变速器机油的温度控制布置以及用于控制变速器机油的温度的方法

变速器机油的温度控制布置以及用于控制变速器机油的温度的方法
【专利摘要】本发明涉及用于机动车辆中的变速器机油的温度控制布置。该温度控制布置包括冷却剂回路，其流体连接内燃发动机和冷却器并且具有恒温器。恒温器引导离开内燃发动机的冷却剂的至少一部分直接回到该内燃发动机中，或者在此之前通过所述冷却器。针对冷却剂与变速器机油之间的实际热传输，提供热交换器。温度控制布置以这样的方式来设计：通过冷却器流回和/或直接流回的冷却剂中的一些可以经引导在相同的方向上首先通过所述热交换器并且随后到达内燃发动机。恒温器被流体连接到内部加热器、冷却器以及旁路以便引导冷却剂的一部分绕过冷却器直接回到内燃发动机。
【专利说明】变速器机油的温度控制布置以及用于控制变速器机油的温度的方法

【技术领域】
[0001]根据权利要求1的序文，本发明涉及机动车辆中的，特别是自动变速器的变速器机油的温度控制布置，并且涉及用于控制机动车辆中的特别是自动变速器的变速器机油的温度的方法。

【背景技术】
[0002]变速器形成车辆的动力传动系统的一部分。在变速器在发动机与从动轮之间的布置中，它们用于提供发动机速度与用于传动的对应的速度之间的转化。除可以手动转换的多速度变速器之外，变速器也可以通过自动化方式传动。在自动变速器的形式中，其设计在半自动变速器到自动化和转换器型自动变速器并且到连续地可变变速器的范围内。偶尔，自动变速器在更大程度上与内燃发动机作为发动机而组合。
[0003]在与内燃发动机配合时，自动变速器的各个组件以这样的方式来制造:它们在特定的温度范围内以理想方式相互啮合。由于变速器温度在操作中增高并且随着增大的负载和转速增高，所以位于其中的变速器机油必须被冷却。出于此目的，例如，变速器必须流体连接到适合的空气/机油冷却器。由于机动车辆中的现代冷却系统的尺寸增大，所以这些冷却系统有时也足够用于冷却变速器。用于此目的的适合的装置是设计为水/机油热交换器的热交换器，所述热交换器用于内燃发动机的冷却剂回路与变速器机油之间的热传递。
[0004]在此背景下，已经作出努力来使用这种构造以同样在冷启动阶段中加热变速器机油。目标是快速达到操作温度从而降低变速器中的阻抗并且因此降低能量消耗。由于内燃发动机的冷却剂回路中的冷却剂比变速器机油更快加热，所以热交换器提供从冷却剂到变速器机油的热传递。因此热交换器不仅执行冷却变速器机油的任务，而且更广泛地，执行变速器机油的温度控制。就此类热交换器的布置及其操作而言，多个实施例在现有技术中已经是已知的。
[0005]因此，根据DE 10301448 Al，变速器机油的温度控制通过提供至少两个恒温器来实现。此处，恒温器中的一个与热交换器相关联，其用作在变速器机油与冷却剂之间交换热量。特别在相关联的内燃发动机的冷启动阶段中，另一恒温器用于允许冷却剂相对于内燃发动机仅在较小的冷却回路中循环。因此，仅在达到冷却剂的预定温度时，恒温器才被打开并且允许将加热的冷却剂供应到热交换器。
[0006]JP 2004232514 A进一步公开了用于控制机动车辆的自动变速器的变速器机油的温度的布置。目的是在内燃发动机启动之后快速加热变速器机油，从而降低冷启动时的燃料消耗。出于此目的，提供热交换器，其允许内燃发动机的冷却水与自动变速器的变速器之间的热交换。该布置进一步需要具有控制系统的切换阀，其中切换阀被布置在热交换器的冷却水入口上。切换阀经设计以将流到热交换器中的冷却水在第一冷却水回路与第二冷却水回路之间进行切换。在这种情况下，第一冷却水回路对应于汽缸盖并且第二冷却水回路对应于内燃发动机的发动机组。切换阀这样的方式来控制:热交换器被流体连接到第一冷却水回路以加热变速器机油并且被流体连接到第二冷却水回路以冷却变速器机油。
