使用排气热回收和热电池的后桥润滑油温度控制的制作方法

本申请整体涉及用于控制车辆中的后桥(rear axle)润滑油温度的方法和系统。

背景技术：

常规的后轮驱动车辆中的动力传动系统包括后桥或可包括轴构件和齿轮组的差动系统，从而将功率从驱动轴传送到轴构件以推进车辆。后桥齿轮组可通过润滑油润滑以确保后桥差速器的平稳操作。润滑油的粘度和其他流体特性是温度的函数，并影响后桥系统的效率和性能，且因此影响车辆的效率和性能。随着温度增加，后桥润滑油的粘度可较小，且随着温度降低，后桥润滑油的粘度可较大。例如，在发动机冷起动时，润滑油可为冷的且因此，其粘度会比期望的大。相反地，例如，在高发动机负荷处，后桥润滑油可过热且其粘度会比期望的小。为了使摩擦损失最小化并减小可导致燃料效率降低的后桥齿轮的磨损，期望监测后桥润滑油温度并使润滑油温度维持在指定的温度范围内以用于后桥齿轮的最佳润滑。

为了解决差别预热的问题，示例方法在U.S.6,899,074中示出，包括使用冷却剂回路和联接到后桥的热交换器系统以调节后桥润滑油的温度。在U.S.8,485,932中示出的另一途径中，电加热和冷却元件联接到后桥以调节后桥润滑油的温度。

技术实现要素：

然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题，其包括缺少捕获并储存在后桥冷却剂系统中可用的额外的热能的装置以及耗尽储存的热能以满足后桥润滑油立即加热需求的能力。因此，本文提供了一种至少部分解决上述问题的系统。在一个示例中，后桥冷却剂系统可包括用于将来自发动机排气系统的热传递到冷却流体的排气热回收系统、在冷却流体和后桥润滑油之间传递热的后桥热交换器，以及定位在排气热回收系统和后桥热交换器中间的热电池系统，所述热电池系统经配置以储存来自排气热回收系统的过剩热。在一个示例中，后桥冷却剂系统还可包括存储指令的控制器，所述指令可执行以：响应于第一状况，使排气绕过排气热回收系统并使冷却流体从热电池系统流到后桥热交换器，并且响应于第二状况，使排气绕过排气热回收系统并使冷却流体从排气热回收系统流到后桥热交换器，从而绕过热电池系统并使冷却流体流经后桥热交换器以从后桥润滑油中去除热。在一个示例中，第一状况可包括后桥润滑油温度高于阈值温度和热电池系统温度低于后桥润滑油温度，且第二状况可包括后桥润滑油温度高于阈值温度以及热电池系统温度等于或大于后桥润滑油温度。

这样，后桥润滑油的温度可通过排气热回收和储存系统进行调节，所述排气热回收和储存系统包括联接到与后桥热交换器连通的后桥冷却剂回路的排气热交换器和热电池系统。热电池系统可储存从排气回收的未用过的额外的热且当需要额外的热能时，可将储存的热能提供回到后桥冷却剂回路。通过上述热交换器和冷却剂回路的冷却剂流可通过冷却剂泵和相关联的阀进行调节，通过从沿冷却剂回路安置的传感器接收传感器输入的控制器进行控制。

应当理解，提供上述发明内容以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出包括联接到排气热回收和储存系统并联接到后桥热交换器的冷却剂回路的后桥冷却系统的示例。

图2示出用于通过联接到排气热回收和储存系统并联接到后桥热交换器的冷却剂回路调节后桥润滑油温度的方法。

图3示出图2的方法的继续，其调节后桥润滑油温度。

图4示出示例曲线图，其示出在各种后桥润滑油温度状况期间的后桥冷却剂系统的泵操作和阀位置。

具体实施方式

下面的描述涉及用于调节后桥润滑油的温度的系统和方法。润滑油温度直接影响后桥润滑油的粘度，因此影响润滑后桥齿轮的油的特性。期望使后桥润滑油维持在指定的温度范围内，从而避免后桥润滑油过热或过冷。后桥润滑油比典型的发动机或变速器油更具粘性。较粘稠的后桥润滑油的原因是在高温下，诸如沙漠牵引，后桥的准双曲面齿轮组相比直切齿轮具有更多的滑动和润滑剪切，从而需要较粘稠的油用于适当的润滑。尽管后桥由于内部摩擦热而在整个使用过程中缓慢升温，但在后桥润滑油暖之前较低效率的动力传动可导致燃料效率的直接损失。另外，例如，相比发动机冷却剂，较高粘度的后桥润滑油花费更长时间升温到操作温度，且因此如果后桥润滑系统经由发动机冷却剂加热，则后桥润滑油可处于低于期望的温度，即使当发动机完全暖机时。为了调节后桥润滑油的温度，图1示出后桥冷却剂系统，其包括冷却剂回路，所述冷却剂回路可从排气热交换器回收热能，可将过剩热能储存在热电池储存系统中或耗尽来自联接的热电池储存系统的热，并使冷却剂流到后桥热交换器从而调节后桥润滑油的温度。图2和图3示出控制器根据从后桥冷却剂系统传达的传感器输入控制后桥冷却剂系统的部件的示例方法。图4示出示例曲线图，其示出在各种后桥润滑油温度状况下通过控制器调节的后桥冷却剂系统的泵操作和阀位置。

图1示出冷却系统100的示例，该冷却系统100包括带有通过冷却剂回路的阀调节的冷却剂流的排气热储存和回收系统，所述冷却剂回路可包括在发动机系统中。在冷却系统100的实施例中，冷却剂经由冷却剂管路102通过流体泵104循环。在一个示例中，流体泵104可经由例如交流发电机或电池电驱动。在另外的示例中，流体泵104可经由例如发动机机械驱动。冷却剂管路102中的冷却剂流的方向由箭头指示。

