DE112018004425T5 - Aktives Aufheizsystem und Aufheizverfahren - Google Patents

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Jeffrey Owen Sheppard
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Abstract

Ein Heiz-/Kühlsystem für ein Fahrzeug weist Zirkulationskreise für ein erstes und zweites Fluid zum Umwälzen eines Motorkühlmittels und eines Kraftfahrzeug-Fluids auf. Ein erster Wärmetauscher überträgt Wärme von dem Kühlmittel an Luft für den Fahrzeuginnenraum. Ein zweiter Wärmetauscher überträgt Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Kraftfahrzeug-Fluid. Ein erstes Ventil weist einen ersten und zweiten Einlass zum Aufnehmen von Kühlmittel von einer heißen und kalten Kühlmittelquelle und einen Auslass zum Abgeben von Kühlmittel an den zweiten Wärmetauscher auf. Ein zweites Ventil weist einen Einlass zum Aufnehmen von Kühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle und einen Auslass zum Abgeben von Kühlmittel an den ersten Einlass des ersten Ventils auf. Die Ventilpositionen ändern sich mit der Temperatur des Kühlmittels und des Kraftfahrzeug-Fluids, wobei bevorzugt während des Kaltstarts des Fahrzeugs Wärme an den Fahrzeuginnenraum geliefert wird. Der zweite Wärmetauscher und Ventile können in einem Temperatursteuermodul vorgesehen sein.

Description

  • VERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/569,389 eingereicht am 6. Oktober 2017, deren Inhalte hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Konfigurationen für ein aktives Aufheizsystem (AWU) für Automobile, die ein Aufheizen von Systemkomponenten bei Kaltstartbedingungen ohne Verzögerung von Aufheizzeiten des Fahrgastraumes oder Enteisungszeiten und ohne Verzögerung des Aufheizens von Motoren bereitstellen. Die hier offenbarten AWU Systeme steuern die Quelle eines Wärmetauscherfluids, das zu einem Wärmetauscher geliefert wird, um Wärme zu oder von einem Kraftfahrzeug-Fluid zu übertragen, das auch dem Wärmetauscher während verschiedener Startbedingungen geliefert wird, wobei auch für Funktionen des Aufheizens des Farbgastraums und/oder des Enteisens gesorgt wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • In der Automobilindustrie wird gut verstanden, dass Kraftfahrzeuge hocheffizient funktionieren, sobald alle Fluide in den Automobilsystemen bei ihren optimalen Betriebstemperaturen zirkulieren.
  • Kraftfahrzeug-AWU Systeme sind konstruiert, schnell Kraftfahrzeug-Fluide beim Starten auf optimale Betriebstemperaturen, insbesondere bei Kaltstartbedingungen zu bringen. Einige AWU Systeme verlassen sich darauf, schnell Wärme auf dem System zu entfernen in einem Versuch, schnell Fluide auf ihre optimale Betriebstemperatur zu bringen, was eine gegenteilige Wirkung auf das Aufwärmen der Fahrgastzelle und/oder die Enteisungszeiten hat und auch das Erwärmen des Motors verzögern kann. In kalten Klimaregionen, in denen der Komfort für Passagiere und Enteisungsfunktionen bei Kaltstartbedingungen häufig als Priorität für Benutzer des Kraftfahrzeugs angesehen werden, kann das Entfernen von Wärme aus dem System, um Kraftfahrzeug-Fluide auf Kosten des Erwärmens des Fahrgastraums und/oder des Enteisens zu erwärmen, problematisch sein. Auch kann das Verzögern des Erwärmens des Motors eine negative Wirkung auf die gesamte Kraftstoffeinsparung haben.
  • Einige AWU Systeme versuchen, das Aufheizen bei Kaltstartbedingungen zu verbessern, ohne nachteilig die Zeiten für das Erwärmen des Fahrgastraums oder das Enteisen zu beeinflussen. Jedoch können solche Systeme kostenaufwendig sein und die Komplexität der Installation des Systems erhöhen und entweder das Erwärmen des Fahrgastraums oder die Fluiderwärmung favorisieren, jeweils auf wechselseitige Kosten. In aktuellen ökonomischen Situationen, bei denen Kosteneffizienz und Robustheit von Systemen/Komponenten wertgeschätzt werden und häufig als Priorität angesehen werden, ist ein verbessertes AWU System wünschenswert, das darauf zielt, die Zeit für das Erreichen von optimalen Betriebstemperaturen für wichtige Kraftfahrzeug-Fluide zu verringern ohne die Zeiten für das Erwärmen des Fahrgastraums und/oder das Enteisen zu verlängern.
  • ABRISS
  • In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Heiz-und Kühlsystem für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einer Antriebsstrangkomponente und einem Fahrgastraum bzw. Fahrzeuginnenraum vorgesehen, wobei das System umfasst: (a) einen ersten Fluidzirkulationskreis zum Zirkulieren eines Motorkühlmittels, wobei der erste Fluidzirkulationskreis den Motor einschließt; (b) einen zweiten Fluidzirkulationskreis zum Zirkulieren eines Kraftfahrzeug-Fluids zum Schmieren der Antriebsstrangkomponente, wobei der zweite Fluidzirkulationskreis die Antriebsstrangkomponente einschließt; (c) einen ersten Wärmetauscher, der stromabwärts zu dem Motor in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels liegt, wobei der erste Wärmetauscher angepasst ist, das von dem Motor ausgelassene Motorkühlmittel aufzunehmen und Wärme von dem Motorkühlmittel auf einen Luftstrom zu übertragen, der zu dem Fahrgastraum geliefert wird; (d) einen zweiten Wärmetauscher, der fluidisch sowohl mit dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels als auch mit dem Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids verbunden ist und angepasst ist, Wärme zwischen dem Motorkühlmittel und dem Kraftfahrzeug-Fluid zu übertragen; (e) ein erstes Ventil, das in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels vorgesehen ist, wobei das erste Ventil mit einem ersten Einlass zum Aufnehmen des Motorkühlmittels von einer ersten Kühlmittelquelle in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels versehen ist; einen zweiten Einlass zum Aufnehmen des Motorkühlmittels von einer zweiten Kühlmittelquelle in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels; und einen Auslass zum Abführen des Motorkühlmittels zu dem zweiten Wärmetauscher; wobei das erste Ventil eine erste Ventilposition, in der ein Strömungspfad durch den ersten Einlass und den Auslass offen ist, und eine zweite Ventilposition aufweist, in der ein Strömungspfad durch den zweiten Einlass und den Auslass offen ist; (f) ein zweites Ventil, das in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels vorgesehen ist, wobei das zweite Ventil einen Einlass zum Aufnehmen des Motorkühlmittels von der ersten Kühlmittelquelle und einen ersten Auslass zum Abführen des Motorkühlmittels zu dem ersten Einlass des ersten Ventils aufweist; wobei das zweite Ventil eine erste Ventilposition, in der ein Strömungspfad durch den Einlass und den ersten Auslass teilweise oder vollständig geschlossen ist, und eine zweite Ventilposition aufweist, in der der Strömungspfad durch den Einlass und den ersten Auslass offen ist; und wobei die erste Kühlmittelquelle zwischen einem Kühlmittelauslass des Motors, durch den das Motorkühlmittel abgeführt wird, und einem Einlass des ersten Wärmetauschers liegt.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Heizen und/oder Kühlen eines Kraftfahrzeug-Fluids in einem Fahrzeug, das ein Heiz-und Kühlsystem, wie hier beschrieben, verwendet, vorgesehen. Das Verfahren umfasst: (a) in einem ersten Betriebszustand des Systems mit sowohl dem ersten als auch den zweiten Ventil in ihren ersten Position Starten des Motors des Fahrzeugs bei Kaltstartbedingungen und Umwälzen des Motorkühlmittels durch den Zirkulationskreis des Motorkühlmittels und Umwälzen des Kraftfahrzeug-Fluids durch den Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids, derart, dass der meiste Teil des oder das gesamte Kühlmittel(s) von der ersten Kühlmittelquelle durch den ersten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Luftstrom übertragen wird; (b) sobald die Temperatur des Motorkühlmittels, das aus dem Motor strömt, steigt, Umschalten des zweiten Ventils von seiner ersten Ventilposition in seine zweite Ventilposition und Umschalten des Systems von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand; (c) in dem zweiten Betriebszustand des Systems mit dem ersten Ventil in seiner ersten Betriebsposition und dem zweiten Ventil in seiner zweiten Betriebsposition Betreiben des Motors bei Aufheizbedingungen und Umwälzen des Motorkühlmittels durch den Zirkulationskreis des Motorkühlmittels und Umwälzen des Kraftfahrzeug-Fluids durch den Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids, derart, dass das Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle weiter durch den ersten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Luftstrom überträgt und/oder den ersten Wärmetauscher überbrückt, und derart, dass das Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle durch das zweite Ventil zu dem ersten Ventil und durch das erste Ventil zu dem zweiten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem Kraftfahrzeug-Fluid, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, überträgt; und (d) sobald die Temperatur des Motorkühlmittels, das aus dem Motor strömt, auf einen normalen Betriebsbereich steigt, Umschalten des ersten Ventils von seiner ersten Ventilposition in seine zweite Ventilposition und Umschalten des Systems von dem zweiten Betriebszustand in den dritten Betriebszustand; (e) in dem dritten Betriebszustand des Systems mit sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ventil in ihren zweiten Betriebspositionen Betreiben des Motors bei normalen Betriebsbedingungen und Umwälzen des Motorkühlmittels durch den Zirkulationskreis des Motorkühlmittels und Umwälzen des Kraftfahrzeug-Fluids durch den Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids, derart, dass das Motorkühlmittel von der zweiten Kühlmittelquelle durch das erste Ventil zu dem zweiten Wärmetauscher strömt und Wärme aus dem Kraftfahrzeug-Fluid, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, abzieht, und derart, dass das Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle weiter durch den ersten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Luftstrom überträgt und/oder den ersten Wärmetauscher überbrückt.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Temperatursteuermodul für einen Heiz-und Kühlsystem eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei das Temperatursteuermodul umfasst: (a) einen Wärmetauscher für Getriebefluid, der einen Stapel von Kernplatten umfasst, die alternierende Strömungskanäle für ein Kühlmittel und für Getriebefluid definieren, wobei der Wärmetauscher Einlass- und Auslasssammelleitungen für das Kühlmittel und das Getriebefluid aufweist, wobei die Sammelleitungen sich über die Höhe des Plattenstapels erstrecken und der Wärmetauscher eine obere Platte mit Öffnungen in Fluidverbindung mit den Sammelleitungen aufweist, wobei die Sammelleitungen mit Armaturen versehen sind; (b) eine Ventilbaugruppe, die ein erstes thermisch betätigtes Ventil und ein zweites thermisch betätigtes Ventil umfasst, wobei die Ventilbaugruppe umfasst: eine Steuerkammer des ersten Ventils, die an einem ersten Ende der Ventilbaugruppe liegt, wobei die Steuerkammer einen Einlass zum Aufnehmen des Getriebefluids und einen Auslass, der in abdichtender Weise mit der oberen Platte über einen Befestigungsflansch verbunden ist, aufweist, und die in Fluidverbindung mit einer Einlasssammelleitung des Getriebefluids des Wärmetauschers ist; eine Hauptventilkammer des ersten Ventils, die einen ersten und einen zweiten Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Auslass an einem zweiten Ende der Ventilbaugruppe liegt, wobei der Auslass in abdichtender Weise mit der oberen Platte über einen Befestigungsflansch verbunden ist, und die in Fluidverbindung mit einer Einlasssammelleitung des Kühlmittels des Wärmetauschers ist; eine Kühlmitteleinlassarmatur zum Aufnehmen des Kühlmittels von einer zweiten Kühlmittelquelle, die in abdichtender Weise mit dem ersten Ventil an seinem zweiten Einlass der Hauptventilkammer verbunden ist; und das zweite Ventil einen Einlass zum Aufnehmen des Kühlmittels von einer ersten Kühlmittelquelle und einen Auslass, der in abdichtender Weise mit dem ersten Ventil an seinem ersten Einlass der Hauptventilkammer verbunden ist, umfasst.
