DE102016203212A1 - Method for operating a heat exchanger arrangement in a motor vehicle and heat exchanger arrangement for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmetauscheranordnung in einem Kraftfahrzeug und eine Wärmetauscheranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf für Motorkühlmittel, in dem ein erster Wärmetauscher zum Abkühlen des Motorkühlmittels und ein zweiter Wärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen dem Motorkühlmittel und einem Getriebefluid angeordnet sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit dem Betrieb der Wärmetauscheranordung ein einstellbares Temperaturregelungselement im Kühlmittelkreislauf betrieben wird und das Temperaturniveau des Motorkühlmittels auf einen einstellbaren Wert geregelt wird.The invention relates to a method for operating a heat exchanger assembly in a motor vehicle and a heat exchanger assembly for a motor vehicle having a coolant circuit for engine coolant, in which a first heat exchanger for cooling the engine coolant and a second heat exchanger for heat exchange between the engine coolant and a transmission fluid are arranged. The invention is characterized in that, together with the operation of the Wärmetauscheranordung an adjustable temperature control element is operated in the coolant circuit and the temperature level of the engine coolant is controlled to an adjustable value.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmetauscheranordnung in einem Kraftfahrzeug und eine Wärmetauscheranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf für ein Motorkühlmittel, in dem ein erster Wärmetauscher zum Abkühlen des Motorkühlmittels und ein zweiter Wärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen dem Motorkühlmittel und einem Getriebefluid angeordnet sind.The invention relates to a method for operating a heat exchanger assembly in a motor vehicle and a heat exchanger assembly for a motor vehicle with a coolant circuit for an engine coolant, in which a first heat exchanger for cooling the engine coolant and a second heat exchanger for heat exchange between the engine coolant and a transmission fluid are arranged.
Solche Verfahren und Wärmetauscheranordnungen sind bekannt und werden dazu verwendet, das Getriebefluid mittels Wärmeaustausch mit dem Motorkühlmittel so zu temperieren, dass das Getriebe, durch welches das Getriebefluid zirkuliert, auf eine Betriebstemperatur gebracht wird oder auf einer Betriebstemperatur gehalten wird, die in einem bevorzugten Bereich liegt.Such methods and heat exchanger assemblies are known and used to control the transmission fluid by means of heat exchange with the engine coolant so that the transmission through which the transmission fluid circulates is brought to an operating temperature or maintained at an operating temperature which is within a preferred range ,
Die
In der
Ein Kühlsystem für ein Fahrzeug mit einem Getriebekühlkreislauf wird in der
In der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, zur effektiveren Temperierung eines Getriebefluids, insbesondere eines Getriebeöls, und unter reduziertem Kosteneinsatz, ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmetauscheranordnung und eine Wärmetauscheranordnung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.Object of the present invention is therefore to provide a method for operating a heat exchanger assembly and a heat exchanger assembly for a motor vehicle for more effective temperature control of a transmission fluid, in particular a transmission oil, and with reduced cost.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 7. Dabei wird zusammen mit dem Betrieb der Wärmetauscheranordung ein einstellbares Temperaturregelungselement im Kühlmittelkreislauf betrieben, womit das Temperaturniveau des Motorkühlmittels auf einen einstellbaren Wert geregelt wird.This object is achieved by a method according to
Unter einem einstellbaren Temperaturregelungselement, womit das Temperaturniveau des Motorkühlmittels auf einen einstellbaren Wert geregelt wird, ist dabei beispielhaft, aber nicht ausschließlich ein Thermostat zu verstehen, dessen Arbeitspunkt verstellt werden kann. Ein solches einstellbares Thermostat steuert den Durchfluss von Motorkühlmittel durch den ersten Wärmetauscher, d.h. den Volumenstrom oder Massenstrom des Kühlmittels, durch Variation eines freien Querschnittes in Abhängigkeit von der Temperatur des Motorkühlmittels. Under an adjustable temperature control element, whereby the temperature level of the engine coolant is controlled to an adjustable value, it is to be understood by way of example, but not exclusively, a thermostat whose operating point can be adjusted. Such an adjustable thermostat controls the flow of engine coolant through the first heat exchanger, i. the volume flow or mass flow of the coolant, by varying a free cross-section as a function of the temperature of the engine coolant.
