CN106739949A - 空调采暖控制系统、控制器、方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调采暖控制系统、控制器、方法和装置。所述系统包括：控制器、发动机回路、水泵回路、比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述比例阀用于提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后回到所述发动机回路和水泵回路；所述第一温度传感器和第二温度传感器分别用于采集发动机回路水温和水泵回路水温，并将采集到的回路水温信号分别发送至所述控制器；所述比例阀还用于接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控。本发明克服了加热器水温剧烈波动的问题，有利于提高资源利用率。

Description

空调采暖控制系统、控制器、方法和装置

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，特别是涉及一种空调采暖控制系统、控制器、方法和装置。

背景技术

为了节能减排，近年来混合动力汽车得到了长足的发展。而混动汽车的空调采暖系统结构如图1所示，将发动机和水泵并联在两个回路中，这两个回路均经过加热器和换热器，所述系统结构还设置有三通阀。所述三通阀有三个口，一进两出，当内部阀芯在不同位置时，出口不同。

基于该系统结构，当发动机启动时，三通阀出口切换至发动机侧，阻挡水泵回路的水流进入加热器，此时系统主要依靠发动机回路的热水采暖；当发动机熄火时，三通阀出口切换至水泵侧，阻止发动机水进入加热器，此时系统主要依靠加热器对水泵回路的水进行加热，通过输出的热水采暖。然而，基于上述采暖系统，每次发动机启动和熄火时，将给加热器的水温造成重大冲击，使加热器水温剧烈波动，进而导致空调的出风温度剧烈波动。

发明内容

基于此，本发明实施例提供了空调采暖控制系统、控制器、方法和装置，能够避免加热器水温剧烈波动的问题。

本发明一方面提供空调采暖控制系统，包括：控制器、发动机回路、水泵回路、比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器均与所述控制器连接；

所述比例阀用于提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后回到所述发动机回路和水泵回路；

所述第一温度传感器和第二温度传感器分别用于采集发动机回路水温和水泵回路水温，并将采集到的回路水温信号分别发送至所述控制器；

所述比例阀还用于接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控。

本发明另一方面提供一种空调采暖控制器，包括：MCU和电机驱动芯片，所述MCU包括模数转换单元以及串行外设接口单元；所述MCU通过所述串行外设接口单元连接所述电机驱动芯片；

所述模数转换单元，用于接收空调采暖控制系统中第一温度传感器采集的发动机回路水温信息、第二温度传感器采集的水泵回路水温信息以及比例阀的位置反馈信息，以及用于将接收到的信息转换为数字字号；

所述串行外设接口单元，用于将所述MCU生成的用于调节比例阀的位置调节指令发送给所述电机驱动芯片；

所述电机驱动芯片用于接收MCU发送的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述比例阀的位置。

本发明另一方面提供一种空调采暖控制方法，包括：

获取当前的发动机回路水温和水泵回路水温并进行比较；

若发动机回路水温小于水泵回路水温，调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口；

若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，比较发动机回路水温与预先确定的加热器目标出口水温；若发动机回路水温小于所述加热器目标出口水温，调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于所述加热器目标出口水温，控制加热器停止加热，并根据预设第二PID控制算法调节所述比例阀的第一阀口的开控和第二阀口的开控，以使加热器的入口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

本发明另一方面提供一种空调采暖控制装置，包括：

回路水温获取及比较模块，用于获取当前的发动机回路水温和水泵回路水温并进行比较；

第一比例阀调节模块，用于若发动机回路水温小于水泵回路水温，调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口；

第二比例阀调节模块，用于若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，比较发动机回路水温与预先确定的加热器目标出口水温；若发动机回路水温小于所述加热器目标出口水温，调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于所述加热器目标出口水温，控制加热器停止热器，并根据预设第二PID控制算法调节所述比例阀的第一阀口的开控和第二阀口的开控，以使加热器的入口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

