CN110566335A - 冷却循环控制模块、发动机冷却循环系统以及汽车 - Google Patents

冷却循环控制模块、发动机冷却循环系统以及汽车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，公开了一种冷却循环控制模块、发动机冷却循环系统以及汽车。冷却循环控制模块包括第一阀体、第二阀体以及储液器，储液器限定独立的第一腔体和第二腔体，第一腔体上形成有小循环水口以及大循环水口，第二腔体上形成有暖风水口、发动机机油冷却水口(22)以及变速器机油冷却水口，第一阀体设置在第一腔体中以控制小循环水口和大循环水口，第二阀体设置在第二腔体中以控制暖风水口、发动机机油冷却水口和变速器机油冷却水口。本申请提供的冷却循环控制模块用在汽车的冷却循环系统中能够使得汽车在各种工况中保持发动机水温、发动机机油温度及变速器机油温度在合理区间，从而提高发动机及整车性能。

Description

冷却循环控制模块、发动机冷却循环系统以及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体地涉及一种冷却循环控制模块以及汽车的冷却循环系统以及汽车。
背景技术
汽车热管理系统研发的关键技术之一是热管理系统与发动机运行的匹配以及系统优化控制策略的问题，目的就是要最大程度使发动机水温和油温在合理区间，随着电气化技术的发展，一些如电子风扇、电子节温器、各种电磁阀、电子水泵在整车上得到了应用，这些技术的应用使发动机冷却水温和油温得到了精确控制。目前多种电子技术的综合使用尽管达到了控制效果但涉及零部件较多，控制复杂且成本明显增加。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的汽车热管理系统无法以较低的成本来精确控制各个元件的温度的问题，提供一种冷却循环控制模块、汽车的冷却循环系统以及汽车。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种冷却循环控制模块，所述冷却循环控制模块包括第一阀体、第二阀体以及储液器，所述储液器限定独立的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上形成有小循环水口以及大循环水口，所述第二腔体上形成有暖风水口、发动机机油冷却水口以及变速器机油冷却水口，所述第一阀体设置在所述第一腔体中以控制所述小循环水口、所述大循环水口的开启和闭合，所述第二阀体设置在所述第二腔体中以控制所述暖风水口、所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口的开启和闭合。
优选地，所述暖风水口、所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口沿所述第二腔体的壁面依次设置。
本发明第二方面提供一种发动机冷却循环系统，所述发动机冷却循环系统包括汽缸组件、泵件和如上所述的冷却循环控制模块，所述第一腔体上形成有第一水口，所述第二腔体上形成有第二水口，所述小循环水口和所述汽缸组件连通，所述大循环水口和所述汽缸组件连通且两者之间设置有热交换器，所述暖风水口和所述汽缸组件连通且两者之间设置有暖风芯体，所述发动机机油冷却水口和所述汽缸组件连通且两者之间设置有发动机机油冷却器，所述变速器机油冷却水口和所述汽缸组件连通且两者之间设置有变速器机油冷却器，所述泵件的一端连通所述第一水口、所述第二水口，所述泵件的另一端连通所述汽缸组件。
优选地，所述发动机冷却循环系统包括控制机构，所述控制机构用于控制所述第一阀体以及所述第二阀体的移动，以控制所述小循环水口、所述大循环水口、所述暖风水口、所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口的开启和闭合。
优选地，所述发动机冷却循环系统包括第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器，所述第一温度传感器用于检测汽车的发动机的水温，所述第二温度传感器用于检测汽车的发动机机油温度，所述第三温度传感器用于检测汽车的变速器机油温度。
优选地，当所述第一温度传感器检测到所述发动机的水温不超过特定温度T1时，所述控制机构控制所述第一阀体使得所述大循环水口和所述小循环水口均保持封闭。