  • Figurenliste
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
    • 1 eine schematische Darstellung ist, die einen Heiz-/Kühlsystem entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
    • 2 eine schematische Darstellung ist, die einen Teil des Heiz-/Kühlsystems der 1 in einem ersten Betriebszustand zeigt;
    • 2A ein Querschnitt entlang der Linie 2A-2A' von 2 ist;
    • 3 eine schematische Darstellung ist, die einen Teil des Heiz-/Kühlsystems der 1 in einem zweiten Betriebszustand zeigt;
    • 4 eine schematische Darstellung ist, die einen Teil des Heiz-/Kühlsystems der 1 in einem dritten Betriebszustand zeigt;
    • 5 eine schematische Darstellung ist, die einen Heiz-/Kühlsystem entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
    • 6 eine schematische Darstellung ist, die einen Teil des Heiz-/Kühlsystems der 5 in einem ersten Betriebszustand zeigt;
    • 7 eine schematische Darstellung ist, die einen Teil des Heiz-/Kühlsystems der 5 in einem zweiten Betriebszustand zeigt;
    • 8 ein Temperatursteuermodul darstellt, das einen Wärmetauscher und ein Paar von thermisch betätigten Ventilen einschließt;
    • 9 eine schematische Darstellung ist, die einen Heiz-/Kühlsystem entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
    • 10 eine schematische Darstellung ist, die einen Heiz-/Kühlsystem entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt; und
    • 11 eine schematische Darstellung ist, die einen Heiz-/Kühlsystem entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft verschiedene Ausführungsbeispiele eines Heiz-/Kühlsystems 10 für ein Fahrzeug 1, das durch eine Brennkraftmaschine 12 angetrieben wird und einen Fahrgastraum bzw. ein Fahrzeuginnenraum 14 und eine Antriebsstrangkomponente 30, die ein Kraftfahrzeug-Fluid, wie ein Schmiermittel enthält, aufweist. Beispielsweise kann die Antriebsstrangkomponente 30 ein Fahrzeuggetriebe umfassen, in dem das Kraftfahrzeug-Fluid ein Getriebefluid ist. Alternativ kann die Antriebsstrangkomponente 30 eine Achse umfassen, in welchem Fall das Kraftfahrzeug-Fluid ein Achsfluid ist. Ein oder mehrere Wärmetauscherfluide werden in dem Heiz-/Kühlsystem umgewälzt, um verschiedene Fahrzeugkomponenten zu heizen und/oder zu kühlen. Beispielsweise sind die Wärmetauscherfluide ausgewählt aus einem oder mehreren von Motorkühlmittel, Luft, Wasser und Kühlmitteln.
  • In den spezifischen unten beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Antriebsstrangkomponente 30 ein Fahrzeuggetriebe und das Kraftfahrzeug-Fluid ist daher ein Getriebefluid. Auch umfassen alle unten beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Motorkühlmittel als Wärmetauscherfluid.
  • 1 zeigt schematisch ein Heiz-/Kühlsystem 10 für ein Fahrzeug 1 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel, das durch eine Brennkraftmaschine 12 angetrieben wird und ein Getriebe 30 aufweist. Das System 10 umfasst einen Zirkulationskreis 20 eines ersten Fluids (durchgezogene Linien), in dem das Motorkühlmittel umgewälzt wird, und einen Zirkulationskreis 15 eines zweiten Fluids (gestrichelte Linien), in dem Getriebefluid umgewälzt wird. Zwischen dem ersten und zweiten Kreis 20, 15 findet kein Mischen zwischen den Fluiden statt. Das System 10 umfasst auch einen Zirkulationskreis 2 eines dritten Fluids (durchgezogene Linien) durch den Luft zirkuliert.
  • Das Motorkühlmittel bzw. die Motorkühlflüssigkeit strömt durch den ersten Kreis 20 durch eine Mehrzahl von Kühlmittelkanälen, die mit 22, 23, 25, 36, 37, 38, 40, 70 bezeichnet sind, und das Getriebefluid zirkuliert durch den zweiten Kreis 15 über eine Mehrzahl von Getriebefluidkanälen 32, 33 und 34. Luft zirkuliert im System 10 und/oder zwischen System 10 und der Atmosphäre 4 über Luftkanäle 16, 17, 18 und 19.
  • System 10 umfasst einen ersten Wärmetauscher 26, der angepasst ist, einen ankommenden Luftstrom über den Luftkanal 16, wie atmosphärische Umgebungsluft aus der Atmosphäre 4, und/oder einen rückströmenden Luftstrom aus dem Fahrzeuginnenraum 14 über den Luftkanal 19 und einen Flüssigkeitsstrom, der aus dem Motor 12 über den Kühlmittelkanal 22 abgeführtes Motorkühlmittel umfasst, zu empfangen. Die Luft und das Kühlmittel werden durch den ersten Wärmetauscher 26 hindurch geführt und Wärme wird von dem Kühlmittel an die Luft übertragen. Der von dem Wärmetauscher 26 erzeugte aufgeheizte Luftstrom wird dann in den Fahrzeuginnenraum 14 als aufgeheizter Luftstrom über den Luftkanal 17 geblasen, um den Fahrzeuginnenraum 14 aufzuheizen und/oder zu enteisen, während das hinsichtlich der Wärme verbrauchte Kühlmittel aus dem ersten Wärmetauscher 26 über den Kühlkanal 70 ausgelassen wird. Der erste Wärmetauscher 26 wird manchmal hier als „Heizkern“ bezeichnet. Wie in 1 gezeigt, wird verbrauchte Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 14 über den Luftkanal 18 als ein Abluftstrom ausgelassen und zur Atmosphäre 4 zurückgeführt und/oder wird über den Luftkanal 19 erneut umgewälzt und zu dem ersten Wärmetauscher 26 zurückgeführt.
  • Das System 10 umfasst auch einen zweiten Wärmetauscher 28, der geeignet ist, das in dem zweiten Kreis 15 zirkulierende Getriebefluid und in dem ersten Kreis 20 zirkulierenden Motorkühlmittel aufzunehmen. Insbesondere ist der zweiten Wärmetauscher 28 ein Flüssigkeit/Flüssigkeit Wärmetauscher, der angepasst ist, aus dem Getriebe 30 über Getriebefluidkanäle 32 und 33 abgeführtes Getriebefluid aufzunehmen und das Getriebefluid zurück zu dem Getriebe 30 über den Getriebefluidkanal 34 zu führen. Der zweiten Wärmetauscher 28 ist auch angepasst, Motorkühlmittel über den Kühlmittelkanal 36 aufzunehmen und das Kühlmittel zu dem Motor 12 über den Kühlmittelkanal 37 zurückzuführen. Das Kühlmittel und das Getriebefluid werden durch den zweiten Wärmetauscher 26 hindurch geführt und Wärme wird von dem Kühlmittel an das Getriebefluid übertragen oder umgekehrt, abhängig von dem Betriebsmodus des Systems 10. Der zweite Wärmetauscher 26 wird manchmal hier als Getriebeölwärmer (TOW) oder Getriebeölkühler (TOC) bezeichnet.
  • Das System 10 umfasst auch einen dritten Wärmetauscher 24, der Motorkühlmittel von dem ersten Wärmetauscher 26 über den Kühlmittelkanal 70 oder direkt von dem Motor 12 über den Bypass-Kühlmittelkanal 23 empfängt. Der dritte Wärmetauschers 24 kühlt das Kühlmittel und gibt es dann über den Kühlmittelkanal 25 an den Motor 12 und/oder über den Kühlmittelkanal 40 in Richtung des zweiten Wärmetauschers 28 weiter. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kühlmittelkanal 40 als ein Abzweig des Kanals 25 gezeigt, obwohl jeder Anordnung von Kanälen, die dem Kühlmittel ermöglicht, vom dritte Wärmetauschers 24 zu dem Motor 12 und/oder dem zweiten Wärmetauscher 28 zu strömen, in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung liegt. Der dritte Wärmetauscher 24 ist typischerweise ein Gas/Flüssigkeit Wärmetauscher, wie ein lüftergekühlter Radiator, und verwendet Umgebungsluft, um Wärme aus dem Kühlmittel zu entfernen.
  • Abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 1 liefert das System 10 dem zweiten Wärmetauscher 28 einen Kühlmittelstrom bei einer solchen Temperatur, dass Wärme entweder an das Getriebefluid, das durch den Wärmetauscher 28 strömt, übertragen wird oder von diesem abgeführt wird. Genauer gesagt, kann der zweite Wärmetauscher 28 mit Kühlmittel von einer „ersten Kühlmittel“ und/oder einer „zweiten Kühlmittelquelle“ versorgt werden. Die erste Kühlmittelquelle umfasst einen Kühlmittelstrom von einer Stelle zwischen dem Motor 12 und dem ersten Wärmetauscher 26, wie Kühlmittelkanal 38, der Motorkühlmittel direkt von dem Motor 12 empfängt und von dem Kühlmittelkanal 22 stromaufwärts zu dem ersten Wärmetauscher 26 abzweigt. Die zweite Kühlmittelquelle umfasst einen Kühlmittelstrom von einer Stelle stromabwärts zu dem ersten Wärmetauscher 26 und optional stromabwärts zu dem dritten Wärmetauscher 24, wie Kühlmittelkanal 40, der von dem dritten Wärmetauscher 24 abgeführtes Kühlmittel befördert. Die erste Kühlmittelquelle wird im allgemeinen als eine heiße oder warme Kühlmittelquelle angesehen, die von dem Motor aufgeheizt und abgelassen wird, während die zweite Kühlmittelquelle allgemein als kalte oder kühle Kühlmittelquelle angesehen wird, die von dem ersten Wärmetauscher 26 und optional von dem dritten Wärmetauscher (oder Radiator) 24 gekühlt und abgeführt wurde. Im Allgemeinen ist bei den meisten Betriebsbedingungen die Temperatur des Kühlmittels im Kanal 38 höher als die Temperatur des Kühlmittels im Kanal 40. Daher wird in der vorliegenden Beschreibung das Kühlmittel im Kanal 38 allgemein als „heißes Kühlmittel“ bezeichnet, während das Kühlmittel im Kanal 40 allgemein als „kaltes Kühlmittel“ bezeichnet wird. Es sei jedoch bemerkt, dass bei bestimmten Bedingungen, wie bei Kaltstartbedingungen, das Kühlmittel in den Kanälen 38, 40 weder heiß noch kalt sein kann und sich bei Umgebungstemperatur beim anfänglichen Starten des Motors befinden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassen sowohl der heiße als auch kalte Kühlmittelstrom Motorkühlmittel, das in dem selben Zirkulationskreis 20 strömt. Jedoch, wie weiter unten diskutiert wird, kann die kalte Kühlmittelquelle einen getrennten Zirkulationskreis umfassen, der das gleiche oder ein unterschiedliches Kühlmittel enthält. Beispielsweise kann die kalte Kühlmittelquelle einen Zirkulationskreis eines durch ein Kältemittel gekühltes Fluid umfassen, in dem ein gekühltes Kältemittel zirkuliert.
  • Das System 10 umfasst außerdem ein erstes Ventil 42 und ein zweites Ventil 82 zum Steuern des Stroms des Motorkühlmittels in dem System 10, wie nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben wird. Die in den 1 bis 4 gezeigte besondere Anordnung der Ventile 42, 82 ermöglicht ein aktives Aufheizen des Getriebefluids bei Kaltstartbedingungen, ohne das Aufheizen des Fahrzeuginnenraums und/oder das Enteisen zu verzögerten, da ein großer Teil des Kühlmittels oder das gesamte Kühlmittel, das von dem Motor 12 über den Kühlmittelkanal 22 abgeführt wird, anfänglich durch den ersten Wärmetauscher 26 (Heizkern für das Aufheizen des Fahrzeuginnenraums) strömt bis der Fahrzeuginnenraum aufgeheizt und/oder enteist ist und/oder das Kühlmittel eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, wie weiter unten detaillierter beschrieben wird.
  • Das erste Ventil 42 steuert die Quelle des Motorkühlmittels, das dem zweiten Wärmetauscher 28 geliefert wird, basierend auf der Temperatur eines Steuerfluids. Das erste Ventil 42 ist ein Zweikammer-Steuerventil, das eine erste Ventilkammer 46 zum Erfassen der Temperatur des Steuerfluids aufweist, wobei das Steuerfluid das Getriebefluid ist, das aus dem Getriebe 30 über den Getriebefluidkanal 32 abgeführt wird. Die erste Ventilkammer 46 wird hier auch als „Steuerkammer“ bezeichnet. Das Getriebefluid strömt kontinuierlich durch die erste Ventilkammer 46 bei allen Betriebszuständen des Systems 10.
