JP2024517574A

JP2024517574A - 熱管理制御方法、装置、記憶媒体及び車両

Info

Publication number: JP2024517574A
Application number: JP2023560294A
Authority: JP
Inventors: 朱福堂; 王春生; 黄秋萍
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2024-04-23
Also published as: US20240018894A1; AU2022267544A1; BR112023022137A2; WO2022228309A1; CN115247597A; EP4296486A1

Abstract

熱管理制御方法、装置（１２４）、記憶媒体及び車両（１００）であり、熱管理制御方法は、エンジン（１１０）の現在の温度が所定の温度閾値以上であり、かつサーモスタット（１２３）の開度が所定の開度閾値以上である場合、エンジン（１１０）の最低燃料消費量ＭＡＰに基づいて、エンジン（１１０）の総目標放熱量を決定するステップと、総目標放熱量、空冷ラジエーター（１２２）の吸気速度及び現在の環境温度に基づいて、熱管理システム（１２０）の最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプ（１２１）の目標回転数と空冷ラジエーター（１２２）の目標回転数を決定するステップと、を含む。

Description

（関連出願の相互参照）
本開示は、２０２１年４月２７日に提出された、出願番号が２０２１１０４５８５３６．８で、名称が「熱管理制御方法、装置、記憶媒体及び車両」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、その全ての内容は引用により本開示に組み込まれるものとする。

本開示は、車両の技術分野に属し、特に、熱管理制御方法、装置、記憶媒体及び車両に関する。

関連技術における車両エンジンの熱管理制御方法は、サーモスタットの開度、電子ウォーターポンプの回転数、ラジエーターファンの回転数を優先度の高い順に調整することにより、各動作状況における放熱要求を満たすが、熱管理システムの消費電力とエンジンの燃料消費量の共同最適化を行うことで車両全体の最適なエネルギー消費を実現することを考慮していない。

上記技術的課題に対して、本開示の第１目的は、エンジンを、燃料消費量が最低であるときの温度に維持し、熱管理システムの消費電力を最低にし、車両全体の最適なエネルギー消費を実現するように、所定のエンジンの最低燃料消費量ＭＡＰ及び熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰに基づいて、ウォーターポンプの回転数と空冷ラジエーターの回転数を制御するエンジンの熱管理制御方法を提供することである。

本開示の第２目的は、コンピュータ可読記憶媒体を提供することである。

本開示の第３目的は、車両の熱管理制御装置を提供することである。

本開示の第４目的は、車両を提供することである。

上記目的を達成するために、本開示の第１態様の実施例は、エンジンの熱管理制御方法であって、エンジンが、熱管理システムに接続され、熱管理システムが、ウォーターポンプ、空冷ラジエーター及びサーモスタットを含み、エンジンとウォーターポンプが、接続されて第１冷却サイクルを形成し、空冷ラジエーターが、サーモスタットによってエンジン及びウォーターポンプに接続されて第２冷却サイクルを形成する熱管理制御方法において、エンジンの現在の温度が所定の温度閾値以上であり、かつサーモスタットの開度が所定の開度閾値以上である場合、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの総目標放熱量を決定するステップと、総目標放熱量、空冷ラジエーターの吸気速度及び現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定するステップと、ウォーターポンプの回転数をウォーターポンプの目標回転数に制御し、かつ空冷ラジエーターの回転数を空冷ラジエーターの目標回転数に制御するステップと、を含む、エンジンの熱管理制御方法を提供する。

所定のエンジンの最低燃料消費量ＭＡＰにより、現在の動作状況における燃料消費量が最低であるか又は効率が最高であるときのエンジンの温度、即ち、エンジンの目標温度を決定し、さらにエンジンの目標温度に達するのに必要な総目標放熱量を決定し、そして、所定の熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰにより、現在の環境における消費電力が最低であるときのウォーターポンプの回転数と空冷ラジエーターの回転数の最適な組み合わせ、即ち、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定することにより、エンジンの燃料消費量と熱管理システムの消費電力の共同最適化を実現し、車両全体の最適なエネルギー消費を実現する。

上記目的を達成するために、本開示の第２態様の実施例は、プロセッサによって実行されると、上記第１態様の実施例に係る熱管理制御方法を実現するコンピュータプログラムが記憶されている、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。

上記目的を達成するために、本開示の第３態様の実施例は、互いに接続されたプロセッサ及びメモリを含み、メモリが、プログラム命令を含むコンピュータプログラムを記憶し、プロセッサが、プログラム命令を呼び出して、上記第１態様の実施例に係る熱管理制御方法を実行するように構成される、車両の熱管理制御装置を提供する。

上記目的を達成するために、本開示の第４態様の実施例は、エンジン及び熱管理システムを含み、熱管理システムが、ウォーターポンプと、空冷ラジエーターと、サーモスタットと、上記第３態様の実施例に係る熱管理制御装置とを含み、エンジンとウォーターポンプが、接続されて第１冷却サイクルを形成し、空冷ラジエーターが、サーモスタットによってエンジン及びウォーターポンプに接続されて第２冷却サイクルを形成する、車両を提供する。

本開示の理論的な態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか又は本開示の実施により把握される。

本開示の実施例に係る車両の概略図である。本開示の実施例に係る熱管理制御方法のフローチャートである。本開示の実施例に係る熱管理制御方法の第１フィードバック制御のフローチャートである。本開示の実施例に係る熱管理制御方法のフローチャートである。本開示の実施例に係る熱管理制御方法の第２フィードバック制御のフローチャートである。本開示の実施例に係る熱管理制御方法のフローチャートである。

