用于將廢熱轉(zhuǎn)化為熱量和電能的控制器的制造方法
【專利摘要】提供了一種用于將廢熱轉(zhuǎn)化為熱量和電能的控制器。一種用于車輛的排氣熱回收系統(tǒng)配置為將由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱的流體選擇性地分配至第一路徑用于產(chǎn)生電能和第二路徑用于加熱車輛的一個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件。控制器基于使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最小化來選擇將流體分配至第一路徑和第二路徑?？刂破鬟M(jìn)一步選擇將流體分配至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件以使燃料消耗最小化?？刂破鞲鶕?jù)選擇的分配來分配流體。
【專利說明】
用于將廢熱轉(zhuǎn)化為熱量和電能的控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請總體上涉及將車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱的流體的流分配到發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器和熱-電(heat-to-electricity)發(fā)電機(jī)。【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)和由牽引電池提供電力的電機(jī)。在冷啟動(dòng)情況期間，可強(qiáng)制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行以使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到預(yù)定溫度。在冷氣候條件期間，可存在車廂加熱的需求，其延長了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)間段。這種運(yùn)轉(zhuǎn)模式可能不是最具燃料經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。該時(shí)間段期間可能存在失去的可以以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)車輛的機(jī)會。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種車輛包括排氣熱回收系統(tǒng)，該排氣熱回收系統(tǒng)配置為將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱的流體選擇性地分配至第一路徑用于產(chǎn)生電能和第二路徑用于加熱一個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件。
[0004]在一些配置中，車輛進(jìn)一步包括控制器，該控制器進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于指示與分配流體通過第二路徑相比分配流體通過第一路徑相關(guān)聯(lián)的燃料消耗更少的參數(shù)，將流體分配到第一路徑?？刂破骺蛇M(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于指示與分配流體通過第二路徑相比分配流體通過第一路徑相關(guān)聯(lián)的燃料消耗更大的參數(shù)，將流體分配至第二路徑?？刂破骺蛇M(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于指示與第二路徑和第一路徑之間的流體的分配相關(guān)聯(lián)的最小燃料消耗的參數(shù)，根據(jù)該分配在第二路徑與第一路徑之間分配流體?？刂破骺蛇M(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于在存在車廂加熱的需求的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度小于預(yù)定溫度，將流體分配至第二路徑并且請求發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。
[0005]在一些配置中，排氣熱回收系統(tǒng)可進(jìn)一步配置為將流動(dòng)通過第二路徑的流體選擇性地分配至第一熱交換器用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)和至第二熱交換器用于加熱變速器?？刂破骺蛇M(jìn)一步配置用于:根據(jù)導(dǎo)致最小燃料消耗的第一熱交換器與第二熱交換器之間的分配，分配流動(dòng)通過第二路徑的流體。
[0006]在一些配置中，車輛進(jìn)一步包括控制器，該控制器進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于指示最小燃料消耗與第一路徑和第二路徑的多個(gè)可能的分配組合中的選擇的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)， 根據(jù)該選擇的一個(gè)分配流體。[〇〇〇7]控制器可進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于在存在車廂加熱的需求的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于預(yù)定溫度，將流體分配至第二路徑并且請求發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)?？刂破骺蛇M(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于預(yù)定溫度，將流體分配至第二路徑?？刂破骺蛇M(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于預(yù)定溫度，請求發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
[0008]車輛可進(jìn)一步包括電池并且參數(shù)可包括電池的荷電狀態(tài)和電池的容量中的一個(gè)或更多個(gè)。車輛可進(jìn)一步包括至少一個(gè)電負(fù)載，并且參數(shù)可包括該至少一個(gè)電負(fù)載的電力需求。參數(shù)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。參數(shù)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)的速度-負(fù)載曲線(profile)。參數(shù)可包括環(huán)境溫度。
[0009]在一些配置中，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器并且排氣熱回收系統(tǒng)可進(jìn)一步配置用于:將流動(dòng)通過第二路徑的流體選擇性地分配至第一熱交換器用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)和至第二熱交換器用于加熱變速器?？刂破骺蛇M(jìn)一步配置用于:根據(jù)導(dǎo)致最小燃料消耗的第一熱交換器與第二熱交換器之間的分配來分配流體。
[0010]—種車輛，包括:排氣熱回收系統(tǒng)，所述排氣熱回收系統(tǒng)配置為將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱的流體選擇性地分配至第一路徑用于產(chǎn)生電能和第二路徑用于加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng);和控制器，所述控制器配置用于:響應(yīng)于指示與所述第一路徑和第二路徑的多個(gè)可能的分配組合中的選擇的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的最小燃料消耗的參數(shù)，根據(jù)所述選擇的一個(gè)分配所述流體。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述車輛進(jìn)一步包括電池，并且其中所述參數(shù)包括所述電池的荷電狀態(tài)和所述電池的容量中的一個(gè)或更多個(gè)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述車輛進(jìn)一步包括至少一個(gè)電負(fù)載，并且其中所述參數(shù)包括所述至少一個(gè)電負(fù)載的電力需求。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述參數(shù)包括所述發(fā)動(dòng)機(jī)的速度-負(fù)載曲線。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，并且其中所述排氣熱回收系統(tǒng)進(jìn)一步配置用于:將流動(dòng)通過所述第二路徑的所述流體選擇性地分配至第一熱交換器用于加熱所述發(fā)動(dòng)機(jī)和第二熱交換器用于加熱所述變速器，并且所述控制器進(jìn)一步配置用于:根據(jù)導(dǎo)致最小燃料消耗的所述第一熱交換器與所述第二熱交換器之間的分配來分配所述流體。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于預(yù)定溫度，將所述流體分配至所述第二路徑。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于所述預(yù)定溫度，請求發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
