CN112065564B - 一种车辆冷却系统、控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种车辆冷却系统、控制方法及车辆。车辆冷却系统包括散热器、缓速器热交换器、第一管路、第二管路、第一开关阀、第二开关阀以及控制器；第一管路串接发动机和缓速器热交换器，第一开关阀设置于缓速器热交换器输入端一侧的第一管路上；第二管路与缓速器热交换器并联，第二开关阀设置于第二管路上；控制器用于在液力缓速器工作时控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭；控制器还用于在液力缓速器未工作时控制第一开关阀关闭，第二开关阀打开。本发明实施例的技术方案，以实现冷却液循环状态切换，在满足液力缓速器制动性能的同时，降低冷却系统的负载功率，减少发动机功率损失，提高发动机的经济性。

Description

一种车辆冷却系统、控制方法及车辆

技术领域

本发明实施例涉及车辆散热技术，尤其涉及一种车辆冷却系统、控制方法及车辆。

背景技术

重型商用车辆由于重量较重，光靠主刹车制动有时远远不够，因刹车轮毂过热软化失灵容易导致发生车祸，而对于一些车主选择安装淋水器，但淋水器对刹车鼓淋水会导致刹车鼓冷热频繁而裂开，淋水也可能会导致一些低温地区形成路面结冰而被禁用。液力缓速器作为一种辅助制动装置，目前在汽车行业内应用十分广泛，其具有制动力矩大和制动冲击小的优点，并且制动热能可实时跟随车辆冷却系统散去，解决的刹车片因长下坡或频繁下坡制动时过热丧失制动能力的问题。

目前，普遍将液力缓速器热交换器串联在发动机的冷却系统中，当液力缓速器不工作时，冷却液依然通过热交换器，热交换器的散热结构增加了冷却液管路的背压，增加了水泵的负荷，进而降低的发动机的效率，不利于节能。

发明内容

本发明实施例提供一种车辆冷却系统、控制方法及车辆，以实现冷却液循环状态切换，在满足液力缓速器制动性能的同时，降低冷却系统的负载功率，减少发动机功率损失，提高发动机的经济性。

第一方面，本发明实施例提供一种车辆冷却系统，车辆包括依次连接的发动机、变速箱和液力缓速器，所述车辆冷却系统包括散热器、缓速器热交换器、第一管路、第二管路、第一开关阀、第二开关阀以及控制器；

所述第一管路的输入端与所述散热器的第一端连接，所述第一管路的输出端与所述散热器的第二端连接，所述第一管路串接所述发动机和所述缓速器热交换器，所述第一开关阀设置于所述缓速器热交换器输入端一侧的第一管路上；

所述第二管路与所述缓速器热交换器并联，所述第二管路的第一端与所述第一开关阀背离所述缓速器热交换器一侧的第一管路连接，所述第二管路的第二端与所述缓速器热交换器输出端一侧的第一管路连接，所述第二开关阀设置于所述第二管路上；

所述控制器用于在所述液力缓速器工作时控制所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭，以使冷却液仅在所述第一管路内循环；

所述控制器还用于在所述液力缓速器未工作时控制所述第一开关阀关闭，所述第二开关阀打开，以使冷却液在部分所述第一管路和所述第二管路内循环。

可选的，还包括：

挡位获取模块，与所述控制器连接，用于获取所述液力缓速器的挡位；

温度获取模块，与所述控制器连接，用于获取所述液力缓速器内部油的温度；

所述控制器还用于在所述液力缓速器的挡位为非0挡和/或所述液力缓速器内部油的温度大于或等于温度阈值时，控制所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭。

可选的，所述控制器还用于在所述液力缓速器的挡位为0挡且所述液力缓速器内部油的温度小于温度阈值时，控制所述第一开关阀关闭，所述第二开关阀打开。

可选的，所述温度阈值为100℃。

可选的，还包括：

地图信息获取模块，用于获取车辆当前行驶的地图信息，以获取当前路段的坡度；

制动踏板状态获取模块，用于获取当前制动踏板状态；

所述控制器还用于在当前路段的坡度小于或等于坡度阈值、制动踏板的制动频率大于或等于频率阈值以及制动踏板的制动时间大于或等于持续时间阈值中的至少一者满足时，控制所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭。

