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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf sowie einen Kühlmittelkreislauf zur Kühlung der Brennkraftmaschine aufweist, wobei der Kühlmittelkreislauf über einen durch das Zylinderkurbelgehäuse verlaufenden ersten Kühlmittelteilkreislauf sowie einen durch den Zylinderkopf verlaufenden und separat von dem ersten Kühlmittelteilkreislauf betreibbaren zweiten Kühlmittelteilkreislauf verfügt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.
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Die Antriebseinrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Hierzu verfügt die Antriebseinrichtung über wenigstens ein Antriebsaggregat, nämlich die Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine erzeugt während ihres Betriebs Wärme, welche abgeführt werden muss. Hierzu verfügt die Antriebseinrichtung über den Kühlmittelkreislauf, der zumindest zeitweise der Kühlung der Brennkraftmaschine dient. Ein effizienter Betrieb der Brennkraftmaschine ist insbesondere dann möglich, wenn diese bei ihrer Betriebstemperatur betrieben wird. Zu Beginn ihres Betriebs ist die Temperatur der Brennkraftmaschine üblicherweise kleiner als die Betriebstemperatur, insbesondere nach einer gewissen Standzeit, während welcher die Brennkraftmaschine abgekühlt ist.
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Vorzugsweise wird daher nach einem Start der Brennkraftmaschine zunächst ein Warmlaufbetrieb vorgenommen, während welchem die von der Brennkraftmaschine erzeugte Wärme nicht oder allenfalls teilweise mithilfe des Kühlmittelkreislaufs abgeführt wird. Der Warmlaufbetrieb wird bevorzugt durchgeführt, bis die Temperatur der Brennkraftmaschine die Betriebstemperatur erreicht. Nachfolgend wird die Antriebseinrichtung beziehungsweise der Kühlmittelkreislauf derart betrieben, dass die Temperatur der Brennkraftmaschine im Wesentlichen konstant gehalten wird, insbesondere auf der Betriebstemperatur.
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Die Brennkraftmaschine weist zudem das Zylinderkurbelgehäuse und den Zylinderkopf auf. Das Zylinderkurbelgehäuse und der Zylinderkopf sind vorzugsweise separat voneinander ausgebildet und aneinander befestigt. Die Brennkraftmaschine verfügt über wenigstens einen Zylinder, in welchem ein Kolben linear verlagerbar angeordnet ist. Der Zylinder ist nun wenigstens bereichsweise in dem Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet und wird auf einer Seite von dem Zylinderkopf begrenzt. Das Zylinderkurbelgehäuse und der Zylinderkopf fassen also den wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine miteinander ein. Dem Zylinderkurbelgehäuse und dem Zylinderkopf sind nun separate Kühlmittelteilkreisläufe zugeordnet, nämlich dem Zylinderkurbelgehäuse der erste Kühlmittelteilkreislauf und dem Zylinderkopf der zweite Kühlmittelteilkreislauf. Die beiden Kühlmittelteilkreisläufe sind separat voneinander betreibbar. Das bedeutet vorzugsweise, dass in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf vorliegendes Kühlmittel separat von in dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf vorliegenden Kühlmittel umgewälzt werden kann und/oder umgekehrt.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2010 045 217 A1 ist beispielsweise ein Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine bekannt, aufweisend ein Zylinderkurbelgehäuse mit mindestens zwei Zylinderbänken, sowie zugehörigen Zylinderköpfen, wobei das Zylinderkurbelgehäuse und die Zylinderköpfe über separate und parallel zueinander verlaufende Teilkreisläufe des Kühlmittelkreislaufs von einer Kühlmittelpumpe mit Kühlmittel beaufschlagbar sind, wobei ein erstes Stellventil mit mindestens zwei synchron schaltbaren ersten Anschlüssen und einem zweiten Anschluss in einem Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf angeordnet ist, und wobei die ersten Anschlüsse mit jeweils einer der Zylinderbänke paarweise strömungstechnisch verbunden sind.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein schnelleres Aufheizen der Brennkraftmaschine ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass während eines Warmlaufbetriebs der Brennkraftmaschine in einer ersten Betriebsart der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelteilkreislauf strömungstechnisch voneinander separiert sind und eine dem Kühlmittelkreislauf zugeordnete wärmeerzeugende Einrichtung zum Aufheizen des ersten Kühlmittelteilkreislaufs betrieben wird.
