CN103253104A - 用于机动车的空气调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车的空气调节系统，其中，当不需要对乘客舱(10)加热时把加热乘客舱的辐射器(2)排除为不连接到发动机冷却回路。在此情况下，把控制在机动车冷却回路的蒸发器(12)下游的空气流(F)的混合阀(M)设定在中间位置，其中离开蒸发器(12)的部分空气流直接流入机动车乘客舱而保持其冷却，而离开蒸发器的部分空气流经过加热辐射器，它在此情况下充当蓄冷器。在必须继续冷却乘客舱(10)但冷却回路暂时停用(例如由于停止-起动类型的策略所导致的机动车发动机停止)的步骤中，利用辐射器(2)确保乘客舱的冷却，在该步骤中在空气流到达乘客舱之前辐射器把以前蓄积的冷传递至穿过其的空气流中。

Description

用于机动车的空气调节系统

技术领域

本发明涉及用于机动车的空气调节系统，该空气调节系统是包括如下各项类型的：

- 用于冷却空气的蒸发器，该蒸发器构成冷却回路的一部分并且位于空气流路径中；

- 用于加热空气的辐射器，该辐射器连接到用于冷却机动车内燃发动机的液体的回路并且设置在前述空气流路径中，在蒸发器的下游；以及

- 混合阀，例如采用摆动阀瓣的形式的混合阀，该混合阀用于将离开蒸发器的全部空气流引导经过加热辐射器、或者将全部空气流直接地引导至乘客舱而不经过加热辐射器、或者将部分空气流引导经过加热辐射器并将部分空气流直接引导至乘客舱。

背景技术

在所有带内燃发动机的车辆中，由于构成冷却回路一部分的压缩机停止工作，因而发动机的关闭造成制冷的同时中断。实际上，所述压缩机通常是由内燃发动机驱动(这里所讨论的问题不存在于压缩机由电控发动机驱动的情况中)。当机动车的发动机停止工作时，由于冷却回路中缺乏冷却剂的流动，因而冷却回路中的蒸发器失去其冷却被引导至机动车乘客舱中的空气流的能力。在此情况下，蒸发器往往会在数秒内变热。该现象首先不利于装备有停止-起动系统的机动车；在停止-起动系统中每当实施停止-起动策略而导致发动机关闭时，冷却回路停止执行其冷却乘客舱的功能。

为了克服该弊端，已有人提出采用特殊蒸发器来代替常规类型的蒸发器，该特殊蒸发器包括如下部分：不是被设计用于产生立即被使用的冷空气而是用于蓄积冷（cold）以便随后当机动车发动机关闭时释放所蓄积的冷。该解决方案基本上造成蒸发器的热惯性增加，因而每当冷却回路停止工作时减慢蒸发器的变热。然而，当发动机停止工作后被起动时，该解决方案减慢机动车乘客舱冷却的最初步骤，因为由冷却回路所产生的部分冷不立即用于冷却乘客舱，而是用于冷却蒸发器中起蓄冷器作用的部分。

发明内容

本发明的目的是通过提供在任何工作条件下尤其在发动机暂时停止工作期间(例如在启动停止-起动装置之后)也保证对机动车乘客舱的高效冷却的空气调节系统，而克服现有技术中的弊端。

本发明的另一个目的是在任何其它工作条件下尤其在机动车长时间停止工作后起动发动机时在不影响冷却效率的情况下实现前述目标。

本发明的又一个目的是通过简单且低成本的装置实现前述目标。

为了实现上述目的，本发明的主题是一种空气调节系统，其特征已在本说明书的开始部分提及，其它特征在于：在加热辐射器与发动机冷却液的回路之间的连接中设置有旁通阀，可以通过启用旁通阀而把加热辐射器排除在发动机冷却液回路之；以及设置了控制装置，该控制装置构造成当不需要对乘客舱加热并且冷却回路工作时启用所述旁通阀以及把前述混合阀保持在中间位置，使得在所述条件下所述加热辐射器的辐射物质（radiant mass）起蓄冷器的作用，该蓄冷器可以随后用于在冷却回路暂时停止期间也保持乘客舱冷却。

