专利名称：用于控制车辆中的废气热量回收系统的方法
用于控制车辆中的废气热量回收系统的方法技术领域
本公开涉及控制车辆的废气热量收回、回收或再循环系统。
技术背景
内燃机通过燃料与(通常)空气在燃烧室内的燃烧产生能量。在内燃机中的燃烧过程产生动力来移动车辆，通常燃烧室中的线性运动被转化为旋转，但是还产生热量。
燃烧产物-未燃烧的燃料、未使用的氧气和副产品(往往为热的废气的形式)被通过排气系统排出，使得燃烧产物离开发动机。废气热回收被设计以从发动机的废气移除热量并将其在别处传递到水回路。车辆的内部可以使用废气来加热，或热电设备可以从废气产生电力。发明内容
提供了一种用于操作车辆中的废气热量回收(EGHR)系统的方法，该车辆包括发动机、变速器和EGHR热交换器。该方法包括监控发动机水温度，且包括监控变速器油温度和环境空气温度。方法包括将监控的发动机水温度与一个或多个校正发动机温度进行比较。基于监控温度和与校正温度的比较，该方法控制双通阀。
双通阀被配置为设定到发动机位置和变速器位置中的一个。发动机位置允许在 EGHR热交换器和发动机之间的热交换连通，变速器位置允许EGHR热交换器、变速器和发动机之间的热交换连通
该方法可包括将监控的发动机水温度与校正第一发动机温度进行比较，且如果监控的发动机水温度低于校正第一发动机温度，设定双通阀到发动机位置。该方法还可包括将监控的变速器油温度与校正第一变速器温度进行比较，且如果监控的变速器油温度低于校正第一变速器温度且监控的发动机水温度低于校正第一发动机温度，设定双通阀到变速器位置。
当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。
图1是示例性混合动力车辆传动系的示意图，该传动系具有与发动机和变速器联通的废气热回收(EGHR)系统；
图2是控制如图1所示的EGHR系统的算法和方法的示意性流程图3是图2所示的方法的子程序的示意性流程图，示出了用于温和(mild)的环境温度的部分；
图4是图2所示的方法的另一子程序的示意性流程图，示出了用于较冷的环境温度的部分；以及
图5是图2所示的方法的另一子程序的示意性流程图，示出了用于极端或较热的环境温度的部分。
具体实施方式
参考附图，其中在各图中任何可能情况下，相似的参考标号对应于相同或相似的部件，图1中示出了废气热回收(EGHR)系统的示意图，大体涉及EGHR系统10。EGHR系统 10与车辆(未示出)的内燃机12和变速器14选择性地流体流动地和热交换地联通。
发动机12驱动地连接到变速器14，其可以是具有一个或多个电机(未示出)的混合变速器。替代地，车辆可以包括一个或多个电机，其直接作用在发动机输出或变速器输出上。发动机12通过排气管道或排气系统16释放废气，该排气管道或排气系统16包括EGHR 热交换器18，如本文中所述。
尽管本发明针对机动车应用进行详细描述，本领域技术人员将理解本发明的更广泛的应用性。本领域技术人员将会理解诸如“上方”、“下方”、“上”、“下”等术语被用于描述附图，且并不对本发明范围有任何限制，本发明的范围由所附权利要求限定。
图1示出了用于EGHR系统10的高度示意性控制结构或控制系统20。控制系统 20可以包括一个或多个具有存储介质和适当量的可编程存储器的部件(未独立地示出)， 其可以存储和执行一个或多个算法或方法来执行EGHR系统10的控制。控制系统20的每一个部件可以包括分布式控制结构，譬如基于微处理器的电子控制单元(ECU)。附加模块或处理器可以存在于控制系统20中。
发动机水回路22使冷却剂或水从发动机12移动最终通过EGHR热交换器18。发动机水回路22通过与发动机12结合的主泵(未独立地示出)供应有加压冷却剂。主泵可以是机械泵，由发动机12的旋转驱动。取决于EGHR系统10的操作条件，发动机水回路22 中的冷却剂可以被来自发动机12的废气加热。变速器水回路M选择性地通过双通阀26 连接到发动机水回路22，其允许在变速器水回路M和发动机水回路22之间的热流动或热交换联通。
双通阀沈被配置为选择性地控制或设定到发动机位置和变速器位置中的一个。 双通阀沈的发动机位置允许在EGHR热交换器18和发动机12之间的热交换联通。变速器位置允许在EGHR热交换器18和变速器14和发动机12两者之间的热交换联通。当双通阀 26处于变速器位置时，变速器水回路M通过主泵被供应有来自发动机水回路22的冷却剂或水，如果主泵在工作的话。变速器油回路观循环来自变速器14的润滑和冷却油。双通阀26可被电操作，流体操作(譬如通过引导阀)或以任意适当的方式操作以在发动机为止和变速器位置之间移动。
