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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizsystem von einem Hybridfahrzeug, bei dem die Wärme, welche von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, in verschiedenen elektronischen Vorrichtungen und den Kühlleitungen davon gespeichert wird, um als eine Wärmequelle in dem Hybridfahrzeug verwendet zu werden.
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Beschreibung verwandter Technik
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Im Allgemeinen wird ein Hybridfahrzeug angetrieben durch Auswählen von einer von einer Verbrennungsmotor-Antriebskraft, welche einen fossilen Kraftstoff verwendet, und einer Motorantriebskraft, welche elektrische Energie verwendet, oder durch Verwenden von beiden.
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Das heißt, ein Hybridfahrzeug implementiert gemäß den Fahrsituationen einen Verbrennungsmotor-Antriebsmodus, wo ein Fahrzeug angetrieben wird, indem nur eine Verbrennungsmotor-Antriebsquelle verwendet wird, einen Elektrofahrzeug(EV)-Antriebsmodus, wo ein Fahrzeug angetrieben wird, indem nur eine Motorantriebsquelle verwendet wird, und einen Hybridelektrofahrzeug(HEV)-Antriebsmodus, wo ein Fahrzeug angetrieben wird, indem beide Leistungen von einem Verbrennungsmotor und einem (E-)Motor verwendet werden.
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Bei dem Hybridfahrzeug ist ein Innenheizsystem, wie es in 1 gezeigt ist, bereitgestellt mit einem Heizkörper 1, einem Verbrennungsmotor 3, einem Verbrennungsmotor-Kühlkreis 10, welcher verbunden ist mit einem Kühler 7, sodass Kühlwasser zirkuliert wird, und einem elektronische-Vorrichtung-Kühlkreis 20, welcher separat bereitgestellt ist, um verbunden zu sein mit verschiedenen Frontkomponenten 23 und einem Hilfskühler 27 zum Kühlen derselben, sodass Kühlwasser zirkuliert wird.
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Gemäß dem herkömmlichen Heizsystem für ein Hybridfahrzeug, das wie oben konfiguriert ist, wird die Wärme, welche von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, zu dem Heizkörper übertragen, wenn ein Heizbetrieb bei einem Fahrmodus/Antriebsmodus benötigt wird, um den Innenraum eines Fahrzeugs zu erwärmen. Selbst in einem Fall, wo der Fahrmodus umgeschaltet ist auf den EV-Fahrmodus, wo ein Fahrzeug angetrieben wird, indem nur der Motor verwendet wird, wenn ein Verbrennungsmotor stoppt, wird der Innenraum eines Fahrzeugs erwärmt unter Verwendung der Wärme, welche in dem Verbrennungsmotor verblieben ist, für eine vorbestimmte Zeit, jedoch muss der Verbrennungsmotor neu gestartet werden gemäß der Abnahme der Temperatur des Verbrennungsmotors.
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Ferner, obgleich Wärme erzeugt wird durch verschiedene elektronische Vorrichtungen, wie einen Inverter, während ein Fahrzeug in dem EV-Fahrmodus angetrieben wird, wird die Wärme abgegeben an das Kühlmedium, wodurch ein Energieverlust erzeugt wird, und ferner wird die Wärme, welche erzeugt wird, wenn die Temperatur ansteigt, gekühlt und somit verschwendet.
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Ein separates Wärmespeichersystem wurde vorgeschlagen, um die abgegebene Wärme zu speichern, jedoch müssen separate Strukturen hinzugefügt werden, um das Wärmespeichersystem aufzubauen, wodurch die Struktur kompliziert wird und die Einheitskosten ansteigen.
