CN108382165A - 利用排气热回收系统对车辆组件进行加热的统一系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及利用排气热回收系统对车辆组件进行加热的统一系统。一种用于车辆的排气热回收(EGHR)系统，所述排气热回收系统被配置为：在寒冷的操作状况期间，通过冷却剂路径来对由发动机排气加热的流体进行选择性地分配，以用于对发动机、传动装置和电池进行加热，直到达到期望的操作温度为止。响应于从发动机、传动装置和/或电池接收到一个或更多个加热请求，控制器根据每个接收到的加热请求的优先级水平通过冷却剂路径对所述流体进行分配，其中，每个接收到的加热请求的优先级水平可以是基于当前车辆操作状况和/或驾驶员需求的。

Description

利用排气热回收系统对车辆组件进行加热的统一系统
技术领域
本公开涉及利用排气热回收(EGHR)系统对车辆组件(包括发动机、传动装置和电池)进行加热的系统和方法。
背景技术
混合动力电动车辆(HEV)包括内燃发动机(ICE)和由牵引电池供电的电机。在冷启动状况期间，为了使发动机达到预定温度，可强制发动机运行。在寒冷的操作状况期间，还可能存在对车厢进行加热的需求，这使发动机运行的时间段增加。这种操作模式可能不是最节省燃料的，并且在这个时间段期间可能失去车辆以纯电动模式运行来提高燃料经济性的机会。
低温也可影响高电压电池的输入和输出特性。电池功率限制可被显著减小，从而导致充电和放电能力受限。此外，低温使变速器油的粘度发生改变，从而导致较高的寄生粘性扭矩(parasitic viscous torque)。因此，需要一种用于在寒冷的操作状况期间对车辆组件进行加热的高效系统，其中，所述高效系统减少了发动机启动时间并提高了燃料经济性。
发明内容
根据本公开的实施例，一种车辆包括排气热回收(EGHR)系统，所述排气热回收系统被配置为：通过冷却剂路径来对由发动机排气加热的流体进行选择性地分配，以用于对一个或更多个动力传动系统组件进行加热，其中，所述一个或更多个动力传动系统组件包括发动机、传动装置和电池。
在一个实施例中，公开了一种车辆，所述车辆具有发动机和电机，所述电机经由离合器选择性地连接到发动机。所述车辆包括排气热回收(EGHR)系统和控制器，所述控制器被配置为：响应于从一个或更多个动力传动系统组件接收到加热请求，通过冷却剂路径将由EGHR系统加热的流体选择性地分配到一个或更多个动力传动系统组件，直到达到期望的操作温度为止。所述一个或更多个动力传动系统组件包括发动机、传动装置和电池。所述控制器还可被配置为：响应于接收到多于一个的加热请求，基于当前车辆操作状况和驾驶员需求来确定每个加热请求的优先级水平。然后，所述控制器可基于所述优先级水平通过冷却剂路径将所述流体分配到一个或更多个动力传动系统组件。所述车辆还可包括与发动机和EGHR系统流体连通的散热器，其中，所述控制器被配置为：响应于EGHR系统处于非激活模式并且离开EGHR系统的流体的温度超过预定温度，通过冷却剂路径将所述流体分配到散热器。
在另一实施例中，公开了一种用于具有发动机、传动装置和电池的车辆中的热管理的系统。所述系统包括控制器和泵，所述泵被配置为：将冷却剂从发动机供应到排气热回收(EGHR)系统，以由发动机排气对所述冷却剂进行加热。所述控制器被配置为：响应于接收到一个或更多个加热请求，根据针对每个加热请求建立的优先级水平来操作阀，以将由EGHR系统加热的冷却剂选择性地引导到发动机、传动装置和电池中的至少一个。所述针对每个加热请求建立的优先级水平可以是基于当前车辆操作状况和/或驾驶员需求的。所述控制器还被配置为：对由EGHR系统加热的冷却剂进行分配，直到达到期望的操作温度为止。所述EGHR系统包括热交换器、旁通管道和控制阀，所述控制阀被配置为：将发动机排气选择性地引导通过热交换器或旁通管道。所述控制器还被配置为：响应于动力传动系统达到期望的操作温度或者发动机背压约束，命令所述控制阀将发动机排气引导通过旁通管道。所述系统还可包括另一阀，所述另一阀被配置为：响应于在EGHR系统处于旁通模式的操作期间冷却剂温度超过预定温度，将由EGHR系统供应的冷却剂选择性地引导到散热器。
在另一实施例中，公开了一种利用排气热回收(EGHR)系统对具有发动机的车辆进行控制的方法。所述方法包括：响应于从发动机、传动装置和电池中的至少一个接收到一个或更多个加热请求，根据每个加热请求的优先级水平来通过冷却剂路径对由EGHR系统加热的流体进行分配。每个加热请求的优先级水平是基于当前车辆操作状况和驾驶员需求中的至少一个的。通过冷却剂路径对由EGHR系统加热的流体进行分配，直到达到期望的操作温度为止。所述EGHR系统包括热交换器、旁路和阀，所述阀被配置为：将发动机排气选择性地引导通过热交换器和旁路中的一个，其中，所述阀被控制为：响应于达到期望的操作温度或发动机背压约束，将发动机排气引导通过旁路。所述阀被控制为：响应于发动机温度、传动装置温度和电池温度中的至少一个低于期望的操作温度，将发动机排气引导通过热交换器。此外，响应于EGHR系统处于非激活模式并且离开EGHR系统的流体的温度超过预定温度，通过冷却剂路径将所述流体分配到用于冷却的散热器。