[0017]—種方法包括:用來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣加熱流體，和通過控制器在用于產(chǎn)生電能的第一路徑和用于加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第二路徑之間分配流體以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗。分配流體可基于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和環(huán)境溫度中的一個(gè)或更多個(gè)。該方法可進(jìn)一步包括:響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于預(yù)定溫度，通過控制器將流體分配至第二路徑用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，并且該方法可進(jìn)一步包括:將流動(dòng)至第二路徑的流體分配至與變速器相關(guān)聯(lián)的第一熱交換器和與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的第二熱交換器?！靖綀D說明】
[0018]圖1為混合動(dòng)力車輛的示意圖，其示出了典型的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和能量存儲部件；
[0019]圖2為包括熱-熱(heat-to-heat)裝置和熱-電裝置的車輛配置的示意圖；和
[0020]圖3為燃料消耗作為用于將加熱的流體分配至熱-熱裝置和熱-電發(fā)電機(jī)的工況的函數(shù)的示意性曲線圖。【具體實(shí)施方式】
[0021]本說明書中描述了本申請的多個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，公開的實(shí)施例僅僅為示例并且其它實(shí)施例可采取各種和可替代的形式。附圖不需要按比例繪制；一些特征可被放大或縮小以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本說明書中公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被認(rèn)為是限制，而僅僅認(rèn)為是用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用這些實(shí)施例的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，參考任一【附圖說明】和描述的各種特征可與一幅或更多其它附圖中說明的特征結(jié)合以形成未明確說明或描述的實(shí)施例。說明的特征的組合提供了用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，可能需要與本申請的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和變型以用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0022]圖1示出了典型的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)，盡管對本說明書公開的原理， 常規(guī)的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛也是同樣相關(guān)的。典型地插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛12可包括機(jī)械連接至混合動(dòng)力變速器16的一個(gè)或多個(gè)電機(jī)14。電機(jī)14可能能夠運(yùn)轉(zhuǎn)為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)。此夕卜，混合動(dòng)力變速器16機(jī)械連接至發(fā)動(dòng)機(jī)18。混合動(dòng)力變速器16還機(jī)械連接至驅(qū)動(dòng)軸20,驅(qū)動(dòng)軸20機(jī)械連接至車輪22。當(dāng)將發(fā)動(dòng)機(jī)18打開或關(guān)閉時(shí)，電機(jī)14可提供推進(jìn)和減速能力。電機(jī)14還用作發(fā)電機(jī)并且通過回收在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)中通常將作為熱而被損失掉的能量來提供燃料經(jīng)濟(jì)性收益。電機(jī)14還可通過允許發(fā)動(dòng)機(jī)18在更有效的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)和在一些情況下允許混合動(dòng)力電動(dòng)車輛12以電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)動(dòng)機(jī)18關(guān)閉來減少車輛排放。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)可包括產(chǎn)生扭矩并且將該扭矩傳遞至道路的表面以推進(jìn)車輛的部件。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)18、混合動(dòng)力變速器16、驅(qū)動(dòng)軸20和電機(jī)14。[〇〇23]牽引電池或電池組24存儲可被電機(jī)14使用的能量。車輛電池組24典型地提供高壓 DC輸出。牽引電池24電連接至一個(gè)或多個(gè)電力電子模塊。一個(gè)或多個(gè)接觸器42可當(dāng)被斷開時(shí)將牽引電池24與其它部件隔離，并且當(dāng)被閉合時(shí)將牽引電池24與其它部件連接。電力電子模塊26還電連接至電機(jī)14并且提供在牽引電池24與電機(jī)14之間雙向傳輸能量的能力。例如，典型的牽引電池24可提供DC電壓，而電機(jī)14可用三相AC電流運(yùn)轉(zhuǎn)以起作用。電力電子模塊26可將DC電壓轉(zhuǎn)化為三相AC電流以運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)14。在再生模式下，電力電子模塊26可將來自用作發(fā)電機(jī)的電機(jī)14的三相AC電流轉(zhuǎn)化為牽引電池24需要的DC電壓。本說明書中的描述同樣適用于純電動(dòng)車輛。
[0024]除了提供能量用于推進(jìn)之外，牽引電池24可提供能量用于其它車輛電力系統(tǒng)。車輛12可包括將牽引電池24的高壓DC輸出轉(zhuǎn)化為與低壓車輛負(fù)載兼容的低壓DC供應(yīng)的DC/DC 轉(zhuǎn)化模塊28?？蓪C/DC轉(zhuǎn)化模塊28的輸出電連接至輔助電池30 (例如，12V電池)。可將低壓系統(tǒng)電連接至輔助電池?？蓪⑵渌邏贺?fù)載46(比如壓縮機(jī)和電加熱器)連接至牽引電池24 的高壓輸出。[〇〇25]車輛12可為插電式混合動(dòng)力車輛，其中可通過外部電源36對牽引電池24再次充電。外部電源36可為與電源插座的連接。外部電源36可為如電力公司提供的電力分配網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)格?？蓪⑼獠侩娫?6電連接至充電器或電動(dòng)車輛供應(yīng)設(shè)備(EVSEUSiVSE 38可提供電路和控制以調(diào)節(jié)和管理電源36與車輛12之間的能量傳輸。外部電源36可將DC或AC電力提供至EVSE 38AVSE 38可具有充電連接器40用于插入車輛12的充電接口34。充電接口34可為配置為將來自EVSE 38的電力傳輸至車輛12的任何類型的接口。可將充電接口34電連接至充電器或車載功率變換模塊32。功率變換模塊32可調(diào)節(jié)供應(yīng)自EVSE 38的電力以將適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏魉教峁┲翣恳姵?4。功率變換模塊32可與EVSE 38接合以協(xié)調(diào)到車輛12的電力傳遞。EVSE連接器40可具有與充電接口 34的對應(yīng)凹槽配合的管腳。可替代地，描述為被電連接的各種部件可使用無線電感耦合來傳輸電力。