基于上述实施例提供的空调采暖控制系统、控制器、方法和装置，通过获取当前的发动机回路水温和水泵回路水温并进行比较，若发动机回路水温小于水泵回路水温，调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温且小于所述加热器目标出口水温，则调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温且大于所述加热器目标出口水温，则控制加热器停止热器，并根据预设PID控制算法调节所述比例阀，以使加热器的入口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内；通过灵活调节比例阀的阀口开控，使得发动机回路和水泵回路的水流按相应比例进入加热器，有效克服了加热器入口水温及出口水温剧烈波动的问题，并且当回路水温足够时还控制加热器停止热器，提高了资源利用率。

附图说明

图1为传统混动汽车空调采暖的工作环境示意图；

图2为一实施例的空调采暖控制系统的示意性结构图；

图3为一实施例空调采暖控制器的示意性结构图；

图4为一实施例的空调采暖控制方法的示意性流程图；

图5为另一实施例的空调采暖控制方法的示意性流程图

图6为一实施例的空调采暖控制装置的示意性结构图；

图7为另一实施例的空调采暖控制装置的示意性结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

其中，所述比例阀用于提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后再回到所述发动机回路和水泵回路；通过将所述加热器的加热之后水流的温度转换为得到对应的空气温度，由此实现空调的出风温度。此外，还包括，第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于采集发动机回路水温、水泵回路水温；所述比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器均与所述控制器连接；所述比例阀还用于接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控，以使发动机回路、水泵回路中的水流按相应比例进入所述加热器，以克服因发动机开启/停止过程中加热器的入口水温出现较大波动。

在一优选实施例中，所述空调采暖控制系统中，在水泵回路设置有第一水泵(例如图2中的1号水泵)，在发动机回路设置有第二水泵(例如图2中的2号水泵)和发动机，所述发动机、第一水泵、第二水泵均与所述控制器连接。所述第一水泵和所述第二水泵还用于接收所述控制器输出的转速调节指令，根据所述转速调节指令调节各自的转速，以调节水泵回路的水流速度和发动机回路的水流速度，进一步确保发动机回路和水泵回路中的水流以相应比例进入所述加热器。

优选的，采用连续控制的比例阀，通过调整所述比例阀的位置可使所述第一阀口和第二阀口打开任意一个开度，由此精确控制通过的流量大小。同时，还可调节第一水泵和第二水泵的转速，以此调节发动机回路和水泵回路中的水进入所述加热器的流量大小，进一步确保加热器入口端的水温不会出现较大波动。

在一优选实施例中，所述空调采暖控制系统还包括：第三温度传感器和第四温度传感器，分别用于采集加热器的入口端的水温和出口端的的水温，并将采集到的加热器水温信息分别发送至所述控制器。所述第三温度传感器和第四温度传感器分别与所述控制器连接；所述加热器还用于接收所述控制器输出的功率调节指令，并根据所述功率调节指令调节其加热功率，以使加热器的出口水温满足预期的温度；所述预期的温度为与预先确定的加热器目标出口水温的差值在设定范围内(例如±3度范围内)。

优选的，将所述第一温度传感器和第二温度传感器分别设于所述比例阀的第一阀口和第二阀口；将所述第三温度传感器和第四温度传感器分别设置于所述加热器的入口端、出口端。以更方便的采集相应的水温。

在一优选实施例中，所述控制器通过CAN总线连接汽车的EMS系统，通过所述汽车EMS系统连接所述发动机。更方便获取当前发电机的转速。

此外，基于上述结构的空调采暖控制系统，所述控制器还可调节所述加热器的加热功率，所述加热器的加热功率越大，其对通过的水流的加热效果越好，反之，对通过的水流的加热效果越差，由此可根据实际需要得到相应的输出水温，有利于避免资源浪费。

进一步的，所述空调采暖控制系统还包括换热器；所述加热器输出的水流经过所述换热器之后回到所述发动机回路、水泵回路。在所述换热器中将水流温度转换为空气温度，进而得到相应温度的空调出风。

上述结构的空调采暖控制系统，尤其适用于油电混合动力车型采暖的空调控制。通过一个比例阀、两个转速可调的电子水泵、一个发动机回路水温传感器和一个水泵回路水温传感器，通过对所述比例阀提供的阀口开度的自动控制，提高对加热器入口水温的控制精度，有效地利用发动机余热进行采暖，节约整车能耗，无论发动机是否启动，都可以控制加热器出口水温保持稳定，控制精度高，空调出风口温度不会大幅度波动，使车内人员舒适。

