CN109057979B - 调节电动轮自卸车柴油机转速的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种调节电动轮自卸车柴油机转速的方法，包括如下步骤：步骤1，判断电动轮自卸车是否进入电制动工况；步骤2，当确定电动轮自卸车进入电制动工况时，获取当前风道温度；步骤3，基于风道温度与柴油机转速之间的对应关系，根据当前风道温度获取柴油机目标转速；其中，对应关系为柴油机转速关于风道温度的常数分段函数。通过该方法，可以使得在每个温度点附近，即使当前风道温度忽高忽低，柴油机给定转速的变化最多只有一次，这样就大大减小了柴油机转速波动的问题，同时也保证了散热风量能够根据温度变化而变化。

Description

调节电动轮自卸车柴油机转速的方法

技术领域

本发明涉及矿用设备技术领域，并且更具体地，涉及一种调节电动轮自卸车柴油机转速的方法。

背景技术

电动轮自卸车为了保证正常的散热，需要散热风机来对整车各系统，例如柴油机、发电机、变流器和驱动电机等进行风冷散热。在电制动工况下，制动能量来自驱动电机而非柴油机，就目前世界范围内的电动轮自卸车的设计而言，其散热风机大多和柴油机同轴同转速，从而可以通过调节柴油机的转速大小来满足散热需求，各个需要散热的部件由风道连接起来，风道温度变化通过温度传感器获取，风道温度采集的温度变化会造成对柴油机转速的需求不同，风道温度变化1℃可能需要较大的柴油机转速变化来满足。

而目前电动轮自卸车在电制动工况时多采用固定风量的方式来进行整车系统的散热，往往需要柴油机维持在较高的转速，长期而言燃油消耗并不是最经济的。如果只是简单针对温度变化线性给定柴油机转速，则柴油机转速可能会因为较小的温度变化而产生波动，导致柴油机转速忽高忽低，会影响驾驶感受并一定程度上增加油耗。因此，如何合理控制柴油机转速对柴油机转速调节平顺性、驾驶员听觉感受、整车散热效果和燃油消耗来说意义重大。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种电动轮自卸车电制动工况柴油机转速调节方法，根据风道温度动态调节柴油机转速，满足整车散热需求，实现柴油机转速调节平顺和燃油消耗最经济的效果。

根据本申请的电动轮自卸车电制动工况柴油机转速调节方法，其包括如下步骤：步骤1，判断所述电动轮自卸车是否进入电制动工况；步骤2，当确定所述电动轮自卸车进入电制动工况时，获取当前风道温度；步骤3，基于风道温度与柴油机转速之间的对应关系，根据所述当前风道温度获取柴油机目标转速；其中，所述对应关系为所述柴油机转速关于所述风道温度的常数分段函数。通过该方法，可以使得在每个温度点附近，即使当前风道温度忽高忽低，柴油机给定转速的变化最多只有一次，这样就大大减小了柴油机转速波动的问题，同时也保证了散热风量能够根据风道温度变化而变化。

在一个实施方式中，常数分段函数包括用于表征温度上升阶段的第一常数分段函数和用于表征温度下降阶段的第二常数分段函数。通过该实施方式，在温度上升阶段和温度下降阶段能够利用不同的常数分段函数对柴油机转速进行调整。

在一个实施方式中，在步骤1之前，该方法还包括通过如下步骤建立第一常数分段函数和第二常数分段函数：步骤4，将风道温度范围划分为多个温度分段；步骤5，在每个温度分段内，分别确定柴油机在温度上升阶段和温度下降阶段相对应的转速。通过该实施方式，可以将柴油机转速在温度变化范围内的线性变化转化为不同分段上的变化，减小了转速的波动。

在一个实施方式中，第一常数分段函数用下式表示：

其中，i＝1,2,3…n，n为风道温度范围的温度分段数，n为自然数；T_c为风道温度，V为柴油机转速，T_i和V_i均随着i的增大而增大，T_i-1,i为T_i-1和T_i之间的特定温度值。通过该实施方式，使得可以在每个温度分段内只进行一次柴油机转速调整，而在其边界温度点处不进行调整，大大减少了温度上升阶段柴油机转速波动过大的问题，同时也保证了散热的效果。

