本發(fā)明新能源汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車(chē)一般無(wú)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，因此電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)也不能像傳統(tǒng)汽車(chē)那樣，利用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱進(jìn)行制熱。目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠家主要采用PTC（Positive Temperature Coefficient，正溫度系數(shù)）加熱元件進(jìn)行制熱。PTC加熱系統(tǒng)又分為水加熱PTC和空氣式PTC，二者相比較，空氣式PTC的安全性較差，因此，水加熱PTC應(yīng)用更加廣泛。如圖1所示，水加熱PTC的工作原理是通過(guò)PTC加熱器將冷卻水加熱，冷卻水通過(guò)HVAC（Heating， Ventilating and Air Conditioning，采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)）內(nèi)部的加熱芯體將熱量帶進(jìn)乘員艙。目前，大多數(shù)采用水加熱PTC的廠家一般將水溫控制在一個(gè)恒定值，方法較簡(jiǎn)單，但是耗電量大，會(huì)大大的降低行駛里程。

現(xiàn)有的另一種控制方案是通過(guò)比較用戶(hù)設(shè)定溫度和車(chē)內(nèi)溫度來(lái)決定是否開(kāi)啟PTC，該方法對(duì)車(chē)內(nèi)溫度的精確預(yù)估有較高的依賴(lài)性。但是，由于車(chē)內(nèi)溫度傳感器采集的溫度通常與車(chē)內(nèi)溫度有較大的差距，因此需要通過(guò)其他方法對(duì)傳感器采集值進(jìn)行修正，而修正方法往往非常復(fù)雜，且不能保證修正值能夠?qū)崟r(shí)跟隨車(chē)內(nèi)溫度的變化，在某些工況下，兩者的差距會(huì)比較大，因此，會(huì)導(dǎo)致PTC控制方法失效，影響整車(chē)空調(diào)舒適性，有較大的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種控制簡(jiǎn)單且節(jié)省能源的汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制方法，包括：

步驟S1，根據(jù)采集的傳感器信號(hào)和用戶(hù)設(shè)定溫度計(jì)算出風(fēng)口的目標(biāo)出風(fēng)溫度值；

步驟S2，根據(jù)目標(biāo)出風(fēng)溫度值獲取PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)水溫；

步驟S3，控制PTC加熱系統(tǒng)的水溫維持在目標(biāo)水溫。

其中，所述傳感器信號(hào)包括車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)、車(chē)外溫度傳感器信號(hào)以及光線傳感器信號(hào)，所述步驟S1包括：

將所述車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)內(nèi)溫度采集值，將所述車(chē)外溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)外溫度采集值，將所述光線傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為陽(yáng)光強(qiáng)度采集值；

對(duì)所述用戶(hù)設(shè)定溫度與第一常數(shù)的乘積、所述車(chē)內(nèi)溫度采集值與第二常數(shù)的乘積、所述車(chē)外溫度采集值與第三常數(shù)的乘積、所述陽(yáng)光強(qiáng)度采集值與關(guān)于陽(yáng)光強(qiáng)度的函數(shù)的乘積以及關(guān)于車(chē)外溫度的函數(shù)求和。

其中，對(duì)于雙區(qū)或更多區(qū)空調(diào)，所述步驟S1還包括：

計(jì)算出各區(qū)目標(biāo)出風(fēng)口溫度值之后，選擇其中的最大值，作為用于所述步驟S2的目標(biāo)出風(fēng)口溫度值。

其中，所述步驟S2具體是根據(jù)所述步驟S1計(jì)算出的目標(biāo)出風(fēng)溫度值，通過(guò)查表獲得對(duì)應(yīng)的PTC目標(biāo)水溫。

其中，所述步驟S3具體包括：根據(jù)所述目標(biāo)水溫計(jì)算PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)功率輸出值，并控制PTC加熱系統(tǒng)按所述目標(biāo)功率輸出值輸出功率；其中，按照如下方式計(jì)算PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)功率輸出值：將PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值減去PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值的前次值之后，與比例常數(shù)相乘，再加上前次的PTC目標(biāo)功率輸出值，以及樣本周期與積分常數(shù)相比之后再與PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值相乘的乘積。

本發(fā)明還提供一種汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制裝置，包括：

計(jì)算單元，用于根據(jù)采集的傳感器信號(hào)和用戶(hù)設(shè)定溫度計(jì)算出風(fēng)口的目標(biāo)出風(fēng)溫度值；

獲取單元，用于根據(jù)目標(biāo)出風(fēng)溫度值獲取PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)水溫；

