蒸发器的温度控制方法和蒸发器的温度控制系统

文档序号:1845300 发布日期:2021-11-16 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 蒸发器的温度控制方法和蒸发器的温度控制系统 (Temperature control method and temperature control system of evaporator ) 是由 崔长军 董艳栋 阮小光 徐宇峰 于 2020-05-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及温度控制领域,具体涉及蒸发器的温度控制方法、系统、实现该方法的车辆控制器和计算机可读存储介质。按照本发明一个方面的蒸发器的温度控制方法包含下列步骤:基于车内温度参数确定蒸发器目标温度;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定电磁阀目标电流;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈;以及基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度。(The invention relates to the field of temperature control, in particular to a method and a system for controlling the temperature of an evaporator, a vehicle controller for implementing the method and a computer readable storage medium. A temperature control method of an evaporator according to an aspect of the present invention comprises the steps of: determining a target temperature of an evaporator based on the in-vehicle temperature parameter; determining a solenoid valve target current based on the difference between the evaporator target temperature and the evaporator temperature; determining the temperature feedback of the electromagnetic valve based on the difference value of the target current of the electromagnetic valve and the feedback current of the electromagnetic valve; and controlling the temperature of the evaporator based on the temperature feedback of the solenoid valve.)

蒸发器的温度控制方法和蒸发器的温度控制系统

技术领域

本发明涉及温度控制领域,具体涉及蒸发器的温度控制方法、系统、实现该方法的车辆控制器和计算机可读存储介质。

背景技术

在配置有外控变排压缩机的汽车空调系统中,可以根据不同工况下的制冷需求,通过电磁阀控制制冷量的流量,从而达到空调节能的目的。

在现有车型上,根据用户温度设置、阳光传感器采集的阳光强度(诸如阳光方位角、阳光高度角)以及环境温度,计算出蒸发器目标温度,从而通过直接调节电磁阀开度来控制蒸发器温度到达蒸发器目标温度。

然而现有的蒸发器温度控制方案存在2个弊端:

1)蒸发器温度响应速度慢。由于电磁阀在压缩机内部,蒸发器传感器在蒸发器表面,因为中间间隔有冷凝器、储液罐、膨胀阀和冷却液管路,导致从电磁阀控制到蒸发器温度响应速度慢。

2)蒸发器温度控制不稳定。用户温度设置、阳光强度以及环境温度在实际情况中随时变化,导致蒸发器目标温度跟随变化,同样由于制冷回路长,仅采用单级PID控制的方式导致蒸发器温度控制不稳定。

基于以上弊端,一种高精度的蒸发器温度控制方法是有意义的。

发明内容

为克服以上弊端中的一个或多个,本发明提供以下技术方案。

按照本发明的第一方面,提供一种蒸发器的温度控制方法,其包含下列步骤:基于车内温度参数确定蒸发器目标温度;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定电磁阀目标电流;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈;以及基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度。

根据本发明一实施例的蒸发器的温度控制方法,其中,所述车内温度参数包括下列中的一项或多项:设定温度、阳光强度和环境温度。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的蒸发器的温度控制方法,其中,基于车内温度参数确定蒸发器目标温度进一步包括:基于所述设定温度查第一数据表得到Y1;基于所述阳光强度查第二数据表得到Y2;基于所述环境温度查第三数据表得到Y3;以及取Y1、Y2和Y3的最小值作为所述蒸发器目标温度。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的蒸发器的温度控制方法,其中,基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定电磁阀目标电流进一步包括:基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第四数据表得到前馈值FB1;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第五数据表得到比例项P1;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第六数据表得到积分项I1;以及对所述前馈值FB1、所述比例项P1和所述积分项I1求和来确定所述电磁阀目标电流。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的蒸发器的温度控制方法,其中,基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈进一步包括:基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第七数据表得到前馈值FB2;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第八数据表得到比例项P2;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第九数据表得到积分项I2;以及对所述前馈值FB2、所述比例项P2和所述积分项I2求和来确定所述电磁阀的温度反馈。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的蒸发器的温度控制方法,其中,基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度进一步包括:基于所述电磁阀的温度反馈调节电磁阀的开度以控制蒸发器的温度。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的蒸发器的温度控制方法,其中,所述方法应用于配置有外控变排压缩机的空调系统中。

根据本发明的第二方面,提供一种蒸发器的温度控制系统,其包括:蒸发器目标温度确定模块,其配置成基于车内温度参数确定蒸发器目标温度;电磁阀目标电流确定模块,其配置成基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定电磁阀目标电流;电磁阀温度反馈确定模块,其配置成基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈;以及蒸发器温度控制模块,其配置成基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度。