[0026] 可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)車輪制動(dòng)器44用于使車輛12減速和防止車輛12移動(dòng)?？梢簤候?qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)或其組合地驅(qū)動(dòng)車輪制動(dòng)器44。車輪制動(dòng)器44可為制動(dòng)系統(tǒng)50的一部分。制動(dòng)系統(tǒng)50可包括其它部件以運(yùn)轉(zhuǎn)車輪制動(dòng)器44。為了簡要，附圖示出了制動(dòng)系統(tǒng)50與車輪制動(dòng)器44中的一個(gè)的單一連接。隱含了制動(dòng)系統(tǒng)50與其它車輪制動(dòng)器44之間的連接。制動(dòng)系統(tǒng) 50可包括控制器以監(jiān)控和協(xié)調(diào)制動(dòng)系統(tǒng)50。制動(dòng)系統(tǒng)50可監(jiān)控制動(dòng)部件并且控制車輪制動(dòng)器44用于車輛減速。制動(dòng)系統(tǒng)50還可響應(yīng)駕駛員指令并且還可自行運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)施特征，比如穩(wěn)定性控制。當(dāng)另一控制器或子功能請求時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)50的控制器可實(shí)施應(yīng)用請求的制動(dòng)力的方法。[〇〇27]可將一個(gè)或多個(gè)電負(fù)載46連接至高壓總線。電負(fù)載46可具有當(dāng)合適時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)和控制電負(fù)載46的相關(guān)聯(lián)的控制器。電負(fù)載46的示例可為加熱模塊或空調(diào)模塊。
[0028]說明的各種部件可具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的控制器以控制和監(jiān)控部件的運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂破骺赏ㄟ^串行總線(例如，控制器局域網(wǎng)(CAN))或通過離散導(dǎo)體通信。可存在系統(tǒng)控制器 48以協(xié)調(diào)各種部件的運(yùn)轉(zhuǎn)。[〇〇29]混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)可配置為使燃料經(jīng)濟(jì)性最大化。在一些工況下，燃料經(jīng)濟(jì)性可被降低。一種這樣的工況為當(dāng)初始啟動(dòng)車輛12時(shí)，特別是在冷的氣候條件下。在冷啟動(dòng)期間，混合動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)策略可使發(fā)動(dòng)機(jī)18保持運(yùn)行直到達(dá)到預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度?？赡軟]有利用全HEV功能性直到達(dá)到該預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。即，車輛12可能沒有以純電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式運(yùn)轉(zhuǎn)直到發(fā)動(dòng)機(jī)18變熱。這段時(shí)間期間可能滿足以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的其它條件，但是純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)可能由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度而被抑制。這些條件可導(dǎo)致加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18的時(shí)間期間燃料消耗增加。
[0030]除了加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18之外，可能存在車廂加熱的需求。車廂加熱需求可消耗一些來自發(fā)動(dòng)機(jī)18的熱量而導(dǎo)致用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18時(shí)間增加。其可增加允許全HEV運(yùn)轉(zhuǎn)之前冷啟動(dòng)情況狀況期間發(fā)動(dòng)機(jī)18運(yùn)行的時(shí)間的量。為了向車廂提供熱量，可使發(fā)動(dòng)機(jī)18在比不存在車廂加熱需求的情況下的最小溫度更高的最小溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度降低至最小溫度閾值之下，可打開發(fā)動(dòng)機(jī)18而將該溫度保持在最低溫度閾值之上。將發(fā)動(dòng)機(jī)18盡可能快地加熱到預(yù)定溫度可提高HEV燃料經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)一步地，在冷啟動(dòng)情況期間，盡可能快地加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140 (比如變速器16)可提高HEV燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0031]通常沒有利用的一個(gè)熱源為排氣廢熱。圖2示出了包括排氣熱回收系統(tǒng)的車輛12 的示例。由于發(fā)動(dòng)機(jī)18中的燃燒過程，排氣102變熱并且通過排氣系統(tǒng)被導(dǎo)引到發(fā)動(dòng)機(jī)18外部?？蓪⑴艢?02導(dǎo)引通過配置用于減少排放和噪聲的各種部件?？蓪⒓訜岬呐艢?02最終排放到環(huán)境中。因?yàn)榕艢?02流動(dòng)通過排氣系統(tǒng)，加熱的排氣102可穿過各種排氣部件并且將熱量傳輸給排氣部件。
[0032]利用排氣廢熱的一種方法可為在排氣流102中連接排氣熱交換器100以將來自排氣102的熱量傳輸給工作流體104。隨著時(shí)間的流逝，工作流體輸出114的溫度可升高?？蓪⒓訜岬墓ぷ髁黧w114分配至其它裝置以利用該熱量。
[0033]可將排氣熱交換器100連接至排氣系統(tǒng)。在一些配置中，排氣熱交換器100可加熱工作流體104。工作流體104可為氣體或液體并且可被容納在管路或管道中以形成閉環(huán)或閉路。在排氣熱交換器1〇〇內(nèi)，用于工作流體104的通道可配置為圈狀、平行的列，或配置為增加排氣熱交換器100內(nèi)通道的表面積的量。排氣熱交換器100可包括流體入口用于使工作流體104流入排氣熱交換器100。排氣熱交換器100可包括流體出口用于使工作流體104流出排氣熱交換器100。排氣熱交換器100可包括用于排氣102的氣體入口和氣體出口。排氣102可穿過排氣熱交換器100內(nèi)的排氣通道。排氣通道可配置為增加可將熱量傳輸給排氣熱交換器100內(nèi)的工作流體通道的排氣的量。因?yàn)榕艢?02穿過排氣通道，熱量被傳輸給流動(dòng)通過排氣熱交換器100的工作流體104。輸出可為加熱的工作流體114。通道可由具有高導(dǎo)熱性的材料構(gòu)成。排氣熱交換器100可配置為包括在排氣通道和工作流體通道之間的高導(dǎo)熱性的材料。在一些配置中，栗可使工作流體104流通通過該系統(tǒng)。
[0034]典型的具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)18的車輛可利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路116以控制發(fā)動(dòng)機(jī)18的溫度。在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，由于燃燒過程和運(yùn)動(dòng)部件的摩擦導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)18的溫度升高。可包括栗以使冷卻劑106流動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路116。流動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路116的冷卻劑106 流動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)18。由于冷卻劑10 6流動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)18，熱量從發(fā)動(dòng)機(jī)18被傳輸?shù)嚼鋮s劑 106。冷卻劑106可流動(dòng)通過車廂熱交換器108以將來自冷卻劑106的熱量傳輸給乘客車廂。 然后冷卻劑106可流動(dòng)通過將來自冷卻劑106的熱量傳輸?shù)江h(huán)境中的散熱器110。冷卻劑106 循環(huán)通過發(fā)動(dòng)機(jī)18和散熱器110有助于將發(fā)動(dòng)機(jī)18的溫度保持在一定的最大溫度之下以防止發(fā)動(dòng)機(jī)18過熱。