冷却系统100将冷却剂管路102联接到排气热回收(EGHR)系统106、热电池系统(TBS)114，以及后桥热交换器(RAHX)118，该后桥热交换器(RAHX)118用于使其中安装有冷却剂系统的车辆的后桥132处的差速器用润滑剂(也称为后桥润滑油)升温。

沿冷却剂管路102和相关联系统的冷却剂流的方向可通过一个或多个三通阀调节。在一个实施例中，EGHR 106下游的冷却剂流可通过三通阀110调节。阀110可调节至TBS 114的冷却剂流。通过RAHX 118的冷却剂流可通过RAHX 118上游的冷却剂三通阀116调节。阀110和阀116可为将冷却剂流分为两个不同的流动路径的三通阀。冷却剂管路102可流体联接到脱气瓶/罐122。冷却剂在脱气罐中脱气后可在连接到流体泵104的冷却剂管路102中用于另外的再循环。后桥132可利用后桥润滑油润滑，所述后桥润滑油可流经/流动通过RAHX 118以便与RAHX 118处的冷却剂处于热交换关系。

内燃机通过使用排气管的排气系统排出热排气。冷却剂回路与排气形成热交换关系以捕集来自排气的热以储存在TBS 114中。EGHR系统106可包括排气热交换器(EGHX)108，其能够将来自内燃机140的排气流的热传递到冷却剂。热气流可为来自柴油发动机、汽油发动机或其他合适的发动机的排气。在一个示例中，排气流经排气通道126处的EGHX。排气通道126可从发动机的排气歧管或其他排气部件接收排气。在其他示例中，EGHX可从另一合适的来源接收排气，诸如从排气歧管或直接从一个或多个汽缸接收排气。另外，在一些示例中，EGHX可经由冷却剂流从汽缸盖或汽缸体回收排气热。发动机140可通过包括至少一个泵、散热器、对应的冷却剂管路和/或其他部件的发动机冷却剂系统142冷却。发动机冷却剂系统142中的冷却剂可流经发动机的一个或多个冷却剂夹套。至少在一些示例中，发动机冷却剂系统142中的冷却剂可与冷却剂管路102中的冷却剂保持分开。

EGHR系统106从排气流回收热并通过EGHX 108将热传递到流经冷却剂管路102的冷却剂。热排气可通过气体旁通阀128从排气通道126传送到EGHX 108。旁通阀128可基于来自温度感测设备的反馈通过控制器控制，所述温度感测设备可感测排气的温度。控制器可发信号以在预定的排气温度下致动旁通阀128，从而将排气转向到EGHX 108以用于与冷却剂热交换。当热交换不再是期望的时，诸如当排气温度低于阈值时或当热电池充满热冷却剂时，旁通阀128切断至EGHX 108的排气流。热排气可穿过EGHX 108，EGHX 108可将来自热排气的热传递到联接到EGHX 108的冷却剂管路102中的冷却剂。在通过EGHX 108与冷却剂热交换后的冷却的排气可被递送回到排气通道126且然后传到下游部件且在一些示例中传到大气。

一般而言，热交换器向流经排气系统的排气提供额外的阻力，从而导致压降。该压降增加了排气系统的背压，其保持低以实现良好的发动机性能。冷却系统100的EGHX 108两端的压降可直接或间接监测，且可传达到控制旁通阀128的控制器。在一个示例中，压降信号可通过定位在EGHX处的压力传感器直接测量压降获得。在另一示例中，压降可从已知在发动机操作期间在车辆中监测的其他参数诸如排气流率和排气温度外推。在一个示例中，排气质量流量可基于进气空气质量流和喷射的燃料量计算，这继而允许计算热交换器系统两端的压降。另一示例包括基于发动机速度计算排气质量流量。也可以使用间接确定热交换器两端的压降的其他方法。根据EGHX两端的压降，控制器可控制排气旁通阀128。在一个示例中，当EGHX两端的压降相对高(例如，高于阈值)时，旁通阀128可防止排气流经EGHX 106。在另一示例中，旁通阀可允许仅排气的一部分流经EGHX，且剩余的排气可被传送通过排气通道。阈值压降可取决于包括发动机类型和具体硬件的各种因素，且在一些示例中可相对低(例如，3kPa或更小)。因为此类小压降对于压力传感器来说可难以检测，因而至少在一些示例中，上述压降估计可提供准确的估计。

在EGHX 108下游，冷却剂流可通过冷却剂阀110调节。冷却剂阀110可为三通阀，其具有用于经由冷却剂管路102从EGHR系统106接收冷却剂流的入口以及两个独立且不同的出口导管。在一个示例中，冷却剂阀110的第一出口导管可沿冷却剂管路102，从而朝向RAHX 118和冷却剂泵104引导冷却剂流。冷却剂阀110的第二出口可朝向热电池系统114将冷却剂流引导通过热储存系统入口115a。热电池系统114可储存来自冷却剂的过剩热能。在一个示例中，热电池系统(TBS)114可储存相变材料(PCM)中的热，且可被隔热以减少储存在其中的热的消散，所述相变材料当将状态从固体变为液体时吸收热，并且当将状态从液体变为固体时释放热。在另一示例中，TBS114可包括隔热罐以用于储存加热的冷却剂以供以后使用。在示例中，TBS 114可经由真空夹套隔热。热电池系统114可通过热电池出口115b将储存的过剩热能提供回到冷却剂管路102。冷却剂阀116可调节通过RAHX 118的冷却剂流。类似于冷却剂阀110，冷却剂阀116可具有一个入口导管和两个不同的出口导管。第一出口可将冷却剂引导到RAHX 118，而第二出口可朝向泵104引导冷却剂，从而绕过RAHX 118。

