DE102014219942A1 - A method of operating a supercharged internal combustion engine and supercharged internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine (2), vorzugsweise eines Fahrzeugs (1), wobei die Brennkraftmaschine (2) einen Kältekreis (9) sowie eine Frischluftanlage (3) zur Versorgung der Brennkraftmaschine (2) mit Frischluft aufweist. Zudem ist ein Zwischenkreis (18) vorgesehen, in dem ein Zwischenmedium zirkuliert und in dem ein erster Verdampfer (15) des Kältekreises (9) sowie ein erster Ladeluftkühler (17) der Frischluftanlage (3) eingebunden sind, wobei der Zwischenkreis (18) fluidisch von der Frischluftanlage (3) sowie von dem Kältekreis (9) getrennt ist. Eine erhöhte Effizienz des Kühlsystems (8) ergibt sich dadurch, dass der Zwischenkreis (18) nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine (2) erstmalig abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (2) und/oder des zugehörigen Fahrzeugs (1) gekühlt wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine solche Brennkraftmaschine (2).The present invention relates to a method for operating a supercharged internal combustion engine (2), preferably a vehicle (1), wherein the internal combustion engine (2) has a cooling circuit (9) and a fresh air system (3) for supplying the internal combustion engine (2) with fresh air. In addition, an intermediate circuit (18) is provided, in which an intermediate medium circulates and in which a first evaporator (15) of the refrigeration circuit (9) and a first intercooler (17) of the fresh air system (3) are integrated, the intermediate circuit (18) being fluidic is separated from the fresh air system (3) and from the refrigerant circuit (9). An increased efficiency of the cooling system (8) results from the fact that the intermediate circuit (18) for the first time after an operating start of the internal combustion engine (2) depending on operating parameters of the internal combustion engine (2) and / or the associated vehicle (1) is cooled. The invention further relates to such an internal combustion engine (2).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, vorzugsweise in einem Fahrzeug, sowie eine solche Brennkraftmaschine.The present invention relates to methods for operating a supercharged internal combustion engine, preferably in a vehicle, as well as such an internal combustion engine.
Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sind ein Brennstoff und Luft notwendig, die in wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine verbrannt werden. Zur Leistungssteigerung bzw. Bereitstellung höherer Lasten der Brennkraftmaschine ist es bekannt, die Brennkraftmaschine aufzuladen. Hierbei wird in einer Frischluftanlage zum Zuführen von Luft zur Brennkraftmaschine ein Verdichter vorgesehen, der Bestandteil eines Abgasturboladers sein kann. Der Verdichter verdichtet die der Brennkraftmaschine zuzuführende Luft und stellt der Brennkraftmaschine somit Ladeluft zur Verfügung. In Folge thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten führt das Aufladen bzw. Verdichten zu einer Erwärmung der Ladeluft, die wiederum zu einer niedrigen Dichte der Luft führt.To operate an internal combustion engine, a fuel and air are necessary, which are burned in at least one combustion chamber of the internal combustion engine. To increase the performance or provision of higher loads of the internal combustion engine, it is known to charge the internal combustion engine. Here, a compressor is provided in a fresh air system for supplying air to the internal combustion engine, which may be part of an exhaust gas turbocharger. The compressor compresses the air to be supplied to the internal combustion engine and thus provides the internal combustion engine with charge air. As a result of thermodynamic laws, the charging or compression leads to a warming of the charge air, which in turn leads to a low density of the air.
Zur Erhöhung der Dichte der Luft bzw. zur Erhöhung eines Luftmassenstroms ist es wünschenswert, die Ladeluft vor dem Zuführen zur Brennkraftmaschine zu kühlen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, einen Ladeluftkühlkreis vorzusehen, in dem ein Kühlmittel zirkuliert und der einen Ladeluftkühler zum Kühlen der Ladeluft sowie einen Kühlmittelkühler zum Kühlen des Kühlmittels aufweist. Insbesondere bei höheren Lasten bzw. Leistungen oder Leistungsanforderungen an die Brennkraftmaschine, beispielsweise in einer Beschleunigungsphase eines zugehörigen Fahrzeugs, führt eine möglichst starke Kühlung der Ladeluft zu einer weiteren Verbesserung der Leistung der Brennkraftmaschine sowie zur reduzierten Entstehung von Schadstoffen in den Abgasen der Brennkraftmaschine. Um diese Verbesserungen zu erreichen, ist also eine möglichst starke Kühlung der Ladeluft verlangt. Zur Realisierung einer weiteren Kühlung der Ladeluft kann ein Kältekreis eines Kühlsystems herangezogen werden. Im Kältekreis zirkuliert ein Kältemittel, das von einem Kältekreiskompressor angetrieben wird und einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels und einen Kondensator zum kondensieren des Kältemittels durchströmt. Zur Nutzung der Kälteleistung des Kältekreises ist es grundsächlich möglich, den Verdampfer des Kältekreises fluidisch mit dem Ladeluftkühlkreis zu koppeln.To increase the density of the air or to increase an air mass flow, it is desirable to cool the charge air before supplying to the internal combustion engine. For this purpose, it is known to provide a charge air cooling circuit in which circulates a coolant and having a charge air cooler for cooling the charge air and a coolant radiator for cooling the coolant. Especially at higher loads or power requirements of the internal combustion engine, for example, in an acceleration phase of an associated vehicle, the highest possible cooling of the charge air leads to a further improvement of the performance of the internal combustion engine and reduced formation of pollutants in the exhaust gases of the internal combustion engine. In order to achieve these improvements, the highest possible cooling of the charge air is required. To realize a further cooling of the charge air, a cooling circuit of a cooling system can be used. In the refrigerant circuit circulates a refrigerant which is driven by a refrigerant circuit compressor and flows through an evaporator for evaporating the refrigerant and a condenser for condensing the refrigerant. To use the cooling capacity of the refrigerant circuit, it is basically possible to couple the evaporator of the refrigerant circuit fluidly with the charge air cooling circuit.
