CN114198190A - 用于发动机冷却系统的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于发动机冷却系统的系统和方法”。提供了用于调整发动机冷却系统的泵和风扇中的每一者的操作的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括基于进入冷却系统的热交换器的冷却剂的温度、离开热交换器的空气的温度以及进入热交换器的空气的温度中的一者或多者调整泵的转速和风扇的转速。

Description

用于发动机冷却系统的系统和方法

技术领域

本说明书总体上涉及用于调整发动机驱动的、混合动力、燃料电池或电动车辆冷却系统的电动泵和风扇的操作的方法和系统。

背景技术

车辆冷却系统可以包括各种冷却部件，诸如散热器、冷却风扇和鼓风机、冷凝器、液体冷却剂等。电动发动机冷却风扇可以由变速的或受继电器控制的电动马达提供动力。通过操作电动冷却剂泵，液体冷却剂可以循环通过发动机部件。当发动机温度(或发动机冷却剂温度)超过目标范围时，操作冷却风扇和/或增大泵转速以增加通过发动机的气流和/或冷却剂流，这将非期望的热量带走到外部空气或冷却剂。冷却风扇通常位于发动机舱中、散热器的前部或后部。在热量从发动机传递到冷却剂时，冷却剂可以循环通过热交换器(诸如散热器)，其中热量在所述热交换器中耗散，并且冷却剂在循环回到发动机之前被冷却。当冷却风扇操作以将空气引导到发动机时，冷却空气流过散热器，从而也会冷却冷却剂。

提供了用于操作发动机冷却系统中的冷却剂泵和风扇的各种方法。在一个示例中，如美国专利号8,997,847中所示，Schwartz教示了基于热传递速率的增大来调整风扇转速或冷却剂泵转速。可以确定增大风扇转速或增大泵转速的选择，使得功率消耗最小化。散热器性能的映射图可以用于估计热传递速率。

然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在空气对液体热交换器中，可能无法通过仅增大冷却剂流率而没有协调地改变风扇转速来实现有效冷却。此外，Schwartz描述了基于冷却剂的效率、热容量和质量流率对热传递速率的计算密集型估计。期望冷却系统的有效操作以提高燃料效率，同时实现期望的发动机冷却。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种用于操作车辆的方法来解决，所述方法包括：基于热交换器的温度差的比率来调整所述车辆的冷却风扇的转速和冷却泵的转速。温度差的比率可以是热交换器的效率。可以通过基于进入热交换器的冷却剂温度的变化率使用最低可能的气流来逐渐调整冷却风扇的转速以实现期望的冷却，并且可以调整冷却泵的转速以实现改善的散热器效率。通过这种方式，可以调整风扇的转速和泵的转速以使散热器的效率最大化，实现期望的冷却，并减少寄生功率损失。

作为一个示例，第一冷却剂温度传感器可以联接到冷却剂入口，冷却剂(在流过发动机之后)经由所述冷却剂入口进入所述散热器。第一空气温度传感器可以联接到所述散热器的面向格栅百叶窗的第一侧，环境空气通过所述格栅百叶窗流到所述散热器，并且第二空气温度传感器可以联接到所述散热器的靠近所述风扇的第二侧。可以监测散热器两端的空气温度差。可以基于进入散热器的冷却剂的温度和散热器两端的空气温度差来估计散热器的效率。可以以预定速率对散热器的效率进行采样。可以基于进入散热器的冷却剂的温度的增量变化来调整风扇转速，并且可以基于散热器的效率的变化率来调整泵转速。

通过这种方式，可以改善基于进入散热器的冷却剂的温度和散热器两端的空气温度变化对散热器的效率的估计的准确度。基于冷却剂温度随时间的变化和散热器效率来调整风扇转速和泵转速的技术效果是：可以在风扇转速较小幅度增大的情况下使散热器的效率最大化，由此减少寄生功率损耗，同时提供期望的发动机冷却水平。

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系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了机动车辆中的冷却系统的示意图。

图2示出了用于估计散热器的效率的示例性方法的流程图。

图3A至图3B示出了用于调整发动机冷却系统的水泵转速和风扇转速的第一示例性方法的流程图。

图4示出了用于调整发动机冷却系统的水泵转速和风扇转速的第二示例性方法的流程图。

图5A示出了散热器的执行能力随通过散热器的冷却剂流率的变化的曲线图。

图5B示出了散热器效率随通过散热器的冷却剂流率的变化的曲线图。

具体实施方式

以下描述涉及用于调整冷却系统(诸如图1中所示的冷却系统)的泵的转速和风扇的转速的系统和方法。为了优化冷却系统的水泵和风扇的功率使用量，同时满足发动机冷却功能性，可以基于热交换器(诸如冷却系统的散热器)的效率来调整风扇转速和泵转速。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图2的示例性程序，以估计散热器的效率。散热器的执行能力和效率随通过散热器的冷却剂流率的变化分别在图5A和图5B中示出。对泵转速和风扇转速的示例性调整可以按照图3A至图4的控制程序来执行。

图1是机动车辆102中的车辆冷却系统100的示例性实施例的示意图。车辆102具有车轮106、乘客舱105和发动机罩下舱103。发动机罩下舱103可以在机动车辆102的发动机罩(未示出)下方容纳各种发动机罩下部件。例如，发动机罩下舱103可容纳内燃发动机10。内燃发动机10具有燃烧室，所述燃烧室可经由进气通道44接收进气并且可经由排气通道48排出燃烧气体。在一个示例中，进气通道44可被配置为冲压空气进气口，其中由移动车辆102产生的动态压力可用于增加发动机的进气歧管内部的静态空气压力。因而，这可允许更大质量的气流流过发动机，从而增加发动机功率。如本文所示和所述的发动机10可以包括在车辆中，诸如公路汽车以及其他类型的车辆。尽管将参考车辆描述发动机10的示例性应用，但是应当理解，可以使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。

在一些示例中，车辆102可为具有可用于车轮106中的一个或多个的多个扭矩源的混合动力电动车辆(HEV)。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在所示示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可为马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴(未示出)和电机52经由变速器54连接到车辆车轮106。在所描绘示例中，第一离合器56设置在发动机10与电机52之间(例如，在发动机10的曲轴与所述电机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可向每个离合器56的致动器发送信号来使离合器接合或脱离，以便将曲轴与电机52以及连接到所述电机的部件连接或分离，和/或将电机52与变速器54以及连接到所述变速器的部件连接或分离。变速器54可为齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。