在一个实施方式中，第二常数分段函数用下式表示：

V＝V_i,T_i-1＜T_c≤T_i

其中，i＝1,2,3…n，n为风道温度范围的温度分段数，n为自然数；T_c为风道温度，V为柴油机转速，T_i和V_i均随着i的增大而增大。通过该实施方式，使得在每个温度段的边界温度处只进行一次柴油机转速调整，而在其温度段内不进行转速调整，大大减少了柴油机转速在温度下降阶段波动过大的问题，同时也保证了散热的效果。

在一个实施方式中，T_i-1,i为T_i-1和T_i的平均值。通过该实施方式，使得柴油机转速调整更加均匀，防止散热风量不够而对后端设备的寿命产生影响。

在一个实施方式中，常数分段函数还包括下式：

其中，T_c为所述风道温度，V为所述柴油机转速，V_n为风道温度为T_n时的柴油机转速，V₀为风道温度为T₀时的柴油机转速。通过该实施方式，能够使得在风道温度范围上边界T_n温度下柴油机以恒定的最大转速散热，在风道温度范围下边界T₀处以恒定的最小转速散热，既保证了散热效果又避免了较大的燃油消耗。

在一个实施方式中，步骤2还包括：对获取的当前风道温度进行滤波处理。通过该实施方式，能够消除外界因素对散热部件温度的影响，确保对柴油机转速调节的准确性。

在一个实施方式中，在步骤2中，通过温度传感器获取风道当前温度。

在一个实施方式中，在步骤4中，将所述风道温度范围均匀地划分为多个温度分段。通过该实施方式，可以更加均匀地调节柴油机转速，防止柴油机在某些温度段内由于散热不足而出现过热现象。

与现有技术相比，本申请具有如下的技术效果：在电动轮自卸车的温度上升阶段和温度下降阶段，在每个温度点附近，即使当前温度忽高忽低，柴油机给定转速的变化最多只有一次，这样就大大减小了柴油机转速波动的问题，同时也保证了散热风量能够根据温度的变化而变化，确保了散热效果。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本发明的电动轮自卸车电制动工况下柴油机转速的方法的示意性流程图；

图2显示了根据本发明实施例的第一常数分段函数的示意图；

图3显示了根据本发明实施例的第二常数分段函数的示意图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1示出了电动轮自卸车柴油机在电制动工况下的转速调节方法100的示意性流程图。如图1所示，该方法100包括：

S110，判断所述电动轮自卸车是否进入电制动工况；

S120，当确定所述电动轮自卸车进入电制动工况时，获取当前风道温度；

S130，基于风道温度与柴油机转速之间的对应关系，根据所述当前风道温度获取柴油机目标转速；其中，所述对应关系为所述柴油机转速关于所述风道温度的常数分段函数。

电动轮自卸车为了保证正常的散热，需要散热风机对整车各个系统进行吹风冷却，散热风机大多和柴油机同轴同转速，在电制动工况下，制动能量来自于驱动电机而非柴油机，因此可以通过调节柴油机转速大小来调节散热风机的转速而不需要考虑会对电动轮自卸车的动力产生影响，从而满足散热需求。因此，需要在S110中首先确定该电动轮自卸车是否已经进入了电制动工况中，以确保可以通过调节柴油机转速来满足散热需求。

在本申请的S120中，当确定电动轮自卸车进入电制动工况时，可以通过温度传感器获取当前风道的温度。

可选地，可以将获得的该当前风道温度经过滤波处理，以消除外界因素对风道温度的影响，从而确保后续柴油机转速调节的准确性。

在S130中，基于风道温度与柴油机转速之间的对应关系，根据当前风道温度获取柴油机目标转速。然而，与现有技术中风道温度与柴油机转速之间的线性关系不同的是，在本申请中，该对应关系为柴油机转速关于风道温度的常数分段函数，即在某些温度段内，柴油机转速不随着温度的变化而变化，而是维持在一个恒定的转速，只有当风道温度超出温度段时，柴油机转速才会相应变化，这样一来，就可以减少柴油机转速的调节次数，减少了波动。

