CN114483284B - 一种电控节温器的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种电控节温器的控制系统及方法。用于解决发动机冷却系统的现有控制系统存在控制精度低下的问题，该系统包括：水温传感器、发动机转速传感器和控制模块，其中，水温传感器用于采集车辆的发动机冷却系统的实际水温；发动机转速传感器用于采集车辆的发动机转速；控制模块用于根据实际水温和发动机转速，确定车辆的车辆状态为热车状态时，根据发动机转速和实际水温，得到电控节温器的开度偏差值；并根据开度偏差值，对电控节温器的实际开度值进行调节，以使实际水温保持在预设水温；这样，实现了对发动机冷却系统的模型控制，提高了控制精度，保障了发动机最大限定地处于最好的工作状态，提高系统性能。

Description

一种电控节温器的控制系统及方法

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种电控节温器的控制系统及方法。

背景技术

现有技术下，发动机节温器通常采用蜡式节温器，该蜡式节温器的工作原理为：通过蜡式节温器感温体内静止石蜡随冷却液的温度升高而融化，借助融化后的液体体积增大压迫橡胶管而使其收缩，推动连接的推杆来驱动节温器阀动作，从而开启或关闭发动机和散热器之间的通道，以改变发动机冷却系统中冷却液的循环范围，从而调节发动机冷却系统的散热能力，进而保证发动机在合适的温度范围内工作。

然而，随着设备的快速更新，电控组件越来越多，现有的蜡式节温器存在的30s动作延时这一固有缺陷，在实际应用中，存在着蜡式节温器主阀门开启过迟引起发动机过热，或，蜡式节温器主阀门开启过早，致使发动机预热时间延长，而发动机温度过低又会导致较高的燃油消耗等问题，因此，发动机冷却系统的现有控制系统的控制精度低下，严重影响着发动机的正常工作。

发明内容

本申请实施例提供一种电控节温器的控制系统及方法，用以解决发动机冷却系统的现有控制系统存在控制精度低下的问题。

本申请实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，本申请实施例中提供一种电控节温器的控制系统，所述系统包括：水温传感器、发动机转速传感器和控制模块，其中，

所述水温传感器，用于采集车辆的发动机冷却系统的实际水温；

所述发动机转速传感器，用于采集所述车辆的发动机转速；

所述控制模块，用于根据所述实际水温和所述发动机转速，确定所述车辆的车辆状态为热车状态时，根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值；并根据所述开度偏差值，对所述电控节温器的实际开度值进行调节，以使所述实际水温保持在预设水温；

所述根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度；

根据所述实际水温和所述气缸壁温度，得到所述发动机的机体温度；

根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值。

上述系统，通过水温传感器和发动机转速传感器，采集车辆的发动机冷却系统的实际水温和发动机转速，从而根据实际水温和发动机转速，实现对发动机冷却系统的模型控制方式，以提高控制精度，将发动机冷却系统中循环冷却液的实际水温保持在预设水温，最大限度地保障发动机处于最好的工作状态，提高了系统性能，降低了燃油消耗量。

可选的，所述水温传感器安装在发动机的冷却液进口侧，或，所述水温传感器安装在发动机的冷却液出口侧。

上述系统，仅在发动机冷却系统中安装一个水温传感器，以采集发动机冷却系统中的循环冷却液的实际水温，实现对发动机冷却系统的模型控制方式，从而提高控制精度，提高系统性能。

第二方面，本申请实施例中提供一种电控节温器的控制方法，应用于如第一方面任一项所述的控制系统，所述方法包括：

通过水温传感器采集车辆的发动机冷却系统的实际水温，以及，通过发动机转速传感器采集所述车辆的发动机转速；

根据所述实际水温和所述发动机转速，确定所述车辆的车辆状态为热车状态时，根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值；

