CN114278689A - 一种缓速器热管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种缓速器热管理方法，其包括以下步骤：根据油温变化和冷却液的液温变化计算热交换功率，根据当前气压和缓速器的转速计算缓速器的发热功率。根据热交换功率和发热功率计算油温热衰减系数，根据整车散热功率和热交换功率计算液温热衰减系数。根据油温热衰减系数和液温热衰减系数计算目标气压，调节当前气压至目标气压，以使缓速器的发热和散热平衡。油温热衰减系数用于保证缓速器的发热与散热平衡，液温热衰减系数用于保证冷却液的吸热与散热平衡，从而实现整体的热量平衡，避免缓速器超温。可知的是，该缓速器热管理方法可对缓速器的热管理进行定量预估，精度更高，且能避免调整过度，满足精度需求。

Description

一种缓速器热管理方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种缓速器热管理方法。

背景技术

由于商用车在长下坡工况的安全事故频发，所以都会安装缓速器或其它辅助制动装置。随着缓速器应用的增多，缓速器热管理效果成为评价缓速器性能的关键指标。如何科学进行热管理，即热管理控制策略开发是产品的核心竞争力。目前，缓速器的热管理方法主要基于PID(即在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制)和经验参数进行控制管理，基于实时测量的热管理方法具有延迟性，容易造成调整过度。而且现有的热管理方法并不能实现定量预估，管理精度不足。

因此，亟需一种缓速器热管理方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓速器热管理方法，能够避免延迟性，且能实现定量预估，满足精度更高的热管理需求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种缓速器热管理方法，包括以下步骤：

根据油温变化和冷却液的液温变化计算热交换功率，根据当前气压和缓速器的转速计算缓速器的发热功率；

根据所述热交换功率和所述发热功率计算油温热衰减系数；

根据整车散热功率和所述热交换功率计算液温热衰减系数；

根据所述油温热衰减系数和所述液温热衰减系数计算目标气压；

调节所述当前气压至所述目标气压，以使缓速器的发热和散热平衡。

可选地，所述油温热衰减系数θ_Oil的计算公式为：

θ_Oil＝λ_Oil×P_ex/P_Tq，其中，θ_Oil为油温热衰减系数，λ_Oil为油温安全系数，P_ex为热交换功率，P_Tq为发热功率。

可选地，所述热交换功率P_ex的计算公式为：

P_ex＝(C_Oil×p_Oil×Q_Oil×ΔT_Oil+C_lt×p_lt×Q_lt×ΔT_lt)/2，其中，Q_oil为热交换的油流量，Q_lt为热交换的冷却液流量，C_Oil为油的比热容，p_Oil为油的密度，ΔT_Oil为所述油温变化，C_lt为冷却液的比热容，p_lt为冷却液的密度，ΔT_lt为所述液温变化。

