CN103775188B - 一种电节温器的控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电节温器及其系统的控制系统。一种电节温器的控制方法，所述电节温器包括加热蜡以操作动作阀的操作加热器，所述动作阀可以布置为关闭冷却剂通道，根据本发明的示例性实施方案，所述控制方法可以包括：检测循环在所述冷却剂通道的冷却剂的冷却剂温度；确定所述冷却剂温度是否可以包括在预定加热温度范围内；如果所述冷却剂温度可以处于所述预定加热温度范围内，通过将预定水平的电力以预定时间提供给所述操作加热器，来执行冷却剂加热模式；并且在所述动作阀可以被关闭的条件下，停止所述冷却剂加热模式。

Description

一种电节温器的控制方法及其控制系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月17日提交的韩国专利申请第10-2012-0115640号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种电节温器的控制方法及其系统，该控制方法及其系统根据冷却剂的温度改变冷却剂的通道，并且主动控制冷却剂温度，以防止其过热。

背景技术

车辆的节温器设置在发动机和散热器之间，其由冷却剂的温度变化自动打开/关闭以调节冷却剂的流动速度，并因此将冷却剂的温度控制在预定范围内。

机械节温器根据冷却剂的温度使蜡扩张，蜡的扩张力使活塞移动节温器的阀。

机械节温器在冷却剂的预定打开/关闭温度下工作，以仅在预定温度条件下打开/关闭阀，并因此机械节温器不主动改变此预定温度来应对车辆的驾驶环境的改变。

因此，已经引入电节温器来弥补机械节温器的缺陷，并且电节温器被操作以将冷却剂温度保持在最优化的范围内。

电节温器根据驾驶环境(比如，车辆的负载水平)主动控制发动机的冷却剂温度，以保持最优化的冷却剂温度，并且电节温器可以提高燃料效率并减少废气。

温度敏感型并且电控的驱动部分已经用于打开或关闭节温器的阀，并且驱动部分包括蜡、半流体、橡胶活塞、垫片和主活塞。

此处，启动发动机之前，冷却剂温度较低，并因此燃料消耗和有害废气可由于低温的冷却剂而增加。因此，已经研究了快速提高冷却剂温度的技术。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面涉及提供电节温器的控制方法及其系统，该控制方法及其系统具有启动发动机之后快速提高冷却剂温度的优点。

在本发明的一个方面中，一种电节温器的控制方法，所述电节温器可以包括配置为加热蜡以操作动作阀的操作加热器，所述动作阀布置为关闭冷却剂通道，所述控制方法可以包括：检测沿着所述冷却剂通道流动的冷却剂的冷却剂温度；确定所述冷却剂温度是否可以包括在预定加热温度范围内；当所述冷却剂温度处于所述预定加热温度范围内时，通过将预定水平的电力以预定时间提供给所述操作加热器，来执行冷却剂加热模式；并且当所述动作阀被关闭时，停止所述冷却剂加热模式。

所述预定加热温度范围设定为低于操作最小温度。

电节温器的控制方法，可以还包括：根据可以包括在所述加热温度范围内的冷却剂温度，从映射数据选择提供给所述操作加热器的电力的预定水平和预定时间；并且将预定水平的电力以预定时间提供给所述操作加热器，所述预定水平和所述预定时间选自于所述映射数据。

所述预定水平为PWM占空，并且所述PWM占空选自于0到100％的范围。

电节温器的控制方法，可以还包括：确定所述冷却剂温度是否高于用于操作所述动作阀的操作最小温度；并且当所述冷却剂温度高于所述操作最小温度时，执行用于打开所述动作阀的阀操作控制。

电节温器的控制方法，可以还包括：当所述冷却剂温度高于目标温度时，增加PWM占空。

电节温器的控制方法，可以还包括：当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值大于上允许值时，将所述PWM占空设定为100％。

电节温器的控制方法，可以还包括：当所述冷却剂温度低于目标温度时，降低PWM占空。

电节温器的控制方法，可以还包括：当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值低于下允许值时，将所述PWM占空设定为0％。

