CN109779735B - 使用多维搜索算法的流动模型反演 - Google Patents

Abstract

一种用于控制发动机冷却剂的系统和方法包括：生成用于发动机冷却剂的多个区域流动请求中的一个；生成第一搜索区域；确定用于第一搜索区域的多个关键点；确定用于第一搜索区域中的多个关键点中的每个关键点的命令的独特组合；确定与用于多个关键点中的每个关键点的每个命令相关联的流率；使用用于每个关键点的每个命令的每个流率的绝对归一化误差来计算每个关键点的总成本；确定与最低总成本相关联的第一获胜关键点；以及基于与第一获胜关键点相关联的命令来控制多个致动器。

Description

使用多维搜索算法的流动模型反演

技术领域

本公开涉及具有内燃机的车辆并且更具体地涉及用于通过使用多维搜索算法的流动模型反演来控制冷却剂流的系统和方法。

背景技术

本章节提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

车辆包括一个或多个转矩产生装置，诸如，内燃机和/或发电机。内燃机通过在汽缸内燃烧空气和燃料来生成转矩。空气和燃料的燃烧(被称为燃烧冲程)会生成热量和排气。发动机冷却剂吸收来自车辆的冷却系统的各个部件的热量且将其传递至空气或者将热量从发动机冷却剂传递至车辆的冷却系统的各个部件。

用于车辆的冷却剂控制系统控制发动机冷却剂在冷却系统的各个部件(诸如，散热器、发动机油冷却器、变速器油冷却器、以及座舱热交换器)之间的流动。通过调节多个冷却剂阀中的一个或多个的位置并且通过调节冷却剂泵的速度来控制发动机冷却剂流。当发动机冷却剂被冷却至期望温度时，使发动机冷却剂再循环返回通过冷却系统。

发明内容

本章节提供本公开的一般概述，并且并不是其完整范围或者所有其特征的全面公开。

提供了一种系统并且包括冷却剂控制系统，该冷却剂控制系统包括流动反演模块。流动反演模块基于多个冷却剂温度传感器来生成用于发动机冷却剂的多个区域流动请求中的一个，其中，各个区域流动请求与冷却剂系统的相应区域相对应；响应于接收到用于发动机冷却剂的多个区域流动请求而生成第一搜索区域；确定用于第一搜索区域的多个关键点；确定用于第一搜索区域中的多个关键点中的每个关键点的命令的独特组合，其中，该命令的独特组合包括用于冷却剂系统的多个致动器中的每个致动器的命令；确定与用于多个关键点中的每个关键点的每个命令相关联的流率；计算第一搜索区域中的多个关键点中的每个关键点的总成本，其中，该总成本是使用用于第一搜索区域中的多个关键点中的每个关键点的每个命令的每个流率的绝对归一化误差来计算；确定第一搜索区域中与多个关键点中的最低总成本相关联的第一获胜关键点；以及生成关于第一获胜关键点的命令。流动控制模块基于由流动反演模块生成的命令来控制多个致动器。

一种方法包括：基于多个冷却剂温度传感器来生成用于发动机冷却剂的多个区域流动请求中的一个，其中，各个区域流动请求与冷却剂系统的相应区域相对应；响应于接收到用于发动机冷却剂的多个区域流动请求而生成第一搜索区域；确定用于第一搜索区域的多个关键点；确定用于第一搜索区域中的多个关键点中的每个关键点的命令的独特组合，其中，该命令的独特组合包括用于冷却剂系统的多个致动器中的每个致动器的命令；确定与用于多个关键点中的每个关键点的每个命令相关联的流率；计算第一搜索区域中的多个关键点中的每个关键点的总成本，其中，该总成本是使用用于第一搜索区域中的多个关键点中的每个关键点的每个命令的每个流率的绝对归一化误差来计算；确定第一搜索区域中与多个关键点中的最低总成本相关联的第一获胜关键点；生成关于第一获胜关键点的命令；以及基于命令来控制致动器。

其他领域在适用的情况下将从本文提供的描述中变得显而易见。在该发明内容中的描述和特定示例意在仅仅用于图示的目的并且不意在限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅仅用于图示选择实施例而不是所有可能实施方案的目的，并且不意在限制本公开的范围。

图1是用于车辆的示例性冷却剂系统的功能框图；

图2是根据本公开的冷却剂控制系统的示例的功能框图；

图3A和图3B是包括第一搜索区域和预选命令区域的示例的功能框图；

图4A和图4B是包括第一搜索区域和第二搜索区域的功能框图；以及

图5是描绘了根据本公开的一种用于控制冷却剂流的方法的流程图。

在附图中的多个图中，对应的附图标记指示对应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图更加全面地描述示例性实施例。

为了满足所有冷却剂流请求，通过利用现有的冷却剂控制系统，可以按照从最高冷却剂流请求至最低冷却剂流请求的优先级来任意地确定冷却剂流请求的履行。可能的总冷却剂流受到冷却剂泵的速度的约束。在接收到多个冷却剂请求并且多个冷却剂请求所请求的总流量超过可能的总冷却剂流的情况下，冷却剂控制系统可能不能跟上冷却剂控制系统的需求。如果冷却剂控制系统不能跟上冷却剂请求的需求，则至少一个或多个冷却剂请求可能会欠流(underflowed)。下文呈现了用于通过根据与车辆的操作有关的重要程度来优化冷却剂流请求的履行来满足多个冷却剂请求的系统和方法。

