主动暖机系统和方法技术方案

车辆加热/冷却系统具有用于循环发动机冷却剂和汽车流体的第一流体循环回路和第二流体循环回路。第一热交换器将热量从冷却剂传递到用于乘客舱的空气。第二热交换器在冷却剂和汽车流体之间传递热量。第一阀具有用于从热的冷却剂源和冷的冷却剂源接收冷却剂的第一入口和第二入口，以及用于将冷却剂排放到第二热交换器的出口。第二阀具有用于从第一冷却剂源接收冷却剂的入口和用于将冷却剂排放到第一阀的第一入口的出口。阀位置随冷却液和汽车流体的温度而变化，在车辆的冷启动期间提供乘客舱的优先加热。第二热交换器和阀可以设置在温度控制模块中。

Active warm up system and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】主动暖机系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月6日提交的美国临时专利申请第62/569,389号的优先权和益处，该申请的全部内容以引用的方式纳入本文。
本公开涉及用于汽车的主动暖机(AWU)系统构造，其提供在冷启动条件下的系统部件的暖机(warm-up，或称“预热”)，不延迟舱室预热或除霜时间，并且不延迟发动机升温。本文公开的AWU系统控制热交换流体的源，同时也给舱室提供预热和/或除霜功能，在各种启动条件期间上述热交换流体被递送到热交换器以用于将热量传递至同时也被递送到热交换器的汽车流体，或从该汽车流体传递来热量。
技术介绍
在汽车工业中很好地理解的是，一旦所有流体在它们的最佳运行温度下在汽车系统内循环时，汽车能最有效地起作用。汽车AWU系统被设计成在启动时，特别是在冷启动条件下快速地将汽车流体带到最佳工作温度。然而，一些AWU系统依赖于从系统移除热量以将流体快速地带到它们的最佳工作温度，这对舱室预热和/或除霜时间具有不利影响，并且还可能延迟发动机升温。在寒冷气候区域中，在冷启动条件下乘客舒适性和化霜功能经常被认为对汽车的用户而言是优先事项，从系统中移除热量从而在舱室预热和/或除霜的代价下升温汽车流体可能是有问题的。此外，延迟发动机升温可能对总体燃料经济性具有负面影响。一些AWU系统尝试改进在冷启动条件下的暖机，而没有不利地影响舱室预热或除霜时间。然而，这样的系统可能是昂贵的，并且可能增加系统的安装的复杂性，并且通常倾向于以其它方面为代价来进行舱室预热或流体预热。在当前经济气候中，系统/部件的成本有效性和稳定性受到重视并通常被视为优先事项，期望能获得旨在降低关键汽车流体达到其最佳工作温度的时间而不会延迟舱室预热和/或除霜时间所花费的时间的改进的AWU系统。
技术实现思路
根据本公开的示例实施例，提供了一种用于车辆的加热和冷却系统，所述车辆具有内燃发动机、动力系部件和乘客舱，该系统包括：(a)第一流体循环回路，该第一流体循环回路用于循环发动机冷却剂，其中该第一流体循环回路包括所述发动机；(b)第二流体循环回路，该第二流体循环回路用于循环用于润滑所述动力系部件的汽车流体，其中该第二流体循环回路包括所述动力系部件；(c)第一热交换器，该第一热交换器位于所述发动机冷却剂循环回路中的发动机的下游，该第一热交换器适于接收由发动机排放的发动机冷却剂，并将热量从所述发动机冷却剂传递到提供给乘客舱的空气流；(d)第二热交换器，该第二热交换器流体地连接到发动机冷却剂循环回路和汽车流体循环回路两者，并且适于在发动机冷却剂与车辆流体之间传递热量；(e)第一阀，该第一阀设置在发动机冷却剂循环回路中，该第一阀具有：第一入口端口，该第一入口端口用于接收来自所述发动机冷却剂循环回路中的第一冷却剂源的所述发动机冷却剂；第二入口端口，该第二入口端口用于接收来自所述发动机冷却剂循环回路中的第二冷却剂源的所述发动机冷却剂；以及出口端口，该出口端口用于将所述发动机冷却剂排放到所述第二热交换器；其中，第一阀具有第一阀位置以及第二阀位置，在所述第一阀位置，通过所述第一入口端口和所述出口端口的流动路径打开，在所述第二阀位置，通过所述第二入口端口和所述出口端口的流动路径打开；(f)第二阀，该第二阀设置在所述发动机冷却剂循环回路中，所述第二阀具有：入口端口，该入口端口用于接收来自所述第一冷却剂源的所述发动机冷却剂；以及第一出口端口，该第一出口端口用于将所述发动机冷却剂排放到所述第一阀的第一入口端口；其中，第二阀具有第一阀位置以及第二阀位置，在所述第一阀位置，通过所述入口端口和所述第一出口端口的流动路径部分地或完全地关闭，在所述第二阀位置，通过所述入口端口和所述第一出口端口的流动路径打开；并且其中，所述第一冷却剂源位于供所述发动机冷却剂排放的所述发动机的冷却剂出口与所述第一热交换器的入口的中间。