QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der US-Anmeldung Nr. 12/915,764, die am 29. Oktober 2010 eingereicht wurde, und der US-Anmeldung Nr. 12/957,755, die am 1. Dezember 2010 eingereicht wurde, wobei beide hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierdurch eingeschlossen sind.This application is a partial continuation of U.S. Application No. 12 / 915,764, filed October 29, 2010, and U.S. Application No. 12 / 957,755, filed December 1, 2010, both of which are incorporated herein by reference in their entirety are thereby enclosed.
ANMERKUNG BEZÜGLICH VON DER REGIERUNG GEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNGNOTE ON RESEARCH OR DEVELOPMENT THROUGH THE GOVERNMENT
Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der US-Regierung gemäß Vertragsnummer DE-FC26-08NT04386 gemacht, der dem Energieministerium zugewiesen ist. Die US-Regierung kann gewisse Rechte an dieser Erfindung haben.This invention was made with US Government support under contract number DE-FC26-08NT04386 assigned to the Department of Energy. The US government may have certain rights to this invention.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Diese Offenbarung betrifft eine Steuerung von Systemen zum Rückbeziehen, Rückgewinnen oder Rezirkulieren von Abgaswärme für Fahrzeuge.This disclosure relates to control of systems for recovering, recovering or recirculating exhaust heat for vehicles.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Brennkraftmaschinen erzeugen typischerweise Energie durch Verbrennung eines Kraftstoffs mit Luft in einem Brennraum. Die Produkte der Verbrennung, einschließlich Abgasen – werden durch ein Abgassystem ausgestoßen.Internal combustion engines typically generate energy by combustion of a fuel with air in a combustion chamber. The products of combustion, including exhaust gases - are expelled through an exhaust system.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Ein Antriebsstrang weist eine Kraftmaschine, ein Abgassystem, das einen Abgasdurchgang in Fluidkommunikation mit der Kraftmaschine aufweist, einen Abgaswärmetauscher, ein Getriebe, das ein Getriebekühlsystem aufweist, einen Getriebewärmetauscher, einen Heizerkern, eine Pumpe und einen Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf auf. Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf sieht eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine, dem Abgaswärmetauscher, dem Getriebewärmetauscher, dem Heizerkern und der Pumpe vor. Der Abgaswärmetauscher ist funktional mit dem Abgassystem verbunden und derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf und dem Abgassystem zu übertragen. Der Getriebewärmetauscher ist funktional mit dem Getriebekühlsystem verbunden und derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf und dem Getriebekühlsystem zu übertragen.A powertrain includes an engine, an exhaust system having an exhaust passage in fluid communication with the engine, an exhaust heat exchanger, a transmission having a transmission cooling system, a transmission heat exchanger, a heater core, a pump, and an engine coolant loop. The engine coolant loop provides fluid communication between the engine, the exhaust heat exchanger, the transmission heat exchanger, the heater core, and the pump. The exhaust gas heat exchanger is operatively connected to the exhaust system and configured to transfer heat between the engine coolant loop and the exhaust system. The transmission heat exchanger is operatively connected to the transmission cooling system and configured to transfer heat between the engine coolant circuit and the transmission cooling system.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf ermöglicht die Übertragung von Wärme über die verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs und weist die Fähigkeit zum Rückgewinnen von Wärme in dem Abgas zum Erwärmen von Getriebeöl, dem Heizerkern (zum Heizen eines Fahrgastraumes, etc.) auf.The engine coolant loop allows the transfer of heat across the various components of the powertrain and has the ability to recover heat in the exhaust gas for heating transmission oil, the heater core (for heating a passenger compartment, etc.).
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Moden und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.The above features and advantages as well as other features and advantages of the present invention will be readily apparent from the following detailed description of some of the best modes and other embodiments for carrying out the invention as defined in the appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Hybridfahrzeugantriebsstrangs mit einem System zur Abgaswärmerückgewinnung (EGHR von engl.: ”exhaust gas heat recovery”) in Verbindung mit einer Kraftmaschine und einem Getriebe; 1 FIG. 10 is a schematic diagram of an exemplary hybrid vehicle powertrain having an exhaust gas heat recovery (EGHR) system in conjunction with an engine and transmission; FIG.
2 ist ein schematisches Diagramm eines anderen Antriebsstrangs mit einer alternativen Konfiguration eines EGHR-Systems gemäß der beanspruchten Erfindung; 2 FIG. 12 is a schematic diagram of another powertrain with an alternative configuration of an EGHR system according to the claimed invention; FIG.
3 ist ein schematisches Diagramm eines noch weiteren Antriebsstrangs mit einer anderen alternativen Konfiguration eines EGHR-Systems gemäß der beanspruchten Erfindung; 3 FIG. 12 is a schematic diagram of yet another powertrain with another alternative configuration of an EGHR system according to the claimed invention; FIG.
4 ist ein schematisches Diagramm eines noch weiteren Antriebsstrangs mit einer anderen alternativen Konfiguration eines EGHR-Systems gemäß der beanspruchten Erfindung; 4 FIG. 12 is a schematic diagram of yet another powertrain with another alternative configuration of an EGHR system according to the claimed invention; FIG.
5 ist ein schematisches Diagramm eines noch weiteren Antriebsstrangs mit einer anderen alternativen Konfiguration eines EGHR-Systems gemäß der beanspruchten Erfindung; und 5 FIG. 12 is a schematic diagram of yet another powertrain with another alternative configuration of an EGHR system according to the claimed invention; FIG. and
6 ist ein schematisches Diagramm eines noch weiteren Antriebsstrangs mit einer anderen alternativen Konfiguration eines EGHR-Systems gemäß der beanspruchten Erfindung. 6 FIG. 12 is a schematic diagram of yet another powertrain having another alternative configuration of an EGHR system according to the claimed invention. FIG.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten, wann immer es möglich ist, über die verschiedenen Figuren entsprechen, ist in 1 ein Antriebsstrang 10 mit einer Kraftmaschine 12 gezeigt, die Abgase 14 während des Kraftmaschinenbetriebs erzeugt. Ein Abgassystem 16 definiert einen Abgasdurchgang 18 in Fluidkommunikation mit der Kraftmaschine 12, so dass die Abgase 14 durch den Abgasdurchgang 18 übertragen werden. Ein Abgaswärmetauscher 20 ist funktional mit dem Abgassystem 16 verbunden, so dass das Abgas 14 in dem Durchgang 18 in thermischer Kommunikation mit dem Abgaswärmetauscher 20 steht. Somit wird Wärme von dem Abgas 14 in dem Abgasdurchgang 18 an den Abgaswärmetauscher 20 übertragen.Referring to the drawings, wherein like reference characters designate like or similar components throughout the various figures whenever possible, FIG 1 a powertrain 10 with an engine 12 shown the exhaust 14 generated during engine operation. An exhaust system 16 defines an exhaust passage 18 in fluid communication with the engine 12 so that the exhaust 14 through the exhaust passage 18 be transmitted. One Exhaust gas heat exchanger 20 is functional with the exhaust system 16 connected, so the exhaust 14 in the passage 18 in thermal communication with the exhaust gas heat exchanger 20 stands. Thus, heat from the exhaust gas 14 in the exhaust passage 18 to the exhaust gas heat exchanger 20 transfer.
Der Antriebsstrang 10 weist ein Getriebe 22 auf, das ein Eingangselement (nicht gezeigt) aufweist, das funktional mit der Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Kraftmaschine 12 verbunden ist; demgemäß ist die Kraftmaschine 12 derart konfiguriert, Drehmoment an das Getriebe 22 zu übertragen. Das Getriebe 22 kann ein Hybridgetriebe mit einer oder mehreren Elektromaschinen (nicht gezeigt), d. h. Motor/Generatoren sein. Alternativ dazu kann der Antriebsstrang 10 eine oder mehrere Elektromaschinen aufweisen, die direkt auf den Kraftmaschinenausgang oder den Getriebeeingang wirken.The powertrain 10 has a gearbox 22 comprising an input member (not shown) operatively connected to the crankshaft (not shown) of the engine 12 connected is; accordingly, the engine is 12 configured to torque to the transmission 22 transferred to. The gear 22 may be a hybrid transmission with one or more electric machines (not shown), ie motor / generators. Alternatively, the powertrain 10 have one or more electric machines that act directly on the engine output or the transmission input.
