用于变速器油液的温度控制的设备和方法以及车辆系统与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2019-0027666的优先权的权益，并通过引用将其全文纳入本文。

本发明涉及一种用于自动变速器油液的温度控制的设备和方法以及车辆系统，更具体地，涉及一种能够使用最小的能量来升高温度的用于自动变速器油液的温度控制的设备和方法。

背景技术：

自动变速器使用自动变速器油液(以下称为“atf”)将诸如发动机或者电机的车辆动力源的动力传递到驱动轴。atf用作工作油液，用于在自动变速器的扭矩变换器中传递动力。另外，atf用于润滑和冷却诸如齿轮和轴承的部件，并且还用作离合器、制动器、阀体等的工作油液。

对于低温或者冷驱动，atf的温度低，因此atf的工作效率降低。特别地，当atf的温度低时，使用atf的部分中的摩擦随着油液粘度的增加而增加，因此降低了车辆的燃料经济性。atf升温器是一种旨在通过加热atf来减少摩擦并且提高车辆燃油经济性的设备。当atf的温度低时，atf升温器将atf加热以降低其油液粘度，从而减小摩擦并且相应地提高车辆燃料经济性。

类似于现有技术中的混合动力车辆(hev)或者汽油车辆，在插电式混合动力汽车(phev)在保持电池的同时使用内燃机进行行驶的电量维持(cs)模式下，phev通过使用发动机热量的atf升温器来升高atf的温度，从而提高自动变速器的效率。然而，在phev使用通过消耗电池而产生的电力进行行驶的电量消耗(cd)模式下，自动变速器外部的发热源是受限制的，因此，就自动变速器的效率而言，phev是不利的。此外，当车辆以高速和低aps(加速踏板传感器)行驶时，atf的温度可能会受到行驶风的影响而降低。

技术实现要素：

本发明提供一种atf温度控制设备和方法以及车辆系统，其中，车载充电器(obc)安装在动力系热管理系统中，并且在充电期间使用由obc产生的热量来升高atf的温度，从而可以使用最小的能量来升高atf的温度，并且当车辆在其电池充满电后行驶时，可以提高自动变速器的效率。

本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，本发明所属领域的技术人员通过如下说明可以清楚理解本文中未提到的任何其它技术问题。

根据本发明的一个方面，用于自动变速器油液的温度控制的设备可以包括：确定装置，其配置为在充电开始时，确定所述自动变速器油液的温度与其目标温度之间的温度差是否满足所述自动变速器油液的加热控制条件；以及控制器，其配置为当所述温度差满足所述自动变速器油液的所述加热控制条件时，通过输出用于热管理系统的至少一个驱动单元的操作控制信号来调节所述自动变速器油液的温度。

所述热管理系统可以是动力系热管理系统。所述动力系热管理系统可以包括正温度系数(ptc)加热器、电动油泵(eop)、用于加热器的水泵、自动变速器油液(atf)升温器，并且还可以包括连接在所述ptc加热器和所述atf升温器之间的车载充电器(obc)，以在充电期间产生热量。所述确定装置可以配置为当所述温度差超过第一设定值并且小于或者等于第二设定值时，确定出满足第一阶段加热条件。

所述控制器可以配置为当满足所述第一阶段加热条件时产生加热控制信号并且将所述加热控制信号传送到所述热管理系统，所述加热控制信号包括用于关闭所述热管理系统的ptc加热器并且开启所述热管理系统的电动油泵(eop)和用于加热器的水泵的指令。所述确定装置可以配置为当所述温度差超过第二设定值时确定出满足第二阶段加热条件。所述控制器可以配置为产生第二阶段加热控制信号并且可以配置为当满足所述第二阶段加热条件时将所述第二阶段加热控制信号传送到所述热管理系统，所述第二阶段加热控制信号包括用于开启所述热管理系统的ptc加热器、电动油泵(eop)、以及用于加热器的水泵的指令。

另外，所述控制器可以配置为根据外部空气温度和电量状态(soc)来确定所述ptc加热器的使用率。所述控制器可以配置为当所述外部空气温度小于参考温度时，将所述ptc加热器的使用率确定为100％或者第一值。所述控制器可以配置为当所述外部空气温度大于或者等于参考温度并且所述电量状态(soc)大于或者等于参考值时，将所述ptc加热器的使用率确定为低于第一值的第二值。另外，所述控制器可以配置为当所述外部空气温度大于或者等于参考温度并且所述电量状态(soc)小于参考值时，将所述ptc加热器的使用率确定为低于第二值的第三值。

