DE19601313A1 - Heizsystem für ein Fahrzeug mit Wandlerkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizsystem für ein Fahrzeug mit einer hydrauli­ schen Wandlerkupplung im Fahrzeug-Antriebsstrang, deren Abwärme über einen Heizmittel-Luft-Wärmetauscher dem Fahrzeug-Innenraum zuführbar ist. Zum bekannten Stand der Technik wird beispielshalber auf die DE 40 26 595 C2 oder auf die DE-OS 15 80 036 verwiesen.

An einem grundsätzlich vorteilhaften Heizsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weitere Verbesserungen aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß ein Heizmittel-Wandlerfluid- Wärmetauscher wahlweise in den Heizmittelkreislauf einbindbar ist. Vorteil­ hafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die beigefügte Prinzipskizze eines bevorzugten Ausführungsbeispiels verwiesen, in der lediglich die für das Verständnis unbedingt erforderlichen Elemente dargestellt sind.

Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 eine das Fahrzeug antreibende Brennkraft­ maschine bezeichnet, deren Abtriebs-Drehmoment unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Wandlerkupplung 2 in ein Automatik-Getriebe 3 eingelei­ tet wird, von welchem aus wie üblich nicht gezeigte Abtriebswellen zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeuges führen. Die Abtriebswelle der Brenn­ kraftmaschine sowie die hydraulische Wandlerkupplung 2 und das Automa­ tik-Getriebe 3 bilden somit den sog. Fahrzeug-Antriebsstrang.

Bei der Brennkraftmaschine 1 handelt es sich um eine übliche flüssigkeits­ gekühlte Brennkraftmaschine, wobei die Kühlflüssigkeit gleichzeitig als Heizmittel für das Fahrzeug fungiert, so daß die Abwärme der Brennkraftma­ schine zur Beheizung des Fahrzeug-Innenraumes nutzbar ist. Über einen Heizmittel-Kreislauf 4 wird somit die Kühlflüssigkeit/das Heizmittel aus der Brennkraftmaschine 1 abgeführt, durchströmt anschließend einen Heizmittel- Luft-Wärmetauscher 5 und gelangt schließlich über eine Kühlmittelpumpe 6 wieder in die Brennkraftmaschine 1. Nicht gezeigt ist der weitere übliche Zweig des Kühlflüssigkeitskreislaufes, in welchem diese Kühlflüssigkeit über einen Kühler geführt wird, da dieser Zweig für die vorliegende Erfindung un­ erheblich ist. Am im Heizmittel-Kreislauf 4 vorgesehenen Heizmittel-Luft- Wärmetauscher erfolgt ein Wärmetausch zwischen dem Heizmittel sowie einem in den Fahrzeug-Innenraum gelangenden Luftstrom, der letztendlich den Fahrzeug-Innenraum temperiert bzw. aufheizt.

Wahlweise in den Heizmittel-Kreislauf 4 einbindbar ist ferner ein Heizmittel- Wandlerfluid-Wärmetauscher 7, der über eine Vor- und Rücklaufleitung 8 mit dem Automatik-Getriebe 3 bzw. mit der hydraulischen Wandlerkupplung 2 in Verbindung steht. Das im Automatik-Getriebe 3 sowie in der hydraulischen Wandlerkupplung vorgesehene Öl kann somit über die Vor- und Rücklauflei­ tung 8 durch den Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetauscher 7 geführt werden und hierbei Wärme an das im Heizmittel-Kreislauf 4 umgewälzte Heizmittel abgeben. Die wahlweise Einbindung dieses Heizmittel-Wandlerfluid-Wär­ metauschers 7 in den Heizmittel-Kreislauf 4 erfolgt dabei über ein Schalt- Steuer-Ventil 9.

