DE102011056085A1

DE102011056085A1 - Wärmetauscher-system für ein fahrzeug und steuerverfahren davon/dafür

Info

Publication number: DE102011056085A1
Application number: DE102011056085A
Authority: DE
Inventors: Dae Kwang KIM
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: KR20120124820A; CN102765320A; DE102011056085B4; US20120279699A1; KR101305184B1

Abstract

Ein Wärmetauscher-System für ein Fahrzeug kann aufweisen: einen Wärmetauscher, um Wärme zwischen einem Kühlmittel, einem Automatikgetriebeöl und/oder einem Getriebeöl auszutauschen, einen Motor, welcher mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und angepasst ist, um das Kühlmittel zu liefern/empfangen, ein Automatikgetriebe, welches mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und angepasst ist, um das Automatikgetriebeöl zu liefern/empfangen, eine Differential-Vorrichtung, welche mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und angepasst ist, um das Getriebeöl zu liefern/empfangen, eine Pumpe, welche angepasst ist, um das Getriebeöl zu pumpen, und eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, um die Pumpe zu steuern. Ein Steuerverfahren ist auch offenbart.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung mit der Nr. 10-2011-0042679 , welche am 04. Mai 2011 beim Koreanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmetauscher-System für ein Fahrzeug sowie ein Steuerverfahren davon/dafür. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Wärmetauscher-System und Steuerverfahren davon/dafür, welche simultan auf ein Automatikgetriebe und eine Differential-Vorrichtung eines Fahrzeugs angewandt werden können.
Beschreibung verwandter Technik
Üblicherweise führt ein Wärmetauscher-System einen Wärmeaustausch zwischen einer Wärmequelle von hoher Temperatur und einer Wärmequelle von niedriger Temperatur durch, um ein Fluid von niedriger Temperatur zu erwärmen und ein Fluid von hoher Temperatur zu kühlen.
Das Wärmetauscher-System kann auf eine Antriebs-Vorrichtung eines Fahrzeugs angewandt werden. Hierbei steht die Antriebs-Vorrichtung für eine Leistungs-Zufuhr-Vorrichtung eines Fahrzeugs, einschließlich eines Automatikgetriebes oder eines Schaltgetriebes. In einer Leistungs-Zufuhr-Vorrichtung eines Fahrzeugs, welches ein Automatikgetriebe verwendet, hat das Öl in dem Automatikgetriebe und der Differential-Vorrichtung derartige Eigenschaften, dass die Viskosität davon sinkt, wenn die Temperatur davon ansteigt. Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften kann mechanische Reibung durch ein schnelles Aufwärmen des Automatikgetriebes reduziert werden. Daher wurde ein schnelles Aufwärmen der Leistungs-Zufuhr-Vorrichtung untersucht zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz bzw. des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs.
Gemäß einer herkömmlichen Technik wird auf das Automatikgetriebe und die Differential-Vorrichtung keine Vorrichtung zum Erhöhen der Öl-Temperatur angewandt, oder es wird ein Wärmetauscher-System zum Erhöhen der Öl-Temperatur in lediglich dem Automatikgetriebe angewandt. Daher ist es nicht leicht, das Öl in der Differential-Vorrichtung aufzuwärmen, und eine optimale Kraftstoffeffizienz bzw. ein optimaler Kraftstoffverbrauch kann nicht erreicht werden.
Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der Fachleuten bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung wurden mit dem Bestreben gemacht, ein Wärmetauscher-System für ein Fahrzeug sowie ein Steuerverfahren davon/dafür bereitzustellen, welche den Vorteil haben, dass sie simultan auf ein Automatikgetriebe und eine Differential-Vorrichtung angewandt werden.