根据所述开度偏差值，对所述电控节温器的实际开度值进行调节，以使所述实际水温保持在预设水温；

所述根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值，包括：

根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度；

根据所述实际水温和所述气缸壁温度，得到所述发动机的机体温度；

根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值。

上述方法，在车辆的车辆状态为热车状态时，发动机冷却系统包括的电控水泵以固定的最小流量进行工作，此时，发动机冷却系统的水温变化主要受发动机做功及散热器的影响，因此，通过监控发动机的发动机转速和实际水温，确定车辆的车辆状态为热车状态时，可以根据实际水温和发动机转速，实现对发动机冷却系统的模型控制方式，以提高控制精度，从而根据得到的开度偏差值，对电控节温器的实际开度值进行调节，将发动机冷却系统中循环冷却液的实际水温保持在预设水温，最大限度地保障发动机处于最好的工作状态，提高了系统性能，降低了燃油消耗量。

可选的，所述根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度，包括：

根据发动机喷油量脉谱图，得到所述发动机转速对应的发动机喷油量；

从发动机脉谱图中查找所述发动机转速和所述发动机喷油量的交点，得到所述交点对应的实际做功热量；

根据所述实际水温和所述实际做功热量，得到所述发动机的气缸壁温度。

可选的，当所述实际水温是实际出水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，包括：

根据预设出水温度和进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值；

根据所述预设出水温度和所述实际出水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第一补偿值；

根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值；

将所述第一前馈值、所述第一补偿值和所述第二补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，在所述根据预设出水温度、进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值之前，还包括：

根据所述预设出水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述进水温度设定值；

在所述根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值之前，还包括：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际出水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际出水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际进水温度估计值。

可选的，当所述实际水温是实际进水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，包括：

根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值；

根据所述预设进水温度和所述实际进水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第三补偿值；

根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值；

将所述第二前馈值、所述第三补偿值和所述第四补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，在所述根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值之前，还包括：

根据所述预设进水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述出水温度设定值；

在所述根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值之前，还包括：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际进水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际进水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际出水温度估计值。

可选的，通过执行如下步骤，确定所述车辆的车辆状态是否为热车状态：

根据所述发动机转速，判断所述发动机是否已启动，若是，则判断所述发动机转速是否大于预设值，以及判断所述实际水温是否达到水温阈值；

在确定所述发动机转速大于所述预设值，且所述实际水温达到所述水温阈值时，确定所述车辆的车辆状态为热车状态。

第三方面，本申请实施例提供一种电控节温器的控制装置，包括：

采集模块，用于通过水温传感器采集车辆的发动机冷却系统的实际水温，以及，通过发动机转速传感器采集所述车辆的发动机转速；

控制模块，用于根据所述实际水温和所述发动机转速，确定所述车辆的车辆状态为热车状态时，根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值；

调节模块，用于根据所述开度偏差值，对所述电控节温器的实际开度值进行调节，以使所述实际水温保持在预设水温；

所述根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度；

根据所述实际水温和所述气缸壁温度，得到所述发动机的机体温度；

根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，所述根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度，所述控制模块用于：

根据发动机喷油量脉谱图，得到所述发动机转速对应的发动机喷油量；

从发动机脉谱图中查找所述发动机转速和所述发动机喷油量的交点，得到所述交点对应的实际做功热量；

根据所述实际水温和所述实际做功热量，得到所述发动机的气缸壁温度。

可选的，当所述实际水温是实际出水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据预设出水温度和进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值；

根据所述预设出水温度和所述实际出水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第一补偿值；

根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值；

将所述第一前馈值、所述第一补偿值和所述第二补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，在所述根据预设出水温度、进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值之前，所述控制模块还用于：

根据所述预设出水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述进水温度设定值；

在所述根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值之前，所述控制模块还用于：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际出水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际出水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际进水温度估计值。

可选的，当所述实际水温是实际进水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值；

根据所述预设进水温度和所述实际进水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第三补偿值；

根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值；

将所述第二前馈值、所述第三补偿值和所述第四补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，在所述根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值之前，所述控制模块还用于：

根据所述预设进水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述出水温度设定值；

在所述根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值之前，所述控制模块还用于：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际进水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际进水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际出水温度估计值。

