用于发动机的热管理的系统和方法
【技术领域】
[0001]本教导涉及一种用于车辆的热管理的系统和方法，该车辆具有发动机，该发动机具有专用的IEM(集成排气歧管)冷却剂出口。
【背景技术】
[0002]在用于机动车发动机的传统热管理系统中，冷却回路循环冷却液，通常为水和防冻液。冷却回路通常包括由发动机曲轴或电控制模块驱动的冷却剂栗。冷却剂栗推进冷却液穿过冷却回路。
[0003]发动机热管理系统通常被设计为促进发动机和冷却液在冷起动之后暖起，且在正常车辆操作期间促进发动机冷却。冷却剂可遵循穿过在发动机缸体中的冷却通道，穿过在发动机缸盖中的冷却通道，且然后直接地穿过软管到散热器或加热器芯部的路径。
【发明内容】
[0004]—种发动机热管理系统和用于车辆发动机的热管理系统的方法被提供。车辆(发动机被并入车辆)可包括排气系统，该排气系统包括多个排气流道。发动机可包括发动机缸体、汽缸盖、以及集成排气歧管。集成排气歧管(IEM)包括一体铸造在其中的IEM冷却剂出口。
[0005]该发动机热管理系统可包括冷却剂栗，发动机水套，和控制器。发动机水套被配置为从冷却剂栗接收冷却剂，且从IEM冷却剂出口排出冷却剂。发动机水套可包括发动机缸体冷却套管，下部缸盖冷却套管和上部缸盖冷却套管。
[0006]流动穿过发动机水套且最后从IEM冷却剂出口排出的冷却剂与发动机的汽缸盖为热交换关系。发动机的汽缸盖与流动穿过排气系统的热的排气为热交换关系。因此，该发动机水套通过汽缸盖与热的排气为有效热交换的关系。流动穿过发动机水套的冷却剂通过汽缸盖从热的排气吸收热量，导致热的冷却剂从IEM冷却剂出口排出。
[0007]从IEM冷却剂出口排出的热的冷却剂通过控制器选择性地引导到加热器芯部(以帮助暖和乘客舱)，发动机油热量交换器(以帮助和缓发动机油的温度)，变速器(以帮助和缓变速器的温度)和散热器(以帮助冷却发动机)中的一个。
[0008]控制器具有处理器和有形非瞬时存储器，指令被记录在存储器上，其中执行已记录的指令导致处理器引导冷却剂流动穿过发动机热管理系统。
[0009]该控制器通过本方法引导冷却剂流动穿过热管理系统，其导致处理器促动多个控制阀以占据完全关闭位置直到发动机达到预定的温度。该多个控制阀可包括第一流动控制阀，第二流动控制阀以及第三流动控制阀，该第一流动控制阀被配置为占据打开位置和关闭位置中的一个，该第二流动控制阀被配置为占据第一，第二，第三以及第四位置中的一个，其中第一位置是关闭位置，该第三流动控制阀被配置为占据第一，第二以及第三位置中的一个，其中第一位置是关闭位置。
[0010]在发动机达到预定温度之后，该处理器于是可发信号到冷却剂栗以启动从而循环冷却剂穿过热管理系统。处理器于是可促动第二流动控制阀以占据第二位置，从而引导冷却剂从IEM冷却剂出口流动到发动机油热量交换器和变速器热量交换器，以暖和相应的发动机油和变速器的每个。
[0011]—旦发动机油和变速器达到预定温度，该控制器可促动第二流动控制阀占据第三位置，以便引导冷却剂从IEM冷却剂出口排出到加热器芯部以完成乘客舱的加热。
[0012]根据另一方面，公开了一种用于车辆的发动机热管理系统，具有排气系统和发动机，该发动机具有汽缸盖和集成排气歧管，该系统包括:
[0013]冷却剂栗；
[0014]发动机水套，被配置为从冷却剂栗接收冷却剂，且还被配置为从IEM冷却剂出口排出冷却剂，其中所述IEM冷却剂出口被铸入到集成排气歧管；
[0015]控制器，具有处理器和有形非瞬时存储器，指令被记录在所述存储器上，其中执行已记录的指令导致处理器引导冷却剂流动穿过发动机热管理系统；以及
