(57)【要約】【課題】第１の熱交換器を貫流できる少なくとも１つの第１の分流と、第１の媒体の第２の分流と、第１の媒体流が貫流できる少なくとも１つの第２の熱交換器、特に給気冷却器と、少なくとも１つの制御可能な混合器とを有する回路システムを改良する。【解決手段】第１の熱交換器（Ｗ１）を貫流できる少なくとも１つの第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）と、第１の媒体の第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）と、第１の媒体流が貫流できる少なくとも１つの第２の熱交換器（Ｗ２）、特に給気冷却器と少なくとも１つの制御可能な混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ１０）とを有する回路システムにおいて、前記制御可能な混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）の上流側に前記第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）および／または前記第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）を流すことができ、該混合器が下流側に設定温度を有する前記媒体流を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱交換器（Ｗ１）を貫流できる少なくとも１つの第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）と、
第１の媒体の第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）と、
第１の媒体流が貫流できる少なくとも１つの第２の熱交換器（Ｗ２）、特に給気冷却器と、
少なくとも１つの制御可能な混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ１０）と
を有する回路システムにおいて、
前記制御可能な混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）の上流側に前記第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）および／または前記第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）を流すことができ、該混合器が下流側に設定温度を有する前記媒体流を生成することを特徴とする回路システム。
【請求項２】
少なくとも１つの第２の媒体流、特に給気流を有し、この流れが、少なくとも１つの第１の圧縮機（Ｖ１）と少なくとも１つの第１のタービン（Ｔ１）と第２の熱交換器（Ｗ２）とを貫流でき、その際、特に前記第１の圧縮機（Ｖ１）と前記第１のタービン（Ｔ１）とを結合することができ、さらに前記第２の熱交換器（Ｗ２）が第１の圧縮機（Ｖ１）の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回路システム。
【請求項３】
前記第１の熱交換器（Ｗ１）が低温回路（ＮＴＫ）内に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路システム。
【請求項４】
該回路システム（ＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３、ＫＳ４、ＫＳ５、ＫＳ６）が第３の熱交換器（Ｗ３）、特に冷媒冷却器を有し、該冷媒冷却器が、内燃機関（Ｍ）を冷却するための高温回路（ＨＴＫ）内に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項５】
該回路システム（ＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３、ＫＳ４、ＫＳ５、ＫＳ６）が少なくとも１つのポンプ（Ｐ）を有し、該ポンプが特に前記高温回路（ＨＴＫ）内に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項６】
前記高温回路（ＨＴＫ）と前記低温回路（ＮＴＫ）とが流路で接続されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項７】
前記第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）が、前記高温回路（ＨＴＫ）から特に前記ポンプ（Ｐ）の後で分岐可能であり、特に少なくとも部分的に低温回路（ＮＴＫ）を形成することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項８】
前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）と前記第１の熱交換器（Ｗ１）、特に冷媒冷却器とが、前記第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）に流路で接続できることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項９】
