DE102007045347A1 - Vorrichtung für die Ladeluftkühlung sowie Verfahren zur Ladeluftkühlung - Google Patents

Vorrichtung für die Ladeluftkühlung sowie Verfahren zur Ladeluftkühlung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen (10), insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei wenigstens ein Ladeluftkühler (24, 28) und ein Kühlmittelkreislauf (42, 46) mit Kühlmittel vorgesehen sind und wobei wenigstens ein Wärmetauscher (32) des Ladeluftkühlers (28) für die Kühlung eines der Verbrennungskraftmaschine (10) zugeführten Ladeluftstroms zumindest mit einem Teil des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufs (42, 46) beaufschlagbar ist. Erfindungsgemäß ist der Wärmetauscher (32) des Ladeluftkühlers (28) bezüglich des Ladeluftstroms stromabwärts einer Drosselklappe (26) der Verbrennungskraftmaschine (10) vorgesehen. Verwendung z. B. für Verbrennungskraftmaschinen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei ein erster Ladeluftkühler und ein zweiter Ladeluftkühler sowie ein Kühlmittelkreislauf mit Kühlmittel vorgesehen sind und wobei wenigstens ein Wärmetauscher des zweiten Ladeluftkühlers für die Kühlung eines der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Ladeluftstroms zumindest mit einem Teil des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufs beaufschlagbar ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Ladeluftkühlung für Verbrennungskraftmaschinen.
  • Vorrichtungen für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen sind beispielsweise aus der US 6,796,134 B1 bekannt. Darin ist ein Ladeluftkühler beschrieben, in dem ein einer Verbrennungskraftmaschine zugeführter Ladeluftstrom mittels eines Kühlmittels gekühlt wird. Dieses Kühlmittel zirkuliert in einem Ladeluftkühlungskreislauf. Das Kühlmittel wird seinerseits mittels einer Klimaanlage des Fahrzeugs gekühlt.
  • Eine weitere Vorrichtung für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen ist beispielsweise aus der US 6,748,934 B2 bekannt. Darin wird ein Ladeluftstrom einem ersten Ladeluftkühler zugeführt. Ausgehend von dem ersten Ladeluftkühler wird dieser Ladeluftstrom dann einem zweiten Ladeluftkühler zugeführt, in dem die Ladeluft mittels eines Kühlmittels gekühlt wird, das in einem Klimaanlagenkühlkreislauf zirkuliert. Ausgehend vom zweiten Ladeluftkühler wird die Ladeluft dann einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt.
  • Bei den vorbekannten Vorrichtungen für die Ladeluftkühlung kann es vorkommen, insbesondere bei noch kalten Verbrennungskraftmaschinen, dass beispielsweise in dem Ladeluftstrom enthaltener Wasserdampf oder dergleichen in dem Bereich zwischen dem zweiten Ladeluftkühler und der Verbrennungskraftmaschine auskondensiert und sich insbesondere tropfenartig absetzt. Gelangt das Kondensat in einen Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine, resultiert hieraus unter anderem eine Verringerung des Wirkungsgrades.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen und ein Verfahren für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen zu schaffen, bei denen ein durch eine Ladeluftkühlung hervorgerufener Kondensationseffekt vermieden zumindest aber verringert wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Manche der nachfolgenden, jedoch nicht erschöpfend aufgezählten Merkmale und Eigenschaften treffen sowohl auf die Vorrichtung als auch auf das Verfahren zu. Sie werden teilweise nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für die Vorrichtung als auch für das Verfahren. Weiterhin ist die Reihenfolge der aufgelisteten Merkmale nicht bindend, sondern kann vielmehr entsprechend einer optimierten Vorrichtung bzw. eines optimierten Verfahrens geändert werden.
  • Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen vorgesehen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei wenigstens ein Ladeluftkühler und ein Kühlmittelkreislauf mit Kühlmittel vorgesehen sind und wobei wenigstens ein Wärmetauscher des Ladeluftkühlers für die Kühlung eines der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Ladeluftstroms zumindest mit einem Teil des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufs beaufschlagbar ist, wobei der Wärmetauscher des Ladeluftkühlers bezüglich des Ladeluftstroms stromabwärts einer Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist.