Der erste Wärmetauscher kann beispielsweise ein Motorkühler sein, der Wärme des Motorkühlmittels an die Umgebung des Fahrzeugs abgibt, insbesondere an Umgebungsluft, die durch diesen Wärmetauscher geleitet wird. The first heat exchanger may be, for example, an engine radiator which emits heat of the engine coolant to the environment of the vehicle, in particular ambient air which is passed through this heat exchanger.
Temperaturniveau bedeutet im Sinne dieser Erfindung eine Temperatur, die charakteristisch ist für einen Temperaturbereich um eine Solltemperatur des Motorkühlmittels, in dem sich die tatsächliche Kühlmitteltemperatur bewegt. Abweichungen von der eigentlichen Solltemperatur innerhalb dieses Bereiches ergeben sich üblicherweise etwa durch die Regelungscharakteristik des Temperaturregelungselements, aber auch durch sekundäre Effekte wie zum Beispiel Verlust oder Eintrag von Wärme an verschiedenen Stellen im Kühlmittelkreislauf, oder etwa durch Druckbeaufschlagung des Temperaturregelungselements durch Pumpen im Kühlmittelkreislauf.Temperature level in the sense of this invention means a temperature that is characteristic of a temperature range around a target temperature of the engine coolant, in which the actual coolant temperature moves. Deviations from the actual setpoint temperature within this range usually result, for example, from the control characteristic of the temperature control element, but also from secondary effects such as loss or entry of heat at various points in the coolant circuit, or by pressurization of the temperature control element by pumps in the coolant circuit.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das einstellbare Temperaturniveau in Abhängigkeit von einem Kühlbedarf oder einem Heizbedarf des Getriebefluids eingestellt.In a preferred embodiment of the invention, the adjustable temperature level is set in dependence on a cooling requirement or a heating requirement of the transmission fluid.
Ein Kühlbedarf des Getriebefluids liegt vor, wenn die Temperatur des Getriebefluids höher ist als eine obere Grenze eines bevorzugten Bereiches, oder wenn die Temperatur des Getriebefluids ansteigt und es absehbar ist, dass die obere Grenze des bevorzugten Bereiches überschritten werden wird. Der Kühlbedarf kann dabei hoch oder niedrig sein, je nachdem wie weit die obere Grenze des bevorzugten Temperaturbereichs überschritten wird oder wie stark die Temperatur des Getriebefluids ansteigt. Bei großer Überschreitung der oberen Grenze des bevorzugten Bereiches ist der Kühlbedarf hoch, bei geringer Überschreitung ist er niedrig. Bei starkem Temperaturanstieg, d.h. bei einer großen positiven Temperaturänderung über der Zeit, ist der Kühlbedarf hoch, bei einer kleinen positiven Temperaturänderung über der Zeit ist er niedrig. Der Durchsatz des Getriebefluids durch das Getriebe und/oder den Getriebekühlkreislauf, d.h. der Volumenstrom oder Massenstrom des Getriebefluids, ist ein weiteres Kriterium für die Höhe des Kühlbedarfs im Sinne eines erforderlichen Wärmestroms, da er ein Maß für die Wärmekapazität ist, die innerhalb einer vorgegebenen Zeit gekühlt werden muss. A cooling requirement of the transmission fluid exists when the temperature of the transmission fluid is higher than an upper limit of a preferred range, or when the temperature of the transmission fluid increases and it is foreseeable that the upper limit of the preferred range will be exceeded. The cooling requirement can be high or low, depending on how far the upper limit of the preferred temperature range is exceeded or how much the temperature of the transmission fluid increases. If the upper limit of the preferred range is greatly exceeded, the cooling requirement is high; if it is slightly exceeded, it is low. With a strong increase in temperature, i. with a large positive temperature change over time, the cooling demand is high, with a small positive temperature change over time it is low. The flow rate of the transmission fluid through the transmission and / or the transmission cooling circuit, i. the flow rate or mass flow of the transmission fluid is another criterion for the amount of cooling demand in terms of a required heat flow, since it is a measure of the heat capacity, which must be cooled within a given time.