Das Getriebe 22 weist einen Getriebeölkreislauf oder ein Getriebekühlsystem 24 auf. Das Getriebekühlsystem 24 definiert einen Durchgang 26, durch den Getriebekühlmittel 28 während des Getriebebetriebs strömt. Ein Getriebewärmetauscher 30 ist funktional mit dem Getriebekühlsystem 24 verbunden, so dass das Getriebekühlmittel 28 in dem Durchgang 26 in thermischer Kommunikation mit dem Getriebewärmetauscher 30 steht. Somit wird Wärme von dem Getriebewärmetauscher 30 auf das Kühlmittel 28 übertragen. Das Getriebekühlmittel 28 kann ein Schmier- und Kühlöl sein.The gear 22 has a transmission oil circuit or a transmission cooling system 24 on. The transmission cooling system 24 defines a passage 26 , by the transmission coolant 28 during transmission operation. A transmission heat exchanger 30 is functional with the transmission cooling system 24 connected so that the transmission coolant 28 in the passage 26 in thermal communication with the transmission heat exchanger 30 stands. Thus, heat from the transmission heat exchanger 30 on the coolant 28 transfer. The transmission coolant 28 can be a lubricating and cooling oil.
Ein System 32 zur Abgaswärmerückgewinnung (EGHR) weist einen Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 auf, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12, einem Heizerkern 36, dem Getriebewärmetauscher 30, dem Abgaswärmetauscher 20 und einer Pumpe 38 vorsieht. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 eine Mehrzahl von Durchgängen 40, 42, 44, 46, die die Pumpe 38, die Kraftmaschine 12, den Heizerkern 36, den Getriebewärmetauscher 30 und den Abgaswärmetauscher 20 in Reihe verbinden. Somit strömt bei der gezeigten Ausführungsform Kraftmaschinenkühlmittel 48 von der Kraftmaschine 12 zu dem Heizerkern 36 über einen ersten Durchgang 40; das Kühlmittel 48 strömt dann von dem Heizerkern 36 zu der Pumpe 38; von der Pumpe 38 strömt das Kühlmittel 48 durch einen zweiten Durchgang 42 zu dem Getriebewärmetauscher 30; von dem Getriebewärmetauscher 30 strömt das Kühlmittel 48 durch einen dritten Durchgang 44 zu dem Abgaswärmetauscher 20; und von dem Abgaswärmetauscher 20 strömt das Kühlmittel 48 durch den vierten Durchgang 46 zurück zu der Kraftmaschine 12.A system 32 for exhaust heat recovery (EGHR) has an engine coolant circuit 34 on that a fluid communication between the engine 12 , a heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 , the exhaust gas heat exchanger 20 and a pump 38 provides. At the in 1 The embodiment defined defines the engine coolant circuit 34 a plurality of passes 40 . 42 . 44 . 46 that the pump 38 , the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 and the exhaust gas heat exchanger 20 connect in series. Thus, engine coolant flows in the illustrated embodiment 48 from the engine 12 to the heater core 36 over a first pass 40 ; the coolant 48 then flows from the heater core 36 to the pump 38 ; from the pump 38 the coolant flows 48 through a second passage 42 to the transmission heat exchanger 30 ; from the transmission heat exchanger 30 the coolant flows 48 through a third passage 44 to the exhaust gas heat exchanger 20 ; and from the exhaust gas heat exchanger 20 the coolant flows 48 through the fourth passage 46 back to the engine 12 ,
Wenn das Kühlmittel 48 durch den Abgaswärmetauscher 20 strömt, steht der Abgaswärmetauscher 20 in thermischer Kommunikation mit dem Kühlmittel 48. Demgemäß ist der Abgaswärmetauscher 20 derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 und dem Abgassystem 16 zu übertragen, und insbesondere ist der Abgaswärmetauscher 20 derart konfiguriert, Wärme von dem Abgas 14 auf das Kühlmittel 48 zu übertragen, wodurch das Kühlmittel 48 erwärmt wird.If the coolant 48 through the exhaust gas heat exchanger 20 flows, stands the exhaust gas heat exchanger 20 in thermal communication with the coolant 48 , Accordingly, the exhaust gas heat exchanger 20 configured to heat between the engine coolant circuit 34 and the exhaust system 16 to transfer, and in particular is the exhaust gas heat exchanger 20 configured to heat from the exhaust gas 14 on the coolant 48 transfer, causing the coolant 48 is heated.
Gleichermaßen steht, wenn das Kühlmittel 48 durch den Getriebewärmetauscher 30 strömt, der Getriebewärmetauscher 30 in thermischer Kommunikation mit dem Kühlmittel 48. Demgemäß ist der Getriebewärmetauscher 30 derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 und dem Getriebekühlsystem 24 zu übertragen, und insbesondere ist der Getriebewärmetauscher 30 derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinenkühlmittel 48 und dem Getriebekühlmittel 28 zu übertragen.Likewise, if the coolant 48 through the transmission heat exchanger 30 flows, the transmission heat exchanger 30 in thermal communication with the coolant 48 , Accordingly, the transmission heat exchanger 30 configured to heat between the engine coolant circuit 34 and the transmission cooling system 24 to transfer, and in particular is the transmission heat exchanger 30 configured to heat between the engine coolant 48 and the transmission coolant 28 transferred to.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 wird mit Druck beaufschlagtem Kühlmittel durch eine Primärpumpe (nicht separat gezeigt) beliefert, die in die Kraftmaschine 12 eingebaut ist. Die Primärpumpe kann eine mechanische Pumpe sein, die durch Rotation der Kraftmaschinenkurbelwelle angetrieben wird. Abhängig von den Betriebsbedingungen des EGHR-Systems 32 kann das Kühlmittel 48 in dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 durch die Abgase 14 von der Kraftmaschine 12 erhitzt werden.The engine coolant circuit 34 pressurized coolant is supplied by a primary pump (not shown separately) into the engine 12 is installed. The primary pump may be a mechanical pump driven by rotation of the engine crankshaft. Depending on the operating conditions of the EGHR system 32 can the coolant 48 in the engine coolant circuit 34 through the exhaust gases 14 from the engine 12 to be heated.
Der Heizerkern 36 erlaubt eine Übertragung von Wärme von dem Kühlmittel 48, das die Kraftmaschine 12 verlässt, zu der Kabine (Fahrgastraum) des Fahrzeugs, in welchem der Antriebsstrang 10 installiert ist. Der Antriebsstrang 10 weist auch einen Kraftmaschinenkühler 50 auf, der derart konfiguriert ist, selektiv Wärme von der Kraftmaschine 12 zu Umgebungsluft, die durch den Kraftmaschinenkühler 50 strömt, zu dissipieren. Ein Thermostat (nicht gezeigt) kann verwendet werden, eine Strömung von Kühlmittel von der Kraftmaschine 12 durch den Kraftmaschinenkühler 50 zu steuern. Ein Getriebekühler 52 ist ein Öl-zu-Luft-Wärmetauscher, der derart konfiguriert ist, selektiv Wärme von dem Getriebekühlsystem 24 des Getriebes 22 an durch den Getriebekühler 52 strömende Umgebungsluft zu dissipieren.The heater core 36 allows a transfer of heat from the coolant 48 that the engine 12 leaves, to the cabin (passenger compartment) of the vehicle in which the drive train 10 is installed. The powertrain 10 also has an engine radiator 50 configured so as to selectively heat from the engine 12 to ambient air passing through the engine radiator 50 flows, to dissipate. A thermostat (not shown) may be used, a flow of coolant from the engine 12 through the engine radiator 50 to control. A transmission cooler 52 For example, an oil-to-air heat exchanger configured to selectively heat from the transmission cooling system 24 of the transmission 22 on through the gearbox cooler 52 flowing ambient air to dissipate.
