CN111140384A - 发动机变速控制方法、装置、控制设备及存储介质 - Google Patents

发动机变速控制方法、装置、控制设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供的发动机变速控制方法、装置、控制设备及存储介质，通过获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力，根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率，根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。即本发明示例根据皮带的最大承受力、风扇阻力等参数确定发动机最大的转速变化率，进而根据发动机的转速变化率来控制发动机的转速升高或降低，从而有效避免了现有技术中发动机实际转速变化过快导致的皮带、风扇损坏问题，提高了皮带、风扇的可靠性。

Description

发动机变速控制方法、装置、控制设备及存储介质
技术领域
本发明涉及发动机控制技术，尤其涉及一种发动机变速控制方法、装置、控制设备及存储介质。
背景技术
发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。
现有技术中，当发动机系统启动后，发动机由怠速运行至额定转速时的上升速度会受到发动机设定转速的变化斜率影响，也就是说，当发动机设定的转速变化斜率过大时，会导致发动机的实际转速变化过快，发动机实际转速变化过快就可能导致与发动机皮带连接的风扇、皮带等因受到冲击过大而损坏。
因此，亟需一种新的发动机变速控制方法，用以降低发动机变速过快导致的风扇、皮带等损坏的风险。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种发动机变速控制方法、装置、控制设备及存储介质。
第一方面，本发明提供了一种发动机变速控制方法，包括：
获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力；
根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率；
根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。
在其他可选的实施方式中，所述获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力，包括：
获取风扇当前转速，并根据所述风扇当前转速，在预设的关系对照表中查询风扇功率损耗；其中，所述关系对照表记录有风扇在不同转速下与风扇功率损耗之间的对照关系；
根据所述风扇功率损耗确定风扇阻力。
在其他可选的实施方式中，所述根据所述发动机转速变化率控制发动机转速变化，包括：
控制发动机转速以小于等于发动机转速变化率的速度升高或降低。
在其他可选的实施方式中，所述根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率，包括：
根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度；
根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率。
第二方面，本发明提供一种发动机变速控制装置，包括：
获取模块，用于获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力；
计算模块，用于根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率；
控制模块，用于根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。
在其他可选的实施方式中，所述获取模块，具体用于：
获取风扇当前转速，并根据所述风扇当前转速，在预设的关系对照表中查询风扇功率损耗；其中，所述关系对照表记录有风扇在不同转速下与风扇功率损耗之间的对照关系；
根据所述风扇功率损耗确定风扇阻力。
在其他可选的实施方式中，所述控制模块，具体用于：
控制发动机转速以小于等于发动机转速变化率的速度升高或降低。
在其他可选的实施方式中，所述计算模块，具体用于：
根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度；
根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率。
第三方面，本发明提供一种发动机变速控制设备，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如前任一项所述的发动机变速控制方法。
第四方面，本发明提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如前任一项所述的发动机变速控制方法。
本发明提供的发动机变速控制方法、装置、控制设备及存储介质，通过获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力，根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率，根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。即本发明示例根据皮带的最大承受力、风扇阻力等参数确定发动机最大的转速变化率，进而根据发动机的转速变化率来控制发动机的转速升高或降低，从而有效避免了现有技术中发动机实际转速变化过快导致的皮带、风扇损坏问题，提高了皮带、风扇的可靠性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明所基于的一种应用场景示意图；
图2为本发明所基于的一种发动机实际转速随发动机设定转速变化的示意图；
图3为本发明提供的一种发动机变速控制方法的流程示意图；
图4为本发明提供的另一种发动机变速控制方法的流程示意图；
图5为本发明提供的一种发动机变速控制方法的框图示意图；
图6为本发明提供的一种发动机变速控制装置的结构示意图；
图7为本发明提供的一种发动机变速控制设备的硬件结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
图1为本发明所基于的一种应用场景示意图，如图1所示，发动机皮带轮通过皮带，带动风扇驱动轮转动，进而驱动风扇转动。
现有技术中，当发动机系统启动后，发动机由怠速运行至额定转速时的上升速度会受到发动机设定转速的变化斜率影响，图2为本发明所基于的一种发动机实际转速随发动机设定转速变化的示意图，如图2所示，当发动机设定转速变化斜率过大时，会导致发动机的实际转速变化过快，而发动机实际转速变化过快就可能导致与发动机皮带连接的风扇受力过大，尤其是针对刚性风扇，破坏更甚，并且给皮带也带来不小的冲击，轻则影响皮带的使用寿命，重则皮带瞬间失效。