  • Die zweite Ventilkammer 48 ist eine Ventilkammer mit drei Anschlüssen und dient dazu, Kühlmittel von der ersten (heißen) Kühlmittelquelle 38 und/oder der zweiten (kalten) Kühlmittelkanal 40 zu dem zweiten Wärmetauscher 28 über den Getriebefluidkanal 36 zu richten. Die zweite Ventilkammer 48 weist eine erste Einlassöffnung 50, die fluidisch mit der heißen Kühlmittelquelle 38 gekoppelt ist, und eine zweite Einlassöffnung 52, die fluidisch mit der kalten Kühlmittelquelle 40 gekoppelt ist, auf. Die Ventilkammer 48 ist auch mit einem Auslass bzw. einer Auslassöffnung 54 versehen, die fluidisch mit dem Kühlmittelkanal 36 gekoppelt ist, über den das Kühlmittel aus der zweiten Ventilkammer 48 abgeführt und zu dem zweiten Wärmetauscher 28 geliefert wird. Die erste Ventilkammer 46 und zweite Ventilkammer 48 sind fluidisch voneinander isoliert dahingehend, dass in die erste Ventilkammer 46 oder aus dieser einströmendes/ausströmendes Fluid nicht mit dem Fluid gemischt oder in Kontakt kommt, das in die zweite Ventilkammer 48 einströmt/daraus ausströmt.
  • Wie schematisch in den 2 bis 4 gezeigt ist, ist ein thermisches Betätigungselement 55 zumindest teilweise in der ersten Ventilkammer 46 für einen Kontakt mit dem Getriebefluid, das durch die erste Ventilkammer 46 strömt, angeordnet. Wie im Stand der Technik bekannt ist, umfasst das thermische Betätigungselement 55 einen Betätigungskolben, der von einer ersten Position in eine zweite Position mittels einer Expansion/Kontraktion einer thermischen Modulationsvorrichtung, die in dem thermischen Betätigungselement 55 enthalten ist, bewegbar ist. Die thermische Modulationsvorrichtung dehnt sich aus/zieht sich zusammen abhängig von der Temperatur des durch die Ventilkammer 46 strömenden Getriebefluids. Während Bezug genommen wird auf ein thermisches Betätigungselement 55 mit einer thermischen Modulationsvorrichtung in Form eines Wachsmotors, sei verstanden, dass jedes geeignete thermische Betätigungselement, das eine thermische Modulationsvorrichtung, wie im Stand der Technik bekannt, aufweist, verwendet werden kann.
  • Ein Ventilmechanismus 56, wie eine Ventilscheibe oder ein Schieberventilmechanismus, ist in der zweiten Ventilkammer 48 angeordnet, um den Strom des in die zweite Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42 eintretenden Kühlmittels zu steuern. Der Ventilmechanismus 56 ist funktionsmäßig mit dem thermischen Betätigungselement 55 über den Kolben gekoppelt und ist von einer ersten Ventilposition in eine zweite Ventilposition bei Betätigung des thermischen Betätigungselementes 55, wie weiter unten beschrieben wird, bewegbar.
  • Das zweite Ventil 82 ist ein thermisches mechanisches Ventil mit zwei Anschlüssen, das in Fluidverbindung mit der ersten Kühlmittelquelle ist, d. h. das Kühlmittel, das durch den heißen Kühlmittelkanal 38, stromabwärts zum Motor 12 und stromaufwärts zu sowohl dem ersten Wärmetauscher 26 als auch dem ersten Ventil 42 strömt, um so heißes Kühlmittel von dem Motor 12 zu empfangen und die Strömung des heißen Kühlmittels durch den Kühlmittelkanal 38 zu dem ersten Ventil 42 zu steuern. In den schematischen 1 bis 4 sind das erste und zweite Ventil 42, 82 so gezeigt, als ob sie physisch voneinander und von dem zweiten Wärmetauscher 28 getrennt sind, wobei das zweite Ventil 82 in dem Kühlmittelkanal 38 stromaufwärts zu dem ersten Ventil 42 liegt. Es sei jedoch verstanden, dass die Ventile 42, 82 nicht notwendigerweise physisch voneinander oder vom zweiten Wärmetauscher 28 getrennt sein müssen, sondern in einer einzigen Einheit oder einem einzigen Modul integriert sein können, wie weiter unten diskutiert wird.
  • Die Funktionen des zweiten Ventils 82 liegt darin, das Abziehen von thermischer Energie für aktive Aufwärmzwecke während der anfänglichen Phase des Kaltstarts des Motors 12 zu verzögern, um so ein Heizen des Fahrzeuginnenraums über ein aktives Aufheizen zu priorisieren und zu vermeiden, dass das AWU System das Aufwärmen des Motors verzögert, wodurch eine negative Auswirkung auf die Gesamtkraftstoffeinsparung auftreten kann.
  • Das zweite Ventil 82 weist eine Ventilkammer 83, einen Einlass bzw. eine Einlassöffnung 84 in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelauslass des Motors 12 und/oder dem Kühlmittelkanal 22 und einen Auslass bzw. eine Auslassöffnung 86 in Fluidverbindung mit der ersten Einlassöffnung 50 des zweiten Ventils 42 auf. Ein thermisches Betätigungselement 87 ist in der Ventilkammer 83 angeordnet, wobei das thermische Betätigungselement 87 eine thermische Modulationsvorrichtung zum Steuern eines Betätigungskolbens und eines Ventilmechanismus 88 umfasst, wobei der Ventilmechanismus 88 sich von einer ersten geschlossenen Position zu einer zweiten offenen Position basierend auf der Temperatur des in die Ventilkammer 83 über die Einlassöffnung 84 einströmenden Fluids bewegt.
  • Das Heiz-/Kühlsystem 10 hat drei Betriebszustände, die in den 2, 3 und 4 gezeigt sind und nun unten diskutiert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass der typische Temperaturbereich des Getriebefluids in einem Automobilsystem im allgemeinen der Bereich zwischen ungefähr -30 bis 170 °C ist, wobei der optimale Betriebstemperaturbereich der Bereich von ungefähr 50 bis 100 °C ist.
  • 2 zeigt die Position der Ventile 42, 82 in einem ersten Betriebszustand des Systems 10, der hier auch als Kaltstart bezeichnet wird. Dieser Betriebszustand existiert bei einem anfänglichen Starten des Motors 12 bei kalten Bedingungen. Bei diesen Bedingungen wird es verlangen, den Fahrzeuginnenraum 14 aufzuheizen und/oder zu enteisen und der erste Betriebszustand des Systems 10 ist ausgebildet, das Aufheizen des Fahrzeuginnenraums und/oder Enteisungsfunktionen in dem Fahrzeuginnenraum 14 des Fahrzeugs 1 zu priorisieren. Bei anfänglichen Kaltstartbedingungen sind sowohl das erste Ventil 42 als auch das zweite Ventil 82 in ihren in 2 gezeigten ersten Ventilpositionen.
  • In dem ersten Betriebszustand des Systems 10 ist die Temperatur des Getriebefluids, das durch die erste Ventilkammer 46 strömt, niedrig und kann bei oder nahe der Umgebungstemperatur sein. Bei diesen Temperaturbedingungen bleiben die thermische Modulationsvorrichtung indem thermischen Betätigungselement 55 und der Betätigungskolben in ihren zusammengezogenen Zuständen und der Ventilmechanismus 56 nimmt die erste in 2 gezeigten Ventilstellung ein. In der ersten Ventilposition sperrt der Ventilmechanismus 56 den zweiten Einlass 52, wodurch verhindert wird, dass Kühlmittel durch den zweiten Einlass 52 und den Kühlmittelkanal 40 (d. h. von der zweiten oder kalten Kühlmittelquelle) in die zweite Ventilkammer 48 einströmt, während die erste Einlassöffnung 50 zumindest teilweise zu der zweiten Ventilkammer 48 über einen radialen Strömungsdurchgang 80 des Ventilmechanismus 56 (2A) offen bleibt, sodass die zweite Ventilkammer 48 in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelkanal 38 (erste oder heiße Kühlmittelquelle) über die erste Einlassöffnung 50 ist.
  • Die erste Position des zweiten Ventils 82 entspricht seiner geschlossenen Position, wobei das thermische Betätigungselement 87 und der Betätigungskolben in ihren zusammengezogenen Zuständen sind und der Ventilmechanismus 88 den meisten Teil der Fluidströmung oder die gesamte Fluidströmung durch die Ventilkammer 83 von der Einlassöffnung 84 zu der Auslassöffnung 86 sperrt. Beispielsweise sitzt in 2 der Ventilmechanismus 88 auf einem Ventilsitz. Somit wird verhindert, dass der meiste Teil oder gesamte Teil des heißen Kühlmittels von dem Motor 12 durch den Kühlmittelkanal 38 zu der ersten Einlassöffnung 50 des ersten Ventils 42 strömt.
  • In dem ersten Betriebszustand des Systems 10 mit dem ersten und zweiten Ventil 42, 82 in ihren ersten Positionen wird der meiste oder der gesamte Teil des aus dem Motor 12 ausgelassenen Kühlmittels durch die Kühlmittelleitung 22 des ersten Wärmetauschers 26 strömen, um eine Innenraumheizung und/oder -enteisung vorzusehen, und wenig oder gar kein Kühlmittel strömt durch den zweiten Wärmetauscher 28 aufgrund der geschlossenen ersten Position des zweiten Ventils 82. Daher wird in dem ersten Betriebszustand wenig oder gar keine Wärme auf das Getriebefluid, das durch den zweiten Wärmetauscher 28 strömt, übertragen. Auf diese Weise ermöglicht das Heiz-/Kühlsystem 10 nach der vorliegenden Erfindung, dass eine Innenraumheizung und Enteisungsfunktionen vor einem aktiven Aufheizen bei Kaltstartbedingungen priorisiert werden. Typischerweise wird das System während der anfänglichen Schritte des Kaltstartens in dem ersten Betriebszustand verbleiben, bei dem die Temperatur des von dem Motor 12 ausgelassenen Kühlmittels unter einer Temperatur einer unteren Temperaturschwelle bleibt, typischerweise im Bereich von ungefähr 35 °C bis 45 °C, beispielsweise ungefähr 40 °C.
  • In einigen Ausführungsbeispielen kann eine geringe Menge einer Kühlmittelleckage vorhanden sein, obwohl das zweite Ventil 82 in seiner ersten geschlossenen Position ist und das zweite Ventil 82 kann so konstruiert sein, dass eine vordefinierte Menge einer Fluidströmung geliefert wird, die auch hier als „Leckage“ bezeichnet werden kann, da sie typischerweise eine geringe Menge der gesamten Kühlmittelströmung durch das System 10 darstellt. Wie beispielsweise in den 2 bis 4 gezeigt, kann ein Leckagepfad 90 durch den Ventilmechanismus 88 des zweiten Ventils 82 vorgesehen sein. Eine geringe Menge einer Leckage des Fluids durch das geschlossene zweite Ventil 82 zuzulassen, wird eine begrenzte Menge einer heißen Kühlmittelströmung durch den Kühlmittelkanal 38 in die Einlassöffnung 84 des zweiten Ventils 82, hindurchgehend durch den zweiten Leckagepfad 90 und durch die Ventilkammer 83 zu der Auslassöffnung 86 durch den Kanal 38 und in die geöffnete erste Einlassöffnung 50 des zweiten Ventils 42, durch den radialen Strömungsdurchgang 80 und durch die zweite Ventilkammer 48 und Auslassöffnung 54 und dann durch den Kühlmittelkanal 36 zu dem zweiten Wärmetauscher 28 ermöglichen, wo das heiße Kühlmittel Wärme an das kalte Getriebefluid vom Getriebe 30 überträgt. Auf diese Weise stellt eine begrenzte Leckage von heißem Kühlmittel durch das geschlossene zweite Ventil 82 sicher, dass eine Innenraumheizung/Enteisungsfunktionen über AWU priorisiert werden, aber das heiße Kühlmittel effektiv das AWU System durch Vorsehen einer begrenzten Menge der Aufwärmung des Getriebefluids vorbereitet. Auch ist eine Leckage nützlich, wenn das zweite Ventil 82 thermisch betätigt wird, da sie sicherstellt, dass das thermische Betätigungselement 87 in Kontakt mit dem Kühlmittelstrom, der von dem Motor 12 abgelassen wird, bleibt. Es sei verstanden, dass der Leckagepfad 90 auf verschiedene Weise gebildet werden kann und ein oder mehrere Bohrungen umfassen kann, die Strömungspfade durch den Ventilmechanismus 88 definieren.
