本发明涉及某种类型的用于机动车的内燃发动机的冷却系统，其包括：
-用于发动机的冷却剂的回路，其包括在发动机内部的内部回路部分和在发动机外部的外部回路部分，
-用于发动机的冷却剂的绝热箱，其连接到冷却回路的所述外部部分，适用于在发动机不工作时将限定量的冷却剂保持处于高于环境温度的温度，并在发动机的后续启动之后，在发动机预热阶段期间，被提供来使该量的冷却剂在高于环境温度的温度下流入发动机的冷却回路中，
-膨胀容器，其连接到发动机的冷却剂回路的所述外部部分，
-其中，所述膨胀容器具有绝热本体并构成用于发动机的冷却剂的所述绝热箱。
背景技术：
在以上指出的类型的冷却系统中，由于可能使用在前述的绝热箱中存储的较温暖的液体，前述的绝热箱被用来在发动机冷启动之后加速其加热阶段。例如在文献us2005229873、us5299630、us2401510、jp3353236、jp5189461、jp2002266679、jp2003322019、jph10309933、jp3843499和jp2008082225中已知这种类型的系统。
在依据欧洲专利公约第54(3)条形成现有技术的一部分的欧洲专利申请ep16169784.2中，申请人提出了一种用于在内燃发动机的冷却回路中的热回收的系统，其具有用于发动机的冷却剂的绝热箱并具有膨胀容器，它们二者都连接到在发动机外部的外部回路部分。
而且，国际专利申请wo2015/114225a1显示了具有绝热本体的膨胀容器。
发明目标
本发明的目标是提供上述类型的冷却系统，在该冷却系统中，加速在发动机的冷启动之后的加热阶段并且其中在可能的最短时间内还实现发动机的操作状态以允许燃料消耗最小。本发明的另一目标是利用一种冷却系统提供这些功能，所述冷却系统与属于现有技术的系统相比具有显著降低的生产成本和更好的整合性。
技术实现要素：
鉴于实现以上目标，本发明涉及用于机动车的内燃发动机的冷却系统，其具有在本描述的起始处指出的所有特性，且其特征还在于：
-发动机的冷却剂的回路的所述外部部分也包括用于促动回路中的冷却剂的循环的泵、用于发动机的润滑油的冷却器、用于机动车的客厢的加热器、用于冷却冷却剂的散热器、用于控制冷却剂在回路中的流动的电子控制分配阀，
-其中，所述电子控制分配阀具有连接到供给离开发动机的冷却剂的第一管道的入口、连接到发动机的润滑油冷却器的入口的第一出口、连接到所述客厢加热器的入口的第二出口和连接到所述散热器的入口的第三出口，
-用于根据一个或多个操作参数控制所述电子控制分配阀的操作状态的电子控制单元，所述一个或多个操作参数包括冷却剂的至少一个温度检测值，
-其中，所述膨胀容器置于第二管道中，所述第二管道将所述第一管道连接到用于所述内燃发动机中的冷却剂的入口，所述泵置于所述第二管道的在所述膨胀容器下游的端部部分中，且所述膨胀容器与所述泵相比处于更高的位置，
-其中，所述电子控制分配阀可在以下操作状态的一个之间选择性地切换：
-关闭状态，其中所有前述的第一、第二和第三出口相对于阀的所述入口而被隔离，
-第一打开状态，其中仅所述第一出口与阀的入口300连通，
-第二打开状态，其中仅第一和第二出口与阀的入口连通，以及
-第三打开状态，其中所有所述第一、第二和第三出口与阀的所述入口连通。
由于这些特性，根据本发明的系统以有效的方式执行为了其而对系统进行设计的功能，同时最终还由于使用的构件数量少而生产起来是经济的。
根据本发明的另一特性，电子控制单元编程成使得，在启动内燃发动机之后，随着发动机冷却剂的所述温度检测值增大，连续执行以下操作步骤：
-第一步骤，其中电子控制分配阀保持处于其第一打开状态，使得离开发动机的冷却剂被供给到发动机的润滑油冷却器，
-第二步骤，其中电子控制分配阀保持处于其第二打开状态，使得离开发动机的冷却剂被供给到发动机的润滑油冷却器和客厢加热器两者，以及