打开所述动作阀之前，停止所述冷却剂加热模式。

在本发明的另一个方面中，一种电节温器的控制系统，所述电节温器可以包括配置为加热蜡以操作动作阀的操作加热器，所述动作阀布置为关闭冷却剂通道，所述控制系统可以包括：温度检测器，所述温度检测器检测沿着所述冷却剂通道流动的冷却剂的冷却剂温度；电源部分，所述电源部分将电力提供给所述操作加热器；以及控制部分，所述控制部分通过采用从所述温度检测器传递的温度信号控制从所述电源部分提供给所述操作加热器的电力；其中，所述控制部分确定所述冷却剂温度是否处于预定加热温度范围内，当所述冷却剂温度处于加热温度范围内时控制所述电源部分将预定水平的电力以预定时间提供给所述操作加热器，并且当所述动作阀被关闭时加热所述冷却剂。

所述加热温度范围设定为低于操作最小温度。

所述控制部分根据可以包括在所述加热温度范围内的冷却剂温度从映射数据选择提供给所述操作加热器的预定水平的电力和预定时间，并且将所述预定水平的电力提供给所述操作加热器一所述预定时间，所述预定水平和所述预定时间选自于所述映射数据。

所述预定水平为PWM占空，并且所述PWM占空选自于0到100％的范围。

所述控制部分确定所述冷却剂温度是否高于用于操作所述动作阀的所述操作最小温度，并且当所述冷却剂温度高于所述操作最小温度时执行用于打开所述动作阀的阀操作控制。

当所述冷却剂温度高于目标温度时，所述控制部分增加PWM占空。

当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值大于上允许值时，所述控制部分将所述PWM占空设定为100％。

当所述冷却剂温度低于目标温度时，所述控制部分降低PWM占空。

当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值低于下允许值时，所述控制部分将所述PWM占空设定为0％。

打开所述动作阀之前，所述控制部分停止所述冷却剂加热模式。

根据本发明的示例性实施方案的电节温器的控制方法及其系统，如果冷却剂温度包括在加热温度范围内，给操作加热器提供电力以在动作阀保持被关闭的条件下提高冷却剂温度。

另外，由于节温器的操作加热器在没有单独加热设备的情况下使用，所以节省了成本。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方案的具有电节温器的系统的示意图。

图2为显示根据本发明的示例性实施方案的电节温器的控制方法的流程图。

图3为根据本发明的示例性实施方案的布置在发动机的冷却剂管线上的电节温器的局部横截面图。

图4为显示根据本发明的示例性实施方案的电节温器的操作特性的图表。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明的相同的或等效的部分。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

图1为根据本发明的示例性实施方案的具有电节温器的系统的示意图。

参考图1，具有电节温器的系统包括冷却剂温度检测器9、发动机10、电节温器11、电源部分12、数据存储部分13和控制部分14。

冷却剂温度检测器9检测循环在发动机10内的冷却剂的温度，并且将所检测到的温度传递到控制部分14。并且，控制部分14检测驾驶信息，比如，发动机10的RPM、负载和车辆速度。

控制部分14根据驾驶信息和冷却剂温度从数据存储部分13选择数据，并且根据所选择的数据控制电源部分12以主动控制电节温器11。

控制部分14控制通过电源部分12提供给电节温器11的操作加热器(图3中的105)的电力。因此，通过主动打开或关闭电节温器11的动作阀200，在适当时间使发动机的冷却剂循环到散热器。

本发明的示例性实施方案中，如果确定为循环在发动机10内的冷却剂的温度处于为预定低值的加热温度范围内，控制部分14操作操作加热器(图3中的105)以执行冷却剂加热模式。

冷却剂加热模式的特征在于，给操作加热器105提供电力并且动作阀(图3中的200)维持其关闭状态。如果动作阀200被加热器105打开，由于冷却剂被散热器(图3中的150)冷却，冷却剂的温度不被提高。