发动机水回路22和变速器水回路M的实际边界和路径可以非常微小。发动机水回路22提供发动机12和EGHR热交换器18之间的联通。变速器水回路M提供发动机水回路22和变速器油回路观之间的联通。双通阀沈具有三个端口 从加热器芯部30或直接从发动机12的冷却剂出口将水或冷却剂引入的第一端口或入口端口 ；将入口流体连接到发动机水回路22的第二端口，从而只有发动机水回路22具有流动；以及第三端口，其将入口流动连接到变速器水回路24。
除了 EGHR热交换器18，EGHR系统10包括其它热交换器或散热器。加热器芯部30 允许热量从离开发动机12的冷却剂或水传递到车辆的客舱(乘员舱)。发动机散热器32是水-空气热交换器，其被配置为选择性地将来自发动机12的热量消散到穿过发动机散热器32流动的环境空气。温控器(未示出)可以被用于控制冷却剂从发动机12通过发动机散热器32的流动。变速器散热器34是油-空气热交换器，其被配置为选择性地将来自变速器14的变速器油回路观的热量消散到穿过变速器散热器34流动的环境空气。
尽管发动机散热器32和变速器散热器34被示意性地示出为并排，在很多EGHR系统10的应用中，发动机散热器32和变速器散热器34可以在进入车辆下方区域的高速空气流区域处前后布置。然而，发动机散热器32和变速器散热器34可以以定位在车辆中其他位置处。如本文中所使用的，热交换器可以指很多不同的用于在两种介质或两个系统之间交换热能的设备。
在热交换器的任意侧之间的热能流动的实际方向受到跨特定热交换器的温度差异而被控制。例如，如果发动机12非常冷，且在非常热的天气，温控器允许通过发动机散热器32循环，发动机散热器32将会加温冷却剂直到它达到(大致)环境温度且然后将在冷却剂温度超过环境温度时冷却发动机冷却剂。
中央热交换器36是油-水热交换器，其允许在变速器14的变速器油回路观和变速器水回路14之间的热交换联通。中央热交换器36允许热量从变速器水回路M传递到变速器油回路观以便于加温变速器14并降低打滑损失。此外，如本文所述，中央热交换器 36还允许变速器14和变速器散热器34在热或极端条件下从发动机12消散多余的热量。
辅助泵38被布置在发动机水回路22中。辅助泵38可以被用于增加穿过发动机水回路22的压力和流动，且选择性地在需要时增加穿过变速器水回路M的压力和流动。此外，当通过混合动力车辆控制(未独立地示出)而使得发动机12被关闭或未提供燃料时， 辅助泵38可以被用作主压力源用于发动机水回路22和变速器水回路24。由此，辅助泵38 可以被用于补充结合到发动机12中的主泵，可以在发动机12和主泵未工作时被用作用于发动机水回路22和变速器水回路M的仅有的泵，或可以用作用于发动机水回路22和变速器水回路对的唯一泵。
EGHR旁通阀42控制废气流动通过EGHR热交换器18。EGHR旁通阀42示出处于其非旁通位置，其允许废气流动通过EGHR热交换器18并允许在废气和发动机水回路22之间的热交换联通。当EGHR旁通阀42被切换、翻转或其他方式促动到旁通位置时-如图1虚线所示且标出为元件43-离开发动机12的废气被不允许通过EGHR热交换器18。
EGHR旁通阀42可以由螺线管、机械温控器、蜡马达、真空促动器或其它适合的控制装置来控制，并可以在不同温度和条件下在非旁通位置和旁通位置之间切换。EGHR旁通阀42可以基于监控的发动机温度或基于穿过EGHR热交换器18流动的冷却剂的温度来控制。例如，非限制性地，EGHR旁通阀42可以是由72摄氏度或更高的发动机水回路22中的冷却剂温度驱动的蜡马达。EGHR旁通阀42的设定点温度和EGHR系统10的其它设置仅仅是示例性的。用于设定点的特定值将基于EGHR系统10的具体结构和其所要并入的车辆来确定。
变速器温控器44控制在变速器油回路观和变速器散热器34之间的流动。变速器温控器44示出为处于其直接返回位置，其引导废气流从中央热交换器36返回到变速器 14而不经过变速器散热器34。当变速器温控器44被切换、翻转或其他方式促动到散热位置时-如图1虚线所示且标出为元件45-从中央热交换器36返回的油在返回变速器14前被引导通过变速器散热器34。
