控制車輛中排氣熱量回收系統的方法

專利名稱：控制車輛中排氣熱量回收系統的方法
技術領域：
本披露內容涉及機動車的排氣熱量取回、回收、或再循環系統。
背景技術：
內燃機通過在燃燒室內燃料和(通常)空氣的燃燒而產生能量。內燃機內的燃燒過程產生移動車輛的動力，其通常將燃燒室內的線性運動轉化成旋轉，但也產生熱量，燃燒產物-未燃燒的燃料、未使用的氧氣和副產品，其(通常)表現為熱排氣-被通過排氣系統排出，所述排氣系統將燃燒產物從發動機中去除。排氣熱量回收被設計為從發動機的排氣中移除熱量，并將其轉移至他處，例如到水路中。車輛的內部可被使用排氣供暖。

發明內容
提供了一種運行車輛的方法，所述車輛包括發動機、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，其在發動機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)，其被配置為設置至發動機位置和變速器位置中的一個。發動機位置允許EGHR熱交換器和發動機之間的熱交換連通，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、油水熱交換器和發動機之間的熱交換連通。該方法還包括監測環境空氣溫度，并將監測到的環境空氣溫度和預設的冷環境溫度進行比較。如果監測到的環境空氣溫度較預設的冷環境溫度要高，則雙路閥被設置至變速器位置。當結合附圖時，本發明的上述特征和優勢以及其他特征和優勢從下文中關于用于實施本發明的一些最佳模式以及其他實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動機以及變速器連通的排氣熱回收(EGHR)系統；圖2是圖1中示出的EGHR系統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，其示出了用于預設的冷溫度的方法的部分；和圖5是圖1中示出的EGHR系統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。
具體實施例方式參見附圖，其中相似的附圖標記在若干附圖中都盡可能地對應著相同或類似的構件，圖1和2中示出了熱量管理系統10或排氣熱回收(EGHR)系統的示意圖。熱量管理系統10和內燃機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10的系統視圖，而圖2示出了圖1中示出的熱量管理系統10的變速器部分的詳盡視圖。發動機12被驅動地連接至變速器13，其可為混合動力變速器，具有一個或多個電機(未單獨地示出)。可替換地，車輛可包括一個或多個直接作用于發動機輸出或變速器輸入的電機。發動機12通過排氣管或排氣系統16釋放排氣，所述排氣管或排氣系統包括 EGHR熱交換器18，如此處所描述的。盡管結合機動車引用對本發明進行了詳盡的說明，本領域技術人員將識別出本發明的更廣闊的用途。本領域普通技術人員將識別出，諸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下” 等的術語僅作對附圖的描述，而并非對由所附的權利要求所限定的本發明的范圍的限制。圖1示出了用于熱量管理系統10的高度示意性控制結構或控制系統20。控制系統20可包括一個或多個構件(未單獨示出)，其具有存儲介質以及合適的量的可編程存儲器，能夠存儲和執行用于影響對熱量管理系統10的控制的一個或多個算法。控制系統20 的每個構件都可包括分布式控制器結構，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20內。發動機水路22將冷卻劑或水從發動機12最終移動經過EGHR熱交換器18，以使得發動機水路22和EGHR熱交換器18成熱交換連通。術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備有目的的、直接的熱交換。在車輛上實際實施中，熱量也可通過輻射或傳導熱傳輸在構件之間傳輸。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。可替換地，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 10中使用的其他熱交換器的流動取向將取決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。發動機水路22由與發動機12合并的主泵23提供承壓冷卻劑。主泵23可為由發動機12的旋轉驅動的機械泵，或可以是獨立于發動機12被驅動且變動的電操作泵。取決于熱量管理系統10的運行狀況，發動機水路22中的冷卻劑可被來自發動機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動機水路22，所述雙路閥允許變速器水路M和發動機水路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置至發動機位置和變速器位置中的一個。雙路閥26的發動機位置允許EGHR熱交換器18和發動機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以及發動機12兩者之間的熱交換連通。當雙路閥沈
