專利名稱：用于機動車輛的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是一種用于機動車輛的冷卻裝置，該冷卻裝置包括能夠使用冷卻劑來冷卻發(fā)動機組件的冷卻回路，該冷卻劑通過至少一個可變流量的泵進行循環(huán)。本發(fā)明有利地應(yīng)用于電動汽車。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃發(fā)動機中，反復(fù)的燃燒使得處于接觸的零件例如活塞、氣缸以及閥過熱，并且傳遞到該發(fā)動機的所有機械零件上。因此有必要對它們進行冷卻，否則會有損壞的危險。 為了正確的運行，內(nèi)燃機因此需要均勻并適當(dāng)?shù)臏囟?。在電力推進式車輛的情況下，還需要對驅(qū)動系統(tǒng)的不同元件進行冷卻。已知的做法是使用冷卻系統(tǒng)和散熱器，該冷卻系統(tǒng)包括用于使冷卻劑循環(huán)通過發(fā)動機的一個或多個泵，該散熱器是用來冷卻這種液體的熱交換器。在這種情況下，冷卻劑的流量取決于發(fā)動機的速度，當(dāng)發(fā)動機停止時該流量具體為零?？雌饋硇枰@樣一種冷卻裝置，該冷卻裝置使之有可能優(yōu)化泵的運行，并且特別是限制泵的磨損以及能量消耗。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的裝置使之有可能實現(xiàn)該目的。因此本發(fā)明的主題是一種用于機動車輛的冷卻裝置，該冷卻裝置包括冷卻回路， 該冷卻回路能夠借助于冷卻劑(冷卻液)來冷卻包括發(fā)動機組件，該冷卻劑是使用至少一個可變流量的泵進行循環(huán)的，各個泵的流量(流速，流率)由控制系統(tǒng)控制。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，控制系統(tǒng)能根據(jù)冷卻劑的溫度以及設(shè)定點溫度來在一閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中對每個泵的流量進行伺服控制。因此，以閉環(huán)模式對每個泵的流量進行伺服控制使之有可能限制泵的磨損及其能
量消耗。設(shè)定點溫度可以根據(jù)車輛外的溫度以及車輛的速度預(yù)先確定。該汽車可以是電動車輛，該發(fā)動機組件可以包括電子驅(qū)動器系統(tǒng)。電動車輛可以包括電池充電器組件，該冷卻回路能夠有利地冷卻該充電器組件以及該發(fā)動機組件。在此情況下，該裝置可以包括第一泵和第二泵，該第一泵能選擇性地向發(fā)動機組件供應(yīng)冷卻劑，該第二泵能選擇性地向充電器組件供應(yīng)冷卻劑。為此，該裝置可以包括第一閥和第二閥，該第一閥能阻止冷卻劑在充電器組件中流動，該第二閥能阻止冷卻劑在發(fā)動機組件中流動。該裝置還可以包括一液壓限制件，以用于維持發(fā)動機組件中的冷卻劑的最小流量。閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以包括比例-積分型的校正器。
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該校正器可以包括飽和組塊，該飽和組塊能將校正限制在最小值與最大值之間。


通過閱讀下面參照附圖作為說明性的而非限制性的實例給出的說明，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得更清楚，在附圖中-圖1以框圖的形式示出結(jié)合在電動車輛中的根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置，-圖2以框圖的形式示出用于該裝置的控制策略，以及-圖3是圖2的一個組塊的詳細(xì)視圖。