根据本发明第二方面的一实施例的蒸发器的温度控制系统,其中,所述蒸发器目标温度确定模块进一步包括蒸发器温度采集子模块和车内温度参数采集子模块。

根据本发明第二方面的一实施例的蒸发器的温度控制系统,其中,所述电磁阀温度反馈确定模块进一步包括电磁阀电流采集子模块,所述电磁阀电流采集子模块配置有差分比例放大电路。

根据本发明第二方面的一实施例的蒸发器的温度控制系统,其中,所述蒸发器温度控制模块进一步配置成基于所述电磁阀的温度反馈调节电磁阀的开度以控制蒸发器的温度。

根据本发明第二方面的一实施例的蒸发器的温度控制系统,其中,所述蒸发器目标温度确定模块和所述电磁阀目标电流确定模块通过RTE层接口调用来与所述蒸发器温度采集子模块、所述车内温度参数采集子模块、所述电磁阀电流采集子模块和所述蒸发器温度控制模块相交互。

根据本发明第二方面的一实施例的蒸发器的温度控制系统,其中,所述蒸发器的温度控制系统应用于配置有外控变排压缩机的空调系统中。

根据本发明的第三方面,提供一种车辆控制器,包含存储器、处理器以及存储在存储器上并且可在处理器上运行的计算机程序,其中,处理器运行所述程序以实现如本发明的第一方面中的任一实施例所述的蒸发器的温度控制方法。

根据本发明的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储计算机程序,其中,该程序可在被处理器执行时实现如本发明的第一方面中的任一实施例所述的蒸发器的温度控制方法。

根据本发明,可以采用如上所述的蒸发器的温度控制方法及其系统,其通过引入电流控制来间接控制蒸发器的温度,因为电流参数相对于温度参数的优势在于响应速度快,从而提高了蒸发器温度控制的响应速度和稳定性。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的

具体实施方式

,本发明的方法和系统所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解,附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括:

图1为现有技术中的蒸发器温度控制方案的示意图。

图2为按照本发明实施例的蒸发器的温度控制方法的流程图。

图3为按照本发明实施例的蒸发器温度控制方案的示意图。

图4为按照本发明实施例的蒸发器的温度控制系统的模块示意图。

图5为按照本发明实施例的电磁阀电流采集子模块电路的示意图。

图6为按照本发明实施例的车辆控制器的示意框图。

具体实施方式

在本说明书中,参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现,而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整,以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书中有直接和明确表述的单元和步骤以外,本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

下文参考根据本发明实施例的方法和系统的流程图说明、框图和/或流程图来描述本发明。将理解这些流程图说明和/或框图的每个框、以及流程图说明和/或框图的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以构成机器,以便由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实施这些流程图和/或框和/或一个或多个流程框图中指定的功能/操作的部件。

可以将这些计算机程序指令存储在计算机可读存储器中,这些指令可以指示计算机或其他可编程处理器以特定方式实现功能,以便存储在计算机可读存储器中的这些指令构成包含实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/操作的指令部件的制作产品。

可以将这些计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理器上以使一系列的操作步骤在计算机或其他可编程处理器上执行,以便构成计算机实现的进程,以使计算机或其他可编程数据处理器上执行的这些指令提供用于实施此流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能或操作的步骤。还应该注意在一些备选实现中,框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如,依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行,具体取决于所涉及的功能/操作。

图1为现有技术中的蒸发器温度控制方案的示意图。

如图1中所示,根据车内温度设定、阳光强度(诸如,阳光方位角、阳光高度角)以及环境温度计算出蒸发器目标温度,继而通过直接调节电磁阀开度来将蒸发器温度控制为蒸发器的目标温度。

然而现有的蒸发器温度控制方案存在2个弊端:1)蒸发器温度响应速度慢。由于电磁阀在压缩机内部,蒸发器传感器在蒸发器表面,因为中间间隔有冷凝器、储液罐、膨胀阀和冷却液管路,导致从电磁阀控制到蒸发器温度响应速度慢。2)蒸发器温度控制不稳定。用户温度设置、阳光强度以及环境温度在实际情况中随时变化,导致蒸发器目标温度跟随变化,同样由于制冷回路长,仅采用单级PID控制的方式导致蒸发器温度控制不稳定。

