CN114856792A

CN114856792A - 风扇转速控制方法、装置、设备及可读存储介质

Info

Publication number: CN114856792A
Application number: CN202210613325.1A
Authority: CN
Inventors: 陈承; 张仁新; 刘斌; 洪波; 刘景超; 敖庆
Original assignee: Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2042-05-31
Also published as: CN114856792B

Abstract

本发明提供一种风扇转速控制方法、装置、设备及可读存储介质，风扇转速控制方法包括：基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速；基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速；以实时冷却液温度减去目标冷却液温度得到差值，并判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值；若所述差值的绝对值小于预设阈值，则取第一风扇转速与第二风扇转速的最小值作为第一目标转速；以所述第一目标转速控制风扇转动。通过本发明可以根据地图信息提前预测发动机的工况，以选择合理的风扇转速让冷却液温度稳定在经济区温度，从而降低风扇功耗，提高发动机的燃油经济性。

Description

风扇转速控制方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及车辆冷却系统领域，尤其涉及一种风扇转速控制方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分，风扇的性能直接影响着发动机的散热效果，进而影响发动机的性能。若风扇选取不当，则会导致发动机冷却不足或冷却过度，造成发动机工作环境恶化，进而影响发动机的性能和使用寿命。此外，风扇消耗的功率约占发动机输出功率的5％～8％，在追求环保、低能耗的趋势下，风扇的控制策略也日益引起关注。

而现有的风扇控制策略是基于环境温度、发动机转速查MAP表(台架测试标定的不同工况下的风扇转速映射表)来确定不同的实时冷却液温度对应的风扇目标转速。但是由于电控硅油风扇离合器硅油的特性，风扇转速达到目标转速需要一段时长，在此时长范围内，发动机冷却液温度可能又升高了，此时为了快速降低发动机冷却液温度，又需要增加风扇转速，而由于风扇转速增加，水温会迅速的降低，那么风扇转速又会进行调整。按照此种控制策略，当整车在运行的过程当中，随着工况的变化冷却液温度也是一直变化的，当车辆在冷却液温度已经到MAP表中的温度时再去控制风扇的转速，风扇的转速实际上存在一定的滞后，所以发动机冷却液温度是来回波动的，无法稳定在经济区温度，从而会造成油耗偏高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种风扇转速控制方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决现有风扇控制策略，导致发动机冷却液温度来回波动，无法稳定在经济区温度，从而造成油耗偏高的技术问题。

第一方面，本发明提供一种风扇转速控制方法，所述风扇转速控制方法包括以下步骤：

基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速；

基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速；

以实时冷却液温度减去目标冷却液温度得到差值，并判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值；

若所述差值的绝对值小于预设阈值，则取第一风扇转速与第二风扇转速的最小值作为第一目标转速；

以所述第一目标转速控制风扇转动。

可选的，所述判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值的步骤之后还包括：

若所述差值的绝对值大于预设阈值，且实时冷却液温度处于预设温度范围内，取第二风扇转速作为第一目标转速；

若所述差值的绝对值大于预设阈值，且实时冷却液温度小于预设温度范围的下限值，取第一风扇转速作为第一目标转速；

若所述差值的绝对值大于预设阈值，且实时冷却液温度大于预设温度范围的上限值，取最大风扇转速作为第一目标转速；

以所述第一目标转速控制风扇转动。

可选的，所述基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速的步骤之前包括：

基于道路试验，得到不同坡度信息对应的发动机负荷、发动机转速以及车速数据库；

基于仿真计算，得到所述数据库中不同发动机负荷、发动机转速以及车速下，稳定冷却液温度在目标冷却液温度时所对应风扇转速的第一映射表；

基于转股台架标定对所述第一映射表进行修正，得到第二映射表。

可选的，所述基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速的步骤包括：

基于地图信息确定车辆在未来预设时长范围内行驶时的坡度信息；

基于所述坡度信息，确定车辆在未来预设时长范围内行驶时对应的发动机负荷、发动机转速及车速；

基于目标冷却液温度、发动机负荷、发动机转速及车速查第二映射表，得到第二风扇转速。

可选的，若所述地图信息丢失，以第一风扇转速控制风扇转动。

可选的，所述风扇转速控制方法还包括：

基于车辆所处的海拔区间，确定第一目标转速补偿系数；

以第一目标转速与所述第一目标转速补偿系数的乘积作为第二目标转速；

以所述第二目标转速控制风扇转动。

第二方面，本发明还提供一种风扇转速控制装置，所述风扇转速控制装置包括：

第一确定模块，用于基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速；

第二确定模型，用于基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速；

判断模块，用于以实时冷却液温度减去目标冷却液温度得到差值，并判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值；