5處于變速器位置時，變速器水路M被主泵23供應有來自發動機水路22的冷卻劑或水，如果主泵23運行的話。變速器油路觀循環來自變速器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(例如通過導閥)，或以任何合適的方式操作以在發動機位置和變速器位置之間移動。控制雙路閥沈可包括提供發動機信號，其被配置為將雙路閥沈布置進入發動機位置。發動機信號可為特定的控制信號，或為至雙路閥沈的動力供給，從而只要當雙路閥 26被供能時，其被設置至發動機位置。因此，只要未提供發動機信號，則雙路閥沈被設置至變速器位置，從而雙路閥26被配置為當未被供能時默認地處在變速器位置。發動機水路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。發動機水路22提供發動機12和EGHR熱交換器18之間的連通。變速器水路M提供發動機水路 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或直接從發動機12的冷卻劑出口處帶入；第二端口，其將入口流動連接至發動機水路22，從而僅發動機水路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允許熱量從離開發動機12的冷卻劑或水傳輸至車輛的車廂(乘客艙)。發動機散熱器32是水空氣熱交換器，其被配置為選擇性地將熱量從發動機12驅散至流經發動機散熱器32的環境空氣。發動機調溫器(thermostat) 33可被用來控制來自發動機12流經發動機散熱器32 的冷卻劑的流動。發動機調溫器33被配置為被設置至打開位置和關閉位置中的一個。打開位置允許發動機12和發動機散熱器32之間的熱交換連通，而關閉位置阻斷發動機12和發動機散熱器32之間的熱交換連通。發動機調溫器33被配置為基于發動機調溫器溫度在打開和關閉位置之間移動或切換。如果監測到的發動機水溫高于發動機調溫器溫度，則發動機調溫器33被設定至打開位置。發動機調溫器33的致動可被機械地控制，比如使用蠟馬達或是其他熱致動器，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的變速器油路觀驅散至流經或經過變速器散熱器34的室溫空氣。當發動機散熱器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10的許多應用中，發動機散熱器32和變速器散熱器34可被布置為在進入車輛的引擎蓋下區域中的高空氣流動區域內彼此靠近。但是，發動機散熱器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或是兩個具有類似介質的系統之間交換熱能的設備。熱交換器的任意側之間的熱能的流動的實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，發動機12非常冷而調溫器允許經過發動機散熱器32的循環， 發動機散熱器32將加熱冷卻劑，直至其(大致地)到達環境溫度，且當冷卻劑溫度超過環境溫度時將冷卻發動機冷卻劑。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損失、粘度或其他和低溫相關的損失而改善效率。 輔助泵38被布置在發動機水路22中。輔助泵38可被用于增壓以及增加流經發動機水路22的流動，并可選地，當需求上升時增加流經變速器水路M的流動。此外，當發動機12被關閉或不被混合動力車輛控件(未單獨示出)提供燃料時，輔助泵38可被用作發動機水路22以及變速器水路M的主壓力源。因此，輔助泵38可被用來補充合并在發動機12中的主泵23，可在發動機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的配置中被用作發動機水路22和變速器水路M的唯一的泵。 EGHR旁路閥42控制流經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EGHR熱交換器18的流動，且允許排氣和發動機水路22 之間的熱交換連通。