  • Durch das Anordnen des Wärmetauschers des zweiten Ladeluftkühlers stromabwärts der Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine reduzieren sich die Auswirkungen von Auskondensationen aufgrund des hohen Rückkühlungsgrads deutlich. Durch den geringen Abstand des Wärmetauschers von den Verbrennungsräumen der Verbrennungskraftmaschine tritt keine wesentliche Kondensation auf, bevor der Ladeluftstrom dem Verbrennungsraum zugeführt wird.
  • Die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu kühlende Ladeluft wird beispielsweise mittels eines Abgasturboladers und/oder mittels eines mechanischen Laders verdichtet, beispielsweise mittels eines Kompressors. Diese Lader verdichten angesaugte Luft, erhöhen also deren Gesamtdruck, so dass sich also auch die Partialdrücke der einzelnen in der angesaugten Luft enthaltenen Gase erhöhen. So steht dann beispielsweise deutlich mehr Sauerstoff für die Verbrennung eines Kraftstof fes in einem Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung. Durch die Positionierung des Ladeluftkühlers stromabwärts der Drosselklappe verringert sich das zu befüllende Volumen zwischen Ladereinheit und Drosselklappe. Die Verkürzung der Ladestrecke verbessert das Ansprechverhalten des Motors. Als Verbrennungskraftmaschine im Sinne der Erfindung wird beispielsweise ein Ottomotor bzw. ein Dieselmotor, aber auch jeder andere einen Kraftstoff verbrennende Motor verstanden. Sofern es zweckmäßig erscheint, können diese Verbrennungskraftmaschinen in im Wesentlichen beliebigen Fahrzeugen Verwendung finden, in denen Verbrennungskraftmaschinen für den Antrieb vorgesehen sind. Die Erfindung ist anwendbar auf alle Arten von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen mit Mono-Abgasturboaufladung, Reihen-2-Stufen-Abgasaufladung, Aufladung mittels mechanischem Lader, Reihen-2-Stufen-Aufladung mit Abgasturbolader vor mechanischem Lader oder umgekehrt oder mit paralleler Register-Abgasturboaufladung.
  • In Ausgestaltung der Erfindung sind ein erster Ladeluftkühler und ein zweiter Ladeluftkühler vorgesehen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung folgen der erste und der zweite Ladeluftkühler in Bezug auf den Ladeluftstrom in Reihe aufeinander. Auf diese Weise kann beispielsweise mittels des ersten Ladeluftkühlers ein Vorkühlen der Ladeluft vorgenommen werden, bevor die Ladeluft mittels des zweiten Ladeluftkühlers auf die endgültige, gewünschte Temperatur gekühlt wird. Der erste Ladeluftkühler kann dabei ein Luft-Luft- bzw. ein Luft-Wasser-Kühler sein. Auch kann der erste Ladeluftkühler an den Kühlmittelkreislauf für den zweiten Ladeluftkühler oder einen weiteren, separaten Kühlmittelkreislauf angeschlossen sein.
  • Mittels der Reihenschaltung des ersten und des zweiten Ladeluftkühlers können die Ladeluftkühler bedarfsgerecht in Betrieb genommen und verwendet werden. Der Bedarf richtet sich dabei beispielsweise nach der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine, der Belastung der Verbrennungskraftmaschine und/oder anderen Randbedingungen, beispielsweise der Qualität des verwendeten Treibstoffs für die Verbrennungskraftmaschine.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Ladeluftkühler stromaufwärts der Drosselklappe angeordnet und der zweite Ladeluftkühler ist stromabwärts der Drosselklappe angeordnet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und der Kühlmittelkreislauf steht mit einem Klimatisierungskreislauf für einen Fahrzeuginnenraum in Verbindung. Auf diese Weise kann dem Klimatisierungskreislauf für die Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums noch eine weitere Aufgabe zugeteilt werden, nämlich die Kühlung der Ladeluft. Durch die Verwendung des Klimatisierungskreislaufs lässt sich darüber hinaus eine verbesserte Kühlung der Ladeluft erzielen, da der Klimatisierungskreislauf konstant niedrige und von Umgebungsbedingungen im Wesentlichen unabhängige Temperaturen erzeugen kann.