  • Im Betrieb wird die Leckagemenge an heißem Kühlmittel durch das geschlossene zweite Ventil 82 typischerweise nicht mehr als ungefähr 10 % der maximalen Kühlmittelströmung durch den Kühlmittelkanal 38, noch typischerweise ungefähr 5 % betragen. Es sei verstanden, dass ein Hauptteil des den Motor 12 verlassenden und durch den Kühlkanal 22 strömenden Kühlmittels typischerweise durch den ersten Wärmetauscher 26 bei allen hier beschriebenen Betriebsbedingungen strömt und ein geringer Teil des Kühlmittels vom Motor 12 wird in den Kühlmittelkanal 38 abgelenkt. Der Hauptteil und der geringe Teil des Kühlmittels wird von einer Anwendung zur anderen etwas variieren. Im ersten in 2 dargestellten Betriebszustand repräsentiert das Volumen der Strömung durch den Leckagepfad 90 einen sehr kleinen Anteil an dem gesamten, den Motor 12 durch den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittelstrom. Beispielsweise kann im ersten Betriebszustand das Volumen der Kühlmittelströmung von dem Motor 12 zu dem ersten Wärmetauscher 26 mehr als ungefähr 99 Volumenprozent, beispielsweise ungefähr 99,5 Volumenprozent, des gesamten, den Motor 12 durch den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittelstroms repräsentieren, während das Volumen des Leckagestroms durch den Leckagepfad 90 in dem ersten Betriebszustand weniger als ungefähr 1 Volumenprozent beispielsweise ungefähr 0,5 Volumenprozent des gesamten, den Motor 12 über den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittelstrom repräsentieren kann. Daher wird in einer typischen Anwendung die Menge an heißem Kühlmittel vom Motor 12, der den zweiten Wärmetauscher 28 in dem ersten Betriebszustand erreicht, typischerweise weniger als ungefähr 1 Volumenprozent beispielsweise ungefähr 0,5 Volumenprozent des gesamten, den Motor 12 über den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittelstrom repräsentieren. Es sei jedoch verstanden, dass die Leckagemenge durch das zweite Ventil 82 von einer Anwendung zur anderen variieren kann.
  • Sobald die Temperatur des Kühlmittels, das aus dem Motor 12 strömt und/oder durch das zweite Ventil 82 leckt, während der Kaltstartphase steigt, wird das System 10 von dem ersten Betriebszustand in den in 3 gezeigten zweiten Betriebszustand umschalten, der hier auch als Aufheizen bezeichnet wird. Bei dem Übergang zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand des Systems 10 steigt die Temperatur des durch den Kreis 20 zirkulierenden Kühlmittels und der Fahrzeuginnenraum 14 wurde zumindest teilweise durch die aufgeheizte Luft, die durch den Wärmeaustausch von dem Kühlmittel in dem ersten Wärmetauscher 26 erzeugt wurde, aufgeheizt und/oder entfrostet und ein begrenztes Aufwärmen des Getriebefluids kann aufgrund der Leckage des Kühlmittels durch das zweite Ventil 82 stattgefunden haben. Wenn die Temperaturen des Kühlmittels eine vorbestimmte niedrige Schwellentemperatur erreicht, die für die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs optimiert wurde, beispielsweise von ungefähr 35 °C bis 45 °C, beispielsweise ungefähr 40 °C, wobei die vorbestimmte niedrige Schwellentemperatur für einen bestimmten Grad der Innenraumaufwärmung oder der Entfrostung während des Kaltstartzeitraums anzeigend ist, expandiert die thermischem Modulationsvorrichtung in dem thermischen Betätigungselement 87 des zweiten Ventils 82, wodurch der Betätigungskolben veranlasst wird, den Ventilmechanismus 88 von der ersten Ventilposition in die zweite Ventilposition, die schematisch in 3 gezeigt ist, zu bewegen. Wenn er sich zwischen der ersten und der zweiten Ventilposition bewegt, entfernt sich der Ventilmechanismus 88 von seiner ersten (z.B. aufsitzenden) Position, um zu ermöglichen, dass eine größere Menge an aus dem Motor 12 ausgelassenem Kühlmittel durch die Ventilkammer 83 strömt. In dem zweiten Betriebszustand des Systems 10 verbleibt das erste Ventil 42 in seiner ersten Position, d. h. der gleichen Position wie in 1, sodass das aufgeheizte Kühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle, das von dem Motor 12 ausgelassen wird und durch das offene zweite Ventil 82 strömt, durch den Kühlmittelkanal 38 zu der ersten Einlassöffnung 50 des ersten Ventils 42, durch den radialen Strömungsdurchgang 80 und die zweite Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42, durch die Auslassöffnung 54 und den Kühlmittelkanal 38 zu dem zweiten Wärmetauscher 28 strömt, um das Getriebefluid aufzuwärmen, wenn es durch den zweiten Wärmetauscher 28 strömt.
  • In den zweiten Betriebszustand wird auch ermöglicht, dass das von dem Motor 12 ausgelassene Kühlmittel zu dem ersten Wärmetauscher 26 strömt. Daher werden, nachdem das zweite Ventil 82 öffnet, das aktive Aufwärmen und die Innenraumheiz-/Entfrostfunktionen weiter betrieben, wie benötigt, zumindest bis das Fahrzeug normale Betriebstemperaturen erreicht. Da jedoch das zweite Ventil 82 in dem zweiten Betriebszustand offen ist, ist das Volumen an durch den Kühlmittelkanal 38 und das zweite Ventil 82 strömenden Kühlmittel größer in dem zweiten Betriebszustand als in dem ersten Betriebszustand. Beispielsweise kann mit dem zweiten Ventil 82 in der offenen Position, wie in 3 gezeigt, das Volumen der Kühlmittelströmung von dem Motor 12 zu dem ersten Wärmetauscher 26 ungefähr 85 bis 90 Volumenprozent des gesamten, den Motor 12 durch den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittelstroms repräsentieren, während das Volumen der Strömung durch das offene zweite Ventil 82 in dem zweiten Betriebszustand ungefähr 10 bis 15 Volumenprozent des gesamten, den Motor 12 über den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittelstroms repräsentieren kann. Daher wird in einer typischen Anwendung die Menge an heißem Kühlmittel vom Motor 12, der den zweiten Wärmetauscher 28 in dem ersten Betriebszustand erreicht, typischerweise ungefähr 10 bis 15 Volumenprozent des gesamten, den Motor 12 über den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittelstroms repräsentieren.
  • Sobald das Getriebefluid seine normale Betriebstemperatur erreicht oder überschreitet, wird das System 10 den in 4 gezeigten dritten Betriebszustand annehmen, der hier auch als normaler Betrieb bezeichnet wird. Typischerweise wird der Übergang von dem zweiten Betriebszustand zu dem dritten Betriebszustand auftreten, wenn das Getriebefluid eine Temperatur von ungefähr 70 bis 75 °C erreicht. In dem dritten Betriebszustand des Systems 10 wird das erste Ventil 42 seine zweite Ventilposition, wie unten beschrieben, annehmen und das zweite Ventil 82 wird in seiner zweiten Ventilposition verbleiben.
  • Wenn das Getriebefluid die normale Betriebstemperatur erreicht, expandiert die thermische Modulationsvorrichtung in dem thermischen Betätigungselement 55 des ersten Ventils 42, wodurch der Betätigungskolben veranlasst wird, den Ventilmechanismus 56 von der ersten Ventilposition in die zweite Ventilposition, die schematisch in 4 gezeigt ist, zu bewegen. Wenn er sich zwischen der ersten und zweiten Ventilposition bewegt, bewegt sich der Ventilmechanismus 56 aus der Sperrbeziehung mit der zweiten Einlassöffnung 52 und bewegt sich in die Sperrbeziehung mit der ersten Einlassöffnung 50. Sobald der Ventilmechanismus 56 die zweite Position erreicht, öffnet die zweite Einlassöffnung 52 und die erste Einlassöffnung 50 wird geschlossen. Somit wird verhindert, dass das heiße Kühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle, das durch den Kanal 38 strömt, durch die erste Einlassöffnung 50 in die zweite Ventilkammer 48 eintritt, während das kalte Kühlmittel von der zweiten Kühlmittelquelle, das durch den Kanal 40 strömt, durch die zweite Einlassöffnung 52 in die zweite Ventilkammer 48 eintreten kann. Wie in der ersten Ventilposition wird dann das Kühlmittel aus der zweiten Ventilkammer 48 durch den Auslass bzw. die Auslassöffnung 54 ausgelassen und tritt in den Kühlmittelkanal 36 ein, der zu dem zweiten Wärmetauscher 28 führt. Die zweite Ventilposition ist eine Hochtemperaturkonfiguration, die existiert, sobald das Getriebefluid seine normale Betriebstemperatur erreicht oder überschreitet und ist typischerweise bei einer höheren Temperatur als das kalte Kühlmittel im Kanal 40, das in dem ersten Wärmetauscher 26 und/oder in dem dritten Wärmetauscher (z.B. Radiator) 24 gekühlt wurde. Bei diesen Bedingungen wird das Kühlmittel dem Getriebefluid in dem zweiten Wärmetauscher 28 Wärme entziehen, sodass die Temperatur des Kühlmittels auf einem gewünschten Betriebstemperaturbereich gehalten wird.
  • Das System 10 wird typischerweise im dritten Betriebszustand während des normalen Betriebs des Fahrzeugs 1 verbleiben. Auch während des normalen Betriebs können die Anforderungen für die Innenraumheizung und/oder Entfrostung beendet oder zumindest verringert werden. Bei diesen Bedingungen kann ein Teil oder der gesamte Teil des von dem Motor 12 ausgelassenen Kühlmittels von dem ersten Wärmetauscher 26 weg abgelenkt werden und zu dem dritten Wärmetauscher 24 über den Bypass-Kühlmittelkanal 23 gerichtet werden. Der Abzweigpunkt zwischen dem Kühlmittelkanal 22 und dem Bypasskanal 23 liegt stromabwärts zu dem Abzweigpunkt zwischen dem Kühlmittelkanal 22 und dem Kühlmittelkanal 38 und stromaufwärts zu dem ersten Wärmetauscher 26.
  • Der Bypasskreis kann ein thermisches mechanisches 2-Weg-Bypassventil (nicht gezeigt) in dem Bypasskanal 23, ähnlich zu dem zweiten Ventil 82, oder ein thermisch betätigtes 3-Weg-Bypassventil (nicht gezeigt) an dem Abzweigpunkt zwischen dem Kühlmittelkanal 22 und dem Bypasskanal 23 sein. Das Bypassventil wird eine erste Niedrigtemperaturkonfiguration haben, bei der ein Kühlmittelstrom vom Motor 12 zu dem ersten Wärmetauscher 26 offen ist und ein Kühlmittelstrom durch den Bypasskanal 23 teilweise oder vollständig gesperrt ist; und eine zweite Hochtemperaturkonfiguration haben, bei der ein Kühlmittelstrom von dem Bypasskanal 23 offen ist und ein Kühlmittelstrom zu dem ersten Wärmetauscher 26 teilweise oder vollständig gesperrt ist.
  • Die 5 bis 7 zeigen schematisch ein Heiz-/Kühlsystem 100 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das System 100 weist eine Anzahl von Elementen auf, die es mit dem oben beschriebenen System 10 gemeinsam hat. Gleiche Elemente des Systems 10 und 100 werden durch gleiche Bezugszahlen identifiziert, und die Beschreibung dieser gleichen Elemente in dem System 10 ist für die Elemente des Systems 100 anwendbar, sofern dies nachfolgend nicht anders bestimmt ist.
  • Das System 100 unterscheidet sich vom System 10 darin, dass das zweite 2-Weg-Ventil 82 des Systems 10 durch ein zweites 3 Weg-Ventil 82A ersetzt wird, das an dem Abzweigpunkt zwischen dem Kühlmittelkanal 22, der der Kühlmittelauslasskanal des Motors 12 ist, und dem Kühlmittelkanal 38, der mit dem ersten Einlass 50 des ersten Ventils 42 kommuniziert, positioniert ist.