控制模块，用于若所述差值的绝对值小于预设阈值，则取第一风扇转速与第二风扇转速的最小值作为第一目标转速；

以所述第一目标转速控制风扇转动。

可选的，所述控制模块，还具体用于：

以所述第一目标转速控制风扇转动。

可选的，所述风扇转速控制装置，还包括标定模块，用于：

可选的，所述第二确定模块用于：

可选的，所述风扇转速控制装置，还包括补偿模块，用于：

基于车辆所处的海拔区间，确定第一目标转速补偿系数；

以所述第二目标转速控制风扇转动。

第三方面，本发明还提供一种风扇转速控制设备，所述风扇转速控制设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的风扇转速控制程序，其中所述风扇转速控制程序被所述处理器执行时，实现如上述所述的风扇转速控制方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有风扇转速控制程序，其中所述风扇转速控制程序被处理器执行时，实现如上述所述的风扇转速控制方法的步骤。

附图说明

图1为本发明实施例方案中涉及的风扇转速控制设备的硬件结构示意图；

图2为本发明风扇转速控制方法一实施例的流程示意图；

图3为本发明风扇转速控制方法另一实施例的流程示意图；

图4为本发明风扇转速控制方法又一实施例的流程示意图；

图5为本发明风扇转速控制装置一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一方面，本发明实施例提供一种风扇转速控制设备。

参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的风扇转速控制设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，风扇转速控制设备可以包括处理器1001(例如中央处理器CentralProcessingUnit，CPU)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真WIreless-FIdelity，WI-FI接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及风扇转速控制程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的风扇转速控制程序，并执行本发明实施例提供的风扇转速控制方法。

第二方面，本发明实施例提供了一种风扇转速控制方法。

参照图2，图2为本发明风扇转速控制方法一实施例的流程示意图。

在本发明风扇转速控制方法一实施例中，风扇转速控制方法包括：

步骤S10，基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速；

本实施例中，车辆在行驶过程中，其上的冷却系统会通过控制冷却风扇的转速来对应冷却发动机，以保障发动机的冷却液温度在经济区温度。现有风扇转速控制策略，即在台架测试阶段，会基于100％的发动机负荷对不同环境温度、发动机转速以及实时冷却温度工况进行仿真计算，得到发动机目标冷却液温度下对应的风扇转速，以此标定得到对应的映射表。

在车辆实际运行阶段，会基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度查标定的映射表，确定对应的风扇转速。例如：当环境温度T1＝20℃，发动机转速N1＝1400rpm时，若实时冷却液温度达到了t2＝90℃，此时查表1可得冷却风扇转速为P2＝800rpm。但是若此时按照P2＝800rpm来控制冷却风扇转速，由于冷却风扇多采用电控硅油风扇，其特性使得将风扇提速至800rpm需要10-20s，而在这段提速的时间内，发动机的实时冷却液温度可能受到一些因素影响，还在持续升高，在将风扇转速提升至800rpm时，可能发动机转速已经提升至t3＝92℃，而一般为了保证发动机不开锅所以需要将实时冷却液的温度控制在95℃以下。因此到了92℃时，风扇转速又需要增加至P3＝1500rpm，以使冷却液温度迅速降低。按照此控制策略，风扇转速的控制一直是滞后的，实时冷却液温度在不断波动，无法稳定在经济区温度，造成油耗偏高。

因此，本实施例方案中，先基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速。此第一风扇转速是通过实时冷却液温度查对应的映射表来确定的。

步骤S20，基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速；

本实施例中，在上述基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速的基础上，考虑到以上风扇转速是实时确定的，但是转速提升是滞后的，因此本实施例方案中，在原有的基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速的基础上，引入地图信息以及目标冷却液温度，并基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速。即先基于地图信息得到未来预设时长内车辆行驶时的预测工况，再确定在预测工况下，将发动机冷却液温度稳定在目标冷却液温度所对应的风扇转速。基于上述方式通过预测工况来提前预测风扇转速，以使发动机冷却液温度基本处于稳定的经济区温度，改善发动机工作的经济性。

进一步，一实施例中，在所述步骤S20之前包括：

本实施例中，在基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速的步骤之前，需要先根据T-BOX中GPS地图获得坡度信息，再根据典型坡度信息，通过大量的道路试验提前预测发动机负荷、发动机转速及车速，得到不同坡度信息对应的发动机负荷、发动机转速以及车速数据库。再根据发动机热平衡试验，可以得到不同发动机负荷、发动机转速条件下，发动机的散热数据。基于所述数据库中不同发动机负荷、发动机转速以及车速的工况进行KULI仿真计算，得到稳定冷却液温度在目标冷却液温度时所对应风扇转速的第一映射表。例如，当水温目标设定为95℃时，如果地图预测将要上一个坡度i＝2％的坡道，根据前期的道路试验已经积累，要上i＝2％的坡道，需要车速V＝80km/h，发动机转速N＝1400rpm，发动机负荷L＝60％，根据这些条件，可以根据发动机台架数据，得到发动机的散热量，那么采用KULI仿真计算，以冷却液温度95℃为目标，就可以对应得到此时的目标转速为750rpm。在得到对应的第一映射表之后，再基于转股台架标定对所述第一映射表进行修正，得到第二映射表，对应上述工况的目标转速修正为757rpm。