提供了示例性实施例以便使得本公开将是详尽的并且完全将范围传达给本领域的技术人员。陈述了许多特定细节(诸如，特定部件、装置和方法的示例)以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域的技术人员而言显而易见的是，特定细节并不需要被采用，示例性实施例可以被体现为许多不同的形式，并且其都不应被理解为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，并未详细地描述公知的过程、公知的装置结构、以及公知的技术。

本文所使用的术语仅仅是为了描述特定示例性实施例的目的并且不意在具有限制性。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”或者“该”可以意在也包括复数形式，除非文中清楚地另外指明。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含”和“具有”是包容性的并且因此指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、以及/或者部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件、以及/或者其组合的存在或者添加。本文所描述的方法步骤、过程和操作不应被理解为一定要求其按照所讨论或者所图示的特定顺序执行，除非明确地被认定为执行顺序。还应理解，可以采用附加或者替代步骤。

当元件或者层被提及到“在……上”、“接合至”、“连接至”、或者“联接至”另一元件或者层时，其可以直接地在另一元件或者层上、接合至、连接至或者联接至另一元件或者层，或者可能存在居间元件或者层。相反，当元件被提及到“直接地在……上”、“直接地接合至”、“直接地连接至”、或者“直接地联接至”另一元件或者层时，可能不存在居间元件或者层。用于描述各元件之间的关系的其他词语也应该以相似方式来进行理解(例如，“在……之间”对“直接地在……之间”、“邻近”对“直接地邻近”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。

尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文用于描述多个元件、部件、区、层、和/或部段，但这些元件、部件、区、层和/或部段不应受到这些术语的限制。这些术语仅仅可以用于将一个元件、部件、区、层或者部段与另一区、层或者部段区分开。诸如“第一”、“第二”等术语和其他数值术语当用在本文中时并不暗示序列或者顺序，除非文中清楚地指明。因此，在不背离示例性实施例的教导的情况下，下文所讨论的第一元件、部件、区、层或者部段也可以被称为第二元件、部件、区、层或者部段。

诸如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等空间相对术语可以在本文为了易于描述而用于描述如在附图中图示的一个元件或者特征与另一(多个)元件或者(多个)特征的关系。空间相对术语可以意在涵盖除了在附图中描绘的方位之外在使用或者操作中的装置的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻过来，则被描述为在其他元件或者特征“下方”或者“下面”的元件将被定向在其他元件或者特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两个方位。装置可以另外进行定向(旋转90度或者处于其他方位下)并且本文所使用的空间相对描述符将相应地进行解释。

现在参照图1，呈现了示例性车辆系统的功能框图。发动机104在汽缸内燃烧空气和燃料(例如，柴油燃料或者汽油)的混合物以便生成驱动转矩。发动机104将转矩输出至变速器(未示出)。变速器经由动力传动系统(未示出)将转矩传递至车辆的一个或多个车轮。发动机控制模块(ECM)108可以控制一个或多个发动机致动器以例如基于发动机104的目标转矩输出来调控发动机104的转矩输出。

发动机油泵使发动机油循环通过发动机104和第一热交换器112。第一热交换器112可以被称为发动机油冷却器或者发动机油热交换器(HEX)。当发动机油冷却时，第一热交换器112可以将热量从流过第一热交换器112的冷却剂传递至第一热交换器112内的发动机油。当发动机油温暖时，第一热交换器112可以将热量从发动机油传递至流过第一热交换器112的冷却剂和/或穿过第一热交换器112的空气。

发动机油的粘性与发动机油的温度呈负相关。即是说，发动机油的粘性随着温度增加而减小并且反之亦然。发动机104与发动机油相关联的摩擦损失(例如，转矩损失)可以随着发动机油的粘性减小而减小并且反之亦然。

变速器流体泵使变速器流体循环通过变速器和第二热交换器116。第二热交换器116可以被称为变速器冷却器或者变速器热交换器。当变速器流体冷却时，第二热交换器116可以将热量从流过第二热交换器116的冷却剂传递至第二热交换器116内的变速器流体。当变速器流体温暖时，第二热交换器116可以将热量从变速器流体传递至流过第二热交换器116的冷却剂和/或穿过第二热交换器116的空气。

变速器流体的粘性与变速器流体的温度呈负相关。即是说，变速器流体的粘性随着变速器流体的温度增加而减小并且反之亦然。与变速器和变速器流体相关联的损失(例如，转矩损失)可以随着变速器流体的粘性减小而减小并且反之亦然。

发动机104包括多个冷却剂通道，发动机冷却剂(“冷却剂”)流过该多个冷却剂通道。例如，发动机104包括通过发动机104的(汽缸)头部部分120的一个或多个冷却剂通道和通过发动机104的缸体部分124的一个或多个冷却剂通道。发动机104还可以包括通过发动机104的一个或多个其他部分的一个或多个其他冷却剂通道。

冷却剂泵132将冷却剂泵送至发动机104的冷却剂通道。冷却剂泵132可以机械地被驱动(例如，通过发动机104)。可替代地，冷却剂泵132可以是电动冷却剂泵。第一冷却剂阀(V1)128调控流出(以及因此流过)发动机104的缸体部分124和发动机104的头部部分120的冷却剂。