优选地，当所述第一温度传感器检测到所述发动机的水温不超过特定温度T1时，根据汽车是否具有暖风需求，所述控制机构执行以下操作：汽车具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第二阀体使得所述暖风水口保持开启，且所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口均保持关闭；汽车不具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第二阀体使得所述暖风水口、所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口均保持关闭。
优选地，限定特定温度T2＞特定温度T1，当所述发动机的水温超过特定温度T2时，所述控制机构控制所述第一阀体使得所述大循环水口保持开启且所述小循环水口保持关闭，所述控制机构控制所述第二阀体使得所述暖风水口、所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口均保持开启。
优选地，当所述发动机的水温超过特定温度T1且不超过特定温度T2时，将特定温度T3与所述发动机机油温度以及所述变速器机油温度分别进行比较，当所述发动机机油温度和所述变速器机油温度中的任意一者超过特定温度T3时，所述控制机构控制所述第一阀体使得所述大循环水口保持关闭且所述小循环水口保持开启，所述控制机构控制所述第二阀体使得所述暖风水口、所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口均保持开启。
优选地，当所述发动机的水温超过特定温度T1且不超过特定温度T2时，将特定温度T3与所述发动机机油温度以及所述变速器机油温度分别进行比较，当所述发动机机油温度和所述变速器机油温度均不超过特定温度T3时，根据汽车是否具有暖风需求，所述控制机构执行以下操作：汽车具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第一阀体使得所述大循环水口和所述小循环水口均保持关闭，所述控制机构控制所述第二阀体使得所述暖风水口保持开启，且所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口均保持关闭；汽车不具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第一阀体使得所述大循环水口保持关闭且所述小循环水口保持开启，所述控制机构控制所述第二阀体使得所述暖风水口、所述发动机机油冷却水口和所述变速器机油冷却水口均保持关闭。
本发明第三方面提供一种发动机，该发动机包括如上述的发动机冷却循环系统。
通过上述技术方案，利用本申请提供的冷却循环控制模块，第一阀体能够控制小循环水口和大循环水口的开启和闭合，第二阀体能够控制暖风水口、发动机机油冷却水口和变速器机油冷却水口的开启和闭合，从而能够控制冷却液是否流经热交换器、暖风芯体、发动机机油冷却器以及变速器机油冷却器，从而使得汽车可以根据不同的工况来控制冷却液的流动路径，使得汽车在各种工况中保持发动机水温、发动机机油温度及变速器机油温度在合理区间，从而提高了发动机及整车性能。
附图说明
图1是本申请提供的汽车的冷却循环系统的示意图；
图2-图6分别是本申请提供的冷却循环控制模块分别位于第一循环模式、第二循环模式、第三循环模式、第四循环模式和第五循环模式的示意图；
图7是本申请提供的汽车的冷却循环系统的流程图。
附图标记说明
10-第一阀体 20-第二阀体 30-隔板 40-热交换器 50-泵件 60-水盖 70-水套11-小循环水口 12-大循环水口 21-暖风水口 22-发动机机油冷却水口 23-变速器机油冷却水口
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
参考图1所示的结构，发动机冷却循环系统包括汽缸组件、泵件50和冷却循环控制模块，其中，冷却循环控制模块包括第一阀体10、第二阀体20以及储液器，储液器限定独立的第一腔体和第二腔体，第一腔体上形成有小循环水口11以及大循环水口12，第二腔体上形成有暖风水口21、发动机机油冷却水口22以及变速器机油冷却水口23。此外，第一腔体上形成有第一水口，第二腔体上形成有第二水口，小循环水口11和汽缸组件连通，大循环水口12和汽缸组件连通且两者之间设置有热交换器40，暖风水口21和汽缸组件连通且两者之间设置有暖风芯体，发动机机油冷却水口22和汽缸组件连通且两者之间设置有发动机机油冷却器，变速器机油冷却水口23和汽缸组件连通且两者之间设置有变速器机油冷却器，泵件50的一端连通第一水口、第二水口，泵件50的另一端连通汽缸组件。
