DE102020110517A1

DE102020110517A1 - Fahrzeugwärmemanagementsystem, das ein integriertes wärmemanagementventil des zwei-anschlüsse-typs verwendet und kühlkreislauf-steuerverfahren eines fahrzeugwärmemanagementsystems

Info

Publication number: DE102020110517A1
Application number: DE102020110517.7A
Authority: DE
Inventors: Cheol-Soo Park; Jun-Sik Park; Bong-Sang Lee; Dae-Kwang KIM
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-07-29
Also published as: KR20210096853A; US11073069B1; US20210231046A1

Abstract

Fahrzeugwärmemanagementsystem (100), aufweisend ein integriertes Wärmemanagementventil (ITM) (1) mit einem Kühlmittelauslass-Strömungspfad, der mit jedem von Wärmetauschern verbunden ist, aufweisend einen oder mehrere von einem Kühlmitteleinlass (3A), der mit einem Motorkühlmittelauslass (112) eines Verbrennungsmotors (110) verbunden ist und in den Kühlmittel strömt, einem Heizkern (200), einem AGR-Kühler (500), einem Ölwärmer (600) und einem ATF-Wärmer (700) und einem Radiator (300), und durch die das Kühlmittel verteilt wird. Eine Wasserpumpe(120) ist am vorderen Ende eines Motorkühlmitteleinlasses (111) des Verbrennungsmotors (110) angeordnet und ein Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad (107) ist am vorderen Ende des Motorkühlmitteleinlasses (111) abgezweigt, um mit irgendeinem der Wärmetauscher verbunden zu sein..

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung/Offenbarung
Die vorliegende Erfindung/Offenbarung betrifft ein Fahrzeugwärmemanagementsystem und im Besonderen ein Fahrzeugwärmemanagementsystem, das Kosten spart, während die Größe eines integrierten Wärmemanagementventils reduziert wird, das konfiguriert ist, um einen Kühlkreislauf unter einer Kühlmittelverteilungssteuerung für den Kühlkreislauf zu optimieren, mit dem ein Abgaswärme-Rückgewinnungssystem und ein Wärmetauscher verbunden sind.
Beschreibung der verwandten Technik
Im Allgemeinen wendet ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (im Folgenden auch kurz als VTMS für Vehicle Thermal Management System bezeichnet) ein kühlmittelintegriertes Wärmemanagementventil (im Folgenden als integriertes Wärmemanagementventil bezeichnet) bei einer Kühlkreislaufsteuerung zum Verteilen von Hochtemperatur-Motorkühlmittel an, das in der Lage ist, gleichzeitig eine hohe Kraftstoffeffizienz und eine hohe Leistung bereitzustellen. Das integrierte Wärmemanagementventil kann den Kühlkreislauf des VTMS konfigurieren, wodurch Motorkühlmittel gemäß Fahrzeug- oder Motorbetriebsbedingungen variierend wirkungsvoll verteilt wird.
Das integrierte Wärmemanagementventil hat beispielsweise einen Vier-Anschlüsse-Auslass zusammen mit einem Einlass zum Aufnehmen von Motorkühlmittel und kann das VTMS über eine Vier-Anschlüsse-Vier-Wege-Einrichtung mit jedem von einem Kühlsystem, einem Abgasrückführungssystem (AGR-System), einem Automatikgetriebefluid- (ATF)-System und einem Heizsystem verbinden, wodurch die Wärmeaustauschleistung und die Wirkung des Wärmetauschers durch Hochtemperatur-Motorkühlmittel entsprechend einem Motorbetriebszustand maximiert werden.
Das integrierte Wärmemanagementventil des Vier-Anschlüsse-Typs hat jedoch insofern Nachteile, als die Größe des Kühlkreislaufs des VTMS für die Optimierung in Bezug auf die Größe zu groß ist und die Kosten dafür für eine Generalisierung des VTMS in Bezug auf die Kosten zu hoch sind. Insbesondere ist es ferner erforderlich, die Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf die Größe und den Preis des integrierten Wärmemanagementventils des Vier-Anschlüsse-Typs im Hinblick auf eine komplexe und kompakte Motorraumanordnung entsprechend der hohen Leistung des Motors zu verbessern.
Die in diesem Abschnitt offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung/Offenbarung und können auch Informationen miteinschließen, die einem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zuvor noch nicht bekannt waren.
KURZE ERFINDUNGSERLÄUTERUNG
Dementsprechend ist es unter Berücksichtigung der obigen Punkte ein Ziel der vorliegenden Erfindung/Offenbarung, ein Fahrzeugwärmemanagementsystem, welches ein integriertes Wärmemanagementventil eines Zwei-Anschlüsse-Typs verwendet, und ein Kühlkreislauf-Steuerverfahren dafür bereitzustellen, welches einen Kühlkreislauf eines Wärmetauschers mit zwei Wegen eines integrierten Wärmemanagementventils in Verbindung mit einem Abgaswärme-Rückgewinnungssystem konfigurieren kann, wodurch die Größe des Ventils zum Optimieren einer Konfiguration des Kühlkreislaufs reduziert wird und insbesondere der Einheitspreis des Ventils durch Umschalten auf die zwei Wege mittels einer (z.B. nur einer) Kugel gesenkt wird, wodurch die Fahrzeug-Montierbarkeit verbessert wird, während die Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf den Preis verbessert wird.
Ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zum Erreichen des obigen Ziels kann aufweisen: ein integriertes Wärmemanagementventil (im Folgenden kurz als ITM bezeichnet), das konfiguriert ist zum Empfangen von Kühlmittel durch einen Kühlmitteleinlass, der mit einem Motorkühlmittelauslass eines Verbrennungsmotors verbunden ist, und zum Verteilen des Kühlmittels, das durch einen Kühlmittelauslass-Strömungspfad herausströmt, an einen Radiator zusammen mit einem Wärmetauschsystem, das mindestens einen von einem Heizkern, einem Abgasrückführungs- (AGR) -Kühler, einem Ölwärmer und einem Automatikgetriebefluid- (ATF)-Wärmer aufweist, eine Wasserpumpe, die am vorderen Ende eines Motorkühlmitteleinlasses des Verbrennungsmotors angeordnet ist, und einen Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad, der am vorderen Ende des Motorkühlmitteleinlasses abgezweigt ist, um mit irgendeinem der Wärmetauscher verbunden zu sein.
Ein Abgaswärme-Rückgewinnungssystem (im Folgenden auch kurz als EHRS für Exhaust Heat Recovery System bezeichnet) kann in dem Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad angeordnet sein, und der Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad kann mit dem Ölwärmer verbunden sein, wobei dieser als Wärmetauscher verwendet wird. Darüber hinaus ist eine (z.B. genau eine) Schichtkugel in das ITM eingebettet, und kann die Schichtkugel eine erste Schicht, die den Kühlmittelauslass-Strömungspfad als zwei Auslassanschlüsse ausbildet, und eine zweite Schicht aufweisen, die den Kühlmitteleinlass als zwei Einlassanschlüsse ausbildet.
Der Kühlmittelauslass-Strömungspfad kann einen Wärmetauscherauslass-Strömungspfad, der mit dem Wärmetauscher verbunden ist, und einen Radiatorauslass-Strömungspfad aufweisen, der mit dem Radiator verbunden ist. Der Wärmetauscherauslass-Strömungspfad kann in zwei Strömungspfade abgezweigt sein, um mit dem Ölwärmer oder dem ATF-Wärmer verbunden zu sein, während er mit dem Heizkern oder dem AGR-Kühler verbunden ist, und das Kühlmittel, das aus dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad herauskommt, kann auf die zwei Strömungspfade verteilt sein.
Der Motorkühlmittelauslass kann in einen Motorkopf-Kühlmittelauslass und einen Motorblock-Kühlmittelauslass unterteilt sein. Der Kühlmitteleinlass kann in einen Motorkopf-Kühlmitteleinlass, der mit dem Motorkopf-Kühlmittelauslass verbunden ist, und einen Motorblock-Kühlmitteleinlass, der mit dem Motorblock-Kühlmittelauslass verbunden ist, unterteilt sein. Die Ventilöffnung des ITM kann derart betätigt werden, dass das Öffnen oder Schließen des Motorkopf-Kühlmitteleinlasses und des Motorblock-Kühlmitteleinlasses entgegengesetzt zueinander sind. Darüber hinaus kann das Öffnen des Motorkopf-Kühlmitteleinlasses einen Parallelstrom ausbilden, in dem das Kühlmittel zu dem Motorkopf-Kühlmittelauslass innerhalb des Verbrennungsmotors abgeleitet werden kann, und kann das Öffnen des Motorblock-Kühlmitteleinlasses einen Querstrom ausbilden, in dem das Kühlmittel zu dem Motorblock-Kühlmittelauslass abgeleitet werden kann.
