一种车辆液体加热器的闭环控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车辆液体加热器的闭环控制系统，该闭环控制系统包括：加热器控制单元、与该加热器控制单元连接的冷却液泵循环模块和电机风扇调速模块，加热器控制单元通过冷却液的温度反馈来控制加热器和冷却液泵的工作，保证加热器稳定运行，并根据尾气燃烧数据和进气温度来控制电机风扇的进气量，从而调整油气混合比。本发明专利技术的系统能够实现加热器运行过程中通过加热器控制单元(ECU)接收加热反馈信号并主动发出控制指令的功能，解决加热器在不同工作环境下保证可靠输出，确保加热器燃烧效率和尾气排放达到最佳状态，为用户提供最清洁的加热器产品。

A closed loop control system for the liquid heater of a vehicle

The invention discloses a closed loop control system for a vehicle liquid heater. The closed loop control system consists of a heater control unit, a cooling liquid pump circulating module connected with the heater control unit and a motor fan speed regulation module. The heater control unit controls the heater and the coolant pump through the temperature feedback of the coolant. The operation of the heater ensures that the heater operates stably and controls the intake volume of the motor fan according to the tail gas combustion data and intake temperature, thereby adjusting the oil gas mixing ratio. The system of the invention can realize the heater control unit (ECU) to receive the heating feedback signal and send out the control instruction actively in the heater operation process, to solve the heater in the different working environment to ensure the reliable output, to ensure the heater combustion efficiency and exhaust emission to reach the best state, and to provide the most clean for the user. Heater products.

