DE102012205141A1 - Fluid supply arrangement for powertrain of hybrid vehicle, has fluid circuit to which heat exchanger output is supplied for increasing cooling capacity through electrically driven fan of coolant circuit or heat exchanger - Google Patents
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-
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidversorgungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The present invention relates to a fluid supply arrangement for a drive train of a hybrid vehicle according to the closer defined in the preamble of
Aus der Fahrzeugtechnik sind hybridisierte Antriebsstränge für Fahrzeuge, beispielsweise für Nutzfahrzeuge mit z.B. einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine als Antriebseinrichtungen bekannt. Zur Kühlung von Elementen des Antriebsstranges ist ein Ölkreislauf vorgesehen, mit dem als Elemente beispielsweise das Fahrzeuggetriebe, das Achsgetriebe und eine hydrodynamische Bremse mit Öl gekühlt werden. Zur Energieabführung bei diesem Ölkreislauf ist dieser mit einem Wärmetauscher eines Kühlmittelkreislaufes des Fahrzeugs gekoppelt. Mit dem Kühlkreislauf kann zudem der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges gekühlt werden. From vehicle technology hybridized drive trains for vehicles, for example for commercial vehicles with e.g. an internal combustion engine and an electric machine known as drive devices. To cool elements of the drive train, an oil circuit is provided, with which as elements, for example, the vehicle transmission, the axle drive and a hydrodynamic brake are cooled with oil. For energy dissipation in this oil circuit this is coupled to a heat exchanger of a coolant circuit of the vehicle. In addition, the internal combustion engine of the vehicle can be cooled with the cooling circuit.
Beispielsweise bei Bergabfahrten oder zum Anhalten des Fahrzeuges wird die potentielle bzw. kinetische Energie durch Bremsanlagen des Fahrzeuges in Wärmeenergie umgewandelt. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen oder Arbeitsmaschinen mit hoher Fahrzeugmasse wird dies durch Elemente, wie zum Beispiel hydrodynamische Bremsen, nassen Lamellenkupplungen an der Fahrzeugachse oder dergleichen Elemente realisiert. Die entstehende Wärme wird zunächst von dem Ölkreislauf aufgenommen und dann über den Wärmetauscher an das Fahrzeugkühlsystem übertragen. Über den Fahrzeugkühler wird die Bremsenergie dann an die Umgebung abgegeben. Die maximale Bremsleistung ist damit von der Wärmeabfuhrleistung des Fahrzeugkühlers abhängig. Demzufolge ist die Bremsleistung des Fahrzeuges durch die Fahrzeugkühlerleistung des Kühlkreislaufes begrenzt. For example, when driving downhill or to stop the vehicle, the potential or kinetic energy is converted by braking systems of the vehicle into heat energy. In particular, in commercial vehicles or machines with high vehicle mass, this is realized by elements such as hydrodynamic brakes, wet multi-plate clutches on the vehicle axle or the like elements. The resulting heat is first absorbed by the oil circuit and then transmitted via the heat exchanger to the vehicle cooling system. The braking energy is then released to the environment via the vehicle radiator. The maximum braking power is thus dependent on the heat dissipation performance of the vehicle radiator. Consequently, the braking performance of the vehicle is limited by the vehicle radiator performance of the cooling circuit.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Fluidversorgungsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der die Aufnahme von Wärmeenergie erhöht wird. The present invention is based on the object to propose a fluid supply arrangement of the type described above, in which the absorption of heat energy is increased.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ergeben. This object is achieved by the features of
Somit wird eine Fluidversorgungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges mit zumindest einem Fluidkreislauf, beispielsweise einem Ölkreislauf oder dergleichen vorgeschlagen, mit dem Elemente des Antriebsstranges, wie zum Beispiel das Fahrzeuggetriebe, eine hydrodynamische Bremse bzw. ein Retarder, ein Achsgetriebe oder dergleichen mit Fluid, zum Beispiel mit Öl oder auch mit anderen Flüssigkeiten versorgt werden. Der Fluidkreislauf ist über zumindest einen Wärmetauscher mit einem Kühlmittelkreislauf des Hybridfahrzeuges gekoppelt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Fluidkreislauf zusätzliche Wärmetauscherleistung zur Erhöhung der Kühlleistung zuführbar ist. Thus, a fluid supply assembly for a powertrain of a hybrid vehicle having at least one fluid circuit, such as an oil circuit or the like, is proposed with the elements of the drive train, such as the vehicle transmission, a hydrodynamic brake, a final drive or the like with fluid, for example be supplied with oil or other liquids. The fluid circuit is coupled via at least one heat exchanger with a coolant circuit of the hybrid vehicle. According to the invention, it is provided that additional heat exchanger power can be fed to the fluid circuit to increase the cooling capacity.