[0035]除了除去來自發(fā)動(dòng)機(jī)18的熱量之外，冷卻劑回路116還可用于將熱量傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)18。如果流動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)18的冷卻劑106的溫度大于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，熱量可從冷卻劑106被傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)18。[〇〇36]車輛12可包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142以控制一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件 140的溫度。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142可配置為從動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140(比如變速器 16)去除熱量。除了除去該熱量之外，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142可用于將熱量傳輸至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142可包括栗以使動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144 流通。車輛12可配置為具有多個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路 142還可用于將熱量傳輸至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。
[0037]發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112可配置為接收加熱的工作流體114和將熱量傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路116。加熱的工作流體114和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑106可流動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112內(nèi)的不同通道或管網(wǎng)。管網(wǎng)可配置為增加發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112內(nèi)的表面積的量。該不同管網(wǎng)之間的區(qū)域可包含具有高導(dǎo)熱性的材料以增加管道之間的熱量的流動(dòng)。由于加熱的工作流體 114流動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112，熱量可被傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路116中的冷卻劑106。 其可被稱為熱_熱傳輸，這是因?yàn)閬碜耘艢?02的熱量最終被傳輸以加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18。在冷啟動(dòng)情況期間，加熱的工作流體114的溫度比發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑106的溫度升高得更快。通過用排氣廢熱加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑106,可比在不存在熱-熱傳輸?shù)那闆r下更快地加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18。
[0038]動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138可配置為接收加熱的工作流體114和將熱量傳輸給動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142。加熱的工作流體114和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144可流動(dòng)通過動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138內(nèi)的不同通道或管網(wǎng)。該管網(wǎng)可配置為增加動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138內(nèi)的表面積的量。該不同管網(wǎng)之間的區(qū)域可包含具有高導(dǎo)熱性的材料以增加管道之間的熱量的流動(dòng)。由于加熱的工作流體114流動(dòng)通過動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138，熱量可被傳輸至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142中的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144。其可被稱為熱-熱傳輸， 這是因?yàn)閬碜耘艢?02的熱量最終被傳輸以加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。在冷啟動(dòng)情況期間，加熱的工作流體114比動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144可更快地變熱。通過用排氣廢熱加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144,可比不存在熱-熱傳輸?shù)那闆r下更快地加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140可為變速器或驅(qū)動(dòng)橋、差速器、齒輪箱、分動(dòng)箱或動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的任何部件。[〇〇39]在一些配置中，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140可為變速器16。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144可為變速器液。在一些配置中，可將動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144導(dǎo)引通過散熱器110或獨(dú)立的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)散熱器(未不出)以將來自動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144的熱量傳輸至環(huán)境中?？赏ㄟ^包括類似配置的額外熱交換器來加熱額外的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件。例如，熱交換器回路可配置為將來自加熱的工作流體114的熱量傳輸至流動(dòng)通過分動(dòng)箱的冷卻劑。盡管示出了兩個(gè)熱-熱傳輸裝置，一些配置可包括額外的熱-熱傳輸裝置。
[0040]另一種利用排氣廢熱的方法可為包括熱-電裝置118以將來自排氣102的熱量轉(zhuǎn)化為電能。例如，可在渦輪中將工作流體104加熱至蒸發(fā)并膨脹以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。還可將使熱量轉(zhuǎn)化為電能的固態(tài)熱電裝置置于排氣流中。熱量到電能的轉(zhuǎn)化可被稱為熱-電傳輸化—卜 to-electricity transfer)，這是因?yàn)閬碜耘艢?02的熱量被轉(zhuǎn)化為電能。產(chǎn)生的電能可被存儲在電池24中并且被車輛內(nèi)的電負(fù)載使用。該能量還可用于推進(jìn)車輛12。
[0041]車輛12可包括一個(gè)或多個(gè)熱-熱傳輸裝置112、138和熱-電傳輸裝置118?？蓪⒓訜岬墓ぷ髁黧w114分配至第一路徑128用于產(chǎn)生電能。可將加熱的工作流體114分配至第二路徑130用于加熱車輛12的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。熱系統(tǒng)控制器126可管理加熱的工作流體114在各個(gè)熱交換器112、118、138中的分配以使車輛12的燃料經(jīng)濟(jì)性最大化?？刂破?26可選擇熱-熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式、熱-電運(yùn)轉(zhuǎn)模式、或其使燃料經(jīng)濟(jì)性最大化的組合。進(jìn)一步地，控制器126可選擇加熱的工作流體114的分配用于加熱各種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器)以使燃料經(jīng)濟(jì)性最大化。