根据本公开的另一示例实施例，提供了一种使用如本文所述的加热和冷却系统来加热和/或冷却车辆中的汽车流体的方法。该方法包括：(a)在系统的第一运行状态中，第一阀和第二阀两者都处于它们的第一位置，在冷启动条件下启动车辆的发动机，并通过发动机冷却剂循环回路来循环发动机冷却剂，并且通过汽车流体循环回路来循环汽车流体，使得来自第一冷却剂源的大部分或全部发动机冷却剂流过第一热交换器并将热量传递到被提供至乘客舱的所述空气流；(b)随着发动机排放的发动机冷却剂的温度升高，将所述第二阀从其第一阀位置转换到其第二阀位置，并且将系统从第一运行状态转换到所述第二运行状态；(c)在系统的第二运行状态中，第一阀在其第一运行位置而第二阀在其第二运行位置，在暖机条件下运行发动机并通过发动机冷却剂循环回路来循环发动机冷却剂，以及通过汽车流体循环回路来循环汽车流体，使得来自第一冷却剂源的发动机冷却剂持续流过第一热交换器并且将热量传递到被提供至乘客舱的所述空气流，和/或旁通过第一热交换器并且使得来自第一冷却剂源的发动机冷却剂流过第二阀到第一阀，通过第一阀到第二热交换器，并且将热量传递到正在流过第二热交换器的汽车流体；以及(d)随着由发动机排放的发动机冷却剂的温度升高到正常运行范围内时，将第一阀从其第一阀位置转换到其第二阀位置并且将系统从第二运行状态转换到第三运行状态；(e)在系统的第三运行状态中，第一阀和第二阀两者都处于它们的第二运行位置，在正常运行条件下运行发动机并且通过发动机冷却剂循环回路来循环发动机冷却剂，通过汽车流体循环回路来循环汽车流体，使得来自第二冷却剂源的发动机冷却剂流过第一阀至第二热交换器，并从正在流过第二热交换器的汽车流体中提取热量，并且使得来自第一冷却剂源的发动机冷却剂持续流过第一热交换器并且将热量传递到提供给乘客舱的所述空气流，和/或旁通过第一热交换器。根据本公开的另一示例实施例，提供了一种用于车辆加热和冷却系统的温度控制模块，其中，该温度控制模块包括：(a)变速器流体热交换器，该变速器流体热交换器包括成堆叠的芯板，这些芯板限定用于冷却剂和用于变速器流体的交替流动通道，该热交换器具有用于冷却剂和变速器流体的入口歧管和出口歧管，这些歧管延伸贯穿堆叠的板的高度，该热交换器具有顶板，顶板具有与歧管流体连通的孔，歧管设有配件；(b)阀组件，该阀组件包括第一热致动阀和第二热致动阀，该阀组件包括：第一阀的控制腔室，该控制腔室位于阀组件的第一端，该控制腔室具有入口和出口，入口用于接收所述变速器流体，出口通过附接凸缘密封地连接到顶板，并与热交换器的变速器流体入口歧管流体连通；第一阀的主阀室，该主阀室具有第一入口端口、第二入口端口和出口端口，出口端口位于阀组件的第二端，其中出口端口通过附接凸缘密封地连接到顶板并与热交换器的冷却剂入口歧管流体连通；冷却剂入口配件，该冷却剂入口配件用于接收来自第二冷却剂源的冷却剂，该冷却剂入口配件在所述主阀室的第二入口端口处密封地连接到所述第一阀；并且所述第二阀具有入口端口和出口端口，入口端口用于接收来自第一冷却剂源的冷却剂，第二阀的出口端口在所述主阀室的第一入口端口处密封地连接到第一阀。