可选的，通过执行如下步骤，确定所述车辆的车辆状态是否为热车状态：

根据所述发动机转速，判断所述发动机是否已启动，若是，则判断所述发动机转速是否大于预设值，以及判断所述实际水温是否达到水温阈值；

在确定所述发动机转速大于所述预设值，且所述实际水温达到所述水温阈值时，确定所述车辆的车辆状态为热车状态。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器和存储器；

其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述第二方面中任一所述方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述第二方面中任一项所述的方法。

另外，第二方面至第五方面中任一一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例中一种电控节温器的控制系统架构示意图；

图2为本申请实施例中一种发动机冷却系统的示意图；

图3为本申请实施例中一种电控节温器的控制方法的流程示意图；

图4为本申请实施例中一种应用场景示意图；

图5为本申请实施例中一种电控节温器的控制方法的总控制流程示意图；

图6为本申请实施例中一种电控节温器的控制装置的逻辑架构示意图；

图7为本申请实施例中电子设备的实体架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够在除了这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

为了解决发动机冷却系统的现有控制系统存在的控制精度低下的问题，本申请实施例提供一种电控节温器的控制系统，该系统包括水温传感器、发动机转速传感器和控制模块，其中，水温传感器用于采集车辆的发动机冷却系统的实际水温；发动机转速传感器用于采集车辆的发动机转速；控制模块用于根据实际水温和发动机转速，确定车辆的车辆状态为热车状态时，根据发动机转速和实际水温，对发动机冷却系统进行模型控制，得到电控节温器的开度偏差值；并根据开度偏差值，对电控节温器的实际开度值进行调节，以使实际水温保持在预设水温，这样，通过控制模块对电控节温器的开度调节，可以提高控制系统的控制精度，使发动机最大限度地处于最好的工作状态，提高了系统性能，降低了燃油消耗量。

下面结合附图对本申请优选的实施方式做出进一步详细说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请，并且在不冲突的情况下，本申请实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了一种电控节温器的控制系统架构示意图。参阅图1所示，该系统包括水温传感器、发动机转速传感器和控制模块，其中，

水温传感器，位于发动机冷却系统的冷却液循环管路上，用于采集车辆的发动机冷却系统的实际水温；

发动机转速传感器，用于采集车辆的发动机转速；

控制模块，用于根据实际水温和发动机转速，确定车辆的车辆状态为热车状态时，根据发动机转速和实际水温，对发动机冷却系统进行模型控制，得到电控节温器的开度偏差值；并根据开度偏差值，对电控节温器的实际开度值进行调节，以使实际水温保持在预设水温。

可选的，本申请实施例中，上述水温传感器可以安装在发动机的冷却液进口侧，也可以安装在发动机的冷却液出口侧。

实际应用中，参阅图2所示，发动机冷却系统包括发动机、电控节温器、散热器和电控水泵。

本申请实施例中，在发动机处于冷启动过程中，根据实际水温和发动机转速，确定该车辆的车辆状态为热车状态时，车辆的电控水泵保持以固定的最小流量进行工作，此时，发动机冷却系统的水温变化主要受发动机做功及散热器的影响。

本申请实施例中，假设发动机冷却系统中，所有连接的管路都是绝热的，只有散热器与环境之间存在换热，以及，发动机内部仅存在各个组件之间的换热，则在发动机附近安装水温传感器，通过水温传感器采集发动机冷却系统中循环冷却液的实际水温，通过发动机转速传感器采集车辆的发动机转速，并根据能量守恒定律和牛顿冷却定律，构建发动机冷却系统模型，从而对该构建的发动机冷却系统模型进行控制，以调节电控节温器的开度，使实际水温保持在预设水温，从而提高控制系统的控制精度。

参阅图3所示，本申请实施例提供的一种电控节温器的控制方法，应用于上述电控节温器的控制系统，该方法的具体流程如下：

S300：通过水温传感器采集车辆的发动机冷却系统的实际水温，以及，通过发动机转速传感器采集车辆的发动机转速。

本申请实施例中，在发动机冷却系统的冷却液循环管路上，安装用于采集发动机附近的冷却液温度的水温传感器，那么，在执行步骤S300时，通过水温传感器采集车辆的发动机冷却系统的实际水温，以及，通过车辆的发动机转速传感器采集发动机转速，以得到后续控制电控节温器的开度的基本参数。