  • Mit der Erfindung kann somit mit einem geringeren Hubraum der Verbrennungskraftmaschine eine gleiche, wenn nicht sogar verbesserte Leistung der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden, als mit einer Verbrennungskraftmaschine, die mit einer konventionellen Ladeluftkühlung versehen ist. Durch den geringeren Hubraum der Verbrennungskraftmaschine kann der Verbrauch und die Menge an ausgestoßenem CO2 verringert werden.
  • In Ausgestaltung der Erfindung geht der Klimatisierungskreislauf für das Beaufschlagen des Wärmetauschers des zweiten Ladeluftkühlers von wenigstens einem Regelventil des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs aus, verläuft über wenigstens eine Versorgungsleitung, insbesondere eine Hochdruckleitung, zu wenigstens einem Expansionsventil, an das der wenigstens eine Wärmetauscher angeschlossen ist, und verläuft von dem Expansionsventil über wenigstens eine weitere Versorgungsleitung, insbesondere eine Niederdruckleitung, zurück zu dem Innenraum-Klimatisierungskreislauf. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft die Vorrichtung zur Ladeluftkühlung mit nur sehr wenigen Bauteilen an einen bestehenden Innenraum-Klimatisierungskreislauf anschließen. Ein Nachrüsten der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei bestehenden Fahrzeugen ist somit möglich.
  • In Ausgestaltung der Erfindung steuert eine Motorsteuerung das wenigstens eine Regelventil in Abhängigkeit eines Zuordnungsalgorithmus an. Das Regelventil verteilt die gesamte zur Verfügung stehende Leistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs so, dass der Innenraum des Kraftfahrzeugs und/oder Ladeluftstrom bedarfs- bzw. vorgabengerecht gekühlt wird. Die gesamte zur Verfügung stehende Leistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs wird also beispielsweise in einen Leistungsanteil für die Kühlung des Innenraums sowie einen Leistungsanteil für die Kühlung des Ladeluftstroms aufgeteilt. Der Leistungsanteil für den Innenraum des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise zwischen 0% und 100% der gesamten Leistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs betragen. Je nach Bedarf kann dann der Leistungsanteil für die Kühlung des Ladeluftstroms ebenfalls zwischen 0% und 100% der gesamten Leistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs betragen. Es besteht die Möglichkeit, dass der Leistungsanteil für die Innenraumkühlung von der Motorsteuerung priorisiert behandelt wird, so dass von der gesamten Leistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs lediglich noch maximal der verbleibende Rest für die Kühlung des Ladeluftstroms verwendet werden kann. Dies lässt sich beispielsweise mittels folgender Gleichungen darstellen: PKlimaanlage = PInnenraumkühlung + P2.Ladeluftkühlung wobei PInnenraumkühlung = 0%...100% PKlimaanlage und wobei P2.Ladeluftkühlung = 0%...100%(PKlimaanlage – PInnenraumkühlung)
  • In Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein Datenübertragungssystem für eine Datenübertragung zwischen Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine, dem Regelventil und einem Klimasteuergerät für einen Fahrzeuginnenraum vorgesehen, insbesondere ein CAN-Bus. Auf diese Weise lässt sich eine zentrale, zumindest jedoch übergeordnete Steuerung der Leistungsverteilung erreichen. Die Motorsteuerung kann hierbei beispielsweise mittels eines Mikroprozessors (μP) oder dergleichen realisiert werden. Dieser wertet dann ihm zur Verfügung stehende Daten aus und steuert darauf hin das Regelventil entsprechend an. Auch hier ist noch zusätzlich vorteilhaft, dass die erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ladeluftkühlung in ein bestehendes System eines Kraftfahrzeugs implementiert werden kann.
