CN102529638B - 车辆加热系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆加热系统，设置在使冷却液在发动机(1)与加热器芯(4)之间循环的冷却液回路(2)中，具有：将冷却液加热的加热装置(3)；用于冷却液循环的泵(5)；以及切换阀(10)，在该系统中，切换阀(10)用于将冷却液回路(2)划分成加热器芯侧回路(31)和发动机侧回路(30)，并使该冷却液回路(2)在加热器芯侧回路(31)和发动机侧回路(30)之间切换，加热器芯侧回路(31)使冷却液在加热器芯(4)、泵(5)和加热装置(3)中间循环，发动机侧回路(30)使冷却液循环到发动机(1)中，系统特征在于：切换阀(10)具有热敏阀(20)和旁道(29)，该热敏阀(20)根据冷却液的温度切换通道，使得来自发动机侧回路(30)的冷却液进入加热器芯侧回路(31)和发动机侧回路(30)中的任意一个，旁道(29)使来自加热器芯侧回路(31)的冷却液返回到加热器芯侧回路(31)。

Description

车辆加热系统
技术领域
本发明涉及一种车辆加热系统，并且更具体地涉及一种具有冷却液-加热装置的车辆加热系统。
背景技术
出于确保包括混合动力车、怠速停止车辆等的车辆中的加热性能，已经开发了具有电加热器这样的加热装置的车辆加热系统，用于加热要被注入加热器芯中的冷却液。
这些车辆加热系统装配有在流经发动机和加热器芯的冷却液回路中的加热设备和电动泵，使得可以在发动机关机期间进行加热。对于发动机冷态期间的快速加热性能，这些系统中的一些还进一步装配有四路阀，用于切换冷却路径来防止令加热器芯循环的冷却液的进入发动机。通过控制单元来致动四路阀，并且根据室内温度或外界温度来打开或关闭该四路阀(日本待审查专利申请No.2000-108645)。
然而，公开中所提及的四路阀是属于类似电磁阀或电机驱动切换阀的相对昂贵的电动型阀。除此之外，四路阀的致动需要控制单元和温度传感器，从而整体增加了加热系统的成本。此外，由于将四路阀设计成根据由温度传感器检测到的室内或外界温度来切换冷却路径，所以难以恰当地掌握发动机温度并将该发动机温度反映给加热控制。例如，当室内温度低时，所述阀被切换至不将使加热器芯循环的冷却液引入到发动机中的路径。在该状态下，一旦室内温度随着快速加热作用升高，使加热器芯循环的所述冷却液被切换至流向发动机侧的路径。此时，如果发动机处于冷态，那么存在由于冷藏在发动机中的冷却液循环到加热器芯中而使加热性能损失的可能性。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆加热系统，其进行有效的加热控制、降低用于切换冷却路径的四路阀的成本，并且以简单且不昂贵的结构来设计整个加热系统。
为了实现该目的，本发明是设置在使冷却液在发动机与加热器芯之间循环的冷却液回路中的一种车辆加热系统，具有：将冷却液加热的加热装置；用于冷却液循环的泵；以及切换阀，在该系统中，所述切换阀用于将所述冷却液回路划分成加热器芯侧回路和发动机侧回路，并使该冷却液回路在所述加热器芯侧回路和发动机侧回路之间切换，所述加热器芯侧回路使冷却液在所述加热器芯、泵和加热装置之中循环，所述发动机侧回路使冷却液循环到发动机中，所述系统特征在于：
所述切换阀具有热敏阀和旁道，该热敏阀根据冷却液的温度切换通道，使得来自发动机侧回路的冷却液进入加热器芯侧回路和发动机侧回路中的任意一个，所述旁道使来自所述加热器芯侧回路的冷却液返回到所述加热器芯侧回路；并且当切换所述通道使得来自所述发动机侧回路的冷却液进入所述发动机侧回路时，所述热敏阀阻断来自所述发动机侧回路的冷却液进入所述加热器芯侧回路。
当在冷启动时所见的发动机温度低时，通过利用切换阀将冷却液回路划分成使冷却液在加热器芯、泵和加热装置之中循环的加热器芯侧回路和使冷却液循环到发动机中的发动机侧回路，并且通过利用热敏阀而根据来自发动机侧回路的冷却液的温度来切换通道，使由加热器加热的冷却液能够通过旁道被运送到加热器芯侧回路中，而不流经发动机。因此，可以从加热器芯获取热，而不会降低冷却液温度并且快速等到加热性能。
由于热敏阀基于冷却液温度进行冷却液回路的切换，所以不需要安装例如电磁螺线管、电机等的用于切换阀门的驱动装置，并且能够以低成本构成切换阀。由于这个原因，也不需要提供用来控制切换阀门用的所述驱动装置的控制器、用来检测温度的传感器等。结果，简单且不昂贵地构成了整个加热系统。
优选，所述切换阀具有引入路径，无论所述热敏阀的切换为何，该引入路径都将来自所述加热器芯侧回路的冷却液引到所述发动机侧回路中。
