CN104696057A - 用于车辆的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的冷却系统，包括通过冷却水管互连并且被配置为将散热器冷却的冷却水供应至发动机的水泵。发动机恒温器基于从发动机排出的冷却水的温度来选择性地打开和关闭与散热器连接的冷却水管。加热器芯经由冷却水管与发动机连接。自动变速器油(ATF)加温器，安装在与发动机连接的自动变速器内，并且自动变速器油加温器与冷却水管连接并被引入从发动机排出的高温冷却水，并且自动变速器油加温器通过使冷却水与变速器油彼此热交换来调整变速器油的温度。阀也设置在发动机与加热器芯之间的、与自动变速器油加温器连接的冷却水管上。

Description

用于车辆的冷却系统

相关申请的交叉引用 

本申请要求于2013年12月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0152538号的优先权和权益，将其全部内容以引用方式结合于本文中。 

技术领域

本发明涉及用于车辆的冷却系统，并且更具体地，涉及一种选择性地在高温状态中使用冷却水的车辆的冷却系统，其通过考虑行驶状态以及是否启动加热以防止不必要的能量损耗通过使用电动机的驱动力和发动机的驱动力冷却混合动力车辆中的发动机，从而改善整体燃料效率。 

背景技术

近几年，随着对有关能量效率和环境污染问题的关注逐渐增加，对能够基本替代具有内燃机的车辆的环境友好车辆的开发有所增长并且环境友好车辆被典型被分类为通常将燃料电池或电力用作动力源而驱动的电动车辆以及使用发动机和电池而驱动的混合动力车辆。 

这里，对于使用燃料电池的电动车辆，氧和氢的化学反应能量被转换为电能以产生驱动力，并且在该过程期间，由于化学反应在燃料电池中产生热能，因此，需要有效地去除所产生的热以确保燃料电池的性能。即使在混合动力车辆中，通过驱动使用从燃料电池或电池供应的电力的电动机 连同用普通燃料驱动的发动机一起产生驱动力，因此，通过有效地去除燃料电池或电池以及电动机产生的热仅可确保电动机的性能。 

以电动机驱动的用于匀速驾驶、平缓驾驶、和低中速匀速驾驶的电动车辆(EV)模式驱动混合动力车辆，同时驱动内燃机和电动机用于加速和急加速，并且在电动机停止的状态中通过用于高速匀速驾驶的内燃机驱动混合动力车辆。这里，根据驱动源，混合动力车辆的冷却系统包括具有电冷却系统和内燃机冷却系统的两个冷却系统的冷却系统。 

如上所述，在应用于混合动力车辆的冷却系统中，根据车辆的行驶状态启动加热模式或者将冷却发动机的高温状态中的冷却水供应至加热器芯和自动变速器油(ATF)加温器以升高室内供暖和变速器油温度。然而，在现有技术的混合动力车辆中，响应于电动机驱动时的加热，通过启动发动机以将供应至加热器芯的冷却水的温度维持至预定或更大温度来将车辆的冷却系统维持在怠速状态中，但是在该状态中，当将冷却水供应至ATF加温器以除了加热以外与变速器油交换热，发动机怠速损失增大，从而，整体燃料效率劣化。 

本节中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，且因此可包括不构成此国家中本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。 

发明内容

本发明提供这样一种用于车辆的冷却系统，其通过考虑行驶状态以及是否启动加热来通过防止在冷却使用电动机的驱动力和发动机的驱动力两者的混合动力车辆中的发动机时产生的处于高温状态的冷却水供应至ATF加温器来防止冷却水的热源损失，从而通过最小化发动机怠速损失来降低不必要的能量损耗并改善燃料效率。 

本发明示例性实施方式提供一种用于车辆的冷却系统，可包括：水泵，通过冷却水管互连并且该水泵被配置为将经散热器冷却的冷却水供应至发动机；发动机恒温器，被配置为基于从该发动机排出的该冷却水的温度来选择性地打开和关闭与该散热器连接的该冷却水管；加热器芯，经由该冷却水管与该发动机连接；以及自动变速器油(ATF)加温器，安装在与该发动机连接的自动变速器内，并且该自动变速器油加温器与该冷却水管连接并被引入从该发动机排出的高温冷却水，并且该自动变速器油加温器被配置为通过使该冷却水与变速器油彼此热交换来调整该变速器油的温度，其中，该冷却系统进一步包括阀，该阀设置在该发动机与该加热器芯之间的、与该自动变速器油加温器连接的该冷却水管上。 

该阀按照电子类型被配置为与发动机控制单元(ECU)电连接并基于该发动机控制单元的控制信号被打开或关闭，其中，该发动机控制单元与该发动机连接。ECU可以与空调控制器电连接并确定该车辆的加热是否是根据从该空调控制器输出的信号而启动的，其中，该空调控制器被配置为调节该车辆的冷却或该加热。ECU可被配置为在由该空调控制器输出的该信号启动该车辆的该加热时感测该车辆的行驶状态来执行该发动机的致动。空调控制器可与空调风扇电连接并且该空调控制器被配置为调节该空调风扇的致动空气量，其中，该空调风扇布置在该加热器芯内以将风吹到该车辆的内部。 

