[发明专利]用于车辆冷却系统的方法和系统

说明书

本发明涉及用于车辆冷却系统的方法和系统。提供了方法和系统用于估计车辆动力传动系统组件的冷却需求并基于车辆动力传动系统组件的估计的冷却需求和冷却系统组件的能量使用选择车辆冷却系统的运行模式。在满足车辆的冷却需求的同时，基于选择的运行模式，可以同时调整散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和联接至动力传动系统组件隔热外壳的通风口的开度，以使冷却寄生损失最小化。

技术领域

本说明书总体上涉及用于调整车辆冷却系统的多个组件的方法和系统。

技术背景

车辆冷却系统可以包括多个冷却组件，如散热器、冷却风扇、冷却液循环系统等。不同的冷却组件利用来自发动机和/或来自电池的动力进行操作。此外，冷却系统可以例如通过主动进气格栅(active grille shutter,AGS)开度从车辆的前端接收冷却空气，以帮助冷却发动机、变速器和发动机盖下面的区域中的其他组件。这类前端气流可以通过当车辆运动时增加气动阻力来引起发动机功率的寄生损失。

不同方法可以用于减小当向车辆组件提供冷却时由于AGS开度引起的车辆气动阻力。Klop等人在US 20140370795中示出了用于AGS调整的一个示例性方法。其中，AGS包括可以致动到完全打开位置(允许进气流最大)与关闭位置(完全阻挡进气流)之间的中间位置的有角度位移的叶片。联接至所述叶片的致动器可以基于发动机转速进行调整以便调整叶片开口并由此控制通过AGS的气流引起的气动阻力。

然而，发明人在此已经意识到此类系统潜在的问题。具体地，基于发动机转速控制AGS开度可以引起发动机冷却需求与车辆气动阻力相冲突的状况。作为一个示例，在高发动机转速和高发动机温度状况期间，AGS可以关闭以减小气动阻力，然而，这可能引起提供给车辆组件的发动机冷却并非最佳。作为另一个示例，在发动机转速低而期望保留发动机热量的状况(如发动机冷起动)期间，AGS的开口可以引起一些空气通过车辆的前端进入，从而引起发动机温度降低。作为又一个示例，在湿状况期间(如在雨天期间)，或在洗车时，AGS可以不打开以避免水渗透到发动机中。然而，在这类状况期间，发动机温度控制可能需要有效冷却。虽然其他车辆冷却组件(如冷却风扇和冷却液循环系统)可以在这类状况期间用于车辆冷却，但这类冷却组件的连续使用会增加发动机寄生损失。具体地，发动机功率或电池功率消耗增加对发动机燃料效率和性能造成不利影响。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种用于车辆的方法解决，所述方法包括：基于工况估计动力传动系统组件冷却需求；并且响应于动力传动系统组件冷却需求，同时调整散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和联接至发动机隔热外壳的通风口的通风口开度中的每一者。以此方式，通过包括围绕动力传动系统组件(如发动机、变速器和液力变矩器中的一者)的隔热外壳，组件的热损失可以受到限制，并且为了协同动力传动系统冷却益处，可以同时调整外壳的侧面上的通风口与主动进气格栅、散热器风扇、和循环冷却液系统。

作为一个示例，车辆动力传动系统组件(如发动机或变速器)可以封闭在隔热外壳内，该隔热外壳包括一个或多个壁上的多个可调通风口。基于封闭组件的期望温度，通风口可以打开到不同的程度以促进经由车辆主动进气格栅(AGS)被吸入发动机盖下面的区中的冷却空气流动通过外壳内的动力传动系统组件。AGS的开度可以与隔热外壳上的通风口的开度协调，以调节流入封闭的(一个或多个)车辆组件中的环境空气的量、速度、和温度。例如，在气动阻力很可能发生并且期望发动机冷却的状况期间，可以减小AGS开度以限制气动阻力，同时增大外壳通风口的开度以增大通过发动机组件的冷却空气流量。此外，可以调整额外冷却组件(如，定位在AGS与隔热外壳之间的散热器风扇和用于循环冷却液通过不同的车辆组件的泵)以帮助发动机冷却。作为另一个示例，在冷起动状况期间，AGS和通风口两者可以保持完全关闭以减小发动机的热损失，由此促进封闭发动机的加快的加热。取决于车辆组件的冷却需求，车辆冷却系统可以在多个模式之一下运行，每个模式带有AGS、外壳通风口、和不同的其他发动机冷却组件的不同设置组合。在考虑由于气动阻力引起的损失、以及燃料和电池功率消耗的同时，控制器可以选择满足给定冷却需求并且寄生损失最低的模式。