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Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Heizsystem für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, das im Stande ist, die Heizeffizienz zu erhöhen und den Energieverlust zu reduzieren, indem die Abwärme, welche von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, gespeichert wird, wenn das Heizen für ein Hybridfahrzeug durchgeführt wird, und indem die gespeicherte Wärme als eine Wärmequelle verwendet wird.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein Heizsystem für ein Hybridfahrzeug aufweisen eine erste Heizleitung, welche einen Verbrennungsmotor, der eine Temperatur hat, die durch eine Wasserkühlung gesteuert wird, mit einem Heizkörper verbindet, der erwärmt wird unter Verwendung von Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird; eine zweite Heizleitung, welche einen Wärmeaustausch zwischen verschiedenen elektronischen Vorrichtungen und einem Hilfskühler ermöglicht, der die Temperaturen der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen steuert; eine Abzweigungsleitung, welche mit der ersten Heizleitung und der zweiten Heizleitung verbunden ist und Wärme zwischen diesen austauscht; eine Mehrzahl von Ventilen, welche an einer jeweiligen von der ersten Heizleitung, der zweiten Heizleitung und der Abzweigungsleitung bereitgestellt sind und selektiv Wärme austauschen zwischen der ersten Heizleitung und der zweiten Heizleitung; und eine Steuervorrichtung, welche ein jeweiliges Ventil steuert, wenn eine Managementtemperatur eines Verbrennungsmotors größer gleich einer Grenztemperatur ist, sodass die Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, ausgehend von der ersten Heizleitung zu der zweiten Heizleitung transferiert wird und in der zweiten Heizleitung gespeichert wird.
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Die Abzweigungsleitung kann aufweisen eine erste Abzweigungsleitung, welche von einem ersten Abzweigungspunkt an einem Einlass des Hilfskühlers entlang der zweiten Heizleitung abgezweigt ist und mit einem zweiten Abzweigungspunkt an einem Einlass des Heizkörpers der ersten Heizleitung verbunden ist; und eine zweite Abzweigungsleitung, welche abgezweigt ist von einem dritten Abzweigungspunkt an einem Auslass des Hilfskühlers entlang der zweiten Heizleitung und welche verbunden ist mit einem vierten Abzweigungspunkt an einem Auslass des Verbrennungsmotors der ersten Heizleitung.
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Die Mehrzahl von Ventilen kann aufweisen ein erstes und ein zweites Ventil, welche an der ersten Abzweigungsleitung bzw. der zweiten Abzweigungsleitung vorgesehen sind; ein drittes Ventil, welches vorgesehen ist zwischen dem zweiten Abzweigungspunkt, mit dem die erste Abzweigungsleitung verbunden ist, und dem vierten Abzweigungspunkt, mit dem die zweite Abzweigungsleitung an der ersten Heizleitung verbunden ist; und ein viertes Ventil, welches vorgesehen ist zwischen dem ersten Abzweigungspunkt, mit dem die erste Abzweigungsleitung an der zweiten Heizleitung verbunden ist, und dem Hilfskühler.
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Die Steuervorrichtung kann das dritte Ventil steuern, sodass es geöffnet ist, wenn ein Betrieb des Heizens durchgeführt wird, während der Verbrennungsmotor betrieben wird, und das erste und das zweite Ventil steuern, sodass diese geschlossen sind, sodass die Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, zu dem Heizkörper transferiert wird.
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Die Steuervorrichtung kann das dritte und das vierte Ventil steuern, sodass diese geschlossen sind, und das erste und das zweite Ventil steuern, sodass diese geöffnet sind, in einem Fall, wo die Managementtemperatur des Verbrennungsmotors größer gleich einer Grenztemperatur ist, während der Verbrennungsmotor betrieben wird, sodass die von dem Verbrennungsmotor erzeugte Wärme zu der zweiten Heizleitung transferiert wird.
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Die Steuervorrichtung kann das erste und das zweite Ventil steuern, sodass diese geschlossen sind, und das dritte und das vierte Ventil steuern, sodass diese geöffnet sind, in einem Fall, wo die Managementtemperatur der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen größer gleich einer Grenztemperatur ist infolge der von dem Verbrennungsmotor transferierten Wärme, wodurch ein Kühlen der elektronischen Vorrichtungen durchgeführt wird.
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Die Steuervorrichtung kann eine Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors mit einer Wärmeverfügbarkeit der elektronischen Vorrichtungen vergleichen, wenn der Betrieb des Heizens durchgeführt wird, während ein Fahrzeug in einem EV-Modus fährt, wo der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt ist, und wobei, wenn die Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors größer ist als die Wärmeverfügbarkeit der elektronischen Vorrichtung, die Steuervorrichtung das erste und das zweite Ventil steuert, sodass diese geschlossen sind, und das dritte Ventil steuert, sodass dieses geöffnet ist, wodurch der Betrieb des Heizens durchgeführt wird mit lediglich der Wärme von dem Verbrennungsmotor.
