CN110914524B - 用于运行机动车的驱动设备的方法以及相应的驱动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的驱动设备(1)的方法，其中所述驱动设备(1)具有至少一个生成热的设备(2)以及用于冷却生成热的设备(2)的冷却循环装置(3)且冷却循环装置(3)的至少一个第一冷却剂冷却器(4)和冷却循环装置(3)的至少一个第二冷却剂冷却器(5)流动技术上联接到生成热的设备(2)处。在此设置成，第一冷却剂冷却器(4)和第二冷却剂冷却器(5)流动技术上平行地联接到生成热的设备(2)处，且来自生成热的设备(2)的冷却剂借助于调整设备(9)分配到第一冷却剂冷却器(4)和第二冷却剂冷却器(5)上。本发明此外涉及一种机动车的驱动设备(1)。

Description

用于运行机动车的驱动设备的方法以及相应的驱动设备
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的驱动设备的运行的方法，其中驱动设备具有至少一个生成热的设备以及用于冷却生成热的设备的冷却循环装置(Kühlkreislauf)且冷却循环装置的至少一个第一冷却剂冷却器和冷却循环装置的至少一个第二冷却剂冷却器流动技术上并联地联接到生成热的设备处，其中来自生成热的设备的冷却剂借助于调整设备分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上。本发明此外涉及一种机动车的驱动设备。
背景技术
驱动设备用于提供用于机动车的驱动转矩、就此而言即用于机动车的驱动的转矩。驱动设备具有至少一个驱动机组(Antriebsaggregat)，其原则上可任意地设计。例如，存在以内燃机或电机的形式的驱动机组。明显地，驱动设备也可实施为混合驱动设备且就此而言具有多个驱动机组，它们优选地是不同的类型。例如，驱动机组中的第一个实施为内燃机且驱动机组中的第二个实施为电机。在混合驱动设备的情况中，驱动转矩优选地至少部分地由驱动机组中的多个共同提供。
在驱动设备的运行期间，热量积累，即在生成热的设备中。例如，驱动机组是生成热的设备。驱动设备的其他元件然而也可生成热量且就此而言作为生成热的设备存在。为了将生成热的设备的温度保持在可靠的运行温度范围内，其起热传递作用地关联于冷却循环装置。在冷却循环装置中至少部分地循环冷却剂，其供应给生成热的设备或起热传递作用地与生成热的设备相连接的换热器。在此，热量从生成热的设备传递到冷却剂上，从而其温度提高。
为了又冷却冷却剂，尤其为了将其重新供应给生成热的设备或热传递器，设置有第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器。它们流动技术上联接到生成热的设备处，从而冷却剂在其供应给生成热的设备之前或之后，穿流冷却剂冷却器中的至少一个。明显地，然而也可设置成，至少部分地冷却剂不供应给冷却剂冷却器，例如在驱动设备的加热运行中，在其期间驱动设备或生成热的设备具有处于运行温度范围下的温度。在加热运行期间，温度应如此提高，使得其随后处于运行温度范围中。
从现有技术例如已知印刷文献DE 101 54 595 A1。其描述了如下装置，其包括用于冷却燃料电池的主回线(Hauptschleife)和用于冷却至少一个马达的副回线(Nebenschleife)。这两个回线属于相同的循环装置，其由唯一的冷却流体穿流，其具有两个回线的共同的区段，且在其中布置有共同的泵。此外设置有至少一个调节阀(Regulierventil)，其可将冷却流体在回线之间相应于选出的规律性(Gesetzmäßigkeit，有时也称为合法性)分配。
此外，印刷文献US 2014/0202660 A描述了一种带有初级辐射器(Primärradiator，有时也称为初级散热器)的冷却系统，其带有第一罐和第二罐。这些罐可包括开口，其构造用于将初级辐射器与一个或多个补充辐射器相连接，从而冷却剂可同时流动通过这些辐射器，从而机动车的冷却能力增大。冷却剂在初级辐射器和补充辐射器之间的流动可或者自动地或者手动地借助于调整阀调节。
发明内容
本发明的任务是，提出一种用于运行机动车的驱动设备的方法，其相对于已知的方法具有优点，尤其实现了生成热的设备的特别有效的冷却。
这根据本发明以一种用于运行驱动设备的方法实现。在此设置成，冷却剂取决于机动车的行驶速度和/或通风装置操控和/或冷却空气质量流和/或冷却剂体积流分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上。
