DE102014201017A1 | 2014-07-24 | |||
EP1522689A1 | 2005-04-13 | |||
US6427640B1 | 2002-08-06 | |||
EP0736703A1 | 1996-10-09 | |||
DE202015101010U1 | 2015-03-20 |
Ansprüche 1 . Kühlmittelkreislauf (1 ) mit einem Motorkühlkreislauf (10, 1 1 ) in dem Kühlmittel zur Kühlung eines Verbrennungsmotors (6, 8) zirkulierbar ist; einem Getriebekühlkreislauf (19) zur Kühlung eines Getriebes (20), der von dem Motorkühlkreislauf (10, 1 1 ) abzweigt; einem Ventil (14), welches in dem Getriebekühlkreislauf (19) angeordnet ist, und einer Steuerung (26), die angepasst ist, das Ventil (14) abhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und/oder des Getriebes zu öffnen und zu schließen. 2. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei der Motorkühlkreislauf (10, 1 1 ) einen Zylinderkopfkühlkreislauf (10) und getrennt davon einen Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) umfasst, wobei der Getriebekühlkreislauf (19) auf einem Abschnitt, längs dem der Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) von dem Zylinderkopfkühlkreislauf (10) getrennt ist, von dem Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) abzweigt. 3. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß Anspruch 2, wobei der Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) einen Kurbelgehäusewassermantel (13) aufweist, der um Zylinderbohrungen (7) herumgeführt ist, und der Getriebekühlkreislauf (19) stromabwärts einer Einrichtung (21 ) zur Wärmeaufnahme von dem Getriebe (20) in den Kurbelgehäusewassermantel (13) mündet. 4. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß Anspruch 3, wobei sich das Ventil (14) stromabwärts des Kurbelgehäusewassermantels (13) befindet. 5. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß Anspruch 4, wobei stromabwärts des Ventils (14) der Zylinderkopfkühlkreislauf (10) und der Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) wieder zusammengeführt werden. 6. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei sich der Motorkühlkreislauf (10, 1 1 ) an einer Verzweigung in den Zylinderkopfkühlkreislauf (10) und den Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) verzweigt, wobei der Getriebekühlkreislauf (19) stromabwärts der Verzweigung vom Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) abzweigt. 7. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß Anspruch 6, wobei der Getriebekühlkreislauf (19) stromabwärts der Verzweigung und stromaufwärts eines Kurbelgehäusewassermantels (13) des Kurbelgehäusekühlkreislaufs (1 1 ) vom Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) abzweigt. 8. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei sich der Kurbelgehäusekühlkreislauf (1 1 ) stromabwärts der Verzweigung in einen Kurbelgehäusewassermantel (13) und einen Motorölkühlkreislauf (16), welcher angepasst ist, über einen Wärmetauscher (17) ein Motoröl zu kühlen, verzweigt, und wobei der Getriebekühlkreislauf (19) von dem Motorölkühlkreislauf (1 6) abzweigt. 9. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Getriebekühlkreislauf (1 6) ein Rückschlagventil (22) vorgesehen ist. 10. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Verzweigung von einer Kühlmittelpumpe (5) gebildet wird. 1 1 . Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (26) angepasst ist, das Ventil (14) abhängig von einer Motordrehzahl und/oder einem Motordrehmoment zu öffnen und zu schließen. 12. Kühlmittelkreislauf (1 ) gemäß Anspruch 1 1 , wobei die Steuerung (26) angepasst ist, das Ventil (14) nur oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts der Motordrehzahl und/oder des Motordrehmoments zu öffnen. 13. Kraftfahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. |
Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf mit einem Motorkühlkreislauf und einem vom Motorkühlkreislauf abzweigenden Getriebekühlkreislauf.
Moderne Hochleistungsgetriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, werden zusätzlich zur Ölkühlung auch mit Wasser gekühlt. Dabei wird Kühlmittel vom Motorkühlkreislauf abgezweigt und zur Kühlung des
Getriebes verwendet. Jedoch hat sich bei dieser Art der Kühlung gezeigt, dass über weite Betriebsbereiche das relative warme Kühlmittel im
Kühlmittelkreislauf dazu führt, dass in diesen Betriebsbereichen das Getriebe eher geheizt statt gekühlt wird. Nur in hohen Leistungsbereichen kehrt sich dieser Effekt um, sodass das Getriebe gekühlt wird.