更进一步，一实施例中，参照图3，所述步骤S20包括：

步骤S201，基于地图信息确定车辆在未来预设时长范围内行驶时的坡度信息；

步骤S202，基于所述坡度信息，确定车辆在未来预设时长范围内行驶时对应的发动机负荷、发动机转速及车速；

步骤S203，基于目标冷却液温度、发动机负荷、发动机转速及车速查第二映射表，得到第二风扇转速。

本实施例中，基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速的步骤具体包括：先基于地图信息确定车辆再未来预设时长内行驶时的坡度信息。再基于所述坡度信息，确定车辆在未来预设时长范围内行驶时对应的发动机负荷、发动机转速及车速。最后基于目标冷却液温度、发动机负荷、发动机转速及车速查第二映射表，得到第二风扇转速。

例如，根据T-BOX中GPS地图信息确定未来5-10s内，坡度信息为车辆要上一个坡度2％的坡道，基于上述坡度信息查询对应的数据库，确定对应的车速V＝80km/h，发动机转速N＝1400rpm，发动机负荷L＝60％。再基于上述发动机负荷、发动机转速及车速查第二映射表，确定使得冷却液温度稳定在95℃(目标冷却液温度)时对应的第二风扇转速为757rpm。

步骤S30，以实时冷却液温度减去目标冷却液温度得到差值，并判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值；

本实施例中，在得到上述确定的第一风扇转速与第二风扇转速后，需要以实时冷却液温度减去目标冷却液温度得到差值，并判断上述差值的绝对值是否小于预设阈值，以确定是采用第一风扇转速，还是采用第二风扇转速或者其他风扇转速来控制风扇。

步骤S40，若所述差值的绝对值小于预设阈值，则取第一风扇转速与第二风扇转速的最小值作为第一目标转速；

本实施例中，若以实时冷却液温度减去目标冷却液温度所得的差值，其绝对值小于预设阈值，则表示此时发动机的实时冷却液温度与目标冷却液温度相近，此发动机的实时冷却液温度与目标冷却液温度相近，此时选取第一风扇转速与第二风扇转速的最小值作为第一目标转速，以在保证发动机冷却液温度稳定的前提下，降低风扇的功耗，以提高发动机的燃油经济性。

步骤S50，以所述第一目标转速控制风扇转动。

本实施例中，以所确定的第一目标转速控制风扇转动。其中，以第一目标转速控制风扇转动的过程采用的是闭环PID控制，结合风扇线速度保护、滑差热保护、虚拟滑差、风扇前馈表等因素，以将风扇实际转速转换为第一目标转速，来控制冷却风扇转动。

进一步，一实施例中，参照图4，在所述步骤S30之后还包括：

步骤S60，若所述差值的绝对值大于预设阈值，且实时冷却液温度处于预设温度范围内，取第二风扇转速作为第一目标转速；

步骤S70，若所述差值的绝对值大于预设阈值，且实时冷却液温度小于预设温度范围的下限值，取第一风扇转速作为第一目标转速；

步骤S80，若所述差值的绝对值大于预设阈值，且实时冷却液温度大于预设温度范围的上限值，取最大风扇转速作为第一目标转速；

步骤S50，以所述第一目标转速控制风扇转动。

本实施例中，在判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值的步骤之后，若所述差值的绝对值大于预设阈值，则表示此时发动机的实时冷却液温度与目标冷却液温度差距较大。考虑到预测工况可能有偏差，为防止错误预测导致冷却液温度报警，此时若实时冷却液温度处于预设温度范围内，则通过提前预测未来工况来确定第二风扇转速，在最低功耗的基础上，取第二风扇转速作为第一目标转速，更进一步地增加冷却液温度的稳定精度，以扼制冷却液温度在预设温度范围内的波动。

若所述差值的绝对值大于预设阈值，则表示此时发动机的实时冷却液温度与目标冷却液温度差距较大。若此时实时冷却液温度小于预设温度范围的下限值，则说明此时按照实时冷却液温度所确定的第一风扇转速更小，整体功耗也更小，同时若取第一风扇转速作为第一目标转速控制风扇转动，也能达到将发动机的冷却液温度稳定在经济区温度的效果。

