一种水温的控制方法、装置、热管理系统和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水温的控制方法、装置、整车热管理系统和存储介质。该水温的控制方法，包括：监测柴油发动机的水温，并判断所述水温是否高于设定温度阈值；若是，则获取目标温度及预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程；根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，其中，所述控制变量包括风扇转速、电控水泵转速和节温器开度；根据所述控制变量控制所述柴油发动机的水温。本发明专利技术实施例的技术方案，通过实时监测水温，建立水温的状态空间方程，确定水温与各个控制变量的对应关系，根据该对应关系确定达到目标温度的控制变量的值，实现了在线优化各个控制变量的值，提高了水温控制的精度，减少了系统的能耗。

A water temperature control method, device, heat management system and storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种水温的控制方法、装置、热管理系统和存储介质
本专利技术实施例涉及温度控制
，尤其涉及一种水温的控制方法、装置、热管理系统和存储介质。
技术介绍
汽车柴油发动机随着运行时间的增加，自身温度也会随之增高，当温度超出工作范围时，将导致发动机功耗增加，且会降低相关部件的寿命。因此，温度控制对于柴油发动机至关重要。传统的柴油机温度控制主要依靠蜡式节温器进行大小循环的调节，其仅可以控制节温器的开度，无法控制水泵和风扇的转速，可控参数少，调节效果不好，无法实现精准水温调控。
技术实现思路
本专利技术提供一种水温的控制方法、装置、热管理系统和存储介质，以实现柴油发动机水温的精准、实时控制。第一方面，本专利技术实施例提供了一种水温的控制方法，该方法包括：监测柴油发动机的水温，并判断所述水温是否高于设定温度阈值；若是，则获取目标温度及预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程；根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，其中，所述控制变量包括风扇转速控制变量、电控水泵转速控制变量和节温器开度控制变量；根据所述控制变量控制所述柴油发动机的水温。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种水温的控制装置，该装置包括：水温监测模块，用于监测柴油发动机的水温，并判断所述水温是否高于设定温度阈值；预处理模块，用于若所述水温高于设定温度阈值，则获取目标温度及预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程；控制变量确定模块，用于根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，其中，所述控制变量包括风扇转速控制变量、电控水泵转速控制变量和节温器开度控制变量；水温控制模块，用于根据所述控制变量控制所述柴油发动机的水温。第三方面，本专利技术实施案例还提供了一种整车热管理系统，该整车热管理系统包括：柴油发动机、智能风扇、电控水泵、可控节温器和水温控制器，其中，所述水温控制器用于执行专利技术任意实施例所提供的水温的控制方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本专利技术任意实施例所提供的水温的控制方法。本专利技术实施例的技术方案，在柴油发动机水温高于设定值时，通过目标温度预先建立的水温状态空间方程确定风扇转速、水泵转速和节温器开度的控制变量，基于三个控制变量进行水温控制，可控参数多，控制灵活，且水温控制精度高，减少了系统的能耗，降低了对相关零件的损耗，提高了系统的寿命。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种水温的控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例二中的一种水温的控制方法的流程图；图3是本专利技术实施例三中的一种水温的控制装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例四中的一种整车热管理系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅展示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种水温的控制方法的流程图，本实施例可适用于车辆的柴油发动机的水温控制的情况，该方法可以由水温的控制装置或整车热管理系统来执行，如图1所示，该方法包括：步骤110、监测柴油发动机的水温，并判断所述水温是否高于设定温度阈值。其中，柴油发动机或柴油机，可以是嵌入式系统的柴油机。水温可以用柴油发动机出口的水的温度。设定温度阈值可以是根据柴油发动机的性能确定，或者根据经验确定。当水温低于设定温度阈值时，柴油发动机处于热机模式，即处于水温上升的阶段，说明此时水温低于柴油发动机的工作温度。设定温度阈值可以是70℃、75℃或者其他值。步骤120、若是，则获取目标温度及预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程。具体的，若当前的柴油发动机的水温高于设定温度阈值时，则获取目标温度及预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程。