DE102020108884A1 - Fahrzeugthermomanagementsystem, das ein integriertes thermomanagementventil verwendet, und kühlkreislaufsteuerverfahren desselben - Google Patents

Fahrzeugthermomanagementsystem, das ein integriertes thermomanagementventil verwendet, und kühlkreislaufsteuerverfahren desselben Download PDF

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Bong-Sang Lee
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Dong-Suk CHAE
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Abstract

Ein Fahrzeugthermomanagementsystem (100) weist eine Mehrzahl von Kühlmittelzirkulations/verteilungssystemen auf, die einen Motorkühlmittelstrom bilden, der in einem Motor zirkuliert über mechanische/elektronische Wasserpumpen (120A, 120B), einen Heizkern (200), Hochtemperatur(HT)/Niedrigtemperatur(LT)-Kühler (300A, 300B), einen Abgasrückführ(EGR)-Kühler (500), einen Ölwärmer (600), einen Automatikgetriebeöl(ATF)-Wärmer (700) und einen Zwischenkühler (900-1), in Verbindung mit einem integrierten Thermomanagementventil (ITM) (1) und einem intelligenten Einzelventil (SSV) (400). Das Thermomanagementsystem (100) verhindert ein Turbo-Kochen beim Zündschlüssel-Aus in Verbindung mit dem SSV (400) und einer elektronischen Wasserpumpe (EWP) (120B) des wassergekühlten Zwischenkühlers (900-1), während es das Aufwärmen des Motors und des Motoröls/Getriebeöls mittels des 4-Anschlüsse-Layouts des ITM (1) zur gleichen Zeit schnell implementiert.

Description

  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Gebiet der Offenbarung
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugthermomanagementsystem und mehr ins Besondere eine Kühlkreislaufsteuerung eines Fahrzeugthermomanagementsystems. Die Kühlkreislaufsteuerung des Fahrzeugthermomanagementsystems kann die Flussrate eines Kühlmittels für einen Turbolader steuern mittels einer elektronischen Wasserpumpe und einem intelligenten Steuerventil zusätzlich zu einer Variable-Trennung-Kühlsteuerung eines integrierten Thermomanagementventils, wodurch ein Turbo-Kochen (englisch.: turbo boiling) während des Motorstopps (beispielsweise IG-Schlüssel-Aus) verhindert wird, zusammen mit dem schnellen Aufwärmen des Kühlmittels bei dem Aufwärmen eines Motors.
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Im Allgemeinen ist das gleichzeitige Erfüllen einer hohen Kraftstoffökonomie und einer hohen Leistungsfähigkeit ein repräsentatives Kompromissproblem der Kraftstoffökonomie-Leistungsfähigkeit von Benzin-Diesel-Fahrzeugen. Ein Verfahren zum Lösen des Kompromissproblems ist beispielsweise, die Leistungsfähigkeit eines Fahrzeugthermomanagementsystems (englisch.: Vehicle Thermal Management System (VTMS)) zu verbessern.
  • Der Grund zum Verbessern der Leistungsfähigkeit des VTMS, um das Kompromissproblem zu lösen ist, dass das VTMS so konstruiert werden kann, dass es ein Motorkühlsystem, ein Abgasrückführ(englisch.: Exhaust Gas Recirculation (EGR))-System, ein Automatikgetriebeöl(englisch.: Auto Transmission Fluid (ATF))-System und ein Heizsystem mit einem Motor verbindet. Das VTMS kann ein Hochtemperaturkühlmittel des Motors, das zu jedem der Systeme übertragen wird, in Übereinstimmung mit einer Fahrzeug- oder Motorbetriebsbedingung effektiv verteilen und steuern, wodurch gleichzeitig eine hohe Kraftstoffökonomie und eine hohe Leistungsfähigkeit erfüllt werden.
  • Deshalb ist das VTMS ein Designfaktor, bei dem die Effizienz einer Motorkühlmittelverteilungssteuerung sehr wichtig ist. Zu diesem Zweck halten manche einer Mehrzahl von Wärmeaustauschsystemen, die mit dem Motor verbunden sind, eine hohe Kühlmitteltemperatur aufrecht, während andere eine geringe Kühlmitteltemperatur aufrechterhalten, so dass es nötig ist, ein integriertes Thermomanagementventil (englisch: Integrated Thermal Management Valve, nachfolgend bezeichnet als ITM) für die Kühlmittelverteilungssteuerung zu verwenden, um die Mehrzahl von Wärmeaustauschsystemen zur gleichen Zeit effizient zu steuern.
  • Beispielsweise hat das ITM einen Einlass, in den das Motorkühlmittel strömt, und hat vier Anschlüsse, sodass das empfangene Motorkühlmittel in verschiedene Richtungen ausströmt. Das Kühlsystem, das Abgasrückführ(EGR)-System, das Automatikgetriebeöl(ATF)-System und das Heizsystem können durch die vier Anschlüsse auf vier verschiedene Arten verbunden werden, wodurch der Wärmeaustauscheffekt des Motorkühlmittels bei dem die Temperatur in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors variiert, optimiert wird.
  • In diesem Fall kann das Kühlsystem ein Kühler zum Verringern der Motorkühlmitteltemperatur mittels Austauschens von Wärme mit der Umgebungsluft sein. Das EGR System kann ein EGR-Kühler zum Verringern der Temperatur des EGR-Gases, das aus dem Abgas zu dem Motor übertragen wird, mittels Austauschens von Wärme mit dem Motorkühlmittel sein. Das ATF-System kann ein Ölwärmer zum Erhöhen der ATF-Temperatur mittels Austauschens von Wärme mit dem Motorkühlmittel sein. Das Heizsystem kann ein Heizkern zum Erhöhen der Umgebungsluft mittels Austauschens von Wärme mit dem Motorkühlmittel sein.
  • Ferner führt das ITM eine ITM-Ventilöffnungssteuerung durch unter Verwendung eines Temperaturerfassungswerts eines Kühlmitteltemperatursensors, der an den Kühlmitteleinlass/auslassseiten des Motors bereitgestellt ist, in den entsprechenden Kühlmittelsteuerungen des EGR-Kühlers, des Ölwärmers und des Heizkerns, so dass es effektiver ist, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, während die gesamte Kühleffizienz des Motors verbessert wird.
  • Die Inhalte, die in der Beschreibung der bezogenen Technik beschrieben sind, dienen zum Unterstützen des Verständnisses des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und können umfassen, was den Fachmännern auf diesem Gebiet, an die sich die vorliegende Offenbarung richtet, im Vorhinein noch nicht bekannt war.
  • Jedoch erfordern in den letzten Jahren Anforderungen nach Kraftstoffökonomieverbesserungen, die für Benzin/Diesel-Fahrzeuge weiter verschärft wurden, eine VTMS-Leistungsfähigkeitsverbesserung, die zu einer Leistungsfähigkeitsverbesserungsanforderung für eine Motorkühlmittelverteilungssteuerung eines ITM führen.
  • Der Grund für die Leistungsfähigkeitsverbesserungsanforderung ist, dass das ITM die Effizienz der Motorkühlmittelverteilungssteuerung weiter verbessern kann mittels Veränderns eines ITM-Layouts, das einen Motor und ein System verbindet.
  • Beispielsweise ist das ITM-Layout effektiver, dazu konfiguriert zu sein, als erstes eine variable Strömungsmustersteuerung des Motorkühlmittels in einem Motor zu ermöglichen, um als zweites die Positionsoptimierung eines des Kühl/EGR/ATF/Heizer-Systems zu ermöglichen und als drittes die Optimierung der Abgaswärmerückgewinnungssteuerung-Leistungsfähigkeit zu ermöglichen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
  • Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die das Vorhergehende berücksichtigt, ein Fahrzeugthermomanagementsystem bereitzustellen, das ein integriertes Thermomanagementventil und ein Kühlkreislaufsteuerverfahren desselben verwendet, das einen Schichtventilkörper bei dem integrierten Thermomanagementventil verwenden kann. Dadurch sind das ITM-Layout, das zu einer variablen Strömungsmustersteuerung des Motorkühlmittels in dem Motor in der Lage ist, die optimale Positionsauswahl der mit dem Motor verbundenen Systeme und die optimale Steuerung der Abgaswärmerückgewinnung implementiert. Insbesondere können das Fahrzeugthermomanagementsystem und das Kühlkreislaufsteuerverfahren die Flussrate des Kühlmittels für einen Turbolader steuern mittels Verbindens einer elektronischen Wasserpumpe mit einem intelligenten Einzelventil (englisch.: Smart Single Valve (SSV)) bei dem 4-Anschlüsse-ITM-Layout, wodurch ein Turbo-Kochen während des Motorstopps (beispielsweise IG-Schlüssel-Aus) verhindert wird, zusammen mit dem schnellen Aufwärmen des Kühlmittels bei dem Aufwärmen eines Motors.
  • Ein Fahrzeugthermomanagementsystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung weist auf ein integriertes Thermomanagementventil (ITM) zum Empfangen eines Motorkühlmittels über einen Kühlmitteleinlass, der mit einem Motorkühlmittelauslass eines Motors verbunden ist, und zum Verteilen des Kühlmittels, das hin zu einem Hochtemperatur(HT)-Kühler über einen Kühlmittelausströmpfad, der mit einem Wärmeaustauschsystem verbunden ist, ausströmt. Das Wärmeaustauschsystem weist zumindest auf einen Heizkern, einen EGR-Kühler, einen Ölwärmer, einen ATF-Wärmer und/oder den HT-Kühler; eine mechanische Wasserpumpe, die an dem vorderen Ende eines Motorkühlmitteleinlasses des Motors angeordnet ist. Das Thermomanagementventil weist auf einen Kühlmittelabzweigströmungspfad, der an dem vorderen Ende des Motorkühlmitteleinlasses so abgezweigt ist, dass er mit einem Turbolader verbunden ist, ein SSV zum Anpassen eines Kühlmittelstroms, der in dem Kühlmittelabzweigströmungspfad aus dem Turbolader strömt, und einen Bypass-Kühlmittelströmungspfad, der mit dem Kühlmittelabzweigströmungspfad über das SSV verbunden ist, und weist eine elektronische Wasserpumpe auf.
  • Bei einer Ausführungsform kann das Wärmeaustauschsystem ferner einen Niedrigtemperatur(englisch.: Low Temperature (LT))-Kühler und einen Zwischenkühler aufweisen, die in dem Bypass-Kühlmittelströmungspfad angeordnet sind, um das Kühlmittel des Turboladers durch die elektronische Wasserpumpe zu empfangen.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Kühlmittelausströmpfad einen Kühlerausströmpfad, der mit dem HT-Kühler verbunden ist, einen ersten Verteilerströmungspfad, der mit dem Heizkern oder dem EGR-Kühler verbunden ist, und einen zweiten Verteilerströmungspfad, der mit dem Ölwärmer oder dem ATF-Ölwärmer verbunden ist, aufweisen.