控制單元，用于控制PTC加熱系統(tǒng)的水溫維持在目標(biāo)水溫。

其中，所述傳感器信號(hào)包括車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)、車(chē)外溫度傳感器信號(hào)以及光線傳感器信號(hào)，所述計(jì)算單元還用于：將所述車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)內(nèi)溫度采集值，將所述車(chē)外溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)外溫度采集值，以及將所述光線傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為陽(yáng)光強(qiáng)度采集值；對(duì)所述用戶(hù)設(shè)定溫度與第一常數(shù)的乘積、所述車(chē)內(nèi)溫度采集值與第二常數(shù)的乘積、所述車(chē)外溫度采集值與第三常數(shù)的乘積、所述陽(yáng)光強(qiáng)度采集值與關(guān)于陽(yáng)光強(qiáng)度的函數(shù)的乘積以及關(guān)于車(chē)外溫度的函數(shù)求和。

其中，對(duì)于雙區(qū)或更多區(qū)空調(diào)，所述計(jì)算單元還用于：

計(jì)算出各區(qū)目標(biāo)出風(fēng)口溫度值之后，選擇其中的最大值，作為用于所述獲取單元的目標(biāo)出風(fēng)口溫度值。

其中，所述獲取單元具體用于根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算出的目標(biāo)出風(fēng)溫度值，通過(guò)查表獲得對(duì)應(yīng)的PTC目標(biāo)水溫。

其中，所述控制單元具體用于：根據(jù)所述目標(biāo)水溫計(jì)算PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)功率輸出值，并控制PTC加熱系統(tǒng)按所述目標(biāo)功率輸出值輸出功率；所述控制單元計(jì)算所述目標(biāo)功率輸出值的方式是：

將PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值減去PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值的前次值之后，與比例常數(shù)相乘，再加上前次的PTC目標(biāo)功率輸出值，以及樣本周期與積分常數(shù)相比之后再與PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值相乘的乘積。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于：通過(guò)采集的傳感器信號(hào)和用戶(hù)設(shè)定溫度計(jì)算出風(fēng)口的目標(biāo)出風(fēng)溫度值，并進(jìn)一步計(jì)算合適的目標(biāo)水溫，很多情況下獲得的目標(biāo)水溫都較低，不在高溫段，在保證整車(chē)舒適性的前提下，節(jié)省了能量。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)水加熱PTC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是是本發(fā)明實(shí)施例一一種汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制方法的流程示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一一種汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制方法的又一流程示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中目標(biāo)出風(fēng)溫度與PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)水溫對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

以下各實(shí)施例的說(shuō)明是參考附圖，用以示例本發(fā)明可以用以實(shí)施的特定實(shí)施例。

請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供一種汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制方法，包括：

步驟S1，根據(jù)采集的傳感器信號(hào)和用戶(hù)設(shè)定溫度計(jì)算出風(fēng)口的目標(biāo)出風(fēng)溫度值；

步驟S2，根據(jù)目標(biāo)出風(fēng)溫度值獲取PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)水溫；

步驟S3，控制PTC加熱系統(tǒng)的水溫維持在目標(biāo)水溫。

以下再結(jié)合圖3對(duì)各步驟詳細(xì)說(shuō)明。

步驟S1中，傳感器信號(hào)包括車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)、車(chē)外溫度傳感器信號(hào)以及光線傳感器信號(hào)。采集到這些傳感器信號(hào)之后，將被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的溫度值及陽(yáng)光強(qiáng)度，即將車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)內(nèi)溫度采集值，將車(chē)外溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)外溫度采集值，將光線傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為陽(yáng)光強(qiáng)度采集值。

進(jìn)一步地，為了使數(shù)據(jù)更精確，還需對(duì)各個(gè)采集值進(jìn)行濾波及校正處理，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)車(chē)內(nèi)溫度采集值和陽(yáng)光強(qiáng)度采集值進(jìn)行濾波處理，對(duì)車(chē)外溫度采集值進(jìn)行校正處理。濾波主要是為了防止車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)和光線傳感器信號(hào)受影響導(dǎo)致采集值發(fā)生突變，確保出風(fēng)口溫度變化更平穩(wěn)。對(duì)車(chē)外溫度采集值進(jìn)行校正處理具體包括：先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫判斷當(dāng)前為冷啟動(dòng)還是熱啟動(dòng)，若是冷啟動(dòng)，則車(chē)外溫度初始值=車(chē)外溫度采集值，若為熱啟動(dòng)，則車(chē)外溫度初始值=上次下電時(shí)存儲(chǔ)值；然后根據(jù)車(chē)速來(lái)確定車(chē)外溫度采集值的最大變化速率，車(chē)速為0時(shí)，車(chē)外溫度只能下降不能上升，車(chē)速越高，車(chē)外溫度的變化速率越快。