冷却剂系统100可联接到多个传感器并通过来自多个传感器的输入调节。在一个实施例中，冷却剂系统100可包括用于感测冷却剂管路102中的冷却剂的温度的第一温度传感器112和第二温度传感器120。在一个实施例中，温度传感器112可定位在EGHX 108和TBS 114下游的冷却剂管路102中。第二温度传感器120可放置在RAHX 118下游的冷却剂管路上。温度传感器112和温度传感器120可电联接到控制器，且可经配置以将指示冷却剂温度的信号发送至控制器。

控制器12在图1中示出为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)14、输入/输出端口(I/O)16、用于可执行程序和校准值的在该特定示例中示为用于存储可执行指令的非暂时性只读存储芯片(ROM)18的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)20、保活存储器(KAM)22，以及数据总线。控制器12可从联接在冷却剂系统内的传感器15接收除上述那些信号之外的各种信号。控制器12可包括单个单元，或控制器12可由彼此通信的多个单元组成。在一个示例中，控制器12可为控制发动机功能的各个方面(诸如燃料喷射)的同一控制器。在其他示例中，控制器12可与发动机控制器分开，但可经配置以从发动机控制器接收信号，诸如排气流率、排气温度等。控制器12从图1的各种传感器接收信号并采用图1的各种致动器，包括致动器81和上述其他致动器，以基于接收到的信号以及存储在控制器的存储器上的指令调整系统操作。作为示例，控制器可从温度传感器112接收信号，并确定冷却剂的感测温度是否小于、等于或大于预定温度。控制模块然后基于冷却剂温度小于、等于或大于预定温度的确定向控制阀110发信号，以沿流体流动路径中的一个或多个朝向RAHX 118引导冷却剂流或将冷却剂流引导到第二流体流动路径并到达TBS 114。阀110的位置可通过经配置以接收来自控制器的指令的致动器诸如螺线管、步进马达等控制。

类似地，控制器可从温度传感器120接收信号，从而感测RAHX 118下游的冷却剂温度，且可确定所感测的冷却剂温度是否小于、等于或大于预定温度。控制模块然后可向控制阀116发信号，以沿流体流动路径中的一个或多个将冷却剂流引导到RAHX 118以用于热交换，或将冷却剂流引导到绕过热交换器的第二流体流动路径，如图1中的示意图所示。阀116的位置可通过经配置以接收来自控制器的指令的致动器诸如螺线管、步进马达等控制。

控制器可经配置以估计系统100的各种操作参数。在一个示例中，控制器可分别基于RAHX 118的出口处的温度传感器120的输入和基于TBS 114和RAHX 118上游的三通阀110和三通阀116的位置估计冷却剂管路102中的冷却剂流率。控制器可基于排气温度和排气流率并基于冷却剂流率估计EGHX处的流体出口温度。可由控制器基于排气温度和排气流率进行EGHX压降估计。控制器可经配置以基于冷却剂流率以及估计的TBS入口温度和温度传感器112所测得的TBS出口温度的比较来估计TBS内部温度和潜在的TBS流体出口温度。后桥润滑油温度可通过控制器基于冷却剂流率并基于来自RAHX出口处的温度传感器120的输入估计。这样，通过依靠各种冷却剂系统参数的估计，系统中传感器的数量可减少，从而减少系统成本和复杂性。

另外，在一些示例中，流体泵104可通过控制器12控制。流体泵104可被控制为打开或关闭，且在一些示例中可被控制为具有可变排量，从而调整冷却剂管路102中的冷却剂流率。

图2示出控制通过后桥冷却剂系统的冷却剂流以调节后桥润滑油温度的示例方法200。图3示出方法300，方法300为图2的方法200的继续，当后桥润滑油温度没有过热时，方法300控制通过后桥冷却剂系统的冷却剂流。用于实施本文所包括的方法200和方法300的指令可通过控制器(例如，控制器12)执行，并连同从冷却剂系统的传感器诸如上面参考图1所述的传感器接收到的信号存储在控制器的存储器上。根据下面所述的方法，控制器可采用冷却剂系统的致动器调整系统操作。

在方法200执行期间，控制器可从车辆的后桥冷却剂系统诸如图1的系统100的指定部件接收信号。控制器可基于从后桥冷却剂系统接收到的信号控制冷却剂系统的每个部件的功能模式。根据方法200控制的后桥冷却剂系统可为图1中示出的冷却剂系统100，包括联接到冷却剂泵104的冷却剂管路102、EGHX 108、TBS 114和RAHX 118。冷却剂系统100还包括排气旁通阀128、TBS阀110和RAHX阀116。排气旁通阀128可控制到第一位置和第二位置，在所述第一位置处排气旁通阀使排气绕过EGHX，在所述第二位置处排气旁通阀将排气引导到EGHX。TBS阀110可控制到第一位置和第二位置，在所述第一位置处TBS阀引导冷却剂流以绕过TBS，在所述第二位置处TBS阀将冷却剂流引导到TBS。RAHX阀116可控制到第一位置和第二位置，在所述第一位置处RAHX阀引导冷却剂流以绕过RAHX，在所述第二位置处RAHX阀引导冷却剂流经RAHX。冷却剂系统还可包括TBS 114下游的温度传感器112和RAHX 118下游的温度传感器120，如图1所示。实施方法200的控制器可为图1的控制器12。

