專利名稱：控制車輛中排氣熱量回收系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露內(nèi)容涉及機(jī)動車的排氣熱量取回、回收、或再循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)通過在燃燒室內(nèi)燃料和(通常)空氣的燃燒而產(chǎn)生能量。內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的燃燒過程產(chǎn)生移動車輛的動力，其通常將燃燒室內(nèi)的線性運(yùn)動轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)，但也產(chǎn)生熱量，燃燒產(chǎn)物-未燃燒的燃料、未使用的氧氣和副產(chǎn)品，其(通常)表現(xiàn)為熱排氣-被通過排氣系統(tǒng)排出，所述排氣系統(tǒng)將燃燒產(chǎn)物從發(fā)動機(jī)中去除。排氣熱量回收被設(shè)計(jì)為從發(fā)動機(jī)的排氣中移除熱量，并將其轉(zhuǎn)移至他處，例如到水路中。車輛的內(nèi)部可被使用排氣供暖。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種運(yùn)行車輛的方法，所述車輛包括發(fā)動機(jī)、變速器和排氣熱量回收 (EGHR)熱交換器。該車輛還包括油水熱交換器，其在發(fā)動機(jī)和變速器之間提供選擇性的熱交換連通。該方法還包括控制雙路閥(two-wayvalve)，其被配置為設(shè)置至發(fā)動機(jī)位置和變速器位置中的一個。發(fā)動機(jī)位置允許EGHR熱交換器和發(fā)動機(jī)之間的熱交換連通，但不允許 EGHR熱交換器和油水熱交換器之間的熱交換連通。變速器位置允許EGHR熱交換器、油水熱交換器和發(fā)動機(jī)之間的熱交換連通。該方法還包括監(jiān)測環(huán)境空氣溫度，并將監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度和預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度進(jìn)行比較。如果監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度較預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度要高，則雙路閥被設(shè)置至變速器位置。當(dāng)結(jié)合附圖時，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢以及其他特征和優(yōu)勢從下文中關(guān)于用于實(shí)施本發(fā)明的一些最佳模式以及其他實(shí)施例的詳盡描述中變得明顯。


圖1是示例性混合動力車輛動力傳動系的示意圖，所述動力傳動系具有和發(fā)動機(jī)以及變速器連通的排氣熱回收(EGHR)系統(tǒng)；圖2是圖1中示出的EGHR系統(tǒng)的變速器油路的示意圖；圖3是用于控制諸如圖1中示出的EGHR系統(tǒng)的算法或方法的示意性流程圖；圖4是圖3中示出的方法的另一個子路徑的示意性流程圖，其示出了用于預(yù)設(shè)的冷溫度的方法的部分；和圖5是圖1中示出的EGHR系統(tǒng)的可替換配置變速器油路的示意圖，其也可用于圖 3和4示出的方法。
具體實(shí)施例方式參見附圖，其中相似的附圖標(biāo)記在若干附圖中都盡可能地對應(yīng)著相同或類似的構(gòu)件，圖1和2中示出了熱量管理系統(tǒng)10或排氣熱回收(EGHR)系統(tǒng)的示意圖。熱量管理系統(tǒng)10和內(nèi)燃機(jī)12以及車輛的變速器14成選擇性流體流動和熱交換連通。圖1示出了熱量管理系統(tǒng)10的系統(tǒng)視圖，而圖2示出了圖1中示出的熱量管理系統(tǒng)10的變速器部分的詳盡視圖。發(fā)動機(jī)12被驅(qū)動地連接至變速器13，其可為混合動力變速器，具有一個或多個電機(jī)(未單獨(dú)地示出)。可替換地，車輛可包括一個或多個直接作用于發(fā)動機(jī)輸出或變速器輸入的電機(jī)。發(fā)動機(jī)12通過排氣管或排氣系統(tǒng)16釋放排氣，所述排氣管或排氣系統(tǒng)包括 EGHR熱交換器18，如此處所描述的。盡管結(jié)合機(jī)動車引用對本發(fā)明進(jìn)行了詳盡的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將識別出本發(fā)明的更廣闊的用途。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將識別出，諸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下” 等的術(shù)語僅作對附圖的描述，而并非對由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的限制。圖1示出了用于熱量管理系統(tǒng)10的高度示意性控制結(jié)構(gòu)或控制系統(tǒng)20?？刂葡到y(tǒng)20可包括一個或多個構(gòu)件(未單獨(dú)示出)，其具有存儲介質(zhì)以及合適的量的可編程存儲器，能夠存儲和執(zhí)行用于影響對熱量管理系統(tǒng)10的控制的一個或多個算法?？刂葡到y(tǒng)20 的每個構(gòu)件都可包括分布式控制器結(jié)構(gòu)，諸如基于微處理器的電路控制單元(ECU)。附加的模塊或處理器可存在于控制系統(tǒng)20內(nèi)。發(fā)動機(jī)水路22將冷卻劑或水從發(fā)動機(jī)12最終移動經(jīng)過EGHR熱交換器18，以使得發(fā)動機(jī)水路22和EGHR熱交換器18成熱交換連通。術(shù)語水和冷卻劑在此被總體可互換地使用。在此使用時，熱交換連通指的是兩個或多個流體通過熱交換器設(shè)備有目的的、直接的熱交換。