具有專用控制邏輯的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種熱系統(tǒng)，包括經(jīng)流體冷卻的裝置、控制器、一個(gè)或多個(gè)熱回路，每一個(gè)熱回路具有冷卻促動(dòng)器和流體通道?？刂破鲌?zhí)行裝置專用控制邏輯，以在具有不同相對(duì)優(yōu)先級(jí)的冷卻請(qǐng)求之間仲裁。控制器接收用于每一個(gè)裝置的原始速度請(qǐng)求和噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度（NVH）極限，且處理原始速度請(qǐng)求和NVH極限以確定用于每一個(gè)裝置的相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)?？刂破鬏敵鏊俣让畹接糜诿恳粋€(gè)熱回路的促動(dòng)器（一個(gè)或多個(gè)），以便以具有最高相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)的裝置所需的水平冷卻裝置。車輛包括牽引電動(dòng)機(jī)、選擇性地連接到牽引電動(dòng)機(jī)的變速器、每一個(gè)與電動(dòng)機(jī)電連通的經(jīng)流體冷卻的裝置、和配置為執(zhí)行如上所述仲裁方法的控制器。
【專利說明】具有專用控制邏輯的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力熱系統(tǒng)，其具有裝置專用控制邏輯。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力傳動(dòng)系按照需要使用多個(gè)輸入扭矩源，以便優(yōu)化燃料經(jīng)濟(jì)性。通常，單獨(dú)地或被來自牽引電動(dòng)機(jī)的額外輸入扭矩輔助地，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在更高車輛速度下提供輸入扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)可以在空轉(zhuǎn)時(shí)關(guān)閉以節(jié)約燃料。可以在低速度下使用牽引電動(dòng)機(jī)以在僅電模式下推進(jìn)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)地在閾值速度或閾值輸出扭矩請(qǐng)求以上重新啟動(dòng)。在微混合動(dòng)力構(gòu)造中，牽引電動(dòng)機(jī)不用于推進(jìn)車輛，而是仍然用于在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止事件之后轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸且啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。增程式電動(dòng)車提供另一種動(dòng)力傳動(dòng)系設(shè)計(jì)，其中小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)用于產(chǎn)生電力，用于為牽引電動(dòng)機(jī)提供功率和/或用于為高壓電池充電。
[0003]在如上所述的所有類型的示例性混合動(dòng)力傳動(dòng)系中，混合動(dòng)力熱系統(tǒng)用于冷卻各種裝置。這種經(jīng)流體冷卻的裝置可以例如包括功率逆變器模塊、備用功率模塊、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)、牽引電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))等。典型的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)使用多個(gè)冷卻促動(dòng)器。例如，流體泵和一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)可以讓冷卻流體循環(huán)通過不同熱回路。各種經(jīng)流體冷卻的裝置的正確熱管理對(duì)確?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)系的最佳性能來說是重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文公開一種混合動(dòng)力熱系統(tǒng)。熱系統(tǒng)經(jīng)由至少一個(gè)熱回路冷卻多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置，且包括控制器。每一個(gè)熱回路具有專用冷卻促動(dòng)器，例如流體泵、風(fēng)扇、或吹風(fēng)機(jī)，且流體通道連接冷卻促動(dòng)器到經(jīng)由該具體熱回路冷卻的裝置?？刂破鲌?zhí)行記錄的裝置專用控制邏輯，以自動(dòng)地在來自各種裝置的多個(gè)冷卻請(qǐng)求之間進(jìn)行仲裁。