-第三步骤，其中电子控制分配阀保持处于其第三打开状态，使得离开发动机的冷却剂被供给到发动机的润滑油冷却器和客厢加热器以及散热器。
根据本发明的实施例，系统包括还包括恒温器，其置于在所述泵的下游点处将所述第二导管与冷却器的所述入口连接的第三导管中。
在具有恒温器的该实施例中，电子控制单元编程成使得在启动内燃发动机之后并在其中电子控制分配阀保持处于其第一打开状态的所述第一步骤之前，存在操作预备步骤，其中电子控制分配阀保持处于所述关闭状态，其中，恒温器处于打开状态，使得离开发动机的冷却剂流经所述第一管道、所述第二管道、所述膨胀容器和所述第三管道，从而将以之前存储在膨胀容器中的量的液体供给到发动机的润滑油冷却器。在所述第一、第二和第三步骤期间，恒温器处于关闭状态。
在所附权利要求中指出本发明的备选实施例的其它具体特征。
附图说明
根据参照附图而单纯地通过非限制性示例提供的以下描述，本发明的其它特性和优点将变得显而易见，其中：
-图1为根据本发明的冷却系统的第一实施例的示意图，
-图2为根据本发明的冷却系统的第二实施例的示意图，
-图3为根据本发明的系统的膨胀容器的示意性截面图。
具体实施方式
参照附图，参考标号1以其整体指示用于机动车的内燃发动机2的根据本发明的冷却系统。
冷却系统1包括用于发动机2的冷却剂的回路，该回路包括发动机2的内部回路部分100和发动机的外部回路部分101。
发动机2的外部回路部分101包括第一管道102，第一管道102将离开发动机2的冷却剂供向任何已知类型的电子控制分配阀3。分配阀3具有接收从第一管道102供给的冷却剂的入口300和用以控制冷却剂对回路的其它元件的供给的多个出口。
冷却系统1包括用于发动机的冷却剂的绝热箱6。绝热箱6连接到冷却回路的外部部分101并构造成在发动机不工作时使确定量的冷却剂保持处于高于环境温度的温度。绝热箱6也构造成在发动机2的连续启动后，在发动机的预热阶段，使该量的冷却剂在高于环境温度的温度下流入发动机2的冷却回路中。
在常规的冷却系统中，膨胀容器被连接到冷却剂回路的外部部分101。
然而，根据也已知的解决方案，用于发动机2的冷却剂以及用于执行之前指出的功能的绝热箱，也构成冷却系统1的膨胀容器。
在本描述的以下部分中，系统1的膨胀容器和绝热箱二者将因此无差异地以参考标号6指示。
参照示出本发明的备选实施例的图1-2，膨胀容器6置于第二管道103中，第二管道103将第一管道102连接至用于内燃发动机2的冷却剂的入口。
冷却系统1且尤其是发动机2的冷却剂的外部回路部分101还包括用于激活回路1中的冷却剂的循环的泵5、发动机的润滑油冷却器4、客厢加热器8和用于冷却冷却剂的散热器9。泵5置于第二管道103的在膨胀容器6下游的端部部分中，第二管道103相对于泵5位于更高的位置。其中参考标号a指示回路1的交叉点(节点)。
根据本发明的另一特性，冷却系统1进一步包括用于根据一个或多个操作参数控制电子控制分配阀3的操作状态的电子控制单元e，所述一个或多个操作参数包括冷却剂的至少一个温度检测值。冷却系统1在第二管道103中设置两个温度传感器，它们分别布置在箱6的上游和下游(未在图中示出)。电子控制单元e构造成从温度传感器接收输出的信号。
根据本发明的重要特性，电子控制单元e编程成使得在启动内燃发动机2之后，随着通过传感器(未在图中示出)检测到的发动机冷却剂的温度值的增大，连续地进行操作步骤。
如之前所述的，冷却系统1包括电子控制分配阀3，其具有多个出口，用于控制冷却剂对回路的不同部分的供给。
阀3为电磁阀，并且通过逐渐增大电磁线圈功率供应的电压实现前述的不同操作状态之间的切换。参照图1和2，电子控制分配阀3包括：
