CN111441858A - 用于车辆中的热管理的方法和系统 - Google Patents

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CN111441858A CN202010036511.4A CN202010036511A CN111441858A CN 111441858 A CN111441858 A CN 111441858A CN 202010036511 A CN202010036511 A CN 202010036511A CN 111441858 A CN111441858 A CN 111441858A
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萨克西施·萨塔西瓦姆
阿施施·奈杜
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Abstract

本公开提供“用于车辆中的热管理的方法和系统”。提供了用于提供车辆部件的热管理的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括使用指示车辆行程的估计的冷却剂温度的预测数据和指示所述车辆行程的动态状况的测量数据，经由热交换器在不同的冷却剂系统之间交换热量。

Description

用于车辆中的热管理的方法和系统
技术领域
本描述总体上涉及用于控制车辆发动机以管理车辆部件之间的热交换的方法和系统。
背景技术
车辆系统包括用于在发动机和/或车辆系统部件与相关联的冷却剂介质(例如，空气或液体)之间交换热量的各种冷却剂系统。冷却剂系统可以用于加热部件或冷却部件，以便在车辆操作期间达到部件的最佳操作温度。车辆中的热管理通常是反应性的，其中基于关于待加热/待冷却的部件的温度的感测数据来调整冷却剂流量和/或热交换。此外，冷却剂通常被锁定到给定的冷却剂系统，使得冷却剂被相关联的冷却剂系统的部件加热/冷却。
然而，本文的发明人已经认识到上述用于车辆中的热管理的方法的潜在问题。作为一个示例，仅基于部件的当前温度的反应性热管理可能导致延迟达到最佳温度，这可能导致操作低效和/或部件的磨损增加。作为另一个示例，在一些冷却剂系统中，单独控制冷却剂系统可能导致产生多余的热量，所述多余的热量被排放到大气，而其他冷却剂系统则在努力升温。
发明内容
在一个示例中，可以通过一种用于控制车辆的发动机系统中的热交换器的方法来解决上述问题，所述方法包括基于估计的冷却剂温度模型和车辆的一个或多个动态状况来控制冷却剂从第一冷却剂系统和第二冷却剂系统中的每一者流过热交换器的流量。作为一个示例，来自电池冷却剂系统和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统的冷却剂可以被选择性地引导到热交换器，以被来自发动机冷却剂系统的也被引导到热交换器的冷却剂加热或冷却。以这种方式，来自不同系统的冷却剂可以用于通过基于预测的和测量的状况进行控制的集中式热交换器调整彼此的温度，从而减少浪费的多余热量并减少冷却剂系统中达到理想冷却剂温度的延迟。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题并不限于解决以上或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示意性地示出了车辆的内燃发动机的气缸。
图2示意性地示出了包括多个冷却剂系统的发动机系统，每个冷却剂系统均联接到热交换器。
图3示出了用于控制车辆的冷却剂系统之间的热交换的方法。
图4示出了曲线图，其示出了在应用用于基于预测的和/或测量的车辆行程参数将热量从电池冷却剂系统和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统提供到发动机冷却剂系统的热管理策略期间发动机的发动机操作参数。
图5示出了曲线图，其示出了在应用用于基于预测的和/或测量的车辆行程参数将热量从发动机冷却剂系统提供到电池冷却剂系统和/或ISC冷却剂系统的热管理策略期间发动机的发动机操作参数。
具体实施方式
以下描述涉及用于使用集中式热交换器控制车辆中的热管理的系统和方法，所述集中式热交换器被配置成基于在车辆行程期间对不同冷却剂系统的冷却剂温度的估计来在车辆的不同冷却剂系统之间交换热量。诸如图1所示的车辆之类的车辆可以包括多个冷却剂系统，如图2所示。来自不同冷却剂系统的冷却剂可以根据如图3中所述的热管理时间表被引导到集中式热交换器。在一些示例中，如图4所示，来自电池和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统的冷却剂可以用于加热来自发动机冷却剂系统的冷却剂，以便在发动机起动之前先行使发动机升温。在其他示例中，如图5所示，来自发动机冷却剂系统的冷却剂可以用于加热来自电池和/或ISC冷却剂系统的冷却剂，以便快速地将电子部件的温度升高到理想的操作温度(例如，以提高电子部件的操作效率和/或降低电池的放电速率)。如图3-图5中进一步所示，系统之间的热交换的控制可以基于预测模型和动态感测的数据，以便减少调整温度以实现最佳工况的延迟。
图1描绘了车辆5的内燃发动机10的燃烧室或气缸的示例。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及通过车辆操作员130经由输入装置132的输入来控制。在该示例中，输入装置132包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，活塞138定位在其中。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统联接到乘用车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
气缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了气缸14之外，进气通道146还可以与发动机10的其他气缸连通。在由图1所示的示例中，车辆5包括电动涡轮增压器159。电动涡轮增压器159被配置成将压缩进气输送到车辆5的气缸中的每一个(例如，气缸14)。图1示出了发动机10，其被配置有布置在进气道142和144之间的电动涡轮增压器159的压缩机174，以及沿着排气道148布置的电动涡轮增压器159的排气涡轮176。在发动机10操作(例如，发动机10打开，并且燃料和空气在发动机10的气缸中的一个或多个内燃烧)的状况期间，压缩机174可以至少部分地通过排气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在一些示例中，可以可选地省略排气涡轮176，并且压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。如本文所提到的，电动涡轮增压器(例如，电动涡轮增压器159)至少包括被配置成将压缩空气输送到发动机气缸的压缩机以及被配置成驱动(例如，转动)压缩机的电动马达(例如，电动马达175)。电动涡轮增压器还可以包括涡轮(例如，排气涡轮176)，所述涡轮被配置成由流出发动机10的排气来驱动。
电动涡轮增压器159包括联接到压缩机174的电动马达175。压缩机174在本文可以称为电驱动空气压缩机。电动马达175可以由控制器12选择性地激励以便转动压缩机174并将压缩进气输送到发动机10的气缸(例如，气缸14)。例如，控制器12可以响应于发动机起动请求(例如，在发动机起动请求期间，当发动机10关闭并且在发动机气缸中不燃烧燃料/空气时)，而激励电动马达175，以便在发动机气缸内不燃烧燃料/空气的情况下，将压缩空气输送到发动机气缸以移动设置在气缸内的活塞(例如，活塞138)并使发动机10的曲轴140旋转。在经由压缩空气移动活塞之后，然后可以向发动机气缸中的一个或多个提供燃料(例如，经由燃料喷射器166和/或燃料喷射器170提供汽油、柴油等)并且可以在一个或多个发动机气缸内引发火花(例如，经由火花塞192)以在发动机气缸内燃烧燃料/空气并起动发动机10。
包括节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气道设置，以用于改变提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如，节气门162可以定位在压缩机174的下游，如图1所示，或者可替代地，可以设置在压缩机174的上游。
除了气缸14之外，排气道148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器128被示出为联接到排放控制装置178上游的排气道148。例如，传感器128可以从用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器中选择，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如图所描绘)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14示出为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个气缸(包括气缸14)可以包括位于气缸上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以由控制器12经由致动器152来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由致动器154来控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号，以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由相应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电动气门致动型或凸轮致动型或其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时，或者可以使用可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时中的任一者。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。例如，气缸14可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制。
