发动机余热回收装置的控制方法、装置和控制器与流程

1.本技术涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机余热回收装置的控制方法、装置、控制器、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.随着发动机技术的发展，从发动机的能量热平衡角度分析，其余热能量具有很大的节能潜力，目前，发动机余热能利用技术主要集中在增压、余热制冷、余热取暖、余热发电和改良燃料燃烧性能等几个方面。在当前车用余热利用的各种技术方案中，余热回收装置(即朗肯循环余热回收装置)的热效率最高。
3.传统技术中，一方面，多是针对稳定工况下的余热回收装置进行控制，针对变工况下的控制方法涉及较少，另一方面，在变工况下，多通过安装工质泵的方式，通过工质泵将工质流量增加到设计流量，以使朗肯循环余热回收装置实现余热回收，然而工质泵功耗较大，且对旁通阀门可靠性要求高，朗肯循环系统零部件成本高，不适合朗肯循环余热回收装置在汽车领域推广应用。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低余热回收装置的控制成本的发动机余热回收装置的控制方法、装置、控制器、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种发动机余热回收装置的控制方法，所述方法包括：
6.在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；
7.基于所述实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；
8.获取与所述装置目标参数对应的装置实时参数，所述装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；
9.若所述装置实时参数和所述装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于所述装置实时参数、所述装置目标参数和所述装置控制参数，对所述余热回收装置进行控制。
10.在其中一个实施例中，所述实时排气参数包括实时排气温度和实时排气流量；
11.所述基于所述实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数，包括：
12.基于所述实时排气温度和所述实时排气流量，查询预先设定的参数映射表，获得装置控制参数和装置目标参数。
13.在其中一个实施例中，所述参数映射表包括至少一种控制参数映射表，以及与所述控制参数映射表关联的目标参数映射表；
14.所述基于所述实时排气温度和实时排气流量，查询预先设定的参数映射表，获得装置控制参数和装置目标参数，包括：
15.基于所述实时排气温度和实时排气流量，查询所述控制参数映射表，获得装置控制参数，以及查询与所述控制参数映射表关联的目标参数映射表，获得装置目标参数。
16.在其中一个实施例中，所述控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表、工质泵转速映射表或工质电控三通阀开度映射表中的至少一种；
17.若所述控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表，则目标参数映射表包括与所述电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口排气温度映射表，所述装置控制参数为电控三通阀开度，所述装置目标参数为目标排气出口温度；
18.若所述控制参数映射表包括工质泵转速映射表，则所述目标参数映射表包括与所述工质泵转速映射表关联的蒸发器出口过热温度映射表，所述装置控制参数为工质泵转速，所述装置目标参数为目标过热温度；
19.若所述控制参数映射表包括工质电控三通阀开度映射表，则所述目标参数映射表包括与所述工质电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口压力映射表，所述装置控制参数为工质电控三通阀开度，所述装置目标参数为目标蒸发压力。
20.在其中一个实施例中，所述控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表；
21.若所述控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表，则目标参数映射表还包括与所述变频电控风扇转速映射表关联的冷凝器出口压力映射表；所述装置控制参数为变频电控风扇转速，所述装置目标参数为目标冷凝压力。
22.在其中一个实施例中，所述若所述装置实时参数和所述装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于所述装置实时参数、所述装置目标参数和所述装置控制参数，对余热回收装置进行控制，包括：
23.在所述装置目标参数包括目标排气出口温度、所述装置控制参数包括电控三通阀开度、且所述装置实时参数包括实时排气出口温度的情况下，当所述目标排气出口温度与实时排气出口温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标排气出口温度为目标值，调控所述电控三通阀开度，直至所述实时排气出口温度满足预设排气温度停止条件时停止调控；
24.在所述装置目标参数包括目标过热温度、所述装置控制参数包括工质泵转速、且所述装置实时参数包括实时过热温度的情况下，当所述目标过热温度与所述实时过热温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标过热温度为目标值，调控所述工质泵转速，直至所述实时过热温度满足预设过热温度停止条件时停止调控；
25.在所述装置目标参数包括目标蒸发压力、所述装置控制参数包括工质电控三通阀开度、且所述装置实时参数包括实时蒸发压力的情况下，当所述目标蒸发压力与实时蒸发压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标蒸发压力为目标值，调控所述工质电控三通阀开度，直至所述实时蒸发压力满足预设蒸发压力停止条件时停止调控；