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Die Steuervorrichtung kann das erste und das zweite Ventil steuern, sodass diese geöffnet sind, und das dritte Ventil und das vierte Ventil steuern, sodass diese geschlossen sind, sodass der Betrieb des Heizens durchgeführt wird mit der Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor erzeugt und in einer elektronischen Vorrichtung gespeichert ist, in dem Fall, wo die Wärmeverfügbarkeit der elektronischen Vorrichtung größer ist als die Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors.
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Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere ähnliche Ausdrücke, wie sie hierin verwendet werden, mit einschließen Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie zum Beispiel Kfz/Pkw, umfassend SUV, Busse, Trucks/LKWs, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, umfassend eine Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und Ähnliche, und auch miteinschließen Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoff-angetriebene Fahrzeuge und andere alternativer-Kraftstoff-Fahrzeuge (zum Beispiel Kraftstoffe, welche abgeleitet sind von anderen Ressourcen als Erdöl). Wie hierin verwendet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Leistungsquellen hat, zum Beispiel sowohl Benzin-angetriebene als auch elektrisch-angetriebene Fahrzeuge.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargestellt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, und der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Heizsystem für ein Hybridfahrzeug gemäß einer verwandten Technik veranschaulicht.
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2 ist ein Blockdiagramm, welches ein beispielgebendes Heizsystem für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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3–5 sind Blockdiagramme, welche einen Betrieb des beispielgebenden Heizsystems für das Hybridfahrzeug, wie es in 2 gezeigt ist, veranschaulichen.
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6 ist ein Graph, welcher den Effekt des beispielgebenden Heizsystems für das Hybridfahrzeug, wie es in 2 gezeigt ist, veranschaulicht.
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7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern des beispielgebenden Heizsystems für das Hybridfahrzeug, wie es in 2 gezeigt ist, veranschaulicht.
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Es sollte verständlich sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen darstellen, welche illustrativ sind für die Grundprinzipien der Erfindung. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, umfassend zum Beispiel spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden zum Teil durch die im Besonderen beabsichtigte Anwendungs- und Verwendungsumgebung bestimmt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in den angehängten Zeichnungen illustriert und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielgebenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielgebenden Ausführungsformen beschränken soll. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielgebenden Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen, und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Einzahlformen „ein“, „eine“ und „die“, die Pluralformen ebenfalls mit einschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes anzeigt. Ferner versteht es sich, dass die Ausdrücke „aufweisen“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorliegen der angegebenen Merkmale, Ganzen Zahlen, Schritte, Tätigkeiten, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber nicht das Vorliegen oder die Hinzufügung von ein oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzen Zahlen, Schritten, Tätigkeiten, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ irgendeine und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen, aufgelisteten Gegenstände.
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2 ist ein Blockdiagramm, welches ein Heizsystem für ein Hybridfahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und die 3–5 sind Blockdiagramme, welche einen Betrieb des Heizsystems für das Hybridfahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Heizeffizienz zu erhöhen, wenn ein Hybridfahrzeug erwärmt werden soll. Wie in 2 gezeigt, kann ein Heizsystem für ein Hybridfahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweisen eine erste Heizleitung 100 zum Verbinden eines Verbrennungsmotors 120, dessen Temperatur durch Wasserkühlung gesteuert wird, mit einem Heizkörper 140, der geheizt wird unter Verwendung einer Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wird, eine zweite Heizleitung 200, welche einen Wärmeaustausch zwischen verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 und einem Hilfskühler 240 ermöglicht, der bereitgestellt ist zum Steuern der Temperaturen der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220, eine Abzweigungsleitung 300, welche verbunden ist mit der ersten Heizleitung 100 und der zweiten Heizleitung 200 zum Austauschen von Wärme zwischen diesen, ein jeweiliges Ventil 400, bereitgestellt an der ersten Heizleitung 100, der zweiten Heizleitung 200 und der Abzweigungsleitung 300, welches Wärme selektiv austauscht zwischen der ersten Heizleitung 100 und der zweiten Heizleitung 200, und eine Steuervorrichtung 500 zum Steuern des Ventils 400, wenn eine Management- bzw. Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors größer gleich einer Grenztemperatur ist, sodass die Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 von der ersten Heizleitung 100 auf die zweite Heizleitung 200 übertragen wird, wodurch die Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 in der zweiten Heizleitung 200 gespeichert wird.