[0007]在US 2011/0120396 Al中也可以发现一种温度控制布置，所述控制布置具有流体连接到冷却剂回路的热交换器单元。热交换器单元具有热交换器部分以及耦合到热交换器部分的阀体。热交换器被布置在热交换器部分内。该热交换器经设计以允许变速器机油与在冷却剂回路内循环的冷却剂之间的热交换。特别地，阀体经设计以将离开相关联的内燃发动机的冷却剂传送到相应适当的位置。出于此目的，将孔口布置在阀体内，用于依据冷却剂和变速器机油的温度的变化而控制冷却剂的流动。进一步提供绕过热交换器部分的旁路，从而允许冷却剂经由冷却剂泵流出内燃发动机，并且在不将热释放到所述热交换器的情况下返回到内燃发动机中，尤其是在冷启动阶段。
[0008]根据上文所指出的教示的热交换器的布置允许变速器机油在内燃发动机已经达到其操作温度之后被加热。因此，它们的共同点是在所述冷却剂被用来供给热交换器之前要等到冷却剂达到预定温度。
[0009]进一步实现的教示设想出并行地加热内燃发动机和变速器，举例来说，如US5，638，774 A中所描述的。其用于自动机动车辆中的变速器机油的温度控制布置。出于此目的，提供内燃发动机和冷却器，它们通过冷却剂回路流体连接到彼此。冷却剂回路含有布置在冷却器的下游的恒温器。恒温器经设计以引导在冷却剂回路中循环的冷却剂至少部分地穿过冷却器和/或在绕过冷却器的同时至少部分地穿过旁路并且回到内燃发动机。为了实现冷却剂与变速器机油之间的热交换，进一步提供对应的热交换器。所述热交换器布置在绕过内燃发动机的旁路内。它从在热泵与内燃发动机之间延伸的区段延伸到位于内燃发动机下游的冷却剂回路区段。因此，旁路被布置在冷却剂回路的进给区与回流区之间，冷却剂有可能在进入内燃发动机之前穿过冷却器和绕过冷却器以经引导至少部分地穿过热交换器。离开热交换器的冷却剂在内燃发动机之后被再次引入到冷却剂回路中。
[0010]US 2008/0276886 Al也公开了用于内燃发动机的冷却系统，其提供了对变速器机油的同时加热。在这种情况下，冷却剂回路被用于将内燃发动机流体连接到冷却器。取决于冷却剂的温度，在冷却剂回路内循环的冷却剂经引导以通过冷却器或借助于恒温器越过冷却器。还提供了热交换器，其允许冷却剂与耦合到内燃发动机的自动变速器中的变速器机油之间的热交换。出于此目的，热交换器被布置在旁路内，该旁路在朝向冷却器的冷却剂进给区与来自冷却器的回程之间延伸。此处，旁路以这样的方式来体现:根据恒温器的切换状态穿过所述旁路连同热交换器的流动在相反方向上。因此，离开内燃发动机的冷却剂可以经引导回到内燃发动机，或者在恒温器闭合的情况下绕过冷却器，或者当恒温器打开时流过冷却器并且随后流过热交换器。
[0011]借助于冷却剂回路内的两种最后提到的热交换器的布置，实现了冷却剂和变速器机油的温度控制的各个阶段的联合。出于此目的，提出了旁路的布置，其在每种情况下在到冷却器的冷却剂的进给区和离开冷却器的冷却剂的回程之间延伸。由于冷却剂的期望的导引需要大量的限流器，US 2008/0276886 Al需要相对复杂的构造。除此之外，此实施例的材料成本相应较高并且重量相应增大。此外，冷却剂的方向需要被反转，这需要导管中的精确的阻力构造以获得足够的冷却性能。从在冷启动时快速加热变速器机油的角度来看，US5，638，774 A在离开内燃发动机的冷却剂到达热交换器之前具有较长的损失路径。
[0012]因此，就内燃发动机的操作温度的快速达到和随后的保持而言，冷却剂的加热和冷却性能特别会受到此类布置的相应构造的影响。并且，此类构造应该是以尽可能简单且有效的方式来体现。因此，用于冷却剂与变速器机油之间的热传递的热交换器的布置以及此类温度控制布置的操作仍然留有改进的空间。


【发明内容】

[0013]鉴于此背景，本发明的根本目标在于改进用于机动车辆中的变速器机油的温度控制布置以及用于控制机动车辆中的变速器机油的温度的方法，以使得就其快速加热而言和就有效冷却而言使变速器机油的有效温度控制成为可能的方式来控制机动车辆中的变速器机油的温度，虽然采用的是布置的简单构造且无需额外的组件。
[0014]通过具有根据权利要求1所述的特征的用于机动车辆的变速器机油的温度控制布置来实现此目标的材料部分。将在权利要求4中的措施中发现所述目标的方法部分的解决方案。另外，通过对应的从属权利要求公开了本发明的尤其有利的实施例。
[0015]应注意在以下描述中单独地呈现的特征和措施可以按任何技术上有意义的方式进行组合并且产生本发明的进一步的实施例。尤其通过结合附图，说明书额外地表征和详细说明了本发明。
