一种冷却控制系统及工程机械的制作方法

1.本发明属于工程机械领域，涉及一种冷却控制系统及工程机械。


背景技术：

2.目前，工程机械工作环境多样，对整机的散热要求很高，发动机系统、液压系统及传动系统所产生的多余热量需要通过散热系统将其带走，保证各系统在合适的温度下高效工作。所以，工程机械的冷却系统在冷却发动机的同时还担负着进行液压系统液压油及传动系统传动油的散热任务，散热强度大。
3.目前，大部分工程机械采用单个散热器的形式对液压油及传动油进行散热。液压油散热器、传动油散热器与发动机水冷散热器布置在一起，共用一个冷却风扇。其散热能力的强弱受工作环境温度和发动机转速的影响很大。
4.随着工程机械用户对燃油成本的日益重视，节能技术成为目前工程机械的重要课题。工程机械工况范围广，为了保证极限作业要求通常以最大负载进行发动机功率匹配，这造成在常用工况下发动机功率配置过高。工程机械工况复杂，操作者根据工况调节发动机运行工况以控制发动机在经济区域运行的操作难度大，跟随性差，无法实现。因此，为了操作的便捷性，操作者通常以最大油门开度进行作业。这导致在很多工况下，由于发动机功率配置高，发动机运行工况偏离了最佳经济区域，发动机油耗高。
5.对于发动机直驱的冷却系统，现有技术通常根据负载工况对发动机进行调节，控制发动机工作于最佳油耗区，从而达到节能的效果，没有考虑实际散热需求。
6.目前部分工程车辆上配备了硅油离合器、电磁离合器或独立散热系统等，按照散热需求控制风扇转速。
7.根据发动机万有特性曲线可知，发动机最佳油耗区域通常位于中低转速区间。目前工程机械发动机散热系统通常以额定功率点进行设计匹配，当发动机运行于油耗最佳的中低转速区域时，散热系统风扇转速低，风量小，散热能力降低，发动机、液力变矩器、变速箱、液压件等动力传动零部件存在过热风险，尤其是在高温环境下，容易导致过热损坏。
8.硅油离合器、电磁离合器或独立散热系统等需要额外设计结构，增加成本。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种冷却控制系统及工程机械。该系统及工程机械具有温度反馈功能，能在有效避免动力传动零部件过热损坏的同时实现发动机油耗降低。
10.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
11.第一方面，本发明提供了一种冷却控制系统，包括控制器以及均与控制器连接的温度传感器组、操控单元、负载传感器、模式选择单元、发动机电子控制单元、传动部件和液压部件；
12.所述温度传感器组用于向所述控制器传输温度信号；
13.所述操控单元用于生成向所述控制器传输操控者的操作要求信号；
14.所述负载传感器用于向所述控制器传输负载传感器信号；
15.所述模式选择单元用于向所述控制器传输模式选择信号；
16.所述发动机电子控制单元用于接收所述控制器传输的控制信号，根据所述控制信号控制发动机；
17.所述传动部件和所述液压部件用于接收所述控制器传输的控制指令，根据所述控制指令处于目标状态。
18.进一步的，所述模式选择单元，设有“自动”、“水温”、“传动油温”、“液压油温”、“高温”五种选择项。
19.进一步的，当模式选择单元向所述控制器传输的模式选择信号为“自动”时，控制器进入“自动”模式，控制方法包括：
20.1)控制器接收操控单元的信号，判定操作者对整机的操作要求；
21.2)控制器接收负载传感器信号，根据所述负载传感器信号判定外界负载；
22.3)控制器根据操控单元信号和外界负载确定发动机功率需求，并根据发动机功率需求和发动机万有特性曲线确定发动机的目标转速；
23.4)控制器根据发动机功率需求与目标转速，发送控制指令至发动机电控单元，控制发动机功率与转速输出；
24.5)控制器根据换挡曲线确定传动部件目标状态，根据排量-压力控制曲线确定液压部件目标状态，向传动部件、液压部件发送控制指令，使得传动部件和液压部件运行于目标状态。