气缸14可以具有压缩比，所述压缩比是在活塞138位于下止点处与上止点处的体积比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在其中使用不同燃料的一些示例中，可以增大压缩比。例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高的气化潜焓的燃料时可能会出现这种情况。如果使用直接喷射，那么由于直接喷射对发动机爆震的影响，也可能会增加压缩比。
在一些示例中，发动机10的每个气缸可以包括用于引发燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞192，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过喷射燃料来启动燃烧的情况下，正如一些柴油发动机的情况一样。
在一些示例中，发动机10的每个气缸可以配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，气缸14被示出为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以被配置成输送从燃料系统8接收的燃料。如参考图2和图3详细描述的，燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示出为直接联接到气缸14，用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地直接向气缸中喷射燃料。以此方式，燃料喷射器166向燃烧气缸14中提供所谓的燃料直接喷射(在下文中称为“DI”)。虽然图1示出了被定位到气缸14一侧的喷射器166，但喷射器166可以替代地位于活塞的顶部，诸如接近火花塞192的位置。当以醇基燃料使发动机操作时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，这种位置可以改善混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于顶部并接近进气门以改善混合。可以经由高压燃料泵和燃料轨将燃料从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
在向气缸14上游的进气道中提供所谓的燃料进气道喷射(在下文中称为“PFI”)的配置中，燃料喷射器170被示出为布置在进气道146中，而不是气缸14中。燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收到的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收到的燃料。应注意，可以将单个驱动器168或171用于两个燃料喷射系统，或者可以使用多个驱动器，例如，用于燃料喷射器166的驱动器168以及用于燃料喷射器170的驱动器171，如所描绘。
在替代性示例中，燃料喷射器166和170中的每一者可以被配置为用于将燃料直接喷射到气缸14中的直接燃料喷射器。在再一示例中，燃料喷射器166和170中的每一者可以被配置为用于在进气门150的上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。在其他示例中，气缸14可以仅包括单个燃料喷射器，所述单个燃料喷射器被配置成以不同的相对量从燃料系统接收不同的燃料作为燃料混合物，并且还被配置成作为直接燃料喷射器将此燃料混合物直接喷射到气缸中或者作为进气道燃料喷射器在进气门的上游喷射此燃料混合物。如此，应当理解，本文所描述的燃料系统不应受到本文通过举例描述的特定燃料喷射器配置的限制。
在气缸的单个循环期间，燃料可以通过这两个喷射器输送到气缸。例如，每个喷射器可以输送在气缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外，从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随着工况而变化，所述工况诸如是诸如在下文描述的发动机负荷、爆震和排气温度。可以在打开进气门事件、关闭进气门事件(例如，基本上在进气冲程之前)期间以及在打开和关闭进气门操作期间输送进气道喷射的燃料。类似地，例如，可以在进气冲程期间以及部分在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间并且部分在压缩冲程期间输送直接喷射的燃料。因此，甚至对于单个燃烧事件，可以在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射所喷射的燃料。此外，对于单个燃烧事件，可以在每个循环执行所输送的燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当组合期间执行所述多次喷射。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些包括大小不同，例如，一个喷射器可以具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其他差异包括但不限于：不同的喷洒角度、不同的操作温度、不同的指向、不同的喷射正时、不同的喷洒特性、不同的位置等。另外，依据所喷射的燃料在喷射器170和166之间的分配比率，可以实现不同的效果。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同的燃料质量和不同的燃料成分的燃料。所述差异可以包括不同的醇含量、不同的水分、不同的辛烷、不同的气化热、不同的燃料掺混和/或其组合等。具有不同的气化热的燃料的一个示例可以包括汽油作为具有较低的气化热的第一燃料类型和乙醇作为具有较大的气化热的第二燃料类型。在另一示例中，发动机可以使用汽油作为第一燃料类型并且使用含有醇的燃料掺混物(诸如E85(其为大约85％的乙醇和15％的汽油)或M85(其为大约85％的甲醇和15％的汽油))作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。
在再一示例中，这两种燃料可以是具有不同醇成分的醇掺混物，其中第一燃料类型可以是具有较低浓度的醇的汽油醇掺混物，诸如E10(大约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高浓度的醇的汽油醇掺混物，诸如E85(大约85％乙醇)。另外，第一燃料和第二燃料在其他燃料质量方面也可能不同，诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。此外，一个或两个燃料箱的燃料特性可能经常变化，例如由于燃料箱加注的每日变化。
控制器12在图1中被示出为微计算机，所述微计算机包括：微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示出为用于存储可执行指令的非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。除先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的歧管绝对压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP来生成。可以使用来自岐管压力传感器的岐管压力信号MAP来提供进气岐管中的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度。来自其他冷却剂系统的冷却剂温度也可以在控制器12处接收。
控制器12接收来自图1的各种传感器的信号并且采用图1的各种致动器，以基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，调整车辆的一个或多个冷却剂系统中的冷却剂的温度可以包括调整与冷却剂系统之间的集中式热交换器相关联的一个或多个致动器(例如，其中致动器控制阀基于阀的对应位置来允许或阻止冷却剂流到集中式热交换器)以控制车辆5的冷却剂系统之间的热交换。下面参考图3-图5描述其他示例。
如上所描述，图1仅示出多缸发动机的一个气缸。如此，每个气缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解，发动机10可以包括任何合适数量的气缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。另外，这些气缸中的每一个可以包括通过图1参考气缸14描述和描绘的各种部件的一些或全部。
在一些示例中，车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规的车辆，或仅具有电机的电动车辆。在所示示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，并且第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器，以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开连接，和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开连接。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式配置，包括如并联、串联或串并联混合动力车辆。