两个冷却剂冷却器、即第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器流动技术上彼此并联地布置且两个联接到生成热的设备处。冷却剂冷却器关联有调整设备。这用于将来自生成热的设备的冷却剂分配到两个冷却剂冷却器上。取决于调整设备的调节，就此而言将冷却剂的确定的第一份额供应给第一冷却剂冷却器且将确定的第二份额供应给第二冷却剂冷却器。两个份额在此可为任意的且同样等于零，从而没有冷却剂供应给相应的冷却剂冷却器。
总体上，最高全部来自生成热的设备的冷却剂供应给两个冷却剂冷却器。两个份额总和上然而也可为小于来自生成热的设备的冷却剂的100%，从而仅冷却剂的一部分或总体上没有冷却剂供应给冷却剂冷却器。特别优选地，然而全部冷却剂借助于调整设备分配到两个冷却剂冷却器上，从而两个份额的总和得出100%。
调整设备可关于两个冷却剂冷却器任意地布置。例如，调整设备关于冷却剂的流动方向在冷却剂冷却器上游或下游存在。例如，就此而言来自生成热的设备的方向的冷却剂经由调整设备供应给第一冷却剂冷却器、第二冷却剂冷却器或二者。相反地，也可明显地设置成，从冷却剂冷却器逸出的冷却剂经由调整设备沿生成热的设备的方向流动。优选地设置成，调整设备将冷却剂如此分配到两个冷却剂冷却器上，使得他们具有对于冷却剂的最大可能的冷却作用，冷却剂在冷却剂冷却器下游的温度因此具有尽可能低的温度。以该方式和形式，生成热的设备的冷却可特别高效地且有效地进行。
本发明的另一实施方式设置成，冷却剂由第一冷却剂冷却器以第一冷却功率冷却且由第二冷却剂冷却器以第二冷却功率冷却。在第一冷却剂冷却器的穿流期间就此而言冷却剂以第一冷却功率冷却且在第二冷却剂冷却器的穿流期间以第二冷却功率冷却，从而其温度相应地降低。冷却剂的第一份额和第二份额在冷却剂冷却器上游通常具有相同的温度。
在冷却剂冷却器下游且在冷却剂的两个份额重新聚集在一起之前，第一份额的温度取决于第一冷却功率且第二份额的温度取决于第二冷却功率。如果冷却功率相同，则同样两个份额的温度是相同的或至少近似相同。如果冷却功率彼此不同，例如通过冷却剂冷却器的不同的设计方案，则也可产生冷却剂的两个份额的不同的温度。
特别优选地，第一冷却剂冷却器设计为主冷却器且第二冷却剂冷却器设计为附加冷却器，其具有较低的冷却功率。相应地，第二冷却功率小于第一冷却功率。这尤其是如下情况，第二冷却剂冷却器的数量大于第一冷却剂冷却器的数量。特别优选地，实现刚好一个第一冷却剂冷却器，然而多个第二冷却剂冷却器。在该情况中，多个第二冷却剂冷却器优选地总和上具有最高与第一冷却剂冷却器相同的冷却功率。
在本发明的另一优选的设计方案的范畴中，可设置成，冷却剂如此分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上，使得从第一冷却功率和第二冷却功率得出的总冷却功率最大。冷却剂冷却器的冷却功率强烈地取决于驱动设备的运行条件以及取决于在驱动设备的周围环境中的周围环境条件。例如，冷却功率取决于在冷却剂冷却器中的冷却剂的冷却剂温度以及取决于周围环境温度。附加地，分别穿流冷却剂冷却器的冷却空气质量流影响冷却功率。
尤其在冷却剂冷却器的不同的设计方案和/或不同的布置方案的情形中，可由此对于不同的运行条件和/或周围环境条件得出冷却剂冷却器的不同的冷却功率，即如此，使得利用冷却剂冷却器中的一个冷却剂相比利用冷却剂冷却器的分别另一个可更好地冷却。在该情况中，冷却剂的供应给第一次提到的冷却剂冷却器的份额应增大且冷却剂的供应给冷却剂冷却器的分别另一个的份额应减小。这如此执行，使得两个冷却剂冷却器的总冷却功率最大，即针对给出的运行条件和/或周围环境条件。对于不同的运行条件和/或周围环境条件可由此得出不同的第一份额和不同的第二份额。
本发明设置成，冷却剂取决于机动车的行驶速度和/或机动车的通风装置操控和/或冷却空气质量流和/或冷却剂体积流分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上。行驶速度为机动车或驱动设备的运行条件。其影响冷却空气流，其分别流入或穿流第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器。在冷却剂冷却器的不同的设计方案和/或布置方案的情形中，在机动车的给出的行驶速度的情形中可产生冷却剂冷却器的不同的冷却功率。
换而言之，两个冷却剂冷却器的冷却功率可作为机动车的行驶速度的函数表达。对于机动车的不同的行驶速度、尤其对于机动车的所有在正常的运行条件下出现的行驶速度，此时应确定冷却剂的第一份额和第二份额，对于其总冷却功率在相应的行驶速度的情形中尽可能高、尤其最大。