参考图3所示，还提供了一种空调采暖控制器的实施例。本实施例中，所述空调采暖控制器包括：MCU和电机驱动芯片，所述MCU包括模数转换单元(ADC)以及串行外设接口单元(SPI)；所述MCU通过所述串行外设接口单元连接所述电机驱动芯片。

其中，所述模数转换单元ADC，用于接收空调采暖控制系统中第一温度传感器采集的发动机回路水温信息、第二温度传感器采集的水泵回路水温信息以及比例阀的位置反馈信息，以及用于将接收到的信息转换为数字字号。

其中，所述串行外设接口单元SPI，用于将所述MCU生成的用于调节比例阀的位置调节指令发送给所述电机驱动芯片。

其中，所述电机驱动芯片，用于接收MCU发送的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节空调采暖控制系统中比例阀的位置。

在一优选实施例中，所述MCU还包括脉宽调制单元(PWM)。所述脉宽调制单元，用于根据MCU生成的调节水泵回路中第一水泵和发动机回路中第二水泵的转速调节指令，分别调节向第一水泵和第二水泵输出的PWM信号的占空比。通过改变PWM信号的占空比达到调节第一水泵和第二水泵转速的效果。

在一优选实施例中，所述MCU还可包括LIN标准接口单元(LIN)；所述LIN标准接口单元，用于连接空调采暖控制系统中的加热器，以及用于将所述MCU生成的用于调节加热器的功率调节指令发送至加热器。

在一优选实施例中，所述MCU还包括总线接口单元；所述总线接口单元，用于通过CAN总线连接汽车EMS系统；所述MCU通过所述总线接口单元从汽车EMS系统获取当前的发动机转速信息。

此外，所述空调采暖控制器还可包括电压转换单元、RST(复位电路)和XTAL(晶振电路)，所述MCU通过所述电压转换单元连接蓄电池。优选的，所述电压转换单元包括12V转5V的电压转换器(12V-5V Power)。

参考图3所示，其中，Control of Pump1和Control of Pump2信号端由PWM单元控制，通过调节PWM的占空比可分别调节1号电子水泵和2号电子水泵的转速。CAN High和CANLow分别代表车内总线的两条CAN线信号。BATT代表蓄电池输入，TAM代表车外温度，TR代表车内温度，TS代表阳光强度，T1代表发动机回路水温，T2代表水泵回路水温，T3代表加热器入口水温，T4代表加热器出口水温，Pos代表比例阀的位置反馈，Control of Pump1代表1号水泵的PWM输出，Control of Pump2代表2号水泵的PWM输出，Power代表加热器的加热功率信号，K1为比例阀在发动机回路侧的开控输出，K2为比例阀在水泵侧的开控输出。

结合图2及上述空调采暖控制系统的实施例，本发明还提供了一种空调采暖控制方法的实施例，如图4所示，本实施例中的空调采暖控制方法包括步骤：

S11，获取当前的发动机回路水温和水泵回路水温并进行比较。

可通过预设的温度传感器按照设定时间周期采集发动机回路水温和水泵回路水温。

优选了，为了更准确的实现对加热器入口水温的控制，所述发动机回路水温指的是发动机回路中靠近加热器入口一侧的水温，所述水泵回路水温指的是水泵回路中靠近加热器入口一侧的水温。具体实现方式例如：在发动机回路侧的阀口处设置第一温度传感器，采集所述发动机回路水温；在水泵回路侧的阀口处设置第二温度传感器，采集所述水泵回路水温。

S12，若发动机回路水温小于水泵回路水温，调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口。

通常情况下，水泵回路水温由当前的环境温度决定，一般不会超过加热器目标出口水温；发动机回路水温由发动机的工作情况决定，有可能超过加热器目标出口水温，例如当发动机连续工作较长时间。因此若当前的水泵回路水温大于当前的发动机回路水温，表明当前水泵回路中的水流的温度更接近加热器目标出口水温，因此通过调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口，可以使更接近目标出口水温的水流进入加热器，一方面减小加热器的功耗，同时也有利于提高热能利用率。