电机52从牵引电池58接收电力以向车轮55提供扭矩。电机52还可以作为发电机进行操作，以例如在制动操作期间提供电力以对电池58充电。下面关于图2描述可以包括在混合动力电动车辆中的附加示例性部件。
图2示出了用于车辆200的示例性系统，其包括电池冷却剂系统202、发动机冷却剂系统204和逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统206。车辆200还包括混合动力传动系统控制模块(HPCM)208，所述混合动力传动系统控制模块208示意性地示出为在车辆系统202、204和206的外部，但是在一些示例中可以包括在ISC冷却剂系统206或另一车辆系统中。车辆200可以是图1的车辆5的示例，并且可以包括上面关于图1描述的车辆部件中的一个或多个。
电池冷却剂系统202包括电池210(例如，高压电池)，电池210可以包括单个电池或电池阵列/电池组/多个电池，并且可以被配置成用作用于为车辆200的电气部件(例如，电动马达、电气电路、交流发电机等)供电的电压源。冷却剂(例如液体冷却剂，诸如水或水混合物)从电池210周围的冷却剂通道流到三通阀212，所述三通阀212将冷却剂引导到电池低温散热器214和/或电池冷却器216。例如，三通阀212可以是可致动的(例如，经由车辆的控制器)以：在处于第一操作位置时将所有冷却剂流引导到电池低温散热器214(例如，绕过电池冷却器216或以其他方式不将冷却剂提供到电池冷却器216)，在处于第二操作位置时将所有冷却剂流引导到电池冷却器216(例如，绕过电池低温散热器214或以其他方式不将冷却剂提供到电池低温散热器214)，并且在处于第三操作位置时将冷却剂流的部分同时引导到电池低温散热器214和电池冷却器216中的每一者。
电池低温散热器214可以包括用于在进入散热器的冷却剂与车辆200的大气之间交换热量的热交换器。例如，低温散热器214可以将热量从进入散热器的冷却剂传递到大气，从而冷却流过散热器的冷却剂。电池冷却器216可以包括热交换器，所述热交换器在进入散热器的冷却剂与另一种介质(例如，另一种液体)之间交换热量。在一些示例中，基于静态状况(例如，散热器/冷却器的大小/结构)和/或动态状况(例如，环境温度)，低温散热器214和电池冷却器216可以具有不同的热交换性质和/或能力(例如，可以提供进入散热器/冷却器的冷却剂相对于离开散热器/冷却器的冷却剂的不同温度差异)。因此，可以控制三通阀212以将相应量的冷却剂流引导到电池低温散热器214和电池冷却器216中的每一者，从而维持离开散热器和冷却器的组合冷却剂流的目标温度或目标温度范围。可以选择目标温度和/或目标温度范围以匹配用于电池210的操作的理想温度或温度范围。离开电池低温散热器214和电池冷却器216的冷却剂流可以彼此混合，并且可选地(例如，基于电池冷却剂系统中的冷却剂的压力水平)与来自脱气瓶218的冷却剂混合。脱气瓶218可以用作冷却剂贮存器并且可以对系统中的冷却剂流体除气。混合的冷却剂流可以被引导到泵220(例如，电动水泵)以被泵送回电池210的冷却剂通道。
发动机冷却剂系统204包括发动机222，发动机222可以包括用于为操作车辆200提供动力的内燃发动机。冷却剂(例如液体冷却剂，诸如水或水混合物)从发动机222周围的冷却剂通道流到发动机高温散热器224、恒温器226和EGR冷却器228。发动机高温散热器224可以包括用于在进入散热器的冷却剂与车辆200的大气之间交换热量的热交换器。例如，高温散热器224可以将热量从进入散热器的冷却剂传递到大气，从而冷却流过散热器的冷却剂。
离开高温散热器224的冷却剂可以被提供给恒温器226。以这种方式，恒温器可能能够基于从发动机222和发动机高温散热器224进入的冷却剂的温度来控制冷却剂流向泵230(例如，电动水泵)的流量。例如，恒温器可以控制来自发动机222和发动机高温散热器224中的每一者的被传递到泵230的冷却剂的量，以实现传递到泵230的冷却剂的目标温度。在说明性示例中，来自发动机222的冷却剂可以比来自发动机高温散热器224的冷却剂更热。因此，当将升高冷却剂温度时，恒温器可以从发动机222传递比从高温散热器224传递更多的冷却剂，并且当将降低冷却剂温度时，恒温器可以从高温散热器224传递比从发动机222传递更多的冷却剂。
EGR冷却器228可以包括热交换器，所述热交换器被配置成在排气被重新引入到车辆中的气缸之前和/或在排放物被传递到大气之前，在来自车辆(例如，在EGR系统中)的再循环排气和/或NOx和来自发动机冷却剂系统204的冷却剂之间交换热量(例如，冷却)。离开EGR冷却器228的冷却剂通常可以相对于进入EGR冷却器的冷却剂被加热。离开EGR冷却器228的冷却剂被引导到脱气瓶232并被引导到泵234(例如，电动水泵)上游的冷却剂管线。脱气瓶232可以类似于电池冷却剂系统202的脱气瓶218操作，并且可以用作冷却剂贮存器并且可以对系统中的冷却剂流体除气。脱气瓶232可以将脱气的冷却剂供应回到泵230上游的发动机冷却剂系统204中。
从EGR冷却器228接收(例如，经加热的)冷却剂的泵234可以是用于即时加热冷却剂回路的泵，所述即时加热冷却剂回路包括正温度系数(PTC)加热器236和加热器芯体238。可以将冷却剂从泵234泵送到PTC加热器236，以便进一步加热冷却剂。PTC加热器236可以用作补充(例如，电动)加热器以向车辆200的车厢提供热量。例如，PTC加热器236可能能够在起动事件之后(例如，在发动机222被升温之前)，比发动机222更快地加热冷却剂。来自PTC加热器236的经加热的冷却剂被引导到加热器芯体238，加热器芯体238可以包括散热器或类似散热器的装置，所述散热器或类似散热器的装置被配置成在经加热的冷却剂和车厢中的空气之间交换热量。例如，加热器芯体238可以包括：冷却剂流过的一系列卷曲管；以及多个散热片，其增加用于将热量从管中的冷却剂传递到(例如，通过作为车厢暖通空调系统的一部分的风扇)被迫经过散热片流向通向车辆200的车厢的通风孔的空气的表面积。
离开加热器芯体238的冷却剂(例如，其通常可能由于热量从冷却剂传递到车厢空气而比进入加热器芯体的冷却剂更冷)被提供给如图2所示处于默认打开位置的三通阀240，在所述默认打开位置，冷却剂从加热器芯体238引导回到泵234(与离开EGR冷却器228的冷却剂混合)以再循环回到PTC加热器236以及到泵230(与来自脱气瓶232和来自恒温器226的冷却剂混合)以再循环回到发动机222。三通阀240可以致动(例如，经由控制器)到不同的位置，其分别将冷却剂从加热器芯体238引导到旁通泵230(例如，其中所有冷却剂被供应到泵234)或旁通泵234(例如，其中所有冷却剂被供应到泵230处)。三通阀240的位置的控制可以基于诸如发动机冷却剂系统204的各个区域中的冷却剂的目标温度和发动机冷却剂系统204的各个区域中的冷却剂的当前温度之类的参数(例如，以升高或降低冷却剂的温度以达到发动机冷却剂系统的给定区域的目标温度)。
ISC冷却剂系统206包括车辆200的电气传动系系统的部件，包括逆变器系统控制器(ISC)242、直流电(DC)到DC转换器244和充电器246。ISC 242可以将由电机(例如，车辆200的马达、马达/发电机、起动机/发电机等)产生的交流电转换成直流电，以存储在电能存储装置(例如，电池210)中，且反之亦然。例如，ISC 242可以将交流电转换成直流电以对电池210充电，和/或可以将来自电池210的直流电转换成交流电和/或以其他方式向电机(例如，用于推进车辆200的马达)供应交流电。充电器246可以将来自电源(例如，车辆200外部的电源，诸如电网)的交流电转换为直流电以存储在电池210处(例如，以对电池210充电)。DC到DC转换器244可以将来自充电器246的直流电源从一个电压转换为另一电压(例如，以提供用于车辆200的电气部件的电压源，所述电气部件被配置用于与充电器246的输出电压不同的电压)。
来自脱气瓶218的冷却剂可以被提供给泵248(例如，电动水泵)，泵248将冷却剂泵送到ISC低温散热器250中。ISC低温散热器250可以包括用于在进入散热器的冷却剂与车辆200的大气之间交换热量的热交换器。例如，低温散热器250可以将热量从进入散热器的冷却剂传递到大气，从而冷却流过散热器的冷却剂。离开ISC低温散热器250的冷却剂被引导到ISC 242(例如，以冷却ISC 242和/或维持ISC 242在根据ISC 242的理想操作温度范围设定的目标温度范围内)。离开用于ISC 242的冷却剂通道的冷却剂被引导到DC到DC转换器244和脱气瓶218。离开用于DC到DC转换器244的冷却剂通道的冷却剂被引导到充电器246。离开用于充电器246的冷却剂通道的冷却剂被提供给泵248(例如，与从脱气瓶218提供的任何冷却剂混合)，以返回到ISC低温散热器250。
HPCM 208可以从电池冷却剂系统202、发动机冷却剂系统204和ISC冷却剂系统206中的每一者以及从其他来源(诸如电子地平线数据源252和/或其他数据源254)接收数据，以便控制热交换器256。例如，HPCM 208可以从电池冷却剂系统202(例如，从电池冷却剂系统中的一个或多个传感器和/或其他装置)接收数据，所述数据指示电池的荷电状态、电池的充电状态(例如，车辆是否被插入电源以对电池充电/车辆被插入电源为电池充电了多久)、电池冷却剂系统的一个或多个位置中的冷却剂的温度、电池冷却剂系统中冷却剂的压力下降和/或关于电池冷却剂系统和/或相关联的部件的其他信息。HPCM 208可以从发动机冷却剂系统204接收数据，所述数据指示发动机的操作状态、发动机的一个或多个位置中的冷却剂的温度和/或压力下降、和/或关于发动机冷却剂系统和/或相关联的部件的其他信息。HPCM 208可以从ISC冷却剂系统206接收数据，所述数据指示ISC 242、DC到DC转换器244和/或充电器246的操作状态、ISC冷却剂系统的一个或多个位置中的冷却剂的温度和/或压力下降、和/或关于ISC冷却剂系统和/或相关联的部件的其他信息。HPCM 208可以从电子地平线数据源252接收数据(例如，直接地或经由诸如车辆200的控制器局域网(CAN)总线的总线)，所述数据指示源于地图的道路或路线属性，包括地理编码数据、语义编码数据、道路坡度信息、路线交通信息、道路转弯半径信息、海拔信息、道路属性(诸如停车标志、环岛、人行横道、道路类型、车道数量、道路尺寸、沿着路线的交通信号灯等)、天气和/或关于车辆200前方的道路和/或沿着车辆200行驶的路线的道路的其他信息。例如，电子地平线数据源252可以使用来自多个远程数据源的关于车辆200的周围环境的特征的信息来提供车辆的周围环境的扩展视图(例如，相对于提供给一个或多个车载传感器的信息)(例如，基于如车辆的车载传感器(诸如全球定位系统(GPS)传感器、加速度计、陀螺仪等)报告的车辆位置)。电子地平线数据源可以包括计算系统和/或与计算系统通信，所述计算系统被配置成将具有详细道路特性的地图信息(例如，基于从一个或多个源(诸如车辆传感器、基础设施传感器、用户输入、道路信息数据库等)接收的信息)转译成用于自动驾驶员辅助系统和自主驾驶应用的可行数据，从而提高系统和应用的可靠性，并扩大所述系统和应用的意识范围。
