专利摘要

专利摘要

本发明涉及用于车辆的冷却系统装置及其控制方法，所述车辆的冷却系统可包括：高温散热器，其冷却循环流过发动机的高温冷却液；低温散热器，其冷却通过水冷中冷器和涡轮增压器的低温废气再循环冷却器的低温冷却液；冷却风扇，其向高温散热器和低温散热器吹动空气；高温冷却液泵，其泵送所述高温冷却液；低温冷却液泵，其泵送所述低温冷却液；以及控制部，其根据车辆的驱动条件和环境条件控制所述高温冷却液泵、低温冷却液泵和冷却风扇。所述控制方法可以包括检测车辆的驱动条件和环境条件；设置用于冷却系统和/或润滑系统的操作目标；以及确定用于冷却系统和/或润滑系统的操作条件。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2010-0124359的优先权，其全部内容为各种目的通过引用而包含于此。

技术领域

本发明涉及一种车辆的冷却系统，特别涉及考虑环境因素和驱动因素以控制冷却系统和润滑系统从而有效地使用在现在技术中浪费的热能的车辆冷却系统及其控制方法。

背景技术

通常，车辆的发动机和变速器工作在由燃料的燃烧和每个部件的摩擦而形成的高温或者高温范围下。形成冷却液通道以冷却热的发动机和变速器，并且设置恒温器40以改变冷却液通道，从而快速加热冷却的发动机。设置散热器来冷却冷却液的热量。以及设置冷却风扇以提高散热器的热交换量。

通常，与寒冷的条件相比，在温暖的条件下，发动机消耗较少量的燃料，因此，快速加热提高了燃料效率。此外，如果发动机工作在不考虑发动机耐久性的高温下，则可以提高耗油率。

发动机油和变速器油用于润滑发动机和变速器，接触发动机和变速器的滑动部分的润滑油在高温下具有低摩擦特性，而在低温下具有高摩擦特性，低摩擦特性提高耗油率。但是，当油过热到预定值以上时，机械接触可能损坏滑动部件，因此设置热交换器以防止油的过热。同时，在外部温度低、下雨、发动机负载低、或者车速低的情况下，热交换器可能过度降低润滑油的温度，从而润滑油的粘性增大，增大的粘性具有损耗功率的负面效应。

背景技术部分公开的信息只用于增强对本发明的一般背景技术的理解，其不表示或以任何方式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面用于提供车辆的冷却系统，其根据车速、外部温度、降雨、发动机操作区等等考虑发热量和冷却量，从而具有使车辆的燃料消耗最小化的优点。

示例性的冷却系统可包括：高温散热器，其冷却循环流过发动机的高温冷却液；低温散热器，其冷却通过水冷中冷器(water cooled intercooler)和涡轮增压器的低温废气再循环(EGR)冷却器的低温冷却液；冷却风扇，其向高温散热器和低温散热器吹动空气；高温冷却液泵，其泵送所述高温冷却液；低温冷却液泵，其泵送所述低温冷却液；以及控制部，其根据车辆的驱动条件和环境条件控制所述高温冷却液泵、低温冷却液泵和冷却风扇。

示例性的冷却系统可以进一步包括：变速器油热交换器，所述高温冷却液通过所述变速器油热交换器；变速器泵，其使变速器油循环流过所述变速器油热交换器；轮轴油热交换器(axle oil heat exchanger)，所述高温冷却液通过所述轮轴油热交换器；以及轮轴泵，其使轮轴油循环流过所述轮轴油热交换器。所述变速器泵和轮轴泵可以是液压泵。

如果确定变速器油的温度低，则所述控制部可操作所述变速器泵以加热变速器油，和/或如果确定轮轴油的温度低，所述控制部可操作所述轮轴泵以加热轮轴油。

如果低温冷却液的温度等于或高于第一预定值，控制部可增大低温冷却液的流速，当高温冷却液的温度等于或高于预定的恒温器打开温度时打开电子恒温器，以及当高温冷却液的温度低于预定的恒温器关闭温度时关闭所述电子恒温器。所述恒温器关闭温度可以比所述恒温器打开温度低几度。

控制部可以检测发动机油的温度，当发动机油温等于或高于第二预定值时使发动机油通过油冷却器，以及当发动机油温低于第二预定值时使发动机油避开所述油冷却器。

如果高温冷却液的温度等于或高于第三预定值，控制部可在第一速度操作冷却风扇，以及如果高温冷却液没有被所述第一速度冷却，控制部可在大于所述第一速度的第二速度操作冷却风扇。