Der Getriebewärmetauscher 30, der auch als ein zentraler Wärmetauscher bezeichnet werden kann, ist ein Öl-zu-Wasser-Wärmetauscher, der eine Übertragung von Wärme von dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 auf das Getriebekühlsystem 24 ermöglicht, um das Getriebe 22 zu erwärmen und Schlupfverlust zu reduzieren. Ferner erlaubt der Getriebewärmetauscher 30, dass das Getriebe 22 und der Getriebekühler 52 überschüssige Wärme von der Kraftmaschine 12 während heißer oder extremer Bedingungen dissipieren kann.The transmission heat exchanger 30 Also referred to as a central heat exchanger, is an oil-to-water heat exchanger that facilitates transfer of heat from the engine coolant loop 34 on the transmission cooling system 24 allows for the transmission 22 to warm and reduce slip loss. Furthermore, the transmission heat exchanger allows 30 that the gearbox 22 and the transmission cooler 52 Excess heat from the engine 12 during hot or extreme conditions can dissipate.
Die Pumpe 38 ist eine Zusatzpumpe. Die Zusatzpumpe 38 kann dazu verwendet werden, dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 Druck hinzuzufügen und eine Strömung durch diesen zu steigern. Ferner kann, wenn die Kraftmaschine 12 durch die Hybridfahrzeugsteuerungen (nicht separat gezeigt) abgeschaltet oder nicht mit Kraftstoff beliefert wird, die Zusatzpumpe 38 als die Hauptdruckquelle für den Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 verwendet werden. Daher kann die Zusatzpumpe 38 dazu verwendet werden, die in die Kraftmaschine 12 eingebaute Primärpumpe zu ergänzen, kann als die einzige Pumpe verwendet werden, wenn die Kraftmaschine 12 und die Primärpumpe nicht arbeiten, oder kann als die auschließliche Pumpe für den Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf verwendet werden. The pump 38 is an auxiliary pump. The auxiliary pump 38 Can be used to power the engine coolant circuit 34 Add pressure and increase flow through it. Further, if the engine 12 is shut down or not fueled by the hybrid vehicle controls (not separately shown), the booster pump 38 as the main source of pressure for the engine coolant circuit 34 be used. Therefore, the auxiliary pump 38 used in the engine 12 built-in primary pump can be used as the only pump when the engine 12 and the primary pump is not working or may be used as the exclusive pump for the engine coolant circuit.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 überträgt somit Wärme zwischen und über verschiedene Antriebsstrang- und Fahrzeugkomponenten, einschließlich der Kraftmaschine 12, dem Abgassystem 16, dem Heizerkern 36 (und somit dem Innenraum des Fahrzeugs) und dem Getriebe 22 (über den Getriebewärmetauscher 30 und das Getriebekühlsystem 24).The engine coolant circuit 34 thus transfers heat between and across various powertrain and vehicle components, including the engine 12 , the exhaust system 16 , the heater core 36 (and thus the interior of the vehicle) and the transmission 22 (over the transmission heat exchanger 30 and the transmission cooling system 24 ).
Ein EGHR-Bypassventil 54 steuert eine Strömung von Abgasen durch den EGHR-Wärmetauscher 20. Das EGHR-Bypassventil 54 ist in seiner Nicht-Bypass-Position gezeigt, die eine Strömung von Abgasen 14 durch den EGHR-Wärmetauscher 20 zulässt und eine Wärmeaustauschkommunikation zwischen den Abgasen 14 und dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 zulässt. Wenn das EGHR-Bypassventil 54 in die Bypassposition – in 1 als eine gestrichelte Linie gezeigt und als Element 56 bezeichnet – geschaltet, umgelegt oder anderweitig betätigt wird, werden die Abgase 14, die die Kraftmaschine 12 verlassen, an einem Durchgang durch den EGHR-Kühler 20 gehindert und werden stattdessen durch einen Bypassdurchgang 58 geführt, der von dem Abgassystem 16 definiert ist.An EGHR bypass valve 54 controls a flow of exhaust gases through the EGHR heat exchanger 20 , The EGHR bypass valve 54 is shown in its non-bypass position, which is a flow of exhaust gases 14 through the EGHR heat exchanger 20 allows and heat exchange communication between the exhaust gases 14 and the engine coolant circuit 34 allows. If the EGHR bypass valve 54 into the bypass position - in 1 shown as a dashed line and as an element 56 designated - switched, transferred or otherwise operated, the exhaust gases 14 that the engine 12 leave, at a passage through the EGHR cooler 20 be prevented and instead by a bypass passage 58 led by the exhaust system 16 is defined.
Das EGHR-Bypassventil 54 kann durch einen Solenoid, einen mechanischen Thermostat, einen Wachsmotor, einen Vakuumaktuator oder andere geeignete Steuerungen gesteuert werden und kann zwischen der Nicht-Bypassposition und der Bypassposition bei variierenden Temperaturen und Bedingungen geschaltet werden. Das EGHR-Bypassventil 54 kann auf Grundlage der überwachten Kraftmaschinentemperatur oder auf Grundlage der Temperatur des durch den EGHR-Wärmetauscher 20 strömenden Kühlmittels 48 gesteuert werden. Beispielsweise und ohne Beschränkung kann das EGHR-Bypassventil 54 ein Wachsmotor sein, der durch Kühlmitteltemperaturen von zweiundsiebzig Grad Celsius oder größer in dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 angetrieben wird. Die Sollwerttemperatur für das EGHR-Bypassventil 54 und andere Einstellungen in dem EGHR-System 10 sind beispielhaft und nur veranschaulichend. Die spezifischen Werte für die Sollwerte werden auf Grundlage der spezifischen Konfiguration des EGHR-Systems 32 und des Fahrzeugs, in welches es integriert ist, ermittelt.The EGHR bypass valve 54 can be controlled by a solenoid, a mechanical thermostat, a wax motor, a vacuum actuator, or other suitable controls, and can be switched between the non-bypass position and the bypass position at varying temperatures and conditions. The EGHR bypass valve 54 may be based on the monitored engine temperature or based on the temperature of the EGHR heat exchanger 20 flowing coolant 48 to be controlled. For example, and without limitation, the EGHR bypass valve 54 be a wax engine that is through coolant temperatures of seventy-two degrees Celsius or greater in the engine coolant loop 34 is driven. The setpoint temperature for the EGHR bypass valve 54 and other settings in the EGHR system 10 are exemplary and illustrative only. The specific values for the setpoints are based on the specific configuration of the EGHR system 32 and the vehicle in which it is integrated.
Verschiedene Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs können in verschiedenen Wärmeübertragungsbedürfnissen über die verschiedenen Komponenten resultieren. Abhängig von den Temperaturen und Betriebsbedingungen können einige der Antriebsstrangkomponenten möglicherweise keine Übertragung von Wärme durch das Kühlmittel 48 daran erfordern oder es kann erwünscht sein, zu priorisieren, welche der Komponenten Wärme von dem Kühlmittel 48 aufnehmen. Demgemäß weist, der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 zumindest einen Bypassdurchgang parallel zu zumindest einer der Komponenten (d. h. dem Getriebewärmetauscher 30, der Pumpe 38 und dem Heizerkern 36) auf, so dass das Kühlmittel 48 die Komponente umgehen kann, während es durch den Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 strömt. Dies bedeutet, der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 definiert einen Bypassdurchgang, der eines von dem Getriebewärmetauscher 30, dem Heizerkern 36 und der Pumpe 38 umgeht. Ein Ventil ist derart konfiguriert, eine Fluidströmung durch den Bypassdurchgang zu steuern.Different operating conditions of the powertrain may result in different heat transfer needs across the various components. Depending on the temperatures and operating conditions, some of the powertrain components may not transfer heat through the coolant 48 or it may be desirable to prioritize which of the components heat from the coolant 48 take up. Accordingly, the engine coolant circuit 34 at least one bypass passage parallel to at least one of the components (ie, the transmission heat exchanger 30 , the pump 38 and the heater core 36 ) on, leaving the coolant 48 The component can bypass while passing through the engine coolant circuit 34 flows. This means the engine coolant circuit 34 defines a bypass passage that is one of the transmission heat exchanger 30 , the heater core 36 and the pump 38 bypasses. A valve is configured to control fluid flow through the bypass passage.