当变速器温控器44处于散热位置时(如图1中的45所示)，热量可以从变速器 14或中央热交换器36经由变速器散热器34传递或流通到环境空气。例如，且非限制性地， 变速器温控器44可以是机械或机电温控器，其由变速器油回路观中大于82°C的油温或大于92°C的油温打开，这取决于变速器散热器34的尺寸。
流动箭头在图1中示出以便于示出在特定操作模式中在EGHR系统10的一些区域和部件中穿过的流动方向和路径。EGHR旁通阀42示出为处于非旁通模式中，从而废气流动通过EGHR热交换器18。变速器温控器44示出为处于直接返回位置，从而油不通过变速器散热器34。双通阀沈示出为处于变速器位置，从而变速器水回路M与发动机水回路22 流体连通。当双通阀沈处于变速器位置时，中央热交换器36允许在发动机水回路22 (经由变速器水回路24)和变速器油回路观之间的热交换联通。
环境空气传感器46监控车辆周围(且穿过车辆流动)的环境空气的温度，且与控制系统20连通。控制系统20或环境温度传感器46将监控的环境空气温度和校准的冷环境温度、校准的温和环境温度和校准的热环境温度中的一个进行比较。在本文中提及的每一个校准温度可以通过EGHR系统10和车辆的测试和建模来确定。此外，校准温度可以在车辆寿命期间基于车辆或其部件的生命周期或基于已知的具有EGHR系统10的车辆的工作特性来改变。给出用于校准温度的值仅是示例性的，且这些值并不意欲限定本发明的范围， 除非它们包括在限定本发明的权利要求中。
现在参考图2-5，且继续参考图1，其中示出了用于控制诸如图1中所示的EGHR系统10的废气回收的算法或方法200的示意性流程图。算法或方法200在图2-5中示出的实际步骤顺序并不是必须的。步骤可以重新排序，步骤可以被省略，且可以包括附加步骤。 此外，方法200可以是其它算法或方法的一部分或子程序。
基于示例的目的，方法200可以参考关于图1描述和示出的元件和部件来描述，且可以由控制系统20来执行。然而，其它部件可以被用于实施方法200，且本发明由所附权利要求限定。任意步骤可以通过在控制系统20中的多个部件来执行。
图2示出了方法200的高水平图。图3示出了方法200的在温和环境温度期间发生的温和子程序300 ；图4示出了方法200的在冷环境温度期间发生的冷子程序400 ；以及图5示出了方法200的在热环境温度期间发生的热子程序500。
步骤210:开始
该方法200可以在开始或初始步骤处开始，在该时段方法200监控EGHR系统10 和车辆的运行状况。初始化可以响应车辆操作者插入点火钥匙或响应特定条件被吻合(譬如响应来自驾驶员或与预定或指令降档结合的巡航控制模块的负扭矩请求(制动或减速请求))而发生。替代地，方法200可以在车辆使用时恒定地运行或恒定地循环。
步骤212 确定环境、变速器和发动机温度
方法200包括监控或确定不同部件或状况的温度。环境空气温度被监控，譬如利用环境空气传感器46。发动机水温度也被监控。发动机水温度可以在发动机12内部确定、 或在到发动机水回路22的入口处或在发动机水回路22的其他位置处确定。变速器油温度也被监控。变速器油温度可以在变速器14内部确定、或在到变速器油回路观的入口处或在其他位置处确定。
步骤214 将环境空气与校正温度比较
方法200包括将监控的环境空气温度与校正冷环境温度、校正温和环境温度和校正热环境温度进行比较以确定环境空气温度范围。例如，但不是限定性的，校正冷环境温度可以是低于8摄氏度的任何监控的环境温度；校正温和环境温度可以是在8摄氏度和17摄氏度之间的任何监控的环境温度；而校正热环境温度可以是高于17摄氏度的任何监控的环境温度。
如果方法200确定温度在温和范围，方法200执行温和子程序300。如果方法200 确定温度在冷范围，方法200执行冷子程序400。如果方法200确定温度在热范围，方法200 执行热子程序500。
温和子程序300
现在参考图3，且继续参考图1-2，其中示出了温和子程序300的示意性流程图。温和子程序300是图2所示的方法的一部分，且在图2中示出作为用标号300标出的块的一部分。在图3的流程图中示出的步骤可以仅为温和子程序300的一部分，从而方法200可以包括在温和子程序300中的其他步骤。温和温度范围在环境空气温度被监控到处于冷温度范围和热温度范围之间时发生。
步骤310 发动机温度小于校正第一温度？
方法200包括将监控的发动机水温度与校正第一发动机温度进行比较。例如，但非限定性的，校正第一发动机温度可以约为60摄氏度。