附图说明现在将参考附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的加热和冷却系统，所述车辆具有内燃发动机、动力系部件和乘客舱，所述加热和冷却系统包括：/n(a)第一流体循环回路，所述第一流体循环回路用于循环发动机冷却剂，其中所述第一流体循环回路包括所述发动机；/n(b)第二流体循环回路，所述第二流体循环回路用于循环用于润滑所述动力系部件的汽车流体，其中所述第二流体循环回路包括所述动力系部件；/n(c)第一热交换器，所述第一热交换器位于所述发动机冷却剂循环回路中的发动机的下游，所述第一热交换器适于接收由所述发动机排放的发动机冷却剂，并将热量从所述发动机冷却剂传递到提供给所述乘客舱的空气流；/n(d)第二热交换器，所述第二热交换器流体地连接到所述发动机冷却剂循环回路和所述汽车流体循环回路两者，并且适于在所述发动机冷却剂与所述车辆流体之间传递热量；/n(e)第一阀，所述第一阀设置在所述发动机冷却剂循环回路中，所述第一阀具有：第一入口端口，所述第一入口端口用于接收来自所述发动机冷却剂循环回路中的第一冷却剂源的所述发动机冷却剂；第二入口端口，所述第二入口端口用于接收来自所述发动机冷却剂循环回路中的第二冷却剂源的所述发动机冷却剂；以及出口端口，所述出口端口用于将所述发动机冷却剂排放到所述第二热交换器；/n其中，所述第一阀具有第一阀位置以及第二阀位置，在所述第一阀的第一阀位置，通过所述第一入口端口和所述出口端口的流动路径打开，在所述第一阀的第二阀位置，通过所述第二入口端口和所述出口端口的流动路径打开；/n(f)第二阀，所述第二阀设置在所述发动机冷却剂循环回路中，所述第二阀具有：入口端口，所述入口端口用于接收来自所述第一冷却剂源的所述发动机冷却剂；以及第一出口端口，所述第一出口端口用于将所述发动机冷却剂排放到所述第一阀的第一入口端口；/n其中，所述第二阀具有第一阀位置以及第二阀位置，在所述第二阀的第一阀位置，通过所述入口端口和所述第一出口端口的流动路径部分地或完全地关闭，在所述第二阀的第二阀位置，通过所述入口端口和所述第一出口端口的流动路径打开；并且/n其中，所述第一冷却剂源位于供所述发动机冷却剂排放的所述发动机的冷却剂出口与所述第一热交换器的入口的中间。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171006 US 62/569,3891.一种用于车辆的加热和冷却系统，所述车辆具有内燃发动机、动力系部件和乘客舱，所述加热和冷却系统包括：
(a)第一流体循环回路，所述第一流体循环回路用于循环发动机冷却剂，其中所述第一流体循环回路包括所述发动机；
(b)第二流体循环回路，所述第二流体循环回路用于循环用于润滑所述动力系部件的汽车流体，其中所述第二流体循环回路包括所述动力系部件；
(c)第一热交换器，所述第一热交换器位于所述发动机冷却剂循环回路中的发动机的下游，所述第一热交换器适于接收由所述发动机排放的发动机冷却剂，并将热量从所述发动机冷却剂传递到提供给所述乘客舱的空气流；
(d)第二热交换器，所述第二热交换器流体地连接到所述发动机冷却剂循环回路和所述汽车流体循环回路两者，并且适于在所述发动机冷却剂与所述车辆流体之间传递热量；
(e)第一阀，所述第一阀设置在所述发动机冷却剂循环回路中，所述第一阀具有：第一入口端口，所述第一入口端口用于接收来自所述发动机冷却剂循环回路中的第一冷却剂源的所述发动机冷却剂；第二入口端口，所述第二入口端口用于接收来自所述发动机冷却剂循环回路中的第二冷却剂源的所述发动机冷却剂；以及出口端口，所述出口端口用于将所述发动机冷却剂排放到所述第二热交换器；
其中，所述第一阀具有第一阀位置以及第二阀位置，在所述第一阀的第一阀位置，通过所述第一入口端口和所述出口端口的流动路径打开，在所述第一阀的第二阀位置，通过所述第二入口端口和所述出口端口的流动路径打开；
(f)第二阀，所述第二阀设置在所述发动机冷却剂循环回路中，所述第二阀具有：入口端口，所述入口端口用于接收来自所述第一冷却剂源的所述发动机冷却剂；以及第一出口端口，所述第一出口端口用于将所述发动机冷却剂排放到所述第一阀的第一入口端口；
其中，所述第二阀具有第一阀位置以及第二阀位置，在所述第二阀的第一阀位置，通过所述入口端口和所述第一出口端口的流动路径部分地或完全地关闭，在所述第二阀的第二阀位置，通过所述入口端口和所述第一出口端口的流动路径打开；并且
其中，所述第一冷却剂源位于供所述发动机冷却剂排放的所述发动机的冷却剂出口与所述第一热交换器的入口的中间。


