一种硅油风扇控制方法及装置与流程

1.本技术涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种硅油风扇控制方法及装置。


背景技术：

2.现有的硅油风扇离合器，用硅油作为介质，利用硅油剪切粘力传递扭矩。风扇离合器前盖与从动板之间的空间为贮油腔，用于储存高粘度的硅油。在使用过程中，由于气压和硅油粘性的影响，高粘度的硅油由于其特性，当风扇完全啮合时，会导致风扇完全啮合。一旦风扇处于完全啮合状态，脱开时间则耗时较长，并且需要较高发动机转速，故而会增加发动机负荷，增高整车油耗。
3.为应对上述技术问题，现提供一种硅油风扇控制，避免硅油风扇处于完全啮合状态。


技术实现要素：

4.本技术提供一种硅油风扇控制方法及装置，对硅油风扇的啮合度进行监测，根据不同的啮合度，采取不同的控制策略，使得硅油风扇在保持正常工作的前提下，啮合度处于合适的程度，避免发生完全啮合的情况。
5.第一方面，本技术提供了一种硅油风扇控制方法，所述硅油风扇控制方法包括以下步骤：
6.获得硅油风扇的啮合度；
7.当所述啮合度的数值大于等于第一捏合度阈值时，控制所述硅油风扇的转速达到预设的第一目标限制转速；
8.当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第一pid值；
9.当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第二pid值；其中，
10.所述第一捏合度阈值大于所述第二啮合度阈值；
11.所述第一pid值大于所述第二pid值。
12.本技术的技术方案中，对硅油风扇的啮合度进行监测，根据不同的啮合度，采取不同的控制策略，使得硅油风扇在保持正常工作的前提下，啮合度处于合适的程度，避免发生完全啮合的情况。
13.基于本技术的技术方案的核心技术理念，现给出一种具体实施时的操作流程：
14.第一步、根据控制需求控制硅油风扇，并监测获得硅油风扇的啮合度；
15.第二步、当硅油风扇的啮合度大于等于第一捏合度阈值时，即硅油风扇啮合度a≥95％时，通过所述硅油风扇对应的控制装置，使用pwm控制技术进行硅油风扇的on/off控制，使硅油风扇不能完全啮合，从而大幅减少硅油风扇的分离时间；
16.第三步、当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，
即硅油风扇啮合度80％≤a<95％时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第一pid值，实现对所述硅油风扇的控制；
17.第四步、当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，即硅油风扇啮合度a<80％时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第二pid值，实现对所述硅油风扇的控制。
18.综上所述，本技术中的技术方案，主要针对以下三种情况进行控制，具体操作情况如下：
19.情况一：当硅油风扇的啮合度大于等于第一捏合度阈值时，即硅油风扇啮合度a≥95％时，使用pwm控制技术进行硅油风扇的on/off控制，控制硅油风扇的转速，使硅油风扇不能完全啮合，从而大幅减少硅油风扇的分离时间；
20.情况二：当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，即硅油风扇啮合度80％≤a<95％时，使用较大的pid值对硅油风扇进行控制，控制硅油风扇的转速；
21.情况三：当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，即硅油风扇啮合度a<80％时，使用较小的pid值对硅油风扇进行控制，控制硅油风扇的转速。
22.进一步的，所述当所述啮合度的数值大于等于第一捏合度阈值时，所述硅油风扇控制方法还包括以下步骤：
23.基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇无法完全啮合。
24.具体的，所述硅油风扇控制方法中，所述基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇无法完全啮合，包括以下步骤：
25.基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇处于完全脱开状态，直至所述硅油风扇的啮齿度的数值小于所述第一捏合度阈值。
26.具体的，所述硅油风扇控制方法的所述获得硅油风扇的啮合度中，包括以下步骤：