26.在所述装置目标参数包括目标冷凝压力、所述装置控制参数包括变频电控风扇转速、且所述装置实时参数包括实时冷凝压力情况下，当所述目标冷凝压力与实时冷凝压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标冷凝压力为目标值，调控所述变频电控风扇转速，直至所述实时冷凝压力满足预设冷凝压力停止条件时停止调控。
27.第二方面，本技术还提供了一种发动机余热回收的控制装置，所述装置包括：
28.第一数据获取模块，用于在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；
29.第二数据获取模块，用于基于所述实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；
30.第三数据获取模块，用于获取与所述装置目标参数对应的装置实时参数，所述装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；
31.控制模块，用于若所述装置实时参数和所述装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于所述装置实时参数、所述装置目标参数和所述装置控制参数，对所述余热回收装置进行控制。
32.第三方面，本技术还提供了一种控制器。所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发动机余热回收的控制方法的步骤。
33.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述发动机余热回收的控制方法的步骤。
34.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述发动机余热回收的控制方法的步骤。
35.上述发动机余热回收装置的控制方法、装置、控制器、存储介质和计算机程序产品，在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；基于实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；获取与装置目标参数对应的装置实时参数，装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；若装置实时参数和装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于装置实时参数、装置目标参数和装置控制参数，对余热回收装置进行控制。其中，通过发动机变工况过程中，获取余热回收装置的装置实时参数、装置目标参数以及装置控制参数，通过装置实时参数、装置目标参数以及装置控制参数对余热回收装置进行控制，不仅有效降低了余热回收装置的控制成本，还可以维持余热回收装置在整个变工况过程中高效率工作，有助于余热回收装置在汽车领域的应用推广。
附图说明
36.图1为一个实施例中发动机余热回收装置的结构框图；
37.图2为另一个实施例中发动机余热回收装置的结构示意图；
38.图3为一个实施例中发动机余热回收装置的控制方法的流程示意图；
39.图4为另一个实施例中发动机余热回收装置的控制方法的流程示意图；
40.图5为一个实施例发动机余热回收装置的控制装置的结构框图；
41.图6为一个实施例中控制器的内部结构图。
42.附图标记说明：1-发动机；2-压气机；3-涡轮；4-发动机尾气后处理装置；5-排气电控三通阀；6-排气换热器；7-工质电控三通阀；8-膨胀机；9-发电机；10-单向阀；11-冷凝器；12-储液罐；13-安全阀；14-变频工质泵；15-变频电控风扇；16-朗肯循环控制器；17-温度传感器；18-压力传感器；19-压力传感器；20-温度传感器；21-发动机控制器；22-温度传感器。
具体实施方式
43.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
44.本技术实施例提供的发动机余热回收装置的控制方法，可以应用于如图1所示的发动机余热回收装置(即朗肯循环装置)中。其中，图1所示的发动机余热回收装置包括发动机子系统、有机朗肯循环子系统、控制子系统，其中，控制子系统可以包括多种控制器，如朗肯循环控制器(即有机朗肯循环控制器)、发动机控制器等，朗肯循环控制器可以从发动机控制器中获取发动机的实时排气参数，从而根据实时排气参数，获得装置实时参数、装置目标参数以及装置控制参数，并根据装置实时参数、装置目标参数以及装置控制参数，对发动机子系统、有机朗肯循环子系统进行控制。
45.在其中一个实施例中，如图2所示，为另一个实施例中发动机余热回收装置的结构示意图，其中，如图2所示，发动机子系统包括发动机(1)、压气机(2)、涡轮机(3)、进气管路、排气管路、发动机尾气后处理装置(4)、排气电控三通阀(5)、排气换热器(6)，其中，进气管路与压气机(2)进气端相连，压气机(2)排气端发动机(1)相连，发动机(1)与涡轮机(3)进气端相连，涡轮机(3)排气端与发动机尾气后处理装置(4)进气端相连，发动机尾气后处理装置(4)排气端与排气电控三通阀(5)进气端相连，排气电控三通阀(5)排气端c与排气管路相连，排气电控三通阀(5)排气端d与排气换热器(6)排气侧入口相连，排气换热器(6)排气侧出口与排气管路相连。
46.其中，有机朗肯循环子系统包括膨胀机(8)、发电机(9)、单向阀(10)、冷凝器(11)、变频电控风扇(15)、储液罐(12)、变频工质泵(14)、工质电控三通阀(7)。变频工质泵(14)出口与排气换热器(6)工质侧进口相连，排气换热器(6)工质侧出口与工质电控三通阀(7)进口相连，工质电控三通阀(7)出口端e与膨胀机(8)进口相连，膨胀机(8)出口与单向阀(10)入口相连，单向阀(10)出口与冷凝器(11)工质侧进口相连，冷凝器(11)工质侧出口与储液罐(12)入口相连，储液罐(12)出口与变频工质泵(14)进口相连。膨胀机(8)设置旁路以旁通部分有机工质，旁路布置为工质电控三通阀(7)出口端f与单向阀(10)出口相连。变频电控风扇(15)布置于冷凝器(11)前端，用于对冷凝器(11)内工质冷却。膨胀机(8)通过连接轴与发电机(9)相连，在储液罐12顶端布置安全阀13。