Darüber hinaus sind andere Aspekte der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, ein Wärmetauscher-System für ein Fahrzeug sowie ein Steuerverfahren davon/dafür bereitzustellen, welche einen unnötigen Kühlverlust minimieren können und die Kraftstoffeffizienz bzw. den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs sowie die Lebensdauer einer Antriebs-Vorrichtung verbessern können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein als Beispiel dienendes Wärmetauscher-System für ein Fahrzeug aufweisen einen Wärmetauscher, welcher angepasst/eingerichtet ist, um Wärme zwischen einem Kühlmittel, einem Automatikgetriebeöl und/oder einem Getriebeöl auszutauschen, einen Motor, insbesondere Verbrennungsmotor, der mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und angepasst/eingerichtet ist, um das Kühlmittel dem Wärmetauscher bereitzustellen bzw. an diesen zu liefern und/oder das Kühlmittel von dem Wärmetauscher aufzunehmen bzw. zu empfangen, ein Automatikgetriebe, welches mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und angepasst/eingerichtet ist, um das Automatikgetriebeöl an den Wärmetauscher bereitzustellen bzw. an diesen zu liefern und/oder das Automatikgetriebeöl von dem Wärmetauscher zu empfangen bzw. aufzunehmen, eine Differential-Vorrichtung, welche mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und angepasst/eingerichtet ist, um das Getriebeöl an den Wärmetauscher bereitzustellen bzw. an diesen zu liefern und/oder das Getriebeöl von dem Wärmetauscher aufzunehmen bzw. zu empfangen, eine Pumpe, welche angepasst ist, um das Getriebeöl zu pumpen, und eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, um die Pumpe zu steuern.
Ein Kühlmittel-Pfad, durch den das Kühlmittel strömt, ein Automatikgetriebeöl-Pfad, durch den das Automatikgetriebeöl strömt, und ein Getriebeöl-Pfad, durch den das Getriebeöl strömt, können in dem Wärmetauscher geformt sein, und der Kühlmittel-Pfad, der Automatikgetriebeöl-Pfad und der Getriebeöl-Pfad können z. B. nicht miteinander in Fluidverbindung stehen.
Das Kühlmittel, das Automatikgetriebeöl und/oder das Getriebeöl können Wärme miteinander austauschen, insb. während sie durch den zugehörigen Kühlmittel-Pfad, Automatikgetriebeöl-Pfad bzw. Getriebeöl-Pfad strömen.
Die Pumpe kann an der Differential-Vorrichtung vorgesehen sein.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, um eine Information bezüglich des Kühlmittels, eine Information bezüglich des Automatikgetriebeöls und/oder eine Information bezüglich des Getriebeöls zu empfangen und basierend auf den Informationen eine Drehzahl der Pumpe zu steuern oder die Pumpe selektiv einzuschalten oder auszuschalten.
Das Wärmetauscher-System kann ferner aufweisen: eine Heizvorrichtung, welche angepasst ist, um das Kühlmittel von dem Motor aufzunehmen/zu empfangen, das Kühlmittel aufzuwärmen und das Kühlmittel zu dem Motor zurückzuführen, sowie einen Kühler, welcher angepasst ist, um das Kühlmittel von dem Motor aufzunehmen, das Kühlmittel zu kühlen und das Kühlmittel zu dem Motor zurückzuführen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein als Beispiel dienendes Steuerverfahren für oder von einem Wärmetauscher-System aufweisen: Bestimmen/Ermitteln, ob eine Information bezüglich der Temperaturen des Kühlmittels, des Automatikgetriebeöls und des Getriebeöls empfangen wird, während eines Betriebs des Motors, Berechnen einer Drehzahl der Pumpe gemäß der Information, wenn die Information empfangen wird und Betreiben der Pumpe gemäß der berechneten Drehzahl.
Die Pumpe kann bei einem sicheren Modus betrieben werden, in einem Fall, in dem die Information nicht empfangen wird. Die Pumpe kann zum Beispiel nur dann betrieben werden, wenn der Motor betrieben wird.
Das Steuerverfahren kann ferner aufweisen: eine Diagnose bzw. Überprüfung der Pumpe, wenn das Fahrzeug in einem Schlüssel-Ein-Zustand ist, bevor der Motor betrieben wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein weiteres als Beispiel dienendes Steuerverfahren für oder von einem Wärmetauscher-System aufweisen: Bestimmen/Ermitteln, ob eine Information bezüglich der Temperaturen des Kühlmittels, des Automatikgetriebeöls und des Getriebeöls empfangen werden, während eines Betriebs des Motors, und selektives Einschalten oder Ausschalten der Pumpe basierend auf der Information, wenn die Information empfangen wird.
Die Pumpe kann ausgeschaltet werden, um einen Wärmeverlust des Kühlmittels zu vermeiden, in einem Fall, wo eine Kühlmittel-Temperatur niedriger ist als eine erste vorbestimmte Temperatur.
Die Pumps kann eingeschalten werden, um eine Wärmeaustauscheffizienz zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu erhöhen, in einem Fall, wo die Kühlmittel-Temperatur größer oder gleich der ersten vorbestimmten Temperatur ist und eine Öl-Temperatur niedriger ist als eine zweite vorbestimmte Temperatur.
