СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ГИБРИДНЫМ ПРИВОДОМ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ГИБРИДНЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2017 года по МПК B60W10/06 B60W10/198 B60W20/00 B60W30/14 B60W30/18 F01P7/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системе управления для поддержания температуры двигателя в течение расширенных периодов торможения ходом сжатия.

Уровень техники

Двигатели могут быть снабжены механическими насосами охлаждающей жидкости, которые осуществляют циркуляцию охлаждающей жидкости через головку блока цилиндров в дополнение к подаче тепла в пассажирское отделение транспортного средства. Системы управления двигателем могут быть выполнены с возможностью регулирования работы насоса охлаждающей жидкости на основании температуры двигателя для поддержания температуры головки блока цилиндров. В некоторых системах транспортного средства, таких как транспортные средства с гибридным электрическим приводом, электрический вспомогательный насос также может быть включен в состав для содействия основному механическому насосу охлаждающей жидкости.

Один из примеров системы двигателя, в которой вспомогательный насос используется с насосом с приводом от двигателя, раскрыт Айдником в заявке на патент США 2004/0103862. Здесь, механический насос охлаждающей жидкости обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости во время большей части условий (состояний) движения, в то время как электрический насос охлаждающей жидкости, главным образом, активируется во время замедления и после того, как двигатель заглушен. В частности, выше порогового числа оборотов двигателя, механический насос включается наряду с тем, что электрический насос охлаждающей жидкости циклически задействуется на основании температуры охлаждающей жидкости, чтобы обеспечивать регулирование вспомогательного охлаждения.

Раскрытие изобретения

Однако авторы в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы у такой системы. В качестве одного из примеров, количество тепла, вырабатываемого двигателем, и/или скорость, с которой тепло вырабатывается двигателем, могут изменяться на основании природы торможения, используемого во время условий замедления. Например, во время условий, когда транспортное средство замедляется с использованием замедляющих усилий внутри двигателя (то есть, торможения ходом сжатия), большее количество тепла может вырабатываться в двигателе по сравнению с условиями, в которых транспортное средство замедляется с использованием рекуперативного торможения. По существу, во время торможения ходом сжатия, по мере того как возрастает энергия, поглощаемая двигателем, вырабатывается большее количество потерянного тепла, которому необходимо рассеиваться. Таким образом, если насос охлаждающей жидкости приводится в действие на основании температуры охлаждающей жидкости, как в системе Айдника, к тому времени, как работает насос охлаждающей жидкости, поток охлаждающей жидкости, требуемый для снижения температуры головки блока цилиндров, может быть в значительной степени высоким. По существу, это может увеличивать потребляемую мощность насоса охлаждающей жидкости. Кроме того, даже с насосом охлаждающей жидкости, работающим на полном расходе в момент времени, когда температуры охлаждающей жидкости высоки, температура блока цилиндров может не снижаться до требуемых уровней за подходящее количество времени. По существу, это может приводить к локальному вскипанию и ухудшению характеристик охлаждающей жидкости.

В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть решены способом поддержания температуры двигателя транспортного средства с гибридным приводом, включающего в себя двигатель и электродвигатель, включающий в состояниях, когда транспортное средство приводится в движение электродвигателем, двигатель вращается без снабжения топливом, поглощают крутящий момент в двигателе для поддержания числа оборотов двигателя на требуемом числе оборотов и регулируют работу насоса охлаждающей жидкости двигателя на основании поглощаемого крутящего момента для регулирования температуры двигателя. Таким образом, работа насоса охлаждающей жидкости может инициироваться и регулироваться на основании крутящего момента торможения ходом сжатия для обеспечения улучшенного управления охлаждением.

Регулирование температуры двигателя предпочтительно включает в себя поддержание температуры двигателя ниже порогового значения.

Поглощение крутящего момента в двигателе предпочтительно включает в себя отсутствие поглощения заряда в аккумуляторной батарее системы.

Состояние заряда аккумуляторной батареи системы предпочтительно является бóльшим, чем верхний предел.

Температура аккумуляторной батареи системы предпочтительно находится выше пороговой температуры.

Поглощаемый крутящий момент предпочтительно является крутящим моментом торможения ходом сжатия, при этом величина поглощаемого крутящего момента регулируется посредством регулирования одного или более из установки фаз клапанного распределения, установки фаз кулачкового распределения и передаточного отношения трансмиссии.

Насос охлаждающей жидкости предпочтительно является электрическим насосом охлаждающей жидкости, при этом регулирование включает, по мере того, как увеличивается величина поглощаемого крутящего момента, увеличение одного или более из расхода насоса, скорости работы насоса и продолжительности работы насоса.

Регулирование предпочтительно включает управление насосом в течение продолжительности, основанной на температуре двигателя, расходе и скорости работы насоса, на основании температуры двигателя и скорости транспортного средства.

Управление насосом в течение продолжительности предпочтительно включает периодическое приведение в действие насоса в течение продолжительности с частотой, основанной на температуре двигателя и скорости транспортного средства.

Транспортное средство предпочтительно приводится в движение на уклоне вверх по склону или вниз по склону, при этом регулирование включает, по мере того, как уклон увеличивается, увеличение одного или более из расхода насоса, скорости работы насоса и продолжительности работы насоса для поддержания скорости транспортного средства.

