[发明专利]冷却水的温度控制方法、装置及系统

说明书

本申请公开了一种冷却水的温度控制方法、装置及系统，该温度控制方法包括：获取高温冷却水的当前温度和高温冷却水的预设温度的温度差，以及，高温冷却水逆变器和低温冷却水逆变器的水温变化系数；根据温度差和水温变化系数，确定高温冷却水逆变器和低温冷却水逆变器的水温变化时间；根据水温变化时间生成控制信号；根据控制信号控制风扇转速，以控制高温冷却水和低温冷却水的温度。本申请基于高温冷却水实际温度和高温冷却水的预设温度的温度差，根据温度差值和水温变化系数确定水温变化时间，根据水温变化时间生成控制信号，控制风扇转速，实现对高温冷却水和低温冷却水的控制，避免采用PID控制出现冷却水大幅变化和震荡的问题。

技术领域

本申请涉及内燃机冷却技术，尤其涉及一种冷却水的温度控制方法、装置及系统。

背景技术

机车柴油机通常采用强制循环水冷却系统，以水泵为动力迫使冷却水循环流动，经过散热器冷却后进入柴油机对气缸和增压空气进行循环冷却。

内燃机车通常都采用冷却风扇对散热器管路中的柴油机高温或低温冷却水进行冷却。一般情况下，柴油机通过冷却水散走的热能约为所耗燃油能量的25％-30％，如果冷却水温度过低，大量的热能被冷却水带走，造成能量浪费，增大摩擦损失，柴油机油耗增大，功率降低。如果冷却水温度过高，冷却效果降低，容易引起活塞等运动部件过热而损坏。把冷却水的温度精确控制在给定值附近，这对柴油机以及机车的安全行驶、可靠运行有着十分重要的作用。

目前已有的冷却水温度控制系统，采用逆变器变频调速和风扇电机变压变频(Variable Voltage and Variable Frequency,VVVF)控制，可实现精确的转速无级控制，维持冷却水的温度在给定值附近。传统的逆变器变频调速冷却采用经典的比例积分微分(Proportion Integral Derivative,PID)闭环控制技术，该技术以冷却水实际温度和冷却水给定温度差值作为控制量，经过比例积分微分环节，输出逆变器的控制信号。逆变器根据控制信号调整其输出三相交流电。然而，冷却水做为一种冷却介质，其水温是一个缓慢变化的物理量，因此冷却水天生具有滞后的特性。这种滞后的特性对基于PID闭环控制策略的控制系统而言，会经常引起控制系统的大幅度超调，从水温上看其温度会发生上下大幅度的剧烈变化和震荡。因此，现有技术导致经过上述控制系统进行调解后，冷却水温度出现大幅的变化和震荡的技术问题。

发明内容

本申请提供一种冷却水的温度控制方法、装置及系统，解决现有技术导致经过上述控制系统进行调解后，冷却水温度出现大幅的变化和震荡的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种冷却水的温度控制方法，包括：获取高温冷却水的当前温度和高温冷却水的预设温度的温度差，以及，高温冷却水逆变器和低温冷却水逆变器的水温变化系数；根据温度差和水温变化系数，确定高温冷却水逆变器和低温冷却水逆变器的水温变化时间，根据水温变化时间生成控制信号；根据控制信号控制风扇转速，以控制高温冷却水和低温冷却水的温度。

本申请的有益效果为：相对现有技术中控制系统基于PID控制，即基于冷却水实际温度和冷却水控制温度的差值，采用比例、积分和微分控制，本申请基于高温冷却水实际温度和高温冷却水的预设温度的温度差，根据温度差值和水温变化系数确定水温变化时间，根据水温变化时间生成控制信号，控制风扇转速，实现对高温冷却水和低温冷却水的控制，避免采用PID控制出现冷却水大幅变化和震荡的问题。

可选地，获取高温冷却水逆变器和低温冷却水逆变器的水温变化系数，包括：获取高温冷却水的当前温度与水温变化系数的对应关系；根据对应关系和高温冷却水的当前温度，确定水温变化系数。

根据高温冷却水的当前温度确定水温变化系数，由水温变化系数和温度差生成控制信号，实现依据高温冷却水的当前温度确定控制信号，控制信号控制风扇转速，从而实现依据高温冷却水的当前温度确定风扇转速，提高高温冷却水和低温冷却水温度调节能力。