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Vorstehend wurde bereits erläutert, dass der Warmlaufbetrieb bevorzugt durchgeführt wird, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine kleiner ist als ihre Betriebstemperatur. Der Warmlaufbetrieb kann zumindest in der ersten Betriebsart durchgeführt werden. In der ersten Betriebsart ist es vorgesehen, die beiden Kühlmittelteilkreisläufe strömungstechnisch voneinander zu separieren, falls dies noch nicht der Fall sein sollte. In anderen Worten wird die Antriebseinrichtung beziehungsweise der Kühlmittelkreislauf derart eingestellt, dass während des Warmlaufbetriebs der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelteilkreislauf strömungstechnisch voneinander separiert sind, sofern die erste Betriebsart vorliegt.
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Weiterhin wird während des Warmlaufbetriebs in der ersten Betriebsart die wärmeerzeugende Einrichtung zum Aufheizen des ersten Kühlmittelteilkreislaufs betrieben. Die wärmeerzeugende Einrichtung ist dem Kühlmittelkreislauf zugeordnet. Grundsätzlich kann die wärmeerzeugende Einrichtung beliebig ausgestaltet sein. Sie ist von der Brennkraftmaschine verschieden und liegt beispielsweise in Form eines Kraftfahrzeugaggregats, insbesondere einer Heizung, insbesondere einer elektrischen oder chemischen Heizung, vor. Die elektrische Heizung wird mittels elektrischer Energie betrieben, welche beispielsweise einem Energiespeicher der Antriebseinrichtung und/oder einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs entnommen wird. Die chemische Heizung kann dagegen mit Kraftstoff betrieben werden, welcher einem der Brennkraftmaschine zugeordneten Kraftstofftank oder einem separat zu diesem vorgesehenen Zusatztank entnommen ist.
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Die wärmeerzeugende Einrichtung liegt beispielsweise in Form einer Standheizung vor. Die Standheizung dient bevorzugt dazu, einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zu erwärmen, insbesondere vor einem Fahrtantritt. Zu diesem Zweck kann die Standheizung bereits betrieben werden, bevor die Antriebsreinrichtung beziehungsweise die Brennkraftmaschine gestartet wird. Insbesondere wird die Standheizung also bereits während eines Stillstands der Brennkraftmaschine zum Aufheizen des Fahrgastraums verwendet. Die wärmeerzeugende Einrichtung liegt zusätzlich zu der Brennkraftmaschine in dem Kühlmittelkreislauf vor.
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Zusätzlich ist es nun vorgesehen, die wärmeerzeugende Einrichtung beziehungsweise die Standheizung auch während des Warmlaufbetriebs zu betreiben, um den ersten Kühlmittelteilkreislauf und entsprechend des Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine aufzuheizen. Dies ermöglicht ein wesentlich schnelleres Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine als bei anderen Verfahren, weil nicht lediglich von der Brennkraftmaschine selbst erzeugte Wärme zu ihrem Aufheizen herangezogen wird, sondern zusätzlich die mittels der wärmeerzeugenden Einrichtung erzeugte Wärme.