  • In Ausgestaltung der Erfindung der Erfindung weist der zweite Ladeluftkühler wenigstens ein Kühlermodul auf, das zumindest aus dem wenigstens einen Wärmetauscher des zweiten Ladeluftkühlers und wenigstens einem Saugrohrabschnitt der Verbrennungskraftmaschine gebildet ist. Auf diese Weise kann ein Modul zur Verfügung gestellt werden, das mit nur geringem Aufwand in das Saugrohr einbaubar ist. Dies betrifft sowohl die Neumontage eines Kraftfahrzeugs sowie auch die Nachrüs tung eines bereits bestehenden Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. So könnte beispielsweise ein Saugrohrabschnitt einer Verbrennungskraftmaschine eines bestehenden Kraftfahrzeugs gegen das erfindungsgemäße Kühlermodul mit beinhaltetem Saugrohrabschnitt ausgetauscht werden.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Ladeluftkühlung für Verbrennungskraftmaschinen gelöst, wobei ein erster Ladeluftkühler und ein zweiter Ladeluftkühler sowie ein Kühlmittelkreislauf mit Kühlmittel vorgesehen sind und wobei wenigstens ein Wärmetauscher des zweiten Ladeluftkühlers für die Kühlung eines der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Ladeluftstroms zumindest mit einem Teil des Kühlmittels des Klimatisierungskreislaufs beaufschlagbar ist, wobei die Ladeluft im Ladeluftstrom mittels des Wärmetauschers des zweiten Ladeluftkühlers stromabwärts einer Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine gekühlt wird. Der Ladeluftstrom wird mittels des ersten Ladeluftkühlers und nachfolgend mittels des zweiten Ladeluftkühlers gekühlt, wobei der erste und der zweiten Ladeluftkühler bezogen auf den Ladeluftstrom in Reihe aufeinanderfolgen können. Es ist aber auch möglich und kann im Rahmen der Erfindung zweckmäßig sein, dass die aufzubringende Kühlleistung ausschließlich vom ersten Ladeluftkühler oder vom zweiten Ladeluftkühler aufgebracht wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann der Kühlmittelkreislauf mit einem Klimatisierungskreislauf für einen Fahrzeuginnenraum in Verbindung stehen, so dass von diesem Innenraum-Klimatisierungskreislauf zumindest ein Teil des Kühlmittels mittels eines Regelventils zu wenigstens einer in wenigstens ein Expansionsventil mündende Versorgungsleitung zugeführt werden kann, wobei diese Versorgungsleitung insbesondere eine Hochdruckleitung ist, und wobei das Kühlmittel ausgehend von dem wenigstens einen Expansionsventil zum Wärmetauscher des zweiten Ladeluftkühlers geführt wird. Das Kühlmittel wird vom Wärmetauscher mittels wenigstens einer weiteren Versorgungsleitung, insbesondere einer Niederdruckleitung, zum Innenraum-Klimatisierungskreislauf zurückgeführt. Das wenigstens eine Regelventil kann mittels eines Motorsteuergeräts der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit eines Zuordnungsalgorithmus angesteuert werden. Eine Innenraumklimatisierung mittels des Klimatisierungskreislaufs kann gegenüber einer Beaufschlagung des Wärmetauschers des zweiten Ladeluftkühlers priorisiert sein. Alternativ kann wahlweise eine Innenraumklimatisierung mittels des Klimatisierungskreislaufs oder das Beaufschlagen des Wärmetauschers des zweiten Ladeluftkühlers mit Kühlmittel in Abhängigkeit einstellbarer Fahrprogramme priorisiert sein. Auf diese Weise kann der Ladeluftstrom je nach Bedarf gekühlt werden, beispielsweise leistungsoptimiert, verbrauchsoptimiert oder dergleichen.
  • Vorteilhafterweise werden insgesamt zwischen 0% und 100% einer gesamten Kühlleistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs für die Kühlung eines Fahrzeuginnenraums zugeordnet und zumindest ein Teil des verbliebenen Rests der gesamten Kühlleistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs wird der Kühlung der Ladeluft im Ladeluftstrom zugeordnet. Zwischen dem Motorsteuergerät, dem Regelventil und einem Klimasteuergerät kann mittels eines Datenübertragungssystems, insbesondere eines CAN-Busses, eine Datenübertragung durchgeführt werden. Diese Datenübertragung erlaubt zum einen eine optimierte Einstellung des Regelventils je nach Kühlleistungsbedarf. Außerdem lassen sich auf diese Weise weitere Parameter der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise rechnerisch ermitteln, so wie beispielsweise der momentane Kraftstoffverbrauch oder dergleichen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnung dargestellt ist. In der einzigen, schematischen Figur ist eine Vorrichtung für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen mit einem Innenraum-Klimatisierungskreislauf beschrieben.
