CN109017213A - 用于基于估计加热器芯出气温度控制通过车辆的加热器芯的冷却液流量的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开原理的系统包括温度估计模块以及冷却液流量控制模块。温度估计模块可基于加热器芯入口冷却液温度、加热器芯出口冷却液温度、估计空气体积流率以及估计冷却液体积流率确定车辆的加热器芯出气温度的估计值。冷却液流量控制模块可通过调整车辆的冷却液控制阀的位置或车辆的冷却液泵的输出来控制冷却液流向车辆的加热器芯的速率。冷却液流量控制模块可对冷却液流率进行控制，以减小目标加热器芯出气温度与估计加热器芯出气温度之间的差值。

Description

用于基于估计加热器芯出气温度控制通过车辆的加热器芯的 冷却液流量的系统及方法
引言
本部分中给出的信息是为了总体呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在该部分所描述的程度，以及在提交时可能不形成现有技术的本公开的方面并未明示或暗示地接受为本公开的现有技术。
本公开涉及用于控制通过车辆的加热器芯的冷却液流量的系统及方法。
除了许多其他部件以外，发动机冷却系统通常包括冷却液泵。冷却系统还可包括冷却液阀。冷却液泵使冷却液循环流过发动机的冷却系统。当由发动机冷却系统采用时，冷却液阀将冷却液引导至冷却系统的不同部件。冷却液引导至其的部件通常包括散热器、加热器芯、变速器流体热交换器以及发动机油热交换器。
加热器芯用于加热流向车辆的乘客舱的空气以维持乘客舱的温度。热量在空气进入乘客舱之前从循环流过加热器芯的冷却液传递至流经加热器芯的空气。通常而言，鼓风机被用于迫使空气流过加热器芯，并使其流入将空气供给至乘客舱的导管。
发明内容
根据本公开原理的系统包括温度估计模块以及冷却液流量控制模块。温度估计模块可基于加热器芯入口冷却液温度、加热器芯出口冷却液温度、估计空气体积流率以及估计冷却液体积流率确定车辆的加热器芯出气温度的估计值。冷却液流量控制模块可通过调整车辆的冷却液控制阀的位置或车辆的冷却液泵的输出来控制冷却液流向车辆的加热器芯的速率。冷却液流量控制模块可对冷却液流率进行控制，以减小目标加热器芯出气温度与估计加热器芯出气温度之间的差值。
在其他特征中，温度估计模块配置成使用最小二乘方估计来估计加热器芯出气温度。在其他特征中，温度估计模块配置成基于加热器芯入口冷却液温度、加热器芯出口冷却液温度、冷却液体积流率以及空气体积流率对加热器芯出气温度进行估计。在其他特征中，温度估计模块配置成根据如下等式估计加热器芯出气温度： 其中为冷却液体积流率，为空气体积流率，TClnt,In为加热器芯入口冷却液温度，TClnt,Out为加热器芯出口冷却液温度，且αi代表相应的最小二乘方估计系数。
在其他特征中，估计加热器芯出气温度受限于具有预定偏移量的加热器芯入口冷却液温度以及具有预定偏移量的加热器芯出口冷却液温度。在其他特征中，冷却液流量控制模块配置成比较目标加热器芯出气温度与估计加热器芯出气温度之间的差值、确定该差值是否超过预定误差阈值，以及对冷却液流率进行控制以减小目标加热器芯出气温度与估计加热器芯出气温度之间的差值。
在其他特征中，目标加热器芯出气温度基于鼓风机速度以及环境温度进行确定。在其他特征中，冷却液流量控制模块配置成基于预定冷却液流率和预定增量中的至少一个对冷却液流率进行调整。在其他特征中，冷却液流量控制模块配置成基于可变冷却液流率或可变增量对冷却液流率进行调整。在其他特征中，可变增量基于控制设置。在其他特征中，控制设置包括比例-积分-微分(PID)控制或查表控制。
在其他特征中，系统包括设置在加热器芯入口管路上以测量进入车辆的加热器芯的加热器芯入口冷却液温度的加热器芯入口冷却液温度传感器，以及设置在加热器芯出口管路上以测量离开加热器芯的加热器芯出口冷却液温度的加热器芯出口冷却液温度传感器。在其他特征中，系统包括配置成估计冷却液的冷却液体积流率的冷却液体积流率估计模块。在其他特征中，系统包括配置成估计空气体积流率的气流估计模块。在其他特征中，系统包括配置成控制加热器活板开口度以控制经过加热器活板的空气量的加热器活板控制模块。
根据本公开原理的系统包括温度估计模块以及冷却液流量控制模块。温度估计模块可基于加热器芯入口冷却液温度以及加热器芯出口冷却液温度确定与车辆的加热器芯相关联的差值(Δ)温度值。冷却液流量控制模块可将该Δ温度值与目标Δ温度值进行比较。冷却液流量控制模块可确定Δ温度值与目标Δ冷却液温度之间的差值是否超过预定阈值，并在该差值超过预定阈值时减小目标Δ温度值与目标Δ冷却液温度之间的差值。
在其他特征中，Δ温度值包括加热器芯两端的冷却液温降。在其他特征中，系统包括设置在加热器芯入口管路上以测量进入车辆的加热器芯的加热器芯入口冷却液温度的加热器芯入口冷却液温度传感器，以及设置在加热器芯出口管路上以测量离开加热器芯的加热器芯出口冷却液温度的加热器芯出口冷却液温度传感器。