Beispielsweise kann es in einigen Fällen erwünscht sein, keine Wärme von dem Kühlmittel 48 auf das Getriebe 22 zu übertragen. Bei der Ausführungsform von 1 definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 34 einen Getriebewärmetauscher-Bypass 60 parallel zu dem Getriebewärmetauscher 30. Der Getriebewärmetauscher-Bypass 60 sieht eine Fluidkommunikation zwischen dem Heizerkern 36 und dem Abgaswärmetauscher 20 (mit der Pumpe 38 dazwischen) vor.For example, in some cases it may be desirable to avoid heat from the coolant 48 on the gearbox 22 transferred to. In the embodiment of 1 defines the engine coolant circuit 34 a transmission heat exchanger bypass 60 parallel to the transmission heat exchanger 30 , The transmission heat exchanger bypass 60 sees fluid communication between the heater core 36 and the exhaust gas heat exchanger 20 (with the pump 38 in between).
Der Kreislauf 34 umfasst ein Getriebewärmetauscher-Bypassventil 62, das funktional mit dem Fluidkreislauf 34 verbunden und derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung (d. h. Kraftmaschinen-Kühlmittelströmung) durch den Getriebewärmetauscher 30 und den Getriebewärmetauscher-Bypass 60 zu steuern. Das Ventil 62 ist ein Zweiwegeventil, das selektiv zwischen zwei Positionen bewegbar ist. In einer ersten Position lenkt das Ventil 62 Kühlmittel 48 von dem Heizerkern 36 und der Pumpe 38 an den Getriebewärmetauscher 30. In einer zweiten Position lenkt das Ventil 62 Kühlmittel 48 von dem Heizerkern 36 und der Pumpe 38 zu dem Getriebewärmetauscher-Bypass 60 und dem Abgaswärmetauscher 20.The circulation 34 includes a transmission heat exchanger bypass valve 62 that is functional with the fluid circuit 34 and configured to provide fluid flow (ie, engine coolant flow) through the transmission heat exchanger 30 and the transmission heat exchanger bypass 60 to control. The valve 62 is a two-way valve that is selectively movable between two positions. In a first position, the valve steers 62 coolant 48 from the heater core 36 and the pump 38 to the transmission heat exchanger 30 , In a second position the valve steers 62 coolant 48 from the heater core 36 and the pump 38 to the transmission heat exchanger bypass 60 and the exhaust gas heat exchanger 20 ,
1 zeigt eine stark schematische Steuerarchitektur oder Steuersystem 64 für das EGHR-System 10. Das Steuersystem 64 kann eine oder mehrere Komponenten (nicht separat gezeigt) mit einem Speichermedium und einer geeigneten Größe an programmierbarem Speicher aufweisen, die in der Lage sind, einen oder mehrere Algorithmen oder Verfahren zu speichern und auszuführen, um eine Steuerung des EGHR-Systems 32 zu bewirken. Jede Komponente des Steuersystems 64 kann eine verteilte Controllerarchitektur aufweisen, wie eine mikroprozessorbasierte elektronische Steuereinheit (ECU). Zusätzliche Module oder Prozessoren können in dem Steuersystem 64 vorhanden sein. 1 shows a highly schematic control architecture or control system 64 for the EGHR system 10 , The tax system 64 may indicate one or more components (not separately shown) having a storage medium and a suitable size programmable memory capable of storing and executing one or more algorithms or methods to control the EGHR system 32 to effect. Every component of the control system 64 may include a distributed controller architecture, such as a microprocessor-based electronic control unit (ECU). Additional modules or processors may be in the control system 64 to be available.
Ein Getriebethermostat 68 steuert eine Strömung zwischen dem Getriebekühlsystem 24 und dem Getriebekühler 52. Der Getriebethermostat 68 ist in seiner direkten Rückführposition gezeigt, die eine Strömung von Kühlmittel 28, das von dem Getriebewärmetauscher 30 zurückkehrt, zurück an das Getriebe 22 lenkt, ohne durch den Getriebekühler 52 zu gelangen. Wenn der Getriebethermostat 68 in eine Kühlerposition – in 1 als eine gestrichelte Linie gezeigt und als Element 70 bezeichnet – geschaltet, umgelegt oder anderweitig betätigt wird, wird Kühlmittel 28, das von dem Getriebewärmetauscher 30 zurückkehrt, durch den Getriebekühler 52 vor Rückkehr an das Getriebe 22 geführt. Ein Umgebungsluftsensor 72 überwacht die Temperatur der Umgebungsluft um das Fahrzeug (und dieses umströmend) und steht in Kommunikation mit dem Steuersystem 64.A transmission thermostat 68 controls a flow between the transmission cooling system 24 and the transmission cooler 52 , The transmission thermostat 68 is shown in its direct return position, which is a flow of coolant 28 that of the transmission heat exchanger 30 returns, back to the gearbox 22 steers without passing through the transmission cooler 52 to get. When the transmission thermostat 68 into a cooler position - in 1 shown as a dashed line and as an element 70 designated - switched, transferred or otherwise operated, is coolant 28 that of the transmission heat exchanger 30 returns, through the transmission cooler 52 before returning to the gearbox 22 guided. An ambient air sensor 72 monitors the temperature of the ambient air around the vehicle (and this around it) and communicates with the control system 64 ,
Bezug nehmend auf 2, bei der gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten von 1 bezeichnen, ist ein anderer Antriebsstrang 110 schematisch gezeigt. Der Antriebsstrang 110 weist eine Kraftmaschine 12 auf, die Abgase 14 während des Kraftmaschinenbetriebs erzeugt. Ein Abgassystem 16 definiert einen Abgasdurchgang 18 in Fluidkommunikation mit der Kraftmaschine 12, so dass die Abgase 14 durch den Abgasdurchgang 18 übertragen werden. Ein Abgaswärmetauscher 20 ist funktional mit dem Abgassystem 16 verbunden, so dass das Abgas 14 in dem Durchgang 18 in thermischer Kommunikation mit dem Abgaswärmetauscher 20 steht.Referring to 2 in which the same reference numerals denote the same components of 1 denote is another powertrain 110 shown schematically. The powertrain 110 has an engine 12 on, the fumes 14 generated during engine operation. An exhaust system 16 defines an exhaust passage 18 in fluid communication with the engine 12 so that the exhaust 14 through the exhaust passage 18 be transmitted. An exhaust gas heat exchanger 20 is functional with the exhaust system 16 connected, so the exhaust 14 in the passage 18 in thermal communication with the exhaust gas heat exchanger 20 stands.
Der Antriebsstrang 110 weist ein Getriebe auf, wie eines, das mit 22 in 1 gezeigt ist, das ein Eingangselement (nicht gezeigt) besitzt, das funktional mit der Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Kraftmaschine 12 verbunden ist. Das Getriebe weist einen Getriebeölkreislauf oder ein Getriebekühlsystem 24 auf, von dem nur ein Teil in 2 gezeigt ist, das jedoch im Wesentlichen dasselbe sein kann, wie das, das in 1 gezeigt ist. Ein Getriebewärmetauscher 30 ist funktional mit dem Getriebekühlsystem verbunden, so dass das Getriebekühlmittel in dem Durchgang 26 in thermischer Kommunikation mit dem Getriebewärmetauscher 30 steht. Somit wird Wärme von dem Getriebewärmetauscher 30 auf das Getriebekühlmittel 28 übertragen. Das Getriebekühlmittel 28 kann ein Schmier- und Kühlöl sein.The powertrain 110 has a gearbox, like one with 22 in 1 having an input member (not shown) operatively connected to the crankshaft (not shown) of the engine 12 connected is. The transmission has a transmission oil circuit or a transmission cooling system 24 on, of which only a part in 2 however, which may be substantially the same as that shown in FIG 1 is shown. A transmission heat exchanger 30 is functionally connected to the transmission cooling system, so that the transmission fluid in the passage 26 in thermal communication with the transmission heat exchanger 30 stands. Thus, heat from the transmission heat exchanger 30 on the transmission coolant 28 transfer. The transmission coolant 28 can be a lubricating and cooling oil.