在車輛上實(shí)際實(shí)施中，熱量也可通過輻射或傳導(dǎo)熱傳輸在構(gòu)件之間傳輸。但是，這些類型的熱傳輸，其可能是不可避免、且被并入各種尺寸的構(gòu)件，一般不被作為此處所稱的熱交換連通的一部分。EGHR熱交換器18被以同心流動配置示出，從而兩種流體(排氣和冷卻劑)大致平行于彼此且平行于熱交換器的長度方向流動?？商鎿Q地，EGHR熱交換器18可被配置成交叉流動，從而其中一種流體大致垂直于另一種流體流動。該熱交換器，以及熱量管理系統(tǒng) 10中使用的其他熱交換器的流動取向?qū)⑷Q于車輛的可用空間以及幾何形狀，取決于每一個熱交換器被連接至的特定元件所需的熱傳輸，且取決于每一個熱交換器中使用的流體的類型。附圖和說明書中使用的熱交換器的具體配置不意圖為限制性的。發(fā)動機(jī)水路22由與發(fā)動機(jī)12合并的主泵23提供承壓冷卻劑。主泵23可為由發(fā)動機(jī)12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的機(jī)械泵，或可以是獨(dú)立于發(fā)動機(jī)12被驅(qū)動且變動的電操作泵。取決于熱量管理系統(tǒng)10的運(yùn)行狀況，發(fā)動機(jī)水路22中的冷卻劑可被來自發(fā)動機(jī)12的排氣加熱。 變速器水路M通過雙路閥沈被選擇性地連接至發(fā)動機(jī)水路22，所述雙路閥允許變速器水路M和發(fā)動機(jī)水路22之間的熱流動或熱交換連通。雙路閥沈被配置為選擇地受控或設(shè)置至發(fā)動機(jī)位置和變速器位置中的一個。雙路閥26的發(fā)動機(jī)位置允許EGHR熱交換器18和發(fā)動機(jī)12之間的熱交換連通。變速器位置允許EGHR熱交換器18和變速器14以及發(fā)動機(jī)12兩者之間的熱交換連通。當(dāng)雙路閥沈
5處于變速器位置時，變速器水路M被主泵23供應(yīng)有來自發(fā)動機(jī)水路22的冷卻劑或水，如果主泵23運(yùn)行的話。變速器油路觀循環(huán)來自變速器14的潤滑和冷卻油。變速器油路觀在圖1總被示意性地示出，且在圖2中被詳盡地示出。雙路閥沈可被電操作，流體操作(例如通過導(dǎo)閥)，或以任何合適的方式操作以在發(fā)動機(jī)位置和變速器位置之間移動?？刂齐p路閥沈可包括提供發(fā)動機(jī)信號，其被配置為將雙路閥沈布置進(jìn)入發(fā)動機(jī)位置。發(fā)動機(jī)信號可為特定的控制信號，或?yàn)橹岭p路閥沈的動力供給，從而只要當(dāng)雙路閥 26被供能時，其被設(shè)置至發(fā)動機(jī)位置。因此，只要未提供發(fā)動機(jī)信號，則雙路閥沈被設(shè)置至變速器位置，從而雙路閥26被配置為當(dāng)未被供能時默認(rèn)地處在變速器位置。發(fā)動機(jī)水路22以及變速器水路M之間確切的邊界和路徑可略微地變動。發(fā)動機(jī)水路22提供發(fā)動機(jī)12和EGHR熱交換器18之間的連通。變速器水路M提供發(fā)動機(jī)水路 22和變速器油路觀之間的連通。雙路閥沈具有三個端口 第一端口或入口，其將水或冷卻劑從加熱器核心30或直接從發(fā)動機(jī)12的冷卻劑出口處帶入；第二端口，其將入口流動連接至發(fā)動機(jī)水路22，從而僅發(fā)動機(jī)水路22具有流動；以及第三端口，其將入口流動連接至變速器水路24。除EGHR熱交換器18之外，熱量管理系統(tǒng)10包括其他的熱交換器或散熱器。加熱器核心30允許熱量從離開發(fā)動機(jī)12的冷卻劑或水傳輸至車輛的車廂(乘客艙)。發(fā)動機(jī)散熱器32是水空氣熱交換器，其被配置為選擇性地將熱量從發(fā)動機(jī)12驅(qū)散至流經(jīng)發(fā)動機(jī)散熱器32的環(huán)境空氣。發(fā)動機(jī)調(diào)溫器(thermostat) 33可被用來控制來自發(fā)動機(jī)12流經(jīng)發(fā)動機(jī)散熱器32 的冷卻劑的流動。發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33被配置為被設(shè)置至打開位置和關(guān)閉位置中的一個。打開位置允許發(fā)動機(jī)12和發(fā)動機(jī)散熱器32之間的熱交換連通，而關(guān)閉位置阻斷發(fā)動機(jī)12和發(fā)動機(jī)散熱器32之間的熱交換連通。發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33被配置為基于發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度在打開和關(guān)閉位置之間移動或切換。如果監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫高于發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度，則發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33被設(shè)定至打開位置。發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33的致動可被機(jī)械地控制，比如使用蠟馬達(dá)或是其他熱致動器，或是電子地控制，比如通過來自控制系統(tǒng)20的信號。變速器散熱器34(圖2中示出)是油空氣熱交換器，其被配置為選擇性地將熱量從變速器14的變速器油路觀驅(qū)散至流經(jīng)或經(jīng)過變速器散熱器34的室溫空氣。當(dāng)發(fā)動機(jī)散熱器32和變速器散熱器34在不同的位置被示意性地示出時，在熱量管理系統(tǒng)10的許多應(yīng)用中，發(fā)動機(jī)散熱器32和變速器散熱器34可被布置為在進(jìn)入車輛的引擎蓋下區(qū)域中的高空氣流動區(qū)域內(nèi)彼此靠近。但是，發(fā)動機(jī)散熱器32和變速器散熱器34可位于車輛的其他位置。