测到发动机冷却液温度在安全范围内时，所述控制单元控制所述电磁离合器分离，控制所述电动机的转子为自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：李连强，李胜，韩宜伟，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22