Die Pumpe kann ausgeschaltet werden, um eine Energieverschwendung des Wärmetauscher-Systems zu minimieren, in einem Fall, wo die Öl-Temperatur größer oder gleich der zweiten vorbestimmten Temperatur ist und niedriger als eine dritte vorbestimmte Temperatur ist.
Die Pumpe kann eingeschaltet werden, um ein Überhitzen des Automatikgetriebes und der Differential-Vorrichtung zu vermeiden, in einem Fell, wo die Öl-Temperatur größer oder gleich einer dritten vorbestimmten Temperatur ist.
Die Pumpe kann in einem sicheren Modus betrieben werden, in einem Fall, wo die Information nicht erhalten wird. Die Pumpe kann zum Beispiel lediglich dann betrieben werden, wenn der Motor arbeitet.
Das weitere Steuerverfahren kann ferner aufweisen: eine Diagnose bzw. Überprüfung der Pumpe, wenn das Fahrzeug in einem Schlüssel-Ein-Zustand ist, bevor der Motor betrieben wird.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargestellt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen wird, und der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockdiagramm einer Antriebs-Vorrichtung, welche mit einem als Beispiel dienenden Wärmetauscher-System gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist.
2 ist eine schematische Ansicht eines als Beispiel dienenden Wärmetauscher-Systems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm eines als Beispiel dienenden Steuerverfahrens zum Steuern eines beispielhaften Wärmetauscher-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm eines weiteren als Beispiel dienenden Steuerverfahrens zum Steuern eines beispielhaften Wärmetauscher-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung illustriert und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit als Beispiel dienenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen einzuschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die als Beispiel dienenden Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, enthalten sein können.
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein als Beispiel dienendes Wärmetauscher-System gemäß der vorliegenden Erfindung einen Motor 10, insbesondere einen Verbrennungsmotor, eine Heizvorrichtung 20, einen Kühler 30 und ein Thermostat 40 auf, und die einzelnen Elemente 10, 20, 30 und 40 sind durch einen Kühlmittel-Pfad 100 miteinander verbunden.
Ein Kühlmittel, welches durch den Motor 10 und die Heizvorrichtung 20 tritt bzw. strömt, strömt durch den Kühlmittel-Pfad 100 in einen Wärmetauscher 90. Ferner kehrt das Kühlmittel, welches durch den Wärmetauscher 90 tritt bzw. strömt, durch den Kühlmittel-Pfad 100 zurück zu dem Motor 10. Das Kühlmittel wird durch die Heizvorrichtung 20 erwärmt.
Andererseits tritt bzw. strömt das Kühlmittel, welches aus dem Motor 10 ausströmt, durch den Kühler 30 und das Thermostat 40 und kehrt zu dem Motor 10 zurück. Das Kühlmittel wird von dem Kühler 30 gekühlt.
Ferner ist der Wärmetauscher 90 mit einer Differential Vorrichtung 70 und einem Automatikgetriebe 80 verbunden.
Mit Bezug auf 2 wird im Detail ein als Beispiel dienendes Wärmetauscher-System gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 2 gezeigt ist, weist das Wärmetauscher-System für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den Wärmetauscher 90, der die Temperatur des Kühlmittels, die Temperatur eines Automatikgetriebeöls und die Temperatur eines Getriebeöls anhebt oder absenkt, eine Pumps 60, welche das Getriebeöl pumpt bzw. fördert, und eine Steuereinheit 50 auf, welche die Pumpe 60 steuert.
Ein Kühlmittel-Einlass 102, ein Kühlmittel-Auslass 104, ein Getriebeöl-Einlass 112, ein Getriebe-Auslass 114, ein Automatikgetriebeöl-Einlass 122 und ein Automatikgetriebeöl-Auslass 124 sind an dem Wärmetauscher 90 geformt. Darüber hinaus ist der Wärmetauscher 90 mit einem Kühlmittel-Pfad 100, einem Getriebeöl-Pfad 110 und einem Automatikgetriebeöl-Pfad 120 versehen, welche in dem Wärmetauscher 90 ausgebildet sind.
Das Kühlmittel tauscht Wärme mit dem Motor 10 aus, das Automatikgetriebeöl tauscht Wärme mit dem Automatikgetriebe 80 aus, und das Getriebeöl tauscht Wärme mit der Differential-Vorrichtung 70 aus, und dies geschieht jeweils außerhalb des Wärmetauschers 90. Darüber hinaus tauschen das Kühlmittel, das Automatikgetriebeöl und das Getriebeöl innerhalb des Wärmetauschers 90 Wärme miteinander aus.
