交通工具的动力系的能量控制系统和方法
交通工具的动力系的能量控制系统和方法
【专利摘要】本发明涉及交通工具的动力系的能量控制系统和方法。系统包括模式模块和能量模块。模式模块基于发动机的温度以及减速信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号。基于模式信号，能量模块在交通工具的减速事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却。能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
【专利说明】交通工具的动力系的能量控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及再生制动系统并且涉及发动机的冷却控制系统和燃料控制系统。
【背景技术】
[0002]此处提供的背景描述是用于概括地给出本发明的背景。在这个背景部分中所描述的本发明发明人的工作，以及本说明书中其它不能被作为申请时的现有技术的方面，都不能被明确地或隐含地认为是对抗本公开的现有技术。
[0003]交通工具可包括内燃发动机(ICE)和发动机控制模块(ECM)。ECM可控制ICE的燃料系统和冷却系统以及一个或多个再生制动系统。燃料系统提供燃料给ICE并且可执行减速燃料切断(DFCO)以节省燃料。DFCO可包括使燃料不能到达ICE。可在传动系(例如，变速器、传动轴、车桥和车轮)被接合到ICE的同时使燃料不能到达。
[0004]DFCO因各种原因而被使用。DFCO可被用于在交通工具的加速器未被致动时(例如，交通工具操作者不下压加速器踏板)提供减速(动力系制动)力。在高海拔(山地)区域和/或海拔变化很大的区域中，DFCO被用于提供动力系制动以避免对交通工具的摩擦制动器的损害。
[0005]DFCO也可被用于阻止对催化转化器的损害。例如，节气门位置可被标定并固定以提供最小的每气缸空气质量(APC)给发动机，由此在下坡行进时提供交通工具减速。由于固定的节气门位置和/或对变速器(PRNDL)换档器的手动下拉(例如，换档到低档位，例如LI或L2)，ICE的APC水平可变得过低并引起缺火。缺火指的是空/燃混合物在发动机气缸内的不完全燃烧。这种缺火可导致燃料进入废气系统内并燃烧，这增加了催化转化器的催化剂的温度。当催化剂的温度超过阈值时会发生对催化剂的损害。通过使用DFC0，使燃料不能到达，这保护了催化剂不受缺火事件的影响。
[0006]DFCO也可被用于增加燃料经济性。汽油火花点火发动机的效率在最小燃烧时可能很低(即，最小空气和燃料水平)，这是因为泵送损失和其它的因素。使燃料不能到达要比减少到达ICE的燃料量更高效。
[0007]冷却系统可包括电动冷却泵和电动冷却风扇。冷却泵循环冷却剂通过包括ICE的冷却系统。ECM可通过使预定电压(例如，12伏(V))能被供应到电动冷却泵来激活电动冷却泵。ECM可在冷却剂的温度高于预定温度时激活冷却风扇以冷却冷却剂。
[0008]再生制动系统将在发动机制动期间和/或在车轮制动期间生成的动能转化为电能。该电能可被用于对交通工具能量源充电和/或被用于为交通工具的电动部件供能。再生制动系统可包括一个或多个发电机。该发电机应用制动(即，负)扭矩到ICE和/或交通工具的车轮以执行再生制动并在例如ICE和/或交通工具的减速期间产生电能。
【发明内容】
[0009]提供了系统，其包括模式模块和能量模块。模式模块基于发动机的温度以及减速信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号。基于模式信号，能量模块在交通工具的减速事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却。能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0010]提供了方法，该方法包括基于发动机的温度以及减速信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号。基于模式信号，在交通工具的减速事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却。在增加冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0011]本公开的其它应用领域将通过下面提供的具体描述而易于理解。应当理解的是，详细描述和具体的示例都是仅用于说明目的而不是用于限制本公开的范围。
[0012]本发明还提供了如下方案:
方案1.一种系统，其包括:
模式模块，其基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号；以及
能量模块，其基于模式信号在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却，
其中，能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0013]方案2.如方案I所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示冷却风扇以全接通状态运行的风扇信号。
[0014]方案3.如方案I所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示将散热器的空气流挡风板开到全开位置的挡风板信号。
[0015]方案4.如方案I所述的系统，其中，过电压是大于预定电压的电压。
[0016]方案5.如方案I所述的系统，其中，过电压是大于冷却泵的额定运行电压的电压。
[0017]方案6.如方案I所述的系统，其中，过电压是大于在非减速度事件和非再生制动事件期间使用的冷却泵的最大运行电压的电压。
[0018]方案7.如方案I所述的系统，其中，温度是冷却剂温度和机油温度中的一者。
[0019]方案8.如方案I所述的系统，其中:
模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示交通工具的减速度。
[0020]方案9.如方案I所述的系统，其中:
模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示减速度燃料切断事件。
[0021]方案10.如方案I所述的系统，还包括，再生制动模块，其响应于发动机制动生成再生制动信号，
其中，模式模块基于再生制动信号生成模式信号。
[0022]方案11.如方案I所述的系统，还包括，再生制动模块，其响应于车轮制动生成再生制动信号，
其中，模式模块基于再生制动信号生成模式信号。
[0023]方案12.如方案I所述的系统，其中能量模块: 在减速度事件期间以全接通状态运行冷却泵；以及
在加速度事件期间增加冷却剂的冷却，其中加速度事件发生在减速度事件之后。
[0024]方案13.如方案12所述的系统，其中能量模块:
在第一零-加速度事件期间执行降低冷却泵的速度和使冷却泵不能运行中的至少一者，其中减速度事件发生在第一零-加速度事件之后；以及
在第二零-加速度事件期间执行降低速度和使冷却泵不能运行中的至少一者，其中第二零-加速度事件发生在减速度事件之后，其中加速度事件发生在第二零-加速度事件之后，并且其中冷却泵的速度
在加速度事件期间大于第二零-加速度事件期间，以及 在加速度事件期间小于在减速度事件期间。
[0025]方案14.如方案I所述的系统，其中:
模式模块基于减速度信号和再生制动信号生成模式信号；以及能量模块，其基于模式信号，在交通工具的减速度事件和再生制动事件期间增加冷却剂的冷却。
[0026]方案15.—种方法,其包括:
基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号；基于模式信号，在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加发动机的冷却剂的冷却；以及
在增加冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0027]方案16.如方案15所述的方法，其中，在增加冷却剂的冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括生成:
风扇信号，其指示冷却风扇以全接通状态运行；以及 挡风板信号，其指示将散热器的空气流挡风板开到全开位置。
[0028]方案17.如方案15所述的方法，其中，过电压是比下列更大的电压:
预定电压；以及
在非减速度事件和非再生制动事件期间使用的冷却泵的最大操作电压。
[0029]方案18.如方案15所述的方法，其中，减速度信号指示交通工具的减速度和减速度燃料切断事件中的至少一个。
[0030]方案19.如方案15所述的方法，还包括:
响应于发动机制动和车轮制动中的至少一个生成再生制动信号；以及 基于再生制动信号生成模式信号。
[0031]方案20.如方案15所述的方法，还包括:
基于减速度信号和再生制动信号生成模式信号；以及
基于模式信号，在交通工具的减速度事件期间和再生制动事件期间增加冷却剂的冷却。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]本公开将通过具体描述和附图而被更全面地理解，附图中:
图1是包含根据本公开的发动机控制系统的动力系系统的功能框图；图2是根据本公开的发动机控制模块的功能框图；