Hierbei besteht insbesondere die Gefahr der Vermischung des Kältemittels mit der Ladeluft bzw. mit dem Kühlmittel, insbesondere bei Beschädigungen des Kältekreises bzw. des Kühlkreises. Die Vermischung des Kältemittels mit dem Kühlmittel bzw. der Luft kann zu Betriebsstörungen der Brennkraftmaschine und/oder des Kühlsystems führen. Kommt im Kältekreis oder im Ladeluftkühlkreis ein brennbares bzw. entzündbares Kühlmittel bzw. Kältemittel zum Einsatz, so besteht ferner die Gefahr einer Verbrennung bzw. Zündung, die ein erheblicher Sicherheitsnachteil darstellt. Zudem können bei der Vermischung des Kältemittels mit der Ladeluft bzw. dem Kühlmittel Reaktionsprodukte entstehen, die ebenfalls eine Gefahr darstellen.In particular, there is the risk of mixing the refrigerant with the charge air or with the coolant, in particular if the refrigerant circuit or the cooling circuit is damaged. The mixing of the refrigerant with the coolant or the air can lead to malfunction of the internal combustion engine and / or the cooling system. If a flammable or flammable coolant or refrigerant is used in the refrigerant circuit or in the charge-air cooling circuit, there is also the risk of combustion or ignition, which represents a considerable safety disadvantage. In addition, the mixing of the refrigerant with the charge air or the coolant reaction products may arise, which also represent a danger.
Zudem wird die Ladeluft durch die fluidische Kopplung des Verdampfers des Kältekreises mit dem Ladeluftkühlkreis durchgehend gekühlt, was Nachteile beim Betrieb der Brennkraftmaschine mit sich bringt.In addition, the charge air is continuously cooled by the fluidic coupling of the evaporator of the refrigerant circuit with the charge air cooling circuit, which brings disadvantages in the operation of the internal combustion engine with it.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine sowie für eine solche Brennkraftmaschine alternative oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich durch eine erhöhte Sicherheit und/oder eine verbesserte Effizienz auszeichnen.The present invention therefore deals with the problem of specifying, for a method for operating a supercharged internal combustion engine and for such an internal combustion engine, alternative or at least other embodiments which are distinguished by increased safety and / or improved efficiency.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, die einen Zwischenkreis zum Kühlen von Ladeluft aufweist, ein erstmaliges Kühlen des Zwischenkreises und somit ein erstmaliges Kühlen der Ladeluft über den Zwischenkreis nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und/oder des zugehörigen Fahrzeugs zu starten. Damit erfolgt nicht zwangsläufig eine Kühlung des Ladeluft über den Zwischenkreis unmittelbar nach dem Betriebsstart. Insbesondere kann die hierdurch frei verfügbare Leistung bzw. Energie anderweitig eingesetzt werden. In der Folge wird hierdurch eine verbesserte Effizienz der Brennkraftmaschine und/oder des zugehörigen Fahrzeugs erreicht.The present invention is based on the idea of a supercharged internal combustion engine having an intermediate circuit for cooling charge air, a first cooling of the intermediate circuit and thus a first cooling of the charge air via the intermediate circuit after a start of operation of the internal combustion engine depending on operating parameters of the internal combustion engine and / or of the associated vehicle. This does not necessarily mean that the charge air is cooled via the DC link immediately after the start of operation. In particular, the thereby freely available power or energy can be used elsewhere. As a result, an improved efficiency of the internal combustion engine and / or the associated vehicle is thereby achieved.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die einen Kältekreis auf, in dem ein Kältemittel zirkuliert. Die Brennkraftmaschine weist ferner eine eine Frischluftanlage zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Luft auf. Dabei sind der Kältekreis und die Frischluftanlage über den Zwischenkreis wärmeübertragend gekoppelt, wobei im Zwischenkreis im Vergleich zum im Kältekreis zirkulierenden Kältemittel ein Zwischenmedium zirkuliert. Hierdurch sind der Kältekreis und die Frischluftanlage wärmeübertragend miteinander gekoppelt. Ferner sind die Frischluftanlage und der Kältekreis fluidisch gänzlich separiert. In der Folge wird eine Vermischung des Kältemittels mit Luft, insbesondere Ladeluft, der Frischluftanlage verhindert oder eine entsprechende Gefahr zumindest erheblich reduziert. Somit ist die Sicherheit des Kühlsystems bzw. der Brennkraftmaschine oder eines zugehörigen Fahrzeugs erhöht. Dem Erfindungsgedanken entsprechend, weist der Kältekreis einen Kältekreiskompressor zum Antreiben des Kältemittels und einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels auf. Zum Verdichten bzw. Aufladen der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft ist in der Frischluftanlage ein Verdichter vorgesehen, wobei die vom Verdichter verdichtete Luft oder Ladeluft durch einen ersten Ladeluftkühler in der Frischluftanlage gekühlt wird. Der Wärmeaustausch zwischen dem Kältekreis und der Frischluftanlage erfolgt über den ersten Verdampfer und den ersten Ladeluftkühler. Das heißt, dass der erste Verdampfer und der erste Ladeluftkühler im Zwischenkreis eingebunden sind, wobei der Zwischenkreis fluidisch vom Kältekreis und der Frischluftanlage getrennt ist. In anderen Worten, die Wärmeübertragung zwischen dem Kältekreis und der Frischluftanlage läuft über den Zwischenkreis bzw. über das Zwischenmedium. Der Kältekreis kühlt über den ersten Verdampfer den Zwischenkreis bzw. das Zwischenmedium, während der Zwischenkreis bzw. das Zwischenmedium über den ersten Ladeluftkühler die Ladeluft kühlt.According to the idea of the invention, it has a refrigerant circuit in which a refrigerant circulates. The internal combustion engine also has a fresh air system for supplying the internal combustion engine with air. In this case, the refrigerant circuit and the fresh air system are coupled heat-transmitting via the intermediate circuit, wherein an intermediate medium circulates in the intermediate circuit in comparison to the refrigerant circulating in the refrigerant circuit. As a result, the refrigerant circuit and the fresh air system are coupled to each other heat transfer. Furthermore, the fresh air system and the refrigerant circuit are fluidly completely separated. As a result, a mixing of the refrigerant with air, in particular charge air, the fresh air system is prevented or a corresponding hazard at least significantly reduced. Thus, the safety of the cooling system or the internal combustion engine or an associated vehicle is increased. According to the idea of the invention, the refrigeration circuit has a refrigerant circuit compressor for driving the refrigerant and an evaporator for evaporating the refrigerant. For compressing or charging the air to be supplied to the internal combustion engine, a compressor is provided in the fresh air system, wherein the compressed air or charge air compressed by the compressor is cooled by a first charge air cooler in the fresh air system. The heat exchange between the refrigerant circuit and the fresh air system via the first evaporator and the first intercooler. This means that the first evaporator and the first intercooler are integrated in the intermediate circuit, wherein the intermediate circuit is fluidly separated from the refrigerant circuit and the fresh air system. In other words, the heat transfer between the refrigerant circuit and the fresh air system runs over the intermediate circuit or via the intermediate medium. The refrigerant circuit cools the intermediate circuit or the intermediate medium via the first evaporator, while the intermediate circuit or the intermediate medium cools the charge air via the first charge air cooler.