Ein Fachmann wird verstehen, dass zum Erreichen eins Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel, dem Automatikgetriebeöl und/oder dem Getriebeöl der Kühlmittel-Pfad 100, der Getriebeöl-Pfad 110 und der Automatikgetriebeöl-Pfad 120 auf verschiedene Weise in dem Wärmetauscher 90 angeordnet werden können.
Wie oben beschrieben wurde, tauschen drei (unterschiedliche) Arten von Fluid gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung simultan Wärme miteinander aus, und folglich kann ein Kühlverlust und Wärmeverlust minimiert werden.
Der Kühlmittel-Pfad 100 in dem Wärmetauscher 90 hat ein Ende, welches mit dem Kühlmittel-Einlass 102 verbunden ist, sowie ein anderes Ende, welches mit dem Kühlmittel-Auslass 104 verbunden ist. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Kühlmittel-Pfad 100 in dem Wärmetauscher 90 durch bzw. über den Kühlmittel-Einlass 102 bzw. den Kühlmittel-Auslass 104 mit dem Motor 10 verbunden. Darüber hinaus kann der Kühlmittel-Pfad 100 durch bzw. über andere Vorrichtungen mit dem Motor 10 verbunden sein.
Das Kühlmittel, welches aus dem Motor 10 ausströmt, strömt sequentiell oder im Wesentlichen sequentiell durch den Kühlmittel-Einlass 102, den Kühlmittel-Pfad 100 in dem Wärmetauscher 90 und den Kühlmittel-Auslass 104 und kehrt zu dem Motor 10 zurück.
Der Getriebeöl-Pfad 110 in dem Wärmetauscher 90 hat ein Ende, welches mit dem Getriebeöl-Einlass 112 verbunden ist, wobei das andere Ende davon mit dem Getriebeöl-Auslass 114 verbunden ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Getriebeöl-Pfad 110 in dem Wärmetauscher 90 durch bzw. über den Getriebeöl-Einlass 112 bzw. den Getriebeöl-Auslass 114 mit der Differential-Vorrichtung 70 verbunden. Darüber hinaus ist zumindest einer von dem Getriebeöl-Einlass 112 und dem Getriebeöl-Auslass 114 mit der Pumps 60 verbunden, welche an der Differential-Vorrichtung 70 bereitgestellt ist.
Das Getriebeöl, welches aus der Differential-Vorrichtung 70 ausströmt, tritt bzw. strömt sequentiell, d. h. der Reihe nach, oder im Wesentlichen sequentiell durch den Getriebeöl-Einlass 112, den Getriebeöl-Pfad 110 in dem Wärmetauscher 90 und den Getriebeöl-Auslass 114 und kehrt zu der Differential-Vorrichtung 70 zurück. Darüber hinaus strömt das Getriebeöl in die Differential-Vorrichtung 70, nachdem es die Pumpe 60 passiert hat bzw. durch die Pumpe 60 geströmt ist, oder strömt aus der Differential-Vorrichtung 70 aus, nachdem es durch die Pumpe 60 getreten bzw. geströmt ist.
Der Automatikgetriebeöl-Pfad 120 in dem Wärmetauscher 90 hat ein Ende, welches mit dem Automatikgetriebeöl-Einlass 122 verbunden ist, wobei das andere Ende davon mit dem Automatikgetriebeöl-Auslass 124 verbunden ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Automatikgetriebeöl-Pfad 120 in dem Wärmetauscher 90 über bzw. durch den Automatikgetriebeöl-Einlass 122 bzw. den Automatikgetriebeöl-Auslass 124 mit dem Automatikgetriebe 80 verbunden.
Das Automatikgetriebeöl, welches aus dem Automatikgetriebe 80 ausströmt, tritt sequentiell oder im Wesentlichen sequentiell durch den Automatikgetriebeöl-Einlass 122, den Automatikgetriebeöl-Pfad 120 in dem Wärmetauscher 90 und den Automatikgetriebeöl-Auslass 124 und kehrt zu dem Automatikgetriebe 80 zurück.
Wie oben beschrieben wurde, tauschen das Kühlmittel, das Automatikgetriebeöl und das Getriebeöl miteinander Wärme aus, während sie durch den zugehörigen Pfad in dem Wärmetauscher 90 strömen, d. h. durch den Kühlmittel-Pfad 100, den Automatikgetriebeöl Pfad 120 bzw. den Getriebeöl-Pfad 110.