第一阀体10能够控制小循环水口11和大循环水口12的开启和闭合，第二阀体20能够控制暖风水口21、发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23的开启和闭合，从而能够控制冷却液是否流经热交换器40、暖风芯体、发动机机油冷却器以及变速器机油冷却器，从而使得汽车可以根据不同的工况来控制冷却液的流动路径，使得汽车在各种工况中保持发动机水温、发动机机油温度及变速器机油温度在合理区间，从而提高了发动机及整车性能。
发动机冷却循环系统包括控制机构，控制机构用于控制第一阀体10以及第二阀体20的移动，以控制小循环水口11、大循环水口12、暖风水口21、发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23的开启和闭合。在本申请的实施方式中，储液器为圆柱件，隔板30设置在储液器中将储液器分为半圆柱状的第一腔体和第二腔体，第一阀体10和第二阀体20均为扇形阀体，控制机构包括两个电机，第一电机用于控制第一阀体10的转动，第二电机用于控制第二阀体20的转动，其中，暖风水口21、发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23沿第二腔体的壁面依次设置，使得第二阀体20能够移动到使得暖风水口21开启而发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23关闭的位置。
图2示出了冷却循环控制模块位于第一循环模式的状态，此时第一阀体10封闭小循环水口11和大循环水口12；第二阀体20封闭暖风水口21、发动机机油冷却水口22以及变速器机油冷却水口23，第一阀体10和第二阀体20此时所在的位置为初始位置。
图3示出了冷却循环控制模块位于第二循环模式的状态，此时小循环水口11开启，大循环水口12关闭；第二阀体20封闭暖风水口21、发动机机油冷却水口22以及变速器机油冷却水口23。
图4示出了冷却循环控制模块位于第三循环模式的状态，此时第一阀体10封闭小循环水口11和大循环水口12；暖风水口21开启，发动机机油冷却水口22以及变速器机油冷却水口23关闭。
图5示出了冷却循环控制模块位于第四循环模式的状态，此时小循环水口11开启，大循环水口12关闭；暖风水口21、发动机机油冷却水口22以及变速器机油冷却水口23均开启。
图6示出了冷却循环控制模块位于第五循环模式的状态，此时小循环水口11关闭，大循环水口12开启；暖风水口21、发动机机油冷却水口22以及变速器机油冷却水口23均开启。
发动机冷却循环系统还包括第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器，所述第一温度传感器用于检测汽车的发动机的水温，所述第二温度传感器用于检测汽车的发动机机油温度，所述第三温度传感器用于检测汽车的变速器机油温度，控制机构根据各个温度传感器所检测到的温度来控制第一阀体10和第二阀体20的运动，使得发动机水温、发动机机油温度和变速器油温度保持在合理区间。
具体地，如图7所示，当汽车开始启动时，第一阀体10和第二阀体20均位于初始位置，冷却循环控制模块处于第一循环模式，此时没有冷却液流经冷却循环控制模块，发动机冷却循环系统实现零流量，从而使得汽车的发动机的温度能够快速升高，从而实现发动机的快速暖机。
当第一温度传感器检测到发动机的水温不超过特定温度T1时，其中85°≤T1≤90°，优选为T1＝90°，比如在发动机刚刚启动或者发动机运行的时间较短的情况下，此时发动机需要快速暖机以达到最佳性能，这时如果汽车的乘员舱没有采暖需求，汽车仍然保持在第一循环模式；而如果汽车的乘员舱有采暖需求，保持第一阀体10仍然位于初始位置，第二电机驱动第二阀体20从初始位置逆时针转动，从而使得暖风水口21开启，发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23仍然保持关闭，冷却循环控制模块位于第三循环模式，此时泵件50抽取储液器的液体并经过水套70、水盖60、暖风芯体之后流入储液器的第二腔体，从而保证发动机快速暖机的基础上，实现暖风流量的最大化，满足汽车的快速取暖需求，提升汽车的取暖和除霜除雾性能。
而当第一温度传感器检测到发动机的水温超过特定温度T1时，则继续判定发动机的水温是否超过特定温度T2，其中105°≤T2≤110°，优选为T2＝110°，如果发动机的温度超过特定温度T2时，此时发动机的水温过高因此急需进行冷却，此时第一电机驱动第一阀体10由初始位置逆时针旋转，从而使得小循环水口11关闭而大循环水口12开启，此时泵件50从储液器抽取液体并经过水套70、水盖60以及热交换器40之后流入第一腔体，使得发动机得到最大程度的冷却，第二电机驱动第二阀体20由初始位置逆时针旋转，使得暖风水口21、发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23均开启，冷却循环控制模块位于第五循环模式，此时所有水路均开启从而满足发动机以及其他支路的冷却需求，实现最大化的冷却。