图3是根据本公开的冷却泵、冷却风扇和交通工具速度正时的绘图；
图4是根据本公开的说明在再生制动事件期间的改变的调整后总线电压和电流绘图； 图5是根据本公开的冷却剂压力与冷却剂流量的绘图；以及 图6图示了根据本公开的冷却系统能量控制方法。
【具体实施方式】
[0033]本文公开的实施方式包括在(i )交通工具减速和/或降低发动机负载事件，(?)再生制动事件，和(iii)交通工具加速和/或增加发动机负载事件期间的协调冷却系统操作。协调控制在再生制动事件期间提供了增加的冷却和在交通工具加速和/或增加的发动机负载事件期间提供了降低的冷却。结果，在交通工具加速和/或增加的发动机负载事件期间减少了燃料消耗，由此提供了增加的燃料效率。
[0034]传统的冷却系统可在再生制动期间降低和/或关闭冷却泵和/或冷却风扇。本文公开的实施方式包括在再生制动期间以全开状态操作冷却泵和冷却风扇。冷却泵的电压可被临时增加到高于预定电压(例如，12V)的电压(例如，16V)，以提供增加的冷却。这提供了在再生制动期间的最大量的冷却。由于在再生制动期间提供的增加的冷却，冷却泵的接通时间和/或速度和/或冷却风扇的速度可在交通工具加速和/或增加的发动机负载事件期间被降低。由于冷却泵和风扇的降低的速度，在发动机上的负载被降低，这节约了燃料。下面将参照图1-6描述这些实施方式和其它的实施方式。
[0035]在图1中，给出了动力系系统10的功能框图。动力系系统10包括发动机系统12、变速器系统14和能量控制系统15。发动机系统12包括带有发动机控制模块17和内燃发动机(ICE) 18的发动机控制模块(ECM) 16。变速器系统14包括变速器控制模块(TCM) 22。变速器系统14可包括，例如，自动变速器、半自动变速器、双离合器变速器等(此后，变速器19)。能量控制系统15包括`能量控制模块17和冷却系统24。
[0036]ICE18基于来自一个或多个驾驶员输入模块26的驾驶员输入燃烧空/燃混合物以产生交通工具的驱动扭矩。驾驶员输入模块26可包括加速器踏板、制动器踏板和对应的传感器27。传感器27可产生第一踏板信号PEDALl和第二踏板信号PEDAL2，这可包含在驾驶员输入内。
[0037]通过节气门阀30将空气吸入进气歧管28。ECM16控制节气门致动器模块32，其调节节气门阀30的开度以控制被吸入进气歧管28的空气量。空气从进气歧管28被吸入ICE18的气缸(示出了一个气缸34)。ECM16可指示气缸致动器模块36以选择性地去激活一些气缸，这可在某些发动机操作条件下改善燃料经济性。气缸致动器模块36可通过使进气阀38和/或排气阀40不能打开来去激活气缸34，例如通过电磁致动器。ICE18可使用四冲程气缸循环来操作。下面描述的四冲程被命名为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、和排气冲程。在曲轴(未示出)的每转期间，在气缸34内发生四个冲程中的两个。
[0038]在进气冲程期间，空气从进气歧管28被通过进气门38吸入气缸34。ECM16控制燃料致动器模块41，其调节燃料喷射器42的燃料喷射以实现期望的空/燃比。燃料致动器模块41可停止向被去激活的气缸的燃料喷射。
[0039]所喷射的燃料与空气混合并在气缸34中建立空/燃混合物。在压缩冲程期间，活塞(未不出)在气缸34内压缩该空/燃混合物。基于来自ECM16的信号,火花致动器模块44在气缸34内激励火花塞46，其点燃空/燃混合物。这向下驱动活塞并且驱动变速器19。变速器19的输出轴被联接到差速齿轮48的输入。差速齿轮48驱动车桥50和车轮52。
[0040]火花致动器模块44可由具体规定在TDC之前或之后多久产生火花的正时信号控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花致动器模块44的操作可与曲轴角度同步。在各种实施方式中，火花致动器模块44可停止向被去激活的气缸提供火花。
[0041]在燃烧冲程期间，空/燃混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。在排气冲程期间，活塞开始从下止点(BDC)向上移动并且通过排气阀40排出燃烧的副产品。该燃烧副产品通过排气系统54从交通工具排出。催化剂56接收由ICE18输出的废气并且与废气的各种成分反应。仅例如，催化剂56可包括三元催化剂(TWC)、催化转化器、或者另一合适的废气催化剂。
[0042]动力系系统10可包括废气再循环(EGR)阀58，其选择性地改向废气回到进气歧管28。EGR阀58可由EGR致动器模块60控制。
[0043]动力系系统10可使用RPM传感器70以每分钟转数(RPM)为单位测量曲轴的速度(即，发动机速度)。发动机油的温度可使用机油温度(OT)传感器72来测量。发动机冷却剂的温度可使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器74来测量。OT传感器72可产生温度信号T0ilo ECT传感器74可产生冷却剂温度信号Tqkj115 ECT传感器74可被定位在ICE18内或者在冷却剂被循环的其它位置，例如散热器处(未示出)。
[0044]进气歧管28内的压力可使用歧管绝对压力(MAP)传感器76测量。流入进气歧管28内的空气质量流率可使用空气质量流率(MAF)传感器78测量。在各种实施方式中，MAF传感器78可被定位在也包含节气门阀30的壳体内。
[0045]节气门致动器模块32可使用一个或多个节气门位置传感器(TPS) 80监视节气门阀30的位置。被吸入ICE18的空气的环境温度可使用进气温度(IAT)传感器82测量。
[0046]动力系系统10和冷却系统24可还包括交通工具速度传感器84。交通工具速度传感器84可生成指示交通工具的交通工具速度的交通工具速度信号VSPD1。交通工具速度传感器84可例如是变速器、曲轴、车桥、和/或车轮速度传感器。ECM16可使用来自这些传感器中的一个或多个的信号来做出对动力系系统10的控制决定。
[0047]ECM16和发电机90是再生制动系统的一部分。ECM16可与发电机90通信并控制其输出电压。发电机90可被用于产生电能以供交通工具电力系统所用和/或存储在能量源92 (例如，蓄电池)内。电能的产生可被称为再生制动。发电机90可在ICE18、变速器19、车轮52或其它传动系部件上应用制动(即，负)扭矩以执行再生制动并产生电能。
[0048]改变发动机参数的每个系统都可被称之为发动机致动器。每个发动机致动器接收相关的致动器值。例如，节气门致动器模块32可被称之为发动机致动器，并且节气门开度面积可被称之为相关的发动机致动器值。在图1的示例中，节气门致动器模块32通过调节节气门30的叶片的角度来实现节气门开度面积。
[0049]冷却系统24包括冷却回路100、冷却泵102、冷却风扇104、散热器106、一个或多个挡风板108、和对应的挡风板马达110。冷却回路100包括ICE18，冷却泵102，散热器106和冷却流体管线112。能量控制模块17控制冷却泵102和冷却风扇104的接通和关闭时间和速度。能量控制模块17还通过挡风板马达110控制挡风板108的位置。冷却泵102使冷却剂循环通过冷却回路100。冷却风扇104抽吸空气通过散热器106以冷却该冷却剂。挡风板108允许空气穿过散热器106。
[0050]现在还参照图2，示出了能量控制模块17。能量控制模块17包括制动模块120、速度模块122、加速度模块124和温度模块126。制动模块120生成指示车轮制动是否正在被执行的制动信号BRK (128)。制动信号BRK (128)可基于制动踏板信号PEDALl (130)被生成。
[0051]速度模块122基于第一交通工具速度信号Vspdi (132)确定交通工具的速度并生成指示交通工具速度的第二交通工具速度信号Vspd2 (134)。加速度模块124确定交通工具的加速度和/或减速度并生成加速度信号ACCEL (136)。加速度信号ACCEL (136)可基于踏板信号PEDALl、PEDAL2 (137)和第二交通工具速度信号Vspd2来生成。温度模块126确定ICE18的温度并生成指示该温度的温度信号TEMP (140)。可基于温度信号Taral (142) ,T0il(144)中的一个或多个来确定该温度。
[0052]能量控制模块17还包括燃料控制模块146和再生模块148。燃料控制模块146控制ICE18的燃料喷射并且生成了燃料控制信号FUEL (150)。燃料控制信号FUEL指示燃料量、一个或多个燃料喷射器的开度水平、其它燃料喷射参数。燃料控制模块146包括燃料切断模块152，其确定到ICE18的燃料是否要被切断。到ICE18的燃料可在减速度事件期间和/或在交通工具的交通工具速度等于零和/或小于预定速度时被切断。燃料切断模块152可生成燃料切断信号DECEL (154)来执行减速度燃料切断(DFCO)事件并指示到ICE18的燃料被切断。DFCO事件可在交通工具处于接通，但交通工具速度正在减少和/或等于O的同时被执行。燃料切断信号DECEL可基于加速度信号ACCEL、第二交通工具速度信号VSpd2、和/或制动踏板信号BRK来生成。
[0053]再生模块148确定再生事件是否正在被执行。再生事件可以是发动机制动事件和/或车轮制动事件。发动机制动事件指的是在交通工具的减速期间通过发电机90正向ICE18应用负扭矩时。车轮制动事件可指的是在发电机90正在车桥50和/或车轮52中的一个上应用负扭矩时。再生模块148基于燃料切断信号DECEL、第二交通工具速度信号Vspd2、和/或制动踏板信号BRK生成再生制动信号REG (156)。再生制动信号REG指示是否正在执行再生制动。
