CN112248760A - 一种汽车暖通回路结构及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车暖通回路结构，包括发动机、水泵、加热器、暖通芯体及四通阀，发动机的防冻液出液口与四通阀的第一进液口连通，发动机的防冻液进液口与四通阀的第一出液口连通，水泵通过管路依次连接加热器、暖通芯体和四通阀，暖通芯体的出液口与四通阀的第二进液口连通，水泵的进液口与四通阀的第二出液口连通；当发动机不工作或防冻液温度未达到设定值，四通阀的第一进液口与第一出液口导通，第二进液口与第二出液口导通；当发动机工作或防冻液温度达到设定值，四通阀的第一进液口与第二出液口导通，第二进液口与第一出液口导通。其布置成本低，能够有效利用发动机余热，节约整车能耗。本发明还公开了上述汽车暖通回路结构的控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及汽车暖通系统，具体涉及汽车暖通回路结构及控制方法。
背景技术
随着PHEV（混合动力）技术的广泛应用，设计者在满足用户基本取暖需求时，越来越在意能量的消耗和产品的使用寿命等，故而极力追求暖通回路设计方案的最优化。
CN102529642A公开了一种用于增程式电动车的空调供热系统，包括一控制电路和两条供热循环水回路：控制电路包括热管理集成控制单元，空调控制器、水温传感器、供暖电动水泵、PTC电加热器、发动机控制单元；第一供热循环水回路由供暖电动水泵依次通过水管经发动机下游三通电动阀、PTC电加热器、暖通空调总成、膨胀箱、发动机上游三通电动阀回到供暖电动水泵；第二供热循环水回路由发动机依次通过水管经发动机下游三通电动阀、PTC电加热器、暖通空调总成、膨胀箱、发动机上游三通电动阀回到发动机。还公开一种用于增程式电动车的空调供热系统的控制方法。通过两个三通电动阀实现工作模式的切换，虽然有效利用了发动机工作时的可用热量和动力源，但是一方面由于三通电动阀成本较高，采用两个三通电动阀增加了暖通回路布置成本，并且需要ECU对两个三通电动阀进行控制，增加了ECU控制逻辑的复杂程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车暖通回路结构及控制方法，其布置成本低，能够有效利用发动机余热，节约整车能耗。
本发明所述的汽车暖通回路结构，包括发动机、水泵、加热器、暖通芯体及四通阀，所述发动机的防冻液出液口与四通阀的第一进液口连通，发动机的防冻液进液口与四通阀的第一出液口连通，所述水泵通过管路依次连接加热器、暖通芯体和四通阀，所述暖通芯体的出液口与四通阀的第二进液口连通，所述水泵的进液口与四通阀的第二出液口连通；当发动机不工作或发动机的防冻液温度未达到设定值，四通阀的第一进液口与第一出液口导通，第二进液口与第二出液口导通；当发动机工作或发动机的防冻液温度达到设定值，四通阀的第一进液口与第二出液口导通，第二进液口与第一出液口导通。
进一步，还包括支管，所述支管的进液口与四通阀的第二出液口和水泵的进液口之间的管路连通，支管的出液口与水泵和加热器之间的管路或加热器和暖通芯体之间的管路连通，所述支管上设有单向阀。
进一步，所述四通阀为机械四通阀或电磁四通阀。
一种汽车暖通回路控制方法，其包括如下步骤：
S1，采用上述的汽车暖通回路结构，判断发动机是否工作、发动机防冻液温度是否达到设定值，根据判断结果切换四通阀的导通方式；
S2，当发动机不工作或发动机的防冻液温度未达到设定值，四通阀的第一进液口与第一出液口导通，第二进液口与第二出液口导通，水泵的出液口排出的液体依次经过加热器、暖通芯体和四通阀回流至水泵进液口，构成第一供热循环回路；
S3，当发动机工作或发动机的防冻液温度达到设定值，四通阀的第一进液口与第二出液口导通，第二进液口与第一出液口导通，发动机排出的防冻液依次经过四通阀、水泵、加热器、暖通芯体，再通过四通阀回流至发动机防冻液进液口，构成第二供热循环回路；当汽车暖通回路结构包括支管时，发动机排出的防冻液依次经过四通阀、支管和暖通芯体，再通过四通阀回流至发动机的防冻液进液口，构成第三供热循环回路；或者发动机排出的防冻液依次经过四通阀、支管、加热器和暖通芯体，再通过四通阀回流至发动机的防冻液进液口，构成第四供热循环回路。
进一步，所述S2中若第一供热循环回路中管路内液体温度未达到目标温度，则开启加热器，若管路内液体温度达到目标温度，则进一步判定管路内液体温度是否过高；若管路内液体温度过高，则关闭加热器，否则不作改变。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