根据本公开的实施例提供了多个优点和益处，诸如，减少了寒冷的操作状况期间的发动机启动时间，减小了寄生扭矩并提高了高电压电池的功率，从而提高了车辆性能并且提高了车辆的整体燃料经济性。
附图说明
图1是能够实现本公开的一个或更多个实施例的混合动力电动车辆的动力传动系统的示意图；
图2是能够实现本公开的一个或更多个实施例的排气热回收(EGHR)系统的示意图；
图3是根据本公开的一个或更多个实施例的包括EGHR系统的车辆冷却剂回路的流向图；
图4是根据本公开的一个或更多个实施例的用于对EGHR系统进行控制的流程图。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅为示例并且其它实施例可以采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征，以显示特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种形式利用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征相组合，以产生未明确被示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。
参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了组件之间的代表性关系。车辆中的组件的物理布局和方位可以改变。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动传动装置16的发动机14，所述传动装置16可被称为模块化混合动力传动装置(MHT)。如下文将要进一步详细描述的，传动装置16包括诸如电动马达/发电机(M/G)18的电机、关联的牵引电池(高电压电池)20、变矩器22以及多级阶梯传动比自动变速器或齿轮箱24。如图1中所示出的，发动机14、M/G 18、变矩器22和自动变速器24依次串联连接。
发动机14和M/G 18两者均是HEV 10的驱动源。发动机14通常表示可包括内燃发动机(诸如，汽油、柴油或天然气驱动的发动机)的动力源。发动机14产生发动机功率和发动机扭矩，所述发动机扭矩在发动机14和M/G18之间的分离离合器26至少部分地接合时被供应到M/G 18。M/G 18可由多种类型的电机中的任意一种来实现。例如，M/G 18可以是永磁同步马达。如下文将要描述的，电力电子装置56对由电池20提供的直流(DC)电力进行调节以符合M/G 18的要求。例如，电力电子装置可向M/G 18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分地接合时，动力可从发动机14流向M/G 18或者从M/G 18流向发动机14。例如，分离离合器26可被接合，并且M/G 18可作为发电机运转，以将由曲轴28和M/G轴30提供的旋转能转换成电能储存在电池20中。分离离合器26也可被分离，以将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离开，使得M/G 18可用作HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸穿过M/G 18。M/G 18持续可驱动地连接到轴30，而发动机14仅在分离离合器26至少部分地接合时才可驱动地连接到轴30。
单独的起动机马达31可与发动机14选择性地接合以使发动机转动，从而允许燃烧开始。一旦发动机被起动，则起动机马达31可经由例如起动机马达31与发动机14之间的离合器(未示出)与发动机分离。在一个实施例中，当分离离合器26分离(使发动机与M/G 18断开连接)时，发动机14由起动机马达31起动。一旦发动机已经起动并且被带到M/G 18的转速，则分离离合器26可将发动机连接到M/G以允许发动机提供驱动扭矩。
在另一实施例中，不提供起动机马达31，而是通过M/G 18起动发动机14。为此，分离离合器26部分地接合以将扭矩从M/G 18传递到发动机14。可要求M/G 18的扭矩斜升以满足驾驶员需求，同时还使发动机14起动。然后，一旦发动机转速被带到M/G的转速，则分离离合器26可完全接合。