所述确定装置可以配置为当所述温度差小于第一设定值时确定出满足车载充电器(obc)的冷却条件。所述控制器可以配置为当满足所述冷却条件时产生冷却控制信号并且将所述冷却控制信号传送到所述热管理系统，所述冷却控制信号包括用于关闭所述热管理系统的ptc加热器和电动油泵(eop)并且开启所述热管理系统的用于加热器的水泵的指令。

根据本发明的另一方面，用于自动变速器油液的温度控制的方法可以包括：在充电开始时，确定所述自动变速器油液的温度与其目标温度之间的温度差是否满足所述自动变速器油液的加热控制条件；以及当所述温度差满足所述自动变速器油液的所述加热控制条件时，通过输出用于热管理系统的至少一个驱动单元的操作控制信号来调节所述自动变速器油液的温度。

根据本发明的另一方面，车辆系统可以包括：动力系热管理系统，其具有正温度系数(ptc)加热器、电动油泵(eop)、用于加热器的水泵、自动变速器油液(atf)升温器、以及连接在所述ptc加热器和所述atf升温器之间的车载充电器(obc)；以及atf温度控制设备，其配置为在充电开始时确定所述自动变速器油液的温度与其目标温度之间的温度差是否满足所述自动变速器油液的加热控制条件，并且当所述温度差满足所述自动变速器油液的所述加热控制条件时，通过输出用于所述动力系热管理系统的至少一个驱动单元的操作控制信号来调节所述自动变速器油液的温度。

附图说明

通过结合附图进行的如下具体描述将更清楚地理解本发明的以上和其他目的、特征以及优点。

图1是示出根据本发明的示例性实施方案的车辆系统的配置的示意图；

图2是示出根据本发明的示例性实施方案的动力系热管理系统的配置的示意图；

图3是示出根据本发明的示例性实施方案的用于控制atf的温度的设备的配置的示意图；

图4和图5是示出根据本发明的示例性实施方案的用于控制atf的温度的方法的流程图；以及

图6是示出用于执行根据本发明的示例性实施方案的方法的计算系统的示意图。

具体实施方式

应当理解，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

尽管示例性实施方案被描述为使用多个单元来执行示例性过程，应理解的是，示例性过程也可以通过一个或多个模块执行。此外，应理解的是，术语控制器/控制单元表示包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为储存模块，处理器具体配置为执行所述模块从而进行一个或多个下文进一步描述的过程。

此外，本发明的控制逻辑可以体现为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，计算机可读介质包括通过处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在网络联接的计算机系统中使得计算机可读介质以分布方式存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(can)。

本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，并非旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项的任何和所有组合。

除非特别声明或者从上下文显而易见的，本文所使用的术语“大约”理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差内。“大约”可理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文清楚的，本文提供的所有数值由术语“大约”修饰。

以下，将参考附图对本发明的一些示例性实施方案进行详细描述。在将附图标记添加到每个附图的组件中时，应当注意，即使相同或等同的组件显示在其他附图上，也由相同的附图标记表示。此外，在描述本发明的示例性实施方案时，将排除对公知的特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本发明的主旨。

在描述根据本发明的实施方案的组件时，可以使用诸如第一、第二、“a”、“b”、(a)、(b)等术语。这些术语仅旨在将一个组件与另一组件区分开，并且这些术语并不限制组件的性质、顺序或次序。除非另外定义，否则本文所用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如通常使用的字典中定义的那些术语应解释为具有与相关领域中的上下文含义相同的含义，不应解释为具有理想的或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义为具有这样的含义。

图1是示出根据本发明的示例性实施方案的车辆系统的配置的示意图。参照图1，车辆系统可以包括动力系热管理系统10和atf温度控制设备100。动力系热管理系统10可以包括发动机热管理系统和变速器热管理系统，发动机热管理系统形成围绕发动机的冷却水的循环流，变速器热管理系统形成围绕自动变速器的atf的循环流。