[0054]能量控制模块17还包括模式确定模块160、发电机模块162和冷却系统模块164。模式确定模块160确定冷却系统24的运行模式并生成模式信号MODE (166)。ICE18和冷却系统24可以DFCO模式、再生制动模式、非DFCO模式、非再生制动模式、基于温度的冷却模式、最大冷却模式、和/或过冷却模式运行。DFCO模式指的是在到ICE18的燃料被去激活并且交通工具处于接通(ON)状态时。这可发生在ICE18被去激活时和/或在ICE18的速度是零和/或小于预定发动机速度时。非DFCO模式指的是在到ICE18的燃料未被切断(或去激活)时。
[0055]再生制动模式指的是在发动机制动和/或车轮(或车桥)制动正被执行时。非再生制动模式指的是在发动机制动和车轮制动不是正被执行时。
[0056]基于温度的冷却模式指的是在冷却泵信号PUMP (168)、冷却风扇信号FAN (170)、和挡风板信号SHUT (172)被基于温度信号TEMP设置时。冷却泵信号PUMP指示冷却泵102的速度。冷却风扇信号FAN指示冷却风扇104的速度。挡风板信号SHUT指示挡风板108的位置。在基于温度的冷却模式期间，到ICE18的燃料可保持被激活。
[0057]最大冷却模式指的是在冷却泵信号PUMP和冷却风扇信号FAN指示全接通速度、并且挡风板信号SHUT指示一个或多个挡风板108的位置被设置为全打开(OPEN)位置时。在基于温度的冷却模式期间，到ICE18的燃料可被激活或去激活。
[0058]过冷却模式指的是在冷却泵信号PUMP指示冷却泵102处于过冷却状态时。这可包括应用过电压到冷却泵102。过电压可大于预定电压、在最大冷却模式期间使用的最大电压、和/或冷却泵102的最大额定操作电压。在过冷却模式期间，冷却风扇信号FAN指示冷却风扇是全接通并且挡风板信号SHUT指示一个或多个挡风板是全打开。在过冷却模式期间，到ICE18的燃料可被切断(或去激活)。
[0059]发电机模块162产生一个或多个发电机控制信号CONT (170)以控制发电机90的输出电压和/或图1的总线172的总线电压。总线172可被连接到ECM16、发电机90、能量源92、和/或冷却泵102。在基于温度的冷却模式期间，发电机控制信号CONT可基于温度信号TEMP设置发电机90的输出电压。例如，由温度信号TEMP指示的温度越高、由发电机90产生的电压越高和/或总线电压越高。总线电压可被提供给冷却泵102。这增加了由冷却泵102所执行的冷却。总线电压可在预定电压范围内。在一个实施方式中并且对于12V冷却泵，该电压范围可以是例如8-13V。在另一个实施方式中并且对于12V冷却泵，该电压范围可以是例如8-16V。
[0060]在最大基于温度的冷却模式期间，发电机控制信号CONT可设置输出电压为预定最大输出电压。预定最大输出电压可等于冷却泵102的最大额定电压。在一个实施方式中，12V冷却泵的最大额定电压是12.6V。在另一实施方式中，12V冷却泵的预定最大输出电压被设置等于16V。
[0061]在过冷却模式期间，发电机控制信号CONT可设置输出电压为预定最大输出电压和/或过电压。过电压可等于冷却泵102的预定过电压且被用于提供对冷却回路100内的冷却剂的过冷却。该过电压可被设置在预定范围内。12V的冷却泵的预定范围可例如是12.6-16V。在一个实施方式中，过电压大于最大额定电压和/或大于发电机90的预定最大输出电压。在另一个实施方式中，12V冷却泵的过电压等于16V。
[0062]冷却系统模块164包括泵模块180、风扇模块182、和挡风板模块184。泵模块180基于模式信号MODE生成冷却泵信号PUMP。风扇模块182基于模式信号MODE生成冷却风扇信号FAN。风扇模块184基于模式信号MODE生成挡风板信号SHUT。
[0063]现在参照图3，示出了冷却泵、冷却风扇和交通工具速度正时绘图。图1和2的能量控制系统15和/或能量控制模块15基于交通工具速度、交通工具减速度事件、交通工具加速度事件、DFCO事件、再生制动事件等控制冷却泵102和冷却风扇104的速度。
[0064]在图3中，交通工具速度信号185和冷却泵和冷却风扇接通时间信号186被示出。第一零-加速度事件(交通工具的加速度等于O)发生在187，减速度事件发生在188，第二零-加速度事件和零-交通工具速度事件(交通工具速度等于O)发生在189，加速度事件发生在190，并且第三零-加速度事件发生在191。DFCO事件和/或再生制动事件发生在减速度事件期间。ICE18可在DFCO事件期间被去激活或关停并且在加速度事件之前或期间被激活。
[0065]在减速度事件开始时，冷却泵102和冷却风扇104被打开和/或冷却泵102和冷却风扇104的速度被增加，在192示出。能量控制模块17可在每个减速度事件、每个DFCO事件、和/或每个再生制动事件期间增加冷却。冷却泵102和冷却风扇104的速度可在减速度事件期间被维持在增加的速度。除了在减速度、DFCO和/或再生制动事件期间增加冷却泵102和冷却风扇104的速度之外，一个或多个挡风板108可被打开或进一步打开以提供额外的冷却。
[0066]在减速度事件结束时，冷却泵102和冷却风扇104可被关闭和/或冷却泵102和冷却风扇104的速度可被降低，在193示出。替代地，冷却泵102和冷却风扇104的速度可在减速度事件结束之后被降低。在减速度事件结束时或在减速度事件结束之后，一个或多个挡风板108的开度可被减小或关闭。
[0067]在加速度事件开始时，冷却泵102和冷却风扇104被打开和/或冷却泵102和冷却风扇104的速度被增加，在194示出。这可包括打开或进一步打开一个或多个挡风板108。冷却泵102和/或冷却风扇104的速度最初在加速度事件的第一或开始部分期间和/或在发生在加速度事件之后的第三零-加速度事件的第一或开始部分期间较小。由于在减速度事件期间提供的增加量的冷却，冷却泵102和冷却风扇104可以减小到速度运行。因为在减速度事件期间提供了过冷却，可在加速度事件(或增加的ICE负载事件)和/或在加速度事件之后的事件期间提供欠冷却。
[0068]过冷却可指的是提供比预定量更大的冷却和/或将冷却回路100内的冷却剂的温度减小到小于预定温度的温度。在非DFCO事件、非再生制动事件期间、和/或在交通工具未减速时，ECM16可维持冷却剂处于预定温度。欠冷却可指的是提供小于预定量的冷却和/或允许冷却剂的温度增加到预定温度。可在过冷却之后并由于过冷却，而提供欠冷却。
[0069]在减速度事件、DFCO事件、和/或再生制动事件期间，冷却系统可减少和/或关闭冷却泵和/或冷却风扇，因为仅需要更小量的冷却来维持ICE处于预定温度和/或在预定温度范围内。能量控制系统15、能量控制模块17和冷却系统24在这些事件期间提供过冷却以对ICE18的冷却回路100内的冷却剂进行过冷却。由于再生制动产生的能量被用于对冷却泵102、冷却风扇104和挡风板马达110供能。这临时地允许在后续的操作事件期间的冷却量减少，在这种情况下冷却泵102和冷却风扇104基于由ICE18生成的能量被操作。因为需要更少量的冷却，所以冷却泵102和/或冷却风扇104以减少的速度被操作。结果，更少的负载被应用到I CE 18，这改善了燃料经济性。
[0070]现在参照图1-2和4，示出了调节后的总线电压和电流绘图，这示出了在再生制动事件期间的变化。示出了总线172的总线电压信号195和总线电流信号196。总线电压信号195和总线电流信号196的第一部分197、198说明了总线172的电压和电流调节，这包括能量源92的充电和放电。而且，还说明了三个再生制动事件的电压和电流变化(被示出为电压和电流脉冲199、200)。在每个再生制动事件期间，发电机90可供应增加水平的电压和电流到总线172。在再生制动事件期间提供的增加水平的电压可被提供到冷却泵102以在再生制动期间增加冷却和/或过冷却的水平。
[0071]增加水平的电压可以是预定水平、冷却泵102的最大电压水平、和/或冷却泵102的过电压。这在交通工具加速度、DFCOjP /或再生制动事件期间最大化了冷却剂流量和冷却速率。这还减少了在后续的欠冷却事件期间的冷却泵102的操作时间和/或降低了冷却泵102的速度和/或降低了冷却泵102和/或冷却风扇104的整体操作时间。[0072]现在参照图1-2和5，示出了冷却剂压力与冷却剂流量绘图。示出了三个冷却剂压力与冷却剂流量曲线(200、201、202)。曲线200-202中的每一个都与不同的冷却泵电压相关联。作为示例，第一曲线200与第一电压(例如，8V)相关联，第二曲线201与第二电压(例如，12V)相关联，以及第三曲线202与第三电压(例如，16V)相关联。当冷却泵102的电压增加时，冷却剂流量中的比例变化增加。在第二和第三曲线之间的变化被示出为^iow,ο在一个实施方式中，在第二和第三电压之间的冷却剂流量的增加是10%。
[0073]能量控制系统15和冷却系统24可使用数种方法操作，图6的方法提供了示例方法。在图6中，示出了冷却系统能量控制方法。尽管下面的任务主要是参照图1-4的实施方式描述的，但是，这些任务可被简单地改进以适用于本公开的其它实施方式。这些任务可被迭代地执行。方法可开始于203。
[0074]在204，传感器信号被生成，这包括第一交通工具速度信号Vspdl、温度信号TC(ral、TQil、踏板信号PEDALl、PEDAL2。也可生成其它传感器信号，例如上述的信号。
