CN106837509A - 一种风扇转速控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种风扇转速控制方法及系统

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；

根据所述变速箱档位信息，判断发动机是否处于怠速状态；若是，返回所述获取空调开关信号的步骤；若否，执行获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩的步骤。

可选的，所述计算冷却边界条件，具体包括：

利用公式：传热给发动机机体的传热率＝燃油消耗率×燃油低热值×传递给发动机机体热量占燃油燃烧总能量的比例计算所述发动机所需散热量；其中，所述传递给发动机机体热量为所述发动机所需散热量；

利用公式：中冷器的进气温度＝0.0833×(发动机转速+4)×(发动机输出转矩/2300)+10+环境温度计算所述进入中冷器的空气的温度；

利用公式：中冷器的进气流量＝0.03117×(0.0003×发动机转速+0.3252)×(4.088×10-6×发动机输出转矩+0.0017)计算所述进入中冷器的空气的流量；

其中，所述传热率单位为kW，所述流量单位为kg/s，所述温度单位为℃，所述发动机转速单位为r/min，所述发动机输出转矩单位Nm。

可选的，所述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，具体包括：

在所述冷却边界条件确定时，所述冷却液温度T_eo＝f₁(n)，所述发动机进气温度T_go＝f₂(n)，其中，n表示离散转速，f₁表示冷却液温度与离散转速的映射关系，f₂表示发动机进气温度与离散转速的映射关系。

可选的，所述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，具体包括：

根据所述冷却液温度计算冷却液温度指标函数值，所述冷却液温度指标函数值的函数为其中，J₁表示冷却液温度指标函数，T_eo表示冷却液温度；

根据所述发动机进气温度计算发动机进气温度指标函数值，所述发动机进气温度指标函数值的函数为其中，J₂表示发动机进气温度指标函数，T_eo表示发动机进气温度；

根据与所述冷却液温度对应的离散转速计算风扇功耗指标函数值，所述风扇功耗指标函数值的函数为，其中J₃表示风扇功耗指标函数，Ma表示风扇通风量，单位为kg/s，Ma＝0.003284×n，n表示离散转速；

计算综合指标函数值，所述综合指标函数值的函数为J＝J₁+J₂+J₃。

可选的，在控制风扇以目标值转动的步骤之后，还包括：

实时获取冷却液温度和发动机进气温度；

判断是否冷却液温度小于预设危险冷却液温度且发动机进气温度小于预设危险发动机进气温度，得到判断结果；

当所述判断结果为否时，控制风扇以转速上限值转动，并向CAN总线发送错误报文；

当所述判断结果为是时，判断冷却系统是否处于热平衡状态；

若冷却系统处于热平衡状态，获取实时冷却液温度、实时发动机进气温度，分别与计算得到的所述冷却液温度、所述发动机进气温度，校正所述边界条件。

可选的，所述判断冷却系统是否处于热平衡状态，具体包括：

获取固定时间段内的实时发动机转速、实时发动机输出转矩、实时冷却液温度和实时发动机进气温度；

判断是否实时发动机转速的变化幅度超过转速变化阈值，且实时发动机输出转矩的变化幅度超过转矩变化阈值，且实时冷却液温度的变化幅度超过冷却液温度变化阈值，且实时进气液温度的变化幅度超过发动机进气温度变化阈值；

若是，确定冷却系统未处于热平衡状态；

若否，确定冷却系统处于热平衡状态。

本发明还公开了一种风扇转速控制系统，包括：

数据获取单元，用于获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩；

边界条件计算单元，用于计算冷却边界条件，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；

划分单元，用于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；

温度计算单元，用于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；

综合指标函数值计算单元，用于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；

最优转速确定单元，用于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；

实时风扇转速获取单元，用于获取实测风扇转速；

调控单元，用于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。

本发提供的风扇转速控制方法是应用于汽车的冷却系统中，其通过向汽车ECU获取相关发动机工况信息和环境温度等信息，将获得的数据计算后转换为量化后的综合指标函数值，经过比较，确定得到最优风扇转速，利用PID控制算法，向液压变量泵输出PWM控制信号，实现对液压变量泵的比例电磁阀的控制，进而实现对风扇转速的控制，最终使得空调、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。解决了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。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为风扇液压驱动装置结构图；