[0005]控制器從每一個(gè)裝置接收相應(yīng)的原始速度請(qǐng)求和噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度(NVH)極限。控制器處理接收的原始速度請(qǐng)求和NVH極限，執(zhí)行一步驟，其包括確定用于每一個(gè)熱回路中每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置的相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)?？刂破麟S后輸出速度命令到每一個(gè)需要冷卻的冷卻促動(dòng)器，以由此冷卻每一個(gè)熱回路中的裝置。每一個(gè)熱回路中的冷卻以相對(duì)于該具體回路中所有其他裝置具有冷卻優(yōu)先級(jí)的裝置所需的水平發(fā)生。
[0006]本文還公開一種方法。該方法包括讓冷卻流體循環(huán)通過流體通道且分別經(jīng)由第一和第二冷卻促動(dòng)器到達(dá)第一和第二熱回路每一個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置。方法進(jìn)一步包括經(jīng)由控制器對(duì)從每一個(gè)裝置而來的不同冷卻請(qǐng)求進(jìn)行仲裁。仲裁冷卻請(qǐng)求包括針對(duì)每一個(gè)裝置接收原始速度請(qǐng)求和NVH極限，且隨后處理原始速度請(qǐng)求和NVH極限，包括確定用于每一個(gè)裝置的相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)。另外，方法包括傳遞速度命令到第一和第二冷卻促動(dòng)器每一個(gè)。在接收速度命令時(shí)，促動(dòng)器以該具體熱回路中具有最高相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)的裝置所需的水平冷卻第一和第二熱回路中的裝置。
[0007]—種車輛，包括具有輸出構(gòu)件的牽引電動(dòng)機(jī)、變速器、具有選擇性地連接到牽引電動(dòng)機(jī)輸出構(gòu)件的輸入構(gòu)件、每一個(gè)與牽引電動(dòng)機(jī)電連通的多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置、冷卻各種裝置的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)、和控制器。
[0008]示例性車輛的熱系統(tǒng)包括具有泵和導(dǎo)管的第一熱回路，所述泵讓冷卻劑循環(huán)，所述導(dǎo)管將泵連接到經(jīng)由第一熱回路冷卻的任何裝置。導(dǎo)管在第一熱回路中傳遞去往和來自經(jīng)流體冷卻的裝置的冷卻劑。熱系統(tǒng)還包括第二熱回路，所述第二熱回路具有風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)作為冷卻促動(dòng)器，其讓空氣作為冷卻介質(zhì)循環(huán)，且空氣管連接風(fēng)扇/吹風(fēng)機(jī)到經(jīng)由第二熱回路冷卻的任何裝置。空氣管在第二熱回路中傳遞去往和來自裝置的空氣?？刂破鲌?zhí)行從存儲(chǔ)器而來的裝置專用控制邏輯，以自動(dòng)地在各種經(jīng)流體冷卻的裝置的不同冷卻請(qǐng)求之間仲裁，例如通過使用如上所述的方法。
[0009]在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是如本文所述那樣被控制的具有混合動(dòng)力熱系統(tǒng)的示例性混合動(dòng)力車輛的示意圖。
[0011]圖2是圖1所示車輛的示例性混合動(dòng)力熱系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖3是用于控制圖2的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)的裝置專用模塊化控制邏輯的示意性邏輯圖。
[0013]圖4是圖2所示的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)中可用的示例性冷卻促動(dòng)器的示例性噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度極限的一組曲線。