[0075]在205，参数信号，例如第二交通工具速度信号Vspd2、制动信号BRK、温度信号TEMP、和加速度信号ACCEL，通过能量控制模块17的相应的模块生成。
[0076]在206，模式确定模块160确定温度信号TEMP是否小于或等于预定温度。任务208在温度信号TEMP大于预定温度时被执行。任务210在温度信号TEMP小于或等于预定温度时被执行。
[0077]在208，冷却系统模块164通过泵模块180、风扇模块182和挡风板模块184生成冷却泵信号PUMP、冷却风扇信号FAN和挡风板信号SHUT。在208，冷却系统模块164以基于温度的冷却模式和/或最大冷却模式运行。在208,冷却系统模块164可以非DFCO模式和非再生制动模式运行。 冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置被基于温度信号TEMP设置，如信号PUMP、FAN、和SHUT所指示的。冷却泵102处于部分接通(ON)或全接通状态。冷却泵104处于部分接通(ON)或全接通状态。挡风板108被部分地或完全打开。
[0078]冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置也可基于任务214-216之前是否被执行来设置。当过冷却(或者额外冷却)在例如交通工具减速度、DFCO和/或再生制动事件期间被提供时，在发生在过冷却事件之后的欠冷却事件期间可最初提供更少量的冷却。任务208可在欠冷却事件中被执行。欠冷却事件中的冷却量可最初小于在具有和欠冷却事件类似的ICE负载、但没有发生在过冷却事件之后的事件的开始期间所提供的。欠冷却事件可发生在零-加速度事件和/或零-交通工具事件之后和在交通工具加速度事件期间，如图3中所示。任务204可在任务208之后被执行。
[0079]在210，模式确定模块160确定DFCO是否能被实现和/或再生制动是否正被执行，这可由信号DECEL、REG指示。任务212在DFCO不能被实现并且再生制动未正被执行时被执行。任务214在DFCO能被实现和/或再生制动正被执行时被执行。
[0080]在212，冷却系统模块164通过泵模块180、风扇模块182和挡风板模块184生成冷却泵信号PUMP、冷却风扇信号FAN和挡风板信号SHUT。在212，冷却系统模块164以基于温度的冷却模式、非DFCO模式和非再生制动模式运行。冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置被基于温度信号TEMP设置，如信号PUMP、FAN、和SHUT所指示的。冷却泵102处于部分接通(ON)状态或被去激活。冷却泵104处于部分接通(ON)状态或被去激活。挡风板108被部分地打开或完全关闭。冷却泵102的速度可小于在208的冷却泵102的速度并且小于在216的冷却泵的速度。冷却风扇104的速度可小于在208的冷却风扇104的速度并且可小于在216的冷却风扇104的速度。一个或多个挡风板108可比在208关闭得更多并且比在216关闭得更多。
[0081]冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置也可基于任务214-216之前是否被执行来设置。任务212可作为欠冷却事件的一部分被执行并且因此可最初具有比任务214-216之前未被执行更小的冷却量。任务204可在任务212之后被执行。
[0082]在接着的任务214中，冷却系统模块164被过渡到以DFCO模式、再生制动模式、最大冷却模式和/或过冷却模式运行。在214,发电机模块162生成发电机控制信号GEN以增加发电机90的输出电压、总线电压172、和被应用到冷却泵102的电压到预定最大电压和/或过电压。
[0083]在接着的任务216中，冷却系统模块164以DFCO模式、再生制动模式、最大冷却模式和/或过冷却模式运行。在216，冷却系统模块164通过泵模块180、风扇模块182和挡风板模块184生成冷却泵信号PUMP、冷却风扇信号FAN和挡风板信号SHUT。冷却泵102以全接通和/或过电压状态运行。冷却风扇104以全接通状态运行。挡风板108处于完全打开位置。任务204可在任务216之后被执行。
[0084]尽管上面的方法包括在TEMP小于或等于预定温度时执行过冷却，但是过冷却可在再生制动被执行且温度信号TEMP大于预定温度时被提供。这可例如发生在车轮制动在高发动机负载事件之后被执行时。
[0085]上述的任务仅作为说明性示例；这些任务可顺序地、同步地、同时地、连续地、在交叠的时间长度中或者以不同的顺序被执行，这取决于应用。而且，任何任务可以不被执行或被跳过，这取决于实施方式和/或事件的顺序。
[0086]上述的实施方式协调电动冷却泵操作与在再生制动事件期间的增加的系统电压，从而减少整体冷却泵能量和/或在非再生制动事件期间使用的冷却泵能量。因此这些实施方式利用更多的无需燃料的制动能量。
[0087]前面的描述本质上仅仅是说明性的，并非用于限定本发明、其应用或使用。本公开的概括教导可以不同的形式实施。因此，虽然本公开包括了特定示例，但是本公开的真实范围不应该被如此限制，因为其它的改变将在研究了附图、说明书和下面的权利要求之后而显而易见。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记指示相似的元件。当在本文中被使用时，短语A、B和C中的至少一个应该被理解为表示使用非排他性逻辑或的逻辑(A或B或C)。应该理解的是，方法中的一个或多个步骤可在不改变本公开的原理的情况下以不同的顺序(或同时)被执行。
[0088]在本文中使用时，术语模块可指的是下列各项、作为其一部分、或包括下列各项:专用集成电路(ASIC)、离散电路、集成电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)JA行代码的处理器(共享的、专用的或集群的)、提供所描述功能的其它合适的硬件部件；或上面各项的一些或全部的组合，例如片上系统。术语模块可包括存储被处理器执行的代码的内存(共享的、专用的或集群的)。
[0089]上面使用的术语代码可包括软件、固件、和/或微代码，并且可指的是程序、例程、函数、类、和/或对象。上面使用的术语共享的，意思是来自多个模块的一些或全部代码可使用单个(共享的)处理器执行。而且，来自多个模块的一些或全部代码可由单个(共享的)内存存储。上面使用的术语集群的，意思是来自单个模块的一些或全部代码可由一群处理器执行。而且，来自单个模块的一些或全部代码可使用一群内存存储。
[0090]本文描述的装置和方法可通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序部分地或全部实施。计算机程序包括存储在至少一个非瞬态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可包括和/或依赖所存储的数据。非瞬态有形计算机可读介质的非限定性示例是非易失内存、易失内存、磁存储器、和光存储器。
【权利要求】
1.一种系统，其包括: 模式模块，其基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号；以及 能量模块，其基于模式信号在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却， 其中，能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
2.如权利要求1所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示冷却风扇以全接通状态运行的风扇信号。
3.如权利要求1所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示将散热器的空气流挡风板开到全开位置的挡风板信号。
4.如权利要求1所述的系统，其中，过电压是大于预定电压的电压。
5.如权利要求1所述的系统，其中，过电压是大于冷却泵的额定运行电压的电压。
6.如权利要求1所述的系统，其中，过电压是大于在非减速度事件和非再生制动事件期间使用的冷却泵的最大运行电压的电压。
7.如权利要求1所述的系统，其中，温度是冷却剂温度和机油温度中的一者。
8.如权利要求1所述的系统，其中: 模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示交通工具的减速度。
9.如权利要求1所述的系统，其中: 模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示减速度燃料切断事件。
10.一种方法，其包括: 基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号； 基于模式信号，在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加发动机的冷却剂的冷却；以及 在增加冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
【文档编号】F01P7/14GK103806998SQ201310550381
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】E.V.冈策, S.R.史密斯, J.M.斯塔内克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