如图3-5所示，肯定地回答(是)的基本确定步骤沿着标有“ + ”符号(数学加或加法算符)的路径。相似地，负面地回答(否)的确定步骤沿着标有“_”符号(数学减或减法算符)的路径。
步骤312 发动机加温模式
如果方法200确定监控的发动机水温度低于校正第一发动机温度，则方法200对 EGHR系统10执行发动机加温模式。根据发动机12的构造，在低于校正第一发动机温度之下运行可影响燃油效率。由此，方法200将EGHR系统10处于发动机加温模式中以利用可以从通过EGHR热交换器18的废气获得的任何热量来增加发动机12的温度。
步骤314 阀设定到发动机位置
如果监控到的发动机水温度低于校正第一发动机温度，则发动机加温模式的执行包括控制(设定)双通阀沈到发动机位置。控制系统20可以基于方法200的确定来促动双通阀26。此外，EGHR旁通阀42被校正以保持在非旁通位置，因为通过发动机水回路22 的冷却剂的温度不足以促动或触发旁通阀。
当处于发动机加温模式中时，热废气通过排气系统16且被EGHR旁通阀42引导通过EGHR热交换器18。冷却剂离开发动机12并且通过加热器芯部30。双通阀沈防止冷却剂流动通过变速器水回路对，从而冷却剂仅通过发动机水回路22循环。在发动机水回路 22中废气传递热量到冷却剂，其返回到发动机12并且加温发动机12。
尽管，变速器水回路M没有流动，变速器油回路观可以循环油通过中央热交换器 36。变速器14的温度大致由在变速器14中产生的热量和通过变速器散热器34消散的热量来控制，如果变速器温控器44移动到散热位置。
方法200可以处于发动机加温模式中预定或计算的时间周期，其中双通阀沈被设定到发动机位置。然而，方法200可以循环和反复重复，且发动机加温模式可以持续直到随后的循环确定EGHR系统10的状况已经改变，然后方法200转到另一操作模式。
步骤316 变速器温度小于校正第一温度？
如果方法200确定监控的变速器油温度等于或高于(即不低于)校正第一发动机温度，则方法200并不需要进入发动机加温模式。方法200包括将监控的变速器油温度与校正第一变速器温度进行比较。例如，但非限定性的，校正第一变速器温度可以约为80摄氏度ο
根据变速器14的构造，在低于校正第一变速器温度之下运行可影响燃油效率。然而，如果监控到的变速器油温度过高的话，变速器14可能被负面地影响。
步骤318 变速器加温模式
如果监控的变速器油温度低于校正第一变速器温度且监控的发动机水温度低于校正第一发动机温度，则方法200将控制EGHR系统10到变速器加温模式。在变速器加温模式中，来自发动机12、EGHR热交换器18或两者的热量被通过中央热交换器36传递到变速器油回路观和变速器14。
步骤320 阀设定到变速器位置
当处于变速器加温模式中时，方法200包括设定双通阀沈到变速器位置。当双通阀沈处于变速器位置时，冷却剂通过加热器芯部30且然后被引导通过变速器水回路M和中央热交换器36，然后行进到EGHR热交换器18，并返回发动机12。在EGHR系统10处于变速器加温模式的任何时间，双通阀26将被设定到变速器位置。
在变速器加温模式期间，来自发动机12的热量将通过中央热交换器36传递到变速器14。此外，来自废气的热量将会从EGHR热交换器18传递到发动机水回路22以升高发动机12的温度或充满传递到变速器14的热量。如果发动机温度在变速器加温模式期间显著升高，EGHR旁通阀42将关闭(例如由蜡马达驱动)到旁通位置(图1中43所示)，并防止来自废气的热量传递到发动机水回路22。变速器加温模式在图1中示出，其中旁通阀沈允许在EGHR热交换器18、发动机12和变速器14之间的热交换连通。
类似于发动机加温模式，方法200可以处于变速器加温模式中预定或计算的时间周期，其中双通阀26被设定到变速器位置。然而，方法200可以循环和反复重复，且变速器加温模式可以持续直到随后的循环确定EGHR系统10的状况已经改变，然后方法200转到另一操作模式。在EGHR系统10处于变速器加温模式的任何时间，双通阀沈将被设定到变速器位置。
步骤322 变速器冷却模式
如果监控的变速器油温度高于校正第一变速器温度且监控的发动机水温度低于校正第一发动机温度，则方法200将控制EGHR系统10到变速器冷却模式。在变速器冷却模式中，来自变速器14的热量要么被保持在变速器油回路观中要么通过变速器散热器34 消散。
步骤324 阀设定到发动机位置