可选的，所述坡度阈值为-1％，所述频率阈值为0.2Hz，所述持续时间阈值为10s。

可选的，所述散热器包括散热风扇、水泵以及节温器，所述水泵设置于所述第一管路的输入端，所述节温器设置于所述第一管路的输出端。

可选的，所述第一开关阀和所述第二开关阀均为比例阀。

第二方面，本发明实施例还提供一种车辆冷却系统的控制方法，采用上述任意一种车辆冷却系统执行，包括：

获取液力缓速器的工作状态；

在所述液力缓速器工作时，控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭，以使冷却液仅在第一管路内循环；

在所述液力缓速器未工作时，控制所述第一开关阀关闭，所述第二开关阀打开，以使冷却液在部分所述第一管路和第二管路内循环。

第三方面，本发明实施例还提供一种车辆，包括上述任意一种车辆冷却系统。

本发明实施例提供的车辆冷却系统，车辆包括依次连接的发动机、变速箱和液力缓速器，车辆冷却系统包括散热器、缓速器热交换器、第一管路、第二管路、第一开关阀、第二开关阀以及控制器；第一管路的输入端与散热器的第一端连接，第一管路的输出端与散热器的第二端连接，第一管路串接发动机和缓速器热交换器，第一开关阀设置于缓速器热交换器输入端一侧的第一管路上；第二管路与缓速器热交换器并联，第二管路的第一端与第一开关阀背离缓速器热交换器一侧的第一管路连接，第二管路的第二端与缓速器热交换器输出端一侧的第一管路连接，第二开关阀设置于第二管路上；通过控制器在液力缓速器工作时控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭，以使冷却液仅在第一管路内循环，冷却液经过缓速器热交换器实现液力缓速器的散热；通过控制器在所述液力缓速器未工作时控制第一开关阀关闭，第二开关阀打开，以使冷却液在部分第一管路和第二管路内循环，冷却液不经过缓速器热交换器，从而降低冷却系统的负载功率，减少发动机功率损失，提高发动机的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种车辆冷却系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种车辆冷却系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种车辆冷却系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种车辆冷却系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1所示为本发明实施例提供的一种车辆冷却系统的结构示意图，本实施例可适用于装配有液力缓速器的商用车中，参考图1，车辆包括依次连接的发动机1、变速箱2和液力缓速器3，车辆冷却系统包括散热器4、缓速器热交换器5、第一管路6、第二管路7、第一开关阀8、第二开关阀9以及控制器10；第一管路6的输入端6a与散热器4的第一端连接，第一管路6的输出端6b与散热器4的第二端连接，第一管路6串接发动机1和缓速器热交换器5，第一开关阀8设置于缓速器热交换器5输入端一侧的第一管路上；第二管路7与缓速器热交换器5并联，第二管路7的第一端7a与第一开关阀8背离缓速器热交换器5一侧的第一管路连接，第二管路7的第二端7b与缓速器热交换器5输出端一侧的第一管路连接，第二开关阀9设置于第二管路7上；控制器10用于在液力缓速器3工作时控制第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭，以使冷却液仅在第一管路6内循环；控制器10还用于在液力缓速器3未工作时控制第一开关阀8关闭，第二开关阀9打开，以使冷却液在部分第一管路6和第二管路7内循环。