Es besteht daher Bedarf an einer verbesserten Kühlung von
flüssigkeitsgekühlten Getrieben.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kühlmittelkreislauf zur Kühlung eines Getriebes bereitzustellen, das verbesserte Kühleigenschaften aufweist. Diese Aufgabe wird mit einem Kühlmittelkreislauf gemäß Anspruch 1 , einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 und einem Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Kühlmittelkreislauf bereitgestellt, mit einem Motorkühlkreislauf in dem Kühlmittel zur Kühlung eines Verbrennungsmotors zirkulierbar ist; einem Getriebekühlkreislauf zur Kühlung eines Getriebes, der von dem Motorkühlkreislauf abzweigt; einem Ventil, welches zumindest in dem Getriebekühlkreislauf angeordnet ist, und einer Steuerung, die angepasst ist, das Ventil abhängig von einem
Betriebszustand des Verbrennungsmotors und/oder des Getriebes zu öffnen und zu schließen. Der Betriebszustand des Verbrennungsmotors kann beispielsweise durch eine Drosselklappenstellung, eine Motordrehzahl und/oder ein Motordrehmoment bestimmt sein. Ferner kann die Steuerung angepasst sein, das Ventil abhängig von zumindest einem der folgenden Parameter zu steuern (zu öffnen und zu schließen): einer
Kühlmitteltemperatur, einer Kurbelgehäusetemperatur. Wie eingangs beschrieben, hat sich herausgestellt, dass herkömmliche
Kühlmittelschaltungen bei niedriger Motorleistung das Getriebe eher heizen als kühlen. Ferner beeinflusst dies auch die Aufheizgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors in der Warmlaufphase negativ, was Einfluss auf Emissionen und Verbrauch haben kann. Dies wird durch Vorsehen einer Abschaltmöglichkeit im Getriebekühlkreislauf, abhängig von der
Motorleistung, unterbunden. Da bei hoher Motorleistung das Getriebe vom Kühlmittel sehr effektiv gekühlt werden kann, wird ab einer bestimmten Motorleistung, ab der die Kühlwirkung eintritt, eine Strömung von Kühlmittel durch den Getriebekühlkreislauf zugelassen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der Motorkühlkreislauf einen Zylinderkopfkühlkreislauf und getrennt davon einen Kurbelgehäusekühlkreislauf, wobei der Getriebekühlkreislauf von dem Kurbelgehäusekühlkreislauf abzweigt, d.h. auf einem Abschnitt abzweigt, längs dem der Kurbelgehäusekühlkreislauf von dem
Zylinderkopfkühlkreislauf getrennt ist. Der Vorteil, der sich durch diese Kühlmittelschaltung ergibt ist der, dass bei sog. Splitcooling-Motoren, bei denen ein separater Kurbelgehäuse- und Zylinderkopfkühlkreislauf vorgesehen ist, der Zylinderkopfkühlkreislauf permament durchströmt wird und es ausreichend ist, wenn der Kurbelgehäusekühlkreislauf nur ab einer bestimmten Motorleistung durchströmt wird. Der Erfinder dieser Erfindung fand heraus, dass durch Kopplung des Getriebekühlkreislaufs an den
Kurbelgehäusekühlkreislauf ein zusätzliches, separates Ventil für den
Getriebekühlkreislauf eingespart werden kann weil das Kurbelgehäuse und das Getriebe ähnliche Kühlungsbedingungen zeigen und somit ein
gemeinsames Ventil für den Getriebekühlkreislauf und den
Kurbelgehäusekühlkreislauf verwendet werden kann. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist das Ventil (dasselbe Ventil) somit im
Getriebekühlkreislauf und im Kurbelgehäusekühlkreislauf angeordnet, d.h. der Getriebekühlkreislauf und der Kurbelgehäusekühlkreislauf sind
zumindest am Eingang oder am Ausgang des Ventils identisch.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein
Kühlmittelkreislauf bereitgestellt, wobei der Kurbelgehäusekühlkreislauf einen Kurbelgehäusewassermantel aufweist, der um Zylinderbohrungen
herumgeführt ist, und der Getriebekühlkreislauf stromabwärts einer
Einrichtung zur Wärmeaufnahme von dem Getriebe, insbesondere ein Wassermantel im Getriebegehäuse oder ein Wärmetauscher zur
Wärmeübertragung mit dem Getriebeöl, in den Kurbelgehäusewassermantel mündet. Insbesondere befindet sich das Ventil stromabwärts des
Kurbelgehäusewassermantels.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden
stromabwärts des Ventils der Zylinderkopfkühlkreislauf und der
Kurbelgehäusekühlkreislauf wieder zusammengeführt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verzweigt sich der Motorkühlkreislauf an einer Verzweigung in den Zylinderkopfkühlkreislauf und den Kurbelgehäusekühlkreislauf, wobei der Getriebekühlkreislauf stromabwärts der Verzweigung vom Kurbelgehäusekühlkreislauf abzweigt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zweigt der Getriebekühlkreislauf stromabwärts der Verzweigung und stromaufwärts eines Kurbelgehäusewassermantels des Kurbelgehäusekühlkreislaufs vom Kurbelgehäusekühlkreislauf ab.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein
Kühlmittelkreislauf bereitgestellt, wobei sich der Kurbelgehäusekühlkreislauf stromabwärts der Verzweigung in einen Kurbelgehäusewassermantel und einen Motorölkühlkreislauf, welcher angepasst ist, über einen
Wärmetauscher ein Motoröl zu kühlen, verzweigt, und wobei der
Getriebekühlkreislauf von dem Motorölkühlkreislauf abzweigt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem
Getriebekühlkreislauf ein Rückschlagventil vorgesehen. Dieses
Rückschlagventil soll verhindern, dass insbesondere beim Splitcooling- System, bei geschlossenem Getriebekühlkreislauf-Ventil der
Kurbelgehäusewassermantel und in umgekehrter Richtung der
Getriebekühlkreislauf durchströmt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die
Verzweigung von einer Kühlmittelpumpe gebildet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuerung angepasst, das Ventil abhängig von einer Motordrehzahl und/oder einem
Motordrehmoment zu öffnen und zu schließen. Ferner kann die Steuerung angepasst sein, das Ventil abhängig von zumindest einen der folgenden Parameter zu steuern (öffnen und schließen): einer Kühlmitteltemperatur, einer Kurbelgehäusetemperatur.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuerung angepasst, das Ventil nur oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts der Motordrehzahl und/oder des Motordrehmoments zu öffnen. Das heißt, die Steuerung ist angepasst, das Ventil oberhalb des Schwellenwerts zu öffnen und unterhalb des Schwellenwerts (einschließlich des Schwellenwerts selbst) zu schließen. Insbesondere ist die Steuerung angepasst, das Ventil oberhalb des
Schwellenwerts vollständig zu öffnen und unterhalb des Schwellenwerts (einschließlich des Schwellenwerts selbst) vollständig zu schließen. Die Motordrehzahl und das Motordrehmoment bestimmen eine Motorleistung. Dabei kann die Steuerung angepasst sein, das Ventil nur oberhalb eines Schwellenwerts der Motorleistung von 70% der maximalen Motorleistung, der sog. Nennmotorleistung, zu öffnen. Insbesondere ist der Schwellenwert 80%.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem
Kühlmittelkreislauf gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
Figur 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des
Kühlmittelkreislaufs gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des
Kühlmittelkreislaufs gemäß der vorliegenden Erfindung, und
Figur 3 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel des
Kühlmittelkreislaufs gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des
Kühlmittelkreislaufs gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere wird dieser Kühlmittelkreislauf bei Kraftfahrzeugen von Kühlmittel (beispielsweise einem Gemisch aus Glykol und Wasser) durchströmt, um einen
Verbrennungsmotor und ein flüssigkeitsgekühltes Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe, zu kühlen. Strömungsrichtungen sind in allen Figuren durch entsprechende Pfeile in den jeweiligen Strömungspfaden kenntlich gemacht.
Der Kühlmittelkreislauf 1 umfasst einen Motorkühlkreislauf sowie einen Getriebekühlkreislauf die sich gemeinsam durch einen Kühler 2 erstrecken, der bekanntermaßen neben dem Fahrtwind von einem Gebläse 3 kühlbar ist, und ein im Kühlmittelkreislauf geführtes Kühlmittel in bekannter Weise kühlt. Von einem Kühlerausgang 4 erstreckt sich der Kühlmittelkreislauf weiter zu einer Kühlmittelpumpe 5 bei der es sich um eine mechanisch, von einem Verbrennungsmotor, oder elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe handeln kann. Der Verbrennungsmotor umfasst ein Kurbelgehäuse 6 mit mehreren Zylinderbohrungen 7 sowie einem Zylinderkopfgehäuse 8 mit den zu den Zylinderbohrungen 7 gehörigen Zylinderköpfen 9. Der Kühlmittelkreislauf 1 wird an einer Verzweigung, die in diesem Ausführungsbeispiel von der Kühlmittelpumpe 5 gebildet wird, in einen Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und einen Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 aufgeteilt. Die Verzweigung kann aber ebenso weiter stromabwärts der Kühlmittelpumpe 5 durch eine
Kühlmittelleitungsverzweigung gebildet werden.
Innerhalb des Kurbelgehäuses 6 und des Zylinderkopfgehäuses 8 sind jeweils Kühlkanäle im Gehäusematerial ausgebildet, die in Form eines Wassermantels um jede Zylinderbohrung 7 bzw. jeden Zylinderkopf 9 herumgeführt sind. Dieser Kurbelgehäusewassermantel 13 bzw.