图2为按照本发明实施例的蒸发器的温度控制方法的流程图。

如图2中所示,在步骤210中,基于车内温度参数确定蒸发器目标温度。在一个实施例中,车内温度参数包括下列中的一项或多项:设定温度、阳光强度(诸如,阳光方位角、阳光高度角)和环境温度。具体而言,基于车内温度参数确定蒸发器目标温度进一步包括:基于所述设定温度查第一数据表得到Y1;基于所述阳光强度查第二数据表得到Y2;基于所述环境温度查第三数据表得到Y3;以及取Y1、Y2和Y3的最小值作为所述蒸发器目标温度。作为示例,第一数据表可以实现为二维坐标系,其中X轴为用户设定温度(例如,范围在16到32摄氏度之间),Y轴是蒸发器目标温度,在确定过程中输入用户设定温度以经由线性差值计算得到蒸发器目标温度Y1;第二数据表也可以实现为二维坐标系,其中X轴为阳光强度值(例如,范围在0到1535w/m2之间),Y轴是蒸发器目标温度,在确定过程中输入阳光强度值以经由线性差值计算得到蒸发器目标温度Y2;以及第三数据表也可以实现为二维坐标系,其中X轴为环境温度值(例如,范围在-40到85摄氏度之间),Y轴是蒸发器目标温度,在确定过程中输入环境温度值以经由线性差值计算得到蒸发器目标温度Y3。

在步骤220中,基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定电磁阀目标电流。在一个实施例中,基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定电磁阀目标电流进一步包括:基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第四数据表得到前馈值FB1;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第五数据表得到比例项P1;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第六数据表得到积分项I1;以及对所述前馈值FB1、所述比例项P1和所述积分项I1求和来确定所述电磁阀目标电流。作为示例,上述第四、第五和第六数据表可以与步骤210中的第一、第二和第三数据表类似地配置,即可以实现为二维坐标系,其Y轴分别对应于前馈值FB1、比例项P1和积分项I1,X轴分别对应于蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值,在确定过程中输入蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值以经由线性差值计算得到前馈值FB1、比例项P1和积分项I1。

在步骤230中,基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈。在一个实施例中,基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈进一步包括:基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第七数据表得到前馈值FB2;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第八数据表得到比例项P2;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第九数据表得到积分项I2;以及对所述前馈值FB2、所述比例项P2和所述积分项I2求和来确定所述电磁阀的温度反馈。作为示例,上述第七、第八和第九数据表可以与步骤210中的第一、第二和第三数据表类似地配置,即可以实现为二维坐标系,其Y轴分别对应于前馈值FB2、比例项P2和积分项I2,X轴分别对应于电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值,在确定过程中输入电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值以经由线性差值计算得到前馈值FB2、比例项P2和积分项I2。

在步骤240中,基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度。在一个实施例中,基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度进一步包括:基于所述电磁阀的温度反馈调节电磁阀的开度以控制蒸发器的温度。

上述方法应用于配置有外控变排压缩机的空调系统中,其相对于传统蒸发器温度控制的方案,引入了电流控制。原理在于电磁阀的流量与通过电磁阀的电流成正比,从而通过引入电流控制,间接精确地控制蒸发器的温度。电流相对于温度的优势在于响应速度快,串级PID控制(温度+电流控制)相对于单级PID控制(温度控制)的优势在于温度控制的稳定性高。

图3为按照本发明实施例的蒸发器温度控制方案的示意图。

如图3中所示,基于车内温度参数计算蒸发器目标温度。在一个实施例中,车内温度参数包括下列中的一项或多项:设定温度、阳光强度(诸如,阳光方位角、阳光高度角)和环境温度。具体而言,基于车内温度参数计算蒸发器目标温度进一步包括:基于所述设定温度查第一数据表得到Y1;基于所述阳光强度查第二数据表得到Y2;基于所述环境温度查第三数据表得到Y3;以及取Y1、Y2和Y3的最小值作为所述蒸发器目标温度。作为示例,第一数据表可以实现为二维坐标系,其中X轴为用户设定温度(例如,范围在16到32摄氏度之间),Y轴是蒸发器目标温度,在确定过程中输入用户设定温度以经由线性差值计算得到蒸发器目标温度Y1;第二数据表也可以实现为二维坐标系,其中X轴为阳光强度值(例如,范围在0到1535w/m2之间),Y轴是蒸发器目标温度,在确定过程中输入阳光强度值以经由线性差值计算得到蒸发器目标温度Y2;以及第三数据表也可以实现为二维坐标系,其中X轴为环境温度值(例如,范围在-40到85摄氏度之间),Y轴是蒸发器目标温度,在确定过程中输入环境温度值以经由线性差值计算得到蒸发器目标温度Y3。

接下来,基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值计算电磁阀目标电流。在一个实施例中,基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值计算电磁阀目标电流进一步包括:基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第四数据表得到前馈值FB1;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第五数据表得到比例项P1;基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定查第六数据表得到积分项I1;以及对所述前馈值FB1、所述比例项P1和所述积分项I1求和来计算所述电磁阀目标电流,并且将所述电磁阀目标电流输入电磁阀中。作为示例,第四、第五和第六数据表可以与上述第一、第二和第三数据表类似地配置,即可以实现为二维坐标系,其Y轴分别对应于前馈值FB1、比例项P1和积分项I1,X轴分别对应于蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值,在确定过程中输入蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值以经由线性差值计算得到前馈值FB1、比例项P1和积分项I1。