S13，若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，比较发动机回路水温与预先确定的加热器目标出口水温；若发动机回路水温小于所述加热器目标出口水温，调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于所述加热器目标出口水温，控制加热器停止加热，并根据预设第二PID控制算法调节所述比例阀，以使加热器的入口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

由于发动机回路水温由发动机的工作情况决定，有可能超过加热器目标出口水温，因此在确定当前的发动机回路水温大于水泵回路水温时，进一步检测发动机回路水温是否大于预先确定的加热器目标出口水温，若是，则加热器无需再进行加热，适应性的调节比例阀在发动机回路侧的第一阀口的开控和在水泵回路侧的第二阀口的开控，以使加热器入口水温不至于过高。若当前的发动机回路水温不大于所述加热器目标出口水温，则调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口，以使更接近目标出口水温的发动机回路的水流进入加热器，减小加热器的功耗，提高热能利用率。

在一优选实施例中，当用户打开汽车空调后，空调的控制器通过CAN总线让EMS吸合离合器，采集当前的空调设定温度TSet、车外温度TAM、车内温度TR、阳光强度TS等，以此计算加热器目标出口水温。具体计算方式可为：

计算空调目标出风温度TAO：

TAO＝K₁×TSet-K₂×TR-K₃×TAM-K₄×TS；

根据空调目标出风温度计算加热器目标出口水温TargetTW：

TargetTW＝K₅×TAO+40；TargetTW∈[40,70]

其中，TSet表示空调设定温度、TAM表示车外温度、TR表示车内温度、TS表示阳光强度，K₁～K₄分别为预设的空调设定温度、车内温度、车外温度、阳光强度对应的权值系数；K₅为预设的空调出风温度对加热器出口水温的影响系数。

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID(proportion-integral-derivative)控制，又称PID调节。PID控制就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。

在一优选实施例中，所述第二PID控制算法可为：

Pos(n)＝KP₂×(((TargetTW(n)-T3(n))-(TargetTW(n-1)-T3(n-1))+KI₂×(TargetTW(n)-T3(n))+Pos(n-1)；

其中，Pos(n)为当前比例阀反馈的位置，Pos(n-1)为上一周期比例阀反馈的位置，TargetTW(n)为当前加热器目标出口水温，T3(n)为当前采集的加热器入口水温，TargetTW(n-1)为上一周期加热器目标出口水温，T3(n-1)为上一周期采集的加热器入口水温，KP₂为预设的第二比例参数，KI₂为预设的第二积分参数。

进一步的，确定第二比例参数KP₂和第二积分参数KI₂的步骤可为：

设定加热器目标出口水温TargetTW为第一温度值，调节KI₂的值，直到加热器的入口水温T3稳定且与所述第一温度值的差值在设定范围之内；获取当前KI₂的值；在选定KI₂的值之后，设定加热器目标出口水温TargetTW为第二温度值；保持KI₂的值不变，调节KP₂的值，获取与当前KP₂的值对应的、加热器的入口水温T3达到与所述第二温度值的差值在设定范围内的速率；获取速率最大时KP₂的值。

例如：采集加热器入口水温T3，强制目标加热器出口水温TargetTW分别为40℃、55℃和70℃，通过改变KI₂，保证T3稳定在目标加热器出口水温TargetTW的±3度范围之内，当KI₂选定后，通过改变KP₂提高T4接近目标加热器水温度TargetTW的速率。

上述实施例的空调采暖控制方法，通过实时采集发动机回路水温和水泵回路水温，根据两回路的水温适应性的调节比例阀的阀口开控，以使两回路的水流按相应比例进入加热器入口端，从而有效克服了加热器入口端水温出现较大波动的问题。

参考图5所示，在另一优选实施例中，所述空调采暖控制方法还包括以下步骤：

S14，获取当前的发动机转速；根据所述发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速和发动机回路中第二水泵的转速，以调节水泵回路的水流速度和发动机回路的水流速度。

