CN108953029B - 用于混合动力车辆的温度管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力车辆的温度管理方法，该混合动力车辆包括：控制冷却剂流向发动机、加热器、热交换器和散热器的流量控制阀；以及经由加热器连接到流量控制阀的废热回收装置，废热回收装置在从加热器接收的冷却剂和从发动机接收的排气之间进行热交换，并将热交换的冷却剂供应到发动机，该方法包括：鉴别加热器是打开还是关闭；以及鉴别外部空气温度、冷却剂温度或油温中的至少一个，并以流动停止模式操作流量控制阀以防止发动机的冷却剂排出。

Description

用于混合动力车辆的温度管理方法
技术领域
本公开总体涉及用于混合动力车辆的温度管理方法。更具体地，本公开涉及如下的用于混合动力车辆的温度管理方法，该方法能够通过适当地控制流量控制阀和废热回收装置使发动机快速升温。
背景技术
由于全球二氧化碳限制和燃料效率法规，燃料效率的提高和环保型车辆的开发已成为汽车行业的关键项目。因此，领先的车辆制造商已经投入巨资开发技术来实现这些目标。
在寒冷条件下，在开始起动车辆时，发动机与充分升温的发动机相比燃料效率低。在寒冷条件下，由于油温低，油的粘度变高，并且由于油的粘度高，发动机的摩擦大。由于气缸壁温度低，通过气缸壁的热量损失巨大，并且燃烧稳定性不足，因此燃料效率降低。
因此，在开始起动车辆发动机时需要将发动机的温度迅速升高到正常温度，以便提高燃料效率和发动机的耐久性。
另外，近来混合动力车辆具有发动机关闭的EV模式，这种模式需要当在EV模式下行驶混合动力车辆时在起动发动机的情况下快速使发动机升温的技术。
因此，近来已经提出了通过利用排气温度来加热发动机的冷却剂的技术。
前述内容仅意在帮助理解本公开的背景，而不意味着本公开内容落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。
发明内容
考虑到现有技术中出现的上述问题而作出本发明，本公开旨在提出一种混合动力车辆的温度管理方法，其能够在发动机处于寒冷条件时通过适当地控制流量控制阀和废热回收装置来使发动机快速升温。
为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供一种用于混合动力车辆的温度管理方法，该混合动力车辆具有：流量控制阀，其控制冷却剂向发动机、加热器、热交换器和散热器的流动；以及经由加热器连接到流量控制阀的废热回收装置，该废热回收装置在从加热器接收到的冷却剂与从发动机接收的排气之间进行热交换，并且将热交换的冷却剂供应到发动机，该方法包括：在加热器鉴别步骤中由控制器鉴别加热器是打开还是关闭；以及取决于加热器鉴别步骤的结果，由控制器在控制步骤中鉴别外部空气温度、冷却剂温度或油温中的至少一个，并且基于所鉴别的温度的数据，以流动停止模式操作流量控制阀以防止发动机的冷却剂排放，和/或操作废热回收装置。
控制步骤可以包括：当作为鉴别步骤的结果加热器打开时，在第一比较步骤中由控制器将外部空气温度与第一预设值进行比较；以及基于第一比较步骤的结果，由控制器在第一控制步骤中以流动停止模式操作流量控制阀，和/或操作废热回收装置。
当作为第一比较步骤的结果外部空气温度超过第一预设值时，控制器可以在第一控制步骤中以流动停止模式操作流量控制阀，并且当冷却剂温度超过第二预设值时，控制器可以在停止以流动停止模式操作流量控制阀的同时操作废热回收装置。
当作为第一比较步骤的结果外部空气温度等于或小于第一预设值时，控制器可以在第一控制步骤中操作废热回收装置。
控制步骤可以包括：当作为加热器鉴别步骤的结果加热器关闭时，在第二比较步骤中由控制器将冷却剂温度与第三预设值进行比较，并且将油温与第四预设值进行比较；并且基于第二比较步骤的结果，在第二控制步骤中由控制器以流动停止模式操作流量控制阀，和/或操作废热回收装置。
当作为第二比较步骤的结果冷却剂温度小于第三预设值时，控制器可以在第二控制步骤中以流动停止模式操作流量控制阀，并且当冷却剂温度超过第二预设值时，控制器可以在停止以流动停止模式操作流量控制阀的同时操作废热回收装置。