当处于变速器冷却模式中时，方法200包括设定双通阀沈到发动机位置。当双通阀沈处于发动机位置时，没有冷却剂流动发生在变速器水回路M中。由此，热量没有通过中央热交换器36交换到变速器14。9
在变速器冷却模式期间，冷却剂持续流动通过发动机水回路22，并且发动机12的温度将仅由EGHR旁通阀42来控制。油继续循环通过变速器油回路观。然而，由于没有冷却剂流动通过中央热交换器36，没有热量将被传递到变速器14。如果变速器14的温度升高到促动或触发变速器温控器44所需的水平之上，流体将流动通过变速器散热器44并且从变速器油回路观消散热量，由此冷却变速器14。
冷子程序400
现在参考图4，且继续参考图1-3，其中示出了冷子程序400的示意性流程图。冷子程序400是图2所示的方法的一部分，且在图2中示出作为用标号400标出的块的一部分。在图4的流程图中示出的步骤可以仅为冷子程序400的一部分，从而方法200可以包括在冷子程序400中的其他步骤。冷温度范围发生在温和温度范围之下。冷子程序400可以在方法200确定环境温度低于校正冷环境温度的任何时候被调用。
步骤410 发动机温度小于校正第二温度？
如果监控的环境温度低于校正冷环境温度，方法200包括将监控的发动机水温度与校正第二发动机温度比较。校正第二发动机温度可与校正第一发动机温度相同或不同。 例如，但非限定性的，校正第二发动机温度可以为约75摄氏度，而校正第一发动机温度可以是60摄氏度。校正第二发动机温度可以大于校正第一发动机温度，因为相对较冷的环境空气温度提供较少热量到发动机12。
步骤412 发动机加温模式
如果方法200确定监控的发动机水温度低于校正第二发动机温度，则方法200对 EGHR系统10执行发动机加温模式。方法200将EGHR系统10处于发动机加温模式中，以在可以从通过EGHR热交换器18的废气获得任何热量的情况下增加发动机12的温度。
步骤414 阀设定到发动机位置
执行发动机加温模式包括控制或设定双通阀沈到发动机位置。控制系统20可以基于方法200的确定来促动双通阀26。此外，EGHR旁通阀42被校正以保持在非旁通位置， 因为通过发动机水回路22的冷却剂的温度不足以促动或触发旁通阀。
在图3所示的温和环境子程序的发动机加温模式期间，当EGHR系统10处于发动机加温模式时，热废气行进通过排气系统16并且被EGHR旁通阀42引导通过EGHR热交换器18。冷却剂离开发动机12，经过加热器芯部30，且双通阀沈防止冷却剂流动通过变速器水回路M。冷却进仅循环通过发动机水回路22。在发动机水回路22中废气传递热量到冷却剂，其返回以加温发动机12。
步骤416 发动机产生正扭矩？
如果方法200确定监控的发动机水温度不低于校正第二发动机温度，则方法200 执行对自动停止模式的监控。自动停止模式在车辆停止、关闭或切断到发动机12的燃油时发生。换句话说，自动停止模式在发动机不产生正扭矩时发生。
步骤418 变速器加温模式
如果发动机12不是处于自动停止模式，从而发动机12产生正扭矩，于是方法200 将控制EGHR系统10到变速器加温模式。在变速器加温模式中，在冷环境温度期间，来自发动机12的热量、来自EGHR热交换器18的余热或来自两者的热量被通过中央热交换器36 传递到变速器油回路28和变速器14。
步骤420 阀设定到变速器位置
当处于变速器加温模式中时，方法200设定双通阀沈到变速器位置。当双通阀沈处于变速器位置时，冷却剂通过加热器芯部30且然后被引导通过变速器水回路M和中央热交换器36，然后行进到EGHR热交换器18，并返回发动机12。在EGHR系统10处于变速器加温模式的任何时间，双通阀26将被设定到变速器位置。
在变速器加温模式期间，来自发动机12的热量将通过中央热交换器36传递到变速器14。此外，来自离开EGHR热交换器18的废气的热量从该EGHR热交换器18传递到发动机水回路22并最终到变速器14。
步骤422 自动停止模式
如果发动机12处于自动停止模式，发动机12并不产生扭矩且大致不产生热量。此外，在自动停止模式期间，辅助泵38将被打开以提供压力到发动机水回路22，且如果由双通阀沈连接，则提供到变速器水回路24。
步骤424 变速器温度小于校正第二温度？
在确定发动机12处于自动停止模式之后，方法200于是包括将监控的变速器油温度与校正第二变速器温度进行比较。例如，且并不是限定性的，校正第二变速器温度可以是大致70摄氏度，其低于用于温和环境温度子程序300的第一校正变速器温度。