可以理解的是，液力缓速器是一种通过液力装置降低车辆行驶速度的汽车缓速器，液力缓速器制动扭矩来自于工作介质(例如油)与缓速器定子和转子的相互作用，将转子的动能转化为工作介质的热能。通过第一管路6串联发动机1和缓速器热交换器5，第一管路6内充有冷却液(例如水)，冷却液循环时带走发动机1和缓速器热交换器5的热量，其中图1中的箭头表示冷却液的流动方向。本实施例中，通过设置与缓速器热交换器5并联的第二管路7，当液力缓速器3没有处于工作状态时，关闭第一开关阀8，打开第二开关阀9，冷却液不经过缓速器热交换器5，从而降低冷却系统的负载功率，减少发动机的功率损失，当液力缓速器3处于工作状态时，打开第一开关阀8，关闭第二开关阀9，冷却液经过缓速器热交换器5，以保证液力缓速器3正常散热。

本实施例的技术方案通过控制器在液力缓速器工作时控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭，以使冷却液仅在第一管路内循环，冷却液经过缓速器热交换器实现液力缓速器的散热；通过控制器在所述液力缓速器未工作时控制第一开关阀关闭，第二开关阀打开，以使冷却液在部分第一管路和第二管路内循环，冷却液不经过缓速器热交换器，从而降低冷却系统的负载功率，减少发动机功率损失，提高发动机的经济性。

在上述技术方案的基础上，可选的，继续参考图1，散热器4包括散热风扇41、水泵42以及节温器43，水泵42设置于第一管路6的输入端6a，节温器43设置于第一管路6的输出端6b。

其中，由于水的比热容较大，因此冷却液可以用水，水泵42用于提供压力，使冷却液在第一管路6内循环，从而达到冷却发动机1和液力缓速器3的目的。本实施例中，在第一管路6的输出端6b上安装有节温器43，节温器43为三通阀，其中一个口作为进口，另两个口作为出口，节温器43的进口连接第一管路6，一个出口连接到散热器4内部，另一个出口通过管道与第一管路6的输入端相连，节温器43可将部分冷却液从分支管道直接传送回第一管路6中，绕开了散热风扇41，从而实现节温调节。

可选的，第一开关阀8和第二开关阀9均为比例阀。由于在车辆需要液力缓速器提供制动力矩后，液力缓速器的扭矩响应时间大约为2s，而比例阀0％-100％的时间为200ms，所以本实施例完全能满足液力缓速器工作和停止工作状态切换时的冷却需求。

图2所示为本发明实施例提供的另一种车辆冷却系统的结构示意图。参考图2，可选的，本实施例提供的车辆冷却系统还包括：挡位获取模块11，与控制器10连接，用于获取液力缓速器3的挡位；温度获取模块12，与控制器10连接，用于获取液力缓速器3内部油的温度；控制器10还用于在液力缓速器3的挡位为非0挡和/或液力缓速器3内部油的温度大于或等于温度阈值时，控制第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭。

可以理解的是，当液力缓速器3的挡位不是0挡时，表明液力缓速器3已开始工作，此时控制第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭，冷却液经过缓速器热交换器5对液力缓速器3散热；当液力缓速器3内的油温较高时，为了预防液力缓速器3参与制动，温度升高过快，超过缓速器油温温度限值，控制第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭，冷却液只在第一管路6内循环。在本实施例中，可选的温度阈值可以为100℃。在其他实施例中，温度阈值可以根据实际情况设置。即当液力缓速器3的挡位为非0挡和液力缓速器3内部油的温度大于或等于温度阈值至少一个满足时，控制第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭。

可选的，控制器10还用于在液力缓速器3的挡位为0挡且液力缓速器3内部油的温度小于温度阈值时，控制第一开关阀8关闭，第二开关阀9打开。

当液力缓速器3的挡位为0挡时，表示液力缓速器3未工作，液力缓速器3内部油的温度小于温度阈值时，此时不需要散热器4辅助液力缓速器3散热，因此控制第一开关阀8关闭，第二开关阀9打开，冷却液无需经过缓速器热交换器5，可以降低冷却系统的负载功率，减少发动机功率损失，提高发动机的经济性。