在此處使用時，熱交換器可指的是各種各樣不同的用于在兩個介質(zhì)或是兩個具有類似介質(zhì)的系統(tǒng)之間交換熱能的設(shè)備。熱交換器的任意側(cè)之間的熱能的流動的實(shí)際方向受控于跨特定熱交換器的溫差。 例如，如果在非常熱的一天，發(fā)動機(jī)12非常冷而調(diào)溫器允許經(jīng)過發(fā)動機(jī)散熱器32的循環(huán)， 發(fā)動機(jī)散熱器32將加熱冷卻劑，直至其(大致地)到達(dá)環(huán)境溫度，且當(dāng)冷卻劑溫度超過環(huán)境溫度時將冷卻發(fā)動機(jī)冷卻劑。油水熱交換器36允許變速器14的變速器油路28和變速器水路M之間的熱交換連通。水油熱量交換器36允許熱量被從變速器水路M傳輸至變速器油路28，以選擇性地加熱變速器14。加熱變速器14可通過改變滑動或旋轉(zhuǎn)損失、粘度或其他和低溫相關(guān)的損失而改善效率。 輔助泵38被布置在發(fā)動機(jī)水路22中。輔助泵38可被用于增壓以及增加流經(jīng)發(fā)動機(jī)水路22的流動，并可選地，當(dāng)需求上升時增加流經(jīng)變速器水路M的流動。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)12被關(guān)閉或不被混合動力車輛控件(未單獨(dú)示出)提供燃料時，輔助泵38可被用作發(fā)動機(jī)水路22以及變速器水路M的主壓力源。因此，輔助泵38可被用來補(bǔ)充合并在發(fā)動機(jī)12中的主泵23，可在發(fā)動機(jī)12和主泵23不工作時被用作唯一的泵，或可在不包括主泵 23的配置中被用作發(fā)動機(jī)水路22和變速器水路M的唯一的泵。 EGHR旁路閥42控制流經(jīng)EGHR熱交換器18的排氣的流動。EGHR旁路閥42被示出為處在非旁路位置，其允許排氣流經(jīng)EGHR熱交換器18的流動，且允許排氣和發(fā)動機(jī)水路22 之間的熱交換連通。當(dāng)EGHR旁路閥被切換、反轉(zhuǎn)、或以其他的方式致動至旁路位置時-其在圖1中被示出為虛線，為標(biāo)示為元件43-離開發(fā)動機(jī)12的排氣不被允許流動通過EGHR 熱交換器18。EGHR旁路閥42可受控于螺線管、機(jī)械調(diào)溫器、蠟馬達(dá)、真空致動器、或其他合適的控件，且可在變動的溫度和狀況上在非旁路位置以及旁路位置之間切換。EGHR旁路設(shè)備42 可基于監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)溫度或是基于流經(jīng)EGHR熱交換器18的冷卻劑的溫度而受控制。例如，且非限制性地，EGHR旁路閥42可為受發(fā)動機(jī)水路22中七十二攝氏度或以上的冷卻劑溫度所驅(qū)動的蠟馬達(dá)。EGHR42的設(shè)定溫度以及熱量管理系統(tǒng)10中的其他設(shè)定都是示例性的，僅作描述之用。設(shè)定點(diǎn)的具體的值將基于熱量管理系統(tǒng)10的特定配置以及其被合并入其中的車輛而被確定。變速器調(diào)溫器44控制變速器油路觀、變速器散熱器34、和油水熱交換器36之間的流動。變速器調(diào)溫器44是三端口、雙路閥，且將在下文中被更詳盡地討論。環(huán)境空氣傳感器監(jiān)測車輛附近(且流經(jīng)車輛)的環(huán)境空氣的溫度，且和控制系統(tǒng) 20連通?？刂葡到y(tǒng)20或環(huán)境空氣46將監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度和一個或多個校準(zhǔn)后的溫度進(jìn)行比較，諸如校準(zhǔn)后的預(yù)設(shè)冷環(huán)境溫度。此處所稱的任何校準(zhǔn)后的溫度可通過對熱量管理系統(tǒng)10和車輛的測試以及建模而確定。此外，校準(zhǔn)后的溫度可基于車輛或其構(gòu)件的生命周期，或是基于獲知的包括熱量管理系統(tǒng)10的車輛的運(yùn)行特征而在車輛整個壽命中可改變。給出的校準(zhǔn)后的溫度的數(shù)值僅作展示和示例，且該值不意圖限制本發(fā)明的范圍，除非包括在限定本發(fā)明的權(quán)利要求中。如圖2所示，變速器調(diào)溫器44包括三個使用的端口。入口 48和變速器的出油口 50成流體流動連通。第一出口 52和油水熱交換器36成流體流動連通，所述熱交換器則通過t 口或是組合流動入口返回至變速器14。第二出口 M和變速器散熱器34成流體流動連通，所述散熱器則通過t入口將油返回至變速器14。但是，出于模塊化的目的，變速器調(diào)溫器44可具有附加的端口，其被隔斷、塞住、或使用其他的方式使其喪失功能(從而其可具有四個或更多個端口，但僅作為三端口閥門運(yùn)行)。圖1和2示出了成相反的流動配置的油水熱交換器，從而熱交換器的每一端都有一個流體進(jìn)入，且有一個流體流出。可替換地，油水熱交換器36可被配置為具有向前的流動，從而熱交換器的一端具有兩個流體進(jìn)入，而熱交換器的另一端具有兩個流體流出。交叉流動配置也可被用于油水熱交換器36。變速器調(diào)溫器44被配置為設(shè)定至EGHR位置和散熱器位置中的一個。EGHR位置 (在圖2中用虛線流動箭頭示出)允許變速器14和油水熱交換器36之間的熱交換連通。 散熱器位置(在圖2中用實(shí)線流動箭頭示出)允許變速器14和變速器散熱器34之間的熱交換連通，且阻斷變速器14和油水熱交換器36之間的熱交換連通。換一種方式表述，EGHR 位置允許入口 48和第一出口 52之間的流體流動連通，而散熱器位置允許入口 48和第二出口 M之間的流體流動連通。變速器油溫受控制系統(tǒng)20或變速器調(diào)溫器44中的一個所監(jiān)測。監(jiān)測到的變速器油溫被和變速器調(diào)溫器溫度進(jìn)行比較。如果監(jiān)測到的變速器油溫高于變速器調(diào)溫器溫度， 則變速器調(diào)溫器44被設(shè)定至散熱器位置，但如果監(jiān)測到的變速器油溫低于變速器調(diào)溫器溫度，則變速器調(diào)溫器被設(shè)定至EGHR位置。