前記第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）が、前記高温回路（ＨＴＫ）から特にポンプ（Ｐ）の後かつ特に内燃機関（Ｍ）のほぼ直前で分岐できることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１０】
前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）が前記第２の熱交換器（Ｗ２）に隣接して配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１１】
前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）が前記第２の熱交換器（Ｗ２）と一体に構成されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１２】
前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）が前記第１の熱交換器（Ｗ１）に隣接して配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１３】
前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）が前記第１の熱交換器（Ｗ１）と一体に構成されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１４】
少なくとも１つの流量制御弁（Ｒ１、Ｒ３）が前記第２の熱交換器（Ｗ２）の下流側に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１５】
前記流量制御弁（Ｒ１、Ｒ３）が前記熱交換器（Ｗ２）の上流側および前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１６】
該回路システム（ＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３、ＫＳ４、ＫＳ５、ＫＳ６）が第４の熱交換器（Ｗ４）、特に給気冷却器と第２の圧縮機（Ｖ２）と第２のタービン（Ｔ２）とを有し、その際、特に該第２の圧縮機（Ｖ２）が該第２のタービン（Ｔ２）に結合できることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１７】
前記第４の熱交換器（Ｗ４）が前記第２の圧縮機（Ｖ２）の下流側および前記第１の圧縮機（Ｖ１）の上流側に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項１８】
前記第１の媒体流が、前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）の下流側および／または前記流量制御弁（Ｒ１、Ｒ３）の下流側において、第３の分流および第４の分流に分岐可能であり、該第３の分流が前記第２の熱交換器に貫流可能であり、および／または該第４の分流が前記第４の熱交換器（Ｗ４）に貫流可能であるか、あるいはその逆が可能であることを特徴とする請求項１６または１７のいずれかに記載の回路システム。
【請求項１９】
第２の混合器（Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）が、前記第４の熱交換器（Ｗ４）にほぼ隣接して配置されており、該熱交換器と流路で接続されていることを特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項２０】
前記第２の混合器（Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）が前記第４の熱交換器（Ｗ４）と一体に構成されていることを特徴とする請求項１６から１９のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項２１】
少なくとも１つの第２の流量制御弁（Ｒ３）が前記第４の熱交換器（Ｗ４）の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項２２】
前記第２の流量制御弁（Ｒ３）が前記第４の熱交換器（Ｗ４）の上流側および前記第２の混合器（Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の回路システム。
【請求項２３】
少なくとも１つの第１の圧縮機（Ｖ１）と、
第１の媒体流、特に冷媒流が貫流可能な少なくとも１つの第２の熱交換器（Ｗ２）、特に給気冷却器と、
第２の媒体流、特に給気流と、
少なくとも１つの熱交換器（Ｗ３）、特に高温冷媒冷却器（ＨＴＫ）と、
少なくとも１つの第１の熱交換器（Ｗ１）、特に低温冷媒冷却器（ＮＴＫ）とを有し、