当作为第二比较步骤的结果冷却剂温度等于或大于第三预设值并且油温小于第四预设值时，控制器可以操作废热回收装置。
当作为第二比较步骤的结果冷却剂温度等于或大于第三预设值并且油温等于或大于第四预设值时，控制器停止操作流量控制阀和废热回收装置。
根据具有上述结构的混合动力车辆的温度管理方法，可以使发动机迅速升温，由此可以提高车辆的燃料效率。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1是示出根据本公开的示例性实施方式的混合动力车辆的配置的视图；且
图2是示出根据本公开的示例性实施方式的用于混合动力车辆的温度管理方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的示例性实施方式的混合动力车辆的温度管理方法。
图1是示出根据本公开的示例性实施方式的混合动力车辆的配置的视图。图2是示出根据本公开的示例性实施方式的用于混合动力车辆的温度管理方法的流程图。
参考图1和图2，根据用于混合动力车辆的温度管理方法，混合动力车辆包括：流量控制阀110，其控制冷却剂向发动机100、加热器130、热交换器140和散热器150的流动；和经由加热器130连接到流量控制阀110的废热回收装置120，废热回收装置120对从加热器130接收的冷却剂和从发动机100接收的排气进行热交换，并且将热交换的冷却剂供应到发动机100。混合动力车辆的温度管理方法可以包括：由控制器200在加热器鉴别步骤S10中鉴别加热器130是打开还是关闭；以及在控制步骤S20中由控制器200取决于加热器鉴别步骤S10的结果而鉴别外部空气温度、冷却剂温度或油温中的至少一个，并且基于鉴别的温度的数据，以流动停止模式操作流量控制阀110来防止发动机100的冷却剂排出，和/或者操作废热回收装置120。
在此公开的各种实施方式中，控制器200可以包括集成在其中的废热回收装置120，或者一个控制器200可以执行本文描述的废热回收装置120的功能。
也就是说，流量控制阀110将从发动机100接收到的冷却剂分配给发动机100、加热器130、热交换器140和散热器150。特别地，当以流动停止模式操作流量控制阀110时，在该模式中发动机100的冷却剂分配到加热器130、热交换器140和散热器150的所有路径被阻断，发动机100中剩余的冷却剂的温度升高，由此在寒冷条件中起动发动机时发动机100的升温速率可以提高。
从发动机100排出的排气经过选择性催化还原(SCR)160而通过废热回收装置120。从发动机100排出的冷却剂经由加热器130供应到废热回收装置120。废热回收装置120在排气和冷却剂之间进行热交换以加热冷却剂，并将加热的冷却剂供应到发动机100，由此可以提高发动机100的升温速率。
具体地，本公开的控制器200使用流量控制阀110和废热回收装置120。然而，在起动发动机100时，当在以流动停止模式操作流量控制阀110的同时操作废热回收装置120时，废热回收装置120在没有冷却剂的情况下操作，使得存在很高的损坏概率。
因此，控制器200控制流量控制阀110和废热回收装置120交替操作，由此可以在没有机械损坏的情况下快速升温发动机100。
具体地，取决于加热器130是打开还是关闭，本公开的控制器200可以选择以下之一：以流动停止模式操作流量控制阀110；以及操作废热回收装置120。稍后将公开其具体实例。
虽然没有描述，但是如图1所示，通过散热器150的冷却剂可以被供应到水泵170或废热回收装置120。
根据本发明的混合动力车辆的温度管理方法，控制步骤S20可以包括：当作为加热器鉴别步骤S10的结果加热器130打开时，由控制器200在第一比较步骤S20-1中比较外部空气温度与第一预设值；并且基于第一比较步骤S20-1的结果，在第一控制步骤S20-2中由控制器200以流动停止模式操作流量控制阀110，和/或操作废热回收装置120。
也就是说，当乘客打开加热器130时，控制器200确定来自乘客的执行加热的要求是最高优先级，并且鉴别外部空气温度以确定根据乘客进行加热需求是否是必要的。
期望的是第一预设值被设定为可用于确定外部空气温度是否足以使乘客要求进行加热的温度。第一预设值是可取决于设计者、车辆或地区而不同的值，使得第一预设值不应被限制为特定值。
