CN105209848B - 用于预热和冷却传动流体的阀系统配置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于汽车的主动预热(AWU)系统以改进预热条件而不延迟驾驶舱预热或除霜时间的阀系统配置。更具体而言，本发明涉及通过使用在与乘客舱的驾驶舱预热/除霜相关联的第一热交换器与向/自传动流体传热的第二热交换器中间串联布置的一系列各种阀、在不同起动条件下控制热交换流体源向/自传动流体传热而加热/冷却汽车的传动流体的系统。

Description

用于预热和冷却传动流体的阀系统配置

技术领域

本发明涉及用于汽车的主动预热(AWU)系统以改进在冷起动条件下的汽车系统预热而不延迟驾驶舱预热或除霜时间的阀系统配置。更具体而言，本发明涉及通过在各种起动条件下控制递送到热交换器的热交换流体源以向或自也递送到热交换器的传动流体传热而加热/冷却汽车传动流体同时也提供驾驶舱预热和/或除霜功能的系统。

背景技术

在汽车工业中易于理解在所有流体在汽车系统内在最佳操作温度下循环时汽车最高效地运作。

设计了主动预热(AWU)系统以便解决在汽车起动时、特别是在冷起动条件下使流体快速到最佳操作温度的问题。然而，某些AWU系统依靠从系统移除热而快速地使流体到达其最佳操作温度，这对于驾驶舱预热和/或除霜时间具有不利影响。在乘客舒适和冷起动条件下的除霜功能常常被认为对汽车使用者而言至关重要的冷气候区域，以驾驶舱预热和/或除霜为代价从系统移除热以便预热汽车流体可能是有问题的。虽然其它AWU系统试图改进在冷起动条件下的预热而不会不利地影响驾驶舱预热或除霜时间，系统可能较为昂贵并且可能会增加系统安装的复杂性，并且常常以另一方面为代价来有利于驾驶舱预热或流体预热。在系统/部件的成本效益和稳健性被认为是至关重要的当前经济气候下，需要一种改进的AWU系统，其目的在于缩短关键汽车流体到达其最佳操作温度所需的时间而不会延迟驾驶舱预热和/或除霜时间。

发明内容

根据本公开的一示例实施例，提供一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的系统，汽车具有乘客舱、发动机和变速器，该系统包括：第一热交换器，其流体地连接到发动机并且与乘客舱连通，第一热交换器适于接纳离开发动机的冷却剂，第一热交换器向乘客舱提供热；第二热交换器，其流体地连接到变速器以接纳离开变速器的传动流体，并且经由返回管线将传动流体引导回到变速器，第二热交换器适于接纳第二热交换流体以在传动流体与第二热交换器流体之间传热；第一阀，其流体地连接于第一热交换器与第二热交换器之间，第一阀适于接纳第一冷却剂源；以及，第二阀，其流体地连接于第一阀与第二热交换器之间，第二阀适于选择性地从第一阀或第二冷却剂源接纳第一冷却剂源；其中在预热操作模式，第一冷却剂源被引导至第二热交换器，而在冷却操作模式下，第二冷却剂源被引导至第二热交换器。

根据本公开的另一示例实施例，提供一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的系统，汽车具有乘客舱、发动机和变速器，该系统包括：第一热交换器，其流体地连接到发动机并且与乘客舱连通，第一热交换器适于接纳离开发动机的冷却剂，第一热交换器向乘客舱提供热；第二热交换器，其流体地连接到变速器以接纳离开变速器的传动流体，并且经由返回管线将传动流体引导到变速器，第二热交换器适于接纳第二热交换流体以在传动流体与第二热交换器流体之间传热；第一阀，其流体地连接于第一热交换器与第二热交换器之间，第一阀适于接纳第一冷却剂源，第一冷却剂源是离开发动机的冷却剂的流体流或者离开第一热交换器的发动机冷却剂流体流中的一种；第二阀，其流体地连接于第一阀与第二热交换器之间，第二阀也与离开变速器的传动流体成流体连通，第二阀适于选择性地接纳第一冷却剂源或第二冷却剂源；其中，第一阀可操作成选择第一冷却剂源并且将第一冷却剂源递送到第二阀；并且其中第二阀可操作成选择性地允许第一冷却剂源或第二冷却剂源递送到第二热交换器；该系统具有：第一操作模式，其中，第一阀处于第一位置，从而选择性地接纳离开第一热交换器的发动机冷却剂的流体流并且将第一冷却剂源通过第二阀递送到第二热交换器，传动流体的温度在第一温度范围内，并且第一冷却剂源的温度在预定温度范围内；第二操作模式，其中第一阀处于第二位置，从而选择性地接纳离开发动机并且进入第一热交换器的发动机冷却剂的流体流，并且将第一冷却剂源通过第二阀递送到第二热交换器，传动流体的温度在第一温度范围内，并且第一冷却剂源的温度超过预定温度范围；以及第三操作模式，其中闭合在第一阀与第二阀之间的流体连通，当传动流体的温度处于第二温度范围内时，第二冷却剂源通过第二阀引导至第二热交换器。