В другом из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть решены способом поддержания температуры двигателя транспортного средства с гибридным приводом, включающий в первом состоянии, в котором приводят в движение транспортное средство посредством каждого из электродвигателя и двигателя, управляют электрическим насосом охлаждающей жидкости на основании температуры охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя, во втором состоянии, в котором приводят в движение транспортное средство посредством электродвигателя с остановленным двигателем, управляют насосом охлаждающей жидкости на основании температуры охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя, и в третьем состоянии, в котором приводят в движение транспортное средство посредством электродвигателя с двигателем, вращающимся без снабжения топливом, управляют насосом охлаждающей жидкости на основании величины крутящего момента, поглощаемого двигателем, для охлаждения двигателя.

Величина поглощаемого крутящего момента предпочтительно основана на скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

В первом состоянии насос предпочтительно работает непрерывно при работающем двигателе, во втором состоянии насос работает периодически на основании температуры охлаждающей жидкости, а в третьем состоянии насос работает периодически со скоростью работы, основанной на скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

Во втором состоянии частота периодической работы насоса предпочтительно основана на температуре охлаждающей жидкости, а в третьем состоянии частота периодической работы насоса основана на скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

В третьем состоянии величина крутящего момента, поглощаемого двигателем, предпочтительно увеличивается при увеличении уклона движения транспортного средства, для поддержания скорости транспортного средства на требуемой скорости транспортного средства.

В еще одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть решены системой поддержания температуры двигателя транспортного средства с гибридным приводом, содержащего двигатель, электродвигатель, электрический насос охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью осуществления циркуляции охлаждающей жидкости через головку блока цилиндров двигателя, и систему управления с машиночитаемыми командами для: непрерывного приведения в действие насоса охлаждающей жидкости для поддержания температуры головки блока цилиндров, когда двигатель вращается со снабжением топливом, и поглощения крутящего момента в двигателе для поддержания требуемой скорости транспортного средства и периодического приведения в действие насоса охлаждающей жидкости для поддержания температуры головки блока цилиндров, когда двигатель вращается без снабжения топливом.

Периодическое приведение в действие насоса охлаждающей жидкости предпочтительно включает в себя приведение в действие насоса со скоростью работы и частотой, основанных на поглощаемом крутящем моменте, при этом поглощаемый крутящий момент увеличивается при увеличении скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

Поглощаемый крутящий момент предпочтительно дополнительно основан на уклоне движения транспортного средства, при этом скорость работы и частота насоса увеличиваются при увеличении уклона транспортного средства.

Система предпочтительно дополнительно содержит аккумуляторную батарею системы, при этом поглощение крутящего момента в двигателе включает в себя отсутствие накопления заряда в аккумуляторной батарее системы.

Состояние заряда аккумуляторной батареи предпочтительно является более высоким, чем верхний предел, а температура аккумуляторной батареи является более высокой, чем пороговая температура.

В качестве примера, система транспортного средства с гибридным приводом может включать в себя насос охлаждающей жидкости с электроприводом. Во время условий, когда транспортное средство с гибридным приводом приводится в движение только электродвигателем, а двигатель является вращающимся без снабжения топливом наряду с поглощением крутящего момента, например, во время условий торможения ходом сжатия, может приводиться в действие насос охлаждающей жидкости. В одном из примеров, работа насоса может инициироваться на основании скорости транспортного средства относительно скорости работы вентилятора радиатора, так чтобы охлаждающая жидкость могла начинать прокачиваться через двигатель, как только начинается торможение ходом сжатия. Затем, по мере того как величина торможения увеличивается, и двигатель поглощает больший крутящий момент, работа насоса охлаждающей жидкости (например, скорость работы насоса, расход насоса, относительная длительность включения насоса и т. д.) может увеличиваться, так чтобы работа насоса могла соответствовать выработке тепла двигателя.

Таким образом, посредством регулирования работы насоса охлаждающей жидкости на основании крутящего момента торможения ходом сжатия двигателя, температуры двигателя могут регулироваться лучше. Более конкретно, посредством повышения величины потока охлаждающей жидкости с увеличенным крутящим моментом торможения ходом сжатия, возможно лучшее регулирование температуры головки блока цилиндров наряду с более эффективным приведением в действие насоса охлаждающей жидкости.

Следует понимать, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид системы охлаждения в транспортном средстве с гибридным электрическим приводом.

Фиг.2 представляет собой высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для регулирования работы насоса охлаждающей жидкости двигателя на основании крутящего момента торможения ходом сжатия двигателя.

Фиг.3 представляет собой примерную работу насоса охлаждающей жидкости согласно настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Последующее описание относится к способам и системам для регулирования работы вспомогательного насоса охлаждающей жидкости двигателя, такого как насос охлаждающей жидкости по фиг.1, на основании величины крутящего момента торможения ходом сжатия двигателя. Во время условий, когда транспортное средство приводится в движение электродвигателем, а двигатель является вращающимся без снабжения топливом, тепло, вырабатываемое двигателем вследствие поглощения крутящего момента, может рассеиваться посредством приведения в действие насоса охлаждающей жидкости двигателя. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнения процедуры управления, такой как примерный способ по фиг.2, чтобы циклически приводить в действие насос охлаждающей жидкости двигателя на основании скорости транспортного средства и крутящего момента торможения ходом сжатия для поддержания температуры двигателя ниже порогового значения. Пример работы насоса охлаждающей жидкости описан в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг.3. Таким образом, температуры двигателя могут поддерживаться даже во время торможения ходом сжатия без ухудшения эффективности насоса охлаждающей жидкости.