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Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die wärmeerzeugende Einrichtung zum Aufheizen des Fahrgastraums mit einer ersten Leistung und zum Aufheizen des ersten Kühlmittelteilkreislaufs mit einer zweiten Leistung betrieben wird. Die zweite Leistung kann von der ersten Leistung verschieden sein, insbesondere ist sie größer. Dies ist vorteilhaft, weil das Aufheizen des Fahrgastraums üblicherweise über einen vergleichsweise langen Zeitraum vorgenommen werden kann, während das Aufheizen der Brennkraftmaschine so schnell als möglich erfolgen soll, um einen effizienten Betrieb der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, welcher sich durch geringen Kraftstoffverbrauch und geringe Schadstoffemissionen auszeichnet.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass während des Warmlaufbetriebs ein Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf allein mittels einer ersten Kühlmittelpumpe und in dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf allein mittels einer zweiten Kühlmittelpumpe umgewälzt wird. Dem ersten Kühlmittelteilkreislauf ist insoweit die erste Kühlmittelpumpe und dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf die zweite Kühlmittelpumpe strömungstechnisch zugeordnet. Um die beiden Kühlmittelteilkreisläufe separat voneinander zu betreiben, also das sich in Ihnen befindliche Kühlmittel umzuwälzen, sind auch die erste Kühlmittelpumpe und die zweite Kühlmittelpumpe unabhängig voneinander betreibbar. Beispielsweise sind die Kühlmittelpumpen unterschiedlich dimensioniert, also für unterschiedliche Leistungen ausgelegt. Beispielsweise liegt die erste Kühlmittelpumpe in Form einer Zusatzkühlmittelpumpe und die zweite Kühlmittelpumpe in Form einer Hauptkühlpumpe oder umgekehrt vor.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass während des Warmlaufbetriebs in einer zweiten Betriebsart der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelkreislauf strömungstechnisch voneinander separiert sind, wobei eine das Zylinderkurbelgehäuse umgehende Bypassleitung des ersten Kühlmittelteilkreislaufs freigegeben und eine Durchströmung des Zylinderkurbelgehäuses mit Kühlmittel unterbunden wird. Mit einer derartigen Vorgehensweise wird erreicht, dass das in dem Zylinderkurbelgehäuse befindliche Kühlmittel in diesem steht, also nicht in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf umgewälzt wird.
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Gleichzeitig soll jedoch das weitere in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf befindliche Kühlmittel umgewälzt werden, beispielsweise um ein auf Aufheizen des Fahrgastraums mithilfe der wärmeerzeugende Einrichtung zu ermöglichen. Insbesondere in diesem Fall ist dem ersten Kühlmittelteilkreislauf ein Heizungswärmetauscher zugeordnet, mittels welchem Wärme aus dem ersten Kühlmittelteilkreislauf, insbesondere mithilfe der wärmeerzeugenden Einrichtung bereitgestellte Wärme, auf den dem Fahrgastraum zugeführte Luft übertragen werden kann.
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Um das in dem Zylinderkurbelgehäuse stehende Kühlmittel zu realisieren, ist die Bypassleitung vorgesehen. Diese dient einer strömungstechnischen Umgehung des Zylinderkurbelgehäuses und ist Bestandteil des ersten Kühlmittelkreislaufs. Bei freigegebener Bypassleitung strömt insoweit das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs durch die Bypassleitung und nicht durch das Zylinderkurbelgehäuse. Hierzu sind das Zylinderkurbelgehäuse und die Bypassleitung strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet.
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Der Warmlaufbetrieb wird beispielsweise in der zweiten Betriebsart durchgeführt, wenn auch ohne mittels der wärmeerzeugenden Einrichtung bereitgestellter Wärme ein ausreichend schnelles Aufheizen der Brennkraftmaschine erfolgen kann und/oder falls die wärmeerzeugende Einrichtung nicht betrieben werden kann, beispielsweise aufgrund nicht verfügbarer elektrischer oder chemischer Energie, insbesondere bei leerer Batterie beziehungsweise leerem Zusatztank. Auch aus Komfortgründen kann der Warmlaufbetrieb in der zweiten Betriebsart vorgenommen werden, also insbesondere dann, wenn die von der wärmeerzeugenden Einrichtung bereitgestellte Wärme zum Aufheizen des Fahrgastraums vollständig benötigt wird.
