CN100366941C - 用于控制粘滞耦合的从动转动部件的转速的装置 - Google Patents

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Abstract

为了控制车辆冷却***的粘滞耦合的从动转动部件的转速、尤其是控制风扇的转速，设立了一个调节元件和一个控制器，由所述调节元件根据调节信号控制输入到该粘滞耦合中的有效液量。调节信号(10)通过一个开关元件(28)被输入到调节元件中。该开关元件在第一开关位置时输入控制器(20)的调节信号。当不存在实际转速值(32)时，该开关元件自动地从第一开关位置转换到第二开关位置，在该第二开关位置时给所述的调节元件输入一个额定调节信号。

Description

用于控制粘滞耦合的从动转动部件的转速的装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制车辆冷却***的粘滞耦合的从动转动部件的转速、尤其是控制冷却***的风扇的转速的装置。
背景技术
在车辆冷却***中，采用粘滞耦合、也即液体摩擦耦合来把冷却***的驱动部件、尤其是风扇连接到车辆马达上。为了使粘滞耦合的从动转动部件(例如风扇)的转速保持在最佳值，通过一个调节元件、例如阀门来控制输入到粘滞耦合中的有效截面液流。
US 6,079,536中公开过利用控制器来控制粘滞耦合的从动转动部件的转速，该控制器向调节元件输入一个取决于所测实际转速值的调节信号。
发明内容
本发明基于的任务在于改善文章开头所述的那种装置，以便保证更高的工作可靠性。
据此，根据本发明的用于控制车辆冷却***的粘滞耦合的从动转动部件的转速的装置，具有一个用于根据调节信号来控制输入到该粘滞耦合中的有效液量的调节元件，以及具有一个用于根据所测得的实际转速值与额定转速值之间的偏差来给所述的调节元件输入一个调节信号的控制器，其中所述的调节信号通过一个开关元件被输入到所述的调节元件中，该开关元件可在第一开关位置和第二开关位置之间转换，其中在第一开关位置时输入所述控制器的调节信号，而在第二开关位置时输入一个额定调节信号，而且当不存在测量的实际转速值时，所述的开关元件自动地从第一开关位置转换到第二开关位置。
优选地，所述的从动转动部件是冷却***的风扇。可以由一个控制特性曲线族借助车辆的工作数据计算出一个额定转速调节信号，该额定转速调节信号一方面被输入给所述的控制器，另一方面通过所述的开关元件在其第二开关位置被直接输入给所述的调节元件。可以由一个运算放大器确定是否存在所述的实际转速信号，并相应地转换所述的开关元件。
根据本发明，粘滞耦合的从动转动部件的转速一方面以公知的方式在一个控制环(闭环控制)内进行控制，其中，把所测得的实际转速值调节到一个预定的额定转速值。但除了该控制环之外，所述的转速也可以被调节到所述预定的额定转速值(开环控制)。为此，所述的调节信号通过一个可在两个开关位置之间转换的开关元件被输入到所述的调节元件上。在第一开关位置时给调节元件输入所述控制器的调节信号，以便把从动转动部件的转速调节到所述预定的值。在第二开关位置时给调节元件输入一个预定的调节信号，使得转速被调节到所述预定的额定值，而无须反馈所测得的实际转速值。当不存在测量的从动转动部件的实际转速值时，所述的开关元件自动地转换到第二开关位置。
通过本发明的装置改善了冷却***的工作可靠性。只要控制环无干扰地工作，则转速以及由此还有***的冷却都被调节到预定的最佳值。如果不存在实际转速值，例如因为测量该实际转速的传感器失效，那么该装置从以上调节转换到所述的控制，使得即便不能准确地控制最佳条件也可以确保冷却***的进一步功能。
在许多应用情况下，例如这也在US 6,079,536中讲述过，对粘滞耦合进行级联式的控制。在第一温控器中，根据所测得的冷却***的实际温度和车辆马达的工作条件计算出一个额定转速。在后接的转速控制器中，粘滞耦合的从动转动部件的实际转速被调节到该额定转速值。在这种实施方案中，通过本发明得到以下优点，即可以用相同的方式和用相同的软件在温控器中计算所述的额定转速，而与是否在后面进行转速控制无关。如果在车辆冷却***中设有粘滞耦合的从动转动部件的实际转速测量，则通过本发明的控制器来控制转速。若在车辆冷却***中不存在这种实际转速测量，则开关元件自动地转换到上述的控制工作方式，并把转速调节到由温控器所预给定的额定转速值上。在此，所述的控制环不工作。从而给马达生产商带来以下优点，即在具有实际转速测量和没有这种实际转速测量的粘滞耦合中可以采用相同的装置和相同的软件。
附图说明
下面借助附图所示的实施例来详细讲述本发明。在此，唯一的附图简略地示出了用于调节粘滞耦合的从动转动部件的转速的装置。
具体实施方式
车辆冷却***的风扇由车辆马达通过粘滞耦合(液体摩擦耦合)进行驱动。风扇的转速通过粘滞耦合的接通程度(啮合)来调节。为此，通过一个调节元件、例如阀门元件来控制被输入到粘滞耦合的工作室中并由此起作用的截面液流量。所述的调节元件通过调节信号10控制，尤其通过一个脉宽调制的脉冲信号PWM进行控制，以便把转速调节到由温控器所预定的额定转速上。
给控制特性曲线族12输入马达数据、例如马达转速14(输入速度)和一个由温控器预给定的接通要求16(啮合要求)。借助存储的特性曲线族12，从该量中计算出一个脉宽调制的额定转速调节信号GPWM。该额定转速调节信号GPWM被输入到一个被实施为PID调节器的快速控制器20的输入端18。通过另一个输入端22给控制器20输入一个转速偏差信号24(差速)。该转速偏差信号24相当于借助传感器所测定的粘滞耦合的从动转动部件的实际转速与所述的额定转速GPWM之间的偏差。控制器20一直利用其P、I、D功能来匹配所述被输入的调节信号GPWM，直到该控制偏差(差速)等于0。控制器20经其输出端26输出这种被匹配过的调节信号，以作为调节元件的调节信号。
在所述的调节元件之前布置了一个具有两个开关位置的开关元件28(开关)。在第一开关位置，由控制器20的输出端26来的调节信号被输入给所述的调节元件。在第二开关位置(如图所示)，控制特性曲线族12的额定转速调节信号GPWM通过一个跨接了控制器20的旁路导线被直接输送给所述的调节元件。
所述的开关元件28通过控制输入端30而在第一开关位置和第二开关位置之间转换。为此，通过传感器在粘滞耦合的从动转动部件处所测得的实际转速信号32(风扇速度)被送到一个差运算放大器34(Rel.运算器)中。该差运算放大器34通过与0电平相比较来确定是否存在一个实际转速信号32。如果存在该实际转速信号32，则差运算放大器34把开关元件28转换到第一开关位置，使得控制器20的闭合控制环生效，从而把粘滞耦合的从动转动部件的转速调节到所述的额定转速GPWM。如果差运算放大器34没有确定出额定转速信号32，则该差运算放大器34把开关元件28转换到第二开关位置，使得控制器20被跨接，从而根据控制特性曲线族12的额定转速GPWM来控制该调节元件。
倘若粘滞耦合具有一个用于测量其从动转动部件的转速的传感器，则转速可以通过控制器20的闭合控制环被调节到预定的额定值。若传感器失效，则所述的装置自动地转换，并把粘滞耦合的转速调节到预定的额定转速值。如果利用所述的装置控制粘滞耦合，而该粘滞耦合不具备用于测量该粘滞耦合的从动转动部件的实际转速的传感器，那么就不会产生实际转速信号32，而所述的装置在没有控制器20的控制环的情况下自动工作。