Ein Heizbedarf des Getriebefluids liegt vor, wenn die Temperatur des Getriebefluids niedriger ist als eine untere Grenze eines bevorzugten Bereiches, oder wenn die Temperatur des Getriebefluids fällt und es absehbar ist, dass die untere Grenze des bevorzugten Bereiches unterschritten werden wird. Der Heizbedarf kann dabei hoch oder niedrig sein, je nachdem wie weit die untere Grenze des bevorzugten Temperaturbereichs unterschritten wird oder wie stark die Temperatur des Getriebfluids fällt. Bei großer Unterschreitung der unteren Grenze des bevorzugten Bereiches ist der Heizbedarf hoch, bei geringer Unterschreitung ist er niedrig. Bei starkem Temperaturabfall, d.h. bei einer großen negativen Temperaturänderung über der Zeit, ist der Heizbedarf hoch, bei einer kleinen negativen Temperaturänderung über der Zeit ist er niedrig. Der Durchsatz des Getriebefluids durch das Getriebe und/oder den Getriebekühlkreislauf, d.h. der Volumenstrom oder Massenstrom des Getriebefluids, ist ein weiteres Kriterium für die Höhe des Heizbedarfs im Sinne eines erforderlichen Wärmestroms, da er ein Maß für die Wärmekapazität ist, die innerhalb einer vorgegebenen Zeit aufgeheizt werden muss.A heating requirement of the transmission fluid is when the temperature of the transmission fluid is lower than a lower limit of a preferred range, or when the temperature of the transmission fluid drops and it is foreseeable that the lower limit of the preferred range will be exceeded. The heating requirement can be high or low, depending on how far below the lower limit of the preferred temperature range is exceeded or how much the temperature of the transmission fluid falls. If the lower limit of the preferred range falls far short of the heating requirement is high, with low below the low limit it is low. At high temperature drop, i. with a large negative temperature change over time, the heating demand is high, with a small negative temperature change over time, it is low. The flow rate of the transmission fluid through the transmission and / or the transmission cooling circuit, i. the flow rate or mass flow of the transmission fluid is another criterion for the amount of heating demand in terms of a required heat flow, since it is a measure of the heat capacity, which must be heated within a given time.
Erfindungsgemäß wird das Temperaturniveau des Motorkühlmittels so eingestellt, dass das Getriebefluid durch Wärmeaustausch gekühlt wird, wenn ein Kühlbedarf vorliegt. Die Höhe des Kühlbedarfs kann dann bei dem erfinderischen Verfahren dazu herangezogen werden, das Temperaturniveau des Motorkühlmittels so einzustellen, dass sich eine Temperaturdifferenz ergibt, die umso größer ist, je höher der Kühlbedarf ist. Da die Temperaturdifferenz zwischen Getriebefluid und Motorkühlmittel den Wärmeübergang treibt, kann so der Wärmestrom und damit die Kühlleistung des zweiten Wärmetauschers zum Wärmeaustausch zwischen dem Motorkühlmittel und dem Getriebefluid reguliert und dem Kühlbedarf angepasst werden.According to the invention, the temperature level of the engine coolant is adjusted so that the transmission fluid is cooled by heat exchange when there is a need for cooling. The amount of cooling demand can then in the inventive method be used to adjust the temperature level of the engine coolant so that there is a temperature difference, which is greater, the higher the cooling demand. Since the temperature difference between transmission fluid and engine coolant drives the heat transfer, so the heat flow and thus the cooling capacity of the second heat exchanger for heat exchange between the engine coolant and the transmission fluid can be adjusted and adapted to the cooling requirements.