M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此，当分离离合器26至少部分地接合时，变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到M/G轴30的泵轮和固定到变速器输入轴32的涡轮。变矩器22因此在轴30和变速器输入轴32之间提供液力耦合。当泵轮转动得比涡轮快时，变矩器22将动力从泵轮传递到涡轮。涡轮扭矩和泵轮扭矩的大小通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速的比值足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的数倍。还可设置变矩器旁通离合器34，其中，当变矩器旁通离合器34被接合时，使变矩器22的泵轮和涡轮摩擦地或机械地连接，从而允许更高效的动力传递。变矩器旁通离合器34可作为起步离合器运转，以提供平稳的车辆起步。可替代地或组合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用，可以在M/G 18和齿轮箱24之间设置类似于分离离合器26的起步离合器。在一些应用中，分离离合器26通常被称为上游离合器，而起步离合器34(其可以是变矩器旁通离合器)通常被称为下游离合器。
齿轮箱24可包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过摩擦元件(诸如，离合器和制动器(未示出))的选择性接合而被选择性地置于不同的传动比，以建立期望的多个离散或阶梯传动比。摩擦元件可通过换挡计划来进行控制，换挡计划对齿轮组的特定元件进行连接和分离以控制变速器输出轴36和变速器输入轴32之间的传动比。由关联的控制器(诸如，动力传动系统控制单元(PCU))基于各种车辆操作状况和环境操作状况将齿轮箱24从一个传动比自动切换到另一个传动比。齿轮箱24随后将动力传动系统输出扭矩提供至输出轴36。
应理解的是，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅是齿轮箱或变速器装置的一个示例；从发动机和/或马达接受输入扭矩并随后以不同的传动比将扭矩提供至输出轴的任何多级传动比齿轮箱都可被接受用于本公开的实施例。例如，齿轮箱24可通过自动机械(或手动)变速器(AMT)来实现，所述自动机械(或手动)变速器包括用于使换挡拨叉沿着换挡导轨平移/转动以选择期望的传动比的一个或更多个伺服马达。如本领域普通技术人员通常理解的，例如，AMT可用于具有较高扭矩要求的应用中。
如图1中的代表性实施例所示，输出轴36连接至差速器40。差速器40经由连接至差速器40的相应的桥44驱动一对车轮42。差速器向每个车轮42传输大致相等的扭矩，同时允许轻微的转速差(诸如，当车辆转弯时)。可以使用不同类型的差速器或类似的装置来将扭矩从动力传动系统分配至一个或更多个车轮。例如，在一些应用中，扭矩分配可根据特定的操作模式或状况而不同。
动力传动系统12还包括关联的控制器50(诸如，动力传动系统控制单元(PCU))。虽然控制器50被示出为一个控制器，但控制器50可以是更大的控制系统的一部分并且可以通过整个车辆10中的各种其它控制器(诸如，车辆系统控制器(VSC))来控制。因此，应理解的是，动力传动系统控制单元50和一个或更多个其它控制器可被统称为“控制器”，例如，所述“控制器”响应于来自各种传感器的信号而控制各种致动器，以控制多种功能(诸如，启动/停止、操作M/G 18以提供车轮扭矩或给电池20充电、选择或安排变速器换挡以及控制排气热回收系统以加热或预热动力传动系统的组件(诸如，发动机14、变速器齿轮箱24和电池20))。控制器50可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理器(CPU)。例如，计算机可读存储装置或介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是可用于在CPU掉电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可以使用多种已知存储装置(诸如，PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或能存储数据的任何其它电存储装置、磁存储装置、光学存储装置或组合的存储装置)中的任何一种来实现，其中，所述数据中的一些表示由控制器使用以控制发动机或车辆的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与各种发动机/车辆传感器和致动器通信，所述输入/输出(I/O)接口可被实现为提供各种原始数据或信号调节、信号处理和/或信号转换、短路保护等的单个集成接口。