步骤426 变速器加温模式
如果发动机12不是处于自动停止模式，且监控的变速器油温度低于校正第二变速器温度，则方法200将再次控制EGHR系统10到变速器加温模式。在变速器加温模式中， 在冷环境温度期间，来自发动机12的热量、来自EGHR热交换器18的余热或来自两者的热量被通过中央热交换器36传递到变速器油回路观和变速器14。
步骤428 阀设定到变速器位置
当处于变速器加温模式中时，方法200设定双通阀沈到变速器位置。当双通阀沈处于变速器位置时，冷却剂通过加热器芯部30且然后被引导通过变速器水回路M和中央热交换器36，然后行进到EGHR热交换器18，并返回发动机12。
在变速器加温模式期间，来自发动机12的热量将通过中央热交换器36传递到变速器14。此外，来自离开EGHR热交换器18的废气的热量从该EGHR热交换器18传递到发动机水回路22并最终到变速器14。
步骤430 发动机加温模式
如果方法200确定发动机12处于自动停止模式(不产生扭矩)，且如果监控的变速器油温度不低于校正第二变速器温度，方法200执行用于EGHR系统10的发动机加温模式。方法200将EGHR系统10处于发动机加温模式中，以在可以从通过EGHR热交换器18 的废气获得任何热量的情况下增加发动机12的温度。在自动停止模式期间，如果变速器14 高于校正第二变速器温度，在变速器14中的额外的热量可以被用作额外热集合(thermal mass)以延迟下一发动机起动事件。
步骤432 阀设定到发动机位置
执行发动机加温模式包括控制或设定双通阀沈到发动机位置。当EGHR系统处于发动机加温模式中时，来自热废气的残余热量被EGHR旁通阀42弓丨导通过EGHR热交换器 18。冷却剂离开发动机12，经过加热器芯部30，且双通阀沈防止冷却剂流动通过变速器水回路对。在发动机水回路22中废气传递热量到冷却剂，其返回以加温发动机12。
热子程序500
现在参考图5，且继续参考图1-4，其中示出了热子程序500的示意性流程图。热子程序500是图2所示的方法的一部分，且在图2中示出作为用标号500标出的块的一部分。在图5的流程图中示出的步骤可以仅为热子程序500的一部分，从而方法200可以包括在热子程序500中的其他步骤。热温度范围发生在温和温度范围之上。
热子程序500可以在方法200确定环境温度高于校正热环境温度的任何时候被调用。当环境空气温度处于热范围时，对于发动机12或变速器14的热降级或损坏可能性增大。
步骤510 变速器温度小于校正第一温度？
方法200再次包括将监控的变速器油温度与校正第一变速器温度进行比较。如果监控的变速器油温度低于校准第一变速器温度，则变速器14甚至在环境温度是热的时被冷却且效率可被降低。
步骤512 变速器加温模式
如果监控的变速器油温度低于校正第一变速器温度且监控的环境空气温度高于校正热环境温度，则方法200将控制EGHR系统10到变速器加温模式。如在另一环境空气温度中那样(譬如图3和4中已知的)，当EGHR系统10处于变速器加温模式时，来自发动机12或来自EGHR热交换器18或来自两者的热量被通过中央热交换器36传递到变速器油回路观和变速器14。
步骤514 阀设定到变速器位置
当处于变速器加温模式中时，方法200包括设定双通阀沈到变速器位置。当双通阀沈处于变速器位置时，冷却剂通过加热器芯部30且然后被引导通过变速器水回路M和中央热交换器36，然后行进到EGHR热交换器18，并返回发动机12。在EGHR系统10处于变速器加温模式的任何时间，双通阀26将被设定到变速器位置。
在变速器加温模式期间，来自发动机12的热量将通过中央热交换器36传递到变速器14。此外，来自废气的热量将会从EGHR热交换器18传递到发动机水回路22以升高发动机12的温度或充满传递到变速器14的热量。如果发动机温度在变速器加温模式期间显著升高，EGHR旁通阀42将关闭(例如由蜡马达驱动)到旁通位置(图1中43所示)，并防止来自废气的热量传递到发动机水回路22。
步骤516 变速器温度非冷
如果监控的变速器油温度不低于校正第一变速器温度，则方法200并不需要加温变速器14。方法200于是可以确定发动机12或变速器14是否正经受极端高温。
步骤518 发动机温度小于校正极端温度？