另外，执行冷却剂加热模式的加热温度范围可以为从-40到40摄氏度的范围，并且加热温度范围可以根据设计规范而变化。

提供给操作加热器105的电力为PWM占空型，并且该电力被控制在从0到100％的水平范围内。

提前测试车辆，其中根据被测车辆的冷却剂温度和驾驶信息预先确定提供给操作加热器105的电力水平和电力提供时间，并且预先确定的电力水平和电力提供时间作为映射数据类型存储在数据存储部分13中。

控制部分14检测冷却剂温度和驾驶信息，根据所检测到的信息从存储在数据存储部分13中的映射数据选择数据，并且基于所选择的数据控制提供给操作加热器105的电力的水平和提供时间。

在本发明的示例性实施方案中，在动作阀200关闭的条件下，执行冷却剂加热模式，以便有效提高冷却剂的温度。

图2为显示根据本发明的示例性实施方案的电节温器的控制方法的流程图。

参考图2，在S205中检测发动机的启动。在S210中检测冷却剂温度、RPM、负载和车辆速度。

在S215中，确定冷却剂温度是否大于预定最大值。如果冷却剂温度大于预定最大值，则执行S260，其中提供给操作加热器105的PWM占空变为100％。如果冷却剂温度低于预定最大值，则执行S220。冷却剂温度的最大值可以为120摄氏度。

在S220中，确定冷却剂温度是否处于加热温度范围内。加热温度范围可以是选自于-40到+40摄氏度的值。此处，将加热温度范围设定为低于动作阀200开始操作的操作最小温度(例如，60摄氏度)。

如果冷却剂温度不在加热温度范围内，在S225中确定冷却剂温度是否大于电节温器11的操作最小温度。操作最小温度能够为+60摄氏度。

更具体而言，如果确定为冷却剂温度低于40摄氏度(加热温度范围)，则在S265中执行冷却剂加热模式，并且如果确定为冷却剂温度大于60摄氏度(操作最小温度)，则执行S230，并且如果确定为冷却剂在从40到60摄氏度的范围内(非操作范围)，则执行S270。

在S230中检测冷却剂温度、RPM、发动机的负载和车辆速度，并且根据所检测到的信息控制提供给操作加热器105的PWM占空。

在S240中，将实际冷却剂温度与目标温度进行比较，在S245中确定冷却剂温度是否高于目标温度，并且如果冷却剂温度高于目标温度，则在S250中提高提供给加热器105的PWM占空值％。

在S255中，确定在目标温度和冷却剂温度之间的绝对值是否大于上侧允许值。

上侧允许值为滞后值(hysteresis value)，如果目标温度值在100±5的范围内，那么上侧允许值为5，下侧允许值为5。上侧允许值和下侧允许值可以根据设计规范变化。

如果在S275中确定为冷却剂温度低于目标温度，则在S280中降低提供给操作加热器105的PWM占空值。并且，在S285中，确定目标温度和冷却剂温度之差是否低于下侧允许值。

如果在S255和S285中为否，则分别执行S245和S275，如果在S255和S285中为是，则分别执行S260和S290。

在本发明的示例性实施方案中，在S270中控制提供给操作加热器105的当前水平。如上所述，如果冷却剂温度处于加热温度范围内，则提供给操作加热器的PWM占空的水平和提供时间从映射数据选择。

即，如果冷却剂温度处于加热温度范围内，则将预定水平的电力以预定时间提供给操作加热器105，以便冷却剂温度快速提高。

预定时间和预定水平由排列在映射表中的测试结果获得，并且映射表存储在数据存储部分13中。

图3为根据本发明的示例性实施方案的布置在发动机的冷却剂管线上的电节温器的局部横截面图。

参考图1，发动机包括散热器150、发动机的冷却剂出口160、发动机的冷却剂入口170和节温器100。

节温器100包括节温器壳137，并且，在节温器壳137中，第一通道155形成为连接到散热器150，第二通道165形成为连接到冷却剂出口160，并且第三通道175连接到冷却剂入口170。