需要说明的时，上述步骤S11～S13与步骤S14可为并发执行的步骤，其执行顺序不限于其步骤编号顺序。

在根据两回路水温调节比例阀的同时，还对两回路的水流速度进行相应调节，从而保证两回路的水流能够按照相应的流量比例进入加热器入口端。

在一优选实施例中，步骤S14中根据所述发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速和发动机回路中第二水泵的转速的具体方式可包括：

若所述发动机转速不为0，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，并根据所述发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速，使水泵回路的水流速度与发动机回路的水流速度相等；若所述发动机转速为0，且发动机回路水温T1大于或等于水泵回路水温T2，则将发动机回路中第二水泵的转速和水泵回路中第一水泵的转速均调节至预设的最大转速；若所述发动机转速为0，且发动机回路水温T1小于水泵回路水温T2，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，调节水泵回路中第一水泵的转速为预设的最大转速。

在一优选实施例中，即若r_Engine>0，则调节水泵回路中第一水泵的转速为：

其中，V1＝k6×r_Engine，V2＝k7×r_Pump1，r_Engine为发动机的转速，r_Pump1为第一水泵的转速，r_Pump2为第二水泵的转速，V1表示发动机回路的水流速度，V2表示水泵回路的水流速度，k6、k7分别为预设的发动机的速度转换效率、水泵的速度转换效率。同时，调节第二水泵的转速为r_Pump2＝0。

继续参考图5所示，在另一优选实施例中，所述空调采暖控制方法还包括以下步骤：

S15，在当前的发动机回路水温小于当前的水泵回路水温时，或者，在当前的发动机回路水温大于或等于当前的水泵回路水温且小于所述加热器目标出口水温时，获取当前加热器的入口水温和出口水温；根据所述入口水温和出口水温，采用预设第一PID控制算法调节所述加热器的加热功率，以使加热器的出口水温与预先确定的加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

本实施例中，即当加热器未停止加热时，还根据当前的入口水温和出口水温，采用PID控制算法调节加热器的加热功率，以使加热器的出口水温满足预设条件。

在一优选实施例中，所述第一PID控制算法为：

Power(n)＝KP₁×(((TargetTW(n)-T4(n))-(TargetTW(n-1)-T4(n-1))+KI₁×(TargetTW(n)-T4(n))+Power(n-1)；

其中，Power(n)为当前加热器的加热功率，Power(n-1)为上一周期加热器的加热功率，TargetTW(n)为当前加热器目标出口水温，T4(n)为当前采集的加热器出口水温，TargetTW(n-1)为上一周期加热器目标出口水温，T4(n-1)为上一周期采集的加热器出口水温，KP₁为预设的第一比例参数，KI₁为预设的第一积分参数。

在一优选实施例中，确定第一比例参数KP₁和第一积分参数KI₁的步骤可包括：设定加热器目标出口水温TargetTW为第一温度值，调节KI₁的值，直到加热器的出口水温稳定且与设定加热器目标出口水温TargetTW的差值在设定范围之内；获取当前KI₁的值；然后，可设定加热器目标出口水温TargetTW为第二温度值；保持KI₁的值不变，调节KP₁的值，获取与当前KP₁的值对应的、加热器的出口水温达到与所述第二温度值的差值在设定范围内的速率；获取速率最大时KP₂的值。

例如：采集加热器出口水温TW，强制目标加热器出口水温TargetTW分别为40℃、55℃和70℃，通过改变KI₁，保证TW稳定在目标加热器出口水温TargetTW的±3度范围之内，当KI₁选定后，通过改变KP₁提高TW接近目标加热器水温度TargetTW的速率。

基于本实施的空调采暖控制方法，通过采集水泵回路水温、发动机回路水温、加热器入口水温来控制比例阀的阀口开度、水泵转速及加热器的加热功率，使加热器出口水温达到预期的目标水温，实现精确控制加热器温度、有效利用发动机余热、降低整车能耗的目的。该方法同时也适用于汽车后装领域。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。此外，还可对上述实施例进行任意组合，得到其他的实施例。