Grundsätzlich ist es erwünscht, anschließend an einen Kaltstart des Fahr­ zeuges, d. h. dann, wenn die Brennkraftmaschine 1, die Wandlerkupplung 2 sowie das Getriebe 3 noch kalt sind, so schnell als möglich eine befriedi­ gende Heizleistung zur Verfügung zu stellen. Nun erwärmt sich aber die Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine schneller als das Öl im Getriebe 3 sowie in der Wandlerkupplung 2. Aus diesem Grunde wäre es wenig vorteil­ haft, stets und insbesondere auch direkt anschließend an einen Kaltstart des Fahrzeuges das Heizmittel über den Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetauscher 7 zu führen, da in diesem auch eine unerwünschte Abkühlung des Heizmit­ tels erfolgen kann. Aus diesem Grunde ist das Schalt-Steuer-Ventil 9 vorge­ sehen, welches es erlaubt, den Heizmittel-Kreislauf am Heizmittel-Wandler­ fluid-Wärmetauscher 7 vorbeizuführen. Ist jedoch zu einem späteren Zeit­ punkt das Öl im Getriebe 3 sowie in der Wandlerkupplung 2 wärmer als das Heizmittel, d. h. wärmer als die Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine, so kann der Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetauscher 7 durch entsprechende Betätigung des Schalt-Steuer-Ventiles 9 in den Heizmittel-Kreislauf 4 einge­ bunden werden, wodurch das umgewälzte Heizmittel in diesen Wärmetau­ scher 7 eine zusätzliche Erwärmung erfährt. Am nachgeschalteten Heizmit­ tel-Luft-Wärmetauscher 5 kann somit eine vergrößerte Wärmemenge abge­ griffen werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß mit dem Schalt-Steuer-Ventil 9 nicht nur eine Umschaltung durchgeführt werden kann, d. h. daß nicht nur der Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetauscher 7 entweder in den Heizmittel-Kreislauf 4 eingebunden oder von diesem ab­ geschottet werden kann, sondern daß mit diesem Ventil 9 zusätzlich die Menge des den Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetauscher 7 durchströmenden Heizmittels veränderbar ist. Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte Beeinflus­ sung der Heizmittel-Temperatur. Alternativ kann ein ähnliches Ventil in der Vor- und Rücklaufleitung 8 vorgesehen sein, wodurch die Menge des den Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetauscher 7 durchströmenden Öles/Wandler­ fluids gezielt veränderbar ist.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß ins­ besondere heizbedarfsabhängig in der hydraulischen Wandlerkupplung 2 eine vergrößerte Abwärmemenge erzeugbar ist. Dies bedeutet, daß immer dann, wenn ein hoher Heizbedarf vorliegt, in der Wandlerkupplung 2 ver­ mehrt Abwärme erzeugt wird, indem diese beispielsweise mit verschlechter­ tem Wirkungsgrad betrieben wird. Hierzu kann die hydraulische Steuerung in dieser hydraulischen Wandlerkupplung 2 in entsprechender Weise beeinflußt werden. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang möglich, eine an sich übliche, dem Fachmann bekannte, Wandler-Überbrückungskupplung heizbedarfsabhängig gezielt außer Funktion zu setzen. Grundsätzlich ist diese Wandler-Überbrückungskupplung erwünscht und wird beispielsweise bei einer Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit von 80 km/h eingeschaltet, um die Wirkungsgradverluste im Fahrzeug-Antriebsstrang so gering als möglich zu halten. Wird jedoch eine hohe Heizanforderung nachgefragt und somit mög­ lichst viel Abwärme benötigt, so kann es vorteilhaft sein, diese Wandler- Überbrückungskupplung außer Funktion zu setzen und hierdurch in der hy­ draulischen Wandlerkupplung 2 vermehrt Abwärme zu erzeugen, die dann über den in den Heizmittel-Kreislauf 4 eingebundenen Heizmittel-Wandler­ fluid-Wärmetauscher 7 dem Heizmittel-Luft-Wärmetauscher 5 zugeführt werden kann und somit zur verstärkten Beheizung des Fahrzeug-Innenrau­ mes genutzt werden kann.

Es wurde bereits mehrfach erwähnt, daß die Einbindung des Wärmetau­ schers 7 in den Heizmittelkreislauf 4 sowie eine gezielte Abwärmemenge­ Erzeugung in der Wandlerkupplung 2 heizbedarfsabhängig erfolgen kann bzw. soll. Zur Entscheidung darüber können verschiedene Randbedingun­ gen abgefragt werden. So kann beispielsweise der Heizmittel-Wandlerfluid- Wärmetauscher 7 dann in den Heizmittelkreislauf 4 eingebunden werden, wenn ein im Fahrzeug-Innenraum vorgesehener Temperaturwahlgeber in seine Maximalposition gebracht wird. Anstelle dessen kann auch ein gewis­ ser Schwellwert einer automatischen Heiztemperaturregelung als Eingangs­ größe herangezogen werden. Weiterhin kann die Heizbedarf-Regelung in Abhängigkeit von der Außentemperatur und/oder der Betriebstemperatur des gesamten Fahrzeug-Antriebsstranges arbeiten. Alle diese Funktionen kön­ nen dabei in einer geeigneten elektronischen Steuereinheit integriert sein.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Stelle, an der der Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetauscher 7 wahlweise in den Heizmittel-Kreislauf 4 eingebunden werden kann, stromab des Heizmit­ tel-Luft-Wärmetauschers 5 vorzusehen. In diesem Falle kommt die Abwärme des Automatik-Getriebes 3 sowie der hydraulischen Wandlerkupplung 2 ins­ besondere der Brennkraftmaschine 1 zugute und ermöglicht somit deren schnelle Aufheizung anschließend an einen Kaltstart, als Folge hiervon steht jedoch abermals beschleunigt eine vergrößerte Wärmemenge am Heizmittel- Luft-Wärmetasucher 5 zur Verfügung, so daß abermals eine beschleunigte Aufheizung des Fahrzeug-Innenraumes erfolgen kann. Daneben sind selbst­ verständlich eine Vielzahl weiterer Abwandlungen vom lediglich prinzipiell gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets hat man mit diesem System eine schnell verfügbare Heizwärme bei geringen Kosten. Ferner ergibt sich ein gesamthaft guter Wirkungsgrad.

Claims (4)

1. Heizsystem für ein Fahrzeug mit einer hydraulischen Wandlerkupp­ lung im Fahrzeug-Antriebsstrang, deren Abwärme über einen Heizmit­ tel-Luft-Wärmetauscher (5) dem Fahrzeug-Innenraum zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizmittel-Wandlerfluid-Wärmetau­ scher (7) wahlweise in den Heizmittelkreislauf (4) einbindbar ist.

2. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des den Heizmittel-Wandler­ fluid-Wärmetauscher (7) durchströmenden Heizmittels oder Fluids veränderbar ist.

3. Heizsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß heizbedarfsabhängig eine vergrößerte Abwärmemenge in der Wandlerkupplung (2) erzeugbar ist.

4. Heizsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wandler-Überbrückungskupplung außer Funktion setzbar ist.