在根据本发明的系统中，当启用前述旁通阀时，用于加热空气的辐射器不再参与发动机的冷却液的循环，因此可以执行蓄冷器的功能。因此，所述解决方案能够将由冷却回路的蒸发器所执行的被立即用于冷却机动车乘客舱的冷的产生功能与由加热辐射器所执行的随后在发动机暂时停止工作期间使用的冷的蓄积功能分开。因此，在正常工作条件下特别是在车辆长时间停止后起动发动机后，整个蒸发器可以专门用于立即冷却机动车乘客舱从而把将乘客舱调节到优选温度所需时间减小到最短时间。与此同时，在例如由停止-起动装置所导致的发动机临时停止工作期间，之前在蓄积步骤中被冷却的加热辐射器的物质确保冷空气流入乘客舱。

本发明的另一个主题是用于控制空气调节系统的方法，该方法是通过上述系统而实施。

优选地，前述控制装置是电子控制装置，该控制装置被设计用于控制前述旁通阀的启用和前述混合阀的位置、以及冷却回路的压缩机的运行。在所述优选实施例中，该电子控制装置被预先设置成还在车辆减速步骤期间启动由加热辐射器执行的蓄冷功能。

附图说明

基于下面的参照仅作为非限制性实例所提供的附图进行的描述，本发明的其它特征和优点将变得显见，其中：

- 图1是机动车的内燃发动机以及连接到发动机冷却回路的用于加热机动车乘客舱的辐射器的图示，辐射器具有设置在根据本发明的系统中的旁通阀；

- 图2和图3示出了根据构成本发明主题的策略在两种不同工作状况下把空气提供给机动车乘客舱的系统的图示；

- 图4和图5是说明关于在冷却回路的压缩机被停止的步骤中机动车乘客舱的冷却效率的本发明优点的图示。

具体实施方式

本发明适用于装备有内燃发动机1(在图1中图示为整体)和辐射器2的机动车；辐射器2用于加热机动车乘客舱并连接到发动机1的冷却回路。具体地，参照图1，辐射器2经由第一连接管道3接收离开发动机1的冷却回路的热液体。根据常规技术，热液体经过辐射器2，把热传递给辐射器2的辐射物质然后经由管道4返回入发动机1的冷却回路。

为了本发明的目的，通过把任何已知类型(优选地由控制单元E电子控制)的旁通阀5导入辐射器2的进口管道3而实施上述常规布置。当旁通阀5停用时，它不阻止来自发动机1的热液体经过管道3流到辐射器2。当旁通阀5被启动时，它导致来自发动机的热液体流入会聚到返回管道4的旁通管道6，使得用于冷却发动机的液体的循环不经过辐射器2。

图2以在平行于机动车纵向方向的竖直面中的剖视图示出了用于把经过调节的空气提供至机动车乘客舱的组件7的一个实施例。组件7具有结构8，结构8具有用于经调节空气的流动的出口9，机动车的仪表盘(未图示)位于其上。根据常规技术，在与机动车挡风玻璃相邻处以及在仪表盘前部，并且在机动车底板附近，仪表盘均设有一个或多个用于空气流出的出气口，用于把经调节的空气引导入乘客舱10(在图2中，箭头A表示机动车的行进方向)。

根据一种本身已知的技术，组件7包括风扇11，该风扇是用于把空气流F经过仪表盘中的出气口提供至机动车乘客舱10。沿空气流F的路径设置有蒸发器12，蒸发器12构成机动车所装备的冷却回路的一部分并且具有用于冷却回路的流体的进口管道12a和出口管道12b。