其中，目标温度指的是柴油发动机工作的理想温度，可以通过多次试验得出或者根据整车热管理系统的性能确定。目标温度可以是80℃、85℃或者其他值。可选的，目标温度可以通过如下方式确定：建立水温、能耗以及热效率之间的第一对应关系；以最低油耗为目标，根据所述第一对应关系确定所述柴油发动机的目标温度。具体的，可以通过台架试验确定目标温度。通过综合考虑水温导致的摩擦阻力产生的能耗，不同水温引起的充气效率和缸内传热等因素的不同而导致的热效率不同，以及考虑油耗最低这一目标，确定目标温度。目标温度的范围可以是75℃～90℃。其中，状态空间方程为表征所述柴油发动机的水温与各个控制参数的关系的方程式。可选的，所述状态空间方程的状态变量包括发动机入口温度、本体金属温度和大循环流量，输入变量为风扇转速、电控水泵转速以及节温器开度，输出变量为发动机出口温度。由于柴油发动机出口的水温与多个参数有关，如大循环流量mexch、小循环流量、缸头温度Tmetal、中冷器进风温度Tcoolin、中冷器出口温度Tcoolout、机舱温度Tcabin、发动机入口温度Tmot1、风扇转速nfan、电控水泵转速npumb、节温器开度θth以及环境温度Tamb等均有关系，可以根据热传递以及散热等与水温相关的物理过程建立状态空间方程的建立，最终通过该状态空间方程可以建立柴油发动机出口的水温与扇转速nfan、电控水泵转速npumb以及节温器开度θth之间的关系。步骤130、根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，其中，所述控制变量包括风扇转速、电控水泵转速和节温器开度。具体的，通过状态空间方程可以得到水温与各个控制变量的对应关系，根据目标水温便可以得到最终的各个控制变量的值。具体的，由于水温由多个控制参数决定，为了寻求最优解可以通过设置代价函数实现。可选的，根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，包括：根据所述状态空间方程确定所述柴油发动机的水温与所述控制变量的第二对应关系；根据各个所述第二对应关系、所述目标温度及第一代价函数确定所述水温的控制变量。其中，所述状态空间方程所描述的是前一时刻各个状态、输入的值与当前时刻的各个状态的值之间的对应关系，因此，可以通过状态空间方程，得到下一时刻的水温与各个控制变量的对应关系，即第二对应关系。为了得到最优解，可以通过递推的方式得到多个所述第二对应关系，再结合目标温度和第一代价函数求出各个控制变量的最优解。具体的，第一代价函数的目标应是温度尽可能靠近目标温度，同时还应该使得系统损耗最小。可选的，第一代价函数的表达式可以为：其中，Fl为代价函数，fi表示第i个预测温度对应的第二对应关系，To为目标温度，α为权重系数，gipump为第i个预测温度对应的所述电控水泵的能耗，gifan为第i个预测温度对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水温的控制方法，其特征在于，包括：/n监测柴油发动机的水温，并判断所述水温是否高于设定温度阈值；/n若是，则获取目标温度及预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程；/n根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，其中，所述控制变量包括风扇转速、电控水泵转速和节温器开度；/n根据所述控制变量控制所述柴油发动机的水温。/n

【技术特征摘要】
1.一种水温的控制方法，其特征在于，包括：
监测柴油发动机的水温，并判断所述水温是否高于设定温度阈值；
若是，则获取目标温度及预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程；
根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，其中，所述控制变量包括风扇转速、电控水泵转速和节温器开度；
根据所述控制变量控制所述柴油发动机的水温。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标温度，包括：
建立水温、能耗以及热效率之间的第一对应关系；
以最低油耗为目标，根据所述第一对应关系确定所述柴油发动机的目标温度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态空间方程的状态变量包括发动机入口温度、本体金属温度和大循环流量，输入变量为风扇转速、电控水泵转速以及节温器开度，输出变量为发动机出口温度。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取预先建立的所述柴油发动机的水温的状态空间方程之后，还包括：
对所述状态空间方程进行线性化和离散化。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标温度及状态空间方程确定所述水温的控制变量，包括：
确定所述水温的第一代价函数；
根据所述状态空间方程确定所述柴油发动机的水温与所述控制变量的第二对应关系；
根据各个所述第二对应关系、所述目标温度及第一代价函数确定所述水温的控制变量。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一代价函数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏，张建锐，杨荣彬，佀庆涛，李子竞，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22