根据本公开的另一示例实施例，提供一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的方法，汽车具有乘客舱、发动机和变速器，该方法包括以下步骤：提供第一热交换器，第一热交换器与发动机成流体连通并且与乘客舱连通，第一热交换器适于接纳离开发动机的冷却剂，第一热交换器向乘客舱提供热；提供第二热交换器，其与变速器成流体连通以接纳离开变速器的传动流体并且经由返回管线将传动流体引导回到变速器，第二热交换器适于接纳第二热交换流体以在传动流体与第二热交换器流体之间传热；提供第一阀，其流体地连接于第一热交换器与第二热交换器之间，第一阀适于接纳第一冷却剂源；提供第二阀，其流体地连接于第一阀与第二热交换器之间，第二阀适于接纳离开变速器的传动流体并且选择性地接纳第一冷却剂源或第二冷却剂源；在第一操作模式下，向第一阀和第二热交换器供应相同第一冷却剂源，从而向乘客舱和传动流体提供热，第一冷却剂源是离开第一热交换器的发动机冷却剂；在第二操作模式下，向第一阀和第二热交换器供应相同第一冷却剂源，从而向乘客舱和传动流体提供热，第一冷却剂源是离开发动机并且进入第一热交换器的发动机冷却剂；以及在第三操作模式下，向第二热交换器供应第二冷却剂源，第三操作模式向乘客舱提供热量并且向传动流体提供冷却。

根据本公开的另一示例实施例，提供一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的方法，汽车具有乘客舱、发动机和变速器，该方法包括以下步骤：提供第一热交换器，第一热交换器与发动机成流体连通并且与乘客舱连通，第一热交换器适于接纳离开发动机的冷却剂，第一热交换器向乘客舱提供热；提供第二热交换器，其与变速器成流体连通以接纳离开变速器的传动流体并且经由返回管线将传动流体引导到变速器，第二热交换器适于接纳第二热交换流体以在传动流体与第二热交换器流体之间传热；提供第一阀，其流体地连接于第一热交换器与第二热交换器之间；提供第二阀，其流体地连接于第一阀与第二热交换器之间；其中第一阀适于选择性地接纳第一冷却剂源并且将第一冷却剂源引导至第二阀，其中第二阀适于选择性地接纳第一冷却剂源或第二冷却剂源，并且将第一冷却剂源或第二冷却剂源递送到所述第二热交换器；向第一热交换器供应离开发动机的发动机冷却剂并且向第二热交换器供应第一冷却剂源以在预热操作模式下预热传动流体；以及向第二热交换器供应第二冷却剂源以在冷却操作模式下冷却传动流体。

附图说明

现将参考附图仅以举例说明的方式描述本公开的示例性实施例，在附图中：

图1是示出包含有根据本公开的用于加热/冷却传动流体的主动预热系统的车辆的示意图；

图2是根据本公开的系统的第一配置的示意图；

图2A是采用了电致动阀的图2所示的系统配置的示意图；

图3是处于第一操作模式的图1的系统配置的一部分的详细示意图；

图4是处于第二操作模式的图2的系统配置的一部分的详细示意图；

图5是处于第三操作模式的图2的系统配置的一部分的详细示意图；

图6是根据本公开的系统的第二配置的示意图；

图7是处于第一操作模式的图6的系统配置的一部分的详细示意图；

图7A是图7所示的系统的一部分的详细示意图；

图8是处于第二操作模式的图6的系统的一部分的详细示意图；

图8A是图8所示的系统的一部分的详细示意图；

图9是处于第三操作模式的图6的系统的一部分的详细示意图；

图9A是图9所示的系统的一部分的详细示意图；

图10是根据本公开的系统的第三配置的示意图；

图10A是采用电致动阀的图10所示的系统配置的示意图；

图11是处于第一操作模式的图10所示的系统配置的一部分的详细示意图；以及

图12是处于第二操作模式的图10所示的系统配置的一部分的详细示意图。

具体实施方式

参考图1，大体上示出了由内燃机12提供动力的汽车10的示意图。在汽车10内有乘客舱14，乘客舱14借助通过包括热交换器26的加热器芯从发动机12转移的热来预热/加热。已知在汽车系统内的冷却回路。还已知由发动机生成的热可以用来通过各种热交换回路来预热各种汽车流体，即，发动机油、传动流体，这些热交换回路包含于汽车系统内，有时被称作主动预热系统15，热交换回路操作成确保汽车流体的温度到达所希望的操作温度范围和/或保持在所希望的操作温度范围，如将在下文中所讨论的那样。

现参考图2，示出了根据本公开的第一系统配置20的示例性实施例的示意图。如本领域中已知的那样，汽车系统包括发动机冷却回路，发动机冷却回路通常包括离开内燃机12的温热的/热的冷却剂管线22。温热的/热的冷却剂管线22将发动机12操作所生成的热从发动机12运送走，并且将其分布到系统中的其它地方或者将其从汽车系统移除。离开发动机12的温热的/热的发动机冷却剂(或任何其它合适流体，如本领域中已知的那样)通常在返回到发动机12之前在发动机冷却回路内冷却。因此，离开发动机12的温热的/热的冷却剂管线22通常在返回到发动机之前远离发动机12被引导至布置于系统内下游的热交换器24，诸如散热器；参看例如流体管线23。然而，通过离开发动机的温热的/热的冷却剂管线22从发动机12提取的热也可以在发动机冷却剂由热交换器24冷却并且返回到发动机12之前用于汽车系统中的其它地方。更具体而言，在冷起动条件下，汽车系统内的流体、诸如发动机油和传动流体(或油)并未处于最佳操作温度。在起动时，由于流体降低的温度，流体具有增加的粘度，而这会不利地影响到各种汽车系统的效率。随着流体温度升高，通过汽车操作，流体粘度降低并且流体更高效地流动通过流体管线和汽车系统的部件，导致汽车本身更高效的总体操作。