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Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelteilkreislauf strömungstechnisch miteinander verbunden werden, oder dass der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelteilkreislauf permanent strömungstechnisch voneinander separiert sind. Grundsätzlich sind zwei unterschiedliche Ausgestaltungen des Kühlmittelkreislaufs zu unterscheiden. In einer ersten Variante ist vorgesehen, dass die beiden Kühlmittelteilkreisläufe, also der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelteilkreislauf, in dem Normalbetrieb strömungstechnisch miteinander verbunden werden können oder verbunden sind, sodass also Kühlmittel aus dem ersten Kühlmittelteilkreislauf in den zweiten Kühlmittelteilkreislauf oder umgekehrt übertreten kann. In einer zweiten Variante sind die beiden Kühlmittelteilkreisläufe permanent strömungstechnisch voneinander getrennt, sind also nicht miteinander verbindbar.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Normalbetrieb das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf mittels der ersten Kühlmittelpumpe und der zweiten Kühlmittelpumpe umgewälzt wird. Während während des Warmlaufbetriebs die Kühlmittelpumpen jeweils allein dem Umwälzen des Kühlmittels in dem entsprechenden Kühlmittelteilkreislauf dienen, sollen sie in dem Normalbetrieb strömungstechnisch beide zumindest dem ersten Kühlmittelteilkreislauf zugeordnet sein. Das Umwälzen des Kühlmittels in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf erfolgt insoweit sowohl mithilfe der ersten Kühlmittelpumpe als auch mithilfe der zweiten Kühlmittelpumpe. Zusätzlich kann dies auch für den zweiten Kühlmittelteilkreislauf der Fall sein.
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Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Warmlaufbetrieb durchgeführt wird, solange eine Temperatur kleiner ist als eine Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine, und dass von dem Warmlaufbetrieb in den Normalbetrieb umgeschaltet wird, sobald die Temperatur der Betriebstemperatur entspricht oder größer ist als diese. Hierauf wurde vorstehende bereits hingewiesen. Die Temperatur ist vorzugsweise die Temperatur der Brennkraftmaschine, also die momentane Temperatur der Brennkraftmaschine. Hierzu kann die Temperatur beispielsweise einer Kühlmitteltemperatur oder einer Schmiermitteltemperatur entsprechen.
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Schließlich kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelteilkreislauf strömungstechnisch zumindest zeitweise mit demselben Kühler verbunden sind, oder dass in dem erste Kühlmittelteilkreislauf ein erster Kühler und in dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf ein zweiter Kühler vorliegt. Unter dem Kühler, dem ersten Kühler und dem zweiten Kühler, sind bevorzugt direkte Kühler zu verstehen, also Kühler, welche mit Umgebungsluft angeströmt oder von Umgebungsluft durchströmt werden, um das in Ihnen befindliche Kühlmittel zu kühlen. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung auf den Kühler eingegangen wird, so sind die entsprechenden Ausführungen stets auf den ersten Kühler und/oder den zweiten Kühler übertragbar.
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Der Kühler wird während des Betriebs des Kühlmittelkreislaufs von Kühlmittel durchströmt. In der ersten Variante ist es vorgesehen, dass beide Kühlmittelteilkreisläufe strömungstechnisch mit dem Kühler verbunden sind, sodass das in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf und dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf vorliegende Kühlmittel den Kühler durchströmt, sofern es in den Kühlmittelteilkreisläufen umgewälzt wird. In der zweiten Variante sollen separate Kühler, nämlich der erste Kühler und der zweite Kühler, vorliegen, wobei der erste Kühler dem ersten Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühler dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf zugeordnet ist.
