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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2012-0147801 , eingereicht am 17. Dezember 2012, deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem und ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug, welches die Strömungsrichtung und eine Durchflussrate (bzw. Durchflussmenge) von Kühlmittel steuert, um optimale Kühlzustände (bzw. -bedingungen) anzubieten.
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Eine motorbetriebene Wasserpumpe wird verwendet oder ein elektrischer Thermostat, welches elektrisches Heizen verwendet, wird angewandt zur Steuerung bzw. Regelung von Kühlmitteltemperatur.
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Ferner gibt es ein Verfahren zum Montieren eines Automatikgetriebeflüssigkeit(ATF)-Wärmers an einem Aufwärm-Kreislauf eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems, allerdings steigert es die Kosten, und die Effektivität ist nicht hoch.
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Ferner, wenn ein ATF-Wärmer angewandt wird, um eine Reibung eines Automatikgetriebes mittels eines raschen Aufwärmens davon zu reduzieren, nimmt eine Durchflussrate von Kühlmittel (z. B. Kühlwasser) ab, ein Kraftstoffverbrauch nimmt aufgrund von Reduzierung von Wärme, welche von einem Verbrennungsmotor zu einer Heizvorrichtung (bzw. Heizer) geliefert wird, zu, und ein separates Bypass-Ventil muss montiert werden.
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Die hier im Zusammenhang mit dem Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung dienen und sollen nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen einen dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik darstellen.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen bereit ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug und ein Steuerverfahren davon mit den Vorteilen einer Steuerung von einer Kühlmittel-Strömungsrichtung und einer Kühlmittel-Durchflussrate gemäß einem Verbrennungsmotor-Aufwärmzustand und einem Gesamt-Verbrennungsmotor-Betriebszustand, um einen optimierten Kühlzustand mittels effizienter Nutzung von Abwärme (bzw. Abhitze) eines Verbrennungsmotors anzubieten, so dass das Kühl- und das Klimaanlagen-Leistungsvermögen verbessert werden.
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Ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug, in welchem eine Wasserpumpe zum Versorgen eines Verbrennungsmotors mit einem Kühlmittel angeordnet ist und ein Kühler (bzw. Motorkühler bzw. Radiator) zum Kühlen des erhitzten Kühlmittels des Verbrennungsmotors durch Wärmeaustausch mit Außenluft angeordnet ist, kann aufweisen: ein Steuerventil (bzw. Regelventil), das an einer Seite des Verbrennungsmotors zum Steuern bzw. Regeln einer Durchflussrate und eines Strömungskanals des Kühlmittels angeordnet ist; einen ersten Kanal (bzw. Passage), welcher das Steuerventil mit dem Kühler verbindet und den Kühler mit der Wasserpumpe verbindet; einen Getriebeöl-Kühler (nachfolgend abgekürzt als TOC aus dem englischen Begriff „Transmission Oil Cooler”), welcher zwischen einem Auslass des Kühlers und der Wasserpumpe angeordnet ist, um über den ersten Kanal verbunden zu sein; einen zweiten Kanal, welcher den TOC mit dem Steuerventil verbindet und den TOC mit dem Kühlmittel, welches aus dem Verbrennungsmotor herausgelassen ist (bzw. abfließt), direkt versorgt; und eine Heizvorrichtung, welche an (bzw. in) einem dritten Kanal, welcher am Verbrennungsmotor vorbeiführt (bzw. umgeleitet wird bzw. als Bypass daran vorbeigeht), angeordnet ist, um das Steuerventil mit der Wasserpumpe zu verbinden.
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Das Steuerventil kann ein elektrisch gesteuertes Dreiwege-Ventil sein.
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Ein Verbrennungsmotoröl-Kühler (nachfolgend abgekürzt als EOC aus dem englischen Begriff „Engine Oil Cooler”) kann zwischen dem TOC und der Wasserpumpe durch Verbinden des ersten Kanals und des zweiten Kanals angeordnet sein.
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Der EOC kann parallel zum TOC angeordnet sein (bzw. parallel zum TOC geschaltet sein).
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Ein Bypass-Kanal kann zwischen dem Kühler und der Wasserpumpe ausgebildet sein, durch welchen ein Teil des Kühlmittels, welches aus dem Kühler herausgelassen ist, vorbeigeführt (bzw. umgeleitet) wird, und das vorbeigeführte Kühlmittel der Wasserpumpe zugeführt wird.