利用离开发动机12的冷却剂管线22从发动机12提取的热可以用于辅助流体、诸如传动流体的预热，特别是在冷起动条件下。然而，还希望提取由发动机12所产生的热以便辅助汽车10的乘客舱14的驾驶舱预热和/或除霜应用，特别是在冷气候区域。通常，在冷起动条件下，驾驶舱预热和/或除霜应用常常以流体预热为代价实现，或者反之。根据本公开的系统20提供一种配置，其允许在冷起动条件下预热传动流体而不会使乘客舱14失去驾驶舱预热和/或除霜功能，如在下文中进一步详细描述。

再次参考图2，离开发动机的冷却剂管线22被引向热交换器(或散热器)24，以便在使冷却剂返回到发动机之前冷却发动机冷却剂。在发动机12与热交换器24之间设有第一热交换器26，第一热交换器26被布置于离开发动机12的冷却剂管线22内或流体地联接于离开发动机12的冷却剂管线22。热交换器26从离开发动机12的发动机冷却剂管线22提取热，以进行与车辆10的乘客舱14相关联的驾驶舱预热和/或除霜功能，热交换器26是本领域中已知的任何合适热交换器，其被配置成在两种流体(例如，发动机冷却剂和任何合适的第二热交换流体)之间进行传热。因此，出于说明目的，离开发动机12的冷却剂流或流体管线22可以通过流体入口管线67和流体出口管线70穿过热交换器26，在冷却剂进入热交换器24之前，来自冷却剂流的热主要被热交换器26提取。

系统20还包括第二热交换器28，常常被称作传动油预热器(TOW)或传动油冷却器(TOC)，其可根据车辆10的特定操作条件将传动流体预热/冷却到所希望的温度。热交换器28被布置成或流体联接到汽车变速器30，离开变速器30的传动流体管线32在通过返回管线34返回到变速器30之前被引导至热交换器28。热交换器28也流体地联接到冷却剂管线36，其用作第二热交换流体，第二热交换流体通过热交换器28流动以预热/冷却传动流体。因此，通过第二热交换流体、例如流经冷却剂或流体管线36的流体，将热量传递到离开变速器30的传动流体(或油)或者从离开变速器30的传动流体传递走热量，以便确保传动流体到达和/或维持其最佳操作温度。

取决于汽车的操作条件，热交换器28被供给有或者通过冷却剂或流体管线36的发动机冷却剂流或者两种流体之一，以用作第二热交换流体以向通过热交换器28流动的传动流体/油传热或者从通过热交换器28流动的传动流体/油移除热。更具体而言，热交换器28可被供给有第一冷却剂源38，第一冷却剂源38是源自离开发动机12(或者进入热交换器26)的冷却剂管线67、67’的冷却剂流(其通常被认为是热的发动机冷却剂流)，或者是来自离开热交换器26的冷却剂管线70、70’的冷却剂流(其也通常被认为是温热的/热的冷却剂流，但可能具有小于冷却剂流67、67’中的流体温度的温度)，或热交换器28可被供给有第二冷却剂源40，例如，冷或较冷的流体源，诸如来自离开热交换器(活散热器)24的发动机冷却剂返回管线25的发动机冷却剂。替代地，第二冷却剂源40可以源自汽车系统内其它地方的任何其它较冷的冷却剂或流体流。

在该实施例中，两个机械阀42、44在冷却剂流内、在第一热交换器26与第二热交换器28之间串联布置。阀42、44布置于两个热交换器26、28中间，以控制哪种冷却剂流(即，第一或温热的/热的冷却剂源38或第二或较冷冷却剂源40)被引导至传动油预热器或第二热交换器28。阀42、44的特定布置允许在较冷起动条件下主动预热传动流体，而不会延迟驾驶舱预热，因为并不阻止流体进入热交换器26以禁止驾驶舱预热(有利于变速器预热)，如将在下文中进一步详细地描述。

阀42是两腔室控制阀，其具有用于感测控制流体温度的第一阀腔室46，控制流体为离开变速器30的传动流体或油。第二阀腔室48是三端口阀腔室并且用于将冷却剂从第一冷却剂源(即，温热的/热的冷却剂流)38或从第二或较冷的冷却剂源40引导到热交换器28。阀腔室48具有流体地联接到第一冷却剂源38的第一入口端口50和流体地联接到第二冷却剂源40的第二入口端口52。阀腔室48还设有出口端口54，出口端口54流体地联接到第二热交换器28(或者传动油预热器)的冷却剂入口端口36。阀腔室46与阀腔室48彼此流体地隔离，因为进/出第一阀腔室46的流体并不与进/出第二阀腔室48的流体混合或者接触。

热致动器(未图示)安置在第一阀腔室46内。如本领域中已知的那样，热致动器包括致动器活塞，致动器活塞可以通过包含于热致动器中的热调节装置的膨胀/收缩从第一位置移动到第二位置。热调节装置响应于进入阀腔室46的流体(即传动流体或油)的温度而膨胀/收缩。虽然参考热致动器并且可以包括呈蜡马达形式的热调制装置，应了解可以使用包含有如本领域技术人员已知的热调制装置的任何合适热致动器。

