阅读说明：本技术 扇叶总成、风扇及其扇叶转角控制系统、方法和车辆 (Fan blade assembly, fan blade rotation angle control system and method thereof and vehicle ) 是由 刘金波 刘福萍 苏朝霞 *** 卢明哲 王俞智 王国东 田孟义 石绍刚 林梅友 于 2018-07-18 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种扇叶总成、风扇及其扇叶转角控制系统、方法和车辆。扇叶总成包括扇叶盘(1)和扇叶(2),所述扇叶(2)通过连接件(3)可转动地安装在所述扇叶盘(1)上,所述扇叶总成还包括磁力部(4)、电力产生部(5)和驱动机构(6),所述电力产生部(5)与所述扇叶盘(1)同轴固定连接,所述电力产生部(5)在发生转动时感应于所述磁力部(4)的磁场产生电力,所述驱动机构(6)连接在所述电力产生部(5)和所述连接件(3)之间,用于驱动所述连接件(3)转动,以调节所述扇叶(2)和所述扇叶盘(1)之间的角度。本公开能够通过扇叶盘转动生成电力,从而控制调节扇叶和扇叶盘之间的角度,结构新颖,控制方便。(The utility model relates to a flabellum assembly, fan and flabellum corner control system, method and vehicle thereof, the flabellum assembly includes flabellum dish (1) and flabellum (2), flabellum (2) rotationally install through connecting piece (3) on flabellum dish (1), the flabellum assembly still includes magnetic force portion (4), electric power generation portion (5) and actuating mechanism (6), electric power generation portion (5) with the coaxial fixed connection of flabellum dish (1), electric power generation portion (5) when taking place to rotate respond to in the magnetic field of magnetic force portion (4) produces electric power, actuating mechanism (6) are connected electric power generation portion (5) with between connecting piece (3) for the drive connecting piece (3) rotate, in order to adjust flabellum (2) with the angle between the flabellum dish (1).)

扇叶总成、风扇及其扇叶转角控制系统、方法和车辆

技术领域

本公开涉及风扇的扇叶转角调节领域，具体地，涉及一种扇叶总成，使用该扇叶总成的风扇，基于该风扇的扇叶转角控制系统、方法和车辆。

背景技术

随着车辆技术的不断发展，人们对车辆的智能化以及节能减排的要求日益提高。车辆发动机处于高温工作环境时必须得到适当的冷却。保持在适宜的温度下工作，发动机才能具有良好的工作性能和耐久性，并使车辆满足废气排放的要求。车载散热风扇主要用于发动机的散热及冷却液的散热，避免发动机因高温而产生故障。

在相关技术中，车载散热风扇包括机械硅油离合器风扇、电控硅油离合器风扇、电磁离合器风扇以及由电机驱动的电子风扇等。各种风扇均需要通过对转速进行控制来调节风量大小，系统复杂，成本较高。

由于重型车辆(例如，卡车、公交车或工程机械设备等)的散热器、中冷器等厚度较大，因此风阻较大。常规由电机驱动的电子式风扇背压较小，很难克服较大的阻力，无法满足重型车辆较高的散热要求。重型车辆的散热风扇通常安装在发动机曲轴或间接连接轴上，由发动机驱动。

发明内容

本公开的目的是提供一种扇叶总成，使用该扇叶总成的风扇，基于该风扇的扇叶转角控制系统、方法和使用该控制系统的车辆。

为了实现上述目的，本公开提供一种扇叶总成，包括扇叶盘和扇叶，所述扇叶通过连接件可转动地安装在所述扇叶盘上，所述扇叶总成还包括磁力部、电力产生部和驱动机构，所述电力产生部与所述扇叶盘同轴固定连接，所述电力产生部在发生转动时感应于所述磁力部的磁场产生电力，所述驱动机构连接在所述电力产生部和所述连接件之间，用于驱动所述连接件转动，以调节所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度。

可选地，所述磁力部为永磁盘，所述磁力部与所述扇叶盘同轴设置，所述电力产生部为固定在所述扇叶盘上的电磁线圈。

可选地，所述扇叶总成还包括与所述电力产生部连接的电池，用于储存电能。

可选地，所述驱动机构包括电机和转角驱动齿盘，所述电机与所述扇叶盘同轴地固定连接，所述转角驱动齿盘传动连接在所述电机与所述连接件之间。

可选地，所述连接件与所述扇叶一一对应，每个连接件与对应的扇叶固定连接，并通过阻尼轴与所述扇叶盘连接，所述转角驱动齿盘上设置有驱动齿，所述连接件上设置有供所述驱动齿拨动的转动齿。