方法200包括在202处检测发动机操作参数，包括检测发动机是否打开、发动机打开的持续时间、发动机速度、发动机负荷、发动机温度等。在204处，冷却剂系统处于默认模式。在一个示例中，默认模式可包括冷却剂系统100的泵104打开(例如，在发动机起动时)，但没有冷却剂在TBS或RAHX中流动，且排气不流经EGHX。在示例中，通过控制器估计在各种参数之前，包括后桥润滑油温度、EGHX温度、EGHX压降、TBS温度和RAHX温度，后桥冷却剂系统可处于默认模式。在一个示例中，在发动机起动时，后桥冷却剂系统可处于默认模式。

在206处，执行合理性检查。作为示例，可基于用于检查阀、温度传感器以及与冷却剂系统相关联的泵的预编程的程序执行合理性检查。合理性检查可仅在某些工况期间执行，诸如发动机起动期间或发动机起动之后，发动机停机期间，或默认系统操作期间(例如，当没有命令后桥润滑加热或冷却时)。因此，在方法200的一些示例中，可省去执行合理性检查。在一个示例中，合理性检查可包括测试冷却剂系统的每个阀的功能。三通阀检查程序的示例可包括响应于三通阀的位置和联接到阀的加热源的状态来监测阀下游的温度传感器。在另一示例中，可通过打开和关闭泵并监测所得的来自温度传感器的输出的变化来监测冷却剂泵功能。在一个示例中，合理性检查可包括确定泵输出是否处于预期的输出和/或基于来自与泵和阀相关联的致动器的位置反馈确定阀位置是否处于预期的位置。可通过调节温度传感器上游的热源来监测温度传感器功能，例如，使热排气流入EGHX将增加紧邻EGHX下游的传感器的温度读数，且因此如果温度传感器输出不变化，则可指示传感器退化。

在一个示例中，可以在车辆已经停用一段时间(诸如，整夜浸泡)之后执行合理性检查。冷却剂系统的传感器读数可彼此相比较，且如果读数在误差界限内一致，传感器可被指示为有作用的。此外，当系统处于中立(例如，默认)状态时，冷却剂系统可不处于热交换模式。在泵操作且冷却剂系统的阀定位成绕过任何冷却剂热交换的情况下，可比较冷却剂系统的传感器读数，且如果传感器读数在误差界限内一致，则传感器可被指示为有作用的。

在208处，方法200评估泵和与后桥冷却剂系统相关联的阀是否起作用。如果阀和/或泵不起作用，则方法200前进到218以进入后桥冷却剂系统的退化模式。在一个示例中，退化模式可由于与后桥冷却剂系统相关联的单个阀不起作用，例如图1的阀110的堵塞通道。在另一示例中，退化模式218可由于冷却剂泵104不起作用。在其他示例中，退化模式可由于阀和泵退化的结合或由于多个阀经历退化。退化模式可包括通知操作者和/或将诊断代码存储在控制器的存储器中。在另一示例中，在检测退化模式之后，可禁用后桥冷却剂系统。在另一示例中，如果退化模式不是由于故障泵，则退化模式可将后桥冷却剂系统操作维持在默认模式中。方法200然后返回。

在208处，如果阀和与后桥系统相关联的泵正如预期那样起作用，则方法200前进到210以评估后桥润滑油温度是否等于或大于阈值温度。如上所述，后桥润滑油温度可基于通过RAHX的冷却剂流率和温度确定。在其他示例中，后桥润滑油温度可通过使后桥润滑油流动的管路中的或其他合适位置中的温度传感器测量。阈值温度可为后桥润滑可过热到高于后桥的正常温度的温度。在一个示例中，正常操作温度可为指定温度范围(例如，200-250°F)内的任何温度，且过热的阈值温度可比上限正常温度大5度。在另一示例中，阈值温度可高于上限正常温度10度。当后桥润滑油温度高于指定阈值时(例如，润滑油在高发动机速度下加热)，润滑油可失去其对于最佳后桥齿轮润滑来说是理想的粘度特性，从而增加摩擦损失和后桥齿轮的磨损，这可最终降低的导致燃料效率。

如果在210处，润滑油温度不大于或等于阈值温度，则方法200前进到220，其将在下面详细解释。如果在210处后桥油温度等于或大于阈值温度，则方法200前进到212以评估TBS的温度是否小于后桥润滑油温度。例如，TBS 114的温度可通过TBS出口115b处的温度传感器112评估，如图1所示。如果TBS 114温度小于后桥润滑油温度，则方法200前进到214以在第一后桥冷却模式中操作。214的第一后桥冷却模式包括泵打开，从而泵送在冷却剂管路102中流动的冷却剂。由于冷却剂将用于冷却过热的后桥润滑油，因而不期望通过EGHX处的冷却剂从排气中进行额外的热回收。因此，排气旁通阀处于第一位置，从而切断进入EGHX的排气流。因此，流经EGHX的冷却剂不从EGHX捕获任何额外的热。

当冷却剂朝向后桥热交换器流动时，由于TBS具有低于后桥润滑油的温度，因而可通过使冷却剂流经TBS来从冷却剂去除额外的热。三通阀诸如图1的阀110可调节进入TBS 114中的冷却剂流。在一个示例中，阀110可处于第二位置，从而将所有的冷却剂流引导到TBS。在另一示例中，阀110可处于在阀第一位置和阀第二位置之间的中间位置，从而将冷却剂的一部分引导到TBS 114，而剩余的冷却剂可绕过TBS 114。在一个示例中，TBS 114储存容量和/或温度以及后桥润滑油的温度可确定流经TBS 114的冷却剂的容积。来自TBS的较低温度冷却剂可流经TBS出口115b并通过第二位置中的阀116流入RAHX 118。RAHX 118处的冷却剂与过热的后桥润滑油处于热交换关系，且可从过热的后桥润滑油吸收过剩的热，从而使后桥润滑油冷却到期望的正常温度。