Ebenso wird bei dem erfinderischen Verfahren das Temperaturniveau des Motorkühlmittels so eingestellt, dass das Getriebefluid durch Wärmeaustausch geheizt wird, wenn ein Heizbedarf vorliegt. Die Höhe des Heizbedarfs kann dann dazu herangezogen werden, das Temperaturniveau des Motorkühlmittels so einzustellen, dass sich eine Temperaturdifferenz ergibt, die umso größer ist, je höher der Heizbedarf ist. Da die Temperaturdifferenz zwischen Motorkühlmittel und Getriebefluid den Wärmeübergang treibt, kann so der Wärmestrom und damit die Heizleistung des zweiten Wärmetauschers zum Wärmeaustausch zwischen dem Motorkühlmittel und dem Getriebefluid reguliert und dem Heizbedarf angepasst werden.Also, in the inventive method, the temperature level of the engine coolant is adjusted so that the transmission fluid is heated by heat exchange when there is a heating demand. The amount of heating demand can then be used to adjust the temperature level of the engine coolant so that there is a temperature difference, which is greater, the higher the heating demand. Since the temperature difference between engine coolant and transmission fluid drives the heat transfer, so the heat flow and thus the heat output of the second heat exchanger for heat exchange between the engine coolant and the transmission fluid can be regulated and adapted to the heating demand.
Das erfindungsgemäße Einstellen des Temperaturniveaus des Motorkühlmittels in Abhängigkeit von einem Kühlbedarf oder einem Heizbedarf des Getriebefluids kann dazu führen, dass der Betrieb des Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, beeinflusst wird. Sollte also zum Zwecke der Motorkühlung oder des Motorwarmlaufs eine andere Einstellung des Temperaturniveaus günstig sein, kann die Einstellung anhand einer Priorisierung oder Überlagerung der verschiedenen Anforderungen zur Temperierung des Getriebes und des Motors erfolgen.Adjusting the temperature level of the engine coolant according to the invention as a function of a cooling requirement or a heating requirement of the transmission fluid can lead to an influence on the operation of the engine, in particular of an internal combustion engine. Thus, should a different setting of the temperature level be favorable for the purposes of engine cooling or engine warming, the adjustment can be made by prioritizing or superimposing the various requirements for controlling the temperature of the transmission and the engine.
Das gilt in gleicher oder ähnlicher Weise auch für Anforderungen seitens der Kabinenheizung und/oder anderer thermischer Systeme im Fahrzeug.This also applies in the same or similar manner to requirements on the part of the cabin heater and / or other thermal systems in the vehicle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird weiterhin die Temperatur des Getriebefluids direkt oder indirekt ermittelt und der Kühlbedarf oder der Heizbedarf anhand dieser Temperatur bestimmt. Die direkte Ermittlung der Temperatur des Getriebefluids kann beispielsweise durch einen Temperatursensor, der mit dem Getriebfluid in Kontakt steht, erfolgen. Für die indirekte Ermittlung der Temperatur des Getriebefluids bieten sich verschiedene Möglichkeiten an, mit denen auf einen eigens vorzusehenden Getriebefluid-Temperatursensor verzichtet werden kann. Eine Möglichkeit ist es, eine oder mehrere gemessene Temperatur(en) von Bauteilen, Bauteiloberflächen oder anderen Fluiden, die mit dem Getriebefluid in Kontakt stehen, heranzuziehen und die Getriebefluidtemperatur dann durch eine Modellierung der entsprechenden Stoff- und Wärmeströme rechnerisch zu bestimmen. Ein anderer Ansatz ist es, die Wärmeerzeugung im Getriebe zu berechnen, basierend auf Parametern, die den Fahrzeugbetrieb und insbesondere die Getriebebelastung beschreiben, wie beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeuggewicht, Fahrbahnsteigung, Fahrzeugbeschleunigung, Motordrehzahl, Gangstufe des Getriebes. Eine Vielzahl weiterer Parameter ist üblicherweise über das Bordnetz des Fahrzeugs verfügbar und kann ebenfalls verwendet werden. Aus der Wärmeerzeugung im Getriebe kann dann auf die Temperatur des Getriebefluids zurückgeschlossen werden. Gegebenenfalls kann durch Berücksichtigung weiterer Daten wie etwa Wärmekapazität