S310：根据实际水温和发动机转速，确定车辆的车辆状态为热车状态时，根据发动机转速和实际水温，对发动机冷却系统进行模型控制，得到电控节温器的开度偏差值。

本申请实施例中，在采集到车辆的实际水温和发动机转速后，根据实际水温和发动机转速，确定车辆的车辆状态为热车状态时，通过执行如下操作，得到电控节温器的开度偏差值：

操作一，根据发动机转速和实际水温，得到发动机的气缸壁温度。

本申请实施例中，在执行操作一时，首先，根据发动机喷油量脉谱图，得到发动机转速对应的发动机喷油量；然后，从发动机脉谱图中查找发动机转速和发动机喷油量的交点，从而得到交点对应的实际做功热量；其次，根据实际水温和实际做功热量，得到发动机的气缸壁温度。

具体实施中，根据试验测试数据，针对不同型号的发动机绘制有相应的发动机喷油量脉谱图，那么，在实际应用中，当确定发动机转速及发动机负荷后，可以根据相匹配的发动机喷油量脉谱图，得到该发动机转速对应的发动机喷油量，然后，再根据发动机脉谱图，得到当前的发动机转速和发动机喷油量下的发动机的实际做功热量。

在得到实际做功热量之后，根据发动机内部结构，考虑发动机内部仅存在各个部件之间的换热，可以根据实际水温和实际做功热量，得到发动机的气缸壁温度。

操作二，根据实际水温和气缸壁温度，得到发动机的机体温度。

本申请实施例中，在执行操作一得到气缸壁温度之后，同样根据发动机内部仅存在各个部件之间的换热，进一步根据实际水温和得到的气缸壁温度，得到发动机的机体温度。

操作三，根据机体温度和气缸壁温度，得到电控节温器的开度偏差值。

本申请实施例中，根据水温传感器的安装位置的不同，得到的实际水温也不相同。

比如：当水温传感器安装在发动机的冷却液出口侧时，采集到的实际水温是实际出水温度；当水温传感器安装在发动机的冷却液进口侧时，采集到的实际水温是实际进水温度。

那么，本申请实施例中，根据采集到的实际水温的具体物理意义不同，在执行操作三时，包含但不限于如下两种情况：

情况一，实际水温是实际出水温度

本申请实施例中，假设发动机内部仅存在各个组件之间的换热，则根据预设出水温度、气缸壁温度和机体温度，得到进水温度设定值。

然后，本申请实施例中，在执行操作三时，可以进一步通过执行如下操作，得到上述开度偏差值：

操作a1、根据预设出水温度和进水温度设定值，得到电控节温器的第一前馈值。

操作b1、根据预设出水温度和实际出水温度的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第一补偿值；并根据进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第二补偿值。

操作c1、将第一前馈值、第一补偿值和第二补偿值之和，作为电控节温器的开度偏差值。

可选的，本申请实施例中，在根据进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第二补偿值之前，需先得到实际进水温度估计值。

具体实施中，针对发动机冷却系统中发动机之外的水温传感器、电控节温器、散热器和电控水泵，假设发动机冷却系统中，所有连接的管路都是绝热的，只有散热器与环境之间存在换热，则根据发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、车辆的车速和实际出水温度，得到发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；然后，再根据实际出水温度、散热器的冷却液出口温度和实际开度值，得到实际进水温度估计值。

这样，当实际水温是实际出水温度时，将得到的第一前馈值、第一补偿值和第二补偿值三者进行加和处理，得到电控节温器的开度偏差值，以实现后续根据开度偏差值对发动机冷却系统的模型控制方式，提高控制精度，以使发动机冷却系统中的循环冷却液的实际水温保持在预设水温，从而最大限度地保障发动机处于最好的工作状态，进而降低燃油消耗量等。