沿空气流F的路径在蒸发器12下游还设置有辐射器2，该辐射器是用于加热乘客舱并且具有出口管道3、4。

再次根据一种本身已知的技术，在蒸发器12与加热辐射器2之间设置有混合阀M，在图示的实例中混合阀M是由安装成围绕轴线M1摆动的阀瓣所构成，该阀瓣可在第一操作位置(示于图2，在该第一操作位置上，离开蒸发器12的全部空气流被直接地输送至出口9并输送入机动车乘客舱10而不经过辐射器2)与相反的操作位置(图2中用虚线表示，在该相反的操作位置上，离开蒸发器12的全部空气流在被输送至乘客舱10之前被输送经过加热辐射器2(如由箭头G所表示))之间移动(优选地借助于由电子控制单元E所控制的电控发动机)。

如图3中可见，可以把混合阀瓣M设置在中间位置，在该中间位置上，离开蒸发器12的空气流被分成两股空气流：第一空气流F1通过辐射器2然后到达出口9，同时第二空气流F2被直接地输送至出口9并进入乘客舱10而不经过加热辐射器2。

如上所述，冷却回路的压缩机由机动车内燃发动机所驱动的常规系统具有如下弊端：在由于例如停止-起动型装置的启用而导致暂时停止发动机工作期间乘客舱的冷却中断。为了克服所述弊端，如前所述，根据本发明，设想使用前述旁通阀5，旁通阀5可以把加热辐射器2排除在发动机的冷却液体循环之外，并且旁通阀5和混合阀M的控制装置构造成(在图示的情况下通过电子控制单元E的软件编程)使得在不必对机动车乘客舱进行加热且冷却回路在工作的运行情况下，启用阀5以把辐射器2排除在冷却液体的循环之外，并且把混合阀M设定在如图3中所示的中间位置，从而导致在任何情况下离开蒸发器12的空气流的一部分经过辐射器2。在此情况下，部分冷空气流被直接输送至机动车乘客舱然后立即用于冷却乘客舱，但离开蒸发器的另一部分冷空气流经过辐射器2，辐射器2的辐射物质起蓄冷器的作用。

这样，如果随后暂时中断冷却回路的工作(例如，由于在实施停止-起动类型策略后机动车发动机停止工作)，那么由于冷空气流通过辐射器2因而冷空气流继续被提供至乘客舱10(在此步骤中释放出以前蓄积的冷)。优选地，在所述利用由辐射器2蓄积冷的步骤中，使混合阀M移动到图2中由虚线所表示的位置，在此位置全部的空气流被迫经过辐射器2。

如图中所示，根据本发明的系统设想：在不需要对乘客舱进行加热且机动车的冷却回路工作的步骤中，当不必进行所述加热时可以使用用于加热乘客舱10的辐射器作为蓄冷器， 使得在希望对乘客舱进行冷却但冷却回路不工作的步骤中能够利用辐射器所蓄积的冷。

图4和图5示出了与常规方案(图4)相比本发明(图5)的优点。

就常规系统而言，情况是图4中所示的情况。在此图中，线T显示进入机动车乘客舱的空气温度从冷却回路压缩机被启用的零时刻开始的随时间的变化。如图中所示，最初高的温度在空气流经过蒸发器12被冷却后逐渐降低。在图4中，线C表示(以百分比表示)用于驱动冷却回路的压缩机的电信号。如图中所示，该图示出了在t=32分钟的时刻压缩机的工作被暂时中断2分钟的实例。在此中断后，在该相同的时间区间内空气的温度经历急剧升高，然后当压缩机被重新启用时再次开始下降。

图5示出了利用本发明所获得的相同图示。如图中所示，在压缩机C的工作中断的步骤中，由于如图所示在所述步骤中在任何情况下利用了由辐射器2所蓄积的冷，因而空气温度仅略微升高。在图5中，线D显示经由混合阀M提供给辐射器2的空气的百分比。如图中所示，当压缩机关闭时，把阀M设置在使全部空气流经过辐射器2以便充分利用以前辐射器中所蓄积冷的位置。

在把本发明应用于具备压缩机电子控制器的空气调节系统的情况下，可以通过利用车辆的减速步骤来增加要被蓄积的冷的产生而使冷蓄积步骤最优化。

也可以在冬季为了在冷起动后加速发动机的加热步骤，使用辐射器2的旁通阀5，从而在发动机的所述加热步骤期间暂时排除加热辐射器2。

当然，在不背离本发明原理的情况下，关于本文中仅通过举例所描述并说明的那些方面，构造和实施例的细节内容可有广泛的变化，而不因此背离本发明的范围。

Claims (6)