[0014]圖5是用于使用圖3所示裝置專用控制邏輯控制混合動(dòng)力熱系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參見附圖，且以圖1開始，示例性混合動(dòng)力車輛10包括混合動(dòng)力熱系統(tǒng)50?；旌蟿?dòng)力熱系統(tǒng)50包括相應(yīng)的第一和第二熱回路12A和12C，其用于按照需要冷卻車輛10的各種經(jīng)流體冷卻的裝置。一些裝置可以經(jīng)由第一熱回路12A通過空氣冷卻，而其他裝置可以經(jīng)由第二熱回路12C使用循環(huán)的冷卻劑冷卻，字母“A”和“R”代表作為相應(yīng)冷卻流體的“空氣”和“冷卻劑”。在第一熱回路12A中，吹風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇40用于讓空氣作為冷卻流體循環(huán)。定位在換熱器14下游的流體泵42可以讓冷卻劑在第二熱回路12C中循環(huán)，所述冷卻劑例如水和乙烯乙二醇或合適的氫氟烴(比如R-12、R-22、R-134A等)的混合物。由此風(fēng)扇40和泵42在本文中用作混合動(dòng)力熱系統(tǒng)50中的冷卻促動(dòng)器。
[0016]車輛10上的主動(dòng)熱管理經(jīng)由車載控制器20的操作而被控制，所述控制器最終傳遞輸出信號(hào)(箭頭17)，所述輸出信號(hào)包括到風(fēng)扇40和泵42的命令，如下參考圖2所述的?？刂破?0包括實(shí)體的非瞬時(shí)存儲(chǔ)器22。其上記錄了實(shí)施裝置專用控制邏輯24的指令或代碼。相應(yīng)第一和第二熱回路12A、12C的示例性實(shí)施例在下文參考圖2描述。裝置專用控制邏輯24選擇性地通過處理器26和控制器20的任何所需硬件部件執(zhí)行，該邏輯將在下文參考圖3進(jìn)一步詳細(xì)描述。裝置專用控制邏輯24使用圖4的校準(zhǔn)的噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度(NVH)極限，以在用在第一和第二熱回路12A和12C每一個(gè)中的各種經(jīng)流體冷卻的裝置的不同冷卻請(qǐng)求之間做出仲裁。參考圖5在下文詳細(xì)描述了示例性仲裁方法100。[0017]在圖1中示意性地顯示的車輛10可以包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)16、一個(gè)或多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)18、變速器19。在圖1的非限制性的示例性實(shí)施例中，車輛10配置為常規(guī)的混合動(dòng)力車輛，即發(fā)動(dòng)機(jī)16和/或牽引電動(dòng)機(jī)18按照需要選擇性地將輸入扭矩傳送到變速器19。在其他實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)16可以單獨(dú)地用于產(chǎn)生電力，例如在增程式電動(dòng)車輛的例子中。替換地，發(fā)動(dòng)機(jī)16可以完全被去除，從而經(jīng)由從牽引電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))18而來的扭矩單獨(dú)地為車輛10提供動(dòng)力。
[0018]不管構(gòu)造如何，變速器輸出扭矩最終被傳送到變速器19的輸出構(gòu)件21，且從該處達(dá)到驅(qū)動(dòng)車軸(一個(gè)或多個(gè))23和驅(qū)動(dòng)車輪組25。在一些實(shí)施例中，牽引電動(dòng)機(jī)18可以經(jīng)由第一輸入離合器Cl選擇性地連接和脫離變速器19。類似地，發(fā)動(dòng)機(jī)16可以經(jīng)由第二輸入離合器C2選擇性地連接和脫離變速器19。離合器Cl和C2以及變速器19中其他離合器的促動(dòng)可以被控制，以建立各種變速器檔位狀態(tài)。在其他構(gòu)造中可以使用額外或更少離合器，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0019]車輛10可以包括多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置，其每一個(gè)需要分別經(jīng)由第一或第二熱回路12A或12C的流體冷卻，如上所述。在一些實(shí)施例中，裝置可以與牽引電動(dòng)機(jī)18電通信。示例性經(jīng)流體冷卻的裝置包括牽引功率逆變模塊(TPM) 28、可充電能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(RESS ) 30、車載電池充電模塊(OBCM) 32、和輔助功率模塊(APM) 34，所有這些是混合動(dòng)力傳動(dòng)系的典型部件。
[0020]TPIM 28可以經(jīng)由DC總線31電連接到RESS 30。TPIM 28的半導(dǎo)體開關(guān)(未示出)經(jīng)由脈寬調(diào)制或其他功率切換技術(shù)控制，以產(chǎn)生AC輸出電壓，該AC輸出電壓隨后經(jīng)由AC總線33傳遞到牽引電動(dòng)機(jī)18。在發(fā)動(dòng)機(jī)16用作扭矩輸入裝置時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)18的電動(dòng)機(jī)輸出軸35以及發(fā)動(dòng)機(jī)16的輸出軸13可以選擇性地連接到變速器19的輸入構(gòu)件37。