des Getriebes und des Getriebefluids, Umgebungstemperatur oder ähnlichem die Genauigkeit der Bestimmung der Temperatur des Getriebefluids verbessert werden.In a preferred embodiment of the invention, furthermore, the temperature of the transmission fluid is determined directly or indirectly, and the cooling requirement or the heating requirement is determined on the basis of this temperature. The direct determination of the temperature of the transmission fluid, for example, by a temperature sensor, which is in contact with the transmission fluid, take place. For the indirect determination of the temperature of the transmission fluid, there are various possibilities with which a specially provided transmission fluid temperature sensor can be dispensed with. One way is to take one or more measured temperatures of components, component surfaces or other fluids in contact with the transmission fluid and then computationally determine the transmission fluid temperature by modeling the corresponding mass and heat flows. Another approach is to calculate heat generation in the transmission based on parameters describing vehicle operation, and particularly transmission load, such as vehicle speed, vehicle weight, road grade, vehicle acceleration, engine speed, gear ratio. A variety of other parameters is usually available via the vehicle electrical system of the vehicle and can also be used. From the heat generation in the transmission can then be deduced the temperature of the transmission fluid. Optionally, by taking into account further data such as heat capacity of the transmission and the transmission fluid, ambient temperature or the like, the accuracy of the determination of the temperature of the transmission fluid can be improved.
Der Kühlbedarf oder der Heizbedarf des Getriebefluids kann anhand der Temperatur des Getriebefluids und/oder der Änderung der Temperatur des Getriebefluids mit der Zeit bestimmt werden. Dabei ist zuerst wesentlich, ob Kühlbedarf oder Heizbedarf vorliegt. The cooling demand or the heating demand of the transmission fluid may be determined based on the temperature of the transmission fluid and / or the change in the temperature of the transmission fluid over time. It is essential first, whether cooling demand or heating demand is present.
Kühlbedarf liegt vor, wenn die Temperatur des Getriebefluids höher ist als ein oberer Grenzwert, oder wenn die Temperatur des Getriebefluids ansteigt und es absehbar ist, dass der obere Grenzwert überschritten werden wird. Was die Änderung der Temperatur mit der Zeit angeht, kann hier im Sinne eines Differentialterms direkt die erste Ableitung der Temperatur nach der Zeit betrachtet werden. Je nachdem, mit welcher Methode die Temperatur bestimmt wird, kann es aber auch sinnvoll sein, eine Filterung oder Mittelung des Signals über bestimmte Zeitintervalle vorzunehmen. Eine überlagernde Betrachtung von Temperatur und Temperaturänderung kann sinnvoll sein, indem beispielsweise die Temperaturänderung umso stärker bewertet wird, je näher die Temperatur an dem oberen Grenzwert liegt, oder indem die zeitliche Ableitung der Temperatur mit einer Zeit multipliziert wird, so dass eine innerhalb dieser Zeit erwartete Temperaturänderung zu der momentanen Temperatur addiert werden kann. Auch andere Ansätze sind möglich.Cooling demand is when the temperature of the transmission fluid is higher than an upper limit, or when the temperature of the transmission fluid is rising and it is foreseeable that the upper limit will be exceeded. As far as the change of the temperature with time is concerned, the first derivative of the temperature after time can be considered here directly in the sense of a differential term. Depending on the method with which the temperature is determined, it may also be useful to filter or average the signal over certain time intervals. A superimposed consideration of temperature and temperature change may make sense, for example, by evaluating the temperature change the closer the temperature is to the upper limit or by multiplying the time derivative of the temperature by a time such that one expects within that time Temperature change can be added to the current temperature. Other approaches are possible.
