CN104999891B - 一种混合动力汽车热管理系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合动力汽车热管理系统的控制方法，使用整车控制器对整车的散热、制冷和制热进行一体化控制，所述方法具体包括使用所述整车控制器接收反馈参数的步骤，计算所述反馈参数的步骤和输出控制参数的步骤。

Description

一种混合动力汽车热管理系统控制方法
技术领域
本发明是涉及一种混合动力汽车整车控制方法，具体涉及一种混合动力汽车整车热管理系统控制方法。
背景技术
现有技术中存在如下技术问题：传统的手动空调控制面板在协调高压电池能量和空调系统控制器上有明显劣势，自动空调面板价格昂贵，且其本身对高压系统的空调部件控制经验不足，不能充分结合系统各零部件的状态进行一体化控制，提高了控制器成本，且局限于自动/手动空调面板的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放在整车控制器内执行的整车热管理系统的控制方法，提供整车控制器作为整车热管理系统的管理核心，可更合理的进行高压监控，实现制冷/制热/散热/诊断等需求，充分结合系统各零部件的状态进行一体化控制，节约了控制器成本，且可不局限自动/手动空调面板的影响。
具体技术方案如下：
一种混合动力汽车热管理系统的控制方法，其特征在于使用整车控制器对整车的散热、制冷和制热进行一体化控制，所述方法具体包括使用所述整车控制器接收反馈参数的步骤，计算所述反馈参数的步骤和输出控制参数的步骤。
所述计算反馈参数的步骤还包括优化参数的步骤和/或故障检测步骤。
所述接受的反馈参数包括温度、空调系统压力、压缩机转速和发动机运行状态中的一个或多个。
所述温度包括发动机水温、电极控制器水温和变速箱油温中的一个或多个。
输出控制参数的步骤包括输出参数控制风扇控制器运行、输出参数控制冷却水泵运行、输出参数控制压缩机运行和输出参数控制三通阀开闭中的一个或多个。
所述接受反馈参数的步骤还包括接受驾驶员请求温度的步骤。
所述计算所述反馈信息的步骤包括比对请求温度与舱内温度的步骤。
所述计算所述反馈信息的步骤还包括PID调节控制步骤。
所述接收反馈信息的步骤还包括接收加热和/或制冷和/或散热零部件损坏信号的步骤。
所述输出控制参数的步骤中输出的控制信号将所控制零部件的运行参数控制在允许值以内。
所述混合动力汽车为动力系统为P2构型的插电式混合动力汽车。
具体地，所述整车控制器接收反馈参数的步骤，计算所述反馈参数的步骤和输出控制参数的步骤可实现以下五个方面的热管理控制：1.包括风扇和水泵的散热控制；2.包括压缩机制冷的制冷控制；3.包括PTC循环加热和发动机循环加热的制热控制；和4.制冷和制热同时进行的控制。以下进行详细说明：
一、风扇散热控制
1.1、整车控制接收发动机水温、电机控制器水温、变速箱油温、高压油泵控制器温度及空压机工作状态，分别根据不同的需求确定不同的风扇占空比需求，所有需求取最大化发给风扇控制器执行。
二、水泵散热控制
2.1、钥匙开关打开后，整车控制器控制水泵以较高占空比运转一段时间使整个水循环水路形成流动状态，便于电机控制器接收到正确的循环水温信号；
2.2、整车控制器接收电机的水温信号，根据其温度得到合理的占空比值后输出至水泵执行。
三、压缩机制冷控制
3.1、整车控制器采集冷媒的高压压力，压力传感器位于压缩机后端，蒸发器前端，据此压力值对压缩机工作状态进行保护，压力过高则停止压缩机；
3.2、整车控制器采集冷媒的低压压力，压力传感器位于蒸发器后端，压缩机前端，据压缩系统的最佳压力值(比如，预先设定为3bar)与此压力值取差值后经过PID运算可得到最佳的目标压缩机转速值；