  • Im Einzelnen ist in der Figur eine Verbrennungskraftmaschine 10 mit daran angeschlossenem Saugrohr 12 sowie daran angeschlossenen Abgaskrümmer 14 gezeigt. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist beispielsweise für den Antrieb eines in der Figur nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs oder dergleichen vorgesehen. Der Abgaskrümmer 14 ist mittels einer Verbindungsleitung 16 mit der Turbine eines Abgasturboladers 18 verbunden, so dass Abgase der Verbrennungskraftmaschine 10 für den Antrieb eines Verdichters des Abgasturboladers 18 verwendet werden. Der Abgasturbolader 18 verdichtet in bekannter Weise Luft, die dann als Ladeluftstrom der Verbrennungskraftmaschine 10 für den Verbrennungsvorgang zugeführt wird. Dieser Abgasturbolader 18 ist hier lediglich beispielhaft dargestellt. Alternativ zu diesem einen Abgasturbolader ist jedes andere System beziehungsweise jede andere Kombination von Systemen für die sogenannte Aufladung der Verbrennungskraftmaschine 10 möglich. Die dem Abgasturbolader 18 zugeführten Abgase werden mittels einer Verbindungsleitung 16 einer Abgasanlage 20 mit Katalysator, Partikelfilter oder dergleichen zugeführt und anschließend ausgestoßen.
  • Die Ansaugluft wird über einen Luftfilter 22 angesaugt und mittels einer Verbindungsleitung 16 dem Verdichter des Abgasturboladers 18 zugeführt. Die verdichtete Luft wird mittels einer Verbindungsleitung 16 als Ladeluftstrom einem ersten Ladeluftkühler 24 zugeführt. Ein Ladeluftkühler ist notwen dig, da die angesaugte Luft aufgrund der Verdichtung erwärmt ist, wodurch die Partialdrücke der einzelnen in der angesaugten Luft enthaltenen Gase sinken. Dadurch steht für die Verbrennung eines Kraftstoffes in der Verbrennungskraftmaschine 10 nur ein geringerer Anteil an Sauerstoff zur Verfügung. Außerdem kann es bei zu hohen Temperaturen in einem Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine 10 zu einer verfrühten Zündung des Kraftstoffs und damit zur so genannten klopfenden Verbrennung kommen. Ausgehend von diesem ersten Ladeluftkühler 24, der beispielsweise als Luft-/Luft- oder als Luft-/Wasser-Kühler ausgebildet sein kann, wird die angesaugte und mittlerweile verdichtete Luft mittels einer Verbindungsleitung 16 einer Anordnung mit einer Drosselklappe 26 zugeführt. Eine Ausgangsseite der Anordnung mit der Drosselklappe 26 mündet im Saugrohr 12. Ein weiterer, zweiter Ladeluftkühler ist in dem Saugrohr 12 vorgesehen. Ein Abschnitt 34 des Saugrohrs 12 sowie der zweite Ladeluftkühler 28 bilden ein Kühlermodul 30. Der zweite Ladeluftkühler 28 weist einen Wärmetauscher 32 auf, der in dem Saugrohrabschnitt 34 angeordnet ist. Der Wärmetauscher 32 ist in dem Saugrohrabschnitt 34 bezüglich des Ladeluftstroms also stromabwärts der Drosselklappe 26 angeordnet.