参照图2，动力系热管理系统10可以包括：正温度系数(ptc)加热器12、用于加热器的水泵13、发动机14、水泵15、自动变速器16、电动油泵(eop)17、atf升温器18、以及散热器19。另外，动力系热管理系统10可以进一步包括车载充电器(obc)11。水泵13和15使冷却水在动力系热管理系统10的循环管路中循环，并且eop17使atf在动力系热管理系统10的循环管路中循环。atf升温器18可以配置为通过发动机冷却水与atf之间的热交换来升高atf的温度。散热器19可以配置为通过从冷却水中释放热量而使冷却水冷却。

动力系热管理系统10可以将ptc加热器12和atf升温器18或者atf油室连接，并且可以配置为操作eop17以升高atf的温度。此时，可以使用充电能量来操作ptc加热器12和eop17。obc11可以配置为将来自车辆外部的充电器的交流电(ac)转换为直流电(dc)，并且将直流电供应到电池。由于obc11在对电池充电时产生热量，因此动力系热管理系统10将obc11连接在ptc加热器12与atf升温器18或者atf油室之间，并且可以配置为通过使用在充电期间从obc11产生的热量来升高atf的温度，同时使能量使用最小化。

当电动车辆、混合动力车辆(hev)、或者插电式混合动力车辆(phev)以电动模式运行并且电机提供主电源时，atf温度控制设备100可以配置为当车辆的电池开始充电时，基于预设的目标温度、atf的温度、外部空气温度、和/或电量状态(soc)来调节atf的温度。

以下，将参照图3来描述atf温度控制设备100的详细配置和操作。参照图3，atf温度控制设备100可以包括：控制器110、通信装置120、存储装置130、信息收集装置140、以及确定装置150。特别地，根据该示例性实施方案的atf温度控制设备100的控制器110、信息收集装置140、以及确定装置150可以作为至少一个处理器来实施。

控制器110可以配置为处理在atf温度控制设备100的组件之间传送的信号。通信装置120可以包括通信模块，该通信模块用于与车辆中包括的电子单元和/或控制器进行车载网络通信。例如，通信模块可以配置为从安装在车辆内的传感器接收atf的温度、外部空气温度、和/或电量状态(soc)信息。车载网络通信技术可以包括：控制器局域网(can)通信、本地互连网络(lin)通信、flex-ray通信等。

此外，通信装置120可以包括用于无线因特网连接的模块或者用于短距离通信的通信模块。存储装置130可以配置为存储atf温度控制设备100操作所需的数据和/或算法。例如，存储装置130可以配置为存储关于atf的目标温度的信息，并且存储经由通信装置120接收到的atf的温度、外部空气温度、和/或soc信息。另外，存储装置130可以配置为存储用于atf的加热控制和/或obc11的冷却控制的条件信息，并且存储用于加热或者冷却控制的指令和/或算法。

特别地，存储装置130可以包括诸如随机存取存储器(ram)、静态随机存取存储器(sram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、或者电可擦除可编程只读存储器(eeprom)的存储介质。此外，信息收集装置140可以配置为当车辆的电池开始充电时收集用于温度控制的条件的信息。例如，信息收集装置140可以配置为收集存储在存储装置130中的atf的目标温度信息，并且收集经由通信装置120收集的atf的温度、外部空气温度、和/或soc信息。

确定装置150可以配置为基于由信息收集装置140收集的信息来确定是否满足用于加热控制或者冷却控制的条件，并且将确定结果传送到控制器110。首先，确定装置150可以配置为确定atf的目标温度和atf的温度之间的温度差是否小于第一设定值。例如，第一设定值可以设定为大约-10℃。当温度差小于第一设定值时，确定装置150可以配置为确定出满足冷却控制条件，并且将第一信号传送到控制器110。

确定装置150可以配置为确定温度差是否超过第一设定值。当温度差超过第一设定值时，确定装置150可以配置为确定出满足加热控制条件。另外，确定装置150可以配置为确定温度差是否超过第二设定值。当温度差超过第一设定值并且小于或者等于第二设定值时，确定装置150可以配置为确定出满足第一阶段加热控制条件，并且将第二信号传送到控制器110。当温度差超过第二设定值时，确定装置150可以配置为确定出满足第二阶段加热控制条件，并且将第三信号传送到控制器110。

此外，当满足第二阶段加热控制条件时，确定装置150可以配置为将外部空气温度和soc与参考值进行比较，并且将比较结果一起传送到控制器110。同时，当温度差对应于第一设定值时，确定装置150可以配置为确定出不满足加热控制条件或者冷却控制条件，并且将第四信号传送到控制器110。