Ein System 132 für Abgaswärmerückgewinnung (EGHR) weist einen Kraftmaschinen–Kühlmittelkreislauf 134 auf, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12, einem Heizerkern 36, dem Getriebewärmetauscher 30, dem Abgaswärmetauscher 20 und einer Pumpe 38 bereitstellt. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 134 eine Mehrzahl von Durchgängen 140, 142, 144, 146, 147, die die Pumpe 38, die Kraftmaschine 12, den Heizerkern 36, den Getriebewärmetauscher 30 und den Abgaswärmetauscher 20 in Reihe verbinden. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 134 einen ersten Durchgang 140, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Heizerkern 36 bereitstellt, einen zweiten Durchgang 142, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Heizerkern 36 und dem Getriebewärmetauscher 30 bereitstellt, einen dritten Durchgang 144, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Getriebewärmetauscher 30 und dem Abgaswärmetauscher 20 bereitstellt, einen vierten Durchgang 146, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 bereitstellt, sowie einen fünften Durchgang 147, der eine Fluidkommunikation zwischen der Pumpe 38 und der Kraftmaschine 12 bereitstellt.A system 132 for exhaust heat recovery (EGHR) has an engine coolant circuit 134 on that a fluid communication between the engine 12 , a heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 , the exhaust gas heat exchanger 20 and a pump 38 provides. At the in 2 The embodiment defined defines the engine coolant circuit 134 a plurality of passes 140 . 142 . 144 . 146 . 147 that the pump 38 , the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 and the exhaust gas heat exchanger 20 connect in series. At the in 2 The embodiment defined defines the engine coolant circuit 134 a first pass 140 , which is a fluid communication between the engine 12 and the heater core 36 Provides a second pass 142 , which is a fluid communication between the heater core 36 and the transmission heat exchanger 30 Provides a third pass 144 , which provides fluid communication between the transmission heat exchanger 30 and the exhaust gas heat exchanger 20 Provides a fourth pass 146 that provides fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 and a fifth pass 147 , which is a fluid communication between the pump 38 and the engine 12 provides.
Wenn das Kühlmittel 48 durch den Abgaswärmetauscher 20 strömt, steht der Abgaswärmetauscher 20 in thermischer Kommunikation mit dem Kühlmittel 48. Demgemäß ist der Abgaswärmetauscher 20 derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 134 und dem Abgassystem 16 zu übertragen, und genauer ist der Abgaswärmetauscher 20 derart konfiguriert, Wärme von dem Abgas 14 auf das Kühlmittel 48 zu übertragen, wodurch das Kühlmittel 48 erwärmt wird.If the coolant 48 through the exhaust gas heat exchanger 20 flows, stands the exhaust gas heat exchanger 20 in thermal communication with the coolant 48 , Accordingly, the exhaust gas heat exchanger 20 configured to heat between the engine coolant circuit 134 and the exhaust system 16 to transfer, and more specifically, the exhaust gas heat exchanger 20 configured to heat from the exhaust gas 14 on the coolant 48 transfer, causing the coolant 48 is heated.
Gleichermaßen steht, wenn das Kühlmittel 48 durch den Getriebewärmetauscher 30 strömt, der Getriebewärmetauscher 30 in thermischer Verbindung mit dem Kühlmittel 48. Demgemäß ist der Getriebewärmetauscher 30 derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 134 und dem Getriebekühlsystem 24 zu übertragen, und insbesondere ist der Getriebewärmetauscher 30 derart konfiguriert, Wärme zwischen dem Kraftmaschinenkühlmittel 48 und dem Getriebekühlmittel zu übertragen.Likewise, if the coolant 48 through the transmission heat exchanger 30 flows, the transmission heat exchanger 30 in thermal communication with the coolant 48 , Accordingly, the transmission heat exchanger 30 configured to heat between the engine coolant circuit 134 and the transmission cooling system 24 to transfer, and in particular is the transmission heat exchanger 30 configured to heat between the engine coolant 48 and to transmit the transmission coolant.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 134 von 2 definiert zwei optionale Bypässe 174, 176. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, keine Wärme von dem Kühlmittel 48 auf den Heizerkern 36 zu übertragen. Bei der Ausführungsform von 2 definiert ein Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 134 einen Heizerkernbypass 174 parallel zu dem Heizerkern 36. Der Heizerkernbypass 174 sieht eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebewärmetauscher 30 vor, wodurch der Heizerkern 36 umgangen wird.The engine coolant circuit 134 from 2 defines two optional bypasses 174 . 176 , In some cases, it may be desirable to avoid heat from the coolant 48 on the heater core 36 transferred to. In the embodiment of 2 defines an engine coolant circuit 134 a heater core bypass 174 parallel to the heater core 36 , The heater core bypass 174 sees a fluid communication between the engine 12 and the transmission heat exchanger 30 before, causing the heater core 36 is bypassed.
Der Kreislauf 134 weist ein Heizerkern-Bypassventil 178 auf, das funktional mit dem Fluidkreislauf 134 verbunden und derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung (d. h. Kraftmaschinen-Kühlmittelströmung) durch den Heizerkern 36 und den Heizerkernbypass 174 zu steuern. Das Ventil 178 ist ein Zweiwegeventil, das selektiv zwischen zwei Positionen bewegbar ist. In einer ersten Position lenkt das Ventil 178 Kühlmittel 48 von der Kraftmaschine 12 an den Heizerkern 36. In einer zweiten Position lenkt das Ventil 178 Kühlmittel 48 von der Kraftmaschine 12 an den Heizerkernbypass 174 und den Getriebewärmetauscher 30.The circulation 134 has a heater core bypass valve 178 on, that is functional with the fluid circuit 134 connected and configured such that fluid flow (ie, engine coolant flow) through the heater core 36 and the heater core bypass 174 to control. The valve 178 is a two-way valve that is selectively movable between two positions. In a first position, the valve steers 178 coolant 48 from the engine 12 to the heater core 36 , In a second position the valve steers 178 coolant 48 from the engine 12 to the heater core bypass 174 and the transmission heat exchanger 30 ,
In einigen Fällen kann es erwünscht sein, die Zusatzpumpe 38 zu umgehen. Bei der Ausführungsformen von 2 definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 134 einen Pumpenbypass 176 parallel zu der Pumpe 38. Der Pumpenbypass 176 stellt eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Kraftmaschine 12 bereit, wodurch die Pumpe 38 umgangen wird. Der Kreislauf 134 weist ein Einwegventil 180 auf, das eine Strömung durch den Pumpenbypass 176 auf eine Richtung beschränkt.In some cases it may be desirable to use the booster pump 38 to get around. In the embodiments of 2 defines the engine coolant circuit 134 a pump bypass 176 parallel to the pump 38 , The pump bypass 176 provides fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the engine 12 ready, causing the pump 38 is bypassed. The circulation 134 has a one-way valve 180 on, that is a flow through the pump bypass 176 limited to one direction.