Далее, обращаясь к фиг.1, схематично проиллюстрирован примерный вариант осуществления системы 100 охлаждения в транспортном средстве 102 с гибридным приводом. Система 100 охлаждения осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через двигатель 10 внутреннего сгорания, чтобы поглощать потерянное тепло, и распределяет нагретую охлаждающую жидкость по радиатору 80 и/или активной зоной 90 отопителя посредством магистралей 82 и 84 охлаждающей жидкости соответственно.

В частности, фиг.1 показывает систему 100 охлаждения, присоединенную к двигателю 10 и осуществляющую циркуляцию охлаждающей жидкости двигателя из двигателя 10 в радиатор 80, и обратно в двигатель через магистраль 82 охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость также может течь через магистраль 84 охлаждающей жидкости в активную зону 90 отопителя, где тепло может передаваться в пассажирское отделение 104. Охлаждающая жидкость затем течет обратно в двигатель 10. Насос 86 охлаждающей жидкости с электроприводом может быть присоединен к двигателю и вращаться посредством приведения в действие электродвигателя 88 с использованием энергии из устройства 25 накопления энергии, такого как аккумуляторная батарея. Электрический насос 86 может работать для осуществления циркуляции охлаждающей жидкости через обе магистрали 82 и 84 охлаждающей жидкости. Электрический насос 86 осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через каналы в головке блока цилиндров двигателя и т. д., для поглощения тепла двигателя, которое затем переносится через радиатор 80 в окружающий воздух. В примере, где насос 86 является центробежным насосом, давление (и получающийся в результате поток), вырабатываемое насосом 86, может быть пропорциональным величине мощности, прикладываемой к насосу устройством 25 накопления энергии. Температура охлаждающей жидкости может стабилизироваться управляемым термостатом клапаном 38, расположенным в магистрали 82 охлаждения, который может удерживаться закрытым до тех пор, пока охлаждающая жидкость не достигает пороговой температуры.

Кроме того, вентилятор 92 может быть присоединен к радиатору 80, для того чтобы поддерживать воздушный поток через радиатор 80, когда транспортное средство 102 медленно перемещается или останавливается, в то время как работает двигатель. В некоторых примерах, скорость работы вентилятора может регулироваться контроллером 12. Кроме того еще, вентилятор 92 может быть присоединен к насосу 86 из условия, чтобы вентилятор 92 мог вращаться на скорости, пропорциональной скорости работы насоса, например, с отношением скоростей 1:1. В еще одном примере, по мере того как скорость работы насоса 86 возрастает, скорость работы вентилятора 92 также может возрастать. По выбору, активная зона отопителя также может быть присоединена к насосу 86 и может приводиться в действие на скорости, пропорциональной насосу 86, например, с отношением скоростей 1:1.

В этом примерном варианте осуществления, система транспортного средства с гибридным приводом включает в себя устройство 24 преобразования энергии, которое, среди прочего, может включать в себя электродвигатель, генератор и их комбинации. Устройство 24 преобразования энергии дополнительно показано присоединенным к устройству 25 накопления энергии, которое может включать в себя аккумуляторную батарею, конденсатор, маховик, баллон высокого давления и т. д. Устройство 24 преобразования энергии может приводиться в действие, чтобы поглощать энергию от движения транспортного средства и/или двигателя и преобразовывать поглощенную энергию в форму энергии, пригодную для хранения устройством 25 накопления энергии (например, обеспечивать работу генератора). Устройство преобразования энергии также может приводиться в действие, чтобы подавать выход (мощность, работу крутящий момент, скорость и т. д.) на ведущие колеса 106, двигатель 10 (например, обеспечивать работу электродвигателя) и насос 86. Следует понимать, что устройство преобразования энергии, в некоторых вариантах осуществления, может включать в себя только электродвигатель, только генератор или оба, электродвигатель и генератор, в числе различных других компонентов, используемых для обеспечения надлежащего преобразования энергии между устройством накопления энергии и ведущими колесами и/или двигателем транспортного средства.

Варианты осуществления приведения в движение с гибридным электрическим приводом могут включать в себя полностью гибридные системы, в которых транспортное средство приводится в движение только двигателем, транспортное средство приводится в движение только электродвигателем (то есть, устройством преобразования энергии) или комбинацией того и другого. Также могут применяться вспомогательные или умеренные гибридные конфигурации, в которых двигатель является основным источником крутящего момента с электродвигателем, действующим, чтобы избирательно выдавать добавочный крутящий момент, например, во время увеличения нагрузки на двигатель при постоянном числе оборотов или других условий. Кроме того еще, также могут использоваться системы стартера/генератора и/или генератора переменного тока с развитой логикой. Дополнительно, различные компоненты, описанные выше, могут управляться контроллером 12 транспортного средства (описанным ниже).