25.进一步的，所述外界负载包括传动部件输出功率、液压部件输出功率和风扇输出功率；
26.所述负载传感器包括安装于传动部件的压力传感器、扭矩传感器和转速传感器、安装于液压部件的压力传感器和流量传感器以及安装于风扇的扭矩传感器和转速传感器；
27.根据所述负载传感器信号判定外界负载，包括：
28.其中，传动部件输出功率：
[0029][0030]
其中，p
x
为传动部件输出功率，t
x
为扭矩传感器测出的传动部件扭矩，n
x
为转速传感器测出的传动部件转速。
[0031]
液压部件输出功率：
[0032][0033]
其中，pb为液压部件输出功率，pb为压力传感器测出的液压部件压力，qb为流量传感器测出的液压部件流量；
[0034]
风扇输出功率：
[0035][0036]
其中，pf为风扇输出功率，tf为为扭矩传感器测出的风扇扭矩，nf为转速传感器测
出的风扇转速。
[0037]
进一步的，控制器根据操控单元信号和外界负载确定发动机功率需求，并根据发动机功率需求和发动机万有特性曲线确定发动机的目标转速，包括：
[0038]
发动机功率需求：
[0039]
p
需
＝λ(p
x
+pb+pf+...)
[0040]
其中，λ为需要功率与实际功率比值，p
x
为传动部件输出功率，pb为液压部件输出功率，pf为风扇输出功率，省略号代指其他作业装置。
[0041]
发动机目标转速根据传动部件转速、风扇转速、液压部件流量综合确定。
[0042]
进一步的，发动机万有特性曲线是发动机本身特性，是通过发动机台架实验得到的。
[0043]
进一步的，所述温度传感器组包括环境温度传感器组、发动机冷却液传感器组、传动油温传感器和液压油温传感器；
[0044]
当模式选择单元向所述控制器传输的模式选择信号为“水温”或“传动油温”或“液压油温”时，控制器进入“水温”或“传动油温”或“液压油温”模式，控制方法包括：
[0045]
1)控制器接收操控单元的信号，判定操作者对整机的操作要求；
[0046]
2)控制器接收负载传感器的信号，判定外界负载；
[0047]
3)控制器根据操控单元信号和负载传感器信号确定发动机功率需求，根据发动机万有特性曲线确定发动机目标转速；
[0048]
4)控制器接收发动机冷却液传感器组、传动油温传感器和液压油温传感器的温度信号，确定该温度下满足散热要求的发动机许用最低转速；
[0049]
5)控制器对发动机目标转速与发动机许用最低转速进行比较，若发动机目标转速大于发动机许用最低转速，控制器向发动机电子控制单元发送控制指令，使发动机运行于目标转速下；若发动机目标转速不大于发动机许用最低转速，控制器则向发动机电子控制单元发送控制指令，使发动机运行于许用最低转速下；
[0050]
6)控制器根据换挡曲线确定传动部件目标状态，根据排量-压力控制曲线确定液压部件目标状态，向传动部件、液压部件发送控制指令，使得传动部件运行于目标状态；
[0051]
7)结束。
[0052]
进一步的，控制器接收发动机冷却液传感器组、传动油温传感器和液压油温传感器的温度信号，确定该温度下满足散热要求的发动机许用最低转速，包括：
[0053]
其中发动机输入能量理论计算用下列公式：
[0054][0055]
式中：q为发动机累积油耗量(ml)；n为总采样点数；qi为第i采样点的瞬时油耗量(l/h)；d
t
为信号采样间隔；
[0056]
发动机输出能量为：
[0057][0058]
式中：p为发动机功率，e为发动机输出能量，te为发动机扭矩，ne为发动机转速；
[0059]
发动机的散热量为：
[0060]
r＝μ(q-e)
[0061]
其中，r为散热量，μ为冷却液带走能量的比例，q为发动机累积油耗量(ml)，e为发动机输出能量；
[0062]
液压油与传动油的散热量为：
[0063]
r＝α(e
入-e
出
)
[0064]