【专利摘要】本发明涉及交通工具的动力系的能量控制系统和方法。系统包括模式模块和能量模块。模式模块基于发动机的温度以及减速信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号。基于模式信号，能量模块在交通工具的减速事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却。能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
【专利说明】交通工具的动力系的能量控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及再生制动系统并且涉及发动机的冷却控制系统和燃料控制系统。
【背景技术】
[0002]此处提供的背景描述是用于概括地给出本发明的背景。在这个背景部分中所描述的本发明发明人的工作，以及本说明书中其它不能被作为申请时的现有技术的方面，都不能被明确地或隐含地认为是对抗本公开的现有技术。
[0003]交通工具可包括内燃发动机(ICE)和发动机控制模块(ECM)。ECM可控制ICE的燃料系统和冷却系统以及一个或多个再生制动系统。燃料系统提供燃料给ICE并且可执行减速燃料切断(DFCO)以节省燃料。DFCO可包括使燃料不能到达ICE。可在传动系(例如，变速器、传动轴、车桥和车轮)被接合到ICE的同时使燃料不能到达。
[0004]DFCO因各种原因而被使用。DFCO可被用于在交通工具的加速器未被致动时(例如，交通工具操作者不下压加速器踏板)提供减速(动力系制动)力。在高海拔(山地)区域和/或海拔变化很大的区域中，DFCO被用于提供动力系制动以避免对交通工具的摩擦制动器的损害。
[0005]DFCO也可被用于阻止对催化转化器的损害。例如，节气门位置可被标定并固定以提供最小的每气缸空气质量(APC)给发动机，由此在下坡行进时提供交通工具减速。由于固定的节气门位置和/或对变速器(PRNDL)换档器的手动下拉(例如，换档到低档位，例如LI或L2)，ICE的APC水平可变得过低并引起缺火。缺火指的是空/燃混合物在发动机气缸内的不完全燃烧。这种缺火可导致燃料进入废气系统内并燃烧，这增加了催化转化器的催化剂的温度。当催化剂的温度超过阈值时会发生对催化剂的损害。通过使用DFC0，使燃料不能到达，这保护了催化剂不受缺火事件的影响。
[0006]DFCO也可被用于增加燃料经济性。汽油火花点火发动机的效率在最小燃烧时可能很低(即，最小空气和燃料水平)，这是因为泵送损失和其它的因素。使燃料不能到达要比减少到达ICE的燃料量更高效。
[0007]冷却系统可包括电动冷却泵和电动冷却风扇。冷却泵循环冷却剂通过包括ICE的冷却系统。ECM可通过使预定电压(例如，12伏(V))能被供应到电动冷却泵来激活电动冷却泵。ECM可在冷却剂的温度高于预定温度时激活冷却风扇以冷却冷却剂。
[0008]再生制动系统将在发动机制动期间和/或在车轮制动期间生成的动能转化为电能。该电能可被用于对交通工具能量源充电和/或被用于为交通工具的电动部件供能。再生制动系统可包括一个或多个发电机。该发电机应用制动(即，负)扭矩到ICE和/或交通工具的车轮以执行再生制动并在例如ICE和/或交通工具的减速期间产生电能。
【发明内容】
[0009]提供了系统，其包括模式模块和能量模块。模式模块基于发动机的温度以及减速信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号。基于模式信号，能量模块在交通工具的减速事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却。能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0010]提供了方法，该方法包括基于发动机的温度以及减速信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号。基于模式信号，在交通工具的减速事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却。在增加冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0011]本公开的其它应用领域将通过下面提供的具体描述而易于理解。应当理解的是，详细描述和具体的示例都是仅用于说明目的而不是用于限制本公开的范围。
[0012]本发明还提供了如下方案:
方案1.一种系统，其包括:
模式模块，其基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号；以及
能量模块，其基于模式信号在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却，
其中，能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0013]方案2.如方案I所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示冷却风扇以全接通状态运行的风扇信号。
[0014]方案3.如方案I所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示将散热器的空气流挡风板开到全开位置的挡风板信号。
[0015]方案4.如方案I所述的系统，其中，过电压是大于预定电压的电压。
[0016]方案5.如方案I所述的系统，其中，过电压是大于冷却泵的额定运行电压的电压。
[0017]方案6.如方案I所述的系统，其中，过电压是大于在非减速度事件和非再生制动事件期间使用的冷却泵的最大运行电压的电压。
[0018]方案7.如方案I所述的系统，其中，温度是冷却剂温度和机油温度中的一者。
[0019]方案8.如方案I所述的系统，其中:
模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示交通工具的减速度。
[0020]方案9.如方案I所述的系统，其中:
模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示减速度燃料切断事件。
[0021]方案10.如方案I所述的系统，还包括，再生制动模块，其响应于发动机制动生成再生制动信号，
其中，模式模块基于再生制动信号生成模式信号。
[0022]方案11.如方案I所述的系统，还包括，再生制动模块，其响应于车轮制动生成再生制动信号，
其中，模式模块基于再生制动信号生成模式信号。
[0023]方案12.如方案I所述的系统，其中能量模块: 在减速度事件期间以全接通状态运行冷却泵；以及
在加速度事件期间增加冷却剂的冷却，其中加速度事件发生在减速度事件之后。
[0024]方案13.如方案12所述的系统，其中能量模块:
在第一零-加速度事件期间执行降低冷却泵的速度和使冷却泵不能运行中的至少一者，其中减速度事件发生在第一零-加速度事件之后；以及
在第二零-加速度事件期间执行降低速度和使冷却泵不能运行中的至少一者，其中第二零-加速度事件发生在减速度事件之后，其中加速度事件发生在第二零-加速度事件之后，并且其中冷却泵的速度
在加速度事件期间大于第二零-加速度事件期间，以及 在加速度事件期间小于在减速度事件期间。
[0025]方案14.如方案I所述的系统，其中:
模式模块基于减速度信号和再生制动信号生成模式信号；以及能量模块，其基于模式信号，在交通工具的减速度事件和再生制动事件期间增加冷却剂的冷却。
[0026]方案15.—种方法,其包括:
基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号；基于模式信号，在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加发动机的冷却剂的冷却；以及
在增加冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
[0027]方案16.如方案15所述的方法，其中，在增加冷却剂的冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括生成:
风扇信号，其指示冷却风扇以全接通状态运行；以及 挡风板信号，其指示将散热器的空气流挡风板开到全开位置。
[0028]方案17.如方案15所述的方法，其中，过电压是比下列更大的电压:
预定电压；以及
在非减速度事件和非再生制动事件期间使用的冷却泵的最大操作电压。
[0029]方案18.如方案15所述的方法，其中，减速度信号指示交通工具的减速度和减速度燃料切断事件中的至少一个。
[0030]方案19.如方案15所述的方法，还包括:
响应于发动机制动和车轮制动中的至少一个生成再生制动信号；以及 基于再生制动信号生成模式信号。
[0031]方案20.如方案15所述的方法，还包括:
基于减速度信号和再生制动信号生成模式信号；以及
基于模式信号，在交通工具的减速度事件期间和再生制动事件期间增加冷却剂的冷却。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]本公开将通过具体描述和附图而被更全面地理解，附图中:
图1是包含根据本公开的发动机控制系统的动力系系统的功能框图；图2是根据本公开的发动机控制模块的功能框图；