前記第１の熱交換器（Ｗ１）および／または前記第３の熱交換器（Ｗ３）に前記第１の媒体流が貫流可能である回路システムにおいて、
前記第１の媒体流が第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）と第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）とに分岐し、その際、前記第１の熱交換器（Ｗ１）に該第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）が流れることができ、該交換器を該第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）がバイパスできることを特徴とする回路システム。
【請求項２４】
第４の熱交換器（Ｗ４）と第２の圧縮機（Ｖ２）とに前記第２の媒体流が流れることができることを特徴とし、さらに、前記第１の媒体流が第３の分流と第４の分流とに分岐し、その際、前記第４の熱交換器（Ｗ４）に該第３の分流が流れることができ、前記第１の熱交換器（Ｗ１）に該第４の分流が貫流できることを特徴とする請求項２３に記載の回路システム。
【請求項２５】
媒体の、第１の温度を有する第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）用の少なくとも１つの入口（Ｅ１）と、
第２の温度を有する第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）用の第２の入口（Ｅ２）と、媒体流用の少なくとも１つの出口（Ａ）と、
膨脹することで弁体（ＶＫ）の各々の弁位置を調節することができる少なくとも１つの膨脹部材（ＤＥ）とを有し、
前記弁体（ＶＫ）の各々の弁位置に前記媒体流の各設定温度が割り当てられている、媒体流の温度制御を行うための混合器において、
前記膨脹媒体（ＤＥ）の膨脹が少なくとも１つの電流（ＥＳ）で制御可能であることを特徴とする混合器。
【請求項２６】
前記弁体（ＶＫ）が少なくとも１つのピストン部材（ＫＥ）を有し、該ピストン部材によってスライダ部材（ＳＥ）を操作できることを特徴とする請求項２５に記載の混合器。
【請求項２７】
前記スライダ部材（ＳＥ）が少なくとも１つの第１の弁座と少なくとも１つの第２の弁座とを有することを特徴とする請求項２５および２６のいずれかに記載の混合器。
【請求項２８】
前記混合器（Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ０７、Ｍ０８、Ｍ０９、Ｍ０１０）が少なくとも１つのばね部材（ＦＥ）を有することを特徴とする請求項２５から２７のいずれか１項に記載の混合器。
【請求項２９】
前記弁体（ＶＫ）が少なくとも１つの第１の弁終端位置から少なくとも１つの中間弁位置を介して少なくとも１つの第２の弁終端位置へ移行できることを特徴とする請求項２５から２８のいずれか１項に記載の混合器。
【請求項３０】
前記第１の弁終端位置において、前記スライダ部材（ＳＥ）が、前記第１の弁座によって前記第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）の前記第１の入口（Ｅ１）を実質上完全に閉じ、その際、前記第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）が前記媒体流を形成し、特に前記設定温度が前記第２の温度に等しいことを特徴とする請求項２５から２９のいずれか１項に記載の混合器。
【請求項３１】
前記第２の弁終端位置において、前記スライダ部材（ＳＥ）が、前記第２の弁座によって前記第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）の前記第２の入口を実質上完全に閉じ、その際、前記第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）が前記媒体流を形成し、特に前記設定温度が前記第１の温度に等しいことを特徴とする請求項２５から３０のいずれか１項に記載の混合器。
【請求項３２】
前記中間弁位置において、前記スライダ部材（ＳＥ）が前記第１の弁終端位置と前記第２の弁終端位置との間に配置されており、その際、前記第１の温度を有する前記第１の分流（ＴＳ１、ＴＳ１Ｕ、ＴＳ１Ｋ）が前記第１の入口を介して流入して、前記第２の入口から流入する、前記第２の温度を有する前記第２の分流（ＴＳ２、ＴＳ２１、ＴＳ２２）と混ざり合い、前記設定温度を有する前記媒体流を形成することを特徴とする請求項２５から３１のいずれか１項に記載の混合器。
【請求項３３】