  • Wie in den 6 und 7 gezeigt, weist das zweite Ventil 82A eine darin ausgebildete innere Ventilkammer 64 auf und ist mit einer Einlassöffnung 66, die fluidisch mit dem heißen Kühlmittelauslass des Motors 12 über den Kühlmittelkanal 22 gekoppelt ist, eine erste Auslassöffnung 68, die fluidisch mit dem Einlass des Wärmetauschers 26 und dem Bypass-Kühlmittelkanal 23 über den Kühlmittelkanal 22 gekoppelt ist, und eine zweite Auslassöffnung 72, die fluidisch mit der ersten Einlassöffnung 50 des ersten Ventils 42 über den Kühlmittelkanal 38 gekoppelt ist, versehen.
  • Das zweite Ventil 82A kann thermisch betätigt werden, wobei es ein thermisches Betätigungselement 74 und einen Ventilmechanismus 76 aufweist, die in der Ventilkammer 64 zum Steuern der Strömung des Fluids durch das Ventil 82A angeordnet sind. Wie oben beschrieben umfasst das thermische Betätigungselement 74 eine thermische Modulationsvorrichtung und einen Betätigungskolben zum Bewegen des Ventilmechanismus 76 von einer ersten Ventilposition in eine zweite Ventilposition, wenn die Temperatur des durch die Ventilkammer 64 strömenden Fluids (d. h. das dem Motor 12 verlassende Motorkühlmittel) steigt. Wie im System 10 ist das zweite Ventil 82A des Systems 100 in der ersten Ventilposition, wenn das System 100 in dem ersten Betriebszustand ist, in dem die Innenraumheizung und/oder Enteisung priorisiert wird. Der erste Betriebszustand des Systems 100 ist in 6 dargestellt. Das zweite Ventil 82A ist in seiner zweiten Ventilposition, wenn das System 100 in dem zweiten und dritten Betriebszustand ist. Der zweite Betriebszustand des Systems 100 ist in 7 dargestellt.
  • In der ersten Ventilposition des zweiten Ventils 82A ist die Einlassöffnung 66 offen, die erste Auslassöffnung 68 ist offen und die zweite Auslassöffnung 72 teilweise oder vollständig geschlossen. Diese erste Position des Ventils 44 zwingt das den Motor 12 durch den Kühlmittelkanal 22 verlassende Motorkühlmittel dazu, durch den ersten Wärmetauscher 26 zu strömen, während die Strömung durch den Kühlmittelkanal 38 zu dem ersten Ventil 42 teilweise oder vollständig gesperrt ist. Der Ventilmechanismus 76 umfasst einen radialen Strömungspfad 77, der ähnlich zu dem radialen Strömungspfad 80 des ersten Ventils 42 des Systems 10 sein kann. Entsprechend dieser Anordnung wird ein Hauptteil des den Motor 12 durch den Kühlmittelkanal 22 verlassenden Kühlmittels durch den radialen Strömungspfad 77 des Ventilmechanismus 76 und die Ventilkammer 64 von der Einlassöffnung 66 zu der ersten Auslassöffnung 68 strömen.
  • Wie mit dem oben beschriebenen Ventilmechanismus 88 kann der Ventilmechanismus 76 einen Leckagepfad 78 einschließen, durch den eine vorbestimmte Menge an Kühlmittel aus der Ventilkammer 64 über die zweite Auslassöffnung 72 ausgelassen wird, wodurch zugelassen wird, dass ein geringer Teil einer heißen Kühlmittelströmung vom Motor 12 in den Kühlmittelkanal 38 durch die zweite Ventilkammer 48 und den radialen Strömungspfad 80 des ersten Ventils 42, zu dem zweiten Wärmetauscher 28 eintreten kann, wie oben unter Bezugnahme auf das System 10 beschrieben wurde. Der Hauptteil und der geringe Teil des Kühlmittelstroms in dem ersten Betriebszustand des Systems 100 können die gleichen sein, wie die bezüglich System 10 oben beschriebenen oder ähnlich zu diesen. Es sei jedoch verstanden, dass die Leckagemenge von einer Anwendung zur anderen variieren kann.
  • Sobald die Temperatur des den Motor 12 verlassenden Motorkühlmittel steigt, expandiert die thermische Modulationsvorrichtung in dem thermischen Betätigungselement 74 des zweiten Ventils 82A, wodurch der Betätigungskolben veranlasst wird, den Ventilmechanismus 76 von der ersten Ventilposition in die zweite Ventilposition, die schematisch in 7 gezeigt ist, zu bewegen. In dieser Hinsicht bewegt sich der Ventilmechanismus 76 des zweiten Ventils 82A aus der Sperrbeziehung mit der zweiten Auslassöffnung 72, während die erste Einlassöffnung 66 und die erste Auslassöffnung 68 offen bleiben. Wenn das zweite Ventil 82A in der zweiten Ventilposition ist, wird einiges Motorkühlmittel weiter über den radialen Strömungspfad 77 des ersten Ventils 26 strömen, so dass ein größerer Teil des Kühlmittels von der ersten Kühlmittelquelle in dem Kühlmittelkanal 22 von dem zweiten Ventil 82A zu dem ersten Einlass 50 des ersten Ventils 42 in dem zweiten Betriebszustand gerichtet wird, gegenläufig zu dem ersten Betriebszustand.
  • In dem zweiten Betriebszustand des Systems 100 ist die erste Einlassöffnung 50 des ersten Ventils 42 offen, wodurch das heiße Kühlmittel vom Kanal 38 durch den radialen Strömungspfad 80 und die zweite Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42 hindurchströmen kann und in den zweiten Wärmetauscher 28 strömen kann, um das hindurchfließende Getriebefluid aufzuwärmen. In dem dritten Betriebszustand des Systems 100 wird das zweite Ventil 82A in seiner zweiten Ventilposition bleiben, während das erste Ventil 42 von seiner ersten Ventilposition in seine zweite Ventilposition übergeht, genau wie oben unter Bezugnahme auf das System 10 beschrieben und in 4 gezeigt. In dem dritten Betriebszustand wird das kalte Kühlmittel vom Kanal 40 durch die zweite Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42 hindurchströmen und in den zweiten Wärmetauscher 28 strömen, um aus dem hindurchfließenden Getriebefluid Wärme abzuziehen. Wie in dem ersten Betriebszustand können die relativen Volumen der Kühlmittelströmung zu dem ersten und zweiten Wärmetauscher 26, 28 in dem zweiten und dritten Betriebszustand des Systems 100 die gleichen sein, wie die bezüglich System 10 oben beschriebenen oder ähnlich zu diesen sein.
  • 8 stellt einen Temperatursteuermodul 150 dar, das in dem oben beschriebenen Heiz-und Kühlsystem 10 enthalten sein kann. Das Temperatursteuermodul 150 schließt einen Wärmetauscher und ein Paar von thermisch betätigten Ventilen ein. Genauer gesagt und unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen zur Identifikation gleicher Elemente, schließt das Modul 150 den zweiten Wärmetauscher 28, das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 82 ein.
  • Der zweite Wärmetauscher 28 ist eine Heizung/ein Kühler für das Getriebefluid in der Form eines Plattenwärmetauschers, der einen Stapel aus Kernplatten 152 umfasst, die alternierende Strömungskanäle für Kühlmittel und Getriebefluid in Räumen zwischen den Platten 152 begrenzen und die Öffnungen aufweisen, die Sammelleitungen (nicht gezeigt) begrenzen, die sich über die Höhe des Plattenstapels erstrecken. Der Wärmetauscher 28 umfasst eine Bodenplatte 154, die die unteren Enden der Sammelleitungen abschließt, und eine Deckplatte bzw. obere Platte 156, die Öffnungen (nicht gezeigt) in offener Fluidverbindung mit den Sammelleitungen aufweist, wobei die Öffnungen mit an der Deckplatte 156 befestigten Armaturen versehen sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Armaturen an der Deckplatte 156: einen ersten Ventilbefestigungsflansch 158 in Fluidverbindung mit der Einlasssammelleitung für das Getriebefluid; eine rohrförmige Auslassarmatur 160 für das Getriebefluid in Fluidverbindung mit einer Auslasssammelleitung für das Getriebefluid und die für eine Verbindung mit dem Getriebefluidkanal 34 geeignet ist; einen zweiten Ventilbefestigungsflansch 162 in Fluidverbindung mit der Einlasssammelleitung für das Kühlmittel; eine rohrförmige Auslassarmatur 164 für das Kühlmittel in Fluidverbindung mit einer Auslasssammelleitung für das Kühlmittel und die für eine Verbindung mit dem Kühlmittelkanal 37 geeignet ist.
  • Der erste und zweite Ventilbefestigungsflansch 158 und 162 sind abdichtend an einer Ventilanordnung 166 befestigt, die das erste und zweite Ventil 42, 82 umfasst. Die Ventilanordnung 166 umfasst einen ersten Befestigungsflansch 168, der an einem Ende der Ventilanordnung 166 liegt, an dem die erste Ventilkammer 46 (d. h. Steuerkammer) des ersten Ventils 42 liegt. Der erste Befestigungsflansch 168 ist angepasst, abdichtend an dem ersten Ventilbefestigungsflansch 158 befestigt zu werden und weist eine Öffnung (nicht gezeigt) auf, die in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer 46 und mit der Einlasssammelleitung für das Getriebefluid über den Befestigungsflansch 158 des ersten Ventils ist. Die Ventilanordnung 166 ist außerdem mit einer rohrförmige Einlassarmatur 170 für das Getriebefluid versehen, die in Fluidverbindung mit dem Inneren der ersten Kammer 46 ist und die für eine Verbindung mit dem Getriebefluidkanal 32 geeignet ist.
  • Die Ventilanordnung 166 umfasst einen zweiten Befestigungsflansch 172, der an einem anderen Ende der Ventilanordnung 166 liegt, an dem die zweite Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42 liegt. Der zweite Befestigungsflansch 172 ist angepasst, abdichtend an dem zweiten Ventilbefestigungsflansch 162 befestigt zu werden und weist eine Öffnung (nicht gezeigt) auf, die die Auslassöffnung 54 der zweiten Ventilkammer 48 ist und die in Fluidverbindung mit der Einlasssammelleitung für das Kühlmittel über den zweiten Ventils Befestigungsflansch 162 ist. Die Ventilanordnung 166 ist außerdem mit einer rohrförmige Einlassarmatur 174 für das Kühlmittel versehen, die in Fluidverbindung mit dem Inneren der zweiten Ventilkammer 48 ist und die für eine Verbindung mit dem (kalten) Kühlmittelkanal 40 geeignet ist. Die rohrförmige Einlassarmatur 174 für das Kühlmittel begrenzt die zweite Einlassöffnung 52 der zweiten Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42.
  • Die Ventilanordnung 166 umfasst außerdem ein zweites Ventil 82, dessen eines Ende mit einer rohrförmige Einlassarmatur 176 für heißes Kühlmittel versehen ist, die die Einlassöffnung 84 des zweiten Ventils 82 begrenzt und die in Fluidverbindung mit der Ventilkammer 83 des Ventils 82 und dem Kühlmittelkanal 38 ist. Das andere Ende des zweiten Ventils 82 definiert die Auslassöffnung 86 des Ventils 82 und ist direkt mit dem Ventil 82 über eine rohrförmige Verbindung, die die erste Einlassöffnung 50 der zweiten Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42 definiert, verbunden. Das thermische Betätigungselement 87 und der Ventilmechanismus 88 des zweiten Ventils 82 sind in 8 nicht sichtbar, es sei jedoch verstanden, dass sie in der Ventilkammer 83 zwischen den entgegengesetzten Enden des zweiten Ventils 82 liegen. Die Funktionsweise des Temperatursteuermoduls 150 ist übereinstimmend mit dem Betrieb des oben beschriebenen Systems 10.