[0016]其中流动穿过发动机水套且从IEM冷却剂出口排出的冷却剂与发动机的汽缸盖为热交换关系，汽缸盖与流动穿过所述排气系统的热的排气为热交换关系，以致流动穿过发动机水套的所述冷却剂经由汽缸盖从热的排气吸收热量，导致热的冷却剂从IEM冷却剂出口排出，且由控制器选择性地引导到加热器芯部、发动机油热交换器、变速器热交换器和散热器中的一个。
[0017]优选地，所述排气系统包括多个排气流道和与发动机的集成排气歧管一体的排气出口，排气出口具有排气隔板，所述排气隔板被配置为横贯排气出口，所述排气隔板限定多个与排气流道关联的排气口。
[0018]优选地，所述发动机汽缸水套设置尺寸以大体围绕排气流道，且被配置为从汽缸盖和排气隔板的每个吸取热量。
[0019]优选地，所述发动机水套包括:发动机缸体冷却套管和下部缸盖冷却套管，每个被配置为从冷却剂栗接收冷却剂；以及上部缸盖冷却套管，被配置为从冷却剂栗和下部缸盖冷却套管中的至少一个接收冷却剂且还被配置为从IEM冷却剂出口排出冷却剂。
[0020]优选地，所述发动机汽缸水套还包括中间冷却套管，所述中间冷却套管被布置为围绕排气隔板且与排气隔板为热交换关系，且被配置为从排气隔板吸取热量；且其中所述中间冷却套管被配置为从下部缸盖冷却套管接收冷却剂且排出冷却剂到上部缸盖冷却套管。
[0021]优选地，所述上部缸盖冷却套管从下部缸盖冷却套管接收冷却剂。
[0022]优选地，所述上部缸盖冷却套管从下部缸盖冷却套管和冷却剂栗的每个接收冷却剂。
[0023]优选地，所述中间冷却套管从下部缸盖冷却套管接收冷却剂，且所述上部缸盖冷却套管经由中间冷却套管从下部缸盖冷却套管和从冷却剂栗中的至少一个接收冷却剂。
[0024]优选地，发动机热管理系统还包括:
[0025]多个流动控制阀，被配置为从冷却剂栗和发动机水套中的至少一个接收冷却剂，其中所述冷却剂栗和多个流动控制阀由控制器控制；
[0026]加热器芯部，其被配置为从多个流动控制阀的至少一个接收冷却剂；
[0027]变速器热交换器，被配置为通过多个流动控制阀的至少一个从冷却剂栗和发动机水套中的至少一个接收冷却剂；
[0028]发动机油热交换器，其被配置为通过多个流动控制阀的至少一个从冷却剂栗和发动机水套中的至少一个接收冷却剂；以及
[0029]散热器，其被配置为从多个流动控制阀，变速器热交换器和发动机油热交换器中的至少一个接收冷却剂。
[0030]优选地，所述的多个流动控制阀包括:
[0031]第一流动控制阀，占据打开位置和关闭位置的至少一个，所述第一流动控制阀还被配置为从发动机缸体冷却套管接收冷却剂；
[0032]第二流动控制阀，被配置为占据第一位置，第二位置，第三位置和第四位置中的一个，以致所述第二流动控制阀从上部缸盖冷却套管接收冷却剂且当占据第二位置时排出暖和的冷却剂到变速器热交换器和发动机油热交换器的每个，当占据第三位置时排出冷却剂到加热器芯部，当占据第四位置时，排出冷却剂到第三流动控制阀；
[0033]模式选择阀，被配置为占据第一位置和第二位置中的一个，以致当模式选择阀占据第一位置时，所述模式选择阀从第二流动控制阀接收冷却剂且排出冷却剂到变速器热交换器和发动机油热交换器的每个，以帮助暖和变速器和发动机油的每个，且以致当模式选择阀占据第二位置时，所述模式选择阀从冷却剂栗接收冷却剂且排出冷却剂到变速器热交换器和发动机油热交换器的每个以帮助冷却变速器和发动机油的每个；以及