Darüber hinaus kann bei einem Kühlkreislauf-Steuerverfahren eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zum Erreichen des Ziels Kühlmittel eines Verbrennungsmotors, das von einem ITM zu einer Wasserpumpe und einem Radiator zirkuliert wird, durch einen Motorkopf-Kühlmitteleinlass und einen Motorblock-Kühlmitteleinlass aufgenommen werden, wobei das Kühlmittel, das durch einen Radiatorauslass-Strömungspfad in Richtung zu einem Radiator strömt, verteilt werden kann, das Kühlmittel, das durch einen Wärmetauscherauslass-Strömungspfad in Richtung zu Wärmetauschern herausströmt, die einen oder mehrere von einem Heizkern, einem AGR-Kühler, einem Ölwärmer, einem ATF-Wärmer und einem Abgaswärme-Rückgewinnungssystem miteinschließen, verteilt werden kann, und ein Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad, der mit der Wasserpumpe verbunden ist, mit irgendeinem der Wärmetauscher verbunden sein kann, an das Abgaswärme-Rückgewinnungssystem (EHRS) ein Kühlmittelstrom zu dem Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad zugeführt werden kann und der Kühlmittelstrom bezüglich des Ölwärmers geregelt (z.B. reguliert) werden kann, und kann ein Motorkühlmittel-Steuermodus des Fahrzeugwärmemanagementsystems das Durchführen von irgendeiner von einer Strömungstopp-Steuerung, einer Mikroströmungsraten-Steuerung, einer Heizer-Strömungsraten-Steuerung, einer Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung und einer Hochlast-Steuerung unter einer Ventilöffnungssteuerung des ITM durch eine Ventilsteuerung aufweisen.
Insbesondere kann das ITM bei der Strömungstopp-Steuerung konfiguriert sein, um den Motorkopf-Kühlmitteleinlass zu öffnen, während alle von dem Motorblock-Kühlmitteleinlass, dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad und dem Radiatorauslass-Strömungspfad geschlossen werden. Bei der Mikroströmungsraten-Steuerung kann das ITM konfiguriert sein, um den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad teilweise zu öffnen, während der Motorkopf-Kühlmitteleinlass geöffnet wird und sowohl der Motorblock-Kühlmitteleinlass als auch der Radiatorauslass-Strömungspfad geschlossen werden.
Bei der Heizer-Strömungsraten-Steuerung kann das ITM konfiguriert sein, um sowohl den Motorkopf-Kühlmitteleinlass als auch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad zu öffnen, während sowohl der Motorblock-Kühlmitteleinlass als auch der Radiatorauslass-Strömungspfad geschlossen werden. Darüber hinaus kann bei der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung das ITM konfiguriert sein, um sowohl den Motorkopf-Kühlmitteleinlass als auch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad zu öffnen, während der Radiatorauslass-Strömungspfad teilweise geöffnet wird und der Motorblock-Kühlmitteleinlass geschlossen wird.
Bei der Hochlast-Steuerung kann das ITM konfiguriert sein, um den Motorkopf-Kühlmitteleinlass zu schließen, während alle von dem Motorblock-Kühlmitteleinlass, dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad und dem Radiatorauslass-Strömungspfad geöffnet werden. Die Strömungstopp-Steuerung, die Mikroströmungsraten-Steuerung, die Heizer-Strömungsraten-Steuerung, die Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung und die Hochlast-Steuerung können durch Betriebsbedingungen von Fahrzeugbetriebsinformationen ermittelt werden. Die Ventilsteuerung kann konfiguriert sein, um die Ventilöffnung des ITM auf die maximale Kühlstellung zu öffnen, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Das Kühlkreislauf-Steuerverfahren des Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung implementiert die folgenden Abläufe und Wirkungen.
Erstens konfiguriert das Fahrzeugwärmemanagementsystem (VTMS) den Kühlkreislauf, der mit dem Abgaswärme-Rückgewinnungssystem verbunden ist, wodurch der optimierte Kühlkreislauf konfiguriert wird, während das integrierte Wärmemanagementventil verwendet wird.
Zweitens kann es möglich sein, die Anzahl von Anschlüssen in der Kühlkreislauf-Steuerung durch Verbinden des Abgaswärme-Rückgewinnungssystems mit dem Wärmetauscher zu reduzieren, wodurch die Größe des integrierten Wärmemanagementventils im Vergleich zu dem Vier-Anschlüsse-vier-Wege-Typ um etwa 60 % reduziert wird, um für ein Optimieren der Konfiguration des Kühlkreislauf vorteilhaft zu sein.
Drittens kann es möglich sein, den Einheitspreis des Ventils durch Verwenden des integrierten Wärmemanagementventils des Zwei-Anschlüsse-zwei-Wege-Typs zu reduzieren, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf den Preis im Vergleich zu dem vorhandenen Ventil verbessert wird.
Viertens kann es möglich sein, die Montierbarkeit bei dem Fahrzeug, bei dem das Fahrzeugwärmemanagementsystem angewendet wird, durch die geringe Größe und den niedrigen Einheitspreis des integrierten Wärmemanagementventils des Zwei-Anschlüsse-zwei-Wege-Typs zu verbessern.
Fünftens kann die Kühlkreislauf-Steuerung des Fahrzeugwärmemanagementsystems die Kühlmittel-Strömungsrate des Abgaswärme-Rückgewinnungssystems nutzen, wodurch die Wärmetauschleistung und die Wirkung zwischen den Wärmetauschern, die bei dem Kühlsystem, dem AGR-System, dem ATF-System und dem Heizersystem verwendet werden, die mit dem Fahrzeugwärmemanagementsystem verbunden sind, und dem Motorkühlmittel als solches aufrechterhalten werden.
Figurenliste
Die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung/Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den angehängten Zeichungen ersichtlich.

1 ist eine Konfigurationsdarstellung eines Fahrzeugwärmemanagementsystems, welches ein integriertes Wärmemanagementventil des 2-Anschlüsse-Typs mit zwei Schichten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung verwendet,
2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel zum Konfigurieren von zwei Schichten durch eine Schichtkugel zeigt, die bei dem integrierten Wärmemanagementventil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet wird,
3 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem Motorkühlmittel einen Parallelstrom oder einen Querstrom in einem Motor ausbildet, durch die entgegengesetzten Betätigungen zwischen Auslassanschüssen eines Motorkopfes und eines Motorblocks im Betrieb des integrierten Wärmemanagementventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung,
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Betätigung eines Kühlkreislauf-Steuerverfahrens des Fahrzeugwärmemanagementsystems darstellt, bei dem das integrierte Wärmemanagementventil des Zwei-Anschlüsse-Typs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet wird,
5 ist ein Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des integrierten Wärmemanagementventils bei einer Strömungstopp-Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung,
6 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Kühlkreislauf mit der Strömungstopp-Steuerung unter Aufwärmbedingungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung betätigt wird,
7 ist ein Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des integrierten Wärmemanagementventils bei einer Mikroströmungsraten-Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung,
8 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Kühlkreislauf mit der Mikroströmungsraten-Steuerung unter den Aufwärmbedingungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung betätigt wird,
9 ist ein Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des integrierten Wärmemanagementventils bei einer Heizer-Strömungsraten-Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung,
10 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Kühlkreislauf mit der Heizer-Strömungsraten-Steuerung unter den Aufwärmbedingungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung betätigt wird,
11 ist ein Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des integrierten Wärmemanagementventils bei einer Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung,
12 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Kühlkreislauf mit der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung unter anderen Bedingungen als dem Aufwärmen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung betätigt wird,
13 ist ein Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des integrierten Wärmemanagementventils bei einer Hochlast-Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung, und
14 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Kühlkreislauf mit der Hochlast-Steuerung unter anderen Bedingungen als dem Aufwärmen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung betätigt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird angemerkt, dass sich der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ähnliche Begriffe, wie sie in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden, auf Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, zum Beispiel auf Personenkraftwagen einschließlich Geländewagen (SUV), Busse, LKWs, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, sowie auf Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere, mit alternativem Kraftstoff betriebene Fahrzeuge (zum Beispiel auf mit nicht aus Erdöl stammendem Kraftstoff angetriebene Fahrzeuge) beziehen. Im vorliegenden Dokument ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, zum Beispiel ein Fahrzeug, das sowohl einen Benzinantrieb als auch einen Elektroantrieb aufweist.
Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform als eine Mehrzahl von Einheiten zum Durchführen des beispielhaften Verfahrens verwendend beschrieben ist, wird angemerkt, dass die beispielhaften Vorgänge auch durch einen oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus wird angemerkt, dass der Begriff Steuerung/Steuereinheit eine Hardware-Vorrichtung betrifft, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist konfiguriert, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere konfiguriert, um die Module auszuführen, um einen oder mehrere Vorgänge durchzuführen, die weiter unten beschrieben sind.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Singularformen sollen auch Pluralformen miteinschließen, sofern der Kontext nichts gegenteiliges angibt. Es wird ferner angemerkt, dass in der Beschreibung die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“ das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Wie hier verwendet umfasst der Begriff „und/oder“ sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Elemente.