可替代地，在将特定的信号提供至CPU之前，一个或更多个专用硬件或固件芯片可用于调节和处理该特定的信号。如图1的代表性实施例总体上所示出的，控制器50可以将信号传送至发动机14、分离离合器26、M/G 18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子装置56和/或传送来自发动机14、分离离合器26、M/G 18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子装置56的信号。尽管未明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，可由以上所标识的每个子系统内的控制器50控制的各种功能或组件。可使用通过控制器执行的控制逻辑直接或间接致动的参数、系统和/或组件的代表性示例包括动力传动系统热管理(包括在寒冷的操作状况期间对组件进行加热)。其它示例包括燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、(用于火花点火式发动机的)火花塞点火正时、进气/排气门正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)组件(诸如，交流发电机、空调压缩机)、电池充电、再生制动、M/G运转、针对分离离合器26和启动离合器34以及变速器齿轮箱24的离合器压力等。例如，通过I/O接口传送输入的传感器可用于指示涡轮增压器增压压力、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮转速(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、排气氧(EGO)或其它排气成分浓度或存在、进气流量(MAF)、变速器挡位、传动比或模式、变速器油温(TOT)、变速器涡轮转速(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换挡模式(MDE)。
由控制器50执行的控制逻辑或功能可由一个或更多个附图中的流程图或类似的图来表示。这些附图提供了可使用一个或更多个处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实现的代表性控制策略和/或逻辑。这样，示出的各个步骤或功能可以以示出的序列执行、以并行方式执行或在某些情况下被省略。尽管没有总是明确地示出，但是本领域普通技术人员将认识到，一个或更多个示出的步骤或功能可根据使用的特定处理策略而被重复执行。类似地，所述处理顺序对于实现在此描述的特征和优点并非是必需的，而是为了便于示出和描述才提供的。控制逻辑可以主要以由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如，控制器50)执行的软件来实现。当然，控制逻辑可根据特定应用在一个或更多个控制器中以软件、硬件或者软件和硬件的组合来实现。当控制逻辑以软件来实现时，控制逻辑可在存储有数据的一个或更多个计算机可读存储装置或介质中被提，所述数据表示由计算机执行的用于控制车辆或其子系统的代码或指令。计算机可读存储装置或介质可包括多个已知物理装置中的一个或更多个，所述多个已知物理装置利用电存储器、磁存储器和/或光学存储器来保存可执行指令和关联的校准信息、操作变量等。
车辆的驾驶员使用加速踏板52来提供需求的扭矩命令、动力命令或驱动命令以推进车辆。通常，踩下和释放踏板52产生加速踏板位置信号，所述加速踏板位置信号可被控制器50分别解读为用于增大动力的需求或用于减小动力的需求。至少基于来自踏板的输入，控制器50命令来自发动机14和/或M/G 18的扭矩。控制器50还控制齿轮箱24内的换挡正时以及分离离合器26的接合或分离和变矩器旁通离合器34的接合或分离。与分离离合器26类似，可在接合位置和分离位置之间的范围内调节变矩器旁通离合器34。除了由泵轮和涡轮之间的液力耦合产生的可变打滑之外，这也在变矩器22中产生可变打滑。可替代地，变矩器旁通离合器34可在不使用调节操作模式的情况下根据特定应用被操作为锁止或分离。
为了利用发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合以将至少一部分发动机扭矩通过分离离合器26传递至M/G 18，然后从M/G 18传递通过变矩器22和齿轮箱24。当发动机14单独提供推进车辆所需的扭矩时，这种操作模式可被称为“发动机模式”、“纯发动机模式”或“机械模式”。