HPCM 208可以从电子地平线数据源252和/或其他数据源254接收其他数据(例如，直接地或经由诸如车辆的CAN总线的总线)，诸如实况交通信息、交通灯序列信息、车辆计划的行驶路线的出发地和目的地数据、沿着计划路线的路点、沿着路线到达目标的时间、道路负荷和驾驶事件估计、车轮动力/扭矩请求估计、沿着计划路线的车辆操作模式估计、传感器数据(包括动力传动系统控制模块(PCM)估计(诸如传动系扭矩估计、发动机模式估计等))和/或其他信息，所述其他信息指示当前车辆状态、车辆周围的动态状况和/或与车辆和/或车辆的计划路线相关联的预测状况/状态。HPCM 208可以基于从上述各种来源接收到的数据来生成热掺混热交换器调度策略。
HPCM 208可以向热交换器256和/或与热交换器256相关联的控制器提供指令，以根据热掺混热交热器调度策略在电池冷却剂系统202、发动机冷却剂系统204和ISC冷却剂系统206之间引导冷却剂流。例如，热交换器256可以被配置成接收来自电池冷却剂系统202、发动机冷却剂系统204和ISC冷却剂系统206内的一个或多个位置的冷却剂，并且将冷却剂流引导到电池冷却剂系统202、发动机冷却剂系统204和ISC冷却剂系统206内的一个或多个位置。
图2中所示的连接示出了示例性位置，在所述示例性位置处，热交换器可以流体地联接到电池冷却剂系统202、发动机冷却剂系统204和ISC冷却剂系统206。例如，热交换器256被示出为接收来自ISC 242和脱气瓶218之间的位置(例如，ISC 242的下游且脱气瓶218的上游)的冷却剂以及来自发动机222和EGR冷却器228/恒温器226/发动机高温散热器224之间的位置(例如，发动机222的下游且EGR冷却器228、恒温器226和发动机高温散热器224的上游)的冷却剂。热交换器256也被示出为将冷却剂流(例如，来自热交换器256从其接收冷却剂的位置中的一个或多个)引导到恒温器226和泵230之间的位置(例如，恒温器226的下游且泵230的上游)和脱气瓶218/电池冷却器216/电池低温散热器214和泵220之间的位置(例如，脱气瓶218、电池冷却器216和电池低温散热器214的下游且泵220的上游)。但是，应当理解，可以在热交换器256、电池冷却剂系统202、发动机冷却剂系统204和ISC冷却剂系统206之间进行更多、更少和/或不同的连接。
在一些示例中，热交换器256可以被配置成混合来自一个或多个位置的冷却剂和/或在来自一个或多个位置的冷却剂与大气或其他介质之间交换热量，以便根据热掺混热交换器调度策略来调整冷却剂的温度。
在其他示例中，热交换器256可以利用来自一个或多个位置的第一冷却剂作为热交换介质，以改变另一位置中的第二冷却剂的温度(例如，不将第一冷却剂引导到不同的冷却剂系统)。在这种方法的非限制性示例中，冷却剂可以从发动机冷却剂系统204中的位置引导到热交换器256(例如，引导到热交换器的第一入口)，然后引导回到发动机冷却剂系统204(例如，引导到发动机冷却剂系统中的相同位置或不同位置)。冷却剂也可以从电池冷却剂系统202中的位置引导到热交换器256(例如，引导到热交换器的第二不同入口)，然后引导回到电池冷却剂系统202(例如，引导到电池冷却剂系统中的相同位置或不同位置)。来自发动机冷却剂系统204的流过热交换器256的冷却剂的温度可以与来自电池冷却剂系统202的冷却剂的温度不同(例如，更热或更冷)，并且可以用于在将来自电池冷却剂系统202的流过热交换器256的冷却剂重新引入回到电池冷却剂系统之前，改变来自所述电池冷却剂系统的所述冷却剂的温度(例如，升高或降低温度)。作为热交换的结果，也可以在将来自发动机冷却剂系统204的冷却剂重新引入回到发动机冷却剂系统之前改变(例如，降低或升高)来自发动机冷却剂系统的冷却剂的温度。
在以上示例中，被引导到热交换器的冷却剂可以绕过相应冷却剂系统的某些元件。例如，冷却剂可以被控制为从ISC 242的下游且脱气瓶218的上游流入热交换器256，然后流向泵220(例如，在电池低温散热器214和电池冷却器216的下游且在泵220的上游)，从而绕过ISC冷却剂系统206的其余部分。以这种方式，例如(例如，经由来自发动机系统的热的冷却剂)在热交换器256中被加热的冷却剂可以经由泵220被提供给电池210，而不被冷却剂系统中的其他部件冷却。同样地，来自发动机冷却剂系统204的冷却剂可以从发动机高温散热器224和恒温器226的上游且发动机222的下游引导到热交换器256，然后引导到泵230上游且发动机高温散热器224和恒温器226下游的位置，从而绕过发动机高温散热器和恒温器。在一些示例中，根据时间表对热交换器256进行控制可以包括通过致动位于冷却剂系统202、204和206与热交换器256之间的阀来控制冷却剂的流量。
在其中提供了热交换器256和冷却剂系统之间的附加连接的示例中，阀的致动可以提供对经由热交换器256执行的热交换的类型的控制。例如，示出从ISC冷却剂系统206到热交换器256且然后到电池冷却剂系统202的流动的示出的连接可以用来从发动机冷却剂系统204提供热的冷却剂以加热电池210或从ISC 242提供热的冷却剂到发动机冷却剂系统204以使发动机222升温。在其他状况下，当来自电池210的热冷却剂将被提供给热交换器256以经由发动机冷却剂系统204中的流过热交换器的冷却剂使发动机222升温时，控制器可以致动阀以将来自电池210下游且三通阀212上游的冷却剂管线(未示出)连接到热交换器256(例如，然后连接到电池低温散热器214下游的位置)。在以上示例中的任一者中，每个冷却剂系统可以经由控制冷却剂流向热交换器和从热交换器流出的流量的一个或多个阀彼此热隔离。因此，除了在来自相应冷却剂系统的冷却剂流过集中式热交换器256的状况期间之外，来自每个冷却剂系统的冷却剂可能不会与来自任何其他冷却剂系统的冷却剂交换热量。
图3中提供了控制车辆的系统之间的热掺混(例如，控制热交换器，诸如图2的车辆200的热交换器256)的示例性方法300。控制器可以基于存储在控制器的存储器中的指令并结合从车辆和/或发动机系统的传感器(诸如上文参考图1描述的传感器)接收的信号来执行用于执行方法300和本文中包括的方法的其余部分的指令。根据下文所述的方法，控制器可以采用车辆和/或发动机系统的发动机致动器来调整车辆和/或发动机操作。
可以响应于发动机/车辆起动状况、车辆进入状况(例如，检测到车门打开/解锁事件)和/或另一进入状况而进入方法300以开始热掺混控制方案。在302处，所述方法包括确定车辆行程的行程参数，所述行程参数可以在前馈回路中用于控制车辆系统之间的热交换。例如，行程参数可以包括车辆的检测到的和/或估计的/预测的状况以及与车辆行程有关的约束。与车辆行程的参数有关的示例性数据可以包括行程的出发地和目的地数据、沿着行程道路的路点(例如，包括沿着行程的排定站点和/或沿着行程的兴趣点)、期望的或预测的到达目标的时间(例如，目的地、路点中的一个或多个和/或沿着行程的一个或多个位置)和/或其他信息。根据车辆行程的参数，控制器可以接收和/或确定车辆行程的相关联的动态和固定数据。
可以由来自车辆上的传感器的信息和/或从第三方来源(例如，其他车辆、服务器系统、云计算装置等)接收的实时或近实时数据确定的示例性动态数据包括实况交通信息、交通灯序列信息(例如，对于沿着车辆行程的一个或多个路线的交通灯来说，为交通灯的定时、交通灯的当前状态等)、天气信息(例如，环境温度、湿度、降水、车辆上的云层/阳光照度等)、对象/行人检测、驾驶员/乘员状态(例如，驾驶员是否分心，驾驶员分心可能导致不稳定的驾驶行为)和/或可能影响车辆操作的车辆环境的其他特征。固定数据可以包括相对停滞的数据(例如，与上述动态数据相比)和/或非实时更新的数据。可以从电子地平线数据源(例如，图2的电子地平线数据源252)和/或经由另一源(诸如车辆的车载传感器、车辆的本地数据存储装置、与车辆通信的远程数据存储装置(例如，服务器、云计算系统等)等)接收固定数据。固定数据可以包括车辆路线的一条或多条道路的道路属性信息(例如海拔、状况、类型[例如，碎石、沥青、混凝土、污垢等]、车道数、尺寸、转弯半径、停车标志分布、交通灯分布、人行横道分布、环岛分布、其他交通管理特征等)、沿着车辆路线的交通的历史/平均量/类型(例如，两轮、四轮、商用车、半卡车/牵引车-挂车、自行车等)、沿着车辆路线的历史或预测天气、车辆路线的建造状态、历史驾驶员/乘员信息(例如，驾驶员习惯/历史行为)和/或其他信息。
在304处，所述方法包括确定当前车辆状态。所述当前车辆状态可以在反馈回路中用于控制车辆系统之间的热交换。例如，车辆系统之间的热交换可能会影响当前车辆状态，并且可以将由热交换的控制引起的变化反馈给控制器，以便对热交换进行进一步的调整。可以使用来自一个或多个车载传感器的信息(例如，如在控制器处经由CAN总线或车辆中的其他通信链路从传感器接收的)和/或来自其他来源(诸如车辆内部的移动装置(例如，智能电话或车辆中的驾驶员或乘客的其他移动装置)、监控车辆的第三方装置(例如，安装在另一车辆上的传感器、行人移动装置、交通相机或其他基于基础设施的传感器等)和/或任何其他合适的来源)的信息来确定当前车辆状态。可以使用诸如车辆电池的荷电状态、电池冷却剂温度、车辆系统内(例如，在车辆的冷却剂系统中的一个或多个内)的一个或多个位置上的压力下降等信息、功率控制模块估计(诸如传动系扭矩估计、发动机模式等)和/或指示车辆的当前状态的其他信息来确定当前车辆状态。
