一种节能自适应调节的中央温控系统和控制方法与流程

本发明涉及一种中央温控系统，具体涉及一种节能自适应调节的中央温控系统和控制方法。

背景技术：

1、装载机械作为一种土石方工程机械，目前被广泛使用于矿业开采、交通运输、市政管理抢险救援等多种领域，装载机工况复杂、多样、跨度大，覆盖轻、中、重各种工作强度。传统装载机冷却系统结构单一，回路固定，对于单一回路散热能力依赖过重，多通过调节风扇转速与冷却介质循环速度在小范围、单回路调节，难以在功耗与性能间达到平衡，容易出现散热能力冗余或者不足。

2、同时，随着装载机电动化趋势的发展，散热元件数量更多，电子元器件对于温度要求更高，整机各散热元件温度梯度分布更为离散，对整机冷却系统的能力与适应性提出了更高的要求。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种节能自适应调节的中央温控系统，包括：中央节能温控单元、冷却回路控制系统、冷却回路温感系统、主动介入系统、过温保护单元；

2、中央节能温控单元用于接收、处理、判断整机各处传感器返回信号，判断冷却系统运行情况，并向相关系统下达操作指令调节整机散热功率，和处理可能发生的元件超温现象；

3、冷却回路控制系统用于执行中央节能温控单元下达的各种指令，调剂分配各冷却回路流量，动态调控整机冷却能力；

4、冷却回路温感系统用于实时采集整机相关元件与重要冷却节点状态，并返回至中央节能温控单元作为冷却策略调控依据；

5、主动介入系统用于特定工况下，在中央节能温控单元的调配下，介入过温元件回路，以提高不同工况适应性；

6、过温保护单元用于保护整机中对温度敏感、价值量高的元器件，在自适应调节系统无法满足温度需求或者失效时，从原有高温温控回路中将其屏蔽，再接入所述主动介入系统，最大限度保证重要元件的安全。

7、进一步的，中央节能温控单元基于节能自适应控制方法负责整套系统的数据接收、处理、判断，是整机温控策略最终决策单元，通过有线或无线的方式与冷却回路温感系统、过温保护单元、主动介入系统连接并通讯，节能自适应控制方法用于在不同的工况下根据整车实际返回数据，作为调节整车冷却回路的依据，实现根据工况实时调控的自适应控制。

8、进一步的，中央节能温控单元包括：接口电路与中央微处理器，与整机各处分布的传感器通过有线或无线的方式连接通讯，通过接口电路将所测得的物理信号处理成相应电平，并实时输入到中央微处理器，中央微处理器根据输入的相关传感器信号结合整机动力系统有关信号，综合判断整机所处工况，根据实际情况，做出相应决策，保证整机各冷却回路处于最佳状态，既不会出现元件超温运行，也不会出现散热功率过大浪费，优化整机能耗，实现节能。

9、所述中央节能温控单元也可集成至整机控制器，所述接口电路也可集成至传感器单元。

10、进一步的，冷却回路控制系统包括：中央阀组、主节点电磁阀、冷却管道，所述中央阀组按照系统排布要求，将装载机的中的散热油路和散热水路共同汇合于中央阀组，用于在中央节能温控单元的指令下，统一调配各散热油路和散热水路的流量，这能使得当某一冷却管路过热时，实际水路驱动功率由原水路散热功率和一定比例其他水路散热功率共同组成，可以实现高于原水路散热功率循环的目的，主节点电磁阀用于执行所述中央节能温控单元的相关指令，配合中央阀组共同调控各散热油路和散热水路；冷却管道用于连接各散热元件与大小阀体，必要时其表面可覆盖保温层、防磨套、标识物等附件。

11、进一步的，散热油路包括：轮边散热油路、液压散热油路，散热水路包括：发动机散热水路、控制器散热水路、电机散热水路，所述中央阀组分为水冷阀组和油冷阀组，水冷阀组用于控制散热水路，油冷阀组用于控制散热油路，各阀组状态根据冷却系统初始计算匹配结果处于初始默认状态，使得各独立冷却管路互不相通，各自保持初始系统设计值。