如果第一温度传感器检测到发动机的水温超过特定温度T1，且发动机的温度不超过T2时，则进一步将特定温度T3与发动机机油温度以及变速器机油温度分别进行比较，其中120°≤T3≤130°，优选为T3＝125°，如果发动机机油温度以及变速器机油温度中的任意一者超过T3时，此时第一电机控制第一阀体10从初始位置顺时针转动，使得小循环水口11开启而大循环水口12关闭，第二电机控制第二阀体20从初始位置逆时针转动，使得暖风水口21、发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23均开启，冷却循环控制模块位于第四循环模式，小循环水口开启能够使得发动机的水温得到适当的降低，发动机机油冷却水口22开启能够使得泵件50抽取储液器的液体并经过水套70、发动机机油冷却器之后流入储液器的第二腔体，变速器机油冷却水口23开启能够使得泵件50抽取储液器的液体并经过水套70、变速器机油冷却器之后流入储液器的第二腔体，因此在第四循环模式中发动机的机油以及变速器的机油的温度都能够得到冷却。
而如果发动机机油温度以及变速器机油温度中的任意一者均不超过T3时，如果汽车的乘员舱有暖风需求，则保持第一阀体10仍然位于初始位置，第二电机驱动第二阀体20从初始位置逆时针转动，从而使得暖风水口21开启，发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23仍然保持关闭，冷却循环控制模块位于第三循环模式，此时泵件50抽取储液器的液体并经过水套70、水盖60、暖风芯体之后流入储液器的第二腔体，从而实现暖风流量的最大化，满足汽车的快速取暖需求；而如果汽车的乘员舱没有暖风需求，则第一电机驱动第一阀体10由初始位置顺时针转动，使得小循环水口11开启而大循环水口12关闭，第二阀体20仍然保持在初始位置，冷却循环控制模块位于第二循环模式，此时满足发动机的一定程度的降温需求。
本申请提供的冷却循环系统在第三循环模式中能够单独开启暖风水口21，而使得发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23均关闭，且小循环水口11和大循环水口12均关闭，从而能够提升乘员舱的升温速度且实现暖风流量的最大化，提升取暖和除霜除雾性能。
另外，本申请提供的冷却循环系统在第一循环模式、第二循环模式和第三循环模式中均关闭发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23，使得汽车冷车启动时能够实现发动机机油冷却水口22和变速器机油冷却水口23的关闭，保证油温快速上升，从而提升发动机及变速器润滑性能。
本申请第三方面提供一种汽车，该汽车包括上述的发动机冷却循环系统。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种冷却循环控制模块，其特征在于，所述冷却循环控制模块包括第一阀体(10)、第二阀体(20)以及储液器，所述储液器限定独立的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上形成有小循环水口(11)以及大循环水口(12)，所述第二腔体上形成有暖风水口(21)、发动机机油冷却水口(22)以及变速器机油冷却水口(23)，所述第一阀体(10)设置在所述第一腔体中以控制所述小循环水口(11)、所述大循环水口(12)的开启和闭合，所述第二阀体(20)设置在所述第二腔体中以控制所述暖风水口(21)、所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)的开启和闭合。
2.根据权利要求1所述的冷却循环控制模块，其特征在于，所述暖风水口(21)、所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)沿所述第二腔体的壁面依次设置。
3.一种发动机冷却循环系统，其特征在于，所述发动机冷却循环系统包括汽缸组件、泵件(50)和权利要求1-2中任意一项所述的冷却循环控制模块，所述第一腔体上形成有第一水口，所述第二腔体上形成有第二水口，所述小循环水口(11)和所述汽缸组件连通，所述大循环水口(12)和所述汽缸组件连通且两者之间设置有热交换器(40)，所述暖风水口(21)和所述汽缸组件连通且两者之间设置有暖风芯体，所述发动机机油冷却水口(22)和所述汽缸组件连通且两者之间设置有发动机机油冷却器，所述变速器机油冷却水口(23)和所述汽缸组件连通且两者之间设置有变速器机油冷却器，所述泵件(50)的一端连通所述第一水口、所述第二水口，所述泵件(50)的另一端连通所述汽缸组件。