27.识别所述硅油风扇对应的车辆的发动机转速以及对应的转速比；
28.基于所述发动机转速以及所述转速比，计算获得所述硅油风扇对应的驱动转速；
29.基于所述驱动转速与所述硅油风扇的风扇目标转速，计算获得所述硅油风扇的啮合度。
30.进一步的，所述硅油风扇控制方法还包括参数设定流程，所述参数设定流程包括以下步骤：
31.基于预设的第一工作温度，调节所述硅油风扇的转速；
32.选定所述硅油风扇的滑差率与预设的第一滑差率对应的啮合度为所述第一捏合度阈值；
33.选定所述硅油风扇处于稳定状态时的啮合度为第二啮合度阈值。
34.具体的，所述第一捏合度阈值为95％；
35.所述第二啮合度阈值为80％。
36.需要说明的是，在实际操作时，硅油风扇离合器可根据控制温度的要求，自动调节硅油风扇的转速，使发动机在最佳工作温度下工作，硅油风扇离合器的性能以滑差和散热性来衡量；
37.其中，滑差率一般要求在3％～7％范围，根据该性能指标，硅油风扇啮合度为93％
～97％范围，选取中间值95％啮合度作为风扇高啮合度即第一段的分界值，即第一捏合度阈值；
38.当风扇啮合度达到80％过后时，判定硅油风扇转速开始进入稳定期，故选取80％作为第二段的分界值，即第二捏合度阈值。
39.第二方面，本技术提供了一种硅油风扇控制装置，所述装置包括：
40.捏合度获取模块，其用于获得硅油风扇的啮合度；
41.第一控制模块，其用于当所述啮合度的数值大于等于第一捏合度阈值时，控制所述硅油风扇的转速达到预设的第一目标限制转速；
42.控制分配模块，其用于当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第一pid值；
43.所述控制分配模块还用于当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第二pid值；其中，
44.所述第一捏合度阈值大于所述第二啮合度阈值；
45.所述第一pid值大于所述第二pid值。
46.进一步的，所述第一控制模块还用于基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇处于完全脱开状态，直至所述硅油风扇的啮齿度的数值小于所述第一捏合度阈值。
47.进一步的，所述捏合度获取模块还用于识别所述硅油风扇对应的车辆的发动机转速以及对应的转速比；
48.所述捏合度获取模块还用于基于所述发动机转速以及所述转速比，计算获得所述硅油风扇对应的驱动转速；
49.所述捏合度获取模块还用于基于所述驱动转速与所述硅油风扇的风扇目标转速，计算获得所述硅油风扇的啮合度。
50.进一步的，所述硅油风扇控制装置还包括：
51.参数设定模块，其用于基于预设的第一工作温度，调节所述硅油风扇的转速；
52.所述参数设定模块还用于选定所述硅油风扇的滑差率与预设的第一滑差率对应的啮合度为所述第一捏合度阈值；
53.所述参数设定模块还用于选定所述硅油风扇处于稳定状态时的啮合度为第二啮合度阈值。
54.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
55.本技术对硅油风扇的啮合度进行监测，根据不同的啮合度，采取不同的控制策略，使得硅油风扇在保持正常工作的前提下，啮合度处于合适的程度，避免发生完全啮合的情况。
附图说明
56.术语解释：
57.pid：proportion integration differentiation，比例积分微分；
58.pwm：pulse width modulation，脉冲宽度调制。
59.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
60.图1为本技术实施例中提供的硅油风扇控制方法的步骤流程图；
61.图2为本技术实施例中提供的硅油风扇控制方法的原理流程图；
62.图3为本技术实施例中提供的硅油风扇控制方法中硅油风扇的发动机转速、转速比、风扇目标转速以及啮合度之间的计算关系图；
63.图4为本技术实施例中提供的硅油风扇控制装置的结构框图。
具体实施方式
64.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
65.以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。
66.本技术实施例提供一种硅油风扇控制方法及装置，对硅油风扇的啮合度进行监测，根据不同的啮合度，采取不同的控制策略，使得硅油风扇在保持正常工作的前提下，啮合度处于合适的程度，避免发生完全啮合的情况。
67.为达到上述技术效果，本技术的总体思路如下：