Из вышеприведенного следует понимать, что примерная гибридная электрическая силовая установка способна к различным режимам работы. Например, транспортное средство 102 может эксплуатироваться в режиме «только двигателя», в котором двигатель 10 действует в качестве единственного источника крутящего момента, питающего ведущее колесо 106 и приводящего в движение транспортное средство. Во время режима «только двигателя», топливо может подаваться в двигатель 10 из топливного бака через топливную форсунку (не показана), так чтобы двигатель мог вращаться со снабжением топливом для выдачи крутящего момента для приведения в движение транспортного средства. По выбору, двигатель 10 может эксплуатироваться для выдачи большего крутящего момента, чем необходимо для приведения в движение, в каком случае, дополнительная мощность поглощается устройством 24 преобразования энергии (в генерирующем режиме), чтобы заряжать устройство 25 накопления энергии или выдавать электрическую мощность для других нагрузок транспортного средства.

В качестве еще одного примера, транспортное средство 102 может эксплуатироваться в режиме «содействия», в котором двигатель 10 приводится в действие и используется в качестве основного источника крутящего момента для снабжения мощностью ведущих колес 106, а электрический двигатель (устройство 24 преобразования энергии) используется в качестве дополнительного источника крутящего момента, чтобы действовать во взаимодействии с и дополнять крутящий момент, выдаваемый двигателем 10. Во время режима «содействия», как в режиме только двигателя, топливо подается в двигатель 10, с тем чтобы вращать двигатель со снабжением топливом и выдавать крутящий момент на колеса транспортного средства.

В еще одном другом примере, транспортное средство 102 может эксплуатироваться в «только электрическом» режиме, в котором устройство преобразования энергии, такое как электрический двигатель с питанием от аккумуляторной батареи, приводится в действие и используется в качестве единственного источника крутящего момента для снабжения мощностью ведущих колес 106 и приведения в движение транспортного средства 102. По существу, во время режима отключения двигателя, топливо не может впрыскиваться в двигатель 10 независимо от того, является или нет вращающимся двигатель. «Только электрический» режим, например, может применяться во время торможения, низких чисел оборотов, в то время как останавливаются на светофорах и т. д. Во время некоторых связанных с замедлением событий, которые происходят, в то время как транспортное средство находится в только электрическом режиме работы, устройство 24 преобразования энергии может эксплуатироваться в качестве генератора для преобразования и накопления крутящего момента колес замедляющегося транспортного средства в качестве заряда в устройстве 25 накопления энергии, например, в аккумуляторной батарее системы. Таким образом, транспортное средство может замедляться с использованием рекуперативного торможения. По существу, во время рекуперативного торможения, двигатель может быть остановлен (то есть, не вращается и не снабжается топливом). Во время, кроме того, других связанных с замедлением событий, которые происходят, в то время как транспортное средство находится в только электрическом режиме работы, двигатель может вращаться без снабжения топливом, чтобы поглощать крутящий момент. Таким образом, транспортное средство может замедляться с использованием торможения ходом сжатия. По существу, во время торможения ходом сжатия, крутящий момент колеса может не поглощаться и не накапливаться в аккумуляторной батарее системы. Таким образом, в одном из примеров, рекуперативное торможение может использоваться во время связанных с торможением событий в только электрическом режиме, когда состояние заряда аккумуляторной батареи системы находится ниже верхнего предела, наряду с тем, что торможение ходом сжатия может использоваться во время связанных с торможением событий в только электрическом режиме, когда состояние заряда аккумуляторной батареи системы является большим, чем верхний предел.

Как конкретизировано в материалах настоящей заявки, со ссылкой на фиг.3, во время событий торможения ходом сжатия, дополнительное потерянное тепло вырабатывается вследствие крутящего момента поглощения двигателя. Во время таких условий, насос 86 охлаждающей жидкости может избирательно приводиться в действие для осуществления циркуляции охлаждающей жидкости и регулирования температуры двигателя. Например, насос может периодически приводиться в действе для поддержания температуры головки блока цилиндров ниже порогового значения. По существу, это дает возможность снижаться локальному вскипанию и ухудшению характеристик охлаждающей жидкости. Посредством использования электрического насоса охлаждающей жидкости для удовлетворения по существу всех требований к охлаждению двигателя, а также защиты двигателя, автоматического кондиционирования воздуха и требований к рекуперации тепла, может снижаться необходимость во вспомогательном насосе охлаждающей жидкости (например, вспомогательном электрическом или механическом насосе охлаждающей жидкости).

Фиг.1 дополнительно показывает систему 14 управления. Система 14 управления может быть с возможностью взаимодействия присоединена к различным компонентам двигателя 10, чтобы выполнять управляющие процедуры и действия, описанные в материалах настоящей заявки. Например, как показано на фиг.1, система 14 управления может включать в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающем в себя микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения выполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, дежурную память и шину данных. Как изображено, контроллер 12 может принимать входные данные с множества датчиков 16, которые могут включать в себя пользовательские устройства ввода и/или датчики (такие, как положение передаточного механизма трансмиссии, входной сигнал педали газа, входной сигнал торможения, положение рычага управления трансмиссией, скорость транспортного средства, число оборотов двигателя, массовый расход воздуха через двигатель, температура окружающей среды, температура всасываемого воздуха), датчики системы охлаждения (такие, как температура охлаждающей жидкости, температура головки блока цилиндров, скорость работы вентилятора, температура в пассажирском отделении, влажность окружающей среды и т. д.) и др. Кроме того, контроллер 12 может поддерживать связь с различными исполнительными механизмами 18, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (такие, как топливные форсунки, электрически управляемую воздушную дроссельную заслонку, свечи зажигания и т. д.), исполнительные механизмы системы охлаждения (такие, как вентиляционные отверстия обращения воздуха и/или клапаны дозирования воздуха в системе кондиционирования воздуха пассажирского отделения и т. д.) и др. В некоторых примерах, запоминающий носитель может быть запрограммирован машиночитаемыми данными, представляющими команды, приводимые в исполнение процессором для выполнения способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предвидятся, но не перечислены прямо.