Hierbei steht das Getriebeöl (Differential-Öl) für alle Öle, welche zum Schmieren der Differential-Vorrichtung (Ausgleichsgetriebe) verwendet werden können. Darüber hinaus kann ein Automatikgetriebe-Fluid (ATF) als das Automatikgetriebeöl verwendet werden, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt.
Die Pumpe 60 ist an der Differential-Vorrichtung 70 bereitgestellt. Die Pumpe 60 ist verbunden mit zumindest einem von dem Getriebeöl-Einlass 112 und dem Getriebeöl-Auslass 114 und pumpt bzw. fördert das Getriebeöl. Daher ermöglicht oder erleichtert die Pumpe 60 eine Zirkulation des Getriebeöls in der Differential-Vorrichtung 70 und/oder ein Strömen des Getriebeöls in dem Wärmetauscher 90. Für die Pumpe 60 kann z. B. eine elektrische Pumpe verwendet werden, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt.
Die Steuereinheit 50 ist elektrisch mit der Pumpe 60 verbunden. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 50 elektrisch mit dem Motor 10 und dem Automatikgetriebe 80 verbunden. Die Steuereinheit 50 empfängt Informationen (zum Beispiel betreffend die Temperatur und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Drehzahl) bezüglich des Kühlmittels, des Automatikgetriebeöls und/oder des Getriebeöls. Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 50 eine Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Pumpe 60 oder schaltet die Pumpe 60 selektiv an oder aus, jeweils basierend auf den erhaltenen Informationen.
Mit Bezug auf 3 und 4 wird nun im Detail ein Steuerverfahren des Wärmetauscher-Systems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, wenn das Fahrzeug bei dem Schritt S100 in einem Schlüssel-Ein-Zustand ist, beginnt die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S110 mit einer Diagnose bzw. Überprüfung der Pumpe 60.
Wenn die Überprüfung der Pumpe 60 begonnen hat, sendet die Steuereinheit 50 ein Signal zum Betreiben der Pumpe 60 an die Pumpe 60, und zwar bei dem Schritt S120.
Wenn die Pumpe 60 das Signal empfängt und arbeitet, empfängt die Steuereinheit 50 ein Signal bezüglich des Betriebszustands der Pumpe 60 und bestimmt/ermittelt bei dem Schritt S130, ob die Pumpe 60 normal arbeitet. Ein normaler Betrieb der Pumpe 60 bedeutet, dass die Pumpe 60 nicht außer Betrieb bzw. gestört ist oder dass Sensoren, welche die Zustände der Pumpe 60 detektieren, nicht außer Betrieb bzw. gestört sind.
Wenn die Pumpe 60 nicht normal arbeitet (zum Beispiel, wenn die Pumpe 60 außer Betrieb ist oder die Sensoren, welche die Zustände der Pumpe 60 detektieren, außer Betrieb sind), betätigt bzw. betreibt die Steuereinheit 50 eine Warnvorrichtung, wie zum Beispiel eine Warnlampe, bei dem Schritt S180. Die Warnlampe kann an einem Verbund oder einer Gruppe vorgesehen sein, so dass ein Fahrer den Zustand der Pumpe 60 wahrnehmen kann.
Wenn die Pumpe 60 normal arbeitet, stoppt die Steuereinheit 50 bei dem Schritt S140 den Betrieb der Pumpe 60 und bereitet den Betrieb der Pumpe 60 vor. Darüber hinaus kann der Schritt S140 abgeschlossen werden, bevor der Motor 10 gestartet wird.
Wenn der Motor 10 bei einem Schritt S150 betrieben wird, bestimmt die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S160, ob Informationen bezüglich der Öl-Temperatur und der Kühlmittel-Temperatur empfangen werden. Das Öl stellt das Getriebeöl zum Schmieren der Differential-Vorrichtung 70 dar. Üblicherweise ist eine Temperaturdifferenz zwischen dem Getriebeöl und dem Automatikgetriebeöl nicht groß, so dass entweder eine Temperatur des Automatikgetriebe-Öls oder eine Temperatur des Getriebeöls als die Öl-Temperatur verwendet werden kann. Darüber hinaus ist die Öl-Temperatur eine Öl-Temperatur in der Differential-Vorrichtung 70 oder dem Automatikgetriebe 80, und die Kühlmittel-Temperatur ist eine Kühlmittel-Temperatur vor dem Einströmen in den Wärmetauscher 90, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Jedoch können die Öl-Temperatur und die Kühlmittel-Temperatur auf andere Weise definiert werden.
