專利名稱：用于冷卻車輛車廂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛的車廂與內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)之間的熱交換的方法，所述冷卻系統(tǒng)具有用于車廂的熱交換器單元和用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路，所述單元被布置在熱交換器回路中。
背景技術(shù)：
例如，機動車輛具有空調(diào)系統(tǒng)或其它合適的熱交換器，以將車廂內(nèi)部冷卻到適宜于車輛乘客的溫度，特別是在溫暖的氣候條件下，例如在夏天，例如由于太陽照射，內(nèi)部能夠熱至不舒服的溫度。這通過例如使用由內(nèi)燃發(fā)動機操作的空調(diào)系統(tǒng)等已知的方式實施，直接導(dǎo)致燃料消耗增加。此外，由于冷卻效果需要占用一定的時間量，因此冷卻內(nèi)部對于乘客是不舒服的。另一個缺點在于令人感覺很難受的冷卻的氣流可能直接朝向乘客身體部分，進一步加強了不舒服的感覺。這是因為當(dāng)進入運行時空調(diào)系統(tǒng)被調(diào)節(jié)(優(yōu)選為自動和/或手動調(diào)節(jié))成完全冷卻功率，使得能夠快速地達到通過調(diào)節(jié)元件指示的車廂溫度。此外，被冷卻的氣流能夠?qū)Τ龊沟纳眢w上部產(chǎn)生負面影響，例如使其著涼或患冷型疾病的風(fēng)險相當(dāng)大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的根本目的是提供具有在開篇陳述的避免上述缺點的類型的方法。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有本說明書所述特征的方法實現(xiàn)，其中在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前，通過泵(優(yōu)選為通過輔助泵)產(chǎn)生從內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻回路到車廂熱交換器的冷卻液流，所述輔助泵被控制為溫度的函數(shù)。因此，在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前冷的冷卻流體被傳送到熱交換器單元，被泵或輔助泵泵送，其中在熱交換器單元中，冷卻流體吸收來自車廂的熱量，因此在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前使車廂能冷卻到可忍受的溫度或冷卻到預(yù)設(shè)的期望溫度。原則上，發(fā)動機室具有比車廂更低的溫度，這是由于發(fā)動機室沒有受到與車廂一樣強烈的太陽照射，由于太陽照射車廂被極其強烈地加熱。關(guān)鍵點在于在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前，冷卻液從相對較冷的發(fā)動機室被循環(huán)到熱交換器單元，熱交換器單元優(yōu)選為布置在車輛車廂內(nèi)，因此乘客進入被冷卻的內(nèi)部而不經(jīng)歷當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)啟動時產(chǎn)生的不適的邊界條件。進一步的優(yōu)點可從如下事實中看到由冷卻液從內(nèi)部吸收的熱量通過冷卻液被傳送到內(nèi)燃發(fā)動機，因此冷的內(nèi)燃發(fā)動機在啟動之前已經(jīng)被暖機了。這是因為被加熱的冷卻液將其熱量釋放到內(nèi)燃發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和組件，由此減少了冷啟動條件下的摩擦損失，例如由冷的發(fā)動機油或冷的發(fā)動機結(jié)構(gòu)引起的那些摩擦損失。在進一步的有利實施例中，還可以想象被加熱的冷卻液將熱量直接釋放到汽缸套或相似的組件或其它操作流體。這樣，有利地實現(xiàn)了雙重效果，不僅在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前車廂被冷卻到可忍受的度數(shù)，而且同時， 內(nèi)燃發(fā)動機被預(yù)熱。因此，與冷啟動沒有被預(yù)熱的內(nèi)燃發(fā)動機相比，有可能節(jié)省額外的燃料。有利的是如果熱交換器單元具有熱交換器和鼓風(fēng)機，在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前，如果冷的冷卻液通過輔助泵被傳送到熱交換器單元或熱交換器，則鼓風(fēng)機被切換到“空氣循環(huán)”模式。 有利的是如果輔助泵和熱交換器單元和/或其鼓風(fēng)機被電動操作以減少燃料消耗。