控制部可基于低温冷却液泵的底图(base map)操作低温冷却液泵，以及根据冷却风扇的速度补偿低温冷却液泵的底图以控制低温冷却液泵。类似地，控制部可基于高温冷却液泵的底图操作高温冷却液泵，以及根据冷却风扇的速度补偿高温冷却液泵的底图以控制高温冷却液泵。

控制部可根据外部温度和降雨条件控制冷却风扇的速度。

一种控制方法，使用根据本发明的示例性冷却系统，可包括：检测车辆的驱动条件和环境条件；基于所述驱动条件和环境条件设置用于冷却系统和/或润滑系统的操作目标；以及确定用于冷却系统和/或润滑系统的操作条件。

被检测的驱动条件可包括低冷却液温度、高冷却液温度、发动机油温、变速器油温、发动机速度、油门踏板位置、和/或车速。被检测的环境条件包括进气温度、外部温度和/或天气条件。被确定的操作条件可包括冷却风扇速度、电子恒温器的打开/关闭、泵的控制、和/或冷却液流速。

在上述的本发明中，发动机、变速器、差速齿轮油温(differential gear oil temperature)等等被优化控制，以减小驱动链的摩擦和耗油率，冷却风扇、水泵和辅助部分所浪费的热量被有效地管理，冷却系统的功率被降低，从而降低了车辆的耗油率。

通过包括于此的附图以及以下的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其他特征和优点将清晰显现或得以阐释，其中附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是根据本发明的示例性车辆冷却系统的示意图。

图2是根据本发明的示例性冷却系统集成控制的框图。

图3是根据本发明的示例性车辆冷却系统集成控制的流程图。

图4是根据本发明的示例性发动机冷却液温度控制的流程图。

图5是根据本发明的示例性发动机油冷器的旁路阀控制的流程图。

图6是根据本发明的示例性齿轮油加热控制的流程图。

图7是用于控制根据本发明的示例性低温冷却液泵的流程图。

具体实施方式

现在，将详细参考本发明的不同实施例，其实例显示在附图和以下描述中。虽然将结合示例性的实施例描述本发明，但应当理解该描述并非要把本发明限制于该示例性的实施例。相反，本发明将不仅覆盖该示例性的实施例，而且还覆盖各种替换的、改变的、等效的和其他实施例，其可包含在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

参考图1，车辆的冷却系统包括低温散热器20、高温散热器22、冷却风扇30、高温冷却液泵106、低温冷却液泵108、滤油器11、第一油控阀110、发动机液压泵112、第二油控阀114、变速器60、变速器液压泵64、变速器油热交换器62、轮轴液压泵74、轮轴70、轮轴油热交换器72、HAVC加热器128、HAVC阀130、发动机油冷却器15、涡轮增压器132、水冷中冷器134、低温冷却液阀136、气缸体12、低温废气再循环(EGR)冷却器138、高温废气再循环(EGR)冷却器140、以及电子恒温器40。

低温冷却液循环流过低温散热器20、低温冷却液泵108、水冷中冷器134、以及低温EGR冷却器138。

高温冷却液循环流过高温散热器22、高温冷却液泵106、气缸体12、高温EGR冷却器140、HAVC加热器128、变速器油热交换器62、以及轮轴油热交换器72。

发动机油循环流过发动机液压泵112、发动机油冷却器15、气缸体12，以及根据发动机油的温度通过旁路线16而避开发动机油冷却器15。在这种情况下，第一油控阀110和第二油控阀114避开发动机油。

本发明的各个实施例提供车辆冷却系统，以有效地使用车辆的冷却系统所浪费的热量。冷却系统的电子恒温器40是改变恒温器40的开度(opening rate)的电子器件，用于精确地控制冷却液流速从而将冷却液温度保持在高水平。

冷却风扇30配备有离合器，例如磁性离合器，以控制其操作速度，并根据冷却液的低温或高温找到有效的操作速度范围，如图4和图3所示，冷却风扇30连接至高温冷却液泵106和电子恒温器40，以根据冷却液温度在几个步骤中调节操作速度，从而减小发动机的功耗。

