CN116946101A - 车辆用目标部件的加热方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种车辆用目标部件的加热方法及车辆。该加热方法通过将检测到的实时温度与预先设定的温度阈值进行比较，通过比较结果控制电机处于功率损耗较大(发热较多)的工作状态，来对目标部件进行加热。这样，能够利用电机产生的热量从根本上解决例如离合器、执行器、致动器等因为低温冻结而产生的卡滞、不灵活、效率低等问题，该解决方案易于实现，不会造成成本的显著增加而且可以改善车辆的行驶性能。

Description

车辆用目标部件的加热方法及车辆
技术领域
本申请涉及车辆领域，且特别地涉及一种车辆用目标部件的加热方法及采用该加热方法的车辆。
背景技术
在例如中国的东北地区以及欧洲的某些地区，天气可能达到极低的温度。对于例如具有P2架构(发动机和电机经由离合器受控地传动联接)的混合动力系统的车辆而言，极低的温度可能导致电机不能正常启动发动机的风险。这是由于离合器的致动器内的油或油脂可能由于极低的温度而被冻结，由此离合器可能不能进行正常的接合作业，进而电机将不能顺利甚至完全不能正常启动发动机，导致车辆可能不能从纯电驱动模式转换成混合动力驱动模式。
对于以上现有技术的问题，现有的解决方案是将上述致动器内的油或油脂的温度高于其被冻结的温度作为车辆转换成混合动力驱动模式的条件；或者启动发动机之后响应时间比高温条件下的响应时间长的情况下直接重启发动机，但是上述解决方案都会导致车辆的行驶性能显著降低。而通过改变致动器中的油或油脂的组分来降低其冻结温度的想法在现有的技术条件下也难以实现。
发明内容
鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的一个目的在于提供一种车辆用目标部件的加热方法，其针对背景技术中的问题提出了一种易于实现，不会造成成本的显著增加而且可以改善车辆的行驶性能的解决方案。本申请的另一个目的在于提供一种采用上述加热方法的车辆。
为了实现上述目的，本申请采用如下的技术方案。
本申请提供了一种如下的车辆用目标部件的加热方法，所述加热方法包括以下步骤：
检测步骤，其中对所述目标部件的温度进行实时检测；
判断步骤，其中判断所述目标部件的实时温度与第一温度阈值之间的大小关系；以及
加热步骤，其中当所述实时温度低于所述第一温度阈值时，控制所述车辆的电机使所述电机处于功率损耗大于或等于预定损耗值的第一工作状态，以对所述目标部件进行加热。
在一种可选的实施例中，所述加热方法还包括建模步骤，其中建立并存储所述电机的功率损耗模型。
在另一种可选的实施例中，在所述加热步骤中，控制所述电机处于所述第一工作状态一定时间。
在另一种可选的实施例中，将所述目标部件中流体介质被冻结而不能流动的临界温度作为所述第一温度阈值。
在另一种可选的实施例中，所述加热方法还包括在所述加热步骤完成之后的工作状态调节步骤，其中在所述实时温度等于或大于第二温度阈值之后调节所述电机的工作状态，所述第二温度阈值高于所述第一温度阈值。
在另一种可选的实施例中，在工作状态调节步骤中，所述电机被调节处于第二工作状态，所述电机在所述第二工作状态下的功率损耗小于所述电机在所述第一工作状态下的功率损耗。
在另一种可选的实施例中，所述车辆包括电机、发动机和离合器，所述电机和所述发动机经由所述离合器受控地传动联接，所述目标部件为用于控制所述离合器分离和接合的致动器。
在另一种可选的实施例中，在所述加热步骤中加热所述致动器之后，所述致动器能够控制所述离合器接合，使得所述电机和所述发动机经由所述离合器传动联接。
本申请还提供了一种车辆，所述车辆包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的车辆用目标部件的加热方法。
在一种可选的实施例中，所述车辆包括整车控制单元和功率集成单元，在所述整车控制单元和所述功率集成单元中的一者建立并存储所述车辆的电机的功率损耗模型，并且实时监测所述目标部件的实时温度并与所述第一温度阈值进行比较。
通过采用上述技术方案，本申请提供了一种车辆用目标部件的加热方法，其通过将检测到的实时温度与预先设定的温度阈值进行比较，通过比较结果控制电机处于功率损耗较大(发热较多)的工作状态，来对目标部件进行加热。这样，能够利用电机产生的热量从根本上解决低温条件下例如离合器、执行器、致动器等因为低温冻结而产生的卡滞、不灵活、效率低等问题，该解决方案易于实现，不会造成成本的显著增加而且可以改善车辆的行驶性能。
附图说明
图1是示出了一种采用本申请的车辆用目标部件的加热方法的车辆的混合动力系统的拓扑结构示意图。
图2是示出了根据本申请的一实施例的车辆用目标部件的加热方法的流程图。
附图标记说明
ICE发动机EM电机C离合器T变速器S输入轴A1、A2、A3、A4同步啮合机构。
具体实施方式
下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