Таким образом, система и компоненты по фиг.1 дают возможность способа управления системой транспортного средства с гибридным приводом, в котором, во время условий, когда транспортное средство приводится в движение электродвигателем, в то время как двигатель вращается без снабжения топливом, крутящий момент поглощается в двигателе для поддержания числа оборотов двигателя на требуемом числе оборотов наряду с тем, что работа насоса охлаждающей жидкости двигателя регулируется на основании поглощаемого крутящего момента для регулирования температуры двигателя. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, регулирование температуры двигателя может включать в себя регулирование температуры головки блока цилиндров и/или температуры охлаждающей жидкости. Например, температура двигателя может поддерживаться ниже порогового значения.

Процедура управления для приведения в действие электрического насоса 86 охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя по фиг.1 далее будет описана со ссылкой на фиг.2. В частности, фиг.2 изображает процедуру 200, которая дает электрическому насосу охлаждающей жидкости возможность избирательно и периодически приводиться в действие во время торможения ходом сжатия, чтобы поддерживать температуру двигателя в пределах порогового значения.

На 202 процедура включает в себя оценку и/или измерение одного или более условий работы транспортного средства, таких как положение тормозной педали, положение педали акселератора, состояние заряда аккумуляторной батареи, температура двигателя, температура и влажность окружающей среды, барометрическое давление и т. д. На 204 режим работы транспортного средства может определяться на основании оцененных условий работы. Например, на основании по меньшей мере оцененного требования крутящего момента водителя и состояния заряда аккумуляторной батареи, может определяться, должно ли транспортное средство эксплуатироваться в режиме только двигателя (с двигателем, приводящим в движение транспортное средство), режиме содействия (с аккумуляторной батареей, содействующей двигателю в приведении в движение транспортного средства) или только электрическом режиме (с исключительно электродвигателем, приводящим в движение транспортное средство). В одном из примеров, если требуемый крутящий момент может обеспечиваться только аккумуляторной батареей, транспортное средство может эксплуатироваться в только электрическом режиме. В еще одном примере, если требуемый крутящий момент не может обеспечиваться аккумуляторной батареей, транспортное средство может эксплуатироваться в режиме двигателя или в режиме содействия. Транспортное средство может эксплуатироваться соответствующим образом в определенном режиме работы.

На 206 может подтверждаться, находится ли транспортное средство в только электрическом режиме. Если нет, то на 208 может подтверждаться, что транспортное средство находится в любом из режима только двигателя или режима содействия.

То есть, может подтверждаться, что транспортное средство приводится в движение с по меньшей мере некоторым крутящим моментом, выдаваемым двигателем.

При подтверждении, что транспортное средство приводится в движение с по меньшей мере некоторой мощностью из двигателя, процедура включает в себя, на 210, во время первого условия, приведение в движение транспортного средства посредством по меньшей мере двигателя (например, посредством исключительно двигателя или посредством каждого из электродвигателя и двигателя) наряду с приведением в действие насоса охлаждающей жидкости двигателя на основании температуры охлаждающей жидкости (или температуры двигателя) для охлаждения двигателя. Например, во время этого первого условия, насос может работать непрерывно, в то время как является работающим двигатель, чтобы охлаждать двигатель и поддерживать температуру двигателя или температуру головки блока цилиндров ниже порогового значения.

Возвращаясь на 206, при подтверждении только электрического режима, на 212, может определяться, является ли двигатель вращающимся во время только электрического режима. Двигатель может быть вращающимся во время только электрического режима, чтобы поглощать крутящий момент и обеспечивать торможение ходом сжатия, например, во время условий, когда состояние заряда аккумуляторной батареи системы является более высоким, чем пороговое значение (так что дополнительная подзарядка аккумуляторной батареи не требуется), или когда температура аккумуляторной батареи системы является более высокой, чем верхний предел (так что не требуется дополнительная подзарядка аккумуляторной батареи, чтобы снизить ухудшение характеристик аккумуляторной батареи). По существу, величина крутящего момента, поглощаемого двигателем, может регулироваться посредством регулирования рабочих параметров двигателя, например, посредством регулирования одного или более из установки фаз клапанного распределения, установки фаз кулачкового распределения и передаточного отношения трансмиссии.

Если двигатель не является вращающимся, то на 214 процедура включает в себя, во время второго условия, приведение в движение транспортного средства посредством электродвигателя с остановленным двигателем наряду с приведением в действие электрического насоса охлаждающей жидкости на основании температуры охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя. Например, во время второго условия, насос может работать периодически, на основании температуры охлаждающей жидкости, чтобы поддерживать температуру двигателя или температуру головки блока цилиндров ниже порогового значения. Во время второго условия частота периодической работы насоса может быть основана на температуре охлаждающей жидкости. Например, насос может приводиться в действие с интервалами, когда температура двигателя находится выше порогового значения, и в течение продолжительностей, которые основаны на разности между температурой двигателя и пороговым значением. Таким образом, по мере того, как температура двигателя возрастает выше порогового значения, насос охлаждающей жидкости может приводиться в действие чаще и/или на более длительные продолжительности.