若所述差值的绝对值大于预设阈值，则表示此时发动机的实时冷却液温度与目标冷却液温度差距较大。若此时实时冷却液温度大于预设温度范围的上限值，则说明此时冷却液温度过高，此时不再取基于实时工况确定的第一风扇转速，也不再取基于预测工况确定的第二风扇转速，而是将风扇的传动轴与发动机的传动轴端进行全啮合，即取此发动机转速情况下所对应的最大风扇转速作为第一目标转速，以保证整车冷却液温度不触发高温的故障报警。

以上述方式所确定的第一目标转速控制风扇转动，更进一步地，在避免发动机受到高温影响的同时，降低风扇功耗，提高发动机的燃油经济性。

进一步，一实施例中，若所述地图信息丢失，以第一风扇转速控制风扇转动。

本实施例中，若所述地图信息丢失，即此时无法根据地图信息来确定对应的坡度信息，再以上述坡度信息得到对应的第二风扇转速，此时为了保证发动机的功能不受高温的影响，会直接以第一风扇转速来控制风扇转动，此时整车相对于无风扇转速控制的情况仍旧具有节油优势。

进一步，一实施例中，所述风扇转速控制方法还包括：

基于车辆所处的海拔区间，确定第一目标转速补偿系数；

以所述第二目标转速控制风扇转动。

本实施例中，由于所预测的工况映射表是在平原条件下计算得到的，考虑到高原地区对发动机冷却液温度的影响，在基于发动机的实时工况以及预测工况确定第一目标转速的基础上，会再基于车辆所处的海拔区间，确定第一目标转速补偿系数，以第一目标转速与所述第一目标转速补偿系数的乘积作为第二目标转速，再以所述第二目标转速控制风扇转动。

本实施例中提供了一种风扇转速控制方法，包括：基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速；基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速；以实时冷却液温度减去目标冷却液温度得到差值，并判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值；若所述差值的绝对值小于预设阈值，则取第一风扇转速与第二风扇转速的最小值作为第一目标转速；以所述第一目标转速控制风扇转动。通过本发明可以根据地图信息提前预测发动机的工况，以选择合理的风扇转速让冷却液温度稳定在经济区温度，从而降低风扇功耗，提高发动机的燃油经济性。

第三方面，本发明实施例还提供一种风扇转速控制装置。

参照图5，风扇转速控制装置一实施例的功能模块示意图。

本实施例中，所述风扇转速控制装置包括：

第一确定模块10，用于基于环境温度、发动机转速以及实时冷却液温度确定第一风扇转速；

第二确定模型20，用于基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速；

判断模块30，用于以实时冷却液温度减去目标冷却液温度得到差值，并判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值；

控制模块40，用于若所述差值的绝对值小于预设阈值，则取第一风扇转速与第二风扇转速的最小值作为第一目标转速；

以所述第一目标转速控制风扇转动。

进一步，一实施例中，所述控制模块40，还用于：

以所述第一目标转速控制风扇转动。

进一步，一实施例中，所述风扇转速控制装置，还包括标定模块，用于：

进一步，一实施例中，所述第二确定模块20，还用于：

进一步，一实施例中，所述风扇转速控制装置，还包括补偿模块，用于：

基于车辆所处的海拔区间，确定第一目标转速补偿系数；

以所述第二目标转速控制风扇转动。

其中，上述风扇转速控制装置中各个模块的功能实现与上述风扇转速控制方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。

第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。

本发明可读存储介质上存储有风扇转速控制程序，其中所述风扇转速控制程序被处理器执行时，实现如上述的风扇转速控制方法的步骤。

其中，风扇转速控制程序被执行时所实现的方法可参照本发明风扇转速控制方法的各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种风扇转速控制方法，其特征在于，所述风扇转速控制方法包括：

基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速；

以所述第一目标转速控制风扇转动。

2.如权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，在所述判断所述差值的绝对值是否小于预设阈值的步骤之后包括：

以所述第一目标转速控制风扇转动。

3.如权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，在所述基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速的步骤之前包括：

4.如权利要求3所述的风扇转速控制方法，其特征在于，所述基于地图信息以及目标冷却液温度确定第二风扇转速的步骤包括：

5.如权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于：若所述地图信息丢失，以第一风扇转速控制风扇转动。

6.如权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，所述风扇转速控制方法还包括：

基于车辆所处的海拔区间，确定第一目标转速补偿系数；

以所述第二目标转速控制风扇转动。

7.一种风扇转速控制装置，其特征在于，所述风扇转速控制装置包括：

以所述第一目标转速控制风扇转动。

8.如权利要求7所述的风扇转速控制装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

以所述第一目标转速控制风扇转动。

9.一种风扇转速控制设备，其特征在于，所述风扇转速控制设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的风扇转速控制程序，其中所述风扇转速控制程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的风扇转速控制方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有风扇转速控制程序，其中所述风扇转速控制程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的风扇转速控制方法的步骤。