一种电控硅油风扇的控制系统的制作方法

本实用新型属于汽车电控技术领域，具体涉及一种电控硅油风扇的控制系统。

背景技术：

随着汽车工业的快速发展，传统机械式发动机风扇逐渐退出历史舞台，电控硅油风扇用的越来越普及，在车辆通常行驶过程中，把风扇的转速控制在适当范围内，能降低噪声，提高发动机经济性。

电控硅油风扇是利用硅油升温膨胀的原理，硅油通过压紧装置与风扇接触，从而引起风扇转动，随着温度升高风扇转速越快，目前商用车均采用电控硅油风扇实现给发动机降温的功能。

现有技术中电控硅油风扇出现故障时，需要整体拆卸去逐一排除故障问题，花费大量时间和人力。对于风扇的转速控制往往采用单一低边控制，只能解决电控硅油风扇的硬件控制问题，无法解决当风扇系统对地短路后的控制问题。而硬件的高低边驱动控制可以有效解决“发现故障”和“进入失效控制”这两个问题，且现有相关专利均未有系统性的控制框架与逻辑框架。

技术实现要素：

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种电控硅油风扇的控制系统，以解决上述技术问题。

本实用新型提供一种电控硅油风扇的控制系统，包括：高边驱动模块、低边驱动模块、单板机、电源、第一pwm控制电路、第二pwm控制电路、整波电路和信号采集模块；所述高边驱动模块设置在电源与电控硅油风扇正端之间，所述低边驱动模块一端与电控硅油风扇的负端连接且另一端接地；所述高边驱动模块与单板机通过第一pwm控制电路连接，所述低边驱动模块与单板机通过第二pwm控制电路连接；所述信号采集模块与电控硅油风扇连接，所述单板机与所述信号采集模块之间设置有整波电路。

进一步地，所述高边驱动模块内含高边驱动芯片，并且高边驱动芯片型号为vn5160s_e。

进一步地，所述低边驱动模块内含低边驱动芯片，并且低边驱动芯片型号为tle8102。

进一步地，所述单板机内含嵌入式芯片，并且嵌入式芯片型号为mpc5644a。

所述信号采集模块包括转速信号采集电路和电压信号采集电路；整波电路的etpua6引脚与转速信号采集电路连接，将整波后的转速信号发送给嵌入式芯片；整波电路的an22引脚与电压信号采集电路连接，组成转速故障的诊断。

所述单板机具有以下功能：获取电控硅油风扇的相关参数，例如开关状态、温度和转速等；根据相关参数计算当前电控硅油风扇的需求转速和限制转速；

根据计算的需求转速和限制转速生成电控硅油风扇的目标转速。

所述第一pwm控制电路和第二pwm控制电路将收到的控制电控硅油风扇的信号转换为pwm信号，发送给低边驱动模块并控制电控硅油风扇的开关。

所述整波电路，一方面将获取的电控硅油风扇的转速脉冲信号整波，并连接到单板机进行后续的转速计算；另一方面用于转速故障判断，连接到单板机的电压检测单元，当转速信号开路或对地对电源短路时，单板机可通过检测电压值判断。

所述高边驱动芯片通过status口直接连接的gpio与嵌入式芯片通讯连接组成高边驱动控制端的诊断；低边驱动芯片与嵌入式芯片进行spi通讯并组成低边驱动控制端的诊断。

进一步地，所述系统还包括故障显示模块，用于显示电控硅油风扇故障信息，所述故障显示模块与单板机连接。

本实用新型的有益效果在于，使用硬件上的高低边双控模块来控制电控硅油风扇，一方面满足对电控硅油风扇的精准性控制，另一方面解决当风扇系统对地或对电源短路后的控制问题，发现故障之后系统能进入保护状态，具有失效保护的高可靠性。同时带有故障显示模块，使电控硅油风扇具有故障可监控性。