Bezug nehmend auf 3, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der 1 und 2 bezeichnen, ist eine andere Konfiguration des Antriebsstrangs 210 schematisch gezeigt. Der Antriebsstrang 210 ist im Wesentlichen ähnlich dem Antriebsstrang 10 von 1, mit der Ausnahme, dass sich die Pumpe 38 zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Kraftmaschine 12 anstatt zwischen dem Heizerkern 36 und dem Ventil 62 befindet. Auch weist das EGHR-System 232 von 3 einen Heizerkernbypass 274 und einen Pumpenbypass 276 auf.Referring to 3 in which the same reference numerals designate the same components 1 and 2 is another configuration of the powertrain 210 shown schematically. The powertrain 210 is essentially similar to the powertrain 10 from 1 , except that the pump 38 between the exhaust gas heat exchanger 20 and the engine 12 instead of between the heater core 36 and the valve 62 located. Also, the EGHR system points 232 from 3 a heater core bypass 274 and a pump bypass 276 on.
Genauer weist das System 232 zur Abgaswärmerückgewinnung (EGHR) einen Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 234, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12, dem Heizerkern 36, dem Getriebewärmetauscher 30, dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 bereitstellt, auf. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 234 eine Mehrzahl von Durchgängen 240, 242, 244, 246, 247, die die Pumpe 38, die Kraftmaschine 12, den Heizerkern 36, den Getriebewärmetauscher 30 und den Abgaswärmetauscher 20 in Reihe verbinden. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 234 einen ersten Durchgang 240, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Heizerkern 36 bereitstellt, einen zweiten Durchgang 242, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Heizerkern 36 und dem Getriebewärmetauscher 30 bereitstellt, einen dritten Durchgang 244, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Getriebewärmetauscher 30 und dem Abgaswärmetauscher 20 bereitstellt, einen vierten Durchgang 246, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 bereitstellt, sowie einen fünften Durchgang 247, der eine Fluidkommunikation zwischen der Pumpe 38 und der Kraftmaschine 12 bereitstellt.More specifically, the system points 232 for exhaust heat recovery (EGHR) an engine coolant circuit 234 , which is a fluid communication between the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 , the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 providing. At the in 3 The embodiment defined defines the engine coolant circuit 234 a plurality of passes 240 . 242 . 244 . 246 . 247 that the pump 38 , the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 and the exhaust gas heat exchanger 20 connect in series. At the in 3 The embodiment defined defines the engine coolant circuit 234 a first pass 240 , which is a fluid communication between the engine 12 and the heater core 36 Provides a second pass 242 , which is a fluid communication between the heater core 36 and the transmission heat exchanger 30 Provides a third pass 244 , which provides fluid communication between the transmission heat exchanger 30 and the exhaust gas heat exchanger 20 Provides a fourth pass 246 that provides fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 and a fifth pass 247 , which is a fluid communication between the pump 38 and the engine 12 provides.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 234 definiert einen Heizerkernbypass 274 parallel zu dem Heizerkern 30. Der Heizerkernbypass 274 sieht eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebewärmetauscher 30 vor, wodurch der Heizerkern 36 umgangen wird.The engine coolant circuit 234 defines a heater core bypass 274 parallel to the heater core 30 , The heater core bypass 274 sees a fluid communication between the engine 12 and the transmission heat exchanger 30 before, causing the heater core 36 is bypassed.
Der Kreislauf 234 weist ein Heizerkern-Bypassventil 278 auf, das funktional mit dem Fluidkreislauf 234 verbunden und derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung (d. h. Kraftmaschinen-Kühlmittelströmung) durch den Heizerkern 36 und den Heizerkernbypass 274 zu steuern. Das Ventil 278 ist ein Zweiwegeventil, das selektiv zwischen zwei Positionen bewegbar ist. In einer ersten Position lenkt das Ventil 278 Kühlmittel 48 von der Kraftmaschine 12 an den Heizerkern 36. In einer zweiten Position lenkt das Ventil 278 Kühlmittel 48 von der Kraftmaschine 12 an den Heizerkernbypass 274 und den Getriebewärmetauscher 30.The circulation 234 has a heater core bypass valve 278 on, that is functional with the fluid circuit 234 connected and configured such that fluid flow (ie, engine coolant flow) through the heater core 36 and the heater core bypass 274 to control. The valve 278 is a two-way valve that is selectively movable between two positions. In a first position, the valve steers 278 coolant 48 from the engine 12 to the heater core 36 , In a second position the valve steers 278 coolant 48 from the engine 12 to the heater core bypass 274 and the transmission heat exchanger 30 ,
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 234 definiert einen Pumpenbypass 276 parallel zu der Pumpe 38. Der Pumpenbypass 276 stellt eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Kraftmaschine 12 bereit, wodurch die Pumpe 38 umgangen wird. Der Kreislauf 234 weist ein Einwegventil 280 auf, das eine Strömung durch den Pumpenbypass 276 auf eine Richtung beschränkt.The engine coolant circuit 234 defines a pump bypass 276 parallel to the pump 38 , The pump bypass 276 provides fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the engine 12 ready, causing the pump 38 is bypassed. The circulation 234 has a one-way valve 280 on, that is a flow through the pump bypass 276 limited to one direction.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 234 definiert einen Getriebewärmetauscher-Bypass 260 parallel zu dem Getriebewärmetauscher 30. Der Getriebewärmetauscher-Bypass 260 sieht eine Fluidkommunikation zwischen dem Heizerkern 36 und dem Abgaswärmetauscher 20 vor. Der Kreislauf 234 weist ein Getriebewärmetauscher-Bypassventil 262 auf, das funktional mit dem Fluidkreislauf 234 verbunden und derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung (d. h. Kraftmaschinen– Kühlmittelströmung) durch den Getriebewärmetauscher 30 und den Getriebewärmetauscher-Bypass 260 zu steuern. Das Ventil 262 ist ein Zweiwegeventil, das selektiv zwischen zwei Positionen bewegbar ist. In einer ersten Position lenkt das Ventil 262 Kühlmittel 48 von dem Heizerkern 36 oder dem Heizerkernbypass 274 an den Getriebewärmetauscher 30. In einer zweiten Position lenkt das Ventil 262 Kühlmittel 48 von dem Heizerkern 36 an den Getriebewärmetauscher-Bypass 260 und den Abgaswärmetauscher 20.The engine coolant circuit 234 defines a transmission heat exchanger bypass 260 parallel to the transmission heat exchanger 30 , The transmission heat exchanger bypass 260 sees fluid communication between the heater core 36 and the exhaust gas heat exchanger 20 in front. The circulation 234 has a transmission heat exchanger bypass valve 262 on, that is functional with the fluid circuit 234 connected and configured such that fluid flow (ie, engine coolant flow) through the transmission heat exchanger 30 and the transmission heat exchanger bypass 260 to control. The valve 262 is a two-way valve that is selectively movable between two positions. In a first position, the valve steers 262 coolant 48 from the heater core 36 or the heater core bypass 274 to the transmission heat exchanger 30 , In a second position the valve steers 262 coolant 48 from the heater core 36 to the Transmission heat exchanger bypass 260 and the exhaust gas heat exchanger 20 ,
Bezug nehmend auf 4, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der 1–3 bezeichnen, weist der Antriebsstrang 310 ein EGHR-System 332 mit einem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 334 auf, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12, dem Heizerkern 36, dem Getriebewärmetauscher 30, dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 bereitstellt. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 334 eine Mehrzahl von Durchgängen 340, 342, 344, 346, 347, die die Pumpe 38, die Kraftmaschine 12, den Heizerkern 36, den Getriebewärmetauscher 30 und den Abgaswärmetauscher 20 in Reihe verbinden.Referring to 4 in which the same reference numerals designate the same components 1 - 3 denote, indicates the drive train 310 an EGHR system 332 with an engine coolant circuit 334 on that a fluid communication between the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 , the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 provides. At the in 3 The embodiment defined defines the engine coolant circuit 334 a plurality of passes 340 . 342 . 344 . 346 . 347 that the pump 38 , the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 and the exhaust gas heat exchanger 20 connect in series.