Sofern nicht im Besonderen genannt oder aus dem Kontext ersichtlich, ist der Begriff „etwa“, wie er hier verwendet wird, als innerhalb eines Bereichs normaler Toleranz auf dem Gebiet zu verstehen, zum Beispiel innerhalb von zwei Standardabweichungen von dem Mittel. „Etwa“ kann als innerhalb von 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % des genannten Wertes liegend zu verstehen sein. Sofern dies nicht anderweitig aus dem Kontext ersichtlich ist, sind sämtliche numerische Werte, die hier bereitgestellt werden, durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
Nachfolgend sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung im Einzelnen mit Bezug auf die beispielhaften angehängten Zeichnungen beschrieben, und da beispielhafte Ausführungsformen Beispiele sind und von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung/Offenbarung gehört, in zahlreichen unterschiedlichen Formen implementiert werden können, sind sie nicht auf die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt.
Bezugnehmend auf die 1 kann ein Fahrzeugwärmemanagementsystem 100 (im Folgenden als VTMS bezeichnet) aufweisen: ein integriertes Wärmemanagementventil 1 (im Folgenden als ITM bezeichnet), durch welches das Motorkühlmittel des Verbrennungsmotors 110 in Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3, durch die das Motorkühlmittel zirkuliert werden kann, und aus diesen heraus strömen kann, ein Abgaswärme-Rückgewinnungssystem 800 (im Folgenden als EHRS bezeichnet), durch welches das Abgas des Verbrennungsmotors 110 strömen kann, und eine Ventilsteuerung (z.B. eine Ventilsteuereinrichtung) 1000.
Insbesondere kann das EHRS 800 eine Wasserpumpe 120 mit irgeneinem Wärmetauscher einer Mehrzahl von Wärmetauschern, die Komponenten der Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 sind, durch einen Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 verbinden, um einen geschlossenen Kühlmittel-Abzweigungs-Kreislauf auszubilden, und kann an der vorderen Endseite des Verbrennungsmotors 110 installiert sein. Dementsprechend kann das VTMS 100 Motorkühlmittel durch den Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 zu dem EHRS 800 umleiten und dann das Motorkühlmittel zu den Wärmetauschern (zum Beispiel einem Ölwärmer 600, einem ATF-Wärmer 700) übertragen, wodurch das Aufwärmen für den Verbrennungsmotor 110 und das Motoröl/ATF-Öl bei der anfänglichen Betätigung des Verbrennungsmotors 110, die die Erhöhung der Temperatur benötigt, gleichzeitig und schnell implementiert wird.
Nachfolgend bezieht sich das Kühlmittel auf das Motorkühlmittel. Zum Beispiel kann das ITM 1 das Kühlmittel des Verbrennungsmotors 110 an zwei Einlassanschlüssen durch eine (z.B. genau eine) Schichtkugel 10 aufnehmen, die in ein Ventilgehäuse eingebettet ist, und das aufgenommene Kühlmittel an zwei Auslassanschlüssen an die Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 verteilen. Dementsprechend ist das ITM 1 eine Zwei-Anschlüsse-Konfiguration, die ein variables Strömungsmuster des Kühlkreislaufs unter einer Steuerung von zwei Auslassanschlüssen anpasst, und hat insofern einen Vorteil, als die Größe des Ventils um ungefähr 60 % reduziert werden kann, während gleichzeitig der Einheitspreis des Ventils im Vergleich zu dem existierenden Vier-Anschlüsse-Typ- ITM reduziert wird, wobei es gleichzeitig die gleiche Betriebsleistung aufweist. Zum Beispiel ist der Verbrennungsmotor 110 ein Verbrennungsmotor, bildet einen Motorkühlmitteleinlass 111, der an einer ersten Seite eines Motorblocks (zum Beispiel eines Zylinderblocks mit einem Zylinder, einem Kolben, einer Kurbelwelle und dergleichen) angeordnet ist, als einen Einlassanschluss aus, in den das Kühlmittel strömt, und bildet den Motorkühlmittelauslass 112, der an einer zweiten Seite des Motorblocks (zum Beispiel Zylinderblocks) angeordnet ist, als einen Auslassanschluss aus, aus dem das Kühlmittel strömt.
Insbesondere kann der Motorkühlmitteleinlass 111 durch eine erste Kühlmittelleitung 101 des Motorkühlsystems 100-1 mit dem Auslassende der Wasserpumpe 120 verbunden sein. Darüber hinaus kann der Motorkühlmittelauslass 112 in einen Motorkopf-Kühlmittelauslass 112-1 und einen Motorblock-Kühlmittelauslass 112-2 unterteilt sein. Der Motorkopf-Kühlmittelauslass 112-1 kann an dem Motorkopf (zum Beispiel einem Zylinderkopf einschließlich einer Nockenwelle, eines Ventilsystems und dergleichen) ausgebildet sein, um mit einem von zwei Einlassanschlüssen des ITM 1 (zum Beispiel einem ersten Einlassanschluss) verbunden zu sein, und der Motorblock-Kühlmittelauslass 112-2 kann in einem Motorblock ausgebildet sein, um mit dem verbleibenden von zwei Einlassanschlüssen des ITM 1 (zum Beispiel einem zweiten Einlassanschluss) verbunden zu sein.
Darüber hinaus kann der Verbrennungsmotor 110 einen ersten Wassertemperatursensor (im Folgenden auch kurz als WTS bezeichnet) 130-1 und einen zweiten Wassertemperatursensor 130-2 aufweisen. Der erste WTS 130-1 kann konfiguriert sein, um die Temperatur der Motorkühlmitteleinlass- 111 -Seite des Motors 110 zu detektieren, und der zweite WTS 130-2 kann konfiguriert sein, um die Temperatur der Motorkühlmittelauslass- 112 -Seite des Motors 110 zu detektieren, um die Temperaturen an die Ventilsteuerung 1000 zu übermitteln. Insbesondere können die Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 aufweisen: ein Kühlmittelzirkulationssystem 100-1, das konfiguriert ist, um die Motortemperatur durch Zirkulieren des Kühlmittels, welches von dem ITM 1 aus verteilt wird, zu verringern, ein erstes Kühlmittelverteilsystem 100-2, welches eine Mehrzahl von Wärmetauschern aufweist, durch die das Kühlmittel, das von dem ITM 1 aus verteilt wird, zirkuliert wird, und ein zweites Kühlmittelverteilsystem 100-3, das eine Mehrzahl von Wärmetauschern aufweist, durch die das von dem ITM 1 aus verteilte Kühlmittel zirkuliert wird.
Insbesondere kann der Wärmetauscher aufweisen: einen Heizkern 200, der eine Außenlufttemperatur durch Tauschen von Wärme mit dem Motorkühlmittel erhöht, einen Radiator 300, der konfiguriert ist, um die Temperatur des aus dem Verbrennungsmotor 110 kommenden Hochtemperatur-Kühlmittels durch Tauschen von Wärme mit der Außenluft zu verringern, einen AGR-Kühler 500, der konfiguriert ist, um die Temperatur des AGR-Gases des Abgases, das an den Verbrennungsmotor übertragen wird, durch Tauschen von Wärme mit dem Motorkühlmittel zu verringern, einen Ölwärmer 600, der konfiguriert ist, um die Motoröltemperatur durch Tauschen von Wärme mit dem Motorkühlmittel zu erhöhen, und einen ATF-Wärmer 700, der konfiguriert ist, um die ATF-Temperatur (Getriebeöltemperatur) durch Tauschen von Wärme mit dem Motorkühlmittel zu erhöhen. Zum Beispiel kann das Kühlmittelzirkulationssystem 100-1 aufweisen: die Wasserpumpe 120, die konfiguriert ist, um das Motorkühlmittel zu pumpen, und einen Radiator 300, um den Kühlmittelzirkulationsstrom auszubilden, und bildet den Kühlmittelzirkulationsstrom für die Wasserpumpe 120/den Radiator 300/den Verbrennungsmotor 110 durch den ersten Kühlmittelströmungspfad 101 aus, der mit einem Auslassanschluss von zwei Auslassanschlüssen des ITM 1 (zum Beispiel einem ersten Auslassanschluss) verbunden ist.