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Die erste Heizleitung 100 ist ein Kühlzirkulationspfad, der ermöglicht, dass Kühlwasser zwischen dem Verbrennungsmotor 120 und dem Heizkörper 140 zirkuliert. Hier ist der Verbrennungsmotor 120 mit dem Kühler verbunden, sodass die Temperatur davon gesteuert wird, und wenn das erwärmte Wasser, welches erwärmt wird/ist durch die Wärme, welche erzeugt wird, wenn der Verbrennungsmotor 120 betrieben wird, zu dem Heizkörper 140 transferiert wird, tauscht der Heizkörper 140, der die übertragene Wärme hat, Wärme aus mit Luft, welche an den Innenraum zugeführt wird, um ein Heizen durchzuführen.
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Die zweite Heizleitung 200 verbindet die verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 mit dem Hilfskühler 240. Hier bezeichnen die verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 die Komponenten, welche notwendig sind zum elektrischen Antreiben von einigen Elementen, wie zum Beispiel einen Motor und einen Inverter, angepasst für ein Hybridfahrzeug, und der Hilfskühler 240 dient dazu, die Temperaturen der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 zu steuern, welche betrieben werden durch Aufnahme von elektrischer Energie, sodass sie nicht übermäßig ansteigen, mittels der Zirkulation von Kühlwasser.
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Eine Pumpe kann an der ersten Heizleitung 100 und der zweiten Heizleitung 200 zum Zirkulieren von Kühlwasser bereitgestellt sein.
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In der vorliegenden Erfindung ist die Abzweigungsleitung 300 mit der ersten Heizleitung 100 und der zweiten Heizleitung 200 verbunden, um Wärme zwischen diesen auszutauschen, um zu ermöglichen, dass Kühlwasser zwischen der ersten Heizleitung 100 und der zweiten Heizleitung 200 zirkuliert. Ferner ist das jeweilige Ventil 400 bereitgestellt an der ersten Heizleitung 100, der zweiten Heizleitung 200 und der Abzweigungsleitung 300, um zu ermöglichen, dass Wärmeaustausch zwischen der ersten Heizleitung 100 und der zweiten Heizleitung 200 selektiv erzielt wird.
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Das heißt, gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Kühlwasser zirkuliert werden zwischen der ersten Heizleitung 100 und der zweiten Heizleitung 200, sodass die Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wird, von der ersten Heizleitung 100 zu der zweiten Heizleitung 200 transferiert wird, durch die Abzweigungsleitung 300 hindurch, wodurch die Temperaturen auf der Seite der elektronischen Vorrichtungen 220 und der Seite der zweiten Heizleitung 200 ansteigen.
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Im Detail, gemäß der vorliegenden Erfindung, in einem Fall, wo die Managementtemperatur des Verbrennungsmotors größer gleich einer Grenztemperatur ist, wird die von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugte Wärme transferiert zu der zweiten Heizleitung 200, ausgehend von der ersten Heizleitung 100, durch Steuern des Ventils 400, sodass die Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 in der zweiten Heizleitung 200 gespeichert wird.
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Das heißt, gemäß einer verwandten Technik, in einem Fall, wo das Heizen durchgeführt wird, während der Verbrennungsmotor 120 betrieben wird, wird das Heizen für einen Innenraum eines Fahrzeugs durchgeführt unter Verwendung der Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wird, und wenn die Managementtemperatur des Verbrennungsmotors erhöht ist auf eine Grenztemperatur oder mehr, wird der Verbrennungsmotor 120 gekühlt durch die Zirkulation von Kühlwasser, und folglich wird die Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wird, verschwendet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wird, auf/zu der zweiten Heizleitung 200 transferiert, wodurch die Eigentemperatur von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 und die Temperatur des Kühlwassers der zweiten Heizleitung 200 erhöht wird.