本公开还提供一种风扇，包括驱动轴和上述的扇叶总成，所述驱动轴同轴连接在所述扇叶盘上。

本公开还提供一种风扇扇叶转角控制系统，所述系统包括：上述的风扇；角度检测装置，用于检测所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度；温度检测装置，用于检测车辆的冷却液的温度；以及控制器，分别与所述角度检测装置、所述温度检测装置和所述驱动机构连接，以根据所检测的角度和温度控制所述驱动机构的工作，以调节所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度。

本公开还提供一种风扇扇叶转角控制方法，所述方法应用于上述的风扇，所述方法包括：检测所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度；检测车辆的冷却液的温度；以及根据所检测的角度和温度控制所述驱动机构的工作，以调节所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度。

可选地，所述根据所检测的角度和温度控制所述驱动机构的工作，以调节所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度的步骤包括：

根据所检测的角度和温度控制所述驱动机构的工作，以调节所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度，以使所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度随着所检测的温度的增大而增大，或者，随着所检测的温度所在区间的温度的增大而增大。

可选地，所述扇叶总成还包括与所述电力产生部连接的电池，用于储存电能，所述驱动轴与车辆的发动机的输出轴传动相连，所述方法还包括以下中的一者或多者：

当检测到所述车辆的发动机熄火时，控制所述驱动机构的工作，以调节所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度至预定的角度；当检测到所述电池的剩余电量小于预定电量时，控制所述驱动机构的工作，以调节所述扇叶和所述扇叶盘之间的角度至所述预定的角度。

本公开还提供一种车辆，包括上述的风扇扇叶转角控制系统，所述驱动轴与所述车辆的发动机的输出轴传动相连。

通过上述技术方案，能够通过扇叶盘转动生成电力，从而控制调节扇叶和扇叶盘之间的角度，结构新颖，控制方便。

本公开的其他特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的风扇的立体结构示意图；

图2是一示例性实施例提供的风扇总成的结构框图；

图3是一示例性实施例提供的风扇总成的剖视示意图；

图4是一示例性实施例提供的连接件的示意图；

图5是一示例性实施例提供的转角驱动齿盘的剖视示意图；

图6是一示例性实施例提供的风扇在扇叶转角处于不同状态的示意图；

图7是一示例性实施例提供的风扇扇叶转角控制系统的结构框图；

图8是一示例性实施例提供的风扇扇叶转角控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是以相应附图的方向为基准定义的，“内、外”则是指相应部件轮廓的内和外。

如图1至图6所示，本公开提供一种扇叶总成，该扇叶总成包括扇叶盘1和扇叶2，其中扇叶2通过连接件3可转动地安装在扇叶盘1上，即在结构上可以通过转动连接件3来改变扇叶2改变与扇叶盘1之间的角度，即本公开提供的扇叶总成中的扇叶2的转角可调。

本领域技术人员可以理解的是，上述扇叶2与扇叶盘1之间的角度可以为扇叶与垂直于风扇转轴的平面之间的角度。如图6所示，显示了风扇的扇叶从小转角到大转角的调节过程。

在本公开中，如图2所示，扇叶总成100还包括磁力部4、电力产生部5和驱动机构6，电力产生部5与扇叶盘1同轴固定连接，电力产生部5在发生转动时感应于磁力部4的磁场产生电力，驱动机构6连接在电力产生部5和连接件3之间，用于驱动连接件3转动，以调节扇叶2和扇叶盘1之间的角度。即，本公开中，能够通过扇叶盘1转动生成电力，从而控制调节扇叶2和扇叶盘2之间的角度，结构新颖，控制方便。

图3是一示例性实施例提供的风扇总成的剖视示意图。如图3所示，扇叶盘1可以包括风扇法兰轴11、风扇传动壳体12和叶片驱动盘13。风扇法兰轴11、风扇传动壳体12和叶片驱动盘13是固定连接的。风扇法兰轴11用于和风扇的传动轴连接，带动风扇传动壳体12、叶片驱动盘13和连接件3，并带动扇叶2绕轴向转动。