其中，r为散热量，α为液压油或传动油带走能量的比例，e
入
为输入能量，e
出
为输出能量；
[0065]
所需风扇风量m为：
[0066][0067]
式中c表示物质的比热容，t0表示空气温度，t1表示吸热后的终温；
[0068]
根据所需的风量以及系统阻力，参照风扇的流量-静压曲线选择风扇转速nf。
[0069]
发动机许用最低转速的计算：
[0070]
ne＝nfηfkf[0071]
式中：nf为风扇转速；ηf为风扇与发动机之间的传动效率；kf为风扇速比。
[0072]
进一步的，当模式选择单元向所述控制器传输的模式选择信号为“高温”时，控制器进入“高温”模式，控制方法包括：
[0073]
1)机外大气温度传感器测量得出机外大气温度；
[0074]
2)发动机冷却液温度传感器测量得出发动机冷却液温度；
[0075]
3)传动油温传感器测量得出液力传动油、变速箱齿轮油等传动油温度；
[0076]
4)液压油温传感器测量得出液压油温度；
[0077]
5)控制器分别计算得出发动机冷却液温度、传动油温度、液压油温度与机外大气温度之差；
[0078]
6)根据发动机冷却液温度与机外大气温度之差，获得满足发动机冷却液散热要求的发动机许用最低转速n1；根据传动油温度与机外大气温度之差，获得满足传动油散热要求的发动机许用最低转速n2；根据液压油温度与机外大气温度之差，获得满足液压油散热要求的发动机许用最低转速n3；
[0079]
7)控制器对n1、n2和n3进行比较，得出三者之中的最大值，并将该值确定为满足散热要求的发动机许用最低转速。
[0080]
第二方面，本发明提供一种工程机械，包括第一方面所述的冷却控制系统。
[0081]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
[0082]
本发明通过测量发动机冷却液、传动油、液压油的温度，以充分散热为限制条件，并结合发动机油耗特性确定发动机最佳转速，能够实现节能的同时有效防止散热不足导致的零部件过热损坏。
附图说明
[0083]
图1是本发明的冷却控制系统；
[0084]
图2是“自动”模式流程图；
[0085]
图3是“水温”“传动油温”“液压油温”模式流程图；
[0086]
图4是“高温”模式流程图。
具体实施方式
[0087]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0088]
实施例一：
[0089]
本实施例提供了一种冷却控制系统，如图1所示，包括：温度传感器组、操控单元、负载传感器、模式选择单元、发动机电子控制单元、传动部件、液压部件、控制器。
[0090]
模式选择单元，设有“自动”、“水温”、“传动油温”、“液压油温”、“高温”五种选择项。当模式选择单元选定某一选择项时，发送相应信号给控制器。
[0091]
温度传感器组包括机外大气温度传感器、发动机冷却液温度传感器、液压油温度传感器、传动油温度传感器，机外大气温度传感器控制器相连，用于测量机外大气温度；发动机冷却液温度传感器与控制器相连，用于测量发动机冷却液温度；传动油温传感器与控制器相连，用于测量液力传动油、变速箱齿轮油等传动油温度；液压油温传感器与控制器相连，用于测量液压油温度。
[0092]
操控单元包括发动机油门踏板或油门旋钮、挡位选择器、液压操控手柄。发动机油门踏板或油门旋钮，可以为输出电压信号的模拟量电子油门，也可以为输出数字信号的can油门，发动机油门将油门开度信号发送至控制器；挡位选择器可以为自动或手动，挡位选择器将挡位信号发送至控制器；液压操控手柄将操作者的操控信息发送到控制器。
[0093]
负载传感器包括压力传感器、流量传感器、转速传感器、扭矩传感器。负载传感器与控制器相连，用于感测外部负载工况。
[0094]
发动机电子控制单元与控制器相连，接收控制器对发动机的控制指令。
[0095]