M/G 18可通过提供用于转动轴30的额外动力来辅助发动机14。这种操作模式可被称为“混合动力模式”、“发动机-马达模式”或“电动辅助模式”。
为了利用M/G 18作为唯一动力源来驱动车辆，除了分离离合器26将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离开之外，动力流动保持不变。发动机14中的燃烧在这段时间期间可被停用或者关闭以节省燃料。例如，牵引电池20通过线路54将储存的电能传输至可包括逆变器的电力电子装置56。电力电子装置56将来自电池20的DC电压转换成AC电压以供M/G 18使用。控制器50命令电力电子装置56将来自电池20的电压转换成提供至M/G 18的AC电压，以将正扭矩或负扭矩提供至轴30。这种操作模式可被称为“纯电动模式”、“EV(电动车辆)模式”或“马达模式”。
在任何操作模式下，M/G 18可用作马达并且为动力传动系统12提供驱动力。可选地，M/G 18可用作发电机并且将来自动力传动系统12的动能转换成电能以将其储存在电池20中。例如，在发动机14为车辆10提供推进动力时，M/G 18可用作发电机。在再生制动的时间期间(在此期间，来自旋转的车轮42的旋转能通过齿轮箱24被传递回去并且被转换成电能以将其储存在电池20中)，M/G 18还可用作发电机。
应理解的是，图1中示出的示意图仅仅是示例并不意在限制。可预期利用发动机和马达两者的选择性接合来通过变速器进行传递的其它构造。例如，M/G 18可偏离曲轴28，和/或M/G 18可被设置在变矩器22和齿轮箱24之间。在不脱离本公开的范围的情况下，可预期其它构造。
在寒冷的环境温度期间，HEV中的发动机启动/运行时间可能会因为加热乘客车厢所需的能量增加而增加。低温还可能影响高电压电池的输入和输出特性。电池功率限制可能会显著减小，从而导致充电和放电能力受限。此外，寒冷的温度使变速器油的粘度发生改变，从而导致更高的寄生粘性扭矩。所有这些情况都会对车辆性能和燃料经济性产生不利影响。存在试图通过使用单独的组件来解决冷启动问题的可用的系统。然而，利用单独的组件来对发动机、传动装置和电池进行加热的系统会增加车辆的成本、重量和复杂性。因此，本公开的实施例使用单个统一的系统在寒冷的操作状况下对发动机、电池和传动装置进行加热。总之，发动机冷却剂通过排气热回收(EGHR)系统，并且被选择性地引导到发动机、电池和/或传动装置，直到达到最佳或期望的操作温度为止。
参照图2，提供了能够实现本公开的一个或更多个实施例的示例性EGHR系统200。具体地，在入口202处可将来自发动机(未示出)的排气引导到EGHR系统200中。如下所述，EGHR系统200被配置为选择性地在来自发动机(未示出)的排气与冷却剂212之间进行热交换。EGHR系统200具有流量控制阀204，所述流量控制阀204可以是两通阀。控制阀204在激活模式期间将排气流引导通过热交换器206，或者在非激活模式或旁通模式期间将排气流引导通过EGHR系统200的旁通管道208。当热排气流通过热交换器206时，所述热排气与冷却剂系统中的冷却剂212进行热交换。如参照图3更详细讨论的，被预热或加热的冷却剂随后可被选择性地引导通过冷却剂路径，以对车辆组件(包括发动机、传动装置和电池)进行加热。可选地，当不需要加热时(例如，当包括发动机、传动装置和电池的动力传动系统已经达到期望的操作温度时)，排气可被引导通过旁通管道208。排气也可能由于发动机背压约束(例如，发动机背压超过车辆系统可能需要排气被旁通的可接受的相应阈值)而被旁通。排气随后通过从热交换器206和/或旁通管道208流到排气管道210而离开EGHR系统200，所述排气管道210通向后续处理系统等(未示出)。
参照图3，提供了根据本公开的一个或更多个实施例的车辆冷却剂回路300的流向图，其中，所述车辆冷却剂回路300包括EGHR系统(诸如，图2所示的EGHR系统)。如图所示，冷却剂从发动机302流到交叉组件(crossover assembly)或分流器304。分流器304提供对冷却剂流的被动控制。在其它实施例中，可用阀取代分流器304，使得所有冷却剂流可被选择性地经由恒温器306引导通过散热器316。分流器304被构造成将冷却剂引导到两个路径(包括到恒温器306和车厢加热器308)。
当恒温器306开启时，冷却剂流过散热器316，所述散热器316通过使冷却剂通过与环境相接触的热交换器而使冷却剂的温度降低。冷却剂随后从散热器316流回到发动机302。当恒温器关闭时，冷却剂在未被冷却的情况下流回到发动机302。通过散热器316的流动路径可被用于降低冷却剂温度，进而降低发动机温度。