通过这样做，无论所述热敏阀的切换为何，该引入路径都将从所述加热器芯侧回路进入到切换阀中的的冷却液引入到所述发动机侧回路。因此，在具有不经过发动机的加热器芯侧回路的情况下，即使经过加热器芯侧回路循环的冷却液由于温度升高而膨胀，该冷却液也能够经过引入路径而被引入到发动机侧回路中，防止了水从加热器芯侧回路泄漏。
优选，所述旁道从所述引入路径分叉；并且如果所述通道被所述热敏阀切换而使得来自所述发动机侧回路的冷却液进入所述加热器芯侧回路，那么来自所述发动机侧回路的冷却液经过所述旁道和引入路径返回到所述发动机侧回路。
这样，如果形成将来自发动机侧回路的冷却液运入加热器芯侧回路的通道，那么泵的停止降低了引入路径中的冷却液的液压。结果，来自发动机侧回路的一部分冷却液通过分支的旁道进入引入路径，而后返回到发动机侧回路。因此，如果泵在车辆的冷却期间停止，那么加热器芯侧回路中的冷却液循环停止，从而保持了冷却液的热不会从加热器芯逃逸。这防止了冷却性能的变差。
附图说明
从下面给出的详细说明以及附图，本发明将变得更加完全可以理解，所述附图仅仅以图示的方式给出，因而并不限制本发明，并且其中：
图1是根据本发明的一个实施例的车辆加热系统的示意性构造图；
图2A示出了当冷却液温度低时切换阀的详细内部构造，而图2B示出了当冷却液温度高时切换阀的详细内部构造；以及
图3是车辆加热系统的构造图，示出了切换阀的构造。
具体实施方式
下面将参考附图来说明本发明的实施例。
图1是根据本发明的一个实施例的车辆加热系统的示意性构造图。
如图1所示，根据本实施例，在发动机1的冷却回路2中，按照以冷却液流动的方向命名的顺序，插设有电加热器3(加热装置)、加热器芯4以及电动泵5。
即使在发动机1关机期间也能够致动电加热器3，并且该电加热器3能够加热冷却回路2中的冷却液。加热器芯4从冷却液获取热能并且与待提供到车辆中的空气进行热交换，从而使该空气加热。电动泵5使冷却液在冷却回路2中循环。
冷却回路2设置有切换阀10。该切换阀10具有两个入口11和12以及两个出口13和14，并且起到切换冷却回路2的作用。在切换阀10的两个入口11和12之间，第一入口11连接于发动机1的冷却液出口，而第二入口12连接于电动泵5的出口。在切换阀10的两个出口13和14之间，第一出口13连接于电加热器3的流入口，而第二出口14连接于发动机1的冷却液入口。
图2A示出了当冷却液温度低时所述切换阀10的详细内部构造，而图2B示出了当冷却液温度高时所述切换阀10的详细内部构造。
切换阀10具有根据冷却液温度而打开或关闭的热敏阀20。如图2所示，热敏阀20具有内部空间是大致柱状的壳体21以及在壳体21内沿轴向(图2所示的垂直方向)可动的轴22。轴22装配有在其上部的第一阀部件23以及在其下端的第二阀部件24。第一阀部件23将壳体21的内部空间一分为二，即，上部空间25和下部空间26。如图2A所示，当轴22位于上侧时，上部空间25和下部空间26被第一阀部件23隔开。如图2B所示，当轴22位于下侧时，上部空间25和下部空间26彼此连通。
通向下部空间26的第一入口11形成在壳体21的周壁中，并且通向上部空间25的第一出口13形成在壳体21的上部中。敞通至第二出口14中的阀口27形成在壳体21的下部。通过第二阀部件24来打开/关闭所述阀口27。
轴22包括未示出的内置温度传感器，并且根据贮存在下部空间26中的冷却液的温度而在轴向上移动。如图2所示，轴22在低冷却液温度时向上移动，而在高冷却液温度时向下移动。
切换阀10进一步设置有连接第二入口12与第二出口14的引入路径28。切换阀10还包括连接第二入口12与上部空间25的旁道29。
如图2A所示，当轴22由于冷却液温度下降而如图所示向上移动时，第二阀部件24从阀口27脱离并打开该阀口27，使第一入口11与第二出口14彼此连通。与此同时，壳体21中的上部空间25和下部空间26被第一阀部件23彼此分隔，使第一入口11与第一出口13彼此截断。
如图2B所示，当轴22由于冷却液温度上升而如图所示向下移动时，阀口27被第二阀部件24关闭。同时，第一阀部件23打开，使得壳体21中的上部空间25和下部空间26彼此连通，并且使第一入口11与第一出口13彼此连通。
图3是车辆加热系统的构造图，示出了切换阀10的构造。
由于该实施例以上述方式构造了切换阀10，所以使从发动机1进入第一入口11的冷却液在向第一出口13侧中流入与返回值第二出口14侧之间切换，即，在向电加热器3中流入与返回至发动机1之间切换。