在本发明的示例性实施方案中，冷却剂泵布置在第三通道175和冷却剂入口170之间，以使冷却剂从节温器100循环到发动机。

如图中所示，第一通道155形成在上侧，第二通道165形成在下侧，并且第三通道175形成在第一通道155和第二通道165之间。

接合空间139形成在节温器壳137中以连接到第一通道155、第二通道165和第三通道175，并且阀体125布置在接合空间139中。

第一阀200整体形成在阀体125的上端部以选择性地关闭第一通道155，并且第二阀205整体形成在阀体125的下端部以选择性地关闭第二通道165。另外，阀O型圈130沿着第一阀200的外圆周安装，以接触第一通道155的内圆周。

主弹簧145布置在节温器壳137的内部，并且主弹簧145的上端部在上方向(upperdirection)上弹性支撑第一阀200的下端部，并且主弹簧145的下端部由节温器壳137的内侧支撑。

主弹簧145具有螺旋弹簧结构，并且阀体插入主弹簧145的螺旋中，除第一阀200和插入第二通道165的部件之外。

另外，安装空间沿着阀体125的中心部分从上端侧到下端侧形成，并且移动阀体125的驱动部分插入安装空间215。

驱动部分包括活塞支撑部分225、活塞导向件127、主活塞120、垫片149、橡胶活塞148、半流体147、隔板115、蜡110、蜡箱135和操作加热器105，其中操作加热器105电连接至连接器140。

活塞支撑部分225形成在第二阀(旁通阀)205的中心部分，其中第二阀205形成在阀体125的下端部。

图4为显示根据本发明的示例性实施方案的电节温器的操作特性的图表。

参考图4，横轴表示将电力提供给操作加热器105之后经过的时间，并且纵轴表示动作阀200被提升的高度。

更具体而言，图4的各条曲线显示的是，根据在将12伏电压电力在冷却剂温度为70摄氏度的条件下提供给阀200之后所经过的时间的打开动作阀200的高度，根据在将12伏电压电力在冷却剂温度为75摄氏度的条件下提供给阀200之后所经过的时间的打开动作阀200的高度，根据在将12伏电压电力在冷却剂温度为80摄氏度的条件下提供给阀200之后所经过的时间的打开动作阀200的高度，根据在将12伏电压电力在冷却剂温度为85摄氏度的条件下提供给阀200之后所经过的时间的打开动作阀200的高度，根据在将12伏电压电力在冷却剂温度为90摄氏度的条件下提供给阀200之后所经过的时间的打开动作阀200的高度，和根据在将12伏电压电力在冷却剂温度为95摄氏度的条件下提供给阀200之后所经过的时间的打开动作阀200的高度。

并且，当冷却剂温度为60摄氏度时，经过60秒之后，可以打开动作阀200，当冷却剂温度为50摄氏度时，经过65秒之后，可以打开动作阀200，并且当冷却剂温度为40摄氏度时，经过70秒之后，可以打开动作阀200。而且，当冷却剂温度为30摄氏度时，经过75秒之后，可以打开动作阀200。

如上所述，当冷却剂温度包括在加热温度范围内(-40到40摄氏度)时，动作阀200被移动之前，将提供给操作加热器105的电力关掉。因此，由于仅当动作阀200关闭时，将电力提供给操作加热器105，所以冷却剂温度快速提高。

在本发明的示例性实施方案中，A≤B和A<B之间存在微小差别。但是，上述两种情况仅用于理解本发明，并且因此应理解上述两种表达包含同样的意义。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非旨在为穷尽本发明，或将本发明限定为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择并进行描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及各种不同选择和改变。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式加以限定。

Claims (16)