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Die Erhöhung der Eigentemperatur von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 und der Temperatur des Kühlwassers der zweiten Heizleitung 200 bezeichnet die Speicherung von Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 transferiert wird, und später ist das Heizen für den Innenraum eines Fahrzeugs durchzuführen unter Verwendung der Wärme, welche an/in der zweiten Heizleitung 200 gespeichert ist, wenn das Heizen betrieben wird.
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Die Managementtemperatur des Verbrennungsmotors ist bereitgestellt zum Aufrechterhalten der Temperatur des Verbrennungsmotors 120 auf/bei einem zweckmäßigen Niveau, und kann bereitgestellt werden durch Messen und Verwenden der Wärme des Verbrennungsmotors 120, und bevorzugt durch Messen und Verwenden der Temperatur von dem Kühlwasser. Ferner ist die Grenztemperatur ein Temperaturwert zum Vermeiden eines Schadens an dem Verbrennungsmotor 120.
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In einer noch detaillierteren Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wie in 2 gezeigt, kann die Abzweigungsleitung 300 eine erste Abzweigungsleitung 320, welche abgezweigt ist von einem ersten Abzweigungspunkt 322 bei einem Einlass des Hilfskühlers 240 der zweiten Heizleitung 200, um mit einem zweiten Abzweigungspunkt 324 bei einem Einlass des Heizkörpers 140 der ersten Heizleitung 100 verbunden zu sein, sowie eine zweite Abzweigungsleitung 340 aufweisen, welche abgezweigt ist von einem dritten Abzweigungspunkt 342 bei einem Auslass des Hilfskühlers 240 der zweiten Heizleitung 200, um verbunden zu sein mit einem vierten Abzweigungspunkt 344 bei einem Auslass des Verbrennungsmotors 102 der ersten Heizleitung 100.
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Das heißt, wie in 2 gezeigt, das Kühlwasser, welches durch den Verbrennungsmotor 120 hindurch tritt, tritt durch die zweite Abzweigungsleitung 340 hindurch, welche mit dem vierten Abzweigungspunkt 344 bei der ersten Heizleitung 100 verbunden ist, um zu der zweiten Heizleitung 200 zirkuliert zu werden, und das Kühlwasser, welches durch die zweite Heizleitung 200 zirkuliert, tritt durch die erste Abzweigungsleitung 320 hindurch, welche mit dem ersten Abzweigungspunkt 322 verbunden ist, und wird zurück zu der zweiten Heizleitung 200 transferiert.
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Hier ist das Ventil 400 konfiguriert, um das Kühlwasser selektiv durch die erste Heizleitung 100 und die zweite Heizleitung 200 zu zirkulieren, und ferner kann das Ventil 400 aufweisen ein erstes und ein zweites Ventil 420, 440, welche an der ersten Abzweigungsleitung 320 bzw. der zweiten Abzweigungsleitung 340 vorgesehen sind, ein drittes Ventil 460, welches zwischen dem zweiten Abzweigungspunkt 324, mit dem die erste Abzweigungsleitung 320 verbunden ist, und dem vierten Abzweigungspunkt 344 vorgesehen ist, mit dem die zweite Abzweigungsleitung 340 an der ersten Heizleitung 100 verbunden ist, und ein viertes Ventil 480, welches zwischen dem ersten Abzweigungspunkt 322, mit dem die erste Abzweigungsleitung 320 an der zweiten Heizleitung 200 verbunden ist, und dem Hilfskühler 240 vorgesehen ist.
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Wie oben beschrieben, wird das Kühlwasser selektiv zirkuliert durch die Steuerung der Mehrzahl von Ventilen, welche an der ersten und der zweiten Heizleitung 100, 200 bzw. den Abzweigungsleitungen 300 vorgesehen sind, und folglich wird ein effizientes Heizen durchgeführt, und Energie wird eingespart durch die Rückgewinnung von Abwärme.