在一个示例中，所有的冷却剂可通过上游阀116引导到RAHX 118，而在另一示例中，冷却剂的一部分可绕过RAHX 118。进入RAHX的冷却剂的容积对绕过RAHX 118的冷却剂的容积可通过过热的后桥润滑油温度确定。例如，如果后桥润滑油的温度高于阈值温度15度，则控制器可将阀116调节到第二位置以使所有的冷却剂流经RAHX 118。相比之下，如果后桥润滑油温度高于阈值温度5度，则RAHX阀116可处于中间位置，使得35％的冷却剂可流经后桥热交换器，而剩余的冷却剂可绕过RAHX。

如果在212处，TBS温度不小于后桥润滑油温度，方法200可前进到216以在第二后桥冷却模式中操作，在所述模式中，冷却剂流通过泵104维持，由于EGHX阀128处于第一位置(EGHX处没有接收到排气)，因而不发生通过EGHX 108处的冷却剂从排气中进行的热回收，由于TBS的温度不低于后桥润滑油温度，因而冷却剂流绕过TBS 114(TBS阀110处于第一位置)，且冷却剂通过第二位置中的RAHX 116直接流到RAHX 118以冷却后桥润滑油。

如前所述，在210处，如果后桥润滑油温度小于阈值温度，则方法200前进到220，其为冷却剂系统的正常模式。在正常模式中，后桥油温度没有过热(不在阈值温度以上)。在一个示例中，正常模式可至少暂时包括默认模式中的操作，直到基于估计和传感器输入参数的状况指示不同模式中的操作。正常模式中的后桥冷却剂系统的温度通过方法300进一步调节，如下参考图3所述。

图3示出发动机打开、后桥润滑油没有过热，且阀和与后桥冷却剂系统相关联的泵没有故障的正常模式中的操作的方法300。方法300始于302，在302处，后桥冷却剂回路(图1的冷却剂系统100)可处于默认模式，如上参考图2所述。

在304处，方法300评估后桥润滑油温度是否低于指定温度，例如，后桥润滑油是否比可导致润滑油比期望的更具粘性的正常操作温度更冷。如前参考图2所述，当后桥润滑油温度高于阈值温度，大于最佳正常温度时，后桥润滑油过热。相比之下，在方法300的304处，如果润滑油温度低于指定温度(例如，小于正常操作温度范围的下限)，后桥油比期望的更冷且因此升温到正常操作温度。在304处，如果后桥润滑油温度不低于指定温度，则方法300前进到302，其将在下面详细解释。

在304处，如果后桥温度低于指定温度，则方法300前进到306以评估EGHX两端的排气压降是否小于阈值。在一个示例中，EGHX两端的压降可基于排气流率并基于传达到控制器的温度被间接地计算，如前参考图1所讨论。如果EGHX两端的压降不小于阈值，则方法300前进到316，其将在下面更详细解释。

如果EGHX的压降小于阈值，则方法300前进到308以评估TBS出口温度是否大于EGHX出口温度。在一个示例中，在图1的冷却剂系统100中，TBS出口温度可通过温度传感器112评估，并与基于排气温度和排气流率估计的EGHX出口温度比较。如果TBS出口温度不大于EGHX出口温度，则方法300前进到314以在模式2中操作，其将在下面更详细描述。如果TBS出口温度大于EGHX出口温度，则方法前进到310，并评估TBS出口温度是否大于后桥润滑油温度。

如果在310处，TBS出口温度大于后桥润滑油温度，则方法300前进到312以在第一模式中操作后桥冷却剂系统的部件。在第一模式中，操作系统以耗尽来自TBS的储存的热，将储存的热递送到RAHX以加热后桥润滑油，且然后从排气系统回收热。照此，在第一模式中，泵打开，从而将冷却剂引导到EGHX。冷却剂与通过第二位置中的EGHX阀流入EGHX中的排气处于热交换关系。冷却剂从流经EGHX的热排气回收热。来自EGHX的加热的冷却剂通过TBS阀流到TBS。冷却剂耗尽来自TBS的过剩热能的至少一部分。离开TBS的加热的冷却剂通过第二位置中的RAHX阀流到RAHX，以使后桥润滑油升温到期望的操作温度。

第一模式中的TBS流可通过TBS 114上游的阀110调节，如图1所示。在一个示例中，阀110可仅将冷却剂的一部分引导到TBS 114。在另一示例中，其可将所有的冷却剂递送到TBS 114。阀110位置可取决于TBS储存状态(例如，剩下的最小存储、可用的最大存储等)和/或TBS温度。冷却剂通过阀110流入TBS也可通过TBS 114下游的冷却剂的需求调节，例如低于期望温度20°的后桥油温度可促使来自TBS的冷却剂耗尽大量的热能以满足对RAHX118处较暖的冷却剂的需要。在另一示例中，如果后桥油温度仅低于期望温度5°，则仅冷却剂的一部分可穿过TBS以耗尽储存在TBS中的一些热能。如参考图1所述，阀110和阀116的位置可通过控制器12基于如前参考图1所述的控制器进行的估计经由相应的致动器调节。方法300然后返回。