[0021]如本領(lǐng)域理解的，在車輛10不使用時(shí)，例如OBCM 32的電池充電模塊可以用于為RESS 30充電。例如，OBCM 32可以插入標(biāo)準(zhǔn)110 VAC或220 VAC墻壁插口，此時(shí)OBCM 32按照需要轉(zhuǎn)換和過濾線路功率以為RESS 30充電。APM 34可以作為DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器在車輛10上使用，以便以所需水平提供DC電壓，通常為12-15VDC，即合適的輔助電壓。
[0022]圖1的控制器20可以實(shí)施為計(jì)算機(jī)裝置或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)裝置，其具有實(shí)體的非瞬時(shí)存儲(chǔ)器22和處理器(一個(gè)或多個(gè))26。如上所述，裝置專用控制邏輯24記錄在存儲(chǔ)器22中，例如光學(xué)、磁性和/或其他物理存儲(chǔ)介質(zhì)，其記錄和保存實(shí)施方法100的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。處理器26聯(lián)接到存儲(chǔ)器22，且配置為訪問存儲(chǔ)器22，以由此執(zhí)行方法100的所需步驟，包括參考圖5在下文描述的各種步驟。
[0023]在其于車輛10上進(jìn)行熱管理的作用中，控制器20配置為接收或獲得一組輸入信號(hào)(箭頭11)，所述輸入信號(hào)描述了車輛10的各種經(jīng)流體冷卻的裝置的一些性能特點(diǎn)?？刂破?0處理所述輸入信號(hào)(箭頭11)，且由此產(chǎn)生用于相應(yīng)第一和第二熱回路12A、12C中每一個(gè)冷卻促動(dòng)器的命令速度(箭頭17)，所述冷卻促動(dòng)器是用于圖1的示例性構(gòu)造的風(fēng)扇40和泵42。
[0024]參見圖2，可用于圖1的車輛10的示例性混合動(dòng)力熱系統(tǒng)50包括控制器20、攜帶氣流(箭頭A)的第一熱回路12A、攜帶冷卻劑流(箭頭C)的第二熱回路12C。第一熱回路12A包括空氣管52，所述空氣管將風(fēng)扇40與一個(gè)或多個(gè)經(jīng)空氣冷卻的裝置連接，例如APM 34，從而APM 34與風(fēng)扇40流體連通。在一些構(gòu)造中，第一溫度傳感器SI可相對(duì)于APM34的入口定位且配置為測(cè)量進(jìn)入APM 34的氣流(箭頭A)的入口溫度。測(cè)量的入口溫度可以作為第一溫度信號(hào)(箭頭Tl)傳遞到控制器20。第二溫度傳感器S2可以定位在APM 34本身中。第二溫度傳感器S2可配置為測(cè)量APM 34的內(nèi)部溫度，即與氣流(箭頭A)相對(duì)的APM 34的表面或部件的溫度，且將測(cè)量的APM 34的內(nèi)部溫度作為第二溫度信號(hào)(箭頭T2)傳遞到控制器20。
[0025]同樣，在第二熱回路12C中，冷卻劑被從槽39抽吸且經(jīng)由導(dǎo)管54循環(huán)。每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置可以包括入口溫度傳感器和/或內(nèi)部溫度傳感器。例如，TPM 28可以包括第三溫度傳感器S3和/或第四溫度傳感器S4，傳感器S3和S4分別用作入口和內(nèi)部溫度傳感器。入口 /內(nèi)部傳感器對(duì)S5、S6和S7、S8可以依次用于RESS 30和OBCM 32。第三和第四溫度傳感器S3和S4傳遞相應(yīng)的第三和第四溫度信號(hào)T3和T4。同樣，第五和第六溫度傳感器S5和S6傳遞相應(yīng)的第五和第六溫度信號(hào)T5和T6,而第七和第八溫度傳感器S7和S8傳遞相應(yīng)的第七和第八溫度信號(hào)T7和T8。
[0026]盡管每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置在圖2中顯示為具有入口和內(nèi)部溫度傳感器二者，但是不必一定是這種情況。出于各種原因，包括部件數(shù)/成本削減，一些溫度傳感器可以省略。在這樣的實(shí)施例中，控制器20仍然可以從其他被保留下來的溫度傳感器接收入口或內(nèi)部溫度中的至少一個(gè)，且可計(jì)算或經(jīng)由直接測(cè)量而獲得不可得的溫度值。例如，控制器20可以使用效率數(shù)據(jù)和/或描述各種經(jīng)流體冷卻的裝置性能的其他運(yùn)行信息來計(jì)算或估計(jì)在第一或第二熱回路12A或12C中任何地方的冷卻介質(zhì)的溫度，和/或給定的經(jīng)流體冷卻的裝置的內(nèi)部溫度。