[0016]根据本发明，在下文中呈现了用于车辆中的变速器机油的温度控制布置，尤其是用于机动车辆的自动变速器。温度控制布置包括内燃发动机和冷却器以及热交换器。还提供具有恒温器的冷却剂回路，其流体连接内燃发动机和冷却器。适合的冷却剂在冷却剂回路内循环。恒温器以这样的方式来设计并以这样的方式来布置:离开内燃发动机的冷却剂中的至少一些可以经引导直接回到内燃发动机或者在此之前通过冷却器并且随后回到内燃发动机。在此布置中，热交换器以这样的方式被流体连接到自动变速器和冷却剂回路:使得冷却剂与变速器机油之间的热传递成为可能。出于此目的，所述热交换器被设计为水/机油热交换器。
[0017]当然，就内燃发动机而言，它确实具有水套，该水套布置在其壁中的至少某一区域上方。供给到内燃发动机的冷却剂因此通过内燃发动机的壁内的相应的空腔和/或通道。在此过程期间，冷却剂吸收热量，特别地，在其通过内燃发动机的壁的路上，以便冷却内燃发动机并且将其保持在操作温度。
[0018]根据本发明，温度控制布置以这样的方式来设计:最初流过冷却器并且随后流动到内燃发动机中的冷却剂的部分以及直接流回到内燃发动机的冷却剂的部分中的至少一个部分可以被引导通过热交换器。换句话说，冷却剂的所述部分可以在供给到内燃发动机之前至少部分地被引导通过热交换器并且从此处可以被引入到内燃发动机中。此处，通过热交换器的冷却剂的相应方向总是相同的。
[0019]温度控制布置，更加精确的说是冷却剂回路，进一步具有旁路。提供该旁路是用于直接使离开内燃发动机的冷却剂返回。在此背景下，直接返回意味着冷却剂通过最短路径返回。出于此目的，旁路优选地被直接流体连接到恒温器。以此方式，离开内燃发动机并且随后作用在恒温器上的冷却剂的至少一部分绕过冷却器被引导直接回到内燃发动机。
[0020]并且，该布置包含内部加热器，其优选地被设计为气体/冷却剂热交换器。这使得内部加热器能够将包含在冷却剂中的热能释放到车辆内部中的空气中。这是通过从车辆外部或其内部(再循环空气)中吸入的并且导引经过或穿过与冷却剂接触的内部加热器区域的空气而实现的。这是借助于诸如风扇来实现的。随着空气穿过内部加热器，它在最后被引导到车辆的内部中之前吸收热能中的一些。
[0021 ] 为了获得内部加热器与内燃发动机之间的有效耦合，恒温器被流体连接到内部加热器并且连接到冷却器。以此方式，恒温器形成离开内燃发动机并且通常被加热的冷却剂的受控的分配点。此处，连接优选地以这样的方式来选择:内部加热器(不同于冷却器)独立于恒温器的热调节切换位置。换句话说，恒温器确定朝向冷却器的冷却剂的流率以及到底是否给冷却器供应冷却剂。然而，供给到内部加热器的冷却剂的部分在此处独立于恒温器的切换位置。
[0022]此处的特定的优势在于热交换器到冷却剂回路的回程的完全耦合。因此，离开内燃发动机的一部分冷却剂通过最短的直接路径流动到热交换器，在通过热交换器之后，这部分冷却剂从这里被引导回内燃发动机。因此流过冷却器的冷却剂的至少一部分也被引导到热交换器，其在被引导到内燃发动机上之前流过所述热交换器。
[0023]以此方式，冷却剂可以在冷启动阶段最初循环通过内燃发动机和热交换器同时绕过冷却器，由此确保冷却剂和变速器机油的快速加热。所述循环优选地是在恒温器被关闭的情况下实现的。当超过指定温度时，恒温器打开，其结果是热交换器和内燃发动机都被供应穿过冷却器的冷却剂。由此关于冷却剂和变速器机油带来温度降低，其结果是内燃发动机和自动变速器以对应的方式被冷却。根据本发明，不需要额外的控制和/或组件的布置来实现对冷却剂的必要的控制。
[0024]归功于此构造，变速器机油的温度控制以及到达操作温度的任何可能的惯性被降低到最小值。通过一致地消除额外组件以及使用所需的且因此在任何情况下都存在的组件，布置没必要是复杂的且制成更重的且更加昂贵的。通过有意地将热交换器耦合到下部软管导管，更确切地说耦合到回程，借助于在任何情况下存在的恒温器对冷却剂的方向的控制足以允许有效地加热和冷却内燃发动机和变速器。借助于因此是足够的温差，从而可以实现在高操作温度下的有效冷却性能以及冷启动中的快速加热。