  • Bei einer Ausführungsform kann der erste Verteilerströmungspfad ein Leck-Loch bilden, aus dem ein gewisser Fluss einem EGR-KühlerrichtungAusströmpfadanschluss zugeführt wird.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Motorkühlmittelauslass einen Motorkopfkühlmittelauslass und einen Motorblockkühlmittelauslass aufweisen. Der Kühlmitteleinlass kann einen Motorkopfkühlmitteleinlass, der mit dem Motorkopfkühlmittelauslass verbunden ist, und einen Motorblockkühlmitteleinlass, der mit dem Motorblockkühlmittelauslass verbunden ist, aufweisen.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Ventilöffnung des ITM das Öffnen oder das Schließen des Motorkopfkühlmitteleinlasses und des Motorblockkühlmittelauslasses entgegengesetzt bilden.
  • Bei einer Ausführungsform kann das Öffnen des Motorkopfkühlmitteleinlasses in einem Motor einen Parallelfluss bilden, bei dem das Kühlmittel aus dem Motorkopfkühlmittelauslass strömt. Das Öffnen des Motorblockkühlmitteleinlasses kann in einem Motor einen Kreuzfluss bilden, bei dem das Kühlmittel aus dem Motorblockkühlmittelauslass strömt.
  • Ferner umfasst ein Kühlkreislaufsteuerverfahren eines Fahrzeugthermomanagementsystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung: ein Verteilen des Motorkühlmittels, das hin zu einem HT-Kühler strömt, zu einem Wärmeaustauschsystem, das zumindest aufweist einen Heizkern, einen LT-Kühler, einen EGR-Kühler, einen Ölwärmer, einen ATF-Wärmer und/oder einen Zwischenkühler, mittels Strömens des Kühlmittels eines Motors, das in einer mechanischen Wasserpumpe und dem HT-Kühler zirkuliert, von einem ITM in einen Motorkopfkühlmitteleinlass und einen Motorblockkühlmitteleinlass, und Vereinigen des Kühlmittels, das durch den Turbolader geströmt ist, in einem Kühlmittelabzweigströmungspfad, der so von der Mechanische-Wasserpumpe-Seite abgezweigt ist, dass er mit dem Turbolader verbunden ist; ein Verbinden eines Bypass-Kühlmittelströmungspfads, in dem eine elektronische Wasserpumpe, der Zwischenkühler und der LT-Kühler angeordnet sind, mit dem Kühlmittelabzweigströmungspfad mittels eines SSV; und ein Durchführen eines Zustands STATE 1, STATE 2, STATE 3, STATE 4, STATE 5, STATE 6, STATE 7 und STATE 8 als einen Motorkühlmittelsteuermodus eines Fahrzeugthermomanagementsystems unter einer Ventilöffnungssteuerung des ITM und des SSV mittels einer Ventilsteuerung.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Ventilsteuerung die Betriebsbedingung mit Fahrzeugbetriebsinformationen ermitteln, die durch ein Fahrzeugthermomanagementsystem erfasst werden. Die Betriebsbedingung kann als eine Übergangsbedingung zum Umschalten eines Zustands STATE verwendet werden, während eine Funktion des Steuerns von STATE 1, STATE 2, STATE 3, STATE 4, STATE 5, STATE 6 und STATE 7 ermittelt wird.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 1, kann das ITM den Motorkopfkühlmitteleinlass öffnen, während es den Motorblockkühlmitteleinlass, den Kühlerausströmpfad, den ersten Verteilerströmungspfad und den zweiten Verteilerströmungspfad schließt, und das SSV öffnet den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 2 kann das ITM den ersten Verteilerströmungspfad und den zweiten Verteilerströmungspfad teilweise öffnen, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass und den Kühlerausströmpfad schließt. Das SSV kann den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnen.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 3, kann das ITM den zweiten Verteilerströmungspfad teilweise öffnen, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass und den ersten Verteilerströmungspfad öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass und den Kühlerausströmpfad schließt. Das SSV kann den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnen.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 4, kann das ITM den Kühlerausströmpfad teilweise öffnen, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1, den ersten Verteilerströmungspfad und den zweiten Verteilerströmungspfad öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass schließt. Das SSV kann den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnen.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 5, kann das ITM den Motorkopfkühlmitteleinlass schließen, während es den Kühlerausströmpfad, den ersten Verteilerströmungspfad und den zweiten Verteilerströmungspfad teilweise öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass öffnet. Das SSV kann den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnen, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite schließt.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 6, kann das ITM den Motorkopfkühlmitteleinlass schließen, während es den Motorblockkühlmitteleinlass, den Kühlerausströmpfad, den ersten Verteilerströmungspfad und den zweiten Verteilerströmungspfad öffnet. Das SSV kann den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnen, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite schließt.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 7, kann das ITM den Motorkopfkühlmitteleinlass, den Kühlerausströmpfad und den zweiten Verteilerströmungspfad schließen, während es den Motorblockkühlmitteleinlass und den ersten Verteilerströmungspfad öffnet. Das SSV kann den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnen, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite schließt.
  • Bei einer Ausführungsform können STATE 1 - STATE 4 einen Parallelfluss in dem Motor bilden mittels Öffnens des Motorkopfkühlmitteleinlasses und Schließens des Motorblockkühlmitteleinlasses. Der Parallelfluss kann als Hauptzirkulationspassage den Motorkopfkühlmittelauslass verwenden, durch den das Kühlmittel zu dem Motorkopfkühlmitteleinlass kommuniziert wird.
  • Bei einer Ausführungsform können STATE 5 - STATE 7 einen Kreuzfluss in dem Motor bilden mittels Öffnens des Motorblockkühlmitteleinlasses und Schließens des Motorkopfkühlmitteleinlasses. Der Kreuzfluss kann als Hauptzirkulationspassage den Motorblockkühlmittelauslass verwenden, durch den das Kühlmittel mit dem Motorblockkühlmitteleinlass kommuniziert wird.
  • Bei einer Ausführungsform, in STATE 8, kann das ITM den Motorkopfkühlmitteleinlass, den ersten Verteilerströmungspfad und den zweiten Verteilerströmungspfad schließen, während es den Motorblockkühlmitteleinlass und den Kühlerausströmpfad öffnet, um ihn zu einer maximalen Kühlposition zu öffnen, in Übereinstimmung mit dem Motorstopp. Das SSV kann den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite schließen, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite öffnet, so dass das Kühlmittel während einer Betriebszeit der elektronischen Wasserpumpe zu dem Turbolader strömt.
  • Ferner lässt ein integriertes Thermomanagementventil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung ein Motorkühlmittel, das aus einem Motor strömt, ein- und ausströmen mittels der Drehung eines ersten, eines zweiten und eines dritten Schichtballs in einem Ventilgehäuse. Das Ventilgehäuse weist auf: einen Gehäuseheizeranschluss, der einen Zweite-Richtung-Strömungspfad bildet, der das Motorkühlmittel zu einer EGR-Kühler- oder einer Heizkern-Seite ausströmt; einen Ölwärmeranschluss, der einen Dritte-Richtung-Strömungspfad bildet, der zu einer Ölwärmer- oder einer ATF-Wärmer-Seite ausströmt; und einen Kühleranschluss, der einen Erste-Richtung-Strömungspfad bildet, der zu einer Kühlerseite ausströmt.
  • Bei einer Ausführungsform können der erste Schichtball und der zweite Schichtball das Motorkühlmittel von der Innenseite des Ventilgehäuses zu der Umgebung desselben strömen lassen. Der dritte Schichtball kann das Motorkühlmittel von der Umgebung des Ventilgehäuses zu der Innenseite desselben strömen lassen.
  • Bei einer Ausführungsform kann der erste Schichtball einen Kanalströmungspfad bilden, der mit dem Ölwärmeranschluss kommuniziert, der zweite Schichtball kann einen Kanalströmungspfad bilden, der mit dem Heizeranschluss kommuniziert, und der dritte Schichtball kann einen Kanalströmungspfad bilden, der mit dem Kühlerauslass kommuniziert.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Kanalströmungspfad des dritten Schichtballs in einer Form gebildet werden, bei der ein Ende hin zu dem Kanalende verjüngt ist. Der Kanalströmungspfad kann bilden in der Kopfrichtung einen Kopfströmungspfad durch einen Motorkopfkühlmitteleinlass, der mit einem Motorkopfkühlmittelauslass des Motors verbunden ist, und in der Blockrichtung einen Blockströmungspfad durch einen Motorblockkühlmitteleinlass, der mit einem Motorblockkühlmittelauslass des Motors verbunden ist. Das Öffnen und das Schließen (in anderen Worten: die Öffnung und der Verschluss) des Kopfrichtung-Strömungspfads und des Blockrichtung-Strömungspfads können entgegengesetzt zueinander gebildet sein.
  • Bei einer Ausführungsform können der erste Schichtball, der zweite Schichtball und der dritte Schichtball mittels eines Aktuators gedreht werden, der mittels der Ventilöffnung des ITM zu steuern ist. Die ITM-Ventilöffnungssteuerung kann einen Motorkühlmittelsteuermodus bilden, der einen der Zustände STATE 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 als eine variable Kühlsteuerung verwendet mittels Veränderns des Öffnens und des Schließens des Erste-Richtung-Strömungspfads, des Zweite-Richtung-Strömungspfads und des Dritte-Richtung-Strömungspfads.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Motorkühlmittelsteuermodus implementiert werden mittels Durchführens der ITM-Ventilöffnungssteuerung mittels einer Ventilsteuerung, die als Eingangsdaten eine Motorkühlmitteltemperatur außerhalb eines Motors, die mittels eines ersten WTS erfasst wird, und eine Motorkühlmitteltemperatur in dem Motor, die mittels eines zweiten WTS erfasst wird, verwendet.
  • Die vorliegende Offenbarung hat mittels Verbesserns des integrierten Thermomanagementventils und des Fahrzeugthermomanagementsystems zur gleichen Zeit die folgenden Vorteile.
  • Beispielsweise sind die Funktionen und Effekte, die in dem integrierten Thermomanagementventil auftreten, nachfolgend beschrieben. Als erstes ist es möglich, den Schichtball zu verwenden, der eine zylindrische Struktur hat, wodurch das 4-Anschlüsse-ITM-Layout implementiert wird, das ermöglicht die variable Strommustersteuerung des Motorkühlmittels in dem Motor, die optimale Positionsauswahl der mit dem Motor verbundenen Systeme und die optimale Abgaswärmerückgewinnungssteuerung. Als zweites ist es möglich, das schnelle Aufwärmen des Motors in dem Flussstoppsteuermodus des STATE 1 und in dem Mikro-Flussrate-Steuermodus des STATE 2, und die Klimatisierung-Schnelles-Aufwärmen in dem Heizsteuermodus des STATE 3, und den Maximales-Heizen-Steuermodus des STATE 7 mit Bezug zu dem Aufwärmmodus von STATE 1 und STATE 2 oder STATE 7 unter den Kühlmittelsteuermodi, die in STATE 1 - 8 klassifiziert sind, zu implementieren. Als drittes ist es möglich, den Temperaturanpassungsmodus in dem Temperaturanpassungssteuermodus des STATE 4 und den Hochgeschwindigkeit/Hochlaststeuermodus des STATE 6 unter den Kühlmittelsteuermodi, die in STATE 1 - 8 klassifiziert sind, zu implementieren. Als viertes ist es möglich, während dem Motorstopp (beispielsweise IG-Schlüssel-Aus) das Turbo-Kochen zu verhindern zusammen mit dem schnellen Aufwärmen des Kühlmittels bei dem Aufwärmen des Motors bei der Turboladerseite-Kühlmittelflussratensteuerung, die die elektronische Wasserpumpe mit dem SSV verbindet.