根据本发明示例性实施方式，用于车辆的冷却系统可被配置为通过考虑行驶状态以及是否启动加热而防止在冷却使用电动机的驱动力和发动机的驱动力两者的混合动力车辆中的发动机时产生的处于高温状态的冷却水供应至ATF加温器来防止冷却水的热源损失，从而通过最小化发动机怠速损失来降低不必要的能量损耗并改善燃料效率。 

ECU可被配置为通过根据被配置为操作车辆的内部加热的空调控制器的输出信号来调节阀的打开和闭合程度来调整变速器油和冷却水的热 交换流量来调节热交换量，从而通过ATF加温器中的热交换中断或热交换增量来最大化驱动系统减摩效率。 

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的冷却系统的示例性方框配置图；以及 

图2和图3是示出基于根据本发明示例性实施方式的用于车辆的冷却系统中的控制信号的冷却水的流动的示例性操作状态图。 

具体实施方式

应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种小船(boat)和船舶(ship)的水运工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力汽车、电动车辆、插入式混合电动车辆、氢动力车辆、及其他代用燃料车辆(例如从除石油以外的资源获得的燃料)。如本文中提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动车辆。 

虽然示例性实施例被描述为使用多个单元执行该示例性过程，但是应该理解该示例性过程也可由一个模块或多个模块执行。此外，应该理解术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器被配置存储模块，且该处理器被特别配置执行该模块，以执行下面进一步描述的一个或多个过程。 

此外，本发明的控制逻辑可被体现为计算机可读介质上的非临时性计算机可读介质，其包括由处理器、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。该计算机可读记录介质也可以被分布在网络联接的计算机系统，使得该计算机可读介质以分布的方式被存储和执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)。 

本文所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。应进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。如本文所用的，术语“和/或”包括所关联的列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。 

在下文中将参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。因此，示例性实施方式中示出的配置和本说明书中描述的附图仅是本发明示例性实施方式并不表示本发明的所有的技术精神，并且因此，应理解在提交本申请时可替换配置的各种修改实例是可能的。 

图1是根据本发明示例性实施方式的用于车辆的冷却系统的示例性方框配置图。参考图1，根据本发明示例性实施方式的用于车辆的冷却系统1可被配置为通过考虑行驶状态以及是否启动加热来防止在冷却使用电动机的驱动力和发动机的驱动力两者的混合动力车辆中的发动机3时产生的处于高温状态的冷却水供应至ATF加温器15从而防止冷却水的热源损失，从而通过最小化发动机怠速损失来降低不必要的能量损耗并改善燃料效率。相应地，冷却系统1可包括水泵9、发动机恒温器11、加热器芯13、ATF加温器15、以及阀17。 

水泵9可经由冷却水在其中流动的冷却水管C.P互相连接并可被配置为向发动机3供应通过与散热器7中的室外空气的热交换冷却的冷却水。在冷却过热发动机3的同时，供应至发动机3的冷却水通过热交换来加热 将以相当高的温度状态从发动机3排出。发动机恒温器11可被配置为根据从发动机3排出的冷却水的温度选择性地打开和关闭与散热器7连接的冷却水管C.P从而选择性地向散热器7中引入要被冷却的冷却水。 

加热器芯13可经由冷却水管C.P与发动机3连接并且加热器芯可被配置为从处于高温状态的冷却水接收热源以使用所接收的热源用于加热车辆。此外，ATF加温器15可安装在与发动机3连接的自动变速器5内，并可与冷却水管C.P连接以引入从发动机3排出的高温冷却水，并可被配置为使冷却水和变速器油彼此交换热以控制变速器油的温度。阀17可布置在发动机3与加热器芯13之间的、与ATF加温器15连接的冷却水管C.P上。 

此外，阀17可被配置成电子式，即，可与发动机3连接的ECU20电连接，并可根据ECU20的控制信号被打开或关闭。具体地，ECU20可以与被配置为操作车辆的冷却或加热的空调控制器30电连接并根据从空调控制器30输出的信号确定是否启动车辆的加热。ECU20还可被配置为在由空调控制器30输出的信号启动车辆的加热时通过感测车辆的行驶状态来操作发动机3的致动。 

同时，空调控制器30与空调风扇31(该空调风扇布置在加热器芯13内以将风吹到车辆的内部)电连接以调节空调风扇31的空气量。在下文中，将详细地描述如上所述配置的根据本发明示例性实施方式的用于车辆的冷却系统1的启动和动作。 

图2和图3是示出基于根据本发明示例性实施方式的用于车辆的冷却系统中的控制信号的冷却水的流动的示例性操作状态图。首先，如图2所示，在混合动力车辆中，ECU20可被配置为当发动机3和电动机都被驱动时，或者车辆以发动机3用作驱动源的内燃机模式被驱动或者响应于由ECU20确定的车辆的内部加热不是由来自空调控制器30输出的信号启动时向阀17输出控制信号以打开阀17。 