1.一种电节温器的控制方法，所述电节温器包括配置为加热蜡以操作动作阀的操作加热器，所述动作阀布置为关闭冷却剂通道，所述控制方法包括：

检测沿着所述冷却剂通道流动的冷却剂的冷却剂温度；

确定所述冷却剂温度是否包括在预定加热温度范围内；

当所述冷却剂温度处于所述预定加热温度范围内时，通过将预定水平的电力以预定时间提供给所述操作加热器，来执行冷却剂加热模式；并且

当所述动作阀被关闭时，停止所述冷却剂加热模式，

其中，所述预定加热温度范围设定为低于操作最小温度，

所述控制方法还包括：

确定所述冷却剂温度是否高于用于操作所述动作阀的操作最小温度；并且

当所述冷却剂温度高于所述操作最小温度时，执行用于打开所述动作阀的阀操作控制。

2.根据权利要求1所述的电节温器的控制方法，还包括：

根据包括在所述加热温度范围内的冷却剂温度，从映射数据选择提供给所述操作加热器的电力的预定水平和预定时间；并且

将预定水平的电力以预定时间提供给所述操作加热器，所述预定水平和所述预定时间选自于所述映射数据。

3.根据权利要求2所述的电节温器的控制方法，其中，所述预定水平为PWM占空，并且所述PWM占空选自于0到100％的范围。

4.根据权利要求1所述的电节温器的控制方法，还包括：

当所述冷却剂温度高于目标温度时，增加PWM占空。

5.根据权利要求4所述的电节温器的控制方法，还包括：

当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值大于上允许值时，将所述PWM占空设定为100％。

6.根据权利要求1所述的电节温器的控制方法，还包括：

当所述冷却剂温度低于目标温度时，降低PWM占空。

7.根据权利要求6所述的电节温器的控制方法，还包括：

当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值低于下允许值时，将所述PWM占空设定为0％。

8.根据权利要求1所述的电节温器的控制方法，其中，打开所述动作阀之前，停止所述冷却剂加热模式。

9.一种电节温器的控制系统，所述电节温器包括配置为加热蜡以操作动作阀的操作加热器，所述动作阀布置为关闭冷却剂通道，所述控制系统包括：

温度检测器，所述温度检测器检测沿着所述冷却剂通道流动的冷却剂的冷却剂温度；

电源部分，所述电源部分将电力提供给所述操作加热器；以及

控制部分，所述控制部分通过采用从所述温度检测器传递的温度信号控制从所述电源部分提供给所述操作加热器的电力；

其中，所述控制部分确定所述冷却剂温度是否处于预定加热温度范围内，当所述冷却剂温度处于加热温度范围内时控制所述电源部分将预定水平的电力以预定时间提供给所述操作加热器，并且当所述动作阀被关闭时加热所述冷却剂，

其中，所述加热温度范围设定为低于操作最小温度，

所述控制部分确定所述冷却剂温度是否高于用于操作所述动作阀的所述操作最小温度，并且当所述冷却剂温度高于所述操作最小温度时执行用于打开所述动作阀的阀操作控制。

10.根据权利要求9所述的电节温器的控制系统，其中，所述控制部分根据包括在所述加热温度范围内的冷却剂温度从映射数据选择提供给所述操作加热器的预定水平的电力和预定时间，并且将所述预定水平的电力以所述预定时间提供给所述操作加热器，所述预定水平和所述预定时间选自于所述映射数据。

11.根据权利要求10所述的电节温器的控制系统，其中，所述预定水平为PWM占空，并且所述PWM占空选自于0到100％的范围。

12.根据权利要求9所述的电节温器的控制系统，其中，当所述冷却剂温度高于目标温度时，所述控制部分增加PWM占空。

13.根据权利要求12所述的电节温器的控制系统，其中，当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值大于上允许值时，所述控制部分将所述PWM占空设定为100％。

14.根据权利要求12所述的电节温器的控制系统，其中，当所述冷却剂温度低于所述目标温度时，所述控制部分降低所述PWM占空。

15.根据权利要求14所述的电节温器的控制系统，其中，当确定为所述目标温度和所述冷却剂温度之间的绝对值低于下允许值时，所述控制部分将所述PWM占空设定为0％。

16.根据权利要求9所述的电节温器的控制系统，其中，打开所述动作阀之前，所述控制部分停止所述冷却剂加热模式。