以下、本開示の実施例を詳細に説明し、上記実施例の例は図面に示されるが、一貫して同一又は類似の符号は、同一又は類似の素子、或いは、同一又は類似の機能を有する素子を表す。以下、図面を参照しながら説明される実施例は、例示的なものであり、本開示を解釈するためのものであり、本開示を限定するものとして理解してはならない。

以下、図１～図６を参照して、本開示の実施例の車両１００、その熱管理制御方法、熱管理制御装置及びコンピュータ可読記憶媒体を説明する。

図１に示すように、車両１００は、エンジン１１０及び熱管理システム１２０を含み、熱管理システム１２０は、ウォーターポンプ１２１、空冷ラジエーター１２２、サーモスタット１２３及び熱管理制御装置１２４を含む。熱管理制御装置１２４は、互いに接続されたプロセッサ１２４ａ及びメモリ１２４ｂを含み、メモリ１２４ｂは、プログラム命令を含むコンピュータプログラムを記憶し、プロセッサ１２４ａは、プログラム命令を呼び出して、本実施例に係る熱管理制御方法を実行するように構成される。また、本開示の実施例に係るコンピュータ可読記憶媒体には、プロセッサによって実行されると、本開示の実施例に係る熱管理制御方法を実現するコンピュータプログラムが記憶されている。

図１に示すように、エンジン１１０とウォーターポンプ１２１は、接続されて第１冷却サイクルを形成し、即ち、冷却液は、ウォーターポンプ１２１により汲み出されてエンジン１１０を流れることで、エンジン１１０を冷却する。空冷ラジエーター１２２は、サーモスタット１２３によってエンジン１１０及びウォーターポンプ１２１に接続されて第２冷却サイクルを形成し、即ち、サーモスタット１２３が開く場合、冷却液は、ウォーターポンプ１２１により汲み出されてエンジン１１０を流れることで、エンジン１１０を冷却し、その後、サーモスタット１２３を流れて空冷ラジエーター１２２に入って冷却する。なお、第１冷却サイクルは、エンジン１１０を冷却する小サイクルであり、第２冷却サイクルは、エンジン１１０を冷却する大サイクルである。

図２に示すように、本開示の実施例に係る熱管理制御方法は、以下のステップＳ１～Ｓ３を含む。

Ｓ１では、エンジンの現在の温度が所定の温度閾値以上であり、かつサーモスタットの開度が所定の開度閾値以上である場合、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの総目標放熱量を決定する。

エンジン１１０の温度が所定の温度閾値以上である場合、エンジン１１０の暖機が完了したと考えられ、このとき、熱管理システム１２０は、エンジン１１０の温度を継続的に制御する必要があり、いくつかの実施例では、所定の温度閾値は、６０℃～８０℃であってもよい。具体的には、所定の温度閾値は、８０℃であってもよい。なお、本開示において、エンジン１１０の温度に関するパラメータは、冷却液がエンジン１１０から流出するときの温度である。サーモスタット１２３の開度が所定の開度閾値以上である場合、エンジン１１０が放熱要求の高い動作状態に入ったと考えられ、いくつかの実施例では、所定の開度閾値は、９５％～１００％であってもよく、具体的には、所定の開度閾値は、１００％であり、即ち、サーモスタット１２３は、全開である。

したがって、エンジン１１０が放熱要求の高い動作状態に入った後、ウォーターポンプ１２１と空冷ラジエーター１２２は、いずれもエンジン１１０の冷却に参加し、エンジン１１０は、燃料消費量が最低であり、即ち、効率が最高である動作状態に達する必要がある。具体的には、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度を入力パラメータとして、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジン１１０が、燃料消費量が最低であり、即ち、効率が最高である動作状態に達することを可能にする総目標放熱量を最終的に出力する。エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰは、車両１００の具体的な状況に応じて、研究開発設計段階において、エンジン１１０の燃料消費量を最低にすることを条件としてシミュレーション及び実験により定められ、かつ熱管理制御装置１２４において予め設定される。現在の環境温度とは、車両外の空気温度、即ち、エンジン１１０の吸気温度と空冷ラジエーター１２２の吸気温度である。

Ｓ２では、総目標放熱量、空冷ラジエーターの吸気速度及び現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定する。

サーモスタット１２３の開度が所定の開度閾値以上である場合、第２冷却サイクルによりエンジン１１０を冷却し、エンジン１１０が、燃料消費量が最低であり、即ち、効率が最高である動作状態に達することを可能にするウォーターポンプ１２１の回転数と空冷ラジエーター１２２の回転数の組み合わせは、無数であり、本開示の実施例では、総目標放熱量、空冷ラジエーター１２２の吸気速度及び現在の環境温度を入力パラメータとして、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数の最適な組み合わせを出力することにより、熱管理システム１２０は、最低消費電力状態で動作する。熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰは、熱管理システム１２０の具体的な状況に応じて、研究開発設計段階において、熱管理システム１２０の消費電力を最低にすることを条件としてシミュレーション及び実験により定められ、かつ熱管理制御装置１２４において予め設定される。いくつかの実施例では、現在の車速及び環境風速に基づいて、空冷ラジエーター１２２の吸気速度を決定する。