情况二，实际水温是实际进水温度

本申请实施例中，假设发动机内部仅存在各个组件之间的换热，则根据预设进水温度、气缸壁温度和机体温度，得到出水温度设定值。

然后，本申请实施例中，在执行操作三时，可以进一步通过执行如下操作，得到上述开度偏差值：

操作a2、根据预设进水温度和出水温度设定值，得到电控节温器的第二前馈值。

操作b2、根据预设进水温度和实际进水温度的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第三补偿值；并根据出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第四补偿值。

操作c2、将第二前馈值、第三补偿值和第四补偿值之和，作为电控节温器的开度偏差值。

可选的，本申请实施例中，在根据出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第四补偿值之前，仍需先得到实际出水温度估计值。

具体实施中，针对发动机冷却系统中发动机之外的电控节温器、散热器和电控水泵，假设发动机冷却系统中，所有连接的管路都是绝热的，只有散热器与环境之间存在换热，则根据发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、车辆的车速和实际进水温度，得到发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；然后，根据实际进水温度、散热器的冷却液出口温度和实际开度值，得到实际出水温度估计值。

这样，当实际水温是实际进水温度时，将得到的第二前馈值、第三补偿值和第四补偿值三者进行加和处理，得到电控节温器的开度偏差值，以实现后续根据开度偏差值对发动机冷却系统的模型控制方式，提高控制精度，以使发动机冷却系统中的循环冷却液保持在预设水温，从而最大限度地保障发动机处于最好的工作状态，进而降低燃油消耗量等。

可选的，本申请实施例中，可以通过执行如下操作，确定该车辆的车辆状态是否为热车状态：

操作1、根据发动机转速，判断该发动机是否已启动，若是，则判断发动机转速是否大于预设值，以及判断实际水温是否达到水温阈值。

操作2、在确定发动机转速大于预设值，且实际水温达到水温阈值时，确定该车辆的车辆状态为热车状态。

例如，以水温传感器安装在发动机的冷却液出口侧为例。

本申请实施例中，由于水温传感器安装在发动机的冷却液出口侧，则采集的是实际出水温度。

那么，首先，根据通过水温传感器采集到的实际出水温度和通过发动机转速传感器采集到的发动机转速，确定车辆当前的车辆状态是否为热车状态。

假设发动机转速由0逐步达到1000r/min、预设值为800r/min、实际出水温度由0逐步达到50℃，以及水温阈值为50℃。

则根据发动机转速，判断发动机是否已启动，由于发动机转速由0逐步达到1000r/min，因此，确定发动机已启动；

然后，判断发动机转速是否大于预设值，以及判断实际水温是否达到水温阈值，由于1000r/min＞800r/min，且50℃＝50℃，因此，确定该车辆的车辆状态为热车状态。

S320：根据开度偏差值，对电控节温器的实际开度值进行调节，以使实际水温保持在预设水温。

本申请实施例中，在执行步骤S310之后，得到开度偏差值，那么，在执行步骤S320时，根据开度偏差值对电控节温器的实际开度值进行调节，可以使发动机冷却系统中的循环冷却液保持的预设水温，这样，通过对发动机冷却系统进行模型控制，可以实现对发动机冷却系统的前馈控制和双比例调节和积分调节（Proportional Integral，PI）闭环控制，以提高控制精度，从而使发动机达到最佳运行状态，降低燃油消耗等。

需要说明的是，本申请实施例中，上述预设水温是指发动机达到最佳运行状态时的温度，在这个温度下，发动机既不会过冷，也不会过热，从而降低了发动机各组件间的磨损，提高了发动机效率，也降低了污染物的排放量。因此，通过对发动机冷却系统进行的模型控制，使发动机处于适宜的恒温状态（即，预设水温）中，以降低组件磨损速率，从而延长发动机的使用寿命，进而也可以在发动机实际运行中，提高发动机效率、提高车辆性能等。