来自第二入口12的冷却液通过引入路径28从第二出口14排出，并且返回到发动机1的冷却液入口。
由于旁道29将第二入口12与第一出口13连通，所及即使第一入口11和第一出口13彼此截断，也能通过该旁道29将来自第二入口12的冷却液提供到第一出口13。
因此，当来自发动机的冷却液具有低温时，建立了使来自发动机1的冷却液通过热敏阀20而不经过加热器芯4返回到发动机1的回路30(发动机侧回路)，以及设置有电加热器3、加热器芯4和电动泵5并且不经过发动机1的冷却液回路31。当如恰在起动之后所见的来自发动机1的冷却液的温度降低的时候，被电加热器3所加热的冷却液不流经发动机1，并且在防止该冷却液温度降低的同时将该冷却液引入到加热器芯4中。这使得可以从加热器芯4获取热，并且立即使冷却液温度升高。
当来自发动机1的冷却液具有高温时，使得从发动机1输送的冷却液通过热敏阀20进入加热器芯4侧。因此，能够从加热器芯4获取从发动机1排出的冷却液的热量。于是可以实现应用发动机1的热量的加热。
由于通过热敏阀20来进行基于冷却液温度的冷却液回路2的切换，所以不需要提供用于切换阀门的任何驱动装置，例如电磁螺线管、电机等。因此，能够以低成本来构成切换阀10。而且不需要提供控制用于切换阀门的驱动装置的控制器、检测温度的传感器等。因此，简单且不昂贵地构成了整个加热系统。
在流经了加热器芯4并进入了第二入口12之后，冷却液流经引入路径28并且从第二出口14被排出。无论热敏阀20的切换为何，冷却液接着都被引入发动机侧。由于这个原因，当热敏阀20的轴22向上移动并且建立了不经过发动机1的冷却液回路31时，即使由于电加热器3等的加热使经过回路31循环的冷却液温度升高而膨胀时，也能够通过将冷却液经过引入路径28引入发动机1来防止水从回路31泄漏。
该实施例在车辆的加热期间起动电动泵5，并且在车辆的冷却期间停止电动泵5。
在本实施例中，第一出口13与第二入口12通过旁道29恒久地彼此连通。因此，如果当轴22由于冷却液温度升高而向下移动时，电动泵5静止，则存在于引入路径28中的冷却液的液压降低。结果，已经从第一入口11过来的一部分冷却液经过旁道29和引入路径28返回到发动机1。这引起了流经加热器芯4的冷却液的流量降低，因而加热效率变差的可能性。然而，如果如上所述在加热期间起动电动泵5，能够保持流经加热器芯4的冷却液的充足流量，并且确保了加热效率。
在车辆的冷却期间，当轴22由于冷却液温度升高而向下移动时，通过停止电动泵5来降低存在于引入路径28中的冷却液的流量。这样，已经从第一入口11过来的冷却液经过旁道29积极地返回到发动机1。因此，防止了高温冷却液经过加热器芯4，这将阻碍从加热器芯4产生热空气。因此，这防止了冷却性能变差。

Claims (1)

1.一种车辆加热系统，设置在使冷却液在发动机(1)与加热器芯(4)之间循环的冷却液回路(2)中，具有：将冷却液加热的加热装置(3)；用于冷却液循环的泵(5)；以及切换阀(10)，在该系统中，所述切换阀(10)用于将所述冷却液回路(2)划分成加热器芯侧回路(31)和发动机侧回路(30)，并使该冷却液回路(2)在所述加热器芯侧回路(31)和发动机侧回路(30)之间切换，所述加热器芯侧回路(31)使冷却液在所述加热器芯(4)、所述泵(5)和所述加热装置(3)之中循环，所述发动机侧回路(30)使冷却液循环到所述发动机(1)中，所述系统特征在于：
所述切换阀(10)具有热敏阀(20)和旁道(29)，该热敏阀(20)根据冷却液的温度切换通道，使得来自发动机侧回路(30)的冷却液进入所述加热器芯侧回路(31)和所述发动机侧回路(30)中的任意一个，所述旁道(29)使来自所述加热器芯侧回路(31)的冷却液返回到所述加热器芯侧回路(31)，
当切换通道使得来自所述发动机侧回路(30)的冷却液进入所述发动机侧回路(30)时，所述热敏阀(20)阻断来自所述发动机侧回路(30)的冷却液进入所述加热器芯侧回路(31)，
所述切换阀(10)具有引入路径(28)，无论所述热敏阀(20)的切换为何，该引入路径(28)都将来自所述加热器芯侧回路(31)的冷却液引到所述发动机侧回路(30)，
所述旁道(29)从所述引入路径(28)分叉，并且
如果所述通道被所述热敏阀(20)切换使得来自所述发动机侧回路(30)的冷却液进入所述加热器芯侧回路(31)，那么来自所述发动机侧回路(30)的冷却液经过所述旁道(29)和所述引入路径(28)返回到所述发动机侧回路(30)。
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