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Ein Auf/Zu-Ventil kann an (bzw. in) dem Bypass-Kanal angeordnet sein.
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Ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug, in welchem eine Wasserpumpe, welche einen Verbrennungsmotor mit einem Kühlmittel versorgt, an einer Kühlmittel-Einlass-Seite des Verbrennungsmotors angeordnet ist und ein Kühler zum Kühlen des erhitzten Kühlmittels des Verbrennungsmotors durch Wärmeaustausch mit Außenluft angeordnet ist, kann aufweisen: ein Steuerventil, welches an einer Kühlmittel-Auslass-Seite des Verbrennungsmotors angeordnet ist; einen ersten Kanal, welcher das Steuerventil mit dem Kühler verbindet und den Kühler mit der Wasserpumpe verbindet; einen Getriebeöl-Kühler (TOC), welcher an einem zweiten Kanal, welcher mit dem Steuerventil zwischen dem Kühler und der Wasserpumpe verbunden ist, angeordnet und mit dem ersten Kanal verbunden ist; einen Verbrennungsmotoröl-Kühler (EOC), welcher seriell zum TOC an dem zweiten Kanal angeordnet ist (bzw. in Reihe zum TOC geschaltet ist); und eine Heizvorrichtung, welche an einem dritten Kanal angeordnet ist, welcher das Steuerventil mit der Wasserpumpe verbindet.
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Ein Auf/Zu-Ventil kann an dem ersten Kanal zwischen dem Kühler und der Wasserpumpe angeordnet sein.
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Ein Steuerungsverfahren eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß einem Jahreszeiten-Modus, in welchem: eine Wasserpumpe, welche einen Verbrennungsmotor mit einem Kühlmittel versorgt, an einer Kühlmittel-Einlass-Seite des Verbrennungsmotors angeordnet ist; ein Kühler zum Kühlen des erhitzten Kühlmittels des Verbrennungsmotors durch Wärmeaustausch mit Außenluft angeordnet ist; ein Steuerventil an einer Kühlmittel-Auslass-Seite des Verbrennungsmotors angeordnet ist, wobei das Steuerventil über einen ersten Kanal mit dem Kühler verbunden ist, über einen zweiten Kanal mit einem Getriebeöl-Kühler (TOC), welcher an dem ersten Kanal angeordnet ist, verbunden ist, und über einen dritten Kanal mit einer Heizvorrichtung verbunden ist; und ein Verbrennungsmotoröl-Kühler (EOC) parallel zum TOC zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal angeordnet ist, wird bereitgestellt, wobei der Jahreszeiten-Modus aufgeteilt ist in einen Sommer-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus, einen Sommer-Öl-Aufwärm-Modus, einen Sommer-Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus und einen Sommer-Maximal-Kühlleistung-Anforderungs-Modus (bzw. Sommer-Fahrzeugkühlung-Maximum-Modus) sowie einen Winterverbrennungsmotor-Aufwärm-Modus, einen Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm- und Heiz-Modus, einen Winter-Heiz- und Öl-Heiz-Modus und einen Winter-Heiz- und Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus, und wobei im Sommer-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus und dem Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus das Herauslassen des Kühlmittels aus dem Verbrennungsmotor verhindert wird und das Steuerventil den ersten Kanal, den zweiten Kanal und den dritten Kanal schließt, um die Verbrennungsmotortemperatur anzuheben.
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Im Sommer-Öl-Aufwärm-Modus kann das Steuerventil den ersten Kanal sowie den dritten Kanal schließen und den zweiten Kanal öffnen, so dass das erhitzte Kühlmittel des Verbrennungsmotors dem TOC und dem EOC zum Anheben der Temperatur des Getriebeöls und des Verbrennungsmotoröls zugeführt wird.
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Im Sommer-Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus kann das Steuerventil den ersten Kanal, welcher mit dem Kühler verbunden ist, und den zweiten Kanal öffnen, so dass das gekühlte Kühlmittel des Kühlers mit dem erhitzten Kühlmittel des Verbrennungsmotors gemischt wird, und das gemischte Kühlmittel mit einer angemessenen Temperatur passiert den TOC und den EOC, um dem Verbrennungsmotor zugeführt zu werden.