分流器304还将冷却剂引导到车厢加热器308。车厢加热器308用作车辆的HVAC系统的加热器，并使用加热的冷却剂来对乘客车厢或车辆车厢的空气进行加热。例如，当用户请求HVAC上的加热设置、车窗除霜等时，来自车厢加热器308的加热的空气被用在HVAC系统中。冷却剂离开车厢加热器308，并经由泵310流到EGHR系统312。在EGHR系统312内，冷却剂和排气被配置为进行热交换。如果排气正流过EGHR系统312，则可在两种介质之间进行热交换，使得冷却剂温度借助排气温度而升高。在冷却剂离开EGHR系统312之后，通过热交换器冷却剂温度传感器(HECT)313来测量冷却剂温度，所述HECT 313位于EGHR系统312的冷却剂管道下游或被结合到EGHR系统312中。冷却剂随后流到阀314，在阀314处，冷却剂被选择性地引导至散热器316或阀318。
在EGHR系统312处于非激活或工作在旁通模式下的情况下(如参照图2所描述的)，一部分排气可能仍然会逸入到EGHR系统312的热交换器区中，并导致对冷却剂的不期望的加热(也被称为寄生负荷)。这种对冷却剂的不期望的加热可导致EGHR系统312中的冷却剂沸腾。因此，当不需要EGHR加热时，阀314将冷却剂引导到散热器316以释放增加的热量，然后引导冷却剂返回到发动机302。
在EGHR系统312处于激活的情况下，阀314将加热的冷却剂引到到阀318，随后在阀318处冷却剂被选择性地引导到发动机302、传动装置322和/或电池330，以将车辆组件加热到最佳或期望的操作温度。阀318可被配置为基于优先级系统将加热的冷却剂引导到发动机302、传动装置322和/或电池330。优先级可根据当前的车辆操作状况和参数以及驾驶员需求被确定。优先级系统可基于确定哪个系统需要首先进行加热的任何控制算法，例如，可根据车辆操作参数赋予发动机302最高的优先级。
例如，如果确定电池330需要进行加热，则阀318将加热的冷却剂引导通过泵326。冷却剂离开泵326并流过阀328，在阀328处将冷却剂引导到电池330中。电池330还连接到冷却器334并与冷却器334流体连通。泵332被设置在电池330和冷却器334之间，以使冷却剂通过其进行循环。在特定状况期间(诸如，当电池330的温度超过预定义阈值时)，冷却器334与制冷剂子系统(未示出)进行热交换，以提供冷却的冷却剂。冷却器334随后使冷却的冷却剂循环到阀328，在阀328处冷却剂被直接引导到电池330。电池330还连接到发动机302，其中，冷却剂可离开电池330并流过止回阀336，所述止回阀336用于防止反向流动。冷却剂回路300可使加热的冷却剂循环到电池330，直到达到最佳或期望的温度为止。
类似地，如果确定传动装置322需要进行加热，则阀318可使已经被EGHR系统312加热的冷却剂经由泵320循环到传动装置322。传动装置322连接到发动机302并与发动机302流体连通。冷却剂可离开传动装置322并流过止回阀324，所述止回阀324用于防止反向流回到传动装置322。冷却剂回路300可使加热的冷却剂循环到传动装置322，直到达到最佳或期望的温度为止。
图3示出了在寒冷的操作状况下用于对发动机302、电池330和传动装置332进行加热的单个统一系统。如上所述，发动机冷却剂通过EGHR系统312并被选择性地引导到发动机302、电池330和/或传动装置322，直到达到每个子系统的期望的操作温度为止。类似于图3的实施例提供了基于系统约束和/或操作状况/参数将EGHR热应用于发动机302、电池330和传动装置322中的任何一个并且确定关于将EGHR热应用于发动机302、电池330和传动装置322中的任何一个的优先级的能力。例如，如果发动机302和传动装置322二者都需要被加热，则系统可确定哪个系统需要首先进行加热的优先级，并且通常发动机302可优先于传动装置322和电池330。如果是这种情况，则根据本公开的系统和方法将首先将来自EGHR系统的加热的冷却剂循环到发动机302，直到发动机302达到最佳或期望的操作温度为止，然后，将冷却剂引导到传动装置322，直到传动装置322也达到最佳或期望的操作温度为止。