  • Beispielsweise sind die Funktionen und Effekte, die bei dem Fahrzeugthermomanagementsystem auftreten, das das ITM-Layout des schichtballartigen integrierten Thermomanagementventils verwendet, nachfolgend beschrieben. Als erstes ist es möglich, die Kraftstoffökonomie unter normaler Lastbedingung zu verbessern mittels Durchführens der Variable-Strömungsmuster-Steuerung in dem Motor bei dem Parallelfluss, bei dem die Zylinderblocktemperatur so erhöht wird, dass sie zum Verbessern der Reibung vorteilhaft ist, das Klopfen unter Hochlastbedingungen bei dem Kreuzfluss zu verbessern, bei dem die Zylinderblocktemperatur verringert wird, und die Leistungsfähigkeit/Kraftstoffökonomie/Haltbarkeit zur gleichen Zeit zu verbessern mittels Verbesserns des Klopfens und der Reibung. Als zweites ist es möglich, das SSV und die elektronische Wasserpumpe (englisch.: Electric Water Pump (EWP)) eines wassergekühlten Zwischenkühlers mit dem ITM des 4-Anschlüsse-ITM-Layouts zu verbinden, wodurch das schnelle Aufwärmen des Kühlmittels bei dem Aufwärmen des Motors implementiert wird und das Turbo-Kochen beim Schlüssel-Aus verhindert wird. Als drittes ist es möglich, die Heizleistungsfähigkeit mittels des schnellen Aufwärmens zu verbessern, wodurch der Positive-Temperatur-Koeffizient-Heizer (englisch.: Positive Temperature Coefficient Heater (PTC heater)) gestrichen wird, um Kosten zu sparen, und ferner um die Aufwärmleistungsfähigkeit des Kühlmittels/Motoröls/Getriebeöls zur gleichen Zeit zu verbessern, wodurch auch die Marktgängigkeit des Fahrzeug verbessert wird durch das Anzeigen der graduellen Verbesserung des Kraftstoffökonomielabels (beispielsweise der Angabe des Energieverbrauchseffizienzgrads).
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrzeugthermomanagementsystems veranschaulicht, das ein schichtballartiges integriertes Thermomanagementventil verwendet, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, bei dem ein Schichtball des integrierten Thermomanagementventils eine Dreifachschicht als ersten, zweiten und dritten Schichtball verwendet.
    • 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, bei dem das Öffnen/Schließen der Ausgangsanschlüsse eines Motorkopfs und eines Motorblocks bei einer Drehung des dritten Schichtballs entgegengesetzt angewendet werden.
    • 4 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Motorkühlmittel aus einem ITM strömt, während es durch den entgegengesetzten Betrieb zwischen den Ausgangsanschlüssen des Motorkopfs und des Motorblocks einen Parallelfluss oder einen Kreuzfluss in einem Motor bildet, in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
    • 5A, 5B und 6 sind Betriebsabläufe eines Kühlkreislaufsteuerverfahrens eines Fahrzeugthermomanagementsystems in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
    • 7A und 7B sind Diagramme, die einen gegenseitig verbundenen Steuerzustand eines ITM und eines SSV einer Ventilsteuerung in Übereinstimmung mit STATE 1 - 7 eines Motorkühlmittelsteuermodus in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.
  • BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben und da diese Ausführungsformen von den Fachmännern auf diesem Gebiet, an die sich die vorliegende Offenbarung richtet, in verschiedenen unterschiedlichen Formen implementiert werden können, sind sie nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
  • Bezugnehmend auf 1 weist ein Fahrzeugthermomanagementsystem (nachfolgend bezeichnet als VTMS) 100 auf: ein integriertes Thermomanagementventil (nachfolgend bezeichnet als ITM) 1, durch das ein Motorkühlmittel eines Motors 110 ein- und ausströmt; ein Kühlkreislaufsystem 100-1 zum Anpassen der Temperatur des Motorkühlmittels, eine Mehrzahl von Kühlmittelverteilungssystemen 100-2, 100-3, 100-4 zum optionalen Verteilen des Kühlmittels des ITM 1 zu einer Mehrzahl von Wärmeaustauschsystemen in Übereinstimmung mit einer Motorbetriebsbedingung; ein intelligentes Einzelventil (SSV) 400 zum Anpassen eines Kühlmittelstroms, der von dem ITM 1 verteilt wird; einen Turbolader 900-3 zum Überaufladen (englisch.: supercharging) der Ansaugluft, ein Kühlmittelreservoir 900-2 zum Speichern des Motorkühlmittels und eine Ventilsteuerung 1000.
  • Insbesondere verbindet das Fahrzeugthermomanagementsystem 100 das SSV 400, das den Turbolader 900-3, der an einem vorderen Ende des Motors angeordnet ist, mit dem Kühlkreislaufsystem 100-1 mittels eines Kühlmittelabzweigströmungspfads verbindet, mit einer elektronischen Wasserpumpe 120B, und verbindet das Kühlmittelreservoir 900-2 mit dem Kühlkreislaufsystem 100-1 und manchen der Mehrzahl von Kühlmittelverteilungssystemen 100-2, 100-3, 100-4 mittels einer ersten, einer zweiten und einer dritten Reservoirentlüftungsleitung 900-2A, 900-2B, 900-2C.
  • Deshalb kann das Fahrzeugthermomanagementsystem 100 die elektronische Wasserpumpe 120B während einer bestimmten Zeit steuern, um das Turbo-Kochen zu verhindern, das aufgrund des Stoppens der Motorkühlmittelzufuhr zu dem Turbolader 900-3 bei dem Motorstopp (beispielsweise IG-Schlüssel-Aus) auftreten kann, um es dem Turbolader 900-3 zuzuführen, und führt das Entlüften des Gases und Ähnliches durch, das zusammen mit den Motorkühlmittel ausströmt, während es die Flussrate des Motorkühlmittels auffüllt, das in dem Kühlkreislaufsystem 100-1 und in der Mehrzahl von Kühlmittelverteilungssystemen 100-2, 100-3, 100-4 zirkuliert.
  • Das Kühlmittel, das nachfolgend beschrieben ist, bezieht sich auf ein Motorkühlmittel.
  • Insbesondere ist das ITM 1 eine 4-Anschlüsse-Konfiguration eines ersten, eines zweiten und eines dritten Schichtballs 10A, 10B, 10C, die einen Schichtball 10 bilden, und verbindet einen Kühlmittelsteuermodus (beispielsweise STATE 1 - 7 in 5A, 5B und 6) des Fahrzeugthermomanagementsystems 100 mit den eindeutigen Betriebsmodi (beispielsweise B, C, D, E in 7A und 7B) des SSV 400 bei der gleichen Betriebsbedingung des ITM 1, auch während es alle Funktionen durchführt, die durch das bestehende 4-Anschlüsse-ITM implementiert werden. Dadurch kann eine Wärmeaustauscheffizienz zusammen mit einem schnellen Modusumschalten verbessert werden.
  • Insbesondere ist der Motor 110 ein Benzinmotor. Der Motor 110 bildet einen Motorkühlmitteleinlass 111, in den ein Kühlmittel strömt, und einen Motorkopfkühlmittelauslass 112-1 und einen Motorblockkühlmittelauslass 112-2, aus denen das Kühlmittel strömt. Der Motorkühlmitteleinlass 111 ist über eine erste Kühlmittelleitung 101 des Motorkühlsystems 100-1 mit einer Wasserpumpe 120 verbunden. Der Motorkopfkühlmittelauslass 112-1 ist an einem Motorkopf, der eine Nockenwelle, ein Ventilsystem und Ähnliches aufweist, so gebildet, dass er mit einem Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 des ITM 1 verbunden ist. Der Motorblockkühlmittelauslass 112-2 ist an einem Motorblock, der einen Zylinder, einen Kolben, eine Kurbelwelle und Ähnliches aufweist, so gebildet, dass er mit einem Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 des ITM 1 verbunden ist.
  • Ferner weist der Motor 110 einen ersten Wassertemperatursensor (englisch.: Water Temperature Sensor (WTS)) 130-1 und einen zweiten Wassertemperatursensor (WTS) 130-2 auf. Der erste WTS 130-1 erfasst die Temperatur der Motorkühlmitteleinlass 111-Seite des Motors 110. Der zweite WTS 130-2 erfasst entsprechend die Temperatur der Motorkühlmittelauslass 112-Seite des Motors 110, um sie an die Ventilsteuerung 1000 zu übertragen.
  • Insbesondere besteht das Kühlkreislaufsystem 100-1 aus einer mechanischen Wasserpumpe 120A und einem Hochtemperatur(HT)-Kühler 300A und bildet einen Kühlkreislaufstrom des Motors 110 mittels der ersten Kühlmittelleitung 101. Ferner ist das Kühlkreislaufsystem 100-1 mit dem Turbolader 900-3 verbunden mittels Verbindens des Kühlmittelabzweigströmungspfads 107 mit dem Wasserpumpenauslassende der mechanischen Wasserpumpe 120A.
  • Beispielsweise pumpt die mechanische Wasserpumpe 120A das Motorkühlmittel, um den Kühlkreislaufstrom zu bilden. Zu diesem Zweck ist die mechanische Wasserpumpe 120A mit der Kurbelwelle des Blocks mittels eines Gürtels oder einer Kette verbunden, um das Motorkühlmittel zu der Blockseite des Motors 110 zu pumpen. Der HT-Kühler 300A kühlt das Hochtemperaturkühlmittel, das aus dem Motor 110 strömt, mittels Austauschens von Wärme mit der Luft.
  • Beispielsweise ist die erste Kühlmittelleitung 101 mit dem Kühlerausströmpfad 3B-1 des Kühlmittelausströmpfads 3B des ITM 1 (siehe 2) verbunden, so dass das Kühlmittel, das aus dem ITM 1 strömt, verteilt wird, und ist mit der ersten Reservoirentlüftungsleitung 900-2A verbunden, die das ITM 1 und das Kühlmittelreservoir 900-2 mittels der zweiten Reservoirentlüftungsleitung 900-2B verbindet.