在本申请中，两个部件“传动联接”是指这两个部件之间能够传递扭矩地连接，包括这两个部件之间直接连接以及这两个部件之间通过其它结构间接连接。
以下将首先说明本申请的车辆的混合驱动系统的结构的示例，该车辆采用根据本申请的车辆用目标部件的加热方法。
图1示出了采用本申请的车辆用目标部件的加热方法的车辆的混合动力系统的拓扑结构示意图，该混合动力系统包括一个发动机ICE、一个电机EM、一个离合器C以及变速器T。
发动机ICE的曲轴经由离合器C与变速器T的输入轴S相连。当离合器C接合时，发动机ICE的曲轴与变速器T的输入轴S实现传动联接；当离合器C分离时，发动机ICE的曲轴与变速器T的输入轴S解除传动联接。
电机EM的电机轴与变速器T的输入轴S以同轴的方式直接连接，使得电机EM的电机轴与变速器T的输入轴S始终传动联接。可以理解，电机EM的电机轴和变速器T的输入轴S可以为同一轴，换言之，电机EM的转子可以不经由其它中间轴地连接到变速器T的输入轴S。
变速器T除了包括输入轴S之外还包括两个输出轴以及差速器。另外，变速器T还包括设置于输入轴S和两个输出轴的多个同步啮合机构A1、A2、A3、A4以及对应这些同步啮合机构A1、A2、A3、A4的多个齿轮。
这样，在该混合动力系统中，发动机ICE与变速器T的输入轴S经由离合器C受控地传动联接，电机EM与变速器T的输入轴S始终传动联接。因而，上述混合动力系统具有所谓的P2架构。
另外，虽然图中未示出，但是根据本申请的车辆还具有整车控制单元(VCU)和功率集成单元(PEU)等控制模块。整车控制单元可以用于实现车辆驱动控制、制动能量回收、整车能量优化、故障诊断和保护、网络管理以及车辆状态监控等。功率集成单元可以将电机控制单元、变压器、车载充电器和车载加热器等整合在一起，并具有其所整合的所有功能模块所能够实现的功能。
以下将基于包括图1所示的混合动力系统的车辆说明根据本申请的一实施例的车辆用目标部件的加热方法。
如图2所示，根据本申请的一实施例的车辆用目标部件的加热方包括建模步骤S10、检测步骤S20、判断步骤S30、加热步骤S40和工作状态调节步骤S50。
具体地，在建模步骤S10中，在车辆的整车控制单元或功率集成单元中建立车辆的电机EM的功率损耗模型。实际上，每个电机都受到绕组上的铜(铝)损耗、铁芯上的铁损耗和各种机械损耗等的不利影响，导致电机始终存在功率损耗，也就使得电机的输出功率始终小于输入功率。因此，可以在整车控制单元或功率集成单元中建立对应图1中的混合动力系统的电机EM的精确的功率损耗模型，该功率损耗模型可以包括电机EM的转速、扭矩以及功率损耗的相互关系，由此能够通过控制电机EM的转速和扭矩来控制电机EM以不同的功率损耗进行工作。上述的功率损耗模型不仅可以存储在整车控制单元或功率集成单元的本地存储器中，还可以存储在非本地存储器的云端存储器中。可以理解，当需要访问上述功率损耗模型时，可以通过车载网络访问本地存储器存储的功率损耗模型，或者通过无线网络访问云端存储器的存储的功率损耗模型。
进一步地，在检测步骤S20中，可以利用设置在离合器C的致动器(目标部件)的温度传感器对致动器的温度进行实时检测。温度传感器所检测到的致动器的温度可以通过车辆内的局域网发送到整车控制单元或功率集成单元中，以为随后的判断提供温度参数。
进一步地，在判断步骤S30中，整车控制单元或功率集成单元利用接收到的致动器的实时温度与预先存储的第一温度阈值进行比较，判断致动器的实时温度与第一温度阈值之间的大小关系，基于判断结果来确定是否返回进行检测步骤S20还是向下执行加热步骤S40，在致动器的实时温度高于第一温度阈值的情况下返回执行检测步骤S20，在致动器的实时温度低于第一温度阈值的情况下执行加热步骤S40。在一个可选的方案中，在判断步骤S30中，在致动器的实时温度高于第一温度阈值的情况下不必返回执行检测步骤S20，通过电机EM的工作使得致动器的实时温度不会降低，因此可选地在这种情况下直接结束加热方法。需要说明的是，在一个可选的方案中，第一温度阈值可以是根据致动器中流体介质被冻结而不能正常流动的临界温度，临界温度是指流体介质发生冻结现象而影响其正常流动的临界状态时的温度。上述流体介质的示例包括推动离合器C的离合单元的活塞进行动作的液压油或者离合器C的对中式从动缸中用于推动活塞进行动作的液压油等，在这种情况下第一温度阈值可以为-35摄氏度。
进一步地，在加热步骤S40中，当通过判断确定实时温度低于第一温度阈值时，控制电机EM使电机EM处于功率损耗大于或等于预定损耗值的第一工作状态，以对目标部件进行加热。也就是说，在加热步骤S40中，使电机EM处于工作效率较低且功率损耗较大的工作状态，从而将电机EM的输入功率中相当一部分功率转换成热量，利用这部分热量对致动器进行快速加热。