Der Kältekreis weist gewöhnlich zusätzlich zum ersten Verdampfer und dem Kältekreiskompressor einen Kondensator auf, der stromab des Kältemittelkompressors und stromauf des ersten Verdampfers angeordnet ist. Dabei dient der Kondensator dem Kondensieren des Kältemittels.The refrigerant circuit usually has, in addition to the first evaporator and the refrigerant circuit compressor, a condenser disposed downstream of the refrigerant compressor and upstream of the first evaporator. The condenser serves to condense the refrigerant.
Gewöhnlich dient der Kältekreis auch der Kühlung eines anderen Systems. In einem Fahrzeug kann der Kältekreis beispielsweise dazu dienen, einen Innenraum des Fahrzeugs zu kühlen. Der Kältekreis kann also Bestandteil einer Klimaanlage des Fahrzeugs sein.Usually, the refrigeration circuit also serves to cool another system. For example, in a vehicle, the refrigeration cycle may serve to cool an interior of the vehicle. The refrigerant circuit may therefore be part of an air conditioning system of the vehicle.
Zum Kühlen des anderen Systems kann prinzipiell der erste Verdampfer zum Einsatz kommen. Das heißt, dass der erste Verdampfer zum Kühlen der Ladeluft über den Zwischenkreis bzw. über den ersten Ladeluftkühler und zum Kühlen des anderen Systems, insbesondere in der Klimaanlage, eingesetzt werden kann. Vorstellbar ist es auch, für die Kühlung des anderen Systems im Kältekreis einen anderen Verdampfer, also einen zweiten Verdampfer vorzusehen. Somit ist es möglich, den ersten Verdampfer ausschließlich für die Kühlung der Ladeluft einzusetzen, was eine effizientere und/oder unabhängigere Kühlung der Ladeluft erlaubt.In principle, the first evaporator can be used to cool the other system. This means that the first evaporator can be used for cooling the charge air via the intermediate circuit or via the first charge air cooler and for cooling the other system, in particular in the air conditioning system. It is also conceivable to provide for the cooling of the other system in the refrigerant circuit another evaporator, so a second evaporator. Thus, it is possible to use the first evaporator exclusively for the cooling of the charge air, which allows a more efficient and / or more independent cooling of the charge air.
Bevorzugt sind der erste Verdampfer und der zweite Verdampfer in unterschiedlichen Zweigen des Kältekreises angeordnet. Dementsprechend weist der Kältekreis einen ersten Zweig sowie einen vom ersten Zweig unterschiedlichen zweiten Zweig auf. Die Zweige können an einer gemeinsamen Abzweigstelle vom Kältekreis abzweigen. Bevorzugt zweigt der Kältekreis stromab des Kondensators in die beiden Zweige auf, die dann stromauf des Kondensators wieder zum Kältekreis ineinander münden. Dabei ist der erste Verdampfer im ersten Zweig angeordnet, während der zweite Verdampfer im zweiten Zweig angeordnet ist. In einer äquivalenten Betrachtungsweise kann der erste Zweig als den zweiten Zweig umgehender bezeichnet werden. Hierdurch ist es möglich, den ersten Verdampfer im ersten Zweig zum Kühlen der Ladeluft, insbesondere ausschließlich hierfür, einzusetzen, während der zweite Verdampfer für den anderen Verwendungszweck des Kältekreises, also beispielsweise dem Betrieb der Klimaanlage, zum Einsatz kommt. Dementsprechend kann der zweite Verdampfer als Hauptverdampfer bezeichnet werden, während der erste Verdampfer als Nebenverdampfer bezeichnet werden kann. Entsprechendes gilt für den ersten Zweig und den zweiten Zweig: Der erste Zweig kann als Nebenzweig des Kältekreises bezeichnet werden, während der zweite Zweig als Hauptzweig des Kältekreises bezeichnet werden kann. Das Versehen des Kältekreises mit zwei Zweigen und der Anordnung jeweils eines der Verdampfer in einem solchen zugehörigen Zweig erlaubt ein flexibles Betreiben des Kältekreises. Zudem sind die Kühlung der Ladeluft über den Zwischenkreis und die Kühlung des anderen Systems quasi voneinander getrennt, was weitere Betriebsvorteile zur Folge hat.Preferably, the first evaporator and the second evaporator are arranged in different branches of the refrigeration circuit. Accordingly, the refrigeration cycle has a first branch and a second branch different from the first branch. The branches can branch off from the refrigeration circuit at a common branch point. Preferably, the cooling circuit branches off downstream of the capacitor in the two branches, which then open upstream of the condenser again to the refrigerant circuit. In this case, the first evaporator is arranged in the first branch, while the second evaporator is arranged in the second branch. In an equivalent consideration, the first branch may be referred to more immediately as the second branch. This makes it possible to use the first evaporator in the first branch for cooling the charge air, in particular exclusively for this purpose, while the second evaporator for the other use of the refrigeration circuit, so for example, the operation of the air conditioning is used. Accordingly, the second evaporator may be referred to as a main evaporator, while the first evaporator may be referred to as a secondary evaporator. The same applies to the first branch and the second branch: the first branch may be referred to as a branch branch of the cooling circuit, while the second branch may be referred to as a main branch of the cooling circuit. The provision of the refrigeration circuit with two branches and the arrangement of each one of the evaporator in such an associated branch allows flexible operation of the refrigeration circuit. In addition, the cooling of the charge air via the intermediate circuit and the cooling of the other system are virtually separated, which has further operational advantages.
Vorteilhaft ist eine Aufteilung der Strömung des Kältemittels zwischen dem ersten Zweig und dem zweiten Zweig möglich. Dies ist bevorzugt mit Hilfe einer Kältekreisventileinrichtung realisiert, die derart ausgestaltet bzw. angeordnet ist, dass sie die Strömung des Kältemittels zwischen dem ersten Zweig und dem zweiten Zweig des Kältekreises aufteilt. Dabei ist die Kältekreisventileinrichtung insbesondere derart ausgestaltet, dass sie eine Strömung des Kältemittels ausschließlich durch den zweiten Zweig erlaubt. Dadurch ist es möglich, keine Kühlleistung des Kältekreises an den Zwischenkreis bzw. den ersten Ladeluftkühler abzugeben. Ferner ist es vorstellbar die Kältekreisventileinrichtung derart auszugestalten, dass eine ausschließliche Durchströmung des ersten Zweigs des Kältekreises möglich ist. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die an den Zwischenkreis abgegebene Kühlleistung des Kältekreises zu erhöhen.Advantageously, a division of the flow of the refrigerant between the first branch and the second branch is possible. This is preferably realized with the aid of a refrigeration circuit valve device, which is designed or arranged such that it divides the flow of the refrigerant between the first branch and the second branch of the refrigeration circuit. In this case, the refrigeration circuit valve device is in particular designed such that it allows a flow of the refrigerant exclusively through the second branch. This makes it possible to deliver no cooling capacity of the refrigerant circuit to the intermediate circuit or the first intercooler. Furthermore, it is conceivable to design the refrigeration circuit valve device such that an exclusive flow through the first branch of the refrigeration circuit is possible. This makes it possible in particular to increase the output to the intermediate circuit cooling capacity of the refrigerant circuit.