图3所示为本发明实施例提供的又一种车辆冷却系统的结构示意图。参考图3，可选的，本实施例提供的车辆冷却系统还包括：地图信息获取模块13，与控制器10连接，用于获取车辆当前行驶的地图信息，以获取当前路段的坡度；制动踏板状态获取模块14，与控制器10连接，用于获取当前制动踏板状态；控制器10还用于在当前路段的坡度小于或等于坡度阈值、制动踏板的制动频率大于或等于频率阈值以及制动踏板的制动时间大于或等于持续时间阈值中的至少一者满足时，控制第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭。

当液力缓速器3的挡位为0挡且液力缓速器3内部油的温度小于温度阈值时，表示液力缓速器3未工作，在车辆运行过程中，通过监控车辆运行的环境条件和车辆工况，当液力缓速器3参与制动时，切换为第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭，以使冷却液仅在第一管路6内循环，避免液力缓速器3过热。

可选的，坡度阈值可以为-1％，频率阈值可以为0.2Hz，持续时间阈值可以为10s。

本实施例中，当坡度小于或等于-1％时，认为车辆在下坡，制动踏板的制动频率大于或等于0.2Hz，或制动持续时间大于或等于10s三个条件满足至少一个时，即当前方路段为下坡时，预判断司机需要使用液力缓速器3参与制动，提前将冷却系统切换为第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭；当制动踏板踩下的频率较高时，预判断司机需要使用液力缓速器3参与制动，将冷却系统切换为第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭；当制动踏板踩下的时间较长时，预判断司机需要使用液力缓速器3参与制动，将冷却系统切换为第一开关阀8打开，第二开关阀9关闭，以使冷却液仅在第一管路6内循环，避免液力缓速器3过热。如果都不满足，控制第一开关阀8关闭，第二开关阀9打开，防止冷却液在缓速器热交换器产生的背压带来功率的损失，控制冷却液流入与缓速器热交换器并联的第二管路以提高发动机的经济性。

在其他实施例中，坡度阈值、频率阈值和持续时间阈值可以根据实际需求设置，本发明对此不作限定。另外，预判液力缓速器3参与制动还可以包括其他条件，具体实施时可以根据实际情况选择。

图4所示为本发明实施例提供的一种车辆冷却系统的控制方法的流程示意图，该控制方法可以由上述实施例提供的任意一种车辆冷却系统来执行，具体包括如下步骤：

步骤S110、获取液力缓速器的工作状态。

其中，液力缓速器的工作状态包括工作状态和非工作状态，工作状态即液力缓速器参与车辆制动。

步骤S120、在液力缓速器工作时，控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭，以使冷却液仅在第一管路内循环。

步骤S130、在液力缓速器未工作时，控制第一开关阀关闭，第二开关阀打开，以使冷却液在部分第一管路和第二管路内循环。

其中，通过实时获取液力缓速器的状态，从而控制第一开关阀和第二开关阀的开关状态随液力缓速器的工作状态变化，当液力缓速器工作时冷却液流入缓速器热交换器，利用冷却液带走液力缓速器制动时产生的大量的热；当液力缓速器不工作时，控制第一开关阀8关闭，第二开关阀9打开，防止冷却液在缓速器热交换器产生的背压带来功率的损失，控制冷却液流入与缓速器热交换器并联的第二管路以提高发动机的经济性。

本实施例的技术方案，通过在液力缓速器工作时控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭，以使冷却液仅在第一管路内循环，冷却液经过缓速器热交换器实现液力缓速器的散热；通过在所述液力缓速器未工作时控制第一开关阀关闭，第二开关阀打开，以使冷却液在部分第一管路和第二管路内循环，冷却液不经过缓速器热交换器，从而降低冷却系统的负载功率，减少发动机功率损失，提高发动机的经济性。

在上述技术方案的基础上，可选的，获取液力缓速器的工作状态包括：

获取液力缓速器的挡位和液力缓速器内部油的温度，当液力缓速器的挡位为非0挡时和液力缓速器内部油的温度大于或等于温度阈值时，判定液力缓速器处于工作状态，可选的温度阈值可以为100℃。