基于与上述实施例中的空调采暖控制方法相同的思想，本发明还提供空调采暖控制装置，该装置可用于执行上述空调采暖控制方法。为了便于说明，空调采暖控制装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图6为本发明一实施例的空调采暖控制装置的示意性结构图；如图6所示，本实施例的空调采暖控制装置包括：回路水温获取及比较模块510、第一比例阀调节模块520以及第二比例阀调节模块530，各模块详述如下：

回路水温获取及比较模块，用于获取当前的发动机回路水温和水泵回路水温并进行比较；

第一比例阀调节模块，用于若发动机回路水温小于水泵回路水温，调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口；

第二比例阀调节模块，用于若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，比较发动机回路水温与预先确定的加热器目标出口水温；若发动机回路水温小于所述加热器目标出口水温，调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于所述加热器目标出口水温，控制加热器停止热器，并根据预设第二PID控制算法调节所述比例阀的第一阀口的开控和第二阀口的开控，以使加热器的入口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

如图7所示，在一优选实施例中，所述的空调采暖控制装置还可包括：

加热器调节模块540，用于在当前的发动机回路水温小于当前的水泵回路水温时，或者，在当前的发动机回路水温大于或等于当前的水泵回路水温且小于所述加热器目标出口水温时，获取当前加热器的入口水温和出口水温；根据所述入口水温和出口水温，采用预设第一PID控制算法调节所述加热器的加热功率，以使加热器的出口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

继续参考图7所示，在一优选实施例中，所述的空调采暖控制装置还可包括：

水泵调节模块550，用于获取当前的发动机转速；根据当前的发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速和发动机回路中第二水泵的转速，以调节水泵回路的水流速度和发动机回路的水流速度。

在一优选实施例中，所述水泵调节模块550具体包括：

第一调节子模块，用于若当前的发动机转速不为0，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，并根据所述发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速，以使水泵回路的水流速度与发动机回路的水流速度相等；

第二调节子模块，用于若所述发动机转速为0、且发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，则将发动机回路中第二水泵的转速和水泵回路中第一水泵的转速均调节至预设的最大转速；

以及，第三调节子模块，用于若所述发动机转速为0、且发动机回路水温小于水泵回路水温，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，调节水泵回路中第一水泵的转速为预设的最大转速。

在一优选实施例中，所述的空调采暖控制装置还可包括出口水温计算模块(图中未示出)，用于采集当前的车外温度、车内温度、阳光强度以及当前的空调设定温度；根据所述车外温度、车内温度、阳光强度以及空调设定温度计算加热器目标出口水温。

需要说明的是，上述示例的空调采暖控制装置的实施方式中，各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述系统实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述系统实施例相同，具体内容可参见本发明系统实施例中的叙述，此处不再赘述。

此外，上述示例的空调采暖控制装置的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述空调采暖控制装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。其中各功能模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例系统中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各系统的实施例的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (19)

1.一种空调采暖控制系统，其特征在于，包括：控制器、发动机回路、水泵回路、比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器均与所述控制器连接；

所述比例阀用于提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后回到所述发动机回路和水泵回路；

所述第一温度传感器和第二温度传感器分别用于采集发动机回路水温和水泵回路水温，并将采集到的回路水温信号分别发送至所述控制器；

所述比例阀还用于接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控。

2.如权利要求1所述空调采暖控制系统，其特征在于，所述水泵回路设置有第一水泵；所述发动机回路设置有第二水泵和发动机；所述发动机、第一水泵、第二水泵均与所述控制器连接；

所述第一水泵和所述第二水泵还用于接收所述控制器输出的转速调节指令，根据所述转速调节指令调节各自的转速。

3.根据权利要求1所述的空调采暖控制系统，其特征在于，还包括：与所述控制器连接的第三温度传感器和第四温度传感器，

所述第三温度传感器和第四温度传感器分别用于采集加热器的入口端和出口端的水温，并将采集到的加热器水温信息分别发送至所述控制器；

所述加热器还用于接收所述控制器输出的功率调节指令，并根据所述功率调节指令调节其加热功率。

4.一种空调采暖控制器，其特征在于，包括：MCU和电机驱动芯片，所述MCU包括模数转换单元以及串行外设接口单元；所述MCU通过所述串行外设接口单元连接所述电机驱动芯片；