在其他特征中，Δ温度值包括测得的加热器芯出口冷却液温度与测得的加热器芯入口冷却液温度之间的差值。在其他特征中，冷却液流量控制模块被进一步配置成基于可变目标Δ冷却液温度对冷却液流率进行调整。
通过详细描述、权利要求书以及附图，本公开的其他应用领域将变得显而易见。详细描述及具体示例仅仅是出于说明的目的，其并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
通过详细描述以及附图，可更全面地理解本公开。在这些附图中：
图1是示出了根据本公开原理的包括控制模块的示例性车辆系统的功能框图；
图2是示出了图1的控制模块的功能框图；
图3和图4是示出了根据本公开原理的示例性控制方法的流程图；
图5是示出了根据本公开原理的示例性控制方法的曲线图；
图6是示出了根据本公开原理的示例性控制方法的效果的曲线图；
图7是示出了根据本公开原理的示例性控制方法的效果的曲线图；并且
图8是示出了根据本公开原理的示例性控制方法的效果的曲线图。
在这些附图中，附图标记可重复使用以识别相似和/或相同的元件。
具体实施方式
发动机冷却系统使冷却液进行循环来将发动机产生的热量传递至冷却系统的其他部件，例如，加热器芯、散热器等。冷却液通过冷却液泵来进行循环，且冷却液循环流过发动机冷却系统的速率通过调节冷却液泵速的输出和/或冷却液控制阀(如果其被发动机冷却系统采用的话)的位置来进行控制。
在不装配有自动发动机启停系统的车辆中，通常利用一个冷却液泵来使冷却液循环流过冷却系统，且该冷却液泵通常由发动机进行驱动(例如，以机械的方式进行驱动)。因此，泵速、液压节流以及发动机冷却液温度限定了冷却液循环流过冷却系统的最大速率，该冷却系统包括加热器芯，通过该加热器芯，可将热量提供至乘客舱，从而满足乘客的需求。
在装配有自动发动机启停系统的车辆中，通常利用多个冷却液泵来使冷却液循环流过冷却系统。冷却液泵包括机械驱动的主冷却液泵以及电驱动的辅助冷却液泵。在某些情况下，除其他情况以外，基于导管(其将空气供给至车辆的乘客舱)中的空气的测得温度与车辆乘员所设置的目标空气温度之间的误差使辅助冷却液泵进行操作。更具体地，辅助冷却液泵在误差超过预定阈值时启动(即打开)，并在误差不再超过预定阈值时停止(即关闭)。当辅助冷却液泵进行操作时，辅助冷却液泵以固定的泵流量进行操作(即不受误差影响)。
在某些装配有自动发动机启停系统的车辆中，主冷却液泵以电力的方式进行驱动，而且是冷却系统中的唯一冷却液泵。在这些车辆中，主冷却液泵在发动机运转时进行操作。另外，主冷却液泵还在发动机自动停止(即与发动机的点火系统无关的停止)时进行操作，从而使冷却液循环流过加热器芯。
不管车辆是否装配有电驱动和/或机械驱动冷却液泵，循环流过加热器芯的冷却液的流率通常基于冷却液的温度以及其他参数(例如，泵速、液压节流等)进行控制。冷却液流率通常随着冷却液温度的升高而增加，从而为发动机提供额外的冷却。因此，当冷却液温度大于或等于其正常操作温度时，将冷却液流率设置至其最大值或接近于其最大值。
为了控制供给至乘客舱的空气的温度，使冷却液循环流过加热器芯，并对加热器活板和/或鼓风机进行调节以改变经过加热器芯的空气量。由于冷却液流率通常随着冷却液温度的升高而增加，因此循环流过加热器芯的冷却液所提供的热量可多于使乘客舱的空气温度维持在目标温度所必需的热量。当鼓风机在恒定状态下操作时，加热器活板可至少部分地关闭，以减少流过加热器芯的气流量。
然而，上文所述的关于冷却液流率的控制忽略了冷却系统在较低的冷却液流率下满足乘客舱加热需求的热容量。此外，如果冷却液循环流过加热器芯的速率大于使乘客舱空气温度维持在目标温度所必需的速率，则可能会对发动机造成过度冷却。如果发动机发生过度冷却，则发动机的燃烧温度会降低，这转而会降低燃油经济性以及发动机性能(例如，马力、扭矩等)，并增加排放。
对于给定的加热器芯入口冷却液温度，根据本公开的控制系统采用传感器来测量各种参数，并基于估计加热器芯出气温度与目标加热器芯出气温度之间的误差或加热器芯入口冷却液温度与加热器芯出口冷却液温度之间的差值调节流向加热器芯的冷却液流。该控制系统可用于驾驶员输入无法直接使用或不可用的车辆中。
例如，当驾驶员输入无法使用或不可用时，通过如下方式维持加热器芯出口处的最高加热容量：根据鼓风机速度反馈以及环境空气温度确定加热器芯出气温度，或针对给定的加热器芯入口冷却液温度确定加热器芯冷却液出口温度与加热器芯入口冷却液温度之间的差值。对加热器芯流量进行调节以减少目标加热器芯出气温度与估计加热器芯出气温度之间的误差，或对其进行调节以维持加热器芯入口冷却液温度与加热器芯出口冷却液温度之间的差值。一旦用于最高加热容量的加热器芯流量被确定并维持，则主要的HVAC控制件(即加热器活板驱动器、调节门、鼓风机等)可用于校正位置，从而提供期望的舒适度。