动力传动系统可通过各种方式配置，这些方式包括并联、串联或串并联式混合动力车辆。在电动车辆实施例中，系统电池58可为牵引电池，所述牵引电池将电力输送到电机52以向车辆车轮106提供扭矩。在一些实施例中，电机52还可充当发电机以例如在制动操作期间提供电力来对系统电池58充电。应当理解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池58可以是联接到交流发电机72的典型的起动、照明、点火(SLI)电池。

交流发电机72可以被配置为在发动机运行期间经由曲轴使用发动机扭矩来对系统电池58充电。此外，交流发电机72可以基于发动机的一个或多个电气系统(诸如一个或多个辅助系统(包括暖通空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统)和其他辅助系统)的对应电气需求而对所述一个或多个电气系统供电。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可以基于驾驶室冷却需求、电池充电需要、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一者而不断变化。电压调节器可以联接到交流发电机72以便基于系统使用要求(包括辅助系统需求)来调节交流发电机的功率输出。

发动机罩下舱103还可以包括冷却系统100，所述冷却系统使冷却剂循环通过内燃发动机10以吸收废热并且分别经由冷却剂管线82和84将已加热的冷却剂分配到散热器80和/或加热器芯体55。在一个示例中，如图所描绘，冷却系统100可以联接到发动机10并且可使发动机冷却剂经由发动机驱动的水泵86从发动机10循环到散热器80，并且经由冷却剂管线82返回到发动机10。在一个示例中，水泵86可以经由前端附件驱动器(FEAD)36联接到发动机，并且经由皮带、链条等与发动机转速成比例地旋转(发动机驱动的)。在另一个示例中，水泵86可以经由电池驱动的马达85由来自系统电池58的电量驱动。具体地，泵86可以使冷却剂循环通过发动机缸体、发动机缸盖等中的通道，以吸收发动机热量，所述发动机热量随后经由散热器80传递到环境空气。由泵产生的压力与可以通过调整输送到泵的电池电量来调整的泵转速和发动机限制成比例，并且泵可以以与发动机转速不成比例的速度操作。冷却剂的温度可通过位于冷却管线82中的恒温阀38调节，所述恒温阀可保持关闭直到冷却剂达到阈值温度为止。

冷却剂可如上所述流过冷却剂管线82，和/或流过冷却剂管线84到加热器芯体55，其中热量可在冷却剂流回到发动机10之前传递到乘客舱105。尤其是当车辆102是HEV或电动车辆时，冷却剂可另外流过冷却剂管线81并且流过电机(例如，马达)52和系统电池58中的一者或多者，以从电机52和系统电池58中的一者或多者吸收热量。在一些示例中，发动机驱动的水泵86可操作以使冷却剂循环通过冷却剂管线81、82和84中的每一者。

一个或多个鼓风机(未示出)和冷却风扇可包括在冷却系统100中以提供气流辅助并增加通过发动机罩下部件的冷却气流。例如，联接到散热器80的冷却风扇91可以在车辆移动并且发动机运行时操作，以通过散热器80提供冷却气流辅助。冷却风扇可以联接在散热器80的后面(在从格栅112朝发动机10观察时)。在一个示例中，冷却风扇91可以被配置为无轮叶冷却风扇。即，冷却风扇可以被配置为在不使用轮叶或叶片的情况下发出气流，从而产生不存在叶片或轮叶的气流输出区域。冷却风扇91可以通过车辆102的前端中的开口、例如通过格栅112将冷却气流汲取到发动机罩下舱103中。这种冷却气流可随后由散热器80和其他发动机罩下部件(例如，燃料系统部件、电池等)利用，以保持发动机和/或变速器冷却。此外，气流可以用于排出来自车辆空调系统的热量。更进一步地，气流可以用于提高配备有中间冷却器的涡轮增压/机械增压发动机的性能，所述中间冷却器降低进入发动机的进气歧管的空气的温度。通过散热器80的冷却气流的速率可以与风扇的转速成比例地改变。冷却风扇91可以分别联接到电池驱动的马达93。马达93可使用从系统电池58汲取的电量来驱动。

第一冷却剂温度传感器104可以联接到冷却剂管线82，冷却剂(在流过发动机之后)经由所述冷却剂管线进入散热器(在本文也称为顶罐温度)。第一空气温度传感器107可以联接到散热器的面向格栅112的第一侧，并且第二空气温度传感器108可以联接到散热器80的靠近风扇91的第二侧。环境空气可以通过格栅112进入冷却系统，并且通过散热器80从其第一侧流到其第二侧。由冲压空气辅助的风扇91进一步增加朝向发动机的冷却气流。

可以基于进入散热器的冷却剂温度的变化率以时间增量来调整风扇91的操作转速，使得进入散热器的冷却剂温度的变化率逐渐降低。在每个风扇转速下，可以基于散热器80的温度差随时间变化的比率来调整泵86的操作转速。温度差的比率可以包括进入热交换器的冷却剂的温度与进入散热器80的空气的温度之间的第一差值以及离开热交换器的空气的温度与进入散热器80的空气的温度之间的第二差值。在一个示例中，响应于进入散热器80的冷却剂的温度在第一温度阈值与第二温度阈值之间，风扇的转速和泵的转速中的每一者可以递增地增大，第一温度阈值低于第二温度阈值。可以以阈值时间间隔对温度差的比率进行采样。在一个示例中，响应于平均比率低于阈值比率并且冷却剂的温度变化在阈值范围内，可以降低风扇91的转速和泵86的转速中的每一者。在另一个示例中，响应于进入散热器80的冷却剂的温度高于第二温度阈值，风扇91的转速可以增大到最大风扇转速，并且泵的转速可以在对比率进行采样时递增地增大。在又一示例中，响应于平均比率变化低于阈值比率并且进入散热器80的冷却剂的温度高于第二温度阈值，泵86的转速可以增大，同时将风扇91的操作维持在最大风扇转速。

在一个示例中，系统电池58可以使用在发动机操作期间经由交流发电机72产生的电能来充电。例如，在发动机操作期间，发动机产生的扭矩(超过车辆推进所需的扭矩)可以沿着驱动轴(未示出)传送到交流发电机72，之后可以由交流发电机72使用来产生电力，所述电力可以存储在电能存储装置诸如系统电池58中。系统电池58然后可以用于激活电池驱动的(例如，电动)风扇马达93和泵马达85。