可选地，所述热交换的油流量Q_oil的标定公式为：

Q_Oil＝f(prs,n)，其中，prs为所述当前气压，n为缓速器的转速，函数关系基于油流量标定试验确定查表关系。

可选地，所述热交换的冷却液流量Q_lt的标定公式为：

Q_lt＝f(n_Eng)，其中，n_Eng为发动机转速，函数关系基于冷却液流量标定试验确定查表关系。

可选地，所述发热功率P_Tq的计算公式为：

P_Tq＝T_q×n/9550，其中，T_q为缓速器的扭矩，n为缓速器的转速。

可选地，缓速器的扭矩T_q的标定公式为：

T_q＝f(prs,n)，其中，prs为所述当前气压，n为缓速器的转速，函数关系基于扭矩标定试验确定查表关系。

可选地，所述油温安全系数λ_Oil与油温升高速度成反比关系，取值在0.5-1.0范围内。

可选地，所述液温热衰减系数θ_lt的计算公式为：

θ_lt＝λ_lt×P_out/P_ex，其中，θ_lt为液温热衰减系数，λ_lt为液温安全系数，P_out为整车散热功率。

可选地，所述液温安全系数λ_lt与油温升高速度成反比关系，取值在0.5-1.0范围内。

可选地，所述目标气压的计算公式为：

prs_Tgt＝θ×prs，其中，prs_Tgt为所述目标气压，prs为所述当前气压，θ为安全系数，θ为所述油温热衰减系数和所述液温热衰减系数中的较小值。

可选地，还包括以下步骤：

测量换热前后的所述油温和所述液温，计算得到所述油温变化ΔT_Oil和所述液温变化ΔT_lt；

测量所述当前气压prs和缓速器的转速n。

可选地，所述整车散热功率P_out的标定公式为：

P_out＝f(v,n_Eng,T_en)，其中，v为车速，n_Eng为发动机的转速，T_en为环境温度，函数关系基于整车散热功率标定试验确定查表关系。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种缓速器热管理方法，包括以下步骤：根据油温变化和冷却液的液温变化计算热交换功率，根据当前气压和缓速器的转速计算缓速器的发热功率。根据热交换功率和发热功率计算油温热衰减系数，根据整车散热功率和热交换功率计算液温热衰减系数。根据油温热衰减系数和液温热衰减系数计算目标气压，调节当前气压至目标气压，以使缓速器的发热和散热平衡。该缓速器热管理方法设置了油温热衰减系数和液温热衰减系数，其中，油温热衰减系数用于保证缓速器的发热与散热平衡，液温热衰减系数用于保证冷却液的吸热与散热平衡，从而实现整体的热量平衡，避免缓速器超温。可知的是，该缓速器热管理方法可对缓速器的热管理进行定量预估，精度更高，而且还能避免以实时油温表征调节效果导致的调整过度，能够满足精度更高的热管理需求。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的缓速器热管理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征冷却液平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征冷却液平高度小于第二特征。

目前，缓速器的热管理方法主要基于PID和经验参数进行控制管理，基于实时测量的热管理方法具有延迟性，容易造成调整过度。而且现有的热管理方法并不能实现定量预估，管理精度不足。因此，本实施例提供了一种缓速器热管理方法，基于缓速器热平衡计算进行热管理控制，基于台架设备标定热平衡计算的参数，达到科学智能控制的效果。不仅能够实现定量预估，还能提高热管理精度。

如图1所示，该缓速器热管理方法包括以下步骤：

通过设置温度传感器，测量换热前后的油温和液温，计算得到油温变化ΔT_Oil和液温变化ΔT_lt。根据油温变化和冷却液的液温变化计算热交换功率。

可选地，热交换功率P_ex的计算公式如下：

P_ex＝(C_Oil×p_Oil×Q_Oil×ΔT_Oil+C_lt×p_lt×Q_lt×ΔT_lt)/2

其中，Q_oil为热交换的油流量，Q_lt为热交换的冷却液流量，C_Oil为油的比热容，p_Oil为油的密度，ΔT_Oil为油温变化，C_lt为冷却液的比热容，p_lt为冷却液的密度，ΔT_lt为液温变化。

可知的是，油的比热容、油的密度、冷却液的比热容以及冷却液的密度均为已知的常数。热交换的油流量和冷却液流量需要经过测量或标定查询得到。

可选地，本实施例选用标定的方法查表确定油流量。即先通过油流量标定试验，得到不同的当前气压和缓速器的转速对应的油流量的数值，从而得到大量表数据，再基于表数据进行制表。然后测量当前气压和缓速器的转速，即可查表得到当前的油流量。可知的是，选择上述方式即可不安装流量传感器，以节省空间，减小整体的重量，并且保证油流量数值的准确性。