因此，控制装置200鉴别外部空气温度，以确定基于乘客要求的加热执行是否必要，并且以流动停止模式操作流量控制阀110，或者操作废热回收装置120，由此可以增加发动机的升温速率。
这里，控制器200可以通过使用外部空气温度传感器(未示出)来感测外部空气温度数据。
具体地，当作为第一比较步骤S20-1的结果外部空气温度超过第一预设值时，控制器200可以在第一控制步骤S20-2中以流动停止模式操作流量控制阀110，然后当冷却剂温度超过第二预设值时，控制器200可以在停止以流动停止模式操作流量控制阀110的同时操作废热回收装置120。
也就是说，当外部空气温度超过第一预设值时，控制器200确定执行乘客要求的加热可以仅通过外部空气温度来实现，并因此不操作加热器130。
接下来，流量控制阀110以流动停止模式操作，因此发动机100中的冷却剂温度增高，由此可以在寒冷条件下增加发动机100的升温速率。此处，当冷却剂温度超过第二预设值时，控制器200停止以流动停止模式操作发动机100的流量控制阀110，并操作废热回收装置120，由此可以防止因流动停止引起的对废热回收装置120的损害。接下来，当冷却剂温度超过预定温度时，冷却剂绕过废热回收装置120，因此废热回收装置120不被机械地操作。
当作为第一比较步骤S20-1的结果外部空气温度等于或小于第一预设值时，控制器可以在第一控制步骤S20-2中操作废热回收装置120。
也就是说，当外部空气温度等于或小于第一预设值时，控制器200确定来自乘客的执行加热的要求是最高优先级，并且操作废热回收装置120和加热器130。通过这样，可以由废热回收装置120加热供应到发动机100的冷却剂，由此可以提高发动机100的升温性能。
同时，控制步骤S20可以包括：当作为加热器鉴别步骤S10的结果加热器130关闭时，由控制器200在第二比较步骤S20-3中将冷却剂温度与第三预设值进行比较，并且将油温与第四预设值进行比较；并基于第二比较步骤S20-3的结果，由控制器200在第二控制步骤S20-4中，以流动停止模式操作流量控制阀110，或者操作废热回收装置120。
当加热器130关闭时，可以确定没有乘客对于加热执行的需求。然而，当对发动机100进行升温时，操作废热回收装置120比操作流量控制阀110更有效。因此，控制器200感测应该使用废热回收装置120的情况。
此处，基于发动机100的冷却剂温度和油温，控制器200确定是以流动停止模式操作流量控制阀110还是操作废热回收装置120。此处，控制器200可以通过使用设置在发动机100上的温度传感器来感测冷却剂温度和油温。
具体地，当作为第二比较步骤S20-3的结果冷却剂温度小于第三预设值时，控制器200可以在第二控制步骤S20-4中以流动停止模式操作流量控制阀110，然后，当冷却剂温度超过第二预设值时，控制器200可以在停止以流动停止模式操作流量控制阀110的同时操作废热回收装置120。
也就是说，当发动机100中的冷却剂温度低于第三预设值时，控制装置200首先以流动停止模式操作流量控制阀110，因为不管油温如何都需要增加冷却剂温度。
例如，当冷却剂温度小于第三预设值并且发动机中的油温低时，发动机100被完全浸透，因此流量控制阀110以流动停止模式操作，以便使发动机快速升温。
相反，当冷却剂温度小于第三预设值并且发动机中的发动机油温相对较高时，发动机100已经升温，但是在EV行驶期间发动机100在关闭的状态下被行驶风冷却之后，发动机打开。因此，流量控制阀110以流动停止模式操作，以便增加冷却剂温度。
如上所述，以流动停止模式操作流量控制阀110之后，当冷却剂温度超过第二预设值时，控制器200确定冷却剂温度升高到适当的温度。因此，控制器停止以流动停止模式操作流量控制阀110，并且通过使冷却剂流向加热器130来操作废热回收装置120，由此发动机100继续保持在升温状态。
另外，当作为第二比较步骤S20-3的结果冷却剂温度等于或大于第三预设值并且油温小于第四预设值时，控制器200可以操作废热回收装置120。