Claims (4)

1.用于控制车辆冷却***的粘滞耦合的从动转动部件的转速的装置，具有一个用于根据调节信号来控制输入到该粘滞耦合中的有效液量的调节元件，以及具有一个用于根据所测得的实际转速值与额定转速值之间的偏差来给所述的调节元件输入一个调节信号的控制器，其特征在于：
所述的调节信号(10)通过一个开关元件(28)被输入到所述的调节元件中，该开关元件可在第一开关位置和第二开关位置之间转换，其中在第一开关位置时输入所述控制器(20)的调节信号，而在第二开关位置时输入一个额定调节信号(GPWM)，而且
当不存在测量的实际转速值(32)时，所述的开关元件(38)自动地从第一开关位置转换到第二开关位置。
2.按权利要求1的装置，其特征在于：
所述的从动转动部件是冷却***的风扇。
3.按权利要求1的装置，其特征在于：
由一个控制特性曲线族(12)借助车辆的工作数据(14，16)计算出一个额定转速调节信号(GPWM)，
该额定转速调节信号(GPWM)一方面被输入给所述的控制器(20)，另一方面通过所述的开关元件(28)在其第二开关位置被直接输入给所述的调节元件。
4.按权利要求1、2或3的装置，其特征在于：
由一个运算放大器(34)确定是否存在所述的实际转速信号(32)，并相应地转换所述的开关元件(28)。
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