在306处，所述方法包括基于在302处确定的行程参数和在304处确定的当前车辆状态，来确定在车辆系统之间进行热交换的时间表。例如，控制器可以基于作为行程参数的函数以推导出道路负荷和驾驶事件估计(例如，以确定预计沿着车辆行程路线将经历的状况)的逻辑规则做出逻辑确定(例如，关于热交换器的控制和/或控制冷却剂流向热交换器的流量的阀的相关联的致动)。作为更详细的非限制性示例，车辆的控制器可以使用一个或多个预定的查找表、模型和/或从控制器本地和/或远程存储/执行的其他算法将行程参数的一个或多个与指示道路负荷和/或驾驶事件的一个或多个状况进行匹配。在一些示例中，诸如随机森林、神经网络或其他训练机制等机器学习算法(例如，深度学习算法)可以用于将行程参数映射到道路负荷和/或驾驶事件估计。可以使用另外的查找表、模型和/或其他(例如，机器学习)算法来确定可能由估计的道路负荷和驾驶事件引起的车辆操作变化。例如，控制器可以估计针对估计的道路负荷和驾驶事件而预测的车轮动力/扭矩请求和/或车辆操作模式。然后可以将车辆操作变化应用于电池操作模型，以在由估计的道路负荷和驾驶事件引起的估计的车辆操作变化期间确定电池和相关联的电池冷却剂系统(例如，图2的电池冷却剂系统202)的荷电状态和电池冷却剂温度估计。上述估计还可以用于估计车辆的其他冷却剂系统(诸如ISC冷却剂系统(例如，图2的ISC冷却剂系统206)和发动机冷却剂系统(例如，图2的发动机冷却剂系统204))中的冷却剂温度。可以将上述估计的冷却剂温度和/或其他估计/推导出的状况与当前车辆状态信息一起使用，以便提供热掺混热交换器调度策略。
例如，热掺混热交换器调度策略可以包括用于在沿着车辆行程路线的不同时间/位置处将冷却剂从一个或多个选择的冷却剂系统引导到集中式热交换器(例如，图2的热交换器256)以便在所述选择的冷却剂系统之间交换热量的指令。因此，如在308处所指示，所述方法还包括基于所述时间表来控制热交换器。例如，控制器可以在到达与热交换器操作的变化相关联的时间/位置时根据时间表将指令发送到热交换器。因此，控制器可以基于第一组信号(例如，来自GPS传感器的指示车辆位置的信息)使用当前车辆状态信息来确定要应用于热交换器的指令，其中基于第二组信号(例如，来自车辆传感器和/或其他来源的信号，其指示如上所述的行程参数的固定或动态数据和/或当前车辆状态)推导出所述指令。用于控制热交换器的时间表可以包括来自控制器的用于致动一个或多个阀和/或其他元件以引导冷却剂流通过热交换器和/或在冷却剂系统之间引导冷却剂流的指令。
在310处，所述方法包括监控行程参数的动态数据和车辆状态。例如，如上所述，可以基于车辆行程的估计来初始确定时间表。然而，可以使用实时状况来连续地微调估计和/或生成新的估计(例如，如果车辆遇到不可预测的状况和/或以与预期不同的方式操作)，从而改变在车辆的冷却剂系统之间进行热交换的时间表。在312处，所述方法包括确定是否检测到车辆状态或行程参数的动态数据的变化。在一些示例中，如果变化高于阈值(在该阈值处，将改变时间表)，则可以在312处检测到变化。例如，可以基于对于一定工况范围有效的估计来推导出时间表，但是，如果车辆状态或动态数据的变化指示工况在该范围之外，则可以执行新的估计，这可以改变热交换策略。因此，如果车辆状态或动态数据的变化未被识别出(和/或低于相关联的阈值，例如在312处为“否”)，则所述方法包括继续基于在306处确定的时间表来控制热交换器，如在314处所指示。如果车辆状态或动态数据的变化被识别出(和/或高于相关联的阈值，例如在312处为“是”)，则所述方法包括基于改变后的状态和/或数据来更新时间表并基于更新的时间表来控制热交换器，如在316处所指示。
在318处，所述方法包括确定是否检测到退出状况。例如，退出状况可以包括车辆关断或关闭事件(例如，钥匙关断、换档到停车、车门打开事件等)、经过的时间大于阈值、车辆位置(例如，驾驶员的家、车辆行程的目的地等)、请求退出热交换时间表的用户输入等。如果未检测到退出状况(例如，在318处为“否”)，则所述方法包括继续基于时间表(例如，如果时间表在316处被更新，则为更新的时间表，或者如果时间表未根据314被更新，则为在308处推导出的时间表)来控制热交换器，如在320处所指示，以及返回继续在310处监控动态数据。如果检测到退出状况(例如，在318处为“是”)，则所述方法包括根据时间表停止车辆系统之间的热交换，如在322处所指示，以及返回(例如，返回以等待进入状况以根据方法300重新起动热交换过程)。停止车辆系统之间的热交换可以包括指示一个或多个致动器和/或阀返回默认状态和/或使冷却剂停止流向集中式热交换器/从集中式热交换器流出。
图4和图5示出了用于在不同的示例性车辆状况下控制热交换器的示例性非限制性方案的示例性图形表示。图4和图5的状况和操作可以涉及根据热交换控制方法(诸如图3的方法300)来控制车辆(诸如图2的车辆200)，以控制车辆中的不同冷却剂系统之间的热交换。图4示出了时间线400，时间线400涉及车辆行程的情形，其中车辆的环境温度可能很低(例如，低于阈值，诸如低于50℉)，并且其中车辆的电池在开始车辆行程之前在夜间被插入(例如，车辆在其中车辆已在夜间被插入的固定位置处开始行程)。电池的荷电状态可能很高(例如，高于阈值，诸如高于75％的电量或高于95％的电量)，并且电池温度可能会因夜间被插入而是温的(例如，高于阈值温度，诸如高于70℉或高于车辆的环境温度)。
因此，如图4所示，在时间T0处，道路负荷402处于最小水平，因为车辆刚刚开始行程并且没有遇到道路特征。鉴于车辆的低环境温度，在时间T0处的车厢温度404相对较低(例如，约27℉)。在时间T0处，发动机模式406关闭并且电池模式408打开，这是因为仅使用来自电池而不是来自发动机的动力来起动车辆。在时间T0处的电池冷却剂温度410(例如，经由位于车辆的电池冷却剂系统中的温度传感器测量的)相对较高(例如，接近最佳操作温度412；相比于接近环境温度414更接近最佳操作温度412)，而在时间T0处的发动机冷却剂温度416(例如，经由位于车辆的发动机冷却剂系统中的温度传感器测量的)相对较低(例如，低于电池冷却剂温度；大约等于环境温度414)。应当理解，尽管在时间线400中表示单个最佳操作温度412，但是最佳操作温度412可以针对电池冷却剂系统和发动机冷却剂系统表示不同温度。
在图4的情形中，用于控制车辆系统之间的热交换的策略可以涉及结合基于电子地平线数据和/或其他数据源预测的道路负荷的上述起动参数，例如，如上文参考图3所述。在所示示例中，可以操作热交换器以在如由行程参数数据(诸如电子地平线数据)估计的发动机上拉之前利用可从电池和ISC冷却剂回路获得的多余热量来提供发动机冷却剂的预处理和/或加热。以这种方式，发动机冷却剂的预处理可以减少燃料损耗(例如，由于冷起动火花延迟)、冷发动机摩擦和相关联的扭矩损失以及开环加燃料，这些取决于发动机冷却剂温度。因此，热交换器模式418可以在时间T0处关闭，以便允许电池冷却剂温度410继续尽可能多地加热，直到恰在发动机被预测为起动之前。例如，电子地平线数据可以预测在时间T2和T3之间道路负荷的增加，该增加将导致发动机起动以补充由电池提供的动力来推进车辆(例如，道路负荷增加到高于阈值RLTH)。因此，为该发动机起动做准备，在时间T1(例如，在时间T2之前)打开热交换器模式，以便在电池冷却剂系统和发动机冷却剂系统之间交换热量以使发动机冷却剂系统中的冷却剂升温。可以控制热交换器以将电池冷却剂温度维持在最佳温度412附近，同时将多余的热量引导到发动机冷却剂系统，从而如时间T1和时间T2之间所示升高发动机冷却剂系统的温度。可以在时间T1之前使用来自电池冷却剂系统的热量和/或使用来自由电池或另一辅助电源供电的即时加热器的热量，将车厢温度404升高到目标温度(例如，在所示示例中为70℉)，如上文参考图2所述。
在时间T2处，打开发动机模式以为在时间T2和T3之间出现道路负荷激增做准备，并且重新关闭热交换模式，因为发动机将能够向发动机冷却剂系统中的冷却剂提供热量。如图所示，可以恰在打开发动机模式之前关闭热交换模式，以便防止在时间T2处发动机和/或电池冷却剂系统中的冷却剂因两种热源(例如，电池和发动机)而过热。因此，在时间T2和T3之间发动机冷却剂温度的升高是由于从运转中的发动机而不是从电池冷却剂系统提供给冷却剂的热量引起的。在时间T3处，道路负荷可能正在减小，并且可以被预测为保持在阈值以下，在该阈值处触发发动机操作以推进车辆。因此，在时间T3处，发动机模式关闭，而热交换器模式重新打开，以允许在发动机冷却剂系统和电池冷却剂系统之间交换热量，以便使两个系统都保持在最佳温度412附近。在时间T4和时间T5之间，可以预测到另一道路负荷增加发生，该道路负荷可以大于在时间T2和时间T3之间预测和/或观察到的道路负荷。道路负荷的大小可能足够大，以触发发动机成为推进车辆的唯一动力提供者，因此，在时间T4处，发动机模式打开，而电池模式关闭。为进行该开关做准备，恰在时间T4之前，关闭热交换器模式(例如，以防止发动机系统中的冷却剂向电池系统中的冷却剂散失热量，因为电池将不再加热电池系统中的冷却剂)。由于电池不再加热电池冷却剂系统中的冷却剂，因此电池冷却剂温度410在时间T4和T5之间降低，而发动机冷却剂温度416升高和/或维持在最佳温度412附近。
在时间T5处，道路负荷可以减小和/或可以被预测为减小到阈值以下，并且发动机模式可以被关闭并且电池模式可以被打开以节省燃料。因此，在时间T5处，由于由电池操作产生的热量，电池冷却剂温度可以升高并保持在最佳温度412附近。