因此，针对上述问题，本发明的技术构思在于，在设定发动机转速变化斜率时，考虑到皮带的最大承受力，从而在发动机提速过程中，例如发动起启动由怠速运行至额定转速的场景时，可以避免因发动机实际转速变化过快导致的皮带、风扇等损坏，提高皮带、风扇等的可靠性。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
第一方面，本发明示例提供了一种发动机变速控制方法，图3为本发明提供的一种发动机变速控制方法的流程示意图。
如图3所示，该发动机变速控制方法包括：
步骤101、获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力。
作为可选示例，步骤101的一种实现方式如下：
获取风扇当前转速，并根据所述风扇当前转速，在预设的关系对照表中查询风扇功率损耗；其中，所述关系对照表记录有风扇在不同转速下与风扇功率损耗之间的对照关系；
根据所述风扇功率损耗确定风扇阻力。
具体来说，当风扇正常工作时，调节风扇处于不同的转速值，并记录对应的风扇功率损耗，将一一对应的风扇转速和风扇功率损耗作为预设的关系对照表，另外，预设的关系对照表也可以为风扇功率损耗随风扇转速变化的曲线。在本示例中，获取风扇当前转速，通过查询预设关系对照表或者曲线确定对应的风扇功率损耗，再根据风扇功率损耗确定风扇阻力。
步骤102、根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率。
具体来说，发动机皮带的最大承受力与皮带的形状参数、材质参数等有关，其中形状参数包括皮带的横截面积等，一般厂家在皮带出厂时会给出相应的参考值。
进一步，参考图1对风扇驱动轮的受力进行分析，首先发动机皮带轮通过皮带传递给风扇驱动轮一个驱动力FM，为了保证皮带不受损坏，驱动力FM最大可取值为皮带的最大承受力，其次风扇还受到一个风扇阻力FR的影响，根据风扇驱动力的受力，即风扇受到的最大驱动力FM和风扇阻力FR，通过力学公式等就可以计算出风扇的最大加速度，进而根据风扇驱动轮和发动机的驱动轮半径之比，就可计算出发动机的最大转速变化率。
步骤103、根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。
作为可选示例，步骤103的一种实现方式如下：
控制发动机转速以小于等于发动机转速变化率的速度升高或降低。
具体来说，在进行步骤102后获得发动机的最大转速变化率后，为了保证皮带、风扇等不受损坏，可以控制发动机的转速以小于等于发动机的最大转速变化率进行变化，例如，在发动机启动时，可以控制发动机的转速以小于等于发动机最大转速变化率的速度升高，直至达到发动机的额定转速。
本发明提供的发动机变速控制方法，通过获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力，根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率，根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。即本发明示例根据皮带的最大承受力、风扇阻力等参数确定发动机最大的转速变化率，进而根据发动机的转速变化率来控制发动机的转速升高或降低，从而有效避免了现有技术中发动机实际转速变化过快导致的皮带、风扇等损坏问题，提高了皮带、风扇等的可靠性。
结合前述的各实现方式，图4为本发明提供的另一种发动机变速控制方法的流程示意图，如图4所示，该发动机变速控制方法包括：
步骤201、获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力。
步骤202、根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度。
步骤203、根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率。
步骤204、根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。
本实施方式中的步骤201和步骤204分别与前述实施方式中的步骤101和步骤103实现方式类似，在此不进行赘述。
与前述实施方式不同的是，本实施方式进一步限定了发动机转速变化率的计算过程，在本实施方式中，首先根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度；然后根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率。
具体来说，对风扇驱动轮进行受力分析后，可以获得公式(1)如下：
FMR-FRR＝Jα (1)
并将公式(1)进一步变换获得公式(2)如下：
Figure BDA0002345189870000061
其中，FM表示风扇驱动轮的驱动力，取值为皮带的最大承受力；FR表示风扇阻力；J表示风扇的转动惯量；α表示风扇驱动轮转动的角加速度；R表示风扇驱动轮的半径。
需要说明的是，风扇的转动惯量可以通过在三维软件，例如solidwordks中构建风扇模型，进而获取风扇的转动惯量。
进一步的，根据风扇驱动轮和发动机驱动轮之间得传动关系，确定发动机转速变化率nd如公式(3)所示：
Figure BDA0002345189870000071
其中，r表示风扇驱动轮与发动机皮带轮的半径或直接之比。
进一步的，将公式(2)代入公式(3)中，最终获得发动机转速变化率nd如公式(4)所示：
Figure BDA0002345189870000072
也就是说，根据皮带的最大承受力、风扇阻力、风扇的转动惯量、风扇驱动轮半径以及发动机驱动轮半径，就可以直接获得发动机的最大转速变化率。
图5为本发明提供的一种发动机变速控制方法的框图示意图，如图5所示，对获取的皮带的最大承受力以及风扇阻力进行如公式(4)的操作处理，并将获得的发动机设定转速变化率控制发动机原始设定转速，最终使得发动机按照发动机最终设定转速进行提速。举例来说，在发动机由怠速提升至额定转速的过程中，假设按照发动机原始设定转速，可能2秒之内就提速到额定转速，而在经过本发明后，可能在5秒后才会提速到额定转速，从根本上解决了因发动机实际转速过快，而导致的对皮带、风扇冲击过大，进而造成皮带、风扇的损坏。
本发明提供的发动机变速控制方法，通过获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力，根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度，根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率，根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。即本发明示例根据皮带的最大承受力、风扇阻力等参数确定发动机最大的转速变化率，进而根据发动机的转速变化率来控制发动机的转速升高或降低，从而有效避免了现有技术中发动机实际转速变化过快导致的皮带、风扇等损坏问题，提高了皮带、风扇等的可靠性。