Wird Kühlbedarf festgestellt, so kann dieser quantifiziert werden. Dazu kann beispielsweise aus der Differenz der Temperatur des Getriebefluids, oder einer mit Hilfe der zeitlichen Temperaturänderung daraus bestimmten Vergleichsgröße, und einem oberen Grenzwert der Temperatur des Getriebefluids ein Maß für die Höhe des Kühlbedarfs abgeleitet werden. If cooling demand is detected, it can be quantified. For this purpose, for example, a measure of the amount of cooling demand can be derived from the difference between the temperature of the transmission fluid, or a comparison variable determined therefrom with the aid of the temporal temperature change, and an upper limit value of the temperature of the transmission fluid.
Heizbedarf liegt vor, wenn die Temperatur des Getriebefluids niedriger ist als ein unterer Grenzwert, oder wenn die Temperatur des Getriebefluids fällt und es absehbar ist, dass der untere Grenzwert unterschritten werden wird. Was die Änderung der Temperatur mit der Zeit angeht, kann hier im Sinne eines Differentialterms direkt die erste Ableitung der Temperatur nach der Zeit betrachtet werden. Je nachdem, mit welcher Methode die Temperatur bestimmt wird, kann es aber auch sinnvoll sein, eine Filterung oder Mittelung des Signals über bestimmte Zeitintervalle vorzunehmen. Eine überlagernde Betrachtung von Temperatur und Temperaturänderung kann sinnvoll sein, indem beispielsweise die Temperaturänderung umso stärker bewertet wird, je näher die Temperatur an dem unteren Grenzwert liegt, oder indem die zeitliche Ableitung der Temperatur mit einer Zeit multipliziert wird, so dass eine innerhalb dieser Zeit erwartete Temperaturänderung von der momentanen Temperatur subtrahiert werden kann. Auch andere Ansätze sind möglich. Heating demand is when the temperature of the transmission fluid is lower than a lower limit, or when the temperature of the transmission fluid falls and it is foreseeable that the lower limit will be undercut. As far as the change of the temperature with time is concerned, the first derivative of the temperature after time can be considered here directly in the sense of a differential term. Depending on the method with which the temperature is determined, it may also be useful to filter or average the signal over certain time intervals. A superimposed consideration of temperature and temperature change may make sense, for example, by evaluating the temperature change the closer the temperature is to the lower limit, or by multiplying the time derivative of the temperature by a time such that one expects within that time Temperature change can be subtracted from the current temperature. Other approaches are possible.
Wird Heizbedarf festgestellt, so kann dieser quantifiziert werden. Dazu kann beispielsweise aus der Differenz der Temperatur des Getriebefluids, oder einer mit Hilfe der zeitlichen Temperaturänderung daraus bestimmten Vergleichsgröße, und einem unteren Grenzwert der Temperatur des Getriebefluids ein Maß für die Höhe des Heizbedarfs abgeleitet werden.If heating demand is detected, it can be quantified. For this purpose, for example, a measure of the amount of heating demand can be derived from the difference between the temperature of the transmission fluid, or a comparison variable determined therefrom with the aid of the temporal temperature change, and a lower limit value of the temperature of the transmission fluid.