Если двигатель является вращающимся на 212, то на 216 процедура включает в себя, во время третьего условия, приведение в движение транспортного средства посредством электродвигателя с двигателем, вращающимся наряду с приведением в действие электрического насоса охлаждающей жидкости на основании величины крутящего момента, поглощаемого двигателем, для охлаждения двигателя. В материалах настоящей заявки поглощаемый крутящий момент является крутящим моментом торможения ходом сжатия. Например, во время третьего условия насос может работать периодически, на основании поглощаемого крутящего момента, чтобы поддерживать температуру двигателя или температуру головки блока цилиндров ниже порогового значения. Таким образом, по мере того, как возрастает поглощаемый крутящий момент, контроллер транспортного средства может увеличивать одно или более из расхода насоса охлаждающей жидкости, скорости работы насоса и продолжительности работы насоса. В одном из примеров насос может приводиться в действие в течение некоторой продолжительности, основанной на температуре двигателя, расходе и скорости работы насоса и/или частоте работы насоса, основанных на температуре двигателя и скорости транспортного средства. По существу, величина поглощаемого крутящего момента может быть основана на скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства. Таким образом, в еще одном примере насос может приводиться в действие периодически со скоростью и/или частотой периодической работы на основании скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства. Таким образом, по мере того, как величина крутящего момента, поглощаемого двигателем, возрастает, насос охлаждающей жидкости может приводиться в действие чаще и/или на более длительные продолжительности.

В, кроме того, еще дополнительных вариантах осуществления, где транспортное средство приводится в движение на уклоне вверх по склону или вниз по склону, регулирование во время третьего условия может включать в себя, по мере того как увеличивается уклон (вверх по склону или вниз по склону), увеличение (например, дополнительное увеличение) одного или более из расхода насоса, скорости работы насоса и продолжительности работы насоса для поддержания скорости транспортного средства (на требуемой скорости транспортного средства), к тому же, наряду с поддержанием температуры головки блока цилиндров в пределах порогового значения. В материалах настоящей заявки величина крутящего момента, поглощаемого двигателем возрастает, по мере того как увеличивается уклон движения транспортного средства, с тем чтобы поддерживать скорость транспортного средства на требуемой скорости транспортного средства. Соответственно, работа насоса охлаждающей жидкости регулируется для рассеяния повышенного тепла, вырабатываемого возросшим поглощением крутящего момента.

Например, контроллер может определять команду расхода и/или команду скорости работы насоса, а также продолжительность работы насоса на основании текущей оценки температуры двигателя (или текущей температуры головки блока цилиндров). Если, после запуска насоса на указанную командой продолжительность с указанными командой характеристиками скорости работы и расхода насоса, температура двигателя упала ниже порогового значения и ниже изначально оцененной температуры, работа насоса может завершаться. Однако, если, после запуска насоса на указанную командой продолжительность с указанными командой характеристиками скорости работы и расхода насоса, температура двигателя упала ниже порогового значения и остается на или выше изначально оцененной температуры, запуск насоса может повторно устанавливаться на основании пересмотренной оценки температуры.

Обсужденные выше регулирования насоса охлаждающей жидкости, выполняемые во время условий торможения ходом сжатия, дополнительно пояснены посредством примерной регулирования насоса по фиг.3. Более конкретно, насос 300 по фиг.3 изображает изменения в отношении числа оборотов двигателя транспортного средства с гибридным приводом на графике 302, изменения топливоснабжения двигателя на графике 304, изменения температуры головки блока цилиндров (CHT) на графике 306 и соответствующие регулирования для электрического насоса охлаждающей жидкости на графике 308.

В изображенном примере, до t1, двигатель может быть вращающимся со снабжением топливом (см. графики 302 и 304), и транспортное средство с гибридным приводом может приводиться в движение по меньшей мере частично с использованием мощности из двигателя. Например, до t1, транспортное средство может находиться в режиме только двигателя или в режиме содействия. В то время как двигатель является работающим, электрический насос охлаждающей жидкости может непрерывно приводиться в действие на основании температуры охлаждающей жидкости (или температуры двигателя), чтобы охлаждать двигатель (см. график 308).

В t1 транспортное средство может переключаться в только электрический режим, и транспортное средство может приводиться в движение исключительно электродвигателем наряду с тем, что двигатель продолжает вращаться без снабжения топливом (см. графики 302 и 304). В дополнение, двигатель может начинать поглощение крутящего момента (вместо накопления крутящего момента в аккумуляторной батарее системы), из условия, чтобы торможение ходом сжатия инициировалось в t1 и продолжалось по меньшей мере до t6. По мере того, как двигатель поглощает крутящий момент, получающееся в результате трение вырабатывает дополнительное потерянное тепло, что приводит к соответствующему повышению температуры двигателя (в материалах настоящей заявки изображенному скачкообразным повышением температуры головки блока цилиндров на графике 306). Соответственно между t1 и t6, в то время как двигатель вращается без снабжения топливом и поглощает крутящий момент, чтобы поддерживать температуру головки блока цилиндров на или ниже порогового значения 305, может регулироваться работа насоса охлаждающей жидкости. Более конкретно, между t1 и t6, насос охлаждающей жидкости может периодически приводиться в действие на основании величины поглощаемого крутящего момента, с тем чтобы поддерживать температуру головки блока цилиндров на или ниже порогового значения 305. По существу, когда температура головки блока цилиндров находится на или ниже порогового значения 305, работа насоса может прекращаться.