  • Von einem Innenraum-Klimatisierungskreislauf 36 geht eine Versorgungsleitung 38 aus, die als Hochdruckleitung ausgebildet ist. Diese Versorgungsleitung ist mittels eines Regelventils 40 mit einer Hochdruckseite eines Kühlmittelkreislaufs 42 des Innenraum-Klimatisierungskreislaufes 36 verbunden. Die Versorgungsleitung 38 mündet in ein Expansionsventil 44, mit dem der Wärmetauscher 32 verbunden ist. Von diesem Expansionsventil 44 geht eine weitere Versorgungsleitung 38 aus, die als Niederdruckleitung ausgebildet ist und die zu dem Kühlmittelkreislauf 42 zurückführt. Somit bilden der Wärmetauscher 32, die Versorgungsleitungen 38, das Regelventil 40, ein Abschnitt des Kühlmittelkreislaufes 42 des Klimatisierungskreislaufes 36 sowie das Expansionsventil 44 einen Kühlmittelkreislauf 46 für den zweiten Ladeluftkühler 28.
  • Ein Motorsteuergerät 48 ist mittels Datenübertragungsleitungen 50 mit verschiedenen Bauteilen des gesamten, in der Figur jedoch nicht vollständig dargestellten Fahrzeugs verbunden. Diese Datenübertragungsleitungen 50 sind beispielsweise Teil eines Bussystems, beispielsweise eines CAN-Bussystems.
  • Die Motorsteuerung 48 steuert und/oder regelt speziell das Regelventil 40, wodurch festgelegt wird, welcher Anteil des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufs 42 des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs 36 in den Kühlmittelkreislauf 46 des zweiten Ladeluftkühlers 28 abgezweigt wird. Das Motorsteuergerät 48 ist mit einem nicht dargestellten Klimatisierungssteuergerät verbunden, das Informationen weitergibt, welcher Anteil der gesamten Klimatisierungsleistung für den Fahrzeuginnenraum benötigt wird. Die abgezweigte Menge an Kühlmittel, und somit auch die für die Kühlung des Ladeluftstroms im Saugrohrabschnitt 34 zur Verfügung stehende Leistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs 36 kann für unterschiedliche Gegebenheiten und/oder Fahrprogramme eingestellt werden. Eine Einstellmöglichkeit ist beispielsweise eine verbrauchsoptimierte Einstellung, mit der der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine 10 möglichst gering gehalten werden kann. Eine weitere Möglichkeit für die Leistungsaufteilung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs 36 ist so gewählt, dass jederzeit der Innenraum des Fahrzeugs priorisiert gekühlt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6796134 B1 [0002]
    • - US 6748934 B2 [0003]

Claims (17)

  1. Vorrichtung für die Ladeluftkühlung von Verbrennungskraftmaschinen (10), insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei wenigstens ein Ladeluftkühler (24, 28) und ein Kühlmittelkreislauf (42, 46) mit Kühlmittel vorgesehen sind und wobei wenigstens ein Wärmetauscher (32) des Ladeluftkühlers (24, 28) für die Kühlung eines der Verbrennungskraftmaschine (10) zugeführten Ladeluftstroms zumindest mit einem Teil des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufs (42, 46) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (32) des wenigstens einen Ladeluftkühlers (28) bezüglich des Ladeluftstroms stromabwärts einer Drosselklappe (26) der Verbrennungskraftmaschine (10) vorgesehen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Ladeluftkühler (24) und ein zweiter Ladeluftkühler (28) vorgesehen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ladeluftkühler (24) und der zweite Ladeluftkühler (28) in Bezug auf den Ladeluftstrom in Reihe aufeinander folgen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ladeluftkühler (24) stromaufwärts der Drosselklappe (26) angeordnet ist und der zweite Ladeluftkühler (28) stromabwärts der Drosselklappe (26) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für Kraftfahrzeuge vorgesehen ist und der Kühlmittelkreislauf (46) mit einem Klimatisierungskreislauf (42) für einen Fahrzeuginnenraum in Verbindung steht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (46) für das Beaufschlagen des Wärmetauschers (32) des zweiten Ladeluftkühlers (28) von wenigstens einem Regelventil (40) des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs (42) ausgeht, über wenigstens eine Versorgungsleitung (38), insbesondere eine Hochdruckleitung, zu wenigstens einem Expansionsventil (44) verläuft, an das der wenigstens eine Wärmetauscher (32) angeschlossen ist, und von dem Wärmetauscher (32) über wenigstens eine weitere Versorgungsleitung (38), insbesondere eine Niederdruckleitung, zurück zu dem Innenraum-Klimatisierungskreislauf (42) verläuft.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorsteuerung (48) das wenigstens eine Regelventil (40) in Abhängigkeit eines Zuordnungsalgorithmus ansteuert.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Datenübertragungssystem (50) für eine Datenübertragung zwischen einem Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine (10), dem Regelventil (40) und einem Klimasteuergerät für einen Fahrzeuginnenraum vorgesehen ist, insbesondere ein CAN-Bus.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ladeluftkühler (28) wenigstens ein Kühlermodul (30) aufweist, das zumindest aus dem wenigstens einen Wärmetauscher (32) des zweiten Ladeluftkühlers (28) und wenigstens einem Saugrohrabschnitt (34) der Verbrennungskraftmaschine (10) gebildet ist.