[0027]在一些構(gòu)造中，圖2中所示的控制器20可經(jīng)由建模和/或通過使用任何可用溫度傳感器估計(jì)入口溫度。在圖2所示的例子中，例如，如果溫度傳感器S3和S4可用但是溫度傳感器S5不可用，則溫度傳感器S3和S5之間距離、用在熱回路12C中的冷卻劑的已知熱傳遞特性、和從可用溫度傳感器S4而來的測(cè)量溫度可以用于估計(jì)入口溫度，否則入口溫度需要經(jīng)由溫度傳感器S5直接測(cè)量。替換地，校準(zhǔn)的默認(rèn)最大溫度可以被記錄且用在隨后的控制中，由此設(shè)定最差的情況。如在下文描述的，分別在第一和第二熱回路12A和12C的控制中，控制器20最終分別傳遞速度命令(箭頭N4tl, N42)到風(fēng)扇40和泵42，或到此時(shí)所需要的無論哪個(gè)冷卻促動(dòng)器。圖2的速度命令N4(1、N42可以作為如上參考圖1所述的輸出部信號(hào)(箭頭17)的一部分。
[0028]參見圖3，裝置專用控制邏輯24可以被實(shí)施為記錄在圖1的存儲(chǔ)器22中的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的代碼。控制邏輯24選擇性地經(jīng)由同一圖中的處理器26執(zhí)行以自動(dòng)地在車輛10上的不同冷卻請(qǐng)求之間進(jìn)行仲裁。記錄的控制邏輯24可以包括多個(gè)軟件控制模塊60。每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置具有相關(guān)的軟件控制模塊60，其在圖3中顯示為是示例性軟件控制模塊60A、60B、60C、60D。例如，使用圖2所示的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)50，OBCM 32可以具有相關(guān)的OBCM軟件控制模塊60A，而TPM 28可以具有其自身的相關(guān)的TPM軟件控制模塊60B。同樣，APM 34可以具有相關(guān)的APM軟件控制模塊60C，而RESS 30可以具有相關(guān)的RESS軟件控制模塊60D。可以使用更多或更少軟件控制模塊60，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0029]裝置專用控制邏輯24還包括仲裁模塊38。仲裁模塊38可以實(shí)施為圖1的存儲(chǔ)器22中記錄的指令，且使用任何其他所需硬件經(jīng)由處理器26執(zhí)行，且仲裁模塊38接收來自軟件控制模塊60A-D每一個(gè)的兩個(gè)輸入信號(hào)作為一組輸入。第一輸入信號(hào)是相關(guān)的經(jīng)流體冷卻的裝置的原始速度請(qǐng)求，其在圖3中表示為分別用于軟件控制模塊60A-D的N1-N4。第二輸入信號(hào)是經(jīng)流體冷卻的裝置的溫度和取決于速度的NVH曲線極限，其在圖3中顯示為是用于相應(yīng)軟件控制模塊60A-D的L1-L4。原始速度請(qǐng)求(N1-N4)可以是用于具體冷卻促動(dòng)器的校準(zhǔn)最大速度的百分比，例如圖1的風(fēng)扇40或泵42。NVH曲線極限L1-L4最終用于為每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置指定或確定相對(duì)優(yōu)先級(jí)，如將參考圖4描述的。
[0030]參見圖4,示例性NVH曲線極限表示為跡線70,所述跡線作為參考速度(α )例如車輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度等標(biāo)示在水平軸線上，且作為促動(dòng)器速度(Na)標(biāo)示在垂直軸線上。針對(duì)每一個(gè)跡線70在垂直軸線的左側(cè)對(duì)應(yīng)出相對(duì)優(yōu)先級(jí)(Ρ1，Ρ2，Ρ3，Ρ4)，Pl為最高優(yōu)先級(jí)且Ρ4為最低優(yōu)先級(jí)。在圖4的簡化實(shí)施例中，四個(gè)NVH跡線La、Lb、Lc, Ld顯示為用于給定的經(jīng)流體冷卻的裝置，例如TPM 28，且用于四種不同溫度。每一個(gè)跡線LA_D可以具有不同相對(duì)優(yōu)先級(jí)(P1-P4)，這取決于參考速度(α )。
[0031 ] 例如，在更低的溫度下，給定的經(jīng)流體冷卻的裝置可以具有優(yōu)先級(jí)Ρ4，如跡線Ld所代表的。在低優(yōu)先級(jí)Ρ4下，裝置可以被允許僅在用于給定參考速度(例如車輛速度)的低促動(dòng)器速度(Na)下開啟。然而，如果裝置變熱，則同一裝置可以被指定優(yōu)先級(jí)Ρ1。如圖3所示的，用于該裝置的冷卻促動(dòng)器可以被允許在更高速度下開啟。換句話說，在冷卻優(yōu)先級(jí)為用于給定裝置的最高優(yōu)先級(jí)時(shí)，較不嚴(yán)格強(qiáng)求與具體速度下冷卻促動(dòng)器運(yùn)行有關(guān)的NVH極限。同樣，在同一裝置具有低冷卻優(yōu)先級(jí)時(shí)，更嚴(yán)格強(qiáng)制用于該裝置的NVH極限。