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Eine vorbestimmte Durchflussrate des Kühlmittels, das im ersten Kanal und im zweiten Kanal strömt, kann den EOC passieren.
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Im Sommer-Maximal-Kühlleistung-Anforderungs-Modus kann das Steuerventil den ersten Kanal öffnen, so dass das Kühlmittel, das aus dem Verbrennungsmotor herausgelassen wird, zu einer maximalen Durchflussrate dem Kühler zugeführt wird, und das mittels des Kühlers gekühlte Kühlmittel passiert den TOC und den EOC, um dem Verbrennungsmotor zugeführt zu werden.
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Im Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm- und Heiz-Modus kann das Steuerventil denn. dritten Kanal öffnen, um eine innere Heizleistung (bzw. Heizleistung für den Fahrzeuginnenraum) zu maximieren, so dass das heiße Kühlmittel des Verbrennungsmotors die Heizvorrichtung passiert, um wieder dem Verbrennungsmotor zugeführt zu werden.
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Im Winter-Heiz- und Öl-Heiz-Modus kann das Steuerventil den zweiten Kanal und den dritten Kanal öffnen, so dass das heiße Kühlmittel des Verbrennungsmotors dem TOC und dem EOC zugeführt wird, um wieder im Verbrennungsmotor zu zirkulieren (bzw. im Kreislauf geführt zu werden).
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Im Winter-Heiz- und Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus kann das Steuerventil den ersten Kanal, den zweiten Kanal und den dritten Kanal öffnen, so dass das Kühlmittel im Kühler, dem TOC, dem EOC und der Heizvorrichtung zirkuliert.
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Wie oben beschrieben, können ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug und ein Steuerungsverfahren davon die Strömungsrichtung und die Durchflussrate des Kühlmittels gemäß einem Verbrennungsmotor-Aufwärm-Prozess und einem Verbrennungsmotor-Betriebsprozess steuern, um optimierte Kühlzustände zu liefern, so dass das Kühlvermögen, das Klimaanlagenvermögen und das Heizvermögen eines Verbrennungsmotors verbessert werden.
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Ein motorbetriebenes, kanalsteuerungsartiges Dreiwegeventil wird anstelle eines Thermostatventils angewandt, um die Strömungsrichtung und die Durchflussrate des Kühlmittels gemäß Betriebszuständen rasch zu steuern, und daher werden die Betriebszuverlässigkeit und die Effizienz des Systems verbessert.
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Ferner ist ein Kühlmittelkanal zum Verbinden eines Verbrennungsmotors, eines Kühlers, eines TOC und eines EOC ausgebildet, so dass ein Kühlmittel, das aus einem Verbrennungsmotor und einem Kühler herausgelassen wird, effektiv einem Getriebeöl-Kühler (TOC) und einem Verbrennungsmotoröl-Kühler (EOC) zugeführt wird, wobei das Layout des Systems vereinfacht wird, das Kühlmittel zu jedem Bauteil gemäß den Fahrtzuständen geliefert wird und die Durchflussrate des Kühlmittels optimiert werden kann.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, wie im Detail aus den angehängten Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und den folgenden näheren Beschreibungen sichtbar werden, die zusammen zur Erläuterung gewisser Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
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1 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Verbrennungsmotor-Kühlsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt einen Betriebszustand eines beispielhaften Verbrennungsmotor-Kühlsystems in jedem der Sommer-Modi zur Erläuterung eines Steuerungsverfahrens eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt einen Betriebszustand eines beispielhaften Verbrennungsmotor-Kühlsystems in jedem der Winter-Modi zur Erläuterung eines Steuerungsverfahrens eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen deckt, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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1 ist ein Blockschaltbild eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen verwendet ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem 100 für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung effizient eine Abwärme eines Verbrennungsmotors 101 und steuert eine Strömungsrichtung und eine Durchflussrate von Kühlmittel gemäß einem Verbrennungsmotor-Aufwärmprozess und einem Verbrennungsmotor-Betriebsprozess, um optimierte Kühlzustände anzubieten, so dass ein Kühlleistungsvermögen, ein Klimaanlagenleistungsvermögen und ein Heizleistungsvermögen eines Verbrennungsmotors verbessert werden und ein Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Dazu ist in einem Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in 1 gezeigt, eine Wasserpumpe 103, die einen Verbrennungsmotor 101 mit einem Kühlmittel versorgt, an einer Kühlmittel-Einlass-Seite des Verbrennungsmotors 101 angeordnet, und ein Kühler 105 ist zum Kühlen des erhitzten Kühlmittels des Verbrennungsmotors 101 durch Wärmeaustausch mit Außenluft angeordnet.