图2为本发明的控制系统与汽车冷却系统的信号连接图；

图3为本发明实施例提供的风扇转速控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的风扇转速控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种风扇转速控制装置及控制方法，该风扇转速控制装置及控制方法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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，图1为风扇液压驱动装置结构图，图2为本发明的控制系统与汽车冷却系统的信号连接图.其中，该风扇液压驱动装置是应用于汽车液压驱动风扇的冷却系统，冷却系统包括空调13、油箱1、与油箱连接的液压变量泵2、通过一换向阀3与液压变量泵2相连接的液压马达4、由液压马达4驱动的风扇5、依次设于风扇5与发动机进气口之间散热器6、中冷器7和液压冷却器8、车载微控制器ECU(Electronic Control Unit)、与车载微控制器相连接的用于检测发动机进气温度的进气温度传感器9、与车载微控制器相连接的用于检测发动机出口的冷却液温度的冷却液温度传感器10、用于检测风扇转速的转速传感器11、用于检测环境温度的环境温度传感器以及本发明提供的控制器，该控制器分别与转速传感器11、环境温度传感器和车载微控制器相连接，并连接液压变量泵2的电磁阀。该控制器用于获取检测数据，所述检测数据包括风扇转速、环境温度、空调开关信号和通过车载微控制器获取的燃油消耗率、发动机转速、发动机输出转矩、变速箱档位、发动机进气压力、发动机进气温度及冷却液温度等，将检测数据代入控制器存储的系统热平衡模型，按照系统热平衡模型的目标函数(综合指标函数)采用迭代优化算法得到最优风扇转速，由控制器向电磁阀输出PWM(脉冲宽度调制技术)信号控制液压变量泵的液压油输出量，进而控制液压马达的转速，使所述风扇转速趋于最优风扇转速。

其中，控制器存储的热平衡数学模型为：一、发动机热平衡模型：传热给发动机机体的传热率＝燃油消耗速率×燃油低热值×传递给发动机机体热量占燃油燃烧总能量的比例，进入中冷器的高温压缩空气的流量＝0.03117×(0.0003×发动机转速+0.3252)×(4.088×10-6×发动机转矩+0.0017)，进入中冷器的高温压缩空气的温度＝0.0833×(发动机转速+4)×(发动机转矩/2300)+10+环境温度，上述公式中，传热率单位kW，流量单位kg/s，温度单位℃，转速单位r/min，转矩单位Nm。二、散热器及中冷器散热模型：该模型输入为传热给发动机机体的传热率，环境温度，发动机转速，发动机输出转矩，变速箱档位以及风扇转速。在上述冷却边界条件确定而风扇转速作为变量的情况下，发动机冷却液温度、发动机进气温度与风扇转速是一一对应的映射关系，即，冷却液温度T_eo＝f₁(n)，进气温度T_go＝f₂(n)，其中n为风扇转速，f₁、f₂表示映射关系。

如图2所示，本发明的控制器直接采集的信号有：环境温度，风扇转速，空调开关。

本控制器通过CAN总线获取的信息：燃油消耗速率，发动机转速，发动机输出扭矩，变速箱档位，发动机进气温度，发动机进气压力，发动机出口冷却液温度。

控制器输出的控制信号：停止阀控制信号，PWM驱动信号。

控制器通过CAN总线发送的信息：错误警报信息。

基于上述硬件结构，本发明提供的风扇转速控制方法，包括：

步骤301：获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩；

步骤302：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；

步骤303：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；

步骤304：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；

步骤305：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；

其中，计算综合指标函数值的步骤，具体包括：

根据所述冷却液温度计算冷却液温度指标函数值，所述冷却液温度指标函数值的函数为其中，J₁表示冷却液温度指标函数，T_eo表示冷却液温度；

根据所述发动机进气温度计算发动机进气温度指标函数值，所述发动机进气温度指标函数值的函数为其中，J₂表示发动机进气温度指标函数，T_eo表示发动机进气温度；

根据与所述冷却液温度对应的离散转速计算风扇功耗指标函数值，所述风扇功耗指标函数值的函数为，其中J₃表示风扇功耗指标函数，Ma表示风扇通风量，单位为kg/s，Ma＝0.003284×n，n表示离散转速；

计算综合指标函数值，所述综合指标函数值的函数为J＝J₁+J₂+J₃。

步骤306：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；

步骤307：获取实测风扇转速；

步骤308：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。

通过上述控制方法，使卡车在某各种工况下时，冷却风扇输出最优转速，使发动机冷却液温度、进气温度处于良好范围，风扇功耗也可以大大减小，则可以使各冷却设备得到充分冷却，冷却系统的综合指标达到最优。