当从确定装置150接收到第一信号时，控制器110可以配置为确定出atf的温度高(例如，过高)，生成obc11的冷却控制信号并将其传送到动力系热管理系统10。特别地，冷却控制信号可以包括用于关闭ptc加热器12和eop17以及开启用于加热器的水泵13的指令。因此，动力系热管理系统10可以配置为根据来自控制器110的冷却控制信号来关闭ptc加热器12和eop17并且仅开启用于加热器的水泵13。由于atf的温度高，因此当用于加热器的水泵13开启时，obc11可以通过散热器19冷却。结果，可以防止atf的温度升高。

当从确定装置150接收到第二信号时，控制器110产生用于将atf的温度升高到第一阶段的第一阶段加热控制信号，并且将第一阶段加热控制信号传送到动力系热管理系统10。这里，第一阶段加热控制信号可以包括用于关闭ptc加热器12以及开启eop17和用于加热器的水泵13的指令。因此，动力系热管理系统10根据来自控制器110的第一阶段加热控制信号仅关闭ptc加热器12，并且开启eop17和用于加热器的水泵13。

当从确定装置150接收到第三信号时，控制器110可以配置为产生用于将atf的温度升高到第二阶段的第二阶段加热控制信号，并且将第二阶段加热控制信号传送到动力系热管理系统10。特别地，第二阶段加热控制信号可以包括用于开启ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13的指令。因此，动力系热管理系统10可以配置为根据来自控制器110的第二阶段加热控制信号来开启ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13。当ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13全部开启时，atf的温度可以迅速升高。结果，可以防止自动变速器的效率在低温状态下变差。

当执行第二阶段加热控制时，控制器110可以配置为根据外部空气温度和soc来确定ptc加热器12的使用率。例如，响应于确定出外部空气温度小于参考温度，控制器110可以配置为将ptc加热器12的使用率确定为100％或者接近100％的第一值。此外，当外部空气温度大于或者等于参考温度时，控制器110可以配置为根据soc来确定ptc加热器12的使用率。

例如，当电池充电开始时的soc大于或者等于参考值时，或者当由于充电到一定程度的过程而使soc变得大于参考值时，充电效率可以提高，并且从obc11产生的热量可以减少。因此，当外部空气温度大于或者等于参考温度并且电池的soc大于或者等于参考值时，控制器110可以配置为将ptc加热器12的使用率确定为比第一值低的第二值(例如，大约66.6％)，并且atf的温度可以恒速升高到目标温度。

同时，当电池充电开始时的soc小于参考值时，obc11在充电开始时的效率低，因此产生大量的热量，并且当ptc加热器12工作时，由于使用充电能量而充电效率仍然很低。因此，当外部空气温度大于或者等于参考温度并且电池的soc小于参考值时，控制器110可以配置为确定ptc加热器12的使用率是比第二值低的第三值(例如，大约33.3％)。

特别地，应当理解，ptc加热器12的使用率可以根据诸如剩余充电时间的外部因素而不同地调节。当从确定装置150接收到第四信号时，控制器110可以配置为产生用于结束atf的加热控制的加热控制关闭信号，并且将该加热控制关闭信号传送到动力系热管理系统10。加热控制关闭信号可以包括用于关闭ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13的指令。因此，动力系热管理系统10可以配置为根据来自控制器110的加热控制关闭信号来关闭ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13。特别地，当ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13全部关闭时，可以保持atf的当前温度。

如上所述操作的根据本示例性实施方案的atf温度控制设备100可以以包括用于处理每个操作的存储器和处理器的独立的硬件装置的形式来实施，并且可以以包括在诸如微处理器的另一硬件装置或者通用计算机系统中的形式来驱动。此外，根据本发明的atf温度控制设备100可以在车辆内部实施。特别地，atf温度控制设备100可以与车辆内部的控制器整合在一起，或者可以作为单独的装置来实施，并且可以通过单独的连接装置与车辆的控制单元连接。