Wenn die Informationen betreffend die Öl-Temperatur und die Kühlmittel-Temperatur nicht empfangen werden, betreibt die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S170 die Pumpe 60 in einem sicheren Modus. Der sichere Modus ist ein Modus, in dem die Pumpe 60 sicher arbeitet. Der Betrieb der Pumpe 60 in dem sicheren Modus kann in einer ansonsten herkömmlichen Art und Weise eingestellt oder festgesetzt werden. Darüber hinaus, wenn die Pumpe 60 in dem sicheren Modus arbeitet, betätigt oder betreibt die Steuereinheit 50 bei dem Schritt S180 die Warnlampe.
Wenn die Informationen bezüglich der Öl-Temperatur und der Kühlmittel-Temperatur empfangen werden, berechnet die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S200 gemäß den Informationen eine Rotationsgeschwindigkeit der Pumpe 60.
Wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Pumpe 60 berechnet ist, betreibt die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S210 die Pumpe 60 gemäß der berechneten Rotationsgeschwindigkeit. Die Rotationsgeschwindigkeit gemäß den Informationen kann festgelegt werden gemäß einer Zielpumpenleistung in einer ansonsten herkömmlichen Art und Weise. Die Schritte S160 bis S180 und die Schritte S200 bis S210 werden während des Motorbetriebs wiederholt.
Während des Betriebs der Pumpe 60 bestimmt die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S220, ob der Motor 10 gestoppt bzw. angehalten wird/ist. Wenn der Motor 10 nicht gestoppt ist, kehrt die Steuereinheit 50 zu dem Schritt S160 zurück. Wenn der Motor 10 gestoppt ist, stoppt die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S230 die Pumpe 60.
4 ist ein Flussdiagramm eines weiteren als Beispiel dienenden Steuerverfahrens zum Steuern eines beispielhaften Wärmetauscher-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Schritte S100 bis S150 und der Schritt S180 in 4 sind die gleichen wie in 3, und folglich wird eine detaillierte Beschreibung davon ausgelassen.
Wie in 4 gezeigt ist, wenn der Motor bei dem Schritt S150 beginnt zu arbeiten, bestimmt die Steuereinheit 50 bei dem Schritt S160, ob Informationen bezüglich der Öl-Temperatur und der Kühlmittel-Temperatur empfangen werden. Wenn die Information bezüglich der Öl-Temperatur und der Kühlmittel-Temperatur empfangen wird, bestimmt die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S162, ob die Kühlmittel-Temperatur niedriger ist als eine erste vorbestimmte Temperatur t0.
Wenn die Kühlmittel-Temperatur niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur t0, schaltet die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S190 die Pumpe 60 aus. Wenn die Kühlmittel-Temperatur niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur t0, kann ein Wärmeverlust auftreten durch den Betrieb von Vorrichtungen, wie zum Beispiel einer Heizvorrichtung, in dem Fahrzeug. Daher wird die Pumps ausgeschalten, um einen Wärmeverlust des Kühlmittels zu vermeiden.
Wenn die Kühlmittel-Temperatur nicht niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur t0, wird bei einem Schritt S164 bestimmt, ob die Öl-Temperatur niedriger ist als eine zweite vorbestimmte Temperatur t1.
Wenn die Öl-Temperatur niedriger ist als die zweite vorbestimmte Temperatur t1, schaltet die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S192 die Pumpe 60 an. D. h., da die Öl-Temperatur niedrig ist, werden das Automatikgetriebe 80 und die Differential-Vorrichtung 70 schnell aufgewärmt durch Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Öl und dem Kühlmittel. Daher wird die Pumpe 60 angeschaltet, um die Wärmeaustauscheffizienz zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu erhöhen.
Wenn die Öl-Temperatur nicht niedriger ist als die zweite vorbestimmte Temperatur t1, wird bei einem Schritt S166 bestimmt, ob die Öl-Temperatur niedriger ist als eine dritte vorbestimmte Temperatur t2. Hierbei ist die zweite vorbestimmte Temperatur t1 niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur t2.
Wenn die Öl-Temperatur niedriger ist als die dritte vorbestimmte Temperatur t2, schaltet die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S194 die Pumpe 60 aus. Wenn die Öl-Temperatur größer oder gleich der zweiten vorbestimmten Temperatur t1 ist und niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur t2 ist, kann das Öl das Automatikgetriebe 80 und die Differential-Vorrichtung 70 ausreichend schmieren, ohne den Betrieb der Pumpe. Daher wird die Pumpe 60 ausgeschalten, um eine Energieverschwendung des Wärmetauscher-Systems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu minimieren. Wenn die Öl-Temperatur nicht kleiner ist als die dritte vorbestimmte Temperatur t2, schaltet die Steuereinheit 50 bei einem Schritt S196 die Pumpe 60 an.