變速器調(diào)溫器44被配置為基于監(jiān)測到的調(diào)溫器溫度在EGHR和散熱器為控制之間移動或切換。變速器調(diào)溫器44的致動可被機(jī)械地控制；例如通過蠟馬達(dá)或是其他熱力學(xué)致動器；或是電子地控制，例如通過來自控制系統(tǒng)20的信號；或是兩者結(jié)合地控制，諸如使用蠟馬達(dá)和能夠改變蠟馬達(dá)相對于變速器14中的油的溫度的電阻式加熱器。當(dāng)變速器調(diào)溫器14處在散熱器位置中時，在變速器14和油水熱交換器36之間很少發(fā)生或不發(fā)生熱傳輸。但是，EGHR位置允許熱量被從油水熱交換器36傳輸出，所述油水熱交換器可能正從EGHR熱交換器18處接收熱量，這取決于雙路閥沈的位置。例如，且非限制性地，變速器調(diào)溫器44可被配置為通過變速器油路觀中油溫大于82攝氏度或是大于 92攝氏度而在EGHR位置和冷卻位置之間移動，這取決于變速器散熱器34的尺寸。流動箭頭在圖1中被示出，以示出在特定的運(yùn)行模式中流經(jīng)熱量管理系統(tǒng)10的一些區(qū)域和構(gòu)件的流動的路徑和方向。EGHR旁路閥42被示出為處在非旁路模式，從而排氣流動經(jīng)過EGHR熱交換器18。雙路閥沈被示出為處在變速器位置，從而變速器水路M和發(fā)動機(jī)水路22成流體流動連通。當(dāng)雙路閥沈處在變速器位置中，油水熱交換器36允許發(fā)動機(jī)水路22 (經(jīng)由變速器水路24)和變速器油路觀之間的熱交換連通，但僅當(dāng)變速器調(diào)溫器 44處在EGHR位置，且允許機(jī)油流動經(jīng)過油水熱交換器36時?，F(xiàn)在參見圖3和4，且繼續(xù)參照圖1和2，示出有算法或方法300的示意性流程圖， 以控制車輛中的排氣熱回收和分配，諸如使用圖1中示出的熱量管理系統(tǒng)10的算法和流程。圖3示出了方法300的高水平視圖。圖4示出了方法300的冷子路徑400，其在預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度中發(fā)生。圖3和4中示出的算法或方法300的步驟的精確的順序并不被要求。步驟可被重新排序，步驟可被省略，且可包括附加的步驟。此外，方法300可為另一個算法或方法的一部分或子路徑。出于示例的目的，方法300可被參照結(jié)合圖1示出且描述的元件和構(gòu)件進(jìn)行描述， 且可被控制系統(tǒng)20執(zhí)行。但是，也可使用其他的構(gòu)件以實(shí)施方法300以及在所附的權(quán)利要求中限定的本發(fā)明?？墒褂每刂葡到y(tǒng)20內(nèi)的多個構(gòu)件來執(zhí)行任意的步驟。步驟310:啟動方法300可從啟動或初始化步驟開始，在該時間中，方法300監(jiān)測車輛以及熱量管理系統(tǒng)10的運(yùn)行狀況。初始化可響應(yīng)于車輛操作者將點(diǎn)火鑰匙插入或是響應(yīng)于特定條件
8被滿足而發(fā)生，例如響應(yīng)于和預(yù)見的或命令的降檔結(jié)合、來自駕駛者或巡航模塊的負(fù)扭矩請求(制動或減速請求)?？商鎿Q地，方法300可當(dāng)車輛被使用時持續(xù)地運(yùn)行或持續(xù)地循環(huán)。步驟312 確定環(huán)境溫度、變速器溫度以及發(fā)動機(jī)溫度。方法300包括監(jiān)測或確定不同的構(gòu)件或狀況的溫度。環(huán)境空氣溫度被監(jiān)測，例如使用環(huán)境空氣傳感器46。發(fā)動機(jī)水溫也被監(jiān)測。發(fā)動機(jī)水溫可從發(fā)動機(jī)12內(nèi)、到發(fā)動機(jī)水路22的入口處、從發(fā)動機(jī)水回路22的另一個位置、或是在發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33處被確定。變速器油溫也被監(jiān)測。變速器油溫可從變速器14內(nèi)、到變速器油路觀的入口、或從另一位置被確定。步驟314 環(huán)境空氣在校準(zhǔn)后的冷溫度之下？方法300將監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度和校準(zhǔn)后的預(yù)設(shè)冷環(huán)境溫度進(jìn)行比較，以確定環(huán)境空氣溫度范圍。例如，且非限制性地，校準(zhǔn)后的預(yù)設(shè)冷環(huán)境溫度可為低于8攝氏度的任何監(jiān)測到的環(huán)境溫度。如果方法300確定溫度在冷的范圍內(nèi)，方法300繼續(xù)至冷子路徑400。如果方法 300確定溫度不在冷的范圍內(nèi)，方法300繼續(xù)，以設(shè)定熱量管理系統(tǒng)10用于非冷操作。步驟316 設(shè)定至變速器位置的閥門只要環(huán)境溫度高于冷環(huán)境范圍，雙路閥沈就被設(shè)定至變速器位置。雙路閥沈可被專用的控制信號控制，或被配置為只要雙路閥沈接收到能量，其就處在發(fā)動機(jī)位置。因此，將雙路閥26布置在變速器位置作為不對雙路閥沈供能的結(jié)果發(fā)生，只要環(huán)境溫度高于校準(zhǔn)后的預(yù)設(shè)冷環(huán)境溫度。當(dāng)雙路閥沈處在變速器位置時，發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33和變速器調(diào)溫器44仍將分別控制發(fā)動機(jī)12和變速器14的溫度。步驟318 變速器達(dá)到了變速器調(diào)溫器溫度？變速器調(diào)溫器44被基于變速器調(diào)溫器溫度和變速器14的溫度或變速器14中的油的溫度之間的比較而控制。變速器調(diào)溫器44將被布置在EGHR位置或散熱器位置。步驟320 =EGHR位置；結(jié)束如果變速器油已經(jīng)達(dá)到了變速器調(diào)溫器溫度，變速器調(diào)溫器44將切換至EGHR位置。