Bevorzugt wird bei dem erfinderischen Verfahren das einstellbare Temperaturregelungselement im Kühlmittelkreislauf auf ein abgesenktes Temperaturniveau eingestellt, wenn Kühlbedarf des Getriebefluids vorliegt. Abgesenkt bedeutet dabei, dass ein Temperaturniveau eingestellt wird, das niedriger ist als ein für andere Systeme im Fahrzeug, wie beispielsweise die Motorkühlung, günstiges und bevorzugtes Temperaturniveau. Es kann dabei entweder bei Kühlbedarf ein generell niedrigeres Temperaturniveau eingestellt werden, oder auch ein Temperaturniveau, das umso niedriger ist, je höher der Kühlbedarf ist. Die Absenkung des Temperaturniveaus des Motorkühlmittels bewirkt größere den Wärmeübergang treibende, Temperaturdifferenz zwischen kühlem Motorkühlmittel und heißem Getriebefluid, so dass eine höhere Kühlleistung am Getriebefluid-Motorkühlmittel-Wärmetauscher umgesetzt werden kann.Preferably, in the inventive method, the adjustable temperature control element is set in the coolant circuit to a lowered temperature level when cooling demand of the transmission fluid is present. Lowered means that a temperature level is set which is lower than that for other systems in the vehicle, such as the engine cooling, favorable and preferred temperature level. It can be either a cooling temperature generally set a lower temperature level, or a temperature level, which is the lower, the higher the cooling demand. The lowering of the temperature level of the engine coolant causes greater heat transfer driving temperature difference between cool engine coolant and hot gear fluid, so that higher cooling performance can be translated to the transmission fluid engine coolant heat exchanger.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens wird das einstellbare Temperaturregelungselement im Kühlmittelkreislauf auf ein Temperaturniveau in dem Bereich von 60°C bis 80°C eingestellt, wenn Kühlbedarf des Getriebefluids vorliegt. Es wird dadurch eine Temperaturdifferenz zwischen Getriebefluid und Motorkühlmittel erreicht, die auch bei moderatem Kühlmitteldurchsatz eine wirkungsvolle Abkühlung des Getriebefluids durch den Getriebefluid-Motorkühlmittel-Wärmetauscher ermöglicht.In a particularly preferred embodiment of the inventive method, the adjustable temperature control element in the coolant circuit is set to a temperature level in the range of 60 ° C to 80 ° C when cooling demand of the transmission fluid is present. It is thereby achieved a temperature difference between the transmission fluid and the engine coolant, which allows effective cooling of the transmission fluid through the transmission fluid-engine coolant heat exchanger even with moderate coolant flow rate.
Vorteilhaft ist es auch, wenn bei dem erfinderischen Verfahren das einstellbare Temperaturregelungselement im Kühlmittelkreislauf auf ein erhöhtes Temperaturniveau eingestellt wird, wenn Heizbedarf des Getriebefluids vorliegt. Erhöht bedeutet dabei, dass ein Temperaturniveau eingestellt wird, das höher ist als ein für andere Systeme im Fahrzeug, wie beispielsweise die Motorkühlung, günstiges und/oder bevorzugtes Temperaturniveau. Es kann dabei entweder bei Heizbedarf ein generell höheres Temperaturniveau eingestellt werden, oder auch ein Temperaturniveau, das umso höher ist, je höher der Heizbedarf ist.It is also advantageous if in the inventive method, the adjustable temperature control element is set in the coolant circuit to an elevated temperature level when heating demand of the transmission fluid is present. Increased means that a temperature level is set which is higher than one for other systems in the vehicle, such as the engine cooling, favorable and / or preferred temperature level. It can either be set for heating demand, a generally higher temperature level, or a temperature level, which is higher, the higher the heating demand.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das einstellbare Temperaturregelungselement im Kühlmittelkreislauf auf ein Temperaturniveau in dem Bereich von 95°C bis 110°C eingestellt wird, wenn Heizbedarf des Getriebefluids vorliegt.It when the adjustable temperature control element is set in the coolant circuit to a temperature level in the range of 95 ° C to 110 ° C, when there is a heating requirement of the transmission fluid is particularly advantageous.
Erfindungsgemäß enthält die Wärmetauscheranordnung zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens der Kühlmittelkreislauf ein einstellbares Temperaturregelungselement, das geeignet ist, das Temperaturniveau des Motorkühlmittels auf einen einstellbaren Wert zu regeln, indem es den Durchfluss von Motorkühlmittel durch den ersten Wärmetauscher steuert, und wobei die Anordnung mit einer Vorrichtung, insbesondere einer Steuerungseinheit, versehen ist, die geeignet ist, das einstellbare Temperaturniveau in Abhängigkeit von einem Kühlbedarf oder von einem Heizbedarf des Getriebefluids einzustellen.According to the invention, the heat exchanger assembly for carrying out the inventive method, the coolant circuit includes an adjustable temperature control element, which is adapted to regulate the temperature level of the engine coolant to an adjustable value by controlling the flow of engine coolant through the first heat exchanger, and wherein the arrangement with a device, in particular a control unit, is provided, which is adapted to adjust the adjustable temperature level in response to a cooling demand or by a heating demand of the transmission fluid.