图3是根据本公开的冷却泵、冷却风扇和交通工具速度正时的绘图；
图4是根据本公开的说明在再生制动事件期间的改变的调整后总线电压和电流绘图； 图5是根据本公开的冷却剂压力与冷却剂流量的绘图；以及 图6图示了根据本公开的冷却系统能量控制方法。
【具体实施方式】
[0033]本文公开的实施方式包括在(i )交通工具减速和/或降低发动机负载事件，(?)再生制动事件，和(iii)交通工具加速和/或增加发动机负载事件期间的协调冷却系统操作。协调控制在再生制动事件期间提供了增加的冷却和在交通工具加速和/或增加的发动机负载事件期间提供了降低的冷却。结果，在交通工具加速和/或增加的发动机负载事件期间减少了燃料消耗，由此提供了增加的燃料效率。
[0034]传统的冷却系统可在再生制动期间降低和/或关闭冷却泵和/或冷却风扇。本文公开的实施方式包括在再生制动期间以全开状态操作冷却泵和冷却风扇。冷却泵的电压可被临时增加到高于预定电压(例如，12V)的电压(例如，16V)，以提供增加的冷却。这提供了在再生制动期间的最大量的冷却。由于在再生制动期间提供的增加的冷却，冷却泵的接通时间和/或速度和/或冷却风扇的速度可在交通工具加速和/或增加的发动机负载事件期间被降低。由于冷却泵和风扇的降低的速度，在发动机上的负载被降低，这节约了燃料。下面将参照图1-6描述这些实施方式和其它的实施方式。
[0035]在图1中，给出了动力系系统10的功能框图。动力系系统10包括发动机系统12、变速器系统14和能量控制系统15。发动机系统12包括带有发动机控制模块17和内燃发动机(ICE) 18的发动机控制模块(ECM) 16。变速器系统14包括变速器控制模块(TCM) 22。变速器系统14可包括，例如，自动变速器、半自动变速器、双离合器变速器等(此后，变速器19)。能量控制系统15包括`能量控制模块17和冷却系统24。
[0036]ICE18基于来自一个或多个驾驶员输入模块26的驾驶员输入燃烧空/燃混合物以产生交通工具的驱动扭矩。驾驶员输入模块26可包括加速器踏板、制动器踏板和对应的传感器27。传感器27可产生第一踏板信号PEDALl和第二踏板信号PEDAL2，这可包含在驾驶员输入内。
[0037]通过节气门阀30将空气吸入进气歧管28。ECM16控制节气门致动器模块32，其调节节气门阀30的开度以控制被吸入进气歧管28的空气量。空气从进气歧管28被吸入ICE18的气缸(示出了一个气缸34)。ECM16可指示气缸致动器模块36以选择性地去激活一些气缸，这可在某些发动机操作条件下改善燃料经济性。气缸致动器模块36可通过使进气阀38和/或排气阀40不能打开来去激活气缸34，例如通过电磁致动器。ICE18可使用四冲程气缸循环来操作。下面描述的四冲程被命名为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、和排气冲程。在曲轴(未示出)的每转期间，在气缸34内发生四个冲程中的两个。
[0038]在进气冲程期间，空气从进气歧管28被通过进气门38吸入气缸34。ECM16控制燃料致动器模块41，其调节燃料喷射器42的燃料喷射以实现期望的空/燃比。燃料致动器模块41可停止向被去激活的气缸的燃料喷射。
[0039]所喷射的燃料与空气混合并在气缸34中建立空/燃混合物。在压缩冲程期间，活塞(未不出)在气缸34内压缩该空/燃混合物。基于来自ECM16的信号,火花致动器模块44在气缸34内激励火花塞46，其点燃空/燃混合物。这向下驱动活塞并且驱动变速器19。变速器19的输出轴被联接到差速齿轮48的输入。差速齿轮48驱动车桥50和车轮52。
[0040]火花致动器模块44可由具体规定在TDC之前或之后多久产生火花的正时信号控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花致动器模块44的操作可与曲轴角度同步。在各种实施方式中，火花致动器模块44可停止向被去激活的气缸提供火花。
[0041]在燃烧冲程期间，空/燃混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。在排气冲程期间，活塞开始从下止点(BDC)向上移动并且通过排气阀40排出燃烧的副产品。该燃烧副产品通过排气系统54从交通工具排出。催化剂56接收由ICE18输出的废气并且与废气的各种成分反应。仅例如，催化剂56可包括三元催化剂(TWC)、催化转化器、或者另一合适的废气催化剂。
[0042]动力系系统10可包括废气再循环(EGR)阀58，其选择性地改向废气回到进气歧管28。EGR阀58可由EGR致动器模块60控制。
[0043]动力系系统10可使用RPM传感器70以每分钟转数(RPM)为单位测量曲轴的速度(即，发动机速度)。发动机油的温度可使用机油温度(OT)传感器72来测量。发动机冷却剂的温度可使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器74来测量。OT传感器72可产生温度信号T0ilo ECT传感器74可产生冷却剂温度信号Tqkj115 ECT传感器74可被定位在ICE18内或者在冷却剂被循环的其它位置，例如散热器处(未示出)。
[0044]进气歧管28内的压力可使用歧管绝对压力(MAP)传感器76测量。流入进气歧管28内的空气质量流率可使用空气质量流率(MAF)传感器78测量。在各种实施方式中，MAF传感器78可被定位在也包含节气门阀30的壳体内。
[0045]节气门致动器模块32可使用一个或多个节气门位置传感器(TPS) 80监视节气门阀30的位置。被吸入ICE18的空气的环境温度可使用进气温度(IAT)传感器82测量。
[0046]动力系系统10和冷却系统24可还包括交通工具速度传感器84。交通工具速度传感器84可生成指示交通工具的交通工具速度的交通工具速度信号VSPD1。交通工具速度传感器84可例如是变速器、曲轴、车桥、和/或车轮速度传感器。ECM16可使用来自这些传感器中的一个或多个的信号来做出对动力系系统10的控制决定。
[0047]ECM16和发电机90是再生制动系统的一部分。ECM16可与发电机90通信并控制其输出电压。发电机90可被用于产生电能以供交通工具电力系统所用和/或存储在能量源92 (例如，蓄电池)内。电能的产生可被称为再生制动。发电机90可在ICE18、变速器19、车轮52或其它传动系部件上应用制动(即，负)扭矩以执行再生制动并产生电能。
[0048]改变发动机参数的每个系统都可被称之为发动机致动器。每个发动机致动器接收相关的致动器值。例如，节气门致动器模块32可被称之为发动机致动器，并且节气门开度面积可被称之为相关的发动机致动器值。在图1的示例中，节气门致动器模块32通过调节节气门30的叶片的角度来实现节气门开度面积。
[0049]冷却系统24包括冷却回路100、冷却泵102、冷却风扇104、散热器106、一个或多个挡风板108、和对应的挡风板马达110。冷却回路100包括ICE18，冷却泵102，散热器106和冷却流体管线112。能量控制模块17控制冷却泵102和冷却风扇104的接通和关闭时间和速度。能量控制模块17还通过挡风板马达110控制挡风板108的位置。冷却泵102使冷却剂循环通过冷却回路100。冷却风扇104抽吸空气通过散热器106以冷却该冷却剂。挡风板108允许空气穿过散热器106。
[0050]现在还参照图2，示出了能量控制模块17。能量控制模块17包括制动模块120、速度模块122、加速度模块124和温度模块126。制动模块120生成指示车轮制动是否正在被执行的制动信号BRK (128)。制动信号BRK (128)可基于制动踏板信号PEDALl (130)被生成。
[0051]速度模块122基于第一交通工具速度信号Vspdi (132)确定交通工具的速度并生成指示交通工具速度的第二交通工具速度信号Vspd2 (134)。加速度模块124确定交通工具的加速度和/或减速度并生成加速度信号ACCEL (136)。加速度信号ACCEL (136)可基于踏板信号PEDALl、PEDAL2 (137)和第二交通工具速度信号Vspd2来生成。温度模块126确定ICE18的温度并生成指示该温度的温度信号TEMP (140)。可基于温度信号Taral (142) ,T0il(144)中的一个或多个来确定该温度。
[0052]能量控制模块17还包括燃料控制模块146和再生模块148。燃料控制模块146控制ICE18的燃料喷射并且生成了燃料控制信号FUEL (150)。燃料控制信号FUEL指示燃料量、一个或多个燃料喷射器的开度水平、其它燃料喷射参数。燃料控制模块146包括燃料切断模块152，其确定到ICE18的燃料是否要被切断。到ICE18的燃料可在减速度事件期间和/或在交通工具的交通工具速度等于零和/或小于预定速度时被切断。燃料切断模块152可生成燃料切断信号DECEL (154)来执行减速度燃料切断(DFCO)事件并指示到ICE18的燃料被切断。DFCO事件可在交通工具处于接通，但交通工具速度正在减少和/或等于O的同时被执行。燃料切断信号DECEL可基于加速度信号ACCEL、第二交通工具速度信号VSpd2、和/或制动踏板信号BRK来生成。
[0053]再生模块148确定再生事件是否正在被执行。再生事件可以是发动机制动事件和/或车轮制动事件。发动机制动事件指的是在交通工具的减速期间通过发电机90正向ICE18应用负扭矩时。车轮制动事件可指的是在发电机90正在车桥50和/或车轮52中的一个上应用负扭矩时。再生模块148基于燃料切断信号DECEL、第二交通工具速度信号Vspd2、和/或制动踏板信号BRK生成再生制动信号REG (156)。再生制动信号REG指示是否正在执行再生制动。