特に請求項１から２４のいずれか１項に記載の回路システム（ＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３、ＫＳ４、ＫＳ５、ＫＳ６）において、特に請求項２５から３２のいずれか１項に記載の混合器を使用すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の熱交換器を貫流できる少なくとも１つの第１の分流と、第１の媒体の第２の分流と、第１の媒体流が貫流できる少なくとも１つの第２の熱交換器、特に給気冷却器と、少なくとも１つの制御可能な混合器とを有し、該混合器の上流側に前記第１の分流および／または前記第２の分流を流すことができ、該混合器が下流側に設定温度を有する前記媒体流を生成する回路システムに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、媒体の、第１の温度を有する第１の分流用の少なくとも１つの入口と、第２の温度を有する第２の分流用の第２の入口と、媒体流用の少なくとも１つの出口と、膨脹することで弁体の各々の弁位置を調節することができる少なくとも１つの膨脹部材とを有し、前記弁体の各々の弁位置に前記媒体流の各設定温度が割り当てられており、前記膨脹媒体の膨脹が少なくとも１つの電流で制御可能である、媒体流の温度制御を行うための混合器に関する。
【背景技術】
【０００３】
商用車では、給気は直接特に冷気によって冷却される。一般の乗用車の場合は間接的な給気冷却が行われるが、電気ポンプが付加された別個の回路が用いられる。通例、このポンプは制御されず、すなわち、オン状態かオフ状態かのいずれかであるが、制御することも可能である。
【０００４】
特許文献１で、給気／冷媒冷却器を有する過給機を備えた自動車において給気を冷却するための低温冷媒回路を有する回路システムが公開されている。この回路システムでは、温度センサが、冷媒流出温度を測定するために給気／冷媒冷却器の冷媒流出口に、またはその直後に設けられている。これにより、冷媒の流出温度に応じて冷媒流量を制御することが可能となる。この場合、センサは、給気／冷媒冷却器の流出口へ組み込むこと、または給気／冷媒冷却器の直後に配置することが可能である。その際、給気／冷媒冷却器からの距離はできる限り小さくし、最適かつ特に迅速な制御を保証できるようにする必要がある。
【０００５】
温度は、サーモスタットとして構成されている温度センサを通じて直接検出でき、この構成により、別個に制御弁を設けることや、冷媒体積流量を制御するための別の装置を設けることが不要となる。簡単な温度センサが設けられている場合、冷媒体積流量の制御は、その測定値を用いることで、制御弁または冷媒体積流量を制御するための他の装置を介して行われる。その際、制御弁等は、低温冷媒冷却器の前および給気／冷媒冷却器の前に配置することができる。あるいは、制御弁等は温度センサの後に配置することも可能である。
【０００６】
直接的な給気冷却の場合、吸入空気の調温は有利ではない。給気は、冷気の貫流に従って冷却される。直接的な給気冷却器は、全負荷運転時点についてのみ所望の冷却が行われるように設計されている。
【０００７】
直接的な給気冷却ではない場合、吸入空気の調温は、冷媒流量を制御することによって可能である。しかし、これが特に有利というわけではない。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０６０６５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上述の種類の回路システムを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。
【００１０】
本発明で想定されている回路システムは、第１の熱交換器、特に低温冷媒冷却器を貫流できる少なくとも１つの第１の分流と、第１の媒体、特に冷媒の第２の分流と、第１の媒体流が貫流できる少なくとも１つの第２の熱交換器、特に給気冷却器と、少なくとも１つの制御可能な混合器とを有し、該混合器の上流側に前記第１の分流および／または第２の分流を流すことができ、下流側に設定温度の前記媒体流を生成する。
【００１１】
本発明の他の有利な構成は、従属請求項および図面によって明らかにする。
【発明の実施の形態】
【００１２】
１つの有利な別形態では、回路システムが、少なくとも１つの第２の媒体流、特に給気流を有し、この流れが、少なくとも１つの第１の圧縮機と少なくとも１つの第１のタービンと第２の熱交換器とを貫流でき、その際、特に圧縮機とタービンとが結合でき、さらに第２の熱交換器が第１の圧縮機の下流側に配置されている。圧縮機とタービンは、特に有利には１つのターボチャージャとして構成されている。
【００１３】
１つの有利な構成では、第１の熱交換器、特に給気冷却器が低温回路内に配置されている。低温回路は高温回路よりも低い温度を有する。例えば冷媒／空気冷却器を具備する高温回路、特に冷媒回路によって、特に有利には内燃機関を冷却できる。高温回路からは低温回路が分岐し、その際、冷媒をもう１つの熱交換器、特に冷媒／空気冷却器内で特に有利にはさらに冷却でき、特に好ましくは高温回路内での冷媒の温度よりも低く冷却できる。
【００１４】
１つの有利な別形態では、回路システムが第３の熱交換器、特に冷媒冷却器を有し、この冷媒冷却器が、内燃機関を冷却するための高温回路内に配置されている。この冷媒冷却器を、特に有利には冷却液、特に冷却水が流れることができる。
【００１５】