图4示出了用于在寒冷的操作状况下在诸如HEV的车辆中控制单个EGHR系统来对发动机、电池和/或传动装置进行加热的流程图。在步骤400，当从发动机、传动装置和/或电池接收到用于车辆组件加热的请求时，算法开始。在步骤402，当接收到加热请求时，EGHR系统被命令为激活模式，由此发动机排气被用于对通过EGHR系统的热交换器的冷却剂进行加热(如参照图2和图3所描述的)。算法随后进行到步骤404，在步骤404，确定是否接收到多于一个的车辆组件的加热请求。如果确定没有接收到所述车辆组件的加热请求，则算法进行到步骤406，在步骤406，由EGHR系统加热的冷却剂被引导到请求加热的车辆组件，直到达到期望的操作温度为止(如在步骤408所示)。例如，如果传动装置正在请求加热，则由EGHR系统加热的冷却剂将被引导到传动装置，直到传动装置达到期望的操作温度为止。算法随后将进行到步骤410，在步骤410，EGHR系统被命令为非激活模式/旁通模式并返回到开始。
如果在步骤404接收到多于一个的加热请求，则算法进行到步骤412，在步骤412，系统确定车辆组件的加热请求的优先级。关于哪个车辆组件(发动机、传动装置和/或电池)需要第一个进行加热、哪个车辆组件(发动机、传动装置和/或电池)需要第二个进行加热等的优先级可基于当前操作状况、各种车辆参数、系统约束和驾驶员需求。例如，如果发动机和传动装置二者都正在请求进行加热，则系统可根据车辆操作需求和约束确定发动机优先第一个进行加热。在步骤412，在确定了车辆组件的加热请求的优先级之后，算法随后进行到步骤414，在步骤414，由EGHR系统加热的冷却剂按照在步骤412中所确定的优先级顺序被引导到车辆组件，直到达到每个动力传动系统组件的期望的操作温度为止。继续上述示例，如果赋予发动机的优先级高于传动装置，则控制器将由EGHR系统加热的冷却剂引导到发动机，直到达到期望的操作温度为止。然后，控制器将加热的冷却剂引导到传动装置，直到传动装置达到其期望的操作温度为止。然后，算法将进行到步骤410，在步骤410，EGHR系统被命令为非激活模式/旁通模式，并返回到开始。
根据本公开的实施例提供了多个优点，所述优点包括使用单个统一系统将EGHR热应用于发动机、电池和/或传动装置中的任何一个并且确定关于将EGHR热应用于发动机、电池和/或传动装置中的任何一个的优先级的能力。单个统一系统(即，EGHR系统)的使用消除了与利用多个系统对组件进行加热相关联的成本。根据本公开的实施例还将通过减少发动机启动时间来提高车辆性能并提高燃料经济性。通过使用在此提供的实施例将会改善电池功率的限制并将减小传动装置内的粘性剪切扭矩(viscous sheer torque)。
在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机，或者由处理装置、控制器或计算机实现，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或者专用的电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可以以多种形式被存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于信息被永久地存储在非可写存储介质(诸如，只读存储器(ROM)装置)上以及信息被可变地存储在可写存储介质(诸如，软盘、磁带、致密盘(CD)、随机存取存储器(RAM)装置以及其它磁介质和光学介质)上。所述处理、方法或算法还可被实现为软件可执行对象。可选地，所述处理、方法或算法可使用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置)或者硬件组件、软件组件和固件组件的组合来被整体或部分地实现。
虽然以上描述了示例性实施例，但是并不意在这些实施例描述了权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种改变。如前所述，各个实施例的特征可被组合，以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已被描述为提供优点或者在一个或更多个期望的特性方面优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，一个或更多个特征或特性可被折衷，以实现期望的整体系统属性，期望的整体系统属性取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配的容易性等。因此，就任何实施例被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术的实施方式的程度而言，这些实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。

Claims (18)

1.一种车辆，包括：
发动机；
电机，经由离合器选择性地连接到发动机；
排气热回收(EGHR)系统；