對(duì)出風(fēng)口的目標(biāo)出風(fēng)溫度值（TAO值）的計(jì)算，是根據(jù)以下公式：

目標(biāo)出風(fēng)口溫度 = K1×用戶(hù)設(shè)定溫度 + K2×車(chē)內(nèi)溫度采集值 + K3×車(chē)外溫度采集值 +K4×f（陽(yáng)光強(qiáng)度采集值） + C；

其中K1、K2、K3、K4為常數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)標(biāo)定而得，且相對(duì)獨(dú)立，C = g（車(chē)外溫度），f、g為函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。g函數(shù)是查表關(guān)系，相關(guān)數(shù)值通過(guò)試驗(yàn)標(biāo)定而得；f函數(shù)中，陽(yáng)光強(qiáng)度包括駕駛側(cè)陽(yáng)光強(qiáng)度及副駕駛側(cè)陽(yáng)光強(qiáng)度，并且該函數(shù)還與陽(yáng)光補(bǔ)償系數(shù)有關(guān)。f、g函數(shù)在現(xiàn)有空調(diào)溫控算法中較為常見(jiàn)，此處不再贅述。

現(xiàn)有控制方案中，不對(duì)目標(biāo)出風(fēng)口溫度進(jìn)行計(jì)算；本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采集的傳感器信號(hào)和用戶(hù)設(shè)定溫度計(jì)算出風(fēng)口的目標(biāo)出風(fēng)溫度值，還可獲得車(chē)內(nèi)的熱負(fù)荷。

需要說(shuō)明的是，如果是單區(qū)空調(diào)，雖然有多個(gè)出風(fēng)口，但目標(biāo)出風(fēng)口溫度都相同的，因此計(jì)算出的也僅一個(gè)目標(biāo)出風(fēng)口溫度；如果是雙區(qū)或者更多區(qū)空調(diào)，則先分別計(jì)算各區(qū)目標(biāo)出風(fēng)口溫度，再取最大值，用于步驟S2的計(jì)算。由此，步驟S1還包括：

計(jì)算出各區(qū)目標(biāo)出風(fēng)口溫度值之后，選擇其中的最大值，作為用于所述步驟S2的目標(biāo)出風(fēng)口溫度值。

步驟S2根據(jù)目標(biāo)出風(fēng)溫度值計(jì)算PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)水溫，具體地，請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，為根據(jù)TAO值進(jìn)行查表。也就是說(shuō)，通過(guò)步驟S1計(jì)算出的TAO值，在圖4所示圖表上查詢(xún)獲得相應(yīng)的PTC目標(biāo)水溫。例如，在計(jì)算出的TAO值為18時(shí)，在圖4所示圖表上查找出對(duì)應(yīng)的目標(biāo)水溫T_ _ptc1；如果計(jì)算出的TAO值繼續(xù)增大，但目標(biāo)水溫仍會(huì)維持在T_ _ptc1，直到TAO值增大為21時(shí)，在圖4所示圖表上顯示目標(biāo)水溫將從T_ _ptc1變化至T_ _ptc2，從而獲得新的目標(biāo)水溫。在TAO值變化時(shí)，目標(biāo)水溫會(huì)維持一段時(shí)間不變，形成一個(gè)回滯，這是為了消除步驟S1根據(jù)傳感器信號(hào)計(jì)算出TAO值的誤差影響。同樣地，當(dāng)TAO值從21下降至18的過(guò)程中，目標(biāo)水溫將先維持在T_ _ptc2，直到TAO值變?yōu)?8時(shí)才從T_ _ptc2變化至T_ _ptc1。對(duì)每個(gè)溫度變化點(diǎn)都是通過(guò)試驗(yàn)確定的，TAO值和PTC目標(biāo)水溫不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，回滯對(duì)查表有影響，根據(jù)TAO值變大還是變小，確定PTC目標(biāo)水溫的變化情況。

步驟S3將PTC加熱系統(tǒng)的水溫控制在目標(biāo)步驟S2獲得的目標(biāo)水溫，是根據(jù)以下公式：

IVO（n）＝IVO（n-1）+Kp（E（n）-E（n-1））+（θ/Ti）×E（n）

先計(jì)算出PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)功率輸出值，然后控制PTC加熱系統(tǒng)按該目標(biāo)功率輸出值輸出功率。