１つの有利な構成では、回路システムが少なくとも１つのポンプを有し、このポンプが特に高温回路内に配置されている。特に、ポンプは冷媒ポンプであり、冷媒を特に有利には高温回路内および／または低温回路内をポンプ循環させる。
【００１６】
また別の有利な実施態様では、高温回路および低温回路が流路で接続されている。特に高温冷媒冷却器を貫流し、特に好ましくはエンジンを特に有効に冷却する高温回路から、低温回路が分岐している。このような構成で、高温回路と低温回路との間が流路で接続されている。
【００１７】
また有利な別形態では、第１の分流が、高温回路から特にポンプの後で分岐可能であり、特に好ましくは少なくとも部分的に低温回路を形成する。第１の分流は、特に有利にはポンプの後で高温回路から分岐可能であり、これにより、安定した循環を行うことができる。
【００１８】
また有利な別形態では、混合器と第１の熱交換器、特に空気／冷媒冷却器とを、特に有利には第１の分流に流路で接続することができる。特に有利には、混合器内を第１の分流が、特に第１の熱交換器を貫流した後に流れることができる。
【００１９】
また別の有利な実施態様では、第２の分流が、高温回路から特にポンプの後および特に内燃機関のほぼ直前で分岐可能である。特にポンプの後で分岐することによって、第２の分流を特に有利には高圧で混合器に送給できる。特に有利には、特にこの分岐が内燃機関の直前で行われる。なぜなら、第２の熱交換器と混合器とを、特に有利には隣接して、あるいは内燃機関のほぼ近傍に特に省スペースで配置することが可能であるからである。
【００２０】
また別の有利な構成では、混合器が第２の熱交換機にほぼ隣接して配置されているか、あるいは配置可能である。特に第１の媒体、特に冷媒の温度を、特に有利には特に迅速かつ遅延なく変更あるいは制御することが可能である。
【００２１】
１つの有利な別形態では、混合器が第２の熱交換器と一体に構成されており、このようにすることで、特に有利には構造スペースを節約することができる。
【００２２】
また別の有利な構成では、混合器が、第１の熱交換器にほぼ隣接して配置されている。
【００２３】
１つの有利な別形態では、混合器が第１の熱交換器と一体に構成されており、このようにすることで、特に有効に構造スペースを節約することができる。
【００２４】
また別の有利な構成では、少なくとも１つの流量制御弁が第２の熱交換器の下流側に配置されている。冷媒の流量、特に第２の熱交換器、特に給気冷却器を通る冷媒の流量を、特に有利には制御可能および／または変更可能および／または調節可能である。
【００２５】
また別の有利な構成では、流量制御弁が第２の熱交換器の上流側および混合器の下流側に配置されている。冷媒の流量、特に第２の熱交換器、特に給気冷却器を通る冷媒の流量を、特に有利には制御可能および／または変更可能および／または調節可能である。
【００２６】
１つの有利な別形態では、回路システムが、第４の熱交換器、特に給気冷却器と第２の圧縮機と第２のタービンとを有し、その際、特に第２の圧縮機が第２のタービンに結合できる。特に圧縮機とタービンとを、特に有利にはターボチャージャとして結合できる。
【００２７】
また別の有利な構成では、第４の熱交換器が第２の圧縮機の下流側および第１の圧縮機の上流側に配置されている。特に好ましくは、圧縮機を特に有利には第２の媒体、特に給気が貫流可能であり、その際、第２の媒体を、第１の段階において第４の熱交換器によって特に有利に中間冷却することが可能である。これにより、特に、給気の凝縮が特に有利に防止される。
【００２８】
また別の有利な構成では、第１の媒体流が、混合器および／または流量制御弁の下流側で第３の分流と第４の分流とに分岐可能である。その際、第２の熱交換器の中を第３の分流が貫流可能であり、および／または第４の熱交換器の中を第３の分流が貫流可能であるが、また、その逆も可能である。
【００２９】
１つの有利な別形態では、第２の混合器が第４の熱交換器にほぼ隣接して配置されており、この熱交換器と流路で接続されている。このようにすることで、第４の熱交換器を流れることができる媒体流の温度を、特に有利には制御可能および／または調節可能となる。
【００３０】
１つの有利な構成では、第２の混合器が第４の熱交換器と一体に構成されている。このようにすることで、特に有利には構造スペースを節約できる。
【００３１】
１つの有利な別形態では、少なくとも１つの第２の流量制御弁が第４の熱交換器の下流側に配置されている。このようにして、第１の媒体、特に冷媒が第４の熱交換器を通る流量を特に有利に制御することができる。
【００３２】
また別の有利な構成では、第２の流量制御弁が、第４の熱交換器の上流側および第２の混合器の下流側に配置されている。特に好ましくは、第２の混合器と流量制御弁とが特に省スペースで構成でき、特にユニットとして構成できる。
【００３３】
さらに本発明で構成される別の回路システムは、少なくとも１つの第１の圧縮機と、第１の媒体流、特に冷媒流が貫流可能な少なくとも１つの第２の熱交換器、特に給気冷却器と、第２の媒体流、特に給気流と、少なくとも１つの第３の熱交換器、特に高温冷媒冷却器と、少なくとも１つの第１の熱交換器、特に低温冷媒冷却器とを有し、その際、第１の熱交換器および／または第３の熱交換器に第１の媒体流が貫流可能であり、第１の媒体流が第１の分流と第２の分流とに分岐し、そこでは、第１の熱交換器を、第１の分流は流れことができ、第２の分流は迂回することができる。