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Hierbei weist ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner auf: ein Steuerventil 107, einen ersten Kanal 109, einen Getriebeöl-Kühler (TOC) 111, einen zweiten Kanal 113 und eine Heizvorrichtung 119.
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Das Steuerventil 107 ist an einer Kühlmittel-Auslass-Seite des Verbrennungsmotors 101 zur Steuerung einer Strömung von Kühlmittel, das vom Verbrennungsmotor 101 herausgelassen wird, angeordnet.
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Der erste Kanal 109 verbindet das Steuerventil 107 mit dem Kühler 105 und der Wasserpumpe 103.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der TOC 111 zwischen einer Auslass-Seite des Kühlers 105 und der Wasserpumpe 103 im ersten Kanal 109 angeordnet.
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Der zweite Kanal 113 verbindet den TOC 111 mit dem Steuerventil 107 und führt am Kühler vorbei, um den TOC 111 direkt mit Kühlmittel zu versorgen, das aus dem Verbrennungsmotor 101 herausgelassen ist.
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Ferner ist die Heizvorrichtung 119 in einem dritten Kanal 117, welcher das Steuerventil 107 mit der Wasserpumpe 103 verbindet, angeordnet.
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Hierbei kann das Steuerventil 107 ein motorbetriebenes, kanalsteuerungsartiges Dreiwegeventil sein, und die Kanäle 109, 113 und 117 werden selektiv geöffnet/geschlossen oder deren Öffnungsraten können jeweils mittels des Steuerventils 107 gesteuert werden, so dass eine Durchflussrate des heißen Kühlmittels (bzw. Hochtemperatur-Kühlmittels) des Verbrennungsmotors 101 genau gesteuert wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verbrennungsmotoröl-Kühler (EOC) 115 an dem zweiten Kanal 113 angeordnet sein, welcher das Steuerventil 107 mit dem ersten Kanal 109 zwischen dem TOC 111 und der Wasserpumpe 103 verbindet.
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Der EOC 115 kann parallel zum TOC 111 angeordnet sein, und das Kühlmittel des Kühlers 105 kann auf den EOC 115 und den TOC 111 verteilt werden.
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Nachfolgend werden ein Betriebs- und ein Steuerungsverfahren eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben.
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2 zeigt einen Betriebszustand eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems in jedem der Sommer-Modi zur Erläuterung eines Steuerungsverfahrens eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 3 zeigt einen Betriebszustand eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems in jedem der Winter-Modi zur Erläuterung eines Steuerungsverfahrens eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen steuert das Steuerungsverfahren eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Strömung von Kühlmittel mittels Steuerung des Steuerventils 107 gemäß einem Jahreszeiten-Modus eines Fahrzeugs in einem Verbrennungsmotor-Kühlsystem 100 für ein Fahrzeug, wie oben beschrieben.
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Hierbei kann der Jahreszeiten-Modus aufgeteilt sein in einen Sommer-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus, einen Sommer-Öl-Aufwärm-Modus, einen Sommer-Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus, einen Sommer-Maximal-Kühlleistung-Anforderungs-Modus, einen Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus, einen Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm- und Heiz-Modus, einen Winter-Heiz- und Öl-Heiz-Modus und einen Winter-Heiz- und Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus.
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Als erstes steuert im Sommer-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus und dem Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus, wie in S1 von 2 und S10 von 3 gezeigt, das Steuerventil 107 den ersten, den zweiten und den dritten Kanal 109, 113, 117 derart, dass das Kühlmittel nicht aus dem Verbrennungsmotor 101 herausgelassen wird, um die Temperatur des Verbrennungsmotors 101 schnell anzuheben.
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Dementsprechend erreicht im Sommer- und Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm-Modus das Kühlmittel nicht den Kühler 105 oder den TOC 111, und ein Zylinderkopf, ein Zylinderblock und eine Metallfläche des Verbrennungsmotors 101 werden mittels des Kühlmittels rasch aufgewärmt.
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Im Sommer-Öl-Aufwärm-Modus verschiedener Ausführungsformen, wie in S2 von 2 gezeigt, schließt das Steuerventil 107 den ersten Kanal 109 sowie den dritten Kanal 117 und öffnet den zweiten Kanal 113, so dass das erhitzte Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 im TOC 111 und dem EOC 115 zirkuliert, und das Getriebeöl sowie das Verbrennungsmotoröl (bzw. Motoröl) werden mittels des Kühlmittels, das im TOC 111 und dem EOC 115 strömt, aufgeheizt.
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Hierbei ist der EOC 115 parallel zum TOC 111 angeordnet, so dass das Kühlmittel, das im ersten Kanal 109 und im zweiten Kanal 113 strömt, gleichmäßig zu diesen mit einer vorbestimmten Durchflussrate zugeführt wird.
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Dementsprechend zirkuliert im Sommer-Öl-Aufwärm-Modus das heiße Kühlmittel, das aus dem Verbrennungsmotor 101 herausgelassen wird, im TOC 111 und im EOC 115, um das Getriebeöl und das Verbrennungsmotoröl zu heizen, und die Abwärme des Verbrennungsmotors hebt rasch die Temperatur der jeweiligen Öle ohne eine Ölheizvorrichtung an.
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In diesem Fall sind der erste Kanal 109 und der dritte Kanal 117 geschlossen, und das Kühlmittel wird daran gehindert, dem Kühler 105 und der Heizvorrichtung 119 zugeführt zu werden, und das heiße Kühlmittel wird dem TOC 111 und dem EOC 115 zugeführt, und daher wird das Öl effizient mittels des Kühlmittels geheizt.
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Im Sommer-Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in S3 von 2 gezeigt, öffnet das Steuerventil 107 den ersten Kanal 109, welcher mit dem Kühler 105 verbunden ist, und den zweiten Kanal 113, so dass das erhitzte Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 mit dem gekühlten Kühlmittel des Kühlers 105 gemischt wird, um dem TOC 111 und dem Verbrennungsmotor 101 zugeführt zu werden.
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Hierbei kann die Kühlmitteltemperatur, die dem EOC 115 über den ersten Kanal 109 und den zweiten Kanal 113 zugeführt wird, variieren, und die Durchflussrate des Kühlmittels kann variieren.
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Dementsprechend wird im Sommer-Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus das heiße Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 mittels des Steuerventils 107 verteilt, um dem Kühler 105, dem TOC 111 und dem EOC 115 zugeführt zu werden, und die Temperatur des Kühlmittels, das dem Verbrennungsmotor 101 zugeführt wird, wird innerhalb eines angemessenen Bereichs gesteuert.
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Im Sommer-Maximal-Kühlleistung-Anforderungs-Modus gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in S4 von 2 gezeigt, öffnet das Steuerventil 107 den ersten Kanal 109, so dass das Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 dem Kühler 105 zu einer maximalen Durchflussrate zugeführt wird, und das gekühlte Kühlmittel des Kühlers 105 passiert den TOC 111 und den EOC 115, um wieder dem Verbrennungsmotor 101 zugeführt zu werden.
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Das heißt: der Sommer-Maximal-Kühlleistung-Anforderungs-Modus fordert ein maximales Kühlleistungsvermögen des Verbrennungsmotors 101 an, wobei das ganze Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 mittels des Steuerventils 107 dem Kühler 105 zugeführt wird und das ganze Kühlmittel, das dem Verbrennungsmotor 101 zugeführt wird, mittels der Außenluft gekühlt wird.
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In diesem Prozess kann die Durchflussrate des Kühlmittels, das den Kühler 105 passiert, maximiert werden, und das Kühlmittel, das mittels des Kühlers 105 gekühlt wird, passiert den TOC 111 und den EOC 115, um deren Ölkühlwirkungsgrad zu verbessern.
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Im Sommer-Maximal-Kühlleistung-Anforderungs-Modus wird der dritte Kanal 117 geschlossen, und das erhitzte Kühlmittel wird daran gehindert, der Heizvorrichtung 119 zugeführt zu werden, und daher kann die Kühlleistung verbessert werden.
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Ferner öffnet im Winter-Verbrennungsmotor-Aufwärm- und Heiz-Modus gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in S20 von 3 gezeigt, das Steuerventil 107 den dritten Kanal 117, um die Heizleistung zu verbessern, und das erhitzte Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 passiert die Heizvorrichtung 119, um wieder dem Verbrennungsmotor 101 zugeführt zu werden.
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Daher passiert das heiße Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 die Heizvorrichtung 119, und die interne Heizeffizienz wird verbessert.
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Gleichzeitig passiert das Kühlmittel die Heizvorrichtung 119, um dem Verbrennungsmotor 101 in einem Zustand, in dem die Temperatur höher als ein vorbestimmter Wert gehalten wird, zugeführt zu werden, und daher kann der Verbrennungsmotor 101 rasch aufgewärmt werden.
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Im Winter-Heiz- und Öl-Heiz-Modus gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 3 gezeigt, öffnet das Steuerventil 107 den zweiten Kanal 113 und den dritten Kanal 117, so dass das heiße Kühlmittel des Verbrennungsmotors 101 dem TOC 111, dem EOC 115 und der Heizvorrichtung 119 zugeführt wird, und das Kühlmittel zirkuliert wieder im Verbrennungsmotor 101.
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Dementsprechend wird eine angemessene Durchflussrate des heißen Kühlmittels des Verbrennungsmotors 101 mittels des Steuerventils 107 dem zweiten und dem dritten Kanal 113 und 117 zugeführt.
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Daher passiert das heiße Kühlmittel den TOC 111 und den EOC 115, um Öl aufzuheizen, und passiert die Heizvorrichtung 119, um einen Wärmeaustauschwirkungsgrad zum Heizen von Innenluft zu verbessern.
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Hierbei steuert das Steuerventil 107 die Öffnungsrate des zweiten und des dritten Kanals 113 und 117, um die Durchflussrate des Kühlmittels zu erhöhen, das zum Heizen von Öl verwendet wird in einem Fall, in dem die Kraftstoffverbrauchseffizienz zu verbessern ist oder eine interne Heizlast gering ist.
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Ferner, im Winter-Heiz- und Kühlmitteltemperatur-Steuer-Modus, wie in S40 von 3 gezeigt, öffnet das Steuerventil 107 den ersten, den zweiten und den dritten Kanal 109, 113 und 117, so dass das Kühlmittel im Kühler 105, dem TOC 111, dem EOC 115 und der Heizvorrichtung 119 zirkuliert.
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Dementsprechend wird die Temperatur des Kühlmittels, das in den Kanälen 109, 113 und 117 zirkuliert, angemessen aufrechterhalten, um im Verbrennungsmotor 101 zu zirkulieren.
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Dementsprechend verwenden ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug und das Steuerungsverfahren davon gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung effizient eine Abwärme eines Verbrennungsmotors 101 und steuert die Strömungsrichtung und die Durchflussrate von Kühlmittel gemäß einem Verbrennungsmotor-Aufwärmprozess und einem Verbrennungsmotor-Betriebsprozess, um optimierte Kühlzustände anzubieten, so dass ein Kühlleistungsvermögen, ein Klimaanlagenleistungsvermögen und ein Heizleistungsvermögen eines Verbrennungsmotors verbessert werden und ein Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Ferner wird ein motorbetriebenes, kanalsteuerungsartiges Dreiwegeventil als Steuerventil 107 anstelle eines Thermostatventils angewandt, und das Steuerventil 107 steuert rasch die Strömungsrichtung und die Durchflussrate des Kühlmittels gemäß Betriebszuständen, um die Zuverlässigkeit des Ventilbetriebs und die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern.
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Ferner ist ein Kühlmittelkanal zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor 101, einem Kühler 105, einem TOC 111 und einem EOC 115 ausgebildet, so dass ein Kühlmittel, das aus einem Verbrennungsmotor 101 und einem Kühler 105 herausgelassen wird, effektiv einem Getriebeöl-Kühler (TOC) 111 und einem Verbrennungsmotoröl-Kühler (EOC) 115 zugeführt wird, wobei das Layout des Systems vereinfacht wird, das Kühlmittel zu jedem Bauteil gemäß den Fahrtzuständen geliefert wird und die Durchflussrate des Kühlmittels maximiert werden kann.