[0025]旁路的布置提供具有尽可能小的构造的冷却剂回路，并且归功于短的长度，它确保来自内燃发动机的冷却剂的快速循环并且再次返回到所述发动机中。因此，可能实现内燃发动机从冷启动的快速加热。旁路优选地通向返回管线，该返回管线被流体连接到内燃发动机的入口侧。在此背景下，提供将热交换器布置成与所述返回管线并联并且使热交换器通过适当的连接而流体连接到返回管线的可能性。作为此处的一个尤其优选的选择，位于返回管线上游的热交换器连接被布置在到返回管线中的旁路的开口的下游。以此方式，旁路经由返回管线被流体连接到热交换器，特别是经由返回管线的一个区段。因此，穿过旁路的冷却剂可以同时流过返回管线且至少部分地流过热交换器。因此，由此近似同时地实现内燃发动机和变速器机油的快速加热且因此变速器(具体而言是自动变速器)的快速加热。
[0026]为了首先在到内部加热器且直接回到内燃发动机的冷却剂的相应流率方面获得控制，有可能在根据本发明的温度控制布置的有利实施例中具有止回阀。就根据本发明的意义而言，止回阀意思是指首先取决于方向的阀门。换句话说，止回阀经设计以允许流过止回阀的流体仅在一个方向上传送。由此以有效的方式防止关于冷却剂的流动方向的不需要的反向。此外，例如，所述止回阀具有弹簧加载控制元件。该控制元件用于调节穿过止回阀的流率。以此方式，止回阀不仅能够确定方向，而且特别地能够使冷却剂流率取决于其流动速度。
[0027]所述止回阀优选地被布置在恒温器中或恒温器上。作为特别优选的选择，止回阀被布置在恒温器与旁路之间或旁路本身内。此处如果止回阀以这样的方式对齐:离开内燃发动机且经由恒温器流向旁路的那部分冷却剂可以流入到旁路中，则这是有利的。换句话说，此处的相反方向通过止回阀的布置被阻断，并且因此没有冷却剂可以经由恒温器从旁路回到内燃发动机中。
[0028]因此，止回阀能够根据离开内燃发动机进入到旁路和内部加热器中的冷却剂的流动速度来调节和/或控制其流动。由于止回阀的布置，被引导通过旁路的冷却剂的量随着冷却剂的流动速度的增加而增大。
[0029]特别地，冷却剂的流动速度可以取决于内燃发动机的速度。当输送冷却剂的泵经耦合用于到内燃发动机的转矩传输时尤其这样。由于泵的输送速率随着发动机速度的增大而增大，因此冷却剂的流动速度相应地增大。止回阀可以以这样的方式设置:它仅在超过预定的流动速度时打开。通过组合或作为替换，止回阀的打开程度可以与流动速度相关。换句话说，这使得更多的冷却剂有可能以增大的流动速度穿过止回阀。
[0030]通常，在更高的内燃发动机速度下有更多的废热可供使用，并且此热量随后可以以有利的方式用于经由冷却剂来加热变速器机油。因此，由于冷却剂的低流动速度，止回阀可以在低发动机速度下保持关闭。因此，废热(其随后在任何情况下通常仅少量存在)可以主要用于快速加热内燃发动机。
[0031]考虑到减少内燃发动机的排气中的氮氧化物，温度控制布置可以有利地包含EGR冷却器。排气再循环(EGR)使用到燃烧空气的惰性气体的供应来获得对环境的损害较小的排放物。使用的惰性气体是排气的一部分，其被供给回到燃烧过程中。由于排气通常具有高温，所以其再循环会以空气中的相应较低的氧气引起空气质量减小。在此背景下，EGR冷却器用于在热排气再循环到燃烧过程中之前对热排气进行冷却。以此方式，特别有可能增大空气中的氧气的比例，借助于改进的燃烧引起排气质量的提高。
[0032]所述EGR可以优选地被布置在内部加热器的下游。因此，在此位置中，EGR位于内部加热器与内燃发动机之间。以此方式，供给到内部加热器的冷却剂在进入内燃发动机之前首先穿过EGR冷却器。由于热能中的一些借助于内部加热器从冷却剂中被移除，所以所产生的内部加热器的上游和下游的温差可以用于冷却借助于EGR冷却器被再循环的那部分排气。
[0033]用于机动车辆中的变速器机油特别是用于自动变速器的上述温度控制布置在没有额外组件的布置和控制的情况下允许较大程度的对变速器机油的有效的温度控制。虽然所产生的布置的构造简单，但是变速器机油的快速加热和有效冷却方面的该变速器机油的有效温度控制成为可能。特别地，用于此目的的热交换器在冷却剂回路的回程上的布置允许使用通过恒温器提供的已经现有的控制。因此，内燃发动机和热交换器以大致相同的方式被供应冷却或未冷却的冷却剂。这恰好在冷启动时施加，确保在最短的可能时间内将内燃发动机和变速器快速且因此有利地加热到其相应的操作温度。
