本發(fā)明涉及新能源熱管理，尤其涉及一種新能源車輛熱管理電控三通閥的控制及診斷方法。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車發(fā)展及新能源車的普及，汽車熱管理系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，特別是越野車輛通常動(dòng)力強(qiáng)、運(yùn)行工況復(fù)雜、動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)荷較大，對(duì)熱管理系統(tǒng)要求更高，在管路布置上通常也存在較大難度，目前大多熱管理系統(tǒng)各個(gè)冷卻、加熱回路上使用三通閥，如冷媒的分配，冷卻液的分配等，該措施能夠有效較少管路數(shù)量，同時(shí)通過(guò)對(duì)三通閥進(jìn)行有效控制能夠提升熱管理系統(tǒng)的能量管理水平，降低能耗。

2、現(xiàn)有技術(shù)中有提供一種燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中電控三通閥的控制方法及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)三通閥會(huì)隨開關(guān)次數(shù)累計(jì)出現(xiàn)溫度控制不準(zhǔn)確的問(wèn)題。該方法包括：識(shí)別電動(dòng)三通閥處于全開或全關(guān)狀態(tài)的時(shí)刻，開始計(jì)時(shí)；從計(jì)時(shí)開始時(shí)刻開始，采集電動(dòng)三通閥在預(yù)設(shè)時(shí)段內(nèi)的開度數(shù)據(jù)，根據(jù)所述開度數(shù)據(jù)對(duì)電控三通閥的驅(qū)動(dòng)占空比進(jìn)行修正；控制電控三通閥執(zhí)行修正后的驅(qū)動(dòng)占空比，直到達(dá)到設(shè)定的學(xué)習(xí)時(shí)間結(jié)束計(jì)時(shí)，識(shí)別驅(qū)動(dòng)占空比修正后電動(dòng)三通閥的實(shí)際最大開度位置和實(shí)際最小開度位置，進(jìn)而修正電動(dòng)三通閥的設(shè)定位置。

3、但現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)三通閥的控制方法比較簡(jiǎn)單，控制精準(zhǔn)度和可靠性都不夠高，且具有能耗降低不明顯，響應(yīng)速度慢以及穩(wěn)定性低的問(wèn)題，還經(jīng)常出現(xiàn)閥桿卡死等故障且無(wú)法及時(shí)解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種新能源車輛熱管理電控三通閥的控制及診斷方法，通過(guò)設(shè)計(jì)非連續(xù)精準(zhǔn)控制算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三通閥任一位置的精確控制，從而提升了新能源汽車熱管理系統(tǒng)的能量管理水平，還通過(guò)多段pid控制和積分項(xiàng)卸載控制，優(yōu)化了閥門控制策略，提高了控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

2、按照本發(fā)明的第一方面，提供一種新能源車輛熱管理電控三通閥的控制方法，包括：

3、s100、設(shè)定三通閥運(yùn)行位置目標(biāo)調(diào)用函數(shù)，進(jìn)行閥自檢及運(yùn)行位置保持控制，包括閥自檢過(guò)程控制和角度保持控制，獲得得閥自檢位置以及運(yùn)行位置；

4、s200、進(jìn)行閥目標(biāo)位置仲裁，獲得閥目標(biāo)位置，包括根據(jù)閥是否進(jìn)入卡滯故障診斷確定所述閥目標(biāo)位置，當(dāng)閥沒(méi)有進(jìn)入卡滯故障診斷時(shí)，所述閥目標(biāo)位置取所述閥自檢位置或運(yùn)行保持位置，當(dāng)閥進(jìn)入卡滯診斷時(shí)，閥目標(biāo)位置取卡滯診斷的目標(biāo)位置；

5、s300、根據(jù)閥位置傳感器獲取閥當(dāng)前位置以及所述閥目標(biāo)位置進(jìn)行占空比pid計(jì)算；

6、s400、進(jìn)行閥占空比仲裁，包括閥的pid占空比，閥一次pid調(diào)整完成后占空比，閥的卡滯故障情況下占空比以及閥位置檢測(cè)故障下占空比。