47.其中，控制子系统包括朗肯循环控制器(16)、发动机控制器(21)、温度传感器(17)、压力传感器(18)、压力传感器(19)、温度传感器(20)、温度传感器(22)；朗肯循环控制器(16)可根据工质温度、压力传感器值计算出当前状态工质过热温度值；发动机控制器(21)可将发动机排气流量信号传送给朗肯循环控制器(16)。
48.在其中一个实施例中，在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，朗肯循环控制器获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；基于实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；获取与装置目标参数对应的装置实时参数，装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；若装置实时参数和装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于装置实时参数、装置目标参数和装置控制参数，对余热回收装置进行控制。
49.在一个实施例中，如图3所示，提供了一种发动机余热回收装置的控制方法，以该
方法应用于图1中的朗肯循环控制器为例进行说明，包括以下步骤：
50.步骤s302，在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数。
51.其中，若发动机的转速、油门踏板位置、发动机的排气温度等参数在一定时间段内发生了变化，且变化前和变化后的差值达到了差值阈值，则表示发动机的工况发生了变化，实时排气参数可以是朗肯循环控制器在确定发动机的工况发生变化时，实时获取的发动机相关的排气参数，例如，实时排气参数可以为根据温度传感器实时测得的发动机的排气温度，以及由发动机控制器实时反馈的发动机的排气流量。
52.步骤s304，基于实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数。
53.其中，装置控制参数可以为朗肯循环控制器根据实时排气参数，得到的余热回收装置的关键工作参数，关键工作参数可以为直接影响余热回收装置的工作效率的参数，朗肯循环控制器可以根据关键工作参数，控制余热回收装置的相关执行机构，以实现余热回收装置的余热回收工作，其中，执行机构可以是电控三通阀、变频工质泵以及工质电控三通阀等，则朗肯循环控制器根据实时排气参数，得到的装置控制参数可以为电控三通阀开度、工质泵转速以及工质电控三通阀开度等。
54.其中，装置目标参数可以是朗肯循环控制器根据实时排气参数，得到的余热回收装置中的各热交换模块在实际工作中理论上应当达到的值，其中，装置目标参数可以是对余热回收装置的关键工作参数进行调控的参数。例如，此处的各热交换模块可以为蒸发器、冷凝器等，朗肯循环控制器可以根据实时排气参数，获得蒸发器的目标排气出口温度、目标蒸发压力、目标冷凝压力等作为目标值，然后基于目标值，分别对电控三通阀开度、工质泵转速以及工质电控三通阀开度等进行调控。
55.步骤s306，获取与装置目标参数对应的装置实时参数，装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数。
56.其中，装置实时参数可以是余热回收装置中的蒸发器、冷凝器等在工作中的实际值，针对每一个热交换模块，其装置目标参数均对应有相应的装置实时参数，例如，若热交换模块为蒸发器，蒸发器的装置目标参数可以为目标排气出口温度，目标排气出口温度对应的装置实时参数可以为实时排气出口温度；又如，热交换模块为冷凝器，冷凝器的装置目标参数可以为目标冷凝压力，目标冷凝压力对应的装置实时参数可以为实时冷凝压力。
57.步骤s308，若装置实时参数和装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于装置实时参数、装置目标参数和装置控制参数，对余热回收装置进行控制。
58.其中，装置闭环控制条件可以是预先设定的用于确定是否对余热回收装置进行闭环控制的条件，在设置装置闭环控制条件时，可以根据余热回收装置的实际运行情况进行适应性调整，朗肯循环控制器可以在装置实时参数和装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件时，根据装置实时参数、装置目标参数和装置控制参数，对余热回收装置进行控制。
59.上述发动机余热回收装置的控制方法中，在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；基于实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；获取与装置目标参数对应的装置实时参数，装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；若装置实时参数和装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于装置实时参数、装置目标参数和装置控制参数，对余热回收装置进行
控制。其中，通过发动机变工况过程中，获取余热回收装置的装置实时参数、装置目标参数以及装置控制参数，通过装置实时参数、装置目标参数以及装置控制参数对余热回收装置进行控制，不仅有效降低了余热回收装置的控制成本，还可以维持余热回收装置在整个变工况过程中高效率工作，有助于余热回收装置在汽车领域的应用推广。
60.在一个实施例中，实时排气参数包括实时排气温度和实时排气流量，实时排气温度可以是由测量设备(如温度传感器)向朗肯循环控制器反馈的发动机的当前排气温度，实时排气流量可以是发动机控制器向朗肯循环控制器反馈的发动机的当前排气流量。基于实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数，包括：基于实时排气温度和实时排气流量，查询预先设定的参数映射表，获得装置控制参数和装置目标参数。
61.其中，参数映射表可以用于表征实时排气温度、实时排气流量，与装置控制参数、装置目标参数的映射关系，即每一组实时排气温度、实时排气流量，均对应有相应的装置控制参数、装置目标参数。其中，在设定参数映射表时，可以根据发动机在稳态工况条件下，以余热回收装置净输出功率最大为目标的标定值确定。具体的，朗肯循环控制器可以根据实时排气温度、实时排气流量进行查表，获得装置控制参数和装置目标参数。