Ｓ３では、ウォーターポンプの回転数をウォーターポンプの目標回転数に制御し、かつ空冷ラジエーターの回転数を空冷ラジエーターの目標回転数に制御する。

所定のエンジンの最低燃料消費量ＭＡＰにより、現在の動作状況における、エンジンが、最低燃料消費量又は最高効率状態に達するのに必要な総目標放熱量を決定し、そして、所定の熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰにより、現在の環境における消費電力が最低であるときのウォーターポンプ１２１の回転数と空冷ラジエーター１２２の回転数の最適な組み合わせ、即ち、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定し、かつウォーターポンプ１２１と空冷ラジエーター１２２を制御してそれぞれウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数で運転させることにより、熱管理システムの消費電力とエンジンの燃料消費量の共同最適化を実現し、さらに車両全体の最適なエネルギー消費を実現する。なお、空冷ラジエーター１２２の回転数とは、空冷ラジエーター１２２のファンの回転数である。

いくつかの実施例では、ステップＳ１は、以下のステップＳ１１０～Ｓ１３０を含む。

Ｓ１１０では、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの目標温度を決定する。

Ｓ１２０では、エンジンの現在の回転数及びエンジンの現在のトルクに基づいて、エンジンの発熱量を決定する。

Ｓ１３０では、エンジンの現在の温度、エンジンの目標温度及びエンジンの発熱量に基づいて、総目標放熱量を決定する。

エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度を入力パラメータとして、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジン１１０が、燃料消費量が最低であり、即ち、効率が最高である動作状態に達することを可能にするエンジンの目標温度を出力する。いくつかの実施例では、エンジンの現在の温度とエンジンの目標温度との差△Ｔに基づいて、エンジンの現在の温度から目標温度までに必要な熱量がＣ・Ｍ・△Ｔであることを算出することができ、Ｃは、冷却液の比熱容量であり、Ｍは、冷却液の質量であり、冷却液の質量は、流量に関連する。したがって、エンジンの発熱量とＣ・Ｍ・△Ｔの差を取って、エンジンを冷却する総目標放熱量を得ることができる。

図３に示すように、いくつかの実施例では、ステップＳ１３０は、具体的に、閉ループ方式による第１フィードバック制御によって総目標放熱量を決定するステップを含み、エンジンの目標温度及びエンジンの発熱量は、第１フィードバック制御の入力量であり、エンジンの現在の温度は、第１フィードバック制御のフィードバック変数であり、総目標放熱量は、第１フィードバック制御の出力量である。フィードバック制御によって総目標放熱量を閉ループに制御することにより、エンジンは、常に、燃料消費量が最低であり、効率が最高であるときの温度で安定して動作することができる。いくつかの実施例では、ステップＳ１３０は、具体的に、以下のステップＳ１３１～Ｓ１３４を含む。

Ｓ１３１では、エンジンの目標温度を入力量とし、エンジンの現在の温度をフィードバック変数として第１加算器に入力して、目標温度差△Ｔを出力する。

Ｓ１３２では、目標温度差△Ｔを第１演算器に入力して、エンジンに必要な熱量Ｃ・Ｍ・△Ｔを出力する。

Ｓ１３３では、エンジンに必要な熱量Ｃ・Ｍ・△Ｔとエンジンの発熱量を第２演算器に入力して、総目標放熱量を出力する。

Ｓ１３４では、Ｓ２及びＳ３の後、エンジンの現在の温度を再び取得し、フィードバック変数として第１加算器に入力する。

図３に示すように、いくつかの実施例では、ステップＳ２は、以下のステップＳ２１０～Ｓ２３０を含む。

Ｓ２１０では、総目標放熱量、空冷ラジエーターの吸気速度及び現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの目標理論回転数と空冷ラジエーターの目標理論回転数を決定する。

Ｓ２２０では、ウォーターポンプの基本回転数及びウォーターポンプの目標理論回転数に基づいて、ウォーターポンプの目標回転数を決定する。いくつかの実施例では、ウォーターポンプの基本回転数及びウォーターポンプの目標理論回転数を第３演算器に入力して、ウォーターポンプの目標回転数を出力する。

Ｓ２３０では、空冷ラジエーターの基本回転数及び空冷ラジエーターの目標理論回転数に基づいて、空冷ラジエーターの目標回転数を決定する。いくつかの実施例では、空冷ラジエーターの基本回転数及び空冷ラジエーターの目標理論回転数を第３演算器に入力して、空冷ラジエーターの目標回転数を出力する。

第１フィードバック制御によって出力された総目標放熱量とフィードバックされたエンジンの現在の温度が大きく変動することを回避するために、ウォーターポンプ１２１及び空冷ラジエーター１２２は、一定の回転数、即ち、ウォーターポンプの基本回転数及び空冷ラジエーターの基本回転数があることを保証する必要がある。

いくつかの実施例では、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、ウォーターポンプの安定回転数ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの基本回転数を決定する。エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク、空冷ラジエーターの吸気速度及び現在の環境温度に基づいて、空冷ラジエーターの安定回転数ＭＡＰを検索して、空冷ラジエーターの基本回転数を決定する。つまり、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度を入力パラメータとして、ウォーターポンプの安定回転数ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの基本回転数を出力する。エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク、空冷ラジエーター１２２の吸気速度及び現在の環境温度を入力パラメータとして、空冷ラジエーターの安定回転数ＭＡＰを検索して、空冷ラジエーターの基本回転数を出力する。なお、ウォーターポンプの安定回転数ＭＡＰと空冷ラジエーターの安定回転数ＭＡＰは、エンジン１１０及び熱管理システム１２０の具体的な状況に応じて、研究開発設計段階において、シミュレーション及び実験により定められ、かつ熱管理制御装置１２４において予め設定される。