图5示出了时间线500，时间线500涉及车辆行程的情形，其中车辆的环境温度可能很低(例如，低于阈值，诸如低于50℉)，并且其中车辆的电池具有高荷电状态(例如，高于阈值，诸如75％或95％)，但起动温度较低(例如，电池已被插入进行了充电，但之后拔出插头后的时间足够长而使电池温度降低到环境温度附近)。因此，如图5所示，在时间T0处，道路负荷502处于最小水平。鉴于车辆的低环境温度，在时间T0处的车厢温度504相对较低(例如，约27℉)。在时间T0处，发动机模式506打开并且电池模式508关闭。在时间T0处的电池冷却剂温度510(例如，经由位于车辆的电池冷却剂系统中的温度传感器测量的)相对较低(例如，与距环境温度514相比，距最佳操作温度512更远；大约等于环境温度514)。在时间T0处的发动机冷却剂温度516(例如，经由位于车辆的发动机冷却剂系统中的温度传感器测量的)也相对较低(例如，大约等于环境温度514)。应当理解，尽管在时间线500中表示单个最佳操作温度512，但是最佳操作温度512可以针对电池冷却剂系统和发动机冷却剂系统表示不同温度。
在图5的情形中，用于控制车辆系统之间的热交换的策略可以涉及结合基于电子地平线数据和/或其他数据源预测的道路负荷的上述起动参数，例如，如上文参考图3所述。在所示示例中，可以操作热交换器以在如由电子地平线数据估计的(例如，预测车辆进入禁止操作车辆发动机的地理围栏区域)进入电动车辆模式之前利用来自发动机冷却剂回路的多余热量来提供电池冷却剂温度的预处理。用于图5的情形的热交换控制可以通过使用来自发动机的“自由”热量(否则其将被排放到大气中)将电池冷却剂加热到最佳操作温度来提高电动车辆模式效率(例如，相对于在低于最佳操作温度的温度下，电池在最佳操作温度下的耗尽速度可以更慢)。
因此，热交换器模式可以在时间T0处关闭，直到时间T1为止，在时间T1处，打开热交换器模式以允许来自发动机冷却剂系统的多余热量用来加热来自电池冷却剂系统的冷却剂，以为进入地理围栏区域做准备，预测所述进入在时间T2处发生。尽管电池在时间T2处保持关闭状态，但由于在热交换器模式打开时与发动机冷却剂系统进行了热交换，电池冷却剂温度仍然升高。可以在时间T1之前使用来自电池冷却剂系统的热量和/或使用来自由电池或另一辅助电源供电的即时加热器的热量，将车厢温度504升高到目标温度(例如，在所示示例中为70℉)，如上文参考图2所述。
可以恰在时间T2之前(例如，恰在预测车辆进入地理围栏区域之前和/或响应于电池冷却剂温度达到最佳操作温度512或保持在最佳操作温度512附近)关闭热交换器模式518，以便防止电池冷却剂温度过热。在时间T2处，响应于车辆进入禁止发动机操作的地理围栏区域，关闭发动机模式506并且打开电池模式508。因此，在时间T2之后，发动机冷却剂温度516下降，因为发动机不再提供热量来加热冷却剂。热交换器模式518可以保持关闭以便维持电池冷却剂系统中的热量，因为发动机冷却剂系统在处于地理围栏区域时不用于产生热量。应当理解，如果预测车辆离开地理围栏区域并且重新起动发动机(例如，基于发动机地平线数据和车辆行程数据)，则可以在时间T2之后的某个时间点打开热交换器模式，以便在发动机上拉之前对发动机冷却剂系统中的冷却剂进行预处理/加热，如上面关于图4所述。如上所讨论的，在图4和图5的情形中，可以根据车辆的预测状况而在发动机冷却剂系统和电池冷却剂系统之间交换热量，以便使系统中的相关联的冷却剂升高或降低。应当理解，在图4的情形中，提供给发动机的热量还可以从车辆的ISC冷却剂系统(例如，图2的ISC冷却剂系统206)提供，并且在图5的情形中，从发动机提供的热量还可以提供到ISC冷却剂系统，以便类似于控制电池冷却剂系统中的冷却剂的温度来控制ISC冷却剂系统中的冷却剂的温度。
在另一个示例中，可以通过控制热交换器模式来管理车厢温度。例如，来自ISC冷却剂系统、电池冷却剂系统和/或发动机冷却剂系统的多余热量可以基于车辆的工况被引导到车厢(例如，一旦已经使用发动机和/或即时加热器将车厢加热到期望温度)。示例性状况可以包括基于电子地平线数据的车辆行程的剩余距离。如果电子地平线数据指示车辆行程的剩余距离可能导致电池主要用于推进车辆，并且电池和ISC冷却剂回路中产生多余热量，则来自电池冷却剂系统和ISC冷却剂系统的多余热量可以经由集中式热交换器提供到车厢加热系统(例如，提供到加热器芯体(诸如图2的加热器芯体238)中的冷却剂流)，以便代替使用即时加热器和/或发动机(或对其进行补充)维持目标车厢温度。由于减少了即时加热器的使用(例如，其中即时加热器使用电池，从而减少电池的荷电状态)，并且由于减少了仅使用发动机上拉来升高车厢温度(例如，从而提高燃料经济性)的实例，上述控制可以增大电动车辆行程范围。
以这种方式，本公开的方法和系统除了使用车辆的冷却剂系统的局部热交换器之外还使用中央热交换器来以使用热管理时间表以协调的方式控制整个车辆的热管理。例如，通过利用组合的前馈控制回路(例如，其中车辆和车辆行程参数用于推导出车辆的预期状况，所述预期状况指示针对车辆的不同冷却剂系统的估计的冷却剂温度)和反馈控制回路(例如，其中持续监控动态车辆状态信息，以提供关于实际冷却剂温度和车辆操作特性的信息)来控制流过集中式热交换器的冷却剂流量，在预期可以改变冷却剂温度和/或车辆部件的加热/冷却负荷的即将发生的事件时可以加热或冷却多个车辆系统中的冷却剂。根据如本文所述的热管理时间表控制热交换器的技术效果是，可以通过预先加热/冷却车辆部件，从而相对于仅提供反应性热管理的其他系统增加车辆部件在理想温度(例如，部件最高效地操作时的温度)下操作的时间，来提高车辆效率。如本文所述的控制热交换器的另一技术效果是，相对于无法在冷却剂系统之间引导多余热量的其他系统减少能量消耗。例如，在发动机起动之前，用来自电池和/或ISC冷却剂系统的多余热量加热发动机冷却剂使发动机能够进行热起动，这与冷起动相比，可以消耗更少的燃料。此外，如上所述，可以提供来自电池和/或ISC冷却剂系统的多余热量来加热车厢，而不是使用辅助即时加热器，从而减少与操作即时加热器相关联的电池放电和/或减少与仅操作发动机来为车厢加热系统提供热量相关联的燃料消耗。
本公开提供了一种用于控制车辆中的热交换器的方法，所述方法包括基于估计的冷却剂温度模型和车辆的一个或多个动态状况来控制冷却剂从第一冷却剂系统和第二冷却剂系统中的每一者流过热交换器的流量。在所述方法的第一示例中，第一冷却剂系统可以另外或替代地包括：电池冷却剂系统，其包括车辆的电池；和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，其包括ISC，和/或第二冷却剂系统可以另外或替代地包括发动机冷却剂系统，所述发动机冷却剂系统包括车辆的发动机。所述方法的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括所述方法，其中所述车辆的所述一个或多个动态状况包括所述电池的荷电状态、电池温度、发动机温度和/或所述车辆的环境温度，和/或其中所述估计的冷却剂温度模型是至少基于来自电子地平线数据源和/或车辆传感器的信息，所述信息指示车辆行程的预期的驾驶状况，所述预期的驾驶状况指示预期的电池和/或发动机使用。所述方法的第三示例可选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或两者，并且还包括所述方法，其中所述车辆是混合动力车辆，所述方法还包括以多种车辆操作模式中的一种操作，所述多种车辆操作模式包括：第一电池操作模式，其中所述车辆仅经由所述电池操作；第二发动机操作模式，其中所述车辆仅经由所述发动机操作；和/或第三混合动力模式，其中所述车辆经由所述电池和所述发动机操作。所述方法的第四示例可选地包括所述第一示例至所述第三示例中的一者或多者，并且还包括所述方法，其中所述估计的冷却剂温度模型指示对于所述多种车辆操作模式中的每一种，针对所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统和针对所述发动机冷却剂系统的根据车辆行程的一个或多个行程参数和所述车辆的所述一个或多个动态状况变化的估计的冷却剂温度。所述方法的第五示例可选地包括所述第一示例至所述第四示例中的一者或多者，并且还包括所述方法，其中所述车辆以所述第一电池操作模式操作，并且其中响应于从所述车辆的所述一个或多个动态状况和/或来自电子地平线数据源的信息确定当所述发动机在所述第一电池操作模式下关闭时所述发动机的即将到来的激活的指示，将来自所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统的冷却剂引导到所述热交换器以加热来自所述发动机冷却剂系统的被引导到所述热交换器的冷却剂。所述方法的第六示例可选地包括所述第一示例至所述第五示例中的一者或多者，并且还包括所述方法，其中所述车辆以所述第二发动机操作模式操作，并且其中响应于在以所述第二发动机操作模式操作期间从所述车辆的所述一个或多个动态状况和/或来自电子地平线数据源的信息确定所述车辆被预测为进入禁止发动机操作的地理围栏区域，将来自所述发动机冷却剂系统的冷却剂引导到所述热交换器以加热来自所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统的被引导到所述热交换器的冷却剂。所述方法的第七示例可选地包括所述第一示例至所述第六示例中的一者或多者，并且还包括所述方法，其中所述车辆以第三混合动力模式操作，并且其中在所述第三混合动力模式期间，响应于确定所述发动机和所述电池各自保持在理想操作温度的阈值范围内，停用所述热交换器，并且不将来自所述电池冷却剂系统、所述ISC冷却剂系统和所述发动机冷却剂系统的任何冷却剂引导到所述热交换器。所述方法的第八示例可选地包括所述第一示例至所述第七示例中的一者或多者，并且还包括所述方法，其中控制冷却剂流过所述热交换器的流量包括使冷却剂从所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统流到发动机冷却剂系统以加热用于车辆的车厢加热系统的加热器芯体。