控制器，被配置为：响应于从一个或更多个动力传动系统组件接收到加热请求，通过冷却剂路径将由EGHR系统加热的流体选择性地分配到一个或更多个动力传动系统组件，直到达到期望的操作温度为止。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，一个或更多个动力传动系统组件包括发动机、传动装置和电池。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于接收到多于一个的加热请求，基于当前车辆操作状况和驾驶员需求来确定每个加热请求的优先级水平。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，控制器还被配置为：基于所述优先级水平通过冷却剂路径将所述流体分配到一个或更多个动力传动系统组件。
5.根据权利要求1所述的车辆，还包括：
散热器，与发动机和EGHR系统流体连通，其中，控制器被配置为：响应于EGHR系统处于非激活模式并且离开EGHR系统的流体的温度超过预定温度，通过冷却剂路径将所述流体分配到散热器。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于从发动机、传动装置和电池中的一个接收到加热请求，命令EGHR系统利用来自发动机的排气来对所述流体进行加热。
7.一种用于具有发动机、传动装置和电池的车辆中的热管理的系统，所述系统包括：
泵，被配置为：将冷却剂从发动机供应到排气热回收(EGHR)系统，以由发动机排气对所述冷却剂进行加热；
控制器，被配置为：响应于接收到一个或更多个加热请求，根据针对每个加热请求建立的优先级水平来操作阀，以将由EGHR系统加热的冷却剂选择性地引导到发动机、传动装置和电池中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，针对每个加热请求建立的优先级水平是基于当前车辆操作状况的。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，控制器还被配置为：对由EGHR系统加热的冷却剂进行分配，直到达到期望的操作温度为止。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，EGHR系统包括热交换器、旁通管道和控制阀，所述控制阀被配置为：将发动机排气选择性地引导通过热交换器和旁通管道中的一个，其中，控制器还被配置为：响应于达到期望的操作温度和发动机背压超过相应阈值中的一项，命令所述控制阀将发动机排气引导通过旁通管道。
11.根据权利要求7所述的系统，还包括：
另一阀，被配置为：响应于在EGHR系统处于旁通模式的操作期间冷却剂温度超过预定温度，将由EGHR系统供应的冷却剂选择性地引导到散热器。
12.根据权利要求7所述的系统，还包括：
第二泵，被配置为：响应于传动装置的加热请求，供应由EGHR系统加热的冷却剂并将所述冷却剂从所述阀引导到传动装置；
第三泵，被配置为：响应于电池的加热请求，供应由EGHR系统加热的冷却剂并将所述冷却剂从所述阀引导到电池。
13.一种利用排气热回收(EGHR)系统对具有发动机的车辆进行控制的方法，包括：
响应于从发动机、传动装置和电池中的至少一个接收到一个或更多个加热请求，根据每个加热请求的优先级水平来通过冷却剂路径对由EGHR系统加热的流体进行分配。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，每个加热请求的优先级水平是基于当前车辆操作状况和驾驶员需求中的至少一个的。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：
通过冷却剂路径对由EGHR系统加热的流体进行分配，直到达到期望的操作温度为止。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，EGHR系统包括热交换器、旁路和阀，所述阀被配置为：将发动机排气选择性地引导通过热交换器和旁路中的一个，其中，所述阀被控制为：响应于达到期望的操作温度和发动机背压超过相应的阈值中的一项，将发动机排气引导通过旁路。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述阀被控制为：响应于发动机温度、传动装置温度和电池温度中的至少一个低于期望的操作温度，将发动机排气引导通过热交换器。
18.根据权利要求13所述的方法，还包括：
响应于EGHR系统处于非激活模式并且离开EGHR系统的流体超过预定温度，通过冷却剂路径将所述流体分配到散热器以进行冷却。
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