其中：

IVO（n）： PTC目標(biāo)功率輸出值

IVO（n-1）：前次的PTC目標(biāo)功率輸出值

Kp：比例常數(shù)

Ti：積分常數(shù)

E（n）：PTC當(dāng)前水溫和目標(biāo)水溫的差值

E（n-1）：PTC當(dāng)前水溫和目標(biāo)水溫的差值的前次值

θ：樣本周期

即把目標(biāo)水溫加入到PTC目標(biāo)功率輸出值的計(jì)算，具體來(lái)說(shuō)，是將PTC當(dāng)前水溫和目標(biāo)水溫的差值（E（n））減去PTC當(dāng)前水溫和目標(biāo)水溫的差值的前次值（E（n-1））之后，與比例常數(shù)相乘，再加上前次的PTC目標(biāo)功率輸出值（IVO（n-1）），以及樣本周期與積分常數(shù)相比之后再與PTC當(dāng)前水溫和目標(biāo)水溫的差值相乘的乘積（（θ/Ti）×E（n））。這樣，PTC加熱系統(tǒng)按照計(jì)算的結(jié)果輸出功率，即可使保持在目標(biāo)水溫中運(yùn)行。

現(xiàn)有技術(shù)都是把PTC目標(biāo)水溫設(shè)置為高溫段（如80度），將水加熱后，再跟冷風(fēng)進(jìn)行混合得到目標(biāo)出風(fēng)口溫度，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專(zhuān)利根據(jù)TAO值來(lái)計(jì)算合適的水溫，很多情況下獲得的目標(biāo)水溫都較低，不在高溫段，在保證整車(chē)舒適性的前提下，達(dá)到節(jié)省能量的目的。

相應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例一，本發(fā)明實(shí)施例二提供一種汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制裝置，包括：

計(jì)算單元，用于根據(jù)采集的傳感器信號(hào)和用戶(hù)設(shè)定溫度計(jì)算出風(fēng)口的目標(biāo)出風(fēng)溫度值；

獲取單元，用于根據(jù)目標(biāo)出風(fēng)溫度值獲取PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)水溫；

控制單元，用于控制PTC加熱系統(tǒng)的水溫維持在目標(biāo)水溫。

其中，所述傳感器信號(hào)包括車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)、車(chē)外溫度傳感器信號(hào)以及光線傳感器信號(hào)，所述計(jì)算單元還用于：將所述車(chē)內(nèi)溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)內(nèi)溫度采集值，將所述車(chē)外溫度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)外溫度采集值，以及將所述光線傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為陽(yáng)光強(qiáng)度采集值；對(duì)所述用戶(hù)設(shè)定溫度與第一常數(shù)的乘積、所述車(chē)內(nèi)溫度采集值與第二常數(shù)的乘積、所述車(chē)外溫度采集值與第三常數(shù)的乘積、所述陽(yáng)光強(qiáng)度采集值與關(guān)于陽(yáng)光強(qiáng)度的函數(shù)的乘積以及關(guān)于車(chē)外溫度的函數(shù)求和。

其中，對(duì)于雙區(qū)或更多區(qū)空調(diào)，計(jì)算單元還用于：

計(jì)算出各區(qū)目標(biāo)出風(fēng)口溫度值之后，選擇其中的最大值，作為用于所述獲取單元的目標(biāo)出風(fēng)口溫度值。

其中，獲取單元具體用于根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算出的目標(biāo)出風(fēng)溫度值，通過(guò)查表獲得對(duì)應(yīng)的PTC目標(biāo)水溫。

其中，控制單元具體用于：根據(jù)所述目標(biāo)水溫計(jì)算PTC加熱系統(tǒng)的目標(biāo)功率輸出值，并控制PTC加熱系統(tǒng)按所述目標(biāo)功率輸出值輸出功率；所述控制單元計(jì)算所述目標(biāo)功率輸出值的方式是：

將PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值減去PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值的前次值之后，與比例常數(shù)相乘，再加上前次的PTC目標(biāo)功率輸出值，以及樣本周期與積分常數(shù)相比之后再與PTC當(dāng)前水溫和所述目標(biāo)水溫的差值相乘的乘積。

有關(guān)本實(shí)施例汽車(chē)PTC加熱系統(tǒng)的控制裝置的工作原理以及所帶來(lái)的有益效果請(qǐng)參照本發(fā)明實(shí)施例一的說(shuō)明，此處不再贅述。

以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。