По существу, величина крутящего момента торможения ходом сжатия, поглощаемого двигателем, может быть основана на по меньшей мере числе оборотов двигателя, а кроме того, основана на передаточном отношении трансмиссии. В изображенном примере, между t1 и t6, трансмиссия может находиться на одной и той же передаче, из условия, чтобы величина крутящего момента, поглощаемого двигателем, была пропорциональной числу оборотов двигателя. Таким образом, когда число оборотов двигателя является более высоким, таким как между t3 и t4, величина поглощаемого крутящего момента может быть более высокой вследствие большего трения, а следовательно, более высокая скорость работы насоса охлаждающей жидкости может использоваться для рассеяния избыточного тепла. В сравнении, когда число оборотов двигателя является более низким, таким как между t5 и t6, величина поглощаемого крутящего момента может быть более низкой вследствие меньшего трения, а следовательно, более низкая скорость работы насоса охлаждающей жидкости может использоваться для рассеяния избыточного тепла. Для дополнительного сравнения, когда число оборотов двигателя является промежуточным, таким как между t1 и t2, скорость работы насоса охлаждающей жидкости может регулироваться, чтобы находиться между более высокой скоростью работы t3-t4 и более низкой скоростью работы t5-t6.

Следует понимать, что, несмотря на то, что изображенный пример иллюстрирует трансмиссию на первом передаточном отношении и насос охлаждающей жидкости на первой более высокой скорости работы насоса, когда двигатель находится на первом более высоком числе оборотов двигателя, и второй более низкой скорости работы насоса, когда двигатель находится на втором более низком числе оборотов, в альтернативном варианте осуществления, работа насоса дополнительно может меняться на основании выбранного передаточного отношения. Например, в альтернативном варианте осуществления, когда трансмиссия имеет значение первого более высокого передаточного отношения, насос охлаждающей жидкости может иметь значение первой более высокой скорости работы насоса, когда двигатель находится на втором более низком числе оборотов двигателя, наряду с тем, что, когда трансмиссия находится на втором более низком передаточном отношении, насос охлаждающей жидкости может быть на второй более низкой скорости работы насоса, когда двигатель находится на втором более высоком числе оборотов двигателя.

Подобным образом, несмотря на то, что изображенный пример регулирует работу насоса охлаждающей жидкости посредством регулирования в отношении скорости работы насоса охлаждающей жидкости двигателя, в альтернативных примерах, регулирования работы насоса охлаждающей жидкости могут включать в себя регулирования для одного или более из расхода насоса, скорости работы насоса, продолжительности работы насоса и частоты (или интервал между) периодической работы насоса охлаждающей жидкости.

Кроме того еще, величина поглощаемого крутящего момента может определяться на основании скорости транспортного средства, а работа насоса регулироваться соответствующим образом. Например, периодическое приведение в действие насоса охлаждающей жидкости может включать в себя приведение в действие насоса со скоростью работы и/или частотой, основанных на поглощаемом крутящем моменте, поглощаемый крутящий момент возрастает по мере того, как скорость транспортного средства увеличивается относительно требуемой скорости транспортного средства. Поглощаемый крутящий момент дополнительно может быть основан на уклоне движения транспортного средства, скорость работы и/или частота насоса увеличиваются по мере того, как возрастает уклон транспортного средства.

Таким образом, насос охлаждающей жидкости может приводиться в действие, чтобы удалять избыточное тепло из двигателя во время торможения ходом сжатия на основании величины поглощаемого крутящего момента. Посредством приведения в действие насоса, в то время как двигатель является тормозящим ходом сжатия и вращающимся без снабжения топливом, вместо ожидания запуска насоса во время последующей операции запуска двигателя, где двигатель вращается со снабжением топливом, тепловыделение на двигателе может снижаться. По существу, это также снижает необходимость приводить в действие насос охлаждающей жидкости на более высоких скоростях работы и расходах во время последующей операции включения двигателя. Посредством регулирования температур двигателя раньше последующей операции включения двигателя, потребление энергии насоса может снижаться, и может улучшаться экономия топлива транспортного средства с гибридным приводом. Посредством использования электрического насоса охлаждающей жидкости для удовлетворения по существу всех требований к охлаждению двигателя, может снижаться необходимость во вспомогательном насосе охлаждающей жидкости (например, вспомогательном электрическом или механическом насосе охлаждающей жидкости). В общем и целом, посредством повышения величины потока охлаждающей жидкости с увеличенным крутящим моментом торможения ходом сжатия, может быть возможным лучше регулировать температуру головки блока цилиндров наряду с более эффективным приведением в действие насоса охлаждающей жидкости.

Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Конкретные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не требуется обязательно для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V-6, I-4, I-6, V-12, противоположно установленному 4-цилиндровому, и другим типам двигателя. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего изобретения.