3.3、压缩机有开启需求时，首先进行预控制(比如，预先控制压缩机目标转速为1000rpm)，使压缩机能够先运行起来，使系统的压力达到正常的工作区间；
3.4、预控制段结束后，输出根据低压压力值和最佳压力值PID计算后的目标转速，详见图3压缩机制冷控制逻辑。
四、制热控制
4.1、制热控制分为PTC制热和发动机加热循环，PTC加热循环由PTC加热器、PTC水泵、三通阀及相关水道组成；发动机加热循环为传统发动机的循环水道；
4.2、两个加热循环可并行或单独进行工作，需要整车控制器协调控制PTC水泵/三通阀的工作状态；
4.3、PTC制热是控制PTC目标出水口温度实现，出水口温度的控制分为预控制和PID控制两个阶段，同时目标出水口温度不能超过PTC循环的零部件所能承受的极限温度；
4.4、预控制首先快速控制目标温度至预设值，或达到预控制的最长设定时间，之后根据驾驶员的设定温度和舱内实际温度做PID调节得到目标出水口温度。
五、制冷制热同时控制
第三步骤和第五步骤同时进行。
附图说明
图1混动系统结构图
图2风扇散热控制逻辑
图3压缩机制冷控制逻辑
图4PTC加热循环
图5发动机加热循环
图6PTC制热控制逻辑
具体实施方式
下面对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的优选实施例。
冷却风扇控制逻辑1-6
1、整车控制器接收发动机水温，并与车速一起使用二维查表，得到发动机冷却所需的风扇占空比；
2、整车控制器接收电机控制器水温，并与车速一起使用二维查表，得到电机冷却所需的风扇占空比；
3、整车控制器接收变速箱油温，并与车速一起使用二维查表，得到变速箱冷却所需的风扇占空比；
4、整车控制器接收变速箱油温，并与车速一起使用二维查表，得到高压油泵冷却所需的风扇占空比，由于电机集成在变速箱内，因此变速箱油的冷却温度间接对电机本体起到冷却作用；
5、整车控制器接收空压机工作状态，并使用高压压力传感器所采集的压力查一维表，得到空压机所需的风扇占空比；
6、将1-5分别计算的占空比取最大后转发风扇控制器执行，完成对冷却风扇的控制；
冷却水泵控制逻辑7-8
7、钥匙开关打开后，整车控制器控制水泵以较高占空比运转一段时间使整个循环水路形成流动状态，便于电机控制器接收到正确的循环水温信号；
8、整车控制器接收电机水温值，并使用车速查二维表，得到合理的冷却水泵占空比值后输出至水泵执行；
制冷控制逻辑9-12
9、整车控制器采集空调系统的高压压力和低压压力，并分别进行一阶低通滤波处理；
10、整车控制器从空调面板接收驾驶员的压缩机开启请求信号，在高压电池准备就绪且空调管路内的高压压力值在安全范围内则使能压缩机；
11、当步骤9成立后，对压缩机进行转速控制，压缩机转速控制首先输出1000rpm的转速指令对其进行预控制，待其转速上升至1000rpm后，PID控制器介入；
12、PID控制的输入为空调管内最佳预设的低压值与实际低压值的差值，最佳管内低压一般设定为2.5-3bar，经过PID调节器后的转速即为目标请求转速，目标转速要限制在压缩机允许的转速范围内；
13、当步骤9不成立时，则将PID控制器进行重置；
制热控制逻辑14-19
14、整车控制器应接收室外温度信号、室内温度信号、驾驶员需求温度、驾驶舱实际温度、发动机水温及发动机运行状态、PTC出水口温度、空调模式开关等信号；
15、当以下条件都成立时，则认为驾驶员有制热需求
●系统准备就绪(整车ready)；
●空调模式开关不在OFF位置；
●驾驶员请求温度不在最低值(16℃)且高于驾驶舱实际温度；
●驾驶员请求温度高于室外温度；
●PTC水泵损坏且发动机未运行的逻辑不成立；