  • Obwohl 8 ein Temperatursteuermodul 166 beschreibt, das für die Verwendung in dem System 10 geeignet ist, sei verstanden, dass ein ähnliches Modul für die Verwendung im System 100 konstruiert sein kann, bei dem das thermische mechanische 2-Weg Ventil 82 des Systems 10 durch das 3-Weg Ventil 82A des Systems 100 ersetzt ist. Der Aufbau eines solchen Moduls kann ähnlich sein wie der Aufbau des Moduls 166 mit der Ausnahme, dass das hier beschriebene zweite Ventil 82 einen zweiten Auslass zwischen seinen Enden aufweist, um den Kühlmittelstrom zu dem ersten Wärmetauscher 26 umzuleiten.
  • Obwohl das erste Ventil 42 der Systeme 10 und 100 ein thermisches mechanisches Zweifluid-Ventil umfasst, kann es stattdessen ein elektronisches Ventil umfassen, das ähnliche Ergebnisse erzielt. 9 stellt ein Heiz-/Kühlsystem 110 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel dar, bei dem das thermische mechanische erste 3-Weg Ventil 42 der Systeme 10 und 100 durch ein elektronisch betätigtes erstes 3-Weg Proportionalventil 42A ersetzt ist, das ein elektromechanisches Betätigungselement bzw. Stellelement 45 wie ein Solenoid oder einen Motor aufweist. Das Ventil 42A benötigt keine Steuerkammer 46, in der die Temperatur des Getriebefluids von einem thermischen Betätigungselement bzw. Stellelement 55 erfasst wird. Vielmehr wird im System 110 die Temperatur des Getriebefluid in dem zweiten Fluidzirkulationskreis 15 durch einen Getriebefluid-Temperatursensor 58 überwacht, der ein Signal zu einer elektronischen Steuervorrichtung 60 überträgt, wobei die Steuervorrichtung 60 dann das Betätigungselement 45 steuert, das eine Verlagerung des Ventilmechanismus des Ventils 42A bewirkt.
  • Ähnlich zu dem ersten Ventil 42 des Systems 10 ist das erste Ventil 42A stromaufwärts zu dem zweiten Wärmetauscher 28 angeordnet und so steuerbar, dass zwischen dem den Motor 12 verlassenden und über den Kühlmittelkanal 38 strömenden heißen Kühlmittelstrom von der ersten Kühlmittelquelle, dem den ersten Wärmetauscher 26 und oder den zweiten Wärmetauscher 24 verlassenden und über den Kühlmittelkanal 40 strömenden kalten Kühlmittelstrom von der zweiten Kühlmittelquelle oder einer Kombination des heißen und kalten Stroms abhängig von der Temperatur des Getriebefluids, die von den Sensor 58 erfasst wird, ausgewählt wird. Der von dem elektronisch getätigten ersten Ventil 42A ausgewählte Kühlmittelstrom wird an den zweiten Wärmetauscher 28 für eine Wärmeübertragung mit dem Getriebefluid, das durch den Wärmetauscher 28 strömt, geliefert.
  • 9 zeigt auch, dass das thermisch betätigte zweite 2-Weg Ventil 82 des Systems 10 durch ein elektronisch betätigtes zweites 2-Weg Ventil 82B ersetzt ist, das ein elektromechanisches Betätigungselement bzw. Stellelement 61, wie ein Solenoid oder einen Motor, anstelle des thermischen Betätigungselementes 87 aufweist. Das zweite Ventil 82 B weist einen Ventilmechanismus auf, der von dem Betätigungselement 61 versetzt wird. Im System 110 wird die Temperatur des Kühlmittels in dem zweiten Fluidzirkulationskreis 20 durch einen Kühlmittel-Temperatursensor 62 überwacht, der ein Signal zu einer elektronischen Steuervorrichtung 60 überträgt, wobei die Steuervorrichtung 60 dann das Betätigungselement 61 steuert, das eine Verlagerung des Ventilmechanismus des Ventils 82B bewirkt.
  • In ähnlicher Weise kann das thermisch betätigte zweite 3-Wegventil 82A des Systems 100 durch ein elektronisch betätigtes zweites 3-Weg Proportionalventil 82 ersetzt werden, das angepasst ist, die Ausgabe des heißen Kühlmittels aus dem Motor 12 zu dem ersten Wärmetauscher 26 und zu dem ersten Ventil 42/zweiten Wärmetauscher 28 zu steuern. Es sei verstanden, dass es nicht notwendig ist, dass sowohl das erste als auch das zweite Ventil im System 110 elektrisch betätigt werden. Vielmehr können eines oder beide dieser Ventile thermisch betätigt werden, wie bei Ventilen 42, 82 und 82A des Systems 10 und 100.
  • In Ausführungsbeispielen, bei denen die hier beschriebenen zweiten Ventile 82 elektronisch betätigt werden, wie das zweite Ventil 82B der 9, sei verstanden, dass das zweite Ventil 82 nicht notwendigerweise einen Leckagepfad 78 oder 90, wie oben beschrieben, einschließen muss. Vielmehr kann abhängig von der von einem Temperatursensor erfassten Temperatur des Kühlmittels, wie durch Sensor 62 in 9, ein elektronisch betätigtes Ventil 82 ein wenig geöffnet werden, um so das gleiche Volumen an Kühlmittelströmung wie die Leckagepfade 78 und/oder 90 zu liefern. Es sei verstanden, dass irgendeines der oben beschriebenen thermisch betätigten zweiten Ventile 82, 82A durch ein elektronisch betätigtes Ventil, wie das zweite Ventil 82B, ersetzt werden kann, das einen Leckagepfad 78 und/oder 90 einschließen kann oder nicht.
  • 10 stellt ein Heiz-/Kühlsystem 120 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel dar, bei dem gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen identifiziert werden. System 120 umfasst einen zweiten Fluidzirkulationskreis 15 (in gestrichelten Linien gezeigt) zum Umwälzen von Getriebefluid und ein erster Fluidzirkulationskreis 20 umfasst einen Zirkulationskreis 20A für Kühlmittel hoher Temperatur und einen Zirkulationskreis 20B für Kühlmittel niedriger Temperatur. Der Kreis 20A für Kühlmittel hoher Temperatur weist einen ähnlichen Aufbau wie der erste Fluidzirkulationskreis 20 der Systeme 10, 100 und 110 auf und umfasst einen Hochtemperaturradiator, der dem dritten Wärmetauscher der Systeme 10, 100 und 110 entsprechen kann und daher mit 24 bezeichnet wird. Zusätzlich umfasst der Kreis 20A für Kühlmittel hoher Temperatur eine Brennkraftmaschine 12 und einen ersten Wärmetauscher 26 zum Aufheizen von Luft für den Fahrzeuginnenraum 14.
  • Der Niedrigtemperaturkreis 20B wälzt Kühlmittel bei einer niedrigeren Temperatur als der Hochtemperaturkreis 20A um. Der Niedrigtemperaturkreis 20B umfasst einen Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 126, wie einen Niedrigtemperaturradiator, der optional ist; und eine oder mehrere Niedrigtemperaturkomponenten 128, denen Kühlmittel im Kreis 20B geliefert wird. Das Kühlmittel im Niedrigtemperaturkreis 20B kann dasselbe Kühlmittel sein, das in dem Hochtemperaturkreis 20A zirkuliert, und fließt über einen Kühlmittelkanal 122 von dem Wärmetauscher 126 niedriger Temperatur zu den (der) Niedrigtemperaturkomponente(n) 128, wobei der Abzweigpunkt zwischen dem Kühlmittelkanal 122 und dem Kühlmittelkanal 40 stromabwärts zu dem Wärmetauscher 126 niedriger Temperatur und stromaufwärts zu den (der) Temperaturkomponente(n) 128 liegt, um das von dem Wärmetauscher 126 ausgelassene kalte Kühlmittel zu empfangen. Sobald es durch die Komponente(n) 128 aufgeheizt ist, kehrt das Kühlmittel zu dem Wärmetauscher 126 niedriger Temperatur über den Kühlmittelkanal 124 zurück.
  • In 10 sind auch Überlaufbehälter 132, 134 für Kühlmittel der jeweiligen Kreise 20A, 20B für Kühlmittel hoher und niedriger Temperatur gezeigt. Wie durch die gestrichelten Linien in 10 angezeigt, sind die Überlaufbehälter 132, 134 für Kühlmittel in Fluidverbindung miteinander und mit einem Hauptüberlaufbehälter 136 für Kühlmittel, der auch in Fluidverbindung mit den Wärmetauschern 24, 126 hoher und niedriger Temperatur sind.
  • Das System 120 der 10 umfasst auch ein Doppelmischventil und eine Getriebeheizung/einen Getriebekühler. Das Doppelmischventil wird mit 42 bezeichnet und kann ein thermisch oder elektrisch betätigtes 3-Weg Ventil sein, das identisch zu einem der ersten Ventile, die oben unter Bezugnahme auf die Systeme 10, 100 und 110, die erste Ventile 42 und 42A umfassen, beschrieben sind. Die bzw. der Getriebeheizung/Getriebekühler wird mit 28 bezeichnet und kann identisch zu dem oben beschriebenen zweiten Wärmetauscher 28 sein. Wie bei den oben beschriebenen ersten Ventilen 42 und 42A ermöglicht das Doppelmischventil 42 nach 10 eine Auswahl zwischen der heißen und kalten Quelle des Kühlmittels und die Kühlmitteleinlassöffnungen 50, 52, die Kühlmittelkanäle 38, 40, die Kühlmittelauslassöffnung 54 und der Kühlmittelkanal 36 sind in 10 bezeichnet, um die Ähnlichkeiten zu den obigen Systemen zu zeigen.
  • Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann eine geringe vorbestimmte Menge der Kühlmittelströmung oder „Leckage“ durch das 2-Weg Ventil 82 in seiner ersten geschlossenen Position vorhanden sein. Dies stellt sicher, dass der Strom von aufgeheiztem Kühlmittel zu den Hochtemperaturkomponenten 122, einschließlich dem ersten Wärmetauscher 26, vor dem AWU (Aufheizen des Getriebefluid) priorisiert wird, und dass das heiße Kühlmittel das AWU System durch Vorsehen einer begrenzten Menge an Aufwärmen des Getriebefluids vorbereiten wird. Auch falls das 2-Weg Ventil 82 thermisch betätigt wird, stellt die Leckage sicher, dass das thermische Betätigungselement des Ventils 82 in Kontakt mit dem heißen Kühlmittelstrom vom Kreis 20A bleibt.
  • Das aus dem zweiten Wärmetauscher 28 ausgelassene Kühlmittel kann entweder zu dem Hoch- oder Niedrigtemperaturkreis 20A oder 20B abhängig von der Temperatur des Kühlmittels am Ausgang des Wärmetauschers 28 gerichtet werden.
  • Wie die oben beschriebenen Systeme 10, 100 und 110 hat das System 120 drei Betriebszustände. In einem ersten Betriebszustand, entsprechend dem Kaltstart, sind das erste Ventil 42 und das zweite Ventil 82 in ihren ersten Ventilpositionen d. h. das erste Ventil 42 hat eine offene erste Einlassöffnung 50, die zweite Einlassöffnung 52 ist geschlossen und die Auslassöffnung 54 ist offen; und das zweite Ventil 82 ist geschlossen, optional mit einer geringen Menge an Leckage durch das zweite Ventil 82B, das einen Leckagepfad 78 und/oder 90 zum Vorbereiten des AWU Systems einschließen kann oder nicht. Daher wird in dem ersten Betriebszustand das Aufwärmen und/oder Entfrosten des Fahrzeuginnenraums 14 vor dem aktiven Aufwärmen priorisiert.
  • In dem zweiten Betriebszustand entsprechend dem Aufwärmen verbleibt das erste Ventil 42 in seiner ersten Ventilposition und das zweite Ventil 82 ist in seiner zweiten Ventilposition, d. h. das zweite Ventil 82 ist offen, um zu ermöglichen, dass die Strömung des Kühlmittels von dem Hochtemperaturkreis 20A in die erste Einlassöffnung 50 des ersten Ventils 42 eintritt, durch den radialen Strömungspfad 80 des Ventilmechanismus 56 hindurch geht, über die Auslassöffnung 54 austritt und durch den zweiten Wärmetauscher 28 strömt, um das Getriebefluid in dem zweiten Zirkulationskreis 15 aufzuwärmen. In dem zweiten Betriebszustand wird das Kühlmittel weiter durch den ersten Wärmetauscher 26 strömen. Daher liefert der zweite Betriebszustand ein gesteigertes aktives Aufwärmen des Getriebefluids und kontinuierliches Heizen und/oder Entfrosten des Fahrzeuginnenraums 14.