上述实施例提供的控制方法中，在步骤301：:获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩之前，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；

根据所述变速箱档位信息，判断发动机是否处于怠速状态；若是，返回所述获取空调开关信号的步骤；若否，执行获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩的步骤。

这样，限定了控制方法何时启动，通过空调的开关信号以及发动机的运行状况来适当的控制风扇的转速，也就是说在发动机没有工作的状态下风扇是不启动的，也不对风扇进行控制，减少能耗。

根据上述的热平衡数学模型，本发明中计算冷却边界条件的步骤，具体包括：

利用公式：传热给发动机机体的传热率＝燃油消耗率×燃油低热值×传递给发动机机体热量占燃油燃烧总能量的比例计算所述发动机所需散热量；其中，所述传递给发动机机体热量为所述发动机所需散热量；

利用公式：中冷器的进气温度＝0.0833×(发动机转速+4)×(发动机输出转矩/2300)+10+环境温度计算所述进入中冷器的空气的温度；

利用公式：中冷器的进气流量＝0.03117×(0.0003×发动机转速+0.3252)×(4.088×10-6×发动机输出转矩+0.0017)计算所述进入中冷器的空气的流量；

其中，所述传热率单位为kW，所述流量单位为kg/s，所述温度单位为℃，所述发动机转速单位为r/min，所述发动机输出转矩单位Nm。

在上述的热平衡数学模型中，冷却边界条件确定的情况下，冷却液温度和发动机进气温度与风扇转速成一一映射关系，基于此，上述步骤304：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，具体包括：

在所述冷却边界条件确定时，所述冷却液温度T_eo＝f₁(n)，所述发动机进气温度T_go＝f₂(n)，其中，n表示离散转速，f₁表示冷却液温度与离散转速的映射关系，f₂表示发动机进气温度与离散转速的映射关系。

上述计算过程中是对每一个离散转速对应的发动机进气温度与冷却液温度进行指标函数值计算。考虑对发动机输出效率以及废气排放的影响，冷却液温度的最优范围是86-92℃，进气温度的最优范围是10-40℃，将两个指标函数都设计为分段函数式，风扇功耗的指标函数即为风扇功耗本身，这样更能准确的反映需要冷却的设备参数，使冷却更充分。

在风扇转速调控后，还可以通过监控冷却液温度是否小于100℃、发动机进气温度小于60℃，来判断冷却液温度和发动机进气温度是否处于正常范围内。若发生故障，向CAN总线发送错误报文信息，并将风扇转速设置为最大值(PWM输出完全为低电平时风扇转速最大)，确保安全性。

当发动机工况转速及输出转矩变化变化幅度不超过±5％，进气温度、冷却液温度基本稳定时，即1分钟内变化不超过1℃时，认为冷却系统基本处于热平衡的稳态，此时读取进气温度、进气压力、冷却液温度，对比控制器内存储的模型计算出的温度值，对计算冷却边界条件的拟合公式进行校正。

具体的，在控制风扇以目标值转动的步骤之后，还包括：

实时获取冷却液温度和发动机进气温度；

判断是否冷却液温度小于预设危险冷却液温度且发动机进气温度小于预设危险发动机进气温度，得到判断结果；

当判断结果为否时，控制风扇以转速上限值转动，并向CAN总线发送错误报文；

当判断结果为是时，判断冷却系统是否处于热平衡状态；

若冷却系统处于热平衡状态，获取实时冷却液温度、实时发动机进气温度，分别与计算得到的所述冷却液温度、所述发动机进气温度，校正所述边界条件。

上述的判断冷却系统是否处于热平衡状态的步骤，具体包括：

获取固定时间段内的实时发动机转速、实时发动机输出转矩、实时冷却液温度和实时发动机进气温度；

判断是否实时发动机转速的变化幅度超过转速变化阈值，且实时发动机输出转矩的变化幅度超过转矩变化阈值，且实时冷却液温度的变化幅度超过冷却液温度变化阈值，且实时进气液温度的变化幅度超过发动机进气温度变化阈值；