例如，参阅图4所示，以水温传感器安装在发动机的冷却液出口侧为例。

参阅图4所示，其为本申请实施例中的应用场景示意图，该应用场景示意图中包括发动机、水温传感器、电控节温器、散热器和电控水泵。

本申请实施例中，由于水温传感器安装在发动机的冷却液出口侧，因此，水温传感器采集的是发动机冷却系统中的发动机冷却液出口侧的实际出水温度。

参阅图5所示，本申请实施例中，通过执行如下步骤，实现对发动机冷却系统的电控节温器的调节，以使实际出水温度保持在预设出水温度，以及实际进水温度估计值保持在进水温度设定值：

S500：通过水温传感器采集车辆的发动机冷却系统的实际出水温度，以及，通过发动机转速传感器采集车辆的发动机转速。

S510：根据实际出水温度和发动机转速，确定车辆当前的车辆状态为热车状态时，根据实际出水温度和发动机转速，确定发动机的实际进水温度估计值。

本申请实施例中，在确定车辆当前的车辆状态为热车状态时，电控水泵以一定的转速进行运转。

假设发动机冷却系统中，发动机、水温传感器、电控节温器、散热器和电控水泵之间的所有连接的管路都是绝热的，只有散热器与环境之间存在换热。

那么，在确定车辆当前的车辆状态为热车状态时，参阅图4所示，假设发动机冷却系统中，流经散热器的和未流经散热器的冷却液在混合点理想混合，即实际进水温度估计值为混合点温度，则根据实际出水温度、散热器的冷却液出口温度和电控节温器的实际开度值，得到实际进水温度估计值，其中，电控节温器的开度值为流经散热器的冷却液质量和总冷却液的比值。

需要说明的是，本申请实施例中，根据能量守恒定律，散热器的冷却液出口温度可以根据发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、车辆的车速和实际出水温度计算得到。

S520：根据发动机转速和实际出水温度，得到发动机的气缸壁温度。

具体实施中，根据发动机喷油量脉谱图，得到发动机转速对应的发动机喷油量；再从发动机脉谱图中查找发动机转速和发动机喷油量的交点，得到交点对应的实际做功热量。

然后，根据能量守恒定律、气缸壁与冷却液之间的对流项与温差呈线性关系，通过实际出水温度、实际进水温度估计值和实际做功热量，计算得到发动机的气缸壁温度。

S530：根据实际出水温度和气缸壁温度，得到发动机的机体温度。

具体实施中，假设发动机内部仅存在各个组件之间的换热，则根据能量守恒定律、气缸壁和发动机机体之间的对流项与温差呈线性关系，通过实际出水温度、实际进水温度估计值和气缸壁温度，计算得到发动机的机体温度。

S540：根据气缸壁温度、机体温度和预设出水温度，得到进水温度设定值。

具体实施中，根据能量守恒定律、气缸壁和发动机机体之间的对流项与温差呈线性关系，通过气缸壁温度、机体温度和预设出水温度，计算得到进水温度设定值。

S550-1：根据预设出水温度和实际出水温度的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第一补偿值。

本申请实施例中，在执行步骤S550-1时，根据预设出水温度和实际出水温度的差值，对发动机冷却系统进行PI控制，从而得到根据实际出水温度的电控节温器的第一闭环开度值，即第一补偿值。

S550-2：根据预设出水温度和进水温度设定值，得到电控节温器的第一前馈值。

本申请实施例中，通过执行步骤S540得到进水温度设定值，那么，在执行步骤S550-2时，根据预设出水温度和进水温度设定值对发动机冷却系统进行前馈控制，从而得到电控节温器的第一前馈值。

S550-3：根据进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、气缸壁温度和机体温度，得到电控节温器的第二补偿值。

本申请实施例中，通过执行步骤S510得到实际进水温度估计值，通过执行步骤S540得到进水温度设定值，那么，在执行步骤S550-3时，根据进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值，对发动机冷却系统进行PI控制，从而得到根据实际出水温度的电控节温器的第二闭环开度值，即第二补偿值。