68.一种硅油风扇控制方法，该硅油风扇控制方法包括以下步骤：
69.s1、获得硅油风扇的啮合度；
70.s2、当啮合度的数值大于等于第一捏合度阈值时，控制硅油风扇的转速达到预设的第一目标限制转速；
71.s3、当啮合度的数值在第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，向硅油风扇对应的控制装置分配用于控制硅油风扇的第一pid值；
72.s4、当啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，向硅油风扇对应的控制装置分配用于控制硅油风扇的第二pid值；其中，
73.第一捏合度阈值大于第二啮合度阈值；
74.第一pid值大于第二pid值。
75.以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。
76.第一方面，参见图1～3所示，本技术实施例提供了一种硅油风扇控制方法，该硅油风扇控制方法包括以下步骤：
77.s1、获得硅油风扇的啮合度；
78.s2、当啮合度的数值大于等于第一捏合度阈值时，控制硅油风扇的转速达到预设的第一目标限制转速；
79.s3、当啮合度的数值在第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，向硅油风扇对应的控制装置分配用于控制硅油风扇的第一pid值；
80.s4、当啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，向硅油风扇对应的控制装置分配用于控制硅油风扇的第二pid值；其中，
81.第一捏合度阈值大于第二啮合度阈值；
82.第一pid值大于第二pid值。
83.需要说明的是，现阶段汽车领域，现有的硅油风扇离合器多用硅油作为介质，利用硅油剪切粘力传递扭矩；
84.风扇离合器前盖与从动板之间的空间为贮油腔，用于储存高粘度的硅油；
85.在使用过程中，由于气压和硅油粘性的影响，高粘度的硅油由于其特性，当风扇完全啮合时，会导致风扇完全啮合；
86.一旦风扇处于完全啮合状态，脱开时间则耗时较长，并且需要较高发动机转速，故而会增加发动机负荷，增高整车油耗。
87.故而，基于本技术实施例中的技术方案，对硅油风扇的啮合度进行监测，根据不同的啮合度，采取不同的控制策略，使得硅油风扇在保持正常工作的前提下，啮合度处于合适的程度，避免发生完全啮合的情况；
88.另外，本技术实施例中，在对硅油风扇进行控制时，具体采用自适应可变pid参数的控制方案，在不同转速及环境温度的需求下采用不同的pid参数，实现自适应调节硅油风扇的啮合度，让硅油风扇在较高转速下不进入全啮合状态。
89.具体的，所述第一捏合度阈值为95％；
90.所述第二啮合度阈值为80％。
91.需要说明的是，在实际操作时，硅油风扇离合器可根据控制温度的要求，自动调节硅油风扇的转速，使发动机在最佳工作温度下工作，硅油风扇离合器的性能以滑差和散热性来衡量；
92.其中，滑差率一般要求在3％～7％范围，根据该性能指标，硅油风扇啮合度为93％～97％范围，选取中间值95％啮合度作为风扇高啮合度即第一段的分界值，即第一捏合度阈值；
93.当风扇啮合度达到80％过后时，判定硅油风扇转速开始进入稳定期，故选取80％作为第二段的分界值，即第二捏合度阈值。
94.进一步的，所述当所述啮合度的数值大于等于第一捏合度阈值时，该硅油风扇控制方法还包括以下步骤：
95.基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇无法完全啮合。
96.具体的，所述基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇无法完全啮合，包括以下步骤：
97.基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇处于完全脱开状态，直至所述硅油风扇的啮齿度的数值小于所述第一捏合度阈值。
98.需要说明的是，pwm控制方法是目前最广泛用于硅油风扇转速控制的技术手段，将pwm波转变为可以直接驱动硅油风扇电机的控制信号，在特定频率下控制硅油风扇的开启和挂关闭，当风扇啮合度大于第一捏合度阈值，即大于95％时，请求pwm为0％，即控制硅油风扇处于全脱开状态，直至硅油风扇的啮合度恢复至第一捏合度阈值以下，即95％以下。
99.具体的，所述获得硅油风扇的啮合度中，包括以下步骤：
100.识别所述硅油风扇对应的车辆的发动机转速以及对应的转速比；
101.基于所述发动机转速以及所述转速比，计算获得所述硅油风扇对应的驱动转速；