若是，确定冷却系统未处于热平衡状态；

若否，确定冷却系统处于热平衡状态。

该报警方式和校正方式能够更好的保障发动机冷却系统的正常工作，完善冷却系统性能。

与上述实施例提供的风扇转速控制方法对应的，本发明还公开了一种风扇转速控制系统，包括：

数据获取单元401，用于获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩；

边界条件计算单元402，用于计算冷却边界条件，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；

划分单元403，用于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；

温度计算单元404，用于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；

综合指标函数值计算单元405，用于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；

最优转速确定单元406，用于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；

实时风扇转速获取单元407，用于获取实测风扇转速；

调控单元408，用于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。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种风扇转速控制方法，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，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；

根据所述变速箱档位信息，判断发动机是否处于怠速状态；若是，返回所述获取空调开关信号的步骤；若否，执行获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩的步骤。

3.根据权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，所述计算冷却边界条件，具体包括：

利用公式：传热给发动机机体的传热率＝燃油消耗率×燃油低热值×传递给发动机机体热量占燃油燃烧总能量的比例计算所述发动机所需散热量；其中，所述传递给发动机机体热量为所述发动机所需散热量；

利用公式：中冷器的进气温度＝0.0833×(发动机转速+4)×(发动机输出转矩/2300)+10+环境温度计算所述进入中冷器的空气的温度；

利用公式：中冷器的进气流量＝0.03117×(0.0003×发动机转速+0.3252)×(4.088×10-6×发动机输出转矩+0.0017)计算所述进入中冷器的空气的流量；

其中，所述传热率单位为kW，所述流量单位为kg/s，所述温度单位为℃，所述发动机转速单位为r/min，所述发动机输出转矩单位Nm。

4.根据权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，所述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，具体包括：

在所述冷却边界条件确定时，所述冷却液温度T_eo＝f₁(n)，所述发动机进气温度T_go＝f₂(n)，其中，n表示离散转速，f₁表示冷却液温度与离散转速的映射关系，f₂表示发动机进气温度与离散转速的映射关系。

5.根据权利要求4所述的风扇转速控制方法，其特征在于，所述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，具体包括：

根据所述冷却液温度计算冷却液温度指标函数值，所述冷却液温度指标函数值的函数为其中，J₁表示冷却液温度指标函数，T_eo表示冷却液温度；

根据所述发动机进气温度计算发动机进气温度指标函数值，所述发动机进气温度指标函数值的函数为其中，J₂表示发动机进气温度指标函数，T_eo表示发动机进气温度；

根据与所述冷却液温度对应的离散转速计算风扇功耗指标函数值，所述风扇功耗指标函数值的函数为其中J₃表示风扇功耗指标函数，Ma表示风扇通风量，单位为kg/s，Ma＝0.003284×n，n表示离散转速；

计算综合指标函数值，所述综合指标函数值的函数为J＝J₁+J₂+J₃。

6.根据权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，在所述控制风扇以目标值转动的步骤之后，还包括：

实时获取冷却液温度和发动机进气温度；

判断是否所述冷却液温度小于预设危险冷却液温度且所述发动机进气温度小于预设危险发动机进气温度，得到判断结果；

当所述判断结果为否时，控制所述风扇以转速上限值转动，并向CAN总线发送错误报文；

当所述判断结果为是时，判断冷却系统是否处于热平衡状态；

若冷却系统处于热平衡状态，获取实时冷却液温度、实时发动机进气温度，分别与计算得到的所述冷却液温度、所述发动机进气温度，校正所述边界条件。

7.根据权利要求6所述的风扇转速控制方法，其特征在于，所述判断冷却系统是否处于热平衡状态，具体包括：

获取固定时间段内的实时发动机转速、实时发动机输出转矩、实时冷却液温度和实时发动机进气温度；

判断是否所述实时发动机转速的变化幅度超过转速变化阈值，且所述实时发动机输出转矩的变化幅度超过转矩变化阈值，且实时冷却液温度的变化幅度超过冷却液温度变化阈值，且所述实时进气液温度的变化幅度超过发动机进气温度变化阈值；

若是，确定冷却系统未处于热平衡状态；

若否，确定冷却系统处于热平衡状态。

8.一种风扇转速控制系统，其特征在于，包括：

数据获取单元，用于获取环境温度、燃油消耗率、发动机转速和发动机输出转矩；

边界条件计算单元，用于计算冷却边界条件，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；

划分单元，用于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；

温度计算单元，用于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；

综合指标函数值计算单元，用于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；

最优转速确定单元，用于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；

实时风扇转速获取单元，用于获取实测风扇转速；

调控单元，用于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。