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Im Detail steuert die Steuervorrichtung 500 das dritte Ventil 460, sodass dieses geöffnet ist, wenn ein Heizen durchgeführt wird, während der Verbrennungsmotor 120 betrieben wird, und das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geschlossen sind, sodass die von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugte Wärme zu dem Heizkörper 140 transferiert wird.
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Das heißt, wie in 3 gezeigt, die Wärme, welche erzeugt wird gemäß dem Betrieb des Verbrennungsmotors 120, wenn ein Heizen durchgeführt wird, während ein Fahrzeug fährt durch ein Betreiben der Verbrennungsmotors 120, wird auf den Heizkörper 140 transferiert durch die erste Heizleitung 100, wodurch ein Heizen des Innenraums des Fahrzeugs durchgeführt wird. Zu diesem Zweck steuert die Steuervorrichtung das dritte Ventil 460, sodass dieses geöffnet ist, und das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geschlossen sind, sodass das Heizen durchgeführt wird unter Verwendung der Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wird, indem dem Kühlwasser, welches durch die erste Heizleitung 100 zirkuliert, ermöglicht wird, dass es nicht zu der zweiten Heizleitung 200 durch die Abzweigungsleitung 300 hindurch zirkuliert wird.
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Unterdessen steuert die Steuervorrichtung 500 das dritte und das vierte Ventil 460, 480, sodass diese geschlossen sind, und das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese offen sind, in einem Fall, wo die Managementtemperatur des Verbrennungsmotors größer oder gleich einer Grenztemperatur ist, während der Verbrennungsmotor betrieben wird, wie in 4 gezeigt, sodass die von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugte Wärme auf die zweite Heizleitung 200 transferiert wird.
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Das heißt, die Steuervorrichtung steuert das dritte und das vierte Ventil 460, 480, sodass diese geschlossen sind, und das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geöffnet sind, wenn die Managementtemperatur eines Verbrennungsmotors sich der Grenztemperatur annähert und folglich eine Wärmeabfuhr als notwendig ermittelt/bestimmt wird, sodass die Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wird, zu der zweiten Heizleitung 200 transferiert wird und die Temperaturen von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220, welche an der zweiten Heizleitung 200 vorgesehen sind, sich erhöhen.
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Wenn das Kühlwasser der ersten Heizleitung 100, dessen Temperatur mittels des Verbrennungsmotors 120 erhöht ist, durch die zweite Abzweigungsleitung 340 tritt und durch die zweite Heizleitung 200 zirkuliert, erhöhen sich die Eigentemperaturen von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220, welche an der zweiten Heizleistung 200 vorgesehen sind, und folglich wird die Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 in verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 gespeichert. Ferner wird auch die Temperatur des Kühlwassers der zweiten Heizleitung 200 erhöht, und folglich wird die Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 sogar in der zweiten Heizleitung 200 gespeichert.
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Wie oben beschrieben, tritt das Kühlwasser, dessen Temperatur bei der ersten Heizleitung 100 erhöht wird, durch die zweite Abzweigungsleitung 340 und tauscht dann Wärme an der zweiten Heizleitung 200 aus, und folglich wird die Temperatur des Kühlwassers reduziert, während Wärme bei verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 gespeichert wird. Ferner tritt das Kühlwasser, dessen Temperatur herabgesetzt ist, durch die erste Abzweigungsleitung 320 hindurch und zirkuliert dann durch die erste Heizleitung 100, um hierdurch die Temperatur des Verbrennungsmotors 120 auf einem angemessenen Niveau zu halten.
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Unterdessen, wie in 5 gezeigt, steuert die Steuervorrichtung 500 das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geschlossen sind, und das dritte und das vierte Ventil 460, 480, sodass diese geöffnet sind, in einem Fall, wo die Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtungen 220 größer oder gleich einer Grenztemperatur ist, in Folge der von dem Verbrennungsmotor 120 transferierten Wärme, wodurch das Kühlen der elektronischen Vorrichtungen 220 durchgeführt wird.
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Hier bezeichnet die Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtung einen Temperaturwert zum Halten der Temperatur von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen 220 auf einem angemessenen Niveau, und sie kann die Temperatur des Kühlwassers sein, und ferner ist die Grenztemperatur ein Temperaturwert zum Vermeiden eines Schadens bzw. einer Beschädigung der elektronischen Vorrichtungen.
