一种车辆动力装置温度集成调节的系统控制方法与流程

本发明涉及车辆动力系统控制，具体涉及一种车辆动力装置温度集成调节的系统控制方法，该方法主要涉及车辆底盘集成动力装置作用下的系统温度集成调控。

背景技术：

1、在车辆实际的运行过程中，底盘不同子系统都存在相应的工作范围，根据工作范围的大小可以将部件温度划分为不同的温度回路，简称为温度环。当不同的温度环动态变化时，系统需要根据不同回路内的温度变化实时调节冷却系统风扇，从而选用合理的转速来降低系统温度，从而使各个子系统在最适宜的温度下工作，以保持最好的系统工作性能。其中，冷却风扇的温度选择及变化涉及到温度区间设置、温度的上升与下降过程，这就需要充分考虑不同温度环温度的实时动态变化

2、车辆底盘系统由不同的子系统所组成，而在不同的动态环境下，各个子系统的温度会相应发生变化。而在系统温度的动态变化过程中，底盘需要根据不同子系统的温度区间来进行底盘总体的温度调控，从而实现适应于不同工况下的系统温度管理，由此实现多子系统融合交互下的系统温度集成调节过程。

3、由于温度变化直接影响不同子系统的工作性能变化和使用寿命，因此当对应的温度超过一定范围时，就需要使用冷却系统进行散热操作。但是冷却系统的工作需要消耗整车能量，因此冷却系统也需要根据相关参考指标进行启动、停止、提速与降速操作，从而在保证系统性能的前提下尽可能的降低实际能量的使用。

4、基于上述使用要求，在实际的调控过程中，需要明确底盘各个子系统的温度环差异，和不同温度环对应的区间划分，在实现量化分割的前提下，从而为系统总体温度调节设置定量化的系统输入和依据，这也是温度调控的任务需求和前提条件。

5、同时，根据实际的温度变化，底盘系统需要制定相应的温度调节策略，以适应不同子系统对于温度具体要求。在这个过程中，子系统的温度区间、风扇转速的提升与响应速度、相应转速下风扇转速的维持时间、多温度区间作用下的转速选择等因素都需要在控制策略中得到体现。

6、此外，也需要针对不同子系统温度的上升与下降过程，以及风扇的启动与停止控制策略，进行差异化的控制方案设计。在不同的温度区间设置冷却风扇不同的提速、降速策略划分与设计，在动态温度变化过程中考虑系统性能需求，从而实现具体策略下的系统动作调控，从而完成兼容动力学性能与能耗要求的控制策略设计。

技术实现思路

1、本发明基于底盘集成化动力装置，提出了一种车辆动力装置温度集成调节的系统控制方法，该方法根据不同部件、不同温度区间内的温度变化进行综合考虑，在兼容子系统合理工作范围、部件寿命合理选择与系统能耗最低的前提下，进行冷却风扇转速调控，实现变工况下的系统温度集成控制，从而实现整车性能需求下的底盘温度调节控制。

2、本发明的目的在于提供一种车辆动力装置温度集成调节的系统控制方法，以实现适应不同底盘子系统温度环需求下的系统温度动态调节控制方法。

3、本发明提出一种车辆动力装置温度集成调节的系统控制方法，包括如下步骤：

4、步骤一、系统温度调控环设置：将发动机及其控制器回路设置为高温环冷却系统，将发电机及其控制器回路设置为低温环冷却系统，将车载电池组回路设置为单独的空调冷却系统；

5、步骤二、系统温降控制：通过不同温度环所处的不同温度区间，进行冷却风扇转速的选择与上升速度计算，在合理的温度条件下选择合适的转速进行工作。

6、进一步地，在步骤一中，

7、高温环温度为th，其范围对应为：h1＝[0,th1]、h2＝(th1,th2]、h3＝(th2,th3]、h4＝(th3,th4]；满足条件：0<th1<th2<th3<th4；

8、低温环温度为tl，其范围对应为：l1＝[0,tl1]、l2＝(tl1,tl2]、l3＝(tl2,tl3]、l4＝(tl3,tl4]；满足条件：0<tl1<tl2<tl3<tl4；

9、整车电池组温度为tb，其范围对应为：b1＝[0,tb1]、b2＝(tb1,tb2]、b3＝(tb2,tb3]、b4＝(tb3,tb4]；满足条件：0<tb1<tb2<tb3<tb4；

10、设定上述h1、l1、b1为第一温度区间范围，h2、l2、b2为第二温度区间范围，h3、l3、b3为第三温度区间范围，h4、l4、b4为第四温度区间范围。

11、进一步地，在步骤二中，

12、底盘系统上电时，当高温环、低温环与电池组三者温度都处于所述第一温度区间范围内时，风扇初始转速为0rpm；

13、当高温环、低温环与电池组三者温度中任意一个处于所述的第二温度区间范围内时，冷却风扇转速由0rpm逐渐向初始转速1000rpm非线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

14、

15、当高温环、低温环与电池组三者温度中任意两个处于所述的第二温度区间范围内时，冷却风扇转速由1000rpm逐渐向初始转速2000rpm线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

16、

17、当高温环、低温环与电池组三者温度全部处于所述的第二温度区间范围内时，冷却风扇转速由1000rpm逐渐向初始转速2000rpm非线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

18、

19、进一步地，在步骤二中，

20、当高温环、低温环与电池组三者温度中任意一个处于所述的第三温度区间范围内时，冷却风扇转速由2000rpm逐渐向初始转速3500rpm非线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

21、

22、当高温环、低温环与电池组三者温度中任意两个处于所述的第三温度区间范围内时，冷却风扇转速由2000rpm逐渐向初始转速3500rpm线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

