CN113879074A - 车辆冷却系统控制方法 - Google Patents

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任平
赵狐龙
陈博
潘洪迪
苏晓芳
刘志枫
陈帆
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种车辆冷却系统控制方法，本发明的主要设计构思在于，在车辆冷机启动后检测小循环的水温及采暖需求，并根据水温与阈值的关系，触发变速箱支路导通或切断；以及，根据采暖需求，触发暖风水箱支路导通或切断。本发明对传统冷却系统的控制方式进行了优化改进，尤其是针对冷启动时的变速箱及暖风支路循环方案进行具体设计，从而可以加快发动机的温升以减少发动机的热损失；通过变速箱支路精细化控制，有效解决了蜡式节温器开启滞后所导致的变速箱温升慢的问题，从而改善传统车辆动力总成暖机过程的温升性能，对车辆节油和排放都作出了显著贡献。

Description

车辆冷却系统控制方法
技术领域
本发明涉及车辆冷却技术领域，尤其涉及一种车辆冷却系统控制方法。
背景技术
汽车冷却系统是保证车辆正常运行的重要系统之一，它的主要功用是保证受热部件在整车运行的各种工况下都保持在适当温度，冷却系统的设计好坏对车辆的动力性、经济性和排放性能都有着重要影响。传统汽车冷却系统主要由水泵、发动机(或受热部件)、管路、蜡式节温器、暖风水箱、膨胀水壶、暖风水箱和散热器构成。当发动机水温较低时(一般在80℃以下)，蜡式节温器因蜡包感应温度达不到开启温度而处于关闭状态，此时冷却系统水路不经过散热器，冷却系统水路只进行小循环，此时冷却水由水泵加压后流入发动机水套后流经旁通支路和暖风水箱再回到水泵入口进行循环；当发动机水温较高时(一般大于80℃时)，蜡式节温器蜡包感应温度超过其开启温度，冷却水进行大循环，此时由水泵经发动机水套流过暖风水箱和散热器再回到水泵进行循环。具体地，结合图1所示，传统冷却系统循环是冷却水经过水泵加压后流经缸体、缸盖水套，当水温没达到直通型蜡式节温器的开启条件时，此时冷却经过小循环旁通支路和暖风水箱再流回水泵进行循环；随着发动机运行时间的增加，冷却水温度不断升高，最终会使蜡式节温器开启，此时冷却水由缸盖经过散热器进行大循环，变速箱水路也会开启进行循环。然而，在实际运行过程散热器支路的三通蜡式节温器蜡包会快速感应到发动机冷却水温的变化，而变速箱支路的直通蜡式节温器由于支路不流动，实现过程中直通蜡式节温器处的水温变化缓慢，要靠较长时间的冷却水自身热传导才能使靠近变速箱附近的蜡式节温器打开进行循环，这样会导致自动变速箱靠自身升温较慢，尤其在冬季使用时这种问题更加突出，对整车的经济性和排放都有一定影响。尤其随着油耗法规和排放要求的日趋严格，如何优化冷机启动时冷却系统的温升性能从而改善动力总成的热效率，最终使车辆更节油更环保，是各大整车企业努力的方向。
现有技术以公开号为CN110332039A的中国发明专利为例，其公开了一种发动机冷却系统及控制方法。该发动机冷却系统进入小循环状态，水泵对发动机冷却系统中的冷却液进行增压，得到流向发动机水套装置的小循环冷却液，同时关闭蜡式节温器的阀门，以确保机油冷却器和变速箱油冷器中无冷却液流过；发动机水套装置对小循环冷却液进行分流，得到流向小循环支路的第一小循环冷却液，以及流向暖风机的第二小循环冷却液，并控制第一小循环冷却液经小循环支路流入主节温器，控制第二小循环冷却液经暖风机热处理后回流至主节温器。该发明是对三缸增压发动机冷却系统的布置进行改进，进而减小热量损失，实现发动机快速温升的效果。