Die Kältekreisventileinrichtung ist vorteilhalft derart ausgestaltet, dass eine beliebige Aufteilung der Strömung des Kältemittels zwischen dem ersten Zweig und dem zweiten Zweig möglich ist. Dabei ist die Aufteilung der Strömung zwischen dem ersten Zweig und dem zweiten Zweig bevorzugt stufenartig und/oder kontinuierlich einstellbar.The refrigerant circuit valve device is advantageously designed such that any division of the flow of the refrigerant between the first branch and the second branch is possible. In this case, the distribution of the flow between the first branch and the second branch is preferably adjustable in steps and / or continuously.
Die Kältekreisventileinrichtung kann ein Ventil oder mehrere Ventile aufweisen, die an beliebiger Stelle im Kältekreis angeordnet sein können. Insbesondere kann die Kältekreisventileinrichtung wenigstens ein solches Ventil im ersten Zweig, im zweiten Zweig bzw. einer Abzweigstelle des Kältekreises, an dem der erste Zweig und der zweite Zweig abzweigen, aufweisen.The refrigeration circuit valve device may comprise one or more valves which are connected to any one or more valves Location can be arranged in the cooling circuit. In particular, the refrigeration cycle valve device can have at least one such valve in the first branch, in the second branch or in a branching point of the cooling circuit, at which the first branch and the second branch branch off.
Zum Kühlen der Ladeluft ist vorteilhaft ferner ein Ladeluftkühlkreis vorgesehen, in dem ein Kühlmittel zirkuliert. Der Ladeluftkühlkreis weist einen zweiten Ladeluftkühler zum Kühlen der Ladeluft sowie einen Kühlmittelkühler zum Kühlen des Kühlmittels auf. Dabei ist der zweite Ladeluftkühler vorzugsweise stromauf des ersten Ladeluftkühlers in der Frischluftanlage angeordnet. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Ladeluft unabhängig und/oder zusätzlich vom ersten Ladeluftkühler zu kühlen. Stellt der Kältekreis keine Kühlleistung zum Kühlen der Ladeluft zur Verfügung, so ist es durch den Ladeluftkühlkreis möglich, trotzdem eine Kühlung der Ladeluft zu erreichen. Der Ladeluftkühlkreis kann zum Antreiben des Kühlmittels einen zugehörigen Kompressor aufweisen, der nachfolgend als Kühlkreiskompressor bezeichnet wird. Hierbei sind der Zwischenkreis, der Ladeluftkreis sowie der Kältekreis jeweils fluidisch voneinander getrennt.For cooling the charge air, a charge air cooling circuit, in which a coolant circulates, is also advantageously provided. The charge air cooling circuit has a second intercooler for cooling the charge air and a coolant radiator for cooling the coolant. In this case, the second charge air cooler is preferably arranged upstream of the first charge air cooler in the fresh air system. This makes it possible, in particular, to cool the charge air independently and / or additionally from the first charge air cooler. If the cooling circuit does not provide any cooling power for cooling the charge air, it is possible by the charge air cooling circuit to nevertheless achieve cooling of the charge air. The charge air cooling circuit may include an associated compressor for driving the coolant, hereinafter referred to as a refrigerant cycle compressor. Here, the intermediate circuit, the charge air circuit and the refrigerant circuit are each fluidly separated from each other.
Das Kühlmittel, das Kältemittel und das Zwischenmedium können jeweils unterschiedlich sein. Insbesondere kann das Kältemittel ein phasenwechselndes Kältemittel sein. Das Kühlmittel kann ein Niedertemperaturkühlmittel sein. Das Zwischenmedium kann ein Wasser-Glykol-Gemisch sein bzw. ein solches Gemisch aufweisen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Kühlmittel, das Kältemittel und das Zwischenmedium wenigstens teilweise identisch sind.The coolant, the refrigerant and the intermediate medium may each be different. In particular, the refrigerant may be a phase change refrigerant. The coolant may be a low-temperature coolant. The intermediate medium may be a water-glycol mixture or have such a mixture. Of course, it is also possible that the coolant, the refrigerant and the intermediate medium are at least partially identical.
Bei bevorzugten Ausführungsformen sind der Kondensator des Kältekreises und der Kühlmittelkühler benachbart angeordnet. Die benachbarte Anordnung des Kondensators und des Kühlmittelkühlers ist dabei vorteilhaft derart ausgestaltet, dass der Kondensator und der Kühlmittelkühler gemeinsam durch eine Luftströmung gekühlt werden können. Insbesondere in einem zugehörigen Fahrzeug ist es somit möglich, den Kondensator und den Kühlmittelkühler durch einen Kühlluftstrom zu kühlen, der zumindest teilweise durch den Fahrtwind und/oder durch ein Gebläse erzeugt und/oder verstärkt wird. Dabei sind der Kondensator und der Kühlmittelkühler bevorzugt derart angeordnet, dass sie nacheinander vom Kühlluftstrom gekühlt werden. Dies kann beispielsweise durch eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Kondensators und des Kühlmittelkühlers erreicht werden. Ferner ist die Anordnung vorteilhaft derart ausgestaltet, dass der Kondensator vor dem Kühlmittelkühler vom Kühlluftstrom gekühlt wird.In preferred embodiments, the condenser of the refrigeration circuit and the coolant radiator are disposed adjacent. The adjacent arrangement of the condenser and the coolant radiator is advantageously designed such that the condenser and the coolant radiator can be cooled together by an air flow. In particular, in an associated vehicle, it is thus possible to cool the condenser and the coolant radiator by a cooling air flow, which is generated and / or amplified at least partially by the airstream and / or by a fan. In this case, the condenser and the coolant radiator are preferably arranged such that they are cooled in succession by the cooling air flow. This can be achieved for example by a substantially parallel arrangement of the condenser and the coolant radiator. Furthermore, the arrangement is advantageously designed such that the condenser is cooled by the cooling air flow before the coolant radiator.