发动机罩下舱103还可以包括空调(AC)系统，所述空调系统包括冷凝器88、压缩机87、贮液干燥器83、膨胀阀89和联接到鼓风机(未示出)的蒸发器81。压缩机87可以经由FEAD36和电磁离合器76(也被称为压缩机离合器76)联接到发动机10，所述电磁离合器基于空调系统何时开启和关闭而允许压缩机接合或脱离发动机。压缩机87可以将加压的制冷剂泵送到安装在车辆前部的冷凝器88。冷凝器88可以通过冷却风扇91和95来冷却，由此在制冷剂流过时对所述制冷剂进行冷却。离开冷凝器88的高压制冷剂可以流过贮液干燥器83，其中可以通过使用干燥剂去除制冷剂中的任何水分。然后，膨胀阀89可以使制冷剂减压并且允许所述制冷剂膨胀，然后所述制冷剂进入蒸发器81，其中随着乘客舱105被冷却，所述制冷剂可以被蒸发成气态形式。蒸发器81可以联接到由马达(未示出)操作的鼓风扇，所述马达可以通过系统电压来致动。

系统电压也可以用于操作娱乐系统(收音机、扬声器等)、电加热器、挡风玻璃刮水器马达、后窗除霜系统和前灯以及其他系统。

图1进一步示出了控制系统14。控制系统14可通信地耦合到发动机10的各种部件，以执行本文描述的控制例程和动作。例如，如图1所示，控制系统14可包括控制器12。控制器12可为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如图所描绘，控制器12可从多个传感器16接收输入，所述多个传感器16可包括用户输入和/或传感器(诸如变速器挡位、油门踏板输入、制动器输入、变速器选择器位置、车辆速度、发动机转速、发动机温度、环境温度、进气温度等)、冷却系统传感器(诸如冷却剂温度、风扇转速、散热器入口和出口气温、乘客舱温度、环境湿度等)和其他(诸如来自交流发电机和电池的霍尔效应电流传感器、系统电压调节器等)。另外，控制器12可以与各种致动器18通信，所述各种致动器可以包括发动机致动器(诸如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞等)、冷却系统致动器(诸如马达致动器、马达电路继电器等)和其他。在一些示例中，存储介质可以用表示可由处理器执行的指令的计算机可读数据来编程，以用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其他变体。控制器12可以基于热负荷(进入散热器的冷却剂的温度变化率)和散热器80的估计效率来调整使冷却剂循环通过冷却系统的泵86的转速和联接到散热器80的风扇91的转速。

通过这种方式，图1的系统提供了一种用于车辆的发动机，所述系统包括：控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器：在发动机操作期间，基于冷却系统的散热器的估计效率和进入所述散热器的冷却剂的温度中的一者或多者，调整所述冷却系统的风扇的转速和泵的转速，用高于所述散热器的阈值效率填充与所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速相关的模型，并且基于进入所述散热器的冷却剂的所述温度和所述模型来进一步调整所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速。可以基于与多个车辆速度相对应的所述泵的所述转速、所述风扇的所述转速以及所述散热器的所述效率填充所述模型，所述模型为所述散热器的最大效率选择与所述风扇的所述转速相对应的所述泵的所述转速。在一个示例中，进一步调整所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速包括响应于进入所述散热器的所述冷却剂的所述温度在第一温度阈值与第二温度阈值之间，递增地增大所述风扇的所述转速中的每一者，基于所述模型调整与所述风扇的所述转速相对应的所述泵的所述转速，所述第一温度阈值低于所述第二温度阈值。在另一个示例中，进一步调整所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速进一步包括响应于进入所述散热器的所述冷却剂的所述温度高于所述第二温度阈值，将所述风扇的所述转速增大到最大风扇转速，并且基于所述模型调整与所述最大风扇转速相对应的所述泵的所述转速，以确保较高散热器效率。

图2示出了用于估计发动机冷却系统的散热器(诸如图1中的散热器80)的效率的示例性方法200的流程图。用于执行方法200和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器(例如，图1的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从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。根据下文所述的方法，控制器可采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。

在202处，所述方法包括估计和/或测量车辆和发动机工况。工况可以包括例如车辆速度、发动机转速和负荷、驾驶员扭矩需求以及路况(例如，道路坡度)、天气状况(例如，存在风、雨、雪等)、联接到车辆的前端的格栅百叶窗的设置等。工况还可以包括环境状况，诸如环境空气温度、压力和湿度；发动机温度；冷却剂温度；变速器流体温度；发动机油温度；车厢空气设置(例如，AC设置)；增压压力(如果发动机被增压)；排气再循环(EGR)流量；歧管压力(MAP)；歧管气流(MAF)；歧管空气温度(MAT)；等。当车辆是HEV时，工况还可以包括操作模式，诸如纯发动机模式(其中用于推进车辆的所有扭矩都由发动机供应)、纯电动模式(其中用于推进车辆的所有扭矩都由电机供应)以及辅助模式(其中用于推进车辆的扭矩由发动机和电机两者供应)。工况还可以包括电机的温度和/或系统电池的温度。

在204处，可以经由联接到散热器的冷却剂入口的温度传感器(诸如图1中的温度传感器104)来估计经由冷却剂管线进入散热器的冷却剂的温度(T1)。温度传感器可以估计在循环通过发动机之后进入散热器的冷却剂的温度，其中热量从发动机传递到冷却剂。此外，冷却系统上的热负荷可以被估计为进入散热器的冷却剂的温度变化率。冷却剂温度T1可以表示热负荷(排放到冷却系统的热量)和由冷却系统提供的冷却的结果。因此，如果T1随时间稳定，则可以推断出排放到冷却系统中的热量等于由冷却系统提供的冷却功率。

在205处，可以基于热负荷(T1的变化率)来调整向散热器和冷却系统提供冷却气流的风扇(诸如图1中的风扇91)的转速。在一个示例中，控制器可以使用查找表来确定与T1的测量变化率相对应的风扇转速，其中T1的变化率作为输入而风扇转速作为输出。作为一个示例，风扇转速可以随热负荷的增加而增大，并且风扇转速可以随热负荷的减小而降低。

在206处，可以估计入口空气温度(T2)和出口空气温度(T3)。可以经由联接到散热器的面向格栅的第一侧的第一空气温度传感器(诸如图1中的空气温度传感器107)来估计进入散热器的空气的温度(T2)。可以经由联接到散热器的面向风扇的第二侧的第二空气温度传感器(诸如图1中的空气温度传感器108)来估计离开散热器的空气的温度(T3)。