當(dāng)變速器調(diào)溫器44允許通過油水熱交換器36的油流動時，任何被從EGHR熱交換器18 或從發(fā)動機(jī)12傳輸出的熱量將通過變速器油路觀傳輸至變速器14，如果變速器14內(nèi)的油溫低于變速器水路M中的溫度。該熱量將增加變速器14的溫度，這可降低其中的滑動損失。EGHR位置可被配置為變速器調(diào)溫器44的默認(rèn)位置，如果其受電操作的話。在此處或其他處結(jié)束方法300可包括循環(huán)回啟動310，或等待直至方法300被調(diào)用再次運(yùn)行。此外，方法300可被配置為在方法300再次循環(huán)或迭代之前，使得任何特定的結(jié)束狀態(tài)或模式持續(xù)預(yù)設(shè)的時間量。步驟322:；散熱器位置；結(jié)束如果變速器油已經(jīng)達(dá)到了變速器調(diào)溫器溫度，變速器調(diào)溫器將切換至散熱器位置。將變速器調(diào)溫器44移動至散熱器位置將允許油通過變速器散熱器34循環(huán)，以冷卻變速器14中的油。步驟324 發(fā)動機(jī)達(dá)到了發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度？
發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33被基于發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度和發(fā)動機(jī)12的溫度或發(fā)動機(jī)12中的水的溫度之間的比較而受控制。發(fā)動機(jī)調(diào)溫器將被布置在打開位置或關(guān)閉位置中的一個。步驟320 關(guān)閉位置；結(jié)束。如果發(fā)動機(jī)12還沒達(dá)到發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度，發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33將被布置入關(guān)閉位置。當(dāng)發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33不允許水流動通過發(fā)動機(jī)散熱器32時，任何從EGHR熱交換器18 傳輸至變速器水路M的熱量將駐留在發(fā)動機(jī)12中。該熱量將增加發(fā)動機(jī)12的溫度，其將改變發(fā)動機(jī)12的運(yùn)行特征。例如，增加相對冷的發(fā)動機(jī)12的溫度將降低來自發(fā)動機(jī)機(jī)油的摩擦力，或可改進(jìn)燃料的燃燒。步驟326 打開位置；結(jié)束。如果發(fā)動機(jī)12已經(jīng)達(dá)到了發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度，發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33將切換至打開位置。將發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33移動至打開位置將允許發(fā)動機(jī)水通過發(fā)動機(jī)散熱器32循環(huán)，以冷卻發(fā)動機(jī)12。冷子路徑400?，F(xiàn)在參見圖4，且繼續(xù)參照圖1-3，示出有冷子路徑400的示意性流程圖。冷子路徑400是圖3中示出的方法300的一部分，且在圖3中被表示為標(biāo)示有數(shù)字400的塊的一部分。在圖4中的流程圖中示出的步驟可僅為冷子路徑400的一部分，從而方法300可在冷子路徑400中包括附加的步驟。只要方法300確定環(huán)境溫度低于校準(zhǔn)后的預(yù)設(shè)冷環(huán)境溫度，冷子路徑400可被調(diào)用。在冷子路徑400中，發(fā)動機(jī)調(diào)溫器33和變速器調(diào)溫器44將如此處所述地運(yùn)行。 但是，出于示例的目的，發(fā)動機(jī)33以及變速器調(diào)溫器44的運(yùn)行狀態(tài)和邏輯未被示出在圖4 中。步驟410 發(fā)動機(jī)溫度低于發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度？如果監(jiān)測到的環(huán)境溫度低于校準(zhǔn)后的冷環(huán)境溫度，方法300包括將監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫和發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度進(jìn)行比較。發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度可和變速器目標(biāo)溫度相同或是不同， 從而使得兩者都大致為70攝氏度。步驟412 發(fā)動機(jī)加熱模式。如果方法300確定監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫低于發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度，方法300繼續(xù)至熱量管理系統(tǒng)10的發(fā)動機(jī)加熱模式。方法300將熱量管理系統(tǒng)10布置進(jìn)入發(fā)動機(jī)加熱模式， 以通過EGHR熱交換器18增加發(fā)動機(jī)12的溫度-如果有任何來自排氣的熱量可用的話。步驟414 設(shè)定至發(fā)動機(jī)位置的閥門執(zhí)行發(fā)動機(jī)加熱模式包括控制或設(shè)定雙路閥沈至發(fā)動機(jī)位置。控制系統(tǒng)20可基于方法300的確定來致動雙路閥26。此外，EGHR旁路閥門被校準(zhǔn)以保持在非旁路位置，這是由于流經(jīng)發(fā)動機(jī)水路22的冷卻劑的溫度不足以致動或觸發(fā)EGHR旁路閥42。