[0034]本发明进一步涉及用于控制机动车辆中的变速器机油的温度的方法，其中温度控制通过适合的温度控制布置来执行。特别地，此温度控制布置可以是上述温度控制布置。
[0035]出于此目的，温度控制布置包括内燃发动机和冷却器。内燃发动机和冷却器通过冷却剂回路被流体连接到彼此。冷却剂回路进一步具有恒温器。所述恒温器经设计以将离开内燃发动机的冷却剂的至少一部分引导直接回到内燃发动机中，或在此之前通过冷却器并且从此处回到内燃发动机中。此处，冷却剂与变速器机油之间的所需的热传递通过热交换器来实现。
[0036]根据本发明，首先穿过冷却器和/或直接流回到内燃发动机中的冷却剂中的一些在被引导回到内燃发动机之前首先被引导通过热交换器。此处，冷却剂在所有情况中都是在相同的方向上导引，使得直接流动到内燃发动机的冷却剂以及首先流过冷却器的冷却剂在每种情况下都在相同的方向上被引导穿过热交换器。恒温器被流体连接到旁路，其结果是冷却剂的一部分通过旁路同时绕过冷却器被直接引导回到内燃发动机。离开内燃发动机的那部分冷却剂可以进一步被引导到内部加热器以及(在需要时)通过恒温器被引导到冷却器。
[0037]已经结合上文说明的根据本发明的温度控制布置对所产生的优势进行了详细的描述，因此此时注意力应集中在先前的陈述上。此外，这也适用于下文中说明的根据本发明的方法的进一步的有利的实施例。
[0038]作为特别优选的选择，恒温器具有用于实现流率控制的止回阀。所述止回阀于是经设计以根据离开内燃发动机进入到旁路和内部加热器中的冷却剂的流动速度来调节其流动。以此方式，经引导通过旁路的冷却剂的量可以随着该冷却剂的流动速度的增大而增力口，且反之亦然。
[0039]当然，考虑到将要遵守的排气标准以及总体环境方面，可以提供EGR冷却器。优选地，所述冷却器的布置使得流过它的冷却剂是先前已经离开内部加热器并且在返回内燃发动机的路上的冷却剂。

【专利附图】

【附图说明】
[0040]在以下附图中，说明了根据现有技术的布置。在附图中:
[0041]图1示出用于阐明本发明的目的的说明性低效温度控制布置的示意性构造，
[0042]图2示出用于阐明本发明的目的的低效温度控制布置的图1的替代性构造，说明的模式是相同的，
[0043]图3示出用于阐明本发明的目的的另一低效温度控制布置的图1和图2的替代性构造，说明的模式是相同的。
[0044]下文中将更详细地说明本发明的进一步的有利细节和效果。在附图中:
[0045]图4示出与图1到图3的低效的示例不同的用于变速器机油的温度控制布置的根据本发明的构造，说明的模式是相同的。

【具体实施方式】
[0046]所强调的是下文所述的图1到图3中示出的温度控制布置各自示出了在现有技术中已知的且仅具有低效率或通常复杂的结构的可能的构造。与此相反，图4示出了在本发明的范围内所主张的类型的温度控制布置的根据本发明的实施例。
[0047]在图1中可以发现温度控制布置I的可能构造的示意性图示。温度控制布置I用于控制机动车辆(未具体示出)中的变速器机油的温度。因此，温度控制布置I包括内燃发动机2和冷却器3。还提供的是由不同导管组成的冷却剂回路4。通过所述冷却剂回路4，内燃发动机2和冷却器3被流体连接到彼此。
[0048]冷却剂在冷却剂回路4内循环(未具体示出)。
[0049]冷却剂回路包括恒温器5，其在本情况中被布置在内燃发动机2上。内燃发动机2具有水套(未具体示出)，其以未具体示出的方式延伸通过内燃发动机2的壁的各个区域。出于此目的，内燃发动机2具有入口侧A和出口侧B，其中通过内燃发动机2的冷却剂的流动方向从入口侧A行进到出口侧B。内燃发动机2自身以常规的方式由发动机组6和汽缸盖7组成。发动机组6和汽缸盖7关于内燃发动机2的水套以适当的方式被流体连接到彼此。
