DE102011053592A1

DE102011053592A1 - Kühlsystem für Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102011053592A1
Application number: DE102011053592A
Authority: DE
Inventors: Manhee Park; Yongwoong Cha; Hyunbae Goh; Jaeyeon Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2012-04-12
Also published as: JP2012081949A; US20120085511A1; KR20120036134A; CN102442200A

Abstract

Ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug, in dem Leistung von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor über eine Kupplung und einen Getriebemechanismus auf Antriebsräder übertragen werden kann, kann aufweisen: eine Heizvorrichtung, welche mit dem Verbrennungsmotor in Fluidverbindung steht, um den Innenraum des Hybridfahrzeugs unter Verwendung des Kühlwassers von dem Motor zu heizen, und einen Wärmetauscher, welcher parallel zu der Heizvorrichtung angeordnet sein kann und mit dem Verbrennungsmotor in Fluidverbindung stehen kann, um das Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor gemeinsam mit der Heizvorrichtung aufzunehmen, und durch den ATF (Automatikgetriebefluid), welches den Elektromotor und den Getriebemechanismus gekühlt hat, Wärme mit dem Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor austauscht.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2010-0097845 , welche am 7. Oktober 2010 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug, und insbesondere eine Technologie, welche einen Motor (z. B. Elektromotor) und ein Getriebe in einem Hybridfahrzeug kühlt, welches Leistung von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor als eine Antriebskraft verwendet und keinen Drehmomentwandler der verwandten Technik in dem Leistungsübertragungspfad von dem Verbrennungsmotor zu dem Getriebe verwendet.
Beschreibung verwandter Technik
Hybridfahrzeuge sind ausgelegt, um mittels Leistung von einem Verbrennungsmotor und Leistung von einem Elektromotor angetrieben zu werden, und benötigen ein Kühlsystem, um Wärme angemessen zu entfernen bzw. abzuführen, welche erzeugt wird, während der Verbrennungsmotor, der Elektromotor und das Getriebe Leistung erzeugen und an die Antriebsräder bereitstellen.
Hybridfahrzeuge können mit verschiedenen Arten von Antriebssträngen ausgerüstet sein, von denen es einer ermöglicht, Leistung von einem Verbrennungsmotor und Leistung von einem Elektromotor durch einen Mechanismus auf die Antriebsräder zu übertragen, welcher ähnlich einem automatischen Getriebe der verwandten Technik ist, und bei einem anderen wird eine Konfiguration (im Folgenden mit „Getriebemechanismus” bezeichnet) ohne die Verwendung eines Drehmomentwandlers, der eine relativ große Menge von Wärme erzeugt und viel Energie verbraucht, von der Konfiguration eines Automatikgetriebes der verwandten Technik implementiert.
Das heißt, wie in 1 gezeigt ist, wird in der Konfiguration von einem Automatikgetriebe der verwandten Technik Leistung von einem Verbrennungsmotor 500 über eine Kupplung 502 auf einen Getriebemechanismus 504 übertragen, der Getriebemechanismus 504 kann sogar die Leistung von einem Motor 506 übertragen, welcher zwischen der Kupplung 502 und dem Getriebe angeordnet ist, und der Getriebemechanismus 504 ist lediglich aus Komponenten zusammengesetzt, welche einem Zahnradgetriebe, einem Reibungselement und einer hydraulischen Steuerung entsprechen, ohne einen Drehmomentwandler.
Zur Kühlung in dem Hybridfahrzeug, welches mit den oben beschriebenen Antriebssträngen ausgestattet ist, wird der Verbrennungsmotor 500 durch eine Wasserkühlart unter Verwendung von Kühlwasser gekühlt, welches in dem Motor 500 zirkuliert, wie in der verwandten Technik, wobei das Kühlwasser mit einer Wasserpumpe 508 zirkuliert wird und den Motor 500 kühlt während es durch den Motor 500 strömt, wobei die Wärme zum Heizen des Innenraums über eine Heizvorrichtung 510 verwendet wird, und wobei ein Teil der Wärme über eine ETC(ETC für „Electronic Throttle Control” für elektronische Drosselsteuerung)-Vorrichtung 512 verhindert, dass ein Drosselkörper festfriert. Das Kühlwasser wird durch einen Motorkühler 514 gekühlt.
Ferner müssen der Motor 506 und der Getriebemechanismus 504 ebenfalls gekühlt werden, so dass in der verwandten Technik, welche oben beschrieben ist, der Motorkühler 514 mit einem Ölkühler 516 ausgestattet ist, wobei ATF (ATF für „Automatic Transmission Fluid” für Automatikgetriebefluid), welches durch den Elektromotor 506 und das Getriebe 504 zirkuliert, durch den Ölkühler 516 zirkuliert, wodurch eine Kühlung erfolgt.