Zylinderkopfwassermantel 12 wird durch Hohlräume ausgebildet, die sich über eine bestimmte Höhe der Zylinderbohrungen 7 bzw. Zylinderköpfe 9 erstrecken und die Zylinderbohrungen bzw. Zylinderköpfe ringförmig umgeben. Diese ringförmigen Hohlräume sind seriell miteinander verbunden. Darüber hinaus sind diese miteinander verbundenen Hohlräume mit einem Zu- und einem Ablauf verbunden, beispielsweise sind von den beiden äußeren Hohlräumen, einer mit einem Zulauf und der andere mit einem Ablauf verbunden. Nach der Aufteilung in Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 führt der Zylinderkopfkühlkreislauf 10 durch den Zylinderkopfwassermantel 12 und der Kurbelgehäusekreislauf 1 1 durch den Kurbelgehäusewassermantel 13.
Am Ausgang des Kurbelgehäusewassermantels 13 führt der
Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 zu einem Ventil 14, welches im
geschlossenen Zustand die Strömung von Kühlmittel im
Kurbelgehäusewassermantel 13 stoppt und im geöffneten Zustand die Strömung von Kühlmittel durch den Kurbelgehäusewassermantel 13 zulässt. Vorzugsweise hat das Ventil 14 bzgl. des Kühlmittels einen einzigen Eingang und maximal zwei Ausgänge. Das Ventil 14 kann beispielsweise
elektromagnetisch, beispielsweise mit einem elektromotorischen
Schneckenantrieb, betätigbar sein. Der Ausgang des Ventils 14 führt in ein Wärmemanagementmodul 15, das für die Steuerung des Kühlkreislaufs 1 zuständig ist, und von dort wieder zurück in den Kühler 2.
Zwischen der Kühlmittelpumpe 5 (bzw. der Verzweigung) und dem Eingang zum Kurbelgehäusewassermantel 13 zweigt ein Motorölkühlkreislauf 1 6 ab, der als Kanal separat zum Kurbelgehäusewassermantel 13 im
Kurbelgehäuse 6 ausgebildet ist. Der Motorölkühlkreislauf 1 6 durchläuft einen Motorölwasserwärmetauscher 17, in dem das Kühlmittel ein Motoröl kühlt, welches bewegte Teile des Verbrennungsmotors schmiert und kühlt. Hierzu durchströmt einerseits das der Motorölkühlkreislauf 1 6 den
Motorölwasserwärmetauscher 17 und separate davon ein nicht dargestellter Motorölkreislauf. Stromabwärts des Motorölwasserwärmetauschers 17 wird der Motorölkühlkreislauf 1 6 an einer Stelle 18 mit dem vom Ausgang des Zylinderkopfkühlkreislaufs 12 kommenden Zylinderkopfkühlkreislauf 10 zusammengeführt und zum Wärmemanagementmodul 15 weitergeleitet, nach dem es zurück zum Kühler 2 geführt wird.
Von dem Motorölkühlkreislauf 1 6 zweigt ein Getriebekühlkreislauf 19 zur Kühlung eines Getriebes 20 ab, dies ist beispielsweise ein
Doppelkupplungsgetriebe. In Figur 1 ist dargestellt, dass der Getriebekühlkreislauf 19 im Bereich des Motorölwasserwärmetauschers 17 abzweigt. Jedoch kann der Getriebekühlkreislauf 19 irgendwo zwischen der Kühlmittelpumpe 5 (bzw. der Verzweigung) und der Stelle 18 von dem Motorölkühlkreislauf 1 6 abzweigen. Der Getriebekühlkreislauf 19 kann ebenso von dem Kurbelgehäusewassermantel 13 abzweigen. Ebenso kann der Getriebekühlkreislauf 19 direkt (indirekt ist in Fig. 1 dargestellt) von dem Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 zwischen der Kühlmittelpumpe 5 (bzw. der Verzweigung) und dem Eingang zum Kurbelgehäusewassermantel 13 abzweigen. Vorzugsweise zweigt der Getriebekühlkreislauf 19 vom
Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 ab, insbesondere an einer Stelle, die sich in der Praxis für eine solche Anbindung eignet. Der Getriebekühlkreislauf 19 führt zu einer Einrichtung 21 zur Wärmeaufnahme von dem Getriebe 20, insbesondere einem Doppelkupplungsgetriebe. Diese Einrichtung 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein im Getriebegehäuse ausgebildeter
Wassermantel, der ähnlich den zuvor beschriebenen Wassermänteln um heiße Bauteile des Getriebes 20 herumgeführt ist. Je nach Art des Getriebes könnte die Einrichtung 21 auch ein Wärmetauscher sein, der ein Getriebeöl kühlt. Stromabwärts der Einrichtung 21 mündet der Getriebekühlkreislauf 19 in den Kurbelgehäusewassermantel 13, vorzugsweise im Bereich des Ausgangs und vorzugsweise auf der heißeren Seite des Wassermantels.