下面将更详细地描述根据本发明的如上配置的atf温度控制设备100的操作。图4和图5是示出根据本发明的示例性实施方案的用于控制atf的温度的方法的流程图。

参照图4和图5，当车辆的电池开始充电时(s110)，atf温度控制设备100可以配置为收集调节atf的温度所需的诸如atf的温度、外部空气温度、和/或soc信息的信息(s120)。atf温度控制设备100可以配置为计算atf的目标温度与atf的当前温度之间的温度差t(s130)，并且将计算出的温度差t与第一设定值和第二设定值进行比较。响应于确定出温度差t小于第一设定值a，atf温度控制设备100可以配置为请求开始obc11的冷却控制，以防止atf的温度升高(s150)。

响应于atf温度控制设备100的请求，动力系热管理系统10可以配置为关闭ptc加热器12和eop17并且开启用于加热器的水泵13以执行obc11的冷却控制(s160)。当温度差t对应于第一设定值a时(s140和s170)，atf温度控制设备100可以配置为终止atf的加热控制(s180)。动力系热管理系统10可以配置为响应于atf温度控制设备100的请求而关闭ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13(s190)。

同时，响应于确定出温度差t超过第一设定值a(s170)，atf温度控制设备100可以配置为请求开始加热控制，以将atf的温度保持在预定水平或者升高atf的温度(s200)。响应于确定出温度差t超过第一设定值a并且小于或者等于第二设定值b(s210)，atf温度控制设备100可以配置为请求开始第一阶段加热控制操作(s220)，并且响应于确定出温度差t超过第二设定值b，atf温度控制设备100可以配置为请求开始第二阶段加热控制操作(s240)。

响应于atf温度控制设备100对开始第一阶段加热控制操作的请求，动力系热管理系统10可以配置为仅关闭ptc加热器12并且开启eop17和用于加热器的水泵13，以执行第一阶段加热控制操作(s230)。响应于atf温度控制设备100对开始第二阶段加热控制操作的请求，动力系热管理系统10可以配置为开启ptc加热器12、eop17、以及用于加热器的水泵13，以执行第二阶段加热控制操作(s250)。在过程s250之后，atf温度控制设备100可以配置为确定外部空气温度和soc，并且响应于确定出外部空气温度低于参考温度(s260)，atf温度控制设备100可以配置为将ptc加热器12的使用率确定为100％(s270)。

此外，响应于确定出外部空气温度大于或者等于参考温度并且电池的soc小于参考值(s280)，atf温度控制设备100可以配置为将ptc加热器12的使用率确定为第一值x(s290)。当电池的soc大于参考值时，atf温度控制设备100可以配置为将ptc加热器12的使用率确定为大于第一值x的第二值y(s300)。

图6是示出用于执行根据本发明的示例性实施方案的方法的计算系统的示意图。参照图6，计算系统1000可以包括经由总线1200彼此连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储装置1600、以及网络接口1700。

处理器1100可以是处理存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令的中央处理单元(cpu)或者半导体装置。存储器1300和存储装置1600可以包括各种类型的易失性或者非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括rom(只读存储器)1310和ram(随机存取存储器)1320。

因此，结合本文公开的实施方案描述的方法或者算法的操作可以直接体现在由处理器1100执行的硬件或者软件模块中，或者以其组合形式体现。软件模块可以存在于诸如ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、或者cd-rom的存储介质(即，存储器1300和/或存储装置1600)上。示例性存储介质可以联接到处理器1100，并且处理器1100可以从该存储介质中读取信息并且可以将信息记录在该存储介质中。替代地，存储介质可以与处理器1100整合在一起。处理器1100和存储介质可以存在于专用集成电路(asic)中。asic可以存在于用户终端内。在另一种情况下，处理器1100和存储介质可以作为单独的组件存在于用户终端中。

根据本发明，可以将车载充电器(obc)安装在动力系热管理系统中，并且可以使用在充电期间由obc产生的热量来升高atf的温度，从而可以使用最小的能量来升高atf的温度，并且当车辆在其电池充满电后行驶时，可以提高自动变速器的效率。

上文尽管已经参考示例性实施方案和附图描述了本发明，但是本发明并不限于此，而是可以由本发明所属领域的技术人员进行各种修改和改变，而不偏离所附权利要求所要求保护的本发明的精神和范围。

因此，提供本发明的示例性实施方案以解释本发明的精神和范围，但没有对其限制，从而本发明的精神和范围不受示例性实施方案的限制。本发明的范围应该基于所附权利要求来解释，并且与权利要求等同的范围内的所有技术思想都应当包括在本发明的范围内。