通过按照上述方式控制流过加热器芯的冷却液流，系统可在使乘客舱空气温度维持在目标温度或接近于目标温度的同时，最大程度地减少流过加热器芯的冷却液流。通过最大程度地减少流过加热器芯的冷却液流，得以避免对发动机造成过度冷却，由此使燃烧温度维持在所需温度下。如此，系统不仅改善了燃油经济性和发动机性能，而且还减少了排放。
参照图1，示例性车辆系统100包括将加热空气供给至车辆的乘客舱104的导管102。乘客舱104包括允许乘员为乘客舱104选择目标空气温度的用户界面装置106，例如，触摸屏或按钮。用户可通过选择具体的温度来直接设置目标空气温度。可选地，用户可选择加热或冷却等级(例如，“最高加热”)，然后车辆控制模块(VCM)108可基于目标空气温度与加热或冷却等级之间的预定关系对目标空气温度进行设置。以此方式，用户通过选择加热或冷却等级来间接地设置目标空气温度。
发动机110在气缸的燃烧室内燃烧空气和燃料以产生驱动扭矩。例如，在燃烧期间，活塞在气缸内作往复运动以产生驱动扭矩。发动机油用于润滑发动机110内的移动活塞以及其他移动部件。
冷却系统112使冷却液循环流过发动机110的不同部分，例如，气缸盖、发动机机体、集成排气歧管、散热器、加热器芯、涡轮增压器等。冷却系统112通常用于吸收来自发动机、变速器以及其他部分的热量，并将该热量传递至空气。例如，冷却系统112可使冷却液循环流过发动机油热交换器和/或变速器热交换器以分别吸收来自发动机油和/或变速器流体的热量。
在所示的示例中，冷却系统112包括冷却液体积流率估计模块114、冷却液泵116、冷却液控制阀118、加热器芯120以及冷却液管路122。冷却系统112还可包括散热器、发动机油热交换器和/或变速器流体热交换器。冷却液管路122包括发动机入口管路122-1、发动机出口管路122-2、加热器芯入口管路122-3、加热器芯出口管路122-4以及加热器芯旁通管路122-5。在本实施方式中，冷却液体积流率通过各种参数(例如，冷却液泵的速度、冷却液控制阀位置、已知的液压节流以及冷却液温度等)进行估计。
冷却液泵116可以以电力的方式进行驱动，其设置在发动机110的下游，并位于加热器芯120的上游。当冷却液泵116启动时，冷却液泵116使冷却液循环流过发动机110、加热器芯120、冷却液管路122、散热器、发动机油热交换器以及变速器流体热交换器(前提是这些部件都包括在冷却系统112中)。
冷却液控制阀118调节流向冷却系统112的各部件(例如，散热器、加热器芯120、变速器流体热交换器和/或发动机油热交换器)的冷却液流的速率。另外，冷却液控制阀118还可验证冷却液是否允许流向这些部件。冷却液控制阀118可包括多输入-多输出阀或一个或多个其他合适的阀。在各种实施方式中，冷却液控制阀118可进行分区，从而具有两个或多个分开的腔室。
冷却液控制阀118可在车辆系统100的一个或多个操作条件满足预定标准时绕开加热器芯120。例如，冷却液控制阀118可在发动机110启动来使冷却液温度快速升高至其操作温度时绕开加热器芯120。冷却液控制阀118可通过防止冷却液流从加热器芯出口管路122-4流向发动机入口管路122-1来绕开加热器芯120。如此，冷却液可流过加热器芯旁通管路122-5，而不流过加热器芯120。当冷却液控制阀118不绕开加热器芯120时，冷却液控制阀118可防止流从加热器芯入口管路122-3流向加热器芯旁通管路122-5。
在各种实施方式中，冷却液控制阀118可位于加热器芯入口管路122-3与加热器芯旁通管路122-5之间的接合处。在这些实施方式中，冷却液控制阀118可通过防止冷却液流从冷却液泵116流向加热器芯入口管路122-3来绕开加热器芯120。此外，冷却液控制阀118可在绕开加热器芯120时允许冷却液流流过加热器芯旁通管路122-5，并可在其他情况下防止冷却液流流过加热器芯旁通管路122-5。
加热器芯120是一种将来自发动机冷却液的热量传递至经过加热器芯120的空气的热交换器。加热器芯120设置在导管102内。加热器芯120接收来自发动机机舱的空气124。更具体地，鼓风机126通过导管102将空气124引导至加热器芯120。
一个或多个加热器活板128和鼓风机126设置在导管102内，并调节空气从发动机机舱或蒸发器到加热器芯120的流量。加热器活板128可包括薄板或门以及调整薄板的位置以调整加热器活板128的开口百分比的致动器(例如，螺线管)。加热器活板128在加热器活板128的开口百分比增加时允许更多的空气经过加热器芯；而且，当该开口百分比降低，但鼓风机128维持恒定的鼓风机速度时，也可允许更多的空气经过加热器芯。