阀机构(诸如本领域技术人员已知的阀盘或滑阀机构)安置于第二阀腔室48内，以控制进入阀42的第二阀腔室48的第二流体的流动。阀机构操作性地联接到热致动器，并且可以在热致动器致动时从第一阀位置移动到第二阀位置。当流经第一阀腔室46的流体(即，传动油)的温度较低时，诸如在车辆的冷起动条件下，在热致动器中的热调制装置和致动器活塞保持在其收缩状态，并且用于阀42的阀机构采取第一阀位置，在图3和图4中示意性地示出。在第一阀位置，阀机构被定位成闭合第二入口端口52(在图3和图4中由“x”表示)，从而允许流体经由第一入口端口50进入第二阀腔室48并且通过出口端口54离开第二阀腔室48。在第一阀腔室48中的流体的温度升高时，在热致动器中的热调制装置膨胀，造成致动器活塞将第二阀腔室48中的阀机构移动到第二阀位置，在图5中示意性地示出，其中在第一入口端口50闭合时，第二入口端口52打开，从而允许流体通过入口端口52进入第二阀腔室48并且通过出口端口54离开阀腔室48。

阀44定位于阀42上游并且大体上呈三端口热旁通阀的形式。由于阀44相对于阀42在上游的位置，阀44也可以被称作第一阀44，而阀42可以被称作第二阀42。

阀44内形成有内阀腔室64并且阀44设有第一入口端口66和第二入口端口68，第一入口端口66流体地联接到热交换器26的流体入口管线67、67’(该流体管线是离开发动机12的冷却剂管线22的延伸部)，第二入口端口68流体地联接到热交换器26的流体出口管线70、70’。阀44也设有出口端口72，出口端口72流体地联接到进入阀42的第一入口端口50的第一冷却剂源38。

热致动器和阀机构(未图示)安置于阀腔室64内，以控制流体通过阀44的流动。如上文所描述，热致动器包含有热调制装置和致动器活塞，以在流经阀腔室64的流体(即，离开发动机12的发动机冷却剂或者离开热交换器26的发动机冷却剂)温度升高时，将阀机构从第一位置移动到第二位置。在冷起动条件下，当发动机不以最佳温度操作时并且希望使汽车流体、诸如传动流体或油升高到所希望的操作温度范围时并且当也希望允许与车辆的乘客舱相关联的驾驶舱预热和/或除霜功能时，第一阀44采取其第一位置(在图3中示意性地示出)，其中，第一入口端口66闭合(由图3中示出的“x”表示)并且第二入口端口68打开。由于“闭合的”入口端口66所造成的流体管线67’中形成的增加的流动阻力，阀44的这个第一位置迫使通过冷却剂管线22离开发动机12的发动机冷却剂流经热交换器26。然后，离开热交换器26的发动机冷却剂被引导通过阀44的第二打开的入口端口68。在通过冷却剂管线70、70’离开热交换器26的发动机冷却剂的温度升高的情况下，阀机构76从其第一位置移动到图4中示意性地示出的其第二位置，在其第二位置，第一入口端口66打开，而第二入口端口68闭合(由图4中示出的“x”表示)。虽然某些发动机冷却剂继续流经热交换器26流动到散热器或热交换器24以通过流体管线77冷却，由于闭合的第二入口端口68造成的在流体管线70’中形成的增加的流动阻力，来自冷却剂管线22的冷却剂的较大部分将通过流体管线67’、经由第一入口端口66被引导到阀44，冷却剂通过出口端口72继续引导至第二阀42的第一入口端口50。

在汽车系统中传动油的典型温度范围通常在-30℃至170℃的范围，其中最佳操作温度在50至100℃的范围。当传动流体或传动油的温度保持较低或者在最佳操作温度范围之外时，第二阀42保持在其第一位置，以使得来自发动机12的温热的/热的冷却剂通过出口端口54引导至热交换器28，以便在传动流体返回到变速器30之前向流经热交换器28的传动流体提供主动预热。在冷起动条件下当阀44保持在其第一位置时并且在冷起动之后不久发生的随后的“预热起动”条件(在图4中示出)下当阀44启动或采取其第二位置时，阀42处于其第一位置(在图3中示出)。然而，一旦传动流体的温度到达或超过其所希望的操作温度，例如当传动油的温度是50℃至100℃或更高并且不再需要预热时，位于第一阀腔室46中的热致动器中的热调制装置的膨胀造成阀42从其第一位置移动到其第二位置，从而闭合第一入口端口50并且打开第二入口端口52，如图5所示。闭合第一入口端口50还增加了流体管线67’和70’中的流动阻力，这种增加的流动阻力迫使通过冷却剂管线22离开发动机12的更多的发动机冷却剂引导至散热器或热交换器24以进行冷却。在第一入口端口50闭合时，第二入口端口52打开，允许来自较冷冷却剂/流体源的第二冷却剂源40、诸如来自散热器或热交换器24的返回管线的冷却剂通过阀42引导至热交换器28，以便向流经热交换器28的传动流体提供冷却，以确保传动流体的温度保持在所希望的操作范围内。

通过将阀42和44布置于冷却剂流或第二热交换流体流(该冷却剂流或第二热交换流体流在热交换器26与热交换器28中间被引导到传动器预热器或热交换器28)内，温热的/热的冷却剂可以被引导至热交换器28，以便提供传动流体的主动预热，而不延迟与车辆的乘客舱相关联的驾驶舱预热和/或除霜，因为在冷起动条件下并且在之后的预热时段，热交换器26并未失去来自冷却剂管线22的温热的/热的冷却剂，同时汽车流体实现其最佳操作温度。通过将机械式热阀42、44布置于冷却剂流中实现了针对传动流体或油的相当简单并且稳健的主动预热系统，如在上文系统配置中所描述。