1、本发明采用四通阀连接发动机防冻液回路与暖通芯体加热回路，进而当发动机不工作或防冻液温度未达到设定值，四通阀的第一进液口与第一出液口导通，第二进液口与第二出液口导通，水泵出液口排出的液体依次经过加热器、暖通芯体和四通阀回流至水泵进液口，构成第一供热循环回路，利用水泵和加热器分别提供回路中液体的流动动力和热源，满足用户取暖需求。当发动机工作或防冻液温度达到设定值，发动机防冻液回路与暖通芯体加热回路连通，充分利用发动机防冻液余温对暖通芯体进行加热，节约了整车能耗。并且相较于现有两个三通电动阀的设置，本发明减少了阀门数量，降低了布置成本。
2、本发明在回路中设置带有单向阀的支管，所述支管与水泵并联，进而当发动机工作或防冻液温度达到设定值时，发动机中的高温防冻液经过四通阀进入暖通芯体加热回路，相较于支管所在支路，水泵所在支路流阻较大，故而防冻液会经过单向阀后直接流向暖通芯体，再经四通阀回流至发动机，由于防冻液未经过水泵支路，相应地水泵能够关闭，达到节约整车能耗和延长水泵使用寿命的目的。
3、本发明所述控制方法逻辑简单，有效利用了发动机余热，节约了整车能耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一；
图2是本发明的结构示意图之二；
图3是本发明的工作示意图之一；
图4是本发明的工作示意图之二；
图5是本发明的工作示意图之三；
图6是本发明的工作示意图之四。
图中，1—发动机，2—四通阀，21—第一进液口，22—第一出液口，23—第二进液口，24—第二出液口，3—水泵，4—加热器，5—暖通芯体，6—支管，7—单向阀。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作详细说明。
实施例一，参见图1，所示的汽车暖通回路结构，包括发动机1、水泵3、加热器4、暖通芯体5及四通阀2，所述发动机1的防冻液出液口与四通阀2的第一进液口21连通，发动机1的防冻液进液口与四通阀2的第一出液口22连通，所述水泵3通过管路依次连接加热器4、暖通芯体5和四通阀2，所述暖通芯体5的出液口与四通阀2的第二进液口23连通，所述水泵3的进液口与四通阀2的第二出液口24连通。当发动机1不工作或发动机1的防冻液温度未达到设定值，四通阀2的第一进液口21与第一出液口22导通，第二进液口23与第二出液口24导通。当发动机1工作或发动机1的防冻液温度达到设定值，四通阀2的第一进液口21与第二出液口24导通，第二进液口23与第一出液口22导通。
综合考虑成本和布置空间，所述加热器选用PTC加热器。
所述四通阀选用机械控制四通阀，不需要ECU进行控制，使得ECU控制逻辑更为简单。
一种汽车暖通回路控制方法，其包括如下步骤：
S1，采用上述的汽车暖通回路结构，判断发动机1是否工作、发动机的防冻液温度是否达到设定值，根据判断结果切换四通阀2的导通方式；
S2，参见图4，当发动机1不工作或发动机1的防冻液温度未达到设定值，四通阀2的第一进液口21与第一出液口22导通，第二进液口23与第二出液口24导通，水泵3的出液口排出的液体依次经过加热器4、暖通芯体5和四通阀2回流至水泵3的进液口，构成第一供热循环回路。此时水泵3开始工作，为第一供热循环回路中管路内液体提供动力，若第一供热循环回路中管路内液体温度未达到目标温度，则开启加热器3，若管路内液体温度达到目标温度，则进一步判定管路内液体温度是否过高；若管路内液体温度过高，则关闭加热器3，否则不作改变。
S3，参见图3，当发动机1工作或发动机1防冻液温度达到设定值，四通阀2的第一进液口21与第二出液口24导通，第二进液口23与第一出液口22导通，发动机1的防冻液依次经过四通阀2、水泵3、加热器4、暖通芯体5，再通过四通阀2回流至发动机1的防冻液进液口，构成第二供热循环回路。第二供热循环回路直接用发动机排出的高温防冻液加热暖通芯体5，加热器4处于关闭状态，充分利用了发动机1防冻液余温对暖通芯体5进行加热，节约了整车能耗。
实施例二，参见图2，所示的汽车暖通回路结构，包括发动机1、水泵3、加热器4、暖通芯体5、四通阀2和支管6，发动机1、水泵3、加热器4、暖通芯体5、四通阀2的连接方式与实施例一相同。所述支管6的进液口与四通阀2第二出液口24和水泵3的进液口之间的管路连通，支管6的出液口与水泵3和加热器4之间的管路或加热器4和暖通芯体5之间的管路连通，所述支管6上设有单向阀7。需要说明的是，所述支管6的出液口还能够与水泵3和加热器4之间的管路连通，保证支管6所在支路与水泵3所在支路为并联关系。
一种汽车暖通回路控制方法，其包括如下步骤：