62.上述实施例中，朗肯循环控制器通过获取实时排气温度、实时排气流量这两个变量，并进行查表处理，获得装置控制参数和装置目标参数，由于参数映射表是以余热回收装置净输出功率最大为目标的标定值确定的，因此，可以精准的确定出在当前的排气温度、排气流量下，若余热回收装置需要处于高效率工作状态，则对应的装置控制参数和装置目标参数所要达到的值。
63.在其中一个实施例中，参数映射表包括至少一种控制参数映射表，以及与控制参数映射表关联的目标参数映射表，其中，装置控制参数和装置目标参数可以是由不同的映射表确定的，根据实际的控制需求，参数映射表可以只包括一种控制参数映射表，也可以包括多种控制参数映射表，每一种控制参数映射表均关联有相应的目标参数映射表。其中，基于实时排气温度和实时排气流量，查询预先设定的参数映射表，获得装置控制参数和装置目标参数，包括：基于实时排气温度和实时排气流量，查询控制参数映射表，获得装置控制参数，以及查询与控制参数映射表关联的目标参数映射表，获得装置目标参数。
64.其中，朗肯循环控制器在根据实时排气温度和实时排气流量，查询装置目标参数和装置控制参数时，可以通过查询控制参数映射表，获得装置控制参数，以及通过查询目标参数映射表，获得装置目标参数。
65.上述实施例中，针对装置目标参数和装置控制参数，可以分别查询对应的映射表，确定出装置控制参数和装置目标参数。
66.在其中一个实施例中，控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表、工质泵转速映射表或工质电控三通阀开度映射表中的至少一种，即控制参数映射表可以只包括电控三通阀开度映射表、工质泵转速映射表或工质电控三通阀开度映射表中的一个，也可以包括电控三通阀开度映射表、工质泵转速映射表或工质电控三通阀开度映射表中任意两个及以上的组合，每一个控制参数映射表关联有目标参数映射表。其中，由于装置目标参数可以是对余热回收装置的装置控制参数进行调控的参数，因此，在确定与控制参数映射表关联的目标参数映射表时，可以针对某种装置控制参数，确定能够对其产生影响的装置目标参数，然后构建目标参数映射表。
67.在其中一个实施例中，若控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表，则目标参数映射表包括与电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口排气温度映射表，装置控制参数为电控三通阀开度，装置目标参数为目标排气出口温度。
68.其中，电控三通阀开度映射表可以表征电控三通阀开度，与实时排气温度和实时排气流量之间的映射关系，与电控三通阀开度映射表关联的目标参数映射表为蒸发器出口排气温度映射表，朗肯循环控制器可以根据实时排气温度和实时排气流量，查询电控三通阀开度映射表，获得电控三通阀开度，并根据实时排气温度和实时排气流量，查询蒸发器出口排气温度映射表，获得目标排气出口温度。
69.上述实施例中，朗肯循环控制器可以查询电控三通阀开度映射表，获得电控三通阀开度，查询蒸发器出口排气温度映射表，获得目标排气出口温度，由此根据确定出的相关参数，展开后续的闭环控制。
70.在其中一个实施例中，若控制参数映射表包括工质泵转速映射表，则目标参数映射表包括与工质泵转速映射表关联的蒸发器出口过热温度映射表，装置控制参数为工质泵转速，装置目标参数为目标过热温度。
71.上述实施例中，朗肯循环控制器可以查询工质泵转速映射表，获得工质泵转速，查询蒸发器出口过热温度映射表，获得目标过热温度，由此根据确定出的相关参数，展开后续的闭环控制。
72.在其中一个实施例中，若控制参数映射表包括工质电控三通阀开度映射表，则目标参数映射表包括与工质电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口压力映射表，装置控制参数为工质电控三通阀开度，装置目标参数为目标蒸发压力。
73.上述实施例中，朗肯循环控制器可以查询工质电控三通阀开度映射表，获得工质电控三通阀开度，查询蒸发器出口压力映射表，获得目标蒸发压力，由此根据确定出的相关参数，展开后续的闭环控制。
74.在其中一个实施例中，控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表；若控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表，则目标参数映射表还包括与变频电控风扇转速映射表关联的冷凝器出口压力映射表；装置控制参数为变频电控风扇转速，装置目标参数为目标冷凝压力。其中，由于变频电控风速的转速只影响目标冷凝压力，因此，在后续进行闭环控制时，可以与上述电控三通阀开度、工质泵转速以及工质电控三通阀开度同时调控，也可以单独调控，以增加调控的灵活性，进一步的，由于电控三通阀开度、工质泵转速以及工质电控三通阀开度三者之间具有较强的关联性，因此，在后续进行调控时，将三者同步调控，可以较大程度上提升余热回收装置的工作效率。
75.在其中一个实施例中，若装置实时参数和装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于装置实时参数、装置目标参数和装置控制参数，对余热回收装置进行控制，包括：在装置目标参数包括目标排气出口温度、装置控制参数包括电控三通阀开度、且装置实时参数包括实时排气出口温度的情况下，当目标排气出口温度与实时排气出口温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标排气出口温度为目标值，调控电控三通阀开度，直至实时排气出口温度满足预设排气温度停止条件时停止调控。
76.其中，预设排气温度停止条件可以是预先设定的用于判断是否停止调控电控三通阀开度的条件，其中，预设排气温度停止条件可以是实时排气出口温度与目标排气出口温
度的差值是否处于排气温度阈值范围内，排气温度阈值范围可以为0
°‑5°
，排气温度阈值可以根据实际的情况进行适应性调整。