本公开还提供了一种车辆系统，所述车辆系统包括：第一冷却剂系统；第二冷却剂系统；联接到所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统中的每一者的热交换器；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述指令在被执行时使控制器：估计用于即将到来的车辆行程的冷却剂温度；基于估计的冷却剂温度调度热交换器的操作，以在来自第一冷却剂系统的冷却剂和来自第二冷却剂系统的冷却剂之间交换热量，并且在所述车辆行程期间，基于动态车辆数据调整热交换器的操作。在所述车辆系统的第一示例中，第一冷却剂系统可以另外或替代地包括：电池冷却剂系统，其包括车辆的电池；和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，其包括ISC，和/或第二冷却剂系统可以另外或替代地包括发动机冷却剂系统，所述发动机冷却剂系统包括车辆的发动机。所述车辆系统的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括所述车辆系统，其中所述ISC冷却剂系统还包括DC/DC转换器和用于对电池充电的充电器，并且其中所述发动机冷却剂系统还包括排气再循环(EGR)冷却器和用于所述车辆的车厢加热系统的加热器芯体。所述车辆系统的第三示例可选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或两者，并且还包括所述车辆系统，其中所述电池冷却剂系统还包括第一低温散热器，所述ISC冷却剂系统还包括第二低温散热器，并且所述发动机冷却剂系统还包括高温散热器，所述热交换器被联接以接收来自所述ISC的下游且所述第二低温散热器的上游的冷却剂和/或接收来自所述发动机的下游且所述高温散热器的上游的冷却剂。所述车辆系统的第四示例可选地包括所述第一示例至所述第三示例中的一者或多者，并且还包括所述车辆系统，其中所述热交换器被联接以将冷却剂供应到所述发动机冷却剂系统的第一泵或所述电池冷却剂系统的第二泵，所述第一泵在所述发动机的上游且在所述高温散热器的下游，并且所述第二泵在所述电池的上游且在所述第一低温散热器的下游。所述车辆系统的第五示例可选地包括所述第一示例至所述第四示例中的一者或多者，并且还包括所述车辆系统，其中调度所述热交换器的操作包括：经由所述热交换器将冷却剂从所述ISC选择性地引导到所述第二泵，绕过所述ISC冷却剂系统或所述电池冷却剂系统的任何其他部件；和/或经由所述热交换器将冷却剂从所述发动机选择性地引导到所述第一泵，绕过所述发动机冷却剂系统的任何其他部件。所述车辆系统的第六示例可选地包括所述第一示例至所述第五示例中的一者或多者，并且还包括所述车辆系统，其中所述控制器包括混合动力传动系统控制模块，所述混合动力传动系统控制模块通信地耦合到所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统的一个或多个传感器以及电子地平线数据源，所述估计的冷却剂温度是基于从所述一个或多个传感器和/或所述电子地平线数据源接收的数据来估计。
本公开还提供了一种用于车辆中的热管理的方法，所述方法包括：使用来自所述车辆的一个或多个传感器的测量数据来确定第一组车辆参数，所述第一组车辆参数指示车辆状态；使用从包括电子地平线的一个或多个数据源获得的信息来确定第二组车辆参数，所述第二组车辆参数指示车辆行程的道路负荷和驾驶事件估计；估计用于车辆行程的根据至少所述第二组车辆参数变化的第一冷却剂系统和第二冷却剂系统的冷却剂温度；确定联接到第一冷却剂系统和第二冷却剂系统的热交换器的热交换器控制时间表，所述热交换器控制时间表包括用于使用估计的冷却剂温度和车辆状态来操作热交换器以保持所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统中相应的理想冷却剂温度的指令；以及根据热交换器控制时间表将指令发送到与所述热交换器相关联的一个或多个致动器，以控制冷却剂从第一冷却剂系统和/或第二冷却剂系统流过热交换器的流量。在所述方法的第一示例中，第一冷却剂系统可以另外或替代地包括电池冷却剂系统和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，和/或第二冷却剂系统可以另外或替代地包括发动机冷却剂系统。所述方法的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括所述方法，其中控制冷却剂从第一冷却剂系统和/或第二冷却剂系统流过热交换器的流量包括使冷却剂从电池冷却剂系统和/或ISC冷却剂系统流到发动机冷却剂系统，以加热用于车辆的车厢加热系统的加热器芯体。所述方法的第三示例可选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或两者，并且还包括所述方法，其中估计冷却剂温度包括将车辆行程的车轮动力和/或扭矩请求估计和/或车辆行程的车辆操作模式估计映射到第一冷却剂系统和第二冷却剂系统中的每一者的相应的冷却剂温度模型，所述车轮动力和/或扭矩请求估计以及所述车辆操作模式估计是从车辆行程的道路负荷和驾驶事件估计推导出。
在另一表示中，一种用于车辆中的热管理的方法包括：从CAN总线、电子地平线数据源和/或车辆的一个或多个传感器接收车辆数据，以及基于所述车辆数据控制热交换器以在车辆的多个冷却剂回路之间交换热量。在所述方法的第一示例中，多个冷却剂回路可以另外或替代地经由控制冷却剂流入热交换器和从热交换器流出的流量的一个或多个阀彼此热隔离。所述方法的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括所述方法，其中所述车辆数据包括导航数据、路线属性和/或冷却剂回路的一个或多个的冷却剂温度。
需注意，本文包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按照所说明的序列执行、并行地执行或者在一些情况下省略。同样地，所述处理次序不一定被需要来实现本文描述的示例性实施例的特征和优势，而是出于便于说明和描述而提供。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来执行所描述的动作。
应当理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
如本文所使用，除非另外指明，否则术语“大约”被解释为表示范围的±5％。
所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的元件的并入，从而既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。可以通过修正本权利要求或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。这样的权利要求书，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或是不同，同样被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种用于控制车辆中的热交换器的方法包括基于估计的冷却剂温度模型和车辆的一个或多个动态状况来控制冷却剂从第一冷却剂系统和第二冷却剂系统中的每一者流过热交换器的流量。
在本发明的一个方面，所述第一冷却剂系统包括：电池冷却剂系统，其包括所述车辆的电池；和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，其包括ISC，并且其中所述第二冷却剂系统包括发动机冷却剂系统，所述发动机冷却剂系统包括所述车辆的发动机。
在本发明的一个方面，所述车辆的所述一个或多个动态状况包括所述电池的荷电状态、电池温度、发动机温度和/或所述车辆的环境温度，并且其中所述估计的冷却剂温度模型是至少基于来自电子地平线数据源和/或车辆传感器的信息，所述信息指示车辆行程的预期的驾驶状况，所述预期的驾驶状况指示预期的电池和/或发动机使用。
在本发明的一个方面，所述车辆是混合动力车辆，所述方法还包括以多种车辆操作模式中的一种操作，所述多种车辆操作模式包括：第一电池操作模式，其中所述车辆仅经由所述电池操作；第二发动机操作模式，其中所述车辆仅经由所述发动机操作；和/或第三混合动力模式，其中所述车辆经由所述电池和所述发动机操作。
在本发明的一个方面，所述估计的冷却剂温度模型指示对于所述多种车辆操作模式中的每一种，针对所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统和针对所述发动机冷却剂系统的根据车辆行程的一个或多个行程参数和所述车辆的所述一个或多个动态状况变化的估计的冷却剂温度。
在本发明的一个方面，所述车辆以所述第一电池操作模式操作，并且其中响应于从所述车辆的一个或多个动态状况和/或来自电子地平线数据源的信息确定当所述发动机在所述第一电池操作模式下关闭时所述发动机的即将到来的激活的指示，将来自所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统的冷却剂引导到所述热交换器以加热来自所述发动机冷却剂系统的被引导到所述热交换器的冷却剂。
在本发明的一个方面，所述车辆以所述第二发动机操作模式操作，并且其中响应于在以所述第二发动机操作模式操作期间从所述车辆的所述一个或多个动态状况和/或来自电子地平线数据源的信息确定所述车辆被预测为进入禁止发动机操作的地理围栏区域，将来自所述发动机冷却剂系统的冷却剂引导到所述热交换器以加热来自所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统的被引导到所述热交换器的冷却剂。
在本发明的一个方面，所述车辆以所述第三混合动力模式操作，并且其中在所述第三混合动力模式期间，响应于确定所述发动机和所述电池各自保持在理想操作温度的阈值范围内，停用所述热交换器，并且不将来自所述电池冷却剂系统、所述ISC冷却剂系统和所述发动机冷却剂系统的任何冷却剂引导到所述热交换器。
在本发明的一个方面，控制冷却剂流过所述热交换器的流量包括使冷却剂从所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统流到发动机冷却剂系统以加热用于车辆的车厢加热系统的加热器芯体。
