CN114483283B - 基于tmm的整车水温控制方法、***及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种基于TMM的整车水温控制方法、***及车辆,包括:步骤S1、根据发动机转速和负荷,以及发动机挡位查表得到基础占空比DCbase;步骤S2.根据当前发动机转速和负荷查表,得到当前工况点的目标水温;获取发动机的当前水温Treal;将当前水温Treal和目标水温Ttarget作差,得到水温差ΔT;根据实际水温Treal和水温差ΔT查表得到水温动态调节的P项的数值DCP、I项的数值DCI和D项的数值DCD;步骤S3.根据当前的车速和进气温度查表得到外部修正系数Qexternal;步骤S4.输出TMM占空比DC,DC=(DCbase+DCP+DCI+DCD)*Qexternal。本发明能够对TMM进行快速调节,确保了实际水温能较好的实时跟随目标水温,使实际水温在目标水温±3℃内波动。
Description
技术领域
本发明涉及发动机水温控制技术领域,具体涉及一种基于TMM的整车水温控制方法、***及车辆。
背景技术
随着许多发动机及整车的节油技术都被广泛应用,其中基于电机+球阀的热管理模块技术TMM是一项减少发动机传热损失,灵活快速控制发动机运行水温,使发动机实时处于最优工作水温(即达到目标水温)的一项重要节油技术,但由于发动机水温受到冷却***较大的热惯性的影响会出现响应延迟,另外发动机水温会受到整车多样工况和所处不同环境温度的影响,这些因素使得把发动机的水温稳定的控制到目标水温附近(±3℃)成为行业中的一个难题。
如专利文献CN109578129B公开的一种发动机冷却水温控制***及方法,主要针对电子节温器初次开启时的水温波动进行控制,主要针对开启温度的方法进行描述,而对占空比的输出逻辑只是基于简单的PI控制,有可能出现由于水温响应延迟,或者控制超调的现象发生。
如专利文献CN106089395B公开的一种发动机水温控制方法及装置,主要通过采集不同工况下发动机的出水温度和时间的数据,拟合成数学函数,然后根据该函数判断未来的水温是否满足目标,从而反求出冷却***中的可控零部件的控制开度,该方法由于是基于当前循环采集到的水温数据去预测未来水温趋势,未考虑发动机负荷,外界环境等影响因素,因此有可能出现很多次拟合后,预测的水温仍无法达成目标水温,最终导致不能及时的对水温进行控制。
因此,有必要开发一种新的基于TMM的整车水温控制方法、***及车辆。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于TMM的整车水温控制方法、***及车辆,能对TMM 进行快速调节,以确保实际水温能较好的实时跟随目标水温,使实际水温在目标水温±3℃内波动。
第一面,本发明所述的一种基于TMM的整车水温控制方法,包括以下步骤:
步骤S1、根据发动机转速和负荷,以及发动机挡位查发动机转速、负荷、挡位和基础占空比的对应关系表得到基础占空比DCbase;
步骤S2.根据当前发动机转速和负荷查发动机转速、负荷和目标水温的对应关系表,得到当前工况点的目标水温;
获取发动机的当前水温Treal;
将当前水温Treal和目标水温Ttarget作差,得到水温差ΔT;
根据实际水温Treal和水温差ΔT查当前水温、温差和P项的对应关系表得到水温动态调节的P项的数值DCP;
根据实际水温Treal和水温差ΔT查当前水温、温差和I项的对应关系表得到水温动态调节的I项的数值DCI;
根据实际水温Treal和水温变化率查当前水温、水温变化率和D项的对应关系表得到水温动态调节的D项的数值DCD;
步骤S3.根据当前的车速和进气温度查车速、气温和外部修正系数的对应关系表得到外部修正系数Qexternal;
步骤S4.输出TMM占空比DC,DC=(DCbase+DCP+DCI+DCD)*Qexternal。
可选地,所述基础占空比DCbase是在常温环境下,整车在固定挡位下,固定发动机转速和负荷,水温温度达到目标水温时,该稳态工况下TMM的占空比。
第二方面,本发明所述的一种基于TMM的整车水温控制***,包括控制器和存储器,所述存储器存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被控制器调用时,能执行如本发明所述的基于TMM的整车水温控制方法的步骤。
第三方面,本发明所述的一种车辆,采用如本发明所述的基于TMM的整车水温控制***。
本发明具有以下优点:通过基础占空比能够快速输出接近当前工况所需的占空比,然后通过PID算法进一步基于目标进行实时调节,同时根据车速和环境温度加入了外部冷却修正系数修正,这种控制逻辑在当前的ECU算力情况下,能够对TMM进行快速调节,使实际水温能够较好的实时跟随目标水温,使实际水温在目标水温±3℃内波动。
附图说明
图1是一款自然吸气发动机搭载手动挡车型的冷却***示意图;
图2是本实施例中TMM单体特性的曲线图;
图3是整车应用本方法在行驶中水温的控制情况的示意图;
图4是本实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
以一款自然吸气发动机搭载手动挡车型的例,图1为该车型的冷却***示意图,可以看到TMM控制了暖通和散热器的开度,TMM占空比和暖通及散热器通路的关系如图2所示,具体为:占空比0~8%时,暖通和散热器都没有打开,冷却水仅通过小循环管进行循环,这时的水循环的散热量最小,处于零流量状态;占空比为9%~27%,暖通逐渐打开至最大,散热器还处于关闭状态,水循环由于暖通的参与,散热量略提升;占空比28%~55%,暖通保持最大开度,散热器开度逐渐变大,水循环的散热量继续逐步增加;占空比56%~70%,暖通逐渐关闭,散热器开度保持全开,由于暖通关闭,散热器的流量增加,水循环的散热量进一步直到最大。所以对于该车型,TMM的控制特性是占空比越大,冷却***对水的散热效果越强。