此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例1的装置的结构示意图；

图2是本申请实施例2的装置的结构示意图；

图3是本申请具体实施时的软件逻辑图；

其中，1、高边驱动模块；2、低边驱动模块；3、单板机；4、电控硅油风扇；5、电源；6、整波电路；7、信号采集模块；8、第一pwm控制电路；9、第二pwm控制电路；10、故障显示模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种电控硅油风扇的控制装置，主要用于电控硅油风扇的转速调节。装置包括：高边驱动模块1、低边驱动模块2、单板机3、电源5、第一pwm控制电路8、第二pwm控制电路9、整波电路6和信号采集模块7；所述高边驱动模块1设置在电源5与电控硅油风扇4的正端之间，所述低边驱动模块2一端与电控硅油风扇4的负端连接且另一端接地；所述高边驱动模块1和单板机3通过第一pwm控制电路8连接，低边驱动模块2与单板机通过第二pwm控制电路9连接；所述信号采集模块7与电控硅油风扇4连接，所述单板机3与所述信号采集模块7之间设置有整波电路6。高边驱动模块1内含型号为vn5160s_e的高边驱动芯片；低边驱动模块2内含型号为tle8102的低边驱动芯片；单板机3内含型号为mpc5644a的嵌入式芯片。

单板机3具有以下功能：获取电控硅油风扇4的相关参数，例如开关状态、温度和转速等；根据相关参数计算当前电控硅油风扇4的需求转速和限制转速；

根据计算的需求转速和限制转速生成电控硅油风扇4的目标转速。

装置开始运行，首先上电后进行电控硅油风扇4的自检测，确定电控硅油风扇4的线束与控制芯片没有问题后，进入正常工作状态。在实际工作过程中，如果上电自检没有错误，高边驱动模块1会一直处于开启状态。信号采集模块7采集电控硅油风扇4的运行参数，包括温度、转速和电压等参数，通过整波电路6发送给单板机3，单板机3根据相关参数计算需求转速、限制转速，由需求转速和限制转速生成目标转速。当电控硅油风扇4对地或对电源5短路时，开启“失效控制”状态。单板机3比较当前实际转速与目标转速，进行转速的调整，即低边驱动模块2打开并实施pid闭环控制的pwm调节，具体方式是对电控硅油风扇4的控制阀进行开启与关闭的控制，进而控制硅油流量，从而实现对电控硅油风扇4的转速控制。

实施例2

本实施例提供一种电控硅油风扇的控制装置，用于电控硅油风扇的故障检测。装置包括：高边驱动模块1、低边驱动模块2、单板机3、电源5、第一pwm控制电路8、第二pwm控制电路9、整波电路6、故障显示模块10和信号采集模块7；所述高边驱动模块1设置在电源5与电控硅油风扇4的正端之间，所述低边驱动模块2一端与电控硅油风扇4的负端连接且另一端接地；所述高边驱动模块1和单板机3通过第一pwm控制电路8连接，低边驱动模块2与单板机通过第二pwm控制电路9连接；所述信号采集模块7与电控硅油风扇4连接；所述单板机3与所述信号采集模块7之间设置有整波电路6，所述故障显示模块10与单板机3连接。高边驱动模块1内含型号为vn5160s_e的高边驱动芯片；低边驱动模块2内含型号为tle8102的低边驱动芯片；单板机3内含型号为mpc5644a的嵌入式芯片。

故障的诊断分为以下几个部分：

一方面是转速故障的诊断，信号采集模块7包括转速信号采集电路和电压信号采集电路；整波电路6的etpua6引脚与转速信号采集电路连接，将整波后的转速信号发送给嵌入式芯片；整波电路6的an22引脚与电压信号采集电路连接，组成转速故障的诊断。

另一方面是电控硅油风扇4开路或者对地、对电源5短路的故障诊断。整波电路6连接到单板机3的电压检测单元，当转速信号开路或对地对电源5短路时，单板机3可通过检测电压值判断。

同时高低边驱动模块还可以进行控制端的诊断，高边驱动芯片通过status口直接连接的gpio与嵌入式芯片通讯连接组成高边驱动控制端的诊断；低边驱动芯片与嵌入式芯片进行spi通讯并组成低边驱动控制端的诊断。

装置开始运行，首先上电后进行电控硅油风扇4的自检测，如果自检测发现故障，则故障显示模块10显示故障信息。信号采集模块7不断采集电控硅油风扇4的电压值，当电控硅油风扇4内部电路有开路现象，故障显示模块10显示故障信息。高边驱动模块1和低边驱动模块2不断诊断电控硅油风扇4的故障信息，一旦发现故障及时显示故障信息，当诊断到电控硅油风扇4对地或对电源5路时，开启“失效控制”状态。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。