返回到306，如果EGHX处的压降小于阈值且在308处如果TBS出口温度不大于EGHX出口，则方法300前进到314以在冷却剂系统的第二模式中操作。在第二模式中，泵打开并通过EGHX泵送冷却剂，以从热排气回收热(EGHX阀处于第二位置)。流出EGHX的冷却剂绕过TBS(TBS阀处于第一位置)，并通过第二位置中的RAHX阀流到RAHX。在314处流经第二模式中的冷却剂系统的冷却剂从EGHX处的排气回收热，并将其递送到RAHX以使后桥润滑油升温，从而绕过TBS。阀(例如，阀110和阀116)的位置可通过接收输入并估计与第二模式相关联的各种参数的控制器调节。

如果在310处TBS出口温度小于后桥润滑油温度，则方法300也可将后桥冷却剂系统置于在314处的第二模式中。冷后桥润滑油可在如上所述的第二模式中通过泵送冷却剂以从EGHX回收热能而升温。冷却剂绕过TBS并流到RAHX以将热能递送到后桥润滑油。

再次返回到306，如果EGHX处的压降不小于阈值，则方法300前进到316以评估TBS出口温度是否大于后桥润滑油温度。如果否，则方法300返回到302的默认模式。如果是，则方法300前进到318以在冷却剂系统的第三模式中操作。在第三模式中，泵打开。由于旁通阀处于第一位置，因而冷却剂不与EGHX处的排气处于热交换关系，从而当EGHX的压降高于阈值时阻止排气进入EGHX。冷却剂通过第二位置中的TBS阀流到TBS，在所述第二位置中，耗尽来自TBS的热能的至少一部分。在耗尽来自TBS的热之后，较暖的冷却剂离开TBS并流到RAHX以使后桥润滑油升温到期望的操作温度范围。因此，在第三模式中，冷却剂系统正耗尽储存在TBS中的热能并将升温的冷却剂递送到RAHX以使后桥润滑油升温到期望的温度。

通过TBS 114上游的阀110可引导至TBS的冷却剂流。在一个示例中，所有的冷却剂可通过第二位置中的TBS阀110引导到TBS 114。冷却剂可耗尽来自TBS的最大可能的能量，并朝向RAHX流动以使RAHX处的润滑油升温。通过RAHX 118的冷却剂流可由RAHX上游的阀116调节。在一个示例中，如果后桥润滑油温度非常低且需要立即升温，则所有的冷却剂可流到RAHX 118。在其他示例中，当后桥润滑油温度适度地低时，冷却剂的一部分可绕过RAHX 118，从而朝冷却剂泵流动。

返回到304，如果后桥润滑油温度大于指定温度，例如，后桥润滑油温度处于正常的功能范围内且不冷或过热，则方法300前进到320以评估EGHX压降。如果在320处，EGHX压降大于阈值，则方法300返回。在一个示例中，方法300返回到302处的默认模式。如果EGHX压降低于阈值，则方法前进到322以评估TBS温度是否小于指定温度。TBS内部温度或TBS出口温度可与阈值温度比较。在322处，如果TBS温度大于阈值，则方法300返回。在一个示例中，方法300可返回到302的默认模式。如果在322处TBS温度小于阈值温度，则该方法在324处的第四模式中操作。在一个示例中，指定的阈值温度可为TBS的特指的操作温度。

在324处的第四模式中，冷却剂泵打开。冷却剂与EGHX处的排气处于热交换关系(EGHX阀处于第二位置)。引导离开EGHX的冷却剂以通过第二位置中的TBS阀流入TBS中。来自冷却剂的过剩热能储存在TBS中。在一个示例中，通过TBS从冷却剂去除的热能的量可取决于TBS的储存/吸热容量。由于后桥润滑油温度已经处于期望的正常温度且在RAHX处不需要温度调节，因而离开TBS的冷却剂绕过RAHX(RAHX阀处于第一位置)。第四模式中的后桥冷却剂系统因此从排气流回收额外的热并将其储存在TBS中以用于满足后桥冷却剂系统的可能的未来的热需求。方法300然后返回。

现在参考图4，示例曲线图示出后桥冷却剂系统的部件的位置，包括泵操作，以及EGHX旁通阀、TBS阀和RAHX阀的阀位置。后桥冷却剂系统可为图1中示出的冷却剂系统100。映射图402示出泵操作(打开或关闭)。映射图404、映射图406和映射图408分别示出后桥冷却剂系统的EGHX阀、TBS阀和RAHX阀的位置。阀的第一位置在第一方向上引导冷却剂流，且阀的第二位置在第二方向上引导冷却剂流。阀的中间位置是可行的，其在第一方向上引导冷却剂流的一部分且在第二方向上引导剩余的冷却剂流。对于阀位置中的每个以及泵操作模式，对应的后桥润滑油温度、EGHX压降、EGHX出口温度以及TBS温度也分别在映射图410、映射图412、映射图416和映射图414中指示。垂直标记指示后桥冷却剂系统操作的各种模式，且时间沿曲线图的X轴表示。

如图4所示，在420处，冷却剂系统处于第一模式操作。在422处，冷却剂系统处于第三模式，且在424处，冷却剂系统处于第二操作模式。在426处，冷却剂系统处于第四模式，且在428处，冷却剂系统处于过热模式(也称为后桥冷却模式)。下面将讨论冷却剂系统模式中的每个的细节。控制器可基于传感器输入和与冷却剂系统的每个部件相关联的估计定位后桥冷却剂系统的不同部件，如前参考图1至图3所讨论。