传动部件包括变速箱、减速机等，液压部件包括液压泵、液压马达等，传动部件、液压部件与控制器相连，接收控制器对传动、液压部件的控制指令；
[0096]
控制器分别与温度传感器组、操控单元、负载传感器、发动机电子控制单元、传动部件、液压部件相连，用于接收温度传感器组所测量的温度信息，以及操控单元发送的用户操控指令和负载传感器感测的负载工况，并对发动机电子控制单元和传动部件、液压部件发送控制指令。
[0097]
控制器对模式选择单元发送的信号进行判定，控制器的控制逻辑为：
[0098]
如果为“自动”，控制逻辑如图2所示：
[0099]
1)控制器接收操控单元的信号，判定操作者对整机的操作要求(将操作者的操控信息发送到控制器，控制器不只根据外界负载，还要根据操控单元信号来确定功率与转速需求)；
[0100]
2)控制器接收负载传感器的信号，判定外界负载，主要包括传动部件、液压部件、风扇等负载；
[0101]
其中，传动部件输出功率：
[0102]
[0103]
其中，p
x
为传动部件输出功率，t
x
为扭矩传感器测出的传动部件扭矩，n
x
为转速传感器测出的传动部件转速。
[0104]
液压部件输出功率：
[0105][0106]
其中，pb为液压部件输出功率，pb为压力传感器测出的液压部件压力，qb为流量传感器测出的液压部件流量；
[0107]
风扇输出功率：
[0108][0109]
其中，pf为风扇输出功率，tf为为扭矩传感器测出的风扇扭矩，nf为转速传感器测出的风扇转速。
[0110]
3)控制器根据操控单元信号和负载传感器信号确定发动机功率需求，根据发动机万有特性曲线确定发动机目标转速(发动机万有特性曲线是发动机本身特性，是通过发动机台架实验得到的。转速主要看各个不同车辆的优先原则，是先满足传动部件转速要求、风扇转速要求还是液压部件，或者他们之间有一定的权重)；
[0111]
发动机功率需求：
[0112]
p
需
＝λ(p
x
+pb+pf+...)
[0113]
其中，λ为需要功率与实际功率比值，p
x
为传动部件输出功率，pb为液压部件输出功率，pf为风扇输出功率。
[0114]
发动机目标转速根据传动部件转速、风扇转速、液压部件流量等综合确定。
[0115]
4)控制器根据发动机功率需求与目标转速，发送控制指令至发动机电控单元，控制发动机功率与转速输出；
[0116]
5)控制器根据换挡曲线确定传动部件目标状态，根据排量-压力控制曲线确定液压部件目标状态，向传动部件、液压部件发送控制指令，使得传动部件运行于目标状态。
[0117]
如果为“水温”或“传动油温”或“液压油温”，控制逻辑如图3所示：
[0118]
1)控制器接收操控单元的信号，判定操作者对整机的操作要求；
[0119]
2)控制器接收负载传感器的信号，判定外界负载；
[0120]
3)控制器根据操控单元信号和负载传感器信号确定发动机功率需求，根据发动机万有特性曲线确定发动机目标转速；
[0121]
4)控制器接收“水温”或“传动油温”或“液压油温”传感器的温度信号，确定该温度下满足散热要求的发动机许用最低转速；
[0122]
其中发动机输入能量理论计算用下列公式：
[0123][0124]
式中：q为发动机累积油耗量(ml)；n为总采样点数；qi为第i采样点的瞬时油耗量(l/h)；d
t
为信号采样间隔；
[0125]
发动机输出能量为：
[0126][0127]
式中：p为发动机功率，e为发动机输出能量，te为发动机扭矩，ne为发动机转速；
[0128]
发动机的散热量为：
[0129]
r＝μ(q-e)
[0130]
其中，r为散热量，μ为冷却液带走能量的比例，q为发动机累积油耗量(ml)，e为发动机输出能量；
[0131]
液压油与传动油的散热量为：
[0132]
r＝α(e
入-e
出
)
[0133]
其中，r为散热量，α为液压油或传动油带走能量的比例，e
入
为输入能量，e
出
为输出能量；
[0134]