Bei der erfindungsgemäßen Fluidversorgungsanordnung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass diese zusätzliche Wärmetauscherleistung bzw. die zusätzliche Kühlleistung über zumindest einen elektrisch angetriebenen Lüfter oder dergleichen aufgebracht wird, der beispielsweise dem Fahrzeugkühler des Kühlmittelkreislaufes zugeordnet ist. Wenn dem Fluidkreislauf zumindest ein Zusatzwärmetauscher oder dergleichen zum Erhöhen der Kühlleistung bei dem Fluidkreislauf zugeordnet ist, kann alternativ oder auch zusätzlich ein weiterer Lüfter dem Zusatzwärmetauscher zum Kühlen des den Zusatzwärmetauscher durchströmenden Mediums zugeordnet werden. In the case of the fluid supply arrangement according to the invention, provision can be made, for example, for this additional heat exchanger power or the additional cooling power to be applied via at least one electrically driven fan or the like, which is associated, for example, with the vehicle radiator of the coolant circuit. If the fluid circuit is assigned at least one additional heat exchanger or the like for increasing the cooling capacity in the fluid circuit, alternatively or additionally, a further fan can be assigned to the additional heat exchanger for cooling the medium flowing through the additional heat exchanger.
Jeder im Rahmen der Erfindung vorgesehene Lüfter ist elektrisch angetrieben und ansteuerbar. Der Lüfter kann zum Beispiel über ein Bremsenergie des Hybridfahrzeuges aufnehmendes elektrisches System mit Energie versorgt werden und entsprechend angesteuert werden. Each provided in the invention fan is electrically driven and controllable. The fan can be powered, for example, via a braking energy of the hybrid vehicle receiving electrical system with energy and be controlled accordingly.
Auf diese Weise kann nicht nur die Kühlleistung in dem Fluidkreislauf bzw. Ölkreislauf durch den von dem Lüfter angeblasenen Wärmetauscher bzw. Zusatzwärmetauscher erhöht werden, sondern durch die Verwendung von der durch Bremsenergie erzeugten elektrischen Energie zum Antrieb des Lüfters mit der als Generator betriebenen elektrischen Maschine des Antriebsstranges werden weitere Bremsanlagen, also z.B. der Retarder und die Achsbremse entlastet. Demzufolge kann die Bremsleistung bei dem Hybridfahrzeug durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Fluidversorgungsanordnung in vorteilhafter Weise erhöht werden. In this way, not only the cooling capacity in the fluid circuit or oil circuit can be increased by the blown by the fan heat exchanger or additional heat exchanger, but by the use of the electrical energy generated by braking energy to drive the fan with the electric machine operated as a generator Drivetrain will be more brake systems, eg relieves the retarder and the axle brake. As a result, the braking performance in the hybrid vehicle can be advantageously increased by using the fluid supply device of the invention.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Zusatzwärmetauscher je nach verwendeten Fahrzeug und dessen Konfiguration an verschiedenen Positionen z.B. vor mit dem Fluidkreislauf verbundenen Elementen des Antriebsstranges angeordnet werden. Das Element, welches nach dem Zusatzwärmetauscher in dem Fluidkreislauf positioniert ist, kann im Vergleich zu bekannten Fluidversorgungsanordnungen mehr Energie in das Ölkühlkreislaufsystem einbringen. Bei Bremsanlagen bedeutet dies, dass mehr Bremsenergie aufgebracht werden kann, welche in den Fluidkreislauf eingebracht werden kann. Beispielsweise bieten sich Positionen des Zusatzwärmetauschers vor dem Wärmetauscher des Kühlmittelkreislaufs und vor den verwendeten Bremseinrichtungen besonders an. Es ist auch möglich, dass mehrere Zusatzwärmetauscher mit dem Fluidkreislauf verbunden sind. In the context of the present invention, depending on the vehicle used and its configuration, the additional heat exchanger can be arranged at different positions, for example, in front of elements of the drive train connected to the fluid circuit. The element which is positioned after the additional heat exchanger in the fluid circuit can introduce more energy into the oil cooling circuit system compared to known fluid supply arrangements. In brake systems, this means that more braking energy can be applied, which can be introduced into the fluid circuit. For example, positions of the additional heat exchanger in front of the heat exchanger of the coolant circuit and in front of the brake devices used are particularly suitable. It is also possible that several additional heat exchangers are connected to the fluid circuit.