77.具体的，朗肯循环控制器可以先判断目标排气出口温度与实时排气出口温度是否相等，若目标排气出口温度与实时排气出口温度不等，则表明满足预设的装置闭环控制条件，朗肯循环控制器可以对余热闭环控装置进行pid(比例积分微分)闭环控制，即以目标排气出口温度为目标值，调控电控三通阀开度，直至实时排气出口温度与目标排气出口温度的差值达到排气温度阈值时，停止调控。
78.上述实施例中，朗肯循环控制器采用pid闭环控制，以目标排气出口温度为目标值，调控电控三通阀开度，直至实时排气出口温度接近目标排气出口温度，从而可以维持余热回收装置在整个变工况过程中高效率工作，有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
79.在其中一个实施例中，在装置目标参数包括目标过热温度、装置控制参数包括工质泵转速、且装置实时参数包括实时过热温度的情况下，当目标过热温度与实时过热温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标过热温度为目标值，调控所述工质泵转速，直至实时过热温度满足预设过热温度停止条件时停止调控。
80.其中，预设过热温度停止条件可以是预先设定的用于判断是否停止调控电控工质泵转速的条件，其中，过热温度停止条件可以是实时过热温度与目标过热温度的差值是否处于过热温度阈值范围内，过热温度阈值范围可以与排气温度阈值范围相同，也可以不同，过热温度阈值范围可以根据实际的情况进行适应性调整。
81.具体的，朗肯循环控制器可以先判断目标过热温度与实时过热温度是否相等，若目标过热温度与实时过热温度不等，则表明满足预设的装置闭环控制条件，朗肯循环控制器可以对余热闭环控装置进行pid闭环控制，即以目标过热温度为目标值，调控工质泵转速，直至目标过热温度与实时过热温度的差值处于过热温度阈值范围内时，停止调控。
82.上述实施例中，朗肯循环控制器采用pid闭环控制，以目标过热温度为目标值，调控工质泵转速，直至实时过热温度接近目标过热温度，从而可以维持余热回收装置在整个变工况过程中高效率工作，有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
83.在其中一个实施例中，在装置目标参数包括目标蒸发压力、装置控制参数包括工质电控三通阀开度、且装置实时参数包括实时蒸发压力的情况下，当目标蒸发压力与实时蒸发压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标蒸发压力为目标值，调控工质电控三通阀开度，直至实时蒸发压力满足预设蒸发压力停止条件时停止调控。
84.其中，预设蒸发压力停止条件可以是预先设定的用于判断是否停止调控工质电控三通阀开度的条件，其中，预设蒸发压力停止条件可以是实时蒸发压力与目标蒸发压力的差值是否处于蒸发压力阈值范围内，蒸发压力阈值范围可以根据实际的情况进行适应性调整。
85.具体的，朗肯循环控制器可以先判断实时蒸发压力与目标蒸发压力是否相等，若实时蒸发压力与目标蒸发压力不等，则表明满足预设的装置闭环控制条件，朗肯循环控制器可以对余热闭环控装置进行pid闭环控制，即以目标蒸发压力为目标值，调控工质电控三通阀开度，直至实时蒸发压力与目标蒸发压力的差值处于蒸发压力阈值范围内时，停止调
控。
86.上述实施例中，朗肯循环控制器采用pid闭环控制，以目标蒸发压力为目标值，调控工质电控三通阀开度，直至实时蒸发压力接近目标蒸发压力，从而可以维持余热回收装置在整个变工况过程中高效率工作，从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
87.在其中一个实施例中，在装置目标参数包括目标冷凝压力、装置控制参数包括变频电控风扇转速、且装置实时参数包括实时冷凝压力情况下，当目标冷凝压力与实时冷凝压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标冷凝压力为目标值，调控变频电控风扇转速，直至实时冷凝压力满足预设冷凝压力停止条件时停止调控。
88.其中，预设冷凝压力停止条件可以是预先设定的用于判断是否停止调控变频电控风扇转速的条件，其中，预设冷凝压力停止条件可以是实时冷凝压力与目标冷凝压力的差值是否处于冷凝压力阈值范围内，冷凝压力阈值范围可以与蒸发压力阈值范围相同，也可以不同，冷凝压力阈值范围可以根据实际的情况进行适应性调整。
89.具体的，朗肯循环控制器可以先判断实时冷凝压力与目标冷凝压力是否相等，若实时冷凝压力与目标冷凝压力不等，则表明满足预设的装置闭环控制条件，朗肯循环控制器可以对余热闭环控装置进行pid闭环控制，即以目标冷凝压力为目标值，调控变频电控风扇转速，直至实时冷凝压力与目标冷凝压力的差值处于冷凝压力阈值范围内时，停止调控。
90.上述实施例中，朗肯循环控制器采用pid闭环控制，以目标冷凝压力为目标值，调控工变频电控风扇转速，直至实时冷凝压力接近目标冷凝压力，从而可以维持余热回收装置在整个变工况过程中高效率工作，从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
91.在其中一个实施例中，若在一定时间段内，上述发动机的排气温度等参数未发生变化，或者是变化前和变化后的差值未达到差值阈值，则表示发动机的工况保持稳定，在发动机的工况保持稳定的情况下，朗肯循环控制器也会获取在稳定工况下的实时排气参数，例如，当发动机运行至a工况，并在a工况保持稳定时，朗肯循环控制器可以根据温度传感器获得a工况下的实时排气温度，以及获取发动机控制器反馈的a工况下的实时排气流量，并根据稳定工况下的排气温度和排气流量这两个输入变量，分别查询电控三通阀开度映射表、工质泵转速映射表、工质电控三通阀开度映射表以及变频电控风扇转速映射表，得到发动机在a工况下所需要的电控三通阀开度、工质电控三通阀开度、工质泵转速以及变频电控风扇转速，并驱动相应的执行机构达到上述电控三通阀开度、工质电控三通阀开度、工质泵转速以及变频电控风扇转速，以实现稳定工况下的余热回收装置的控制。
92.在其中一个实施例中，如图4所示，为一个实施例中发动机余热回收装置的控制方法的流程图：
93.其中，在车辆行驶过程中，当发动机的排气温度等参数在一定时间段内发生了变化，且变化前和变化后的差值达到了差值阈值，则确定发动机的工况发生了变化，为了保证有机朗肯循环余热回收装置稳定高效率工作，需要对有机朗肯循环余热回收装置进行闭环控制。