7、進(jìn)一步地，所述設(shè)定三通閥運(yùn)行位置目標(biāo)調(diào)用函數(shù)包括：

8、目標(biāo)角度α1＝閥的轉(zhuǎn)動(dòng)角度+當(dāng)前閥開度

9、其中，所述閥的轉(zhuǎn)動(dòng)角度根據(jù)閥出口冷卻效果差異查表確定，所述當(dāng)前閥開度根據(jù)閥位置傳感器獲取。

10、進(jìn)一步地，所述閥自檢過(guò)程控制包括：

11、當(dāng)控制器檢測(cè)到鑰匙上電信號(hào)有效時(shí)，三通閥開始初始化過(guò)程，閥門的目標(biāo)角度設(shè)置為當(dāng)前位置傳感器反饋的角度，并開始計(jì)時(shí)；如果計(jì)時(shí)超過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值1，閥門將進(jìn)入自檢過(guò)程；在自檢過(guò)程中，閥門的目標(biāo)位置被設(shè)置為自檢最小值；當(dāng)閥門的位置到達(dá)自檢最小值并停止，且沒(méi)有進(jìn)入卡滯診斷，閥門的目標(biāo)角度將變更為自檢最大值；如果閥門的位置再次到達(dá)自檢最大值并停止，且沒(méi)有進(jìn)入卡滯診斷，閥門的目標(biāo)位置將變更為基準(zhǔn)位置；當(dāng)控制器檢測(cè)到鑰匙上電信號(hào)無(wú)效時(shí)，閥門的位置也將被調(diào)整到基準(zhǔn)位置；所述基準(zhǔn)位置表征為三通閥兩個(gè)出口開度大小相同的位置。

12、進(jìn)一步地，所述角度保持控制包括：

13、閥自檢完成后，閥門處于基準(zhǔn)位置，當(dāng)檢測(cè)到閥門出口兩端負(fù)荷不一致時(shí)，則觸發(fā)一次閥位置調(diào)整，所述閥位置調(diào)整即調(diào)用所述目標(biāo)調(diào)用函數(shù)計(jì)算運(yùn)行位置，所述運(yùn)行位置為所述目標(biāo)角度α1。

14、進(jìn)一步地，當(dāng)閥位置誤差在特定范圍內(nèi)時(shí)，將總的積分項(xiàng)占空比置0，實(shí)現(xiàn)閥在目標(biāo)位置附近減速，同時(shí)保證在占空比從其他模式切換到pid占空比時(shí)，閥占空比初始值僅為pid值，無(wú)i項(xiàng)累積值，初始時(shí)所述pid值較小，閥以相對(duì)平穩(wěn)的速度開始轉(zhuǎn)動(dòng)。

15、進(jìn)一步地，所述占空比pid計(jì)算包括；

16、s301、通過(guò)所述閥目標(biāo)位置減去所述閥當(dāng)前開度獲得位置誤差；

17、s302、將比例項(xiàng)系數(shù)與所述位置誤差相乘得到比例項(xiàng)占空比；將積分項(xiàng)系數(shù)與所述位置誤差相乘得到當(dāng)前周期積分項(xiàng)占空比，并和上一次積分項(xiàng)占空比累加得到當(dāng)前總的積分項(xiàng)占空比；將微分項(xiàng)系數(shù)與閥經(jīng)過(guò)pt1濾波后的閥門位置相乘得到微分項(xiàng)占空比；

18、s303、將比例、積分、微分三項(xiàng)占空比相加，取絕對(duì)值，得到最終pid占空比。

19、進(jìn)一步地，所述閥的pid占空比仲裁包括：

20、設(shè)置閥目標(biāo)位置誤差范圍，定義閥的正向旋轉(zhuǎn)為0和反向旋轉(zhuǎn)為1；

21、初始化時(shí)，閥占空比為0，當(dāng)目標(biāo)位置開度和當(dāng)前位置開度偏差為正值，且值超出誤差帶，則判斷閥需要正轉(zhuǎn)，閥轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)?，閥占空比為pid最終占空比；

22、初始化時(shí)，閥占空比為0，當(dāng)目標(biāo)位置開度和當(dāng)前位置開度偏差為負(fù)值，且值超出誤差帶，則判斷閥需要反轉(zhuǎn)，閥轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)?，閥占空比為所述pid最終占空比；