在208处，可以根据所感测的T1、T2和T3中的每一者来估计散热器的效率(ε)。散热器的效率是对散热器耗散来自循环通过散热器的冷却剂的热量的能力的估计。当ε是1.0时，散热器的效率可能是最高时，而当ε是0时，散热器的效率可能是最低的。可以通过方程1来估计效率(ε)。

其中ε是散热器的效率，T1是进入散热器的冷却剂的温度，T2是入口空气温度，而T3是出口空气温度。

在210处，可以基于散热器的估计效率来调整将冷却剂泵送通过冷却系统的管线的水泵(诸如图1中的泵86)的转速。通过基于热负荷调整风扇转速并基于ε调整泵转速，可以提供发动机冷却，同时减少功率消耗和耐压性的非期望的提高，但没有任何效率益处。水泵转速和风扇转速的示例性调整在图3A至图3B和图4的方法中示出。

图5A示出了散热器的执行能力随通过散热器的冷却剂流率的变化的曲线图500。x轴表示通过散热器的冷却剂流率(kg/s)，如基于使冷却剂循环通过包括散热器的发动机冷却系统的泵(诸如图1中的泵86)的转速所估计的。y轴表示如经由方程2估计的散热器的执行能力。执行能力可以被定义为进入散热器的冷却剂的温度和进入散热器的空气的温度(入口空气温度)的每个初始温度差的散热器冷却功率。

其中Q是散热器的冷却功率，ITD是进入散热器的冷却剂的温度和进入散热器的空气的温度(入口空气温度)的初始温度差，ε是如基于方程1估计的散热器的效率，

是空气质量流率，并且c_p是空气的比热。为了改善散热器的冷却性能，将提高执行能力。从方程2可以看出，散热器的效率越高，散热器的执行能力和冷却功率就越高。因此，可以通过提高散热器的效率和增大空气质量流率中的一项或多项(诸如通过增大风扇转速)来增加执行能力。

可以估计与通过散热器的多个空气质量流率相对应的执行能力。空气质量流率可以与使空气循环通过散热器的风扇(诸如图1中的风扇91)的操作转速成正比。线502至510对应于通过散热器的不同空气流率，其中502对应于最低空气流率，而510对应于最高空气流率。

如从曲线图中所见，对于每个空气流率，散热器的执行能力随通过散热器的冷却剂质量流率的增大而提高。然而，对于每个冷却剂质量流率，执行能力在第一阈值冷却剂流率以上不会发生显著变化，如虚线A1所示，并且冷却剂流率增大超过阈值冷却剂流率可能会增加寄生功率损失而不显著改善发动机冷却。因此，在调整泵转速和风扇转速以改善发动机冷却期间，可以将泵转速维持在第一阈值泵转速内，所述第一阈值泵转速对应于第一阈值冷却剂流率。

图5B示出了散热器效率随通过散热器的冷却剂质量流率的变化的曲线图550。x轴表示通过散热器的冷却剂质量流率(kg/s)，如基于使冷却剂循环通过包括散热器的发动机冷却系统的泵(诸如图1中的泵86)的转速所估计的。y轴表示如经由方程1估计的散热器的效率。

可以估计与通过散热器的多个空气质量流率相对应的效率。空气质量流率可以与提供冷却气流通过散热器的风扇(诸如图1中的风扇91)的操作转速成正比。线522可以对应于3.888kg/s的空气质量流率，线554可以对应于2.333kg/s的空气质量流率，线556可以对应于1.555kg/s的冷却剂质量流率，线558可以对应于0.777kg/s的冷却剂质量流率，并且线560可以对应于0.388kg/s的冷却剂质量流率。

如从曲线图中所见，对于每个空气质量流率，散热器的效率随通过散热器的冷却剂质量流率的增大而提高。此外，散热器的效率对于较低的空气流率是最高的，并且效率可能随空气流率的增大而降低。对于每个空气质量流率，效率在第二阈值冷却剂流率以上不会发生显著变化，如虚线C1所示，并且冷却剂流率增大超过第二阈值冷却剂流率可能会增加寄生功率损失而不显著改善发动机冷却。因此，在调整泵转速和风扇转速以改善发动机冷却期间，可以将泵转速维持在第二阈值泵转速内，所述第二阈值泵转速对应于第二阈值冷却剂流率。

因此，从图5A和图5B示出了散热器的效率在较高的泵转速和较低的风扇转速下较高。来自方程2的空气质量流率与散热器效率之间的复杂(不利)关系必须有效地改善冷却性能、气流的逐渐增加，以最终实现稳定热系统的最低可能速率。为了进一步增强(在每个气流增量步长处)冷却能力，冷却剂质量流率逐渐增大，以便实现最高可能的效率，而不会由于增大冷却系统压力而引起不必要的损失。

在一个示例中，可以使用与每个冷却剂质量流率(与泵转速成比例)和空气质量流率(与风扇转速成比例)相对应的估计效率来为散热器的效率校准模型(可以包括算法和/或查找表)。可以使用一系列泵转速和风扇转速以及与每一组风扇转速和所得泵转速相对应的估计的散热器效率来校准所述模型。效率对冷却剂流率和空气流率的3D映射图、空气流率对风扇转速和车辆速度的3D映射图以及冷却剂流率对泵转速的图形可以用于填充和校准模型。

在一个示例中，可以基于从针对与冷却系统中的压力降相关的冷却剂流的高保真1D求解器收集的数据来填充模型。当泵(被配置为离心泵)推动冷却剂流通过冷却系统时，所述系统限制可以决定系统压力并确定通过系统的可允许冷却剂流。通过冷却系统的压力降可以被估计为泵前后的压力差。可以基于通过系统的压力降和命令的泵转速中的每一者来估计冷却系统中的最终冷却剂流。基于冷却系统的1D模型，通过冷却系统的冷却剂流(如受通过系统的压力降影响)可以被映射到泵转速，并且可以填充作为泵转速的函数的冷却剂流(通过特定冷却系统)的图形。

在另一个示例中，可以使用具有通过实验测试验证的数据的3D计算流体动力学(CFD)来填充模型。车辆可以以多个车辆速度操作，并且对于每个车辆速度，风扇可以以多个转速操作，并且可以为每个风扇转速估计通过散热器的气流速率。估计的气流速率可以用于推导3D方程，所述方程可以用于确定每个车辆速度和风扇转速组合的气流速率。用于计算效率的3D方程可以用于基于气流和冷却剂流率来确定散热器的效率。