S560：将第一前馈值、第一补偿值和第二补偿值之和，作为电控节温器的开度偏差值，根据开度偏差值，对实际开度值进行调节，得到电控节温器的目标开度值。

本申请实施例中，在执行步骤S560时，根据第一前馈值、第一补偿值和第二补偿值之和，对电控节温器的实际开度值进行调节，从而得到电控节温器的目标开度值，并根据该目标开度值控制电控节温器，以使实际出水温度保持在预设出水温度，以及，实际进水温度估计值保持在进水温度设定值。

S570：结束流程。

这样，本申请实施例中，采用上述电控节温器的控制方法，分别计算出水温度偏差确定的第一补偿值、进水温度偏差确定的第二补偿值，并结合预设出水温度和进水温度设定值得到的第一前馈值，对发动机冷却系统进行模型控制，可以提高系统控制精度，从而使发动机最大限定地保持在最好的工作状态，进而降低燃油消耗量等。

基于同一发明构思，参阅图6所示，本申请实施例中提供一种电控节温器的控制装置，包括：

采集模块，用于通过水温传感器采集车辆的发动机冷却系统的实际水温，以及，通过发动机转速传感器采集所述车辆的发动机转速；

控制模块，用于根据所述实际水温和所述发动机转速，确定所述车辆的车辆状态为热车状态时，根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值；

调节模块，用于根据所述开度偏差值，对所述电控节温器的实际开度值进行调节，以使所述实际水温保持在预设水温；

所述根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度；

根据所述实际水温和所述气缸壁温度，得到所述发动机的机体温度；

根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，所述根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度，所述控制模块用于：

根据发动机喷油量脉谱图，得到所述发动机转速对应的发动机喷油量；

从发动机脉谱图中查找所述发动机转速和所述发动机喷油量的交点，得到所述交点对应的实际做功热量；

根据所述实际水温和所述实际做功热量，得到所述发动机的气缸壁温度。

可选的，当所述实际水温是实际出水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据预设出水温度和进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值；

根据所述预设出水温度和所述实际出水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第一补偿值；

根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值；

将所述第一前馈值、所述第一补偿值和所述第二补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，在所述根据预设出水温度、进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值之前，所述控制模块还用于：

根据所述预设出水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述进水温度设定值；

在所述根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值之前，所述控制模块还用于：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际出水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际出水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际进水温度估计值。

可选的，当所述实际水温是实际进水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值；

根据所述预设进水温度和所述实际进水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第三补偿值；

根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值；

将所述第二前馈值、所述第三补偿值和所述第四补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

可选的，在所述根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值之前，所述控制模块还用于：

根据所述预设进水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述出水温度设定值；

在所述根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值之前，所述控制模块还用于：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际进水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际进水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际出水温度估计值。

可选的，通过执行如下步骤，确定所述车辆的车辆状态是否为热车状态：

根据所述发动机转速，判断所述发动机是否已启动，若是，则判断所述发动机转速是否大于预设值，以及判断所述实际水温是否达到水温阈值；

在确定所述发动机转速大于所述预设值，且所述实际水温达到所述水温阈值时，确定所述车辆的车辆状态为热车状态。

参阅图7所示，本申请实施例中提供一种电子设备，包括：处理器和存储器；

存储器，用于存储处理器执行的计算机程序。存储器可以是易失性存储器（volatile memory），例如随机存取存储器（Random-Access Memory，RAM）；存储器也可以是非易失性存储器（non-volatile memory），例如只读存储器，快闪存储器（flash memory），硬盘（Hard Disk Drive，HDD）或固态硬盘（Solid-State Drive，SSD）、或者存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是上述存储器的段合。

处理器，可以包括一个或多个中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），图形处理单元（Graphics Processing Unit，GPU）或者为数字处理单元等等。

本申请实施例中不限定上述存储器和处理器之间的具体连接介质。本申请实施例在图7中以存储器和处理器之间通过总线连接，总线在图7中以粗线表示，所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述各个实施例中电控节温器的控制装置执行的任意一种方法。