根据本发明，提供了一种车辆系统，所述车辆系统具有第一冷却剂系统；第二冷却剂系统；联接到所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统中的每一者的热交换器；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述指令在被执行时使控制器：估计用于即将到来的车辆行程的冷却剂温度；基于估计的冷却剂温度调度热交换器的操作，以在来自第一冷却剂系统的冷却剂和来自第二冷却剂系统的冷却剂之间交换热量，并且在所述车辆行程期间，基于动态车辆数据调整热交换器的操作。
根据实施例，所述第一冷却剂系统包括：电池冷却剂系统，其包括所述车辆的电池；和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，其包括ISC，并且其中所述第二冷却剂系统包括发动机冷却剂系统，所述发动机冷却剂系统包括所述车辆的发动机。
根据实施例，所述ISC冷却剂系统还包括DC/DC转换器和用于对所述电池充电的充电器，并且其中所述发动机冷却剂系统还包括排气再循环(EGR)冷却器和用于所述车辆的车厢加热系统的加热器芯体。
根据实施例，所述电池冷却剂系统还包括第一低温散热器，所述ISC冷却剂系统还包括第二低温散热器，并且所述发动机冷却剂系统还包括高温散热器，所述热交换器被联接以接收来自所述ISC的下游且所述第二低温散热器的上游的冷却剂和/或接收来自所述发动机的下游且所述高温散热器的上游的冷却剂。
根据实施例，所述热交换器被联接以将冷却剂供应到所述发动机冷却剂系统的第一泵或所述电池冷却剂系统的第二泵，所述第一泵在所述发动机的上游且在所述高温散热器的下游，并且所述第二泵在所述电池的上游且在所述第一低温散热器的下游。
根据实施例，调度所述热交换器的操作包括：经由所述热交换器将冷却剂从所述ISC选择性地引导到所述第二泵，绕过所述ISC冷却剂系统或所述电池冷却剂系统的任何其他部件；和/或经由所述热交换器将冷却剂从发动机选择性地引导到所述第一泵，绕过所述发动机冷却剂系统的任何其他部件。
根据实施例，所述控制器包括混合动力传动系统控制模块，所述混合动力传动系统控制模块通信地耦合到所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统的一个或多个传感器以及电子地平线数据源，所述估计的冷却剂温度是基于从所述一个或多个传感器和/或电子地平线数据源接收的数据来估计。
根据本发明，一种用于车辆中的热管理的方法，所述方法包括：使用来自所述车辆的一个或多个传感器的测量数据来确定第一组车辆参数，所述第一组车辆参数指示车辆状态；使用从包括电子地平线的一个或多个数据源获得的信息来确定第二组车辆参数，所述第二组车辆参数指示车辆行程的道路负荷和驾驶事件估计；估计用于车辆行程的根据至少所述第二组车辆参数变化的第一冷却剂系统和第二冷却剂系统的冷却剂温度；确定联接到第一冷却剂系统和第二冷却剂系统的热交换器的热交换器控制时间表，所述热交换器控制时间表包括用于使用估计的冷却剂温度和车辆状态来操作热交换器以保持所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统中相应的理想冷却剂温度的指令；以及根据热交换器控制时间表将指令发送到与所述热交换器相关联的一个或多个致动器，以控制冷却剂从第一冷却剂系统和/或第二冷却剂系统流过热交换器的流量。
在本发明的一个方面，第一冷却剂系统包括电池冷却剂系统和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，并且其中第二冷却剂系统包括发动机冷却剂系统。
在本发明的一个方面，控制冷却剂从第一冷却剂系统和/或第二冷却剂系统流过热交换器的流量包括使冷却剂从电池冷却剂系统和/或ISC冷却剂系统流到发动机冷却剂系统，以加热用于车辆的车厢加热系统的加热器芯体。
在本发明的一个方面，估计冷却剂温度包括将车辆行程的车轮动力和/或扭矩请求估计和/或车辆行程的车辆操作模式估计映射到第一冷却剂系统和第二冷却剂系统中的每一者的相应的冷却剂温度模型，所述车轮动力和/或扭矩请求估计以及所述车辆操作模式估计是从车辆行程的道路负荷和驾驶事件估计推导出。

Claims (15)

1.一种用于控制车辆中的热交换器的方法，所述方法包括：
基于估计的冷却剂温度模型和所述车辆的一个或多个动态状况，控制冷却剂从第一冷却剂系统和第二冷却剂系统中的每一者流过所述热交换器的流量。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一冷却剂系统包括：电池冷却剂系统，其包括所述车辆的电池；和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，其包括ISC；并且其中所述第二冷却剂系统包括发动机冷却剂系统，所述发动机冷却剂系统包括所述车辆的发动机。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述车辆的所述一个或多个动态状况包括所述电池的荷电状态、电池温度、发动机温度和/或所述车辆的环境温度，并且其中所述估计的冷却剂温度模型是至少基于来自电子地平线数据源和/或车辆传感器的信息，所述信息指示车辆行程的预期的驾驶状况，所述预期的驾驶状况指示预期的电池和/或发动机使用。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述车辆是混合动力车辆，所述方法还包括以多种车辆操作模式中的一种操作，所述多种车辆操作模式包括：第一电池操作模式，其中所述车辆仅经由所述电池操作；第二发动机操作模式，其中所述车辆仅经由所述发动机操作；和/或第三混合动力模式，其中所述车辆经由所述电池和所述发动机操作。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述估计的冷却剂温度模型指示对于所述多种车辆操作模式中的每一种，针对所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统和针对所述发动机冷却剂系统的根据车辆行程的一个或多个行程参数和所述车辆的所述一个或多个动态状况变化的估计的冷却剂温度。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述车辆以所述第一电池操作模式操作，并且其中响应于从所述车辆的所述一个或多个动态状况和/或来自电子地平线数据源的信息确定当所述发动机在所述第一电池操作模式下关闭时所述发动机的即将到来的激活的指示，将来自所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统的冷却剂引导到所述热交换器以加热来自所述发动机冷却剂系统的被引导到所述热交换器的冷却剂。
7.如权利要求4所述的方法，其中所述车辆以所述第二发动机操作模式操作，并且其中响应于在以所述第二发动机操作模式操作期间从所述车辆的所述一个或多个动态状况和/或来自电子地平线数据源的信息确定所述车辆被预测为进入禁止发动机操作的地理围栏区域，将来自所述发动机冷却剂系统的冷却剂引导到所述热交换器以加热来自所述电池冷却剂系统和/或所述ISC冷却剂系统的被引导到所述热交换器的冷却剂。
8.如权利要求4所述的方法，其中所述车辆以所述第三混合动力模式操作，并且其中在所述第三混合动力模式期间，响应于确定所述发动机和所述电池各自保持在理想操作温度的阈值范围内，停用所述热交换器，并且不将来自所述电池冷却剂系统、所述ISC冷却剂系统和所述发动机冷却剂系统的任何冷却剂引导到所述热交换器。
9.一种车辆系统，其包括：
第一冷却剂系统；
第二冷却剂系统；
热交换器，其联接到所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统中的每一者；以及
控制器，其具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：
估计用于即将到来的车辆行程的冷却剂温度；
基于所述估计的冷却剂温度，调度所述热交换器的操作以在来自所述第一冷却剂系统的冷却剂与来自所述第二冷却剂系统的冷却剂之间交换热量；并且
在所述车辆行程期间，基于动态车辆数据来调整所述热交换器的操作。
10.如权利要求9所述的车辆系统，其中所述第一冷却剂系统包括：电池冷却剂系统，其包括所述车辆的电池；和/或逆变器系统控制器(ISC)冷却剂系统，其包括ISC，并且其中所述第二冷却剂系统包括发动机冷却剂系统，所述发动机冷却剂系统包括所述车辆的发动机。
11.如权利要求10所述的车辆系统，其中所述ISC冷却剂系统还包括DC/DC转换器和用于对所述电池充电的充电器，并且其中所述发动机冷却剂系统还包括排气再循环(EGR)冷却器和用于所述车辆的车厢加热系统的加热器芯体。
12.如权利要求10所述的车辆系统，其中所述电池冷却剂系统还包括第一低温散热器，所述ISC冷却剂系统还包括第二低温散热器，并且所述发动机冷却剂系统还包括高温散热器，所述热交换器被联接以接收来自所述ISC的下游且所述第二低温散热器的上游的冷却剂和/或接收来自所述发动机的下游且所述高温散热器的上游的冷却剂。
13.如权利要求12所述的车辆系统，其中所述热交换器被联接以将冷却剂供应到所述发动机冷却剂系统的第一泵或所述电池冷却剂系统的第二泵，所述第一泵在所述发动机的上游且在所述高温散热器的下游，并且所述第二泵在所述电池的上游且在所述第一低温散热器的下游。
14.如权利要求13所述的车辆系统，其中调度所述热交换器的操作包括：经由所述热交换器将冷却剂从所述ISC选择性地引导到所述第二泵，绕过所述ISC冷却剂系统或所述电池冷却剂系统的任何其他部件；和/或经由所述热交换器将冷却剂从所述发动机选择性地引导到所述第一泵，绕过所述发动机冷却剂系统的任何其他部件。
15.如权利要求9所述的车辆系统，其中所述控制器包括混合动力传动系统控制模块，所述混合动力传动系统控制模块通信地耦合到所述第一冷却剂系统和所述第二冷却剂系统的一个或多个传感器以及电子地平线数据源，所述估计的冷却剂温度是基于从所述一个或多个传感器和/或所述电子地平线数据源接收的数据来估计。
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