虽然上文所描述的实施例涉及采用机械阀的主动预热阀系统，也可以使用电子阀以便实现类似结果。例如，并非采用与两个流体热旁通阀42串联的三端口热旁通阀44，如在图2的系统配置中所示，阀44和阀42可以分别被三端口电子致动比例阀(三端口电子致动的比例阀由马达45驱动或控制)或本领域中已知的任何其它合适器件替换。更具体而言，如图2A所示，电子致动的比例阀44A布置于与驾驶舱预热相关联的热交换器26和与传动流体加热/冷却相关联的热交换器28之间，其中阀44A受到控制以在离开发动机12的流体或冷却剂流22、67、67’与离开热交换器26的流体或冷却剂流70、70’或者两种流体流67、67’、70、70’的组合之间进行选择。由电子致动阀44A选择的流体流被引导至第二电子致动阀42A，第二电子致动阀42A也是三端口控制阀，以在离开电子致动阀44A的流体流与第二较冷的流体流40、诸如离开散热器24的流体之间进行选择。取决于电子启动阀42A的特定设置，进入阀44A的第一流体流38、第二流体流40或者两种流体流38、40的一定比例被递送到热交换器28，以与流经热交换器28的传动流体/油进行传热。

因此，应了解无论使用机械致动阀还是电子致动阀，图2和图2A所示的阀系统配置在冷起动条件下允许驾驶舱预热和/或除霜操作以及传动流体/油的主动预热而不会使一个应用受到另一应用的不当不利影响。

现参考图6至图9，示出了本公开的系统的第二配置，系统80类似于上文关于第一配置所描述的系统20，因此，将使用相似的附图标记来指代相似部件。

系统80总体上类似于系统20，主要差别在于第三阀82在阀42与阀44之间包含到系统内。阀82大体上呈两端口热机械阀的形式，两端口热机械阀具有阀腔室83和与第一阀44的出口端口72成流体连通的入口端口84以及与第二阀42的第一入口端口50成流体连通的出口端口86。热致动器安置于阀腔室83内，热致动器包括用于控制致动器活塞的热调制装置以及阀机构，阀机构根据通过入口端口84进入阀腔室83的流体温度从第一闭合位置移动到第二打开位置。在冷起动条件下在希望使得与车辆乘客舱相关联的驾驶舱预热和/或除霜功能优先的情况下，阀44处于其第一位置，从而将通过冷却剂管线22离开发动机12的发动机冷却剂通过流体入口管线67引导至热交换器26并且然后通过流体出口管线70、70’将其引导到阀44。阀82也在冷起动条件下采取其第一或闭合位置，如在图7的细节部分中示意性地示出。通过闭合阀82的入口端口84，使第一阀与第二阀互连的流体管线内的流体阻力增加，从而有效地减少或防止流体接近阀42的入口端口52，尽管了解到将发生通过阀82的一定泄漏，如本领域中已知的那样。通过闭合阀82的入口端口84，流体管线67’中的流动阻力增加，这种作用导致通过冷却剂管线22离开发动机12的发动机冷却剂中的更大部分通过流体管线67传递到热交换器26。这种阀布置、即具有在第一阀44与第二阀42中间串联布置的第三阀82，会导致经由热交换器26从发动机冷却剂提取的热量增加，以用于驾驶舱预热和/或除霜功能。

在离开热交换器26和进入阀44和阀82的流体温度到达对于车辆操作条件而言最佳、选自35℃至45℃范围的温度时，例如，当离开热交换器26的流体或发动机冷却剂大约40℃时，预定温度指示在冷起动条件随后的预热时段期间某种程度的驾驶舱预热和/或除霜，阀82开始从其第一闭合位置移动到其第二打开位置，从而允许离开热交换器26的“预热”冷却剂中的某些通过阀44和阀82传递到阀42的入口端口52，以向通过热交换器28的传动流体提供预热。阀44在阀82启动的同时或在阀82启动之后立即启动从其第一打开位置移动到其第二打开位置，在其第一打开位置，通过流体管线70、70’接纳离开热交换器26的流体，在其第二打开位置，通过流体管线67、67’接纳进入热交换器26的流体流。一旦第三阀82和第一阀44启动，系统80从“驾驶舱优先”第一操作模式转变到“传动流体主动预热”第二操作模式，在“传动流体主动预热”第二操作模式，传动流体预热优先于驾驶舱预热。

如在上文中关于第一系统配置20所描述，一旦流经第一阀腔室46的传动流体温度到达其最佳操作温度，定位于第二阀腔室48中的阀机构从其第一位置移动到其第二位置，从而打开第二入口端口54并且闭合第一入口端口50以开始冷却传动流体。一旦阀42启动以开始冷却热交换器28中的传动流体，由于第一入口端口52闭合造成的流体管线38、67、67’中的增加的流动阻力导致经由冷却剂管线22离开发动机12的发动机冷却剂主要被引导至系统中的其它地方，即，通过散热器或热交换器24并且返回到发动机12。

第三系统配置在图10至图12中示出。系统90类似于上文关于第一系统配置和第二系统配置所描述的系统20和系统80，因此相似附图标记将用于指代相似部件。

在此示例性实施例中，系统90包括与两端口热机械阀82串联布置的两流体控制阀42，其中阀82的入口端口84流体地联接到或布置于热交换器26的流体入口管线67、67’中，而出口端口86流体地联接到阀42的第一入口端口50。因此，在这个特定系统配置中，阀82是第一阀，因为其相对于第二阀42位于上游。