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Das in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf vorliegenden Kühlmittel durchströmt bei seinem Umwälzen insoweit den ersten Kühler und das in dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf vorliegende Kühlmittel den zweiten Kühler. Vorzugsweise durchströmt hingegen das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs nicht den zweiten Kühler und das in dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf vorliegende Kühlmittel nicht den ersten Kühler, wenngleich dies selbstverständlich vorgesehen sein kann. Die beiden Kühler sind bevorzugt hinsichtlich der Kühlluft hintereinander angeordnet. Beispielsweise liegt der erste Kühler bezüglich der Strömungsrichtung der Kühlluft stromaufwärts des zweiten Kühlers vor, wird also zuerst von der Kühlluft durchströmt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung, insbesondere eine Antriebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Antriebseinrichtung eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf sowie einen Kühlmittelkreislauf zur Kühlung der Brennkraftmaschine aufweist, wobei der Kühlmittelkreislauf über einen durch das Zylinderkurbelgehäuse verlaufenden ersten Kühlmittelteilkreislauf sowie durch den Zylinderkopf verlaufenden und separat von dem ersten Kühlmittelteilkreislauf betreibbaren zweiten Kühlmittelteilkreislauf verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, während eines Warmlaufbetriebs der Brennkraftmaschine in einer ersten Betriebsart den ersten Kühlmittelteilkreislauf und den zweiten Kühlmittelteilkreislauf strömungstechnisch voneinander zu separieren und eine dem Kühlmittelkreislauf zugeordnete wärmeerzeugende Einrichtung zum Aufheizen des ersten Kühlmittelteilkreislaufs zu betreiben.
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Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung wurde bereits eingegangen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass strömungstechnisch zwischen dem ersten Kühlmittelteilkreislauf und dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf ein in Richtung des zweiten Kühlmittelteilkreislaufs öffnendes Rückschlagventil und/oder eine Drossel angeordnet sind. Das Rückschlagventil öffnet lediglich, sofern der an ihm anliegende Druck des ersten Kühlmittelteilkreislaufs größer ist als der an ihm anliegende Druck des zweiten Kühlmittelteilkreislaufs. In diesem Fall kann das Kühlmittel aus dem ersten Kühlmittelteilkreislauf in den zweiten Kühlmittelteilkreislauf überströmen.
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Zusätzlich oder alternativ zu dem Rückschlagventil kann die Drossel strömungstechnisch zwischen dem ersten Kühlmittelteilkreislaus und dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf vorliegen. Beispielsweise liegt die Strömungsverbindung über die Drossel permanent vor. Das Kühlmittel kann jedoch lediglich dann über die Drossel aus dem ersten Kühlmittelteilkreislauf in den zweiten Kühlmittelteilkreislauf oder umgekehrt strömen, wenn dem jeweils anderen Kühlmittelteilkreislauf an anderer Stelle Kühlmittel zugeführt wird. Auch wenn lediglich die Drossel vorgesehen sein sollte, wird also die strömungstechnische Separation der beiden Kühlmittelteilkreisläufe während des Warmlaufbetriebs in der ersten Betriebsart realisiert.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass der erste Kühlmittelteilkreislauf und der zweite Kühlmittelteilkreislauf mittels wenigsten eines Stellventils strömungstechnisch voneinander separierbar oder permanent separiert sind. Das Stellventil kann insoweit die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Kühlmittelteilkreislauf und dem zweiten Kühlmittelteilkrauslauf teilweise freigeben oder unterbrechen. Alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass die beiden Kühlmittelteilkreisläufe permanent strömungstechnisch voneinander getrennt vorliegen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung der Antriebseinrichtung in einer ersten Ausführungsform,
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2 eine schematische Darstellung der Antriebseinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
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3 eine schematische Darstellung der Antriebseinrichtung in einer dritten Ausführungsform, sowie
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4 eine vierte Ausführungsform der Antriebseinrichtung in einer schematischen Darstellung.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform. Die Antriebseinrichtung 1 verfügt über eine Brennkraftmaschine 2, welche ein Zylinderkurbelgehäuse 3 und ein Zylinderkurbelgehäuse 4 aufweist. Optional ist eine Schmiermittelkühlung 5 vorgesehen. Die Antriebseinrichtung 1 verfügt weiterhin über einen Kühlmittelkreislauf 6, der einen ersten Kühlmittelteilkreislauf 7 und einen zweiten Kühlmittelkreislauf 8 aufweist. Der erste Kühlmittelteilkreislauf 7 durchläuft das Zylinderkurbelgehäuse 3 und der zweite Kühlmittelmittelteilkreislauf 8 den Zylinderkopf 4. Dem Kühlmittelkreislauf 6 sind weiterhin eine Kühlung 9 und ein Heizungswärmetauscher 10 zugeordnet. Das Umwälzen eines in dem Kühlmittelkreislauf 6 befindlichen Kühlmittels wird mithilfe einer ersten Kühlmittelpumpe 11 und einer zweiten Kühlmittelpumpe 12 realisiert. Weiterhin kann in dem Kühlmittelkreislauf 6 ein Thermostat 13 vorgesehen sein.
