[發明專利]發動機熱管理控制方法、系統及作業機械

有效

• 申請號: 202111146257.4
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113914990B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 楊添淏;申曉偉;李焱
• 申請（專利權）人: 三一重機有限公司
• 主分類號: F01P7/08
• 分類號: F01P7/08;F01P7/04;F02B29/04;F02D31/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文清

本發明提供一種發動機熱管理控制方法、系統及作業機械，首先控制中冷風扇以與發動機的工作擋位相對應的轉速運行；若發動機出水口的冷卻水溫度低于第一溫度閾值，則控制水散風扇處于關閉狀態；若冷卻水溫度等于或高于第一溫度閾值且低于第二溫度閾值，則控制水散風扇開啟，并以指定轉速運行；若冷卻水溫度等于或高于第二溫度閾值，則預測水散風扇的控制輸入，得到控制輸入目標預測值，并基于控制輸入目標預測值，對水散風扇進行控制。該方法分別對中冷風扇和水散風扇進行控制，不僅可以實現發動機與中冷風扇、水散風扇的解耦，還可以實現水散風扇與中冷風扇的解耦，實現發動機、中冷風扇以及水散風扇的獨立控制，既保證控制效果，還降低能量損耗。

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，尤其涉及一種發動機熱管理控制方法、系統及作業機械。

背景技術

發動機在工作過程中會產生大量的熱量，由于工作環境和工況的變化，產生的熱量也會發生相應的變化。為了保證發動機的正常運行，通常需要將發動機產生的熱量散發到環境中。

現有技術中，通常采用軸流式控制或液壓泵控制的冷卻風扇強制對發動機進行冷卻降溫，并通過實時水溫反饋控制冷卻風扇的轉速。

但是現有的控制方法，冷卻風扇的轉速與發動機轉速呈正相關，發動機轉速較低的情況下無法保證冷卻風扇對發動機的冷卻降溫效果，而且不利于冷卻系統的能耗節約。

發明內容

本發明提供一種發動機熱管理控制方法、系統及作業機械，用以解決現有技術中存在的缺陷。

本發明提供一種發動機熱管理控制方法，包括：

獲取發動機的工作擋位，控制所述發動機的中冷風扇以與所述工作擋位相對應的轉速運行；

實時獲取發動機出水口的冷卻水溫度，若所述冷卻水溫度低于第一溫度閾值，則控制所述發動機的水散風扇處于關閉狀態；若所述冷卻水溫度等于或高于所述第一溫度閾值且低于第二溫度閾值，則控制所述水散風扇開啟，并以指定轉速運行；

若所述冷卻水溫度等于或高于所述第二溫度閾值，則預測所述水散風扇的控制輸入，得到控制輸入目標預測值，并基于所述控制輸入目標預測值，對所述水散風扇進行控制。

根據本發明提供的一種發動機熱管理控制方法，所述預測所述水散風扇的控制輸入，得到控制輸入目標預測值，具體包括：

基于所述發動機的冷卻系統的當前狀態參數以及歷史狀態參數，對所述冷卻系統在未來預測時域長度內所述水散風扇的控制輸入進行預測，得到所述控制輸入目標預測值。

根據本發明提供的一種發動機熱管理控制方法，所述基于所述發動機的冷卻系統的當前狀態參數以及歷史狀態參數，對所述冷卻系統在未來預測時域長度內所述水散風扇的控制輸入進行預測，得到所述控制輸入目標預測值，具體包括：

基于所述冷卻系統的穩態過程以及動態過程，構建所述冷卻系統的數學模型；

基于所述數學模型，確定所述冷卻系統的狀態空間表達，并基于所述狀態空間表達、所述當前狀態參數以及所述歷史狀態參數，對所述冷卻系統在未來預測時域長度內所述控制輸入進行預測，得到所述控制輸入目標預測值。

根據本發明提供的一種發動機熱管理控制方法，所述基于所述狀態空間表達、所述當前狀態參數以及所述歷史狀態參數，對所述冷卻系統在未來預測時域長度內所述控制輸入進行預測，得到所述控制輸入目標預測值，具體包括：

基于所述狀態空間表達、所述當前狀態參數以及所述歷史狀態參數，確定所述冷卻系統在未來預測時域長度內的狀態參數預測值，所述狀態參數預測值包括冷卻系統的消耗總功率預測值；

基于所述消耗總功率預測值、所述水散風扇的控制輸入預測值以及所述控制輸入變化預測值，構建目標函數；