用于車輛的調(diào)節(jié)油溫的裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的調(diào)節(jié)油溫的裝置和控制所述裝置的方法，更特別地涉及一種通過使用來自發(fā)動機(jī)的排放氣體的熱來控制油溫的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)發(fā)動車輛時，處于低溫的用于發(fā)動機(jī)或變速器的油經(jīng)受預(yù)熱過程使得油能夠維持在適當(dāng)?shù)挠糜谲囕v的驅(qū)動的溫度。在油預(yù)熱后，發(fā)動機(jī)或變速器可以正常地運(yùn)行。
[0003]常規(guī)的油預(yù)熱方法通常包括第一預(yù)熱和第二預(yù)熱，在第一預(yù)熱中冷卻劑通過經(jīng)過設(shè)置在發(fā)動機(jī)的燃燒室中的水套而首先被預(yù)熱，然后在第二預(yù)熱中油通過與冷卻劑進(jìn)行熱交換而被預(yù)熱。此方法具有預(yù)熱過慢的缺陷。因此，使用用于預(yù)熱的高溫的排放氣體的快速預(yù)熱最近已經(jīng)被廣泛地使用。
[0004]在使用排放氣體的熱的熱交換器的情況下，在每個階段，即預(yù)熱前、預(yù)熱時和預(yù)熱后，必須適當(dāng)?shù)乜刂婆欧艢怏w和油。由于具有較高溫度的排放氣體和較低溫度的油相互交換熱，不適當(dāng)?shù)臒峤粨Q引起耐久性問題，例如結(jié)垢和碳化，并影響排放氣體的成分，例如HC(烴)、C0 和 NOx0
[0005]公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明牢記出現(xiàn)在相關(guān)技術(shù)中的上述問題和/或其他問題，本發(fā)明旨在提供一種用于車輛的調(diào)節(jié)油溫的裝置，以及控制所述裝置的方法，所述裝置具有至少如下優(yōu)點(diǎn):(a)通過使用排放氣體的熱能夠快速且適當(dāng)?shù)仡A(yù)熱油，減少發(fā)動機(jī)和變速器的摩擦并減少油泵的驅(qū)動功率，導(dǎo)致燃料效率和耐久性的改進(jìn)；(b)能夠減少用于達(dá)到最佳潤滑條件的時間，減少噪音和振動，以及(C)能夠改進(jìn)EGR冷卻效率。
[0007]根據(jù)各個方面，提供一種用于車輛的調(diào)節(jié)油溫的裝置，所述裝置包括排放氣體再循環(huán)(EGR)閥、復(fù)合熱交換器、NOx傳感器、控制器，所述排放氣體再循環(huán)(EGR)閥安裝在從排放管分支出的流體通道上，所述復(fù)合熱交換器構(gòu)造成將已經(jīng)經(jīng)過EGR閥的排放氣體通過EGR冷卻路徑、油加熱路徑和旁路路徑傳送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管，在所述EGR冷卻路徑中已經(jīng)經(jīng)過EGR閥的排放氣體與冷卻劑進(jìn)行熱交換，在所述油加熱路徑中已經(jīng)經(jīng)過EGR閥的排放氣體與油進(jìn)行熱交換，所述旁路路徑中已經(jīng)經(jīng)過EGR閥的排放氣體不進(jìn)行熱交換，所述NOx傳感器安裝在排放管中，所述控制器控制復(fù)合熱交換器響應(yīng)來自NOx傳感器的信號，其中復(fù)合熱交換器具有排放氣體通路、擺動閥和旁路閥，所述排放氣體通路用于在控制器的控制下通向EGR冷卻路徑的排放氣體，所述擺動閥選擇性地完全閉合用于通向所述油加熱路徑和所述旁路路徑的排放氣體的排放氣體通路中的任意一個，所述旁路閥打開或閉合所述旁路路徑。