因此在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前，熱交換器單元不由內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動，而是能夠通過在任何情況下都存在的作為能量源的電池來驅(qū)動。當(dāng)然，在組件的運行期間，車輛的電池狀態(tài)應(yīng)該被監(jiān)測以避免在發(fā)動機實際啟動之前用完電池。為了保證在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前產(chǎn)生冷卻液流，能夠規(guī)定通過遠程控制來設(shè)置輔助泵和鼓風(fēng)機處于運轉(zhuǎn)中。然而，具有能夠獨立地設(shè)置或預(yù)定的操作點的正時電路同樣是可行的。通過根據(jù)本發(fā)明的程序，有利地實現(xiàn)了在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前車廂的冷卻，并且內(nèi)燃發(fā)動機本身被預(yù)熱。如果內(nèi)燃發(fā)動機啟動，則該方法能夠被中斷，導(dǎo)致回到常規(guī)的冷卻策略。然而，還可以設(shè)想繼續(xù)所述方法，直到實現(xiàn)車廂溫度和冷卻液溫度之間的均衡。當(dāng)然，這不意味著車廂溫度被升高，即應(yīng)該被調(diào)節(jié)到冷卻液的工作溫度。優(yōu)選地，當(dāng)達到期望的或預(yù)設(shè)的車廂溫度時，該方法結(jié)束。有利的是如果輔助泵被控制為溫度的函數(shù)。出于此目的，可以記錄溫度值，出于記錄溫度值的目的能夠使用已知的傳感器或測量儀器。被記錄的值或?qū)嶋H溫度能夠作為輸入值被饋送到控制單元，在控制單元中，它們與各自相應(yīng)的預(yù)定限值相比較。如果實際值超過限值或如果實際值低于限值，其中溫度基于所述限值被記錄，則在控制單元中能夠產(chǎn)生用于泵和/或輔助泵和/或鼓風(fēng)機的相應(yīng)的控制信號，因此允許執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。因此，例如可以記錄車廂溫度、環(huán)境溫度和/或冷卻液溫度。例如，如果實際冷卻液溫度在相應(yīng)的預(yù)定限值以上，則由于相對較高的冷卻液溫度，可能獲得的優(yōu)點將不能實現(xiàn)，因此所述方法將不被執(zhí)行。另一方面，如果冷卻液的實際溫度低于相應(yīng)的限值，則可能值得執(zhí)行所述方法。然而，這僅是如果實際內(nèi)部溫度在相應(yīng)的預(yù)定限值以上和/或如果實際環(huán)境溫度在相應(yīng)的預(yù)定限值以上的情況。因此，基于實際溫度與相應(yīng)的預(yù)定限值的比較，當(dāng)可以檢測到可能獲得的優(yōu)點實際上能夠被實現(xiàn)時，優(yōu)選為執(zhí)行所述方法?？刂茊卧軌蚴欠蛛x的控制單元或被一體形成到機動車輛的中央控制單元中。當(dāng)然，還可能用控制單元來監(jiān)測電池狀態(tài)，因此如果電池充電狀態(tài)太低，則該方法結(jié)束或甚至不被執(zhí)行。


在所附權(quán)利要求和附圖的下述說明中公開了進一步的有利實施例。在附圖中圖1示出了作為示意圖的機動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機的說明性的冷卻系統(tǒng)；以及圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的說明性的流程圖。
具體實施例方式圖1示出了具有冷卻系統(tǒng)2的內(nèi)燃發(fā)動機1。冷卻系統(tǒng)2具有用于內(nèi)燃發(fā)動機1的冷卻回路3和熱交換器回路4，用于車輛車廂7的熱交換器單元6布置在熱交換器回路4 中。熱交換器單元6具有熱交換器8和鼓風(fēng)機9。 在出口側(cè)，內(nèi)燃發(fā)動機1具有恒溫器11。通向水泵13的第一連接管路12從恒溫器11分出。從恒溫器11分出的第二連接管路14通向主冷卻器16。主冷卻器16通過回流管路17連接到水泵13。水泵13布置在內(nèi)燃發(fā)動機1的進口側(cè)上。由此，形成了能夠以已知的方式操作的常規(guī)冷卻回路3。此外，被送到熱交換器8的加熱管路18從恒溫器11分出。輔助泵19布置在加熱管路18中。加熱回流管路21從熱交換器8延伸并連接到第一連接管路12?？刂茊卧?2經(jīng)由控制管路23和24連接到輔助泵19和鼓風(fēng)機9。經(jīng)由線路(未顯示)給控制單元22提供關(guān)于被記錄的實際溫度值的輸入值。通過示例，給控制單元22提供作為輸入值的車廂內(nèi)部溫度26、冷卻液溫度27和環(huán)境溫度28， 并且優(yōu)選為還有電池狀態(tài)標志25。被測量的值通過已知的測量儀器或傳感器來記錄?？刂茊卧?2包括關(guān)于分別被記錄的溫度的存儲的限值，因此允許在實際被記錄的溫度與各自相應(yīng)的存儲的限值之間進行比較。