驅動裝置及用于優化驅動裝置冷卻系統的能量供給的方法

專利名稱：驅動裝置及用于優化驅動裝置冷卻系統的能量供給的方法
技術領域：
本發明涉及具有權利要求1前序部分特征的驅動裝置；及還涉及用于優化驅動裝置的至少一個機組的冷卻系統的能量供給的方法。
對于靜止或移動的應用、尤其是用于機動車中的驅動裝置包括至少一個驅動機，在用于移動應用的場合該驅動機通常被作成一個內燃機。為了排出在燃燒過程中產生的熱該驅動裝置需要一個冷卻系統。該冷卻系統通常包括一個用于引導冷卻介質的冷卻介質循環回路；一個冷卻裝置，它通常被作成熱交換器；及一個輸送裝置，用于冷卻介質循環回路中冷卻介質的循環，通常為一個冷卻介質循環泵。此外為了實現對周圍環境的最佳熱轉移及周圍空氣的傳送，對冷卻裝置配置了一個通風機或鼓風機形式的裝置。在公知的實施例中該通風機由驅動機、尤其是內燃機驅動。在此情況下，可由此輸送給冷卻裝置的空氣量正比于發動機轉速。該系統的一個主要缺點在于，響應時間慢及可提供的冷卻功率不能足夠地適配實際的需要量。如果提供過大的空氣量，即當驅動機高轉速時，將由此對于通風機驅動消耗過多不必要的能量，這些能量對于提供所需的冷卻功率完全是不需要的。如果空氣量過小，發動機將下調其功率。此外還公開了一些方案，其中通風機可被關斷或可相對通風機驅動裝置轉換不同的變速級。該系統的特征也是響應時間慢及可由冷卻系統提供的冷卻功率不能足夠地適配實際的需要量，該實際需要功率是驅動機組、至少是驅動機引起的。
其它的系統的特征在于，使用了在驅動機與通風機之間影響通風機功率的裝置。可以考慮機械的離合器系統，該系統根據冷卻介質的溫度閉合，其中在聯接或壓緊壓力與冷卻系統中的溫度之間存在直接的比例關系，這被視為這種系統的主要缺點。因此操作裝置、尤其是調節參數必需在冷卻循環回路中出現的溫度方面來精確地設計。此外該系統響應當前的溫度值，以致一方面冷卻系統不總能提供完全理論上可能的冷卻容量及另一方面由于系統的慣性該調整在時間上將延遲進行。
因此本發明的任務在于，提供一種在所需能量需要量方面優化的冷卻系統，其中冷卻系統的構造及為此所需措施的特點應是結構上及控制技術上的成本低。其中將考慮盡可能消除由現有技術中公知的方案的系統慣性及可對當前出現的冷卻功率需要量變化進行快速響應。
根據本發明的方案的特點是權利要求1的特征。在從屬權利要求中給出了一些有利的構型。
具有一個驅動機、尤其是內燃機形式的驅動機的驅動裝置包括一個用于至少冷卻驅動機的冷卻系統，該冷卻系統包括一個用于引導冷卻介質的冷卻介質循環回路；及一個提供冷環境空氣來吸收冷卻介質循環回路熱量的一個通風機或鼓風機形式的裝置，該通風機與驅動機形成驅動連接；及一個配置給冷卻介質循環回路的冷卻裝置。該冷卻系統還包括一個冷卻介質循環泵，用于維持冷卻介質循環回路中的流動循環。根據本發明，在驅動機與通風機之間設有一個流體動力式離合器形式的可控制或可調節離合器。該離合器當冷卻介質循環泵由驅動機驅動時連接在該泵的后面。該流體動力式離合器包括一個初級葉輪及一個次級葉輪，它們彼此構成可注入工作介質的工作室，其中該離合器無導輪。這里初級輪轉速至少間接地、即直接地或通過其它傳動部件與驅動機相連接，而次級輪至少間接地、即最好直接地或通過其它傳動部件與通風機、尤其是通風機驅動軸相連接。通過流體動力式離合器的傳動特性的控制在此進行作為
-可通過流體動力式離合器吸收的功率的控制和/或調節；-可由流體動力式離合器傳遞的轉矩的控制和/或調節；-次級輪的轉速的控制和/或調節。
這里使用流體動力式離合器的占空系數或一個至少間接表征或影響該占空系數的參量來作為用于所有這些控制和/或調節任務的調節參數。
驅動裝置的根據本發明的構型提供了一個優點，即通過對由離合器可傳遞的轉矩的改變或影響可使驅動機自給自足地實現通風機功率的可調整性。對驅動機的反作用是根據驅動機提供的及通過離合器傳遞的功率來實現的，其中基于可傳遞轉矩的可調整性來改變從動側的轉速，即通風機驅動軸的轉速及還根據該轉速在考慮由工作引起的離合器滑動的情況下來適配驅動機的轉速。
在驅動裝置的結構的實施方面存在多種可能性。當作為流體動力式離合器構型時它可以a)設有一個單獨的工作介質供給系統，或b)使用驅動機的冷卻系統作為工作介質供給系統。
