用于混合动力车辆的冷却系统及其调节方法_2

文档序号:8357370阅读:来源:国知局
自混合动力驱动装置的油回路的损耗热。因此,除了在纯通过内燃机的驱动时的变 速器冷却连同对以发电机方式运行的电动机和所属的功率电子装置的冷却之外,还满足了 通过内燃机以及打开电动机的混合驱动以及纯通过电动机的驱动。
[0018] 有利地,集成有变速器的的驱动装置用作电驱动装置,从而仅需要把紧凑的结构 单元插入油回路中且在提供随时充分的散热功率的同时存在最佳的温度。
【附图说明】
[0019] 下面参考本发明的实施例根据附图进一步描述根据本发明的实施方案与已知的 冷却系统相比的其它特征和优点。其中以示意图示出:
[0020] 图1是本发明的实施例的框图;
[0021] 图2是类似于图1的、由现有技术已知的冷却系统的视图;
[0022] 图3a是在内燃机关掉时根据图1的框图,其中绘出了流动路径,以及
[0023] 图3b是在内燃机打开时根据图1的框图,其中绘出了流动路径。
【具体实施方式】
[0024] 忽略不同的附图,对相同的元件来说始终使用相同的附图标记。
[0025] 图2的框图示出由现有技术已知的冷却系统1,其最初设计用于通过内燃 机2驱动的车辆。该车辆现在通过添加电机3而扩展为所谓的插电式混合动力车辆 (Plug-in-Hybrid)。然而,因为在此保留了冷却系统的基本结构,所以下面由仅具有内燃机 2的车辆驱动装置的冷却装置出发描述该结构:
[0026] 内燃机2和与该内燃机机械耦联的泵4 一起位于水冷却回路5中,该水冷却回路 通过主水冷却器6把过量的热能从水冷却回路5排出至环境中。在水冷却回路5中,通过 调温器8如此控制旁路7,即在内燃机2仍过冷或者出于其它原因内燃机2的冷却不必要的 情况下,由水循环泵4驱动的水冷却回路5通过调温器8经由旁路7如此闭合/接通,使得 主水冷却器6近似短路且没有热量排出至环境中。这种情况通过图2中的小点画圈示出。 相反,如果必须冷却内燃机2,则调温器8关闭旁路7,则得到伴随着通过主水冷却器6的散 热的循环,像通过图2中较大的虚线圈示出的那样。
[0027] 在该实施例中,为了冷却变速器10,在使用自动操纵的车辆变速器10的情况下, 在油冷却循环回路中使用称为自动变速器油液一缩写为ATF的专用变速器油,该专用变速 器油因此既用于控制变速器10内部的液压功能也用于润滑和冷却变速器10。为此,在油冷 却循环回路11中设置了油泵12,其如此与变速器10耦联,即,该油泵提供用于冷却变速器 10的、既取决于功率也取决于转速的油输送功率。在此,当变速器油温度高于90°C时,变速 器10通常具有值得追求的高效率。为了从油冷却循环回路11排出过剩的热量,该油冷却 循环回路通过ATF冷却器14的油侧13闭合。在ATF冷却器14中,热量通过水侧15传输 至水冷却回路5的支路16中,其中,该支路16跨接了调温器8。因为该水支路16的散热 效率应该用于输出来自油冷却循环回路11的过剩热量,所以其与和内燃机2耦联的水泵4 的泵功率无关地通过在ATF冷却器14的水侧15的流入处的单独的、电驱动的泵17反作用 于在水侧15的流出处的软管调温器18的阻止效应被从主水冷却器6供给冷却水。软管调 温器18可以几乎完全阻止水回路5的支路16,从而由ATF冷却器14的水侧15流出的冷 却水几乎具有油回路11的ATF油的温度。随着超过对油循环回路11的油来说在软管调温 器18中设定的最高温度,软管调温器18断开,从而在由未经调节的电动泵17进行输送的 情况下,来自ATF冷却器14的热量可以通过水回路5排出至主水冷却器6。