Die dritte vorbestimmte Temperatur t2 ist erheblich hoch. Wenn die Öl-Temperatur zu stark angehoben wird, können das Automatikgetriebe 80 und die Differential-Vorrichtung 70 überhitzen. Daher sollte das Öl gekühlt werden.
Wenn die Öl-Temperatur größer oder gleich der dritten vorbestimmten Temperatur t2 ist, sollte das Öl durch einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel gekühlt werden. Daher wird die Pumpe 60 eingeschaltet, um die Wärmeaustauscheffizienz zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu erhöhen.
Die erste, zweite und dritte vorbestimmte Temperatur t0, t1 und t2 können von einem Fachmann beliebig festgelegt werden. Darüber hinaus werden in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung drei vorbestimmte Temperaturen verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt. Eine Serie von einer Mehrzahl von vorbestimmten Temperaturen kann verwendet werden.
Wie oben beschrieben wurde, da ein Wärmetauscher-System simultan auf ein Automatikgetriebe und eine Differential-Vorrichtung angewandt wird, kann ein Wärmeaustausch zwischen Öl und Kühlmittel effizient durchgeführt werden, und der Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs kann reduziert werden, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Darüber hinaus, da drei Fluide in einem einzigen Wärmetauscher miteinander Wärme austauschen, kann ein unnötiger Kühlverlust minimiert werden und die Lebensdauer einer Antriebs-Vorrichtung kann verbessert werden.
Zur leichteren Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Ausdrücke oben oder unten, vorne oder hinten, innen oder außen etc. verwendet, um Merkmale der als Beispiel dienenden Ausführungsformen mit Bezug auf deren Position in den Figuren zu beschreiben.
Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen als Beispiel dienenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder dazu dienen, die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen einzuschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die als Beispiel dienenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene als Beispiel dienende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu verwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2011-0042679 [0001]

Claims

Ein Wärmetauscher-System für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Wärmetauscher (90), welcher angepasst bzw. eingerichtet ist, um Wärme zwischen einem Kühlmittel, einem Automatikgetriebeöl und/oder einem Getriebeöl auszutauschen; einen Motor (10), insbesondere Verbrennungsmotor, der mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und der angepasst bzw. eingerichtet ist, um das Kühlmittel zu dem Wärmetauscher zu liefern oder das Kühlmittel von dem Wärmetauscher zu empfangen; ein Automatikgetriebe (80), welches mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und welches angepasst bzw. eingerichtet ist, um das Automatikgetriebeöl zu dem Wärmetauscher zu liefern oder das Automatikgetriebeöl von dem Wärmetauscher zu empfangen; eine Differential-Vorrichtung (70), welche mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung steht und welche angepasst bzw. eingerichtet ist, um das Getriebeöl zu dem Wärmetauscher zu liefern oder das Getriebeöl von dem Wärmetauscher zu empfangen; eine Pumpe (60), welche angepasst ist, um das Getriebeöl zu pumpen bzw. zu fördern; und eine Steuereinheit (50), welche eingerichtet ist, um die Pumpe zu steuern.
Das Wärmetauscher-System nach Anspruch 1, wobei in dem Wärmetauscher (90) ein Kühlmittel-Pfad (100), durch den das Kühlmittel strömt, ein Automatikgetriebeöl-Pfad (120), durch den das Automatikgetriebeöl strömt, und ein Getriebeöl-Pfad (110), durch den das Getriebeöl strömt, geformt sind, und wobei der Kühlmittel-Pfad (100), der Automatikgetriebeöl-Pfad (120) und der Getriebeöl-Pfad (110) nicht miteinander in Fluidverbindung sind.
Das Wärmetauscher-System nach Anspruch 2, wobei das Kühlmittel, das Automatikgetriebeöl und/oder das Getriebeöl während des Strömens durch den zugehörigen Kühlmittel-Pfad (100), Automatikgetriebeöl-Pfad (120) bzw. Getriebeöl-Pfad (110) Wärme miteinander austauschen.
Das Wärmetauscher-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Pumpe (60) an der Differential-Vorrichtung (70) vorgesehen ist.
Das Wärmetauscher-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, um eine Information bezüglich des Kühlmittels, des Automatikgetriebeöls und/oder des Getriebeöls zu empfangen und basierend auf der Information eine Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Pumpe (60) zu steuern oder die Pumpe (60) selektiv einzuschalten oder auszuschalten.