第一冷却剂阀128可以包括多输入多输出阀，该多输入多输出阀包括两个或者更多个单独的腔室。例如，第一冷却剂阀128可以包括旋转阀，该旋转阀具有壳体和在壳体内部的可旋转构件。旋转构件包括通道或者凹槽，该通道或者凹槽针对各个单独的腔室用于调控该腔室的一个或多个输出的流量。

在图1中提供了第一冷却剂阀128的示例性平砌图，图示了向和从第一冷却剂阀128的冷却剂流。第一冷却剂阀128(可旋转构件)可以在两个端部位置204和208之间被致动。第一冷却剂阀128包括第一腔室(图1中的顶部)和第二腔室(图1中的底部)。

冷却剂从发动机104的头部部分120流向第一腔室且不流向第二腔室。冷却剂从发动机104的缸体部分124流向第二腔室且不流向第一腔室。当第一腔室在接收冷却剂时，第一冷却剂阀128将冷却剂从第一腔室输出至第二冷却剂阀(V2)136，在下文对其进行进一步讨论。当第二腔室在接收冷却剂时，第一冷却剂阀128将冷却剂从第二腔室输出至第二冷却剂阀136。

当第一冷却剂阀128被定位在端部位置204与第一位置212之间时，冷却剂流过发动机104的头部部分120且流到第一腔室中，并且冷却剂流过发动机104的缸体部分124且流到第二腔室中。当第一冷却剂阀128被定位在第一位置212与第二位置224之间时，冷却剂流过发动机104的头部部分120且流到第一腔室中。然而，当第一冷却剂阀128被定位在第一位置212与第二位置224之间时，第一冷却剂阀128会堵塞通过缸体部分124和第二腔室的冷却剂流。

当第一冷却剂阀128被定位在第二位置224与第三位置228之间时，第一冷却剂阀128堵塞通过缸体部分124和第二腔室的冷却剂流。当第一冷却剂阀128被定位在第二位置224与第三位置228之间时，第一冷却剂阀128也会堵塞通过头部部分120和第一腔室的冷却剂流。

当第一冷却剂阀128被定位在第三位置228与端部位置208之间时，冷却剂流过发动机104的缸体部分124且流到第二腔室中。然而，当第一冷却剂阀128被定位在第三位置228与端部位置208之间时，第一冷却剂阀128会堵塞通过头部部分120和第一腔室的冷却剂流。第一冷却剂阀128内的形状图示了进入第一冷却剂阀128的第一腔室和第二腔室中的相对开口的示例。

冷却剂泵132还将冷却剂泵送通过发动机104的集成排气歧管(IEM)140和发动机104的涡轮增压器涡轮机144。涡轮增压器涡轮机144驱动涡轮增压器压缩机的旋转，这会增加进入发动机104的气流。由发动机104输出的排气会驱动涡轮增压器涡轮机144的旋转。

冷却剂从IEM 140流向第二冷却剂阀136和第三冷却剂阀148，将在下文对其进行进一步讨论。冷却剂还从涡轮增压器涡轮机144流向第二冷却剂阀136、第三冷却剂阀148。冷却剂可以在各种情况下从涡轮增压器涡轮机144流到储器(例如，缓冲槽)152中，诸如，当从涡轮增压器涡轮机144输出的冷却剂的压力大于预定压力时。

第二冷却剂阀136接收来自第一冷却剂阀128、IEM 140和涡轮增压器涡轮机144的冷却剂。第二冷却剂阀136调控所接收的冷却剂至座舱热交换器(例如，加热器芯)156和散热器热交换器160的流动。

第二冷却剂阀136可以包括多输入多输出阀，该多输入多输出阀包括两个或者更多个单独的腔室。所接收的冷却剂流向两个腔室。例如，第二冷却剂阀136可以包括旋转阀，该旋转阀具有壳体和在壳体内部的可旋转构件。旋转构件包括通道或者凹槽，该通道或者凹槽针对各个单独的腔室用于调控该腔室的一个或多个输出的流量。

在图1中提供了第二冷却剂阀136的示例性平砌图，图示了向和从第二冷却剂阀136的冷却剂流。第二冷却剂阀136(可旋转构件)可以在两个端部位置232和236之间被致动。第二冷却剂阀136包括第一腔室(图1中的顶部)和第二腔室(图1中的底部)。

当第一腔室打开时，所接收的冷却剂从第一腔室流向座舱热交换器156。当第二腔室打开时，所接收的冷却剂从第二腔室流向散热器热交换器160。

当第二冷却剂阀136被定位在端部位置232与第一位置240之间时，第二冷却剂阀136的第一腔室被关闭并且第二冷却剂阀136堵塞至座舱热交换器156的冷却剂流。然而，当第二冷却剂阀136被定位在端部位置232与第一位置240之间时，第二冷却剂阀136的第二腔室打开并且冷却剂通过第二冷却剂阀136流向散热器热交换器160。

当第二冷却剂阀136被定位在第一位置240与第二位置244之间时，第二冷却剂阀136的第一腔室打开并且冷却剂通过第二冷却剂阀136流向座舱热交换器156。当第二冷却剂阀136被定位在第一位置240与第二位置244之间时，第二冷却剂阀136的第二腔室也打开并且冷却剂通过第二冷却剂阀136流向散热器热交换器160。