如图所示，车辆系统100包括加热器芯入口冷却液温度传感器130、加热器芯出口冷却液温度传感器132以及气流估计模块134。在本实施方式中，加热器芯入口冷却液温度传感器130设置在加热器芯入口管路122-3上，以测量进入加热器芯120的冷却液温度。在本实施方式中，加热器芯出口冷却液温度传感器132设置在加热器芯出口管路122-4上，以测量离开加热器芯120的冷却液温度。最大导管空气流率FA可基于HVAC模块设计参数以及鼓风机126的参数进行估计。气流估计模块134估计车辆系统100内的空气体积流率。
来自鼓风机126、加热器芯入口冷却液温度传感器130和加热器芯出口冷却液温度传感器132的反馈以及/或者其他相关参数为输入到VCM 108的输入。作为对这些输入的响应，VCM 108对发动机110、冷却液泵116、冷却液控制阀118、鼓风机126以及加热器活板128进行控制。VCM 108对冷却液控制阀118和/或冷却液泵116进行控制，以控制流过加热器芯120的冷却液的流量，从而将估计加热器芯出气温度维持在接近于目标加热器芯出气温度，或保持目标加热器芯冷却液温度差值。
现参照图2，VCM 108的示例性实施方式包括温度估计模块202、冷却液流量控制模块204以及加热器活板控制模块206。温度估计模块202接收来自冷却液体积流率估计模块114、气流估计模块134、加热器芯入口冷却液温度传感器130以及加热器芯出口冷却液温度传感器132的输入。
在一个或多个实施方式中，温度估计模块202利用最小二乘方估计(例如，离线线性最小二乘方误差(LSE)估计)来估计加热器芯出气温度。例如，温度估计模块202根据如下等式估计加热器芯出气温度：
(1)
其中为冷却液体积流率估计模块114所估计的加热器芯冷却液体积流率，为气流估计模块134所估计的空气体积流率，TClnt,In为加热器芯入口冷却液温度传感器130所测得的加热器芯入口冷却液温度，TClnt,Out为加热器芯出口冷却液温度传感器132所测得的加热器芯出口冷却液温度，且αi为相应的最小二乘方估计系数。这些最小二乘方估计系数通过如下方式进行确定：获取TClnt,Out、TClnt,In、及数据以及加热器芯热电偶格栅数据(例如，其平均值为TOut,Air_Actual)))；然后，利用离线最小二乘方误差估计器来完成上述确定。以此方式，可获得估计加热器芯出气温度与实际加热器芯出气温度的平均值之间的最小二乘方误差。
估计加热器芯出气温度受限于具有如下所列出的预定偏移量(KOffset,In,KOffset,Out)的加热器芯入口冷却液温度TClnt,In和加热器芯出口冷却液温度TClnt,Out：
(2) TOut,Air≤(TClnt,In-KOffset,In),TOut,Air≥(TClnt,Out+KOffset,Out)
在各种实施方式中，可根据开发测试在不同的环境条件及车辆操作条件下分析数据来确定预定偏移量。
温度估计模块202生成估计加热器芯出气温度TOut,Air信号，该信号表示平均加热器芯出气温度TOut,Air_Actual。温度估计信号和目标加热器芯出气温度作为输入提供至冷却液流量控制模块204。当控制模式设置为对加热器流量进行控制时，冷却液流量控制模块204对加热器芯流量进行调整以最大程度地减少目标加热器芯出气温度与估计加热器芯出气温度之间的误差。
冷却液流量控制模块204基于所确定的加热器芯出气温度误差(δ)对冷却液流量进行控制，以满足最高热容量。例如，冷却液流量控制模块204将所确定的估计加热器芯出气温度与目标加热器芯出气温度进行比较。若所确定的加热器芯出气温度与目标加热器芯出气温度之间的差值低于预定误差阈值，则冷却液流量控制模块204改变(即增加、减少)冷却液流量以满足目标热量需求。VCM 108在相应的执行/计算周期期间重新计算所确定的误差温度，并相应地调整冷却液流量。
在另一实施方式中，VCM 108通过控制加热器芯120两端的冷却液温降来维持冷却系统112内的热容量。热容量可被维持成使得冷却系统112能够在一定范围的环境温度及车辆操作条件下为乘客舱104提供热量，而不会对发动机造成过度冷却。
在本实施方式中，VCM 108根据加热器芯入口冷却液温度维持加热器芯120两端的冷却液温降，以缓解对发动机110及动力系统块造成的过度冷却，并改善加热器芯出气温度分布以获得更好的客户体验。加热器芯110两端的冷却液温降间接控制加热器芯出气温度。此外，加热器芯出气温度被维持在加热器芯入口冷却液温度与加热器芯出口冷却液温度之间。
当加热器芯入口冷却液温度较低时，使目标Δ冷却液温度减低，以维持冷却系统112的热容量，以及在乘客舱内提供加热。如此，当目标Δ冷却液温度降低时，需要增大冷却液流量，并提高加热器芯出口冷却液温度以及加热器芯出气温度。类似地，当加热器芯入口冷却液温度升高时，使目标Δ冷却液温度升高以维持加热器芯出气温度，并使冷却液流量降低。