為了盡可能使用現有部件來實現盡可能緊湊的結構，最好選擇根據b)的可能性。在此情況下，流體動力式離合器與驅動機的曲軸及通風機形成驅動連接，即處在發動機與通風機之間。在冷卻系統中的配置從冷卻介質流動方向來看連接在循環泵的后面，其中流體動力式離合器的流體輸入或流通通過一個閥裝置來控制或調節。
該閥裝置可用多種方式實施。它涉及一種可調節的閥裝置，其中可調節性將有級或優選無級地實現。根據一個特別有利的構型，為了所需的占空系數的敏感調節使用至少一個比例閥。
在設有單獨的工作介質供給系統的實施例中，對流體動力式離合器可配置開式或閉合式的循環回路。占空系數的控制或調節通常可通過壓力控制來實現，在閉合式循環回路的情況下最好通過在循環回路中施加一個靜態疊加壓力來實現。在開式循環回路中占空系數的調整例如通過相應的可控制或可調節的供給泵來實現。
根據本發明提出了一種用于優化一個冷卻系統的冷卻功率供給的方法，該冷卻系統用于冷卻一個驅動裝置的至少一個驅動機組，該驅動裝置包括至少一個驅動機及一個配置給它的冷卻系統，冷卻系統包括一個用于輸送冷卻介質的冷卻介質循環回路及一個至少間接冷卻冷卻介質的冷卻裝置以及一個配置給冷卻介質循環回路或冷卻裝置的用于提供冷的環境空氣來吸收冷卻介質循環回路或冷卻裝置中的熱量的通風機形式的裝置，該通風機與驅動機形成無相對轉動的連接；其中根據驅動機的當前工作參數及行駛狀態以及至少一個至少間接表征冷卻循環回路中的冷卻介質的溫度的參量來調整作為用于提供冷卻系統中的所需冷卻功率的參數的、可由通風機提供的用于吸收熱量的空氣量。這里通風機與直接無相對轉動的耦合或與具有固定的即在驅動機的所有工作狀態中具有不變的變速比的耦合無關。在此情況下在實際冷卻功率改變以前或同時地進行所需通風機功率的適配。
由驅動機當前的工作參數，一個至少間接表征冷卻循環回路中的溫度的參量及行駛狀態來求得理論上出現的變化特性，尤其是由此得到的冷卻循環回路中冷卻功率的變化。由該理論上的變化將推導出用于保持一定的冷卻功率或冷卻功率范圍所需的通風機功率。
根據本發明的方法能使通風機的能量需求在當前情況可能改變時最佳地適配當前情況、即冷卻介質循環回路所要求的冷卻介質功率。在由通風機提供的空氣量及由此通風機功率與工作狀態、尤其是驅動機轉速之間不存在固定的關系及由此在這兩者之間也無反作用。此外，表征過分提供吸收熱量的空氣量的通風機的“空轉”可得以避免，而該過分的空氣量對于提供所需的冷卻功率是不必要的。
這里由通風機輸出的對于提供所要求的冷卻功率所需空氣量的調節通過對通風機轉速的影響來實現，因為該轉速基本上正比于提供的空氣量，因為由通風機旋轉引起的阻力幾乎可以忽略，及由此在驅動時產生基本上相同的轉矩。因為冷卻系統、尤其是冷卻介質循環回路中的冷卻功率與通風機提供的用于由冷卻介質循環回路或由冷卻裝置直接吸收熱的空氣量相關，因此冷卻系統的冷卻功率為通風機的轉速的一個函數。在此情況下，其它的參數通過由冷卻裝置提供的冷卻功率來確定。在冷卻裝置構成熱交換器的情況下，這例如與在冷卻裝置中吸收熱量的介質或部件的類型及結構相關。
在此情況下起工作參數作用的至少有驅動機的溫度和/或驅動機的轉速和/或至少一個間接表征它的參量。在這方面，“至少間接表征”意味著在相應的溫度或轉速參量與間接表征它們的參量之間存在一個函數關系。該函數可不同地設計。這里至少以下一個所述的參量或它們的組合可被視為表征工作狀態或行駛狀態的參量-一個至少間接表征驅動機的當前的工作狀態的參量；-影響行駛狀態的機組的起動，-用于調整和/或改變行駛狀態或改變表征它的參量駕駛員期望量預選擇裝置的位置及操作；-當利用驅動機的冷卻系統來冷卻傳動系中的其它機組時，這些機組的工作及其強度及對于這些機組所需的冷卻功率。
根據本發明，通過通風機與驅動機之間的驅動連接及通過通風機轉速的控制或調節來實現所需冷卻功率的調節，在其中設置了用于控制傳動特性的裝置。這里該裝置由一個可控制或可調節離合器構成。該離合器-視實施形式而定-使得可以通過功率消耗的相應調整或通過可傳遞轉矩的參量影響通風機的轉數。