In bestimmten Situationen, insbesondere bei bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine und/oder des zugehörigen Fahrzeugs, ist es wünschenswert, die Ladeluft nicht oder möglichst wenig zu kühlen oder eine Kühlung der Ladeluft durch den Zwischenkreis und somit durch den ersten Ladeluftkühler zu reduzieren, insbesondere zu unterbinden. Hierzu weist die Frischluftanlage einen den ersten Ladeluftkühler umgehenden Bypass auf, sodass die Ladeluft bei Bedarf am ersten Ladeluftkühler vorbeigeführt werden kann. Zu diesen Situationen gehören beispielsweise Phasen mit geringer Last bzw. mit einer Grundlast der Brennkraftmaschine, in denen eine übermäßige Kühlung der Ladeluft dem Gesamtwirkungsgrad bzw. der Schadstoffemission der Brennkraftmaschine entgegenwirkt.In certain situations, in particular at certain operating points of the internal combustion engine and / or the associated vehicle, it is desirable not to cool the charge air or as little as possible or to reduce cooling of the charge air through the intermediate circuit and thus by the first intercooler, in particular to prevent. For this purpose, the fresh air system has a bypass bypassing the first intercooler, so that the charge air can be guided past the first intercooler when needed. These situations include, for example, phases with low load or with a base load of the internal combustion engine, in which an excessive cooling of the charge air counteracts the overall efficiency or the pollutant emission of the internal combustion engine.
Bevorzugt weist die Frischluftanlage eine Frischluftventileinrichtung auf, welche die Strömung der Ladeluft durch den ersten Ladeluftkühler umgehenden Bypass und/oder durch den ersten Ladeluftkühler steuert. Somit kann der Ladeluftkühler bei Bedarf gänzlich umgangen werden. In diesen Situationen kann eine Kühlung der Ladeluft ausschließlich durch den zweiten Ladeluftkühler erfolgen, der dementsprechend als Hauptladeluftkühler bezeichnet werden kann Im Umkehrschluss kann der erste Ladeluftkühler als Nebenladeluftkühler bezeichnet werden.The fresh air system preferably has a fresh air valve device which controls the flow of the charge air through the bypass bypassing the first charge air cooler and / or through the first charge air cooler. Thus, the intercooler can be completely bypassed if necessary. In these situations, the charge air can be cooled exclusively by the second charge air cooler, which accordingly can be referred to as the main charge air cooler. Conversely, the first charge air cooler can be referred to as a secondary charge air cooler.
Bevorzugt sind diejenigen Ausgestaltungen, bei denen die Frischluftventileinrichtung eine Dosierung der Strömung der Ladeluft zwischen dem Bypass und dem ersten Ladeluftkühler erlaubt. Besonderes vorteilhaft ist eine beliebige Dosierung bzw. Aufteilung möglich. Somit ist es möglich, die durch die Frischluftanlage strömende Ladeluft in beliebigen Teilmengen durch den Bypass strömen zu lassen. Insbesondere ist es hierdurch auch möglich, eine Strömung der Ladeluft durch den Bypass zu verhindern, so dass die Ladeluft gänzlich durch den ersten Ladeluftkühler strömt. Durch eine entsprechende Regelung der Frischluftventileinrichtung kann somit eine Kühlung der zur Brennkraftmaschine gelangenden Ladeluft variiert werden, da die durch den Bypass strömende Ladeluft nicht durch den ersten Ladeluftkühler gekühlt wird und stromab des ersten Ladeluftkühlers der gegebenenfalls vom ersten Ladeluftkühler gekühlten Ladeluft beigemischt wird.Preferred embodiments are those in which the fresh air valve device allows a metering of the flow of the charge air between the bypass and the first charge air cooler. Particularly advantageous is any dosage or distribution possible. Thus, it is possible to let the charge air flowing through the fresh air system flow in any subsets through the bypass. In particular, this also makes it possible to prevent a flow of the charge air through the bypass, so that the charge air flows completely through the first charge air cooler. By a corresponding regulation of the fresh air valve device can thus be varied cooling of the charge air reaching the engine, since the charge air flowing through the bypass is not cooled by the first charge air cooler and is admixed downstream of the first charge air cooler of the optionally cooled by the first charge air cooler charge air.
Zum Zirkulieren des Zwischenmediums im Zwischenkreis kann eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Zwischenkreiskompressor, vorgesehen sein. Besagte Fördereinrichtung kann dabei beliebig betrieben werden. Insbesondere ist vorstellbar, die Zwischenkreisfördereinrichtung konstant zu betreiben. Zur Variation des Wärmeaustausches zwischen dem ersten Ladeluftkühler und dem ersten Verdampfer kann jedoch die Leistung der Fördereinrichtung variiert werden. So kann eine stärkere Zirkulation des Zwischenmediums im Zwischenkreis zu einem stärkeren Wärmeaustausch zwischen dem ersten Ladeluftkühler und dem ersten Verdampfer führen. Auch hierdurch kann die Kühlung der Ladeluft durch den ersten Ladeluftkühler beeinflusst werden.For circulating the intermediate medium in the intermediate circuit, a conveying device, in particular a DC link compressor, can be provided. Said conveyor can be operated arbitrarily. In particular, it is conceivable to operate the DC link conveyor constant. However, to vary the heat exchange between the first charge air cooler and the first evaporator, the performance of the conveyor can be varied. So can a stronger Circulation of the intermediate medium in the intermediate circuit lead to a stronger heat exchange between the first intercooler and the first evaporator. This also allows the cooling of the charge air to be influenced by the first charge air cooler.