第二方面，本发明示例提供了一种发动机变速控制装置，图6为本发明提供的一种发动机变速控制装置的结构示意图，如图6所示，该发动机变速控制装置包括：
获取模块10，用于获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力；计算模块20，用于根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率；控制模块30，用于根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。
在其他可选的实施方式中，所述获取模块10，具体用于：获取风扇当前转速，并根据所述风扇当前转速，在预设的关系对照表中查询风扇功率损耗；其中，所述关系对照表记录有风扇在不同转速下与风扇功率损耗之间的对照关系；根据所述风扇功率损耗确定风扇阻力。
在其他可选的实施方式中，所述控制模块30，具体用于：控制发动机转速以小于等于发动机转速变化率的速度升高或降低。
在其他可选的实施方式中，所述计算模块20，具体用于：根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度；根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的控制设备的具体工作过程以及相应的有益效果，可以参考前述方法示例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明提供的发动机变速控制装置，通过获取模块获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力，计算模块根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率，控制模块根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。即本发明示例根据皮带的最大承受力、风扇阻力等参数确定发动机最大的转速变化率，进而根据发动机的转速变化率来控制发动机的转速升高或降低，从而有效避免了现有技术中发动机实际转速变化过快导致的皮带、风扇等损坏问题，提高了皮带、风扇等的可靠性。
第三方面，本发明示例提供了一种发动机变速控制设备，图7为本发明提供的一种发动机变速控制设备的硬件结构示意图，如图7所示，包括：
至少一个处理器701和存储器702。
在具体实现过程中，至少一个处理器701执行所述存储器702存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器701执行如上的发动机变速控制方法，其中，处理器701、存储器702通过总线703连接。
处理器701的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
在上述的图7所示的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
第四方面，本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上发动机变速控制方法。
上述的可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuits，简称：ASIC)中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发动机变速控制方法，其特征在于，包括：
获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力；
根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率；
根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。
2.根据权利要求1所述的发动机变速控制方法，其特征在于，所述获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力，包括：
获取风扇当前转速，并根据所述风扇当前转速，在预设的关系对照表中查询风扇功率损耗；其中，所述关系对照表记录有风扇在不同转速下与风扇功率损耗之间的对照关系；
根据所述风扇功率损耗确定风扇阻力。
3.根据权利要求1所述的发动机变速控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机转速变化率控制发动机转速变化，包括：
控制发动机转速以小于等于发动机转速变化率的速度升高或降低。
4.根据权利要求1-3任一项所述的发动机变速控制方法，其特征在于，所述根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率，包括：
根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度；
根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率。
5.一种发动机变速控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取与发动机皮带连接的风扇在风扇当前转速下对应的风扇阻力；
计算模块，用于根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定发动机转速变化率；
控制模块，用于根据所述发动机转速变化率控制发动机转速升高或降低。
6.根据权利要求5所述的发动机变速控制装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：
获取风扇当前转速，并根据所述风扇当前转速，在预设的关系对照表中查询风扇功率损耗；其中，所述关系对照表记录有风扇在不同转速下与风扇功率损耗之间的对照关系；
根据所述风扇功率损耗确定风扇阻力。
7.根据权利要求5所述的发动机变速控制装置，其特征在于，所述控制模块，具体用于：
控制发动机转速以小于等于发动机转速变化率的速度升高或降低。
8.根据权利要求5-7任一项所述的发动机变速控制装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
根据发动机皮带的最大承受力和风扇阻力确定风扇的最大加速度；
根据最大加速度、风扇的转动惯量、风扇驱动轮的半径、发动机皮带轮的半径计算所述发动机转速变化率。
9.一种发动机变速控制设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1至4任一项所述的发动机变速控制方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求1至4任一项所述的发动机变速控制方法。
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