94.在发动机工况变化后，朗肯循环控制器可以获取温度传感器反馈的当前工况排气温度，以及获取发动机控制器反馈的当前工况排气流量两个变量。
95.在获得当前工况排气温度和当前工况排气流量之后，朗肯循环控制器可以根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询排气电控三通阀开度map(映射)表(即电控三通阀开度映射表)，获得排气电控三通阀开度(即电控三通阀开度)，并将排气电控三通阀开度作为电控三通阀的基准开度，然后根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询蒸发器出口排气温度映射表，获得目标排气出口温度。
96.同时，朗肯循环控制器可以根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询工质泵转速map表(即工质泵转速映射表)，获得工质泵转速，并将工质泵转速作为工质泵的基准转速，然后根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询蒸发器出口过热温度映射表，获得目标过热温度。
97.同时，朗肯循环控制器可以根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询工质电控三通阀开度map表(即电控三通阀开度映射表)，获得工质电控三通阀开度，并将变频电控风扇转速作为电控风速的基准转速，然后根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询蒸发器出口压力映射表，获得目标蒸发压力。
98.同时，朗肯循环控制器可以根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询变频电控风扇转速map表(即变频电控风扇转速映射表)，获得变频电控风扇转速，并将变频电控风扇转速作为工质电控三通阀的基准开度，然后根据当前工况排气温度和当前工况排气流量，查询冷凝器出口压力映射表，获得目标冷凝压力。
99.进一步的，朗肯循环控制器还会获取与目标排气出口温度对应的实际蒸发器出口排温，获取与目标过热温度对应的实际过热温度，以及获取与目标蒸发压力对应的实际膨胀机入口压力，以及获取与目标冷凝压力对应的实际冷凝压力。
100.当目标排气出口温度与实际蒸发器出口排温不等时，朗肯循环控制器可以朗肯循环控制器可以展开闭环pid控制，即采用目标排气出口温度为目标值，调控排气电控三通阀开度，直至使实际蒸发器出口排温接近目标排气出口温度。当目标过热温度与实际过热温度不等时，朗肯循环控制器可以朗肯循环控制器可以展开闭环pid控制，即采用目标过热温度为目标值，调控工质泵转速，直至实际过热温度接近目标过热温度。当目标蒸发压力与实际膨胀机入口压力不等时，朗肯循环控制器可以展开闭环pid控制，即采用目标蒸发压力为目标值，调控工质电控三通阀开度，直至实际膨胀机入口压力接近目标蒸发压力。当目标冷凝压力与实际冷凝压力不等时，朗肯循环控制器可以展开闭环pid控制，即朗肯循环控制器可以采用目标冷凝压力为目标值，调控冷却风扇转速，直至实际冷凝压力接近目标冷凝压力。其中，上述涉及到的目标过热温度可以为30k，目标蒸发压力可以为5mpa，目标冷凝压力可以为0.25mpa。
101.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
102.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的发动机
余热回收装置的控制方法的发动机余热回收装置的控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个发动机余热回收装置的控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于发动机余热回收装置的控制方法的限定，在此不再赘述。
103.在一个实施例中，如图5所示，提供了一种发动机余热回收装置的控制装置，包括：第一数据获取模块、第二数据获取模块、第三数据获取模块和控制模块，其中：
104.第一数据获取模块502，用于在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数。
105.第二数据获取模块504，用于基于实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数。
106.第三数据获取模块506，用于获取与装置目标参数对应的装置实时参数，装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数。
107.控制模块508，用于若装置实时参数和装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于装置实时参数、装置目标参数和装置控制参数，对余热回收装置进行控制。
108.在其中一个实施例中，实时排气参数包括实时排气温度和实时排气流量，上述第二数据获取模块，还用于基于实时排气温度和实时排气流量，查询预先设定的参数映射表，获得装置控制参数和装置目标参数。
109.在其中一个实施例中，参数映射表包括至少一种控制参数映射表，以及与控制参数映射表关联的目标参数映射表；上述第二数据获取模块，还用于基于实时排气温度和实时排气流量，查询控制参数映射表，获得装置控制参数，以及查询与控制参数映射表关联的目标参数映射表，获得装置目标参数。