いくつかの実施例では、ステップＳ２２０は、ウォーターポンプの目標回転数がウォーターポンプの基本回転数とウォーターポンプの目標理論回転数との和に等しいことを決定するか、又はウォーターポンプの目標回転数がウォーターポンプの基本回転数とウォーターポンプの目標理論回転数のうちの大きい値に等しいことを決定するステップを含む。ステップＳ２３０は、空冷ラジエーターの目標回転数が空冷ラジエーターの基本回転数と空冷ラジエーターの目標理論回転数との和に等しいことを決定するか、又は空冷ラジエーターの目標回転数が空冷ラジエーターの基本回転数と空冷ラジエーターの目標理論回転数のうちの大きい値に等しいことを決定するステップを含む。異なる実施例では、ウォーターポンプの目標回転数がウォーターポンプの基本回転数以上であることを保証する必要があり、異なる計算方式によって、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを調整することにより、消費電力が最低であるときのウォーターポンプ１２１の回転数と空冷ラジエーター１２２の回転数の最適な組み合わせを決定する。

図４に示すように、いくつかの実施例では、本開示に係る熱管理制御方法は、ステップＳ４～Ｓ７をさらに含む。

Ｓ４では、エンジンの現在の温度が所定の温度閾値以上であり、かつサーモスタットの開度が所定の開度閾値よりも小さい場合、ウォーターポンプの回転数をウォーターポンプの安全回転数に制御し、かつ空冷ラジエーターの回転数を０に制御する。

サーモスタット１２３の開度が所定の開度閾値よりも小さい場合、エンジン１１０が温度の高い動作状態に入っていないと考えられ、このとき、第２冷却サイクルにおいて、空冷ラジエーターが能動的に放熱する必要がなく、自然な吸気を利用すればよく、また、ウォーターポンプが最低回転数で運転し、エンジン１１０の局部的な過熱を回避し、このとき、熱管理システム１２０が最低消費電力状態にある。なお、ウォーターポンプの安全回転数は、安全流量での回転数であり、安全流量とは、一定の負荷下で、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドを冷却することができる最小流量値であり、即ち、局所的な過熱、沸騰を引き起こさない流量である。いくつかの実施例では、エンジンの現在の回転数及びエンジンの現在のトルクに基づいて、ウォーターポンプの安全回転数ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの安全回転数を決定する。ウォーターポンプの安全回転数ＭＡＰは、エンジン１１０の具体的な状況に応じて、研究開発設計段階において、エンジン１１０が局所的に過熱しない最小冷却流量を条件としてシミュレーション及び実験により定められ、かつ熱管理制御装置１２４において予め設定される。

Ｓ５では、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの目標温度を決定する。

Ｓ６では、エンジンの現在の温度及びエンジンの目標温度に基づいて、サーモスタットの目標開度を決定する。

Ｓ７では、サーモスタットの開度をサーモスタットの目標開度に制御する。

エンジン１１０の温度が所定の温度閾値以上であり、かつサーモスタット１２３の開度が所定の開度閾値未満である場合、エンジン１１０の暖機が完了したが、エンジン１１０が温度の高い動作状態に入っていないと考えられ、このとき、サーモスタット１２３の開度を制御することにより、エンジン１１０が目標温度に達して最低燃料消費量、最高効率状態で動作し、また、ウォーターポンプ１２１が最低回転数で運転し、空冷ラジエーターの運転が停止するため、熱管理システム１２０が最低消費電力状態になる。

いくつかの実施例では、ステップＳ６は、具体的には、閉ループ方式による第２フィードバック制御によってサーモスタットの目標開度を決定するステップを含み、エンジンの目標温度は、フィードバック制御の入力量であり、エンジンの現在の温度は、第２フィードバック制御のフィードバック変数であり、サーモスタットの目標開度は、フィードバック制御の出力量である。フィードバック制御によってサーモスタットの目標開度を閉ループに制御することにより、エンジンは、常に、燃料消費量が最低であり、効率が最高であるときの温度で安定して動作することができる。

いくつかの実施例では、ステップＳ６は、具体的に、エンジンの現在の温度及びエンジンの目標温度に基づいて、サーモスタットの目標理論開度を決定するステップと、サーモスタットの基本開度及びサーモスタットの目標理論開度に基づいて、サーモスタットの目標開度を決定するステップと、を含む。第２フィードバック制御によって出力されたサーモスタットの目標開度とフィードバックされたエンジンの現在の温度が大きく変動することを回避するために、サーモスタット１２３は、一定の開度、即ち、サーモスタットの基本開度があることを保証する必要がある。

いくつかの実施例では、エンジンの現在の回転数及びエンジンの現在のトルクに基づいて、サーモスタットの安定開度ＭＡＰを検索して、サーモスタットの基本開度を決定する。つまり、エンジンの現在の回転数及びエンジンの現在のトルクを入力パラメータとして、サーモスタットの安定開度ＭＡＰを検索して、サーモスタットの基本開度を出力する。なお、サーモスタットの安定開度ＭＡＰは、エンジン１１０及び熱管理システム１２０の具体的な状況に応じて、研究開発設計段階において、シミュレーション及び実験により定められ、かつ熱管理制御装置１２４において予め設定される。