[0042]在冷啟動(dòng)情況期間，發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112可通過升高發(fā)動(dòng)機(jī)18的溫度來減少燃料消耗。在冷啟動(dòng)情況期間，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138可通過升高相關(guān)聯(lián)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140的溫度來減少燃料消耗。例如，升高發(fā)動(dòng)機(jī)18和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140(例如，變速器 16)的溫度可減少動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的摩擦。排氣熱量可幫助將動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件的溫度在短時(shí)間內(nèi)升高至預(yù)定的最小溫度。更快的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)加熱時(shí)間可允許車輛12在啟動(dòng)駕駛循環(huán)之后在減少量的時(shí)間內(nèi)以全HEV模式運(yùn)轉(zhuǎn)并且導(dǎo)致提高的燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0043]熱-電傳輸裝置118可通過減少來源于發(fā)動(dòng)機(jī)18通過電機(jī)14的電能需求來減少燃料消耗。此外，電機(jī)14可以在降低的功率水平下運(yùn)轉(zhuǎn)，其可減少發(fā)動(dòng)機(jī)18上的負(fù)載。額外的電能可導(dǎo)致更少的發(fā)動(dòng)機(jī)18運(yùn)轉(zhuǎn)或在降低的發(fā)動(dòng)機(jī)功率水平下運(yùn)轉(zhuǎn)，其可減少發(fā)動(dòng)機(jī)18的燃料消耗。[〇〇44]熱系統(tǒng)控制器126可配置為在車輛12的運(yùn)轉(zhuǎn)期間控制加熱的工作流體114到各個(gè)熱傳輸裝置112、118、138的分配。排氣熱回收系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)連接至加熱的工作流體114的閥120、122、146、152、154以控制加熱的工作流體114在該系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)。在一些配置中，閥120、122、146、152、154可為開/關(guān)型閥。在一些配置中，閥120、122、146、152、154可為定量型閥，其中通過閥的流體的流量取決于施加給閥的電流或電壓。用于運(yùn)轉(zhuǎn)閥120、 122、146、152、154的控制信號132、134、136、148、150可配置為運(yùn)轉(zhuǎn)繼電器或電磁閥。熱系統(tǒng)控制器126可包括電路以對控制信號132、134、136、148、150提供適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏魉揭赃\(yùn)轉(zhuǎn)閥 120、122、146、152、154?？刂菩盘?132、134、136、148、150 取決于使用的閥 120、122、 146、152、154的類型可為脈寬調(diào)制的或可為模擬電壓和電流信號。[〇〇45]也被稱為熱-電((H2E)分配閥的第一閥122可將加熱的工作流體114的流分配至第一路徑128用于產(chǎn)生電能。熱系統(tǒng)控制器126可輸出第一控制信號134以控制H2E分配閥122。 可通過H2E分配閥122的運(yùn)轉(zhuǎn)控制加熱的工作流體114到第一路徑128的流動(dòng)。[〇〇46]也被稱為熱-動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(H2P)分配閥的第二閥120可將加熱的工作流體114的流分配至第二路徑130用于加熱車輛12的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。熱系統(tǒng)控制器126可輸出第二控制信號132以控制H2P分配閥120。熱系統(tǒng)控制器126可通過H2E分配閥122和H2P分配閥120的運(yùn)轉(zhuǎn)來控制分配至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和熱_電發(fā)電機(jī)的加熱的工作流體114的量。[〇〇47]也被稱為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器(PHE)分配閥的第三閥146可將加熱的工作流體 114的流分配至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138用于加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。熱系統(tǒng)控制器 126可輸出第三控制信號136以控制PHE分配閥146。也被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器(EHE)分配閥的第四閥152可將加熱的工作流體114的流分配至發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18。 熱系統(tǒng)控制器126可輸出第四控制信號148以控制EHE分配閥152。其它配置可包括不同的閥配置以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)內(nèi)加熱的工作流體114的類似分配。
[0048]可使用動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)旁通閥154以將加熱的工作流體114的流分配回排氣熱交換器100。熱系統(tǒng)控制器126可輸出旁通閥控制信號150以控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)旁通閥154。在加熱工作流體104的時(shí)間段期間可驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)旁通閥154。在升溫階段期間，熱系統(tǒng)控制器126可分配加熱的工作流體114通過第二閥120并且通過動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)旁通閥154。在升溫階段期間，加熱的工作流體114的溫度可小于預(yù)定溫度。在升溫階段期間，加熱的工作流體114的溫度可升高。當(dāng)加熱的工作流體114的溫度小于預(yù)定溫度時(shí)，在被分配至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138或發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112時(shí)實(shí)際上可減少加熱的工作流體114。在一些配置中，預(yù)定溫度可為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑106或動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144的溫度。[〇〇49]在一些配置中，H2P分配閥120可控制加熱的工作流體114到發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138的流動(dòng)，并且H2E分配閥122可控制加熱的工作流體114到熱-電轉(zhuǎn)化裝置118的流動(dòng)。熱系統(tǒng)控制器126可選擇性地控制H2E分配閥122和H2P分配閥120以將加熱的工作流體114分配通過相關(guān)聯(lián)的路徑。該系統(tǒng)可配置為通過相關(guān)聯(lián)的閥120、122的運(yùn)轉(zhuǎn)將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱的流體114選擇性地分配通過第一路徑128用于產(chǎn)生電能和通過第二路徑130用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。
[0050]在一些配置中，可將熱-電轉(zhuǎn)化裝置118的工作流體輸出導(dǎo)引通過發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器 112或動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138。在該配置中，可將加熱的工作流體114中剩下的剩余熱量傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112或動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138。熱系統(tǒng)控制器126還可通過激活動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)旁通閥154而抑制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的加熱。[〇〇51 ]熱系統(tǒng)控制器126可運(yùn)轉(zhuǎn)閥120、122、146、152、154以將加熱的工作流體114導(dǎo)引至相關(guān)聯(lián)的熱傳輸裝置。例如，在冷啟動(dòng)情況期間，可驅(qū)動(dòng)H2P分配閥120和EHE分配閥152以允許加熱的工作流體114通過第二路徑130流動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112?？赏Ｓ肏2E分配閥122， 使得沒有加熱的工作流體114流動(dòng)至熱-電裝置118。該模式下，加熱的工作流體114可用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路116中的冷卻劑106。以這種方式，可在短時(shí)間內(nèi)使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高至期望的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。