Dementsprechend kann die Wasserpumpe 120 den Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 mit einem Pumpengehäuseanschluss oder einem Wasserpumpen-Auslassende verbinden, um das zu dem Verbrennungsmotor 110 zurückgeführte Kühlmittel zu dem EHRS 800 umzuleiten, welches an dem vorderen Ende des Verbrennungsmotors angeordnet ist, und wendet eine elektronische Wasserpumpe an, um das Kühlmittel unter der Steuerung der Ventilsteuerung 1000 in einem Zustand, in dem die Kühlmittelverteilung des ITM 1 beim Aufwärmen angehalten ist, zu dem EHRS 800 am vorderen Ende des Verbrennungsmotors umzuleiten. Die erste Kühlmittelleitung 101 kann mit einem Auslassanschluss der beiden Auslassanschlüsse des ITM 1 (zum Beispiel dem ersten Auslassanschluss) verbunden sein, um einen Pfad auszubilden, in dem das aus dem ITM 1 kommende Kühlmittel zum Radiator 300 übertragen wird, und kann von der Wasserpumpe 120 aus durch das Abgaswärme-Rückgewinnungssystem 800 mit dem Ölwärmer 600 von den Wärmetauschern des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 verbunden sein, wodurch ein schnelles Aufwärmen des Motoröls ermöglicht wird.
Zum Beispiel verwendet das erste Kühlmittelverteilsystem 100-2 den Heizkern 200 und den AGR-Kühler 500 als Wärmetauscher und bildet durch einen zweiten Kühlmittelströmungspfad 102, der mit dem verbleibenden Auslassanschluss von zwei Auslassanschlüssen des ITM 1 (zum Beispiel einem zweiten Auslassanschluss) verbunden ist, den Kühlmittelzirkulationsstrom für den Heizkern 200/den AGR-Kühler 500/den Verbrennungsmotor 110. Dementsprechend können der Heizkern 200 und der AGR-Kühler 500 in Reihe angeordnet sein und kann der zweite Kühlmittelströmungspfad 102 mit dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 verbunden sein, der mit der Einlassseite der Wasserpumpe 120 verbunden ist, um als eine (z.B. als eine einzige) Leitung mit dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 verbunden zu sein.
Zum Beispiel verwendet das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 den Ölwärmer 600 und den ATF-Wärmer 700 als Wärmetauscher und bildet durch einen dritten Kühlmittelströmungspfad 103, der von dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 abgezweigt ist, der mit dem verbleibenden Auslassanschluss von zwei Auslassanschlüssen des ITM 1 (zum Beispiel dem zweiten Auslassanschluss) verbunden ist, den Kühlmittelzirkulationsstrom für den Ölwärmer 600/den ATF-Wärmer 700/den Verbrennungsmotor 110. Dementsprechend können der Ölwärmer 600 und der ATF-Wärmer 700 in Reihe angeordnet sein und kann der dritte Kühlmittelströmungspfad 103 mit dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 verbunden sein, der mit der Einlassseite der Wasserpumpe 120 verbunden ist, um als eine Leitung mit dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 verbunden zu sein.
Zum Beispiel kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um den Kühlmittelstrom des ersten Kühlmittelströmungspfades 101, der durch den Radiator 300 des Kühlmittelzirkulationssystems 100-1 zirkuliert, den Kühlmittelstrom des zweiten Kühlmittelströmungspfades 102, der durch den Heizkern 200 und den AGR-Kühler 500 des ersten Kühlmittelverteilungssystems 100-2 zirkuliert, und den Kühlmittelstrom des dritten Kühlmittelströmungspfades 103, der durch den Ölwärmer 600 und den ATF-Wärmer 700 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 zirkuliert, unter der Ventilöffnungssteuerung des ITM 1 durchzuführen. Darüber hinaus kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um den Kühlmittel-Bypassstrom des Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfades 107, der mit dem Ölwärmer 600 und dem ATF-Wärmer 700 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 durch das EHRS 800 verbunden ist, unter einer Antriebssteuerung der Wasserpumpe 120 unter den Aufwärmbedingungen durchzuführen.
Dementsprechend kann die Ventilsteuerung 1000 mit einer Informationseingabevorrichtung 1000-1 und einem Variables-Trennen-Kühlkennfeld 1000-2 zum Datenteilen über ein Controller Area Network (CAN) verbunden sein. Insbesondere ist die Informationseingabevorrichtung 1000-1 eine Motorsteuerung, die konfiguriert ist, um ein Motorsystem zu betätigen und Zündung- (IG) Ein-/Aus-Signale, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motorlast, eine Motortemperatur, eine Kühlmitteltemperatur, eine Getriebeöltemperatur, eine Außenlufttemperatur, ein ITM-Betätigungssignal, Gaspedal-/Bremspedal-Signale und dergleichen zu detektieren, um die Informationen als Eingangsdaten an die Ventilsteuerung 1000 bereitzustellen, um der Ventilsteuerung 1000 zu ermöglichen, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motorlast, die Motortemperatur, die Kühlmitteltemperatur, die Getriebeöltemperatur, die Außenlufttemperatur und dergleichen als Betriebsbedingungen anzuwenden.
Das Variables-Trennen-Kühlkennfeld 1000-2 kann ein ITM-Kennfeld aufweisen, welches die Ventilöffnung des ITM 1 auf Motorkühlmittel-Temperaturbedingungen und Betriebsbedingungen gemäß den Fahrzeuginformationen abstimmt. Dementsprechend kann die Ventilsteuerung 1000 als eine zentrale Verarbeitungseinheit betätigt werden, die konfiguriert ist, um ein Ventilöffnungssignal zum Anpassen der Ventilöffnung des ITM 1 auszugeben, und implementiert ein Programm oder eine Logikverarbeitung eines Algorithmus durch Aufweisen eines Speichers als einen Ort, der die Logik oder das Programm speichert.
2 zeigt indes ein Beispiel für eine ausführliche Konfiguration des ITM 1. Wie gezeigt, kann das ITM 1 ein Ventilgehäuse 3, welches zwei Auslassanschlüsse (zum Beispiel einen ersten Auslassanschluss und einen zweiten Auslassanschluss) ausbildet, einen Aktuator 6, ein Reduktionsgetriebe 7, eine Kugelwelle 7-1 und eine Schichtkugel 10 aufweisen. Zum Beispiel bildet das Ventilgehäuse 3 einen Innenraum aus, in dem die Schichtkugel 100 aufgenommen ist, und bildet zwei Einlassanschlüsse zum Aufnehmen von Kühlmittel und zwei Auslassanschlüsse zum Ableiten des Kühlmittels in den Innen-/Außenraum aus. Insbesondere kann das Ventilgehäuse 3 eine Lecköffnung aufweisen, um das Bilden von Kondensat zu verhindern und die Temperaturempfindlichkeit zu verbessern, durch Zuführen des durch den AGR-Kühler 500 benötigten Kühlmittels bei der anfänglichen Betätigung des Verbrennungsmotors 110, und strömt das aus der Lecköffnung kommende Kühlmittel in den zweiten Kühlmittelströmungspfad 102.
Zum Beispiel wendet der Aktuator 6 einen Gleichstrom- oder Schrittmotor, der durch die Ventilsteuerung 1000 betätigt wird, an, und kann durch eine Motorwelle mit dem Reduktionsgetriebe 7 verbunden sein. Das Reduktionsgetriebe 7 kann ein Motorzahnrad, das durch einen Elektromotor rotiert wird, und ein Ventilzahnrad, welches die Schichtkugel 10 durch die Kugelwelle 7-1 rotiert, aufweisen. Zum Beispiel kann die Schichtkugel 10 eine (z.B. genau eine) Schichtkugel aufweisen, die in eine erste Schicht 10A und eine zweite Schicht 10B unterteilt ist, führt das Kühlmittel unter der Verwendung von zwei Einlassanschlüssen in der zweiten Schicht 10B von dem Verbrennungsmotor 110 in das Ventilgehäuse 3 und verteilt das Kühlmittel des Verbrennungsmotors 110 unter Verwendung von zwei Auslassanschlüssen in der ersten Schicht 10A an die Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3.
Dementsprechend bilden zwei Ausgangsanschlüsse, die mit der ersten Schicht 10A verbunden sind, einen Ventil-Kühlmittel-Auslassanschluss in dem Ventilgehäuse 3 und kann der Ventil-Kühlmittel-Auslassanschluss in einen Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 und einen Radiatorauslass-Strömungspfad 3B-2 unterteilt sein. Insbesondere kann der Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 aus dem Ventilgehäuse 3 als ein Strömungspfad (d.h. eine Leitung) ausgegeben sein, um in zwei Strömungspfade (d.h. Leitungen) geteilt (d.h. abgezweigt) zu sein, wobei die beiden Strömungspfade jeweils mit dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 des ersten Kühlmittelverteilsystems 100-2 und dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 verbunden sind, wohingegen der Radiatorauslass-Strömungspfad 3B-2 aus dem Ventilgehäuse 3 als ein Strömungspfad (d.h. Leitung) ausgegeben sein kann, um mit dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 des Kühlmittelzirkulationssystems 100-1 verbunden zu sein.