[0050]明显的是，恒温器5被布置在内燃发动机2的出口侧B上。泵8被布置成与所述恒温器相对，位于内燃发动机2的入口侧A上。泵8被设计为冷却剂泵，并且因此它用于通过内燃发动机2将冷却剂从入口侧A泵送到出口侧B。出于此目的，泵8以未具体示出的方式由内燃发动机2机械地传动，例如通过皮带传动(未示出)。
[0051]进给管线c从恒温器5朝向冷却器3延伸。此处，冷却剂的流动方向是从内燃发动机2朝向冷却器3。返回管线9进一步被布置在恒温器5与内燃发动机2的入口侧A之间，所述返回管线经由旁路9a被流体连接到恒温器5。连同旁路9a，返回管线9表示冷却剂以小冷却回路形式循环通过内燃发动机2的最短连接。由于旁路9a被流体连接到恒温器5，所以冷却剂的至少一部分可以绕过冷却器3被直接引导到内燃发动机2的入口侧A。因此，返回管线9和旁路9a表示从出口侧B在内燃发动机2的入口侧A的方向上的实际上直接的流体连接。在这种情况下，返回管线9在内燃发动机的入口侧A上被连接到布置在其上的泵8。
[0052]为了确保冷却剂从冷却器3朝向内燃发动机2返回，进一步提供冷却器回程d。冷却器回程d从冷却器3朝向返回管线9延伸，其中冷却剂的流动方向是从冷却器3朝向返回管线9。恒温器5是以温度依赖的方式被传动，根据冷却剂的温度改变进入进给管线c中的冷却剂流。尤其是当冷启动内燃发动机2时，例如在此情况下冷却剂位于环境温度，恒温器5相对于进给管线c被关闭。因此，冷却剂主要通过旁路9a被引导回内燃发动机2的入口侧A。通过泵8的泵送能力，循环冷却剂随后被传送回内燃发动机2中。此小回路允许冷却剂的快速加热并且同时促进内燃发动机达到操作温度。
[0053]一旦已经达到冷却剂的特定温度或特定温度范围，恒温器5就在进给管线c的方向上完全打开。因此现在加热过的冷却水主要穿过冷却器3。通过其冷却能力，热量从冷却剂中被移除，并且它因此经由冷却器回程d以对应的温差(AT)被引导回返回管线9中。冷却的冷却剂主要经由入口侧A从返回管线中流回内燃发动机2，由此冷却发动机或将它保持在希望的工作温度范围内。
[0054]应该提到的进一步的组件是机油冷却器10、补偿槽11、内部加热器12和EGR冷却器13。机油冷却器10被布置在内燃发动机2的发动机组6上，在这里它用于冷却发动机机油(未具体示出)。补偿槽11被布置在冷却剂回路4内。提供补偿槽11用于储存冷却剂并且补偿冷却剂水平的任何波动。它还用作必要的保留容积以便为在加热状态下膨胀的冷却剂创造空间。出于此目的，补偿槽11由第一补偿管线e和第二补偿管线f连接到恒温器5和冷却器3。此处，第一补偿管线e在恒温器5与补偿储槽11之间延伸，而第二补偿管线f在冷却器3与补偿储槽11之间行进。此外，提供从补偿储槽11朝向入口侧A附近的旁路9a行进的第三补偿管线g。
[0055]内部加热器12和EGR冷却器13被串联布置在冷却剂回路4内。在此布置中，力口热管线h首先从恒温器5朝向内部加热器12延伸。EGR冷却器13被布置在内部加热器12的下游，并且连接管线i从内部加热器12朝向EGR冷却器13延伸。为了确保冷却剂的返回，EGR冷却器13经由流出管线j被流体连接到返回管线9。此处，流出管线j通向入口侧A附近的返回管线9。参考说明，显然EGR冷却器的流出管线j和来自补偿槽11的第三补偿管线g在共同接口 K处被流体连接到返回管线9。
[0056]到目前为止所描述的温度控制布置I的构造在所有的三个附图图1到图3中是相同的。唯一的差别在于将热交换器14并入冷却剂回路4中，提供该冷却剂回路用于冷却剂与变速器(未具体示出)，特别是自动变速器中的变速器机油之间的热传递。可以看出，所述热交换器14具有入口管线I和出口管线m，通过它们热交换器14被流体并入到温度控制布置I的冷却剂回路4中。
[0057]在本情况中，入口管线I从恒温器5朝向热交换器14延伸。出口管线m从热交换器14朝向返回管线9进一步延伸，其中它在接口 K的区域中被流体连接到旁路9。因此通过热交换器14的冷却剂的流动方向从恒温器5经由入口管线I和出口管线m朝向返回管线9行进。因此热交换器14被布置在冷却剂回路4的进给与回程之间。
