[发明专利]用于将冷却剂泵送穿过车辆的内燃发动机的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年7月4日提交的美国临时专利申请No.61/504,283和于2011年12月11日提交的美国临时专利申请No.61/569,278的优先权，所述申请的公开内容均如充分详细陈述的那样通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种具有液体冷却内燃发动机的车辆，并且更具体地，涉及一种具有采用了包括扭簧离合器的水泵的液体冷却内燃发动机的车辆。

背景技术

目前，大多数车辆具有液体冷却内燃发动机，其中，由发动机驱动的水泵持续地泵送冷却剂穿过冷却循环系统。该冷却循环系统通常由第一回路和第二回路组成，在该第一回路中，离开发动机的冷却剂被运送穿过散热器，在该第二回路中，离开发动机的冷却剂被运送穿过车舱加热器芯。穿过每个循环系统的流量的比例由恒温器致动阀（该恒温器致动阀可以被简称为恒温器）控制，该恒温器致动阀在选择的温度处开始打开并且在冷却剂温度进一步升高到选择的温度以上时逐渐地进一步开始转移更多的流量穿过散热器。通常，该恒温器设定为相对较低的温度，以确保在所有情况下提供足够的冷却。然而，这导致发动机在大多数环境中以不必要的低温运行，这对于与发动机相关联的燃烧效率和废气排放是不理想的。此外，无论冷却剂温度如何都一直运转的水泵从发动机获取功率，并且无论水泵何时运转都是一种附加损失。

变速电动水泵可以用来对冷却剂的流量提供更强的控制，这是有利的，然而，这种水泵会耗去大量的电力来用于它们的运行，从而也显著地增加了用于车辆的热管理系统的成本。此外，电力的损失导致了冷却剂流量的损失，这当然对发动机是极为不利的。

向车辆提供一种热管理系统是有益的，该热管理系统可以类似地使用变速电动水泵来控制冷却剂流量，从而至少部分地解决了上述发现的问题。

发明内容

在第一方面，本发明涉及一种对用于将冷却剂泵送穿过车辆的内燃发动机的水泵进行控制的方法，该方法包括：

a）确定选择的目标冷却剂温度；

b）确定实际冷却剂温度；

c）为水泵选择平均流量，该平均流量在至少某些情况下为非零并且低于最大可能流量；以及

d）通过交替地启动及停止水泵来控制水泵的运行以提供选择的平均流量，从而将实际冷却剂温度引向目标冷却剂温度。

在另一方面，本发明涉及一种用于将冷却剂泵送穿过车辆的内燃发动机的系统，该系统包括：

水泵；以及

控制系统，该控制系统编程为执行上述方法。

在另一方面，本发明涉及一种控制用于具有内燃发动机的车辆的水泵的方法，其中，该水泵具有与其相关的最大可能流量，该方法包括：

a）感测发动机是否已经启动；

b）为水泵选择冷却剂的平均流量，其中，该选择的平均流量在至少某些情况下为非零并且低于最大可能流量；以及

c）通过交替启动及停止水泵来控制水泵的运行以提供冷却剂的选择的流量，直到发动机的温度确定为至少是选择的目标发动机温度为止。

在另一方面，本发明涉及一种对用于具有内燃发动机和温度传感器的车辆的水泵进行控制的方法，该温度传感器定位为用于检测冷却剂的温度。该水泵具有与其相关的冷却剂的最大可能流量。该方法包括：

a）感测发动机是否已经启动；

b）起动水泵持续选择的时段，以将来自发动机的冷却剂输送选择的距离，从而确保来自发动机的冷却剂到达温度传感器，同时使冷却剂的平均流量保持在最大可能流量以下；

c）在来自发动机的冷却剂已经到达温度传感器之后，从温度传感器获取读数；以及

d）关闭水泵持续另一个选择的时段。

在另一方面，本发明涉及一种在发动机启动之后对车辆的挡风玻璃除霜的方法，该方法包括：

a）延迟冷却剂从发动机穿过加热器芯的循环直到发动机启动之后的选择的时间为止；以及

b）在该选择的时间处，开始冷却剂从发动机穿过加热器芯的循环，以加热穿过加热器芯并进入到车辆的车舱中的气流。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例来描述本发明的各个方面，在附图中：

图1为具有根据本发明的实施方式的热管理系统的车辆的示意图；

图2a为图1中所示的车辆中的发动机的端视图；

图2b为由发动机驱动的水泵的分解立体图；

图3为示出了在运行车辆的预热阶段期间控制图2b中所示的水泵的方法的流程图；