具体地，热交换的油流量Q_oil的标定公式为：

Q_Oil＝f(prs,n)，其中，prs为当前气压，n为缓速器的转速，函数关系基于油流量标定试验确定查表关系。

可选地，本实施例同样选用标定的方法查表确定冷却液流量。即先通过冷却液流量标定试验，得到不同的发动机转速对应的冷却液流量的数值，从而得到大量表数据，再基于表数据进行制表。根据实际中的发动机转速查表得到当前的冷却液流量。可知的是，选择标定方法确定冷却液流量，同样可以不安装流量传感器，节省空间，减小整体的重量，并且保证冷却液流量数值的准确性。

具体地，热交换的冷却液流量Q_lt的标定公式为：

Q_lt＝f(n_Eng)，其中，n_Eng为发动机转速，函数关系基于冷却液流量标定试验确定查表关系。

基于测量得到的油温变化ΔT_Oil、液温变化ΔT_lt、热交换的油流量Q_oil和冷却液流量Q_lt，即可计算得到热交换功率P_ex。

根据当前气压和缓速器的转速计算缓速器的发热功率。可选地，发热功率P_Tq的计算公式为：

P_Tq＝T_q×n/9550

其中，T_q为缓速器的扭矩，n为缓速器的转速。

可选地，本实施例选用标定的方法查表确定当前的扭矩。即先通过扭矩标定试验，得到不同的当前气压和缓速器的转速对应的扭矩的数值，从而得到大量表数据，再基于表数据进行制表。然后根据当前气压和缓速器的转速，即可查表得到当前的扭矩。

具体地，缓速器的扭矩T_q的标定公式为：

T_q＝f(prs,n)，其中，prs为当前气压，n为缓速器的转速，函数关系基于扭矩标定试验确定查表关系。

根据当前缓速器的扭矩和转速，即可得到当前缓速器的发热功率。然后根据热交换功率和发热功率即可计算油温热衰减系数。

可选地，油温热衰减系数θ_Oil的计算公式为：

θ_Oil＝λ_Oil×P_ex/P_Tq，其中，θ_Oil为油温热衰减系数，λ_Oil为油温安全系数，P_ex为热交换功率，P_Tq为发热功率。可选地，油温安全系数λ_Oil与油温升高速度成反比关系，取值在0.5-1.0范围内。

为了计算液温热衰减系数，需要先得到整车的散热功率。可选地，为保证整车散热功率的准确性，本实施例同样采用标定的方法。具体地，先通过整车散热功率标定试验，得到不同的当前车速、发动机的转速和环境温度下对应的整车散热温差，即可计算得到整车散热功率。多次重复标定试验得到大量表数据，再基于表数据进行制表。然后根据当前车速、发动机的转速和环境温度，即可查表得到当前的整车散热功率。可知的是，本实施例将复杂的散热温度测量转换为标准试验台上的测量，避免了实际工况测量所带来的误差，从而能够提高整车散热功率的数据精准度。

具体地，整车散热功率P_out的标定公式为：

P_out＝f(v,n_Eng,T_en)，其中，v为车速，n_Eng为发动机的转速，T_en为环境温度，函数关系基于整车散热功率标定试验确定查表关系。

然后根据整车散热功率和热交换功率计算液温热衰减系数。

可选地，液温热衰减系数θ_lt的计算公式为：

θ_lt＝λ_lt×P_out/P_ex，其中，θ_lt为液温热衰减系数，λ_lt为液温安全系数，P_out为整车散热功率。可选地，液温安全系数λ_lt与油温升高速度成反比关系，取值在0.5-1.0范围内。

最后根据油温热衰减系数和液温热衰减系数计算目标气压。

可选地，目标气压的计算公式为：

prs_Tgt＝θ×prs，其中，prs_Tgt为目标气压，prs为当前气压，θ为安全系数，θ为油温热衰减系数和液温热衰减系数中的较小值。然后调节当前气压至目标气压，即可使缓速器的发热和散热平衡。