110.在其中一个实施例中，控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表、工质泵转速映射表或工质电控三通阀开度映射表中的至少一种，上述第二数据获取模块，还用于若控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表，则目标参数映射表包括与电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口排气温度映射表，装置控制参数为电控三通阀开度，装置目标参数为目标排气出口温度，以及还用于若控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表，则目标参数映射表包括与电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口排气温度映射表，装置控制参数为电控三通阀开度，装置目标参数为目标排气出口温度；若控制参数映射表包括工质泵转速映射表，则目标参数映射表包括与工质泵转速映射表关联的蒸发器出口过热温度映射表，装置控制参数为工质泵转速，装置目标参数为目标过热温度；若控制参数映射表包括工质电控三通阀开度映射表，则目标参数映射表包括与工质电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口压力映射表，装置控制参数为工质电控三通阀开度，装置目标参数为目标蒸发压力。
111.在其中一个实施例中，控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表；上述第二数据获取模块，还用于若控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表，则目标参数映射表还包括与变频电控风扇转速映射表关联的冷凝器出口压力映射表；装置控制参数为变频电控风扇转速，装置目标参数为目标冷凝压力。
112.在其中一个实施例中，上述控制模块，还用于在装置目标参数包括目标排气出口温度、装置控制参数包括电控三通阀开度、且装置实时参数包括实时排气出口温度的情况
下，当目标排气出口温度与实时排气出口温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标排气出口温度为目标值，调控电控三通阀开度，直至实时排气出口温度满足预设排气温度停止条件时停止调控；在装置目标参数包括目标过热温度、装置控制参数包括工质泵转速、且装置实时参数包括实时过热温度的情况下，当目标过热温度与实时过热温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标过热温度为目标值，调控工质泵转速，直至实时过热温度满足预设过热温度停止条件时停止调控；在装置目标参数包括目标蒸发压力、装置控制参数包括工质电控三通阀开度、且装置实时参数包括实时蒸发压力的情况下，当目标蒸发压力与实时蒸发压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标蒸发压力为目标值，调控工质电控三通阀开度，直至实时蒸发压力满足预设蒸发压力停止条件时停止调控；在装置目标参数包括目标冷凝压力、装置控制参数包括变频电控风扇转速、且装置实时参数包括实时冷凝压力情况下，当目标冷凝压力与实时冷凝压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以目标冷凝压力为目标值，调控变频电控风扇转速，直至实时冷凝压力满足预设冷凝压力停止条件时停止调控。
113.上述发动机余热回收装置的控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于控制器中的处理器中，也可以以软件形式存储于控制器中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
114.在一个实施例中，提供了一种控制器，该控制器可以为控制子系统的朗肯循环控制器，其内部结构图可以如图6所示。该控制器包括处理器、存储器、输入/输出接口等。其中，存储器与处理器连接，处理器与输入/输出接口连接。其中，该控制器的处理器用于提供计算和控制能力。该控制器的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该处理器的输入/输出接口用于处理器与其他的控制器之间交换信息。该计算机程序被处理器执行时以实现一种发动机余热回收装置的控制方法。
115.本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的控制器的限定，具体的控制器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
116.在一个实施例中，提供了一种控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述发动机余热回收装置的控制方法的步骤。
117.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述发动机余热回收装置的控制方法的步骤。
118.在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述发动机余热回收装置的控制方法的步骤。
119.本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的控制器的限定，具体的控制器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
120.需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关
国家和地区的相关法律法规和标准。
121.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
122.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