当第二冷却剂阀136被定位在第二位置244与第三位置248之间时，第二冷却剂阀136的第一腔室打开并且冷却剂通过第二冷却剂阀136流向座舱热交换器156。然而，当第二冷却剂阀136被定位在第二位置244与第三位置248之间时，第二冷却剂阀136的第二腔室被关闭并且第二冷却剂阀136堵塞至散热器热交换器160的冷却剂流。

当第二冷却剂阀136被定位在第三位置248与第四位置252之间时，第一腔室和第二腔室均被关闭。因此，第二冷却剂阀136堵塞至散热器热交换器160和座舱热交换器156的冷却剂流。

当第二冷却剂阀136被定位在第四位置252与第五位置256之间时，第二冷却剂阀136的第一腔室被关闭并且第二冷却剂阀136堵塞至座舱热交换器156的冷却剂流。然而，当第二冷却剂阀136被定位在第四位置252与第五位置256之间时，第二冷却剂阀136的第二腔室打开并且冷却剂通过第二冷却剂阀136流向散热器热交换器160。第二冷却剂阀136内的形状图示了来自第二冷却剂阀136的第一腔室和第二腔室的相对开口的示例。

第三冷却剂阀148接收来自IEM 140和涡轮增压器涡轮机144的冷却剂。第三冷却剂阀148调控所接收的冷却剂至变速器油热交换器116和发动机油热交换器112的流动。

第三冷却剂阀148可以包括多输入多输出阀，该多输入多输出阀包括两个或者更多个单独的腔室。所接收的冷却剂流向两个腔室。例如，第三冷却剂阀148可以包括旋转阀，该旋转阀具有壳体和在壳体内部的可旋转构件。旋转构件包括通道或者凹槽，该通道或者凹槽针对各个单独的腔室用于调控该腔室的一个或多个输出的流量。

在图1中还提供了第三冷却剂阀148的示例性平砌图，图示了向和从第三冷却剂阀148的冷却剂流。第三冷却剂阀148(可旋转构件)可以在两个端部位置260和264之间被致动。第三冷却剂阀148包括第一腔室(图1中的顶部)和第二腔室(图1中的底部)。

当第一腔室打开时，所接收的冷却剂从第一腔室流向变速器油热交换器116。当第二腔室打开时，所接收的冷却剂从第二腔室流向发动机油热交换器112。

当第三冷却剂阀148被定位在端部位置260与第一位置268之间时，第三冷却剂阀148的第一腔室被关闭并且第三冷却剂阀148堵塞至变速器油热交换器116的冷却剂流。然而，当第三冷却剂阀148被定位在端部位置260与第一位置268之间时，第三冷却剂阀148的第二腔室打开并且冷却剂通过第三冷却剂阀148流向发动机油热交换器112。

当第三冷却剂阀148被定位在第一位置268与第二位置272之间时，第三冷却剂阀148的第一腔室打开并且冷却剂通过第三冷却剂阀148流向变速器油热交换器116。当第三冷却剂阀148被定位在第一位置268与第二位置272之间时，第三冷却剂阀148的第二腔室也打开并且冷却剂通过第三冷却剂阀148流向发动机油热交换器112。

当第三冷却剂阀148被定位在第二位置272与第三位置276之间时，第三冷却剂阀148的第一腔室打开并且冷却剂通过第三冷却剂阀148流向变速器油热交换器116。然而，当第三冷却剂阀148被定位在第二位置272与第三位置276之间时，第三冷却剂阀148的第二腔室被关闭并且第三冷却剂阀148堵塞至发动机油热交换器112的冷却剂流。

第三冷却剂阀148还可以接收由冷却剂泵132输出的冷却剂。当第三冷却剂阀148被定位在第三位置276与第四位置280之间时，第三冷却剂阀148堵塞从IEM 140和涡轮增压器涡轮机144至发动机油热交换器112和变速器油热交换器116的冷却剂流。然而，当第三冷却剂阀148被定位在第三位置276与第四位置280之间时，由冷却剂泵132输出的冷却剂可以通过第三冷却剂阀148流向发动机油热交换器112和变速器油热交换器116。

当第三冷却剂阀148被定位在第四位置280与第五位置284之间时，第三冷却剂阀148的第一腔室打开并且冷却剂通过第三冷却剂阀148流向变速器油热交换器116。然而，当第三冷却剂阀148被定位在第四位置280与第五位置284之间时，第三冷却剂阀148的第二腔室被关闭并且第三冷却剂阀148堵塞至发动机油热交换器112的冷却剂流。

当第三冷却剂阀148被定位在端部位置264与第五位置284之间时，第三冷却剂阀148的第一腔室被关闭并且第三冷却剂阀148堵塞至变速器油热交换器116的冷却剂流。然而，当第三冷却剂阀148被定位在端部位置264与第五位置284之间时，第三冷却剂阀148的第二腔室在一些位置处打开并且冷却剂通过第三冷却剂阀148流向发动机油热交换器112。

第一冷却剂阀128、第二冷却剂阀136和第三冷却剂阀148可以被称为主动恒温阀。与在冷却剂温度大于和小于预定温度时分别自动地打开和关闭的被动恒温阀不同，主动恒温阀是电气地被致动。