根據本發明，作為用于確定為冷卻提供的空氣量的參數可控制及調節通風機的轉速。這里控制或調節形式的調整可作為方法結合在例如冷卻系統的冷卻功率或驅動機或類似裝置的溫度的控制和/或調節中。在此情況下，該方法是上級控制或調節的控制和/或調節區段的組成部分。
根據工作介質供給系統的構成可使用油，水或冷卻介質作為離合器的工作介質。
根據本發明構成的驅動裝置基于可通過離合器傳遞的轉矩的自由調整性適合以最佳方式實現根據權利要求的本發明的方法。
以下將借助附圖來描述根據本發明的方案。附圖中分別如下地表示

圖1很簡化地概要表示根據本發明構成的、用于實現冷卻功率供給的優化方法的驅動裝置的基本原理的基本結構；圖2簡化地概要表示根據本發明構成的驅動裝置的一個特別有利的構型，具有作為流體動力式離合器構成的可控制或可調節離合器，充分利用驅動機的冷卻系統作為工作介質供給系統；圖3a及3b以對于根據圖2的實施結構概要簡化的示圖并借助一個框圖表示通風機轉速的控制及調節；圖4借助根據圖3b的框圖表示驅動機的溫度調節的可能性；圖5a及5b以很簡化的概要示圖表示通過離合器及單獨的工作介質供給系統控制可由通風機輸出的功率的其它兩個可能性；圖6表示根據圖2的具有一個附加冷卻介質循環泵的一個改進。
圖1借助驅動裝置1的一部分很簡單地概要表示根據本發明構成的實施例的基本結構。驅動裝置A1包括一個驅動機2，它可被任意地實施，最好構成為內燃機3。對驅動機2配置了一個冷卻系統4。該冷卻系統包括一個用于傳導或輸送多種冷卻劑、然而至少一種冷卻劑的冷卻介質循環回路5，及一個配置給冷卻介質循環回路5的冷卻裝置6。此外，設有一個通風機7，它對冷卻裝置6提供冷卻的環境空氣，該環境空氣將接收由冷卻裝置6區域中的冷卻介質輸出給它的熱量。這里冷卻裝置6被設置在冷卻介質循環回路5中。對于該結構存在著多種可能性。該冷卻裝置例如可作為熱交換器構成。通風機7與驅動機2形成驅動連接。冷卻系統4的冷卻功率及由此冷卻介質循環回路5中的冷卻劑的溫度的至少間接調整，最好是控制和/或調節將通過通風機7可提供的、用于接收冷卻劑在冷卻機組后可輸出的熱量的冷環境空氣量的控制和/或調節來實現。這將通過通風機7的轉速nLüfter或一個至少間接表征它的參數的控制和/或調節來進行。根據本發明為了控制和/或調節通風機7的轉速nLüfter，在與驅動機2的驅動連接中設有一個可控制或可調節的流體動力式離合器8的形式的離合器37。該離合器用于控制可通過它傳遞的功率。通過在保持驅動機提供相同的功率的情況下對可控制或可調節的離合器37可傳遞的轉矩的控制來相應調節可控制或可調節的離合器37輸出端的轉速nA。該轉速相應于或至少直接正比于通風機7的轉速nLüfter。為了實現各個控制和/或調節任務設有相應的控制和/或調節裝置26。該裝置包括至少一個控制和/或調節單元27，對于它可理解為分散設置的承擔控制儀功能的部件的總體亦或是該控制儀。該控制和/或調節單元27與調整或改變離合器37的傳遞特性的調整裝置38相連接。在此情況下離合器37的傳遞特性的調整或改變根據以下所述的參量來進行-待冷卻機組、尤其是內燃機3的溫度，-驅動機的至少一個工作參數或一個至少間接表示其特性的參量，-至少一個至少間接表征驅動裝置的功能狀態的參量，在移動應用中使用驅動裝置的情況下至少一個至少間接描述行駛狀態的參量。
這里，對于驅動機的工作參數理解為至少間接表征其工作方式的參量，即，或者直接描述的參量或可由另外的參量通過功能關系導出的參量。屬于這些參量的例如主要有驅動機2的轉速nmot，可輸出的功率Pmot，輸出轉矩Mmot等。例如在構成為內燃機的情況下它們可通過節氣閥位置或噴油量來確定。
這里，對于至少間接表征行駛狀態的參量可理解為對驅動裝置的能量平衡起作用的參數。對此，不僅可列入當前在一個時刻t上出現的參數而且可為針對一個變化的參數，其中至少應考慮前者。屬于這些參數的例如有表征一個制動裝置的工作方式的參量，在時刻t上驅動機的功率輸出，當前置入的擋級等。屬于針對機動車狀態變化的參量的例如有制動裝置的操作，尤其是產生確定制動轉矩的參量的、駕駛員期望的預給定的量，根據保持恒定速度駕駛員期望的預給定量，根據驅動機功率輸出的變化駕駛員期望的預給定量等，其中這些可單獨地或組合地出現。為了檢測各個參量設置了相應的檢測裝置。用于至少一個可至少間接描述驅動機2的一個驅動參數BP的參量的檢測裝置用標號39表示，用于檢測至少一個可至少間接描述行駛狀態FZ的參量的檢測裝置用標號40表示，及用于檢測至少間接描述驅動機2的溫度的參量的檢測裝置用標號41表示。各個檢測裝置39至41或串行地或并行地與控制裝置27相連接。根據可由這些參量導出的所期望的冷卻功率需要量，根據驅動機2當前的工作參數通過可控制和/或可調節離合器37、尤其通過配置給該離合器的調整裝置的調整、通過調節尤其是轉速nLüfter的控制來調整通風機7的功率。