Jedoch ist es in der oben beschriebenen Konfiguration schwierig, die Temperatur von dem ATF bei einem Kaltstart von einem Fahrzeug schnell auf das normale Niveau anzuheben, wobei ein Leistungsverlust groß ist, da die Viskosität von dem ATF groß ist, was sich nachteilig auf die Kraftstoffeffizienz auswirkt.
Ferner sind in 1 auf der rechten Seite ein elektronische-Vorrichtung-Kühler 522 und eine Wasserpumpe 524 zum Kühlen eines elektrischen Teils 518 und ein ISG 520 (ISO für „Integrated Starter Generator” für integrierter Starter-Generator) zum Betreiben des Motors 506 gezeigt.
Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der Fachleuten bereits bekannt ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welches die Kraftstoffeffizienz mit einer Reduktion von einem Reibungsverlust durch schnelles Erhöhen des ATF auf ein normales Temperaturniveau beim Kaltstart verbessert und Wärme von einem Elektromotor und einem Getriebemechanismus gleichmäßig entfernt bzw. abführt, wobei die Reduktion der Heizleistung für den Innenraum des Fahrzeugs beim normalen Fahren minimiert ist, und zwar in einem Hybridfahrzeug, in dem Leistung von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor durch eine Kupplung und den Getriebemechanismus auf Antriebsräder übertragen wird.
Ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug, in dem Leistung von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor über eine Kupplung und einen Getriebemechanismus auf Antriebsräder übertragen werden kann, kann eine Heizvorrichtung, welche mit dem Verbrennungsmotor in Fluidverbindung steht, um den Innenraum des Hybridfahrzeugs unter Verwendung des Kühlwassers von dem Verbrennungsmotor zu beheizen, sowie einen Wärmetauscher aufweisen, welcher parallel zu der Heizvorrichtung angeordnet/geschaltet ist und mit dem Verbrennungsmotor in Fluidverbindung steht, um das Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor gemeinsam mit der Heizvorrichtung aufzunehmen, und durch den ATF (ATF für „Automatic Transmission Fluid” für Automatikgetriebefluid), welches den Elektromotor und den Getriebemechanismus gekühlt haben kann, Wärme mit dem Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor austauscht.
Die Heizvorrichtung kann mit dem Verbrennungsmotor über eine Kühlwasserverbindungsleitung oder ein Kühlwasserverbindungsrohr in Fluidverbindung stehen, der Wärmetauscher kann mit einer Abzweigungs-Verbindungsleitung oder einem Abzweigungs-Verbindungsrohr verbunden sein, welche(s) von der Kühlwasserverbindungsleitung abzweigt, und die Abzweigungs-Verbindungsleitung kann einen Durchmesser haben, welcher kleiner ist als der der Kühlwasserverbindungsleitung, wobei die Abzweigungs-Verbindungsleitung einen Durchmesser haben kann, der um ungefähr 20% bis ungefähr 60% kleiner ist als der Durchmesser von der Kühlwasserverbindungsleitung.
Das Kühlsystem kann ferner einen Motorkühler bzw. Verbrennungsmotorkühler, welcher das Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor kühlt, eine Wasserpumpe, welche das Kühlwasser zu dem Motor bzw. Verbrennungsmotor pumpt/fördert, sowie ein Thermostat oder einen Temperaturregler aufweisen, welches bzw. welcher einen Zuführzustand, z. B. eine Zuführmenge, von dem Kühlwasser zu dem Motorkühler gemäß einer Temperatur von dem Kühlwasser schaltet oder einstellt.
Das Kühlsystem kann eine ETC (ETC für „Electronic Throttle Control” für elektronische Drosselkontrolle bzw. elektronische Drosselsteuerung) aufweisen, durch welche das Kühlwasser, welches durch den Wärmetauscher strömt, selektiv und gesteuert strömen kann, wobei die ETC parallel zu der Heizvorrichtung und in Reihe mit dem Wärmetauscher an der Abzweigungs-Verbindungsleitung angeordnet sein kann.
Gemäß den als Beispiel dienenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, mit einer Reduktion eines Reibungsverlustes durch schnelles Erhöhen von ATF auf ein normales Temperaturniveau beim Kaltstart, und Wärme von einem Motor (z. B. Elektromotor) und einem Getriebemechanismus gleichmäßig abzuführen, wobei die Reduktion der Heizleistung für den Innenraum von einem Fahrzeug beim normalen Fahren minimiert ist, und zwar in einem Hybridfahrzeug, in dem Leistung von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor durch eine Kupplung und den Getriebemechanismus auf Antriebsräder übertragen wird.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargestellt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, und der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Ansicht, welche ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug gemäß der verwandten Technik zeigt.