所述模型可以用于基于来自车辆速度和风扇转速的反馈信号来确定泵转速，以满足当前冷却系统操作使得散热器的效率最大化。在一个示例中，50kph的车辆速度和3200rpm的风扇转速可导致1.315kg/s的质量空气流率。一系列冷却剂流率与其对应的效率斜率一起被探测。针对冷却剂流率为0.07的效率阈值斜率(图5B中的虚线C1的左侧)用于确定75％的泵转速。效率斜率可以被定义为在时间ti处测量的效率和在时间ti+n处(诸如在时间ti之后n秒)测量的效率除以n。3200rpm的风扇转速加上75％的泵转速可导致0.855的散热器效率和1.84kg/s的冷却剂质量流率。作为一个示例，可以使用嵌入在控制策略中的预定义算法(诸如使用Matlab m.脚本)来执行基于风扇转速信号的泵转速估计，或者可以使用估计查找表来确定与风扇转速相对应的泵转速，以便实现提高的散热器效率。

通过以提高的散热器效率维持冷却系统的操作，可以减少寄生功率损失。通过这种方式，可以调整泵转速和风扇转速以维持散热器的较高阈值效率，同时提供期望的发动机冷却。图4示出了基于模型调整风扇和泵操作的示例性方法。

图3A和图3B示出了用于调整使冷却剂循环通过发动机冷却系统的水泵(诸如图1中的泵86)的转速和供应气流通过冷却系统的热交换器(诸如图1中的散热器80)的风扇(诸如图1中的风扇91)的转速的第一示例性方法300的流程图。在该方法中，进入散热器的冷却剂的估计温度(T1)、估计的入口空气温度(T2)和估计的出口空气温度(T3)中的一者或多者可以用于调整泵转速和风扇转速。

在302处，所述程序包括确定发动机是否正在操作。发动机操作可以包括发动机气缸中的燃料和空气的燃烧以产生动力。发动机操作还引起热量的产生，所述热量经由冷却系统耗散。如果确定发动机未操作，则在304处，可以维持当前泵和风扇操作。在一个示例中，如果车辆未操作使得不使用发动机和电动马达来推进车辆，则可以暂停冷却剂循环通过发动机，并且可以将泵维持在关闭状态。类似地，如果车辆由于不需要发动机冷却而未操作，则风扇可以维持在关闭状态。在另一个示例中，如果车辆经由来自电机的扭矩推进并且期望冷却电机部件，则泵和风扇可以以预校准的转速操作以使冷却剂循环通过电机(例如，马达)和系统电池中的一者或多者以从电机和系统电池中的一者或多者吸收热量。预校准的风扇转速和泵转速可以基于当发动机不燃烧时在电机的操作期间产生的热量。

如果确定发动机正在操作，则推断出需要发动机冷却。在306处，泵可以以第一泵转速(Sp1)操作，并且风扇可以以第一风扇转速(Sf1)操作。在一个示例中，可以基于诸如发动机负荷、发动机转速和发动机温度的发动机工况来确定Sp1和Sf1。在一个示例中，控制器可以使用查找表来估计Sp1和Sf1，其中发动机工况作为输入而Sp1和Sf1作为输出。在另一个示例中，可以首先基于冷却系统特性来设定Sp1和Sf1，然后经由校准(诸如基于冷却剂温度和散热器的效率)对其进行微调。作为一个示例，Sp1可以以30％的周期操作泵，并且Sf1可以以最大转速的10％操作风扇。

在308处，可以经由联接到散热器的冷却剂入口的温度传感器(诸如图1中的温度传感器104)来估计经由冷却剂管线进入散热器的冷却剂的温度(T1)。温度传感器可以估计在循环通过发动机之后进入散热器的冷却剂的温度，其中热量从发动机传递到冷却剂。可以经由安装在散热器的前空气侧和后空气侧上的温度传感器来估计入口空气温度(T2)和出口空气温度(T3)。可以根据估计的冷却剂温度(T1)、散热器的入口空气温度(T2)和散热器的出口空气温度(T3)来估计散热器的效率(ε)。效率可以被估计为冷却剂温度与入口空气温度之间的差值和出口空气温度与入口空气温度之间的差值的比率。图2详细说明了一种用于散热器的效率(ε)的估计方法。

在310处，所述程序包括确定冷却剂温度(T1)是否高于第一阈值温度(Th1)但低于第二阈值温度(Th2)。可以基于诸如发动机负荷、发动机转速和发动机温度的发动机工况来预校准Th1和Th2。Th1可以低于Th2。在一个示例中，Th1可以是35℃，而Th2可以是60℃。如果确定T1在Th1与Th2之间，则在311处，可以将ε设定为零。在312处，风扇转速可以以增量增大。在一个示例中，风扇转速可以以10％的增量增大。在314处，泵转速可以以增量增大。在一个示例中，泵转速可以以5％的增量增大。

在316处，可以在时间ti处设定计时器，并且可以在基于系统的热质量校准的n秒间隔来发起对T1和ε的采样。换句话说，在初始开始时间(表示为ti)之后，可以每n秒估计一次T1和ε。在一个示例中，n可以是30秒。

在318处，所述程序包括确定由在时间ti+1(诸如在ti之后n秒)处测量的效率与在时间ti处测量的效率之间的差值除以n给出的效率变化率是否高于第一阈值效率斜率(Thε1)。可以基于散热器特性来预校准Thε1。在一个示例中，Thε1可以是0.0008。如果确定(ε(ti+1)-ε(ti))/n大于Thε1(例如，(0.75-0.7)/30＝0.00167)，则可以推断出可能期望冷却剂质量流率增大，并且所述程序可以返回到步骤314并且可以以增量增大泵转速。如果确定(ε(ti+1)-ε(ti))/n小于Thε1，则所述程序前进到步骤320。

在320处，所述程序包括确定由时间ti+1(诸如在ti之后n秒)处的冷却剂温度与时间ti处的冷却剂温度之间的差值除以n给出的冷却剂温度的变化率是否高于第三阈值温度(th3)。可以基于诸如发动机负荷、发动机转速、发动机温度的发动机工况来预校准Th3。在一个示例中，Th3可以是2℃。如果确定(T1(ti+1)–T1(ti))/n大于Th3，则可以推断出可能期望气流增加，并且所述程序可以返回到步骤312并且可以以增量增大风扇转速。如果确定(T1(ti+1)–T1(ti))/n小于Th3，则所述程序可以前进到步骤322。