這里轉速nLüfter的調整例如通過以下來實現-占空系數FG和/或流量的控制和或調節，或-一個行程或例如用于操作執行元件的壓力或一個可施加在現有的工作介質容器中的靜態疊加壓力形式的壓力的控制和/或調節。
根據本發明，起決定作用的是在真正調整前，在預先階段求得一個產生的冷卻功率需要量。由此該系統在預先階段作出響應。
圖2借助圖1中驅動裝置1的一部分很簡單地概要表示用于實施根據本發明的方法的本發明的一個特別有利的構型的基本結構。其中相同的部件使用相同的標號。驅動裝置1包括一個驅動機2，它最好以內燃機3的形式實施。對驅動機2、尤其是內燃機3配置了一個冷卻系統4。該冷卻系統包括一個用于傳導或輸送冷卻劑的冷卻介質循環回路5，及一個配置給冷卻介質循環回路5的冷卻裝置6。此外，設有一個通風機7，它對冷卻裝置6提供冷的環境空氣，該環境空氣吸收熱量。通風機7至少間接無相對轉動地與驅動機2、尤其是內燃機3連接。這意味著，通風機7與驅動機2或內燃機3形成驅動連接，即，或者無相對轉動地或通過中間連接傳動部件與該驅動機相連接。根據本發明為了控制和/或調節通風機7的功率-它尤其作為轉速的函數來表征，或最好直接控制和/或調節通風機7的轉速nLüfter在與驅動機2或內燃機3的驅動連接中設置了一個作為可調節離合器37的流體動力式離合器8。這里，該流體動力式離合器8在功率傳遞方向上看被連接在驅動機2或內燃機3的后面及在通風機7的前面。通風機7的轉速nLüfter的調整即至少其控制通過流體動力式離合器8的占空系數FG的改變來實現。因此，流體動力式離合器8涉及控制流量的流體動力式離合器，根據一個特別有利的實施例涉及調節流量的流體動力式離合器。流體動力式離合器8包括起泵輪作用的初級輪9及一個起渦輪作用的次級輪10，它們彼此構成一個工作室11，該室中被注入工作介質。這里初級輪9至少可間接地、即直接地或通過另一傳動裝置與內燃機3的曲軸12相連接。次級輪10可至少間接地、即直接地或通過另一傳動裝置與通風機7、尤其是通風機驅動軸13相連接。在對流體動力式離合器8供給工作介質方面存在多種可能性。根據一個相應于圖2的特別有利的構型，流體動力式離合器8被供給驅動機2的冷卻系統4的工作介質。冷卻系統4或該系統的一些部分構成或者是配置給流體動力式離合器8的工作介質供給系統34的組成部分。為了冷卻介質在冷卻介質循環回路5中循環，這里設有一個冷卻介質循環泵14。該泵用于維持冷卻介質循環回路5中的流體循環及最好與驅動機2耦合。在所示的例子中，進行驅動機2與流體動力式離合器8之間的配置。因此驅動軸的轉速總是與驅動機2的轉速、尤其是曲軸2的轉速相聯系。當以冷卻介質循環回路5的冷卻介質供給流體動力式離合器8作為工作介質時，流體動力式離合器8相對冷卻介質循環回路5被設置在一個旁路15中。在此情況下，冷卻介質循環回路5構成在冷卻介質循環泵14的出口18與入口17之間的一個第一冷卻介質輸送部分16。第二冷卻介質輸送部分19被作成旁路15及用于流體動力式離合器8的工作介質的供給。旁路15包括至少一個第一旁路部分導管20及第二旁路部分導管22。第一旁路部分導管20使冷卻介質循環泵14的出口18與流體動力式離合器8的入口21相連接，其中該入口21直接地或間接地通過一些其它的導管或通道與流體動力式離合器8的工作室11相連接。第二旁路部分導管22將流體動力式離合器8的至少一個出口23與冷卻介質循環泵14的輸入導管17相連接。這里例如通過排出孔實現該一個出口23或多個這樣的出口與工作室11的耦合。為了調整占空系數FG，這里在冷卻介質循環泵14與流體動力式離合器8的入口21之間設置了一個閥裝置24，該閥裝置的通過流量至少可被控制。