2 ist eine Ansicht, welche ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Es sollte verständlich sein, dass die angehängte Zeichnung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu ist, sondern eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen ist, welche illustrativ sind für die wesentlichen Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, umfassend z. B spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden zum Teil durch die im Besonderen beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung gezeigt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit als Beispiel dienenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese als Beispiel dienenden Ausführungsformen zu beschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die als Beispiel dienenden Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, umfasst sein können.
Es wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung ein Hybridfahrzeug betrifft, in dem Leistung von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor durch eine Kupplung und einen Getriebemechanismus auf die Antriebsräder übertragen werden kann. Wie in 2 gezeigt ist, hat eine als Beispiel dienende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Heizvorrichtung oder einen Heizkörper oder einen Heizkern 3, welcher den Innenraum unter Verwendung des Kühlwassers von dem Motor 1 heizt, sowie einen Wärmetauscher 9, welcher parallel zu dem Heizkörper 3 angeordnet bzw. geschalten ist, um das Kühlwasser von dem Motor 1 zusammen/gemeinsam mit dem Heizkörper 3 aufzunehmen, und durch/über den ATF, welches den Motor 5 und den Getriebemechanismus 7 gekühlt hat, Wärme mit dem Kühlwasser von dem Motor 1 austauscht.
Der Getriebemechanismus 7 ist/hat eine Konfiguration, bei der ein Drehmomentwandler entfernt bzw. eingespart ist, in der Konfiguration von einem Automatikgetriebe der verwandten Technik, wie oben beschrieben.
Die Heizvorrichtung 3 ist mit dem Motor 1 (Verbrennungsmotor) durch eine Kühlwasserverbindungsleitung 11 verbunden, der Wärmetauscher 9 ist mit einer Abzweigungs-Verbindungsleitung 13 verbunden, welche von der Kühlwasserverbindungsleitung 11 abzweigt, und die Abzweigungs-Verbindungsleitung 13 hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der von der Kühlwasserverbindungsleitung 11.
Das heißt, das Kühlwasser von dem Motor 1 (Verbrennungsmotor) strömt in die Heizvorrichtung 3, und ein relativ kleiner Betrag bzw. eine relativ kleine Menge von Kühlwasser strömt in den Wärmetauscher 9, so dass die Heizleistung der Heizvorrichtung 3 nicht erheblich reduziert ist und die Viskosität von ATF beim Kaltstart schnell auf ein normales Niveau reduziert wird durch schnelles Heizen des ATFs, welches durch den Motor 5 und den Getriebemechanismus 7 strömt, mittels des Wärmetauschers 9. Folglich wird ein Effekt des Verbesserns der Kraftstoffeffizienz erreicht, indem ein Reibungsverlust reduziert wird, und Wärme, welche von dem Motor 5 (Elektromotor) und dem Getriebemechanismus 7 erzeugt wird, kann durch den Wärmetauscher 9 in einem normalen Fahrzustand gleichmäßig entfernt/abgeführt werden.
In dieser Konfiguration ist es möglich, das ATF, welches den Motor 5 (Elektromotor) und den Getriebemechanismus 7 kühlt, gleichmäßig zu kühlen, und zwar lediglich mit einer relativ geringen Menge von Kühlwasser, welches durch die Abzweigungs-Verbindungsleitung 13 strömt, was daran liegt, dass lediglich der Motor 5 und der Getriebemechanismus 7, welche eine relativ kleine Menge von Wärme erzeugen, gekühlt werden, ohne einen Drehmomentwandler, welcher in dem Antriebsstrang der verwandten Technik eine relativ große Menge von Wärme erzeugt und viel Energie verbraucht.
Das heißt, die vorliegende Erfindung führt eine Optimierung durch, so dass die Reduktion der Heizleistung von der Heizvorrichtung 3 bei dem Antriebsstrang von einem Hybridfahrzeug, wobei ein Drehmomentwandler der verwandten Technik entfernt/eingespart ist, minimiert ist, während ein schnelles Aufwärmen des Motors 5 (Elektromotor) und des Getriebemechanismus 7 beim Kaltstart sowie eine angemessene Kühlleistung beim normalen Fahren gewährleistet werden können.
Die abzweigende Verbindungsleitung 13 kann einen Durchmesser haben, welcher um 20–60% kleiner ist als der Durchmesser von der Kühlwasserverbindungsleitung 11.