【技术实现步骤摘要】
一种车辆液体加热器的闭环控制系统
本专利技术涉及车辆控制系统领域，尤其是一种车辆液体加热器的闭环控制系统。
技术介绍
现有加热器的控制系统主要采用被动式的控制系统和策略，被动式的控制策略主要存在以下缺点：加热器性能参数一经设置完毕，加热器只能按照其固有模式运转，例如风扇机电转速将维持在一个相对稳定的数值，这种情况下，随着加热器使用外界环境的变化，如温度、进风量变化等，加热器可能存在由于油气混合比不佳而导致燃烧不充分、尾气排放不达标，甚至火焰熄灭的风险，进而影响加热器的整体性能和尾气排放清洁程度。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是一套可实现闭环控制的液体加热器闭环控制系统。为实现上述目的，本专利技术的车辆液体加热器的闭环控制系统的技术方案如下：一种车辆液体加热器的闭环控制系统，该闭环控制系统包括：加热器控制单元、与该加热器控制单元连接的冷却液泵循环模块和电机风扇调速模块，加热器控制单元通过冷却液的温度反馈来控制加热器和冷却液泵的工作，保证加热器稳定运行，并根据尾气燃烧数据和进气温度来控制电机风扇的进气量，从而调整油气混合比。进一步，所述冷却液循环模块包括：进液口温度传感器、出液口温度传感器和过热传感器。进一步，在所述加热器的启动过程中，当所述进液口温度传感器或所述出液口温度传感器检测到冷却液温度高于预设值时，加热器控制单元发出指令，冷却液泵开启。进一步，在所述加热器运行过程中，当所述进液口温度传感器或所述出液口温度传感器检测到冷却液温度升高到预设值时，加热器控制单元发出指令使加热器转入待机状态。进一步，在所述加热器待机过程中，当所述进液口温度传感器或所述出液口温度传感器检测到冷却液温度降低到预设值时，加热器控制单元发出指令使加热器转入运行状态。进一步，在所述加热器关机过程中，当所述进液口温度传感器或所述出液口温度传感器检测到冷却液温度降低到预设值时，加热器控制单元发出指令关闭冷却液泵。进一步，所述过热传感器检测到系统温度超过预设值时，加热器控制单元向加热器发出关机指令并显示系统过热故障。进一步，在所述加热器排烟孔安装有氧传感器，在加热器的进气口安装有进气温度传感器，加热器控制单元根据所述氧传感器和所述进气温度传感器的实时数据，自动分析燃油燃烧情况，匹配风扇最佳转速方案，并对风栅的转速进行控制，调整油气混合比，确保加热器在不同环境下均能按照预设性能指标稳定运行。进一步，所述风扇的电机为无刷电机。进一步，所述加热器工作过程包括：初始化、点火、预热和全功率控制过程。本专利技术的系统能够实现加热器运行过程中通过加热器控制单元(ECU)接收加热反馈信号并主动发出控制指令的功能，解决加热器在不同工作环境下保证可靠输出，确保加热器燃烧效率和尾气排放达到最佳状态，为用户提供最清洁的加热器产品。附图说明图1为本专利技术中车辆液体加热器的闭环控制系统的电器原理图；图2为本专利技术中车辆液体加热器的闭环控制系统的启动过程图；图3为本专利技术中车辆液体加热器的闭环控制系统的燃烧状态闭环控制过程图。具体实施方式下面利用结合附图和实例对本专利技术的原理和特征进行更全面的说明。本专利技术可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。如图1所示，本专利技术的车辆液体加热器闭环控制系统的具体方案为：加热器控制单元(ECU)控制整个液体加热器供热系统运行过程中传感器数据分析、控制策略(指令)制定和发送、电机转速控制；CAN总线通信单元承担ECU与加热器各部件通信；传感器包括：进液口温度传感器、出液口温度传感器、过热传感器、进气温度传感器和氧传感器；电机调速控制部分，采用带速度反馈控制的无刷电机，控制器ECU通过电机速度控制端口和CAN总线通信的方式实时控制电机转速，调整进风量；液体加热器在运行过程中，各部件位置传感器实时采集相应数据，通过CAN总线通信传输至控制器ECU，ECU接收数据并分析，自动计算最佳控制策略，制定各部件当前运行最佳方案，再通过CAN总线传输至加热器相关零部件，调整其运行状态，保证液体加热器在不同环境下(高/低温环境、平原/高原环境、沙尘环境等)均能通过控制器主动发出控制信号，确保油气混合比满足预设值要求，保证燃烧效率、尾气排放达到最佳状态。如图2，本专利技术提供车载液体加热器的闭环控制系统的工作方法，工作方法具体包括以下步骤：加热器整体工作步骤：1.初始化过程，包括系统自检和部分电气件预热、启动，如：氧传感器、喷油嘴加热器启动，开始自加热。过滤器开启且保持至加热器停止工作，其他电气件此时处于关闭状态；2.点火阶段，氧传感器、点火塞、风扇电机、油泵、电磁阀相继开始工作，其中喷油嘴加热器加热至预设温度，油泵供油加压至设定值，电磁阀打开，喷射模块开始工作，控制器开始点火检测，氧传感器打开开始采集尾气排放数据并实时传输至控制器端口；3.预热阶段，喷油嘴加热器继续保持预设温度工作，当控制器检测到加热器点火成功后，点火塞停止工作，控制器通过控制电机转速，调节进风量，从而控制空气过量系数至预设值，此过程冷却液泵延时开启，开始循环冷却液，进、出液口传感器、过热传感器开始工作，采集各点温度数据并实时传输至控制器端口；4.全功率控制阶段，调整喷油嘴加热器温度、空气过量系数(λ)至稳定运行预设值，控制器实时接收来自氧传感器的数据，自动计算实时空气过量系数值(λ)，并与预设值进行比较，比较结果计算结果，通过速度反馈端口向电机发出调节转速的指令，自动调节风扇电机转速，调节进风量，改善燃烧态，保证燃油充分燃烧，尾气排放符合清洁标准，确保加热器达到最佳工作状态。如图3，本专利技术采用了控制器+氧传感器组合工作模式，氧传感器实时采集加热器尾气数据并传输至控制器模块，经由加热器控制单元自动分析尾气成分，自动分析、计算当前加热器的燃烧状态，确定是否需要进行主动改变液体加热的进风量，以到达调整液体加热达到预设的燃烧状态。若系统判断需要进行调整，则ECU通过与无刷电机速度反馈端口进行通信，并向电机发出速度调整指令已达到调节进气风量，从而保证了液体加热器在不同环境下(高/低温环境、平原/高原环境、沙尘环境等)均能通过控制器主动发出控制信号，确保油气混合比满足预设值要求，保证燃烧效率、尾气排放达到最佳状态。。以上结合附图仅描述了本申请的几个优选实施例，但本申请不限于此，凡是本领域普通技术人员在不脱离本申请的精神下，做出的任何改进和/或变形，均属于本申请的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆液体加热器的闭环控制系统，其特征在于，该闭环控制系统包括：加热器控制单元、与该加热器控制单元连接的冷却液泵循环模块和电机风扇调速模块，加热器控制单元通过冷却液的温度反馈来控制加热器和冷却液泵的工作，保证加热器稳定运行，并根据尾气燃烧数据和进气温度来控制电机风扇的进气量，从而调整油气混合比。

【技术特征摘要】
1.一种车辆液体加热器的闭环控制系统，其特征在于，该闭环控制系统包括：加热器控制单元、与该加热器控制单元连接的冷却液泵循环模块和电机风扇调速模块，加热器控制单元通过冷却液的温度反馈来控制加热器和冷却液泵的工作，保证加热器稳定运行，并根据尾气燃烧数据和进气温度来控制电机风扇的进气量，从而调整油气混合比。2.如权利要求1所述的闭环控制系统，其特征在于，所述冷却液循环模块包括：进液口温度传感器、出液口温度传感器和过热传感器。3.如权利要求2所述的闭环控制系统，其特征在于，在所述加热器的启动过程中，当所述进液口温度传感器或所述出液口温度传感器检测到冷却液温度高于预设值时，加热器控制单元发出指令，冷却液泵开启。4.如权利要求2所述的闭环控制系统，其特征在于，在所述加热器运行过程中，当所述进液口温度传感器或所述出液口温度传感器检测到冷却液温度升高到预设值时，加热器控制单元发出指令使加热器转入待机状态。5.如权利要求2所述的闭环控制系统，其特征在于，在所述加热器待机过程中，当所述进液口温度传感器或所述出液口温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍·林肯特姆，安伟，赵书明，董龙纪，何良涛，左朝辉，王吉哲，杨文亚，
申请(专利权)人：瑞富泰克沧州加热器有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13