旁路线16设置在发动机油冷却器15周围，电磁阀114设置在旁路线16上，电磁阀110和114被控制器控制以根据发动机油温进行操作，从而保持一致的发动机油温。

此外，发动机油被控制在高温下或者高温范围下；在发动机操作状态改变以及发动机被快速加热时，准确地控制温度。

变速器油热交换器62和轮轴油热交换器72设置在冷却液线路上，变速器液压泵64和轮轴液压泵74使油循环，以快速加热变速器油和轮轴油。

如图2所示，根据本发明的示例性集成控制器包括检测步骤，该检测步骤通过检测部120检测一个或多个驱动条件和车辆的一个或多个环境因素；设置步骤，该设置步骤通过设置部101根据驱动条件和环境条件设置冷却系统和润滑系统的操作目标；以及确定步骤，该确定步骤通过确定部102确定冷却系统的操作条件。检测部120检测车辆的驱动条件和环境条件。

检测部120可以是感测所有类型条件的传感器，特别地，检测部120检测冷却液温度、发动机油温、变速器油温、发动机速度、油门踏板位置、车速、外部温度、降雨等等，油门踏板位置用于确定施加到发动机的动力负载。

换言之，集成控制器100接收来自于检测部120的一个或多个信号，以根据车辆的驱动条件和环境条件控制冷却系统和润滑系统。集成控制器100根据车辆的驱动条件和环境条件设置冷却液温度、发动机油温、变速器油温，执行用于确定每个控制元件的控制量的设置步骤，以及确定是否将要控制所述控制元件。

每个元件的控制温度和控制量根据设置步骤中的车速、发动机负载、外部温度和降雨条件而变化。例如，如果车辆高速运动，通过散热器的冷却空气被增大，从而可以减小冷却风扇30的操作速度。如上文所述，当在冬季或者正在下雨从而外部温度较低时，冷却变得容易，将控制温度保持在高值不是大问题。

但是，在车辆沿上坡路上升或者在夏季外部温度高的情况下，发动机可能过热，因此降低每个元件的控制温度，从而稳固地保持系统的稳定性。

根据驱动条件和环境条件，通过高温冷却液泵106的控制速度改变发动机冷却液温度，在冷却液温度高于用于操作恒温器40的操作温度的情况下，操作恒温器40以提高散热器的冷却能力。

此外，如果发动机的增大的热量升高了冷却液温度，则冷却是必需的，操作冷却风扇30以降低冷却液温度。

此外，基于发动机冷却液的温度和通过热交换器62的冷却液的温度，在预定温度范围内加热或冷却变速器油温，从而减小机械摩擦并提高耗油率。如上文所述，如果发动机油被控制在预定温度范围内，则能够减小机械摩擦并提高耗油率。

如上所述，根据本发明的各个实施例的集成控制器100有效地控制润滑系统和冷却系统，以使冷却风扇30、高温冷却水泵106和低温冷却水泵108的功耗最小化，防止发动机和变速器的过冷和过热，以保持其最优温度，从而减小每个元件的摩擦所导致的功率损失。

参考图3，集成控制器100通过S100、S110、S120、S130、S140和S150控制通过水冷中冷器134的低温冷却液的温度。

如果通过水冷中冷器134的低温冷却液的温度高，那么提高通过低温冷却液泵108的冷却液的流速，以降低低温冷却液的温度。如果低温冷却液的温度没有降低，在S420提高冷却风扇30的速度。

此外，如果低温冷却液的温度被降低到目标值，低温冷却液泵108操作在空转速度下。

通过S200、S210、S220、S230、S240、S250和S260控制高温冷却液的温度。如果高温冷却液的温度高，则部分或完全打开电子恒温器40。此外，如果高温冷却液的温度没有降低，则在S420提高冷却风扇30的速度。

通过S300、S310、S320、S330、S340和S350控制发动机油的温度。如果发动机油的温度高，则控制第一油控阀110和第二油控阀114，从而发动机油通过发动机油冷却器15，如果发动机油温被降低到目标值，则发动机油被控制为避开发动机油冷却器15。在此，如果发动机油温没有降低到目标值，执行S220或S210以控制冷却液温度。

集成控制器100通过S400、S410、S420、S430、S440、S450和S460控制冷却风扇的速度。

如果高温冷却液超过了预定值Ta，则冷却风扇30的操作速度被提高到第一速度，如果危险项目的温度没有被降低，则冷却风扇30的操作速度被提高到大于第一速度的第二速度。此外，如果高温冷却液被降低到目标值，则冷却风扇30的速度被减慢到空转状态，其中空转速度(慢的)＜第一速度(较快的)＜第二速度(最快的)。

如果冷却风扇30的操作速度在第二速度，并且高温冷却液的温度没有被降低，则执行S600，其中如果发动机油温超过预定值Tb，则点亮报警灯，发动机速度被抑制在空转速度。