在322处，所述程序包括确定时间ti+1(诸如在ti之后n秒)处的冷却剂温度与时间ti处的冷却剂温度之间的差值是否小于第四阈值温度(th4)。可以基于诸如发动机负荷、发动机转速、发动机温度和系统热质量的发动机工况来预校准Th4。在一个示例中，Th4可以是0℃。如果确定T1(ti+1)–T1(ti)低于Th4，则可以推断出可能存在过冷条件，并且所述程序可以前进到步骤324以降低发动机冷却水平。

在324处，可以将ε设定为1，其表示散热器正以最高效率操作。风扇转速可以以增量降低，并且泵转速可以降低到第一泵转速(Sp1)。在一个示例中，风扇转速可以以10％的增量降低。然后，所述程序可以前进到步骤314。在散热器效率提高时，通过适时地降低风扇转速中的每一者和调整泵转速，可以减少功率使用量。

如果确定T1(ti+1)–T1(ti)高于Th4而低于Th3，则可以推断出进入散热器的冷却剂的温度随时间稳定并且不期望进一步增加冷却剂流或气流。在326处，可以继续当前的泵和风扇操作，而泵转速和/或风扇转速没有任何变化。

返回到步骤310，如果确定T1不在Th1与Th2之间，则所述程序前进到步骤328，如图3B所示。在328处，所述程序包括确定冷却剂温度(T1)是否高于第二阈值温度(Th2)。可以基于散热器和相关联的冷却剂系统部件的最高允许温度来预校准Th2。在一个示例中，Th2可以是60℃。如果确定T1不在Th1与Th2之间并且T1低于Th2，则可以推断出T1低于Th1并且不期望冷却液温度进一步降低。可能不期望冷却剂流或气流的进一步增加，并且所述程序然后可以前进到329。在329处，可以继续当前的泵和风扇操作，而泵转速和/或风扇转速没有任何变化。

如果确定T1高于Th2，则可以推断出冷却剂温度高于期望温度并且将增加发动机冷却。在330处，可以将散热器的效率设定为零，并且可以将风扇的转速增加到最大转速(100％)以增加通过散热器的冷却气流。在332处，泵转速可以以增量从初始转速Sp1开始增大。在一个示例中，泵转速可以以5％的增量增大。

在334处，可以在时间ti处设定计时器，并且可以n秒间隔来发起对ε的采样。换句话说，在初始开始时间(表示为ti)之后，可以每n秒估计一次ε。在一个示例中，n可以是30秒。

在336处，所述程序包括确定由在时间ti+1(诸如在ti之后n秒)处测量的效率与在时间ti处测量的效率之间的差值除以n给出的效率变化率是否高于第一阈值效率(Thε1)。在一个示例中，Thε1可以是0.05。如果确定(ε(ti+1)-ε(ti))/n大于Thε1，则可以推断出可能期望冷却剂质量流率增大，并且所述程序可以返回到步骤332并且可以以增量增大泵转速。如果确定(ε(ti+1)-ε(ti))/n小于Thε1，则所述程序前进到步骤338。

在338处，所述程序包括确定T1是否继续高于第二阈值温度(Th2)。如果确定T1已经减小到Th2以下，则所述程序可以返回到步骤310(在图3A中)并继续前进。如果确定T2继续高于Th2，则可以推断出可能需要进一步的发动机冷却。在340处，可以继续以最大转速进行风扇的当前操作，同时可以继续使泵转速递增地斜坡上升，直到达到最大泵转速。

图4示出了用于调整供应气流通过发动机冷却系统的热交换器(诸如图1中的散热器80)的风扇(诸如图1中的风扇91)的转速和使冷却剂循环通过发动机冷却系统的水泵(诸如图1中的泵86)的转速的第二示例性方法400的流程图。

在该方法中，可以使用模型来调整与风扇转速相对应的泵转速。包括三维映射图/查找表的模型可以被填充有基于散热器效率的实验数据。作为一个示例，可以基于实验数据来填充模型，如图5A和图5B所示。所述模型可以考虑在不同风扇转速下通过格栅散热器护罩和周围环境的气流。在一个示例中，所述模型可以包括与风扇转速相对应的泵转速，使得散热器效率可以最大化。泵转速的上限可以为阈值泵转速，高于所述阈值泵转速，散热器效率可能不会进一步提高，同时功率消耗可能会增加。在该方法中，不再执行对散热器效率的实时估计，并且使用模型基于风扇转速来调整泵转速，使得散热器效率在所有工况下都最大化。

在402处，所述程序包括确定发动机是否正在操作。发动机操作可以包括发动机气缸中的燃料和空气的燃烧以产生动力。发动机操作还引起热量的产生，所述热量经由冷却系统耗散。如果确定发动机未操作，则在404处，可以维持当前泵和风扇操作。在一个示例中，如果车辆未操作使得不使用发动机和电动马达来推进车辆，则可以暂停冷却剂循环通过发动机，并且可以将泵维持在关闭状态。类似地，如果车辆由于不需要发动机冷却而未操作，则风扇可以维持在关闭状态。在另一个示例中，如果车辆经由来自电机的扭矩推进并且期望冷却电机部件，则泵和风扇可以以预校准的转速操作以使冷却剂循环通过电机(例如，马达)和系统电池中的一者或多者以从电机和系统电池中的一者或多者吸收热量。预校准的风扇转速和泵转速可以基于当发动机不燃烧时在电机的操作期间产生的热量。

如果确定发动机正在操作，则推断出需要发动机冷却。在406处，泵可以以第一泵转速(Sp1)操作，并且风扇可以以第一风扇转速(Sf1)操作。在一个示例中，可以基于诸如发动机负荷、发动机转速、发动机温度的发动机工况来确定Sp1和Sf1。控制器可以使用查找表来估计Sp1和Sf1，其中发动机工况作为输入而Sp1和Sf1作为输出。在另一个示例中，在发动机起动时，可以将Sp1和Sf1设定为预定值，随后基于冷却剂温度和散热器的效率对其进行调整。作为一个示例，Sp1可以以30％的周期操作泵，并且Sf1可以以最大转速的10％操作风扇。

在408处，可以经由联接到散热器的冷却剂入口的温度传感器(诸如图1中的温度传感器104)来估计经由冷却剂管线进入散热器的冷却剂的温度(T1)。温度传感器可以估计在循环通过发动机之后进入散热器的冷却剂的温度，其中热量从发动机传递到冷却剂。