[0054]能量控制模块17还包括模式确定模块160、发电机模块162和冷却系统模块164。模式确定模块160确定冷却系统24的运行模式并生成模式信号MODE (166)。ICE18和冷却系统24可以DFCO模式、再生制动模式、非DFCO模式、非再生制动模式、基于温度的冷却模式、最大冷却模式、和/或过冷却模式运行。DFCO模式指的是在到ICE18的燃料被去激活并且交通工具处于接通(ON)状态时。这可发生在ICE18被去激活时和/或在ICE18的速度是零和/或小于预定发动机速度时。非DFCO模式指的是在到ICE18的燃料未被切断(或去激活)时。
[0055]再生制动模式指的是在发动机制动和/或车轮(或车桥)制动正被执行时。非再生制动模式指的是在发动机制动和车轮制动不是正被执行时。
[0056]基于温度的冷却模式指的是在冷却泵信号PUMP (168)、冷却风扇信号FAN (170)、和挡风板信号SHUT (172)被基于温度信号TEMP设置时。冷却泵信号PUMP指示冷却泵102的速度。冷却风扇信号FAN指示冷却风扇104的速度。挡风板信号SHUT指示挡风板108的位置。在基于温度的冷却模式期间，到ICE18的燃料可保持被激活。
[0057]最大冷却模式指的是在冷却泵信号PUMP和冷却风扇信号FAN指示全接通速度、并且挡风板信号SHUT指示一个或多个挡风板108的位置被设置为全打开(OPEN)位置时。在基于温度的冷却模式期间，到ICE18的燃料可被激活或去激活。
[0058]过冷却模式指的是在冷却泵信号PUMP指示冷却泵102处于过冷却状态时。这可包括应用过电压到冷却泵102。过电压可大于预定电压、在最大冷却模式期间使用的最大电压、和/或冷却泵102的最大额定操作电压。在过冷却模式期间，冷却风扇信号FAN指示冷却风扇是全接通并且挡风板信号SHUT指示一个或多个挡风板是全打开。在过冷却模式期间，到ICE18的燃料可被切断(或去激活)。
[0059]发电机模块162产生一个或多个发电机控制信号CONT (170)以控制发电机90的输出电压和/或图1的总线172的总线电压。总线172可被连接到ECM16、发电机90、能量源92、和/或冷却泵102。在基于温度的冷却模式期间，发电机控制信号CONT可基于温度信号TEMP设置发电机90的输出电压。例如，由温度信号TEMP指示的温度越高、由发电机90产生的电压越高和/或总线电压越高。总线电压可被提供给冷却泵102。这增加了由冷却泵102所执行的冷却。总线电压可在预定电压范围内。在一个实施方式中并且对于12V冷却泵，该电压范围可以是例如8-13V。在另一个实施方式中并且对于12V冷却泵，该电压范围可以是例如8-16V。
[0060]在最大基于温度的冷却模式期间，发电机控制信号CONT可设置输出电压为预定最大输出电压。预定最大输出电压可等于冷却泵102的最大额定电压。在一个实施方式中，12V冷却泵的最大额定电压是12.6V。在另一实施方式中，12V冷却泵的预定最大输出电压被设置等于16V。
[0061]在过冷却模式期间，发电机控制信号CONT可设置输出电压为预定最大输出电压和/或过电压。过电压可等于冷却泵102的预定过电压且被用于提供对冷却回路100内的冷却剂的过冷却。该过电压可被设置在预定范围内。12V的冷却泵的预定范围可例如是12.6-16V。在一个实施方式中，过电压大于最大额定电压和/或大于发电机90的预定最大输出电压。在另一个实施方式中，12V冷却泵的过电压等于16V。
[0062]冷却系统模块164包括泵模块180、风扇模块182、和挡风板模块184。泵模块180基于模式信号MODE生成冷却泵信号PUMP。风扇模块182基于模式信号MODE生成冷却风扇信号FAN。风扇模块184基于模式信号MODE生成挡风板信号SHUT。
[0063]现在参照图3，示出了冷却泵、冷却风扇和交通工具速度正时绘图。图1和2的能量控制系统15和/或能量控制模块15基于交通工具速度、交通工具减速度事件、交通工具加速度事件、DFCO事件、再生制动事件等控制冷却泵102和冷却风扇104的速度。
[0064]在图3中，交通工具速度信号185和冷却泵和冷却风扇接通时间信号186被示出。第一零-加速度事件(交通工具的加速度等于O)发生在187，减速度事件发生在188，第二零-加速度事件和零-交通工具速度事件(交通工具速度等于O)发生在189，加速度事件发生在190，并且第三零-加速度事件发生在191。DFCO事件和/或再生制动事件发生在减速度事件期间。ICE18可在DFCO事件期间被去激活或关停并且在加速度事件之前或期间被激活。
[0065]在减速度事件开始时，冷却泵102和冷却风扇104被打开和/或冷却泵102和冷却风扇104的速度被增加，在192示出。能量控制模块17可在每个减速度事件、每个DFCO事件、和/或每个再生制动事件期间增加冷却。冷却泵102和冷却风扇104的速度可在减速度事件期间被维持在增加的速度。除了在减速度、DFCO和/或再生制动事件期间增加冷却泵102和冷却风扇104的速度之外，一个或多个挡风板108可被打开或进一步打开以提供额外的冷却。
[0066]在减速度事件结束时，冷却泵102和冷却风扇104可被关闭和/或冷却泵102和冷却风扇104的速度可被降低，在193示出。替代地，冷却泵102和冷却风扇104的速度可在减速度事件结束之后被降低。在减速度事件结束时或在减速度事件结束之后，一个或多个挡风板108的开度可被减小或关闭。
[0067]在加速度事件开始时，冷却泵102和冷却风扇104被打开和/或冷却泵102和冷却风扇104的速度被增加，在194示出。这可包括打开或进一步打开一个或多个挡风板108。冷却泵102和/或冷却风扇104的速度最初在加速度事件的第一或开始部分期间和/或在发生在加速度事件之后的第三零-加速度事件的第一或开始部分期间较小。由于在减速度事件期间提供的增加量的冷却，冷却泵102和冷却风扇104可以减小到速度运行。因为在减速度事件期间提供了过冷却，可在加速度事件(或增加的ICE负载事件)和/或在加速度事件之后的事件期间提供欠冷却。
[0068]过冷却可指的是提供比预定量更大的冷却和/或将冷却回路100内的冷却剂的温度减小到小于预定温度的温度。在非DFCO事件、非再生制动事件期间、和/或在交通工具未减速时，ECM16可维持冷却剂处于预定温度。欠冷却可指的是提供小于预定量的冷却和/或允许冷却剂的温度增加到预定温度。可在过冷却之后并由于过冷却，而提供欠冷却。
[0069]在减速度事件、DFCO事件、和/或再生制动事件期间，冷却系统可减少和/或关闭冷却泵和/或冷却风扇，因为仅需要更小量的冷却来维持ICE处于预定温度和/或在预定温度范围内。能量控制系统15、能量控制模块17和冷却系统24在这些事件期间提供过冷却以对ICE18的冷却回路100内的冷却剂进行过冷却。由于再生制动产生的能量被用于对冷却泵102、冷却风扇104和挡风板马达110供能。这临时地允许在后续的操作事件期间的冷却量减少，在这种情况下冷却泵102和冷却风扇104基于由ICE18生成的能量被操作。因为需要更少量的冷却，所以冷却泵102和/或冷却风扇104以减少的速度被操作。结果，更少的负载被应用到I CE 18，这改善了燃料经济性。
[0070]现在参照图1-2和4，示出了调节后的总线电压和电流绘图，这示出了在再生制动事件期间的变化。示出了总线172的总线电压信号195和总线电流信号196。总线电压信号195和总线电流信号196的第一部分197、198说明了总线172的电压和电流调节，这包括能量源92的充电和放电。而且，还说明了三个再生制动事件的电压和电流变化(被示出为电压和电流脉冲199、200)。在每个再生制动事件期间，发电机90可供应增加水平的电压和电流到总线172。在再生制动事件期间提供的增加水平的电压可被提供到冷却泵102以在再生制动期间增加冷却和/或过冷却的水平。
[0071]增加水平的电压可以是预定水平、冷却泵102的最大电压水平、和/或冷却泵102的过电压。这在交通工具加速度、DFCOjP /或再生制动事件期间最大化了冷却剂流量和冷却速率。这还减少了在后续的欠冷却事件期间的冷却泵102的操作时间和/或降低了冷却泵102的速度和/或降低了冷却泵102和/或冷却风扇104的整体操作时间。[0072]现在参照图1-2和5，示出了冷却剂压力与冷却剂流量绘图。示出了三个冷却剂压力与冷却剂流量曲线(200、201、202)。曲线200-202中的每一个都与不同的冷却泵电压相关联。作为示例，第一曲线200与第一电压(例如，8V)相关联，第二曲线201与第二电压(例如，12V)相关联，以及第三曲线202与第三电压(例如，16V)相关联。当冷却泵102的电压增加时，冷却剂流量中的比例变化增加。在第二和第三曲线之间的变化被示出为^iow,ο在一个实施方式中，在第二和第三电压之间的冷却剂流量的增加是10%。
[0073]能量控制系统15和冷却系统24可使用数种方法操作，图6的方法提供了示例方法。在图6中，示出了冷却系统能量控制方法。尽管下面的任务主要是参照图1-4的实施方式描述的，但是，这些任务可被简单地改进以适用于本公开的其它实施方式。这些任务可被迭代地执行。方法可开始于203。
[0074]在204，传感器信号被生成，这包括第一交通工具速度信号Vspdl、温度信号TC(ral、TQil、踏板信号PEDALl、PEDAL2。也可生成其它传感器信号，例如上述的信号。