现有技术虽然在小循环时通过蜡式节温器的关闭确保机油冷却和变速箱冷却器的冷却通路，然而，发动机水套由水泵泵水流入水套进行循环，水套的温度会不断上升，靠近蜡式节温器处冷却水路被关闭后，流经节温器处的冷却水由于处于流动的死循环(流动死区)，通过冷却水热传导达到节温器开启的时间明显会滞后于发动机本体水套的温度，尤其在冬季使用时这种滞后问题导致的温差会更加明显，最明显的表现就是经过变速箱冷却器的冷却水温上升缓慢，明显低于处于流通循环的发动机温度，在很长一段时间变速箱冷却器的节温器打不开，变速箱油温靠自身升温又很慢，导致变速箱温度长时间较低，从而使变速箱效率严重下降，直接影响整车的工作效率，将导致油耗高、排放恶化。此外，现有技术在暖风支路上冷却水处于长通状态，而暖风水箱需要对环境散热，会延长发动机冷机的温升，进一步造成发动机的油耗偏高等问题。
发明内容
鉴于上述，本发明旨在提供一种车辆冷却系统控制方法，以可靠解决带直通型蜡式节温器控制的冷却系统的冷却水循环支路在低温环境下温升慢的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种车辆冷却系统控制方法，其中包括：
在车辆冷机启动后，检测缸盖水套输出至旁通支路并进入小循环的冷却水的水温，并检测整车是否有采暖需求；
若水温大于预设的第一阈值，则触发变速箱支路导通；并且，在变速箱支路导通状态下，若检测到水温小于预设的第二阈值，则触发变速箱支路切断；以及，
若有采暖需求，则触发暖风水箱支路导通；若无采暖需求，则触发暖风水箱支路切断。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述检测整车是否有采暖需求包括：根据车辆所处环境的温度决策是否有采暖需求。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述控制方法还包括：当车辆处于怠速等待工况时，若水温低于第三阀值，则强制触发变速箱支路及暖风水箱支路切断。
在其中至少一种可能的实现方式中，暖风水箱支路被配置为常通状态。
在其中至少一种可能的实现方式中，预先在变速箱及暖风水箱的支路上分别设置用于控制管路通断的开关阀。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述开关阀为通断型电磁阀。
在其中至少一种可能的实现方式中，位于暖风水箱的支路上的通断型电磁阀设为常开状态。
在其中至少一种可能的实现方式中，在缸盖流经旁通流道、自动变速箱及暖风水箱的管路中的预设位置设置用于获取小循环的冷却水的水温的水温传感器件。
本发明的主要设计构思在于，在车辆冷机启动后检测小循环的水温及采暖需求，并根据水温与阈值的关系，触发变速箱支路导通或切断；以及，根据采暖需求，触发暖风水箱支路导通或切断。本发明对传统冷却系统的控制方式进行了优化改进，尤其是针对冷启动时的变速箱及暖风支路循环方案进行具体设计，从而可以加快发动机的温升以减少发动机的热损失；通过变速箱支路精细化控制，有效解决了蜡式节温器开启滞后所导致的变速箱温升慢的问题，从而改善传统车辆动力总成暖机过程的温升性能，对车辆节油和排放都作出了显著贡献。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为传统的汽车冷却系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的车辆冷却系统控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提出了一种车辆冷却系统控制方法的实施例，具体来说，如图2所示，其中包括：
步骤S1、在车辆冷机启动后，检测缸盖水套输出至旁通支路并进入小循环的冷却水的水温，并检测整车是否有采暖需求；
步骤S2、若水温大于预设的第一阈值，则触发变速箱支路导通，以保持变速箱的水循环；并且，在变速箱支路导通状态下，若检测到水温小于预设的第二阈值，则触发变速箱支路切断，以待水温回升后再次导通；以及，