這里閥裝置24被構成可調節的閥裝置，最好是一個比例閥25的形式。流體動力式離合器8的工作室11被供給來自驅動機2的冷卻介質循環回路5的冷卻介質形式的工作介質；離合器8通過旁路15耦合在冷卻介質循環泵14的出口18與入口17之間的冷卻介質循環回路5上；及在冷卻介質循環泵14與流體動力式離合器8之間的流通方向上設置一個可控的閥裝置24；以上這些將允許用簡單的方式方法通過閥裝置24的控制來控制或-當反饋一個相應的信號的情況下-來調節流過流體動力式離合器8的流量，及由此基于占空系數的改變來調整及-根據一個特別有利的實施例-來調節次級輪10的轉速或與流體動力式離合器8的次級輪10耦合的通風機7的轉速。這里，該系統的特征是附加的結構上的及控制技術上的成本小及在所需的附加部件方面可優化。此外該用于流體動力式離合器8的工作介質供給系統34的方案是基于反正存在的冷卻系統4，尤其是冷卻介質循環回路5。這里冷卻介質循環回路5本身可作為開式或閉合式的循環回路來實施。在這方面不存在約束，在圖2所示的有利構型中冷卻介質循環回路5被構成閉合式的循環回路。
借助本發明的方案存在這樣的可能性，即基本上由其轉速nLüfter確定的及由此可通過它影響的通風機7的冷卻功率可與驅動機2的轉速nmot無關地被調整。根據本發明，這里通風機7的轉速nLüfter的調整根據驅動裝置1的工作參數來進行，由此可保持冷卻系統4中的溫度，而不必需使驅動機、尤其是內燃機3回調或高調，其方式是，在冷卻介質循環回路5中由于工作參數的改變冷卻劑的溫度上升或下降前由通風機7輸出的冷卻功率已可被適配。這提供了一個優點，即一方面內燃機3的溫度基本上保持恒定，及另外用于冷卻的能量需要量可被優化。這里作為驅動裝置1的工作參數可理解為待通過冷卻介質循環回路5冷卻的部件或機組、尤其是驅動機2的溫度，及可能在設有這里未詳細示出的緩行器的情況下可理解為其溫度及至少間接表征驅動機2和機動車的工作狀態的參量。屬于這些量的主要有一個緩行器的可能操作，表征驅動機功率輸出的特征值，例如轉速nmot、轉矩Mmot，當驅動機2與變速器單元耦合時置入的擋級以及在從動側、尤其變速器輸出端出現的特征量，例如nAbtrieb，MAbtrieb。在圖3a中給出了通風機7的轉速nLüfter的控制可能性。驅動裝置1的基本結構相應于圖2中所述的驅動裝置，因此對于相同的部件使用相同的標號。這里對該驅動裝置配置了一個控制裝置26，它包括一個控制單元27，它最好被作成控制儀，尤其是ECU。它包括至少一個輸入端28，在所示例中為多個輸入端28.1至28.n，及至少一個輸出端29，后者與閥裝置24的調整裝置30相連接。用于串行數據傳輸的該輸入端28或用于并行數據傳輸的這些輸入端28.1至28.n分別與用于檢測驅動裝置1的工作參數的裝置31.1至31.n相連接，尤其是與用于檢測至少間接描述待冷卻機組的溫度的參量的裝置39、用于檢測至少一個至少間接描述驅動機2的工作狀態的參量的裝置40及用于檢測至少一個至少間接表征行駛狀態的參量的裝置41相連接。這里在所示例中，例如裝置31.1例如涉及用于檢測一個至少間接表征驅動機2的轉速nmot的參量的裝置40，裝置31.2涉及用于一個檢測至少間接表征驅動機的溫度的、冷卻介質循環回路5中溫度形式的參量的裝置39，及裝置31.3涉及用于檢測一個至少間接表征行駛狀態的參量的裝置41。這里裝置31.2最好被構成恒溫器32，它被設置在冷卻回路中及最好設置在到冷卻裝置6的入口33中。這里，根據當前求得的驅動機的轉速nmot及當前的行駛狀態與當前在冷卻介質循環回路5中求得的溫度T可推斷出冷卻介質循環回路5所需的冷卻功率的改變，尤其是可能基于當前情況得到的冷卻介質循環回路5中的溫度的升高或降低。根據該可求得的、最好可計算出的冷卻介質溫度變化ΔT然后進行對流體動力式離合器8的控制，特別是通過閥裝置24、尤其它的調整裝置30的控制來預給定為了達到所需的通過通風機7可提供的功率待產生的占空系數FG，以提供冷卻介質循環回路5中的冷卻功率。在此情況下，閥裝置24起到用于調整工作室11中的占空系數FG的調整裝置38的作用。