12、所述中央阀组也可根据需要在物理层或逻辑层离散式分布，多点就近布置于相关管路附近。所谓“中央”并非仅指单个集中式结构，客观上能发挥相同作用的也应视为本专利要求范围内；主节点电磁阀可集成至各元器件实现，也可简化为挡板、隔板、压板等限制管路流量的相关装置。

13、进一步的，冷却回路温感系统按所处位置分类自上而下共包括三级温感系统，第一级为安置于各散热芯体进、出口的温度、流量传感器，第二级为安置于各大冷却回路主要节点的温度、流量传感器，第三级为各电子元件自带的温度传感器；各级传感器通过有有线或无线的放置连接至所述中央节能温控单元，实时返回系统数据，作为中央节能温控单元判断决策的依据。

14、进一步的，所述的主动介入系统包括：备用水路、备用水室、备用风场、温度流量监测单元，所述备用水室通过备用水路连接至中央阀组，为降低整机功耗，一般情况下不参与整机温控系统，由中央节能温控单元根据整车状态判断主动介入系统是否接入，再经由中央阀组接入整机相关温控系统，参与循环，提高相应温控回路的能力，所述备用风场包括：机舱壁上的电磁风扇、散热器进风仓上常闭的通风孔，一般情况下均处于常闭状态。根据中央温控单元做出的相应判断，在中央节能温控单元做出主动介入系统接入的决策后，根据需要调节风扇转速与通风孔的开合，配合整机温控系统工作，所述温度流量检测单元安置于主动介入系统中的备用水路与备用风场下游，通过有线或无线的方式连接至所述中央节能温控单元，用于监测主动介入系统中冷却介质的状态，为中央节能温控单元提供决策依据，同时也是判断所述主动介入系统工作状态的主要依据，可以避免因主动介入系统工作状况不佳，影响整机温控回路。

15、进一步的，所述备用水室可以由散热芯体、副水箱等客观上发挥相同作用的部件代替。

16、进一步的，所述的过温保护单元包括：两位三通电磁阀、单向阀、短接管路，所述两位三通电磁阀与短接管路和正常温控管路连接，用于切换至短接水路，达到屏蔽短接过温元件的目的，所述单向阀用于隔断备用水路与原温控回路，防止短接后原温控回路冷却介质干扰主动介入系统。

17、进一步的，电磁阀和单向阀可简化为任意一种改变管路流向，防止管路回流的装置、措施，基于屏蔽过温元件、引入低温回路的任意一种方式或装置，客观上能发挥相同作用的也应视为本专利要求范围内。

18、进一步的，所述有线的方式为硬线或can线。

19、一种节能自适应调节控制方法包括：预先设定的一套元件优先度评级体系，一套元件温升指标参数，一套元件过温判断指标，多套不同工况预设默认配置，一套以节能和自适应调节为核心的控制逻辑。所述一套元件优先评级体系用于区分各元件对于整机工作而言的重要程度，所述一套元件温升指数用于表示当前元件目前状态下预期温升速率，所述一套元件过温判断指标用于判断当前原件是否处于正常工作温度范围内，所述多套不同工况预设默认配置用于系统根据不同工况，调配温控系统控制策略，所述一套以节能和自适应调节为核心的控制逻辑用于判断当前系统所处状态，根据不同状采取对应的控制策略，在随真实工况自适应调节的同时，避免温控系统整体功耗过高。

20、本发明的有益效果是：

21、（1）整机对于不同工况，会设置一套根据不同工况的预设策略，这套预设策略作为初始化默认调节依据可最大程度上使得整机处于离对应工况最接近的状态，有利于提高系统调节反应速度，各工况对于不同系统的功率需求不同，其所需散热功率也随之变化，简单来说可分为过热工况与过冷工况，对于过热工况，整机会优先调动资源保证初始散热功率集中服务于对应工况下散热需求最大的部件，而对于过冷工况，整机则会提前限制有关温控回路功率，特定情况下会主动提高元件散热量，用于快速达到适宜温度；

22、（2）节能自适应控制方法基于传感器信号，实时迭代控制，实现系统自适应调节；

23、（3）本发明实现了整机根据不同工况，自适应调节各冷却回路的状态，实现了整机层面的系统化温控，提高了恶劣工况的适应能力，降低了整机散热功耗。