Изобретение относится к системам для поддержания температуры двигателя. В способе поддержания температуры двигателя транспортного средства с гибридным приводом, когда транспортное средство приводится в движение электродвигателем, двигатель вращается без снабжения топливом. Поглощают крутящий момент в двигателе для поддержания числа оборотов двигателя на требуемом числе оборотов. Регулируют работу насоса охлаждающей жидкости двигателя на основании поглощаемого крутящего момента. Повышается эффективность охлаждения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ поддержания температуры двигателя транспортного средства с гибридным приводом, включающего в себя двигатель и электродвигатель, включающий:

в состояниях, когда транспортное средство приводится в движение электродвигателем, двигатель вращается без снабжения топливом, поглощают крутящий момент в двигателе для поддержания числа оборотов двигателя на требуемом числе оборотов и регулируют работу насоса охлаждающей жидкости двигателя на основании поглощаемого крутящего момента для регулирования температуры двигателя.

2. Способ по п.1, в котором регулирование температуры двигателя включает в себя поддержание температуры двигателя ниже порогового значения.

3. Способ по п.1, в котором поглощение крутящего момента в двигателе включает в себя отсутствие поглощения заряда в аккумуляторной батарее системы.

4. Способ по п.3, в котором состояние заряда аккумуляторной батареи системы является бóльшим, чем верхний предел.

5. Способ по п.3, в котором температура аккумуляторной батареи системы находится выше пороговой температуры.

6. Способ по п.1, в котором поглощаемый крутящий момент является крутящим моментом торможения ходом сжатия, при этом величина поглощаемого крутящего момента регулируется посредством регулирования одного или более из установки фаз клапанного распределения, установки фаз кулачкового распределения и передаточного отношения трансмиссии.

7. Способ по п.1, в котором насос охлаждающей жидкости является электрическим насосом охлаждающей жидкости, при этом регулирование включает, по мере того, как увеличивается величина поглощаемого крутящего момента, увеличение одного или более из расхода насоса, скорости работы насоса и продолжительности работы насоса.

8. Способ по п.1, в котором регулирование включает управление насосом в течение продолжительности, основанной на температуре двигателя, расходе и скорости работы насоса, на основании температуры двигателя и скорости транспортного средства.

9. Способ по п.8, в котором управление насосом в течение продолжительности включает периодическое приведение в действие насоса в течение продолжительности с частотой, основанной на температуре двигателя и скорости транспортного средства.

10. Способ по п.1, в котором транспортное средство приводится в движение на уклоне вверх по склону или вниз по склону, при этом регулирование включает, по мере того, как уклон увеличивается, увеличение одного или более из расхода насоса, скорости работы насоса и продолжительности работы насоса для поддержания скорости транспортного средства.

11. Способ поддержания температуры двигателя транспортного средства с гибридным приводом, включающий:

в первом состоянии, в котором приводят в движение транспортное средство посредством каждого из электродвигателя и двигателя, управляют электрическим насосом охлаждающей жидкости на основании температуры охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя,

во втором состоянии, в котором приводят в движение транспортное средство посредством электродвигателя с остановленным двигателем, управляют насосом охлаждающей жидкости на основании температуры охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя, и

в третьем состоянии, в котором приводят в движение транспортное средство посредством электродвигателя с двигателем, вращающимся без снабжения топливом, управляют насосом охлаждающей жидкости на основании величины крутящего момента, поглощаемого двигателем, для охлаждения двигателя.

12. Способ по п.11, в котором величина поглощаемого крутящего момента основана на скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

13. Способ по п.12, в котором в первом состоянии насос работает непрерывно при работающем двигателе, во втором состоянии насос работает периодически на основании температуры охлаждающей жидкости, а в третьем состоянии насос работает периодически со скоростью работы, основанной на скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

14. Способ по п.13, в котором во втором состоянии частота периодической работы насоса основана на температуре охлаждающей жидкости, а в третьем состоянии частота периодической работы насоса основана на скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

15. Способ по п.14, в котором в третьем состоянии величина крутящего момента, поглощаемого двигателем, увеличивается при увеличении уклона движения транспортного средства, для поддержания скорости транспортного средства на требуемой скорости транспортного средства.

16. Система поддержания температуры двигателя транспортного средства с гибридным приводом, содержащего:

двигатель,

электродвигатель,

электрический насос охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью осуществления циркуляции охлаждающей жидкости через головку блока цилиндров двигателя, и

систему управления с машиночитаемыми командами для:

непрерывного приведения в действие насоса охлаждающей жидкости для поддержания температуры головки блока цилиндров, когда двигатель вращается со снабжением топливом, и

поглощения крутящего момента в двигателе для поддержания требуемой скорости транспортного средства и периодического приведения в действие насоса охлаждающей жидкости для поддержания температуры головки блока цилиндров, когда двигатель вращается без снабжения топливом.

17. Система по п.16, в которой периодическое приведение в действие насоса охлаждающей жидкости включает в себя приведение в действие насоса со скоростью работы и частотой, основанных на поглощаемом крутящем моменте, при этом поглощаемый крутящий момент увеличивается при увеличении скорости транспортного средства относительно требуемой скорости транспортного средства.

18. Система по п.17, в которой поглощаемый крутящий момент дополнительно основан на уклоне движения транспортного средства, при этом скорость работы и частота насоса увеличиваются при увеличении уклона транспортного средства.

19. Система по п.16, дополнительно содержащая аккумуляторную батарею системы, при этом поглощение крутящего момента в двигателе включает в себя отсутствие накопления заряда в аккумуляторной батарее системы.

20. Система по п.19, в которой состояние заряда аккумуляторной батареи является более высоким, чем верхний предел, а температура аккумуляторной батареи является более высокой, чем пороговая температура.