所述模数转换单元，用于接收空调采暖控制系统中第一温度传感器采集的发动机回路水温信息、第二温度传感器采集的水泵回路水温信息以及比例阀的位置反馈信息，以及用于将接收到的信息转换为数字字号；

所述串行外设接口单元，用于将所述MCU生成的用于调节比例阀的位置调节指令发送给所述电机驱动芯片；

所述电机驱动芯片用于接收MCU发送的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述比例阀的位置。

5.根据权利要求4所述的空调采暖控制器，其特征在于，所述MCU还包括脉宽调制单元，

所述脉宽调制单元，用于根据MCU生成的调节水泵回路中第一水泵和发动机回路中第二水泵的转速调节指令，分别调节向第一水泵和第二水泵输出的PWM信号的占空比。

6.根据权利要求4所述的空调采暖控制器，其特征在于，所述MCU还包括LIN标准接口单元；

所述LIN标准接口单元，用于连接空调采暖控制系统中的加热器，以及用于将所述MCU生成的用于调节加热器的功率调节指令发送至加热器。

7.一种空调采暖控制方法，其特征在于，包括：

获取当前的发动机回路水温和水泵回路水温并进行比较；

若发动机回路水温小于水泵回路水温，调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口；

若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，比较发动机回路水温与预先确定的加热器目标出口水温；若发动机回路水温小于所述加热器目标出口水温，调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于所述加热器目标出口水温，控制加热器停止加热，并根据预设第二PID控制算法调节所述比例阀的第一阀口的开控和第二阀口的开控，以使加热器的入口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

8.根据权利要求7所述的空调采暖控制方法，其特征在于，还包括：

在当前的发动机回路水温小于当前的水泵回路水温时，或者，在当前的发动机回路水温大于或等于当前的水泵回路水温且小于所述加热器目标出口水温时，获取当前加热器的入口水温和出口水温；根据所述入口水温和出口水温，采用预设第一PID控制算法调节所述加热器的加热功率，以使加热器的出口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

9.根据权利要求8所述的空调采暖控制方法，其特征在于，所述第一PID控制算法为：

Power(n)＝KP₁×(((TargetTW(n)-T4(n))-(TargetTW(n-1)-T4(n-1))+KI₁×(TargetTW(n)-T4(n))+Power(n-1)；

其中，Power(n)为当前加热器的加热功率，Power(n-1)为上一周期加热器的加热功率，TargetTW(n)为当前加热器目标出口水温，T4(n)为当前采集的加热器出口水温，TargetTW(n-1)为上一周期加热器目标出口水温，T4(n-1)为上一周期采集的加热器出口水温，KP₁为预设的第一比例参数，KI₁为预设的第一积分参数。

10.根据权利要求7所述的空调采暖控制方法，其特征在于，还包括：

获取当前的发动机转速；根据当前的发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速和发动机回路中第二水泵的转速，以调节水泵回路的水流速度和发动机回路的水流速度。

11.根据权利要求10所述的空调采暖控制方法，其特征在于，根据当前的发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速和发动机回路中第二水泵的转速，包括：

若当前的发动机转速不为0，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，并根据所述发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速，以使水泵回路的水流速度与发动机回路的水流速度相等；

若所述发动机转速为0、且发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，则将发动机回路中第二水泵的转速和水泵回路中第一水泵的转速均调节至预设的最大转速；

若所述发动机转速为0、且发动机回路水温小于水泵回路水温，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，调节水泵回路中第一水泵的转速为预设的最大转速。

12.根据权利要求7所述的空调采暖控制方法，其特征在于，还包括计算加热器目标出口水温的步骤，该步骤包括：

采集当前的车外温度、车内温度、阳光强度以及当前的空调设定温度；根据所述车外温度、车内温度、阳光强度以及空调设定温度计算加热器目标出口水温。

13.根据权利要求12所述的空调采暖控制方法，其特征在于，根据所述车外温度、车内温度、阳光强度以及空调设定温度计算加热器目标出口水温，包括:

计算空调目标出风温度TAO：

TAO＝K₁×TSet-K₂×TR-K₃×TAM-K₄×TS；

根据空调目标出风温度计算加热器目标出口水温TargetTW：

TargetTW＝K₅×TAO+40；TargetTW∈[40,70]

其中，TSet表示空调设定温度、TAM表示车外温度、TR表示车内温度、TS表示阳光强度，K₁～K₄分别为预设的空调设定温度、车内温度、车外温度、阳光强度对应的权值系数；K₅为预设的空调出风温度对加热器出口水温的影响系数。

14.根据权利要求7所述的空调采暖控制方法，其特征在于，所述第二PID控制算法为：

Pos(n)＝KP₂×(((TargetTW(n)-T3(n))-(TargetTW(n-1)-T3(n-1))+KI₂×(TargetTW(n)-T3(n))+Pos(n-1)；

其中，Pos(n)为当前比例阀反馈的位置，Pos(n-1)为上一周期比例阀反馈的位置，TargetTW(n)为当前加热器目标出口水温，T3(n)为当前采集的加热器入口水温，TargetTW(n-1)为上一周期加热器目标出口水温，T3(n-1)为上一周期采集的加热器入口水温，KP₂为预设的第二比例参数，KI₂为预设的第二积分参数。

15.一种空调采暖控制装置，其特征在于，包括：

回路水温获取及比较模块，用于获取当前的发动机回路水温和水泵回路水温并进行比较；

第一比例阀调节模块，用于若发动机回路水温小于水泵回路水温，调小比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调大比例阀在水泵回路侧的第二阀口；

第二比例阀调节模块，用于若发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，比较发动机回路水温与预先确定的加热器目标出口水温；若发动机回路水温小于所述加热器目标出口水温，调大比例阀在发动机回路侧的第一阀口，并调小比例阀在水泵回路侧的第二阀口；若发动机回路水温大于或等于所述加热器目标出口水温，控制加热器停止热器，并根据预设第二PID控制算法调节所述比例阀的第一阀口的开控和第二阀口的开控，以使加热器的入口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

16.根据权利要求15所述的空调采暖控制装置，其特征在于，还包括：

加热器调节模块，用于在当前的发动机回路水温小于当前的水泵回路水温时，或者，在当前的发动机回路水温大于或等于当前的水泵回路水温且小于所述加热器目标出口水温时，获取当前加热器的入口水温和出口水温；根据所述入口水温和出口水温，采用预设第一PID控制算法调节所述加热器的加热功率，以使加热器的出口水温与所述加热器目标出口水温的差值在设定范围内。

17.根据权利要求15所述的空调采暖控制装置，其特征在于，还包括：水泵调节模块，用于获取当前的发动机转速；根据当前的发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速和发动机回路中第二水泵的转速，以调节水泵回路的水流速度和发动机回路的水流速度。

18.根据权利要求15所述的空调采暖控制装置，其特征在于，所述水泵调节模块包括：

第一调节子模块，用于若当前的发动机转速不为0，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，并根据所述发动机转速调节水泵回路中第一水泵的转速，以使水泵回路的水流速度与发动机回路的水流速度相等；

第二调节子模块，用于若所述发动机转速为0、且发动机回路水温大于或等于水泵回路水温，则将发动机回路中第二水泵的转速和水泵回路中第一水泵的转速均调节至预设的最大转速；

以及，第三调节子模块，用于若所述发动机转速为0、且发动机回路水温小于水泵回路水温，则调节发动机回路中第二水泵的转速为0，调节水泵回路中第一水泵的转速为预设的最大转速。

19.根据权利要求15所述的空调采暖控制装置，其特征在于，还包括：

出口水温计算模块，用于采集当前的车外温度、车内温度、阳光强度以及当前的空调设定温度；根据所述车外温度、车内温度、阳光强度以及空调设定温度计算加热器目标出口水温。