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Die Kühlmittelteilkreisläufe 7 und 8 sind separat voneinander betreibbar. Hierzu wird das in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf 7 befindliche Kühlmittel mithilfe der ersten Kühlmittelpumpe 11 und das in dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf 8 befindliche Kühlmittel mithilfe der zweiten Kühlmittelpumpe 12 umgewälzt. Dabei können Stellventile 14, 15 und 16 entsprechend eingestellt werden. Jedes der Stellventile 14, 15 und 16 kann jeweils in mehreren Schaltstellungen angeordnet werden, welche hier durch Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind. Es wird deutlich, dass das Stellventil 14 in den Schaltstellungen a und b, das Stellventil in den Schaltstellungen a, b und c sowie das Stellventil 16 in den Schaltstellungen a, b c und d anordenbar sind.
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Es ist nun vorgesehen, dass während eines Warmlaufbetriebs der Brennkraftmaschine 2 in einer ersten Betriebsart der erste Kühlmittelteilkreislauf 7 und der zweite Kühlmittelteilkreislauf 8 strömungstechnisch voneinander separiert sind und eine dem Kühlmittelkreislauf 6 zugeordnete wärmeerzeugende Einrichtung 17 zum Aufheizen des ersten Kühlmittelteilkreislaufs 7 betrieben wird. In anderen Worten bedeutet dies, dass mit Hilfe der Einrichtung 17 Wärme erzeugt wird, welche auf das den ersten Kühlmittelteilkreislauf 7 durchströmende Kühlmittel übertragen wird. Das somit erwärmte Kühlmittel wird dem Zylinderkurbelgehäuse 3 zugeführt und heizt dieses folglich auf. Die Einrichtung 17 wird insoweit schlussendlich zum Aufheizen des Zylinderkurbelgehäuses 3 unabhängig von dem Zylinderkopf 4 herangezogen.
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Durch die strömungstechnische Separierung der Kühlmittelteilkreisläufe 7 und 8 wird der Zylinderkopf 4 nicht unmittelbar mit dem mittels der Einrichtung 17 erwärmten Fluid beaufschlagt. Selbstverständlich kann jedoch ein mittelbares Aufheizen des Zylinderkopfs 4, insbesondere aufgrund von Wärmeübertragung und/oder Wärmeleitung, erfolgen. Der Warmlaufbetrieb wird durchgeführt, solange eine Temperatur kleiner ist als eine Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 2. Hat die Temperatur die Betriebstemperatur erreicht oder ist sogar größer als diese, so wird von dem Warmlaufbetrieb in einen Normalbetrieb umgeschaltet. In diesem kann es vorgesehen sein, dass die beiden Kühlmittelteilkreisläufe 7 und 8 strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
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Der Warmlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 2 kann alternativ zu der ersten Betriebsart auch in einer zweiten Betriebsart vorgenommen werden. Auch in dieser sind die Kühlmittelteilkreisläufe 7 und 8 strömungstechnisch voneinander separiert. Allerdings wird eine Durchströmung des Zylinderkurbelgehäuses 3 mit Kühlmittel unterbunden. Hierzu wird das in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf umgewälzte Kühlmittel an dem Zylinderkurbelgehäuse 3 vorbeigeleitet. Insgesamt ergeben sich im Rahmen der hier dargestellten Ausführungsform unterschiedliche Betriebsarten. Für den Warmlaufbetrieb der ersten Betriebsart befindet sich das Stellventil 14 in der Schaltstellung b, das Stellventil 15 in der Stellung c und das Stellventil 16 in der Stellung d. Die zweite Betriebsart des Warmlaufbetriebs wird durch Anordnung des Stellventils 14 in einer beliebigen Schaltstellung, vorzugsweis jedoch der Schaltstellung a, des Stellventils 15 in der Schaltstellung a und des Stellventils 16 in der Schaltstellung a.