[0075]在205，参数信号，例如第二交通工具速度信号Vspd2、制动信号BRK、温度信号TEMP、和加速度信号ACCEL，通过能量控制模块17的相应的模块生成。
[0076]在206，模式确定模块160确定温度信号TEMP是否小于或等于预定温度。任务208在温度信号TEMP大于预定温度时被执行。任务210在温度信号TEMP小于或等于预定温度时被执行。
[0077]在208，冷却系统模块164通过泵模块180、风扇模块182和挡风板模块184生成冷却泵信号PUMP、冷却风扇信号FAN和挡风板信号SHUT。在208，冷却系统模块164以基于温度的冷却模式和/或最大冷却模式运行。在208,冷却系统模块164可以非DFCO模式和非再生制动模式运行。 冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置被基于温度信号TEMP设置，如信号PUMP、FAN、和SHUT所指示的。冷却泵102处于部分接通(ON)或全接通状态。冷却泵104处于部分接通(ON)或全接通状态。挡风板108被部分地或完全打开。
[0078]冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置也可基于任务214-216之前是否被执行来设置。当过冷却(或者额外冷却)在例如交通工具减速度、DFCO和/或再生制动事件期间被提供时，在发生在过冷却事件之后的欠冷却事件期间可最初提供更少量的冷却。任务208可在欠冷却事件中被执行。欠冷却事件中的冷却量可最初小于在具有和欠冷却事件类似的ICE负载、但没有发生在过冷却事件之后的事件的开始期间所提供的。欠冷却事件可发生在零-加速度事件和/或零-交通工具事件之后和在交通工具加速度事件期间，如图3中所示。任务204可在任务208之后被执行。
[0079]在210，模式确定模块160确定DFCO是否能被实现和/或再生制动是否正被执行，这可由信号DECEL、REG指示。任务212在DFCO不能被实现并且再生制动未正被执行时被执行。任务214在DFCO能被实现和/或再生制动正被执行时被执行。
[0080]在212，冷却系统模块164通过泵模块180、风扇模块182和挡风板模块184生成冷却泵信号PUMP、冷却风扇信号FAN和挡风板信号SHUT。在212，冷却系统模块164以基于温度的冷却模式、非DFCO模式和非再生制动模式运行。冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置被基于温度信号TEMP设置，如信号PUMP、FAN、和SHUT所指示的。冷却泵102处于部分接通(ON)状态或被去激活。冷却泵104处于部分接通(ON)状态或被去激活。挡风板108被部分地打开或完全关闭。冷却泵102的速度可小于在208的冷却泵102的速度并且小于在216的冷却泵的速度。冷却风扇104的速度可小于在208的冷却风扇104的速度并且可小于在216的冷却风扇104的速度。一个或多个挡风板108可比在208关闭得更多并且比在216关闭得更多。
[0081]冷却泵102的速度、冷却风扇104的速度、和一个或多个挡风板108的位置也可基于任务214-216之前是否被执行来设置。任务212可作为欠冷却事件的一部分被执行并且因此可最初具有比任务214-216之前未被执行更小的冷却量。任务204可在任务212之后被执行。
[0082]在接着的任务214中，冷却系统模块164被过渡到以DFCO模式、再生制动模式、最大冷却模式和/或过冷却模式运行。在214,发电机模块162生成发电机控制信号GEN以增加发电机90的输出电压、总线电压172、和被应用到冷却泵102的电压到预定最大电压和/或过电压。
[0083]在接着的任务216中，冷却系统模块164以DFCO模式、再生制动模式、最大冷却模式和/或过冷却模式运行。在216，冷却系统模块164通过泵模块180、风扇模块182和挡风板模块184生成冷却泵信号PUMP、冷却风扇信号FAN和挡风板信号SHUT。冷却泵102以全接通和/或过电压状态运行。冷却风扇104以全接通状态运行。挡风板108处于完全打开位置。任务204可在任务216之后被执行。
[0084]尽管上面的方法包括在TEMP小于或等于预定温度时执行过冷却，但是过冷却可在再生制动被执行且温度信号TEMP大于预定温度时被提供。这可例如发生在车轮制动在高发动机负载事件之后被执行时。
[0085]上述的任务仅作为说明性示例；这些任务可顺序地、同步地、同时地、连续地、在交叠的时间长度中或者以不同的顺序被执行，这取决于应用。而且，任何任务可以不被执行或被跳过，这取决于实施方式和/或事件的顺序。
[0086]上述的实施方式协调电动冷却泵操作与在再生制动事件期间的增加的系统电压，从而减少整体冷却泵能量和/或在非再生制动事件期间使用的冷却泵能量。因此这些实施方式利用更多的无需燃料的制动能量。
[0087]前面的描述本质上仅仅是说明性的，并非用于限定本发明、其应用或使用。本公开的概括教导可以不同的形式实施。因此，虽然本公开包括了特定示例，但是本公开的真实范围不应该被如此限制，因为其它的改变将在研究了附图、说明书和下面的权利要求之后而显而易见。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记指示相似的元件。当在本文中被使用时，短语A、B和C中的至少一个应该被理解为表示使用非排他性逻辑或的逻辑(A或B或C)。应该理解的是，方法中的一个或多个步骤可在不改变本公开的原理的情况下以不同的顺序(或同时)被执行。
[0088]在本文中使用时，术语模块可指的是下列各项、作为其一部分、或包括下列各项:专用集成电路(ASIC)、离散电路、集成电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)JA行代码的处理器(共享的、专用的或集群的)、提供所描述功能的其它合适的硬件部件；或上面各项的一些或全部的组合，例如片上系统。术语模块可包括存储被处理器执行的代码的内存(共享的、专用的或集群的)。
[0089]上面使用的术语代码可包括软件、固件、和/或微代码，并且可指的是程序、例程、函数、类、和/或对象。上面使用的术语共享的，意思是来自多个模块的一些或全部代码可使用单个(共享的)处理器执行。而且，来自多个模块的一些或全部代码可由单个(共享的)内存存储。上面使用的术语集群的，意思是来自单个模块的一些或全部代码可由一群处理器执行。而且，来自单个模块的一些或全部代码可使用一群内存存储。
[0090]本文描述的装置和方法可通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序部分地或全部实施。计算机程序包括存储在至少一个非瞬态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可包括和/或依赖所存储的数据。非瞬态有形计算机可读介质的非限定性示例是非易失内存、易失内存、磁存储器、和光存储器。
【权利要求】
1.一种系统，其包括: 模式模块，其基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号；以及 能量模块，其基于模式信号在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加对发动机的冷却剂的冷却， 其中，能量模块，在增加对冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
2.如权利要求1所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示冷却风扇以全接通状态运行的风扇信号。
3.如权利要求1所述的系统，其中，能量模块，在增加对冷却剂冷却的同时，最大化冷却剂的冷却速率，这包括产生指示将散热器的空气流挡风板开到全开位置的挡风板信号。
4.如权利要求1所述的系统，其中，过电压是大于预定电压的电压。
5.如权利要求1所述的系统，其中，过电压是大于冷却泵的额定运行电压的电压。
6.如权利要求1所述的系统，其中，过电压是大于在非减速度事件和非再生制动事件期间使用的冷却泵的最大运行电压的电压。
7.如权利要求1所述的系统，其中，温度是冷却剂温度和机油温度中的一者。
8.如权利要求1所述的系统，其中: 模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示交通工具的减速度。
9.如权利要求1所述的系统，其中: 模式模块基于减速度信号生成模式信号；以及 减速度信号指示减速度燃料切断事件。
10.一种方法，其包括: 基于发动机的温度以及减速度信号和再生制动信号中的至少一个生成模式信号； 基于模式信号，在交通工具的减速度事件和再生制动事件中的至少一个期间增加发动机的冷却剂的冷却；以及 在增加冷却剂的冷却的同时，供应过电压给发动机的冷却泵。
【文档编号】F01P7/14GK103806998SQ201310550381
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】E.V.冈策, S.R.史密斯, J.M.斯塔内克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
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