[0034]第三流动控制阀，被配置为占据第一位置，第二位置和第三位置中的一个，所述第三流动控制阀还被配置为从下部缸盖冷却套管，第一流动控制阀和第二流动控制阀中的一个接收冷却剂且还被配置为当占据第二位置时排出冷却剂到冷却剂栗，当占据第三位置时排出冷却剂到散热器。
[0035]优选地，所述第一流动控制阀占据关闭位置，其中所述第三流动控制阀占据第一位置，其中所述第二流动控制阀占据第二位置，且通过占据第一位置的模式选择阀排出暖的冷却剂到变速器热交换器和发动机油热交换器，从而加热发动机油且暖和变速器，且其中发动机油热交换器和变速器热交换器的每个被配置为排出冷却剂到散热器。
[0036]优选地，所述第一流动控制阀占据关闭位置；其中所述第三流动控制阀占据第一位置；其中所述第二流动控制阀占据第三位置且排出冷却剂到加热器芯部；且其中所述加热器芯部被配置为从第二流动控制阀接收冷却剂且排出冷却剂到冷却剂栗。
[0037]优选地，所述第一流动控制阀占据打开位置且排出冷却剂到第三流动控制阀；其中所述第二流动控制阀占据第三位置且排出冷却剂到第三流动控制阀和加热器芯部的每个；且其中所述第三流动控制阀占据第二位置和第三位置中的一个，以致当占据第二位置时所述第三流动控制阀排出冷却剂到冷却液栗，且当占据第三位置时所述第三流动控制阀排出冷却剂到散热器。
[0038]另一方面，提供了一种用于车辆发动机的热管理的方法，包括步骤:
[0039]通过控制器促动多个流动控制阀，以占据完全关闭位置直到发动机达到第一预定温度，其中所述多个流动控制阀至少包括被促动占据关闭位置的第一流动控制阀，被相对占据第一位置的第二流动控制阀，和被相对占据第一位置的第三流动控制阀；
[0040]在发动机达到第一预定温度之后，通过控制器发送信号到冷却剂栗，以启动且循环冷却剂穿过热管理系统；
[0041]通过控制器促动第二流动控制阀以占据第二位置且促动模式选择阀以占据第一位置；
[0042]通过控制器选择性地引导从IEM冷却剂出口排出的暖的冷却剂通过第二流动控制阀到发动机油热交换器和变速器热交换器的每个，其中所述暖的冷却剂通过发动机水套被传递到KM冷却剂出口，发动机水套与发动机的汽缸盖为热交换关系，且所述汽缸盖与流动穿过多个排气流道的热的排气为热交换关系，以致所述暖的冷却剂从IEM冷却剂出口排出且通过第二流动控制阀被引导到发动机油热交换器和变速器热交换器，分别暖和发动机油和变速器的每一个；以及
[0043]当发动机油达到预定温度且变速器达到预定温度时，通过控制器促动第二流动控制阀以占据第三位置，从而引导冷却剂到加热器芯部以帮助加热乘客舱。
[0044]优选地，所述方法还包括:
[0045]当乘客舱达到预定温度时，通过控制器促动第一流动控制阀以占据打开位置且促动第二流动控制阀以占据第四位置，从而从第二流动控制阀引导冷却剂到第三流动控制阀；以及
[0046]通过控制器选择性地引导从第三流动控制阀排出的冷却剂到以下中的一个:到冷却剂栗直到发动机达到第二预定温度；以及当发动机达到第二预定温度时到散热器。
[0047]优选地，所述控制器选择性地引导从第一流动控制阀排出的冷却剂到第三流动控制阀；其中所述控制器选择性地引导从第二流动控制阀排出的冷却剂到加热器芯部和第三流动控制阀的每个；且其中所述第三流动控制阀被促动以占据第二位置且排出冷却剂回到冷却剂栗，以便帮助暖和发动机。
[0048]优选地，所述控制器选择性地引导从第一流动控制阀排出的冷却剂到第三流动控制阀；其中所述控制器选择性地引导从第二流动控制阀排出的冷却剂到加热器芯部和