备选地或补充地，设置成，冷却剂取决于机动车的通风装置操控和/或取决于冷却空气质量流和/或取决于冷却剂体积流分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上。它们分别为机动车或驱动设备的运行条件。它们影响冷却空气流，其分别流入或穿流第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器。在冷却剂冷却器的不同的设计方案和/或布置方案的情形中，在机动车的给出的通风装置操控的情形中和/或在给出的冷却空气质量流的情形中和/或在合适的冷却剂体积流的情形中可产生冷却剂冷却器的不同的冷却功率。换而言之，两个冷却剂冷却器的冷却功率可作为机动车的通风装置操控和/或冷却空气质量流和/或冷却剂体积流的函数表达。
对于机动车的不同的通风装置操控和/或冷却空气质量流和/或冷却空气体积流，尤其对于机动车的所有在正常的运行条件下出现的通风装置操控和/或冷却空气质量流和/或冷却剂体积流，应此时确定冷却剂的第一份额和第二份额，对于其总冷却功率在相应的通风装置操控的情形中和/或在相应的冷却空气质量流的情形中和/或在相应的冷却剂体积流的情形中尽可能高、尤其最大。
本发明的另一设计方案设置成，针对调整设备的操纵变量借助于数学关系、综合特性曲线和/或闭环控制(Regelung，有时也称为调节)确定。操纵变量在调整设备处调节和确定，如何将冷却剂分配到冷却剂冷却器上。不仅第一份额而且第二份额就此而言直接取决于操纵变量。例如，份额中的一个越大，操纵变量越大，反之份额中的另一个越小，操纵变量越大。操纵变量可在应用数学关系、综合特性曲线或闭环控制的情况下确定。在此周围环境条件和/或运行条件为至少一个输入变量，反之操纵变量作为输出变量存在。
本发明的另一优选的设计方案设置成，冷却剂在冷却循环装置的第一节点处分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上且在第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器下游在第二节点处聚集在一起。生成热的设备或其热传递器流动技术上联接到第一节点和第二节点处。
在第一节点和第二节点之间流动技术上彼此并联地存在两个冷却剂冷却器。在冷却剂冷却器上游占据的第一节点处，冷却剂分配到两个冷却剂冷却器上。在两个冷却剂冷却器下游，冷却剂在第二节点处又聚集在一起。流动技术上，因此实现相对简单的布线(Beschaltung)，其因此以特别高效的方式和形式实现了生成热的设备的冷却。
本发明的一种改进方案设置成，对于闭环控制而言冷却剂在第一节点和第二节点之间的温度差用作控制变量。在第一节点处，冷却剂具有第一温度且在第二节点处具有第二温度。第二温度在此相应于冷却剂的穿流冷却剂冷却器的份额的质量流平均的温度。冷却剂的第二温度流动技术上在冷却剂在冷却剂冷却器下游聚集在一起后被确定。温度差是在第一温度和第二温度之间的差。该温度差此时用作用于闭环控制的输入变量、因此即用作控制变量。通过用于根据温度差确定控制变量的闭环控制的应用，冷却剂相应于瞬时的周围环境条件和/或运行条件最优地分配到冷却剂冷却器上。
本发明的另一优选的设计方案设置成，作为调整设备应用至少一个调整阀或至少一个调整节流件。调整阀例如作为3/2通路阀存在。特别优选地，其实施为连续阀(Stetigventil)，即例如实施为3/2通路连续阀。调整阀的应用具有如下优点，即，可实现冷却剂到冷却剂冷却器上的特别准确的分配。备选地，至少一个调整节流件用作调整设备。调整节流件流动技术上前接或后接于冷却剂冷却器中的一个且在此并联于分别其他的冷却剂冷却器布置。通过调节调整节流件的穿流横截面，可确定冷却剂的份额，其穿流相应的冷却剂冷却器。调整节流件为将冷却剂分配到冷却剂冷却器上的特别简单的和成本适宜的可行性方案。
最终，在本发明的另一优选的实施方式的范畴中设置成，作为第一冷却剂冷却器应用冷却剂冷却器，其具有相比第二冷却剂冷却器更高的额定冷却功率。第一冷却剂冷却器例如作为主冷却器且第二冷却剂冷却器作为附加冷却器存在。相应地，额定冷却功率、即在通常的运行条件的情形中最大地且持续地可能的冷却功率对于第一冷却剂冷却器大于对于第二冷却剂冷却器，从而(取决于运行条件和/或周围环境条件)冷却剂借助于第一冷却剂冷却器可相比利用第二冷却剂冷却器更强地冷却。
这样的设计方案具有如下优点，即，驱动设备的另一运行范围可单独借助于第一冷却剂冷却器覆盖，反之第二冷却剂冷却器仅在确定的运行状态中、例如在机动车的高速行驶的情形中且/或在高周围环境温度的情形中除了冷却剂的冷却以外被使用。第二冷却剂冷却器可就此而言结构上明显地设计成小于第一冷却剂冷却器、尤其具有较小的额定冷却功率。