Genauer definiert bei der in 3 gezeigten Ausführungsform der Fluidkreislauf 334 einen ersten Durchgang 340, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Heizerkern 36 bereitstellt, einen zweiten Durchgang 342, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Heizerkern 36 und dem Abgaswärmetauscher 20 bereitstellt, einen dritten Durchgang 344, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und dem Getriebewärmetauscher 30 bereitstellt, einen vierten Durchgang 346, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Getriebewärmetauscher 30 und der Pumpe 38 bereitstellt, sowie einen fünften Durchgang 347, der eine Fluidkommunikation zwischen der Pumpe 38 und der Kraftmaschine 12 bereitstellt.Specifically defined at the in 3 shown embodiment of the fluid circuit 334 a first pass 340 , which is a fluid communication between the engine 12 and the heater core 36 Provides a second pass 342 , which is a fluid communication between the heater core 36 and the exhaust gas heat exchanger 20 Provides a third pass 344 that provides fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the transmission heat exchanger 30 Provides a fourth pass 346 , which provides fluid communication between the transmission heat exchanger 30 and the pump 38 and a fifth pass 347 , which is a fluid communication between the pump 38 and the engine 12 provides.
Der Antriebsstrang 310 ist im Wesentlichen ähnlich dem Antriebsstrang 210 von 3, mit der Ausnahme, dass der Getriebewärmetauscher 30 in Reihe zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 in dem Antriebsstrang 310 positioniert ist, während der Getriebewärmetauscher in dem Antriebsstrang 210 in Reihe zwischen dem Heizerkern und dem Abgaswärmetauscher platziert ist. Der Antriebsstrang 310 weist optionale Bypässe 360, 374, 376 auf. Genauer definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 334 einen Getriebewärmetauscher-Bypass 360 parallel zu dem Getriebewärmetauscher 30, um eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 bereitzustellen. Ein Getriebewärmetauscher-Bypassventil 362 ist funktional mit dem Fluidkreislauf 334 verbunden und derart konfiguriert, eine Fluidströmung durch den Getriebewärmetauscher 30 und den Getriebewärmetauscher-Bypass 360 zu steuern.The powertrain 310 is essentially similar to the powertrain 210 from 3 , except that the transmission heat exchanger 30 in series between the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 in the drive train 310 is positioned while the transmission heat exchanger in the drive train 210 is placed in series between the heater core and the exhaust gas heat exchanger. The powertrain 310 has optional bypasses 360 . 374 . 376 on. More specifically, the engine coolant circuit defines 334 a transmission heat exchanger bypass 360 parallel to the transmission heat exchanger 30 to provide fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 provide. A transmission heat exchanger bypass valve 362 is functional with the fluid circuit 334 connected and configured, a fluid flow through the transmission heat exchanger 30 and the transmission heat exchanger bypass 360 to control.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 334 definiert auch einen Heizerkernbypass 374 parallel zu dem Heizerkern 36, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Abgaswärmetauscher 20 bereitstellt. Der Fluidkreislauf 334 weist ein Heizerkern-Bypassventil 378 auf, das funktional mit dem Fluidkühlkreislauf 334 verbunden und derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung durch den Heizerkern 36 und den Heizerkernbypass 374 zu steuern.The engine coolant circuit 334 also defines a heater core bypass 374 parallel to the heater core 36 , which is a fluid communication between the engine 12 and the exhaust gas heat exchanger 20 provides. The fluid circuit 334 has a heater core bypass valve 378 functional with the fluid cooling circuit 334 connected and configured, a fluid flow through the heater core 36 and the heater core bypass 374 to control.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 334 definiert ferner einen Pumpenbypass 376 parallel zu der Pumpe 38, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Getriebewärmetauscher 30 und der Kraftmaschine 12 bereitstellt. Ein Einwegventil 380 beschränkt eine Strömung durch den Pumpenbypass 376 auf eine Richtung.The engine coolant circuit 334 further defines a pump bypass 376 parallel to the pump 38 , which provides fluid communication between the transmission heat exchanger 30 and the engine 12 provides. A one-way valve 380 limits flow through the pump bypass 376 in one direction.
Bezug nehmend auf 5, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der 1–4 bezeichnen, weist der Antriebsstrang 410 ein EGHR-System 432 mit einem Kraftmaschinen–Kühlmittelkreislauf 434 auf, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12, dem Heizerkern 36, dem Getriebewärmetauscher 30, dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 bereitstellt. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform definiert der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 434 eine Mehrzahl von Durchgängen 440, 442, 444, 446, 447, die die Pumpe 38, die Kraftmaschine 12, den Heizerkern 36, den Getriebewärmetauscher 30 und den Abgaswärmetauscher 20 in Reihe verbinden.Referring to 5 in which the same reference numerals designate the same components 1 - 4 denote, indicates the drive train 410 an EGHR system 432 with an engine coolant circuit 434 on that a fluid communication between the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 , the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 provides. At the in 5 The embodiment defined defines the engine coolant circuit 434 a plurality of passes 440 . 442 . 444 . 446 . 447 that the pump 38 , the engine 12 , the heater core 36 , the transmission heat exchanger 30 and the exhaust gas heat exchanger 20 connect in series.
Genauer definiert bei der in 5 gezeigten Ausführungsform der Fluidkreislauf 434 einen ersten Durchgang 440, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Heizerkern 36 vorsieht, einen zweiten Durchgang 442, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Heizerkern 36 und dem Abgaswärmetauscher 20 bereitstellt, einen dritten Durchgang 444, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und dem Getriebewärmetauscher 30 bereitstellt, einen vierten Durchgang 446, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Getriebewärmetauscher 30 und der Pumpe 38 bereitstellt, sowie einen fünften Durchgang 447, der eine Fluidkommunikation zwischen der Pumpe 38 und der Kraftmaschine 12 bereitstellt.Specifically defined at the in 5 shown embodiment of the fluid circuit 434 a first pass 440 , which is a fluid communication between the engine 12 and the heater core 36 Provides a second pass 442 , which is a fluid communication between the heater core 36 and the exhaust gas heat exchanger 20 Provides a third pass 444 that provides fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the transmission heat exchanger 30 Provides a fourth pass 446 , which provides fluid communication between the transmission heat exchanger 30 and the pump 38 and a fifth pass 447 , which is a fluid communication between the pump 38 and the engine 12 provides.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 434 definiert einen Getriebewärmetauscher-Bypass 460 parallel zu dem Getriebewärmetauscher 30, um eine Fluidkommunikation zwischen dem Abgaswärmetauscher 20 und der Pumpe 38 bereitzustellen. Ein Getriebewärmetauscher-Bypassventil 462 ist funktional mit dem Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 434 verbunden und derart konfiguriert, eine Fluidströmung durch den Getriebewärmetauscher 30 und den Getriebewärmetauscher-Bypass 460 zu steuern.The engine coolant circuit 434 defines a transmission heat exchanger bypass 460 parallel to the transmission heat exchanger 30 to provide fluid communication between the exhaust gas heat exchanger 20 and the pump 38 provide. A transmission heat exchanger bypass valve 462 is functional with the engine coolant circuit 434 connected and configured, a fluid flow through the transmission heat exchanger 30 and the transmission heat exchanger bypass 460 to control.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 434 definiert auch einen Heizerkernbypass 474 parallel zu dem Heizerkern 36, der eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebewärmetauscher 20 bereitstellt. Der Fluidkreislauf 434 weist ein Heizerkern-Bypassventil 478 auf, das funktional mit dem Fluidkreislauf 434 verbunden und derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung durch den Heizerkern 36 und den Heizerkernbypass 474 zu steuern.The engine coolant circuit 434 also defines a heater core bypass 474 parallel to the heater core 36 , which is a fluid communication between the engine 12 and the transmission heat exchanger 20 provides. The fluid circuit 434 has a heater core bypass valve 478 on, that is functional with the fluid circuit 434 connected and configured, a fluid flow through the heater core 36 and the heater core bypass 474 to control.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 434 definiert auch einen Abgaswärmetauscherbypass 485 parallel zu dem Abgaswärmetauscher 20, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Heizerkernbypass 474 und dem Getriebewärmetauscher 30 bereitstellt. Ein Einwegventil 487 beschränkt eine Strömung durch den Abgaswärmetauscherbypass 485 auf eine Richtung. Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 434 weist auch Beschränkungsöffnungen 489 auf, wie in 5 gezeigt ist. Das EGHR-System 432 von 5 sieht ein reduziertes Ablassen des Heizerkerns und eine reduzierte EGHR-Strömung (Ablassen der heißen Seite) in dem Heizerkernbypass für heiße Bedingungen vor und kann dazu verwendet werden, wenn es heiß ist, eine ausschließliche Kühlung des Getriebes bereitzustellen.The engine coolant circuit 434 also defines an exhaust gas heat exchanger bypass 485 parallel to the exhaust gas heat exchanger 20 , which is a fluid communication between the heater core bypass 474 and the transmission heat exchanger 30 provides. A one-way valve 487 limits flow through the exhaust gas heat exchanger bypass 485 in one direction. The engine coolant circuit 434 also has restriction openings 489 on, like in 5 is shown. The EGHR system 432 from 5 provides reduced heater core drainage and reduced EGHR flow (hot side bleed) in the heater core bypass for hot conditions, and may be used when hot to provide exclusive cooling of the transmission.