Das Ventil 14, welches am Ausgang des Kurbelgehäusewassermantels 13 angeordnet ist, ist durch die Einführung des Getriebekühlkreislaufs 19 in den Kurbelgehäusewassermantel 13 somit auch im Getriebekühlkreislauf 19 angeordnet. Ist das Ventil 14 geschlossen, so wird auch eine
Kühlmittelströmung im Getriebekühlkreislauf 19 unterbunden und ist das Ventil 14 geöffnet, so ermöglicht dies auch eine Kühlmittelströmung im Getriebekühlkreislauf 19. Zur Vermeidung einer Strömung im
Kurbelgehäusewassermantel 13 und einer Rückströmung im
Getriebekühlkreislauf 19, bei geschlossenem Ventil 14, ist im
Getriebekühlkreislauf 19 ein Rückschlagventil 22 vorgesehen, welches nur eine Strömung vom Motorölkühlkreislauf 1 6 zum Kurbelgehäusewassermantel 13 zulässt. Dieses Ventil 14 wird in diesem Ausführungsbeispiel abhängig von einem Betriebszustand des
Verbrennungsmotors und/oder des Getriebes geöffnet und geschlossen. Die Ansteuerung des Ventils 14 erfolgt durch eine Steuerung 26, die in Form einer elektrischen Schaltung oder durch eine Recheneinheit (z.B.
programmierbar oder vorprogrammiert) umgesetzt sein kann. In Figur 1 ist die Steuerung 26 dem Wärmemanagementmodul 15 zugeordnet, jedoch kann die Steuerung 26 auch eine eigenständige Steuerung, Teil einer Motorsteuerung, die Motorsteuerung selbst oder irgendeine andere geeignete Steuerung sein. Die Steuerung 26 kann das Ventil 14 so ansteuern, dass dieses öffnet oder schließt, um somit eine Durchflussmenge durch das Ventil 14 zu steuern. Zusätzlich dazu oder alternativ dazu kann die Steuerung 26 das Ventil 14 auch getaktet ansteuern, so dass dieses mit einem gewissen Takt öffnet und schließt, um somit eine gewünschte
Durchflussmenge zu erreichen. Außerdem kann die Steuerung 26 das Ventil 14 auch so ansteuern, dass ein Durchflussquerschnitt verengt oder erweitert wird, so dass eine bestimmte Durchflussmenge an Kühlmittel erreicht wird.
Die Grundlage für die Ansteuerung des Ventils 14 durch die Steuerung 26 ist der Betriebszustand des Verbrennungsmotors und/oder des Getriebes.
Hierunter fällt zumindest einer der folgenden Parameter:
- Motordrehzahl des Verbrennungsmotors
- Drehmoment des Verbrennungsmotors
- Motorleistung (wird durch die Motorleistung und das Motor- Drehmoment bestimmt)
- Drosselklappenstellung
- Getriebeeingangsdrehzahl
- Getriebeausgangsdrehzahl
- Getriebeeingangsdrehmoment
- Getriebeausgangsdrehmoment
- Kühlmitteltemperatur (wird über einen Temperatursensor gemessen) - Kurbelgehäusetemperatur (wird über einen Temperatursensor gemessen)
- Getriebegehäusetemperatur (wird über einen Temperatursensor
gemessen)
Vorzugsweise ist die Steuerung 26 angepasst, das Ventil 14 abhängig von der Motordrehzahl und/oder dem Motordrehmoment zu öffnen und zu schließen, wobei ein oder mehrere der oben erwähnten Parameter zusätzlich in die Steuerung mit einbezogen werden können. Beispielsweise könnte das Ventil 14 abhängig von der Motordrehzahl, dem Motordrehmoment, der Kühlmitteltemperatur und der Kurbelgehäusetemperatur gesteuert werden. Durch eine bestimmte Motordrehzahl und ein bestimmtes Motordrehmoment ergibt sich eine Motorleistung. Beispielsweise ist das Ventil 14 oberhalb einer bestimmten Motorleistung geöffnet und unterhalb dieser Motorleistung geschlossen. Mehr bevorzugt öffnet das Ventil 14 ab einer Motorleistung von 60%, noch mehr bevorzugt öffnet das Ventil 14 ab einer Motorleistung von 70%, noch mehr bevorzugt öffnet das Ventil 14 ab einer Motorleistung von 80%. Die Steuerung des Ventils 14 kann auch so realisiert werden, dass in der Steuerung 26 Steuerungskennlinien oder
Steuerungstabellenzuordnungen bestimmten Werten der oben genannten Parameter bestimmte Schaltzustände des Ventils 14 zugeordnet sind.
Zu erwähnen ist ferner, dass im geschlossenen Zustand des Ventils 14 weiterhin Kühlmittel durch den Motorölkühlkreislauf 16 strömen kann. Das Ventil 14 schaltet daher nicht den Motorölkühlkreislauf 16.
Figur 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des
Kühlmittelkreislaufs gemäß der vorliegenden Erfindung. In Figur 2
veranschaulichen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile und es wird auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden. Es sollen hier lediglich Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben werden. So ist beispielsweise ein Ausgang des Kurbelgehäusewassermantels 13 und des Zylinderkopfwassermantels 12 nicht am äußeren Ende des jeweiligen Wassermantels angeordnet, sondern im Bereich der/des vorletzten
Zylinderbohrung bzw. Zylinderkopfes, wodurch sich die
Strömungsverhältnisse im jeweiligen Wassermantel etwas verändern, wie durch entsprechende Strömungspfeile dargestellt.
Die bevorzugte Ausführung der Einrichtung 21 ist ein Getriebeöl- Wärmetauscher, kann jedoch auch der Wassermantel sein, der im ersten Ausführungsbeispiel bereits beschrieben wurde.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich eine Bypassleitung 29 vorgesehen, über die das Wärmemanagementmodul 15 bei Bedarf den Kühler 2 umgehen kann. Beispielsweise um eine schnellere Aufheizung des Kühlmittels zu erreichen.
Ein Heizungswärmetauscher 23 ist an das Wärmemanagementmodul 15 angeschlossen und wird bei Bedarf aus dem Wärmemanagementmodul 15 mit Kühlmittel versorgt, welches stromabwärts des Heizungswärmetauschers 23 wieder zurück in das Wärmemanagementmodul 15 geführt wird.
Parallel zum Zylinderkopfwassermantel 12 ist ein Kühlkreislauf zur Kühlung eines zylinderkopfintegrierten Krümmers 24 geschaltet. Zwischen einem äußeren Ende des Zylinderkopfwassermantels 12 und einem Ausgang des Heizungswärmetauschers 23 ist Kühlkreislauf für einen Abgasturbolader 25 geschaltet.
Der Motorölkühlkreislauf 16 entspricht dem Getriebekühlkreislauf 19, denn wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Motorölwärmetauscher 17 stromaufwärts und in Reihe geschaltet zur Einrichtung 21 angeordnet. Dieser
Motorölkühlkreislauf 1 6 bzw. Getriebekühlkreislauf 19 zweigt stromabwärts der Kühlmittelpumpe 5 (bzw. der Verzweigung) und stromaufwärts des Eingangs des Kurbelgehäusewassermantels 13 ab. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, so dass der Motorölkühlkreislauf 1 6 und der
Getriebekühlkreislauf 19 beide parallel zueinander verlaufen können, wobei beide stromabwärts der Kühlmittelpumpe 5 (bzw. der Verzweigung) und stromaufwärts des Eingangs des Kurbelgehäusewassermantels 13
abzweigen und beide wieder in den Kurbelgehäusewassermantel 13 münden.
Der Vollständigkeit halber soll erwähnt sein, dass in Figur 2 die
Verbindungen zwischen dem Motorölwasserwärmetauscher 17 und der Stelle 18 sowie zwischen der Stelle 18 und dem Wärmemanagementmodul 15, keine Berührpunkte zu dem Motorölkühlkreislauf 16 oder dem
Zylindergehäusewassermantel 13 aufweisen.
Figur 3 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel des
Kühlmittelkreislaufs 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. In Figur 3 veranschaulichen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile und es wird auf die Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen, wenn nicht nachfolgend anders beschrieben.
Der Kühlkreislauf 1 umfasst, wie in den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen, einen Motorkühlkreislauf, welcher einen
Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und einen Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 aufweist. Der Zylinderkopfkühlkreislauf 10 sowie der
Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 erstrecken sich vorzugsweise gemeinsam als Motorkühlkreislauf durch den Kühler 2. Stromabwärts des Kühlers 2 teilt sich der Motorkühlkreislauf an der Kühlmittelpumpe 5 bzw. der Verzweigung in die getrennt voneinander verlaufenden Abschnitte des
Zylinderkopfkühlkreislaufs 10 und des Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 auf. Nach dem Durchströmen der jeweiligen Wassermäntel 12 und 13 werden der Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und der Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 wieder zusammengeführt, beispielsweise in dem Wärmemanagementmodul 15, und führen wieder zurück zum Kühler 2.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Verzweigung in den
Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und den Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 an der Kühlmittelpumpe 5 oder stromabwärts davon vorgesehen. Von der
Verzweigung führt der Zylinderkopfkühlkreislauf 10 durch den
Zylinderkopfwassermantel 12 und von dort über eine Ausgangsleitung 27 in das Wärmemanagementmodul 15. Der Motorölkühlkreislauf 1 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel an den Zylinderkopfkühlkreislauf 10 gekoppelt. Genauer zweigt der Motorölkühlkreislauf 1 6 von dem Zylinderkopfwassermantel 12 ab und wird an einer stromabwärts gelegenen Stelle des
Zylinderkopfwassermantels 12 wieder in den Zylinderkopfwassermantel 12 zurückgeführt. Nach dem Abzweigen vom Zylinderkopfwassermantel 12 durchströmt der Motorölkühlkreislauf 1 6 somit den
Motorölwasserwärmetauscher 17 und mündet wieder in den
Zylinderkopfwassermantel 12. Zum Motorölwasserwärmetauscher 17 wird auf die Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen.
Zwischen der Verzweigung in Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und
Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 einerseits und dem Eingang des
Kurbelgehäusewassermantels 13 andererseits oder anders ausgedrückt stromabwärts der Verzweigung und stromaufwärts des
Kurbelgehäusewassermantels 13 zweigt der Getriebekühlkreislauf 19 ab. Der Eingang des Kurbelgehäusewassermantels 13 ist definiert als die Stelle, wo der Kurbelgehäusekreislauf 13 erstmalig nach Eintritt in das Kurbelgehäuse in einen einen Zylinder geschlossen umgebenden Hohlraum mündet. An der Stelle, an der der Getriebekühlkreislauf 19 vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 abzweigt, ist das Ventil 14 vorgesehen. Das Ventil 14 ist vorzugsweise ein elektrisches Ventil, kann jedoch auch einer der vorhergehend genannten Ausgestaltungen entsprechen. Insbesondere bildet das Ventil 14 die
Abzweigung des Getriebekühlkreislauf 19 vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 . Das Ventil 14 kann abhängig von einer Bestromung eine Strömung von Kühlmittel sowohl im Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 als auch im
Getriebekühlkreislauf 19 zulassen oder unterbinden. Zwischenstellungen sind auch möglich. Alternativ kann das Ventil 14 im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel stromaufwärts der Stelle, an der der
Getriebekühlkreislauf 19 vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 abzweigt und stromabwärts der Verzweigung in Zylinderkopfkühlkreislauf 10 einerseits und Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 andererseits angeordnet sein. Der
Getriebekühlkreislauf 19 führt, abzweigend vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 , zu der Einrichtung 21 zur Wärmeaufnahme von dem Getriebe 20. Diese Einrichtung 21 sowie das Getriebe 20 wurden in den vorstehenden
Ausführungsbeispielen erläutert. Stromabwärts der Einrichtung 21 mündet der Getriebekühlkreislauf 19, wie dargestellt, in eine Verbindungsleitung 28, die einen Ausgang des Wärmemanagementmoduls 15 mit dem
Motorkühlkreislauf stromaufwärts der Verzweigung in
Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 verbindet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass der Getriebekühlkreislauf 19
stromabwärts der Einrichtung 21 in das Wärmemanagementmodul 15 oder direkt in den Motorkühlkreislauf stromabwärts des
Wärmemanagementmoduls 15 mündet.
Alternativ kann das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel derart modifiziert werden, dass das Ventil 14 im Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 (auf dessen Abschnitt, der getrennt von dem Zylinderkopfkühlkreislauf 10 verläuft) stromabwärts des Kurbelgehäusewassermantels 13 angeordnet ist und der Getriebekühlkreislauf 19 stromabwärts der Einrichtung 21 in den
Kurbelgehäusewassermantel 13 mündet. Somit wäre der gleiche Effekt, wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 3 oder im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen erläutert, zu erreichen, nämlich, dass ein Abschalten des Kurbelgehäusekühlkreislaufs 1 1 mittels des Ventils 14 automatisch auch den Getriebekühlkreislauf 19 abschaltet und ein
Einschalten des Kurbelgehäusekühlkreislaufs 1 1 mittels des Ventils 14 automatisch auch den Getriebekühlkreislauf 19 einschaltet. Anders
ausgedrückt, der Getriebekühlkreislauf 19 wird nur dann von Kühlmittel durchströmt (d.h. ist aktiv), wenn auch der Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 durchströmt wird (d.h. aktiv ist) und ist unabhängig davon, ob der
Zylinderkopfkühlkreislauf 10 durchströmt wird (d.h. aktiv ist).
Weitere, nicht zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung, werden im Folgenden beschrieben. Es wird auf die Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen und nur auf Unterschiede eingegangen:
So kann der Getriebekühlkreislauf 19 beispielsweise auch vom
Zylinderkopfkühlkreislauf 10 zwischen der Kühlmittelpumpe 5 (bzw. der Verzweigung) und dem Zylinderkopfwassermantel 12 abzweigen. Der Effekt, dass der Getriebekühlkreislauf 19 abhängig vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 aktiviert wird, kann auch bei dieser Anordnung realisiert werden, indem der Getriebekühlkreislauf 19 in den Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 mündet und stromabwärts dieser Einmündung von dem Ventil 14 geschaltet wird, wie vorstehend beschrieben.
Ebenso kann, wie bereits erwähnt, die Kühlmittelpumpe 5 so angeordnet sein, dass eine Verzweigung in Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und
Zylindergehäusekühlkreislauf 1 1 stromabwärts der Kühlmittelpumpe 5 vorgesehen ist. Es wäre dann auch möglich, den Getriebekühlkreislauf stromabwärts der Kühlmittelpumpe 5 und stromaufwärts der Verzweigung abzuzweigen.
Ferner müsste der Getriebekühlkreislauf 19 nicht zwangsläufig in den
Zylindergehäusewassermantel 13 eingeleitet werden. Der
Getriebekühlkreislauf 19 könnte auch direkt in das Wärmemanagementmodul 15 oder in den Ausgang des Zylinderkopfwassermantels 12 eingeleitet werden. In diesem Fall müsste jedoch das Ventil 14 mit der oben beschriebenen Funktion im Getriebekühlkreislauf vorgesehen sein, so dass die Strömung im Getriebekühlkreislauf 14, d.h. nur die Strömung im
Getriebekühlkreislauf, wie oben beschrieben geschaltet werden kann.
Vorstehend wurde beschrieben, dass der Motorkühlkreislauf einen
Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und einen Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 aufweist, wobei über einen bestimmten Abschnitt der
Zylinderkopfkühlkreislauf 10 und der Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 zusammen verlaufen, dann aufgeteilt werden, über einen jeweiligen
Abschnitt getrennt voneinander verlaufen und dann wieder zusammengeführt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und die beiden Kühlkreisläufe 10 und 1 1 könnten auch vollständig getrennt verlaufen.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der
Motorölkühlkreislauf 1 6 vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 abzweigend bis zur Stelle 18 im Kurbelgehäuse, d.h. in einem im Kurbelgehäusematerial ausgebildeten Kanal. Ebenso verläuft der Getriebekühlkreislauf 19 vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 abzweigend bis zum
Motorölwasserwärmetauscher 17 im Kurbelgehäuse. Dieses
Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf beschränkt und die genannten im Kurbelgehäuse verlaufenden Abschnitte können auch außerhalb des
Kurbelgehäuses verlaufen, wie dies beispielsweise in Fig. 3 der Fall ist.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der
Motorölkühlkreislauf 1 6 sowie der Getriebekühlkreislauf 19 gemeinsam vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 abzweigend bis zu einer Stelle stromabwärts des Motorölwasserwärmetauscher 17 und stromaufwärts des
Rückschlagventils 22 im Kurbelgehäuse, d.h. in einem im
Kurbelgehäusematerial ausgebildeten Kanal. Dieses Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf beschränkt und die genannten im Kurbelgehäuse verlaufenden Abschnitte können auch außerhalb des Kurbelgehäuses verlaufen, wie dies beispielsweise in Fig. 3 der Fall ist. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der
Getriebekühlkreislauf 19 vom Ventil 14 bzw. vom Kurbelgehäusekühlkreislauf 1 1 abzweigend bis zur Einrichtung 21 außerhalb des Kurbelgehäuses, d.h. außerhalb des Kurbelgehäusematerials. Dieses Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf beschränkt und der genannte Abschnitt des
Getriebekühlkreislaufs 19 kann auch zumindest abschnittsweise im
Kurbelgehäuse, d.h. in einem im Kurbelgehäusematerial ausgebildeten Kanal, verlaufen.
Darüber hinaus offenbart die Erfindung gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Steuerungsverfahren für einen Kühlmittelkreislauf 1 mit einem
Motorkühlkreislauf 10, 1 1 in dem Kühlmittel zur Kühlung eines
Verbrennungsmotors 6, 8 zirkulierbar ist; einem Getriebekühlkreislauf 19 zur Kühlung eines Getriebes 20, der von dem Motorkühlkreislauf 10, 1 1 abzweigt; einem Ventil 14, welches in dem Getriebekühlkreislauf 19 angeordnet ist, wobei das Ventil 14 abhängig von einem Betriebszustand des Motors und/oder des Getriebes geöffnet und geschlossen wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Ventil 14 abhängig von einer Motordrehzahl und/oder einem Motordrehmoment geöffnet und geschlossen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Ventil 14 nur oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts der Motordrehzahl und/oder des
Motordrehmoments geöffnet.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der
vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in
verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.