在410处，所述程序包括确定冷却剂温度(T1)是否高于第一阈值温度(Th1)但低于第二阈值温度(Th2)。可以基于诸如发动机负荷、发动机转速、发动机温度以及其他部件热需求的发动机工况来预校准Th1和Th2。Th1可以低于Th2。在一个示例中，Th1可以是35℃并且Th2可以是60℃。如果确定T1在Th1与Th2之间，则在412处，风扇转速可以以增量增大并且可以基于模型相应地调整泵转速。在一个示例中，风扇转速可以以10％的增量增大。作为一个示例，控制器可以使用模型(诸如查找表)来确定泵转速，其中风扇转速作为输入，而泵转速作为输出。

在414处，可以在时间ti处设定计时器，并且可以n秒间隔来发起对T1的采样。换句话说，在初始开始时间(表示为ti)之后，可以每n秒估计一次T1。在一个示例中，n可以是30秒。

在416处，所述程序包括确定由在时间ti+1(诸如在ti之后n秒)处测量的T1与在时间ti处测量的T1之间的差值除以n给出的冷却剂温度的变化率是否高于第五阈值温度(Th5)。可以基于诸如发动机负荷、发动机转速和发动机温度的发动机工况来预校准Th5。如果确定(T1(ti+1)–T1(ti))/n大于Th5，则可以推断出可能期望增加冷却，并且所述程序可以返回到步骤412并且可以以增量增大风扇转速并对泵转速进行对应调整。如果确定(T1(ti+1)–T1(ti))/n小于Th5，则所述程序前进到步骤418。

在418处，所述程序包括确定时间ti+1(诸如在ti之后n秒)处的冷却剂温度与时间ti处的冷却剂温度之间的差值是否小于零。如果确定T1(ti+1)–T1(ti)低于零，则可以推断出可能存在过冷条件，并且所述程序可以前进到步骤420以降低发动机冷却水平。

在420处，风扇转速可以以增量降低，并且可以基于模型调整泵转速以对应于降低的风扇转速。在一个示例中，风扇转速可以以10％的增量降低。作为一个示例，控制器可以使用模型(诸如查找表)来确定泵转速，其中降低的风扇转速作为输入，而泵转速作为输出。通过基于模型适时地降低风扇转速中的每一者和调整泵转速，可以提高散热器效率并且可以减少功率使用量。

如果确T1(ti+1)–T1(ti)高于零并低于Th5，则可以推断出进入散热器的冷却剂的温度随时间稳定并且不期望进一步增加冷却剂流或气流。在428处，可以继续当前的泵和风扇操作，而泵转速和/或风扇转速没有任何变化。

返回到步骤410，如果确定T1不在Th1与Th2之间，则所述程序前进到步骤422。在422处，所述程序包括确定冷却剂温度(T1)是否高于第二阈值温度(Th2)。可以基于诸如发动机负荷、发动机转速和发动机温度的发动机工况来预校准Th2。在一个示例中，Th2可以是60℃。如果确定T1不在Th1与Th2之间并且T1低于Th2，则可以推断出T1低于Th1并且不期望冷却液温度进一步降低。可能不期望冷却剂流或气流的进一步增加，并且所述程序然后可以前进到428。在428处，可以继续当前的泵和风扇操作，而泵转速和/或风扇转速没有任何变化。

如果确定T1高于Th2，则可以推断出冷却剂温度高于期望温度并且将增加发动机冷却。在424处，可以将风扇的转速增加到最大转速(100％)以增加通过散热器的冷却气流。对于最大风扇转速，可以基于模型来调整泵转速以优化散热器效率。

在426处，所述程序包括确定T1是否继续高于第二阈值温度(Th2)。如果确定T1已经减小到Th2以下，则所述程序可以返回到步骤410并继续从此处前进。如果确定T2继续高于Th2，则可以推断出可能需要进一步的发动机冷却。在428处，可以继续以最大速度进行风扇的当前操作，同时可以继续调整泵转速以实现最大散热器效率。

通过这种方式，可以根据进入散热器的冷却剂温度、入口空气温度和出口空气温度中的每一者来估计发动机冷却系统的散热器的效率，并且可以基于散热器的估计效率来调整使冷却剂循环通过冷却系统的泵的转速。通过使用基于冷却剂温度随时间的变化的瞬时冷却需求，可以调整风扇的转速以将期望的气流输送到系统。通过准确地估计散热器的效率并基于散热器效率调整泵转速，可以减少寄生功率损失并且可以提高发动机冷却系统的效率。

在一个示例中，一种用于操作车辆的方法包括：基于热交换器的温度差的比率来调整所述车辆的冷却风扇的转速和冷却泵的转速。在前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括所述冷却泵使冷却剂循环通过联接到所述车辆的发动机，然后通过所述热交换器，并且其中所述风扇联接到所述热交换器。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述温度差的比率包括进入所述热交换器的冷却剂的温度与进入所述热交换器的空气的温度之间的第一差值以及离开所述热交换器的空气的温度与进入所述热交换器的空气的所述温度之间的第二差值。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，基于联接到使冷却剂从所述发动机流入所述热交换器的冷却剂管线的第一温度传感器的输入来估计进入所述热交换器的冷却剂的所述温度。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，基于联接到所述热交换器的靠近格栅的第一侧的第二温度传感器的输入来估计进入所述热交换器的空气的所述温度，并且其中基于联接到所述热交换器的靠近所述风扇的第二侧的第二温度传感器的输入来估计离开所述热交换器的空气的所述温度，所述第一侧与所述第二侧相对。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，还包括响应于进入所述热交换器的所述冷却剂的所述温度在第一温度阈值与第二温度阈值之间，递增地增大所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速中的每一者并对所述比率进行采样，所述第一阈值温度低于所述第二阈值温度。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，对所述比率进行采样包括以阈值时间间隔估计所述比率。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，基于所述比率进行调整包括响应于所述采样比率的变化率低于阈值比率并且所述冷却剂温度的变化低于阈值温度，减小所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速中的每一者。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括响应于进入所述热交换器的所述冷却剂的所述温度高于所述第二温度阈值，将所述风扇的所述转速增大到最大风扇转速并递增地增大所述泵的所述转速同时对所述比率进行采样。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，基于所述比率进行调整包括响应于所述采样比率的所述变化率低于所述阈值比率并且进入所述热交换器的所述冷却剂的所述温度高于所述第二温度阈值，增大所述泵的所述转速，同时将所述风扇的操作维持在所述最大风扇转速处。