[0052]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度已達(dá)到預(yù)定溫度或如從與熱系統(tǒng)控制器126關(guān)聯(lián)的其它信號124推斷出的，可停用H2P分配閥120和EHE分配閥152以防止加熱的工作流體114流動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112?？杉せ頗2E分配閥122以允許加熱的工作流體114流動(dòng)至熱-電傳輸裝置118。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，可將加熱的工作流體114的熱量轉(zhuǎn)為電能。[〇〇53] 在一些配置中，可驅(qū)動(dòng)H2P分配閥120和PHE分配閥146以允許加熱的工作流體114 通過第二路徑130流動(dòng)至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138?？赏Ｓ肏2E分配閥122,使得沒有加熱的工作流體114流動(dòng)至熱-電裝置118。該模式下，加熱的工作流體114可用于加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑回路142中的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144。以這種方式，可在短時(shí)間內(nèi)將動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件溫度升高至期望的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。[〇〇54]通過選擇閥組合可形成多種運(yùn)轉(zhuǎn)模式。熱系統(tǒng)控制器126可確定期望的閥組合以實(shí)現(xiàn)最大的燃料經(jīng)濟(jì)性。通過激活H2E分配閥122和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)旁通閥154可形成H2E發(fā)電模式。在H2E發(fā)電模式下，可產(chǎn)生電能并且不加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。[〇〇55] 通過激活H2E分配閥122以及PHE分配閥146與EHE分配閥152的任何組合可形成組合電能產(chǎn)生和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)加熱模式。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，可產(chǎn)生電能并且可加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18 和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140中的一個(gè)或更多個(gè)。在一些配置中，可驅(qū)動(dòng)H2P分配閥120以增加用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)加熱的、加熱的工作流體114的分配。[〇〇56]通過激活H2P分配閥120和EHE分配閥152可形成發(fā)動(dòng)機(jī)加熱模式。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑106。[〇〇57]通過激活H2P分配閥120和PHE分配閥146可形成動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件加熱模式。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144。[〇〇58] 通過激活H2P分配閥120、PHE分配閥146和EHE分配閥152可形成動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)加熱模式。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，可加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140(例如，變速器)。在一些配置中，可改變被引導(dǎo)通過PHE分配閥146和EHE分配閥152的流體的比例，使得以不同速率加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑106和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑144。熱系統(tǒng)控制器126可基于最小燃料消耗來分配加熱的工作流體114。熱系統(tǒng)控制器126可確定導(dǎo)致最低燃料消耗的、用于加熱的工作流體114的路徑。[〇〇59]通過激活H2P分配閥120和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)旁通閥154可形成升溫模式。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，使工作流體104流通通過排氣熱交換器100以加熱工作流體104。該模式下，沒有產(chǎn)生電能并且沒有加熱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件。還可以在存在不能將加熱的工作流體114分配至其它路徑的情況下使用該模式。該情況可包括可請求抑制加熱的工作流體114流動(dòng)通過該路徑的診斷特征。
[0060]熱系統(tǒng)控制器126可包括邏輯以確定使發(fā)動(dòng)機(jī)18的燃料消耗最小化的分配。熱系統(tǒng)控制器126可如所描述地選擇使燃料消耗最小化的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。[〇〇61]熱系統(tǒng)控制器126可包括與燃料經(jīng)濟(jì)性增益(或燃料消耗減少)有關(guān)的存儲的信息，該燃料經(jīng)濟(jì)性增益由在各種工況下至發(fā)動(dòng)機(jī)18、變速器16和其它動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件的給定量的額外熱量產(chǎn)生。此外，熱系統(tǒng)控制器126可包括與額外熱量產(chǎn)生的電能的量和該電能對燃料經(jīng)濟(jì)性的作用有關(guān)的、存儲的信息。熱系統(tǒng)控制器126可處理各種運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124以確定哪種運(yùn)轉(zhuǎn)模式導(dǎo)致了燃料經(jīng)濟(jì)性的最大增益。對于給定組的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124,熱系統(tǒng)控制器126可計(jì)算與至發(fā)動(dòng)機(jī)18的額外量的熱量、至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140的額外量的熱量相關(guān)聯(lián)的燃料消耗的變化，并且可計(jì)算產(chǎn)生的額外量的電能。
[0062]圖3示出了燃料消耗作為工況或運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的函數(shù)的示例性曲線圖。顯示的曲線僅僅為可能的一組曲線。特定曲線可取決于選擇的工況和特定車輛的燃料消耗的特點(diǎn)。熱-電曲線200示出了隨著工況的改變與分配加熱的工作流體114至熱-電發(fā)電機(jī)118相關(guān)聯(lián)的燃料消耗的響應(yīng)。熱-熱曲線202示出了與分配加熱的流體114至熱-熱傳輸裝置112、138相關(guān)聯(lián)的燃料消耗的響應(yīng)。工況可表示運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。在一些配置中，可使用一系列類似的曲線圖或表格。在點(diǎn)A 204處，兩個(gè)曲線相交。當(dāng)工況小于點(diǎn)A 204處的值時(shí)，熱-電曲線200產(chǎn)生較低的燃料消耗。為了提高的燃料經(jīng)濟(jì)性，可通過第一路徑128將加熱的流體114 分配至熱-電發(fā)電機(jī)118。在點(diǎn)A 204與點(diǎn)B 206之間，熱-熱曲線202的燃料經(jīng)濟(jì)性小于熱-電曲線200的燃料經(jīng)濟(jì)性。對于在點(diǎn)A 204與點(diǎn)B 206之間的工況，可通過第二路徑130將加熱的工作流體114分配至熱-熱傳輸裝置112、138中的一個(gè)或多個(gè)以得到最佳燃料經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)工況大于點(diǎn)B 206處的值時(shí)，熱-電曲線200產(chǎn)生較低的燃料消耗。對大于點(diǎn)B 206處的值的工況，可將加熱的工作流體114分配至熱-電發(fā)電機(jī)118。