在期望維持驅動機2的溫度的情況下需要導出冷卻介質循環回路5中溫度Tkühlmittel的由工作參數得到的變化ΔTkü hlmittel-theoretisch。由該產生的變化構成用于控制通風機7的調節參數，以便使冷卻介質循環回路5中的冷卻水準保持恒定。為此求得用于輸出所需冷卻功率PLüfter的給定值，它正比于轉速nsoll-Lüfter。為了控制冷卻介質循環回路5中冷卻介質的溫度Tkühlmittel，這里控制通風機7的轉速nLüfter。作為控制通風機轉速nLüfter-它相應于流體動力式離合器8的輸出端、即渦輪10上的轉速nKupplung或與該轉速有函數關系，最好直接為正比-的調節參數，這里使用流體動力式離合器8的占空系數FG，該占空系數又通過閥裝置24來調整。這里該占空系數FG描述可由離合器8傳遞的轉矩MKupplung，該轉矩根據驅動機2的轉速nmot確定可通過離合器8傳遞的功率PKupplung。在圖3b中表示出相應的框圖。
圖4借助根據圖3b的框圖表示通過冷卻介質循環回路5中溫度TKühlmittel的調節使驅動機的溫度Tmot調節在恒溫上的可能性。這里冷卻介質的溫度TKühlmittel構成至少間接表征驅動機溫度Tmot的參量。該溫度將被持續地監測及當實際值Tmot或Tkühlmittel偏離給定值Tsoll-mot或Tsoll-Kühlmittel一個ΔT時，則進行對作為發動機或冷卻介質恒溫調節的調整裝置的通風機7的控制，在此情況下最好調節通風機轉速nLüfter，其方式是持續地或按一定時間間隔地求得實際值nLüfter及與由溫度偏差得到的待產生的給定值nSoll-Lüfter相比較。根據調節偏差量來進行流體動力式離合器8的占空系數FG的改變，直到該偏差值達到0為止。占空系數FG的調整則是通過閥裝置24的控制來實現，該閥裝置確定旁路15中的流量。通風機7的轉速的控制或在有反饋的情況下該轉速的調節是冷卻介質溫度或一個至少間接表征該溫度的參量的控制和/或調節的組成部分。在該實施例中通風機7轉速的調節被組合在冷卻介質恒溫調節中。但也可考慮，該轉速調節組合在根據圖3b的控制中。此外也可以是，為了調節冷卻介質溫度僅利用通風機轉速的控制。
圖5a及5b很簡化地概要表示通過通風機7.5的轉速控制或調節來控制通風機7.5可輸出的冷卻功率PLüfter的其它兩個可能性，其方式是對此使用流體動力式離合器8.5。但這里對該離合器配置了與冷卻介質循環回路5.5無關的一個獨立的工作介質供給系統34.5。這里驅動機2的冷卻介質循環回路5.5相應于結合圖2所述的冷卻介質循環回路，但與旁路無關地設有布置在其中的流體動力式離合器8.5。在此情況下，對于相同的部件將使用相同的標號。這里流體動力式離合器8.5的工作介質供給系統34.5可用不同方式作成。在所示例中這里使用一個開式循環回路35。該循環回路包括一個工作介質容器36，它通過相應的導管連接部分與流體動力式離合器8.5的至少一個入口21.5及一個出口23.5相連接。該系統的特征是在流體動力式離合器8.5中恒定的排出孔口。這里流體動力式離合器8.5的占空系數隨著輸入的流體流量的改變而改變。該變化將通過冷卻泵37來調整，該泵在對流體動力式離合器8的工作室11的輸入方向上連接在工作介質容器36的后面。該系統雖然與圖1中所述系統在結構上不同，但可進行與該系統相同的控制及調節過程。起決定作用的是，使用具有可變占空系數的流體動力式離合器對通風機7的功率輸出進行控制。與此相比，根據圖5b的實施例表示具有封閉式循環回路42的工作介質供給系統34.5的結構，該循環回路對壓力密封地連接到一個工作介質容器36.5上。這里設有用于在容器中工作介質水平面上產生靜態疊加壓力的裝置43，該裝置構成用于改變功率傳遞比例的、尤其是用于改變可傳遞轉矩的離合器8.5的改變占空系數的裝置44形式的調整裝置38。
圖6簡化地概要表示根據圖2的一個改進，其中在冷卻介質循環回路中設有一個附加的、通過可控制或可調節地任意實施的離合器45可驅動的第二冷卻介質循環泵46。該泵還通過一個例如圓柱齒輪組48形式的轉速/轉矩變換單元47與驅動機2耦合。該方案給出了一個優點，即冷卻介質循環泵46的輸送量與驅動機2的轉速無關的可自由調整性。