[0058]通过热交换器14的这种布置，实现了变速器机油的快速加热，因为在内燃发动机2的操作期间冷却剂的温度快速上升。由于恒温器5上的入口管线I的布置，存在以此方式加热的冷却剂的通过热交换器14的直接流动。在这种情况下存在的热量可以部分地释放到变速器机油中。一旦已经达到内燃发动机2的操作温度，则恒温器5打开。然而，仅有内燃发动机2的出口侧B上的相对热的冷却剂可用于冷却变速器机油，因为进给管线I并不具有到携带冷却过的冷却剂的冷却器回程d的连接。因此，只可能使变速器机油略微冷却，并且额外的冷却器时必要的。
[0059]图2示出来自图1的温度控制布置I的构造，其中热交换器14的附接已经得到修改。可以看出，热交换器14的入口管线I现在未被流体连接到恒温器5而是直接连接到来自冷却器3的冷却器回程d。因此，变速器机油的良好的冷却成为可能，因为可以直接向热交换器14供应冷却过的冷却剂。然而，当冷启动时不可能快速加热变速器机油，因为由内燃发动机2加热的冷却剂无法穿过热交换器14。即使当达到内燃发动机2的操作温度且恒温器5被打开时，也继续给热交换器供应冷却过的冷却剂。
[0060]图3试图通过使用额外的三向阀15来防止从图1和图2中已知的缺点。出于此目的，图1和图2的入口管线I被分成热管线η和冷管线O。在此布置中，热管线η在恒温器5与三向阀15之间延伸，而冷管线ο被附接到冷却器3的冷却器回程d且朝向三向阀15行进。最后，三向阀15通过头部管线P被连接到热交换器14。热管线η和冷管线ο以及头部管线P各自形成流体连接。
[0061]这使得三向阀15能够在冷启动时建立热管线η与头部管线P之间的连接，因此允许在一开始向热交换器14供应加热过的冷却水。当达到冷却剂和/或变速器机油的特定温度时，相反，三向阀15可以建立冷管线ο与头部管线P之间的连接，其中热管线η是被关闭。这随后使冷却过的冷却剂能够流出冷却器3，经由其返回管线d、冷管线ο和头部管线P通过热交换器14。因此，可以通过经由热交换器14将热量释放到冷却过的冷却剂来冷却变速器机油。
[0062]此处的缺点在于温度控制布置I的构造相对复杂，其进一步需要借助三向阀15的额外的控制。
[0063]可以在图4中看到根据本发明的解决方案。此处，现在的提议是热交换器14的入口管线I应该类似地被连接到旁路9a的入口下游的冷却剂回路4的返回管线9。出于此目的，入口管线I在内燃发动机2的出口侧B的区域中被流体附接到返回管线9。这确保了极其有效的冷却和加热，换句话说，无需额外的组件就能实现变速器机油的温度控制。由于热交换器14现在通过现有的恒温器5被耦接到冷却剂流的转换，因此只要内燃发动机2在冷启动条件下运行那么通过所述恒温器的热冷却剂流就得以维持。一旦达到操作温度且恒温器5因此切换，则通过冷却器3冷却的冷却剂就流过内燃发动机2和热交换器14两者。
[0064]如同先前在图1到图3中已经显而易见的，恒温器5具有布置在恒温器5与旁路9a之间的止回阀16。止回阀16用于控制冷却剂的方向，冷却剂只可能流动离开恒温器5进入到旁路9a中而不可能在相反的方向上。此外，止回阀16的打开程度与冷却剂的流动速度有关。因此，当内燃发动机2的速度低且因此泵8的泵送能力低时，经由加热管线h通过内部加热器12的冷却剂的最大流量成为可能。相反，内燃发动机2的高速度引起泵8的高泵送能力，其结果是由于冷却剂的更高的流动速度止回阀6敞开，并且实现了通过旁路9a且回到内燃发动机2的返回流量增加。通过这种方法，实现了高发动机速度下的到热交换器14的增大的冷却剂的供应，由此允许变速器机油的快速加热。
[0065]通过通常在两个方向上起作用的恒温器5，旁路9a在冷却剂的高温下被关闭，并且冷却剂主要经引导通过进给管线c到达冷却器3，并且从后者中经由冷却器回程d而返回。因此，回程中的冷却剂的温度与下部管线布线中的温度大致相同，由此引起变速器机油与热交换器14中的冷却剂之间的高温差AT。
[0066]参考符号列表:
[0067]I 温度控制布置
[0068]2 I的内燃发动机
[0069]3 I的冷却器
[0070]4 冷却剂回路
[0071]5 4中的恒温器
[0072]6 2的发动机组
[0073]7 2的汽缸盖