也就是说，当冷却剂温度处于等于或大于第三预设值的适当水平并且发动机100中的油温小于第四预设值时，控制器确定发动机100正在升温并且发动机内的油温尚未升温。因此，控制器操作废热回收装置120以迅速增加发动机中的油温。
另外，当作为第二比较步骤S20-3的结果冷却剂温度等于或大于第三预设值并且油温等于或大于第四预设值时，控制器200可以不操作流量控制阀110和废热回收装置120。
也就是说，当冷却剂温度和油温分别等于或大于第三预设值和第四预设值时，控制器确定冷却剂温度和油温二者都处于适当的水平。因此，控制器200不操作废热回收装置120，并且不以流动停止模式操作流量控制阀110。
在本公开中，控制器200可以包括电子控制单元(ECU)；但是并不限于此。
根据具有上述结构的混合动力车辆的温度管理方法，可以使发动机迅速升温，由此可以提高车辆的燃料效率。
尽管为了说明的目的已经描述了本公开的示例性实施方式，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (7)

1.一种用于混合动力车辆的温度管理方法，其中所述车辆包括：
流量控制阀，其控制冷却剂流向发动机、加热器、热交换器和散热器；以及
废热回收装置，其经由所述加热器连接到所述流量控制阀，所述废热回收装置在从所述加热器接收到的冷却剂与从所述发动机接收的排气之间进行热交换，并将经过热交换的冷却剂供应到所述发动机；
所述方法包括：
由控制器在加热器鉴别步骤中鉴别所述加热器是打开还是关闭；以及
由所述控制器在控制步骤中取决于所述加热器鉴别步骤的结果，鉴别外部空气温度、冷却剂温度或油温中的至少一个，并以流动停止模式操作所述流量控制阀以防止所述发动机的冷却剂排出，和/或操作所述废热回收装置，
其中所述控制步骤包括：
当所述加热器鉴别步骤的结果是所述加热器打开时，由所述控制器在第一比较步骤中将所述外部空气温度与第一预设值进行比较；以及
基于所述第一比较步骤的结果，由所述控制器在第一控制步骤中以流动停止模式操作所述流量控制阀，和/或操作所述废热回收装置，
其中当所述第一比较步骤的结果是所述外部空气温度超过所述第一预设值时，所述控制器在所述第一控制步骤中以流动停止模式操作所述流量控制阀，并且
当所述冷却剂温度超过第二预设值时，所述控制器在停止以流动停止模式操作所述流量控制阀的同时操作所述废热回收装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当第一比较步骤的结果是所述外部空气温度等于或小于所述第一预设值时，所述控制器在所述第一控制步骤中操作所述废热回收装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制步骤包括：
当所述加热器鉴别步骤的结果是所述加热器关闭时，由所述控制器在第二比较步骤中将所述冷却剂温度与第三预设值进行比较，并且将所述油温与第四预设值进行比较；以及
基于所述第二比较步骤的结果，由所述控制器在第二控制步骤中以流动停止模式操作所述流量控制阀，和/或操作所述废热回收装置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述第二比较步骤的结果是所述冷却剂温度小于所述第三预设值时，所述控制器在所述第二控制步骤中以流动停止模式操作所述流量控制阀，并且
当所述冷却剂温度超过第二预设值时，所述控制器在停止以流动停止模式操作所述流量控制阀的同时操作所述废热回收装置。
5.根据权利要求3所述的方法，其中当所述第二比较步骤的结果是所述冷却剂温度等于或大于所述第三预设值并且所述油温小于所述第四预设值时，所述控制器操作所述废热回收装置。
6.根据权利要求3所述的方法，其中当所述第二比较步骤的结果是所述冷却剂温度等于或大于所述第三预设值并且所述油温等于或大于所述第四预设值时，所述控制器停止操作所述流量控制阀和所述废热回收装置。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述控制步骤中，所述控制器基于鉴别的温度的数据来操作所述废热回收装置。
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