16、驾驶员有制热需求时，即步骤15成立，则控制三通阀关闭，水流按照图4的PTC加热循环进行，但当以下条件成立时，则控制三通阀开启；
●PTC水泵损坏，无法建立起流动水循环；
●发动机运行，带动了发动机本体上的循环水泵泵水，避免发动机水泵与PTC水泵互相泵水；
●发动机水温过高，开启三通阀辅助发动机散热；
●发动机未运行，发动机水温很高且高于PTC出水口温度时，可继续利用发动机的废水循环；
17、当步骤15成立，且步骤16中的三通阀的控制状态确定后，则根据下表中的控制逻辑分别控制PTC水泵和PTC加热器；
18、步骤17中的加热器使能后，整车控制器要计算其目标出水温度，其计算逻辑分为预控制阶段和PID调节控制；
19、预控制阶段即为首先请求PTC目标出水口一定的预设温度，使其快速进行加热，如果达到目标温度或达到预设加热时间，则进入PID调节控制阶段；
20、PID输入为驾驶员请求温度与舱内温度的差值，经过PID运算后的温度即为PTC的目标出水口温度；
当驾驶员无制热需求时，则对步骤20中的PID控制器进行重置；
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种混合动力汽车热管理系统的控制方法，其特征在于：使用整车控制器对整车的散热、制冷和制热进行一体化控制，所述方法具体包括使用所述整车控制器接收反馈参数的步骤，计算所述反馈参数的步骤和输出控制参数的步骤，从以下5个方面进行热管理控制：
(1)风扇散热控制：
整车控制接收发动机水温、电机控制器水温、变速箱油温、高压油泵控制器温度及空压机工作状态，分别根据不同的需求确定不同的风扇占空比需求，所有需求取最大化发给风扇控制器执行；
(2)水泵散热控制：
钥匙开关打开后，整车控制器控制水泵以较高占空比运转一段时间使整个水循环水路形成流动状态，便于电机控制器接收到正确的循环水温信号，整车控制器接收电机的水温信号，根据其温度得到合理的占空比值后输出至水泵执行；
(3)压缩机制冷控制：
整车控制器采集冷媒的高压压力，压力传感器位于压缩机后端，蒸发器前端，据此压力值对压缩机工作状态进行保护，压力过高则停止压缩机，整车控制器采集冷媒的低压压力，压力传感器位于蒸发器后端，压缩机前端，据压缩系统的最佳压力值与此压力值取差值后经过PID运算可得到最佳的目标压缩机转速值，压缩机有开启需求时，首先进行预控制，使压缩机能够先运行起来，使系统的压力达到正常的工作区间，预控制段结束后，输出根据低压压力值和最佳压力值PID计算后的目标转速；
(4)制热控制：
制热控制分为PTC制热和发动机加热循环，PTC加热循环由PTC加热器、PTC水泵、三通阀及相关水道组成，发动机加热循环为传统发动机的循环水，两个加热循环可并行或单独进行工作，需要整车控制器协调控制PTC水泵和/或三通阀的工作状态，PTC制热是控制PTC目标出水口温度实现，出水口温度的控制分为预控制和PID控制两个阶段，同时目标出水口温度不能超过PTC循环的零部件所能承受的极限温度，预控制首先快速控制目标温度至预设值，或达到预控制的最长设定时间，之后根据驾驶员的设定温度和舱内实际温度做PID调节得到目标出水口温度；
(5)制冷制热同时控制：第(3)步骤和第(5)步骤同时进行。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车热管理系统的控制方法，其中所述计算反馈参数的步骤还包括优化参数的步骤和/或故障检测步骤。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车热管理系统的控制方法，其中所述混合动力汽车为动力系统为P2构型的插电式混合动力汽车。
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