本发明此外涉及一种机动车的驱动设备，尤其用于执行根据上文的实施方案的方法，其中驱动设备具有至少一个生成热的设备以及用于冷却生成热的设备的冷却循环装置，且冷却循环装置的至少一个第一冷却剂冷却器和冷却循环装置的至少一个第二冷却剂冷却器流动技术上并联地联接到生成热的设备处，其中驱动设备构造用于将来自生成热的设备的冷却剂借助于调整设备分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上。在此设置成，冷却剂取决于机动车的行驶速度和/或通风装置操控和/或冷却空气质量流和/或冷却剂体积流分配到第一冷却剂冷却器和第二冷却剂冷却器上。
已经参考驱动设备的这样的设计方案或这样的作用方式的优点。不仅驱动设备而且用于其运行的方法可根据上文的设计方案被改进，从而就此而言参考其。
附图说明
本发明随后根据在图纸中呈现的实施例更详细地阐释，而不限制本发明。在此：
图1示出了机动车的驱动设备的区域的示意图，以及
图2示出了图表，在其中两个冷却剂冷却器的总冷却功率关于冷却剂到两个冷却剂冷却器上的分配系数被描绘。
具体实施方式
图1示出了未更详细地呈现的机动车的驱动设备1的区域的示意图。由驱动设备1呈现了生成热的设备2，其优选地以驱动机组的形式存在。驱动机组例如设计为内燃机或设计为电机。为了设备2的冷却设置有冷却循环装置3，借助于其可将冷却剂供应给设备2。只要在该说明书的范畴中谈及如下，即，将冷却剂供应给设备2，则这样的设计方案可实际上实现或(备选地)设备2关联有热传递器，冷却剂最终供应给该热传递器。热传递器在该情况中起热传递作用地与设备2相连接，从而设备2可借助于供应给热传递器的冷却剂被冷却。
在冷却循环装置3中除了设备2以外实现有至少一个第一冷却剂冷却器4和至少一个第二冷却剂冷却器5，在此处呈现的实施例中两个第二冷却剂冷却器5。第一冷却剂冷却器4设计为主冷却器，反之第二冷却剂冷却器5作为附加冷却器或副冷却器存在。冷却剂冷却器4和5可根据箭头6以冷却空气加载，其优选地穿过通过冷却剂冷却器4和5。通过箭头6表明的冷却空气流优选地由驱动设备1的通风装置且/或通过机动车的运动引起。
两个冷却剂冷却器4和5流动技术上并联地联接到设备2处。在此来自设备2的冷却剂在第一节点7处分配到两个冷却剂冷却器4和5上且在第二节点8处又聚集在一起。在此，第一冷却剂冷却器4一方面在第一节点7处且另一方面在第二节点8处流动技术上联接。第二冷却剂冷却器5反之在节点7和8之间彼此串联。换而言之，第二冷却剂冷却器5共同并联于第一冷却剂冷却器4存在。可看出的是，第二冷却剂冷却器5相比第一冷却剂冷却器4明显更小地或更紧凑地设计。相应地，其分别具有相比第一冷却剂冷却器4更低的额定冷却功率。尤其，其共同的额定冷却功率小于或等于第一冷却剂冷却器4的额定冷却功率。
驱动设备1或冷却循环装置3如此设计，使得来自生成热的设备2的冷却剂可有针对性地分配到第一冷却剂冷却器4和第二冷却剂冷却器5上。对此设置有调整设备9，其在此处呈现的实施例中以调整阀的形式存在。调整阀在此优选地设计为3/2通路阀、尤其设计为3/2通路连续阀，从而冷却剂可以以任意份额分配到冷却剂冷却器4和5上。
穿流第一冷却剂冷却器4的冷却剂以第一冷却功率冷却且穿流第二冷却剂冷却器5的冷却剂以第二冷却功率冷却。从第一冷却功率和第二冷却功率得出冷却剂冷却器4和5的总冷却功率。此时设置成，冷却剂借助于调整设备9如此分配到冷却剂冷却器4和5上，使得得出尽可能高的总冷却功率。例如，对此调整设备9取决于机动车的行驶速度调节用于将冷却剂分配到冷却剂冷却器4和5上。备选地或补充地可能的是，取决于通风装置操控和/或冷却空气质量流和/或冷却剂体积流，调节调整设备2用于冷却剂到冷却剂冷却器4和5上的分配。
针对调整设备9的操纵变量在此例如借助于数学关系、综合特性曲线或闭环控制确定。在闭环控制的情况中，操纵变量为输出变量，反之控制变量形成输入变量。例如，温度差用作控制变量，尤其在冷却剂在第一节点7处的温度与冷却剂在第二节点8处的温度之间的温度差。调节目的是，最大化温度差，从而相应地实现冷却剂冷却器4和5的尽可能高的总冷却功率。
图2示出了综合特性曲线，在其中总冷却功率以百分比(关于最大冷却功率)关于分配系数被描绘。不同的走向针对通过冷却剂4和5的沿箭头10的方向增加的冷却空气质量流得出。分配系数标明冷却剂的份额，其供应给第二冷却剂冷却器5。在0的分配系数的情形中，就此而言将全部冷却剂供应给第一冷却剂冷却器4，反之第二冷却剂冷却器5未由冷却剂穿流。在1的分配系数的情形中，相反的适用，从而在该情况中全部冷却剂穿流第二冷却剂冷却器5。在0.5的分配系数的情形中，存在冷却剂到冷却剂冷却器4和5上的均匀的分配。