另外，在加热步骤S40中，可以采用多种方式判断加热是否充分。一种是预先建立致动器的温度与电机EM的工作状态之间的模型，利用模型计算在第一工作状态下电机EM的预定加热时间，使得电机EM在第一工作状态下工作预定加热时间。另一种是设置高于第一温度阈值的第二温度阈值，当致动器的温度等于或大于第二温度阈值时，停止加热。当然，也可以同时考虑上述两种方式中的加热时间和温度阈值条件来确定加热是否充分。在一种可选的方案中，在第一温度阈值为-35摄氏度的情况下，第二温度阈值可以为-15摄氏度。
进一步地，在工作状态调节步骤S50中，在致动器的实时温度等于或大于第二温度阈值之后和/或在加热预定时间之后，调节电机EM的工作状态。可以使得电机EM被调节处于第二工作状态，电机EM在第二工作状态下的功率损耗小于电机EM在第一工作状态下的功率损耗。也就是说，使得电机EM返回功率损耗较小而效率较高的正常工作状态。
另外，在完成上述加热方法之后，致动器能够正常工作。因而，可以根据需要随时利用致动器使离合器C处于滑摩状态，然后利用电机EM启动发动机ICE。由此，能够使得图1中的混合动力系统实现混合动力驱动状态等利用发动机的工作状态。
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。
i.可以理解，在加热步骤S40中，虽然对目标部件(致动器)加热时间长度在不同情况下可能有所不同，但是只要保证目标部件内的流体介质(油或油脂)不会由于冻结而不能正常作业即可。因此，由于控制电机EM处于功率损耗较高的工作状态，因而电机EM的发热较高，从而使得加热时间并不长。因此，本申请的加热方法对电机EM的工作状态或整体构造产生的不利影响非常小。
ii.根据本申请的加热方法可以基于现有的硬件来实现，而不必再额外设置功能模块，因而避免了额外的硬件成本。
iii.根据本申请的加热方法不仅实现方便，而且反应速度较快且执行安全可靠。
iv.可以理解，不必须以流体介质被冻结而不能正常流动的临界温度作为第一温度阈值，而是可以例如根据离合器、致动器等机械结构卡滞、不灵活、效率低现象显著增加的某一低温温度作为第一温度阈值。这样，通过采用本申请的方案对这些结构进行加热，也能够使得上述机械结构摆脱卡滞、不灵活、效率低等现象，从而实现本申请的目的。

Claims (10)

1.一种车辆用目标部件的加热方法，其特征在于，所述加热方法包括以下步骤：
检测步骤(S20)，其中对所述目标部件的温度进行实时检测；
判断步骤(S30)，其中判断所述目标部件的实时温度与第一温度阈值之间的大小关系；以及
加热步骤(S40)，其中当所述实时温度低于所述第一温度阈值时，控制所述车辆的电机(EM)使所述电机(EM)处于功率损耗大于或等于预定损耗值的第一工作状态，以对所述目标部件进行加热。
2.根据权利要求1所述的加热方法，其特征在于，所述加热方法还包括建模步骤(S10)，其中建立并存储所述电机(EM)的功率损耗模型。
3.根据权利要求1所述的加热方法，其特征在于，
在所述加热步骤(S40)中，控制所述电机(EM)处于所述第一工作状态一定时间。
4.根据权利要求1所述的加热方法，其特征在于，将所述目标部件中流体介质被冻结而不能流动的临界温度作为所述第一温度阈值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加热方法，其特征在于，所述加热方法还包括在所述加热步骤(S40)完成之后的工作状态调节步骤(S50)，其中在所述实时温度等于或大于第二温度阈值之后调节所述电机(EM)的工作状态，所述第二温度阈值高于所述第一温度阈值。
6.根据权利要求5所述的加热方法，其特征在于，在工作状态调节步骤(S50)中，所述电机(EM)被调节处于第二工作状态，所述电机(EM)在所述第二工作状态下的功率损耗小于所述电机(EM)在所述第一工作状态下的功率损耗。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的加热方法，其特征在于，所述车辆包括电机(EM)、发动机(ICE)和离合器(C)，所述电机(EM)和所述发动机(ICE)经由所述离合器(C)受控地传动联接，所述目标部件为用于控制所述离合器(C)分离和接合的致动器。
8.根据权利要求7所述的加热方法，其特征在于，在所述加热步骤(S40)中加热所述致动器之后，所述致动器能够控制所述离合器(C)接合，使得所述电机(EM)和所述发动机(ICE)经由所述离合器(C)传动联接。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆采用权利要求1至8中任一项所述的车辆用目标部件的加热方法。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括整车控制单元和功率集成单元，在所述整车控制单元和所述功率集成单元中的一者建立并存储所述车辆的电机(EM)的功率损耗模型，并且实时监测所述目标部件的实时温度并与所述第一温度阈值进行比较。
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