いくつかの実施例では、サーモスタットの基本開度及びサーモスタットの目標理論開度に基づいて、サーモスタットの目標開度を決定するステップは、サーモスタットの目標開度がサーモスタットの基本開度とサーモスタットの目標理論開度との和に等しいことを決定するか、又は、ウォーターポンプの目標回転数がサーモスタットの基本開度とサーモスタットの目標理論開度のうちの大きい値に等しいことを決定するステップを含む。異なる実施例では、サーモスタットの目標開度がサーモスタットの基本開度以上であることを保証する必要があり、異なる計算方式によって、サーモスタット安定開度ＭＡＰを調整することにより、第２フィードバック制御の変動が最も小さいときのサーモスタット１２３の開度を決定する。

いくつかの実施例では、エンジンの現在の温度及びエンジンの目標温度に基づいて、サーモスタットの目標理論開度を決定するステップは、エンジンの目標温度とエンジンの現在の温度との差を比例・積分・微分処理したり、比例・積分処理したり、比例・微分処理したりして、サーモスタットの目標理論開度を得るステップを含む。比例・積分・微分処理は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ、Ｉｎｔｅｇｒａｌ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）調節であり、比例・積分処理は、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ、Ｉｎｔｅｇｒａｌ）調節であり、比例・微分処理は、ＰＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）調節であり、ＰＩＤ調節、ＰＩ調節又はＰＤ調節のうちの１つの調節方式を選択することにより、エンジンの目標温度及びエンジンの現在の温度を含むパラメータを出力して、サーモスタットの目標理論開度を出力する。ＰＩＤ調節、ＰＩ調節又はＰＤ調節を利用することにより、サーモスタットの目標開度の偏差を効果的に補正して、サーモスタットの目標開度を安定状態にすることができる。

図５に示すように、いくつかの実施例では、ステップＳ６は、具体的に、以下のステップＳ６１０～Ｓ６４０を含む。

Ｓ６１０では、エンジンの目標温度を入力量とし、エンジンの現在の温度をフィードバック変数として第２加算器に入力して、目標温度差△Ｔを出力する。

Ｓ６２０では、目標温度差△Ｔを第４演算器に入力し、目標温度差△Ｔに対してＰＩＤ調節、ＰＩ調節又はＰＤ調節を行って、サーモスタットの目標理論開度を出力する。

Ｓ６３０では、サーモスタットの目標理論開度及びサーモスタットの基本開度を第５演算器に入力して、サーモスタットの目標開度を出力する。

Ｓ６４０では、Ｓ７の後、エンジンの現在の温度を再び取得し、フィードバック変数として第２加算器に入力する。

いくつかの実施例では、本開示に係る熱管理制御方法は、エンジンの現在の温度が所定の温度閾値よりも小さい場合、空冷ラジエーターの回転数を０に制御し、かつサーモスタットの開度を０に制御するステップをさらに含む。エンジン１１０の温度が所定の温度閾値よりも小さい場合、エンジン１１０が依然として暖機状態にあると考えられるため、サーモスタット１２３が開く必要がなく、即ち、第２冷却サイクルがエンジン１１０の冷却に参加する必要がない。したがって、空冷ラジエーターの回転数を０に制御し、サーモスタットの開度を０に制御することにより、熱管理システム１２０を最低消費電力状態にする。

図６に示すように、いくつかの実施例では、本開示に係る熱管理制御方法は、ステップＳ１０１～Ｓ１１２を含む。

Ｓ１０１では、エンジンの現在の温度が所定の温度閾値以上であることを満たすか否かを判断し、Ｙｅｓであれば、Ｓ１０２を実行し、Ｎｏであれば、Ｓ１１２を実行する。

Ｓ１０２では、サーモスタットの開度が所定の開度閾値以上であることを満たすか否かを判断し、Ｙｅｓであれば、Ｓ１０３を実行し、Ｎｏであれば、Ｓ１０７を実行する。

Ｓ１０３では、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの目標温度を決定する。

Ｓ１０４では、エンジンの現在の回転数及びエンジンの現在のトルクに基づいて、エンジンの発熱量を出力する。

Ｓ１０５では、エンジンの現在の温度、エンジンの目標温度及びエンジンの発熱量に基づいて、総目標放熱量を決定する。

Ｓ１０６では、総目標放熱量、空冷ラジエーターの吸気速度及び現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定する。