方法200包括将监控的发动机水温度与校正极端发动机温度或校正第三发动机温度进行比较。校正极端发动机温度可以基于这样的温度，在该温度之上如果保持较长的一段时间，则发动机12要损坏。例如，但非限定性的，校正极端发动机温度可以约为120摄氏度ο
步骤520 发动机温度不极端
如果方法200确定监控的发动机水温度低于校正极端发动机温度，则发动机12并不在经受极端温度。然而，尽管可能不需要加温发动机12，方法200于是设定双通阀沈到发动机位置。
步骤522 阀设定到发动机位置
当双通阀沈被设定到发动机位置时，发动机12的温度可以升高或保持相对恒定。 如果发动机水回路22中的冷却剂温度低于促动EGHR旁通阀42所需的温度，热量将从废气传递到发动机12。然而，如果温度在关闭EGHR旁通阀42-例如通过促动蜡马达-到旁通位置所需的水平之上(如图1中的43所示)，则废气将被阻止穿过发动机水回路22。还注意到，在发动机12中的高温可触发发动机温控器以开始通过发动机散热器32的流动以冷却发动机。
步骤524 变速器温度小于校正极端温度？
如果监控的发动机水温度高于校正极端发动机温度，则发动机12正在经受极端温度。方法200于是执行以确定在发动机12中的多余热量是否可以通过变速器14和变速器散热器34来消散。由此，方法200包括将监控的变速器油温度与校正极端变速器温度进行比较。
校正极端变速器温度可以基于这样的温度，在该温度之上如果保持较长的一段时间，则变速器14要损坏。例如，但非限定性的，校正极端变速器温度可以约为110摄氏度。 注意，当发动机12的温度处于校正极端发动机温度之上时，发动机温控器可能允许流动通过发动机散热器32，且EGHR旁通阀42处于旁通位置(示出为图1中的虚线43)。
步骤526 通过变速器的发动机冷却
如果监控的变速器油温度低于校正极端变速器温度，同时监控的发动机水温度高于校正极端发动机温度，则存在通过变速器14的额外冷却能力。来自发动机12的额外的热量可以从发动机12传递到变速器油回路观和变速器散热器34。
步骤528 阀设定到变速器位置
方法200包括设定双通阀沈到变速器位置，使得变速器散热器34与发动机12热交换连通。热量从发动机12传递到发动机水回路22并且通过中央热交换器36到变速器油回路观。
如果变速器油回路观的温度升高到促动变速器温控器44到散热位置(如图1中虚线45所示)所需的水平之上。一旦变速器温控器44允许流动通过变速器散热器34，从发动机12传递的多余的热量通过变速器散热器34消散。通过设定双通阀沈到变速器位置，该EGHRlO的配置允许来自发动机12的多余热量通过变速器14和变速器散热器34消散。
由此，在某些情况下，EGHR系统可以被置于发动机加温、发动机冷却、变速器加温、 或变速器冷却模式。车辆客舱也可以通过加热器芯部30加温。EGHR系统10在各种模式下的操作通过双通阀沈的选择而被控制，该选择是基于监控或确定的环境空气、发动机12或变速器14的温度。
步骤530 无多余冷却能力
如果监控的发动机水温度高于校正极端发动机温度，且监控的变速器油温度也高于校正极端变速器温度，则没有通过变速器14或变速器散热器34的额外冷却能力。
步骤532 阀设定到发动机位置13
该方法于是设定双通阀沈到发动机位置，使得变速器散热器34不与发动机12热交换连通。由此，EGHR系统10被配置为仅在变速器14温度低于校正极端变速器温度时才传递热量到变速器14。当发动机12和变速器14两者都在他们各自的极端温度之上时，发动机散热器32和变速器散热器34被用于消散热量。
详细的说明书和附图支持和描述了本发明是支持性和示意性的，但是本发明的范围仅受到权利要求的限定。尽管用于执行本发明的一些最佳模式和其他实施例已经详细地描述，存在用于实施所附权利要求中限定的本发明的各种替代设计和实施例。
关于联邦科研或开发资助项目的声明
本发明是基于能源部授予的协议号为PHEV DOE GMT311/166的美国政府支持下完成的。美国政府可以在本发明中具有一定权益。
权利要求
1.一种用于操作车辆中的废气热量回收(EGHR)系统的方法，该车辆包括发动机、变速器和EGHR热交换器，该方法包括控制双通阀，其中双通阀被配置为设定到发动机位置和变速器位置中的一个，其中该发动机位置允许在EGHR热交换器和发动机之间的热交换连通，该变速器位置允许EGHR热交换器、变速器和发动机之间的热交换连通； 监控发动机水温度；将监控的发动机水温度与校正第一发动机温度进行比较；以及如果监控到的发动机水温度低于该校正第一发动机温度，设定双通阀到该发动机位置。