在图3中，磁力部4可以为永磁盘，磁力部4与扇叶盘1同轴设置，电力产生部5为固定在扇叶盘1上的电磁线圈。该永磁盘可以是与扇叶盘1同轴的圆盘，固定在车辆中，不随扇叶盘1的转动而转动。当电磁线圈在跟随扇叶盘1转动的过程中，会切割永磁盘产生的磁力线，电磁线圈内部就会产生感生电流。在图3的实施例中，永磁盘为横切面具有直角型边缘，其外延在扇叶盘的转轴方向具有一定的延伸。电磁线圈可以设置在该永磁盘围成的一个有开口的空腔内。这样，与永磁盘没有边缘延伸的情况相比，电磁线圈切割磁力线更多，产生的电流更大。

本领域技术人员可以理解的是，磁力部4还可以设置为其他形状，只要是能够使电力产生部5在转动时能够切割磁力部4的磁力线的形状，都可以包括在本公开的范围内。例如，磁力部4还可以设置为与扇叶盘1同轴的“碗”状永磁铁，电磁线圈设置在“碗”里。

此处，磁力部4和电力产生部5的设置解决了在风扇转动的同时驱动扇叶2的转角改变所需要的电力来源的问题，不需要外部电力的供应，使电力接线简单，不易出现故障。

由上述实施例，在扇叶盘转动时，就可以产生电力，从而由驱动机构6通过连接件3驱动扇叶2在扇叶盘1上发生转动。电力产生部5产生的电力还可以储存下来，以进一步确保扇叶2的驱动。在另一实施例中，扇叶总成还包括与电力产生部5连接的电池，用于储存电能。其中，电池可以固定在风扇传动壳体12上，跟随风扇传动壳体12一起转动。这样，驱动扇叶2的当电力不足时，可以利用电池中的电力来驱动，保障电力的供应。

在一实施例中，如图3所示，驱动机构6可以包括电机61和转角驱动齿盘62，电机61与扇叶盘1同轴地固定连接，转角驱动齿盘62传动连接在电机61与连接件3之间。

如图3所示，连接件3与扇叶2一一对应，每个连接件3与对应的扇叶2固定连接。图4是一示例性实施例提供的连接件的示意图。图5是一示例性实施例提供的转角驱动齿盘的剖视示意图。每个连接件3通过阻尼轴31与扇叶盘1连接，转角驱动齿盘62上设置有驱动齿621，所述连接件3上设置有供驱动齿621拨动的转动齿32。

在扇叶盘1被驱动时，一方面，可以通过驱动机构6驱动扇叶2围绕扇叶盘1的轴向转动，另一方面，可以通过磁力部4和电力产生部5产生电力，为驱动机构6供应电力，以使驱动机构6来调节扇叶2本身的转角(扇叶2与扇叶盘1之间的夹角)。这样，在风扇转动时，可以同时调整扇叶2本身的转角。由于扇叶2本身的转角增大时，风扇输出的风力增大，散热加快，因此，本公开提供的扇叶总成能够通过调整扇叶转角来调整风扇的散热能力，且无需额外的外部供电，结构新颖，控制方便。

基于相同的发明构思，本公开还提供一种风扇，如图1所示，该风扇包括驱动轴8和上述的扇叶总成，驱动轴8同轴连接在扇叶盘1上。具体地，该驱动轴8可以为法兰轴，以通过法兰盘固定在其他动力装置的输出轴上。例如，根据本公开的再一方面，可以通过该驱动轴8将风扇安装到车辆发动机的输出轴上，从而作为车辆的散热风扇。具体地，驱动轴8与车辆的发动机的输出轴传动相连。

为了实现对扇叶转角的动态控制，本公开还提供一种风扇扇叶转角控制系统。图7是一示例性实施例提供的风扇扇叶转角控制系统的结构框图。如图7所示，风扇扇叶转角控制系统包括上述风扇、角度检测装置、温度检测装置和控制器。角度检测装置用于检测扇叶2和扇叶盘1之间的角度，例如集成于连接件3的角度传感器。温度检测装置用于检测车辆的冷却液的温度。控制器分别与角度检测装置、温度检测装置和驱动机构6电连接，以根据所检测的角度和温度控制驱动机构6的工作，以调节扇叶2和扇叶盘1之间的角度。

其中，控制器可以是车辆的发动机控制器ECU，这样ECU通过CAN总线等信号传输方式可以收集发动机冷却液的温度，以及当前扇叶转角。从而根据冷却液的当前温度调节扇叶转角，即控制风扇的风量，从而达到节油的目的。