Darüber hinaus bilden zwei Einlassanschlüsse, die mit der zweiten Schicht 10B verbunden sind, einen Ventil-Kühlmitteleinlass 3A im Ventilgehäuse 3, und kann der Ventil-Kühlmitteleinlass 3A jeweils in einen Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1, der mit dem Motorkopf-Kühlmittelauslass 112-1 verbunden ist, und einen Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2, der mit dem Motorblock-Kühlmittelauslass 112-2 in dem Ventilgehäuse 3 verbunden ist, unterteilt sein. Dementsprechend kann das Kühlmittelzirkulationssystem 100-1 konfiguriert sein, um unter der Ventilöffnungssteuerung der Ventilsteuerung 1000 Kühlmittel durch Übertragen des von dem Radiatorauslass-Strömungspfad 3B-2 des ITM 1 kommenden Kühlmittels durch den ersten Kühlmittelströmungspfad 101 zu dem Radiator 300 zu zirkulieren.
Das erste Kühlmittelverteilsystem 100-2 kann konfiguriert sein, um das Kühlmittel, welches von dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 des ITM 1 kommt, unter der Ventilöffnungssteuerung der Ventilsteuerung 1000 durch den zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 zu dem AGR-Kühler 500 und dem Heizkern 200 zu leiten, wodurch die Heizleistung verbessert wird, während die Kraftstoffeffizienz verbessert wird, indem der AGR-Nutzungszeitpunkt verkürzt wird. Darüber hinaus kann das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 konfiguriert sein, um das Kühlmittel, welches von dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 des ITM 1 kommt, unter anderen Bedingungen als dem Aufwärmen unter der Ventilöffnungssteuerung der Ventilsteuerung 1000 durch den dritten Kühlmittelströmungspfad 103 zum Ölwärmer 600 und zum ATF-Wärmer 700 zu leiten, und insbesondere das umgeleitete Kühlmittel, welches durch das EHRS 800 in den Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 strömt, unter den Aufwärmbedingungen unter der Antriebssteuerung der Wasserpumpe 120 der Ventilsteuerung 1000 durch den dritten Kühlmittelströmungspfad 103 zum Ölwärmer 600 und zum ATF-Wärmer 700 zu leiten, wodurch die Aufwärmleistung durch das Motoröl/das ATF-ÖI gleichzeitig und schnell verbessert wird.
Indes zeigt die 3 ein Beispiel für ein motorinternes Kühlmittelmuster, welches unter der Steuerung der Ventilsteuerung 1000 für das ITM 1 durch die erste Schicht 10A der Schichtkugel 10 gebildet wird. Wie gezeigt, kann das motorinterne Kühlmittelmuster in einen Parellelstrom (Pf) und einen Querstrom (Cf) unterteilt sein.
Zum Beispiel öffnet der Parallelstrom den Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1, um vollständig (100 %) mit dem Motorkopf-Kühlmittelauslass 112-1 zu kommunizieren, wohingegen der Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2 geschlossen wird, um vollständig (100 %) von dem Motorblock-Kühlmittelauslass 112-2 aus blockiert zu sein, wodurch das Kühlmittel aus dem Inneren des Verbrennungsmotors 110 lediglich zu der Kopfseite abgeleitet wird. Dementsprechend kann der Parallelstrom angewendet werden, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern,indem die Blocktemperatur des Verbrennungsmotors 110 erhöht wird. Darüber hinaus öffnet der Querstrom den Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2, um vollständig (100 %) mit dem Motorblock-Kühlmittelauslass 112-2 zu kommunizieren, während der Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 geschlossen wird, um von dem Motorkopf-Kühlmittelauslass 112-1 aus vollständig (100 %) blockiert zu sein, wodurch das Kühlmittel aus dem Inneren des Verbrennungsmotors 110 lediglich zu der Blockseite abgeleitet wird. Dementsprechend kann der Querstrom angewendet werden, um ein Motorklopfen und die Lebensdauer zu verbessern, indem die Blocktemperatur des Verbrennungsmotors 110 verringert wird.
Insbesondere kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um die Ventilöffnung des ITM 1 anzupassen, so dass ein Umschaltbereich zwischen dem Parallelstrom (Pf) und dem Querstrom (Cf) gebildet wird. Zum Beispiel kann der Umschaltbereich durch eine Strömungsmustersteuerung implementiert sein, durch Umschalten von „0-100 %“ und „100-0 %“-Abschnitten des Radiators im Temperatur-Einstellungsabschnitt mit Ausnahme eines Aufwärmabschnitts und eines Heizabschnitts gemäß den Betriebsbedingungen.
Indes zeigen die 4 bis 14 ein Kühlkreislauf-Steuerverfahren des Fahrzeugwärmemanagementsystems, welches das VTMS 100 aufweist, das das ITM 1 des 2-Anschlüsse-Typs verwendet. Insbesondere ist der Steuergegenstand die Ventilsteuerung 1000 und kann beim Aufwärmen das Steuerziel eine Betätigung von jeder von der Wasserpumpe 120 und dem Wärmetauscher aufweisen, basierend auf dem ITM 1, durch das die Ventilöffnung angepasst wird.
Bezugnehmend auf die 4 kann das Kühlkreislauf-Steuerverfahren des Fahrzeugwärmemanagementsystems, das das ITM1 des Zwei-Anschlüsse-Typs verwendet, konfiguriert sein, um ITM- variable Steuerinformationen des Wärmetauschsystems durch die Ventilsteuerung 1000 zu detektieren (S10), um einen Motorkühlmittel-Steuermodus zu ermitteln (S20) und dann eine Variables-Trennen-Kühl-Ventilsteuerung durchzuführen (S30 bis S60).
Insbesondere kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um das Detektieren der ITM- variablen Steuerinformationen des Wärmetauschsystems durchzuführen (S10) und als Eingangsdaten die Zündung-Ein-/Aus-Signale, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motorlast, die Motortemperatur, die Kühlmitteltemperatur, die Getriebeöltemperatur, die Außenlufttemperatur, das ITM-Betätigungssignal, die Gaspedal-/Bremspedal-Signale und dergleichen, die von der Informationeingabevorrichtung 1000-1 bereitgestellt werden, zum Detektieren der ITMvariablen Steuerinformationen des Wärmetauschsystems zu bestätigen (S10). Darüber hinaus kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um die Betriebszustände des Heizkerns 200, des Radiators 300, des AGR-Kühlers 500, des Ölwärmers 600, des ATF-Wärmers 700 und des EHRS 800 zu bestätigen, die die Kühlmittelkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 des VTMS 100 konfigurieren, um diese als die Betriebsinformationen des VTMS 100 zu bestätigen.
Anschließend kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um das Ermitteln des Motorkühlmittel-Steuermodus durchzuführen (S20) und die Ventilöffnung des ITM 1 auf die Motorkühlmittel-Temperaturbedingungen abzustimmen, mit einem ITM-Kennfeld des Variables-Trennen-Kühlkennfeldes 1000-2 mittels der Eingangsdaten der Informationseingabevorrichtung 1000-1 zum Ermitteln des Motorkühlmittel-Steuermodus (S20). Dementsprechend wendet die Ventilsteuerung 1000 als Betriebsbedingungen die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motorlast, die Motortemperatur, die Kühlmitteltemperatur, die Getriebeöltemperatur, die Außenlufttemperatur und dergleichen von den ITM- variablen Steuerdetektionsinformationen für das Ermitteln des Motorkühlmittel-Steuermodus (S20) an, und unterteilt die jeweiligen unterschiedlichen Betriebsbedingungen durch die detektierten Werte davon.
Darüber hinaus kann die Ventilsteuerung 1000 die Variables-Trennen-Kühl-Ventilsteuerung (S30 bis S60) eingeben und kann konfiguriert sein, um die Variables-Trennen-Kühl-Ventilsteuerung (S30 bis S60) in eine Aufwärmbedingungs-Steuerung (S30 bis S33), eine Anforderungssteuerung (S40 bis S42) und eine Motorstopp-Steuerung (S50 und S60) gemäß einem Stoppen des Motors (z.B. Zündung AUS) zu unterteilen. Insbesondere werden die Aufwärmbedingungs-Steuerung (S30 bis S33) und die Anforderungssteuerung (S40 bis S42) vor und nach dem Aufwärmen des Verbrennungsmotors 110 mittels der Übergangsbedingungen gemäß den Betriebsbedingungen für das Modusumschalten unterteilt, so dass es mittels des Abgases des EHRS 800 beim Aufwärmen und Umleiten des Abgases des EHRS 800 nach Beendigen des Aufwärmens möglich sein kann, die Wärmeübertragungsmenge an das Kühlmittel zu minimieren.
Dementsprechend kann die Aufwärmbedingungs-Steuerung (S30 bis S33) das Abgas des EHRS 800 verwenden, um zu der Verbesserung der Heizleistung des Heizers beizutragen, während gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz verbessert wird, durch Reduzieren des Nutzungszeitpunktes des EHRS 800, wobei gleichzeitig das schnelle Motoraufwärmen und das schnelle Öl-Aufwärmen (zum Beispiel des Motoröls/Getriebeöls (ATF)) implementiert wird.
Zum Beispiel kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um den Bedarf an einem schnellen Aufwärmen mittels der Aufwärm-Steuerbedingungen (S30) bezüglich der Aufwärmbedingungs-Steuerung (S30 bis S40) zu ermitteln, und kann dann einen Steuerschritt von der Strömungsstopp-Steuerung (S31), der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32) und der Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33) gemäß den Betriebsbedingungen starten. Darüber hinaus kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um die Nach-Aufwärmen-Steuerungs-Anforderung (S40) zu ermitteln und dann einen Steuerschritt der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) und der Hochlast-Steuerung (S42) gemäß den Betriebsbedingungen bezüglich der Anforderungssteuerung starten (S40 bis S42).
Zum Beispiel kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um nach dem Ermitteln des Stoppens des Motors (S50) bezüglich der Motorstopp-Steuerung (S50 und S60) die Motorstopp-Steuerung (S60) durchzuführen. Da der Verbrennungsmotor 110 im Motorstopp-Zustand (Zündung aus) ist, kann insbesondere die Motorstopp-Steuerung (S60) durch die Ventilsteuerung 1000 in einen Zustand geschaltet werden, in dem das ITM 1 auf der maximalen Kühlstellung offen ist.
Nachfolgend sind der Ventilöffnungsvorgang für das ITM 1 und die Kühlmittelverteilvorgänge für das Kühlmittelzirkulationssystem 100-1/das erste Kühlmittelverteilsystem 100-2/das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 des VTMS 100 in jeder von der Strömungstopp-Steuerung (S31), der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32), der Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33), der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) und der Hochlast-Steuerung (S42) wie folgt. Die 5 und 6 zeigen die Betriebszustände des ITM 1 und der Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 des VTMS 100 und das Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des ITM 1 bei der Strömungsstopp-Steuerung (S31) unter den Aufwärmbedingungen.
Bezugnehmend auf die 5 kann die Ventilöffnung des ITM 1 bei der Strömungsstopp-Steuerung (S31) durch Schließen des Wärmetauscherauslass-Strömungspfades 3B-1 und Schließen des Radiatorauslass-Strömungspfades 3B-2 angepasst werden, während der Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 geöffnet wird und der Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2 geschlossen wird. Dementsprechend kann das ITM 1 den Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 des Verbrennungsmotors 110 als einen ITM-Steuerpunkt verwenden.
Bezugnehmend auf die 6 verteilt das ITM 1 bei der Strömungsstopp-Steuerung (S31) das Kühlmittel nicht, so dass der erste Kühlmittelströmungspfad 101 des Kühlmittelzirkulationssystems 100-1, der zweite Kühlmittelströmungspfad 102 des ersten Kühlmittelverteilsystems 100-2 und der dritte Kühlmittelströmungspfad 103 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 den Kühlmittelstrom nicht ausbilden.
Die Ventilsteuerung 1000 kann jedoch konfiguriert sein, um die Wasserpumpe 120 zu betätigen, um etwas von dem Kühlmittel, welches in den Verbrennungsmotor 110 strömt, zu dem Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 umzuleiten und das ungeleitete Kühlmittel zum Ölwärmer 600 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 zu leiten, wobei ein Heizen durch das Tauschen von Wärme mit dem Abgas des EHRS 800 erfolgt. Dementsprechend kann das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 das ungeleitete Kühlmittel durch den Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 zu dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 leiten und können der Ölwärmer 600 und der ATF-Wärmer 700, die an dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 installiert sind, Wärme mit dem umgeleiteten Kühlmittel tauschen, welches durch das Abgas erwärmt wurde.
Folglich kann die Strömungsstopp-Steuerung (S31) einen Anschluss-Schließzustand für jeden von dem Radiator 300/dem Heizkern 200/dem AGR-Kühler 500 aufrechterhalten, wodurch das schnelle Aufwärmen des Motorkühlmittels und das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 110 implementiert werden, und führt darüber hinaus die Wärmemenge des EHRS 800 dem Ölwärmer 600 und dem ATF-Wärmer 700 zu, wodurch das schnelle Aufwärmen des Motor- und/oder Getriebeöls implementiert wird. Insbesondere kann der Motorblockauslass durch Schließen des Motorblock-Kühlmitteleinlasses 3A-2 blockiert werden, um den Kühlmittelstrom innerhalb des Blocks zu minimieren, wodurch die Blocktemperatur erhöht wird, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Die 7 und 8 zeigen die Betriebszustände des ITM 1 und der Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 des VTMS 100 und das Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des ITM 1 bei der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32) unter den Aufwärmbedingungen.
Bezugnehmend auf die 7 kann die Ventilöffnung des ITM 1 bei der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32) angepasst werden durch allmähliches und teilweises Öffnen des Wärmetauscherauslass-Strömungspfades 3B-1 und Schließen des Radiatorauslass-Strömungspfades 3B-2, während der Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 geöffnet wird und der Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2 geschlossen wird. Dementsprechend kann das ITM 1 den Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 des Verbrennungsmotors 110 und den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 als ITM-Steuerpunkte nutzen.
Bezugnehmend auf die 8 verteilt das ITM 1 bei der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32) allmählich etwas Kühlmittel, so dass der Kühlmittelstrom nicht in dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 des Kühlmittelzirkulationssystems 100-1 gebildet wird, jedoch der Kühlmittelstrom, in dem etwas Kühlmittel von dem gesamten Kühlmittel allmählich erhöht wird, in jedem von dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 des ersten Kühlmittelverteilsystems 100-2 und dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 gebildet werden kann.
Die Ventilsteuerung 1000 kann jedoch konfiguriert sein, um die Wasserpumpe 120 zu betätigen, um etwas von dem Kühlmittel, welches in den Verbrennungsmotor 110 strömt (zum Beispiel eine erste Kühlmittelmenge) zu dem Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 umzuleiten, und führt das umgeleitete Kühlmittel in den Ölwärmer 600 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3, wobei ein Aufwärmen durch das Tauschen von Wärme mit dem Abgas des EHRS 800 erfolgt. Dementsprechend kann das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 das umgeleitete Kühlmittel durch den Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad 107 zusammen mit dem Verteilungskühlmittel des ITM 1 durch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 in den dritten Kühlmittelströmungspfad 103 leiten, und können der Ölwärmer 600 und der ATF-Wärmer 700, die an dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 installiert sind, Wärme mit dem Kühlmittel tauschen, bei dem das Verteilungskühlmittel und das umgeleitete Kühlmittel vereinigt sind.
Folglich kann die Mikroströmungsraten-Steuerung (S32) den Anschluss für jeden von dem Heizkern 200/dem AGR-Kühler 500/dem Ölwärmer 600/dem ATF-Wärmer 700 allmählich öffnen, während der Anschluss für den Radiator 300 kontinuierlich geschlossen wird, wodurch das schnelle Aufwärmen des Motorkühlmittels und das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 110 im gleichmäßigen Temperaturzustand implementiert werden, und führt die Wärmemenge des EHRS 800 dem Ölwärmer 600 und dem ATF-Wärmer 700 zu, wodurch das schnelle Aufwärmen des Motor- und/oder Getriebeöls implementiert wird. Insbesondere kann der Motorblockauslass durch Schließen des Motorblock-Kühlmitteleinlasses 3A-2 blockiert sein, um den Kühlmittelstrom innerhalb des Blocks zu minimieren, wodurch die Blocktemperatur erhöht wird, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Die 9 und 10 zeigen die Betriebszustände des ITM 1 und der Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 des VTMS 100 und das Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des ITM 1 bei der Heizer-Strömungsraten Steuerung (S33) unter den Aufwärmbedingungen.
Bezugnehmend auf die 9 kann die Ventilöffnung des ITM 1 bei der Heizer-Strömungsraten Steuerung (S33) durch vollständiges Öffnen des Wärmetauscherauslass-Strömungspfades 3B-1 und Schließen des Radiatorauslass-Strömungspfades 3B-2, während der Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 geöffnet wird und der Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2 geschlossen wird, angepasst werden. Dementsprechend kann das ITM 1 den Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 des Verbrennungsmotors 110 und den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 als ITM-Steuerpunkte verwenden.
Bezugnehmend auf die 10 kann das ITM 1 bei der Heizer -Strömungsraten Steuerung (S33) die Kühlmittelverteilung teilweise beschränken, so dass der Kühlmittelstrom nicht in dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 des Kühlmittelzirkulationssystems 100-1 gebildet wird, jedoch ausreichend Kühlmittelstrom in jedem von dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 des ersten Kühlmittelverteilsystems 100-2 und dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 gebildet werden kann.
Auf der anderen Seite kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um die Betätigung der Wasserpumpe 120 zu stoppen, so dass das EHRS 800 das Abgas umleitet, wodurch keine getrennte Öl-Aufwärm-Funktion durch das umgeleitete Kühlmittel durchgeführt wird, während die Menge der Wärmeübertragung an das Kühlmittel minimiert wird. Dementsprechend kann das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 nur das Verteilungskühlmittel des ITM 1 durch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 zu dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 leiten, und können der Ölwärmer 600 und der ATF-Wärmer 700, die an dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 installiert sind, Wärme mit dem Verteilungskühlmittel tauschen.
Als Folge kann die Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33) den Anschluss für jeden von dem Heizkern 200/dem AGR-Kühler 500/dem Ölwärmer 600/dem ATF-Wärmer 700 vollständig öffnen, während der Anschluss für den Radiator 300 kontinuierlich geschlossen wird, so dass der Verbrennungsmotor 110 die ausreichende Kühlmittel-Strömungsrate für den Heizkern 200 und den AGR-Kühler 500 sicherstellt, während er in den Aufwärm-Beendigungszustand gelangt, so dass jegliche Probleme mit der Heizleistung verhindert werden. Insbesondere kann der Motorblockauslass durch Schließen des Motorblock-Kühlmitteleinlasses 3A-2 blockiert werden, um den Kühlmittelstrom innerhalb des Blocks zu minimieren, wodurch die Blocktemperatur erhöht wird, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Die 11 und 12 zeigen die Betriebszustände des ITM 1 und der Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 des VTMS 100 und das Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des ITM 1 bei der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) unter anderen Bedingungen als dem Aufwärmen.
Bezugnehmend auf die 11 kann die Ventilöffnung des ITM 1 bei der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) durch vollständiges Öffnen des Wärmetauscherauslass-Strömungspfades 3B-1 und allmähliches und teilweises Öffnen des Radiatorauslass-Strömungspfades 3B-2 während eines Öffnens des Motorkopf-Kühlmitteleinlasses 3A-1 und eines Schließens des Motorblock-Kühlmitteleinlasses 3A-2 angepasst werden. Dementsprechend kann das ITM 1 den Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 des Verbrennungsmotors 110, den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 und den Radiatorauslass-Strömungspfad 3B-2 als ITM-Steuerpunkte nutzen.
Bezugnehmend auf die 12 verteilt das ITM 1 bei der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) das Kühlmittel vollständig, um den Kühlmittelstrom in dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 des Kühlmittelzirkulationssystems 100-1 allmählich auszubilden, und kann ein ausreichender Kühlmittelstrom in jedem von dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 des ersten Kühlmittelverteilsystems 100-2 und dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 ausgebildet werden.
Auf der anderen Seite kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um die Betätigung der Wasserpumpe 120 zu stoppen, so dass das EHRS 800 das Abgas umleitet, wodurch keine separate Öl-Aufwärm-Funktion durch das umgeleitete Kühlmittel durchgeführt wird, während die Wärmeübertragungsmenge an das Kühlmittel minimiert wird. Dementsprechend kann das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 nur das Verteilungskühlmittel des ITM 1 durch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 zu dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 leiten, und können der Ölwärmer 600 und der ATF-Wärmer 700, die an dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 installiert sind, Wärme mit dem Verteilungskühlmittel tauschen.
Als Folge kann die Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) die folgenden Wirkungen erzielen.
Erstens kann die Temperatur des zweiten WTS 130-2 auf der Motorauslassseite durch teilweises Öffnen des Anschlusses auf der Seite des Radiators 300 unter der variablen Steuerung der Ventilsteuerung 1000 für den Radiatorauslass-Strömungspfad 3B-2 angepasst werden. Zweitens steuert der Verbrennungsmotor 110 durch vollständiges Öffnen des Anschlusses für jeden von dem Heizkern 200/dem AGR-Kühler 500/dem Ölwärmer 600/dem ATF-Wärmer 700 für ein ausreichendes Sicherstellen der Kühlmittelströmungsraten für den Heizkern 200 und den AGR-Kühler 500, während der Aufwärm-Beendigungszustand erreicht wird, um jegliche Probleme mit der Heizleistung zu verhindern. Drittens kann der Motorblockauslass betätigt werden, um durch Schließen des Motorblock-Kühlmitteleinlasses 3A-2 blockiert zu werden, um den Kühlmittelstrom innerhalb des Blocks zu minimieren, wodurch die Blocktemperatur erhöht wird, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Die 13 und 14 zeigen die Betriebszustände des ITM 1 und der Kühlkreisläufe 100-1, 100-2, 100-3 des VTMS 100 und das Ventil-Öffnungs- und Schließ-Liniendiagramm des ITM 1 bei der Hochlast-Steuerung (S42) unter anderen Bedingungen als dem Aufwärmen.
Bezugnehmend auf die 13 kann die Ventilöffnung des ITM 1 bei der Hochlast-Steuerung (42) durch vollständiges Öffnen des Wärmetauscherauslass-Strömungspfades 3B-1 und vollständiges Öffnen des Radiatorauslass-Strömungspfades 3B-2, während der Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 geschlossen und der Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2 geöffnet wird, angepasst werden. Dementsprechend kann das ITM 1 den Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2 des Verbrennungsmotors 110, den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 und den Radiatorauslass-Strömungspfad 3B-2 als ITM-Steuerpunkte nutzen.
Bezugnehmend auf die 14 verteilt das ITM 1 bei der Hochlast-Steuerung (S42) das Kühlmittel vollständig, so dass der ausreichende Kühlmittelstrom in dem ersten Kühlmittelströmungspfad 101 des Kühlmittelzirkulationssystems 100-1 gebildet werden kann und ein ausreichender Kühlmittelstrom auch in jedem von dem zweiten Kühlmittelströmungspfad 102 des ersten Kühlmittelverteilsystems 100-2 und dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 des zweiten Kühlmittelverteilsystems 100-3 gebildet werden kann.
Auf der anderen Seite kann die Ventilsteuerung 1000 konfiguriert sein, um den Betrieb der Wasserpumpe 120 zu stoppen, so dass das EHRS 800 das Abgas umleitet, wodurch keine getrennte Öl-Aufwärm-Funktion durch das umgeleitete Kühlmittel durchgeführt wird, während die Wärmeübertragungsmenge an das Kühlmittel minimiert wird. Dementsprechend kann das zweite Kühlmittelverteilsystem 100-3 nur das Verteilungskühlmittel des ITM 1 durch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 zu dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 leiten, und können der Ölwärmer 600 und der ATF-Wärmer 700, die an dem dritten Kühlmittelströmungspfad 103 installiert sind, Wärme mit dem Verteilungskühlmittel tauschen.
Als Folge kann die Hochlast-Steuerung (S42) die folgenden Wirkungen erzielen.
Erstens kann die Temperatur des zweiten WTS 130-2 auf der Motorauslassseite durch vollständiges Öffnen des Anschlusses an der Radiator- 300 -Seite unter der variablen Steuerung der Ventilsteuerung 1000 für den Radiatorauslass-Strömungspfad 3B-2 angepasst werden, und kann dementsprechend die Temperatur des Verbrennungsmotors 110 beim Hochgeschwindigkeit-/Hochlast-Betrieb reduziert werden. Zweitens kann der Verbrennungsmotor 110 betätigt werden, um die ausreichende Kühlmittelströmungsrate für den Heizkern 200 und den AGR-Kühler 500 sicherzustellen, während der Aufwärm-Beendigungszustands erreicht wird, um Probleme mit der Heizleistung zu verhindern, indem der Anschluss für jeden von dem Heizkern 200/dem AGR-Kühler 500/dem Ölwärmer 600/dem ATF-Wärmer 700 vollständig geöffnet wird. Drittens kann der Motorblockauslass durch Öffnen des Motorblock-Kühlmitteleinlasses 3A-2 geöffnet werden, um die Blocktemperatur und das Strömungsmuster des Kopfes durch den vollen Querstrom zu implementieren, wodurch eine Steuerung einer Priorisierungsleistung und Lebensdauer durch Reduzieren des Schwankens und des Pegels der Temperatur eines Brennraumes erfolgt.
Indes kann die Ventilsteuerung 1000 den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 als einen vollständigen Öffnungszustand während eines bestimmten Zeitraumes relativ zu der Ventilöffnung des ITM 1 aufrechterhalten, bis zu dem Zeitpunkt, bevor die Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33) bei der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32) oder bei irgendeiner von der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32), der Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33), der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) und der Hochlast-Steuerung (S42) gestartet wird, ändert den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 in einen Schließzustand bei einem Gelangen in den Umschaltbereich, der durch den Motorkopf-Kühlmitteleinlass 3A-1 und den Motorblock-Kühlmitteleinlass 3A-2 gebildet wird, und kann den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad 3B-1 als einen vollständigen Schließzustand während eines bestimmten Zeitraumes aufrechterhalten, wenn der Umschaltbereich abläuft.
Wie oben beschrieben ist das Fahrzeugwärmemanagementsystem 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform derart konfiguriert, dass das Motorkühlmittel des Verbrennungsmotors 110, welches durch den Heizkern 200, den Radiator 300, den AGR-Kühler 500, den Ölwärmer 600, den ATF-Wärmer 700 und den EHRS 800 strömt, die bei einer Mehrzahl von Kühlkreisläufen 100-1, 100-2, 100-3 als Wärmetauscher angewendet werden, den optionalen Kühlmittelstrom unter der Ventilöffnungssteuerung des ITM 1 bilden kann und insbesondere die Wärmemenge an das Kühlmittel, welches in den Ölwärmer 600 strömt, durch das Abgas des EHRS 800 zuführt, so dass der Auslassanschluss des ITM 1 zum Anpassen des Kühlmittels vor und nach dem Aufwärmen durch die beiden Auslassanschlüsse 3B-1, 3B-2 durch die eine Schichtkugel 10 angepasst werden kann, um die Größe des ITM 1 zu reduzieren und die Kosten davon zu reduzieren, zum Optimieren der Konfiguration des Kühlkreislauf, wodurch die Fahrzeug-Montierbarkeit verbessert wird und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf den Preis verbessert wird.

Claims

Fahrzeugwärmemanagementsystem (100), aufweisend: ein integriertes Wärmemanagementventil (ITM) (1) zum Empfangen von Kühlmittel durch einen Kühlmitteleinlass (3A), der mit einem Motorkühlmittelauslass (112) eines Verbrennungsmotors (110) verbunden ist, und zum Verteilen des Kühlmittels, das durch einen Kühlmittelauslass-Strömungspfad herausströmt, an einen Radiator (300) zusammen mit einem Wärmetauschsystem, das mindestens einen von einem Heizkern (200), einem Abgasrückführungs- (AGR) -Kühler (500), einem Ölwärmer (600) und einem Automatikgetriebefluid- (ATF)-Wärmer (700) aufweist, eine Wasserpumpe (120), die am vorderen Ende eines Motorkühlmitteleinlasses (111) des Verbrennungsmotors (110) angeordnet ist, und einen Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad (107), der am vorderen Ende des Motorkühlmitteleinlasses (111) abgezweigt ist und mit irgendeinem der Wärmetauscher verbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei ein Abgaswärme-Rückgewinnungssystem (EHRS) (800) in dem Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad (107) angeordnet ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad (107) mit dem Ölwärmer (600) verbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei in das ITM (1) eine Schichtkugel (10) eingebettet ist, und wobei die Schichtkugel (10) eine erste Schicht (10A), die den Kühlmittelauslass-Strömungspfad als zwei Auslassanschlüsse ausbildet, und eine zweite Schicht (10B) aufweist, die den Kühlmitteleinlass als zwei Einlassanschlüsse ausbildet.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der Kühlmittelauslass-Strömungspfad einen Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1), der mit dem Wärmetauscher verbunden ist, und einen Radiatorauslass-Strömungspfad (3B-2) aufweist, der mit dem Radiator (300) verbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei der Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) in zwei Strömungspfade abgezweigt ist, um mit dem Ölwärmer (600) oder dem ATF-Wärmer (700) verbunden zu sein, während er mit dem Heizkern (200) oder dem AGR-Kühler (500) verbunden ist, und das Kühlmittel, welches aus dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) kommt, auf die zwei Strömungspfade verteilt ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei der Motorkühlmittelauslass (112) in einen Motorkopf-Kühlmittelauslass (112-1) und einen Motorblock-Kühlmittelauslass (112-2) unterteilt ist, und wobei der Kühlmitteleinlass (3A) in einen Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1), der mit dem Motorkopf-Kühlmittelauslass (112-1) verbunden ist, und einen Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2), der mit dem Motorblock-Kühlmittelauslass (112-2) verbunden ist, unterteilt ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei die Ventilöffnung des ITM (1) betätigt wird, so dass das Öffnen oder Schließen des Motorkopf-Kühlmitteleinlasses (3A-1) und des Motorblock-Kühlmitteleinlasses (3A-2) zueinander entgegengesetzt sind.
Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1-8, wobei das Öffnen des Motorkopf-Kühlmitteleinlasses (3A-1) einen Parallelstrom (Pf) ausbildet, in dem das Kühlmittel an den Motorkopf-Kühlmittelauslass (112-1) innerhalb des Verbrennungsmotors (110) abgeleitet wird, und wobei das Öffnen des Motorblock-Kühlmitteleinlasses (3A-2) einen Querstrom (Cf) ausbildet, in dem das Kühlmittel zum Motorblock-Kühlmittelauslass (112-2) abgeleitet wird.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100), aufweisend: Leiten von Kühlmittel eines Verbrennungsmotors (110), das von einem integrierten Wärmemanagementventil (ITM) (1) zu einer Wasserpumpe (120) und einem Radiator (300) zirkuliert wird, durch einen Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1) und einen Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2), wobei das Kühlmittel, das durch einen Radiatorauslass-Strömungspfad (3B-2) in Richtung zu einem Radiator (300) strömt, verteilt wird, das Kühlmittel, das durch einen Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) in Richtung zu Wärmetauschern herausströmt, die einen oder mehrere von einem Heizkern (200), einem AGR-Kühler (500), einem Ölwärmer (600), einem ATF-Wärmer (700) und einem Abgaswärme-Rückgewinnungssystem (800) miteinschließen, verteilt wird, und ein Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad (107), der mit der Wasserpumpe (120) verbunden ist, mit irgendeinem der Wärmetauscher verbunden ist, Zuführen zu dem Abgaswärme-Rückgewinnungssystem (800) eines Kühlmittelstroms zu dem Kühlmittel-Abzweigungs-Strömungspfad (107) und Regeln des Kühlmittelstroms bezüglich des Ölwärmers (600), und Durchführen eines Motorkühlmittel-Steuermodus des Fahrzeugwärmemanagementsystems, aufweisend irgendeine von einer Strömungstopp-Steuerung (S31), einer Mikroströmungsraten-Steuerung (S32), einer Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33), einer Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) und einer Hochlast-Steuerung (S42) unter einer Ventilöffnungssteuerung des ITM (1) durch eine Ventilsteuerung (1000).
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß Anspruch 10, wobei bei der Strömungstopp-Steuerung (S31) das ITM (1) konfiguriert ist, um den Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1) zu öffnen, während alle von dem Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2), dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) und dem Radiatorauslass-Strömungspfad (3B-2) geschlossen werden.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei bei der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32) das ITM (1) konfiguriert ist, um den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) teilweise zu öffnen, während der Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1) geöffnet wird und sowohl der Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2) als auch der Radiatorauslass-Strömungspfad (3B-2) geschlossen werden.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-12, wobei bei der Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33) das ITM (1) konfiguriert ist, um sowohl den Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1) als auch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) zu öffnen, während sowohl der Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2) als auch der Radiatorauslass-Strömungspfad (3B-2) geschlossen werden.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-13, wobei bei der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) das ITM (1) konfiguriert ist, um sowohl den Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1) als auch den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) zu öffnen, während der Radiatorauslass-Strömungspfad (3B-2) teilweise geöffnet wird und der Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2) geschlossen wird.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-14, wobei bei der Hochlast-Steuerung (S42) das ITM (1) konfiguriert ist, um den Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1) zu schließen, während alle von dem Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2), dem Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) und dem Radiatorauslass-Strömungspfad (3B-2) geöffnet werden.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-15, wobei die Strömungstopp-Steuerung (S31), die Mikroströmungsraten-Steuerung (S32), die Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33), die Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) und die Hochlast-Steuerung (S42) durch Betriebsbedingungen von Fahrzeugbetriebsinformationen ermittelt werden.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-16, wobei die Ventilsteuerung (1000) konfiguriert ist, um die Ventilöffnung des ITM (1) auf die maximale Kühlstellung zu öffnen, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-17, wobei das ITM (1) konfiguriert ist, um den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) während eines bestimmten Zeitraumes in Bezug auf irgendeine der Mikroströmungsraten-Steuerung (S32), der Heizer-Strömungsraten-Steuerung (S33), der Kraftstoffeffizienz-Prioritätssteuerung (S41) und der Hochlast-Steuerung (S43) als einen vollständigen Öffnungszustand aufrechtzuerhalten.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-18, wobei das ITM (1) konfiguriert ist, um den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) bei einem Eintreten in einen Umschaltbereich, der durch den Motorkopf-Kühlmitteleinlass (3A-1) und den Motorblock-Kühlmitteleinlass (3A-2) gebildet wird, auf einen Schließzustand zu ändern.
Kühlkreislauf-Steuerverfahren für ein Fahrzeugwärmemanagementsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 10-19, wobei das ITM (1) konfiguriert ist, um den Wärmetauscherauslass-Strömungspfad (3B-1) während eines bestimmten Zeitraumes als einen vollständigen Schließzustand aufrechtzuerhalten, wenn der Umschaltbereich abläuft.