当液力缓速器的挡位为0挡时且液力缓速器内部油的温度小于温度阈值，此时判定液力缓速器为非工作状态，实时获取当前的坡度信息以及制动踏板信息，预判司机的制动意图，在当前路段的坡度小于或等于坡度阈值、制动踏板的制动频率大于或等于频率阈值以及制动踏板的制动时间大于或等于持续时间阈值中的至少一者满足时，判定液力缓速器要开始工作，此时切换第一开关阀和第二开关阀的开关状态，以保证液力缓速器的冷却效果。可选的，坡度阈值可以为-1％，频率阈值可以为0.2Hz，持续时间阈值可以为10s。

本发明实施例还提供一种车辆，包括上述实施例提供的任意一种车辆冷却系统。由于本发明实施例提供的车辆包括上述实施例提供的任意一种车辆冷却系统，具备相同或相应的技术效果，在此不再详述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种车辆冷却系统，其特征在于，车辆包括依次连接的发动机、变速箱和液力缓速器，所述车辆冷却系统包括散热器、缓速器热交换器、第一管路、第二管路、第一开关阀、第二开关阀以及控制器；

所述第一管路的输入端与所述散热器的第一端连接，所述第一管路的输出端与所述散热器的第二端连接，所述第一管路串接所述发动机和所述缓速器热交换器，所述第一开关阀设置于所述缓速器热交换器输入端一侧的第一管路上；

所述第二管路与所述缓速器热交换器并联，所述第二管路的第一端与所述第一开关阀背离所述缓速器热交换器一侧的第一管路连接，所述第二管路的第二端与所述缓速器热交换器输出端一侧的第一管路连接，所述第二开关阀设置于所述第二管路上；

所述控制器用于在所述液力缓速器工作时控制所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭，以使冷却液仅在所述第一管路内循环；

所述控制器还用于在所述液力缓速器未工作时控制所述第一开关阀关闭，所述第二开关阀打开，以使冷却液在部分所述第一管路和所述第二管路内循环；

所述车辆冷却系统，还包括：

地图信息获取模块，与所述控制器连接，用于获取车辆当前行驶的地图信息，以获取当前路段的坡度；

制动踏板状态获取模块，与所述控制器连接，用于获取当前制动踏板状态；

所述控制器还用于在当前路段的坡度小于或等于坡度阈值、制动踏板的制动频率大于或等于频率阈值以及制动踏板的制动时间大于或等于持续时间阈值中的至少一者满足时，控制所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭。

2.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于，还包括：

挡位获取模块，与所述控制器连接，用于获取所述液力缓速器的挡位；

温度获取模块，与所述控制器连接，用于获取所述液力缓速器内部油的温度；

所述控制器还用于在所述液力缓速器的挡位为非0挡和/或所述液力缓速器内部油的温度大于或等于温度阈值时，控制所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭。

3.根据权利要求2所述的车辆冷却系统，其特征在于，所述控制器还用于在所述液力缓速器的挡位为0挡且所述液力缓速器内部油的温度小于温度阈值时，控制所述第一开关阀关闭，所述第二开关阀打开。

4.根据权利要求2或3所述的车辆冷却系统，其特征在于，所述温度阈值为100℃。

5.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于，所述坡度阈值为-1％，所述频率阈值为0.2Hz，所述持续时间阈值为10s。

6.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于，所述散热器包括散热风扇、水泵以及节温器，所述水泵设置于所述第一管路的输入端，所述节温器设置于所述第一管路的输出端。

7.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于，所述第一开关阀和所述第二开关阀均为比例阀。

8.一种车辆冷却系统的控制方法，采用权利要求1～7任一所述的车辆冷却系统执行，其特征在于，包括：

获取液力缓速器的工作状态；

在所述液力缓速器工作时，控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭，以使冷却液仅在第一管路内循环；

在所述液力缓速器未工作时，控制所述第一开关阀关闭，所述第二开关阀打开，以使冷却液在部分所述第一管路和第二管路内循环。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的车辆冷却系统。

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