[0063]當(dāng)選擇加熱的工作流體114的分配時(shí)可考慮的參數(shù)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、環(huán)境溫度、 取決于溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失、輔助電負(fù)載、電池荷電狀態(tài)(S0C)、電池容量和速度-負(fù)載曲線。額外的參數(shù)可包括與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140(例如，變速器16)相關(guān)聯(lián)的溫度和摩擦曲線。這些因素可為動(dòng)態(tài)的并且隨著時(shí)間而改變。因此，優(yōu)化的分配可基于這些參數(shù)隨著時(shí)間而改變。
[0064]再次參考圖2,熱系統(tǒng)控制器126在確定工作流體104的分配時(shí)可考慮各種運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124。一些選擇標(biāo)準(zhǔn)可基于多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124中的一個(gè)或多個(gè)?？蓪l(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)18相關(guān)聯(lián)并且可通過對發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器取樣來獲得發(fā)動(dòng)機(jī)溫度值。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于預(yù)定閾值時(shí)，熱系統(tǒng)控制器126可選擇熱-熱傳輸裝置112以升高發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。熱系統(tǒng)控制器126可包括燃料消耗作為發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的函數(shù)的表。
[0065]在一些配置中，可利用環(huán)境溫度。車輛可包括環(huán)境溫度傳感器，可對環(huán)境溫度傳感器取樣以獲得環(huán)境溫度值。例如，如果環(huán)境溫度在指示熱氣候的預(yù)定范圍內(nèi)，熱系統(tǒng)控制器 126可使電能產(chǎn)生優(yōu)先于發(fā)動(dòng)機(jī)加熱。其特別適用于具有延長的電里程的PHEV。在熱氣候條件下，不需要車廂加熱。僅靠電能可完成駕駛循環(huán)是可能的。
[0066]—些配置可考慮車廂加熱或需要發(fā)動(dòng)機(jī)18運(yùn)行一段時(shí)間的其它活動(dòng)的需求。車廂加熱的需求可改變模式選擇策略。可基于車廂加熱控制選擇和環(huán)境溫度來確定車廂加熱的需求。在存在車廂加熱的需求的情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，熱系統(tǒng)控制器126 可選擇熱-熱傳輸路徑130。進(jìn)一步地，熱系統(tǒng)控制器126可請求發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。例如， 熱系統(tǒng)控制器126可配置為將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)請求通信至發(fā)動(dòng)機(jī)控制器以將發(fā)動(dòng)機(jī)置于運(yùn)行狀〇
[0067]其它運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)可與車輛12的電需求有關(guān)。例如，可監(jiān)控輔助電負(fù)載46使用的電力的量。在一些條件下，熱系統(tǒng)控制器126可使電能產(chǎn)生優(yōu)先于發(fā)動(dòng)機(jī)加熱。例如，當(dāng)來自輔助電負(fù)載46的電需求高時(shí)，控制器可選擇電能產(chǎn)生路徑128。
[0068]加熱的流體114的分配還可基于車輛加速請求。例如，在快速車輛加速的請求期間，可能需要將最大發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳輸給驅(qū)動(dòng)車輪。使用連接至發(fā)動(dòng)機(jī)18的電機(jī)14產(chǎn)生電能可減少傳輸至驅(qū)動(dòng)車輪的扭矩的量。在這些條件下，熱系統(tǒng)控制器126可選擇熱-電路徑128以產(chǎn)生電能，使得可減少發(fā)動(dòng)機(jī)18上的負(fù)載。[〇〇69]在分配過程中可考慮電池S0C。例如，當(dāng)電池S0C高于預(yù)定閾值時(shí)，熱系統(tǒng)控制器 126可選擇熱-熱傳輸路徑130。在一些配置中，可能不需要使電池24在高S0C水平下運(yùn)轉(zhuǎn)。熱系統(tǒng)控制器126可試圖防止將電池S0C升高至這么高的水平。
[0070]運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(比如發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失和速度-負(fù)載曲線)可與燃料消耗有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失可取決于溫度并且熱系統(tǒng)控制器126可分配加熱的工作流體114以使發(fā)動(dòng)機(jī)18保持在使發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失最小化的溫度。熱系統(tǒng)控制器126可選擇分配模式以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)18上的負(fù)載以優(yōu)化燃料消耗。由于電機(jī)14當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)時(shí)消耗來自發(fā)動(dòng)機(jī)18的動(dòng)力，熱系統(tǒng)控制器126可選擇熱-電路徑128以減少發(fā)動(dòng)機(jī)18上的動(dòng)力需求。
[0071]可存在向熱系統(tǒng)控制器126輸出指示工作流體溫度的信號的工作流體溫度傳感器?？墒褂霉ぷ髁黧w溫度來控制加熱的工作流體114的分配?？砂ㄏ驘嵯到y(tǒng)控制器126輸出信號的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻劑溫度傳感器。[〇〇72]動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140可包括配置為提供指示動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件溫度的信號的溫度傳感器?？蓪⒛Σ翐p失表存儲為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件溫度的函數(shù)。還可將總動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件效率存儲在熱系統(tǒng)控制器126的存儲器中。[〇〇73]在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，熱系統(tǒng)控制器126可監(jiān)控和估算運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124以確定最具燃料經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)轉(zhuǎn)模式?？蓡为?dú)處理運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124并且對運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124劃分優(yōu)先級。可將與運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124 或參數(shù)124的組合相關(guān)聯(lián)的燃料消耗存儲在一個(gè)或多個(gè)查找表中。運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124可用于編入查找表的索引用于選擇具有最小燃料消耗的分配模式。可離線生成查找表并且將查找表存儲在控制器存儲器中用于在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)期間使用。