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Jedoch hat der Verbrennungsmotor 120 bei einer hohen Temperatur eine bessere Langlebigkeit/Strapazierfähigkeit als die elektronische Vorrichtung 220, wobei die Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtung niedriger sein kann als diejenige von dem Verbrennungsmotor. Zum Beispiel, wenn angenommen wird, dass die Managementtemperatur von einem Verbrennungsmotor und die Managementtemperatur von der elektronischen Vorrichtung die Temperaturen des Kühlwassers der ersten Heizleitung 100 bzw. der zweiten Heizleitung 200 sind, kann die Grenztemperatur bezüglich der Managementtemperatur eines Verbrennungsmotors als 100°C gesetzt werden, und die Grenztemperatur bezüglich der Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtung kann auf 65°C gesetzt werden.
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In der vorliegenden Erfindung, wenn die Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtung größer oder gleich der Grenztemperatur ist, wie in 5 gezeigt, sind das erste und das zweite Ventil 420, 440 zu schließen, und das dritte und das vierte Ventil 460, 480 sind zu öffnen, sodass das Kühlwasser, welches durch die elektronischen Vorrichtungen zirkuliert, den Kühler zu durchströmen hat, wodurch das Kühlen der elektronischen Vorrichtungen 220 durchgeführt wird.
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Zu dieser Zeit kann die Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 nicht in den elektronischen Vorrichtungen 220 gespeichert werden, und folglich ist das Kühlwasser durch die elektronischen Vorrichtungen 220 und den Hilfskühler 240 zu zirkulieren, um die Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtungen auf einem angemessenen Niveau zu halten. Ferner wird die Wärme, welche gemäß dem Betreiben des Verbrennungsmotors 120 erzeugt wird, zu dem Heizkörper 140 transferiert mittels des Zirkulierens von dem Kühlwasser innerhalb der ersten Heizleitung 100, wodurch das Heizen des Innenraums eines Fahrzeugs durchgeführt wird, und die Temperatur des Verbrennungsmotors 120 ist auf einem angemessenen Niveau zu halten mittels der Temperatursteuerung des Kühlwassers unter Verwendung des Kühlers gemäß der Managementtemperatur von dem Verbrennungsmotor.
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Unterdessen vergleicht die Steuervorrichtung 500 die Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors mit der Wärmeverfügbarkeit der elektronischen Vorrichtung, wenn der Betrieb des Heizens durchgeführt wird, während ein Fahrzeug in einem EV-Modus fährt, wo das Betreiben des Verbrennungsmotors gestoppt ist, und wenn die Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors höher ist als diejenige von der elektronischen Vorrichtung, steuert die Steuervorrichtung das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geschlossen sind, und das dritte Ventil 460, sodass dieses geöffnet ist, wodurch das Heizen lediglich mit der Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 durchgeführt wird.
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Hier ist die Wärmeverfügbarkeit von dem Verbrennungsmotor eine Managementtemperatur des Verbrennungsmotors, welche sich erhöht, wenn der Verbrennungsmotor 120 betrieben wird, und die Wärmeverfügbarkeit der elektronischen Vorrichtung ist eine Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtung, welche erhöht wird durch Wärmeaustausch. Das heißt, die Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors wird gemessen unter Verwendung der Abweichung, welche erzeugt wird bis die Managementtemperatur des Verbrennungsmotors sich der Grenztemperatur annähert, und die Wärmeverfügbarkeit der elektronischen Vorrichtung wird gemessen unter Verwendung der Abweichung, welche erzeugt wird bis die Managementtemperatur der elektronischen Vorrichtung sich der Grenztemperatur annähert.
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Hier bedeutet eine hohe Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors einen Zustand, wo die Managementtemperatur des Verbrennungsmotors sich fast der Grenztemperatur angenähert hat, und wenn ermittelt wird, dass die Wärmeverfügbarkeit des Verbrennungsmotors höher ist als diejenige von der elektronischen Vorrichtung, durch Vergleichen der beiden, wird das Heizen durchgeführt mit der Wärme von dem Verbrennungsmotor 120.