在冷起动条件下当希望给予驾驶舱预热和除霜功能优先权时，阀82处于其第一或闭合位置(在图11中示意性地示出)，从而有效地防止通过冷却剂管线22离开发动机12的温热的/热的冷却剂通过阀82和阀42引导至热交换器28(尽管将了解到在本领域中将发生经过阀82的一定泄漏)。在此第一操作模式，通过冷却剂管线22离开发动机的温热的/热的冷却剂主要被引导通过热交换器26，以在冷却剂通过返回管线25返回到发动机12之前提供驾驶舱和除霜功能。

一旦通过冷却剂管线22离开发动机12的发动机冷却剂到达预定温度，如由形成阀82的一部分的热调制装置感测，阀82移动到其第二打开位置(在图12中示意性地示出)，从而在阀82的出口端口86与阀42的第一入口端口50和最终热交换器28之间形成流体连通，以允许主动预热传动流体。一旦阀82启动并且采取其第二打开位置，系统90有效地从“驾驶舱优先”第一操作模式切换到“传动流体主动预热”第二操作模式，在第二操作模式中，传动流体预热优先于驾驶舱预热。

如在先前所描述的实施例中，一旦流经第一阀腔室46的传动流体温度到达其所希望的操作温度，阀42由于包含于蜡马达中的热材料膨胀而启动，由此造成定位于第一阀腔室48中的阀机构从其第一位置移动到其第二位置，从而闭合至温热的/热的冷却剂源38的第一入口端口50并且打开从系统中的其它地方通向较冷的冷却剂源40的第二入口端口52，以开始冷却热交换器28中的传动流体。如在图中所示，冷的冷却剂源可以与离开热交换器/散热器24的冷却剂流(参看图10中的流体流40)相关联。然而，应了解到根据本领域中已知的原理，进入阀42的入口端口52的冷的冷却剂流可以源自汽车系统中的其它地方。

系统90并不包括三端口热旁通阀44，并且因此仅关于来自冷却剂管线22的温热的/热的冷却剂是否通过阀42引导至热交换器28以预热/或加热传动流体或者是否同一温热的/热的冷却剂流被引导通过热交换器26以提供驾驶舱预热和/或除霜来提供控制。因此，系统90并未提供与上文所描述的系统20或系统80相同的控制水平，系统20或系统80在通过流体管线70、70’离开热交换器26的冷却剂或者直接通过冷却剂管线22离开发动机12的冷却剂之间进行操作性选择。然而，系统90再次提供了用于稳健并且具有成本效益的系统以提供汽车的主动预热系统配置，从而提供驾驶舱预热优先模式与传动流体预热优先模式。

虽然上文所描述的实施例涉及采用两端口机械致动热旁通阀82的主动预热阀系统配置，其中两端口机械致动热旁通阀82与热交换器26和热交换器28中间的两流体机械致动热旁通阀42串联布置，三端口电子致动阀可以代替两个阀82和42用于实现类似结果。更具体而言，如图10A所示，三端口电子致动比例阀92可以布置在或流体联接于热交换器26与热交换器28之间，以根据阀92内的阀机构的特定位置或设置在离开发动机12的冷却剂或流体流22、67、67’、离开散热器24的冷却剂或流体流或者其混合物之间进行选择。可以由马达45或者由本领域中已知的任何其它合适手段来致动或控制阀92。在希望允许驾驶舱预热(和/或除霜操作)以及流体预热的冷起动条件下，阀92被设置成闭合与离开散热器的流体流40连通的流体端口94并且打开与离开发动机12并且进入热交换器26的冷却剂或流体流22、67、67’连通的流体端口96。由于阀92布置于离开发动机12的流体流22的分支67’中，并且不一定防止流体进入热交换器26，一定的流体或发动机冷却剂将继续流经热交换器26，以允许驾驶舱预热和/或除霜操作，同时某些流体将通过阀92引导至热交换器28以允许传动流体的预热。虽然更大比例的流体或冷却剂可以通过阀92引导，当其在冷起动条件下处于第一打开位置时，由于在流体管线67’内的更少的流体阻力，阀92并未闭合进入热交换器26的流体管线67，从而有效地禁止驾驶舱预热。在发动机12的温度升高并且传动流体开始预热时，阀92可以开始从其第一打开位置移动到其第二打开位置，从而有效地闭合流体端口96并且打开流体端口94，由此允许冷却在热交换器28内的传动流体。

虽然关于本公开描述了各种阀系统配置，应了解对所描述的示例性实施例做出的某些调适和修改被认为在本公开的范围内。因此，上文所讨论的实施例被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (22)

1.一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的系统，所述汽车具有乘客舱、发动机和变速器，所述系统包括：

第一热交换器，其流体地连接到所述发动机并且与所述乘客舱连通，所述第一热交换器适于接纳离开所述发动机的冷却剂，所述第一热交换器向所述乘客舱提供热；

第二热交换器，其流体地连接到所述变速器，以接纳离开所述变速器的传动流体，并且经由返回管线将所述传动流体引导回到所述变速器，所述第二热交换器适于接纳第二热交换流体，以在所述传动流体与所述第二热交换流体之间传热；