當(dāng)熱量管理系統(tǒng)處在發(fā)動機(jī)加熱模式中時，熱排氣流經(jīng)排氣系統(tǒng)16，且被EGHR閥門42引導(dǎo)經(jīng)過EGHR熱交換器18。冷卻劑離開發(fā)動機(jī)12，流動經(jīng)過加熱器核心30，且雙路閥沈阻止冷卻劑流經(jīng)變速器水路M的流動。冷卻劑被僅通過發(fā)動機(jī)水路22循環(huán)。排氣將熱量傳輸至發(fā)動機(jī)水路中的冷卻劑，其返回以加熱發(fā)動機(jī)12。步驟416 發(fā)動機(jī)產(chǎn)生正扭矩？如果方法300確定監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫不低于發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度，方法300繼續(xù)至監(jiān)測自動停止模式。自動停止模式在車輛熄火、斷電、或切斷至發(fā)動機(jī)12的燃料時發(fā)生。換一種方式表達(dá)，自動停止模式在發(fā)動機(jī)12不產(chǎn)生正扭矩時發(fā)生。步驟418 變速器加熱模式如果發(fā)動機(jī)12不處在自動停止模式中，從而發(fā)動機(jī)12產(chǎn)生正扭矩，則方法300將控制熱量管理系統(tǒng)10至變速器加熱模式。在變速器加熱模式中，在預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度中， 來自發(fā)動機(jī)12的熱量，來自EGHR熱交換器18的熱量，或來自兩者的熱量被通過油水熱交換器36傳輸至變速器油路觀和變速器14。 步驟420 設(shè)定至變速器位置的閥門。當(dāng)處在變速器加熱模式中時，方法300將雙路閥沈設(shè)定至變速器位置。當(dāng)雙路閥 26處在變速器位置時，冷卻劑在前進(jìn)至EGHR熱交換器18和回到發(fā)動機(jī)12之前被引導(dǎo)經(jīng)過變速器水路M和油水熱交換器36。只要熱量管理系統(tǒng)10處在變速器加熱模式中時，雙路閥沈?qū)⒈辉O(shè)定至變速器位置。在變速器加熱模式中，來自發(fā)動機(jī)12的熱量將被通過油水熱交換器36傳輸至變速器14，如果變速器調(diào)溫器44處在EGHR位置且允許流經(jīng)油水熱交換器36的流動的話。此外，來自排氣的熱量將從EGHR熱交換器18傳輸至發(fā)動機(jī)水路22，且最終達(dá)到變速器14。步驟422 自動停止模式如果發(fā)動機(jī)12處在自動停止模式中，發(fā)動機(jī)12不產(chǎn)生扭矩且很可能不產(chǎn)生熱量。 此外，在自動停止模式中，輔助泵38將被打開，以提供壓力至發(fā)動機(jī)水路22且，如果被雙路閥26連接的話，至變速器水路M。注意在沒有主泵23的動力傳動系中，輔助泵38可已經(jīng)在運(yùn)轉(zhuǎn)，但可能需要增加提供的壓力和流動。步驟424，變速器溫度低于校準(zhǔn)后的第二溫度？在確定發(fā)動機(jī)12處在自動停止模式中之后，方法300則包括將監(jiān)測到的變速器油溫和變速器目標(biāo)溫度進(jìn)行比較。例如，且非限制性地，變速器目標(biāo)溫度可大致為七十?dāng)z氏度。步驟426 變速器加熱模式。當(dāng)發(fā)動機(jī)12處在自動停止模式中，且監(jiān)測到的變速器油溫低于變速器目標(biāo)溫度時，則方法300將再次控制熱量管理系統(tǒng)10至變速器加熱模式。在變速器加熱模式中，在預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度中，來自發(fā)動機(jī)12的熱量、來自EGHR熱交換器18的殘余熱量，或是來自兩者的熱量，被通過油水熱交換器36傳輸至變速器油路觀以及變速器14。步驟428 設(shè)定至變速器位置的閥門。當(dāng)處在變速器加熱模式中時，方法300將雙路閥沈設(shè)定至變速器位置。當(dāng)雙路閥 26處在變速器位置中時，冷卻劑流經(jīng)加熱器核心30，且隨后在前進(jìn)至EGHR熱交換器18以及返回發(fā)動機(jī)12之前被引導(dǎo)經(jīng)過變速器水路M以及油水熱交換器36。在變速器加熱模式中，來自發(fā)動機(jī)12的熱量將被通過油水熱交換器36傳輸至變速器14，如果變速器調(diào)溫器44允許油流經(jīng)油水熱交換器36的流動的話。此外，剩余在EGHR 熱交換器18中的排氣的熱量將從EGHR熱交換器18傳輸至發(fā)動機(jī)水路22，且最終到達(dá)變速器14。步驟430 發(fā)動機(jī)加熱模式。如果方法300確定發(fā)動機(jī)12處在自動停止模式(不產(chǎn)生扭矩)且如果監(jiān)測到的變速器油溫不低于變速器目標(biāo)溫度，方法300繼續(xù)至熱量管理系統(tǒng)10的發(fā)動機(jī)加熱模式。 方法300將熱量管理系統(tǒng)10布置進(jìn)入發(fā)動機(jī)加熱模式，以通過EGHR熱量交換器18增加發(fā)動機(jī)12的溫度-如果有任何來自排氣的熱量可用的話。在自動停止模式中，變速器14中的附加熱量可被用作附加的熱力學(xué)質(zhì)量，以延緩下一次發(fā)動機(jī)運(yùn)行事件，即使變速器14在變速器目標(biāo)溫度之上。步驟432 設(shè)定至發(fā)動機(jī)位置的閥門執(zhí)行發(fā)動機(jī)加熱模式包括控制或設(shè)定雙路閥沈至發(fā)動機(jī)位置。當(dāng)熱量管理系統(tǒng) 10在自動停止中處在發(fā)動機(jī)加熱模式中時，來自熱排氣的殘余熱量被EGHR旁路閥42引導(dǎo)經(jīng)過EGHR熱交換器18。冷卻劑離開發(fā)動機(jī)12，流經(jīng)加熱器核心30，且雙路閥沈阻止冷卻劑流經(jīng)變速器水路M的流動。排氣將熱量傳輸至發(fā)動機(jī)水路22中的冷卻劑，其隨后返回以加熱發(fā)動機(jī)12?