當EGHR旁路閥被切換、反轉、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，為標示為元件43-離開發動機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、機械調溫器、蠟馬達、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旁路設備42 可基于監測到的發動機溫度或是基于流經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可為受發動機水路22中七十二攝氏度或以上的冷卻劑溫度所驅動的蠟馬達。EGHR42的設定溫度以及熱量管理系統10中的其他設定都是示例性的，僅作描述之用。設定點的具體的值將基于熱量管理系統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。變速器調溫器44是三端口、雙路閥，且將在下文中被更詳盡地討論。環境空氣傳感器監測車輛附近(且流經車輛)的環境空氣的溫度，且和控制系統 20連通。控制系統20或環境空氣46將監測到的環境空氣溫度和一個或多個校準后的溫度進行比較，諸如校準后的預設冷環境溫度。此處所稱的任何校準后的溫度可通過對熱量管理系統10和車輛的測試以及建模而確定。此外，校準后的溫度可基于車輛或其構件的生命周期，或是基于獲知的包括熱量管理系統10的車輛的運行特征而在車輛整個壽命中可改變。給出的校準后的溫度的數值僅作展示和示例，且該值不意圖限制本發明的范圍，除非包括在限定本發明的權利要求中。如圖2所示，變速器調溫器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。變速器調溫器44被配置為設定至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20或變速器調溫器44中的一個所監測。監測到的變速器油溫被和變速器調溫器溫度進行比較。如果監測到的變速器油溫高于變速器調溫器溫度， 則變速器調溫器44被設定至散熱器位置，但如果監測到的變速器油溫低于變速器調溫器溫度，則變速器調溫器被設定至EGHR位置。變速器調溫器44被配置為基于監測到的調溫器溫度在EGHR和散熱器為控制之間移動或切換。變速器調溫器44的致動可被機械地控制；例如通過蠟馬達或是其他熱力學致動器；或是電子地控制，例如通過來自控制系統20的信號；或是兩者結合地控制，諸如使用蠟馬達和能夠改變蠟馬達相對于變速器14中的油的溫度的電阻式加熱器。當變速器調溫器14處在散熱器位置中時，在變速器14和油水熱交換器36之間很少發生或不發生熱傳輸。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，以示出在特定的運行模式中流經熱量管理系統10的一些區域和構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和發動機水路22成流體流動連通。當雙路閥沈處在變速器位置中，油水熱交換器36允許發動機水路22 (經由變速器水路24)和變速器油路觀之間的熱交換連通，但僅當變速器調溫器 44處在EGHR位置，且允許機油流動經過油水熱交換器36時。現在參見圖3和4，且繼續參照圖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，其在預設的冷環境溫度中發生。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可被參照結合圖1示出且描述的元件和構件進行描述， 且可被控制系統20執行。但是，也可使用其他的構件以實施方法300以及在所附的權利要求中限定的本發明。可使用控制系統20內的多個構件來執行任意的步驟。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監測車輛以及熱量管理系統10的運行狀況。初始化可響應于車輛操作者將點火鑰匙插入或是響應于特定條件
8被滿足而發生，例如響應于和預見的或命令的降檔結合、來自駕駛者或巡航模塊的負扭矩請求(制動或減速請求)。可替換地，方法300可當車輛被使用時持續地運行或持續地循環。步驟312 確定環境溫度、變速器溫度以及發動機溫度。方法300包括監測或確定不同的構件或狀況的溫度。環境空氣溫度被監測，例如使用環境空氣傳感器46。發動機水溫也被監測。發動機水溫可從發動機12內、到發動機水路22的入口處、從發動機水回路22的另一個位置、或是在發動機調溫器33處被確定。變速器油溫也被監測。變速器油溫可從變速器14內、到變速器油路觀的入口、或從另一位置被確定。步驟314 環境空氣在校準后的冷溫度之下？方法300將監測到的環境空氣溫度和校準后的預設冷環境溫度進行比較，以確定環境空氣溫度范圍。例如，且非限制性地，校準后的預設冷環境溫度可為低于8攝氏度的任何監測到的環境溫度。如果方法300確定溫度在冷的范圍內，方法300繼續至冷子路徑400。如果方法 300確定溫度不在冷的范圍內，方法300繼續，以設定熱量管理系統10用于非冷操作。