Ｓ１０７では、ウォーターポンプの回転数をウォーターポンプの目標回転数に制御し、かつ空冷ラジエーターの回転数を空冷ラジエーターの目標回転数に制御する。

Ｓ１０８では、ウォーターポンプの回転数をウォーターポンプの安全回転数に制御し、かつ空冷ラジエーターの回転数を０に制御する。

Ｓ１０９では、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの目標温度を決定する。

Ｓ１１０では、エンジンの現在の温度及びエンジンの目標温度に基づいて、サーモスタットの目標開度を決定する。

Ｓ１１１では、サーモスタットの開度をサーモスタットの目標開度に制御する。

Ｓ１１２では、空冷ラジエーターの回転数を０に制御し、かつサーモスタットの開度を０に制御する。

所定のエンジンの最低燃料消費量ＭＡＰにより、現在の動作状況における燃料消費量が最低であるか又は効率が最高であるときのエンジンの温度、即ち、エンジンの目標温度を決定し、さらにエンジンの目標温度に達するのに必要な総目標放熱量を決定し、そして、所定の熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰにより、現在の環境における消費電力が最低であるときのウォーターポンプ１２１の回転数と空冷ラジエーター１２２の回転数の最適な組み合わせ、即ち、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定し、かつウォーターポンプ１２１と空冷ラジエーター１２２を制御してそれぞれウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数で運転させることにより、熱管理システムの消費電力とエンジンの燃料消費量の共同最適化を実現し、さらに車両全体の最適なエネルギー消費を実現する。

本明細書の説明において、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体例」又は「いくつかの例」などの用語を参照した説明は、該実施例又は例と組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本開示の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語の例示的な表現は、必ずしも同一の実施例又は例に限定されるものではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の１つ以上の実施例又は例において適切に組み合わせることができる。また、互いに矛盾しない場合、当業者であれば、本明細書で説明された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例の特徴を結合し、組み合わせることができる。

また、用語「第１」、「第２」は、説明のためのものに過ぎず、相対的な重要性を示すか又は示唆したり、示された技術的特徴の数を暗示的に示したりするものとして理解すべきではない。これにより、「第１」、「第２」で限定された特徴は、少なくとも１つの該特徴を明示的又は暗示的に含んでもよい。本開示の説明において、「複数」とは、別に明確かつ具体的な限定がない限り、少なくとも２つ、例えば２つ、３つなどを意味する。

フローチャート又は本開示で他の方式で説明された任意のプロセス又は方法についての説明は、特定のロジック機能又はプロセスのステップを実現するための１つ以上の実行可能な命令を含むコードのモジュール、セグメント又は部分を示すと理解されてもよく、また、本開示の好ましい実施形態の範囲は、別の実現形態を含み、示されたか又は説明された順序ではなく、係る機能に応じてほぼ同時に又は逆の順序で機能を実行してもよく、これは、本開示の実施例が属する技術分野の当業者に理解されるべきである。

フローチャートに示されるか又は本開示で他の方式で説明されたロジック及び／又はステップは、例えば、ロジック機能を実現するための実行可能な命令の順序付けられたリストとしてみなされてもよく、具体的には、任意のコンピュータ可読記憶媒体に具体的に実現されることにより、命令実行システム、装置若しくは機器（例えば、コンピュータに基づくシステム、プロセッサを含むシステム、又は命令実行システム、装置若しくは機器から命令を読み取って命令を実行できる他のシステム）によって使用されるか、又はこれらの命令実行システム、装置若しくは機器と組み合わせて使用されてもよい。本明細書において、「コンピュータ可読記憶媒体」は、命令実行システム、装置若しくは機器によって使用されるか、これらの命令実行システム、装置若しくは機器と組み合わせて使用されるプログラムを格納、記憶、通信、伝播又は伝送することができる任意の装置であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）は、１つ以上の配線を有する電気接続部（電子装置）、ポータブルコンピュータディスクボックス（磁気装置）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ装置及びポータブル読み取り専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）を含む。また、コンピュータ可読記憶媒体は、さらに、例えば、紙又は他の媒体を光学的にスキャンし、次に編集し、解釈するか、又は必要に応じて他の適切な方式で処理することにより、上記プログラムを電子的に取得し、その後にコンピュータメモリに記憶することができるので、上記プログラムを印刷することができる紙又は他の適切な媒体であってもよい。

なお、本開示の各部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせによって実現することができることを理解されたい。上記実施形態では、複数のステップ又は方法は、メモリに記憶され、かつ適切な命令実行システムにより実行されるソフトウェア又はファームウェアによって実現することができる。例えば、ハードウェアによって実現される場合、別の実施形態と同様に、データ信号に対してロジック機能を実現するためのロジックゲート回路を有する離散ロジック回路、適切な組み合わせロジックゲート回路を有する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの本分野の公知技術のうちのいずれか１つ又はそれらの組み合わせによって実現することができる。

当業者であれば理解できるように、上記実施例の方法に含まれる全部又は一部のステップは、プログラムにより関連ハードウェアに命令を出して完成することができ、上記プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶することができ、該プログラムが実行されるとき、方法の実施例のステップの１つ又はそれらの組み合わせを含む。

また、本開示の各実施例における各機能ユニットは、１つの処理モジュールに統合されてもよく、別々に物理的に存在してもよく、２つ又は２つ以上のユニットを１つのモジュールに統合してもよい。上記統合されたモジュールは、ハードウェアの形態で実現されてもよく、ソフトウェア機能モジュールの形態で実現されてもよい。上記統合されたモジュールは、ソフトウェア機能モジュールの形態で実現され、かつ独立した製品として販売又は使用される場合、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。

上記言及された記憶媒体は、読み取り専用メモリ、磁気ディスク又は光ディスクなどであってもよい。以上、本開示の実施例を示し説明したが、上記実施例は、例示的なものであり、本開示を限定するものであると理解すべきではなく、当業者であれば、本開示の範囲で上記実施例に対して変更、修正、交換及び変形を行うことができることを理解されたい。

