[发明专利]一种智能化的汽车发动机冷却系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及机电一体化、电子控制技术领域，特别是一种智能化的汽车发动机冷却系统，具有降低燃油消耗和提高发动机的经济性，减少磨损和延长使用寿命的特点。

【背景技术】

据CCID统计，2006年全国汽车产销量突破720万辆，一举上升到世界前三位。2007年中国汽车总产量达到近840万部，与2006年相比，产量的增长速度高达17％。从绝对量看，2006、2007相比，汽车产量增长超过120万辆，这个数字是相当惊人的。相对于发达国家，中国汽车产业正处于一个起步阶段，和国外的汽车保有量相比，中国仍具有一定的发展空间。2006年，推动汽车产业发展的直接动力是轿车的增产，轿车产量的比重首次超过汽车总产量的50％。根据汽车行业预计分析和测算，2007市场对汽车的需求为130万辆，预计在今后五年内平均增长率约5％～10％，新型内燃机水冷却系统的开发成功，将会大大提高对水冷却控制装置的需求，因此市场的前景十分广阔。

目前国内新型汽车内燃机水冷却系统的研制尚无相关报道，而国外汽车行业已经有相关的技术，并应用于汽车内燃机上，但采用的技术仍处于保密阶段，无法查询。对于内燃机水冷却控制装置的运行，目前国内汽车行业均采用节温器装置控制内燃机的水循环，对于水流流量的大小控制无法实现全工况控制，因此能耗较大，新型汽车内燃机水冷却系统的提出，就是从发动机的水冷循环系统进行原理上的创新，改变内燃机的水循环控制方式，在正机上采用变量水泵和调速风机，通过智能控制适时采集内燃机动态参数，适时有效控制，达到节能目的。

开发研制水冷却控制装置属机电一体化、电子控制技术领域专项产品，它是数字信号处理器控制技术的软、硬结合的产品，是新型汽车内燃机水冷却系统的主要研制方向之一。由于汽车内燃机的转速、扭矩和水温在汽车的运行中是一个变量，因此准确采集相关的信号，正确进行信号处理是控制系统计算机程序计算的重要部分。由于汽车内燃机在温度相同的条件下，内燃机的工况参数与发动机的功耗参数不是成正比关系，此系统控制产品的软件识别采样的三个变量输入信号的差异性大，因此需要通过仿真技术计算出内燃机的从水温变化的最佳控制参数，来对比采集的转速、扭矩和水温，通过计算机内部参数对比，发出控制指令。形成热源能耗处于最佳状态。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有汽车发动机冷却控制系统的不足，提供了一种新的汽车发动机智能化冷却控制系统，具有降低燃油消耗和提高发动机的经济性，减少磨损和延长使用寿命的特点。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统在冷却控制装置中，水冷却控制装置根据汽车内燃机内部水循环系统的水温、内燃机转速、扭矩等变量指标，通过信号采集处理、对比由CPU给出控制指令，调节变量水泵和调速风机。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统采用单片机为核心的电子控制装置根据传感器反馈的信息进行工况判别，通过变量水泵和调速风扇自动调整和控制冷却液温度和流量，确保发动机在最佳的温度状态下工作。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统的CPU通过采集汽车内燃机水温(T)、负荷(Q)、扭矩(Ne)信号通过数据处理，经过控制算法发出控制指令，调整变速水泵流量和调速风扇速率，使内燃机在设定的工作曲线工作。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统利用数字仿真技术与实验编制开发专用软件，专用软件能适时监控内燃机运行状况，分析、对比、计算和控制给水量和风量。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统采用抗震动设计，达到预期车体运行的设计要求。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统采用抗干扰设计，达到能抗发动机点火时和汽车运行中的抗高频辐射的设计要求。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统采用模糊PID控制，经过CPU控制变量水泵速度与调速风扇的转速来达到自动调整和控制冷却水的温度及流量确保内燃机在最佳的温度、工况下运行；其核心控制CPU采用运动控制芯片TMS320LF2407，变量水泵、调速风扇的控制均采用基于空间矢量PWM调制(SVPWM)的变频调速。

本发明的一种智能化的汽车发动机冷却系统包括检测部分：水温传感器、速度传感器，扭矩传感器；控制部分：LF2407及外围电路；两个变频电路：水泵的变频电路及风扇的变频电路，两个电路均由驱动电路及主电路组成，主电路均采用IGBT；软件部分包括主程序及两个事件管理器EVA、EVB中断子程序，保护中断子程序。