具体地，当发动机冷却液温度较低时，可以使用调节风扇具有较小扇叶转角，从而降低风扇风阻达到节油的目的，而当发动机的冷却液温度较高的时候，表明需要加大散热程度，此时调节风扇具有较大的扇叶转角，从而快速对发动机进行散热。

其中，控制器内可以预存有冷却液温度和对应的扇叶转角的匹配值，以及扇叶转角值与电机61动作的控制逻辑，当需要对扇叶转角进行调节时，控制器可以根据角度检测装置所检测的扇叶2的当前角度，通过对电机61的控制实现连接件3进行正向或反向调节。

表1

表1是一实施例提供的发动机冷却液温度阈值对应达到风扇转角及对应动作逻辑。此类数据可以根据本领域技术人员通过试验得到，本公开在此不做过多赘述。

基于相同的发明构思，本公开还提供一种风扇扇叶转角控制方法，所述方法应用于上述的风扇。图8是一示例性实施例提供的风扇扇叶转角控制方法的流程图。所述方法包括以下步骤。

在步骤S11中，检测扇叶2和扇叶盘1之间的角度。

在步骤S12中，检测车辆的冷却液的温度。

在步骤S13中，根据所检测的角度和温度控制驱动机构5的工作，以调节扇叶2和扇叶盘1之间的角度。

该方法的具体步骤已在上述系统的实施例中描述，此处不再赘述。

在另一实施例中，根据所检测的角度和温度控制所述驱动机构6的工作，以调节扇叶2和扇叶盘1之间的角度的步骤(步骤S13)可以包括：

根据所检测的角度和温度控制驱动机构6的工作，以调节扇叶2和扇叶盘1之间的角度，以使扇叶2和扇叶盘1之间的角度随着所检测的温度的增大而增大，或者，随着所检测的温度所在区间的温度的增大而增大。

上述表1示出了扇叶2和扇叶盘1之间的角度随所检测的温度所在区间的温度的增大而增大的例子。例如，电机61每个脉冲信号执行扇叶2的0.5°转角。发动机温度从81℃上升到84℃，风扇的转角需转动10°，可以控制电机提供20次脉冲信号，每次0.5°转角。电机执行了20次脉冲后，通过角度传感器进行判断，没有达到的10°的话，再控制电机提供脉冲信号，直至扇叶2达到的10°转角。通常发动机冷却液温度在80℃-85℃附近，扇叶可以位于10°的转角。

总之，当环境温度较高、整车运行工况恶劣时，发动机冷却液温度持续升高，可以控制扇叶依次转动相应角度，扇叶转角逐渐张开，风量增大，冷却性能提升；当环境温度不高，车辆运行工况适宜时，发动机冷却液温度持续回落，可以控制扇叶回转相应角度，风扇转角逐渐减小，风量减小，功耗降低。

在又一实施例中，扇叶总成还包括与电力产生部5连接的电池，用于储存电能。驱动轴8与车辆的发动机的输出轴传动相连。在图8的基础上，所述方法还可以包括以下中的一者或多者：

当检测到车辆的发动机熄火时，控制驱动机构6的工作，以调节扇叶2和扇叶盘1之间的角度至预定的角度；

当检测到电池的剩余电量小于预定电量时，控制驱动机构6的工作，以调节扇叶2和扇叶盘1之间的角度至预定的角度。

具体地，由于车辆的发动机熄火到下次点火所间隔的时长有各种可能性，如果间隔的时长较长，则电池中储存的电量可能不够及时供应电机61的工作，因此，可以在检测到车辆的发动机熄火时，就将扇叶2和扇叶盘1之间的角度调节至一个较大的角度，以使下次点火时风扇都能够有较大的散热能力，从而保障车辆行驶的安全性。其中，预定的角度可以是该风扇的扇叶所能够达到的最大转角。

另外，当检测到电池的剩余电量小于预定电量时，可以认为电池中的电量不足，有即将中断电力供应的危险。此时，可以将扇叶2和扇叶盘1之间的角度调节至一个较大的角度，这样，即使电池中断电力供应，电力产生部5又不能及时生成足够电力时，也能保障风扇具有较大的散热能力，从而保障车辆行驶的安全性。其中，预定的角度可以是该风扇的扇叶所能够达到的最大转角。

基于相同的发明构思，本公开还提供一种车辆。该车辆包括上述风扇扇叶转角控制系统，其中，驱动轴8与车辆的发动机的输出轴传动相连。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。