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Der Normalbetrieb wird durchgeführt mit dem Stellventil 14 in der Schaltstellung a, dem Stellventil 15 in der Schaltstellung b und dem Stellventil 16 in der Schaltstellung b. Mithilfe des Stellventils 16 kann weiterhin ein Inselbetrieb der Einrichtung 17 realisiert werden. Hierzu wird das Stellventil 16 in der Schaltstellung c angeordnet. In dieser sind die Einrichtung 17, der Heizungswärmetauscher 8 und die erste Kühlmittelpumpe 11 von der Brennkraftmaschine 2, insbesondere in dem Zylinderkurbelgehäuse 3, strömungstechnisch getrennt. Vielmehr wird das Kühlmittel mithilfe der Kühlmittelpumpe 11 zwischen dem Heizungswärmetauscher 10 und der Einrichtung 17 umgewälzt, sodass mithilfe der Einrichtung 17 ein Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, welchem die Antriebseinrichtung 1 zugeordnet ist, aufgeheizt werden kann.
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Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1 in schematischer Darstellung. Grundsätzlich wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Anstelle der Stellventile 14, 15 und 16 ist hier nun jedoch das Stellventil 14 vorgesehen, welches in drei Schaltstellungen angeordnet werden kann. Die erste Betriebsart des Warmlaufbetriebs ist mittels der Schaltstellung c, die zweite Betriebsart des Warmlaufbetriebs mittels der Schaltstellung b und der Normalbetrieb mittels der Schaltstellung a einstellbar. Die Kühlmittelteilkreisläufe 7 und 8 sind über ein Rückschlagventil 18 und eine Drossel 19 miteinander verbunden. Die Verbindung liegt jedoch tatsächlich nur in der Schaltstellung a vor, während sie in den Schaltstellungen b und c unterbrochen ist.
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Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1. Auch in dieser ist lediglich das Stellventil 14 vorgesehen, welches in drei Schaltstellungen anordenbar ist. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen darin, dass die Kühlmittelteilkreisläufe 7 und 8 permanent strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Somit entfallen auch das Rückschlagventil 18 und die Drossel 19. Zur Kühlung des Kühlmittels sind der Kühler 9 und ein weiterer Kühler 20 vorgesehen. Der Kühler 9 liegt in dem ersten Kühlmittelteilkreislauf 7 und der Kühler 20 in dem zweiten Kühlmittelteilkreislauf 8 vor. Grundsätzlich wir erneut auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
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Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1 in schematischer Darstellung. Erneut wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen und lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Grundsätzlich sind die Schaltstellungen des Stellventils 14 identisch zu denjenigen der zweiten und der dritten Ausführungsform. In der Schaltstellung b liegt jedoch zusätzlich ein Inselbetrieb der Einrichtung 17 vor.
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Mithilfe der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 1 kann ein besonders rasches Aufheizen der Brennkraftmaschine 2 während ihres Warmlaufbetriebs erzielt werden. Hierzu wird mittels der Einrichtung 17 Wärme erzeugt, welche über den Kühlmittelkreislauf 6, insbesondere dem ersten Kühlmittelteilkreislauf 7, der Brennkraftmaschine 2 zumindest in der ersten Betriebsart zugeführt wird. Im Rahmen der zweiten Betriebsart ist dagegen ein unabhängiges Aufheizen der Brennkraftmaschine 2, also ohne die von der Einrichtung 17 erzeugte Wärme vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010045217 A1 [0005]