[0032]仲裁模塊38可以至少部分地使用NVH極限LA_D確定各種裝置的相對(duì)優(yōu)先級(jí)P1-P4。圖4中跡線70的形狀和數(shù)量僅僅說明性的。實(shí)際的跡線70可以以各種方式變化，以反映更多或更少的優(yōu)先級(jí)水平溫度。不管跡線如何配置，經(jīng)由裝置專用控制邏輯24，控制器20使用圖3的NVH極限L1-L4以確定哪個(gè)原始速度請(qǐng)求N1-4應(yīng)相對(duì)于其他的優(yōu)先。即，仲裁模塊38為每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置指定相對(duì)優(yōu)先級(jí)，且隨后使用指定的相對(duì)優(yōu)先級(jí)確定各種冷卻促動(dòng)器每一個(gè)的所需速度。仲裁模塊38經(jīng)由圖1的處理器26處理原始速度請(qǐng)求N1-N4和NVH曲線極限L1-L4，且輸出分別用于圖1的風(fēng)扇40和泵42的一組促動(dòng)器速度請(qǐng)求N4tl和N42。額外促動(dòng)器速度請(qǐng)求乂可以被輸出用于額外的促動(dòng)器，例如另一泵、風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)——如果這樣的促動(dòng)器被使用或隨后被添加的話。以這種方式，仲裁模塊38在圖1所示車輛10的各種經(jīng)流體冷卻的裝置之間仲裁所有冷卻請(qǐng)求。
[0033]另外，裝置專用控制邏輯24可以被圖1的控制器20使用以在圖2所示的熱系統(tǒng)50中執(zhí)行補(bǔ)救動(dòng)作。可以在每當(dāng)溫度數(shù)據(jù)對(duì)于一個(gè)或多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置來說不可用時(shí)采取這種補(bǔ)救動(dòng)作。在一個(gè)可行方法中，用于給定裝置的校準(zhǔn)的默認(rèn)溫度和/或默認(rèn)促動(dòng)器速度可以記錄在存儲(chǔ)器22中。該記錄的默認(rèn)值可被控制器20使用以代替實(shí)際的溫度數(shù)據(jù)，其中默認(rèn)值以如上所述同樣的方式經(jīng)由仲裁模塊28仲裁。在常規(guī)的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)中，對(duì)故障傳感器做出響應(yīng)的共同控制是將冷卻促動(dòng)器設(shè)定到其最大速度。優(yōu)先級(jí)不被仲裁。結(jié)果，這樣的常規(guī)的方法會(huì)浪費(fèi)能量，同時(shí)極大忽略了完全打開的冷卻促動(dòng)器的NVH影響。本方法可仲裁來自一些經(jīng)流體冷卻的裝置的默認(rèn)值以及其余裝置的冷卻請(qǐng)求。
[0034]每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置的溫度以及其已知性能特點(diǎn)可以是控制器20在為來自給定經(jīng)流體冷卻的裝置的冷卻請(qǐng)求指定相對(duì)優(yōu)先級(jí)過程中所使用的因素。由此，并非默認(rèn)到最差情況控制模式，例如默認(rèn)到最大可能的促動(dòng)器速度，而是，圖3的仲裁模塊38可以確定不同的一經(jīng)流體冷卻的裝置具有更高相對(duì)優(yōu)先級(jí)。在該例子中，控制器20可以將冷卻促動(dòng)器(例如泵42)設(shè)定為比其最大可能速度更低的速度，例如其最大速度的75%。在該具體例子中假定的是已知最大速度75%的速度仍然足以在給定熱回路中冷卻裝置。這種已知由此知曉(inform)用于設(shè)定圖4所示的優(yōu)先級(jí)P1-P4的任何校準(zhǔn)值。
[0035]參見圖5，顯示了示例性方法100，其用于使用圖4所示的裝置專用控制邏輯24來控制圖2的熱系統(tǒng)50。一旦初始化(*)，方法100在步驟102開始，其中圖1的控制器20接收和記錄任何可用溫度數(shù)據(jù)。步驟102可以包括經(jīng)由圖2的溫度傳感器S1、S3、S5、S7測(cè)量入口溫度T1、T3、T5，經(jīng)由溫度傳感器S2、S4、S6、S8測(cè)量內(nèi)部溫度T2、T4、T6、T8，和/或獲得任何這些值。方法100隨后前進(jìn)到步驟104。
[0036]在步驟104，控制器20確定從步驟102而來的溫度數(shù)據(jù)是否有效，例如通過將接收/獲得的溫度值與相應(yīng)的校準(zhǔn)參考值比較。每一個(gè)傳感器具有已知的最大和最小輸出值。由此，如果來自步驟102的值落出該范圍以外，則控制器20可將該數(shù)據(jù)處理為有缺陷或無效。作為步驟104的一部分，控制器20可以等待直到所有信號(hào)被認(rèn)為無效。在溫度數(shù)據(jù)無效時(shí)方法100前進(jìn)到步驟106。然而，如果來自步驟102的數(shù)據(jù)有效，則控制器20前往步驟108。
[0037]在步驟106，已經(jīng)在步驟104確定從步驟102接收的溫度數(shù)據(jù)無效的控制器20可以記錄默認(rèn)溫度值。實(shí)際的記錄值可以隨設(shè)計(jì)而變化。在一些實(shí)施例中，步驟106可以包括最大可能的/最差情況溫度的記錄。在其他實(shí)施例中，步驟106可以記錄更低的值，其可以是平均值或最后的已知有效值。方法100隨后前進(jìn)到步驟110。