具體實施例方式如圖1中所示，冷卻裝置1包括第一電動泵2、第二電動泵3、電池充電器4、發(fā)動機組件5、散熱器6以及第一電磁閥7和第二電磁閥8。第一電動泵2、第二電動泵3、第一電磁閥7及第二電磁閥8連接到控制裝置9。第一電動泵2旨在當(dāng)車輛運行時使用，而第二電動泵3旨在當(dāng)對電池進行再充電時使用。第一電動泵2的流量以及第二電動泵3的流量可以用控制信號來設(shè)定。當(dāng)車輛停止時，使用充電器4來從家用主電源系統(tǒng)對推動用的電池-未示出-進行再充電。第一電磁閥7用于當(dāng)車輛運行時短接第二泵3與充電器4，而第二電磁閥8用于當(dāng)對電池進行再充電時-此時估計不必對發(fā)動機組件5進行冷卻-短接發(fā)動機組件5。第二電磁閥8可以連接到一液壓限制件10上，該液壓限制件用來產(chǎn)生壓頭損失并且因此即使在第二電磁閥8處于通過模式時也能保持發(fā)動機組件5中的冷卻劑的流量。發(fā)動機組件5包括發(fā)動機11和電子驅(qū)動器系統(tǒng)12，該電子驅(qū)動器系統(tǒng)尤其用于將來自電池的直流電壓轉(zhuǎn)化成交流電壓。散熱器6用于以與內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻裝置相似的方式對冷卻劑進行冷卻。它裝備有電子扇，未示出。如同當(dāng)車輛停止時充電器4必須被冷卻一樣，當(dāng)車輛運行時發(fā)動機組件5必須被冷卻。冷卻策略由控制裝置9管理。該控制裝置9是計算機，該計算機與冷卻回路的傳感器、特別是冷卻劑溫度傳感器相連接。該計算機9驅(qū)動泵2、3、電磁閥7、8以及散熱器6的電子扇組。計算機9還通過例如CAN(控制器局域網(wǎng))總線類型的網(wǎng)絡(luò)有利地與車輛的其它計算機相連，以便獲得冷卻策略所必須的其他測量值。如圖2中示出的，冷卻回路控制策略可以用兩個模塊A、B的形式實施。模塊A涉及冷卻劑溫度的調(diào)節(jié)，而模塊B涉及電動泵2、3的選擇。模塊A負(fù)責(zé)根據(jù)車輛的狀態(tài)(運行或停止而對電池進行再充電)產(chǎn)生冷卻劑流量控制(指令)。模塊A的輸入為-冷卻劑的溫度T這可以用一個或多個溫度傳感器獲得，-車輛外的溫度Text，以及-車輛的速度V。模塊B的輸入為-來自模塊A的流量控制D。。m，以及
-車輛的狀態(tài)E它是源自汽車的中央計算機的信號，如果車輛處于電池再充電模式則該信號具有值1，如果車輛處于行進模式則它具有值0。模塊B的輸出為-在行進模式中使用的、用于第一泵的流量控制D。。ml。它是在0和100之間的信號，并且表達了可由該泵產(chǎn)生的最大流量的百分比，以及-在再充電模式中使用的、用于第二泵的流量控制D。。m2。它是在0和100之間的信號，并且表達了可由該泵產(chǎn)生的最大流量的百分比。簡單地說，可以這樣選擇如果車輛的狀態(tài)信號具有值1，則僅使用第二泵；如果車輛的狀態(tài)信號具有值0，則僅使用第一泵。這種流量控制的一個實施方案在圖3中詳細(xì)地示出。目的是根據(jù)冷卻劑的溫度而在最小流量值Dmin與最大流量值Dmax之間自動地改變流量控制。只要冷卻劑的溫度低于設(shè)定點溫度，流量控制就保持為最小值0_。一旦冷卻劑的溫度超過設(shè)定點溫度，就通過閉環(huán)調(diào)節(jié)來獲得流量控制，相關(guān)的設(shè)定點是設(shè)定點溫度，相關(guān)的反饋回路是冷卻劑的測量溫度。該目的通過模塊A的組塊Al至A6實現(xiàn)。組塊Al根據(jù)車輛外的溫度Trart以及車輛的速度V產(chǎn)生冷卻劑的溫度設(shè)定點值 Tc0nso實際上，車輛的速度V越大，散熱器冷卻的能力就越大，并且因此越有可能提高溫度設(shè)定點值T。。ns。類似地，外部溫度Trart越冷，散熱器就變得越有效率，并且因此越有可能提高溫度設(shè)定點值T。。ns。因此組塊Al基于圖譜通過線性內(nèi)插法來產(chǎn)生溫度設(shè)定點值T。。ns。組塊A2然后產(chǎn)生誤差信號Δ Τ,該誤差信號是設(shè)定點溫度T。。ns與測量的溫度T之間的差。該信號Δ T被發(fā)送到組塊A3，該組塊是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的校正器組塊PI (比例-積分)。然而，也可能使用比例型的校正器或積分型的校正器。組塊A3的輸入為-來自組塊Α2的誤差信號ΔΤ,-在前一采樣時刻發(fā)送的流量控制D。。m，如果該控制在值Dmin或在值Dmax處是飽和的，則將通知校正器并且積分動作進而也飽和，-校正器PI的比例增益G，如1%，-校正器PI的積分時間常數(shù)Ct，如500s。組塊A3的輸出對應(yīng)于流量相對于最小流量Dmin的期望的增加AD。該控制應(yīng)當(dāng)是飽和的。組塊A4在0 (不存在期望的流量增加)與Dmax-Dmin之間產(chǎn)生這種飽和。該飽和的控制然后被延遲組塊A5儲存，該延遲組塊在下一采樣時刻使用以便將任何飽和通知給校正器PI。最后，組塊A6產(chǎn)生最終流量控制D。。