步驟316 設定至變速器位置的閥門只要環境溫度高于冷環境范圍，雙路閥沈就被設定至變速器位置。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，其就處在發動機位置。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果發生，只要環境溫度高于校準后的預設冷環境溫度。當雙路閥沈處在變速器位置時，發動機調溫器33和變速器調溫器44仍將分別控制發動機12和變速器14的溫度。步驟318 變速器達到了變速器調溫器溫度？變速器調溫器44被基于變速器調溫器溫度和變速器14的溫度或變速器14中的油的溫度之間的比較而控制。變速器調溫器44將被布置在EGHR位置或散熱器位置。步驟320 =EGHR位置；結束如果變速器油已經達到了變速器調溫器溫度，變速器調溫器44將切換至EGHR位置。當變速器調溫器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 或從發動機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溫器44的默認位置，如果其受電操作的話。在此處或其他處結束方法300可包括循環回啟動310，或等待直至方法300被調用再次運行。此外，方法300可被配置為在方法300再次循環或迭代之前，使得任何特定的結束狀態或模式持續預設的時間量。步驟322:；散熱器位置；結束如果變速器油已經達到了變速器調溫器溫度，變速器調溫器將切換至散熱器位置。將變速器調溫器44移動至散熱器位置將允許油通過變速器散熱器34循環，以冷卻變速器14中的油。步驟324 發動機達到了發動機調溫器溫度？
發動機調溫器33被基于發動機調溫器溫度和發動機12的溫度或發動機12中的水的溫度之間的比較而受控制。發動機調溫器將被布置在打開位置或關閉位置中的一個。步驟320 關閉位置；結束。如果發動機12還沒達到發動機調溫器溫度，發動機調溫器33將被布置入關閉位置。當發動機調溫器33不允許水流動通過發動機散熱器32時，任何從EGHR熱交換器18 傳輸至變速器水路M的熱量將駐留在發動機12中。該熱量將增加發動機12的溫度，其將改變發動機12的運行特征。例如，增加相對冷的發動機12的溫度將降低來自發動機機油的摩擦力，或可改進燃料的燃燒。步驟326 打開位置；結束。如果發動機12已經達到了發動機調溫器溫度，發動機調溫器33將切換至打開位置。將發動機調溫器33移動至打開位置將允許發動機水通過發動機散熱器32循環，以冷卻發動機12。冷子路徑400。現在參見圖4，且繼續參照圖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中被表示為標示有數字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確定環境溫度低于校準后的預設冷環境溫度，冷子路徑400可被調用。在冷子路徑400中，發動機調溫器33和變速器調溫器44將如此處所述地運行。 但是，出于示例的目的，發動機33以及變速器調溫器44的運行狀態和邏輯未被示出在圖4 中。步驟410 發動機溫度低于發動機目標溫度？如果監測到的環境溫度低于校準后的冷環境溫度，方法300包括將監測到的發動機水溫和發動機目標溫度進行比較。發動機目標溫度可和變速器目標溫度相同或是不同， 從而使得兩者都大致為70攝氏度。步驟412 發動機加熱模式。如果方法300確定監測到的發動機水溫低于發動機目標溫度，方法300繼續至熱量管理系統10的發動機加熱模式。方法300將熱量管理系統10布置進入發動機加熱模式， 以通過EGHR熱交換器18增加發動機12的溫度-如果有任何來自排氣的熱量可用的話。步驟414 設定至發動機位置的閥門執行發動機加熱模式包括控制或設定雙路閥沈至發動機位置。控制系統20可基于方法300的確定來致動雙路閥26。此外，EGHR旁路閥門被校準以保持在非旁路位置，這是由于流經發動機水路22的冷卻劑的溫度不足以致動或觸發EGHR旁路閥42。當熱量管理系統處在發動機加熱模式中時，熱排氣流經排氣系統16，且被EGHR閥門42引導經過EGHR熱交換器18。冷卻劑離開發動機12，流動經過加熱器核心30，且雙路閥沈阻止冷卻劑流經變速器水路M的流動。冷卻劑被僅通過發動機水路22循環。排氣將熱量傳輸至發動機水路中的冷卻劑，其返回以加熱發動機12。步驟416 發動機產生正扭矩？如果方法300確定監測到的發動機水溫不低于發動機目標溫度，方法300繼續至監測自動停止模式。自動停止模式在車輛熄火、斷電、或切斷至發動機12的燃料時發生。換一種方式表達，自動停止模式在發動機12不產生正扭矩時發生。步驟418 變速器加熱模式如果發動機12不處在自動停止模式中，從而發動機12產生正扭矩，則方法300將控制熱量管理系統10至變速器加熱模式。在變速器加熱模式中，在預設的冷環境溫度中， 來自發動機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 設定至變速器位置的閥門。當處在變速器加熱模式中時，方法300將雙路閥沈設定至變速器位置。當雙路閥 26處在變速器位置時，冷卻劑在前進至EGHR熱交換器18和回到發動機12之前被引導經過變速器水路M和油水熱交換器36。只要熱量管理系統10處在變速器加熱模式中時，雙路閥沈將被設定至變速器位置。在變速器加熱模式中，來自發動機12的熱量將被通過油水熱交換器36傳輸至變速器14，如果變速器調溫器44處在EGHR位置且允許流經油水熱交換器36的流動的話。此外，來自排氣的熱量將從EGHR熱交換器18傳輸至發動機水路22，且最終達到變速器14。步驟422 自動停止模式如果發動機12處在自動停止模式中，發動機12不產生扭矩且很可能不產生熱量。 此外，在自動停止模式中，輔助泵38將被打開，以提供壓力至發動機水路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可已經在運轉，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后的第二溫度？在確定發動機12處在自動停止模式中之后，方法300則包括將監測到的變速器油溫和變速器目標溫度進行比較。例如，且非限制性地，變速器目標溫度可大致為七十攝氏度。步驟426 變速器加熱模式。當發動機12處在自動停止模式中，且監測到的變速器油溫低于變速器目標溫度時，則方法300將再次控制熱量管理系統10至變速器加熱模式。在變速器加熱模式中，在預設的冷環境溫度中，來自發動機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 設定至變速器位置的閥門。當處在變速器加熱模式中時，方法300將雙路閥沈設定至變速器位置。當雙路閥 26處在變速器位置中時，冷卻劑流經加熱器核心30，且隨后在前進至EGHR熱交換器18以及返回發動機12之前被引導經過變速器水路M以及油水熱交換器36。在變速器加熱模式中，來自發動機12的熱量將被通過油水熱交換器36傳輸至變速器14，如果變速器調溫器44允許油流經油水熱交換器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傳輸至發動機水路22，且最終到達變速器14。步驟430 發動機加熱模式。如果方法300確定發動機12處在自動停止模式(不產生扭矩)且如果監測到的變速器油溫不低于變速器目標溫度，方法300繼續至熱量管理系統10的發動機加熱模式。 方法300將熱量管理系統10布置進入發動機加熱模式，以通過EGHR熱量交換器18增加發動機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質量，以延緩下一次發動機運行事件，即使變速器14在變速器目標溫度之上。步驟432 設定至發動機位置的閥門執行發動機加熱模式包括控制或設定雙路閥沈至發動機位置。當熱量管理系統 10在自動停止中處在發動機加熱模式中時，來自熱排氣的殘余熱量被EGHR旁路閥42引導經過EGHR熱交換器18。冷卻劑離開發動機12，流經加熱器核心30，且雙路閥沈阻止冷卻劑流經變速器水路M的流動。排氣將熱量傳輸至發動機水路22中的冷卻劑，其隨后返回以加熱發動機12。現在參見圖5，且繼續參照圖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10。變速器調溫器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中示出的變速器調溫器44類似，變速器調溫器144是三端口雙路閥26。如圖5所示，變速器調溫器144具有三個使用的端口。入口 148和出油口 150經由變速器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變速器34的環境空氣之后也將油返回至變速器14。變速器調溫器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行)。變速器調溫器144被配置為被設定至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入，而熱交換器的另一端有兩個流體流出。可替換地，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20或變速器調溫器144監測。監測到的變速器油溫被再次和變速器調溫器溫度進行比較。如果監測到的變速器油溫高于變速器調溫器溫度，變速器調溫器144被設定至散熱器位置，但如果監測到的變速器油溫低于變速器調溫器溫度，
12則變速器調溫器144被設定至EGHR位置。變速器調溫器144被配置為基于監測到的調溫器溫度在EGHR和散熱器位置之間移動或切換。變速器調溫器144的致動可被機械地控制；例如使用蠟馬達或是其他熱力學致動器；或是電子地控制，例如通過來自控制系統20的信號；或兩者結合地控制，例如通過蠟馬達和能夠改變蠟馬達相對于變速器14中的油的溫度的電阻式加熱器。當變速器調溫器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明的支持和描述，但本發明的范圍僅由權利要求書所限定。盡管已經對實施該公開的發明的一些最佳模式和其他實施例進行了詳盡的描述，仍存在有各種可替換的設計和實施例，用于實施在所附的權利要求中限定的本發明。
權利要求
1.一種操作車輛的方法，所述車輛包括發動機、變速器、排氣熱回收(EGHR)熱交換器、 以及提供發動機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定至發動機位置和變速器位置中的一個，其中發動機位置允許EGHR熱交換器和發動機之間的熱交換連通，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、油水熱交換器和發動機之間的熱交換連通； 監測環境空氣溫度；將監測到的環境空氣溫度和預設的冷環境溫度進行比較；和如果監測到的環境空氣溫度大于預設的冷環境溫度，則雙路閥被設定至變速器位置。
2.如權利要求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溫器，其中該變速器調溫器被配置為設定至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；監測變速器油溫；將監測到的變速器油溫和變速器調溫器溫度進行比較；和如果監測到的變速器油溫高于變速器調溫器溫度，則將變速器調溫器設定至散熱器位置。
3.如權利要求2所述的方法， 其中變速器調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.如權利要求3所述的方法，還包括控制發動機調溫器，其中該發動機調溫器被配置為設定至打開位置和關閉位置中的一個，其中打開位置允許發動機和發動機散熱器之間的熱交換連通，而關閉位置阻斷發動機和發動機散熱器之間的熱交換連通； 監測發動機水溫；將監測到的發動機水溫和發動機調溫器溫度進行比較；和如果檢測到的發動機水溫高于發動機調溫器溫度，則將發動機調溫器設定至打開位置。
5.如權利要求4所述的方法。其中控制雙路閥包括提供發動機信號，該信號被配置為將雙路閥置于發動機位置中，和其中只要當未提供發動機信號時，雙路閥就被設定至變速器位置，從而該雙路閥被配置為當未被供能時默認處于變速器位置。
6.如權利要求5所述的方法，其中變速器調溫器溫度和發動機調溫器溫度相差5度以內。
7.如權利要求6所述的方法，還包括如果監測到的環境溫度低于預設冷環境溫度，則將監測到的發動機水溫和發動機目標溫度進行比較；和如果監測到的發動機水溫低于發動機目標溫度，則將雙路閥設定至發動機位置。
8.如權利要求7所述的方法，還包括如果監測到的發動機水溫高于發動機目標溫度，監測自動停止模式，其中該自動停止模式在發動機不產生正扭矩時發生；如果發動機不處于自動停止模式中，設定雙路閥至變速器位置。
9.如權利要求8所述的方法，還包括如果發動機處在自動停止模式中，將監測到的變速器油溫和變速器目標溫度進行比較；如果監測到的變速器油溫高于變速器目標溫度，將雙路閥設定至發動機位置；和如果監測到的發動機油溫低于變速器目標溫度，將雙路閥設定至變速器位置。
10.如權利要求2所述的方法， 其中變速器調溫器具有三個端口；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，其包括發動機、變速器、排氣熱回收(EGHR)熱交換器、以及提供發動機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，其被配置為被設定至發動機位置和變速器位置中的一個。發動機位置允許EGHR熱交換器和發動機之間的熱交換連通，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、油水熱交換器和發動機之間的熱交換連通。該方法還包括監測環境空氣溫度，且將監測到的環境空氣溫度和預設的冷環境溫度進行比較。如果監測到的環境空氣溫度大于預設的冷環境溫度，則雙路閥被設定至變速器位置。
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 優先權日2010年12月1日
發明者B.L.斯波恩, G.M.克雷波爾, R.D.斯塔 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司