-第一出口301，其连接到发动机2的润滑油冷却器4的入口401，
-第二出口302，其连接到客厢加热器8的入口801，以及
-第三出口303，其连接到散热器9的入口901。
参照图1，现将在本描述的以下部分中，描述本发明的第一实施例。
参考标号11a和11b指示两个管道，在管道中，油分别从发动机2流到冷却器4和从冷却器4流到发动机2。现将详细描述水如何在系统1的各个元件之间循环的结构细节。
再参照在图1中示出的实施例，系统1还包括置于第三管道104中的恒温器t，第三管道104在泵5的下游点处连接第二管道103和发动机2的润滑油冷却器4的入口401。恒温器t可以任何已知的方式生产。
电子控制分配阀3在以下操作状态中的一个之间选择性地切换：
-关闭状态，其中所有前述的第一、第二和第三出口301、302、303相对于阀3的入口300而被隔离，
-第一打开状态，其中仅第一出口301与阀3的入口300连通，
-第二打开状态，其中仅第一和第二出口301、302与阀3的入口300连通，以及
-第三打开状态，其中所有所述第一、第二和第三出口301、302、303都与阀3的入口300连通。
通过逐渐增大电磁线圈功率供应的电压来实现前述不同操作状态之间的切换。通过可与控制发动机2的操作的电子控制单元为同一电子控制单元的电子控制单元e控制分配电磁阀3的供给。
再次参照在图1中示出的实施例，在第一步骤中，电子控制分配阀3保持处于其关闭状态，且恒温器t处于打开状态，使得在启动发动机2之后随即离开发动机2的冷却剂全部流经第一管道102、第二管道103、箱6和第三管道104，从而使之前在箱6中存储的量的液体供给到发动机的润滑油冷却器4。箱6能够甚至在机动车在发动机不工作的情况下的长时间停车期间使存储在其中的冷却剂的温度保持在高于环境温度的值。如以上指出的那样，当启动发动机时，离开发动机2的仍较冷的冷却剂全部被传送到箱6中，因而排空之前存储的量的热的液体。由于处于打开状态的恒温器t的原因，存储在箱6中的热的液体然后又被供给到换热器4。在该步骤中，换热器4用作润滑油的加热器且之前存储在箱6中的量的热的液体允许加速预热发动机、油的步骤从而减少将油加热到理想温度所需要的时间，以使发动机的摩擦最小化，并从而使燃料消耗最小化。将在本描述的以下部分中进一步描述箱6的另外的结构细节。
在第一操作步骤结束时，电子控制单元e编程成开始第二操作步骤，在第二操作步骤中，恒温器t处于关闭状态且电子控制分配阀3保持处于其第一打开状态，使得离开发动机的冷却剂仍然被供给到发动机的润滑油冷却器4，而不经过恒温器t置于其中的第三管道104。因此，离开发动机的冷却剂的整个流在该第二操作步骤中也直接被引导至在该步骤中作为润滑油的加热器起作用的换热器4，以便允许尽可能快地达到油的理想操作温度。可基于达到由温度传感器检测到的预定的阈值而实现该第二操作步骤的结果。
一旦检测到第二操作步骤的结果，电子控制单元e编程成启动第三操作步骤，在第三操作步骤中，电子控制分配阀3保持处于其打开状态，使得离开发动机2的冷却剂被供给到发动机的润滑油冷却器4和客厢加热器8(在其中机动车的用户存在需求的情况下)二者。最终，在通过电子控制单元e控制的第四操作步骤中，电子控制分配阀3保持处于其第三打开状态，使得离开发动机2的冷却剂被供给到润滑油冷却器4和客厢加热器8(假设用户存在需求)二者，以及被供给到散热器9，在散热器9中，液体被冷却，之后从节点a流过而返回至发动机2中。
根据与本发明的备选实施例相关的重要特性，流入箱6中的第二管道103相比于流入电子控制分配阀3的入口300中的第一管道102具有较窄的截面。这样，当阀3处于打开状态时，离开发动机2的冷却剂趋于流向阀3的出口而不是流向箱6。