mf。該最終控制D。。mf是通過將值Dnin加上由該校正器PI請求的變化量AD來計算的。因此成功地進行流量控制，以使其在兩個值Dmax和Dmin之間自動改變。值Dmin可以例如設(shè)定為可由泵產(chǎn)生的最大流量的30%。事實上，明智的做法是即使溫度低也保持一個非零的最小流量Dnin，以便獲得沿冷卻劑的回路全程的均勻的溫度，并且因此避免熱點的形成。值Dmax可以設(shè)定為最大流量的80%，例如如果存有不使泵過度應(yīng)力的期望的話。因此冷卻劑流量控制策略特別簡單地在計算機上實施。它要求很少的計算時間，并且使之有可能減少電力消耗。 雖然上述裝置具有兩個泵，本發(fā)明還可以涉及一種具有一個或多于兩個的泵的裝置。它還可以應(yīng)用于裝備有電動水泵的汽油發(fā)動機。
權(quán)利要求
1.一種用于機動車輛的冷卻裝置(1)，該冷卻裝置包括冷卻回路，該冷卻回路能使用冷卻劑來冷卻發(fā)動機組件(5)，該冷卻劑通過至少一個可變流量的泵(2，3)來循環(huán)，各個泵 (2,3)的流量由控制系統(tǒng)(9)控制，其特征在于，該控制系統(tǒng)(9)能根據(jù)冷卻劑的溫度以及設(shè)定點溫度來在閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中對每個泵0，3)的流量進行伺服控制。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，該設(shè)定點溫度是根據(jù)車輛外的溫度以及車輛的速度而預(yù)先確定的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置(1)，其特征在于，該機動車輛是電動車輛，該發(fā)動機組件包括電子驅(qū)動器系統(tǒng)(12)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置(1)，其特征在于，該電動車輛包括電池充電器組件，該冷卻回路能冷卻該充電器組件以及該發(fā)動機組件(5)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置(1)，其特征在于，該裝置包括第一泵(2)和第二泵(3)，該第一泵能選擇性地向發(fā)動機組件( 供應(yīng)冷卻劑，該第二泵能選擇性地向充電器組件(4) 供應(yīng)冷卻劑。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置(1)，其特征在于，該裝置包括第一閥(7)和第二閥(8)，該第一閥能阻止該充電器組件中的冷卻劑的流動，該第二閥能阻止該發(fā)動機組件(5)中的冷卻劑的流動。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置(1)，其特征在于，該裝置包括液壓限制件(10)，該液壓限制件用于保持發(fā)動機組件(5)中冷卻劑的最小流量。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的裝置(1)，其特征在于，該閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括比例-積分型的校正器。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的裝置(1)，其特征在于，該校正器包括飽和組塊，該飽和組塊能將校正限制在最小值與最大值之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的冷卻裝置(1)，它包括冷卻回路，該冷卻回路能使用冷卻劑來冷卻發(fā)動機組件(5)，該冷卻劑通過至少一個可變流量的泵(2，3)進行循環(huán)，每個泵(2，3)的流量由一控制系統(tǒng)(9)控制，該裝置的特征在于，該控制系統(tǒng)(9)能根據(jù)冷卻劑的溫度以及設(shè)定點溫度來在閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中對每個泵(2，3)的流量進行伺服控制。
文檔編號B60K1/00GK102449281SQ201080023774
公開日2012年5月9日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者C·歐博爾蒂, M·馬爾西利婭, S·克萊古特 申請人:雷諾股份公司