  • Insbesondere umfasst die Mehrzahl von Kühlmittelverteilersystemen 100-2, 100-3, 100-4 das erste Kühlmittelverteilersystem 100-2, das zweite Kühlmittelverteilersystem 100-3 und das dritte Kühlmittelverteilersystem 100-4. Das Wärmeaustauschsystem besteht aus: einem Heizkern 200 zum Erhöhen der Umgebungslufttemperatur mittels Austauschens von Wärme mit dem Motorkühlmittel, einen Niedrigtemperatur(LT)-Kühler 300B zum Kühlen des Motorkühlmittels mittels Austauschens von Wärme mit der Luft; einen EGR-Kühler 500 zum Verringern der Temperatur des EGR-Gases, das zu dem Motor übertragen wird, des Abgases mittels Austauschens von Wärme mit dem Motorkühlmittel; einen Ölwärmer 600 zum Erhöhen der Motoröltemperatur mittels Austauschens von Wärme mit dem Motorkühlmittel; einen ATF-Wärmer 700 zum Erhöhen der ATF-Temperatur (Automatikgetriebeöltemperatur) mittels Austauschens von Wärme mit dem Motorkühlmittel; und einen Zwischenkühler 900-2 zum Steuern der Temperatur der durch den Turbolader 900-3 aufgeladenen Luft.
  • Beispielsweise bildet das erste Kühlmittelverteilersystem 100-2 den Kühlmittelkreislauf mittels des zweiten Kühlmittelströmungspfads 102, der den Heizkern 200 und den EGR-Kühler 500 mit dem ITM 1 verbindet. In diesem Fall sind der Heizkern 200 und der EGR-Kühler 500 in Reihe angeordnet und die zweite Kühlmittelleitung 102 ist parallel zu der ersten Kühlmittelleitung 101 angeordnet. Ferner ist der zweite Kühlmittelströmungspfad 102 in einer Leitung gebildet mittels verbunden Seins als eins mit der ersten Kühlmittelleitung 100-1 über eine Verbindung an dem vorderen Ende der mechanischen Wasserpumpe 120A.
  • Insbesondere ist der zweite Kühlmittelströmungspfad 102 mit dem ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 des Kühlmittelausströmpfads 3B des ITM 1 verbunden, um den Kühlmittelkreislauf mittels der Kühlmittelverteilung zu bilden unter Verwendung eines anderen Pfads als des Kühlerausströmpfads 3B-1 (siehe 2). Deshalb empfängt das erste Kühlmittelverteilersystem 100-2 das Kühlmittel mittels des ersten Verteilerströmungspfads 3B-2 des ITM 1, um es in dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 zu zirkulieren.
  • Beispielsweise bildet das zweite Kühlmittelverteilersystem 100-3 den Kühlmittelkreislauf mittels des dritten Kühlmittelströmungspfads 103, der den Ölwärmer 600 und den ATF-Wärmer 700 mit dem ITM 1 verbindet. In diesem Fall sind der Ölwärmer 600 und der ATF-Wärmer 700 in Reihe angeordnet. Ferner ist der dritte Kühlmittelströmungspfad 103 in einer Leitung gebildet mittels verbunden Seins als eins mit der ersten Kühlmittelleitung 100-1 über die Verbindung an dem vorderen Ende der mechanischen Wasserpumpe 120A.
  • Insbesondere ist der dritte Kühlmittelströmungspfad 103 mit dem zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3 des Kühlmittelausströmpfads 3B des ITM 1 verbunden, um den Kühlkreislauf mittels der Kühlmittelverteilung zu bilden unter Verwendung eines anderen Pfads als den Kühlerausströmpfad 3B-1 und den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2. Deshalb empfängt das zweite Kühlmittelverteilersystem 100-3 das Kühlmittel mittels des zweiten Verteilerströmungspfads 3B-3 des ITM 1, um es in einem vierten Kühlmittelströmungspfad 104 zu zirkulieren. Nachfolgend bezeichnet der vierte Kühlmittelströmungspfad 104 einen Bypass-Kühlmittelströmungspfad.
  • Beispielsweise bildet das dritte Kühlmittelverteilersystem 100-4 den Kühlmittelkreislauf mittels des vierten Kühlmittelströmungspfads 104, der die elektronische Wasserpumpe 120B, den LT-Kühler 300B und den Zwischenkühler 900-1 mittels eines Kühlmittelhilfsströmungspfads 104-1 verbindet. In diesem Fall sind der LT-Kühler 300B und der Zwischenkühler 900-1 in Reihe angeordnet.
  • Ferner ist der vierte Kühlmittelströmungspfad 104 mit dem Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 verbunden, der den Turbolader 900-3 mit dem SSV 400 mittels des Kühlmittelhilfsströmungspfads 100-1 verbindet, um das Kühlmittel, das den Turbolader 900-3 passiert hat, mittels eines Betriebs der elektronischen Wasserpumpe 120B bei dem Motorbetrieb durch das SSV 400 mittels des Kühlmittelabzweigströmungspfads 107 zu der ersten Kühlmittelleitung 101 zurückzuführen, während es das Kühlmittel, das den Turbolader 900-3 passiert hat, mittels des Betriebs der elektronischen Wasserpumpe 120B beim Motorstopp zu dem LT-Kühler 300B und dem Zwischenkühler 900-1 zirkuliert.
  • Insbesondere ist die vierte Kühlmittelleitung 104 mittels der dritten Reservoirentlüftungsleitung 900-2C mit dem Kühlmittelreservoir 900-2 verbunden.
  • Insbesondere ändert das SSV 400 die Öffnungsrichtung der Kühlmittelabzweigleitung 107 zu dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 mittels der Ventilöffnung mittels der Drehung eines SSV-Ventilkörpers, der in einem SSV-Gehäuse eingebettet ist, um das Kühlmittel, das durch den Turbolader 900-3 geströmt ist, zu der Motorseite mittels des Betriebs der elektronischen Wasserpumpe 120B zurückzuführen, oder ändert ihn zu dem Kühlmittelhilfsströmungspfad 104-1, der mit dem vierten Kühlmittelströmungspfad 104 verbunden ist, um das Kühlmittel, das durch den Turbolader 900-3 geströmt ist, zu der LT-Kühler 300B- oder der Zwischenkühler 900-1-Seite mittels des Betriebs der elektronischen Wasserpumpe 120B zu übertragen.
  • Beispielsweise bildet das SSV 400 einen Innenraum, in den das Motorkühlmittel, das zu dem SSV-Gehäuse umgeleitet ist, ein- und ausströmt, und der SSV-Ventilkörper, der in dem Innenraum des SSV-Gehäuses aufgenommen ist, wird mittels der Ventilsteuerung 1000 gesteuert, um die SSV-Ventilöffnung zu bilden. Zu diesem Zweck besteht das SSV 400 aus einem 2-Wege-Variable-Flussrate-Steuerventil.
  • Insbesondere speichert das Kühlmittelreservoir 900-2 das Motorkühlmittel, um eine unzureichende Flussrate aufzufüllen, und führt das Entlüften bezüglich Gases und Fremdmaterialien in dem Kühlmittel durch mittels der ersten Reservoirentlüftungsleitung 900-2A, die mit dem ITM 1 verbunden ist, der zweiten Reservoirentlüftungsleitung 900-2B, die mit dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 verbunden ist, und der dritten Reservoirentlüftungsleitung 900-2C, die mit dem vierten Kühlmittelströmungspfad 104 verbunden ist.
  • Insbesondere bildet die Ventilsteuerung 1000 optional: den Kühlmittelstrom des ersten Kühlmittelströmungspfads 101, der den Kühler 300 des Kühlkreislaufsystems 100-1 zirkuliert; den Kühlmittelstrom des zweiten Kühlmittelströmungspfads 102, der den Heizkern 200 und den EGR-Kühler 500 des ersten Kühlmittelverteilersystems 100-2 zirkuliert; und den Kühlmittelstrom des dritten Kühlmittelströmungspfads 103, der den Ölwärmer 600 und den ATF-Wärmer 700 des zweiten Kühlmittelverteilersystems 100-3 unter der Ventilöffnungssteuerung des ITM 1 zirkuliert, und den Verbindungsstrom des ersten Kühlmittelströmungspfads 101 des Kühlmittels, das aus dem Turbolader 900-3 fließt, oder den Kühlmittelstrom des vierten Kühlmittelströmungspfads 104, der durch den Kühlmittelhilfsströmungspfad 104-1 unter der Ventilöffnungssteuerung des SSV 400 geströmt ist.
  • Zu diesem Zwecke teilt die Ventilsteuerung 1000 die Informationen der Motorsteuerung (beispielsweise des Informationseingebers 1000-1) zum Steuern des Motorsystems über CAN und empfängt Temperaturerfassungswerte des ersten und des zweiten WTS 130-1, 130-2, um die Ventilöffnung des ITM 1 bzw. des SSV 400 zu steuern. Insbesondere hat die Ventilsteuerung 1000 einen Speicher, in dem eine Logik oder ein Programm, die bzw. das zu dem Kühlmittelsteuermodus (beispielsweise STATE 1 - 8) (siehe 5A und 5B bis 7A und 7B) passt, gespeichert wurde, und gibt die Ventilöffnungssignale des ITM 1 und des SSV 400 aus.
  • Ferner hat die Ventilsteuerung 1000 den Informationseingeber 1000-1 und eine Variable-Trennung-Kühlzuordnung 1000-2, die mit einer ITM-Zuordnung bereitgestellt ist, die die Ventilöffnung des ITM 1 der Motorkühlmitteltemperaturbedingung und der Betriebsbedingung in Übereinstimmung mit den Fahrzeuginformationen und einer SSV-Zuordnung zuordnet, die die Ventilöffnung des SSV 400 der Motorkühlmitteltemperaturbedingung und der Betriebsbedingung in Übereinstimmung mit den Fahrzeuginformationen zuordnet.
  • Insbesondere erfasst der Informationseingeber 1000-1 ein IG-An/Aus-Signal, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motorlast, eine Motortemperatur, eine Kühlmitteltemperatur, eine Getriebeöltemperatur, eine Umgebungslufttemperatur, ein ITM-Betriebssignal, Beschleunigung/Bremspedal-Signale und Ähnliche, um diese der Ventilsteuerung 1000 als Eingangsdaten bereitzustellen. In diesem Fall werden die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motorlast, die Motortemperatur, die Kühlmitteltemperatur, die Getriebeöltemperatur, die Umgebungstemperatur und die Ähnlichen als die Betriebsbedingungen verwendet. Deshalb kann der Informationseingeber 1000-1 eine Motorsteuerung zum Steuern des gesamten Motorsystems sein.
  • 2 und 3 veranschaulichen eine detaillierte Konfiguration des ITM 1.
  • Bezugnehmend auf 2 führt das ITM 1 durch eine Motorkühlmittelverteilungssteuerung und eine Motorkühlmittelflussstoppsteuerung in Übereinstimmung mit einem Variable-Trennung-Kühlmittelbetrieb mittels einer Kombination des ersten Schichtballs 10A, des zweiten Schichtballs 10B und des dritten Schichtballs 10C, die den Schichtball 10 bilden.