[0038]在步驟108，已經(jīng)在步驟104確定從步驟102接收的溫度數(shù)據(jù)有效的控制器20記錄用于每一個(gè)部件的溫度值(一個(gè)或多個(gè))。方法100隨后前進(jìn)到步驟110。
[0039]在步驟110，控制器20經(jīng)由圖3的部件控制模塊60A-60D確定用于部件的原始速度請(qǐng)求N1-N4和NVH極限L1-L4，且將這些值傳遞到仲裁模塊38。原始速度請(qǐng)求N1-N4可以以各種方式確定。例如，溫度信息可以被使用、測(cè)量或計(jì)算/獲得，相應(yīng)的速度請(qǐng)求通過控制器20作為溫度信息的函數(shù)而確定。各種溫度傳感器顯示在圖2中且如上所述。在3速風(fēng)扇的例子中，典型的速度請(qǐng)求為關(guān)閉、低、中、或高。由此，步驟110可以包括確定一組不連續(xù)的速度設(shè)定中哪些是被請(qǐng)求或需要的。一旦完成，則方法100前進(jìn)到步驟112。
[0040]在步驟112，圖3的仲裁模塊38在各種經(jīng)流體冷卻的裝置之間進(jìn)行仲裁，最終計(jì)算用于每一個(gè)冷卻促動(dòng)器的速度請(qǐng)求，所述促動(dòng)器例如圖2的風(fēng)扇40和/或泵42。作為步驟112的一部分，仲裁模塊38將速度請(qǐng)求傳遞到相應(yīng)促動(dòng)器。一旦步驟112完成，則方法100完成(**)。
[0041]如上所述的本方法100的使用以裝置專用控制替換基于回路的控制，且由此允許冷卻促動(dòng)器與共享冷卻回路的部件(例如分別是第一和第二熱回路12A和12C)成對(duì)?？刂破?0隨后為熱回路12A和12C中的各種裝置指定相對(duì)優(yōu)先級(jí)。由此，急需冷卻的裝置被賦予高于其他裝置(在絕對(duì)意義上可能通常需要更多冷卻)的優(yōu)先級(jí)，而不太急需的則被賦予記錄的優(yōu)先級(jí)和已知的NVH極限。
[0042]相對(duì)于基于回路的控制、常規(guī)的方法，如上所述的控制方法還簡化了編碼，所述常規(guī)的方法需要針對(duì)在給定熱回路中每個(gè)添加或去除的裝置記錄所有控制邏輯。本發(fā)明由此是“模塊化”的，因?yàn)橐坏┍痪幊痰酱鎯?chǔ)器22中，仲裁模塊38，每當(dāng)新的裝置添加到圖2的熱系統(tǒng)50時(shí)，接收和處理從任何額外控制模塊60而來的任何原始速度請(qǐng)求和NVH曲線極限，且是自動(dòng)地且沒有控制器20的記錄。同樣，從熱回路除去裝置僅僅需要?jiǎng)h除其控制模塊60，而不需改變控制器20的結(jié)構(gòu)或運(yùn)行。
[0043]盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力熱系統(tǒng)，包括: 多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置； 熱回路，具有: 冷卻促動(dòng)器，配置為讓冷卻流體循環(huán)到經(jīng)流體冷卻的裝置；和 流體通道，將冷卻促動(dòng)器連接到經(jīng)流體冷卻的裝置，且向經(jīng)流體冷卻的裝置以及從經(jīng)流體冷卻的裝置傳遞冷卻流體；和 控制器，與經(jīng)流體冷卻的裝置和冷卻促動(dòng)器通信，且具有處理器和實(shí)體的非瞬時(shí)存儲(chǔ)器，在存儲(chǔ)器上記錄有用于在來自每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置的冷卻請(qǐng)求之間進(jìn)行仲裁的裝置專用控制邏輯； 其中控制器配置為經(jīng)由處理器執(zhí)行控制邏輯，以由此使得控制器: 針對(duì)每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置，接收原始速度請(qǐng)求和噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度(NVH)極限； 處理原始速度請(qǐng)求和NVH極限，包括確定用于每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置的相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)；和 輸出速度命令到冷卻促動(dòng)器，以由此以具有最高相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)的經(jīng)流體冷卻的裝置所需的水平冷卻該經(jīng)流體冷卻的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)，其中多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置至少包括功率逆變模塊和可充電能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)`力熱系統(tǒng)，其中熱回路包括傳遞冷卻劑的第一熱回路、和傳遞空氣的第二熱回路，且其中用于第一和第二熱回路的冷卻促動(dòng)器分別包括泵和風(fēng)扇。