所需风扇风量
[0135][0136]
式中c表示物质的比热容，t0表示空气温度，t1表示吸热后的终温；
[0137]
根据所需的风量以及系统阻力，参照风扇的流量-静压曲线选择风扇转速nf。
[0138]
发动机许用最低转速的计算：
[0139]
ne＝nfηfkf[0140]
式中：nf为风扇转速；ηf为风扇与发动机之间的传动效率；kf为风扇速比。
[0141]
5)控制器对发动机目标转速与发动机许用最低转速进行比较，若发动机目标转速大于发动机许用最低转速，控制器向发动机电子控制单元发送控制指令，使发动机运行于目标转速下；若发动机目标转速不大于发动机许用最低转速，控制器则向发动机电子控制单元发送控制指令，使发动机运行于许用最低转速下；
[0142]
6)控制器根据换挡曲线确定传动部件目标状态，根据排量-压力控制曲线确定液压部件目标状态，向传动部件、液压部件发送控制指令，使得传动部件运行于目标状态；
[0143]
7)结束。
[0144]
如果为“高温”，控制逻辑如图4所示：
[0145]
1)机外大气温度传感器测量得出机外大气温度；
[0146]
2)发动机冷却液温度传感器测量得出发动机冷却液温度；
[0147]
3)传动油温传感器测量得出液力传动油、变速箱齿轮油等传动油温度；
[0148]
4)液压油温传感器测量得出液压油温度；
[0149]
5)控制器分别计算得出发动机冷却液温度、传动油温度、液压油温度与机外大气温度之差；
[0150]
6)根据发动机冷却液温度与机外大气温度之差，获得满足发动机冷却液散热要求的发动机许用最低转速n1；根据传动油温度与机外大气温度之差，获得满足传动油散热要求的发动机许用最低转速n2；根据液压油温度与机外大气温度之差，获得满足液压油散热要求的发动机许用最低转速n3；
[0151]
7)控制器对n1、n2和n3进行比较，得出三者之中的最大值，并将该值确定为满足散
热要求的发动机许用最低转速。
[0152]
上述步骤6)中，根据发动机冷却液温度与机外大气温度之差，获得满足发动机冷却液散热要求的发动机许用最低转速n1；根据传动油温度与机外大气温度之差，获得满足传动油散热要求的发动机许用最低转速n2；根据液压油温度与机外大气温度之差，获得满足液压油散热要求的发动机许用最低转速n3，的具体方法为：
[0153]
t＝tn-k
[0154]
式中，t是冷却液、传动油、液压油温度需求，tn指代冷却液、传动油、液压油的测量温度，k是大气温度，以下是具体计算最低转速的公式，分别对应发动机、传动、液压：
[0155]
其中发动机输入能量理论计算用下列公式：
[0156][0157]
式中：q为发动机累积油耗量(ml)；n为总采样点数；qi为第i采样点的瞬时油耗量(l/h)；d
t
为信号采样间隔；
[0158]
发动机输出能量为：
[0159][0160]
式中：p为发动机功率，e为发动机输出能量，te为发动机扭矩，ne为发动机转速；
[0161]
发动机的散热量为：
[0162]
r＝μ(q-e)
[0163]
其中，r为散热量，μ为冷却液带走能量的比例，q为发动机累积油耗量(ml)，e为发动机输出能量；
[0164]
液压油与传动油的散热量为：
[0165]
r＝α(e
入-e
出
)
[0166]
其中，r为散热量，α为液压油或传动油带走能量的比例，e
入
为输入能量，e
出
为输出能量；
[0167]
所需风扇风量m为：
[0168][0169]
式中c表示物质的比热容，t0表示空气温度，t1表示吸热后的终温；
[0170]
根据所需的风量以及系统阻力，参照风扇的流量-静压曲线选择风扇转速nf。
[0171]
发动机许用最低转速的计算：
[0172]
ne＝nfηfkf[0173]
式中：nf为风扇转速；ηf为风扇与发动机之间的传动效率；kf为风扇速比。
[0174]
实施例二：
[0175]
本实施例提供一种工程机械，包括如实施例一所述的冷却控制系统。