控制器通过S500、S510和S520将变速器油和轮轴油加热到预定值。如果变速器油和轮轴油的温度小于预定值，则控制器操作变速器液压泵64和轮轴液压泵74，从而高温冷却液加热油(变速器油和轮轴油)。在此，如果变速器油和轮轴油高于预定值，则执行S210。

此外，控制器基于低温冷却液泵的底图(base map)操作低温冷却液泵，并根据冷却风扇的速度补偿低温冷却液泵的底图，以控制低温冷却液泵。类似地，控制器还基于高温冷却液泵的底图操作高温冷却液泵，并根据冷却风扇的速度补偿高温冷却液泵的底图，以控制高温冷却液泵。

参考图4，在S700操作发动机，其中Tth表示恒温器打开温度。恒温器打开温度Tth由图2所示的驱动条件和环境条件设置，例如降雨、大气温度、进气温度等等。

在S720，T_HT表示冷却液温度。确定冷却液温度是否高于恒温器打开温度Tth，如果冷却液温度等于或高于恒温器打开温度Tth，则在S730电子恒温器40开始逐渐打开。另一方面，如果冷却液温度低于恒温器打开温度Tth，则执行S725。

在S725中如果冷却液温度低于“恒温器打开温度Tth-b”，其中b是预定温度间隔，例如b＝1℃，在S790中电子恒温器40开始关闭。这里，“恒温器打开温度Tth-b”被称为恒温器关闭温度。

在S740，设置用于冷却风扇操作在第一速度(其大于空转速度)的第一冷却液温度，以及设置用于冷却风扇操作在第二速度的第二冷却液温度，其中第二速度比第一速度快。

在S750，如果冷却液温度等于或高于第一冷却液温度，在S760冷却风扇30操作在第一速度下，以及在S770，如果冷却液温度等于或高于第二冷却液温度，在S780冷却风扇30操作在第二速度下。

在S755，如果冷却液温度等于或高于空转温度，在S757冷却风扇30操作在空转速度下，以及如果冷却液温度小于空转温度，在S757停止冷却风扇30。通过S780和S785，冷却风扇30操作预定的周期，例如大约60秒。

参考图5，在S301操作发动机，在S302确定发动机油温是否高于冷却液温度。

如果发动机油温小于冷却液温度，执行S305，如果发动机油温等于或高于冷却液温度，在S303确定发动机油温是否超过预定值，例如120℃。

如果发动机油温超过预定值(例如120℃)，执行S304，如果发动机油温不超过预定值，执行S305。

参考图6，开始控制，在S501确定发动机是否操作。

在S502，确定是否产生扭矩。如果产生了扭矩，执行S503，如果没有产生扭矩，执行S504。

在S503，如果变速器油和轮轴油的温度高于冷却液温度，执行S504，如果变速器油或轮轴油的温度低于冷却液温度，在S506操作变速器液压泵或轮轴液压泵。相应地，变速器油或轮轴油被加热。

在S504，如果变速器油或轮轴油的温度低于目标温度，在S505操作变速器液压泵64或轮轴液压泵74，从而热的冷却液加热变速器油或轮轴油。相反，如果变速器油或轮轴油高于目标温度，执行S506。

参考图7，在S700开始控制。在S710确定发动机是否操作。如果发动机没有操作，控制结束。

在S720，如果EGR气体温度高于目标温度，在S730提高低温冷却液阀136(即P阀)的开度，如果EGR气体温度低于目标温度，执行S740。

在S740中如果EGR气体温度小于“目标温度-d”，其中d是预定温度间隔，例如d＝2℃，则减小低温冷却液阀136(即P阀)的开度，如果EGR气体温度高于“目标温度-d”，执行S710。

在S760，根据底图操作低温冷却液泵108，在S770，根据冷却风扇30的速度补偿低温水的底图，在S780，根据补偿的图操作低温冷却液泵108。

为了在所附的权利要求中方便解释和准确定义，参考图中所示的特征的位置使用术语高或低等来描述示例性实施例的特征。

以上出于说明和描述的目的呈现了本发明的特定示例性实施例。但是其并非穷尽性的，或者要把本发明限制于所公开的精确形式，显然，在上述教导的启示下可以进行许多修改和变化。示例性实施例的选择和描述是为了解释本发明的特定原理和它们的实际应用，从而使本领域的其他技术人员获得并利用本发明的各个示例性实施例和它们的各种替换和修改。本发明的范围由所附的权利要求及其等效形式限定。

用于车辆的冷却系统装置及其控制方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。