  • In diesem Fall, in dem 4-Anschlüsse-Layout, ist der erste Schichtball 10A in der Rückrichtung des Fahrzeugs angeordnet, der dritte Schichtball 10C ist in der Frontrichtung des Fahrzeugs angeordnet und der zweite Schichtball 10B ist zwischen dem ersten Schichtball 10A und dem dritten Schichtball 10C angeordnet. Deshalb ist der erste Schichtball 10A als eine erste Schicht klassifiziert, der zweite Schichtball 10B ist als eine zweite Schicht klassifiziert und der dritte Schichtball 10C ist als eine dritte Schicht klassifiziert.
  • Ferner weist das ITM 1 auf ein Ventilgehäuse 3, das den Schichtball 10 aufnimmt und vier Anschlüsse bildet; und einen Aktuator 5 zum Betreiben des Schichtballs 10 unter der Steuerung der Ventilsteuerung 1000.
  • Insbesondere bildet das Ventilgehäuse 3 einen Innenraum, in dem der Schichtball 10 aufgenommen ist, und bildet vier Anschlüsse, durch die das Motorkühlmittel in den Innen- und Außenraum ein- und ausströmt. Die vier Anschlüsse sind aus dem Kühlmitteleinlass 3A, der einen Anschluss bildet, und dem Kühlmittelausströmpfad 3B, der drei Anschlüsse bildet, gebildet.
  • Beispielsweise weist der Kühlmitteleinlass 3A auf einen Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1, der mit dem Motorkopfkühlmittelauslass 112-1 des Motors 110 verbunden ist, und einen Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2, der mit dem Motorblockkühlmittelauslass 112-2 des Motors 110 verbunden ist. Ferner weist der Kühlmittelausströmpfad 3B auf: einen Kühlerausströmpfad 3B-1, der mit der ersten Kühlmittelleitung 101 verbunden ist, die mit dem Kühler 300 verbunden ist; einen ersten Verteilerströmungspfad 3B-2, der mit dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 verbunden ist, der mit dem Heizkern 200 und dem EGR-Kühler 500 verbunden ist, und einen zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3, der mit dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 verbunden ist, der mit dem Ölwärmer 600 und dem ATF-Wärmer 700 verbunden ist.
  • Insbesondere kann der Kühlerausströmpfad 3B-1 in einer im Allgemeinen symmetrischen Struktur zum Anwenden einer 0-100% variablen Steuereinheit gebildet sein, so dass die 100% Öffnungsbedingung des Kühlers teilweise aufrechterhalten wird, um den Schaltbereich des Modus für die Variables-Strömungsmuster-Steuerung vorzugeben.
  • Ferner hat das Ventilgehäuse 3 ein Leck-Loch 3C. Das Leck-Loch 3C kann eine kleine Menge des Kühlmittels von dem ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 zu dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 strömen lassen, um das Kühlmittel zuzuführen, das in dem EGR-Kühler 500 in Übereinstimmung mit dem anfänglichen Betrieb des Motors 110 benötigt wird, wodurch die Temperatursensitivität verbessert wird. In diesem Fall verwendet das Leck-Loch 3C einen bestehenden Einstellwert für den Lochdurchmesser. Der bestehende Einstellwert verwendet den Durchmesser des Leck-Lochs von ungefähr Φ 1,0 bis 3,0 mm, der ungefähr 1 bis 5 lpm (Liter pro Minute) bei einer Teilflussrate fließen lassen kann, wodurch verhindert wird, dass an der Motorkühlmittelauslassseite des EGR-Kühlers 500 eine Kondensat des EGR-Kühlers 500 entsteht.
  • Insbesondere ist der Aktuator 5 mit einem Geschwindigkeitsreduzierer 7 mittels Verwendens eines Motors verbunden. In diesem Fall kann der Motor ein Gleichstrom(DC)-Motor oder ein Schrittmotor sein, der von der Ventilsteuerung 1000 gesteuert wird. Der Geschwindigkeitsreduzierer 7 besteht aus einem Motorzahnrad, das von einem Motor gedreht wird, und einem Ventilzahnrad, das eine Getriebewelle 7-1 zum Drehen des Schichtballs 10 hat.
  • Deshalb haben der Aktuator 5, der Geschwindigkeitsreduzierer 7 und die Getriebewelle 7-1 die gleiche Konfiguration und Betriebsstruktur wie das allgemeine ITM 1. Jedoch gibt es dahingehend einen Unterschied, dass die Getriebewelle 7-1 dazu ausgebildet ist, den ersten Schichtball 10A, den zweiten Schichtball 10B und den dritten Schichtball 10C des Schichtballs 10 bei dem Betrieb des Motors 6 gemeinsam zu drehen, um einen Ventilöffnungswinkel zu verändern.
  • Bezugnehmend auf 3 hat der dritte Schichtball 10C des ersten, zweiten und dritten Schichtballs 10A, 10B, 10C einen Kanalströmungspfad 13, der die Öffnung des Motorkopfkühlmitteleinlasses 3A-1 und des Motorblockkühlmitteleinlasses 3A-2 entgegengesetzt bildet, der mittels Schneidens eines bestimmten Abschnitts des Ballkörpers 11 der hohlen Kugel gebildet ist und der den Kühlerausströmpfad 3B-1 hat, der in dem Ballkörper 11 als ein rundes Loch perforiert ist. In diesem Fall ist der Kanalströmungspfad 13 bei ungefähr 180° relativ zu 360° des Ballkörpers 11 gebildet.
  • Insbesondere, wenn der Kanalströmungspfad 13 in einem Kopfrichtungsabschnitt (fa) des Motorkopfkühlmitteleinlasses 3A-1 in Übereinstimmung mit der Drehrichtung des Ballkörpers 11 vollständig geöffnet ist, ist der Kanalströmungspfad 13 in einem Blockrichtungsabschnitt (fb) des Motorblockkühlmitteleinlasses 3A-2 vollständig abgeblockt oder ist in dem Kopfrichtungsabschnitt (fa) und dem Blockrichtungsabschnitt (fb) zur gleichen Zeit teilweise geöffnet, und ist in einem Kühlerabschnitt (fc) des Kühlerausströmpfads 3B-1 geöffnet oder teilweise geöffnet oder abgeblockt zusammen mit der Öffnung einer Seite des Heizerrichtungsabschnitts (fa) oder des Blockrichtungsabschnitts (fb), so dass das Kühlmittel, das in den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 oder in den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 aus dem dritten Schichtball 10C strömt, zu den Erster- und Zweiter-Schichtball 10A, 10B-Seiten strömt.
  • Im Ergebnis strömt das Kühlmittel, das in den ersten, zweiten und dritten Schichtball 10A, 10B, 10C strömt, aus dem dritten Schichtball 10C zu dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101, strömt aus dem zweiten Schichtball 10B zu dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 und strömt aus dem ersten Schichtball 10A zu dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103.
  • Währenddessen veranschaulicht 4 ein Beispiel eines Kühlmittelbildungsmusters des ITM 1 unter Verwendung des beiderseitigen entgegengesetzten Öffnens oder Schließens des Motorkopfkühlmitteleinlasses 3A-1 und des Motorblockkühlmitteleinlasses 3A-2 des dritten Schichtballs 10C. In diesem Fall ist das Kühlmittelbildungsmuster klassifiziert in einen Parallelfluss (Pf), der in STATE 1 - 4 des Motorkühlmittelsteuermodus in 7 gebildet ist, und einen Kreuzfluss (Cf), der in STATE 5- 7 des Motorkühlmittelsteuermodus in 7 gebildet ist.
  • Beispielsweise öffnet der Parallelfluss des Kühlmittels den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 um 100%, um mit dem Motorkopfkühlmittelauslass 112-1 zu kommunizieren, während es den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 um 100% schließt, um von dem Motorblockkühlmittelauslass 112-2 abgeblockt zu sein, wodurch er so gebildet ist, dass das Kühlmittel in dem Motor 110 nur zu der Kopfseite ausströmt. In diesem Fall erhöht der Parallelfluss die Blocktemperatur des Motors 110, wodurch die Kraftstoffökonomie verbessert wird.
  • Beispielsweise öffnet der Kreuzfluss des Kühlmittels den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 um 100%, um mit dem Motorblockkühlmittelauslass 112-2 zu kommunizieren, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 um 100% schließt, um von dem Motorkopfkühlmittelauslass 112-1 abgeblockt zu sein, wodurch er so gebildet ist, dass das Kühlmittel in dem Motor 110 nur zu der Blockseite ausströmt. In diesem Fall verringert der Kreuzfluss die Blocktemperatur des Motors 110, wodurch das Klopfen und die Haltbarkeit verbessert werden.
  • Insbesondere kann die Ventilöffnung des ITM 1 einen Schaltbereich zwischen dem Parallelfluss (Pf) und dem Kreuzfluss (Cf) bilden. In diesem Fall behält der Schaltbereich die Öffnung des Kühlerströmungspfads, der die 0 bis 100% Symmetrieeinstellung der variablen Steuerung hat, bei 100% in einem Zustand bei, in dem der Strömungspfad des ersten Verteilerströmungspfads 3B-2 des zweiten Schichtballs 10B das vollständige Öffnen kontinuierlich aufrechthält, wodurch er implementiert wird mittels einer Kopplungssteuerung, die den gleichzeitigen Öffnungsabschnitt des Kopfrichtungsabschnitt (fa) und des Blockrichtungsabschnitt (fb) des dritten Schichtballs 10C bildet.
  • 5A, 5B und 6 veranschaulichen ein Variable-Trennung-Kühlsteuerverfahren eines Kühlmittelsteuermodus (beispielsweise STATE 1 - 8) des Fahrzeugthermomanagementsystems 100. In diesem Fall ist der Steuergegenstand die Ventilsteuerung 1000 und das Steuerziel umfasst den Betrieb der Verbindung und das Wärmeaustauschsystem, in dem die Richtung des Ventils mit Bezug zu dem ITM 1 und dem SSV 400 gesteuert wird, in denen die Ventilöffnung entsprechend gesteuert wird.
  • Wie veranschaulicht führt das Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems, das das ITM 1 verwendet, ein Ermitteln eines Motorkühlmittelsteuermodus durch (S20) mittels Erfassens der ITM-Variablen-Steuerinformationen des Wärmeaustauschsystems mittels der Ventilsteuerung 1000 (S10) und führt dann eine Variable-Trennung-Kühlventilsteuerung (S30 - S202) durch. Im Ergebnis kann das Fahrzeugthermomanagementsystemsteuerverfahren das schnelle Aufwärmen des Motors und das schnelle Aufwärmen des Motoröls/Getriebeöls (ATF) gleichzeitig implementieren. Insbesondere kann das Fahrzeugthermomanagementsystemsteuerverfahren die Kraftstoffeffizienz verbessern und gleichzeitig die Heizleistungsfähigkeit verbessern mittels Verkürzens des EGR-Verwendungs zeitpunkts.
  • Insbesondere führt die Ventilsteuerung 1000 das Erfassen der ITM-Variable-Steuerinformationen des Wärmeaustauschsystems durch (S10) unter Verwendung als Eingangsdaten eines IG-An/Aus-Signals, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Motorlast, einer Motortemperatur, einer Kühlmitteltemperatur, einer Getriebeöltemperatur, einer Umgebungslufttemperatur, eines ITM-Betriebssignals, und Beschleunigung/Bremspedalsignalen, die von dem Informationseingeber 1000-1 bereitgestellt werden. In anderen Worten werden die Betriebsinformationen des Fahrzeugthermomanagementsystems 100 erfasst, das die Kühlmittelkreislauf/Verteilungssysteme 100-1, 100-2, 100-3, 100-4 hat, in denen der Heizkern, der HT/LT-Kühler, der EGR-Kühler, der Ölwärmer, der ATF-Wärmer, der Zwischenkühler und die mechanische/elektronische Wasserpumpe mit der Ventilsteuerung 1000 optional kombiniert werden.
  • Nachfolgend ordnet die Ventilsteuerung 1000 die Ventilöffnung des ITM 1 der Motorkühlmitteltemperaturbedingung zu unter Verwendung der ITM-Zuordnung der Variable-Trennung-Kühlzuordnung 1000-2 und ordnet zur gleichen Zeit die Ventilöffnung (d.h. B, C, D, E-Betriebsmodi in 7A und 7B) des SSV 400 der Motorkühlmitteltemperaturbedingung zu unter Verwendung der SSV-Zuordnung mit Bezug zu den Eingangsdaten des Informationseingebers 1000-1. Die Ventilsteuerung 1000 führt das Ermitteln des Motorkühlmittelsteuermodus (S20) daraus durch. In diesem Fall verwendet das Ermitteln des Motorkühlmittelsteuermodus (S20) eine Betriebsbedingung und die Betriebsbedingung wird bestimmt mittels einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Motorlast, einer Motortemperatur, einer Kühlmitteltemperatur, einer Getriebeöltemperatur, einer Umgebungslufttemperatur und Ähnlichem, um in Übereinstimmung mit seinem Wert als ein Zustand der verschiedenen Betriebsbedingungen entsprechend ermittelt zu werden.
  • Im Ergebnis tritt die Ventilsteuerung 1000 in die Variable-Trennung-Kühlventilsteuerung (S30 - S202) ein. Beispielsweise ist die Variable-Trennung-Kühlventilsteuerung (S30 - S202) in eine Aufwärmbedingung-Steuerung (S30 - S50) und eine Bedarfssteuerung (S60 und 70), in der der Modus beim Eintreten einer Übergangsbedingung in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung (S100) umgeschaltet wird, und eine Motorstoppsteuerung (S200) in Übereinstimmung mit dem Motorstopp (beispielsweise IG-Aus) klassifiziert.
  • Insbesondere ermittelt die Ventilsteuerung 1000 die Notwendigkeit des Aufwärmens mittels Anwendens des Aufwärmmodus (S30) und tritt dann in den schnellen Motor-Aufwärmmodus (S40) oder in den schnellen Klimatisierung-Aufwärmmodus (S50) mit Bezug zu der Aufwärmbedingung-Steuerung (S30 - S50) ein.
  • Beispielsweise wird der schnelle Motoraufwärmmodus (S40) bei einer Flussstoppsteuerung (S43) durchgeführt in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 1 (S42) in dem Fall einer Motortemperatur-Priorität-Bedingung (S41), während der schnelle Motoraufwärmmodus (S40) bei einer Wärmeaustauschsystemsteuerung (S43-1) durchgeführt wird in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 2 (S42-1) in dem Fall einer Kühlmitteltemperatur-Plötzliche-Veränderung-Verhindern-Bedingung (S41-1) anstatt der Motortemperatur-Priorität-Bedingung (S41). Beispielsweise wird der schnelle Klimatisierung-Aufwärmmodus (S50) mittels einer Heizsteuerung (S53) durchgeführt in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 3 (S52) in dem Fall einer Kraftstoffökonomie-Berücksichtigung-Bedingung (S51) während er durchgeführt wird von einer Maximales-Heizen-Steuerung (S43-1) in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 7 (S52-1) in dem Falle einer Innenraum-Heizen-Priorität-Bedingung (S51-1) anstatt der Kraftstoffökonomie-Berücksichtigung-Bedingung (S51).
  • Insbesondere ist die Ventilsteuerung 1000 mit Bezug zu der Bedarfssteuerung (S60 und 70) in den Temperatur-Anpassen-Modus (S60) und den Erzwungenes-Kühlen-Modus (S70) klassifiziert. Beispielsweise wird der Temperatur-Anpassen-Modus (S60) mittels einer Wassertemperatursteuerung (S63) durchgeführt in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 4 (S62) in dem Fall einer Kühlmitteltemperatur-Anpassen-Bedingung (S61), während er von der Hochgeschwindigkeit/Hochlaststeuerung (S63-1) durchgeführt wird in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 6 (S62-1) in dem Fall einer Motorlast-Berücksichtigen-Bedingung (S61-1) anstatt einer Kühlmitteltemperatur-Anpassen-Bedingung (S61). Beispielsweise wird der Erzwungenes-Kühlen-Modus (70) mittels einer Maximales-Kühlen-Steuerung (S72) durchgeführt in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 5 (S71) in dem Fall der Erzwungenes-Kühlen-Modus-Bedingung (S70).
  • Insbesondere wird die Ventilsteuerung 1000 mit Bezug zu der Motorstoppsteuerung (S200) durchgeführt mittels der Motorstoppsteuerung (S202) in Übereinstimmung mit dem Eintreten von STATE 8 (S201).
  • Nachfolgend wird die Funktion des Fahrzeugthermomanagementsystems 100 in jedem der Zustände STATE 1-8 beschrieben.
  • Beispielsweise stoppt STATE 1 (S42) den Strom des Motorkühlmittels, das durch den Motor 110 strömt, bis es die Flussstopp-Lösen-Temperatur erreicht, wodurch die Motortemperatur so schnell wie möglich erhöht wird. In diesem Fall ist mit Bezug zu dem Stopp des STATE 1 (S41) vorgegeben als die Übergangsbedingung 100 das Eintreten der Motortemperaturbedingung, wenn die Flussstopp-Lösen-Temperatur aufgrund des Anstiegs der Kühlmitteltemperatur über dem Kaltstart ist, oder der Hochgeschwindigkeit/Hochlastbedingung der schnellen Beschleunigung in Übereinstimmung mit dem Hinunterdrücken des Beschleunigungspedals.
  • Beispielsweise gleicht STATE 2 (S42-1) die geglättete Temperatur bis zu einer Kühlmittelzieltemperatur (beispielsweise einer Aufwärmtemperatur) an, wodurch die Temperaturfluktuation des Motorkühlmittels nach dem Lösen des Flussstopps in Übereinstimmung mit dem Umschalten des STATE 1 (S42) reduziert wird. In diesem Fall ist das Eintreten der Mikro-Flussrate-Steuerbedingung der Motorkühlmittelflussrate mit Bezug zu dem Stopp des STATE 2 (S42-1) als die Übergangsbedingung 100 vorgegeben.
  • Beispielsweise führt STATE 3 (S51) die Flussratensteuerung der Heizkern 200-Seite in einer Flussrate-Maximieren-Bedingung der Ölwärmer 600-Seite in einem Temperaturanpassabschnitt (beispielsweise einem Kraftstoffökonomieabschnitt) nach dem Aufwärmen des Motors 110 durch (jedoch wird der Heizersteuerabschnitt bei dem Aufwärmen verwendet, bevor der Heizer angeschaltet wird). In diesem Fall sind als die Übergangsbedingung 100 vorgegeben eine anfängliche Kühlmitteltemperatur/Umgebungslufttemperatur einer konstanten Temperatur oder mehr (das heißt eine Kraftstoffökonomie-Priorität-Modus-Umschaltbarer-Temperatur), ein Kühlmitteltemperaturschwellenwert oder mehr, und ein Heizbetrieb (Heizer an) mit Bezug zu dem Stopp des STATE 3 (S51). Bei diesem Beispiel ist der Kühlmitteltemperaturschwellenwert auf einen Wert gesetzt, der größer als die AufwärmTemperatur ist.
  • Beispielsweise passt STATE 4 (S62) die Motorkühlmitteltemperatur des Motors 110 in Übereinstimmung mit der Kühlmittelzieltemperatur an. In diesem Fall wird mit Bezug zu STATE 4 (S62) als Übergangsbedingung 100 vorgegeben das Eintreten der Bedingung des Kühlmitteltemperaturschwellenwerts oder mehr, die berechnet werden mittels zugeordnet Werdens zu der Auslasstemperatur des HT-Kühlers 300A.
  • Beispielsweise reduziert STATE 5 (S71) die Motorkühlmittelflussrate des Heizkerns 200, die für eine Kühl/Heizsteuerung benötigt wird, auf eine minimale Flussrate, während er die Motorkühlmittelflussrate des Ölwärmers 600 und des ATF-Wärmers 700 bei einer geeigneten Menge aufrechthält, wodurch die Kühlfähigkeit unter der Hochlastbedingung und der Bergauf-Bedingung maximal sichergestellt wird. In diesem Fall ist mit Bezug zu STATE 5 (S71) als die Übergangsbedingung 100 vorgegeben das Eintreten der Bedingung des Setzens der Motorkühlmitteltemperatur von ungefähr 110 °C bis 115 °C oder mehr auf den Kühlmitteltemperaturschwellenwert.
  • Beispielsweise führt STATE 6 (S62-1) die Kühlmitteltemperaturanpassung des Motors 110 bei der Variable-Trennung-Kühlen-Lösen-Bedingung durch. In diesem Fall sind mit Bezug zu STATE 6 (S62-1) als die Übergangsbedingung 100 vorgegeben das Eintreten der Bedingungen der Hochgeschwindigkeits/Hochlastbetriebsdaten des Motors 110 (beispielsweise das Ergebnis zugeordnet mit der Variable-Trennung-Kühlung-Zuordnung 1000-2) und des Kühlmitteltemperaturschwellenwert oder mehr. Jedoch ist es beschränkter, häufig von STATE 6 zu anderen STATES zu wechseln, mittels tatsächlichen Anwendens der Hysterese und/oder der Reaktionsverzögerungszeit des ITM 1. Bei diesem Beispiel ist der Kühlmitteltemperaturschwellenwert auf einen Wert gesetzt, der größer als die Aufwärmtemperatur ist.
  • Beispielsweise lässt STATE 7 (S52-1) das Motorkühlmittel nur zu dem Heizkern 200 strömen unter Berücksichtigung einer niedrigen Umgebungslufttemperatur und einer anfänglichen Kühlmitteltemperatur in dem Heizbetriebsmodus des Heizers während des Aufwärmens des Motors 110 und reflektiert den Anstieg der Temperatur des Motorkühlmittels, um nach und nach das Motorkühlmittel in den Ölwärmers 600 strömen zu lassen, wodurch die Heizfähigkeit maximal sichergestellt ist. In diesem Fall ist das Eintreten der Motorkühlmitteltemperaturbedingung des Kühlmitteltemperaturschwellenwerts oder mehr nach dem Überschreiten der Aufwärmtemperatur mit Bezug zu STATE 7 (S52-1) als die Übergangsbedingung 100 vorgegeben, die zu STATE 3 (S52) geht.