在第一模式420中，后桥油温度可低于指定温度T1，如映射图410所示。温度T1可为后桥润滑油的正常运行的下限温度。当润滑油温度低于T1时，润滑油是冷的且需要升温以达到操作温度。在一个示例中，在发动机冷起动时，后桥润滑油温度可低于指定温度T1。

第一模式420中的EGHX压降412低于阈值P1。TBS温度大于后桥油温度，且TBS温度大于EGHX出口温度。在第一模式420中，为了使后桥油升温，冷却剂泵打开。EGHX旁通阀处于第二位置，从而使排气流入EGHX中。冷却剂流入EGHX中以从排气回收热。离开EGHX的冷却剂通过第二位置中的TBS阀流到TBS，从而耗尽储存在TBS中的热。离开TBS的较暖的冷却剂通过第二位置中的RAHX阀流到RAHX，以使后桥油升温到期望的正常温度T1。

在一个示例中，EGHX压降可超过阈值P1，其可将冷却剂系统从第一模式420转换到第三模式422。在第三模式422中，后桥润滑油温度410仍低于阈值T1。在第三模式422中，EGHX压降412大于阈值P1，TBS温度414大于EGHX出口温度416，且TBS温度414大于后桥油温度。当EGHX压降高于阈值P1时，使排气流经EGHX可增加发动机上的背压，这对平稳的发动机操作来说是不期望的。在第三模式424中，泵打开。EGHX旁通阀处于第一位置，从而阻挡热排气进入EGHX。TBS阀处于第二位置，从而将冷却剂流引导到TBS。冷却剂耗尽来自TBS的储存的热。升温的冷却剂离开TBS并通过第二位置中的RAHX阀流到RAHX。RAHX中较暖的冷却剂使后桥润滑油升温以达到最佳指定温度T1。

当第三模式422前进时，流经TBS的冷却剂耗尽来自TBS的储存的热。此时的冷却剂系统可从第三模式422转换到第二模式424以绕过TBS。在第二模式424中，后桥油温度仍低于阈值T1并继续升温。EGHX压降412小于阈值P1。由于在之前的冷却剂系统模式期间来自TBS的能量耗尽，TBS温度小于EGHX出口温度416并小于后桥润滑油温度410。接收信号输入并估计上述参数的控制器将后桥冷却剂系统定位在第二模式424中。在第二模式424中，泵打开。EGHX旁通阀处于第二位置，从而将热排气引导到EGHX以用于使流经EGHX的冷却剂升温。TBS阀处于第一位置，从而绕过TBS并使冷却剂朝向RAHX流动。冷却剂通过第二位置中的RAHX阀流到RAHX。因此，在第二模式424中，冷却剂从排气回收热并将其递送到RAHX以用于使后桥润滑油升温。

当冷却剂系统从第一模式前进到第三模式并前进到第二模式时，后桥润滑油温度保持增加并达到指定温度T1，从而将冷却剂系统置于第四模式426中。在后桥冷却剂系统的第四模式中，后桥润滑油温度410处于指定的正常温度T1，且在RAHX处不需要加热或冷却。EGHX压降412低于阈值P1，且TBS温度414小于EGHX出口温度416并小于后桥润滑油温度410。控制器将冷却剂系统定位在第四模式426中，在第四模式426中，泵打开。EGHX旁通阀处于第二位置，同时排气进入EGHX。流经EGHX的冷却剂从排气回收热并流经第二位置中的TBS阀。TBS转换来自冷却剂的过剩热能并将其存储在TBS中以用于满足冷却系统的未来的能量需求。离开TBS的冷却剂绕过RAHX。RAHX阀处于第一位置，从而朝向冷却剂泵引导冷却剂远离RAHX。

在一些状况下，例如在高环境温度下的高负荷发动机操作期间，后桥润滑油的温度可增加至第二阈值温度，此时系统可在过热模式中操作。在过热模式428中，后桥润滑油温度410高于阈值温度T2。在过热模式428中，冷却剂泵打开。EGHX阀处于第一位置，从而阻挡热排气进入EGHX。由于TBS温度大于后桥油温度，因而冷却剂在TBS阀处于第一位置的情况下绕过TBS。冷却剂通过第二位置中的RAHX阀流到RAHX以冷却RAHX处的后桥润滑油。

因此，后桥润滑油温度可通过控制后桥冷却剂系统的部件来调节。后桥冷却剂系统的模式可基于从冷却剂系统到控制器的输入来控制，所述输入包括冷却剂流率，以及冷却剂回路的具体点处的冷却剂温度。控制器可调节冷却剂流以从EGHX回收热能，将冷却剂的过剩能量储存在TBS中或耗尽来自TBS的储存的能量，并将冷却剂递送到RAHX以满足后桥润滑油的冷却或加热需要。