23、當(dāng)閥處在正轉(zhuǎn)0，且出現(xiàn)過(guò)調(diào)，即目標(biāo)位置開度和當(dāng)前位置開度偏差變?yōu)樨?fù)值，此時(shí)定義閥轉(zhuǎn)動(dòng)方向變?yōu)榉崔D(zhuǎn)1，閥占空比取pid最終占空比；

24、當(dāng)閥處在反轉(zhuǎn)1，且出現(xiàn)過(guò)調(diào)，即目標(biāo)位置開度和當(dāng)前位置開度偏差變?yōu)檎?，此時(shí)定義閥轉(zhuǎn)動(dòng)方向變?yōu)榉凑齻?，閥占空比取pid最終占空比。

25、進(jìn)一步地，所述調(diào)整完成后占空比仲裁包括：

26、初始化時(shí)，stop狀態(tài)為0，當(dāng)在進(jìn)行pid調(diào)整時(shí)，閥目標(biāo)位置和實(shí)際位置偏差進(jìn)入誤差帶后開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)超過(guò)時(shí)間閾值，則判斷pid完成閥應(yīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，stop狀態(tài)切換為1，如果在計(jì)時(shí)過(guò)程中閥位置偏差超出誤差帶，則stop狀態(tài)置0；stop狀態(tài)切換為1后，當(dāng)執(zhí)行新的目標(biāo)位置，閥位置偏差超出誤差帶，則stop狀態(tài)立即切換成0；

27、在檢測(cè)到stop狀態(tài)激活為1時(shí)，說(shuō)明閥位置調(diào)整到目標(biāo)位置附近且無(wú)明顯震蕩，此時(shí)將閥占空比置0，閥停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)stop狀態(tài)為0，閥占空比重新取pid占空比，閥開始轉(zhuǎn)動(dòng)。

28、進(jìn)一步地，所述閥的卡滯故障情況下占空比以及閥位置檢測(cè)故障下占空比仲裁包括：

29、閥卡滯故障有效時(shí)占空比為0，閥位置傳感器信號(hào)故障有效時(shí)占空比為0。

30、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種新能源車輛熱管理電控三通閥的診斷方法，應(yīng)用于所述的一種新能源車輛熱管理電控三通閥的控制方法實(shí)現(xiàn)，還包括閥故障診斷方法，所述閥故障診斷方法包括：閥位置傳感器信號(hào)范圍故障以及閥卡滯故障。

31、進(jìn)一步地，所述閥位置傳感器信號(hào)范圍故障診斷方法包括：

32、采集傳感器電壓，在信號(hào)范圍故障檢測(cè)模塊完成閥位置電壓信號(hào)范圍檢測(cè)，并輸出信號(hào)檢測(cè)故障狀態(tài)。

33、進(jìn)一步地，所述閥卡滯故障包括閥單向卡滯以及雙向卡滯，對(duì)于閥單向卡滯，將閥反向旋轉(zhuǎn)到一定角度后再次執(zhí)行卡滯前的目標(biāo)角度，如果能夠達(dá)到目標(biāo)角度則不報(bào)卡滯故障，如果反復(fù)3次都無(wú)法達(dá)到目標(biāo)角度，則報(bào)閥卡滯故障；如果閥出現(xiàn)雙向卡滯，則直接報(bào)閥卡滯故障。

34、本發(fā)明的有益效果：

35、1.本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)非連續(xù)精準(zhǔn)控制算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三通閥任一位置的精確控制，從而提升了新能源汽車熱管理系統(tǒng)的能量管理水平，還通過(guò)多段pid控制和積分項(xiàng)卸載控制，優(yōu)化了閥門控制策略，提高了控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

36、2.本發(fā)明減少了對(duì)三通閥的調(diào)整次數(shù)，使得閥門能夠更加穩(wěn)定地工作，從而延長(zhǎng)了部件的使用壽命。

37、3.本發(fā)明通過(guò)對(duì)三通閥的有效控制，能夠更精確地調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的分配，避免了不必要的能量浪費(fèi)，從而降低了能耗。

38、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本技術(shù)的實(shí)踐了解到。