第一阀，其流体地连接于所述第一热交换器与所述第二热交换器之间，所述第一阀适于接纳第一冷却剂源；以及

第二阀，其流体地连接于所述第一阀与所述第二热交换器之间，所述第二阀适于选择性地从所述第一阀接纳所述第一冷却剂源或接纳第二冷却剂源；

其中，在预热操作模式下，所述第一冷却剂源被引导至所述第二热交换器，而在冷却操作模式下，所述第二冷却剂源被引导至所述第二热交换器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一冷却剂源是离开所述发动机并且进入所述第一热交换器的发动机冷却剂的流体流或者离开所述第一热交换器的发动机冷却剂的流体流中的一种；并且其中所述第二冷却剂源是冷的冷却剂源，以在所述冷却操作模式下从所述第二热交换器中的所述传动流体将热量传递走。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述第一阀是机械热旁通阀，所述第一阀具有：第一入口端口，其与离开所述发动机的发动机冷却剂的流体流连通，第二入口端口，其与离开所述第一热交换器的发动机冷却剂的流体流成流体连通；以及出口端口，其用于将所述第一冷却剂源递送到所述第二阀，所述第一阀具有通向所述第二入口端口的第一位置和通向所述第一入口端口的第二位置，所述第一阀响应于所述第一冷却剂源的温度而在所述第一位置与第二位置之间被热致动；以及

其中，所述第二阀也与离开所述变速器的传动流体成流体连通，所述第二阀是两流体机械热旁通阀，所述两流体机械热旁通阀具有第一阀腔室和第二阀腔室，所述第一阀腔室用于感测离开所述变速器的所述传动流体的温度，所述第二阀腔室适于基于在所述第一阀腔室中感测的所述传动流体的温度而选择性地允许所述第一冷却剂源或所述第二冷却剂源引导至所述第二热交换器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述第一阀是电子启动比例阀，其具有：第一入口端口，所述第一入口端口与离开所述发动机的发动机冷却剂的流体流成流体连通；第二入口端口，所述第二入口端口与离开所述第一热交换器的发动机冷却剂的流体流成流体连通；以及出口端口，所述出口端口用于将所述第一冷却剂源递送到所述第二阀，所述第一阀具有通向所述第二入口端口的第一位置和通向所述第一入口端口的第二位置，所述第一阀基于所述第一冷却剂源的温度而在所述第一位置与第二位置之间被电子致动；以及

所述第二阀是电子启动比例阀，其具有：第一入口端口，所述第一入口端口用于接纳从所述第一阀递送来的所述第一冷却剂源；第二入口端口，所述第二入口端口用于接纳第二冷却剂源；以及出口端口，所述出口端口用于将所述第一冷却剂源、所述第二冷却剂源或其混合物递送到所述第二热交换器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电子致动的比例阀由马达控制。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括：

第一操作模式，其中，所述第一冷却剂源是离开所述第一热交换器的冷却剂的流体流，当所述传动流体的温度处于第一温度范围内时，所述第一冷却剂源通过所述第二阀引导至所述第二热交换器，所述第一操作模式是所述预热操作模式的一部分；

第二操作模式，其中，所述第一冷却剂源是离开所述发动机但未进入所述第一热交换器的冷却剂的流体流，当所述传动流体的所述温度处于第一温度范围内时，所述第一冷却剂源通过所述第二阀引导至所述第二热交换器，所述第二操作模式是所述预热操作模式的一部分；

第三操作模式，其中当所述传动流体的所述温度处于第二温度范围内时，所述第二冷却剂源通过所述第二阀引导至所述第二热交换器，所述第三操作模式是所述冷却操作模式。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于还包括：第三阀，其流体地连接于所述第一阀与所述第二阀之间，其中所述第三阀适于选择性地阻止或允许所述第一冷却剂源从所述第一阀引导至所述第二阀。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第三阀具有第一闭合位置和第二打开位置，所述第一闭合位置用于增加在所述第一阀与所述第二阀之间的流体阻力，所述第二打开位置减小在所述第一阀与所述第二阀之间的流体阻力，从而在所述预热操作模式下允许增加量的第一冷却剂源引导至所述第二阀。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二阀包括在所述第一阀腔室中的热致动器，所述热致动器操作性地联接到定位于所述第二阀腔室中的阀机构。

10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一阀具有：阀腔室，所述第一入口端口和第二入口端口以及所述出口端口与所述阀腔室成流体连通；热致动器，其定位于所述阀腔室中并且操作性地联接到阀机构，所述阀机构具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述第一入口端口闭合并且所述第二入口端口打开，在所述第二位置，所述第一入口端口打开并且所述第二入口端口打开。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述阀机构响应于由所述热致动器感测到的、进入所述阀腔室的所述第一冷却剂源的温度而从所述第一位置移动到所述第二位置。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一阀具有第一闭合位置和第二打开位置，在第一操作模式下，所述第一闭合位置防止是离开所述发动机但未进入所述第一热交换器的冷却剂的流体流的第一冷却剂源被引导至所述第二阀；在第二操作模式下，所述第二打开位置允许是离开所述发动机但未进入所述第一热交换器的冷却剂的流体流的第一冷却剂源被引导至所述第二阀。

13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第三阀包括：热致动器，其用于感测进入所述第三阀的所述第一冷却剂源的温度；以及阀机构，其操作性地联接到所述热致动器，以使所述第三阀从所述第一闭合位置移动到所述第二打开位置。

14.一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的系统，所述汽车具有乘客舱、发动机和变速器，所述系统包括：

第一热交换器，其流体地连接到所述发动机并且与所述乘客舱连通，所述第一热交换器适于接纳离开所述发动机的冷却剂，所述第一热交换器向所述乘客舱提供热；

第二热交换器，其流体地连接到所述变速器，以接纳离开所述变速器的传动流体，并且经由返回管线将所述传动流体引导到所述变速器，所述第二热交换器适于接纳第二热交换流体，以在所述传动流体与所述第二热交换流体之间传热；