例如，如果車廂內(nèi)部溫度26和/或環(huán)境溫度28超過相應(yīng)的預(yù)定限值并且如果實際冷卻液溫度27低于相應(yīng)的預(yù)定限值，則輔助泵19能夠通過相應(yīng)地產(chǎn)生的信號被觸發(fā)，結(jié)果冷的冷卻液從內(nèi)燃發(fā)動機被泵送到熱交換器8。同時，鼓風(fēng)機9接收選擇“空氣循環(huán)”模式的相應(yīng)信號。在內(nèi)燃發(fā)動機1啟動之前，所提及的程序被執(zhí)行，因此降低了實際車廂溫度，車廂溫度優(yōu)選為被連續(xù)監(jiān)測。同時，由冷卻液吸收的熱量通過冷卻液被傳送到內(nèi)燃發(fā)動機1，因此在內(nèi)燃發(fā)動機1啟動之前預(yù)熱內(nèi)燃發(fā)動機1。當(dāng)然，在內(nèi)燃發(fā)動機1啟動之前，水泵13不運行，并且因此所述泵通過適當(dāng)切換被設(shè)置到貫通流動位置，從而允許冷卻液的循環(huán)。還可能在內(nèi)燃發(fā)動機1啟動之前將水泵13置于運行中，并且因此還可以省去輔助泵19，在這種情況下，控制單元22將被連接到水泵13并且還將傳遞合適的信號給所述水泵13。關(guān)鍵點在于在內(nèi)燃發(fā)動機1啟動之前，冷卻液的循環(huán)應(yīng)該經(jīng)由連通到加熱管路18 的恒溫器11的通道來引導(dǎo)。恒溫器11的其它通道是關(guān)閉的。因此，內(nèi)燃發(fā)動機中的冷的冷卻液能夠到達熱交換器8，其中熱交換器8吸收來自車廂7的熱量并將其傳送給內(nèi)燃發(fā)動機1。這有利地實現(xiàn)了在內(nèi)燃發(fā)動機1啟動之前冷卻或預(yù)冷卻車輛車廂7和預(yù)熱內(nèi)燃發(fā)動機1本身的雙重效果。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的說明性流程圖。所述方法從開始框31開始，例如，在內(nèi)燃發(fā)動機1啟動之前，開始框31由遠程控制觸發(fā)或由定時電路觸發(fā)。在框32中，例如，執(zhí)行關(guān)于電池充電狀態(tài)25、車廂內(nèi)部溫度26、冷卻液溫度27和環(huán)境溫度28的查詢。電池充電狀態(tài)25和實際溫度值26、27、28從框32被饋送到框33，與框32相似，框 33是控制單元22的一部分。在框33中，執(zhí)行實際溫度值與相應(yīng)地分配的限值之間的比較。此外，電池充電狀態(tài)與相應(yīng)的限值進行比較。
例如，如果框33中產(chǎn)生的結(jié)果示出實際冷卻液溫度27在預(yù)定的限值以上，由于在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前車廂溫度不能被明顯地降低，則方法結(jié)束。之后方法在框34中結(jié)束。如果框33中產(chǎn)生的結(jié) 果示出電池充電狀態(tài)低于預(yù)定的限值，則方法同樣被結(jié)束并在框34中結(jié)束。如果框33中產(chǎn)生的結(jié)果示出冷卻液溫度低于預(yù)定的限值，則實際的車廂內(nèi)部溫度26和/或?qū)嶋H環(huán)境溫度28與各自相關(guān)聯(lián)的限值進行比較。如果兩個實際溫度值中的一個(優(yōu)選為車廂內(nèi)部溫度26)在相應(yīng)的限值以上，則程序進行到框36，在框36中產(chǎn)生了用于觸發(fā)輔助泵17和鼓風(fēng)機9 (切換到“空氣循環(huán)”模式)的信號?？?6是控制單元22的一部分，并且僅為了清晰而被分別區(qū)分和描述?！┸噹麥囟纫呀?jīng)降到期望值，和/或如果內(nèi)燃發(fā)動機1啟動，和/或冷卻液溫度與車廂溫度平衡，這通過控制單元22被連續(xù)地檢查，則方法在框37中結(jié)束。如果在所述方法期間，低于(undershot)電池充電狀態(tài)的預(yù)定限值，則方法在框 34中被提前結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的車廂(7)與內(nèi)燃發(fā)動機⑴的冷卻系統(tǒng)(2)之間的熱交換的方法， 所述冷卻系統(tǒng)(2)具有用于所述車廂(7)的熱交換器單元(6)和用于所述內(nèi)燃發(fā)動機(1) 的冷卻回路(3)，所述熱交換器單元被布置在熱交換器回路(4)中，所述方法包括在所述內(nèi)燃發(fā)動機(1)啟動之前，通過被控制為溫度的函數(shù)的泵(13 ； 19)產(chǎn)生從所述內(nèi)燃發(fā)動機 (1)的所述冷卻回路⑶到所述熱交換器單元(6)的冷卻液流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱交換器單元(6)具有熱交換器(8)和鼓風(fēng)機(9)，如果所述冷卻液通過所述泵(13 ； 19)被傳送到所述熱交換器單元(6)或所述熱交換器(8)，則在所述內(nèi)燃發(fā)動機(1)啟動之前，所述鼓風(fēng)機(9)被切換到“空氣循環(huán)”模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在所述內(nèi)燃發(fā)動機(1)啟動之前，所述泵(13； 19)被電動操作。