座舱热交换器156将热量从流过座舱热交换器156的冷却剂传递至穿过座舱热交换器156的空气以便加温车辆的乘客舱。散热器热交换器160将热量从流过散热器热交换器160的冷却剂传递至穿过散热器热交换器160的空气以便冷却该冷却剂。经冷却的冷却剂可以用于冷却发动机102和其他车辆部件。

当发动机油冷却时，发动机油热交换器112可以将热量从流过发动机油热交换器112的冷却剂传递至发动机油。当发动机油温暖时，发动机油热交换器112可以将热量从发动机油传递至穿过发动机油热交换器112的空气和/或流过发动机油热交换器112的冷却剂。当变速器油冷却时，变速器油热交换器116可以将热量从流过变速器油热交换器116的冷却剂传递至变速器油。当变速器油温暖时，变速器油热交换器116可以将热量从变速器油传递至穿过变速器油热交换器116的空气和/或流过变速器油热交换器116的冷却剂。

第一冷却剂温度传感器164测量输入至第二冷却剂阀136的冷却剂的第一温度。缸体温度传感器168测量发动机104的缸体(金属)部分124的温度。头部温度传感器172测量发动机104的头部(金属)部分120的温度。可以应用头部压力传感器并且其测量发动机104的头部(金属)部分120中的冷却剂的压力。

发动机油温度传感器176测量诸如发动机油热交换器112内的发动机油的温度。变速器油温度传感器180测量诸如变速器油热交换器116内的变速器油的温度。

第二冷却剂温度传感器184测量从散热器热交换器160输出的冷却剂的第二温度。第三冷却剂温度传感器188测量输入至座舱热交换器156的冷却剂的第三温度。第四冷却剂温度传感器190测量从座舱热交换器156输出的冷却剂的第四温度。第五冷却剂温度传感器194测量从冷却剂泵132输出的冷却剂和输入至头部部分120、缸体部分124、IEM 140和涡轮增压器涡轮机144的冷却剂的第五温度。

还可以应用一个或多个其他传感器，诸如，一个或多个其他冷却剂温度传感器、曲轴位置传感器、质量空气流率(MAF)传感器、歧管绝对压力(MAP)传感器、以及/或者一个或多个其他合适的车辆传感器。

冷却剂温度传感器164-194可以将指示相应量度的信号提供至冷却剂控制模块300。至少部分地基于由冷却剂温度传感器164-194提供的一个或多个量度，冷却剂控制模块300控制冷却剂泵132的速度、第一冷却剂阀128的位置、第二冷却剂阀136的位置、以及第三冷却剂阀148的位置。尽管示出了在ECM108内实施的冷却剂控制模块300的示例，但冷却剂控制模块300也可以在另一模块内或者独自地进行实施。

冷却剂区域的示例包括：发动机104的头部部分120、发动机104的缸体部分124、IEM140、涡轮增压器涡轮机144、座舱热交换器156、散热器热交换器160、发动机油热交换器112、以及变速器油热交换器116。尽管提供了这些示例性区域，但也可以考虑到附加冷却剂区域。

参照图2、图3A和图3B，呈现了冷却剂控制模块300的示例性实施方案的和包括第一搜索区域408的预选命令范围404的示例的功能框图。冷却剂控制模块300包括流动反演模块304和流动控制模块324。流动反演模块304包括冷却剂请求模块322、搜索模块344、向前流动模块348、以及成本计算模块352。冷却剂请求模块322生成多个区域流动请求320。区域流动请求320可以是由关于从多个冷却剂温度传感器164-194接收到的冷却剂温度信号的闭合环路计算得出。区域流动请求320也可以被映射作为多个输入的函数或者可以来自其他控制模块。这些区域流动请求320中的每一个与冷却剂系统的相应区域相对应。

搜索模块344从冷却剂请求模块322接收多个区域流动请求320。响应于接收到多个区域流动请求320，搜索模块344从致动器的数量、多个区域流动请求320、阀约束312和泵约束316开始生成第一搜索区域408。阀约束312可以包括当前阀位置、阀的位置的最大变化、以及/或者其他合适的信息。泵约束316可以包括泵的当前速度(以每分钟转数(RPM)计)、泵的RPM的最大变化、以及/或者其他合适的信息。

用于车辆的冷却剂控制系统控制发动机冷却剂在冷却系统的各个部件(诸如，散热器、发动机油冷却器、变速器油冷却器、以及座舱热交换器)之间的流动。通过调节多个冷却剂阀中的一个或多个的位置并且通过凭借相应致动器调节冷却剂泵的速度来控制发动机冷却剂流。当发动机冷却剂被冷却至期望温度时，使发动机冷却剂再循环返回通过冷却系统。

第一搜索区域408的中心点412是基于阀128、136和148的先前位置以及泵132的先前速度。阀128、136、148的先前位置和泵132的先前速度是从闭合环路的阀位置反馈和泵速度反馈获得。在确定了第一搜索区域408的中心点412之后，搜索模块344然后添加或者减去阀128、136和148在预定时期期间的最大位置变化以及/或者冷却剂泵132在预定时期期间的最大每分钟转数(RPM)变化以便确定第一搜索区域408的多个极限(即，多个致动器中的每个致动器的最小值和最大值)。预定时期可以是任何时期。例如，预定时期可以被设定为十分之一秒(100ms)。