102.基于所述驱动转速与所述硅油风扇的风扇目标转速，计算获得所述硅油风扇的啮合度。
103.需要说明的是，如说明书附图的图3所示，图3为硅油风扇的所述发动机转速、所述转速比、所述风扇目标转速以及所述啮合度之间的计算关系图；
104.所述硅油风扇对应的驱动转速等于所述发动机转速以及所述硅油风扇对应的所述转速比的乘积；
105.所述硅油风扇的啮合度为所述硅油风扇对应的风扇目标转速除以所述硅油风扇对应的驱动转速。
106.进一步的，该硅油风扇控制方法还包括参数设定流程，所述参数设定流程包括以下步骤：
107.基于预设的第一工作温度，调节所述硅油风扇的转速；
108.选定所述硅油风扇的滑差率与预设的第一滑差率对应的啮合度为所述第一捏合度阈值；
109.选定所述硅油风扇处于稳定状态时的啮合度为第二啮合度阈值。
110.基于本技术实施例的技术方案的核心技术理念，现给出一种具体实施时的操作流程：
111.第一步、根据控制需求控制硅油风扇，并监测获得硅油风扇的啮合度；
112.第二步、当硅油风扇的啮合度大于等于第一捏合度阈值时，即硅油风扇啮合度a≥95％时，通过所述硅油风扇对应的控制装置，使用pwm控制技术进行硅油风扇的on/off控制，使硅油风扇不能完全啮合，从而大幅减少硅油风扇的分离时间；
113.第三步、当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，即硅油风扇啮合度80％≤a<95％时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第一pid值，实现对所述硅油风扇的控制；
114.第四步、当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，即硅油风扇啮合度a<80％时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第二pid值，实现对所述硅油风扇的控制。
115.如说明书的图2所示，图2为本技术实施例的技术方案的原理流程图；
116.综上所述，本技术实施例中的技术方案，主要针对以下三种情况进行控制，具体如下：
117.情况一：当硅油风扇的啮合度大于等于第一捏合度阈值时，即硅油风扇啮合度a≥95％时，使用pwm控制技术进行硅油风扇的on/off控制，控制硅油风扇的转速，使硅油风扇不能完全啮合，从而大幅减少硅油风扇的分离时间；
118.情况二：当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，即硅油风扇啮合度80％≤a<95％时，使用较大的pid值对硅油风扇进行控制，控制硅油风扇的转速；
119.情况三：当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，即硅油风扇啮合度a<80％时，使用较小的pid值对硅油风扇进行控制，控制硅油风扇的转速。
120.第二方面，参见图4所示，本技术实施例提供一种硅油风扇控制装置，其用于执行基于第一方面提及的硅油风扇控制方法，该装置包括：
121.捏合度获取模块，其用于获得硅油风扇的啮合度；
122.第一控制模块，其用于当所述啮合度的数值大于等于第一捏合度阈值时，控制所
述硅油风扇的转速达到预设的第一目标限制转速；
123.控制分配模块，其用于当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第一pid值；
124.所述控制分配模块还用于当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第二pid值；其中，
125.所述第一捏合度阈值大于所述第二啮合度阈值；
126.所述第一pid值大于所述第二pid值。
127.需要说明的是，现阶段汽车领域，现有的硅油风扇离合器多用硅油作为介质，利用硅油剪切粘力传递扭矩；
128.风扇离合器前盖与从动板之间的空间为贮油腔，用于储存高粘度的硅油；
129.在使用过程中，由于气压和硅油粘性的影响，高粘度的硅油由于其特性，当风扇完全啮合时，会导致风扇完全啮合；
130.一旦风扇处于完全啮合状态，脱开时间则耗时较长，并且需要较高发动机转速，故而会增加发动机负荷，增高整车油耗。
131.故而，基于本技术实施例中的技术方案，对硅油风扇的啮合度进行监测，根据不同的啮合度，采取不同的控制策略，使得硅油风扇在保持正常工作的前提下，啮合度处于合适的程度，避免发生完全啮合的情况；
132.另外，本技术实施例中，在对硅油风扇进行控制时，具体采用自适应可变pid参数的控制方案，在不同转速及环境温度的需求下采用不同的pid参数，实现自适应调节硅油风扇的啮合度，让硅油风扇在较高转速下不进入全啮合状态。