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，所述方法通過遠程控制和/或通過定時電路開始。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中在所述內(nèi)燃發(fā)動機(1)啟動之前，通過輔助泵(19)產(chǎn)生所述冷卻液流，所述泵被布置在通向所述熱交換器單元(6)的加熱管路 (18)中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中在所述內(nèi)燃發(fā)動機(1)啟動之前，車廂內(nèi)部溫度(26)、冷卻液溫度(27)和/或環(huán)境溫度(28)的實際溫度值(26、27、28)被記錄并被饋送到控制單元(22)，在所述控制單元(22)中執(zhí)行與各自相應(yīng)的存儲的限值的匹配， 并且在所述控制單元(22)中，如果所述實際冷卻液溫度(27)低于預(yù)定限值并且所述實際車廂內(nèi)部溫度(26)和/或所述實際環(huán)境溫度(28)在各自的所述限值以上，則產(chǎn)生用于觸發(fā)所述泵(13 ； 19)并用于將所述鼓風(fēng)機(9)切換到所述“空氣循環(huán)”模式的信號。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中電池充電狀態(tài)(25)與相關(guān)聯(lián)的限值進行比較，如果產(chǎn)生的結(jié)果示出所述電池充電狀態(tài)(25)低于所述預(yù)定限值，則所述方法結(jié)束ο
8.一種內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，包括包括主冷卻器的發(fā)動機冷卻回路；熱交換器回路，具有用于車輛車廂的熱交換器單元；布置在發(fā)動機的進口側(cè)上的水泵；布置在發(fā)動機的出口側(cè)上的恒溫器，其中所述恒溫器連接到通向所述水泵的第一連接管路、通向所述主冷卻器的第二連接管路以及被傳送經(jīng)過所述熱交換器單元并將冷卻液循環(huán)到發(fā)動機的加熱管路；控制單元，配置為在發(fā)動機啟動之前，僅將來自發(fā)動機的冷卻液經(jīng)由所述加熱管路循環(huán)到所述熱交換器單元，而所述冷卻系統(tǒng)的其他冷卻液通道基于溫度關(guān)閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻系統(tǒng)，進一步包括布置在所述加熱管路中的輔助泵，并且所述熱交換器單元包括熱交換器和鼓風(fēng)機，所述鼓風(fēng)機具有空氣循環(huán)模式以循環(huán)所述熱交換器單元中的空氣，其中所述冷卻液通過所述輔助泵被循環(huán)到所述熱交換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷卻系統(tǒng)，其中所述控制被配置為基于測量的溫度與預(yù)定限值的比較來循環(huán)所述冷卻液，如果實際冷卻液溫度低于預(yù)定限值，則實際車廂內(nèi)部溫度或?qū)嶋H環(huán)境溫度高于其各自的限值，所述輔助泵被觸發(fā)以將來自發(fā)動機的冷卻液循環(huán)到所述熱交換器并且 鼓風(fēng)機被觸發(fā)以切換到所述空氣循環(huán)模式，其中所述熱交換器單元由電池驅(qū)動并且所述輔助泵和鼓風(fēng)機的觸發(fā)基于電池狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于冷卻車輛車廂的方法。本發(fā)明涉及用于車輛的車廂(7)與內(nèi)燃發(fā)動機(1)的冷卻系統(tǒng)(2)之間的熱交換的方法，冷卻系統(tǒng)(2)具有用于車廂(7)的熱交換器單元(6)和用于內(nèi)燃發(fā)動機(1)的冷卻回路(3)，所述單元被布置在熱交換器回路(4)中。所提出的方案是在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前，通過被控制為溫度的函數(shù)的泵(13；19)產(chǎn)生從內(nèi)燃發(fā)動機(1)的冷卻回路(3)到熱交換器單元(6)的冷卻液流。由此，在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之前，車廂被冷卻，并且內(nèi)燃發(fā)動機本身被預(yù)熱。
文檔編號B60H1/02GK102198784SQ20111004588
公開日2011年9月28日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者H·G·奎科斯 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司