[发明专利]一种风扇转速控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种风扇转速控制方法及系统，方法包括：获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩；计算冷却边界条件；将风扇转速划分成离散转速；计算冷却液温度和发动机进气温度；计算综合指标函数值，比较综合指标函数值，获得最小的综合指标函数值对应的离散转速；获取实测风扇转速；以实测风扇转速为反馈值，以最小的综合指标函数值对应的离散转速为目标值，利用比例‑积分‑微分控制算法，向液压变量泵输出脉冲宽度调制控制信号，控制风扇以目标值转动。本发明能在多种环境温度和工况下使风扇处于最优转速，从而使得空调、液压油、中冷后的发动机进气、发动机冷却液以及风扇功耗处在综合最优指标状态。

技术领域

本发明涉及卡车冷却风扇转速控制技术领域，特别是涉及一种风扇转速控制方法及系统。

背景技术

传统的车辆冷却系统中的风扇由发动机直接驱动，风扇的转速与发动机的转速成正比，与系统散热需求无关。由于发动机在输出最大转矩时热负荷最高，因此，在设计冷却系统时一般按最大转矩工况考虑，按最大功率工况校核。从而在部分负荷工况下必然会产生冷却能力过剩现象，使得冷却系统能耗增大，发动机寄生负荷增加；而在高温环境的高速高负荷工况下，由于发动机的转速小而使风扇转速小，冷却能力不能满足此时工况，可能造成发动机的过热风险，造成发动机寿命减小、输出效率变低，废气中污染物成分超标等问题。为了顺应全球低碳、节能、环保的趋势，近年来液压驱动风扇正逐步取代传统的机械式风扇。但在风扇的控制方面，应该如何控制风扇的输出转速和风量，能够满足系统的实时冷却需求，同时风扇功耗又较低，是本领域技术人员一直努力的方向。现今大多数此类系统采用的是线性对应方法，如将冷却液温度与风扇转速相对应，温度越高转速越高。但这只是一种经验式的方法，且往往忽略其他需要冷却的设备，并没有给出冷却结果综合的量化指标和与之对应的最优风扇转速控制方法。

综上，如何提供一种功耗低、实时满足系统冷却需求的风扇控制策略是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风扇转速控制方法及系统，该风扇转速控制方法及系统应用于卡车冷却系统，以解决现有技术中不能对风扇转速实时控制导致的功耗高、不能实时满足系统冷却需求的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种风扇转速控制方法，所述控制方法包括：

获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩；

计算冷却边界条件，所述冷却边界条件包括发动机所需散热量、进入中冷器的空气的温度和流量；

将风扇转速下限值至风扇转速上限值之间的风扇转速以设定转速划分成离散转速；

根据所述离散转速和所述冷却边界条件，计算冷却液温度和发动机进气温度；

根据所述离散转速及与所述离散转速对应的冷却液温度和发动机进气温度计算综合指标函数值，所述综合指标函数值为冷却液温度指标函数、发动机进气温度指标函数和风扇功耗指标函数的和；

比较所述综合指标函数值，获得最小的综合指标函数值对应的离散转速；

获取实测风扇转速；

以所述实测风扇转速为反馈值，以所述最小的综合指标函数值对应的离散转速为目标值，利用比例-积分-微分控制算法，向液压变量泵输出脉冲宽度调制控制信号，控制风扇以目标值转动。

可选的，在所述获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩的步骤之前，还包括：

获取空调开关信号；

根据所述空调开关信号，判断空调是否开启，若是，控制所述风扇以转速下限值运行，执行获取变速箱档位信息的步骤；若否，执行获取变速箱档位信息的步骤；

获取变速箱档位信息；