  • Da beispielsweise der Motor 110 in dem Motorstopp(IG-Aus)-Zustand ist, wird STATE 8 (S201) in einen Zustand umgeschaltet, in dem das ITM 1 mittels der Ventilsteuerung 1000 auf die maximale Kühlposition geöffnet wurde, und öffnet ferner den Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 zu der elektronischen Wasserpumpe 120B unter der Ventilöffnungssteuerung des SSV 400, um die elektronische Wasserpumpe 120B während einer bestimmten Zeit zu betreiben, so dass der Turbolader 900-3 das Kühlmittel auch nach dem Motorstopp empfängt. Dadurch ist das Turbo-Kochen verhindert, das durch den Motorkühlmittelzufuhrstopp verursacht werden kann.
  • Bezugnehmend auf die 7A und 7B ist die Öffnungssteuerung des ITM 1 und des SSV 400 der Ventilsteuerung 1000 für STATE 1 - 7 des Motorkühlmittelsteuermodus veranschaulicht.
  • In STATE 1 schließt die Ventilöffnung des ITM 1 den Kühlerausströmpfad 3B-1, den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 und den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 öffnet und den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 schließt. Ferner wird die Ventilöffnung des SSV 400 auf einen C-Modus umgeschaltet, der den Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite öffnet.
  • Im Ergebnis lässt das ITM 1 eine kleine Menge des Kühlmittels zu der EGR-Kühler 500-Seite durch das Leck-Loch 3C strömen, während es die Motortemperatur in dem Parallelfluss so schnell wie möglich erhöht, bis es bei der Kühlmittelfluss-Stopp-Lösen-Temperatur ankommt. Dadurch wird die Temperatursensitivität des EGR-Kühlers 500 verbessert. Ferner lässt das SSV 400 das Kühlmittel, das aus dem Turbolader 900-3 strömt, was in dem Abgasströmungszustand ist, zu der Motor 110-Seite strömen, wodurch es das Aufwärmen bei dem anfänglichen Start vor dem Aufwärmen schnell durchführt.
  • In STATE 2 schließt die Ventilöffnung des ITM 1 den Kühlerausströmpfad 3B-1, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 öffnet und den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 schließt, während es den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 und den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3 teilweise öffnet. Ferner wird die Ventilöffnung des SSV 400 in den C-Modus umgeschaltet, der den Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite öffnet, und führt, falls nötig, zur gleichen Zeit einen D-Modus durch, der ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe 120B-Seite teilweise öffnet.
  • Im Ergebnis nähert das ITM 1 in dem Parallelfluss die abgemilderte Temperatur bis zu der Kühlmittelzieltemperatur (beispielsweise der Aufwärmtemperatur) an, wodurch die Temperaturfluktuation des Motorkühlmittels nach dem Flussstopp-Lösen in Übereinstimmung mit dem Umschalten von STATE 1 (S42) reduziert wird. Ferner lässt das SSV 400 das Kühlmittel, das aus dem Turbolader 900-3 strömt, was in dem Abgasströmungszustand ist, zu der Motor 110-Seite strömen, um bei dem Erhöhen der Kühlmitteltemperatur nach dem anfänglichen Start zu helfen, und ermöglicht einer minimalen Flussrate des Kühlmittels, durch den LT-Kühler 300B und den Zwischenkühler 900-1 zu strömen in Übereinstimmung damit, ob die elektronische Wasserpumpe 120B arbeitet.
  • In STATE 3 schließt die Ventilöffnung des ITM 1 den Kühlerausströmpfad 3B-1, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 öffnet und den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 schließt, während es den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 öffnet und den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3 teilweise öffnet. Ferner wird die Ventilöffnung des SSV 400 auf den C-Modus umgeschaltet, der den Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite öffnet, und führt, falls nötig, zur gleichen Zeit den D-Modus durch, der ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe 120B-Seite teilweise öffnet.
  • Im Ergebnis führt das ITM 1 die Flussratensteuerung der Heizkern 200-Seite bei der Maximale-Flussrate-Bedingung der Ölwärmer 600-Seite in einem Temperaturanpassungsabschnitt (beispielsweise einem Kraftstoffökonomieabschnitt) nach dem Aufwärmen in dem Parallelfluss durch (jedoch wird der Heizersteuerabschnitt bei dem Aufwärmen verwendet bevor der Heizer angeschaltet wird). Ferner lässt das SSV 400 das Kühlmittel, das aus dem Turbolader 900-3 strömt, was in dem Abgasströmungszustand ist, zu der Motor 110-Seite strömen, um bei dem Erhöhen der Kühlmitteltemperatur nach dem anfänglichen Start zu helfen, und ermöglicht einer minimalen Flussrate des Kühlmittels, durch den LT-Kühler 300B und den Zwischenkühler 900-1 zu strömen in Übereinstimmung, ob die elektronische Wasserpumpe 120B arbeitet.
  • In STATE 4 öffnet die Ventilöffnung des ITM 1 den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 und den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3 zusammen mit dem teilweisen Öffnen des Kühlerausströmpfads 3B-1, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 öffnet und den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 schließt. Ferner wird die Ventilöffnung des SSV 400 auf den C-Modus umgeschaltet, der den Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite öffnet, und, falls nötig, den D-Modus zur gleichen Zeit durchführt, der ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe 120B-Seite teilweise öffnet.
  • Im Ergebnis passt das ITM 1 in dem Parallelfluss die Motorkühlmitteltemperatur in Übereinstimmung mit der Kühlmittelzieltemperatur an. Ferner lässt das SSV 400 das Kühlmittel, das aus dem Turbolader 900-3 strömt, der in dem Abgasströmungszustand ist, zu der Motor 110-Seite strömen, um die Leistungsfähigkeit des Turboladers 900-3 nach dem anfänglichen Start aufrechtzuerhalten, und führt eine minimale Flussrate des Kühlmittels dem LT-Kühler 300B und dem Zwischenkühler 900-1 zu in Übereinstimmung, ob die elektronische Wasserpumpe 120B arbeitet.
  • In STATE 5 öffnet die Ventilöffnung des ITM 1 den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 und den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3 teilweise zusammen mit dem teilweisen Öffnen des Kühlerausströmpfads 3B-1, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 schließt und den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 öffnet. Ferner wird die Ventilöffnung des SSV 400 auf den C-Modus umgeschaltet, der den Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite öffnet. In diesem Fall führt es den D-Modus durch, der es zur gleichen Zeit zu der Elektronische-Wasserpumpe 120B-Seite teilweise öffnet, falls nötig.
  • Im Ergebnis reduziert das ITM 1 in dem Kreuzfluss die Motorkühlmittelflussrate des Heizkerns 200, die für die Kühl/Heizsteuerung benötigt wird, auf eine minimale Flussrate, während es die Motorkühlmittelflussrate des Ölwärmers 600 und des ATF-Wärmers 700 bei einer geeigneten Menge aufrecht erhält, wodurch die Kühlfähigkeit unter der Hochlastbedingungen und der Bergauf-Bedingung maximal sichergestellt ist. Ferner zirkuliert das SSV 400 es zu der Motor 110-Seite, während es die Kühlmittelzufuhr zu dem Turbolader 900-3 aufrecht erhält, der in dem Abgasströmungszustand ist, um die Leistungsfähigkeit des Turboladers 900-3 nach dem anfänglichen Start aufrechtzuerhalten. Falls nötig bildet das SSV 400 die Flussrate des Kühlmittels, das zu dem LT-Kühler 300B und dem Zwischenkühler 900-1 strömt, bei einer minimalen Menge in Übereinstimmung, ob die elektronische Wasserpumpe 120B arbeitet.
  • In STATE 6 öffnet die Ventilöffnung des ITM 1 den Kühlerausströmpfad 3W-1, den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 und den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 schließt und den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 öffnet. Ferner wird die Ventilöffnung des SSV 400 auf den C-Modus umgeschaltet, der sie zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite öffnet. In diesem Fall führt es den D-Modus durch, der es zur gleichen Zeit zu der Elektronische-Wasserpumpe 120B teilweise öffnet, falls nötig.
  • Im Ergebnis führt das ITM 1 in dem Kreuzfluss eine Blocktemperatur-Nach-Unten-Steuerung mit Bezug zu dem Motorblock durch. Ferner zirkuliert das SSV 400 es zu der Motor 110-Seite, während es die Kühlmittelzufuhr zu dem Turbolader 900-3 aufrechthält, der in dem Abgasströmungszustand ist, um die Leistungsfähigkeit des Turboladers 900-3 nach dem anfänglichen Start aufrechtzuerhalten. Falls nötig bildet das SSV 400 die Flussrate des Kühlmittels, das zu dem LT-Kühler 300B und dem Zwischenkühler 900-1 strömt, bei einer minimalen Menge in Übereinstimmung, ob die elektronische Wasserpumpe 120B arbeitet.
  • In STATE 7 öffnet die Ventilöffnung des ITM 1 den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 und schließt den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3 zusammen mit dem Schließen des Kühlerausströmpfads 3B-1, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1 schließt und den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 öffnet. Ferner wird die Ventilöffnung des SSV 400 in den C-Modus umgeschaltet, der sie zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite öffnet. In diesem Fall führt es den D-Modus durch, der sie zur gleichen Zeit zu der Elektronische-Wasserpumpe 120B-Seite teilweise öffnet, falls nötig.
  • Im Ergebnis lässt das ITM 1 in dem Kreuzfluss das Motorkühlmittel nur zu dem Heizkern 200 strömen unter Berücksichtigung der geringen Umgebungslufttemperatur und der anfänglichen Kühlmitteltemperatur in dem Heizerbetriebsmodus des Heizers während des Aufwärmens des Motors 110 und reflektiert den Anstieg der Temperatur des Motorkühlmittels, um das Motorkühlmittel nach und nach zu dem Ölwärmer 600 strömen zu lassen, wodurch die Heizfähigkeit maximal sichergestellt ist. Ferner zirkuliert das SSV 400 es zu der Motor 110-Seite, während es die Kühlmittelzufuhr zu dem Turbolader 900-3 aufrechthält, der in dem Abgasströmungszustand ist, um die Leistungsfähigkeit des Turboladers 900-3 nach dem anfänglichen Start aufrechtzuerhalten, und, falls nötig, bildet die Flussrate des Kühlmittels, das zu dem LT-Kühler 300B und dem Zwischenkühler 900-1 strömt, bei einer minimalen Menge in Übereinstimmung, ob die elektronische Wasserpumpe 120B arbeitet.
  • In STATE 8 schließt das ITM den Motorkopfkühlmitteleinlass 3A-1, den ersten Verteilerströmungspfad 3B-2 und den zweiten Verteilerströmungspfad 3B-3, während es den Motorblockkühlmitteleinlass 3A-2 und den Kühlerausströmpfad 3B-1 öffnet. Ferner schließt das SSV 400 den Kühlmittelabzweigströmungspfad 107 zu der Mechanische-Wasserpumpe 120A-Seite, während es in einen B-Modus umgeschaltet wird, der es zu der Elektronische-Wasserpumpe 120B-Seite öffnet.