  10. Verfahren zur Ladeluftkühlung für Verbrennungskraftmaschinen, wobei wenigstens ein Ladeluftkühler (24, 28) und ein Kühlmittelkreislauf (42, 46) mit Kühlmittel vorgesehen sind und wobei wenigstens ein Wärmetauscher (32) des Ladeluftkühlers (24, 28) für die Kühlung eines der Verbrennungskraftmaschine (10) zugeführten Ladeluftstroms zumindest mit einem Teil des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufs (42, 46) beaufschlagbar ist, gekennzeichnet durch Kühlen der Ladeluft im Ladeluftstrom mittels des Wärmetauschers (32) des Ladeluftkühlers (24, 28) stromabwärts einer Drosselklappe (26) der Verbrennungskraftmaschine (10).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein erster Ladeluftkühler (24) und ein zweiter Ladeluftkühler (28) vorgesehen sind, gekennzeichnet durch Kühlen des Ladeluftstroms mittels des ersten Ladeluftkühlers (24) und nachfolgend mittels des zweiten Ladeluftkühlers (28), wobei der erste Ladeluftkühler (24) und der zweite Ladeluftkühler (28) bezogen auf den Ladeluftstrom in Reihe aufeinanderfolgen.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Kühlmittelkreislauf (46) mit einem Klimatisierungskreislauf (42) für einen Fahrzeuginnenraum in Verbindung steht, gekennzeichnet durch Zuführen zumindest eines Teils des Kühlmittels des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs (42) mittels eines Regelventils (40) zu wenigstens einer in wenigstens ein Expansionsventil (44) mündenden Versorgungsleitung (38), insbesondere eine Hochdruckleitung, und ausgehend von dem wenigstens einen Expansionsventil (44) zum Wärmetauscher (32) des zweiten Ladeluftkühlers (28), sowie durch Zurückführen von Kühlmittel vom Wärmetauscher (32) mittels wenigstens einer weiteren Versorgungsleitung (38), insbesondere einer Niederdruckleitung, zum Innenraum-Klimatisierungskreislauf (42).
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch Ansteuern des wenigstens einen Regelventils (40) mittels eines Motorsteuergeräts der Verbrennungskraftmaschine (10) in Abhängigkeit eines Zuordnungsalgorithmus.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch Priorisieren einen Innenraumklimatisierung mittels des Klimatisierungskreislaufs (42) gegenüber einer Beaufschlagung des Wärmetauschers (32) des zweiten Ladeluftkühlers (28) mit Kühlmittel.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch wahlweises Priorisieren einer Innenraumklimatisierung mittels des Klimatisierungskreislaufs (42) oder Priorisieren des Beaufschlagens des Wärmetauschers (32) des zweiten Ladeluftkühlers (28) mit Kühlmittel in Abhängigkeit einstellbarer Fahrprogramme.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch Zuordnen zwischen 0% und 100% einer gesamten Kühlleistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs (42) für die Kühlung eines Fahrzeuginnenraums, sowie durch Zuordnen zumindest eines Teiles des verbleibenden Rests der gesamten Kühlleistung des Innenraum-Klimatisierungskreislaufs (42) für die Kühlung der Ladeluft im Ladeluftstrom.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch Datenübertragung zwischen dem Motorsteuergerät, dem Regelventil (40) und einem Klimasteuergerät mittels eines Datenübertragungssystems (50), insbesondere eines CAN-Busses.
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