第一阀，其流体地连接于所述第一热交换器与所述第二热交换器之间，所述第一阀适于接纳第一冷却剂源，所述第一冷却剂源是离开所述发动机的冷却剂的流体流或者离开所述第一热交换器的发动机冷却剂的流体流中的一种；

第二阀，其流体地连接于所述第一阀与所述第二热交换器之间，其中所述第二阀也与离开所述变速器的传动流体成流体连通，所述第二阀适于选择性地接纳所述第一冷却剂源或第二冷却剂源；

其中所述第一阀操作成选择所述第一冷却剂源并且将所述第一冷却剂源递送到所述第二阀；以及

其中所述第二阀操作成选择性地允许所述第一冷却剂源或所述第二冷却剂源递送到所述第二热交换器；所述系统具有：

第一操作模式，其中，所述第一阀处于第一位置，从而选择性地接纳离开所述第一热交换器的发动机冷却剂的流体流并且将所述第一冷却剂源通过所述第二阀递送到所述第二热交换器，所述传动流体的温度在第一温度范围内并且所述第一冷却剂源的温度在预定温度范围内；

第二操作模式，其中，所述第一阀处于第二位置，从而选择性地接纳离开所述发动机但未进入第一热交换器的发动机冷却剂的流体流并且将所述第一冷却剂源通过所述第二阀递送到所述第二热交换器，所述传动流体的温度在所述第一温度范围内，并且所述第一冷却剂源的温度超过所述预定温度范围；以及

第三操作模式，其中闭合在所述第一阀与所述第二阀之间的流体连通，当所述传动流体的所述温度处于第二温度范围内时，所述第二冷却剂源通过所述第二阀引导至所述第二热交换器。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第二冷却剂源是冷的冷却剂源，以在所述第三操作模式下从所述第二热交换器中的所述传动流体将热传走。

16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第二冷却剂源是离开散热器的发动机冷却剂。

17.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一阀是三端口机械致动热旁通阀，而所述第二阀是两流体机械致动热旁通阀。

18.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一阀和第二阀是三端口电子致动比例阀。

19.一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的方法，所述汽车具有乘客舱、发动机和变速器，所述方法包括以下步骤：

提供第一热交换器，所述第一热交换器与所述发动机成流体连通并且与所述乘客舱连通，所述第一热交换器适于接纳离开所述发动机的冷却剂，所述第一热交换器向所述乘客舱提供热；

提供第二热交换器，其与所述变速器成流体连通以接纳离开所述变速器的传动流体，并且经由返回管线将所述传动流体引导至所述变速器，所述第二热交换器适于接纳第二热交换流体，以在所述传动流体与所述第二热交换流体之间传热；

提供第一阀，其流体地连接于所述第一热交换器与所述第二热交换器之间，所述第一阀适于接纳第一冷却剂源；以及

提供第二阀，其流体地连接于所述第一阀与所述第二热交换器之间，所述第二阀适于接纳离开所述变速器的所述传动流体并且选择性地接纳所述第一冷却剂源或第二冷却剂源；

在第一操作模式下，向所述第一阀和所述第二热交换器供应相同的第一冷却剂源，向所述乘客舱和所述传动流体提供热，所述第一冷却剂源是离开所述第一热交换器的发动机冷却剂；

在第二操作模式下，向所述第一阀和所述第二热交换器供应相同的第一冷却剂源，向所述乘客舱和所述传动流体提供热，所述第一冷却剂源是离开所述发动机但未进入所述第一热交换器的发动机冷却剂；

在第三操作模式下，向所述第二热交换器供应所述第二冷却剂源，所述第三操作模式向所述乘客舱提供热并且向所述传动流体提供冷却。

20.一种用于加热和冷却汽车中的传动流体的方法，所述汽车具有乘客舱、发动机和变速器，所述方法包括以下步骤：

提供第一热交换器，所述第一热交换器与所述发动机成流体连通并且与所述乘客舱连通，所述第一热交换器适于接纳离开所述发动机的冷却剂，所述第一热交换器向所述乘客舱提供热；

提供第二热交换器，其与所述变速器成流体连通以接纳离开所述变速器的传动流体，并且经由返回管线将所述传动流体引导到所述变速器，所述第二热交换器适于接纳第二热交换流体，以在所述传动流体与所述第二热交换流体之间传热；

提供第一阀，其流体地连接于所述第一热交换器与所述第二热交换器之间，

提供第二阀，其流体地连接于所述第一阀与所述第二热交换器之间，

其中所述第一阀适于选择性地接纳第一冷却剂源并且将所述第一冷却剂源引导至所述第二阀，并且其中所述第二阀适于选择性地接纳所述第一冷却剂源或第二冷却剂源并且将所述第一冷却剂源或所述第二冷却剂源递送到所述第二热交换器；

向所述第一热交换器供应离开所述发动机的所述发动机冷却剂，并且向所述第二热交换器供应所述第一冷却剂源，以在预热操作模式下预热所述传动流体；以及

向所述第二热交换器供应所述第二冷却剂源，以在冷却操作模式下冷却所述传动流体。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一冷却剂源是离开所述发动机的发动机冷却剂。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一冷却剂源是在第一预热操作模式下离开所述第一热交换器的发动机冷却剂或者在第二预热操作模式下离开所述发动机的发动机冷却剂中的一种。