參考標號表1，1.5驅動裝置 9初級輪2，2.5驅動機10次級輪3，3.5內燃機11工作室4，4.5冷卻系統 12曲軸5，5.5冷卻介質循環回路 13通風機驅動軸6冷卻裝置 14冷卻介質循環泵7，7.5通風機15旁路8，8.5流體動力式離合器 16第一輸送冷卻介質部分17入口18出口19第二輸送冷卻介質部分20第一旁路部分導管21，21.5入口22第二旁路部分導管23，23.5出口24閥裝置25比例閥26控制裝置27控制單元28.1至28.n 輸入端
29輸出端30閥的調節裝置31至31.n用于檢測運行參數的裝置31.1用于檢測一個至少間接地表征驅動機的轉速nmot的參量的裝置31.2用于檢測一個至少間接地表征冷卻介質循環回路5中溫度的參量的裝置31.3用于檢測一個至少間接地表征行駛狀態的參量的裝置32恒溫器33入口34，34.5流體動力式離合器的工作介質供給系統35開式回路36工作介質容器37可控制和/或調節的離合器38調節裝置39用于檢測一個至少間接地描述驅動機的一個工作參數BP的參量的裝置40用于檢測至少一個至少間接地描述行駛狀態FZ的參量的裝置41用于檢測一個至少間接地表征驅動機的溫度的參量的裝置42閉合的回路43用于在工作介質水平面施加一個靜態的疊加壓力的裝置44用于改變占空系數的裝置45可調節的離合器46第二冷卻介質循環泵47轉速/轉矩變換單元48圓柱齒輪組
49用于影響流體動力式離合器的傳動特性的裝置nmot驅動機的轉速nLüfter通風機的轉速Tkühlmittel冷卻介質循環回路中的溫度Tsdl-kühlmittel冷卻介質溫度的冷卻介質給定值ΔT 冷卻介質溫度的調節偏差PLüner通風機輸出的冷卻功率Nsoll-Lüfter通風機轉速的給定值nist-Lüffer通風機轉速的實際值
權利要求
1.驅動裝置(1；1.5)；具有一個驅動機(2，3；2.5，3.5)；一個用于冷卻驅動機(2，3；2.5，3.5)的冷卻系統(4；4.5)，該冷卻系統包括一個冷卻介質循環回路(5；5.5)，一個冷卻裝置(6)及一個配置給冷卻裝置的通風機(7；7.5)；該通風機(7；7.5)與驅動機(2，3；2.5，3.5)形成驅動連接；其特征在于在驅動機(2，3；2.5，3.5)與通風機(7；7.5)之間設有一個可控制或可調節的離合器(37)；離合器(37)被構造成流體動力式離合器(8；8.5)，它包括一個初級輪及一個次級輪，它們彼此構成可注入工作介質的工作室(11)；設有一個配置給該離合器的工作介質供給系統(34；34.5)；設有用于影響流體動力式離合器(8；8.5)的傳動特性的裝置(49)。
2.根據權利要求1的驅動裝置(1；1.5)，其特征在于，設有一個控制和/或調節裝置，它包括至少一個控制和/或調節單元；與該控制和/或調節單元相耦合的檢測裝置，用于檢測以下的參量驅動機的至少一個當前工作參數；至少一個至少間接表征驅動裝置的工作狀態的參量；至少一個至少間接表征冷卻回路中的溫度的參量；該控制和/或調節單元與離合器的調整裝置相連接，以影響可傳遞的轉矩。
3.根據權利要求1或2的驅動裝置，其特征在于流體動力式離合器(8；8.5)的工作介質供給系統(34；34.5)由冷卻系統(4；4.5)構成；離合器(8；8.5)在流動方向上被連接在設置在冷卻介質循環回路(4；4.5)中的循環泵(14.5)的后面；離合器(8；8.5)被設置在通到冷卻介質循環回路(4；4.5)的一個旁路(15)中；及具有一個設置在冷卻系統(4；4.5)中的閥裝置(24)作為離合器(8；8.5)的調整裝置，用于控制工作介質向流體動力式離合器(8；8.5)的工作室(11)的輸入。
4.根據權利要求3的驅動裝置，其特征在于閥裝置(24)被設置在冷卻介質循環回路(4；4.5)中。
5.根據權利要求4的驅動裝置，其特征在于閥裝置(24)被設置在旁路(15)中。
6.根據權利要求3至5中一項的驅動裝置，其特征在于閥裝置(24)被構造成比例閥(25)。