4.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力熱系統(tǒng)，其中控制器包括: 多個(gè)記錄的軟件控制模塊，每一個(gè)對(duì)應(yīng)于不同的經(jīng)流體冷卻的裝置，其中每一個(gè)軟件控制模塊包括記錄的裝置專用控制邏輯的一部分，其通過處理器執(zhí)行以產(chǎn)生用于相應(yīng)的經(jīng)流體冷卻的裝置的原始速度請(qǐng)求和NVH極限；和 仲裁模塊，與多個(gè)記錄的軟件控制模塊的每一個(gè)通信； 其中仲裁模塊包括記錄的裝置專用控制邏輯的另一部分，其通過處理器執(zhí)行以產(chǎn)生用于混合動(dòng)力熱系統(tǒng)所使用的每一個(gè)冷卻促動(dòng)器的輸出速度。
5.一種車輛，包括: 牽引電動(dòng)機(jī)，具有輸出構(gòu)件； 變速器，具有輸入構(gòu)件，所述輸入構(gòu)件選擇性地連接到牽引電動(dòng)機(jī)的輸出構(gòu)件； 多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置，每一個(gè)與牽引電動(dòng)機(jī)電連通； 第一熱回路，具有: 泵，配置為讓冷卻劑循環(huán)；和 導(dǎo)管，將泵連接到經(jīng)由第一熱回路冷卻的經(jīng)流體冷卻的裝置，且在第一熱回路中向經(jīng)流體冷卻的裝置以及從經(jīng)流體冷卻的裝置傳遞冷卻劑； 第二熱回路，具有: 風(fēng)扇，配置為讓空氣循環(huán)；和 空氣管，將風(fēng)扇連接到經(jīng)由第二熱回路冷卻的經(jīng)流體冷卻的裝置，且在第二熱回路中向經(jīng)流體冷卻的裝置以及從經(jīng)流體冷卻的裝置傳遞空氣；和 控制器，與第一和第二熱回路的經(jīng)流體冷卻的裝置、泵、風(fēng)扇通信，且具有處理器和實(shí)體的非瞬時(shí)存儲(chǔ)器，在存儲(chǔ)器上記錄有用于在來自每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置的冷卻請(qǐng)求之間進(jìn)行仲裁的裝置專用控制邏輯； 其中控制器配置為經(jīng)由處理器執(zhí)行裝置專用控制邏輯，以由此使得處理器: 針對(duì)每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置，接收原始速度請(qǐng)求和噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度(NVH)極限； 處理原始速度請(qǐng)求和NVH極限，包括確定用于每一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置的相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)；和 輸出速度命令到泵和風(fēng)扇，以由此以用于該具體熱回路的具有最高相對(duì)冷卻優(yōu)先級(jí)的經(jīng)流體冷卻的裝置所需的水平冷卻經(jīng)流體冷卻的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的車輛，其中第一熱回路中的多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置包括功率逆變模塊和可充電能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，且其中第二熱回路中的多個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置包括輔助功率模塊。
7.如權(quán)利要求5所述的車輛，進(jìn)一步包括至少一個(gè)溫度傳感器，其定位且配置為測(cè)量經(jīng)流體冷卻的裝置中相應(yīng)一個(gè)的內(nèi)部溫度和入口溫度中的一個(gè)，其中傳感器與控制器通信，且控制器配置為使用測(cè)量的入口或內(nèi)部溫度確定NVH極限。
8.如權(quán)利要求5所述的 車輛，其中控制器進(jìn)一步配置為，在用于相應(yīng)的經(jīng)流體冷卻的裝置的至少一個(gè)溫度傳感器發(fā)生故障時(shí)，針對(duì)相應(yīng)的一個(gè)經(jīng)流體冷卻的裝置記錄默認(rèn)冷卻請(qǐng)求作為補(bǔ)救動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】B60W20/00GK103847730SQ201310632060
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】C.D.S.巴爾尼克, X.羅, K.D.布福特 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司