Grundsätzlich ist vorstellbar, die jeweiligen Kompressoren bzw. Fördereinrichtung des Kühlsystems durch die Brennkraftmaschine anzutreiben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kältekreiskompressor mit der Brennkraftmaschine antriebsverbunden ist. Die Antriebsverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Kältekreiskompressor kann dabei regelbar und insbesondere lösbar ausgestaltet sein. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, bei bestimmten Betriebsphasen der Brennkraftmaschine bzw. des zugehörigen Fahrzeugs, die Antriebsverbindung zwischen dem Kältekreiskompressor und der Brennkraftmaschine zu unterbrechen, um die gesamte Leistung der Brennkraftmaschine anderweitig zur Verfügung zu stellen. Eine solche Phase kann beispielsweise vorliegen, wenn eine Beschleunigung des zugehörigen Fahrzeugs erfolgen soll bzw. wenn die Last der Brennkraftmaschine erhöht wird. Dabei wird durch die Reduzierung bzw. Unterbrechung des Antriebs des Kältekreiskompressors die Strömung des Kältemittels im Kältekreis reduziert, insbesondere unterbrochen. Dementsprechend erfolgt eine Kühlung der Ladeluft mit Hilfe des ersten Ladeluftkühlers vorrangig durch die zuvor im Zwischenkreis bzw. Zwischenmedium gespeicherte Kälteleistung. Die Kälteleistung ist also insbesondere durch die Wärmeaufnahmeleistung des Zwischenkreises gegeben. Hier dienen also der Zwischenkreis bzw. das Zwischenmedium als Kältespeicher zum Kühlen der Ladeluft mittels des ersten Ladeluftkühlers.In principle, it is conceivable to drive the respective compressors or conveying device of the cooling system by the internal combustion engine. In particular, it can be provided that the refrigerant circuit compressor is drive-connected to the internal combustion engine. The drive connection between the internal combustion engine and the refrigerant circuit compressor can be designed adjustable and in particular detachable. In this way it is possible, for example, at certain operating phases of the internal combustion engine or the associated vehicle, to interrupt the drive connection between the refrigerant circuit compressor and the internal combustion engine in order to provide the total power of the internal combustion engine otherwise available. Such a phase can be present, for example, if an acceleration of the associated vehicle is to take place or if the load of the internal combustion engine is increased. In this case, the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit is reduced by the reduction or interruption of the drive of the refrigerant circuit compressor, in particular interrupted. Accordingly, cooling of the charge air with the aid of the first charge air cooler takes place primarily by the cooling capacity previously stored in the intermediate circuit or intermediate medium. The cooling capacity is therefore given in particular by the heat absorption capacity of the DC link. So here serve the intermediate circuit or the intermediate medium as a cold storage for cooling the charge air by means of the first charge air cooler.
Wird die Brennkraftmaschine bzw. das zugehörige Fahrzeug gestartet, so wird der Zwischenkreis erstmalig gekühlt, wenn vorgegebene Betriebsparameter der Brennkraftmaschine bzw. des zugehörigen Fahrzeugs erreicht werden. Die erstmalige Kühlung des Zwischenkreises durch den Kältekreis führt zu einem Wärmeaustausch zwischen dem ersten Ladeluftkühler und der Ladeluft. Mit anderen Worten, die Kühlung der Ladeluft durch den ersten Ladeluftkühler, die von einer entsprechenden Kühlung des Zwischenkreises durch den Kältekreis abhängt, erfolgt erstmalig, wenn besagte vorgegebene Betriebsparameter vorliegen. Das heißt insbesondere, dass die Ladeluft nicht zwangsläufig unmittelbar nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine bzw. des zugehörigen Fahrzeugs durch den ersten Ladeluftkühler gekühlt wird.If the internal combustion engine or the associated vehicle is started, then the DC link is cooled for the first time when predetermined operating parameters of the internal combustion engine or of the associated vehicle are reached. The first-time cooling of the intermediate circuit by the refrigerant circuit leads to a heat exchange between the first intercooler and the charge air. In other words, the cooling of the charge air through the first intercooler, which depends on a corresponding cooling of the intermediate circuit through the refrigeration circuit, takes place for the first time when said predetermined operating parameters are present. This means in particular that the charge air is not necessarily cooled immediately after the start of operation of the internal combustion engine or the associated vehicle by the first charge air cooler.
Bevorzugt wird der Zwischenkreis nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine erstmalig vom Kältekreis gekühlt, wenn die Brennkraftmaschine für eine vorgegebene Zeit in einem oberen Lastbereich betrieben wird. Die Kühlung der Ladeluft führt zu einer Erhöhung der Dichte der Ladeluft, die höhere Luftmassenströme in Brennräume der Brennkraftmaschine realisieren lässt. In der Folge lassen sich insbesondere höhere Leistungen bzw. Lasten der Brennkraftmaschine realisieren. Dementsprechend wird eine Kühlung der Ladeluft für besagte höhere Lasten benötigt. Andererseits erfordert die Kühlung der Ladeluft Energie, die vorliegend dem Zwischenkreis durch den Kältekreis zugeführt wird, sodass eine Kühlung der Ladeluft durch den ersten Ladeluftkühler erfolgen kann. Beim Betriebsstart der Brennkraftmaschine wird zudem Energie benötigt, um gewisse Prozesse zu starten bzw. die Brennkraftmaschine und/oder das Fahrzeug auf Betriebstemperatur zu bringen. Durch das erstmalige Kühlen des Zwischenkreises durch den Kältekreis nach erreichen besagter oberer Lastbereiche wird die verfügbare Energie der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs oder des Kühlsystems also anderweitig verwendet, wenn keine erhöhte Lasten bzw. Leistungen der Brennkraftmaschine erforderlich sind. Zudem hat sich gezeigt, dass eine übermäßige Kühlung der Ladeluft im unteren Lastbereichen der Brennkraftmaschine, in denen eine vergleichsweise geringe Leistung der Brennkraftmaschine benötigt wird, kontraproduktiv ist, da hierdurch erhöhte Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine und/oder erhöhte Schadstoffemissionen entstehen können. Dementsprechend wird durch das erstmalige Kühlen des Zwischenkreises nach einem Betriebsstart, wenn die Brennkraftmaschine für eine vorgegebene Zeit in einem oberen Lastbereich betrieben wird, auch diesen Nachteilen entgegengewirkt.Preferably, the DC link is cooled after a start of operation of the internal combustion engine for the first time by the refrigerant circuit when the internal combustion engine is operated for a predetermined time in an upper load range. The cooling of the charge air leads to an increase in the density of the charge air, which can realize higher air mass flows in combustion chambers of the internal combustion engine. As a result, in particular higher powers or loads of the internal combustion engine can be realized. Accordingly, a cooling of the charge air for said higher loads is needed. On the other hand, the cooling of the charge air requires energy, which in the present case is supplied to the intermediate circuit through the refrigeration circuit, so that the charge air can be cooled by the first charge air cooler. At the start of operation of the internal combustion engine energy is also required to start certain processes or to bring the internal combustion engine and / or the vehicle to operating temperature. By first cooling the intermediate circuit through the refrigeration circuit after reaching said upper load ranges, the available energy of the internal combustion engine or of the vehicle or of the cooling system is thus used elsewhere if no increased loads or performances of the internal combustion engine are required. In addition, it has been shown that excessive cooling of the charge air in the lower load ranges of the internal combustion engine, in which a comparatively low power of the internal combustion engine is required, is counterproductive, since this can result in increased fuel consumption of the internal combustion engine and / or increased pollutant emissions. Accordingly, by the initial cooling of the intermediate circuit after a start of operation, when the internal combustion engine is operated for a predetermined time in an upper load range, these disadvantages are also counteracted.