S1，采用上述的汽车暖通回路结构，判断发动机是否工作、发动机防冻液温度是否达到设定值，根据判断结果切换四通阀的导通方式；
S2，参见图6，当发动机1不工作或发动机1的防冻液温度未达到设定值，四通阀2的第一进液口21与第一出液口22导通，第二进液口23与第二出液口24导通。由于单向阀7只允许液体由四通阀2的第二出液口24流向暖通芯体5，故从水泵3流出的高温液体经过加热器4后直接流向暖通芯体5，对暖通芯体5进行加热，实现用户取暖，再通过四通阀2流向水泵3的进液口。此时水泵3开始工作，为第一供热循环回路中管路内液体提供动力。
S3，参见图5，当发动机1工作或发动机1的防冻液温度达到设定值，四通阀2的第一进液口21与第二出液口24导通，第二进液口23与第一出液口22导通，发动机1排出的防冻液经过四通阀2进入暖通芯体加热回路，由于水泵3所在支路流阻较大，故而防冻液将由带有单向阀7的支管6直接流向暖通芯体，对暖通芯体进行加热，再通过四通阀2流向发动机1的防冻液进液口。在此种工作模式下，发动机1排出的高温防冻液未经过水泵3所在支路，相应地水泵3能够关闭，达到节约整车能耗和延长水泵使用寿命的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种汽车暖通回路结构，其特征在于：包括发动机（1）、水泵（3）、加热器（4）、暖通芯体（5）及四通阀（2），所述发动机（1）的防冻液出液口与四通阀（2）的第一进液口（21）连通，发动机（1）的防冻液进液口与四通阀（2）的第一出液口（22）连通；所述水泵（3）通过管路依次连接加热器（4）、暖通芯体（5）和四通阀（2），所述暖通芯体（5）的出液口与四通阀（2）的第二进液口（23）连通，所述水泵（3）的进液口与四通阀（2）的第二出液口（24）连通；
当发动机（1）不工作或发动机的防冻液温度未达到设定值，四通阀（2）的第一进液口（21）与第一出液口（22）导通，第二进液口（23）与第二出液口（24）导通；
当发动机（1）工作或发动机的防冻液温度达到设定值，四通阀（2）的第一进液口（21）与第二出液口（24）导通，第二进液口（23）与第一出液口（22）导通。
2.根据权利要求1所述的汽车暖通回路结构，其特征在于：还包括支管（6），所述支管（6）的进液口与四通阀（2）的第二出液口（24）和水泵（3）的进液口之间的管路连通，支管（6）的出液口与水泵（3）和加热器（4）之间的管路或加热器（4）和暖通芯体（5）之间的管路连通，所述支管（6）上设有容支管（6）内液体从支管进液口单向流向支管出液口的单向阀（7）。
3.根据权利要求1或2所述的汽车暖通回路结构，其特征在于：所述四通阀（2）为机械四通阀或电磁四通阀。
4.一种汽车暖通回路控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，采用权利要求1~3任一项所述的汽车暖通回路结构，判断发动机（1）是否工作、发动机防冻液温度是否达到设定值，根据判断结果切换四通阀（2）的导通方式；
S2，当发动机（1）不工作或发动机的防冻液温度未达到设定值，四通阀（2）的第一进液口（21）与第一出液口（22）导通，第二进液口（23）与第二出液口（24）导通，水泵（3）的出液口排出的液体依次经过加热器（4）、暖通芯体（5）和四通阀（2）回流至水泵（3）的进液口，构成第一供热循环回路；
S3，当发动机（1）工作或发动机的防冻液温度达到设定值，四通阀（2）的第一进液口（21）与第二出液口（24）导通，第二进液口（23）与第一出液口（22）导通，发动机排出的防冻液依次经过四通阀（2）、水泵（3）、加热器（4）、暖通芯体（5），再通过四通阀（2）回流至发动机（1）的防冻液进液口，构成第二供热循环回路；
当汽车暖通回路结构包括支管（6）时，发动机（1）排出的防冻液依次经过四通阀（2）、支管（6）和暖通芯体（5），再通过四通阀（2）回流至发动机（1）的防冻液进液口，构成第三供热循环回路；或者发动机（1）排出的防冻液依次经过四通阀（2）、支管（6）、加热器（4）和暖通芯体（5），再通过四通阀（2）回流至发动机（1）的防冻液进液口，构成第四供热循环回路。
5.根据权利要求4所述的汽车暖通回路控制方法，其特征在于：所述S2中若第一供热循环回路中管路内液体温度未达到目标温度，则开启加热器（4），若管路内液体温度达到目标温度，则进一步判定管路内液体温度是否过高；
若管路内液体温度过高，则关闭加热器（4），否则不作改变。
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