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4 ist ein Blockschaltbild eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen verwendet ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem 200 für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung effizient eine Abwärme eines Verbrennungsmotors 201 und steuert die Strömungsrichtung und die Durchflussrate von Kühlmittel gemäß einem Verbrennungsmotor-Aufwärmprozess und einem Verbrennungsmotor-Betriebsprozess, um optimierte Kühlzustände anzubieten, so dass ein Kühlleistungsvermögen, ein Klimaanlagenleistungsvermögen und ein Heizleistungsvermögen eines Verbrennungsmotors verbessert werden und ein Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Dazu ist in einem Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in 4 gezeigt, eine Wasserpumpe 203, die einen Verbrennungsmotor 201 mit einem Kühlmittel versorgt, an einer Kühlmittel-Einlass-Seite des Verbrennungsmotors 201 angeordnet, und ein Kühler 205 ist zum Kühlen des erhitzten Kühlmittels, das den Verbrennungsmotor 201 passiert, durch Wärmeaustausch mit Außenluft angeordnet.
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Hierbei weist ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner auf: ein Steuerventil 207, einen ersten Kanal 209, einen Getriebeöl-Kühler (TOC) 211, einen zweiten Kanal 213 und eine Heizvorrichtung 219.
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Das Steuerventil 207 ist an einer Kühlmittel-Auslass-Seite des Verbrennungsmotors 201 zur Steuerung einer Strömung von Kühlmittel, das vom Verbrennungsmotor 201 herausgelassen wird, angeordnet.
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Der erste Kanal 209 verbindet das Steuerventil 207 mit dem Kühler 205 und den Kühler 205 mit der Wasserpumpe 203.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der TOC 211 zwischen einer Auslass-Seite des Kühlers 205 und der Wasserpumpe 203 im ersten Kanal 209 angeordnet.
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Der zweite Kanal 213 verbindet den TOC 211 mit dem Steuerventil 207 und führt am Kühler 205 vorbei, um den TOC 211 direkt mit Kühlmittel zu versorgen, das aus dem Verbrennungsmotor 201 herausgelassen ist.
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Ferner ist die Heizvorrichtung 219 in einem dritten Kanal 217, welcher das Steuerventil 207 mit der Wasserpumpe 203 verbindet, angeordnet.
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Hierbei kann das Steuerventil 207 ein motorbetriebenes, kanalsteuerungsartiges Dreiwegeventil sein, und die Kanäle 209, 213 und 217 werden selektiv geöffnet/geschlossen oder deren Öffnungsraten können jeweils mittels des Steuerventils 207 gesteuert werden, so dass die Durchflussrate des heißen Kühlmittels des Verbrennungsmotors 201 genau gesteuert wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verbrennungsmotoröl-Kühler (EOC) 215 an dem zweiten Kanal 213 angeordnet sein, welcher das Steuerventil 207 mit dem ersten Kanal 209 zwischen dem TOC 211 und der Wasserpumpe 203 verbindet.
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Der EOC 215 kann parallel zum TOC 211 angeordnet sein, und das Kühlmittel des Kühlers 205 kann auf den EOC 215 und den TOC 211 verteilt werden.
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Hierbei kann ein Bypass-Kanal 221 zwischen dem Kühler 205 und der Wasserpumpe 203 ausgebildet sein, und der Bypass-Kanal 221 führt ein Kühlmittel, welches aus dem Kühler 205 herausgelassen ist, vorbei, um die Wasserpumpe 203 damit zu versorgen.
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In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Auf/Zu-Ventil 223 an dem Bypass-Kanal 221 angeordnet sein.
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Das heißt: ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem 200 für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhöht die Kühlmitteldurchflussrate des Kühlers 205 über den Bypass-Kanal 221 und das Auf/Zu-Ventil 223, wenn ein maximales Kühlleistungsvermögen für ein Fahrzeug angefordert wird.
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Ferner ist das Auf/Zu-Ventil 223 gemäß Fahrzuständen geöffnet, wenn die Außentemperatur hoch ist und die Kühlmitteltemperatur hoch ist, um die Durchflussrate von Kühlmittel, das im Kühler 205 zirkuliert, zu erhöhen, so dass die Kühlmitteltemperatur abnimmt.