  • In dem dritten Betriebszustand, entsprechend dem normalen Betrieb, nimmt das erste Ventil 42 seine zweite Ventilposition ein und das zweite Ventil 82 verbleibt in seiner zweiten Ventilposition d. h. das erste Ventil 42 und das zweites Ventil 82 sind in ihren zweiten Ventilpositionen, d. h. das erste Ventil 42 hat eine geschlossene erste Einlassöffnung 50, die zweite Einlassöffnung 52 ist offen und die Auslassöffnung 54 ist offen; und das zweite Ventil 82 ist offen. Daher verhindert in dem dritten Betriebszustand die geschlossene erste Einlassöffnung 50, dass das Kühlmittel aus dem Hochtemperaturkreis 20A durch das erste Ventil 42 zu dem zweiten Wärmetauscher 28 strömt, während die offene zweite Einlassöffnung 52 erlaubt, dass Kühlmittel von dem Niedrigtemperaturkreis 20B in die zweite Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42 über die offene zweite Einlassöffnung 52 eintritt. Das Kühlmittel wird dann aus der Auslassöffnung 54 ausgelassen und strömt zu dem zweiten Wärmetauscher 28, um das Getriebefluid in dem zweiten Zirkulationskreis 15 zu kühlen.
  • 11 stellt ein Heiz-/Kühlsystem 140 entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel dar, das ähnlich zu dem System 120 der 10 ist und bei dem gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen identifiziert werden.
  • System 140 unterscheidet sich von dem System 120 darin, dass das 2-Weg Ventil 82 der 10 durch ein thermisch oder elektrisch betätigtes 3-Weg Ventil ersetzt wird, das ähnlich im Aufbau und in der Funktion zu dem oben beschriebenen zweiten Ventil 82A ist und/oder sein elektrisch betätigtes Gegenstück, das auch oben beschrieben ist. Das zweite Ventil 82A weist eine Einlassöffnung 84, eine erste Auslassöffnung 86 und eine zweite Auslassöffnung 142 auf. Aufgrund dieser Ähnlichkeiten ist das 3-Weg Ventil in 11 mit 82A bezeichnet. Die anderen Elemente des Systems 120 sind auch im System 140 vorhanden und eine detaillierte Diskussion dieser Elemente wird daher weggelassen.
  • Wie die anderen oben beschriebenen Systeme hat das System 140 drei Betriebszustände. In einem ersten Betriebszustand, entsprechend dem Kaltstart, sind das erste und zweite Ventil 42, 82A in ihren ersten Ventilpositionen. Die erste Ventilposition des ersten Ventils 42 ist die gleiche wie oben beschrieben, d. h. die erste Einlassöffnung 50 ist offen, die zweite Einlassöffnung 52 geschlossen und die Auslassöffnung 54 offen. In seiner ersten Ventilposition sperrt das 3-Weg Ventil 82A den größten Teil oder den gesamten Teil der Strömung an heißem Kühlmittel von dem Hochtemperaturkreis 20A zu dem Doppelmischventil 42 in der Weise, wie oben unter Bezugnahme auf die anderen Systeme 10, 100, 110 beschrieben, optional mit einer geringen Menge an Leckageströmung durch das zweite Ventil 82A. In diesem Betriebszustand strömt ein Hauptteil des heißen Kühlmittelstroms in dem Kühlmittelkanal 22 durch den ersten Wärmetauscher 26, wobei der Hauptteil und der geringe Teil des Kühlmittelstroms die gleichen sind, wie der geringe Teil oder der Hauptteil des Kühlmittelstroms oder ähnlich dazu, die unter Bezugnahme auf den in 2 gezeigten ersten Betriebszustand des Systems 10 beschrieben sind. Dies priorisiert das Aufwärmen des Fahrzeuginnenraums 14 durch den ersten Wärmetauscher 26, optional mit einer geringen Menge an Aufwärmung des Getriebefluids in dem zweiten Zirkulationskreis 15.
  • Wenn die Temperatur des Kühlmittels im Hochtemperaturkreis 20A steigt, nimmt das System 140 seinen zweiten Betriebszustand während des Aufwärmens an, wobei das erste Ventil 42 in seiner ersten Ventilposition verbleibt und das zweite 3-Weg Ventil 82A seine zweite Ventilposition einnimmt, in der das Kühlmittel von dem Hochtemperaturkreis 20A durch das zweite Ventil 82A von der Einlassöffnung 84 zu der Ausflussöffnung 86 fließen kann, in das Doppelmischventil eintritt und zu dem Wärmetauscher 28 strömt, um das darin zirkulierende Getriebefluid aufzuheizen. In dem zweiten Betriebszustand zirkuliert ein Hauptteil des Kühlmittels im Hochtemperaturkreis 20A weiter durch den ersten Wärmetauscher 26, um ein Aufheizen und/oder ein Entfrosten des Fahrzeuginnenraums 14 zu liefern, und ein geringer Teil des Kühlmittels im Hochtemperaturkreis 20A strömt durch das zweite Ventil 82A, durch das erste Ventil 42 und zu dem zweiten Wärmetauscher 28. In dem zweiten Betriebszustand des Systems 140 können der Hauptteil und der geringe Teil des Kühlmittelstroms die gleichen sein, wie der Hauptteil oder der geringe Teil des Stroms in dem zweiten Betriebszustand des Systems 10 oben oder ähnlich zu diesen sein.
  • Wenn die Temperatur des Kühlmittels im Hochtemperaturkreis 20A auf normale Betriebstemperaturen steigt, nimmt das System 140 seinen dritten Betriebszustand ein, wobei das erste Ventil 42 seine zweite Ventilposition einnimmt und das zweite 3-Weg Ventil 82A in seiner zweiten Ventilposition verbleibt. In seiner zweiten Ventilposition des ersten Ventils 42 ist die erste Einlassöffnung 50 geschlossen, die zweite Einlassöffnung 52 offen und die Auslassöffnung 54 offen. Daher verhindert in dem dritten Betriebszustand die geschlossene erste Einlassöffnung 50, dass das Kühlmittel aus dem Hochtemperaturkreis 20A durch das erste Ventil 42 zu dem zweiten Wärmetauscher 28 strömt, während die offene zweite Einlassöffnung 52 erlaubt, dass Kühlmittel von dem Niedrigtemperaturkreis 20B in die zweite Ventilkammer 48 des ersten Ventils 42 über die offene zweite Einlassöffnung 52 eintritt. Das Kühlmittel wird dann aus der Auslassöffnung 54 ausgelassen und strömt zu dem zweiten Wärmetauscher 28, um das Getriebefluid in dem zweiten Zirkulationskreis 15 zu kühlen.
  • Der zweite Auslass 142 ist mit dem ersten Ende eines ersten Bypasskanals 138 verbunden, dessen zweites Ende mit den Kanälen 37 und/oder 70 stromabwärts zu dem ersten Wärmetauscher 26 verbunden ist. Daher erlaubt der erste Bypasskanal 138 die Strömung des Kühlmittels von dem Motor 12 und dem Kanal 22 zum Überbrücken des ersten Wärmetauschers 26. Solch ein Bypass 138 kann unter extremen Kaltstartbedingungen verwendet werden, beispielsweise bei Temperaturen in der Größenordnung von -20 °C und darunter. Bei extremen Kaltstartbedingungen ermöglicht die Verwendung des ersten Bypasskanals 138 eine Priorisierung des Aufheizens des Motors unmittelbar nachdem der Motor gestartet ist. Somit hat das System 140 wirksam einen vierten Betriebszustand bei extremen Kaltstartbedingungen. In diesem Betriebszustand ist ein Strömungspfad von der Einlassöffnung 84 zu der zweiten Auslassöffnung 142 vollständig offen, damit ein Hauptteil des Kühlmittels im Kanal 22 den Kanal 38 betreten und durch das zweite Ventil 82A fließen kann. Der Strömungspfad von der Einlassöffnung 84 durch die Ausgangsöffnung 86 kann entweder einen Leckagepfad, wie in dem ersten Betriebszustand umfassen oder er kann vollständig geschlossen sein, sodass kein Kühlmittel den zweiten Wärmetauscher 28 in dem vierten Betriebszustand erreicht.
  • Der vierte Betriebszustand verbleibt für einen vorbestimmten Zeitraum wirksam, damit ein Aufwärmen des Motors 12 stattfinden kann, typischerweise weniger als ungefähr 30 Sekunden. Während des vierten Betriebszustandes wird das Volumen der Kühlmittelströmung über den ersten Bypasskanal 138 in der Größenordnung von ungefähr 90 Volumenprozent der gesamten Kühlmittelströmung vom Motor 12 über den Kühlmittelkanal 22 sein. Die Steuerung des Strömungspfads von der Einlassöffnung 84 zu der zweiten Auslassöffnung 142 kann elektronisch gesteuert werden, beispielsweise abhängig von einem Temperatursensor (nicht gezeigt), der im Kühlmittelkanal 22 liegt. Auch kann, wie in 11 gezeigt, ein zweiter Bypasskanal 144 vorgesehen sein, um optional den dritten Wärmetauscher 24, beispielsweise während des vierten Betriebszustandes, zu überbrücken. Sobald ein ausreichendes Aufwärmen des Motors stattgefunden hat, wird das zweite Ventil 82A den ersten Bypasskanal 138 schließen und das System 140 wird den ersten Betriebszustand annehmen. Optional kann eine Strömung durch den ersten Bypasskanal 138 bei anderen Betriebsbedingungen, zum Beispiel während Betriebsbedingungen, bei denen ein Aufheizen von Luft durch den ersten Wärmetauscher 26 nicht verlangt wird, wieder aufgenommen werden.
  • Es sei verstanden, dass, obwohl es nicht in den 10 und 11 gezeigt ist, der Hochtemperatur-Zirkulationskreis 20A für Kühlmittel der Systeme 120, 140 einen Bypassdurchgang 23 ähnlich zu dem oben beschriebenen umfassen kann, der durch ein Bypassventil gesteuert wird, durch den das in dem Hochtemperaturkreis 20A zirkulierende Kühlmittel den ersten Wärmetauscher 26 umgehen kann und direkt zu dem Wärmetauscher 24 strömen kann.
  • Auch wenn verschiedene Ventilsystemkonfigurationen in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, sei klargestellt, dass bestimmte Anpassungen und Modifikationen der beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden können, die als im Bereich der vorliegenden Offenbarung liegend betrachtet werden. Daher sind die oben erörterten Ausführungsformen als erläuternd, aber nicht als beschränkend aufzufassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62569389 [0001]

Claims (22)

  1. Heiz-und Kühlsystem für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einer Antriebsstrangkomponente und einem Fahrgastraum, wobei das System umfasst: einen ersten Fluidzirkulationskreis zum Zirkulieren eines Motorkühlmittels, wobei der erste Fluidzirkulationskreis den Motor einschließt; einen zweiten Fluidzirkulationskreis zum Zirkulieren eines Kraftfahrzeug-Fluids zum Schmieren der Antriebsstrangkomponente, wobei der zweite Fluidzirkulationskreis die Antriebsstrangkomponente einschließt; einen ersten Wärmetauscher, der stromabwärts zu dem Motor in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels liegt, wobei der erste Wärmetauscher angepasst ist, das von dem Motor ausgelassene Motorkühlmittel aufzunehmen und Wärme von dem Motorkühlmittel auf einen Luftstrom zu übertragen, der zu dem Fahrgastraum geliefert wird; einen zweiten Wärmetauscher, der fluidisch sowohl mit dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels als auch mit dem Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids verbunden ist und angepasst ist, Wärme zwischen dem Motorkühlmittel und dem Kraftfahrzeug-Fluid zu übertragen; ein erstes Ventil, das in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels vorgesehen ist, wobei das erste Ventil mit einem ersten Einlass zum Aufnehmen des Motorkühlmittels von einer ersten Kühlmittelquelle in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels versehen ist; einen zweiten Einlass zum Aufnehmen des Motorkühlmittels von einer zweiten Kühlmittelquelle in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels; und einen Auslass zum Abführen des Motorkühlmittels zu dem zweiten Wärmetauscher; wobei das erste Ventil eine erste Ventilposition, in der ein Strömungspfad durch den ersten Einlass und den Auslass offen ist, und eine zweite Ventilposition aufweist, in der ein Strömungspfad durch den zweiten Einlass und den Auslass offen ist; ein zweites Ventil, das in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels vorgesehen ist, wobei das zweite Ventil einen Einlass zum Aufnehmen des Motorkühlmittels von der ersten Kühlmittelquelle und einen ersten Auslass zum Abführen des Motorkühlmittels zu dem ersten Einlass des ersten Ventils aufweist; wobei das zweite Ventil eine erste Ventilposition, in der ein Strömungspfad durch den Einlass und den ersten Auslass teilweise oder vollständig geschlossen ist, und eine zweite Ventilposition aufweist, in der der Strömungspfad durch den Einlass und den ersten Auslass offen ist; und wobei die erste Kühlmittelquelle zwischen einem Kühlmittelauslass des Motors, durch den das Motorkühlmittel abgeführt wird, und einem Einlass des ersten Wärmetauschers liegt.