[0176]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0177]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0178]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0179]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0180]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种冷却控制系统，其特征在于，包括控制器以及均与控制器连接的温度传感器组、操控单元、负载传感器、模式选择单元、发动机电子控制单元、传动部件和液压部件；所述温度传感器组用于向所述控制器传输温度信号；所述操控单元用于生成向所述控制器传输操控者的操作要求信号；所述负载传感器用于向所述控制器传输负载传感器信号；所述模式选择单元用于向所述控制器传输模式选择信号；所述发动机电子控制单元用于接收所述控制器传输的控制信号，根据所述控制信号控制发动机；所述传动部件和所述液压部件用于接收所述控制器传输的控制指令，根据所述控制指令处于目标状态。2.根据权利要求1所述的冷却控制系统，其特征在于，所述模式选择单元，设有“自动”、“水温”、“传动油温”、“液压油温”、“高温”五种选择项。3.根据权利要求2所述的冷却控制系统，其特征在于，当模式选择单元向所述控制器传输的模式选择信号为“自动”时，控制器进入“自动”模式，控制方法包括：1)控制器接收操控单元的信号，判定操作者对整机的操作要求；2)控制器接收负载传感器信号，根据所述负载传感器信号判定外界负载；3)控制器根据操控单元信号和外界负载确定发动机功率需求，并根据发动机功率需求和发动机万有特性曲线确定发动机的目标转速；4)控制器根据发动机功率需求与目标转速，发送控制指令至发动机电控单元，控制发动机功率与转速输出；5)控制器根据换挡曲线确定传动部件目标状态，根据排量-压力控制曲线确定液压部件目标状态，向传动部件、液压部件发送控制指令，使得传动部件和液压部件运行于目标状态。4.根据权利要求3所述的冷却控制系统，其特征在于，所述外界负载包括传动部件输出功率、液压部件输出功率和风扇输出功率；所述负载传感器包括安装于传动部件的压力传感器、扭矩传感器和转速传感器、安装于液压部件的压力传感器和流量传感器以及安装于风扇的扭矩传感器和转速传感器；根据所述负载传感器信号判定外界负载，包括：其中，传动部件输出功率：其中，p
x
为传动部件输出功率，t
x
为扭矩传感器测出的传动部件扭矩，n
x
为转速传感器测出的传动部件转速；液压部件输出功率：其中，p
b
为液压部件输出功率，p
b
为压力传感器测出的液压部件压力，q
b
为流量传感器测出的液压部件流量；风扇输出功率：
其中，p
f
为风扇输出功率，t
f
为为扭矩传感器测出的风扇扭矩，n
f
为转速传感器测出的风扇转速。5.根据权利要求3所述的冷却控制系统，其特征在于，控制器根据操控单元信号和外界负载确定发动机功率需求，并根据发动机功率需求和发动机万有特性曲线确定发动机的目标转速，包括：发动机功率需求：p
需
＝λ(p
x
+p
b
+p
f
+...)其中，λ为需要功率与实际功率比值，p
x
为传动部件输出功率，p
b
为液压部件输出功率，p
f