关于该第一常数分段函数和第二常数分段函数的建立，具体地，首先，在电动轮自卸车正常工作的温度范围T₀～T_n内，将该温度范围划分成n个温度分段，n为自然数，其中，这种温度段的划分可以是均匀划分，也可以是非均匀的划分，本申请在此不作限定。

优选地，可以将温度范围均匀地划分，这样可以更加均匀地调节柴油机转速，防止柴油机在某些温度分段内由于散热不足而出现过热现象。

然后，确定每个温度分段内的相对应需求的柴油机的转速，作为该温度分段内柴油机目标转速，即在该目标转速下能够满足当前风道温度下的散热需求。

如图2和图3所示，在一个实施例中，可以利用第一常数分段函数表征在温度上升阶段柴油机转速随风道温度的变化关系，而利用第二常数分段函数表征温度下降阶段柴油机转速随风道温度的变化关系。

在图2中，第一常数分段函数可以用下式表示：

其中，i＝1,2,3…n，n为风道温度范围的温度分段数，n为自然数；T_c为风道温度，V为柴油机转速，T_i和V_i均随着i的增大而增大，T_i-1,i为T_i-1和T_i之间的特定温度值。

应理解的是，T_i-1,i是为防止在温度上升阶段散热需求不能满足而在T_i-1和T_i之间设定的中间温度点，使得当风道温度T_c达到T_i-1,i时，柴油机转速会提高以便满足较高风道温度下的散热需求。该特定温度值T_i-1,i优选地为T_i-1和T_i的平均值，即T_i-1,i为T_i-1和T_i的中间温度值，这样可以使得柴油机转速在温度上升阶段内调整地更加均匀，防止散热风量不够而对后端设备的寿命产生影响。

也就是说，在每个分段T_i-1～T_i内，随着风道温度的上升，柴油机转速会在该温度段中间经历一次提高，当T_c在T_i-1～T_i-1,i内时，柴油机转速为V_i-1不变，而T_c在上升至T_i-1,i～T_i内时，柴油机转速增大为V_i。然后进入下一个温度分段后，以此类推。例如，当i＝1时，即在第一温度分段T₀～T₁范围内，当T_c在T₀～T_0,1范围内时，柴油机转速固定为V₀，而当温度T_c上升至T_0,1～T₁范围内时，为满足更高的散热需求，柴油机转速上升为固定值V₁。温度继续升高至第二温度分段内时，在T_c在T₁～T_1,2范围内，柴油机转速依然维持固定在V₁，而当温度T_c上升至T_1,2～T₂范围内时，为满足更高的散热需求，柴油机转速上升为固定值V₂……当i＝n时，即在第n温度分段内，T_c在T_n-1～T_n-1,n内时，柴油机转速为V_n-1不变，而T_c在上升至T_n-1,n～T_n内时，柴油机转速增大为V_n。

另外，当T_c＞T_n时，该柴油机转速维持在V_n不变，即V＝V_n；这样，就能够使得在风道温度范围上边界T_n温度下柴油机以恒定的最大转速散热，既保证了散热效果又避免了较大的燃油消耗。

同时，当T_c≤T时，该柴油机转速保持为V₀，即V＝V₀；这样，就能够使得在风道温度范围下边界T₀处以恒定的最小转速散热，既保证了散热效果又避免了较大的燃油消耗。

通过以上的第一常数分段函数，使得在温度上升阶段，可以在每个温度分段内只进行一次柴油机转速调整，而在其边界温度点处不进行调整，大大减少了柴油机转速在温度上升阶段波动过大的问题，同时也保证了散热的效果。