１００車両
１１０エンジン
１２０熱管理システム
１２１ウォーターポンプ
１２２空冷ラジエーター
１２３サーモスタット
１２４熱管理制御装置
１２４ａプロセッサ
１２４ｂメモリ

Ｓ１３４では、Ｓ１３２及びＳ１３３の後、エンジンの現在の温度を再び取得し、フィードバック変数として第１加算器に入力する。

いくつかの実施例では、エンジンの現在の温度及びエンジンの目標温度に基づいて、サーモスタットの目標理論開度を決定するステップは、エンジンの目標温度とエンジンの現在の温度との差を比例・積分・微分処理したり、比例・積分処理したり、比例・微分処理したりして、サーモスタットの目標理論開度を得るステップを含む。比例・積分・微分処理は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ、Ｉｎｔｅｇｒａｌ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）調節であり、比例・積分処理は、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ、Ｉｎｔｅｇｒａｌ）調節であり、比例・微分処理は、ＰＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）調節であり、ＰＩＤ調節、ＰＩ調節又はＰＤ調節のうちの１つの調節方式を選択することにより、エンジンの目標温度及びエンジンの現在の温度を含むパラメータを入力して、サーモスタットの目標理論開度を出力する。ＰＩＤ調節、ＰＩ調節又はＰＤ調節を利用することにより、サーモスタットの目標開度の偏差を効果的に補正して、サーモスタットの目標開度を安定状態にすることができる。