Das Wärmetauscher-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: eine Heizvorrichtung (20), welche angepasst bzw. eingerichtet ist, um das Kühlmittel von dem Motor (10) aufzunehmen bzw. zu empfangen, das Kühlmittel zu erwärmen und das Kühlmittel zu dem Motor (10) rückzuführen; und einen Kühler (30), der angepasst bzw. eingerichtet ist, um das Kühlmittel von dem Motor (10) aufzunehmen bzw. zu empfangen, das Kühlmittel zu kühlen und das Kühlmittel zu dem Motor (10) rückzuführen.
Ein Steuerverfahren eines Wärmetauscher-Systems, welches ein Kühlmittel durch einen Motor (10) zirkuliert, welches ein Getriebeöl unter Verwendung einer Pumpe (60) durch eine Differential-Vorrichtung (70) zirkuliert und welches ein Automatikgetriebeöl durch ein Automatikgetriebe (80) zirkuliert, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen, ob während eines Betriebs des Motors (10) eine Information bezüglich der Kühlmittel-Temperatur, der Automatikgetriebeöl-Temperatur und der Getriebeöl-Temperatur empfangen wird; Berechnen einer Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Pumpe (60) gemäß der Information, wenn die Information empfangen wird; und Betreiben der Pumpe (60) gemäß der berechneten Rotationsgeschwindigkeit.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 7, wobei die Pumpe (60) in einem sicheren Modus betrieben wird, wenn die Information nicht empfangen wird.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Pumpe (60) nur dann betrieben wird, wenn der Motor betrieben wird bzw. arbeitet.
Das Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner aufweisend eine Diagnose bzw. ein Prüfen der Pumpe (60), wenn das Fahrzeug in einem Schlüssel-Ein-Zustand ist, bevor der Motor arbeitet bzw. betrieben wird.
Ein Steuerverfahren eines Wärmetauscher-Systems, das ein Kühlmittel durch einen Motor (10) zirkuliert, ein Getriebeöl unter Verwendung einer Pumpe (60) durch eine Differential-Vorrichtung (70) zirkuliert und ein Automatikgetriebeöl durch ein Automatikgetriebe (80) zirkuliert, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen bzw. Ermitteln, ob eine Information bezüglich der Kühlmittel-Temperatur, der Automatikgetriebeöl-Temperatur und der Getriebeöl-Temperatur empfangen wird, während eines Betriebs des Motors; und selektives Einschalten oder Ausschalten der Pumpe basierend auf der Information, wenn die Information empfangen wird.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 11, wobei die Pumpe (60) abgeschaltet wird, um einen Wärmeverlust des Kühlmittels zu vermeiden, wenn eine Kühlmittel-Temperatur niedriger ist als eine erste vorbestimmte Temperatur.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 12, wobei die Pumpe (60) eingeschaltet wird, um die Wärmeaustauscheffizienz zwischen dem Öl und dem Kühlmittel zu erhöhen, wenn die Kühlmittel-Temperatur größer oder gleich der ersten vorbestimmten Temperatur ist und eine Öl-Temperatur kleiner ist als eine zweite vorbestimmte Temperatur.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 13, wobei die Pumpe (60) ausgeschaltet wird, um eine Energieverschwendung des Wärmetauscher-Systems zu minimieren, wenn die Öl-Temperatur größer oder gleich der zweiten vorbestimmten Temperatur ist und niedriger ist als eine dritte vorbestimmte Temperatur.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 14, wobei die Pumpe eingeschaltet wird, um ein Überhitzen des Automatikgetriebes und der Differential-Vorrichtung zu vermeiden, wenn die Öl-Temperatur größer oder gleich der dritten vorbestimmten Temperatur ist.
Das Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Pumpe (60) bei einem sicheren Modus betrieben wird, wenn die Information nicht empfangen wird.
Das Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Pumpe (60) nur dann betrieben wird, wenn der Motor arbeitet.
Das Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, ferner aufweisend eine Diagnose bzw. ein Prüfen der Pumpe (60), wenn das Fahrzeug in einem Schlüssel-Ein-Zustand ist, bevor der Motor betrieben wird.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 10 oder 18, ferner aufweisend das Betreiben einer Warnvorrichtung, um den Fahrer zu alarmieren, wenn die Pumpe nicht normal arbeitet.
Das Steuerverfahren nach Anspruch 19, wobei die Warnvorrichtung eine Warnlampe ist.