可知的是，该缓速器热管理方法设置了油温热衰减系数和液温热衰减系数，其中，油温热衰减系数用于保证缓速器的发热与散热平衡，液温热衰减系数用于保证冷却液的吸热与散热平衡，从而实现整体的热量平衡，避免缓速器超温。可知的是，该缓速器热管理方法可对缓速器的热管理进行定量预估，精度更高，而且还能避免以实时油温表征调节效果导致的调整过度，能够满足精度更高的热管理需求。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种缓速器热管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据油温变化和冷却液的液温变化计算热交换功率，根据当前气压和缓速器的转速计算缓速器的发热功率；

根据所述热交换功率和所述发热功率计算油温热衰减系数；

根据整车散热功率和所述热交换功率计算液温热衰减系数；

根据所述油温热衰减系数和所述液温热衰减系数计算目标气压；

调节所述当前气压至所述目标气压，以使缓速器的发热和散热平衡。

2.根据权利要求1所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述油温热衰减系数θ_Oil的计算公式为：

θ_Oil＝λ_Oil×P_ex/P_Tq，其中，θ_Oil为油温热衰减系数，λ_Oil为油温安全系数，P_ex为热交换功率，P_Tq为发热功率。

3.根据权利要求2所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述热交换功率P_ex的计算公式为：

P_ex＝(C_Oil×p_Oil×Q_Oil×ΔT_Oil+C_lt×p_lt×Q_lt×ΔT_lt)/2，其中，Q_oil为热交换的油流量，Q_lt为热交换的冷却液流量，C_Oil为油的比热容，p_Oil为油的密度，ΔT_Oil为所述油温变化，C_lt为冷却液的比热容，p_lt为冷却液的密度，ΔT_lt为所述液温变化。

4.根据权利要求3所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述热交换的油流量Q_oil的标定公式为：

Q_Oil＝f(prs,n)，其中，prs为所述当前气压，n为缓速器的转速，函数关系基于油流量标定试验确定查表关系。

5.根据权利要求3所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述热交换的冷却液流量Q_lt的标定公式为：

Q_lt＝f(n_Eng)，其中，n_Eng为发动机转速，函数关系基于冷却液流量标定试验确定查表关系。

6.根据权利要求2所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述发热功率P_Tq的计算公式为：

P_Tq＝T_q×n/9550，其中，T_q为缓速器的扭矩，n为缓速器的转速。

7.根据权利要求6所述的缓速器热管理方法，其特征在于，缓速器的扭矩T_q的标定公式为：

T_q＝f(prs,n)，其中，prs为所述当前气压，n为缓速器的转速，函数关系基于扭矩标定试验确定查表关系。

8.根据权利要求2所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述油温安全系数λ_Oil与油温升高速度成反比关系，取值在0.5-1.0范围内。

9.根据权利要求1所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述液温热衰减系数θ_lt的计算公式为：

θ_lt＝λ_lt×P_out/P_ex，其中，θ_lt为液温热衰减系数，λ_lt为液温安全系数，P_out为整车散热功率。

10.根据权利要求9所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述液温安全系数λ_lt与油温升高速度成反比关系，取值在0.5-1.0范围内。

11.根据权利要求1所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述目标气压的计算公式为：

prs_Tgt＝θ×prs，其中，prs_Tgt为所述目标气压，prs为所述当前气压，θ为安全系数，θ为所述油温热衰减系数和所述液温热衰减系数中的较小值。

12.根据权利要求1所述的缓速器热管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

测量换热前后的所述油温和所述液温，计算得到所述油温变化ΔT_Oil和所述液温变化ΔT_lt；

测量所述当前气压prs和缓速器的转速n。

13.根据权利要求1所述的缓速器热管理方法，其特征在于，所述整车散热功率P_out的标定公式为：

P_out＝f(v,n_Eng,T_en)，其中，v为车速，n_Eng为发动机的转速，T_en为环境温度，函数关系基于整车散热功率标定试验确定查表关系。

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