Der obere Lastbereich der Brennkraftmaschine entspricht in der Regel einem oberen Kennfeldbereich des Fahrzeugs. Der obere Kennfeldbereich ergibt sich durch eine abhängige Darstellung eines von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen effektiven Mitteldrucks der Brennkraftmaschine. Der obere Kennfeldbereich und somit der obere Lastenbereich der Brennkraftmaschine hängt dabei von der jeweiligen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine und/oder des zugehörigen Fahrzeugs ab. Insbesondere kann sich die Brennkraftmaschine im oberen Kennfeldbereich befinden, wenn effektive Mitteldrücke von ca. 7 bar oder mehr vorliegen.The upper load range of the internal combustion engine usually corresponds to an upper map range of the vehicle. The upper map range results from a dependent representation of a dependent of a speed of the internal combustion engine effective mean pressure of the internal combustion engine. The upper map area and thus the upper load range of the internal combustion engine depends on the respective configuration of the internal combustion engine and / or the associated vehicle. In particular, the internal combustion engine can be located in the upper map range, if effective mean pressures of about 7 bar or more are present.
Die Kühlung der Ladeluft hat des Weiteren den Vorteil, dass ein Wechseln zwischen einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit weniger Leistung bzw. weniger Last und einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit höherer Leistung bzw. höherer Last schneller erfolgt. Mit anderen Worten, ein Wechsel zwischen einer Grundlast bzw. Mittellast der Brennkraftmaschine zu einem höheren Lastbetrieb kann schneller realisiert werden. Dieses sogenannte transiente Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine kann also durch eine Kühlung der Ladeluft verbessert werden. Dementsprechend kann die erstmalige Kühlung des Zwischenkreises nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine auch dann erfolgen, wenn ein solcher transienter Bereich vorliegt oder zu erwarten ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn ein erstmaliger Lastbetrieb der Brennkraftmaschine zu erwarten ist. Hier wird durch die erstmalige Kühlung des Zwischenkreises durch den Kältekreis eine entsprechende Kühlung der Ladeluft durch den ersten Ladeluftkühler realisiert, sodass das transiente Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine verbessert wird. Das heißt, dass der Zwischenkreis nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine erstmals vom Kältekreis gekühlt wird, wenn ein Lastbetrieb der Brennkraftmaschine zu erwarten ist.The cooling of the charge air has the further advantage that a change between an operation of the internal combustion engine with less power or less load and an operation of the internal combustion engine with higher power or higher load takes place faster. In other words, a change between a base load or middle load of the internal combustion engine to a higher load operation can be realized faster. This so-called transient response of the internal combustion engine can thus be improved by cooling the charge air become. Accordingly, the first cooling of the DC link after a start of operation of the internal combustion engine can also take place when such a transient region is present or is to be expected. This may be the case in particular when a first-time load operation of the internal combustion engine is to be expected. Here is realized by the first cooling of the intermediate circuit through the refrigerant circuit, a corresponding cooling of the charge air through the first charge air cooler, so that the transient response of the internal combustion engine is improved. This means that the DC link is cooled for the first time by the refrigeration circuit after an operating start of the internal combustion engine when a load operation of the internal combustion engine is to be expected.
Die Abschätzung eines zu erwartenden Lastbetriebes kann auf beliebige Weise erfolgen. Insbesondere können das Kühlsystem, die Brennkraftmaschine sowie das zugehörige Fahrzeug hierzu Messeinrichtungen aufweisen, die die Bestimmung von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs erlauben. Ferner kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die ausgehend von diesen Betriebsparametern einen zu erwartenden Lastbetrieb der Brennkraftmaschine ermittelt.The estimation of an expected load operation can be done in any way. In particular, the cooling system, the internal combustion engine and the associated vehicle for this purpose may have measuring devices that allow the determination of operating parameters of the internal combustion engine or of the vehicle. Furthermore, a control device can be provided which determines an expected load operation of the internal combustion engine on the basis of these operating parameters.
Ein Beispiel für einen solchen Betriebsparameter ist die Drehzahl der Brennkraftmaschine. Dabei erfolgt ein erstmaliges Kühlen des Zwischenkreises durch den Kältekreis, wenn ein Gradient der Drehzahl einen vorgegebenen Wert überschreitet und positiv ist. Das heißt, dass ein erstmaliges Kühlen des Zwischenkreises erfolgt, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine für eine vorgegebene Zeit erhöht wird. Eine solche Erhöhung der Drehzahl ist ein Hinweis für einen zu erwartenden Lastbetrieb der Brennkraftmaschine. Dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb des Fahrzeuges, so kann diese Situation insbesondere dann vorliegen, wenn ein Gaspedal des Fahrzeugs für besagte vorgegebene Zeit stärker betätigt wird. Dies ist ein Hinweis auf eine geforderte Beschleunigung bzw. Beschleunigungsverstärkung des Fahrzeugs, die eine, insbesondere stärkere, Kühlung der Ladeluft erfordert und bei der die Kühlung des Ladeluft zu einem besseren transienten Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs führt.An example of such an operating parameter is the speed of the internal combustion engine. In this case, there is a first cooling of the DC link through the refrigerant circuit when a gradient of the rotational speed exceeds a predetermined value and is positive. This means that a first cooling of the intermediate circuit takes place when the speed of the internal combustion engine is increased for a predetermined time. Such an increase in the rotational speed is an indication of an expected load operation of the internal combustion engine. If the internal combustion engine serves the drive of the vehicle, then this situation may be present in particular when an accelerator pedal of the vehicle is operated more strongly for said predetermined time. This is an indication of a required acceleration or acceleration gain of the vehicle, which requires a, in particular stronger, cooling of the charge air and in which the cooling of the charge air leads to a better transient response of the internal combustion engine or the vehicle.
Die vorgegebene Zeit kann dabei beliebig lang sein. Sie kann insbesondere von der jeweiligen Brennkraftmaschine sowie vom jeweiligen Fahrzeug abhängen. Auch die Gegebenheiten des Kühlsystems können einen Einfluss auf die vorgegebene Zeit haben. Handelt es sich beispielsweise um ein sportliches Fahrzeug, so kann die vorgegebene Zeit kürzer gewählt werden. Auch bei Zwischenkreisen mit größeren thermischen Massen kann die vorgegebene Zeit kürzer gewählt werden, insbesondere weil eine Kühlung des Zwischenmedium bzw. der thermischen Masse vergleichsweise lange dauert.The predetermined time can be any length. It may depend, in particular, on the particular internal combustion engine as well as on the respective vehicle. The conditions of the cooling system can also have an influence on the given time. If it is, for example, a sporty vehicle, then the predetermined time can be chosen shorter. Even with intermediate circuits with larger thermal masses, the predetermined time can be selected shorter, in particular because a cooling of the intermediate medium or the thermal mass takes a comparatively long time.