Das einstellbare Temperaturregelungselement kann im Kühlmittelkreislauf beispielsweise zwischen dem Motor, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und dem ersten Wärmetauscher zum Abkühlen des Motorkühlmittels, insbesondere einem Motorkühler, angeordnet sein. Es bietet sich der motorseitige Vorlauf oder Rücklauf an.The adjustable temperature control element can be arranged in the coolant circuit, for example, between the engine, in particular an internal combustion engine, and the first heat exchanger for cooling the engine coolant, in particular an engine radiator. It offers the engine-side flow or return.
Vorzugsweise ist das einstellbare Temperaturregelungselement ein Thermostat mit einem Dehnstoffelement mit elektrischer Beheizung und einem Ventil, wobei sich das Dehnstoffelement bei Erwärmung durch das Motorkühlmittel und/oder durch die elektrische Beheizung ausdehnt und das Ventil öffnet. Ab einer unteren Grenztemperatur beginnt die Öffnung des Ventils und mit steigender Temperatur wird das Ventil weiter geöffnet, so dass sich der Durchsatz des Motorkühlmittels erhöht. Ein elektrisches Heizelement, das mit dem Dehnstoff in Kontakt steht, kann durch Erhöhung der Temperatur des Dehnstoffes bewirken, dass die Öffnung des Ventils schon bei einer niedrigeren Temperatur des Motorkühlmittels erfolgt. Dadurch kann das Temperaturniveau des Motorkühlmittels auf ein niedrigeres Temperaturniveau geregelt werden.Preferably, the adjustable temperature control element is a thermostat with an expansion element with electrical heating and a valve, wherein the expansion element expands when heated by the engine coolant and / or by the electric heating and opens the valve. From a lower limit temperature, the opening of the valve begins and with increasing temperature, the valve is opened further, so that the flow rate of the engine coolant increases. An electrical heating element which is in contact with the expanding material can cause the opening of the valve already at a lower temperature of the engine coolant by increasing the temperature of the expanding material. As a result, the temperature level of the engine coolant can be regulated to a lower temperature level.
Es ist vorteilhaft, wenn der zweite Wärmetauscher im Parallelstrom zu dem ersten Wärmetauscher im Kühlmittelkreislauf angeordnet ist. It is advantageous if the second heat exchanger is arranged in parallel flow to the first heat exchanger in the coolant circuit.
Weiterhin ist es auch vorteilhaft, wenn der zweite Wärmetauscher im Parallelstrom zu einem Heizungswärmetauscher zur Kabinenbeheizung im Kühlmittelkreislauf angeordnet ist.Furthermore, it is also advantageous if the second heat exchanger is arranged in parallel flow to a heating heat exchanger for cabin heating in the coolant circuit.
In
Der Kühlmittelkreislauf
The
Das Temperaturniveau des Motorkühlmittels wird wie bereits erwähnt mit Hilfe des einstellbaren Temperaturregelungselementes
Die Steuerungseinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kühlmittelkreislauf Coolant circuit
- 22
- erster Wärmetauscher first heat exchanger
- 33
- zweiter Wärmetauscher second heat exchanger
- 44
- einstellbares Temperaturregelungselement adjustable temperature control element
- 55
- Steuergerät control unit
- 66
- Heizungswärmetauscher Heater core
- 77
- Motor engine
- 88th
- Kühlmittelauslass des Motors Coolant outlet of the engine
- 99
- Ausgleichsbehälter surge tank
- 1010
- Bordnetz des Fahrzeugs On-board network of the vehicle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011016793 A1 [0003] DE 102011016793 A1 [0003]
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- US 2009/0101312 A1 [0006] US 2009/0101312 A1 [0006]
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