使用阀约束312和泵约束316，针对每个致动器计算出三个可能的未来命令。所计算出的三个可能的未来命令是当前命令、最大命令和最小命令。当前命令是紧接在区域流动请求320之前对于致动器的先前命令。最大命令是当前命令加上致动器在预定时期期间的最大位置变化。最小命令是当前命令减去致动器在预定时期期间的最大位置变化。每个致动器的最大命令和最小命令限定出第一搜索区域408的多个极限。例如，如果座舱加热器阀先前处于X度的位置处并且座舱加热器阀在预定时期内的最大位置变化为Y度，则搜索区域344将为座舱加热器阀生成三个可能的位置：X、X-Y和X+Y。多个关键点412和510-524中的每个关键点代表可能的未来致动器命令的独特组合。

图3A示出了由搜索模块344生成的第一搜索区域408的示例。中心点412与阀128、136和148的先前位置和泵132的先前速度相对应。在图3A中，第一搜索区域408的多个极限分别与致动器1和2的最小致动器命令和最大致动器命令相对应。在图3A中，第一搜索区域408的多个极限处于预选命令区域404的多个极限内。预选命令区域404代表用于阀128、136和148的限定出阀128、136和148的为了实现期望任务的可操作范围(例如，以度计)的面积。例如，对于发动机油加温模式，第三冷却剂阀148可以具有0度至25度的范围。在另一示例中，对于变速器油加温模式，第三冷却剂阀148可以具有25度至50度的范围。阀128、136和148的开口度可以取决于阀的类型发生变化。示例列表并不意在是详尽的并且仅仅被提供用于图示性目的。

图3B示出了第一搜索区域408的示例。在确定第一搜索区域408的多个极限416中的至少一个超过预选命令区域404的多个极限中的至少一个时，搜索模块344删节第一搜索区域408的超过预选命令区域404的多个极限的的多个极限416。在该示例中，第一搜索区域408的多个极限416超过预选命令区域404的多个极限。因此，第一搜索区域408的多个极限416被删节(即，相应致动器的最大命令和最小命令被删节)。第一搜索区域408的经删节极限由预选命令区域404的被超过的多个极限取代。响应于确定第一搜索区域408的极限已经被删节，搜索模块344确定第二中心点，该第二中心点处于经删节的第一搜索区域408的中间。

返回参照图2，向前流动模块348确定第一搜索区域408的多个关键点。第一搜索区域408的多个关键点是使用如下关系来计算：

关键点的数量＝3^x(方程式1)，

其中，x是致动器的总数量。例如，如果存在两个致动器，则关键点的数量可以为九。在另一示例中，如果存在三个致动器，则关键点的数量可以为二十七。

第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的每个关键点代表用于冷却剂系统的多个致动器中的每个致动器的命令的独特组合。用于第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的每个关键点的命令可以代表阀128、136和148的开口度的独特组合或者阀128、136和148的流率和泵312的速度(以RPM计)的唯一值的独特组合。

现在参照图4A，示出了第一搜索区域408的示例。在该示例中，针对具有两个致动器的系统生成了第一搜索区域408。第一搜索区域408包括遵循先前描述的规则计算出的九个独特关键点412和510-524。向前流动模块348计算与多个关键点412和510-524中的每个关键点相关联的流率。

返回参照图2，在向前流动模块348已经计算出用于第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的每个关键点的命令的独特组合之后，成本计算模块352使用如下公式来计算多个关键点412和510-524中的每个关键点的每个区域流动请求(即，针对每个命令的每个流率)的绝对归一化误差：

其中，区域流动绝对归一化误差是无单位量度，MZF是最大区域流率，RZF是所请求的区域流率，并且PZF是点区域流率。在计算出了每个归一化误差之后，成本计算模块352在考虑到每个区域流动请求320的优先级的情况下计算每个关键点的总成本。优先级是基于将流动划分为三个类别来限定：受控流动约束、软流动约束(例如，座舱加热)、硬流动约束(例如，低压排气再循环)。此外，搜索区域的某些部分可以被定义为不可用。例如，如果基础区域流率为30升/分钟，座舱加热请求流率为10升/分钟，并且第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的一个关键点可以给座舱加热区域提供7升/分钟的流率，则区域流动绝对归一化误差将为0.10。

对于受控流动约束，成本等于区域流动绝对归一化误差。对于软流动约束，成本在冷却剂区域欠流时被设定为等于区域流动绝对归一化误差并且在冷却剂区域溢流时被设定为等于零。对于硬流动约束，例如，成本在冷却剂区域欠流时等于区域流动绝对归一化误差的1000倍并且在冷却剂区域溢流时等于零。推导出预定公式以便使得硬流动约束被给定比软流动约束更高的优先级。对于第一搜索区域408的被看作是不可用的部分，成本被认为是无穷大。当区域接收到少于冷却剂请求模块322针对该区域请求的冷却剂时，认为冷却剂区域欠流。当区域接收到多于冷却剂请求模块322针对该区域请求的冷却剂时，认为冷却剂区域溢流。

图4A示出了第一搜索区域408内的第二搜索区域504的示例。在成本计算模块352计算出第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的每个关键点的总成本之后，成本计算模块352将确定第一搜索区域408的获胜关键点。获胜关键点代表第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的与最低总成本相关联的关键点。

在图4A中，多个关键点412和510-524中的获胜关键点与中心点412相对应。然而，获胜关键点可以是第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的任何关键点。响应于确定多个关键点412和510-524中的获胜关键点，搜索模块344在获胜关键点周围生成第二搜索区域504。第二搜索区域504的多个极限是通过如下来确定：

其中，A1代表致动器1，A2代表致动器2，Ax代表致动器x，A1MAX代表在第一搜索区域408中用于致动器1的最大命令，A1MIN代表在第一搜索区域408中用于致动器1的最小命令，A2MAX代表在第一搜索区域408中用于致动器2的最大命令，A2MIN代表在第一搜索区域408中用于致动器2的最小命令，AxMAX代表在第一搜索区域408中用于致动器x的最大命令，并且AxMIN代表在第一搜索区域408中用于致动器x的最小命令。例如，如果使用了具有两个致动器的系统，则第二搜索区域502可以等于用于第一搜索区域408的相应阀128、136和148的极限的大小的四分之一。

在图4A中，第二搜索区域504的多个极限处于第一搜索区域408的多个极限内。在另一示例图4B中，第二搜索区域504的多个极限超过第一搜索区域408的多个极限。响应于第二搜索区域504的多个极限中的至少一个超过第一搜索区域408的多个极限中的至少一个的确定，使第二搜索区域504移位以便使得第二搜索区域504的多个极限处于第一搜索区域408的多个极限内。从图4B，使第二搜索区域504移位并且变为经移位的第二搜索区域576。响应于经移位的第二搜索区域576被移位，生成与经移位的第二搜索区域576的中间的位置相对应的第三中心点。该过程可以被重复以生成第三区域、第四区域等，直到已经执行了预定最大迭代次数或者已经达到预定成本阈值。

返回参照图2，流动反演模块304生成到达流动控制模块324的与最终搜索区域的最终获胜关键点相关联的命令。最终搜索区域的最终获胜关键点指与最低成本相关联的关键点或者与预定最大迭代次数中最后一次迭代相关联的关键点。流动控制模块324基于由流动反演模块304生成的命令来控制致动器。流动控制模块324包括阀控制模块372，阀控制模块372控制第一冷却剂阀128、第二冷却剂阀136、以及第三冷却剂阀148。响应于流动控制模块324接收到命令，阀控制模块372致动第一冷却剂阀128、第二冷却剂阀136和第三冷却剂阀148以便满足与最终搜索区域的最终获胜关键点相关联的命令所要求的阀128、136和148的开口度和/或区域流动请求320流率。流动控制模块324还包括泵控制模块364，泵控制模块364控制冷却剂泵132。泵控制模块364致动冷却剂泵132以便满足与最终搜索区域的最终获胜关键点相关联的命令所要求的冷却剂泵132的速度。

参照图5，示出了用于响应于接收到区域流动请求320而控制冷却剂系统的致动器的方法600。方法600可以由冷却剂控制模块300、流动反演模块304、流动控制模块324、其组合执行。在604处，冷却剂请求模块322基于从多个冷却剂温度传感器164-194接收到的冷却剂温度信号来生成冷却剂的多个区域流动请求320中的至少一个。区域流动请求320可以是由关于从多个冷却剂温度传感器164-194接收到的冷却剂温度信号的闭合环路计算得出。区域流动请求320也可以被映射作为多个输入的函数或者可以来自其他控制模块。

在608处，搜索模块344基于中心点412生成第一搜索区域408。在612处，搜索模块344确定第一搜索区域408的多个极限(即，多个致动器中的每个致动器的最大值和最小值)是否处于预选命令区域404的多个极限内。搜索模块344可以通过将第一搜索区域408的多个极限与预选命令区域404的多个极限作比较来确定第一搜索区域408的多个极限是否处于预选命令区域404的多个极限内。响应于第一搜索区域408的多个极限中的至少一个超过预选命令区域404的多个极限中的至少一个的确定，搜索模块344确定第一搜索区域408并未处于预选命令区域404的多个极限内。如果612为真，则方法600在620处继续。如果612为假，则方法600在616处继续。

在616处，搜索模块344删节第一搜索区域408。第一搜索区域408被删节以便使得第一搜索区域408的超过预选命令区域404的多个极限的多个极限416由预选命令区域404的被超过的多个极限取代，并且方法600在620处继续。

在620处，向前流动模块348使用方程式1来确定第一搜索区域408中的关键点的数量。在620处，向前流动模块348还确定与多个关键点412和510-524中的每个关键点的每个区域以及在第一搜索区域408内放置多个关键点412和510-524的地点相关联的致动器命令的独特组合以便确保均匀分布。

在620处，向前流动模块348确定用于第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的每个关键点的每个区域的流率。在624处，成本计算模块352使用方程式2来计算第一搜索区域408中的多个关键点412和510-524中的各个关键点的总成本。在628处，成本计算模块352确定第一搜索区域408的获胜关键点。在632处，成本计算模块352确定获胜关键点是否处于预定阈值内。如果为假，则方法600在634处继续。如果为真，则流动反演模块304将命令发送至流动控制模块324并且方法600可以结束。尽管图5被示出为结束，但图5可以图示可以被重复的一个控制环路。在634处，流动反演模块304确定是否已经执行了预定最大迭代次数。如果为假，则控制可以在636处继续。如果为真，则流动反演模块304将命令发送至流动控制模块324并且方法600可以结束。

在636处，搜索模块344基于第一搜索区域408(例如，使用方程式3.1-3.3)来计算第二搜索区域504并且方法600在640处继续。在640处，搜索模块344确定第二搜索区域504的多个极限是否处于第一搜索模块408的多个极限内。如果为真，则方法600在620处继续。如果为假，则方法600在644处继续。

在644处，搜索模块344使第二搜索区域504移位以便使得经移位的第二搜索区域576的多个极限处于第一搜索区域408的多个极限内。在第二搜索区域504已经移位之后，方法600在620处继续。尽管在第一搜索区域408和第二搜索区域504的语境中对方法600进行了解释，但相同的方法600可以继续进行直到已经执行了预定最大迭代次数。步骤620-644代表直到满足了控制条件632或者634时所执行的连续控制环路。

前述实施例描述已经被提供用于图示和描述的目的。其并不意在是详尽的或者限制本公开。特定实施例的单个元件或者特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下可互换并且可以用在选择实施例中，尽管并未明确地示出或者描述。其也可以按照许多方式发生变化。这些变化并不被看作是对本公开的背离，并且所有这些修改都意在被包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种冷却剂控制系统，所述冷却剂控制系统包括：

流动反演模块，所述流动反演模块：

基于多个冷却剂温度传感器来生成用于发动机冷却剂的多个区域流动请求中的一个，其中，各个所述区域流动请求与冷却剂系统的相应区域相对应；

响应于接收到用于发动机冷却剂的所述多个区域流动请求而生成第一搜索区域，其中，所述第一搜索区域基于一个或多个阀的先前位置和最大位置变化，以及一个或多个泵的先前每分钟转数和最大每分钟转数变化得到；

确定用于所述第一搜索区域的多个关键点；

确定用于所述第一搜索区域中的所述多个关键点中的每个关键点的命令的独特组合，其中，所述命令的独特组合包括用于所述冷却剂系统的多个致动器中的每个致动器的致动器命令；

确定与用于所述多个关键点中的每个关键点的每个命令相关联的流率；

计算所述第一搜索区域中的所述多个关键点中的每个关键点的总成本，其中，所述总成本是使用所述第一搜索区域中的所述多个关键点中的每个关键点的每个命令的每个流率的绝对归一化误差

来计算，其中，MZF是最大区域流率，RZF是所请求的区域流率，并且PZF是点区域流率；

确定所述第一搜索区域中与所述多个关键点中的最低总成本相关联的第一获胜关键点；以及

生成关于所述第一获胜关键点的命令；以及

流动控制模块，所述流动控制模块基于由所述流动反演模块生成的关于第一获胜关键点的所述命令来控制所述多个致动器。

2.根据权利要求1所述的冷却剂控制系统，其中，响应于第一搜索区域的多个极限中的至少一个超过预选命令区域的多个极限中的至少一个的第一确定而删节所述第一搜索区域的一个或多个极限，其中，预选命令区域限定一个或多个阀用于实现期望任务的可操作范围的面积。

3.根据权利要求2所述的冷却剂控制系统，其中，响应于所述第一获胜关键点未处于预定成本阈值内且还未执行最大迭代次数的第二确定而生成第二搜索区域。

4.根据权利要求3所述的冷却剂控制系统，其中，响应于所述第二搜索区域的所述多个极限中的至少一个超过所述第一搜索区域的所述多个极限中的至少一个的第三确定而使所述第二搜索区域移位以便使得所述第二搜索区域的所述多个极限处于所述第一搜索区域的所述多个极限内。

5.根据权利要求1所述的冷却剂控制系统，其中：

所述第一搜索区域中的所述多个关键点的数量是基于所述冷却剂系统的已经请求了发动机冷却剂的致动器的数量和基于所述多个区域流动请求中的至少一个，以及

第一搜索区域的多个极限是基于多个阀约束和泵约束，其中，

所述多个阀约束中的至少一个与多个冷却剂阀中的至少一个的位置在预定时期期间的最大变化相对应，

所述泵约束与冷却剂泵的速度在所述预定时期期间的第二最大变化相对应。

6.根据权利要求5所述的冷却剂控制系统，其中：

所述区域流动请求是由关于从所述多个冷却剂温度传感器接收到的冷却剂温度信号的闭合环路计算得出和被映射作为多个输入的函数中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的冷却剂控制系统，其中，所述流动控制模块包括用于控制冷却剂泵的速度的泵控制模块。

8.根据权利要求7所述的冷却剂控制系统，其中，关于第一获胜关键点的所述命令包括调节所述冷却剂泵的所述速度。

9.根据权利要求1所述的冷却剂控制系统，其中，所述流动控制模块包括用于控制多个冷却剂阀中的至少一个的阀控制模块。

10.根据权利要求9所述的冷却剂控制系统，其中，关于第一获胜关键点的所述命令包括调节与所述多个冷却剂阀中的至少一个相关联的位置。

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