在另一个示例中，一种用于车辆的发动机冷却系统的方法包括：基于热负荷调整联接到所述发动机冷却系统的散热器的风扇的转速；根据进入所述散热器的冷却剂温度、入口空气温度和出口空气温度中的每一者来估计所述散热器的效率；以及基于所述散热器的所述估计效率来调整使冷却剂循环通过所述冷却系统的泵的转速。在前述示例中，另外或任选地，所述散热器的所述效率被估计为所述冷却剂温度与所述入口空气温度之间的第一差值和所述出口空气温度与所述入口空气温度之间的第二差值的比率；并且其中所述热负荷是基于所述冷却剂温度随时间的变化。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，调整所述泵的所述转速和所述风扇的所述转速包括响应于高于阈值冷却剂温度而递增地增大所述泵的所述转速和所述风扇的所述转速，以常规间隔估计所述效率，然后基于平均效率进一步调整所述泵的所述转速并基于冷却剂温度的变化来调整所述风扇的所述转速。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，进一步调整包括响应于低于冷却剂温度的阈值变化，减小所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速中的每一者。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，进一步调整包括响应于低于阈值冷却剂温度，以第一恒定转速操作所述泵并以第二恒定转速操作所述风扇。

在又一示例中，一种用于车辆的发动机的系统包括：控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器：在发动机操作期间，基于冷却系统的散热器的估计效率和进入所述散热器的冷却剂的温度中的一者或多者，调整所述冷却系统的风扇的转速和泵的转速，用所述散热器的效率填充与所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速相关的模型，并且基于进入所述散热器的冷却剂的所述温度和所述模型来进一步调整所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速。在前述示例中，另外或任选地，基于与多个车辆速度相对应的所述泵的所述转速、所述风扇的所述转速以及所述散热器的所述效率填充模型，所述模型为所述散热器的最大效率选择与所述风扇的所述转速相对应的所述泵的所述转速。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，经由联接到使冷却剂从所述发动机流到所述散热器的入口的第一温度传感器来估计进入所述散热器的冷却剂的所述温度，并且其中基于进入所述散热器的冷却剂的温度的变化率来调整所述风扇的所述转速。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，进一步调整所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速包括响应于进入所述散热器的所述冷却剂的所述温度在第一温度阈值与第二温度阈值之间，递增地增大所述风扇的所述转速中的每一者，基于所述模型调整与所述风扇的所述转速相对应的所述泵的所述转速，所述第一阈值温度低于所述第二阈值温度。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，进一步调整所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速进一步包括响应于进入所述散热器的所述冷却剂的所述温度高于所述第二温度阈值，将所述风扇的所述转速增大到最大风扇转速，并且基于所述模型调整与所述最大风扇转速相对应的所述泵的所述转速。

应当注意，本文所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实施。本文所述的具体程序可以表示任何数目的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示将被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，其中所描述的动作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实施。

应当理解，本文中公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制性含义，因为众多变化是可能的。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。此外，除非明确地相反指出，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等不意图表示任何顺序、位置、数量或重要性，而是仅用作标记以区分一个元件与另一个元件。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非明显的组合和子组合。

所附权利要求特别地指出被视为新颖和非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可以指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或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。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：

基于热交换器的温度差的比率来调整所述车辆的冷却风扇的转速和冷却泵的转速。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却泵使冷却剂循环通过联接到所述车辆的发动机，然后通过所述热交换器，并且其中所述风扇联接到所述热交换器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述温度差的比率包括进入所述热交换器的冷却剂的温度与进入所述热交换器的空气的温度之间的第一差值以及离开所述热交换器的空气的温度与进入所述热交换器的空气的所述温度之间的第二差值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中基于联接到使冷却剂从所述发动机流入所述热交换器的冷却剂管线的第一温度传感器的输入来估计进入所述热交换器的冷却剂的所述温度。

5.根据权利要求3所述的方法，其中基于联接到所述热交换器的靠近格栅的第一侧的第二温度传感器的输入来估计进入所述热交换器的空气的所述温度，并且其中基于联接到所述热交换器的靠近所述风扇的第二侧的第三温度传感器的输入来估计离开所述热交换器的空气的所述温度，所述第一侧与所述第二侧相对。

6.根据权利要求3所述的方法，其还包括响应于进入所述热交换器的所述冷却剂的所述温度在第一温度阈值与第二温度阈值之间，递增地增大所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速中的每一者并对所述比率进行采样，其中所述第一温度阈值低于所述第二温度阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，其中对所述比率进行采样包括在阈值时间间隔之后估计所述比率。

8.根据权利要求6所述的方法，其中基于所述比率进行调整包括响应于所述采样比率的变化率低于阈值比率并且进入所述热交换器的冷却剂的所述温度的变化低于第三温度阈值，减小所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速中的每一者。

9.根据权利要求8所述的方法，其还包括响应于进入所述热交换器的所述冷却剂的所述温度高于所述第二温度阈值，将所述风扇的所述转速增大到最大风扇转速并递增地增大所述泵的所述转速同时对所述比率进行采样。

10.根据权利要求9所述的方法，其中基于所述比率进行调整包括响应于所述采样比率的所述变化率低于所述阈值比率并且进入所述热交换器的所述冷却剂的所述温度高于所述第二温度阈值，增大所述泵的所述转速，同时将所述风扇的操作维持在所述最大风扇转速处。

11.一种用于车辆的发动机的系统，所述系统包括：

控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器：

基于热负荷调整联接到发动机冷却系统的散热器的风扇的转速；

根据进入所述散热器的冷却剂温度、入口空气温度和出口空气温度中的每一者来估计所述散热器的效率；以及

基于所述散热器的所述估计效率来调整使冷却剂循环通过所述发动机冷却系统的泵的转速。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述散热器的所述效率被估计为所述冷却剂温度与所述入口空气温度之间的第一差值和所述出口空气温度与所述入口空气温度之间的第二差值的比率；并且其中所述热负荷是基于所述冷却剂温度随时间的变化。

13.根据权利要求11所述的系统，其中调整所述泵的所述转速和所述风扇的所述转速包括：

响应于高于阈值冷却剂温度而递增地增大所述泵的所述转速和所述风扇的所述转速中的每一者；

以常规间隔估计所述效率；以及

基于平均效率进一步调整所述泵的所述转速并基于冷却剂温度的变化来调整所述风扇的所述转速。

14.根据权利要求13所述的系统，其中进一步调整包括响应于低于冷却剂温度的阈值变化，减小所述风扇的所述转速和所述泵的所述转速中的每一者。

15.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器包括用于以下操作的进一步指令：响应于低于阈值冷却剂温度，以第一恒定转速操作所述泵并以第二恒定转速操作所述风扇。

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