，F(xiàn)在參見圖5，且繼續(xù)參照圖1-4，示出有可替換地配置的變速器油路128的示意圖，其用于圖1中示出的熱量管理系統(tǒng)10，其也可用于圖3和4中示出的方法300。圖5示出了變速器油路1 的詳細(xì)視圖，其可替代圖1和2中的變速器油路觀，且用于圖1中示出的熱量管理系統(tǒng)10。變速器調(diào)溫器144控制變速器油路128、變速器散熱器34和油水熱交換器36之間的流動。和圖2中示出的變速器調(diào)溫器44類似，變速器調(diào)溫器144是三端口雙路閥26。如圖5所示，變速器調(diào)溫器144具有三個使用的端口。入口 148和出油口 150經(jīng)由變速器14的油水熱交換器36成流體流動連通。第一出口 152通過t 口或是結(jié)合的流動返回至變速器14。第二出口 IM和變速器散熱器34成流體流動連通，所述散熱器在將熱量傳輸至流經(jīng)變速器34的環(huán)境空氣之后也將油返回至變速器14。變速器調(diào)溫器144可具有附加的端口，其被隔斷、塞住、或使用其他的方式使其喪失功能(從而其可具有四個或更多個端口，但僅作為三端口閥門運(yùn)行)。變速器調(diào)溫器144被配置為被設(shè)定至EGHR位置和散熱器位置中的一個。EGHR位置(在圖5中用虛線流動箭頭示出)通過將直接來自油水熱交換器36的油流動返回至變速器14來允許變速器14和油水熱交換器36之間的熱交換連通。散熱器位置(在圖5中用實(shí)線箭頭示出)允許變速器14和變速器34之間的熱交換連通，且限制變速器14和油水熱交換器36之間的熱交換連通。散熱器位置通過在將油返回變速器14之前首先將來自油水熱交換器36的熱量通過變速器散熱器34耗散，來限制變速器14和油水熱交換器36之間的熱交換連通。換一種說法，EGHR位置允許入口 148和第一出口 152之間的流體流動連通，而散熱器位置允許入口 148和第二出口巧4之間的流體流動連通。圖1和5示出圖5中的變速器油路被配置為處在向前流動配置中的油水熱交換器 36，從而熱交換器的一端有兩個流體進(jìn)入，而熱交換器的另一端有兩個流體流出?？商鎿Q地，油水熱交換器36可被配置為成相反的流動，從而熱交換器的每一端都由一個流體進(jìn)入和一個流體流出。交叉流動配置也可用于圖5或圖2中的油水熱交換器36。變速器油溫被控制系統(tǒng)20或變速器調(diào)溫器144監(jiān)測。監(jiān)測到的變速器油溫被再次和變速器調(diào)溫器溫度進(jìn)行比較。如果監(jiān)測到的變速器油溫高于變速器調(diào)溫器溫度，變速器調(diào)溫器144被設(shè)定至散熱器位置，但如果監(jiān)測到的變速器油溫低于變速器調(diào)溫器溫度，
12則變速器調(diào)溫器144被設(shè)定至EGHR位置。變速器調(diào)溫器144被配置為基于監(jiān)測到的調(diào)溫器溫度在EGHR和散熱器位置之間移動或切換。變速器調(diào)溫器144的致動可被機(jī)械地控制；例如使用蠟馬達(dá)或是其他熱力學(xué)致動器；或是電子地控制，例如通過來自控制系統(tǒng)20的信號；或兩者結(jié)合地控制，例如通過蠟馬達(dá)和能夠改變蠟馬達(dá)相對于變速器14中的油的溫度的電阻式加熱器。當(dāng)變速器調(diào)溫器144處在散熱器位置中時，變速器14和油水熱交換器36之間發(fā)生較少的熱傳輸。但是，EGHR位置允許熱量被從油水熱交換器36直接傳輸出，其可能正從 EGHR熱交換器18接收熱量，這取決于雙路閥沈的位置。例如，且非限制性地，變速器調(diào)溫器144可被配置為通過變速器油路1 中油溫大于82攝氏度或是大于92攝氏度而在EGHR 位置和散熱器位置之間移動，這取決于變速器散熱器34的尺寸。詳盡的描述和附圖或視圖是對本發(fā)明的支持和描述，但本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書所限定。盡管已經(jīng)對實(shí)施該公開的發(fā)明的一些最佳模式和其他實(shí)施例進(jìn)行了詳盡的描述，仍存在有各種可替換的設(shè)計(jì)和實(shí)施例，用于實(shí)施在所附的權(quán)利要求中限定的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種操作車輛的方法，所述車輛包括發(fā)動機(jī)、變速器、排氣熱回收(EGHR)熱交換器、 以及提供發(fā)動機(jī)和變速器之間的選擇性熱交換連通的油水熱交換器，該方法包括控制雙路閥，其中該雙路閥被配置為被設(shè)定至發(fā)動機(jī)位置和變速器位置中的一個，其中發(fā)動機(jī)位置允許EGHR熱交換器和發(fā)動機(jī)之間的熱交換連通，但不允許EGHR熱交換器和油水熱交換器之間的熱交換連通，而變速器位置允許EGHR熱交換器、油水熱交換器和發(fā)動機(jī)之間的熱交換連通； 監(jiān)測環(huán)境空氣溫度；將監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度和預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度進(jìn)行比較；和如果監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度大于預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度，則雙路閥被設(shè)定至變速器位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中動力傳動系還包括變速器散熱器；且該方法還包括控制變速器調(diào)溫器，其中該變速器調(diào)溫器被配置為設(shè)定至EGHR位置和散熱器位置中的一個，其中EGHR位置允許變速器和油水熱交換器之間的熱交換連通，而散熱器位置允許變速器和變速器散熱器之間的熱交換連通且阻斷變速器和油水熱交換器之間的熱交換連通；監(jiān)測變速器油溫；將監(jiān)測到的變速器油溫和變速器調(diào)溫器溫度進(jìn)行比較；和如果監(jiān)測到的變速器油溫高于變速器調(diào)溫器溫度，則將變速器調(diào)溫器設(shè)定至散熱器位置。