为风扇输出功率；发动机目标转速根据传动部件转速、风扇转速、液压部件流量综合确定。6.根据权利要求5所述的冷却控制系统，其特征在于，发动机万有特性曲线是发动机本身特性，是通过发动机台架实验得到的。7.根据权利要求2所述的冷却控制系统，其特征在于，所述温度传感器组包括环境温度传感器组、发动机冷却液传感器组、传动油温传感器和液压油温传感器；当模式选择单元向所述控制器传输的模式选择信号为“水温”或“传动油温”或“液压油温”时，控制器进入“水温”或“传动油温”或“液压油温”模式，控制方法包括：1)控制器接收操控单元的信号，判定操作者对整机的操作要求；2)控制器接收负载传感器的信号，判定外界负载；3)控制器根据操控单元信号和负载传感器信号确定发动机功率需求，根据发动机万有特性曲线确定发动机目标转速；4)控制器接收发动机冷却液传感器组、传动油温传感器和液压油温传感器的温度信号，确定该温度下满足散热要求的发动机许用最低转速；5)控制器对发动机目标转速与发动机许用最低转速进行比较，若发动机目标转速大于发动机许用最低转速，控制器向发动机电子控制单元发送控制指令，使发动机运行于目标转速下；若发动机目标转速不大于发动机许用最低转速，控制器则向发动机电子控制单元发送控制指令，使发动机运行于许用最低转速下；6)控制器根据换挡曲线确定传动部件目标状态，根据排量-压力控制曲线确定液压部件目标状态，向传动部件、液压部件发送控制指令，使得传动部件运行于目标状态；7)结束。8.根据权利要求7所述的冷却控制系统，其特征在于，控制器接收发动机冷却液传感器组、传动油温传感器和液压油温传感器的温度信号，确定该温度下满足散热要求的发动机许用最低转速，包括：其中发动机输入能量理论计算用下列公式：式中：q为发动机累积油耗量(ml)；n为总采样点数；q
i
为第i采样点的瞬时油耗量(l/h)；d
t
为信号采样间隔；
发动机输出能量为：式中：p为发动机功率，e为发动机输出能量，t
e
为发动机扭矩，n
e
为发动机转速；发动机的散热量为：r＝μ(q-e)其中，r为散热量，μ为冷却液带走能量的比例，q为发动机累积油耗量(ml)，e为发动机输出能量；液压油与传动油的散热量为：r＝α(e
入-e
出
)其中，r为散热量，α为液压油或传动油带走能量的比例，e
入
为输入能量，e
出
为输出能量；所需风扇风量m为：式中c表示物质的比热容，t0表示空气温度，t1表示吸热后的终温；根据所需的风量以及系统阻力，参照风扇的流量-静压曲线选择风扇转速n
f
；发动机许用最低转速的计算：n
e
＝n
f
η
f
k
f
式中：n
f
为风扇转速；η
f
为风扇与发动机之间的传动效率；k
f
为风扇速比。9.根据权利要求2所述的冷却控制系统，其特征在于，当模式选择单元向所述控制器传输的模式选择信号为“高温”时，控制器进入“高温”模式，控制方法包括：1)机外大气温度传感器测量得出机外大气温度；2)发动机冷却液温度传感器测量得出发动机冷却液温度；3)传动油温传感器测量得出液力传动油、变速箱齿轮油等传动油温度；4)液压油温传感器测量得出液压油温度；5)控制器分别计算得出发动机冷却液温度、传动油温度、液压油温度与机外大气温度之差；6)根据发动机冷却液温度与机外大气温度之差，获得满足发动机冷却液散热要求的发动机许用最低转速n1；根据传动油温度与机外大气温度之差，获得满足传动油散热要求的发动机许用最低转速n2；根据液压油温度与机外大气温度之差，获得满足液压油散热要求的发动机许用最低转速n3；7)控制器对n1、n2和n3进行比较，得出三者之中的最大值，并将该值确定为满足散热要求的发动机许用最低转速。10.一种工程机械，包括如权利要求1-9任一项所述的冷却控制系统。

技术总结
本发明提供了一种冷却控制系统及工程机械，包括：温度传感器组、操控单元、负载传感器、模式选择单元、发动机电子控制单元、传动部件、液压部件、控制器。通过测量冷却系统温度，以充分散热为限制条件，并结合发动机油耗特性确定发动机最佳转速，能够实现节能的同时有效防止散热不足导致的零部件过热损坏。散热不足导致的零部件过热损坏。散热不足导致的零部件过热损坏。


技术研发人员：苏俊收 庄超 高磊磊 许鹏
受保护的技术使用者：江苏徐工国重实验室科技有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/6/26