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Folglich steuert die Steuervorrichtung 500 das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geschlossen sind, und das dritte Ventil 460, sodass dieses geöffnet ist, sodass die Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 auf den Heizkörper 140 transferiert wird, um das Heizen des Innenraums eines Fahrzeugs durchzuführen, auch wenn der Verbrennungsmotor 120 gestoppt ist.
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Unterdessen steuert die Steuervorrichtung 500 das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geöffnet sind, und das dritte und das vierte Ventil 460, 480, sodass diese geschlossen sind, sodass das Heizen durchgeführt wird mit der Wärme, welche von dem Verbrennungsmotor 120 erzeugt wurde und in den elektronischen Vorrichtungen 220 gespeichert wurde, in einem Fall, wo die Wärmeverfügbarkeit der elektronischen Vorrichtung höher ist als diejenige von dem Verbrennungsmotor.
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Das heißt, wenn die Wärmeerzeugung gestoppt ist, da der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt ist, bei einer Situation, wo ein Fahrzeug in einem EV-Modus fährt, ist es schwierig, das Heizen des Innenraums mit der Wärme von dem Verbrennungsmotor 120 durchzuführen, und folglich wird das Heizen des Innenraums eines Fahrzeugs durchgeführt mit der Wärme, welche in den elektronischen Vorrichtungen 220 gespeichert ist.
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Zu diesem Zweck steuert die Steuervorrichtung 500 das erste und das zweite Ventil 420, 440, sodass diese geöffnet sind, und das dritte und das vierte Ventil 460, 480, sodass diese geschlossen sind, sodass das Kühlwasser von der ersten Heizleitung 100 durch die zweite Abzweigungsleitung 340 hindurchtritt und Wärme austauscht mit der elektronischen Vorrichtung 220, welche an der zweiten Heizleitung 200 vorgesehen ist, und folglich wird die Temperatur des Kühlwassers erhöht, und das Kühlwasser, dessen Temperatur erhöht ist, tritt durch die erste Abzweigungsleitung 320 und wird erneut zirkuliert zu der ersten Heizleitung 100 und stellt folglich warmes Wasser an den Heizkörper 140 bereit, wodurch das Heizen des Innenraums eines Fahrzeugs durchgeführt wird.
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Wie oben beschrieben, ist/wird die Abwärme in den elektronischen Vorrichtungen 220 der zweiten Heizleitung 200 gespeichert, wenn ein Fahrzeug in einem EV-Modus fährt, und die gespeicherte Wärme wird bereitgestellt als eine Wärmequelle für das Heizen, wodurch die Energieeffizienz und Heizeffizienz verbessert werden und die Anzahl des Betreibens des Verbrennungsmotors 120 für das Heizen reduziert wird, um einen Energieverlust zu reduzieren.
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Wie in 6 gezeigt, in dem Fall eines herkömmlichen Heizsystems für ein Hybridfahrzeug muss der Verbrennungsmotor 15-mal oder öfters betrieben werden, um das Heizen kontinuierlich durchzuführen, wenn in einen EV-Modus eingetreten wird, nachdem der Verbrennungsmotor betrieben wird, während das Heizen durchgeführt wird; hingegen wird das Heizen in dem Fall des Heizsystems für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt unter Verwendung der Wärme von dem Verbrennungsmotor und der Wärme, welche in den elektronischen Vorrichtungen 220 gespeichert ist, und wird folglich durchgeführt, selbst wenn ein Verbrennungsmotor lediglich ungefähr zweimal betrieben wird.
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Gemäß dem Heizsystem für ein Hybridfahrzeug, welches wie oben konfiguriert ist, wird die Abwärme, welche von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, wenn das Heizen für ein Hybridfahrzeug durchgeführt wird, in verschiedenen elektronischen Vorrichtungen eines Hybridsystems gespeichert, und die in den elektronischen Vorrichtungen und der Kühlleitung zum Kühlen derselben gespeicherte Wärme wird als eine Wärmequelle verwendet, wodurch die Heizeffizienz erhöht wird und der Energieverlust reduziert wird, um Energie effizient zu verwenden.
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Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen beispielgebenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten präzisen Formen beschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die beispielgebenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktischen Anwendungen zu erläutern, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielgebende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