熱系統(tǒng)控制器126可根據(jù)選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)模式來運(yùn)轉(zhuǎn)閥。[〇〇74]熱系統(tǒng)控制器126可執(zhí)行指示以接收、測量和計(jì)算多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)?？刂破?26可使用運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)以確定與最小燃料消耗相關(guān)聯(lián)的、加熱的工作流體114的分配。熱系統(tǒng)控制器 126可配置用于根據(jù)選擇的分配來運(yùn)轉(zhuǎn)閥以將加熱的工作流體114分配至熱-熱傳輸裝置 112、138和熱-電裝置118。在一些配置中，熱系統(tǒng)控制器126可從多個(gè)分配組合中選擇。 [〇〇75]熱系統(tǒng)控制器126可基于最小燃料消耗選擇將加熱的工作流體114分配至第一路徑128用于產(chǎn)生電能和至第二路徑130用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124指示比與第一路徑128相比分配加熱的工作流體114通過第二路徑130相關(guān)聯(lián)的燃料消耗更大時(shí)，可將加熱的工作流體114分配至第一路徑128。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)124指示比第二路徑130相比分配流體通過第一路徑128相關(guān)聯(lián)的燃料消耗更大，可將加熱的工作流體114分配至第二路徑130。分配至第一路徑128和第二路徑130的加熱的工作流體114的比例可基于最小燃料消耗。可識別出將占第一比例的加熱的工作流體114分配用于產(chǎn)生電能并且將占第二比例的加熱的工作流體114分配用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)18和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件140的分配組合?？筛鶕?jù)具有最小燃料消耗的分配組合來分配加熱的工作流體114?？苫谧钚∪剂舷脑趧?dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)熱交換器138與發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器112之間進(jìn)一步分配通過第二路徑130的加熱的工作流體114。[〇〇76]本說明書中公開的過程、方法或算法可傳輸?shù)教幚硌b置、控制器或計(jì)算機(jī)/由處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)存的可編程電子控制單元或?qū)Ｓ秒娮涌刂茊卧ｎ愃频?，所述過程、方法或算法可被存儲為可能以多種形式由控制器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，這些數(shù)據(jù)或指令包括但是不限于永久地存儲在不可寫入存儲介質(zhì)(比如ROM裝置)上的信息和可變地存儲在可寫入存儲介質(zhì)(比如軟盤、磁帶、CD、 RAM裝置、和其它磁性介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì))上的信息。所述過程、方法或算法還可在軟件可執(zhí)行對象中實(shí)現(xiàn)?？商娲兀鲞^程、方法或算法可利用合適的硬件組件(比如特定用途集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、狀態(tài)機(jī)、控制器或其它硬件組件或裝置)或者硬件、 軟件和固件組件的組合而整體或部分地實(shí)現(xiàn)。
[0077]雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但是并不意味著這些實(shí)施例描述了權(quán)利要求包含的所有可能的形式。說明書中使用的詞語為描述性而非限定的詞語，并且應(yīng)理解，在不脫離本申請的精神和范圍的情況下可作出各種改變。如之前描述的，可組合多個(gè)實(shí)施例的特征以形成可能沒有明確描述或說明的本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。雖然關(guān)于一個(gè)或多個(gè)期望特性，多個(gè)實(shí)施例可被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識到，可以折中一個(gè)或多個(gè)特征或特性以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性，其取決于具體應(yīng)用和實(shí)施方式。這些屬性可包括但不限于:成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、市場性、外觀、包裝、尺寸、可維修性、重量、可制造性、裝配的便利性等等。這樣，關(guān)于一個(gè)或多個(gè)特性被描述為比其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式更不令人期望的實(shí)施例并不在本申請的范圍之外并并且可能期望用于特定應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車輛，包括:排氣熱回收系統(tǒng)，所述排氣熱回收系統(tǒng)配置為將由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱的流體選擇性地分 配通過第一路徑用于產(chǎn)生電能和第二路徑用于加熱一個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件;和控制器，所述控制器配置用于:響應(yīng)于指示與所述第二路徑相比將所述流體分配至所 述第一路徑相關(guān)聯(lián)的燃料消耗更少的參數(shù)，將所述流體分配至所述第一路徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件包括發(fā)動(dòng)機(jī) 和變速器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于指示與所述 第二路徑相比將所述流體分配至所述第一路徑相關(guān)聯(lián)的燃料消耗更多的參數(shù)，將所述流體 分配至所述第二路徑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛，其中，所述排氣熱回收系統(tǒng)進(jìn)一步配置用于:將流動(dòng)通 過所述第二路徑的所述流體選擇性地分配至第一熱交換器用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)和第二熱交換 器用于加熱變速器，并且所述控制器進(jìn)一步配置用于:根據(jù)導(dǎo)致最小燃料消耗的所述第一 熱交換器與所述第二熱交換器之間的分配，分配流動(dòng)通過所述第二路徑的所述流體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，進(jìn)一步包括電池，并且其中所述參數(shù)包括所述電池的荷 電狀態(tài)和所述電池的容量中的一個(gè)或更多個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，進(jìn)一步包括至少一個(gè)電負(fù)載，并且其中所述參數(shù)包括所 述至少一個(gè)電負(fù)載的電力需求。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述參數(shù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)的速度-負(fù)載曲線、環(huán)境溫度 和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度中的一個(gè)或更多個(gè)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于指示與所述 第二路徑和所述第一路徑之間的所述流體的分配相關(guān)聯(lián)的最小燃料消耗的參數(shù)，根據(jù)所述 分配在所述第二路徑與所述第一路徑之間分配所述流體。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器進(jìn)一步配置用于:響應(yīng)于在存在車廂 加熱的需求的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度小于預(yù)定溫度，將所述流體分配至所述第二路徑并且請 求所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。
【文檔編號】F02G5/02GK105986927SQ201610157957
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】夸梓·侯賽因, 威廉·塞繆爾·施瓦茨, 查德·艾倫·貝克爾, 大衛(wèi)·瑞奇斯·伯瑞翰, 馬克·約翰·詹寧斯
【申請人】福特全球技術(shù)公司