调节后桥润滑油的温度的技术效果可包括后桥齿轮的最佳润滑，从而确保齿轮的平稳操作和减少的磨损和摩擦损失，以及提高的燃料效率。

示例后桥冷却剂系统包括用于将来自发动机排气系统的热传递到冷却流体的排气热回收系统、用于在冷却流体和后桥润滑油之间传递热的后桥热交换器，以及定位在排气热回收系统和后桥热交换器中间的热电池系统，所述热电池系统经配置以储存来自排气热回收系统的过剩热。在系统的第一示例中，控制器存储指令，所述指令可执行以响应于第一状况，使排气绕过排气热回收系统并使冷却流体从热电池系统流到后桥热交换器，且响应于第二状况，使排气绕过排气热回收系统并使冷却流体从排气热回收系统流到后桥热交换器。该系统的第二示例任选地包括第一示例，且还包括其中第一状况包括后桥润滑油温度高于阈值温度和热电池系统温度低于后桥润滑油温度，且其中第二状况包括后桥润滑油温度高于阈值温度以及热电池系统温度等于或大于后桥润滑油温度。该系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，且还包括其中阈值温度是第一阈值温度，且其中控制器包括另外的指令，其可执行以响应于后桥润滑油温度在低于第一阈值温度的第二阈值温度以下，将排气引导到排气热回收系统并使加热的冷却流体从排气热回收系统流到后桥热交换器。该系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，且还包括定位在后桥热交换器上游的第一阀，其中响应于后桥润滑油温度在第一阈值温度和第二阈值温度之间的温度范围内，控制器经配置以将第一阀调整到第一位置，从而引导冷却流体以绕过后桥热交换器，且响应于第一状况和第二状况，控制器经配置以将第一阀调整到第二位置，从而将冷却流体引导到后桥热交换器。该系统的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，且还包括热电池系统上游的第二阀，所述第二阀经配置以响应于第二状况，使冷却流体绕过热电池系统，且响应于第一状况，将冷却流体引导到热电池系统。该系统的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，且还包括其中排气热回收系统包括经配置以接收排气和冷却流体的排气热交换器以及控制至排气热交换器的排气流的排气旁通阀，且其中控制器经配置以将排气旁通阀致动到第一位置，从而将排气引导到排气热交换器，并将排气旁通阀致动到第二位置，从而使排气绕过排气热交换器。该系统的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，且还包括其中控制器经配置以响应于排气热交换器两端的排气压降而调整排气旁通阀。该系统的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个，且还包括热电池系统下游的第一温度传感器和后桥热交换器下游的第二温度传感器。该系统的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个，且还包括其中控制器经配置以基于冷却流体流率和由第二温度传感器测量的温度确定后桥润滑油温度，并基于冷却流体流率和由第一温度传感器测量的温度确定热电池系统温度。该系统的第十示例任选地包括第一示例至第九示例中的一个或多个，且还包括使冷却流体循环的泵。

一种示例方法包括，在第一状况期间，经由冷却剂回路中的冷却剂回收排气热交换器处的排气热并将回收的排气热存储在热电池系统中，且响应于第二状况，经由后桥热交换器将来自热电池系统的热传递到后桥润滑油。该方法的第一示例包括其中第一状况包括后桥润滑油温度高于阈值温度，且其中第二状况包括后桥润滑油温度低于阈值温度以及热电池系统温度等于或大于后桥润滑油温度。该方法的第二示例任选地包括第一示例，且还包括响应于第三状况，绕过热电池系统并经由后桥热交换器将来自排气热交换器的热传递到后桥润滑油，其中第三状况包括后桥润滑油温度低于阈值温度以及热电池系统温度低于后桥润滑油温度。该方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，且还包括其中在第二状况期间，当排气热交换器两端的压降大于阈值压力时，使排气绕过排气热交换器。该方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，且还包括响应于包括后桥润滑油温度高于最大阈值温度和热电池温度低于后桥润滑油温度的第四状况，通过使冷却剂流经后桥热交换器并流到热电池系统而将来自后桥润滑油的热传递到热电池系统，并使排气绕过排气热交换器。

后桥冷却剂系统的另外的示例包括用于将来自发动机排气系统的热传递到冷却流体的排气热回收系统、用于在冷却流体和后桥润滑油之间传递热的后桥热交换器、定位在排气热回收系统和后桥热交换器中间的热电池系统，所述热电池系统经配置以储存来自排气热回收系统的过剩热，以及存储指令的控制器，所述指令可执行以响应于第一状况，经由排气热回收系统将排气热传递到冷却流体且使冷却流体流到热电池系统并流到后桥热交换器，且响应于第二状况，经由排气热回收系统将排气热传递到冷却流体并使冷却流体从排气热回收系统流到后桥热交换器，从而绕过热电池系统。该系统的第一示例包括，其中第一状况包括后桥润滑油温度低于阈值温度和热电池系统温度高于后桥润滑油温度，且其中第二状况包括后桥润滑油温度低于阈值温度和热电池系统温度小于后桥润滑油温度。该系统的第二示例任选地包括第一示例，且还包括其中响应于包括后桥润滑油温度处于操作温度和热电池系统不处于最大储热容量的第三状况，控制器经配置以使冷却流体流经排气回收系统以从排气回收热并使冷却流体流到热电池系统以将来自冷却流体的热能储存在热电池系统中，并使冷却流体流动以绕过后桥热交换器。该系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，且还包括其中响应于包括后桥润滑油温度处于操作温度和热电池系统处于最大储热容量的第四状况，控制器经配置以使冷却流体流经冷却回路，而没有热传递到排气热交换器处、热电池系统处和后桥热交换器处的冷却流体且没有来自所述冷却流体的热传递。

需注意，本文所包括的示例控制和估计程序可和各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，且可通过包括控制器和各种传感器、致动器和其他发动机硬件的控制系统实施。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。照此，所示的各种动作、操作和/或功能可按照所说明的顺序执行、同时执行或在一些情况下省略。同样地，处理顺序并非是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必须的，而是为易于说明和描述提供。所示动作、操作和/或功能中的一个或多个可根据正使用的特定策略重复执行。另外，所述动作、操作和/或功能可用图形表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过执行包括各种发动机硬件组件和电子控制器的系统中的指令实施。

应当理解，本文所公开的配置和程序在本质上是示例性的，且这些具体实施例不被认为具有限制性意义，因为许多变化是可行的。例如，上述技术可应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应该理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求，无论其范围是否宽于、窄于、等于或不同于原权利要求的范围，也都被认为包括在本公开的主题内。