Durch die zusätzlich zugeführte Wärmetauscherleistung und der damit verbundenen höheren Kühlleistung kann das Fahrzeug mehr Bremsenergie zur Verfügung stellen, welches zu einer Leistungssteigerung bei dem Fahrzeug führt, so dass durch die höhere Fahrzeuggeschwindigkeit und die höhere Zuladung eine Arbeitszeitreduzierung erreicht wird. Ferner kann das Fahrzeugkühlsystem durch die zusätzliche Wärmetauscherleistung des Zusatzwärmetauschers entlastet werden. Due to the additionally supplied heat exchanger performance and the associated higher cooling capacity, the vehicle can provide more braking energy available, which leads to an increase in performance in the vehicle, so that a reduction in working hours is achieved by the higher vehicle speed and higher payload. Furthermore, the vehicle cooling system can be relieved by the additional heat exchanger capacity of the additional heat exchanger.
Neben der elektrischen Maschine kann das elektrische System der erfindungsgemäßen Fluidversorgungsanordnung zumindest einen Energiespeicher, zum Beispiel als Batterie bzw. Akkumulator oder dergleichen umfassen. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass jeder Lüfter auch während eines Fahrzeugstillstandes mit elektrischer Energie versorgt wird, um auch im Fahrzeugstillstand beispielsweise nach einer langen Bergabfahrt die Kühlung zu unterstützen. Hierzu muss sich das Fahrzeug im Leerlauf befinden, um den benötigten Volumenstrom in dem Ölkreislauf bei einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen Fluid- bzw. Ölpumpe zu gewährleisten. Es ist auch denkbar, dass eine elektrisch angetriebene Fluidpumpe für die Erzeugung des Volumenstromes im Fluidkreislauf vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Pumpe auch durch den Energiespeicher unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors mit elektrischer Energie versorgt werden. In addition to the electric machine, the electrical system of the fluid supply arrangement according to the invention may comprise at least one energy store, for example as a battery or the like. This makes it possible in an advantageous manner that each fan is also supplied with electrical energy during a vehicle standstill, to support the cooling even when the vehicle is at a standstill, for example after a long downhill. For this purpose, the vehicle must be in idle to ensure the required volume flow in the oil circuit in a driven by the engine fluid or oil pump. It is also conceivable that an electrically driven fluid pump is provided for generating the volume flow in the fluid circuit. In this case, the pump can be powered by the energy storage independent of the speed of the engine with electrical energy.
Je nach Konfiguration des Fahrzeuges indem die erfindungsgemäße Fluidversorgungsanordnung eingesetzt wird, kann beispielsweise über GPS eine Kombination mit der Routenplanung des Fahrzeuges erfolgen. Wenn die zu bewältigende Fahrstrecke vorher bekannt ist, kann die Lüfter/Batterieaufladestrategie in die Fahrstrategie einprogrammiert werden. Depending on the configuration of the vehicle in that the fluid supply arrangement according to the invention is used, a combination with the route planning of the vehicle can take place, for example, via GPS. If the route to be covered is known in advance, the fan / battery charging strategy can be programmed into the driving strategy.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert, in denen zwei mögliche Ausführungsvarianten der Erfindung beispielhaft dargestellt sind. Es zeigen: The present invention will be further explained with reference to the drawings, in which two possible embodiments of the invention are shown by way of example. Show it:
Unabhängig von den Ausführungsvarianten ist in den
Der Fluidkreislauf
Zur weiteren Erhöhung der Kühlleistung bei dem Fluidkreislauf
Der Zusatzwärmetauscher
Beispielsweise kann über die elektrische Maschine
Somit ergibt sich zum einen eine höhere Kühlleistung im Fluidkreislauf
Je nach verwendetem Fahrzeug und dessen Bedarf kann der Zusatzwärmetauscher
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fluidkreislauf bzw. Ölkreislauf Fluid circuit or oil circuit
- 22
- Fahrzeuggetriebe vehicle transmissions
- 33
- hydrodynamische Bremseinrichtung bzw. Retarder hydrodynamic braking device or retarder
- 44
- Achsgetriebe mit Achsbremse Axle drive with axle brake
- 55
- Wärmetauscher heat exchangers
- 66
- Kühlmittelkreislauf Coolant circuit
- 77
- Fahrzeugkühler vehicle radiator
- 88th
- Verbrennungsmotor internal combustion engine
- 99
- Zusatzwärmetauscher Additional heat exchanger
- 1010
- Bypassleitung bypass line
- 11, 11A11, 11A
- elektrischer Lüfter electric fan
- 1212
- elektrisches System electrical system
- 1313
- elektrische Maschine electric machine
- 1414
- Energiespeicher energy storage
- 1515
- Steuer- und/oder Regelventil Control and / or regulating valve
- 1616
- Steuer- und/oder Regelventil Control and / or regulating valve
Claims (12)
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Publications (1)
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-
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- 2012-03-29 DE DE201210205141 patent/DE102012205141A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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R079 | Amendment of ipc main class |
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