接下来,基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈。在一个实施例中,基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈进一步包括:基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第七数据表得到前馈值FB2;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第八数据表得到比例项P2;基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值查第九数据表得到积分项I2;以及对所述前馈值FB2、所述比例项P2和所述积分项I2求和来确定所述电磁阀的温度反馈,并且基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度。作为示例,第七、第八和第九数据表可以与上述第一、第二和第三数据表类似地配置,即可以实现为二维坐标系,其Y轴分别对应于前馈值FB2、比例项P2和积分项I2,X轴分别对应于电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值,在确定过程中输入电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值以经由线性差值计算得到前馈值FB2、比例项P2和积分项I2。

在一个实施例中,基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度进一步包括:基于所述电磁阀的温度反馈调节电磁阀的开度以控制蒸发器的温度。

上述控制方案应用于配置有外控变排压缩机的空调系统中,其相对于传统蒸发器温度控制的方案,引入了电流控制。原理在于电磁阀的流量与通过电磁阀的电流成正比,从而通过引入电流控制,间接精确地控制蒸发器的温度。电流相对于温度的优势在于响应速度快,串级PID控制(温度+电流控制)相对于单级PID控制(温度控制)的优势在于温度控制的稳定性高。

图4为按照本发明实施例的蒸发器的温度控制系统的模块示意图。

如图4中所示,蒸发器的温度控制系统40包括:蒸发器目标温度确定模块410,其配置成基于车内温度参数确定蒸发器目标温度;电磁阀目标电流确定模块420,其配置成基于所述蒸发器目标温度与蒸发器温度的差值确定电磁阀目标电流;电磁阀温度反馈确定模块430,其配置成基于所述电磁阀目标电流与电磁阀反馈电流的差值确定电磁阀的温度反馈;以及蒸发器温度控制模块440,其配置成基于所述电磁阀的温度反馈来控制蒸发器的温度。

可选地,所述蒸发器目标温度确定模块410进一步包括蒸发器温度采集子模块和车内温度参数采集子模块(在图4中未示出),所述电磁阀温度反馈确定模块430进一步包括电磁阀电流采集子模块(在图4中未示出),所述电磁阀电流采集子模块配置有差分比例放大电路,其将在图5中示出。在一个实施例中,蒸发器温度控制模块440进一步配置成基于所述电磁阀的温度反馈调节电磁阀的开度以控制蒸发器的温度。在一个实施例中,所述蒸发器目标温度确定模块410和所述电磁阀目标电流确定模块420设置在APP层中,其通过RTE层接口调用来与设置在BSP层中的所述蒸发器温度采集子模块、所述车内温度参数采集子模块、所述电磁阀电流采集子模块和所述蒸发器温度控制模块440相交互,使得具有更好的兼容性,同时也便于移植到不同的温度控制模块,实现了技术方案的多样性选择。

上述蒸发器的温度控制系统应用于配置有外控变排压缩机的空调系统中,其相对于传统蒸发器温度控制的系统,引入了电流控制。原理在于电磁阀的流量与通过电磁阀的电流成正比,从而通过引入电流控制,间接精确地控制蒸发器的温度。电流相对于温度的优势在于响应速度快,串级PID控制(温度+电流控制)相对于单级PID控制(温度控制)的优势在于温度控制的稳定性高。

图5为按照本发明实施例的电磁阀电流采集子模块电路的示意图。

如图5中所示,由于电磁阀电流的范围是280mA~750mA,MCU的AD端口只能采集电压(0-5V),通过间接采集电压,换算得电磁阀电流。为了保证采集精度,在电磁阀电流采集子模块中引入放大电路。可选地,放大电路为高边驱动、差分比例的放大电路,关断时可以采集回路电流,采用BTS5180诊断芯片,可以进行开短路诊断。该方案在保证电流精度的同时,可以在发生故障时保护电路。

图6为按照本发明还有一实施例的车辆控制器的示意框图。该车辆控制器包含存储器、处理器以及存储在所述存储器上并且可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器运行所述程序以实现上述蒸发器的温度控制方法。

按照本发明的另一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储计算机程序,该程序被处理器执行时可实现上述蒸发器的温度控制方法。

根据本发明的蒸发器的温度控制方法及其系统,利用电磁阀的流量与通过电磁阀的电流成正比的原理,引入电流控制来间接控制蒸发器的温度,因为电流参数相对于温度参数的优势在于响应速度快,从而提高了蒸发器温度控制的响应速度和稳定性。

提供本文中提出的实施例和示例,以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例,并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是,本领域的技术人员将会知道,仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。

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