[0028] 如上所述,该冷却系统1现在通过添加用于形成插电式混合动力驱动装置的电机 3而得到扩展。该电机3通过节省空间的集成(作为仅视为所谓的集成有变速器的电机的 特殊情况)和变速器10-起形成一结构单元,该结构单元可以相应地也仅共同地通过油冷 却循环回路11的ATF油经由ATF冷却器14冷却。然而,变速器10在油温高于约90°C时 才达到值得追求的高效率,而电机3在油温低于70°C时通过油壳(dlmantel)中的以及在 绕组头部处的良好冷却具有高效率。从绕组或磁体温度的固定的极限值开始,电机3在所 谓的降载曲线的范围内运行。为了能够近似公正地平衡在电机3的油循环回路11处以及 在变速器10的油回路处的相反的温度要求,根据现有技术在上述冷却系统1中在软管调温 器18中设定用于油循环回路11的油的折衷温度。通过这种折衷接受了变速器10和电机 3的效率方面的损失。
[0029] 图1示出与图2图示类似的、本发明的实施方案的框图。与图2的框图的不同在 于,此处在水冷却循环回路5中不再存在软管调温器18。油冷却循环回路11内的温度T在 此直接通过在变速器10内部未进一步示出的测量点检测,可选地通过电机3处的测量点检 测。温度T被输入控制装置19中。由油冷却回路温度T的初始值开始,在控制装置19中 确定了用于水回路5的电动泵17的控制信号20,其中,泵17此时构造为经调节的泵。根据 参考图1的框图示出的新的构思,电机3以及变速器10的冷却不再通过软管调温器18控 制,因此去除了该支路。而是,按照需要基于经由水冷却回路5的调温器8检测的、内燃机 2的温度以及通过油冷却循环回路11中的温度在使用控制装置19中的调节功能的情况下 进行该冷却。
[0030] 控制装置19不是额外的构件,而是一种在现代的机动车驱动装置中已经存在的 构件或电路。相应地仅扩展了该构件的功能性。因为向控制装置19传输了相应的运行状 态,即仅通过电机3驱动,仅通过内燃机2驱动或混合运行,所以在最佳地利用围绕各个组 件的冷却循环回路的基础上按照需要根据存在的负荷可以如此运行,即对驾驶员来说除了 用于加速或也用于车载电池的充电的最大电功率之外还可以提供混合动力驱动装置的最 大动力供使用。因为仅在需要时水冷却回路5的支路16中的电驱动的泵17才起作用,所 以得到以下优点:
[0031] -在冷运行时,泵17近似关掉且因此相对于根据图2的旧的构思来说根本不需要 能量。
[0032] _相反在其它情况下,取代恒定地基于相同转速运行的泵,在此按照需要操控所述 泵,这同样节省了电能。
[0033] 因为控制装置19通常已经存在,且仅通过该前述额外的输入参量和额外的调节 任务以小幅度被额外地加载,所以与已知的构思相比,通过实现本发明的实施例由于较小 的复杂性整体仅出现相对较小的硬件成本,尤其要指出的是取消了软管调温器18。
[0034] 为了即使在内燃机2关掉时也能够确保充分冷却,在图1的实施方案中,沿冷却水 的流动方向看,在换热器14的水侧15之后设置了分支点21,从该分支点出发,旁路支路22 连接在内燃机2的未示出的冷却装置的出口之后或出口处。在图3a中示出了内燃机2关 闭的情况。为清楚起见,在此仅仍以点画线示出不起作用的、具有调温器8、机械泵4以及内 燃机2的小回路。在通过电动泵17驱动时,为了排出过剩热量%,冷却水在大的回路I中 从油回路11通过旁路支路22经过关闭的内燃机2被引导至主水冷却器6且从那里返回至 电动泵17。
[0035] 当参考图3b描述内燃机2接通时的运行情况时,图1和3a的冷却回路的其它元件 变得可以理解。用于通过旁路支路22经由主水冷却器6排出来自油回路11的过剩热量Q 6 的、点-划-线绘出的大的循环回路I又基本上通
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