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5 ist ein Blockschaltbild eines Verbrennungsmotor-Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen verwendet ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem 300 für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung effizient eine Abwärme eines Verbrennungsmotors 301 und steuert die Strömungsrichtung und die Durchflussrate von Kühlmittel gemäß einem Verbrennungsmotor-Aufwärmprozess und einem Verbrennungsmotor-Betriebsprozess, um optimierte Kühlzustände anzubieten, so dass ein Kühlleistungsvermögen, ein Klimaanlagenleistungsvermögen und ein Heizleistungsvermögen eines Verbrennungsmotors verbessert werden und ein Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Dazu ist in einem Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in 5 gezeigt, eine Wasserpumpe 303, die einen Verbrennungsmotor 301 mit einem Kühlmittel versorgt, an einer Kühlmittel-Einlass-Seite des Verbrennungsmotors 301 angeordnet, und ein Kühler 305 ist zum Kühlen des erhitzten Kühlmittels, das den Verbrennungsmotor 301 passiert, durch Wärmeaustausch mit Außenluft angeordnet.
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Hierbei weist ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem für ein Fahrzeug 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner auf: ein Steuerventil 307, einen ersten Kanal 309, einen Getriebeöl-Kühler (TOC) 311, einen EOC 315 und eine Heizvorrichtung 319.
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Das Steuerventil 307 ist an einer Kühlmittel-Auslass-Seite des Verbrennungsmotors 301 zur Steuerung einer Strömung von Kühlmittel, das vom Verbrennungsmotor 301 herausgelassen wird, angeordnet.
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Der erste Kanal 309 verbindet das Steuerventil 307 mit dem Kühler 305 und den Kühler 305 mit der Wasserpumpe 303.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der TOC 311 im zweiten Kanal 313, der sich abzweigt zwischen dem Kühler 305 und der Wasserpumpe 303, angeordnet, um mit dem Steuerventil 307 verbunden zu sein.
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Der EOC 315 ist im zweiten Kanal 313 seriell zum TOC 311 angeordnet, und der EOC 315 ist mit dem ersten Kanal 309, welcher eine Auslass-Seite des Kühlers 305 ist, verbunden.
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Ferner ist die Heizvorrichtung 319 im dritten Kanal 317, welcher das Steuerventil 307 mit der Wasserpumpe 303 verbindet, angeordnet.
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Hierbei kann ein Auf/Zu-Ventil 321 im ersten Kanal 309 zwischen dem Kühler 305 und der Wasserpumpe 303 angeordnet sein.
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Die Verbrennungsmotor-Kühlsysteme 200 und 300 für ein Fahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen von 4 und 5 der vorliegenden Erfindung haben die gleichen der ähnlichen Funktionen und Wirkungen wie die beispielhafte Ausführungsform von 1 und 3, und daher wird die detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
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Dementsprechend verwenden ein Verbrennungsmotor-Kühlsystem 100, 200 und 300 für ein Fahrzeug und das Steuerungsverfahren davon gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung effizient eine Abwärme eines Verbrennungsmotors 101, 201 und 301 und steuert die Strömungsrichtung und die Durchflussrate von Kühlmittel gemäß einem Verbrennungsmotor-Aufwärmprozess und einem Verbrennungsmotor-Betriebsprozess, um optimierte Kühlzustände anzubieten, so dass ein Kühlleistungsvermögen, ein Klimaanlagenleistungsvermögen und ein Heizleistungsvermögen eines Verbrennungsmotors verbessert werden und ein Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
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Ferner wird ein motorbetriebenes, kanalsteuerungsartiges Dreiwegeventil als Steuerventil 107, 207 und 307 anstelle eines Thermostatventils angewandt, und das Steuerventil 107, 207 und 307 steuert rasch die Strömungsrichtung und die Durchflussrate des Kühlmittels gemäß Betriebszuständen, um die Zuverlässigkeit des Ventilbetriebs und die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern.
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Ferner ist ein Kühlmittelkanal zum Verbinden eines Verbrennungsmotors 101, 201 und 301, eines Kühler 105, 205 und 305, eines TOC 111, 211 und 311 und eines EOC 115, 215 und 315 ausgebildet, so dass ein Kühlmittel, das aus dem Verbrennungsmotor 101, 201 und 301 und dem Kühler 105, 205 und 305 herausgelasssen wird, effektiv einem Getriebeöl-Kühler (TOC) 111, 211 und 311 und einem Verbrennungsmotoröl-Kühler (EOC) 115, 215 und 315 zugeführt wird, wobei das Layout des Systems vereinfacht wird, das Kühlmittel zu jedem Bauteil gemäß den Fahrtzuständen geliefert wird und die Durchflussrate des Kühlmittels optimiert werden kann.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden. Es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und damit dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen davon zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0147801 [0001]