步骤S3、若有采暖需求，触发暖风水箱支路导通，这样既保证了热舒适性又有利于发动机暖机；若无采暖需求，则触发暖风水箱支路切断，这样便可以减少发动机水套的热损失以加快暖机，从而改善发动机的油耗和排放性能。
进一步地，所述检测整车是否有采暖需求包括：根据车辆所处环境的温度决策是否有采暖需求。
进一步地，所述控制方法还包括：当车辆处于怠速等待工况时，若水温低于预设的第三阀值，则强制触发变速箱支路及暖风水箱支路切断，以重新加快发动机升温过程。
进一步地，暖风水箱支路被配置为常通状态。
前述各实施例可以在变速箱及暖风水箱的支路上采用随水温可控(例如由缸盖流经旁通流道、自动变速箱及暖风水箱的管路中可设置水温传感器件)的开关阀进行相应的硬件设计，从而可以改进直通蜡式节温器的技术缺陷，而对于冷却系统的硬件改进方案可采用常规且成熟的器件予以实施。以前述开关阀举例，在实际操作中，所述开关阀可以采用一种通断型电磁阀；结合前述实施例，该阀可以选用常开阀，即在车辆熄火停车状态下，电磁阀不通电，保持常开状态，这种设计能够起到节能效果，也能够避免车辆故障导致冷却系统失效。具体地，当工作电压大于5V时，电磁阀关闭，可以使冷却水路循环被切断，以加快发动机水温升温；当工作电压小于2.5V，电磁阀开启，冷却水路循环被打通，此时便可以用于加热需受热部件，以加快受热部件的升温过程。
综上所述，本发明的主要设计构思在于，在车辆冷机启动后检测小循环的水温及采暖需求，并根据水温与阈值的关系，触发变速箱支路导通或切断；以及，根据采暖需求，触发暖风水箱支路导通或切断。本发明对传统冷却系统的控制方式进行了优化改进，尤其是针对冷启动时的变速箱及暖风支路循环方案进行具体设计，从而可以加快发动机的温升以减少发动机的热损失；通过变速箱支路精细化控制，有效解决了蜡式节温器开启滞后所导致的变速箱温升慢的问题，从而改善传统车辆动力总成暖机过程的温升性能，对车辆节油和排放都作出了显著贡献。
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车辆冷却系统控制方法，其特征在于，包括：
在车辆冷机启动后，检测缸盖水套输出至旁通支路并进入小循环的冷却水的水温，并检测整车是否有采暖需求；
若水温大于预设的第一阈值，则触发变速箱支路导通；并且，在变速箱支路导通状态下，若检测到水温小于预设的第二阈值，则触发变速箱支路切断；以及，
若有采暖需求，则触发暖风水箱支路导通；若无采暖需求，则触发暖风水箱支路切断。
2.根据权利要求1所述的车辆冷却系统控制方法，其特征在于，所述检测整车是否有采暖需求包括：根据车辆所处环境的温度决策是否有采暖需求。
3.根据权利要求1或2所述的车辆冷却系统控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当车辆处于怠速等待工况时，若水温低于第三阀值，则强制触发变速箱支路及暖风水箱支路切断。
4.根据权利要求1或2所述的车辆冷却系统控制方法，其特征在于，暖风水箱支路被配置为常通状态。
5.根据权利要求1所述的车辆冷却系统控制方法，其特征在于，预先在变速箱及暖风水箱的支路上分别设置用于控制管路通断的开关阀。
6.根据权利要求5所述的车辆冷却系统控制方法，其特征在于，所述开关阀为通断型电磁阀。
7.根据权利要求6所述的车辆冷却系统控制方法，其特征在于，位于暖风水箱的支路上的通断型电磁阀设为常开状态。
8.根据权利要求1、2、5～7任一项所述的车辆冷却系统控制方法，其特征在于，在缸盖流经旁通流道、自动变速箱及暖风水箱的管路中的预设位置设置用于获取小循环的冷却水的水温的水温传感器件。
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