4.根据权利要求3所述的发动机冷却循环系统，其特征在于，所述发动机冷却循环系统包括控制机构，所述控制机构用于控制所述第一阀体(10)以及所述第二阀体(20)的移动，以控制所述小循环水口(11)、所述大循环水口(12)、所述暖风水口(21)、所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)的开启和闭合。
5.根据权利要求4所述的发动机冷却循环系统，其特征在于，所述发动机冷却循环系统包括第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器，所述第一温度传感器用于检测汽车的发动机的水温，所述第二温度传感器用于检测汽车的发动机机油温度，所述第三温度传感器用于检测汽车的变速器机油温度。
6.根据权利要求5所述的发动机冷却循环系统，其特征在于，当所述第一温度传感器检测到所述发动机的水温不超过特定温度T1时，所述控制机构控制所述第一阀体(10)使得所述大循环水口(12)和所述小循环水口(11)均保持封闭。
7.根据权利要求6所述的发动机冷却循环系统，其特征在于，当所述第一温度传感器检测到所述发动机的水温不超过特定温度T1时，根据汽车是否具有暖风需求，所述控制机构执行以下操作：
汽车具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第二阀体(20)使得所述暖风水口(21)保持开启，且所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)均保持关闭；
汽车不具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第二阀体(20)使得所述暖风水口(21)、所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)均保持关闭。
8.根据权利要求6所述的发动机冷却循环系统，其特征在于，限定特定温度T2＞特定温度T1，当所述发动机的水温超过特定温度T2时，所述控制机构控制所述第一阀体(10)使得所述大循环水口(12)保持开启且所述小循环水口(11)保持关闭，所述控制机构控制所述第二阀体(20)使得所述暖风水口(21)、所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)均保持开启。
9.根据权利要求8所述的发动机冷却循环系统，其特征在于，当所述发动机的水温超过特定温度T1且不超过特定温度T2时，将特定温度T3与所述发动机机油温度以及所述变速器机油温度分别进行比较，当所述发动机机油温度和所述变速器机油温度中的任意一者超过特定温度T3时，所述控制机构控制所述第一阀体(10)使得所述大循环水口(12)保持关闭且所述小循环水口(11)保持开启，所述控制机构控制所述第二阀体(20)使得所述暖风水口(21)、所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)均保持开启。
10.根据权利要求9所述的发动机冷却循环系统，其特征在于，当所述发动机的水温超过特定温度T1且不超过特定温度T2时，将特定温度T3与所述发动机机油温度以及所述变速器机油温度分别进行比较，当所述发动机机油温度和所述变速器机油温度均不超过特定温度T3时，根据汽车是否具有暖风需求，所述控制机构执行以下操作：
汽车具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第一阀体(10)使得所述大循环水口(12)和所述小循环水口(11)均保持关闭，所述控制机构控制所述第二阀体(20)使得所述暖风水口(21)保持开启，且所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)均保持关闭；
汽车不具有暖风需求时，所述控制机构控制所述第一阀体(10)使得所述大循环水口(12)保持关闭且所述小循环水口(11)保持开启，所述控制机构控制所述第二阀体(20)使得所述暖风水口(21)、所述发动机机油冷却水口(22)和所述变速器机油冷却水口(23)均保持关闭。
11.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求3-10中任意一项所述的发动机冷却循环系统。
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