2 zeigt eine Konfiguration, welche aufweist: einen Motorkühler 15, welcher das Kühlwasser von dem Motor 1 kühlt, eine Wasserpumpe 17, welche das Kühlwasser pumpt, und ein Thermostat bzw. einen Temperaturregler 19, welcher den Zufuhrzustand des Kühlwassers zu dem Motorkühler 15 gemäß der Temperatur von dem Kühlwasser schaltet oder einstellt, wobei ein elektronische-Vorrichtung-Kühler 21 an einer Seite von dem Motorkühler 15 separat angeordnet ist, um ein elektrisches Teil 23 und einen ISG 25 zu kühlen, welcher benötigt wird, um den Motor 5 (Elektromotor) zu betreiben, und eine Wasserpumpe 27 ist separat angeordnet, um das Kühlwasser von dem elektronische-Vorrichtung-Kühler 21 zu dem ISG 25 und dem elektrischen Teil 23 zu pumpen.
Eine ETC 29, durch welche das Kühlwasser, welches durch den Wärmetauscher 9 strömt, strömt, ist parallel zu der Heizvorrichtung 3 und in Serie mit dem Wärmetauscher 9 angeordnet bzw. geschalten, um zu verhindern, dass ein Drosselkörper festfriert.
Die ETC 29 ist in Serie mit dem Wärmetauscher 9 angeordnet, so dass eine relativ geringe Menge von Kühlwasser strömt, welche durch die Abzweigungs-Verbindungsleitung 13 zugeführt wird.
Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen als Beispiel dienenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zwecke der Illustration und Beschreibung präsentiert. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen beschränken, und selbstverständlich können viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre gemacht werden. Die als Beispiel dienenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene als Beispiel dienende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedenen Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
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

KR 10-2010-0097845 [0001]

Claims

Ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug, in dem Leistung von einem Verbrennungsmotor (1) und einem Elektromotor (5) durch eine Kupplung und einen Getriebemechanismus (7) auf Antriebsräder übertragen werden kann, wobei des Kühlsystem aufweist: eine Heizvorrichtung (3), welche mit dem Verbrennungsmotor (1) in Fluidverbindung steht, um den Innenraum des Hybridfahrzeugs unter Verwendung von Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor (1) zu heizen, und einen Wärmetauscher (9), welcher parallel zu der Heizvorrichtung (3) angeordnet ist und mit dem Verbrennungsmotor (1) in Fluidverbindung steht, um des Kühlwasser von dem Motor (1) gemeinsam mit der Heizvorrichtung (3) aufzunehmen, und durch den ATF (Automatikgetriebefluid oder Öl für automatisches Getriebe), welches den Elektromotor (5) und den Getriebemechanismus (7) gekühlt hat, Wärme mit dem Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor (1) austauscht.
Des Kühlsystem wie in Anspruch 1 definiert, wobei: die Heizvorrichtung (3) über eine Kühlwasserverbindungsleitung (11) mit dem Verbrennungsmotor (1) in Fluidverbindung steht, der Wärmetauscher (9) mit einer Abzweigungs-Verbindungsleitung (13) verbunden ist, welche von der Kühlwasserverbindungsleitung (11) abzweigt, und die Abzweigungs-Verbindungsleitung (13) einen Durchmesser hat, welcher kleiner ist als der von der Kühlwasserverbindungsleitung (11).
Das Kühlsystem wie in Anspruch 2 definiert, wobei die Abzweigungs-Verbindungsleitung (13) einen Durchmesser hat, welcher um ungefähr 20% bis ungefähr 60% kleiner ist als der Durchmesser von der Kühlwasserverbindungsleitung (11).
Das Kühlsystem wie in Anspruch 2 definiert, ferner aufweisend: einen Motorkühler (15), welcher das Kühlwasser von dem Verbrennungsmotor (1) kühlt, eine Wasserpumpe (17), welche das Kühlwasser zu dem Verbrennungsmotor (1) pumpt, und ein Thermostat (19), welches einen Zufuhrzustand von dem Kühlwasser zu dem Motorkühler (15) gemäß einer Temperatur von dem Kühlwasser schaltet.
Das Kühlsystem wie in Anspruch 4 definiert, ferner aufweisend eine ETC (elektronische Drosselsteuerung), durch welche das Kühlwasser, welches durch den Wärmetauscher strömt, selektiv und gesteuert strömt, wobei die ETC parallel zu der Heizvorrichtung und in Serie mit dem Wärmetauscher an der Abzweigungs-Verbindungsleitung angeordnet ist.
Das Kühlsystem wie in Anspruch 2 definiert, ferner aufweisend eine ETC (elektronische Drosselsteuerung), durch welche des Kühlwasser, welches durch den Wärmetauscher strömt, selektiv und gesteuert strömt, wobei die ETC parallel zu der Heizvorrichtung und in Serie mit dem Wärmetauscher an der Abzweigungs-Verbindungsleitung angeordnet ist.