[0074]8 I 的泵
[0075]9 返回管线
[0076]9a 旁路
[0077]10机油冷却器
[0078]11 I的补偿槽
[0079]12 I的内部加热器
[0080]13 I的EGR冷却器
[0081]14热交换器
[0082]15n、o和P之间的三向阀
[0083]165的止回阀
[0084]A2的入口侧
[0085]B2 的出口侦U
[0086]c4的进给管线
[0087]d4的冷却器回程
[0088]e5与11之间的第一补偿管线
[0089]f3与11之间的第二补偿管线
[0090]g11与9之间的第三补偿管线
[0091]h5与12之间的加热管线
[0092]i12与13之间的连接管线
[0093]j13与9之间的流出管线
[0094]K9、g和j之间的接口
[0095]I14的入口管线
[0096]m14的出口管线
[0097]ηI的热管线
[0098]οI的冷管线
[0099]P15与14之间的头部管线
【权利要求】
1.一种用于机动车辆中的变速器机油的温度控制布置，其包括冷却剂回路(4),所述冷却剂回路(4)流体连接内燃发动机(2)和冷却器(3)并且具有恒温器(5),所述恒温器(5)经设计以引导离开所述内燃发动机(2)的冷却剂的至少一部分直接回到所述内燃发动机(2)，或者在此之前通过所述冷却器(3)，其中提供热交换器(14)用于所述冷却剂与所述变速器机油之间的热传递， 其中 通过所述冷却器(3)流回和/或直接流回的冷却剂中的一些可以经引导在相同的方向上首先通过所述热交换器(14)并且随后到达所述内燃发动机(2),其中所述恒温器(5)被流体连接到内部加热器(12)、所述冷却器⑶以及旁路(9幻以便引导冷却剂的一部分绕过所述冷却器(3)直接回到所述内燃发动机(2).
2.根据权利要求1所述的温度控制布置， 其中 所述恒温器⑶具有止回阀(16),所述止回阀(16)经设计以根据离开所述内燃发动机(2)进入到所述旁路(94和所述内部加热器(12)中的冷却剂的流动速度来调节该冷却剂的流量，其中经引导通过所述旁路(如)的冷却剂的量随着所述冷却剂的流动速度的增大而增加。
3.根据前述权利要求中的一项所述的温度控制布置， 其包括 ￡(?冷却器(13),其被布置在所述内部加热器(12)的下游，在所述内部加热器(12)与所述内燃发动机⑵之间。
4.一种用于控制机动车辆中的变速器机油的温度的方法，其具有温度控制布置(1)特别是如前述权利要求中的一项所述的温度控制布置，包括冷却剂回路(4)，所述冷却剂回路(4)流体连接内燃发动机(2)和冷却器(3)并且具有恒温器(5),所述恒温器经设计以引导离开所述内燃发动机(2)的冷却剂的至少一部分直接回到所述内燃发动机(2),或者在此之前通过所述冷却器(3),其中热量通过热交换器(14)在所述冷却器与所述变速器机油之间传输， 其中 通过所述冷却器⑶流回和/或直接流回的所述冷却剂中的一些经引导在相同的方向上首先通过所述热交换器(14)并且随后到达所述内燃发动机(2),其中离开所述内燃发动机(2)的所述冷却剂的一部分通过所述恒温器(5)被引导到内部加热器(12),并且如果需要的话被引导到所述冷却器(3),其中所述恒温器(5)被流体连接到旁路(如)，所述冷却剂的一部分经引导绕过所述冷却器(3)通过所述旁路(94直接回到所述内燃发动机(2).
5.根据权利要求4所述的方法， 其中 所述恒温器(5)具有止回阀(16),其经设计以根据离开所述内燃发动机(2)进入到所述旁路(如)和所述内部加热器(12)中的冷却剂的流动速度来调节该冷却剂的流量，其中经引导通过所述旁路(94的冷却剂的量随着所述冷却剂的流动速度的增大而增加。
6.根据权利要求4或5所述的方法， 其包括 ￡(?冷却器(13),离开所述内部加热器(12)并且流回到所述内燃发动机⑵的冷却剂流过所述￡(?冷却器(13)。
【文档编号】F01P7/16GK104420971SQ201410429628
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】H·G·奎克, D·范贝贝尔 申请人:福特环球技术公司