Bezug nehmend auf 6 weist ein Antriebsstrang 510 eine Kraftmaschine 12, ein Abgassystem 16, das einen Abgasdurchgang 18 in Fluidkommunikation mit der Kraftmaschine 12 aufweist, und einen Abgaswärmetauscher 20 auf. Ein Getriebe (in 6 nicht gezeigt, jedoch im Wesentlichen identisch zu dem Getriebe 22 der 1 und 3) weist ein Getriebekühlsystem 24 auf, von dem nur ein Teil in 6 gezeigt ist, das jedoch im Wesentlichen identisch zu dem Kühlsystem 24 ist, das in den 1 und 3 gezeigt ist). Der Antriebsstrang 510 weist auch einen Getriebewärmetauscher 30, einen Heizerkern 36 und eine Pumpe 538 auf. Die Pumpe 538 von 6 ist in die Kraftmaschine 12 integriert gezeigt.Referring to 6 has a drive train 510 an engine 12 , an exhaust system 16 that has an exhaust passage 18 in fluid communication with the engine 12 has, and an exhaust gas heat exchanger 20 on. A gearbox (in 6 not shown, but substantially identical to the transmission 22 of the 1 and 3 ) has a transmission cooling system 24 on, of which only a part in 6 however, this is essentially identical to the cooling system 24 is that in the 1 and 3 is shown). The powertrain 510 also has a transmission heat exchanger 30 , a heater core 36 and a pump 538 on. The pump 538 from 6 is in the engine 12 shown integrated.
Ein Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 534 sieht eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftmaschine 12, dem Abgaswärmetauscher 20, dem Getriebewärmetauscher 30, dem Heizerkern 36 und der Pumpe 538 vor. Der Antriebsstrang 510 weist eine Mehrzahl variabler Beschränkungsöffnungen auf, die derart konfiguriert sind, die Fluidströmung durch jeweilige Abschnitte des Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislaufs 534 zu steuern.An engine coolant circuit 534 sees a fluid communication between the engine 12 , the exhaust gas heat exchanger 20 , the transmission heat exchanger 30 , the heater core 36 and the pump 538 in front. The powertrain 510 has a plurality of variable restriction orifices configured to control the flow of fluid through respective portions of the engine coolant loop 534 to control.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 534 ist derart konfiguriert, dass der Getriebewärmetauscher 30 und der Heizerkern 36 parallel angeordnet sind. Die Mehrzahl variabler Beschränkungsöffnungen weist eine erste variable Beschränkungsöffnung 555 auf, die derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung (d. h. Kraftmaschinenkühlmittel) durch den Getriebewärmetauscher 30 zu steuern. Die Mehrzahl variabler Beschränkungsöffnungen weist auch eine zweite variable Beschränkungsöffnung 557 auf, die derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung durch den Heizerkern 36 zu steuern.The engine coolant circuit 534 is configured such that the transmission heat exchanger 30 and the heater core 36 are arranged in parallel. The plurality of variable restriction openings has a first variable restriction opening 555 configured such that fluid flow (ie, engine coolant) through the transmission heat exchanger 30 to control. The plurality of variable restriction openings also has a second variable restriction opening 557 configured such that fluid flow through the heater core 36 to control.
Der Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 534 definiert auch einen Abgaswärmetauscherbypass 585 parallel zu dem Abgaswärmetauscher 20. Der Bypass 585 sieht eine Fluidkommunikation von der Kraftmaschine 12 zu sowohl dem Heizerkern 36 als auch dem Getriebewärmetauscher 30 (die parallel angeordnet sind) vor. Die Mehrzahl variabler Beschränkungsöffnungen umfasst eine dritte variable Beschränkungsöffnung 559, die derart konfiguriert ist, eine Fluidströmung durch den Abgaswärmetauscherbypass 585 zu steuern.The engine coolant circuit 534 also defines an exhaust gas heat exchanger bypass 585 parallel to the exhaust gas heat exchanger 20 , The bypass 585 sees a fluid communication from the engine 12 to both the heater core 36 as well as the transmission heat exchanger 30 (which are arranged in parallel) before. The plurality of variable restriction openings comprises a third variable restriction opening 559 thus configured, fluid flow through the exhaust gas heat exchanger bypass 585 to control.
Kühlmittel 48 in dem Kreislauf 534 von der Kraftmaschine 12 strömt durch entweder den Abgaswärmetauscher 20 oder den Abgaswärmetauscherbypass 585 abhängig von dem Zustand der variablen Beschränkungsöffnung 559. Nachdem das Kühlmittel 48 durch entweder den Abgaswärmetauscher 20 oder den Abgaswärmetauscherbypass 585 geströmt ist, kann das Kühlmittel 48 dann durch entweder den Getriebewärmetauscher 30 oder den Heizerkern 36 strömen. Die relativen Mengen an Kühlmittel 48, die durch entweder den Getriebewärmetauscher 30 oder den Heizerkern 36 strömen, hängen von den Zuständen der variablen Beschränkungsöffnungen 555, 557 ab.coolant 48 in the cycle 534 from the engine 12 flows through either the exhaust gas heat exchanger 20 or the exhaust gas heat exchanger bypass 585 depending on the state of the variable restriction opening 559 , After the coolant 48 through either the exhaust gas heat exchanger 20 or the exhaust gas heat exchanger bypass 585 has flowed, the coolant can 48 then through either the transmission heat exchanger 30 or the heater core 36 stream. The relative amounts of coolant 48 passing through either the transmission heat exchanger 30 or the heater core 36 flow, depend on the states of the variable restriction orifices 555 . 557 from.
Nachdem das Kühlmittel 48 durch entweder den Getriebewärmetauscher 30 oder den Heizerkern 36 geströmt ist, strömt das Kühlmittel 48 durch den Kraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf 534 zurück zu der Kraftmaschine 12 und der Pumpe 538. Das EGHR-System 532 von 6 ermöglicht eine einzelne Pumpe 538, eine vollständig mischbare Strömung für jeden Wärmetauscher und maximale/minimale Erwärmung und Kühlflexibilität.After the coolant 48 through either the transmission heat exchanger 30 or the heater core 36 has flowed, the coolant flows 48 through the engine coolant circuit 534 back to the engine 12 and the pump 538 , The EGHR system 532 from 6 allows a single pump 538 , a fully miscible flow for each heat exchanger and maximum / minimum heating and cooling flexibility.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, jedoch ist der Schutzumfang der Erfindung ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Moden und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Erfindung detailliert beschrieben worden sind, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der in den angefügten Ansprüchen definierten Erfindung vorhanden.The detailed description and drawings or figures support and describe the invention, but the scope of the invention is defined solely by the claims. While some of the best modes and other embodiments for carrying out the claimed invention have been described in detail, there are several alternative constructions and embodiments for practicing the invention defined in the appended claims.