23、

24、当高温环、低温环与电池组三者温度全部处于所述的第三温度区间范围内时，冷却风扇转速由2000rpm逐渐向初始转速3500rpm非线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

25、

26、进一步地，在步骤二中，

27、当高温环、低温环与电池组三者温度中任意一个处于所述的第四温度区间范围内时，冷却风扇转速由3500rpm逐渐向初始转速5000rpm线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

28、

29、当高温环、低温环与电池组三者温度中任意两个处于所述的第四温度区间范围内时，冷却风扇转速由3500rpm逐渐向初始转速5000rpm非线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

30、

31、当高温环、低温环与电池组三者温度全部处于所述的第四温度区间范围内时，冷却风扇转速由3500rpm逐渐向初始转速5000rpm非线性变化，具体转速n和时间t的关系为：

32、

33、本发明还提出了一种车辆动力装置温度集成调节的系统控制方法，包括如下步骤：

34、步骤一、系统温度调控环设置：将发动机及其控制器回路设置为高温环冷却系统，将发电机及其控制器回路设置为低温环冷却系统，将车载电池组回路设置为单独的空调冷却系统；

35、步骤三、系统低耗控制：通过不同温度环所处的不同温度区间，进行风扇转速的目标区间选择与转速下降速度计算，在以系统能耗最低的要求下，完成冷却系统的温度调控，根据实际的温度环温度区间，进一步进行风扇停机的条件计算，在满足合理温度条件的前提下及时停机。

36、进一步地，在步骤一中，

37、高温环温度为th，其范围对应为：h1＝[0,th1]、h2＝(th1,th2]、h3＝(th2,th3]、h4＝(th3,th4]；满足条件：0<th1<th2<th3<th4；

38、低温环温度为tl，其范围对应为：l1＝[0,tl1]、l2＝(tl1,tl2]、l3＝(tl2,tl3]、l4＝(tl3,tl4]；满足条件：0<tl1<tl2<tl3<tl4；

39、整车电池组温度为tb，其范围对应为：b1＝[0,tb1]、b2＝(tb1,tb2]、b3＝(tb2,tb3]、b4＝(tb3,tb4]；满足条件：0<tb1<tb2<tb3<tb4；

40、设定上述h1、l1、b1为第一温度区间范围，h2、l2、b2为第二温度区间范围，h3、l3、b3为第三温度区间范围，h4、l4、b4为第四温度区间范围。

41、进一步地，在步骤三中，

42、当冷却风扇处于高转速5000rpm运行时，如果高温环、低温环与电池组三者温度，全部处于、任意二者处于以及任意一个处于所述的第三温度区间范围内，且该状态持续时间超过tc3时，冷却风扇转速由高转速5000rpm以不同的下降速率逐渐向中转速3500rpm非线性变化，假设风扇响应时间为t，tc的具体计算方式对应为：

43、

44、式中，m3为当前处于第三温度区间范围的不同温度环个数，

45、在tc3时间内，高温环、低温环与电池组三者的温度保持在各自温度区间范围内稳定不变，不同前提条件对应的下降速度不同，具体冷却风扇转速n和下降时间t的关系对应为：

46、

47、进一步地，在步骤三中，

48、当冷却风扇处于中转速3500rpm时，如果高温环、低温环与电池组三者温度，全部处于、任意二者处于以及任意一个处于所述的第二温度区间范围内，且该状态持续时间超过tc2时，冷却风扇转速由中转速3500rpm以不同的下降速率逐渐向低转速2000rpm非线性变化，假设风扇响应时间为t，tc2的具体计算方式对应为：

49、

50、式中，m2为当前处于第二温度区间范围的不同温度环个数，

51、在tc2时间内，高温环、低温环与电池组三者的温度保持在各自温度区间范围内稳定不变，不同前提条件对应的下降速度不同，具体冷却风扇转速n和下降时间t的关系对应为：

52、

53、进一步地，在步骤三中，

54、当冷却风扇处于低转速2000rpm时，如果高温环、低温环与电池组三者温度，全部处于、任意二者处于以及任意一个处于所述的第一温度区间范围内，且该状态持续时间超过tc1时，冷却风扇转速由低2000rpm以不同的下降速率逐渐向初始转速1000rpm非线性变化，假设风扇响应时间为t，tc1的具体计算方式对应为：

55、

56、式中，m1为当前处于第二温度区间范围的不同温度环个数，

57、在tc1时间内，高温环、低温环与电池组三者的温度保持在各自温度区间范围内稳定不变，不同前提条件对应的下降速度不同，具体冷却风扇转速n(rpm)和下降时间t(s)的关系对应为：

58、

59、进一步地，在步骤三中，

60、根据高温环、低温环与电池组三者的温度th、tl与tb，如果三者全部处于所述的第一温度区间范围内，且各自温度环内的温度满足各自的温度条件时，冷却风扇才能停转，具体需要满足的温度条件如下所示为：

61、

62、式中，β为温度区间止停系数，

63、如果有与那么有：

64、

65、其中为风扇运行止停值；

66、如果仅有和大于0，则：

67、

68、如果仅有和大于0，则：

69、

70、如果仅有与大于0，则：

71、

72、如果仅有大于0，则：

73、

74、如果仅有大于0，则：

75、

76、如果仅有大于0，则：

77、

78、根据计算结果，如果β<0.5，那么则不再采用计算结果作为停机依据，此时直接取β＝0.5，参考计算的β值，如果各个温度环不满足上述温度条件，冷却风扇以1000rpm的转速持续转动散热，直到各个温度环温度满足上述要求，此时冷却风扇停止转动。

79、本发明能够在以整车动力学性能和能量利用率综合最高的前提下，制定整车温度调控控制策略，实现多子系统综合作用下的系统调控，以保证车辆行进过程中的系统稳定性和最低能耗。