参照图2，现将描述根据本发明的系统1的第二实施例。与之前描述的实施例不同，在该情况下，外部回路部分101包括第一管道102、第二管道103，但不包括包含恒温器t的第三管道104。电子控制单元e编程成使得在启动内燃发动机2之后，随着发动机的冷却剂的温度检测值的增大，连续执行三个步骤：
-第一步骤，其中电子控制分配阀3保持处于其第一打开状态，使得离开发动机的冷却剂被供给到发动机的润滑油冷却器4，
-第二步骤，其中电子控制分配阀保持处于其第二打开状态，使得离开发动机的冷却剂被供给到发动机的润滑油冷却器和客厢加热器8(假设用户存在需求)，以及
-第三步骤，其中电子控制分配阀3保持处于其第三打开状态，使得离开发动机2的冷却剂被供给到发动机4的润滑油冷却器和客厢加热器8以及散热器9。冷却剂从散热器9流过节点a而返回到发动机中。也在根据本发明的系统的该实施例中，通过逐渐增大电磁线圈功率供应的电压来实现前述不同操作状态之间的切换。通过可与控制发动机2的操作的电子控制单元为同一电子控制单元的电子控制单元e来控制分配电磁阀3的供给。
在图2中示出的根据本发明的系统1的实施例具有以下优点：能够在没有布置之前描述的恒温器t的情况下(进一步减少成本)有效地实现为了其而对系统进行设计的所有功能。
在以上描述的两个实施例中，根据本发明的冷却系统1允许在启动冷的发动机之后加速预热阶段并还允许在可能的最短时间内达到发动机的操作状态以允许燃料消耗最小。而且，根据本发明的冷却系统与属于现有技术的系统相比具有显著降低的生产成本和更好的整合性。
在图1-2中示出的两个实施例中，电子控制单元e还构造成接收表示关掉内燃发动机2的命令的信号并从而控制电子控制分配阀3至其关闭状态的切换，使得离开内燃发动机2的热的冷却剂被传送到箱6中。此外，电子控制单元还构造成能够仅在检测到对箱6填充离开发动机2的热的冷却剂之后关掉发动机2。在关掉内燃发动机之后，控制泵5和阀3至关闭状态的前述切换来实现用热的冷却剂填充膨胀容器6。
现将描述根据本发明的绝热箱6的一些结构细节。
如之前提及的那样，系统1的特征尤其在于，系统1的膨胀容器具有绝热本体并构成用于发动机的冷却剂的绝热箱。
在附图的图3中，示出了根据优选实施例的箱6的截面图。膨胀容器具有容纳本体，该容纳本体具有绝热壁，绝热壁包括第一外部层60，其与第二内部层61间隔开。在两个层60、61之间为腔体，根据需求，腔体可被填充空气或绝缘材料62，但是为了提高膨胀容器的本体的绝缘性质，优选将一层绝缘材料62置于腔体中。容纳本体具有用于冷却剂的入口65，入口65与第二管道103的上游部分连通。入口65位于箱6的容纳本体的上部部分中。
容纳本体还包括出口66，出口66与第二管道103的下游部分连通。出口66位于容纳本体的下部部分中。
仍然根据在图3中示出的实施例，箱6的容纳本体的内部包括多个隔片64，设置隔片64以加强箱6的热的保持。隔片64因而作为积聚热的质量体而起作用，以便保持箱6内部的液体处于可能的最高温度。
仍然参照图3，参考标号67指示构造成指示箱6内部的液体可达到的最高液位的虚线，且参考标号63指示布置在箱6的容纳本体的上部部分上的止动器，其具有用于使存在于容纳本体内的任何空气气泡排出的孔。
根据现有技术，箱6还包括存在于容纳本体内的液位的指示器以便向用户显示这个信息。该指示器是必要的，因为诸如例如在传统的膨胀容器的情况下，容纳本体不具有透明的壁。
由于之前描述的所有特性，根据本发明的系统允许在发动机的冷启动之后实现加速的预热阶段并在短时间内实现发动机的操作状态，以允许燃料消耗最小。用比已知的系统具有显著降低的生产成本和更好的整合性的冷却系统实现这些特性。
当然，在不对本发明的原理有偏见的情况下，结构细节和实施例可关于单纯通过示例描述和示出的内容广泛地改变，而不脱离本发明的范围。