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空調(diào)采暖控制系統(tǒng)、控制器、方法和裝置與流程

文檔序號:12378649閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種空調(diào)采暖控制系統(tǒng),其特征在于,包括:控制器、發(fā)動機回路、水泵回路、比例閥、加熱器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器,所述比例閥、加熱器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均與所述控制器連接;

所述比例閥用于提供第一閥口和第二閥口,所述發(fā)動機回路和水泵回路中的水流分別通過所述第一閥口和第二閥口進入所述加熱器,經(jīng)過所述加熱器的加熱之后回到所述發(fā)動機回路和水泵回路;

所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別用于采集發(fā)動機回路水溫和水泵回路水溫,并將采集到的回路水溫信號分別發(fā)送至所述控制器;

所述比例閥還用于接收所述控制器輸出的位置調(diào)節(jié)指令,根據(jù)所述位置調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)所述第一閥口和第二閥口的開控。

2.如權(quán)利要求1所述空調(diào)采暖控制系統(tǒng),其特征在于,所述水泵回路設(shè)置有第一水泵;所述發(fā)動機回路設(shè)置有第二水泵和發(fā)動機;所述發(fā)動機、第一水泵、第二水泵均與所述控制器連接;

所述第一水泵和所述第二水泵還用于接收所述控制器輸出的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)指令,根據(jù)所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)各自的轉(zhuǎn)速。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)采暖控制系統(tǒng),其特征在于,還包括:與所述控制器連接的第三溫度傳感器和第四溫度傳感器,

所述第三溫度傳感器和第四溫度傳感器分別用于采集加熱器的入口端和出口端的水溫,并將采集到的加熱器水溫信息分別發(fā)送至所述控制器;

所述加熱器還用于接收所述控制器輸出的功率調(diào)節(jié)指令,并根據(jù)所述功率調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)其加熱功率。

4.一種空調(diào)采暖控制器,其特征在于,包括:MCU和電機驅(qū)動芯片,所述MCU包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元以及串行外設(shè)接口單元;所述MCU通過所述串行外設(shè)接口單元連接所述電機驅(qū)動芯片;

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元,用于接收空調(diào)采暖控制系統(tǒng)中第一溫度傳感器采集的發(fā)動機回路水溫信息、第二溫度傳感器采集的水泵回路水溫信息以及比例閥的位置反饋信息,以及用于將接收到的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字字號;

所述串行外設(shè)接口單元,用于將所述MCU生成的用于調(diào)節(jié)比例閥的位置調(diào)節(jié)指令發(fā)送給所述電機驅(qū)動芯片;

所述電機驅(qū)動芯片用于接收MCU發(fā)送的位置調(diào)節(jié)指令,根據(jù)所述位置調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)所述比例閥的位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)采暖控制器,其特征在于,所述MCU還包括脈寬調(diào)制單元,

所述脈寬調(diào)制單元,用于根據(jù)MCU生成的調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵和發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)指令,分別調(diào)節(jié)向第一水泵和第二水泵輸出的PWM信號的占空比。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)采暖控制器,其特征在于,所述MCU還包括LIN標準接口單元;

所述LIN標準接口單元,用于連接空調(diào)采暖控制系統(tǒng)中的加熱器,以及用于將所述MCU生成的用于調(diào)節(jié)加熱器的功率調(diào)節(jié)指令發(fā)送至加熱器。

7.一種空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,包括:

獲取當前的發(fā)動機回路水溫和水泵回路水溫并進行比較;

若發(fā)動機回路水溫小于水泵回路水溫,調(diào)小比例閥在發(fā)動機回路側(cè)的第一閥口,并調(diào)大比例閥在水泵回路側(cè)的第二閥口;

若發(fā)動機回路水溫大于或等于水泵回路水溫,比較發(fā)動機回路水溫與預先確定的加熱器目標出口水溫;若發(fā)動機回路水溫小于所述加熱器目標出口水溫,調(diào)大比例閥在發(fā)動機回路側(cè)的第一閥口,并調(diào)小比例閥在水泵回路側(cè)的第二閥口;若發(fā)動機回路水溫大于或等于所述加熱器目標出口水溫,控制加熱器停止加熱,并根據(jù)預設(shè)第二PID控制算法調(diào)節(jié)所述比例閥的第一閥口的開控和第二閥口的開控,以使加熱器的入口水溫與所述加熱器目標出口水溫的差值在設(shè)定范圍內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,還包括:

在當前的發(fā)動機回路水溫小于當前的水泵回路水溫時,或者,在當前的發(fā)動機回路水溫大于或等于當前的水泵回路水溫且小于所述加熱器目標出口水溫時,獲取當前加熱器的入口水溫和出口水溫;根據(jù)所述入口水溫和出口水溫,采用預設(shè)第一PID控制算法調(diào)節(jié)所述加熱器的加熱功率,以使加熱器的出口水溫與所述加熱器目標出口水溫的差值在設(shè)定范圍內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,所述第一PID控制算法為:

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)為當前加熱器的加熱功率,Power(n-1)為上一周期加熱器的加熱功率,TargetTW(n)為當前加熱器目標出口水溫,T4(n)為當前采集的加熱器出口水溫,TargetTW(n-1)為上一周期加熱器目標出口水溫,T4(n-1)為上一周期采集的加熱器出口水溫,KP1為預設(shè)的第一比例參數(shù),KI1為預設(shè)的第一積分參數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,還包括:

獲取當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速;根據(jù)當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速,以調(diào)節(jié)水泵回路的水流速度和發(fā)動機回路的水流速度。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,根據(jù)當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速,包括:

若當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速不為0,則調(diào)節(jié)發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速為0,并根據(jù)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速,以使水泵回路的水流速度與發(fā)動機回路的水流速度相等;

若所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0、且發(fā)動機回路水溫大于或等于水泵回路水溫,則將發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速和水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速均調(diào)節(jié)至預設(shè)的最大轉(zhuǎn)速;

若所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0、且發(fā)動機回路水溫小于水泵回路水溫,則調(diào)節(jié)發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速為0,調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速為預設(shè)的最大轉(zhuǎn)速。

12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,還包括計算加熱器目標出口水溫的步驟,該步驟包括:

采集當前的車外溫度、車內(nèi)溫度、陽光強度以及當前的空調(diào)設(shè)定溫度;根據(jù)所述車外溫度、車內(nèi)溫度、陽光強度以及空調(diào)設(shè)定溫度計算加熱器目標出口水溫。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,根據(jù)所述車外溫度、車內(nèi)溫度、陽光強度以及空調(diào)設(shè)定溫度計算加熱器目標出口水溫,包括:

計算空調(diào)目標出風溫度TAO:

TAO=K1×TSet-K2×TR-K3×TAM-K4×TS;

根據(jù)空調(diào)目標出風溫度計算加熱器目標出口水溫TargetTW:

TargetTW=K5×TAO+40;TargetTW∈[40,70]

其中,TSet表示空調(diào)設(shè)定溫度、TAM表示車外溫度、TR表示車內(nèi)溫度、TS表示陽光強度,K1~K4分別為預設(shè)的空調(diào)設(shè)定溫度、車內(nèi)溫度、車外溫度、陽光強度對應(yīng)的權(quán)值系數(shù);K5為預設(shè)的空調(diào)出風溫度對加熱器出口水溫的影響系數(shù)。

14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空調(diào)采暖控制方法,其特征在于,所述第二PID控制算法為:

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)為當前比例閥反饋的位置,Pos(n-1)為上一周期比例閥反饋的位置,TargetTW(n)為當前加熱器目標出口水溫,T3(n)為當前采集的加熱器入口水溫,TargetTW(n-1)為上一周期加熱器目標出口水溫,T3(n-1)為上一周期采集的加熱器入口水溫,KP2為預設(shè)的第二比例參數(shù),KI2為預設(shè)的第二積分參數(shù)。

15.一種空調(diào)采暖控制裝置,其特征在于,包括:

回路水溫獲取及比較模塊,用于獲取當前的發(fā)動機回路水溫和水泵回路水溫并進行比較;

第一比例閥調(diào)節(jié)模塊,用于若發(fā)動機回路水溫小于水泵回路水溫,調(diào)小比例閥在發(fā)動機回路側(cè)的第一閥口,并調(diào)大比例閥在水泵回路側(cè)的第二閥口;

第二比例閥調(diào)節(jié)模塊,用于若發(fā)動機回路水溫大于或等于水泵回路水溫,比較發(fā)動機回路水溫與預先確定的加熱器目標出口水溫;若發(fā)動機回路水溫小于所述加熱器目標出口水溫,調(diào)大比例閥在發(fā)動機回路側(cè)的第一閥口,并調(diào)小比例閥在水泵回路側(cè)的第二閥口;若發(fā)動機回路水溫大于或等于所述加熱器目標出口水溫,控制加熱器停止熱器,并根據(jù)預設(shè)第二PID控制算法調(diào)節(jié)所述比例閥的第一閥口的開控和第二閥口的開控,以使加熱器的入口水溫與所述加熱器目標出口水溫的差值在設(shè)定范圍內(nèi)。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)采暖控制裝置,其特征在于,還包括:

加熱器調(diào)節(jié)模塊,用于在當前的發(fā)動機回路水溫小于當前的水泵回路水溫時,或者,在當前的發(fā)動機回路水溫大于或等于當前的水泵回路水溫且小于所述加熱器目標出口水溫時,獲取當前加熱器的入口水溫和出口水溫;根據(jù)所述入口水溫和出口水溫,采用預設(shè)第一PID控制算法調(diào)節(jié)所述加熱器的加熱功率,以使加熱器的出口水溫與所述加熱器目標出口水溫的差值在設(shè)定范圍內(nèi)。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)采暖控制裝置,其特征在于,還包括:水泵調(diào)節(jié)模塊,用于獲取當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速;根據(jù)當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速,以調(diào)節(jié)水泵回路的水流速度和發(fā)動機回路的水流速度。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)采暖控制裝置,其特征在于,所述水泵調(diào)節(jié)模塊包括:

第一調(diào)節(jié)子模塊,用于若當前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速不為0,則調(diào)節(jié)發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速為0,并根據(jù)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速,以使水泵回路的水流速度與發(fā)動機回路的水流速度相等;

第二調(diào)節(jié)子模塊,用于若所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0、且發(fā)動機回路水溫大于或等于水泵回路水溫,則將發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速和水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速均調(diào)節(jié)至預設(shè)的最大轉(zhuǎn)速;

以及,第三調(diào)節(jié)子模塊,用于若所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0、且發(fā)動機回路水溫小于水泵回路水溫,則調(diào)節(jié)發(fā)動機回路中第二水泵的轉(zhuǎn)速為0,調(diào)節(jié)水泵回路中第一水泵的轉(zhuǎn)速為預設(shè)的最大轉(zhuǎn)速。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)采暖控制裝置,其特征在于,還包括:

出口水溫計算模塊,用于采集當前的車外溫度、車內(nèi)溫度、陽光強度以及當前的空調(diào)設(shè)定溫度;根據(jù)所述車外溫度、車內(nèi)溫度、陽光強度以及空調(diào)設(shè)定溫度計算加熱器目標出口水溫。

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