1.一种机动车的空气调节系统，包括：

- 用于冷却空气的蒸发器(2)，所述蒸发器构成冷却回路的一部分并且位于空气流(F)的路径中；

- 用于加热空气的辐射器(2)，所述辐射器连接到发动机的冷却液体回路并且设置在空气流(F)的前述路径中，在蒸发器(12)的下游；以及

- 混合阀(M)，所述混合阀用于引导离开蒸发器(12)的空气流(F)全部经过加热辐射器(2)、或者全部直接地流至乘客舱 (10)而不经过加热辐射器(2)、或者使部分空气流经过冷却辐射器(2)并使部分空气流直接流到乘客舱(10)；

所述空气调节系统的特征在于：在加热辐射器(2)与发动机的冷却液体回路之间的连接中设置有旁通阀(5)，能够启用旁通阀(5)而把加热辐射器(2)排除在发动机的冷却液体回路之外；以及

设置了控制装置(E)，所述控制装置构造成当不需要对乘客舱(10)进行加热且冷却回路工作时启用所述旁通阀(5)并把前述混合阀(M)保持在中间位置，使得在此情况下所述加热辐射器(2)的辐射物质起蓄冷器的作用，随后能用于在冷却回路暂时停止工作期间也保持乘客舱冷却。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述控制装置是电子控制装置(E)，所述电子控制装置被编程为当不需要对乘客舱(10)进行加热且冷却回路在工作时把所述混合阀(M)保持在所述中间位置，以便把加热辐射器(2)的辐射物质用作蓄冷器，所述电子控制装置(E)被替代地编程为：在希望对乘客舱(10)进行冷却且冷却回路暂时停止工作的情况下使混合阀(M)移动至迫使离开蒸发器(12)的全部空气流经过加热辐射器(2)的位置，以便最大地利用辐射器(2)中所蓄积的冷来保持乘客舱(10)冷却。

3.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其特征在于：所述控制装置是电子控制装置，所述电子控制装置被编程为还在车辆的减速步骤中启动辐射器(2)中蓄积冷的步骤。

4.一种用于控制机动车空气调节系统的方法，其中，所述系统包括：

- 用于冷却空气的蒸发器(12)，所述蒸发器构成冷却回路的一部分并且位于空气流(F)的路径中；

- 用于加热空气的辐射器(2)，所述辐射器连接到发动机的冷却液体回路并且设置在空气流(F)前述路径中，在蒸发器(12)的下游；以及

- 混合阀(M)，用于引导离开蒸发器的全部空气流(F)经过加热辐射器(2)、或者全部直接地流至乘客舱(10)而不经过加热辐射器(2)、或者使部分空气流经过加热辐射器(2)并使部分空气流直接地流到乘客舱(10)，

所述方法的特征在于：在加热辐射器(2)与发动机的冷却液体回路之间的连接中设置旁通阀(5)，能够启用旁通阀(5)而把加热辐射器(2)排除在发动机的冷却液体回路之外；以及

当不需要对乘客舱(10)进行加热且冷却回路工作时，启用前述旁通阀(5)并把前述混合阀(M)设置在中间位置而使得在所述情况下所述加热辐射器(2)的辐射物质起蓄冷器的作用，随后能够用于在冷却回路暂时停用期间也保持乘客舱(10)冷却。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：当不需要对乘客舱(10)进行加热且冷却回路工作时将所述混合阀(M)保持在前述中间位置，而当需要对乘客舱(10)进行冷却且冷却回路被暂时停用时把所述混合阀(M)设置在迫使离开蒸发器(12)的全部空气流经过所述加热辐射器(2)的位置，以便利用辐射器中所蓄积的冷。

6.如权利要求4或权利要求5所述的方法，其特征在于：还在车辆减速步骤期间启动加热辐射器(2)中蓄积冷的步骤。

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