如图3所示，第二常数分段函数可以用下式表示：

V＝V_i,T_i-1＜T_c≤T_i

其中，i＝1,2,3…n，n为风道温度范围的温度分段数，n为自然数；T_c为风道温度，V为柴油机转速，T_i和V_i均随着i的增大而增大。

在每个分段T_i～T_i-1内，随着风道温度的下降，柴油机转速会在该温度分段内保持V_i不变。然后进入下一个温度分段后，以此类推。例如，当i＝n时，即在第n温度分段内，柴油机转速保持为V_n不变；风道温度下降至第n-1温度分段内，柴油机转速则相应下降为V_n-1，并在该温度分段内保持不变……当温度下降至第一温度分段内时，柴油机转速则下降至V₁并保持该转速不变。

同样地，当T_c＞T_n时，该柴油机转速维持在V_n不变，即V＝V_n；这样，就能够使得在风道温度范围上边界T_n温度下柴油机以恒定的最大转速散热，既保证了散热效果又避免了较大的燃油消耗。

同时，当T_c≤T₀时，该柴油机转速保持为V₀，即V＝V₀；这样，就能够使得在风道温度范围下边界T₀处以恒定的最小转速散热，既保证了散热效果又避免了较大的燃油消耗。

通过以上的第二常数分段函数，可以使得在每个温度段的边界温度处只进行一次柴油机转速调整，而在其温度段内不进行转速调整，大大减少了柴油机转速在温度下降阶段波动过大的问题，同时也保证了散热的效果。

通过本申请的电动轮自卸车在电制动工况下柴油机转速调节的方法，能够使得在电动轮自卸车的温度上升阶段和温度下降阶段，在每个温度点附近，即使当前温度忽高忽低，柴油机给定转速的变化最多只有一次，这样就大大地减小了柴油机转速波动的问题，同时也保证了散热风量能够根据温度的变化而变化，确保了散热效果。

可以想到的是，有些风冷散热的电动轮自卸车在进行整车系统散热时，使用的散热风机和柴油机不同轴不同转速，也根据系统各部件温度变化来动态调节散热风机的转速，风机旋转能量来源于驱动电机电制动时产生的能量或者间接取自柴油机。从转速调节平稳性方面考虑，本文所述的调节方法也适用于此类电动轮自卸车。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种调节电动轮自卸车柴油机转速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，判断所述电动轮自卸车是否进入电制动工况；

步骤2，当确定所述电动轮自卸车进入电制动工况时，获取当前风道温度；

步骤3，基于风道温度与柴油机转速之间的对应关系，根据所述当前风道温度获取柴油机目标转速；

其中，所述对应关系为所述柴油机转速关于所述风道温度的常数分段函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常数分段函数包括用于表征温度上升阶段的第一常数分段函数和用于表征温度下降阶段的第二常数分段函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1之前，所述方法还包括通过如下步骤分别建立所述第一常数分段函数和所述第二常数分段函数：

步骤4，将风道温度范围划分为多个温度分段；

步骤5，在每个温度分段内，分别确定柴油机在温度上升阶段和温度下降阶段相对应的转速。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一常数分段函数用下式表示：

其中，i＝1,2,3…n，n为所述风道温度范围的温度分段数，n为自然数；T_c为所述风道温度，V为所述柴油机转速，T_i和V_i均随着i的增大而增大，T_i-1,i为T_i-1和T_i之间的特定温度值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二常数分段函数用下式表示：

V＝V_i,T_i-1＜T_c≤T_i

其中，i＝1,2,3…n，n为所述风道温度范围的温度分段数，n为自然数；T_c为所述风道温度，V为所述柴油机转速，T_i和V_i均随着i的增大而增大。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述常数分段函数还包括下式：

其中，T_c为所述风道温度，V为所述柴油机转速，V_n为风道温度为T_n时的柴油机转速，V₀为风道温度为T₀时的柴油机转速。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，T_i-1,i为T_i-1和T_i的平均值。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤2还包括：对获取的所述当前风道温度进行滤波处理。

9.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤4中，将所述风道温度范围均匀地划分为多个温度分段。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述当前风道温度通过温度传感器获取。

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