对于走向中的每个，总冷却功率的相应的最大值通过圆表明。示出了，以例如通过变得更大的机动车的行驶速度引起的增加的冷却空气质量流，总冷却功率的最大值对于变得更大的分配系数而言存在。相应地，调整设备9如此调节，使得得到总冷却功率的该最大值。
利用驱动设备1的描述的设计方案或在其运行中的相应的作用方式，设备2可特别高效地且有效地冷却。尤其，对于不同的运行条件和/或不同的周围环境条件分别实现冷却剂冷却器4和5的最优的总冷却功率。

Claims (9)

1.一种用于运行机动车的驱动设备(1)的方法，其中所述驱动设备(1)具有至少一个生成热的设备(2)以及用于冷却所述生成热的设备(2)的冷却循环装置(3)且所述冷却循环装置(3)的至少一个第一冷却剂冷却器(4)和所述冷却循环装置(3)的至少一个第二冷却剂冷却器(5)流动技术上并联地联接到所述生成热的设备(2)处，其中来自所述生成热的设备(2)的冷却剂借助于调整设备(9)分配到所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)上，其特征在于，所述冷却剂取决于所述机动车的行驶速度且/或通风装置操控且/或冷却空气质量流且/或冷却剂体积流以任意的份额分配到所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却剂由所述第一冷却剂冷却器(4)以第一冷却功率冷却且由所述第二冷却剂冷却器(5)以第二冷却功率冷却。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冷却剂如此分配到所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)上，使得由所述第一冷却功率和所述第二冷却功率得出的总冷却功率最大。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对所述调整设备(9)的操纵变量借助于数学关系、综合特性曲线和/或闭环控制确定。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冷却剂在所述冷却循环装置(3)的第一节点(7)处分配到所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)上且在所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)下游在第二节点(8)处聚集在一起。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷却剂在所述冷却循环装置(3)的第一节点(7)处分配到所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)上且在所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)下游在第二节点(8)处聚集在一起，其中对于所述闭环控制，所述冷却剂的在所述第一节点(7)和所述第二节点(8)之间的温度差作为控制变量使用。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为调整设备(9)使用至少一个调整阀或至少一个调整节流件。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为第一冷却剂冷却器(4)使用如下冷却剂冷却器，其具有相比所述第二冷却剂冷却器(5)更高的额定冷却功率。
9.一种机动车的驱动设备(1)，用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述驱动设备(1)具有至少一个生成热的设备(2)以及用于冷却所述生成热的设备(2)的冷却循环装置(3)且所述冷却循环装置(3)的至少一个第一冷却剂冷却器(4)和所述冷却循环装置(3)的至少一个第二冷却剂冷却器(5)流动技术上并联地联接到所述生成热的设备(2)处，其中所述驱动设备(1)构造用于将来自所述生成热的设备(2)的冷却剂借助于调整设备(9)分配到所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)上，其特征在于，所述冷却剂取决于所述机动车的行驶速度且/或通风装置操控且/或冷却空气质量流且/或冷却剂体积流分配到所述第一冷却剂冷却器(4)和所述第二冷却剂冷却器(5)上。
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