如图4所示,本实施例中,一种基于TMM的整车水温控制方法,包括以下步骤:
步骤S1、ECU根据发动机转速和负荷,以及发动机挡位查发动机转速、负荷、挡位和基础占空比的对应关系表得到基础占空比DCbase;即DCbase=f(n,load),DCbase是在常温环境下(一般为25℃),整车在固定一个挡位下,固定发动机转速和负荷,水温温度达到目标水温时,该稳态工况下TMM的占空比,该参数可通过环境仓转鼓试验获得。
示例:假设当前环境温度为20℃,车速为45km/h,实际水温Treal=100℃和目标水温Ttarget=85℃,负荷为90%,发动机转速为3000rpm,ECU首先通过当前的发动机转速和负荷进行查表得到DCbase=48.9。
表1:某车某一挡位下的发动机转速、负荷、挡位和基础占空比的对应关系表:
步骤S2.ECU根据当前发动机转速和负荷查发动机转速、负荷和目标水温的对应关系表,得到当前工况点的目标水温。ECU通过水温传感器获取发动机的当前水温 Treal。将当前水温Treal和目标水温Ttarget作差,得到水温差ΔT。水温控制逻辑基于以水温差为0作为控制目标,ECU通过输出TMM的占空比,达到控制发动机水温的目的。
具体为:
根据实际水温Treal和水温差ΔT查当前水温、温差和P项的对应关系表得到水温动态调节的P项的数值DCP;
示例:
表2:某车的实际水温Treal和水温差ΔT查当前水温、温差和P项的对应关系表:
根据实际水温Treal和水温差ΔT查当前水温、温差和I项的对应关系表得到水温动态调节的I项的数值DCI;
示例:
表3:某车的当前水温、温差和I项的对应关系表:
根据实际水温Treal和水温变化率查当前水温、水温变化率和D项的对应关系表得到水温动态调节的D项的数值DCD。
示例:
表4:某车的当前水温、水温变化率和D项的对应关系表:
步骤S3.根据当前的车速和进气温度查车速、气温和外部修正系数的对应关系表得到外部修正系数Qexternal。
由于整车在实际运行中,发动机的水温受外部空气冷却和内部发动机燃烧加热相关;所以在本实施例中对TMM占空比增加外部冷却修正系数Qexternal,其中, Qexternal=f(车速V,进气温度Tair),通常车速越大,进气温度越低,说明外部的冷却量越大,所需的占空比越小,外部修正系数就越小。
示例:
表5:某车的车速、气温和外部修正系数的对应关系表:
步骤S4.输出TMM占空比DC,DC=(DCbase+DCP+DCI+DCD)*Qexternal。最终输出的占空比根据ECU的计算周期,每个周期根据上述1~4步进行迭代更新。
示例:
假设根据查表得到:DCbase=48.9,DCP=15,DCI=0.5,DCD=20,Qexternal=0.95;
DC=(DCbase+DCP+DCI+DCD)*Qexternal=(48.9+15+0.5+20)*0.95=80;
通过占空比单体特性可看出,此时TMM处于最大冷却能力位置。说明当前水温高于目标水温,需要控制TMM尽快降低水温。
通过图3可看到,在车辆正常行驶状态,应用本方法后,TMM的占空比能够及时响应调节,水温与目标温度差在±3℃范围内,满足整车性能要求。
Claims (4)
1.一种基于TMM的整车水温控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1、根据发动机转速和负荷,以及发动机挡位查发动机转速、负荷、挡位和基础占空比的对应关系表得到基础占空比DCbase;
步骤S2. 根据当前发动机转速和负荷查发动机转速、负荷和目标水温的对应关系表,得到当前工况点的目标水温;
获取发动机的当前水温Treal;
将当前水温Treal和目标水温Ttarget作差,得到水温差ΔT;
根据实际水温Treal和水温差ΔT查当前水温、温差和P项的对应关系表得到水温动态调节的P项的数值DCP;
根据实际水温Treal和水温差ΔT查当前水温、温差和I项的对应关系表得到水温动态调节的I项的数值DCI;
根据实际水温Treal和水温变化率查当前水温、水温变化率和D项的对应关系表得到水温动态调节的D项的数值DCD;
步骤S3.根据当前的车速和进气温度查车速、气温和外部修正系数的对应关系表得到外部修正系数Qexternal;
步骤S4.输出TMM占空比DC, DC=(DCbase+DCP+DCI+DCD)*Qexternal;
所述TMM为基于电机+球阀的热管理模块。
2.根据权利要求1所述的基于TMM的整车水温控制方法,其特征在于:所述基础占空比DCbase是在常温环境下,整车在固定挡位下,固定发动机转速和负荷,水温温度达到目标水温时,稳态工况下TMM的占空比。
3.一种基于TMM的整车水温控制***,其特征在于:包括控制器和存储器,所述存储器存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被控制器调用时,能执行如权利要求1或2所述的基于TMM的整车水温控制方法的步骤。
4.一种车辆,其特征在于:采用如权利要求3所述的基于TMM的整车水温控制***。
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