2.根据权利要求1所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述第二冷却剂源位于所述第一热交换器的冷却剂出口的下游。


3.根据权利要求1或2所述的加热和冷却系统，其特征在于，来自所述第一冷却剂源的发动机冷却剂的温度高于来自所述第二冷却剂源的发动机冷却剂的温度。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，响应于所述汽车流体的温度升高，所述第一阀从其第一阀位置致动至其第二阀位置。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，响应于由所述发动机排放并从第一冷却剂源接收的发动机冷却剂的温度升高，所述第二阀从其第一阀位置致动至其第二阀位置。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述第二阀在第一阀位置准许小预定量的发动机冷却剂泄漏通过。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀中的至少一个是热致动的。


8.根据权利要求1至6中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀中的至少一个是电致动的。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，还包括在所述发动机冷却剂循环回路中位于所述第一热交换器下游的第三热交换器，所述第三热交换器适于接收由所述第一热交换器排放的发动机冷却剂，并且其中所述第二冷却剂源位于所述第三热交换器的冷却剂出口的下游。


10.根据权利要求9所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述第三热交换器是散热器。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，在所述发动机的初始冷启动时具有第一运行状态，其中所述第一阀和所述第二阀两者都处于它们的第一阀位置，使得来自所述第一冷却剂源的发动机冷却剂的第一主要部分被引向所述第一热交换器，并且来自所述第一冷却剂源的发动机冷却剂的第一次要部分流过所述第二阀的泄漏路径，通过打开的所述第一阀的所述第一入口端口和所述出口端口，以将热量传递到正在流过所述第二热交换器的汽车流体。


12.根据权利要求11所述的加热和冷却系统，其特征在于，在所述发动机初始冷启动之后的暖机期间具有第二运行状态，其中，所述第一阀处于其第一阀位置，并且所述第二阀处于其第二阀位置，使得来自所述第一冷却剂源的发动机冷却剂的第二主要部分被引向所述第一热交换器，并且来自所述第一冷却剂源的发动机冷却剂的第二次要部分流过所述第二阀，通过打开的所述第一阀的所述第一入口端口和所述出口端口，以将热量传递到正在流过所述第二热交换器的汽车流体，
其中，所述第一主要部分大于所述第二主要部分，并且所述第一次要部分小于所述第二次要部分。


13.根据权利要求12所述的加热和冷却系统，其特征在于，在所述发动机暖机之后的正常运行期间具有第三运行状态，其中，所述第一阀和所述第二阀两者都处于它们的第二阀位置，使得来自所述第一冷却剂源的发动机冷却剂基本上没有通过所述第一入口端口进入所述第一阀，并且使得来自所述第二冷却剂源的发动机冷却剂流过所述第一阀，通过打开的所述第二入口端口和所述出口端口，以从正在流过所述第二热交换器的汽车流体中提取热量。


14.根据权利要求11至13中任一项所述的加热和冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却剂循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·E·格杰斯，J·O·谢帕德，
申请(专利权)人：达纳加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA