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Kühleranordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Kühleranordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Kühlmittelkreislauf mit einem ersten Kühlmittelkühler, und mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf mit einem zweiten Kühl- mittelkühler.

Kühleranordnungen für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sind bekannt. Insbesondere werden solche für Kraftfahrzeuge mit verschiedenen Aggregaten eingesetzt, deren Betriebstemperaturen unterschiedlich sind. Bei Hybridfahrzeugen können beispielsweise der Verbrennungsmotor und der Elektromotor jeweils einem der Kühlmittelkreisläufe zugeordnet sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kühlung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges zu optimieren.

Die Aufgabe ist bei einer Kühleranordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Kühlmittelkreislauf mit einem ersten Kühlmittelkühler, und mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf mit einem zweiten Kühlmittelkühler, dadurch gelöst, dass eine Verbindung zwischen dem ersten Kühlmittelkreislauf und dem zweiten Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist. Vorteilhaft kann über die Verbindung Wärme zwischen den Kühlmittelkreisläufen

ausgetauscht werden. Vorteilhaft kann dies abhängig vom Betriebszustand des zugehörigen Kraftfahrzeuges erfolgen. In einem Hybridfahrzeug beispielsweise werden ein konventioneller Verbrennungsmotor und ein Elektromotor für die Fortbewegung des Kraftfahrzeuges kombiniert. Aus beiden Mo- toren und den dazugehörigen Nebenaggregaten wie u.a. Getriebe, Leistungselektronik, Batterie muss Wärme abgeführt werden, um die zulässigen Betriebstemperaturen einzuhalten. Der Verbrennungsmotor und die Elektro- komponenten arbeiten unter Umständen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus, die durch den ersten Kühlmittelkreislauf und den zweiten Kühlmittel- kreislauf eingeregelt werden können. Der erste Kühlmittelkreislauf und der zweite Kühlmittelkreislauf können im Wesentlichen separat voneinander betrieben werden und mithin die unterschiedlichen Temperaturniveaus bereitstellen. Vorteilhaft kann über die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kühlmittelkreislauf jedoch Wärme ausgetauscht werden, um Wärme für Komponenten bereitzustellen, so dass diese früher günstige Betriebstemperaturen erreichen, also schneller in einem optimalen Wirkungsgrad arbeiten und mithin zur Kraftstoffeinsparung des Kraftfahrzeugs beitragen. Insbesondere zum Thermomanagement beim Inbetriebnehmen eines kalten Kraftfahrzeuges mit kalten Aggregaten kann die Verbindung vorteilhaft verwendet werden, um einen Austausch über die Kreislaufgrenzen des ersten Kühlmittelkreislaufes und des zweiten Kühlmittelkreislaufes zu ermöglichen. Dies kann insbesondere unmittelbar nach Fahrtbeginn, also mit kalten Motoren und Kreisläufen, erfolgen. Vorteilhaft kann beispielsweise die Abwärme aus einem der beiden Kühlmittelkreisläufe, der schneller ein höheres Tempera- turniveau erreicht, dem jeweiligen anderen Kühlmittelkreislauf über die Verbindung zugeführt werden. Es ist also möglich, diese Abwärme nicht an die Umwelt abzugeben, sondern vielmehr über die Verbindung an den jeweiligen anderen Kühlmittelkreislauf zu übertragen.

Vorteilhaft kann dies beispielsweise erfolgen, falls der Verbrennungsmotor erst zu einem späteren Zeitpunkt in Betrieb genommen wird, also das kalte

Kraftfahrzeug zunächst mit Elektroantrieb startet. In diesem Fall kann der Verbrennungsmotor mittels der Abwärme des Elektromotors und der zugehörigen Nebenaggregate vorgewärmt werden, wodurch sich die Reibungsverluste verringern und auch bessere Emissionswerte erreicht werden. In einem weiteren Betriebszustand des Kraftfahrzeuges ist es denkbar, das Getriebe des Antriebsstrangs, das ebenfalls in kühlem Zustand vergleichsweise große, den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs reduzierende Reibungsverluste verursacht, aufzuwärmen. üblicherweise ist das Getriebe dem kühleren Kühlmittelkreislauf zugeordnet, wirkt also in diesem als Wärmequelle. Mittels der Verbindung ist es jedoch möglich, das höhere Temperaturniveau des dem Verbrennungsmotor zugeordneten Kühlmittelkreislaufes zur Vorwärmung des Getriebes auszunutzen. Dies ist insbesondere denkbar, falls das Kraftfahrzeug zunächst und/oder überwiegend mit dem Verbrennungsmotor betrieben wird, dieser also schneller als das Getriebe seine optimale Betriebstempera- tur erreicht, so dass eine Wärmeübertragung über die Verbindung zum Getriebe hin sinnvoll möglich ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleranordnung eine die Verbindung steuernde Ventilanordnung aufweist. Die beiden Kühlmittelkreisläufe können über die Verbindung sowie die Ventilanordnung miteinander gekoppelt werden, so dass ein Austausch von Kühlmittel und damit von Wärme möglich wird. Die Ventilanordnung kann dazu die entsprechend notwendigen Kühlmittelströme steuern, also absperren oder ermöglichen bzw. steuern und/oder drosseln. Im Fall des kalten stehenden Verbrennungsmotors kann damit Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf mit dem niedrigeren Temperaturniveau, beispielsweise dem zweiten Kühlmittelkreislauf durch den kalten Verbrennungsmotor geleitet werden, der somit als Wärmesenke dient. Der Motor wird aufgewärmt ohne selber zu laufen, so dass beim eigentlichen Start des Verbrennungsmo- tors die Reibung und damit der Verbrauch bereits reduziert sind. Die im zweiten Kühlmittelkreislauf entstandene Wärme wird also im Gesamtkühlsystem

gehalten und nicht an die Umgebung abgegeben. Sobald die Kühlmitteltemperatur am Austritt des Verbrennungsmotors höher ist als die Temperatur vor einem Getriebeölkühler des zweiten Kühlmittelkreislaufes, kann vorteilhaft die Ventilanordnung so umgeschaltet werden, dass über die Verbindung an- gewärmtes Kühlmittel des Verbrennungsmotors dem Getriebeölkühler des zweiten Kühlmittelkreislaufes zugeführt werden kann. Vorteilhaft kann so die Reibung im Getriebe schneller reduziert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist da- durch gekennzeichnet, dass der erste Kühlmittelkreislauf einem Verbrennungsmotor des Antriebsstrangs und der zweite Kühlmittelkreislauf einer mit dem Verbrennungsmotor zusammenwirkenden Aggregateanordnung des Antriebsstrangs zugeordnet ist. So ist es möglich, den Verbrennungsmotor auf einem anderen Temperaturniveau zu betreiben wie die übrige Aggrega- teanordnung.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aggregateanordnung einem mit dem Verbrennungsmotor zusammenwirkenden Elektromotor, eine den Elektromo- tor ansteuernde Leistungselektronik und/oder ein mit dem Elektromotor und/oder dem Verbrennungsmotor zusammenwirkendes Getriebe aufweist. Die Kühleranordnung kann also vorteilhaft für verschiedenste Ausführungsformen von Hybridantrieben, insbesondere Serienhybrid, Parallelhybrid und/oder Mischformen daraus, verwendet werden. Insbesondere ist es mög- lieh, dem Verbrennungsmotor mit Hilfe des ersten Kühlmittelkreislaufes auf einem höheren Temperaturniveau und die restlichen Hybridkomponenten mit Hilfe des zweiten Kühlmittelkreislaufes auf einem vergleichsweise niedrigeren Temperaturniveau zu betreiben.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine erste Verbindungsleitung

aufweist, die stromabwärts der Aggregateanordnung und stromaufwärts des Verbrennungsmotors zwischen den ersten und den zweiten Kühlmittelkreislauf geschaltet ist. über die erste Verbindungsleitung kann also Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufes von der Aggregateanordnung kommend über einen Teilabschnitt des ersten Kühlmittelkreislaufes dem Verbrennungsmotor zugeführt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlmittelkreislauf ein erstes Regel- ventil aufweist, wobei das erste Regelventil stromaufwärts des Verbrennungsmotor und stromaufwärts der ersten Verbindungsleitung angeordnet ist. Mithin kann bei geschlossenem erstem Regelventil sichergestellt werden, dass sowohl ein Bypasskreislauf des ersten Kühlmittelkreislaufes sowie der erste Kühlmittelkühler mit Kühlmittelfluid beschickt werden. Diese Schaltstel- lung des ersten Regelventils ist also dann sinnvoll, falls der Verbrennungsmotor bei geöffnetem zweitem Regelventil als Wärmesenke dient.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine zweite Verbindungsleitung aufweist, die stromabwärts des Verbrennungsmotors und stromaufwärts der Aggregateanordnung zwischen den ersten und den zweiten Kühlmittelkreislauf geschaltet ist. über die zweite Verbindungsleitung kann also Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor herkommend über einen Teilabschnitt des zweiten Kühlmittelkreislaufes der Aggregateanordnung zugeführt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung ein die zweite Verbindungsleitung steuerndes zweites Regelventil aufweist. über das zweite Regelventil kann die zweite Verbindungsleitung gesperrt, geöffnet oder teilweise geöffnet werden. Mithin kann über das zweite Regelventil der Wärmeaustausch bzw. der Austausch von Kühlmittel zwischen den Kühlmittelkreisläufen gesteuert

bzw. geregelt werden. Vorteilhaft kann dies abhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeuges, insbesondere vom jeweiligen Temperaturniveau im Verbrennungsmotor und in der Aggregateanordnung erfolgen. Ein Schließen des Regelventils bringt mithin den Kühlmittelstrom in der zweiten Verbin- dungsleitung zum Erliegen. Da es sich bei dem ersten und zweiten Kühlmittelkreislauf jeweils um ein geschlossenes System handelt, kann durch ein Schließen des zweiten Regelventils auch ein überströmen von Kühlmittel über die erste Verbindungsleitung, die vorzugsweise kein Regelventil aufweist, im Wesentlichen unterbunden werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine dritte Verbindungsleitung aufweist, die stromabwärts des Verbrennungsmotors, stromabwärts der Leistungselektronik und stromaufwärts des Getriebeölkühlers zwischen den ers- ten und den zweiten Kühlmittelkreislauf geschaltet ist. Vorteilhaft kann also über die dritte Verbindungsleitung, insbesondere heißes Kühlmittel, von dem Verbrennungsmotor herkommend über ein Teilstück des zweiten Kühlmittelkreislaufes dem Getriebeölkühler zugeführt werden. Vorteilhaft ist, dass über die dritte Verbindungsleitung die Leistungselektronik umgangen werden kann. So kann es vermieden werden, dass beispielsweise beim Transport von heißem Kühlmittel vom Verbrennungsmotor herkommend die Leistungselektronik sich über ihre zulässige Betriebstemperatur erhitzen kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kühleranordnung ist da- durch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung ein die dritte Verbindungsleitung steuerndes drittes Regelventil aufweist. Das dritte Regelventil kann analog dem zweiten Regelventil den Kühlmittelaustausch über die dritte Verbindungsleitung steuern bzw. regeln. Bevorzugt ist das zweite Regelventil geschlossen, falls das dritte Regelventil geöffnet werden soll. Vorzugsweise ist das zweite Regelventil stromaufwärts der Leistungselektronik in den zweiten Kühlmittelkreislauf geschaltet. Mithin kann ein Absperren des zweiten

Regelventils bei gleichzeitigem öffnen des dritten Regelventils die dritte Verbindungsleitung als Bypass zur Leistungselektronik schalten, so dass diese auf keinen Fall mit dem heißen Kühlmittel des Verbrennungsmotors beaufschlagt werden kann.

Die Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Kühleranordnung, insbesondere mit einer oben näher beschriebenen Kühleranordnung, durch folgenden Schritt gelöst: übertragen von Wärme zwischen dem ersten Kühlmittelkreislauf und dem zweiten Kühl- mittelkreislauf. So ist es möglich, dass die beiden Kühlmittelkreisläufe je nach Betriebszustand als Wärmesenke oder Wärmequelle für den jeweiligen anderen Kühlmittelkreislauf verschaltet sind.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist durch folgenden Schritt gekennzeichnet: übertragen der Wärme von der Aggregateanordnung als Wärmequelle auf den Verbrennungsmotor als Wärmesenke. Vorteilhaft kann dies beim Warmlaufen des Fahrzeuges überwiegend betrieben mit dem Elektromotor erfolgen. Dabei steigt die Temperatur im zweiten Kühlmittelkreislauf schneller an als im ersten Kühlmittelkreislauf, wodurch ein Wärme- transport vom zweiten Kühlmittelkreislauf in den ersten Kühlmittelkreislauf ermöglicht wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist durch folgenden Schritt gekennzeichnet: Einspeisen von erwärmtem Kühlmittel von dem zweiten Kühlmittelkreislauf in den ersten Kühlmittelkreislauf über die erste Verbindungsleitung und Einspeisen von abgekühltem Kühlmittel von dem ersten Kühlmittelkreislauf in den zweiten Kühlmittelkreislauf über die zweite Verbindungsleitung. So kann also über die erste und zweite Verbindungsleitung ein weiterer Kühlmittelkreislauf, der dem ersten und zweiten Kühlmittelkreislauf überlagert sein kann, erfolgen. Vorteilhaft kann hierdurch

der Verbrennungsmotor durch die Abwärme der Aggregateanordnung aufgewärmt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist durch fol- genden Schritt gekennzeichnet: Sperren der dritten Verbindungsleitung mittels des dritten Regelventils und Freigabe der zweiten Verbindungsleitung mittels des zweiten Regelventils. Mittels der Regelventile kann also der gewünschte Kühlmittelaustausch gesteuert bzw. geregelt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist durch folgenden Schritt gekennzeichnet: übertragen von Wärme von dem Verbrennungsmotor als Wärmequelle auf das Getriebe der Aggregateanordnung als Wärmesenke. Durch diesen Schritt ist es also möglich, mittels des warmen Verbrennungsmotors das Getriebe schnellstmöglich auf seine Betriebstem- peratur zu erwärmen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist durch folgenden Schritt gekennzeichnet: Einspeisen von erwärmtem Kühlmittel vom ersten Kühlmittelkreislauf in den zweiten Kühlmittelkreislauf über die dritte Verbindungsleitung und Einspeisen von abgekühltem Kühlmittel von dem zweiten Kühlmittelkreislauf in den ersten Kühlmittelkreislauf über die erste Verbindungsleitung. So ist es also möglich, über die erste und dritte Verbindungsleitung einen, insbesondere dem ersten und zweiten Kühlmittelkreislauf überlagerten, weiteren Kühlmittelkreislauf zu ermöglichen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist durch folgenden Schritt gekennzeichnet: Sperren der zweiten Verbindungsleitung mittels des zweiten Regelventils und Freigeben der dritten Verbindungsleitung mittels des dritten Regelventils. über das zweite und dritte Regelventil kann also der entsprechende Kühlmittelaustausch zwischen dem ersten und zweiten Kühlmittelkreislauf gesteuert bzw. geregelt werden.

Die Aufgabe ist außerdem bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit Hybridantrieb, durch eine wie oben beschrieben ausgeführte Kühleranordnung gelöst.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.

Die einzige Figur 1 zeigt ein Schaltschema einer Kühleranordnung mit einem ersten Kühlmittelkreislauf und einem zweiten Kühlmittelkreislauf

Figur 1 zeigt eine Kühleranordnung 1 mit einem ersten Kühlmittelkreislauf 3 und einem zweiten Kühlmittelkreislauf 5. Der erste Kühlmittelkreislauf 3 weist einen ersten Kühlmittelkühler 7 auf. Der zweite Kühlmittelkreislauf 5 weist einen zweiten Kühlmittelkühler 9 auf. Zur Belüftung der Kühlmittelkühler 7 und 9 kann die Kühleranordnung 1 einen Lüfter 10 aufweisen, beispielsweise einen elektrisch angetriebenen und/oder mit einem Verbrennungsmotor 11 gekoppelten, insbesondere temperaturabhängig gekoppelten, vorzugsweise temperaturabhängig gesteuerten, Lüfter.

Der erste Kühlmittelkreislauf 3 ist dem Verbrennungsmotor 11 zugeordnet. Der zweite Kühlmittelkreislauf 5 ist einer Aggregateanordnung 13 zugeordnet. Die Aggregateanordnung 13 weist eine Leistungselektronik 15, einen Elektromotor 17 sowie ein Getriebe 19 auf, die zusammen mit dem Verbrennungsmotor 11 Teile eines Antriebsstrangs 21 eines Kraftfahrzeuges 23 sein können. Bei dem Kraftfahrzeug 23 kann es sich um ein Fahrzeug mit Hybridantrieb handeln, wobei der Verbrennungsmotor 11 gemeinsam mit dem E- lektromotor 17 als Antriebsquelle des Kraftfahrzeugs 23 dienen. Hierzu kann das Getriebe 19 weiteren, in Figur 1 nicht dargestellten Antriebsaggregaten des Kraftfahrzeuges 23 zugeordnet werden.

Der Verbrennungsmotor 11 kann mittels des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 gekühlt bzw. auf Betriebstemperatur gehalten werden. Hierzu ist der Verbrennungsmotor 11 über eine erste Kühlleitung 25 stromabwärts mit dem ersten Kühlmittelkühler 7 verbunden. Der erste Kühlmittelkühler 7 ist stromabwärts über eine zweite Kühlmittelleitung 27 mit einem ersten Regelventil 29 verbunden. Das erste Regelventil 29 ist stromabwärts über eine dritte Kühlmittelleitung 31 mit einer ersten Kühlmittelpumpe 33 des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 verbunden. Die erste Kühlmittelpumpe 33 ist stromabwärts dem Verbrennungsmotor 11 des Kraftfahrzeugs 23 zugeordnet.

Zwischen die erste Kühlmittelleitung 25 und das erste Regelventil 29 ist eine Bypassleitung 35 geschaltet. Die Kühlmittelleitungen 25, 27 und 31 , die By- passleitung 35, die erste Kühlmittelpumpe 33 sowie das erste Regelventil 29 bilden einen Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf mit kleinem Bypass- Kühlmittelkreislauf für den Verbrennungsmotor 11. Unabhängig von dem zweiten Kühlmittelkreislauf 5 kann der erste Kühlmittelkreislauf 3 beim Hochfahren des Verbrennungsmotors wie folgt betrieben werden. Bei kaltem Verbrennungsmotor 11 kann die erste Kühlmittelpumpe 33 abgeschaltet werden, so dass sich keinerlei Kühlmittelzirkulation ergibt. Insbesondere im Falle einer mechanischen Kopplung der ersten Kühlmittelpumpe an den Verbrennungsmotor kann auch vorgesehen werden, dass die Pumpe gegen einen geschlossenen Kreislauf arbeitet, wodurch gegebenenfalls bis auf einen geringen Leckagestrom kein Kühlmittel umgewälzt wird. Sobald erste Teile des Verbrennungsmotors 11 die maximal zulässige Betriebstemperatur erreichen, kann die erste Kühlmittelpumpe 33 das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 umwälzen. Dazu kann zunächst das erste Regelventil 29 so geschaltet werden, dass dieses einen Fluidstrom von der Bypassleitung 35 in die dritte Kühlmittelleitung 31 ermöglicht und einen Fluidstrom von der zweiten Kühlmittelleitung 27 in die dritte Kühlmittelleitung 31 absperrt. Der Verbrennungsmotor 11 wird also über einen Bypasskreislauf oder klei-

nen Kühlmittelkreislauf über die Bypassleitung 35 unter Auslassung des ersten Kühlmittelkühlers 7 betrieben. Sobald die Kühlmitteltemperatur im kleinen Kühlkreislauf einen maximal zulässigen Wert übersteigt, kann das erste Regelventil 29 dosiert einen Zustrom von kaltem Kühlmittel von der zweiten Kühlmittelleitung 27 in die dritte Kühlmittelleitung 31 zulassen. Gleichzeitig kann dabei der Kühlmittelstrom in der Bypassleitung 35 entsprechend durch das erste Regelventil 29 gedrosselt werden.

Der zweite Kühlmittelkühler 9 ist stromabwärts über eine vierte Kühlmittellei- tung 37 mit einem zweiten Regelventil 39 verbunden. Das zweite Regelventil 39 ist über eine fünfte Kühlmittelleitung 41 stromabwärts mit einem dritten Regelventil 43 verbunden. In die fünfte Kühlmittelleitung 41 ist eine zweite Kühlmittelpumpe 45 zur Umwälzung des Kühlmittels im zweiten Kühlmittelkreislauf 5 geschaltet. Stromabwärts der zweiten Kühlmittelpumpe 45 ist mit- tels einer Parallelkühlmittelleitung 47 die Leistungselektronik 15 zur fünften Kühlmittelleitung 41 parallel geschaltet. Mittels der Parallelkühlmittelleitung 47 kann also ein Teil des von der zweiten Kühlmittelpumpe 45 geförderten Kühlmittels an der Leistungselektronik 15 zur Kühlung derselben vorbeigeführt werden. Das dritte Regelventil 43 ist stromabwärts mittels einer sechs- ten Kühlmittelleitung 49 an das Getriebe 19 des Antriebsstrangs 21 des Kraftfahrzeugs 23 angeschlossen. Das Getriebe 19 beziehungsweise ein entsprechender Getriebeölkühler des Getriebes 19 ist stromabwärts mittels einer siebten Kühlmittelleitung 51 an den zweiten Kühlmittelkühler 9 angeschlossen. Der Elektromotor 17 ist mittels einer Elektromotorkühlmittelleitung 53 an die fünfte Kühlmittelleitung 41 und an die siebte Kühlmittelleitung 51 angeschlossen. Dabei zweigt die Elektromotorkühlmittelleitung 53 stromabwärts der Leistungselektronik 15 und stromaufwärts des dritten Regelventils 43 zum Elektromotor 17 hin ab und mündet stromabwärts des Getriebes 19 in die siebte Kühlmittelleitung 41 des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5. Mithin sind der Elektromotor 17 und das Getriebe 19 fluidisch parallel in dem zweiten Kühlmittelkreislauf 5 geschaltet, wobei das dritte Regelventil 43 das Ver-

hältnis der Flussrate durch entsprechendes Absperren oder Drosseln der sechsten Kühlmittelleitung 49 steuern kann.

Stromabwärts des Elektromotors 17 und des Getriebes 19 ist eine erste Ver- bindungsleitung 55 abgezweigt, die stromabwärts in die dritte Kühlmittelleitung 31 des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 mündet. über die erste Verbindungsleitung 55 sind also der erste Kühlmittelkreislauf 3 und der zweite Kühlmittelkreislauf 5 fluidisch miteinander verbunden. Das zweite Regelventil 39 des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5 ist stromaufwärts mittels einer zweiten Verbindungsleitung 57 an die erste Kühlmittelleitung 25 des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 angeschlossen. Außerdem ist das dritte Regelventil 43 mittels einer dritten Verbindungsleitung 59 stromaufwärts ebenfalls an die erste Kühlmittelleitung 25 des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 angeschlossen.

Im Folgenden werden verschiedene Thermomanagementstrategien unter Bezug auf die Figur 1 beschrieben, wobei jeweils Wärme zwischen dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 und dem zweiten Kühlmittelkreislauf 5 übertragen wird.

In einem ersten Betriebszustand des Fahrzeuges 23, insbesondere nach einem Start mit kalten Aggregaten, kann das Kraftfahrzeug überwiegend mittels des Elektromotors 17 angetrieben werden. In diesem Betriebszustand wirkt die Aggregateanordnung 13, also die Leistungselektronik 15, der Elektromotor 17 sowie das Getriebe 19 als Wärmequelle. Die von der Aggrega- teanordnung 13 erzeugte Wärme wird auf das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5 übertragen. In diesem Betriebszustand ist der Verbrennungsmotor 11 nicht in Betrieb, mithin verhältnismäßig kühl. Es ist jedoch wünschenswert, vor Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors 11 , diesen so weit wie möglich vorzuwärmen, um unerwünschte Emissionen sowie hohe Reibwerte auf ein Minimum zu reduzieren. Um dies zu erreichen, kann das zweite Regelventil 39 so geschaltet werden, dass die zweite Verbindungslei-

tung 57 über das zweite Regelventil 39 und die fünfte Kühlmittelleitung 41 an die zweite Kühlmittelpumpe 45 des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5 angeschlossen ist. Außerdem kann das zweite Regelventi! 39 so geschaltet werden, dass die vierte Kühlmittelleitung 37 nicht mit der fünften Kühlmittellei- tung 41 des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5 verbunden ist. Mithin herrscht im zweiten Kühlmittelkühler 9 des zweiten Kühlmittelkreislaufes 4 Stillstand, das darin befindliche Kühlmittel wird also nicht umgewälzt.

Angetrieben von der zweiten Kühlmittelpumpe 45 sowie der ersten Kühlmit- telpumpe 33, falls der Verbrennungsmotor läuft, ergibt sich also ein Kreislauf, beginnend von der zweiten Kühlmittelpumpe 45 über die fünfte Kühlmittelleitung 41 , die dazu parallel geschaltete Parallelkühlmittelleitung 47 und die daran angeschlossene Leistungselektronik 15, die Elektromotorkühlmittelleitung 53 sowie den daran angeschlossenen Elektromotor 17, die siebte Kühlmittelleitung 51 , die erste Verbindungsleitung 55, die dritte Kühlmittelleitung 31 sowie die daran angeschlossene erste Kühlmittelpumpe 33 sowie den an diese angeschlossenen Verbrennungsmotor 11 , über die erste Kühlmittelleitung 25 des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 schließlich über die zweite Verbindungsleitung 57, das zweite Regelventil 39 und die fünfte Kühlmittellei- tung 41 wieder zurück zur zweiten Kühlmittelpumpe 45 des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5. Außerdem ergibt sich je nach öffnungsstellung des dritten Regelventils 43 ein abgezweigter paralleler Fluss zur Elektromotorkühlmittelleitung 53 vom dritten Regelventil 43 über die sechste Kühlmittelleitung 49 über das Getriebe 19 und schließlich über die siebte Kühlmittelleitung 51 in die erste Verbindungsleitung 55.

Es ist also möglich, von der Aggregateanordnung 13 erwärmtes Kühlmittel von dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 über die erste Verbindungsleitung 55 dem Verbrennungsmotor 11 zuzuführen, der in diesem Betriebszustand als Wärmesenke dient. Es ist zu erkennen, dass durch eine entsprechende Ab- riegelung des zweiten Regelventils 39 die gesamte Abwärme der Aggrega-

teanordnung 13 innerhalb des Triebstangs 21 des Kraftfahrzeugs 23 gehalten wird. Es sind also in diesem Betriebszustand sowohl der erste Kühlmittelkühler 7 wie auch der zweite Kühlmittelkühler 9 nicht durchströmt, so dass wirkungsvoll jegliche Abgabe von Wärme an die Umwelt unterbleibt.

In einem weiteren Betriebszustand des Kraftfahrzeuges 23 kann die Kühlmitteltemperatur des Kühlmittels in der ersten Kühlmittelleitung 25 die Kühlmitteltemperatur stromabwärts des Getriebes 19 in der siebten Kühlmittelleitung 51 übersteigen. In diesem Betriebszustand kann es also wünschenswert sein, das Getriebe 19 mittels der Abwärme des Verbrennungsmotors 11 aufzuwärmen, also den Verbrennungsmotor 11 als Wärmequelle und das Getriebe 19 als Wärmesenke zu verwenden. Dieser Betriebszustand ist beispielsweise dann gegeben, falls der Verbrennungsmotor 11 bereits seine Betriebstemperatur vollständig erreicht hat, also beispielsweise das erste Regelventil 29 bereits so geschaltet ist, dass der Kühlmittelfluss des ersten Kühlmittelkreislaufes 3 zumindest teilweise über den ersten Kühlmittelkühler 7 geführt wird.

Dabei ist es möglich, einen Teil oder den gesamten Kühlmittelstrom von dem Verbrennungsmotor 11 herrührend aus der ersten Kühlmittelleitung 25 in die dritte Verbindungsleitung 59 abzuzweigen, also dem dritten Regelventil 43 zuzuführen.

In diesem Betriebszustand kann das dritte Regelventil 43 so geschaltet sein, dass es die dritte Verbindungsleitung 59 mit der sechsten Kühlmittelleitung 49 verbindet und die fünfte Kühlmittelleitung 41 ganz oder teilweise absperrt. Der Verbrennungsmotor 11 ist also stromabwärts über die erste Kühlmittelleitung 25, die dritte Verbindungsleitung 59, das dritte Regelventil 43 und schließlich die sechste Kühlmittelleitung 49 mit dem Getriebe 19 verbunden. Die siebte Kühlmittelleitung 51 ist wiederum über die erste Verbindungslei-

tung 55, die dritte Kühlmittelleitung 31 sowie die erste Kühlmittelpumpe 33 stromabwärts mit dem Verbrennungsmotor 11 verbunden.

über diese Verbindung kann also die über die dritte Verbindungsleitung 59 entnommene Kühlmittelmenge entsprechend von dem zweiten Kühlmittelkreislauf 5 wieder dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 zurückgeführt werden.

Es ergibt sich also ein dritter Kühlmittelkreislauf, der sich dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 teilweise überlagert. Außerdem ist der beschriebene dritte Kühlmittelkreislauf in diesem Betriebszustand von dem zweiten Kühlmittelkreislauf 5 je nach Schaltstellung des dritten Regelventils 43 getrennt beziehungsweise diesem lediglich in der siebten Kühlmittelleitung 51 nach der Einmündung der Elektromotorkühlmittelleitung 53 überlagert.

Dies ist notwendig, da eine Kühlung der Leistungselektronik 15 stets notwendig ist. Hierzu wird durch die zweite Kühlmittelpumpe 45 Kühlmittel innerhalb des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5 umgewälzt, wobei jedoch das Getriebe 19 mittels des dritten Regelventils 43 von dieser Umwälzung abgeschnitten ist. Um diese Umwälzung zu ermöglichen, ist das zweite Regelven- til 39 so geschaltet, dass die zweite Verbindungsleitung 57 abgesperrt ist und die vierte Kühlmittelleitung 37 entsprechend der benötigten Kühlmittelmenge ganz oder teilweise mit der fünften Kühlmittelleitung 41 verbunden ist. Es ergibt sich also stromabwärts des dritten Regelventils 43 und stromaufwärts der Abzweigung der ersten Verbindungsleitung 55 an der siebten Kühlmittel- leitung 51 ein Kühlmittelstrom, der genau der dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 entnommenen Kühlmittelmenge entspricht. Es ist jedoch auch denkbar, das dritte Regelventil zumindest teilweise zwischen der fünften Kühlmittelleitung 41 und der sechsten Kühlmittelleitung 49 zu öffnen, wobei sich dann in dem beschriebenen Abschnitt des zweiten Kühlmittelkreislaufes 5 ein erhöh- ter Kühlmittelstrom ergibt, der genau um die dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 entnommene Kühlmittelmenge erhöht ist.

Es ist zu erkennen, dass in diesem Betriebszustand stets eine Kühlung der Leistungselektronik 15 gewährleistet ist und durch die Einmündung der dritten Verbindungsleitung 59 stromabwärts der Leistungselektronik 15 und stromaufwärts des Getriebes 19 dennoch das Getriebe 19 als Wärmesenke für den Verbrennungsmotor 11 verwendet werden kann, das Getriebe 19 also schnellstmöglich auf seine Betriebstemperatur gebracht werden kann. Neben dem Getriebe 19 als Wärmesenke fungiert auch der erste Kühlmittelkühler 7 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 als Wärmesenke für den Verbren- nungsmotor 11 in der genannten Schaltstellung der Ventile 29, 39 und 43, sodass eine überhitzung des Verbrennungsmotors 11 ausgeschlossen ist.

Durch das beschriebene Thermomanagement kann eine optimierte Warmlaufstrategie für den Verbrennungsmotor 11 sowie die Aggregateanordnung 13 gewährleistet werden. Hierzu müssen die Regelventile 29, 39 sowie 43 die entsprechenden Temperaturverläufe des Verbrennungsmotors 11 sowie der Aggregateanordnung 13 überwachen und eine entsprechende Schließ- und/oder öffnungsstellung einnehmen. Zur Ansteuerung der Ventile 29, 39 sowie 43 kann auch eine mit entsprechenden Temperatursensoren und/oder weiteren Sensoren gekoppelte zentrale Regeleinheit ausgelegt zur Temperaturregelung des Verbrennungsmotors 11 sowie der damit zusammenwirkenden Aggregateanordnung 13 verwendet werden.