123.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种发动机余热回收装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；基于所述实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；获取与所述装置目标参数对应的装置实时参数，所述装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；若所述装置实时参数和所述装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于所述装置实时参数、所述装置目标参数和所述装置控制参数，对所述余热回收装置进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时排气参数包括实时排气温度和实时排气流量；所述基于所述实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数，包括：基于所述实时排气温度和所述实时排气流量，查询预先设定的参数映射表，获得装置控制参数和装置目标参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数映射表包括至少一种控制参数映射表，以及与所述控制参数映射表关联的目标参数映射表；所述基于所述实时排气温度和所述实时排气流量，查询预先设定的参数映射表，获得装置控制参数和装置目标参数，包括：基于所述实时排气温度和实时排气流量，查询所述控制参数映射表，获得装置控制参数，以及查询与所述控制参数映射表关联的目标参数映射表，获得装置目标参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表、工质泵转速映射表或工质电控三通阀开度映射表中的至少一种；若所述控制参数映射表包括电控三通阀开度映射表，则目标参数映射表包括与所述电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口排气温度映射表，所述装置控制参数为电控三通阀开度，所述装置目标参数为目标排气出口温度；若所述控制参数映射表包括工质泵转速映射表，则所述目标参数映射表包括与所述工质泵转速映射表关联的蒸发器出口过热温度映射表，所述装置控制参数为工质泵转速，所述装置目标参数为目标过热温度；若所述控制参数映射表包括工质电控三通阀开度映射表，则所述目标参数映射表包括与所述工质电控三通阀开度映射表关联的蒸发器出口压力映射表，所述装置控制参数为工质电控三通阀开度，所述装置目标参数为目标蒸发压力。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表；若所述控制参数映射表还包括变频电控风扇转速映射表，则目标参数映射表还包括与所述变频电控风扇转速映射表关联的冷凝器出口压力映射表；所述装置控制参数为变频电控风扇转速，所述装置目标参数为目标冷凝压力。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述装置实时参数和所述装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于所述装置实时参数、所述装置目标参数和所述装置控制参数，对余热回收装置进行控制，包括：在所述装置目标参数包括目标排气出口温度、所述装置控制参数包括电控三通阀开
度、且所述装置实时参数包括实时排气出口温度的情况下，当所述目标排气出口温度与实时排气出口温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标排气出口温度为目标值，调控所述电控三通阀开度，直至所述实时排气出口温度满足预设排气温度停止条件时停止调控；在所述装置目标参数包括目标过热温度、所述装置控制参数包括工质泵转速、且所述装置实时参数包括实时过热温度的情况下，当所述目标过热温度与所述实时过热温度不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标过热温度为目标值，调控所述工质泵转速，直至所述实时过热温度满足预设过热温度停止条件时停止调控；在所述装置目标参数包括目标蒸发压力、所述装置控制参数包括工质电控三通阀开度、且所述装置实时参数包括实时蒸发压力的情况下，当所述目标蒸发压力与实时蒸发压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标蒸发压力为目标值，调控所述工质电控三通阀开度，直至所述实时蒸发压力满足预设蒸发压力停止条件时停止调控；在所述装置目标参数包括目标冷凝压力、所述装置控制参数包括变频电控风扇转速、且所述装置实时参数包括实时冷凝压力情况下，当所述目标冷凝压力与实时冷凝压力不等时，则确定满足预设的装置闭环控制条件，并以所述目标冷凝压力为目标值，调控所述变频电控风扇转速，直至所述实时冷凝压力满足预设冷凝压力停止条件时停止调控。7.一种发动机余热回收的控制装置，其特征在于，所述装置包括：第一数据获取模块，用于在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；第二数据获取模块，用于基于所述实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；第三数据获取模块，用于获取与所述装置目标参数对应的装置实时参数，所述装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；控制模块，用于若所述装置实时参数和所述装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于所述装置实时参数、所述装置目标参数和所述装置控制参数，对所述余热回收装置进行控制。8.一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种发动机余热回收装置的控制方法、装置、控制器、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：在车辆行驶过程中，当发动机的工况发生变化时，获取余热回收装置中发动机的实时排气参数；基于所述实时排气参数，获得装置控制参数和装置目标参数；获取与所述装置目标参数对应的装置实时参数，所述装置实时参数为测得的余热回收装置中热交换模块的相关参数；若所述装置实时参数和所述装置目标参数满足预设的装置闭环控制条件，则基于所述装置实时参数、所述装置目标参数和所述装置控制参数，对所述余热回收装置进行控制。采用本方法能够降低余热回收装置的控制成本。能够降低余热回收装置的控制成本。能够降低余热回收装置的控制成本。


技术研发人员：孙爱洲 王鹏 李丽 李子非 袁宝良 金华玉
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/5/23