3.如權(quán)利要求2所述的方法， 其中變速器調(diào)溫器具有三個端口入口，其與變速器的出油口成流體流動連通， 第一出口，其與油水熱交換器成流體流動連通， 第二出口，其與變速器散熱器成流體流動連通；且其中EGHR位置允許入口和第一出口之間的流體流動連通，而散熱器位置允許入口和第二出口之間的流體流動連通。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括控制發(fā)動機(jī)調(diào)溫器，其中該發(fā)動機(jī)調(diào)溫器被配置為設(shè)定至打開位置和關(guān)閉位置中的一個，其中打開位置允許發(fā)動機(jī)和發(fā)動機(jī)散熱器之間的熱交換連通，而關(guān)閉位置阻斷發(fā)動機(jī)和發(fā)動機(jī)散熱器之間的熱交換連通； 監(jiān)測發(fā)動機(jī)水溫；將監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫和發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度進(jìn)行比較；和如果檢測到的發(fā)動機(jī)水溫高于發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度，則將發(fā)動機(jī)調(diào)溫器設(shè)定至打開位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法。其中控制雙路閥包括提供發(fā)動機(jī)信號，該信號被配置為將雙路閥置于發(fā)動機(jī)位置中，和其中只要當(dāng)未提供發(fā)動機(jī)信號時，雙路閥就被設(shè)定至變速器位置，從而該雙路閥被配置為當(dāng)未被供能時默認(rèn)處于變速器位置。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中變速器調(diào)溫器溫度和發(fā)動機(jī)調(diào)溫器溫度相差5度以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括如果監(jiān)測到的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)冷環(huán)境溫度，則將監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫和發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度進(jìn)行比較；和如果監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫低于發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度，則將雙路閥設(shè)定至發(fā)動機(jī)位置。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括如果監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)水溫高于發(fā)動機(jī)目標(biāo)溫度，監(jiān)測自動停止模式，其中該自動停止模式在發(fā)動機(jī)不產(chǎn)生正扭矩時發(fā)生；如果發(fā)動機(jī)不處于自動停止模式中，設(shè)定雙路閥至變速器位置。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括如果發(fā)動機(jī)處在自動停止模式中，將監(jiān)測到的變速器油溫和變速器目標(biāo)溫度進(jìn)行比較；如果監(jiān)測到的變速器油溫高于變速器目標(biāo)溫度，將雙路閥設(shè)定至發(fā)動機(jī)位置；和如果監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)油溫低于變速器目標(biāo)溫度，將雙路閥設(shè)定至變速器位置。
10.如權(quán)利要求2所述的方法， 其中變速器調(diào)溫器具有三個端口；入口，其與油水熱交換器以及變速器的出油口成流體流動連通， 第一出口，其與變速器成流體流動連通，和第二出口，其與變速器散熱器成流體流動連通；和其中EGHR位置允許入口和第一出口之間的流體流動連通，而散熱器位置允許入口和第二出口之間的流體流動連通。
全文摘要
一種操作車輛的方法，其包括發(fā)動機(jī)、變速器、排氣熱回收(EGHR)熱交換器、以及提供發(fā)動機(jī)和變速器之間的選擇性熱交換連通的油水熱交換器。該方法包括控制雙路閥，其被配置為被設(shè)定至發(fā)動機(jī)位置和變速器位置中的一個。發(fā)動機(jī)位置允許EGHR熱交換器和發(fā)動機(jī)之間的熱交換連通，但不允許EGHR熱交換器和油水熱交換器之間的熱交換連通。變速器位置允許EGHR、油水熱交換器和發(fā)動機(jī)之間的熱交換連通。該方法還包括監(jiān)測環(huán)境空氣溫度，且將監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度和預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度進(jìn)行比較。如果監(jiān)測到的環(huán)境空氣溫度大于預(yù)設(shè)的冷環(huán)境溫度，則雙路閥被設(shè)定至變速器位置。
文檔編號F01N5/02GK102486113SQ20111039350
公開日2012年6月6日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者B.L.斯波恩, G.M.克雷波爾, R.D.斯塔 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司