由于该电子设备即是执行本申请实施例中的方法的电子设备，并且该电子设备解决问题的原理与该方法相似，因此该电子设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述各个实施例中电控节温器的控制装置执行的任意一种方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图中的一个流程或多个流程和／或方框图中的一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图中的一个流程或多个流程和／或方框图中的一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图中的一个流程或多个流程和／或方框图中的一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种电控节温器的控制系统，其特征在于，所述系统包括：水温传感器、发动机转速传感器和控制模块，其中，

所述水温传感器，用于采集车辆的发动机冷却系统的实际水温；

所述发动机转速传感器，用于采集所述车辆的发动机转速；

所述控制模块，用于根据所述实际水温和所述发动机转速，确定所述车辆的车辆状态为热车状态时，根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值；并根据所述开度偏差值，对所述电控节温器的实际开度值进行调节，以使所述实际水温保持在预设水温；

所述根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值，所述控制模块用于：

根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度；

根据所述实际水温和所述气缸壁温度，得到所述发动机的机体温度；

根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述水温传感器安装在发动机的冷却液进口侧，或，所述水温传感器安装在发动机的冷却液出口侧。

3.一种电控节温器的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-2任一项所述的控制系统，所述方法包括：

通过水温传感器采集车辆的发动机冷却系统的实际水温，以及，通过发动机转速传感器采集所述车辆的发动机转速；

根据所述实际水温和所述发动机转速，确定所述车辆的车辆状态为热车状态时，根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值；

根据所述开度偏差值，对所述电控节温器的实际开度值进行调节，以使所述实际水温保持在预设水温；

所述根据所述发动机转速和所述实际水温，对所述发动机冷却系统进行模型控制，得到所述电控节温器的开度偏差值，包括：

根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度；

根据所述实际水温和所述气缸壁温度，得到所述发动机的机体温度；

根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述发动机转速和所述实际水温，得到所述发动机的气缸壁温度，包括：

根据发动机喷油量脉谱图，得到所述发动机转速对应的发动机喷油量；

从发动机脉谱图中查找所述发动机转速和所述发动机喷油量的交点，得到所述交点对应的实际做功热量；

根据所述实际水温和所述实际做功热量，得到所述发动机的气缸壁温度。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，当所述实际水温是实际出水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，包括：

根据预设出水温度和进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值；

根据所述预设出水温度和所述实际出水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第一补偿值；

根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值；

将所述第一前馈值、所述第一补偿值和所述第二补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述根据预设出水温度、进水温度设定值，得到所述电控节温器的第一前馈值之前，还包括：

根据所述预设出水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述进水温度设定值；

在所述根据所述进水温度设定值和实际进水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第二补偿值之前，还包括：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际出水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际出水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际进水温度估计值。

7.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，当所述实际水温是实际进水温度时，所述根据所述机体温度和所述气缸壁温度，得到所述电控节温器的开度偏差值，包括：

根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值；

根据所述预设进水温度和所述实际进水温度的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第三补偿值；

根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值；

将所述第二前馈值、所述第三补偿值和所述第四补偿值之和，作为所述电控节温器的开度偏差值。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述根据预设进水温度和出水温度设定值，得到所述电控节温器的第二前馈值之前，还包括：

根据所述预设进水温度、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述出水温度设定值；

在所述根据所述出水温度设定值和实际出水温度估计值的差值、所述气缸壁温度和所述机体温度，得到所述电控节温器的第四补偿值之前，还包括：

根据所述发动机冷却系统包括的电控水泵的水泵转速、所述车辆的车速和所述实际进水温度，得到所述发动机冷却系统包括的散热器的冷却液出口温度；

根据所述实际进水温度、所述散热器的冷却液出口温度和所述实际开度值，得到所述实际出水温度估计值。

9.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，通过执行如下步骤，确定所述车辆的车辆状态是否为热车状态：

根据所述发动机转速，判断所述发动机是否已启动，若是，则判断所述发动机转速是否大于预设值，以及判断所述实际水温是否达到水温阈值；

在确定所述发动机转速大于所述预设值，且所述实际水温达到所述水温阈值时，确定所述车辆的车辆状态为热车状态。

Images