  2. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 1, bei dem die zweite Kühlmittelquelle stromabwärts zu einem Kühlmittelauslass des ersten Wärmetauschers liegt.
  3. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle eine höhere Temperatur aufweist als das Motorkühlmittel von der zweiten Kühlmittelquelle.
  4. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das erste Ventil von seiner ersten Ventilposition in seine zweite Ventilposition abhängig von einer Temperaturerhöhung des Kraftfahrzeug-Fluids betätigt wird.
  5. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das zweite Ventil von seiner ersten Ventilposition in seine zweite Ventilposition abhängig von einer Temperaturerhöhung des Motorkühlmittels betätigt wird, das von dem Motor abgeführt wird und von der ersten Kühlmittelquelle aufgenommen wird.
  6. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das zweite Ventil in der ersten Ventilposition eine geringe vorbestimmte Menge einer Leckage des Motorkühlmittels hindurch erlaubt.
  7. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eines des ersten und zweiten Ventils thermisch betätigt wird.
  8. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eines des ersten und zweiten Ventils elektrisch betätigt wird.
  9. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, außerdem einen dritten Wärmetauscher umfassend, der stromabwärts zu dem ersten Wärmetauscher in dem Zirkulationskreis des Motorkühlmittels liegt, wobei der dritte Wärmetauscher angepasst ist, das von dem ersten Wärmetauscher abgeführte Motorkühlmittel aufzunehmen, wobei die zweite Kühlmittelquelle stromabwärts zu einem Kühlmittelauslass des dritten Wärmetauschers liegt.
  10. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 9, bei dem der dritte Wärmetauscher ein Radiator ist.
  11. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das einen ersten Betriebszustand bei erstem Kaltstart des Motors aufweist, wobei sowohl das erste Ventil als auch das zweite Ventil in ihren ersten Ventilpositionen derart sind, dass ein erster großer Anteil des Motorkühlmittels von der ersten Kühlmittelquelle zu dem ersten Wärmetauscher gerichtet ist und ein erster geringer Anteil des Motorkühlmittels von der ersten Kühlmittelquelle durch einen Leckagepfad des zweiten Ventils, durch den offenen ersten Einlass und den Auslass des ersten Ventils strömt, um Wärme an das Kraftfahrzeug-Fluid, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, zu übertragen.
  12. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 11, das einen zweiten Betriebszustand während des Aufwärmens des Motors nach dem ersten Kaltstart aufweist, wobei das erste Ventil in seiner ersten Ventilposition und das zweite Ventil in seiner zweiten Ventilposition derart sind, dass ein zweiter großer Anteil des Motorkühlmittels von der ersten Kühlmittelquelle zu dem ersten Wärmetauscher gerichtet ist und ein zweiter geringer Anteil des Motorkühlmittels von der ersten Kühlmittelquelle durch das zweiten Ventil, durch den offenen ersten Einlass und den Auslass des ersten Ventils strömt, um Wärme an das Kraftfahrzeug-Fluid, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, zu übertragen, wobei der erste große Anteil größer ist als der zweite große Anteil und der erste geringe Anteil geringer ist als der zweite geringe Anteil.
  13. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 12, das einen dritten Betriebszustand während des normalen Betriebs des Motors nach dem Aufwärmen aufweist, wobei sowohl das erste Ventil als auch das zweite Ventil in ihren zweiten Ventilpositionen sind, derart, dass im wesentlichen kein Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle durch den ersten Einlass in das erste Ventil einströmt und derart, dass das Motorkühlmittel von der zweiten Kühlmittelquelle durch das erste Ventil, durch den offenen zweiten Einlass und den Auslass strömt, um Wärme aus dem Kraftfahrzeug-Fluid, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, zu entnehmen.
  14. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem der Zirkulationskreis des Motorkühlmittels außerdem einen Bypasskanal zum Überbrücken des ersten Wärmetauschers umfasst, wobei der Bypasskanal einen Einlass, der zwischen dem Motor und dem ersten Wärmetauscher liegt, und einen Auslass stromabwärts zu dem ersten Wärmetauscher aufweist.
  15. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 14, bei dem der Einlass des Bypasskanal stromabwärts zu der ersten Kühlmittelquelle liegt, derart, dass ein Teil oder das gesamte Motorkühlmittel, das zu dem ersten Wärmetauscher in mindestens dem zweiten und dritten Betriebszustand gerichtet ist, den ersten Wärmetauscher überbrücken kann, abhängig von der Temperatur des Kühlmittels an der ersten Kühlmittelquelle und/oder den Heizanforderungen im Fahrzeuginnenraum.
  16. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 15, bei dem der Zirkulationskreis des ersten Fluids einen Hochtemperatur-Zirkulationskreis des Kühlmittels und einen Niedrigtemperatur-Zirkulationskreis umfasst; wobei der Motor und der erste Wärmetauscher in dem Hochtemperatur-Zirkulationskreis des Kühlmittels vorgesehen sind; wobei der Niedrigtemperatur-Zirkulationskreis einen Niedrigtemperatur-Zirkulationskreis einschließt, in dem ein Niedrigtemperatur-Wärmetauscher und eine oder mehrere Niedrigtemperatur-Komponenten vorgesehen sind; und wobei die zweite Kühlmittelquelle in dem Niedrigtemperatur-Zirkulationskreis stromabwärts zu dem Niedrigtemperatur-Wärmetauscher und stromaufwärts zu der einen oder den mehreren Niedrigtemperatur-Komponenten liegt.
  17. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das zweite Ventil ein Dreiwegeventil ist, wobei der Auslass einen ersten Auslass umfasst und der Strömungspfad durch den Einlass und den ersten Auslass der erste Strömungspfad ist; das zweite Ventil außerdem einen zweiten Auslass und einen zweiten Strömungspfad durch den Einlass und den zweiten Auslass umfasst; wobei in einem vierten Betriebszustand, bei dem das erste und zweite Ventil in der ersten Position sind, derart, dass der erste Strömungspfad teilweise oder vollständig geschlossen ist, der zweite Strömungspfad offen ist.
  18. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 17, bei dem der zweite Auslass mit einem ersten Ende eines ersten Bypasskanals, der den ersten Wärmetauscher überbrückt, verbunden ist.
  19. Heiz-und Kühlsystem nach Anspruch 18, außerdem einen zweiten Bypasskanal umfassend, der den dritten Wärmetauscher überbrückt.
  20. Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem die Antriebsstrangkomponente ein Getriebe und das Kraftfahrzeug-Fluid ein Getriebefluid ist.
  21. Verfahren zum Heizen und/oder Kühlen eines Kraftfahrzeug-Fluids in einem Fahrzeug, das ein Heiz-und Kühlsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13 verwendet, umfassend: in dem ersten Betriebszustand des Systems mit sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ventil in ihren ersten Position Starten des Motors des Fahrzeugs bei Kaltstartbedingungen und Umwälzen des Motorkühlmittels durch den Zirkulationskreis des Motorkühlmittels und Umwälzen des Kraftfahrzeug-Fluids durch den Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids, derart dass der meiste Teil des oder das gesamte Kühlmittel(s) von der ersten Kühlmittelquelle durch den ersten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Luftstrom übertragen wird; sobald die Temperatur des Motorkühlmittels, das aus dem Motor strömt, steigt, Umschalten des zweiten Ventils von seiner ersten Ventilposition in seine zweite Ventilposition und Umschalten des Systems von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand; in dem zweiten Betriebszustand des Systems mit dem ersten Ventil in seiner ersten Betriebsposition und dem zweiten Ventil in seiner zweiten Betriebsposition Betreiben des Motors bei Aufheizbedingungen und Umwälzen des Motorkühlmittels durch den Zirkulationskreis des Motorkühlmittels und Umwälzen des Kraftfahrzeug-Fluids durch den Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids, derart, dass das Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle weiter durch den ersten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Luftstrom überträgt und/oder den ersten Wärmetauscher überbrückt, und derart dass das Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle durch das zweite Ventil zu dem ersten Ventil und durch das erste Ventil zu dem zweiten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem Kraftfahrzeug-Fluid, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, überträgt; und sobald die Temperatur des Motorkühlmittels, das aus dem Motor strömt, auf einen normalen Betriebsbereich steigt, Umschalten des ersten Ventils von seiner ersten Ventilposition in seine zweite Ventilposition und Umschalten des Systems von dem zweiten Betriebszustand in den dritten Betriebszustand; in dem dritten Betriebszustand des Systems mit sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ventil in ihren zweiten Betriebspositionen Betreiben des Motors bei normalen Betriebsbedingungen und Umwälzen des Motorkühlmittels durch den Zirkulationskreis des Motorkühlmittels und Umwälzen des Kraftfahrzeug-Fluids durch den Zirkulationskreis des Kraftfahrzeug-Fluids, derart, dass das Motorkühlmittel von der zweiten Kühlmittelquelle durch das erste Ventil zu dem zweiten Wärmetauscher strömt und Wärme aus dem Kraftfahrzeug-Fluid, das durch den zweiten Wärmetauscher strömt, abzieht, und derart, dass das Motorkühlmittel von der ersten Kühlmittelquelle weiter durch den ersten Wärmetauscher strömt und Wärme zu dem in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Luftstrom überträgt und/oder den ersten Wärmetauscher überbrückt.
  22. Temperatursteuermodul für einen Heiz-und Kühlsystem eines Fahrzeugs, wobei das Temperatursteuermodul umfasst: einen Wärmetauscher für Getriebefluid, der einen Stapel von Kernplatten umfasst, die alternierende Strömungskanäle für ein Kühlmittel und für Getriebefluid definieren, wobei der Wärmetauscher Einlass- und Auslasssammelleitungen für das Kühlmittel und das Getriebefluid aufweist, wobei die Sammelleitungen sich über die Höhe des Plattenstapels erstrecken und der Wärmetauscher eine obere Platte mit Öffnungen in Fluidverbindung mit den Sammelleitungen aufweist, wobei die Sammelleitungen mit Armaturen versehen sind; eine Ventilbaugruppe, die ein erstes thermisch betätigtes Ventil und ein zweites thermisch betätigtes Ventil umfasst, wobei die Ventilbaugruppe umfasst: eine Steuerkammer des ersten Ventils, die an einem ersten Ende der Ventilbaugruppe liegt, wobei die Steuerkammer einen Einlass zum Aufnehmen des Getriebefluids und einen Auslass, der in abdichtender Weise mit der oberen Platte über einen Befestigungsflansch verbunden ist, aufweist, und die in Fluidverbindung mit einer Einlasssammelleitung des Getriebefluids des Wärmetauschers ist; eine Hauptventilkammer des ersten Ventils, die einen ersten und einen zweiten Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Auslass an einem zweiten Ende der Ventilbaugruppe liegt, wobei der Auslass in abdichtender Weise mit der oberen Platte über einen Befestigungsflansch verbunden ist, und die in Fluidverbindung mit einer Einlasssammelleitung des Kühlmittels des Wärmetauschers ist; eine Kühlmitteleinlassarmatur zum Aufnehmen des Kühlmittels von einer zweiten Kühlmittelquelle, die in abdichtender Weise mit dem ersten Ventil an seinem zweiten Einlass der Hauptventilkammer verbunden ist; und wobei das zweite Ventil einen Einlass zum Aufnehmen des Kühlmittels von einer ersten Kühlmittelquelle und einen Auslass, der in abdichtender Weise mit dem ersten Ventil an seinem ersten Einlass der Hauptventilkammer verbunden ist, umfasst.
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