[0008]根據(jù)各個方面，提供一種油溫控制裝置的控制方法，所述方法包括第一溫度確定步驟和第一模式實(shí)施步驟，所述第一溫度確定步驟確定冷卻劑的溫度是否低于第一參考溫度，所述第一參考溫度表示在復(fù)合熱交換器中的排放氣體中HC(烴)和碳冷凝并聚集的臨界點(diǎn)，如果第一溫度確定步驟確定冷卻劑的溫度低于第一參考溫度時，所述第一模式實(shí)施步驟進(jìn)行控制使得旁路閥完全打開且擺動閥完全閉合EGR冷卻路徑。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法具有至少如下優(yōu)點(diǎn)。首先，可能的是通過使用排放氣體的熱來快速并適當(dāng)?shù)仡A(yù)熱油，減少發(fā)動機(jī)和變速器的摩擦，減少油泵的驅(qū)動功率，導(dǎo)致燃料效率和耐久性的改進(jìn)。其次，可能的是減少用于達(dá)到最佳潤滑條件的時間，減少噪音和振動。最后，可能的是改進(jìn)EGR冷卻效率。
[0010]本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)將在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于解釋本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方案中顯現(xiàn)或更詳細(xì)地闡明。
【附圖說明】
[0011]通過隨后結(jié)合附圖所呈現(xiàn)的詳細(xì)描述將會更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及其他優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中:
[0012]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性的用于調(diào)節(jié)油溫的裝置的視圖；
[0013]圖2為顯示圖1中所示的示例性的復(fù)合熱交換器的視圖；
[0014]圖3為描述圖2中所示的復(fù)合熱交換器的結(jié)構(gòu)的示意橫截面圖；
[0015]圖4為沿著圖3的線IV-1V的橫截面圖；
[0016]圖5為顯示EGR氣體不經(jīng)過EGR冷卻路徑而完全繞過所述路徑的狀態(tài)的視圖；
[0017]圖6為顯示部分同時進(jìn)行油的加熱和EGR氣體的冷卻的狀態(tài)的視圖；
[0018]圖7為顯示僅進(jìn)行油加熱的狀態(tài)的視圖；
[0019]圖8為顯示僅進(jìn)行EGR氣體冷卻的狀態(tài)的視圖；以及
[0020]圖9為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性的用于車輛的油溫調(diào)節(jié)裝置的控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在將詳細(xì)提及本發(fā)明的各個實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的實(shí)例顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。
[0022]參考圖1至4，根據(jù)本發(fā)明的各個實(shí)施方案的用于車輛的調(diào)節(jié)油溫的裝置包括EGR閥1、復(fù)合熱交換器9、NOx傳感器11和控制器13，所述EGR閥I安裝在從排放管104分支出的流體通道102上；所述復(fù)合熱交換器9構(gòu)造成將已經(jīng)經(jīng)過EGR閥I的排放氣體通過EGR冷卻路徑3、油加熱路徑5和旁路路徑7傳送至發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管106，在所述EGR冷卻路徑3中已經(jīng)經(jīng)過EGR閥I的排放氣體與冷卻劑進(jìn)行熱交換；在所述油加熱路徑5中已經(jīng)經(jīng)過EGR閥的排放氣體與油進(jìn)行熱交換；在所述旁路路徑7中已經(jīng)經(jīng)過EGR閥I的排放氣體不進(jìn)行熱交換；所述NOx傳感器11安裝在排放管中；所述控制器13控制復(fù)合熱交換器9響應(yīng)來自NOx傳感器11的信號。