Claims

エンジンの熱管理制御方法であって、前記エンジンは、熱管理システムに接続され、前記熱管理システムは、ウォーターポンプ、空冷ラジエーター及びサーモスタットを含み、前記エンジンと前記ウォーターポンプは、接続されて第１冷却サイクルを形成し、前記空冷ラジエーターは、前記サーモスタットによって前記エンジン及び前記ウォーターポンプに接続されて第２冷却サイクルを形成する熱管理制御方法において、
エンジンの現在の温度が所定の温度閾値以上であり、かつ前記サーモスタットの開度が所定の開度閾値以上である場合、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、前記エンジンの総目標放熱量を決定するステップと、
前記総目標放熱量、前記空冷ラジエーターの吸気速度及び前記現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定するステップと、
前記ウォーターポンプの回転数を前記ウォーターポンプの目標回転数に制御し、かつ前記空冷ラジエーターの回転数を前記空冷ラジエーターの目標回転数に制御するステップと、を含む、ことを特徴とするエンジンの熱管理制御方法。
エンジンの現在の温度が所定の温度閾値以上であり、かつ前記サーモスタットの開度が所定の開度閾値以上である場合、エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、前記エンジンの総目標放熱量を決定するステップは、
前記エンジンの現在の回転数、前記エンジンの現在のトルク及び前記現在の環境温度に基づいて、前記エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの目標温度を決定するステップと、
前記エンジンの現在の回転数及び前記エンジンの現在のトルクに基づいて、エンジンの発熱量を決定するステップと、
前記エンジンの現在の温度、前記エンジンの目標温度及び前記エンジンの発熱量に基づいて、前記総目標放熱量を決定するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の熱管理制御方法。
前記エンジンの現在の温度、前記エンジンの目標温度及び前記エンジンの発熱量に基づいて、前記総目標放熱量を決定するステップは、
閉ループ方式による第１フィードバック制御によって前記総目標放熱量を決定するステップを含み、前記エンジンの目標温度及び前記エンジンの発熱量は、前記第１フィードバック制御の入力量であり、前記エンジンの現在の温度は、前記第１フィードバック制御のフィードバック変数であり、前記総目標放熱量は、前記第１フィードバック制御の出力量である、ことを特徴とする請求項２に記載の熱管理制御方法。
前記総目標放熱量、前記空冷ラジエーターの吸気速度及び前記現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、ウォーターポンプの目標回転数と空冷ラジエーターの目標回転数を決定するステップは、
前記総目標放熱量、前記空冷ラジエーターの吸気速度及び前記現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、前記ウォーターポンプの目標理論回転数と前記空冷ラジエーターの目標理論回転数を決定するステップと、
ウォーターポンプの基本回転数及び前記ウォーターポンプの目標理論回転数に基づいて、前記ウォーターポンプの目標回転数を決定するステップと、
空冷ラジエーターの基本回転数及び前記空冷ラジエーターの目標理論回転数に基づいて、前記空冷ラジエーターの目標回転数を決定するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の熱管理制御方法。
ウォーターポンプの基本回転数及び前記ウォーターポンプの目標理論回転数に基づいて、前記ウォーターポンプの目標回転数を決定するステップは、前記ウォーターポンプの目標回転数が前記ウォーターポンプの基本回転数と前記ウォーターポンプの目標理論回転数との和に等しいことを決定するか、又は前記ウォーターポンプの目標回転数が前記ウォーターポンプの基本回転数と前記ウォーターポンプの目標理論回転数のうちの大きい値に等しいことを決定するステップを含み、
空冷ラジエーターの基本回転数及び前記空冷ラジエーターの目標理論回転数に基づいて、前記空冷ラジエーターの目標回転数を決定するステップは、前記空冷ラジエーターの目標回転数が前記空冷ラジエーターの基本回転数と前記空冷ラジエーターの目標理論回転数との和に等しいことを決定するか、又は前記空冷ラジエーターの目標回転数が前記空冷ラジエーターの基本回転数と前記空冷ラジエーターの目標理論回転数のうちの大きい値に等しいことを決定するステップを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の熱管理制御方法。
前記ウォーターポンプの基本回転数及び前記ウォーターポンプの目標理論回転数に基づいて、前記ウォーターポンプの目標回転数を決定するステップは、前記エンジンの現在の回転数、前記エンジンの現在のトルク及び前記現在の環境温度に基づいて、ウォーターポンプの安定回転数ＭＡＰを検索して、前記ウォーターポンプの基本回転数を決定するステップを含み、
空冷ラジエーターの基本回転数及び前記空冷ラジエーターの目標理論回転数に基づいて、前記空冷ラジエーターの目標回転数を決定するステップは、前記エンジンの現在の回転数、前記エンジンの現在のトルク、前記空冷ラジエーターの吸気速度及び前記現在の環境温度に基づいて、空冷ラジエーターの安定回転数ＭＡＰを検索して、前記空冷ラジエーターの基本回転数を決定するステップを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の熱管理制御方法。
前記総目標放熱量、前記空冷ラジエーターの吸気速度及び前記現在の環境温度に基づいて、熱管理システムの最低消費電力ＭＡＰを検索して、前記ウォーターポンプの目標回転数と前記空冷ラジエーターの目標回転数を決定するステップは、
現在の車速及び環境風速に基づいて、前記空冷ラジエーターの吸気速度を決定するステップを含む、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の熱管理制御方法。
エンジンの現在の温度が所定の温度閾値以上であり、かつ前記サーモスタットの開度が所定の開度閾値よりも小さい場合、前記ウォーターポンプの回転数をウォーターポンプの安全回転数に制御し、かつ前記空冷ラジエーターの回転数を０に制御するステップと、
エンジンの現在の回転数、エンジンの現在のトルク及び現在の環境温度に基づいて、エンジンの最低燃料消費量ＭＡＰを検索して、エンジンの目標温度を決定するステップと、
前記エンジンの現在の温度及び前記エンジンの目標温度に基づいて、サーモスタットの目標開度を決定するステップと、
前記サーモスタットの開度を前記サーモスタットの目標開度に制御するステップと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の熱管理制御方法。
前記エンジンの現在の温度及び前記エンジンの目標温度に基づいて、前記サーモスタットの目標開度を決定するステップは、
閉ループ方式による第２フィードバック制御によって前記サーモスタットの目標開度を決定するステップを含み、前記エンジンの目標温度は、前記フィードバック制御の入力量であり、前記エンジンの現在の温度は、前記第２フィードバック制御のフィードバック変数であり、前記サーモスタットの目標開度は、前記フィードバック制御の出力量である、ことを特徴とする請求項８に記載の熱管理制御方法。
前記エンジンの現在の温度及び前記エンジンの目標温度に基づいて、前記サーモスタットの目標開度を決定するステップは、
前記エンジンの現在の温度及び前記エンジンの目標温度に基づいて、前記サーモスタットの目標理論開度を決定するステップと、
前記サーモスタットの基本開度及び前記サーモスタットの目標理論開度に基づいて、前記サーモスタットの目標開度を決定するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項９に記載の熱管理制御方法。
前記サーモスタットの基本開度及び前記サーモスタットの目標理論開度に基づいて、前記サーモスタットの目標開度を決定するステップは、
前記サーモスタットの目標開度が前記サーモスタットの基本開度と前記サーモスタットの目標理論開度との和に等しいことを決定するか、又は前記ウォーターポンプの目標回転数が前記サーモスタットの基本開度と前記サーモスタットの目標理論開度のうちの大きい値に等しいことを決定するステップを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の熱管理制御方法。
前記エンジンの現在の回転数及び前記エンジンの現在のトルクに基づいて、サーモスタットの安定開度ＭＡＰを検索して、前記サーモスタットの基本開度を決定する、ことを特徴とする請求項１０に記載の熱管理制御方法。
前記エンジンの現在の温度及び前記エンジンの目標温度に基づいて、前記サーモスタットの目標理論開度を決定するステップは、
前記エンジンの目標温度と前記エンジンの現在の温度との差を比例・積分・微分処理したり、比例・積分処理したり、比例・微分処理したりして、前記サーモスタットの目標理論開度を得るステップを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の熱管理制御方法。
エンジンの現在の温度が所定の温度閾値よりも小さい場合、前記空冷ラジエーターの回転数を０に制御し、かつ前記サーモスタットの開度を０に制御するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の熱管理制御方法。
プロセッサによって実行されると、請求項１～１４のいずれか一項に記載の熱管理制御方法を実現するコンピュータプログラムが記憶されている、ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
互いに接続されたプロセッサ及びメモリを含み、
前記メモリは、プログラム命令を含むコンピュータプログラムを記憶し、前記プロセッサは、前記プログラム命令を呼び出して、請求項１～１４のいずれか一項に記載の熱管理制御方法を実行するように構成される、ことを特徴とする車両の熱管理制御装置。
エンジン及び熱管理システムを含み、前記熱管理システムは、ウォーターポンプと、空冷ラジエーターと、サーモスタットと、請求項１６に記載の熱管理制御装置とを含み、
前記エンジンと前記ウォーターポンプは、接続されて第１冷却サイクルを形成し、前記空冷ラジエーターは、前記サーモスタットによって前記エンジン及び前記ウォーターポンプに接続されて第２冷却サイクルを形成する、ことを特徴とする車両。