2.如权利要求1所述的方法，还包括 监控变速器油温度；将监控的变速器油温度与校正第一变速器温度进行比较；以及如果监控的变速器油温度低于校正第一变速器温度且监控的发动机水温度低于校正第一发动机温度，设定双通阀到所述变速器位置。
3.如权利要求2所述的方法，还包括 监控环境空气温度；将监控的环境空气温度与校正热环境温度进行比较；以及如果监控的环境空气温度高于校正热环境温度，将监控的发动机水温度与校正极端发动机温度比较；以及如果监控到的发动机水温度低于校正极端发动机温度，设定双通阀到所述发动机位置。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述车辆还包括变速器散热器，且该方法还包括 如果监控的发动机水温度高于校正极端发动机温度，将监控的变速器油温度与校正极端变速器温度比较；以及如果监控的变速器油温度低于校正极端变速器温度，设定双通阀到所述变速器位置， 使得变速器散热器与发动机热交换连通。
5.如权利要求4所述的方法，还包括如果监控的发动机水温度高于校正极端发动机温度，且监控的变速器油温度高于校正极端变速器温度，设定双通阀到发动机位置，使得变速器散热器不与发动机热交换连通。
6.如权利要求5所述的方法，还包括将监控的环境空气温度和校准冷环境温度、校准温和环境温度和校准热环境温度中的一个进行比较；如果监控的环境空气温度低于校正冷环境温度，则将监控的发动机水温度与校正第二发动机温度进行比较，其中校正第二发动机温度大于校正第一发动机温度；以及如果监控到的发动机水温度低于校正第二发动机温度，设定双通阀到所述发动机位置。
7.如权利要求6所述的方法，还包括监控自动停止模式，其中自动停止模式在发动机不产生正扭矩时发生； 如果发动机处于自动停止模式，且如果监控的环境空气温度低于校正冷环境温度，则将监控的变速器油温度与校正第二变速器温度进行比较，其中校正第二变速器温度小于校正第一变速器温度；以及如果监控到的变速器油温度低于校正第二变速器温度，设定双通阀到所述变速器位置。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述校正热环境温度是17摄氏度。
9.一种用于操作车辆中的废气热量回收(EGHR)系统的方法，该车辆包括发动机、变速器、变速器散热器和EGHR热交换器，该方法包括控制双通阀，其中该双通阀被配置为设定到发动机位置和变速器位置中的一个，其中该发动机位置允许在EGHR热交换器和发动机之间的热交换连通，该变速器位置允许EGHR 热交换器、变速器和发动机之间的热交换连通； 监控发动机水温度； 监控变速器油温度； 监控环境空气温度；以及将监控的环境空气温度与校正热环境温度进行比较；以及如果监控的环境空气温度高于校正热环境温度，将监控的发动机水温度与校正极端发动机温度比较；如果监控到的发动机水温度低于校正极端发动机温度，设定双通阀到发动机位置， 如果监控的发动机水温度高于校正极端发动机温度，将监控的变速器油温度与校正极端变速器温度比较，以及如果监控的变速器油温度低于校正极端变速器温度，设定双通阀到所述变速器位置， 使得变速器散热器与发动机热交换连通。
10.如权利要求9所述的方法，还包括如果监控的发动机水温度高于校正极端发动机温度，且监控的变速器油温度高于校正极端变速器温度，设定双通阀到所述发动机位置，使得变速器散热器不与发动机热交换连ο
全文摘要
提供了一种用于操作车辆中的废气热量回收(EGHR)系统的方法，该车辆包括发动机、变速器和EGHR热交换器。该方法包括监控发动机水温度，且包括监控变速器油温度和环境空气温度。方法包括将监控的发动机水温度与一个或多个校正发动机温度进行比较。基于监控温度和与校正温度的比较，该方法控制双通阀。双通阀被配置为设定到发动机位置和变速器位置中的一个。发动机位置允许在EGHR热交换器和发动机之间的热交换连通，变速器位置允许EGHR热交换器、变速器和发动机之间的热交换连通。
文档编号F01P7/16GK102529689SQ20111033664
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月31日 优先权日2010年10月29日
发明者B.L.斯波恩, T.L.瑟波勒斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司