  • Im Ergebnis öffnet das ITM 1 die Ventilöffnung auf die maximale Kühlposition in Übereinstimmung mit dem Motorstopp. Das SSV 400 führt die Ventilöffnung zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite so durch, dass das Kühlmittel während einer Betriebszeit der elektronischen Wasserpumpe durch den Kühlmittelabzweigströmungspfad zu dem Turbolader fließt, um das Kühlmittel auch nach dem Motorstopp zu empfangen, wodurch das Turbo-Kochen verhindert wird, was durch das Stoppen der Motorkühlmittelzufuhr verursacht werden kann.
  • Wie im Vorhergehenden beschrieben weist das Fahrzeugthermomanagementsystem 100 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform auf die Mehrzahl von Kühlmittelzirkulations/verteilungssystemen 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, die den Motorkühlmittelstrom bilden, der in dem Motor 110 zirkuliert, optional über die mechanische/elektronische Wasserpumpe 120A, 120B, den Heizkern 200, den HT/LT-Kühler 300A, 300B, den EGR-Kühler 500, den Ölwärmer 600, den ATF-Wärmer 700 und den Zwischenkühler 900-1, in Übereinstimmung mit dem ITM 1 und dem SSV 400. Dadurch wird das Turbo-Kochen des Turboladers 900-3 bei dem Zündschlüssel-Aus verhindert in Übereinstimmung mit dem SSV und der elektronischen Wasserpumpe (EWP) des wassergekühlten Zwischenkühlers, während das Aufwärmen des Motors und des Motoröls/Getriebeöls durch das 4-Anschlüsse-Layout des ITM 1 zur gleichen Zeit schnell implementiert wird.

Claims (19)

  1. Fahrzeugthermomanagementsystem (100), aufweisend: ein integriertes Thermomanagementventil (ITM) (1) zum Empfangen eines Motorkühlmittels über einen Kühlmitteleinlass (3A), der mit einem Motorkühlmittelauslass (112) eines Motors (110) verbunden ist, und zum Verteilen des Kühlmittels, das hin zu einem Hochtemperatur(HT)-Kühler (300A) durch einen Kühlmittelausströmpfad ausströmt, der mit einem Wärmeaustauschsystem verbunden ist, das zumindest einen Heizkern (200), einen Abgasrückführung(EGR)-Kühler (500), einen Ölwärmer (600) und/oder einen Automatikgetriebeöl(ATF)-Wärmer (700) und den HT-Kühler (300A) aufweist; eine mechanische Wasserpumpe (120A), die an einem vorderen Ende eines Motorkühlmitteleinlasses (111) des Motors (110) angeordnet ist; einen Kühlmittelabzweigströmungspfad (107), der an dem vorderen Ende des Motorblockkühlmitteleinlasses (111) so abgezweigt ist, dass er mit einem Turbolader (900-3) verbunden ist, ein intelligentes Einzelventil (SSV) (400) zum Anpassen eines Kühlmittelstroms, der aus dem Turbolader (900-3) in den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) strömt; und einen Bypass-Kühlmittelströmungspfad (104), der mit dem Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) über das SSV (400) verbunden ist und der eine elektronische Wasserpumpe (120B) aufweist.
  2. Fahrzeugthermomanagementsystem (100) nach Anspruch 1, wobei das Wärmeaustauschsystem ferner einen Niedrigtemperatur-Kühler (300B) und einen Zwischenkühler (900-1) aufweist, die in dem Bypass-Kühlmittelströmungspfad (104) angeordnet sind.
  3. Fahrzeugthermomanagementsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Kühlmittelausströmpfad (3B) aufweist einen Kühlerausströmpfad (3B-1), der mit dem HT-Kühler (300A) verbunden ist, einen ersten Verteilerströmungspfad (3B-2), der mit dem Heizkern (200) oder mit dem EGR-Kühler (500) verbunden ist, und ein zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3), der mit dem Ölwärmer (600) oder mit dem ATF-Wärmer (700) verbunden ist.
  4. Fahrzeugthermomanagementsystem (100) nach Anspruch 3, wobei der erste Verteilerströmungspfad (3B-2) ein Leck-Loch (3C) bildet, aus dem ein gewisser Strom einem EGR-Kühlerrichtungausströmpfadanschluss zugeführt wird.
  5. Fahrzeugthermomanagementsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Motorkühlmittelauslass (112) einen Motorkopfkühlmittelauslass (112-1) und einen Motorblockkühlmittelauslass (112-2) aufweist, und der Kühlmitteleinlass (3A) einen Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1), der mit dem Motorkopfkühlmittelauslass (112-1) verbunden ist, und einen Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2), der mit dem Motorblockkühlmittelauslass (112-2) verbunden ist, aufweist.
  6. Fahrzeugthermomanagementsystem (100) nach Anspruch 5, wobei die Ventilöffnung des ITM (1) das Öffnen oder das Schließen des Motorkopfkühlmitteleinlasses (3A-1) und des Motorblockkühlmitteleinlasses (3A-2) entgegengesetzt bildet.
  7. Fahrzeugthermomanagementsystem (100) nach Anspruch 6, wobei die Öffnung des Motorkopfkühlmitteleinlasses (3A-1) in einem Motor (110) einen Parallelfluss bildet, in dem das Kühlmittel zu dem Motorkopfkühlmittelauslass (112-1) ausströmt, und die Öffnung des Motorblockkühlmitteleinlasses (3H-2) in einem Motor (110) einen Kreuzfluss bildet, bei dem das Kühlmittel zu dem Motorblockkühlmittelauslass (112-2) ausströmt.
  8. Kühlkreislaufsteuerverfahren eines Fahrzeugthermomanagementsystems (100), aufweisend: Verteilen des Motorkühlmittels, das zu einem Hochtemperatur(HT)-Kühler (300) zu einem Wärmeaustauschsystem ausströmt, das zumindest aufweist einen Heizkern (200), einen Niedrigtemperatur(LT)-Kühler (300B), einen Abgasrückführung(EGR)-Kühler (500), einen Ölwärmer (600), einen Automatikgetriebeöl(ATF)-Wärmer (700) und einen Zwischenkühler (900-1) mittels strömen Lassens des Kühlmittels eines Motors (110), das zu einer mechanischen Wasserpumpe (120A) und dem HT-Kühler (300A) zirkuliert, von einem integrierten Thermomanagementventil (ITM) (1) in einen Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1) und einen Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2), und Vereinigen des Kühlmittels, das durch den Turbolader (900-3) in einem Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) geströmt ist, der von der Mechanische-Wasserpumpe-Seite so abgezweigt ist, dass er mit dem Turbolader (900-3) verbunden ist; Verbinden eines Bypass-Kühlmittelströmungspfads (104), in dem eine elektronische Wasserpumpe (120B), der Zwischenkühler (900-1) und der Niedrigtemperatur(LT)-Kühler (300B) angeordnet sind, mit dem Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) mittels eines intelligenten Einzelventils (SSV) (400); und Durchführen eines Zustands (STATE 1, STATE 2, STATE 3, STATE 4, STATE 5, STATE 6, STATE 7 und/oder STATE 8) als einen Motorkühlmittelsteuermodus des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) unter einer Ventilöffnungssteuerung des ITM (1) und des SSV (400) mittels einer Ventilsteuerung (1000).
  9. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach Anspruch 8, wobei in STATE 1 das ITM (1) den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1) öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2), den Kühlerausströmpfad (3B-1), den ersten Verteilerströmungspfad (3B-2) und den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3) schließt, und das SSV (400) den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnet.
  10. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei in STATE 2 das ITM (1) den ersten Verteilerströmungspfad (3B-2) und den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3) öffnet, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1) öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2) und den Kühlerausströmpfad (3B-1) schließt, und das SSV (400) den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnet.
  11. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei in STATE 3 das ITM (1) den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3) öffnet, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1) und den ersten Verteilerströmungspfad (3B-2) öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2) und den Kühlerausströmpfad (3B-1) schließt, und das SSV (400) den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnet.
  12. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei in STATE 4 das ITM (1) den Kühlerausströmpfad (3B-1) teilweise öffnet, während es den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1), den ersten Verteilerströmungspfad (3DB-2) und den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3) öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2) schließt, und das SSV (400) den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnet.
  13. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei in STATE 5 das ITM (1) den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1) schließt, während es den Kühlerausströmpfad (3B-1), den ersten Verteilerströmungspfad (3B-2) und den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3) teilweise öffnet, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2) öffnet, und das SSV (400) den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnet, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite schließt.
  14. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei in STATE 6 das ITM (1) den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1) schließt, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2), den Kühlerausströmpfad (3B-1), den ersten Verteilerströmungspfad (3B-2) und den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3) öffnet, und das SSV 400 den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnet, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite schließt.
  15. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei in STATE 7 das ITM (1) den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1), den Kühlerausströmpfad (3B-1) und den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-23) schließt, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2) und den ersten Verteilerströmungspfad (3B-2) öffnet, und das SSV (400) den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite öffnet, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite schließt.
  16. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei das Steuern jedes der Zustände STATE 1 - STATE 7 anhand der Betriebsbedingungen der Fahrzeugbetriebsinformationen ermittelt wird.
  17. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 16, wobei STATE 1 - STATE 4 einen Parallelfluss in dem Motor (110) bilden mittels Öffnens des Motorkopfkühlmitteleinlasses (3A-1) und Schließens des Motorblockkühlmitteleinlasses (3A-2) und der Parallelfluss den Motorkopfkühlmittelauslass (112-1), durch den das Kühlmittel mit dem Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1) kommuniziert, als eine Hauptzirkulationspassage verwendet.
  18. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 17, wobei STATE 5 - STATE 7 einen Kreuzfluss in dem Motor (110) bilden mittels Öffnens des Motorblockkühlmitteleinlasses (3A-2) und Schließens des Motorkopfkühlmitteleinlasses (3A-1) und der Kreuzfluss den Motorblockkühlmittelauslass (112-2), durch den das Kühlmittel mit dem Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2) kommuniziert, als eine Hauptzirkulationspassage verwendet.
  19. Kühlkreislaufsteuerverfahren des Fahrzeugthermomanagementsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 18, wobei in STATE 8 das ITM (1) den Motorkopfkühlmitteleinlass (3A-1), den ersten Verteilerströmungspfad (3B-2) und den zweiten Verteilerströmungspfad (3B-3) schließt, während es den Motorblockkühlmitteleinlass (3A-2) und den Kühlerausströmpfad (3B-1) öffnet, um ihn in Übereinstimmung mit dem Motorstopp zu der maximalen Kühlposition zu öffnen, und das SSV (400) schließt den Kühlmittelabzweigströmungspfad (107) zu der Mechanische-Wasserpumpe-Seite, während es ihn zu der Elektronische-Wasserpumpe-Seite öffnet, so dass das Kühlmittel während einer Betriebszeit der elektronischen Wasserpumpe (120B) zu dem Turbolader (900-3) strömt.
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