133.具体的，所述第一捏合度阈值为95％；
134.所述第二啮合度阈值为80％。
135.需要说明的是，在实际操作时，硅油风扇离合器可根据控制温度的要求，自动调节硅油风扇的转速，使发动机在最佳工作温度下工作，硅油风扇离合器的性能以滑差和散热性来衡量；
136.其中，滑差率一般要求在3％～7％范围，根据该性能指标，硅油风扇啮合度为93％～97％范围，选取中间值95％啮合度作为风扇高啮合度即第一段的分界值，即第一捏合度阈值；
137.当风扇啮合度达到80％过后时，判定硅油风扇转速开始进入稳定期，故选取80％作为第二段的分界值，即第二捏合度阈值。
138.进一步的，所述第一控制模块还用于基于pwm控制技术，控制所述硅油风扇处于完全脱开状态，直至所述硅油风扇的啮齿度的数值小于所述第一捏合度阈值。
139.需要说明的是，pwm控制方法是目前最广泛用于硅油风扇转速控制的技术手段，将pwm波转变为可以直接驱动硅油风扇电机的控制信号，在特定频率下控制硅油风扇的开启和挂关闭，当风扇啮合度大于第一捏合度阈值，即大于95％时，请求pwm为0％，即控制硅油风扇处于全脱开状态，直至硅油风扇的啮合度恢复至第一捏合度阈值以下，即95％以下。
140.进一步的，所述捏合度获取模块还用于识别所述硅油风扇对应的车辆的发动机转速以及对应的转速比；
141.所述捏合度获取模块还用于基于所述发动机转速以及所述转速比，计算获得所述
硅油风扇对应的驱动转速；
142.所述捏合度获取模块还用于基于所述驱动转速与所述硅油风扇的风扇目标转速，计算获得所述硅油风扇的啮合度。
143.需要说明的是，所述硅油风扇对应的驱动转速等于所述发动机转速以及所述硅油风扇对应的所述转速比的乘积；
144.所述硅油风扇的啮合度为所述硅油风扇对应的风扇目标转速除以所述硅油风扇对应的驱动转速。
145.进一步的，所述装置还包括：
146.参数设定模块，其用于基于预设的第一工作温度，调节所述硅油风扇的转速；
147.所述参数设定模块还用于选定所述硅油风扇的滑差率与预设的第一滑差率对应的啮合度为所述第一捏合度阈值；
148.所述参数设定模块还用于选定所述硅油风扇处于稳定状态时的啮合度为第二啮合度阈值。
149.基于本技术实施例的技术方案的核心技术理念，现给出一种具体实施时的操作流程：
150.第一步、根据控制需求控制硅油风扇，并监测获得硅油风扇的啮合度；
151.第二步、当硅油风扇的啮合度大于等于第一捏合度阈值时，即硅油风扇啮合度a≥95％时，通过所述硅油风扇对应的控制装置，使用pwm控制技术进行硅油风扇的on/off控制，使硅油风扇不能完全啮合，从而大幅减少硅油风扇的分离时间；
152.第三步、当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，即硅油风扇啮合度80％≤a<95％时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第一pid值，实现对所述硅油风扇的控制；
153.第四步、当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，即硅油风扇啮合度a<80％时，向所述硅油风扇对应的控制装置分配用于控制所述硅油风扇的第二pid值，实现对所述硅油风扇的控制。
154.综上所述，本技术实施例中的技术方案，主要针对以下三种情况进行控制，具体如下：
155.情况一：当硅油风扇的啮合度大于等于第一捏合度阈值时，即硅油风扇啮合度a≥95％时，使用pwm控制技术进行硅油风扇的on/off控制，控制硅油风扇的转速，使硅油风扇不能完全啮合，从而大幅减少硅油风扇的分离时间；
156.情况二：当所述啮合度的数值在所述第一捏合度阈值与第二啮合度阈值之间时，即硅油风扇啮合度80％≤a<95％时，使用较大的pid值对硅油风扇进行控制，控制硅油风扇的转速；
157.情况三：当所述啮合度的数值小于第二啮合度阈值时，即硅油风扇啮合度a<80％时，使用较小的pid值对硅油风扇进行控制，控制硅油风扇的转速。
158.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那
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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
159.以上仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。