此外，从发动机3排出的处于相当高的温度状态(例如，高于预定阈值的温度)的冷却水可沿冷却水管C.P被引入至加热器芯13和ATF加温器15两者，并且被引入ATF加温器15的处于相当高的温度状态(例如，高于预定阈值的温度)的冷却水可通过与变速器油的热交换来升高变速器油的温度从而减少摩擦分量，因而，减小自动变速器5的驱动阻力。具体地，发动机恒温器11可被配置为响应于确定从发动机3排出的冷却水的温度等于或大于预定温度通过打开与散热器7连接的冷却水管C.P将冷却水引入至散热器7。散热器7可被配置为通过与室外空气热交换来冷却所引入的处于高温状态的冷却水，并且水泵9可被配置为将散热器7中冷却的冷却水以及通过加热器芯13以及ATF加温器15的冷却水再次供给至发动机3以循环该冷却水。 

同时，如图3所示，当以电动机用作驱动源的EV模式驱动混合动力车辆时以及当需要加热时，ECU20可被配置为是否由空调控制器30输出的信号启动车辆的加热，并通过致动并维持发动机3处于怠速状态将冷却水的温度升高至预定温度以上从而确保内部加热热量。 

具体地，ECU20可被配置为通过操作阀17处于关闭状态以防止从发动机3排出的处于高温状态的冷却水被引入至ATF加温器15。然后，可不向ATF加温器15供应处于高温状态的冷却水以防止冷却水与按照EV模式驱动的车辆中未使用的变速器油进行热交换。因此，可最小化由于不必要的热交换导致的冷却水热源的损失，因此，冷却水可通过加热器芯13。具体地，空调控制器30可被配置为根据内部温度的用户设置调整空调风扇31的空气量或者调整空气量强度，并且利用供应至加热器芯13的处于高温状态的冷却水的热源来确保内部加热热量。 

同时，当发动机3和电动机都被驱动时或者仅发动机3的驱动力被用于驱动车辆时，ECU20可被配置为通过调整阀17的打开和关闭程度来调整引入到ATF加温器15的冷却水的流率以调整与变速器油的热交换量，从而根据行驶状态最优调整变速器油的温度。 

因此，当应用如上配置的冷却系统1时，通过考虑行驶状态以及是否启动加热来防止在冷却使用电动机的驱动力和发动机3的驱动力两者的混合动力车辆中的发动机3时产生的处于高温状态的冷却水被供应至ATF加温器15从而防止冷却水的热源损失，因而，通过在以由电动机驱动车辆的EV模式中最小化保持在怠速状态的发动机3的怠速损失来降低不必要的能量损耗，并且因而改善燃料效率。ECU20可被配置为通过根据可配置为操作车辆的内部加热的空调控制器30的输出信号来调整阀17的打开和关闭程度来调整冷却水与变速器油的热交换量以通过ATF加温器中的热交换中断或热交换增量来最大化驱动系统减摩效率。 

虽然本发明已经结合目前所认为的示例性实施例描述，但是应该理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例，但相反，本发明旨在涵盖所附权利要求书的实质和范围内包括的各种修改和等同布置结构。 

符号说明 

1：冷却系统 

3：发动机 

5：自动变速器 

7：散热器 

9：水泵 

11：发动机恒温器 

13：加热器芯 

15：ATF加温器 

17：阀 

20：ECU 

30：空调控制器 

31：空调风扇。 

Claims (5)

1.一种用于车辆的冷却系统，包括：

水泵，通过冷却水管互连并且所述水泵被配置为将经散热器冷却的冷却水供应至发动机；

发动机恒温器，被配置为基于从所述发动机排出的所述冷却水的温度来选择性地打开和关闭与所述散热器连接的所述冷却水管；

加热器芯，经由所述冷却水管与所述发动机连接；以及

自动变速器油(ATF)加温器，安装在与所述发动机连接的自动变速器内，并且所述自动变速器油加温器与所述冷却水管连接并被引入从所述发动机排出的高温冷却水，并且所述自动变速器油加温器被配置为通过使所述冷却水与变速器油彼此热交换来调整所述变速器油的温度，

其中，所述冷却系统进一步包括阀，所述阀设置在所述发动机与所述加热器芯之间的、与所述自动变速器油加温器连接的所述冷却水管上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述阀按照电子类型被配置为与发动机控制单元(ECU)电连接并基于所述发动机控制单元的控制信号被打开或关闭，其中，所述发动机控制单元与所述发动机连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述发动机控制单元与空调控制器电连接并确定所述车辆的加热是否是根据从所述空调控制器输出的信号而启动的，其中，所述空调控制器被配置为调节所述车辆的冷却或所述加热。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述发动机控制单元被配置为在由所述空调控制器输出的所述信号启动所述车辆的所述加热时感测所述车辆的行驶状态来执行所述发动机的致动。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述空调控制器与空调风扇电连接并且所述空调控制器被配置为调节所述空调风扇的致动空气量，其中，所述空调风扇布置在所述加热器芯内以将风吹到所述车辆的内部。