[0023]復(fù)合熱交換器9可以具有排放氣體通路(例如圖3中的108)、擺動閥15和旁路閥17，所述排放氣體通路用于在控制器13的控制下通向EGR冷卻路徑3的排放氣體，所述擺動閥15選擇性地完全閉合用于通向油加熱路徑5和旁路路徑7的排放氣體的排放氣體通路中的任意一個(例如圖3中的110、112)，所述旁路閥17打開或閉合旁路路徑7。
[0024]油在復(fù)合熱交換器9的油加熱路徑5周圍循環(huán)以與排放氣體進(jìn)行熱交換，進(jìn)一步包括油控制閥19以打開和閉合循環(huán)油的路徑。
[0025]在本發(fā)明的各個實(shí)施方案中，復(fù)合熱交換器9具有旁路管和EGR冷卻器的作用，其冷卻排放氣體并將生成的排放氣體供應(yīng)至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管和油加熱器。此外，控制器13接收來自NOx傳感器11的信號和其他信息，并適當(dāng)?shù)乜刂茢[動閥15和旁路閥17。以此方式，本發(fā)明使用排放氣體的熱以快速且適當(dāng)?shù)仡A(yù)熱油，改進(jìn)EGR冷卻效率。
[0026]當(dāng)油被如上所述地快速且適當(dāng)?shù)仡A(yù)熱時，發(fā)動機(jī)或變速器的摩擦減小，用于油泵的驅(qū)動功率也減小。這導(dǎo)致燃料效率和部件的耐久性的改進(jìn)。此外，由于用于達(dá)到最佳潤滑條件的時間縮短，噪音和振動也減小。
[0027]在各個實(shí)施方案中，復(fù)合熱交換器9包括入口凸緣21、交換器本體23和出口凸緣25。入口凸緣21連接至EGR閥1，并裝配有擺動閥15。交換器本體23連接至入口凸緣21，并構(gòu)造成使得EGR冷卻路徑3和油加熱路徑5設(shè)置成與置于它們之間的旁路路徑7平行或基本平行。交換器本體23也構(gòu)造成根據(jù)擺動閥15的擺動在排放氣體可以經(jīng)過EGR冷卻路徑3的狀態(tài)和排放氣體可以經(jīng)過油加熱路徑5和旁路路徑7的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。出口凸緣25連接至交換器本體23和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管。
[0028]打開并閉合旁路路徑7的旁路閥17安裝在交換器本體23的出口凸緣25的一側(cè)上。
[0029]亦即，擺動閥15閉合或密封地閉合通向EGR冷卻路徑3的排放氣體的通路，如圖5中所示，或同時閉合或密封地閉合油加熱路徑5和旁路路徑7兩者。僅在擺動閥15打開油加熱路徑5和旁路路徑7的狀態(tài)下可能打開和閉合旁路路徑17，如圖5中所示。
[0030]冷卻劑在復(fù)合熱交換器9的EGR冷卻路徑3的周圍循環(huán)，油和冷卻劑分別通過不同的流體通道單獨(dú)地在油加熱路徑5周圍循環(huán)。
[0031]因此，在EGR冷卻路徑3周圍的位置中，冷卻劑與排放氣體熱交換使得待供應(yīng)至發(fā)動機(jī)的EGR氣體可以被冷卻下來。此外，在圍繞油加熱路徑5周圍的位置中，排放氣體與油熱交換使得油可以被預(yù)熱。當(dāng)油被充分預(yù)熱時，油又被冷卻劑冷卻下來使得油可以一直維持在最佳溫度。
[0032]下文中，上述油溫控制裝置的控制方法包括第一溫度確定步驟SlO和第一模式實(shí)施步驟S20。第一溫度確定步驟SlO確定冷卻劑的溫度是否低于第一參考溫度Tl，例如EGR氣體中的HC和碳冷凝以聚集在復(fù)合熱交換器9中的臨界點(diǎn)。當(dāng)?shù)谝粶囟却_定步驟SlO的實(shí)施結(jié)果顯示冷卻劑的溫度低于第一參考溫度Tl時，第一模式實(shí)施步驟S20進(jìn)行控制使得旁路閥17完全打開，擺動閥15完全閉合EGR冷卻路徑。
[0033]亦即，當(dāng)?shù)谝粶囟却_定步驟SlO中冷卻劑的溫度低于第一參考溫度Tl時，如圖5中所示，在旁路閥17完全打開的狀態(tài)下控制擺動閥15完全閉合EGR冷卻路徑5。通過此控制，從排放管排出并經(jīng)過EGR閥I的排