在本实施方式中，温度估计模块202接收作为输入的加热器芯入口冷却液温度(其由加热器芯入口冷却液温度传感器130测得)以及加热器芯出口冷却液温度(其由加热器芯出口冷却液温度传感器132测得)。温度估计模块202确定加热器芯入口冷却液温度与加热器芯出口冷却液温度之间的差值(即Δ)，并将冷却液温度Δ信号提供至冷却液流量控制模块204。
根据冷却液温度Δ信号，冷却液流量控制模块204通过控制加热器芯120两端的温降来维持冷却系统112内的热容量。例如，冷却液流量控制模块204将冷却液温度Δ信号与目标Δ冷却液温度进行比较。冷却液温度Δ信号以及加热器芯入口冷却液温度指示加热器芯120所输出的空气温度。当冷却液流量控制模块204确定冷却液温度Δ信号与目标冷却液温度Δ信号之间的差值超过预定误差阈值时，冷却液控制模块204改变冷却液流量，以控制加热器芯120两端的冷却液温降。
在某些实施方式中，VCM 108包括加热器活板控制模块206，该加热器活板控制模块控制从鼓风机126流过加热器活板128，然后流向加热器芯120的空气量。加热器活板控制模块206基于来自用户界面装置106的输入控制加热器活板128的开口量(例如，开口百分比)。因此，加热器活板控制模块206增加加热器活板开口量以满足较高的加热需求，并降低加热器活板开口量以满足较低的加热需求。
图3示出了用于根据加热器芯入口冷却液温度以及加热器芯出口冷却液温度估计加热器芯出气温度的示例性方法300。该方法在图2所示的VCM 108的示例性实施方式所包括的模块的上下文中进行描述。然而，执行方法的步骤的特定模块可与下文所述的有所不同，并且/或者方法可独立于图2所示的模块而进行执行。方法300在302处开始。
在304处，冷却液流量控制模块204确定乘客舱加热是否处于工作状态中。乘客舱加热可在用户界面装置106上的设置为“全冷却”时进行检测。例如，用户界面装置106可被设置为将车辆乘客舱104加热至特定温度或温度等级。若乘客舱加热处于工作状态中，则方法在306处继续。否则，方法保持在304处，并继续确定乘客舱加热是否处于工作状态中。
在306处，冷却液流量控制模块204确定推进系统是否处于工作状态中(例如，发动机110是否处于运行状态中)。若推进系统处于工作状态中，则方法在308处继续。否则，方法返回至304。在308处，温度估计模块202接收数据(即测量数据、估计数据等)。数据包括冷却液体积流率估计模块114所提供的估计冷却液流率气流估计模块134所提供的估计空气流率加热器芯入口冷却液温度传感器130所测得的TClnt,In以及加热器芯出口冷却液温度传感器132所测得的TClnt,Out。
在310处，温度估计模块202基于所接收到的数据估计加热器芯出气温度。在实施方式中，温度估计模块202通过等式1估计加热器芯出气温度。温度估计模块202将指示估计加热器芯出气温度的温度估计信号提供至冷却液流量控制模块204。
在312处，冷却液流量控制模块204将估计加热器芯出气温度与目标空气温度进行比较。例如，冷却液流量控制模块204确定估计加热器芯出气温度与目标空气温度之间的差值。若该差值超过预定误差阈值，则冷却液流量控制模块204在314处改变冷却液流量，以满足乘员对加热的需求，并最大程度地降低所确定的误差温度(即所确定的温度差值)。冷却液流量控制模块204对冷却液泵116和/或冷却液控制阀118进行控制，以基于控制方法的设置(例如，比例-积分-微分(PID)控制、查表控制等)通过可变冷却液流率增量或预定增量来改变冷却液流率，从而将加热器芯出气温度误差降低至零或接近于零。
如图所示，一旦冷却液流率被调整，方法300就转换到310以重新估计加热器芯出气温度。若差值不超过预定误差阈值，则方法300返回至310以重新估计加热器芯出气温度。
图4示出了用于通过加热器芯入口冷却液温度与加热器芯出口冷却液温度之间的温度差值来调整流向加热器芯120的冷却液的流率的示例性方法400。该方法在图2所示的VCM 108的示例性实施方式所包括的模块的上下文中进行描述。然而，执行方法的步骤的特定模块可与下文所述的有所不同，并且/或者方法可独立于图2所示的模块而进行执行。方法400在402处开始。
在404处，冷却液流量控制模块204确定乘客舱加热是否处于工作状态中。若乘客舱加热处于工作状态中，则方法在406处继续。否则，方法保持在404处，并继续确定乘客舱加热是否处于工作状态中。
在406处，冷却液流量控制模块204确定推进系统是否处于工作状态中(例如，发动机110是否处于运行状态中)。若推进系统处于工作状态中，则方法在408处继续。否则，方法返回至402。在408处，温度估计模块202接收数据(即测量数据、估计数据等)。数据包括加热器芯入口冷却液温度传感器130所测得的TClnt,In、加热器芯出口冷却液温度传感器132所测得的TClnt，Out以及(来自冷却液体积流率估计模块114的估计冷却液体积流率)。
在410处，温度估计模块202基于所接收到的数据确定热量吸取和/或加热器芯120两端的冷却液温降。加热器芯120两端的冷却液温降间接控制加热器芯出气温度，原因在于加热器芯出气温度介于加热器芯入口冷却液温度与加热器芯出口冷却液温度之间。温度估计模块202将指示加热器芯120两端的冷却液温降的冷却液温度Δ信号提供至冷却液流量控制模块204。例如，冷却液温降测量来作为加热器芯出口冷却液温度与加热器芯入口冷却液温度之间的差值。
在412处，冷却液流量控制模块204将Δ温度值与目标Δ冷却液温度进行比较。例如，冷却液流量控制模块204确定Δ冷却液温度值与目标Δ冷却液温度差值之间的差值是否超过预定误差阈值。目标冷却液温度差值可基于目标空气温度。若差值超过预定误差阈值，则冷却液流量控制模块204在414处改变冷却液流量以满足乘员的加热需求。例如，冷却液流量控制模块204对冷却液泵116和/或冷却液控制阀118进行控制以改变冷却液流率，从而减少控制误差。例如，当目标Δ冷却液温度降低时，需要增大冷却液流量，并提高加热器芯出口冷却液温度以及加热器芯出气温度。类似地，当加热器芯入口冷却液温度升高时，可使目标Δ冷却液温度升高以维持加热器芯出气温度，并使冷却液流量降低。冷却液流量控制模块204可基于可变目标Δ冷却液温度调整冷却液流率。方法400随后转换到410，以重新确定热量吸取和/或加热器芯120两端的冷却液温降。若差值不超过预定误差阈值，则方法400返回至410，以重新确定热量吸取和/或加热器芯120两端的冷却液温降。
参照图5，曲线图示出了根据本公开原理的示例性冷却液流量控制方法的效果。曲线图包括x轴502、y轴504、目标加热器芯出气温度506、加热器芯入口冷却液温度508、估计加热器芯出气温度510、气流512以及加热器芯出口冷却液温度514。x轴502代表时间，且y轴504代表温度。如图5所示，加热需求通过如下方式实现：确定加热器芯出气温度，然后对估计加热器芯出气温度与目标加热器芯出气温度之间的差值进行控制。差值可参照方法300通过调整流向加热器芯120的冷却液流量来进行控制。
参照图6，曲线图示出了根据本公开原理的参照方法400的另一示例性冷却液流量控制方法的效果。曲线图包括x轴602、第一y轴604、第二y轴606、估计加热器芯入口冷却液温度608、估计加热器芯出口冷却液温度610、鼓风机风扇速度612(即鼓风机风扇速度百分比)、估计加热器芯出气温度614、目标加热器芯出气温度616以及流过加热器芯的实际冷却液流量618(即升/分钟)。x轴602代表时间，第一y轴604代表温度，且第二y轴606代表鼓风机速度。
图6示出了各种时间周期T0、T1、T2以及估计加热器芯出口冷却液温度610与估计加热器芯入口冷却液温度608之间的相应温度差值620、622和624(即温度差值)。相应的温度差值620、622、624均具有与其相关联的差值流率。如图所示，温度差值620高于温度差值622、624。如图所示，较高的加热器芯入口/出口温度差值可导致流过加热器芯120的冷却液流的量较低。然而，如上所述，加热器芯出气温度通过调整冷却液流率以及目标Δ冷却液温度差值来进行维持。
参照图7，曲线图示出了根据本公开原理的基于方法300的示例性冷却液流量控制方法的效果。曲线图包括x轴702、第一y轴704、第二y轴706、目标加热器芯出气温度708、加热器芯入口冷却液温度710、估计加热器芯出气温度712、鼓风机风扇速度(即气流)714以及加热器芯出口冷却液温度716。x轴702代表时间(单位为秒)，第一y轴704代表温度，且第二y轴706代表产生气流的鼓风机速度。如该曲线图所示，估计加热器芯出气温度712可通过控制如上所述的冷却液流率来维持在接近于目标加热器芯出气温度708。
参照图8，曲线图示出了根据本公开原理的基于方法300的示例性冷却液流量控制方法的效果。曲线图包括x轴802、y轴804、通过多个热电偶传感器获得的温度测量值806(这些热电偶传感器部署在加热器芯120上方以用于对加热器芯120的温度进行测量)、估计加热器芯出气温度808、加热器芯入口冷却液温度810以及多个热电偶传感器所测得的平均温度812。x轴802代表时间，且y轴804代表温度。如该曲线图所示，估计加热器芯出气温度808与加热器芯120出口处的空气内的实际热量相对应，从而为乘客提供舒适性。
上述描述本质上仅仅是说明性的，其绝不旨在限制本公开或其应用或用途。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但本公开的真实范围不应该局限于此，因为在研读了附图、说明书以及所附权利要求书之后，其他修改将变得显而易见。应理解的是，方法中的一个或多个步骤可在不改变本公开原理的情况下以不同的次序(或同时地)进行执行。进一步地，虽然各实施例在上文中描述为具有特定特征，但是这些参照本公开的任何实施例进行描述的特征中的任意一个或多个可在其他实施例中的任一个的特征中实施，并且/或者与这些特征相结合，即便并未明确描述该结合。换言之，所描述的实施例并不互相排斥，且一个或多个实施例相互之间的置换仍落入本公开的范围内。
元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间关系及功能关系通过各种术语进行描述，这些术语包括“连接”、“接合”、“联接”、“邻接”、“紧挨”、“在……顶部”、“在……上方”、“在……下方”以及“设置”。除非明确地描述为具有“直接”关系，否则当第一元件与第二元件之间的关系按上述公开内容进行描述时，该关系可为直接关系，但也可为间接关系，在直接关系的情况下，第一元件与第二元件之间不存在有其他的插入元件，而在间接关系的情况下，第一元件与第二元件之间存在有一个或多个插入元件(在空间上或在功能上)。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应被解释为意指使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)，而不应该被解释为意指“A中的至少一个、B中的至少一个以及C中的至少一个”。
在附图中，如箭头所示的，箭头的方向通常显示出与说明相关的信息(例如，数据或指令等)的流动。例如，当元件A与元件B交换各种信息但从元件A传递至元件B的信息与说明相关时，箭头可从元件A指向元件B。这种单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B传递至元件A。进一步地，对于从元件A发送至元件B的信息，元件B可向元件A发送对该信息的请求或向其发送已收到该信息的通知。
在本申请中，包括下文的定义，术语“模块”或术语“控制器”可替换为术语“电路”。术语“模块”可指代如下部件、作为这些部件的一部分或包括这些部件：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的(共享、专用或集群)处理器电路；存储由处理器电路进行执行的代码的(共享、专用或集群)存储器电路；其他合适的提供所述功能的硬件部件；或上述部件的部分或全部的组合，例如，在片上系统中。
模块可包括一个或多个接口电路。在某些示例中，接口电路可包括连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可实现负载平衡。在进一步的示例中，服务器(也被称为远程或云模块)可代表客户端模块实现某些功能。
如上文所使用的术语“代码”可包括软件、固件和/或微码，并可指代程序、例程、功能、类别、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”包括执行来自多个模块的部分或全部代码的单个处理器电路。术语“集群处理器电路”包括结合其他处理器电路执行来自一个或多个模块的部分或全部代码的处理器电路。多种处理器电路的引用包括离散模上的多个处理器电路、单个模上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程或这些的组合。术语“共享存储器电路”包括存储来自多个模块的部分或全部代码的单个存储器电路。术语“集群存储器电路”包括结合其他存储器存储来自一个或多个模块的部分或全部代码的存储器电路。
术语“存储器电路”为术语“计算机可读介质”的子集。如本文所使用的术语“计算机可读介质”并不包括通过介质(例如，在载波上)进行传播的瞬变电信号或电磁信号；因此，术语“计算机可读介质”可被认为是有形及非瞬变的。非瞬变有形计算机可读介质的非限制性示例为非易失性存储器电路(例如，闪速存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩膜式只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如，静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如，模拟或数字磁盘或硬盘驱动器)以及光存储介质(例如，CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的设备及方法可部分或全部由通过配置通用计算机以执行一个或多个包含在计算机程序中的特定功能来形成的专用计算机进行实施。上文所述的功能块、流程图部件以及其他元件用作为软件规范，这些软件规范可通过技术人员或程序员的常规性工作来转化为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非瞬变有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可包括：(i)待解析的描述性文本，例如，HTML(超文本标记语言)、XML(可延伸标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)；(ii)汇编代码；(iii)通过编译器从源代码生成的目标代码；(iv)用于供解释器进行执行的源代码；(v)用于供即时编译器进行汇编及执行的源代码等。仅作为示例，源代码可通过以下语言的语法进行编写：C、C++、C#、Objective-C、Swift,Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5(超文本标记语言第五修订版)、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP(超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Visual Lua、MATLAB、SIMULINK以及
根据35U.S.C.§112(f)的规定，除非使用短语“用于……装置”或在方法权利要求的情况下使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”来明确地叙述元件，否则权利要求书中所叙述的元件全部都不旨在成为装置+功能元件。

Claims (10)

1.一种系统，其包括：
温度估计模块，所述温度估计模块配置成基于加热器芯入口冷却液温度、加热器芯出口冷却液温度、估计空气体积流率以及估计冷却液体积流率确定车辆的加热器芯出气温度的估计值；以及
冷却液流量控制模块，所述冷却液流量控制模块配置成：通过调整所述车辆的冷却液控制阀的位置以及所述车辆的冷却液泵的输出中的至少一个来控制冷却液流向所述车辆的加热器芯的速率；以及
对所述冷却液流率进行控制，以减小目标加热器芯出气温度与估计加热器芯出气温度之间的差值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述温度估计模块配置成使用最小二乘方估计来估计所述加热器芯出气温度。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述温度估计模块配置成基于所述加热器芯入口冷却液温度、所述加热器芯出口冷却液温度、冷却液体积流率以及空气体积流率估计所述加热器芯出气温度。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述温度估计模块配置成根据如下等式估计所述加热器芯出气温度： 其中为冷却液体积流率，为所述空气体积流率，TClnt,In为所述加热器芯入口冷却液温度，TClnt,Out为所述加热器芯出口冷却液温度，且αi代表相应的最小二乘方估计系数。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述估计加热器芯出气温度受限于具有预定偏移量的所述加热器芯入口冷却液温度以及具有预定偏移量的所述加热器芯出口冷却液温度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却液流量控制模块配置成比较所述目标加热器芯出气温度与所述估计加热器芯出气温度之间的所述差值，确定所述差值是否超过预定误差阈值，以及对所述冷却液流率进行控制以减小所述目标加热器芯出气温度与所述估计加热器芯出气温度之间的差值。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却液流量控制模块配置成基于可变冷却液流率以及可变增量中的至少一个对所述冷却液流率进行调整。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述可变增量基于控制设置。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制设置包括比例-积分-微分(PID)控制和查表控制中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
加热器芯入口冷却液温度传感器，所述加热器芯入口冷却液温度传感器设置在加热器芯入口管路上，以测量进入车辆的加热器芯的所述加热器芯入口冷却液温度；以及
加热器芯出口冷却液温度传感器，所述加热器芯出口冷却液温度传感器设置在加热器芯出口管路上，以测量离开所述加热器芯的所述加热器芯出口冷却液温度。
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