7.根據權利要求3至6中一項的驅動裝置，其特征在于具有一個設置在冷卻回路(4)中的第二循環泵(46)；第二循環泵(46)被連接在第一循環泵(14)的前面；第二循環泵(46)通過在驅動機(2，3)與離合器(8)之間的轉速/轉矩傳遞單元(47)與驅動機(2，3)相連接；第二循環泵(46)可被調整。
8.根據權利要求7的驅動裝置，其特征在于第二循環泵(46)的可調整性通過一個設置在驅動機(2，3)與第二循環泵(46)之間的驅動連接部分中的可控制和/或可調節的離合器(45)來實現。
9.根據權利要求8的驅動裝置，其特征在于可控制和/或可調節的離合器(45)被構造成流體動力式離合器。
10.根據權利要求1或2的驅動裝置(1；1.5)，其特征在于具有一個配置給離合器(8，8.5)的單獨的工作介質供給系統(34；34.5)；該工作介質供給系統(34；34.5)包括一個與該工作室(11)耦合的循環回路(42)；設有配置給該循環回路(42)的用于改變工作室(11)中的占空系數的裝置(44)。
11.根據權利要求10的驅動裝置(1；1.5)，其特征在于該循環回路(42)被構造成閉合式循環回路(42)，它對壓力密封地連接到一個壓力密封地閉合的工作介質容器(36.5)及用于改變占空系數的裝置(44)包括用于將靜態疊加壓力施加到工作介質容器(36.5)中的工作介質水平面上的裝置(43)。
12.用于優化一個冷卻系統(4；4.5)的能量供給的方法，該冷卻系統用于冷卻一個驅動裝置(1；1.5)的至少一個機組，該驅動裝置包括一個驅動機，其中冷卻系統(4；4.5)包括至少一個具有冷卻裝置(6)及一個配置給冷卻裝置的通風機(7；7.5)的冷卻介質循環回路(5；5.5)，其中該通風機(7；7.5)與驅動機(2，3；2.5，3.5)形成驅動連接；其中冷卻系統(4；4.5)的冷卻功率通過由通風機(7；7.5)提供的用于吸收熱量的空氣量來控制和/或調節；其中通過通風機(7；7.5)的轉速的控制和/或調節來進行由通風機(7；7.5)提供的用于吸收熱量的空氣量的控制和/或調節；其特征在于其中根據以下所述的參量及可由它們求得的、冷卻循環回路(5；5.5)中的溫度變化進行通風機(7；7.5)的轉速的控制和/或調節驅動機(2，3；2.5，3.5)的至少一個當前的工作參數；至少一個至少間接表征驅動裝置(1；1.5)的工作狀態的參量；至少一個至少間接表征冷卻循環回路(5；5.5)中的溫度的參量；其中起通風機(7；7.5)的轉速的控制和/或調節的調節參數作用的是所述通過一個連接在驅動機(2，3；2.5，3.5)與通風機(7；7.5)之間的離合器(8；8.5，37)可傳遞的轉矩或一個至少間接表征該轉矩的參量。
13.根據權利要求12的方法，其特征在于在驅動裝置(1；1.5)的移動應用中，所述至少間接表征驅動裝置(1；1.5)的工作狀態的參量由至少間接地表征行駛狀態的參量來確定。
14.根據權利要求13的方法，其特征在于起所述至少間接表征行駛狀態的參量作用的是以下的至少一個參量-一個至少間接表征由驅動機輸出的功率的參量；-一個至少間接表征制動裝置的操作或一個用于調整駕駛員期望的預選擇裝置的操作或一個加速踏板的操作的參量。
15.根據權利要求12至14中一項的方法，其特征在于計算出在冷卻循環回路中產生的溫度變化。
16.根據權利要求12至14中一項的方法，其特征在于估計出在冷卻循環回路中的溫度范圍中產生的溫度變化。
17.根據權利要求12至16中一項的方法，其特征在于通風機的轉速的控制和/或調節是冷卻介質循環回路中恒定溫度的調節的組成部分。
全文摘要
本發明涉及驅動裝置，它具有一個驅動機；一個用于冷卻驅動機的冷卻系統，該冷卻系統包括一個冷卻介質循環回路，一個冷卻裝置及一個配置給冷卻裝置的通風機；該通風機與驅動機形成驅動連接；其特征在于在驅動機與通風機之間設有一個可控制或可調節的離合器；離合器被構造成流體動力式離合器，它包括一個初級輪及一個次級輪，它們彼此構成可注入工作介質的工作室；設有一個配置給該離合器的工作介質供給系統；設有用于影響流體動力式離合器的傳動特性的裝置。
文檔編號F16D33/06GK1798912SQ200480015496
公開日2006年7月5日 申請日期2004年3月27日 優先權日2003年4月4日
發明者迪特爾·勞凱曼 申請人:福伊特渦輪機兩合公司