Die thermische Masse zeichnet sich dadurch aus, dass sie Wärme aufnehmen und Wärme abgeben kann. Die Kälteleistung ist also insbesondere von der thermischen Masse des Zwischenkreises bestimmt. Durch die Wärmeaufnahme der thermischen Masse ist es möglich, den Zwischenkreis und/oder die Ladeluft zu Kühlen. Durch die Wärmeabgabe ist es möglich, die thermische Masse zu kühlen. Zur thermischen Masse des Zwischenkreises gehören sämtliche Bestandteile, die Wärme aufnehmen bzw. abgeben können. Es gehören also insbesondere das Zwischenmedium, der erste Ladeluftkühler, der Verdampfer sowie Verbindungen zwischen dem ersten Ladeluftkühler und dem ersten Verdampfer, etwa Verrohrungen zur thermischen Masse des Zwischenkreises.The thermal mass is characterized by the fact that it can absorb heat and give off heat. The cooling capacity is thus determined in particular by the thermal mass of the DC link. Due to the heat absorption of the thermal mass, it is possible to cool the DC bus and / or the charge air. Due to the heat release, it is possible to cool the thermal mass. The thermal mass of the DC link includes all components that absorb or release heat. Thus, in particular, the intermediate medium, the first intercooler, the evaporator and connections between the first intercooler and the first evaporator, such as piping to the thermal mass of the intermediate circuit belong.
Ein zu erwartender Lastbetrieb der Brennkraftmaschine kann auch dann vorliegen, wenn ein Lastbetrieb der Brennkraftmaschine signalisiert wird. Dies kann insbesondere dann der Fall, wenn ein zugehöriger Betriebsmodus eingestellt wird. Eine solche Einstellung kann von außen erfolgen. Bei einem zugehörigen Fahrzeug ist es beispielsweise vorstellbar, das Mittel zum Einstellen unterschiedlicher Betriebsmodi vorgesehen sind. Ist ein Betriebsmodus eingestellt, der einen Lastbetrieb der Brennkraftmaschine erwarten lässt, beispielsweise wenn ein ”Sportmodus” ausgewählt ist, so erfolgt ein erstmaliges Kühlen des Zwischenkreises durch den Kältekreis, wenn ein solches Betriebsmodus eingestellt wird. Dabei kann die Einstellung dieses Betriebsmodus auch vor dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine erfolgen. In diesem Fall kann die erstmalige Kühlung des Zwischenkreises unmittelbar nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine erfolgen. Insbesondere ist es vorstellbar, dass der Betriebsmodus dauerhaft eingestellt ist. Es ist also vorstellbar, den Zwischenkreis erstmalig unmittelbar nach oder mit dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine zu kühlen.An expected load operation of the internal combustion engine can also be present when a load operation of the internal combustion engine is signaled. This can be the case in particular when an associated operating mode is set. Such a setting can be done from the outside. In an associated vehicle, for example, it is conceivable that means for setting different operating modes are provided. If an operating mode is set, which can be expected load operation of the internal combustion engine, for example, if a "sports mode" is selected, there is a first cooling of the intermediate circuit by the refrigeration circuit when such an operating mode is set. The setting of this operating mode can also be done before the start of operation of the internal combustion engine. In this case, the first-time cooling of the DC link can take place immediately after the start of operation of the internal combustion engine. In particular, it is conceivable that the operating mode is permanently set. It is therefore conceivable to cool the DC link for the first time immediately after or at the start of operation of the internal combustion engine.
Das Kühlen des Zwischenkreises durch den Kältekreis erfolgt durch den ersten Verdampfer. Dementsprechend kann das erstmaligen Kühlen des Zwischenkreises durch den Kältekreis durch ein erstmaliges durchströmen des ersten Verdampfers vom Kältemittel realisiert werden.The cooling of the intermediate circuit through the refrigerant circuit is effected by the first evaporator. Accordingly, the initial cooling of the intermediate circuit can be realized by the refrigerant circuit by a first time flowing through the first evaporator of the refrigerant.
Hierzu kann beispielsweise die Kältekreisventileinrichtung zum Einsatz kommen, die eine Strömung des Kältemittels durch den ersten Zweig unterbricht bzw. freigibt. Die Freigabe kann dabei stufenartig oder stetig erfolgen. Mit anderen Worten, zum erstmaligen Kühlen des Zwischenkreises durch den Kältekreis kann vorgesehen sein, dass der erste Verdampfer nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine erstmalig vom Kältemittel durchströmt wird.For this purpose, for example, the refrigerant circuit valve device can be used, which interrupts or releases a flow of the refrigerant through the first branch. The release can be stepped or continuous. In other words, for the first time cooling of the intermediate circuit by the refrigerant circuit can be provided that the first evaporator is flowed through by the refrigerant for the first time after the start of operation of the internal combustion engine.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen,Show it,
In
Durch das Verdichten der Luft erhöht sich die Temperatur der verdichteten Luft bzw. der Ladeluft. Dies wirkt jedoch einer Effizienz der Brennkraftmaschine
Das Fahrzeug
Zum Kühlen der Ladeluft weist die Frischluftanlage
Der Kältekreis
Das Kühlsystem
Die Frischluftanlage
Das Fahrzeug
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Ladeluft mittels des ersten Ladeluftkühlers
Der Kältekreiskompressor
Das Fahrzeug
Der Kältekreis
Der Zwischenkreis
Die thermische Masse hat einen Einfluss darauf, wie lange die Ladeluft durch den ersten Ladeluftkühler
Bei dem in
Vorstellbar ist es gemäß
Alternativ oder zusätzlich kann der thermische Zusatzspeicher
Eine Aktivierung des thermischen Zusatzspeichers
Ein Aufladen des thermischen Zusatzspeichers
Das Fahrzeug
Umgekehrt kann die Antriebsverbindung
Ein erstmaliges Kühlen des Zwischenkreises
Alternativ kann eine erstmalige Kühlung des Zwischenkreises
Bei einer weiteren Alternative erfolgt die erstmalige Kühlung des Zwischenkreises
Zur erstmaligen Kühlung des Zwischenkreises
Der erste Ladeluftkühler
Dabei wird das Kühlsystem
Vorzugsweise wird dabei die Ladeluft in der zweiten Kühlstufe
Das Betreiben der Brennkraftmaschine
Die Integration der ersten Kühlstufe
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2014
- 2014-10-01 DE DE102014219942.5A patent/DE102014219942A1/en not_active Withdrawn
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