【００３４】
１つの有利な別形態である、請求項２３に記載の回路システムは、第４の熱交換器と第２の圧縮機とに第２の媒体流が流れることができることを特徴とし、さらに、第１の媒体流が第３の分流と第４の分流とに分岐し、その際、第４の熱交換器に第３の分流が流れることができ、第１の熱交換器に第４の分流が貫流できることを特徴とする。
【００３５】
本発明ではさらに、媒体の温度制御を行うための混合器が想定されており、該混合器は、媒体の、第１の温度を有する第１の分流用の少なくとも１つの入口と、第２の温度を有する第２の分流用の第２の入口と、媒体流用の少なくとも１つの出口と、膨脹することで弁体の各々の弁位置を調節することができる少なくとも１つの膨脹部材とを有し、弁体の各々の弁位置に前記媒体流の各設定温度が割り当てられており、膨脹媒体の膨脹が少なくとも１つの電流で制御可能である。
【００３６】
１つの有利な別形態では、弁体が少なくとも１つのピストン部材を有し、このピストン部材によってスライダ部材を、特に有利には操作することが可能である。
【００３７】
また別の有効な構成では、スライダ部材が少なくとも１つの第１の弁座と少なくとも１つの第２の弁座とを有する。
【００３８】
１つの有利な別形態では、混合器が少なくとも１つのばね部材を有し、このばね部材で弁体を特に好ましくは特に有利に第１の弁終端位置へ運ぶことができる。
【００３９】
また別の有利な構成では、弁体を、少なくとも１つの第１の弁終端位置から少なくとも１つの中間弁位置を経て第２の弁終端位置へと移行させることができる。
【００４０】
１つの有利な形態では、第１の弁終端位置において、スライダ部材が第１の弁座によって第１の分流の第１の入口を特に有利には実質上完全に閉じる。その際、特に有利には第２の分流が媒体流を形成し、特に好ましくは設定温度が第２の温度に等しい。
【００４１】
１つの有利な別形態では、第２の弁終端位置において、スライダ部材が第２の弁座によって第２の分流の第２の入口を特に有利には実質上完全に閉じる。その際、第１の分流が媒体流を形成し、特に好ましくは設定温度が第１の温度に等しい。
【００４２】
また別の有利な構成では、中間弁位置において、スライダ部材が特に有利には第１の弁終端位置と第２の弁終端位置との間に配置されており、その際、第１の入口を介して第１の温度を有する第１の分流が流入して、特に有利には、第２の入口を通じて流入する、第２の温度を有する第２の分流と混合し、設定温度を有する媒体流を形成する。
【００４３】
混合器、特に好ましくは上述の種類の混合器が、特に有利には回路システム、特に好ましくは上述の種類の回路システムで用いられる。
【００４４】
本発明の実施例が図面に示されており、実施例について以下で詳細に説明する。
【実施例】
【００４５】
図１は、１段の過給を伴う回路システムを示す。
【００４６】
この回路システムＫＳ１は、高温回路ＨＴＫと低温回路とを有する。高温回路ＨＴＫには第１の媒体、すなわち液体冷媒が流れる。高温回路ＨＴＫは、第３の熱交換器Ｗ３、特に冷媒冷却器と、制御部材Ｒ２（例えばサーモスタット）と、ポンプＰとを有する。ポンプＰは、第１の媒体、特に液体冷媒を高温回路ＨＴＫ中、また特に低温回路中をポンプ循環させる。高温区間ＨＫにおいて、内燃機関Ｍ中を第１の媒体の一部が貫流し、その際冷却される。第１の媒体は、その際加熱され、制御器Ｒ２を流れる。制御器Ｒ２は、第１の媒体流、すなわち高温流を分岐し、この高温流は第３の熱交換器Ｗ３、特に冷媒冷却器に送給され、この熱交換器を貫流して、その際冷却される。また、制御器Ｒ２から高温バイパス路ＨＢＰが分岐されており、このバイパス路は熱交換器Ｗ３をバイパスする。その際、冷媒全体が、冷却されることなく高温バイパス路の中を流れ、熱交換器Ｗ３には冷媒は流れない。制御器Ｒ２の別の切り替え位置では、冷媒全体が熱交換器Ｗ３の中を流れ、高温バイパス路ＨＢＰに冷媒は流れない。制御器Ｒ２のさらに別の切り替え位置では、冷媒の一部が高温バイパス路ＨＢＰ中を流れ、他の部分が第３の熱交換器Ｗ３中を流れる。
【００４７】
特に好ましくは第３の熱交換器Ｗ３の前に、第１の熱交換器Ｗ１が配置されている。第３の熱交換器Ｗ３の後にはファンが配置されている。ファンは回転し、その際特に空気Ｌ，特に好ましくは外気を第１の熱交換器Ｗ１と第３の熱交換器Ｗ３との中に吸入し、および／または空気が走行速度を通じて第１および／または第３の熱交換器の中を貫流する。
【００４８】
第３の熱交換器Ｗ３によって冷却された媒体、特に冷媒は、流路区間ＨＴＫＫを流れ、必要に応じて、高温バイパス路ＨＢＰを貫流する冷却されていない第１の冷媒と合流される。その際、合流前、昇温されている第１の媒体は、第２の熱交換器Ｗ２、特に給気冷却器から導かれ、流路区間ＨＴＫＫに送給される。合流した冷媒は、ポンプＰを貫流し、その際、圧力レベルが上昇する。この冷媒流は、ポンプを貫流した後、高温区間ＨＫと分岐路ＡＺとに枝分かれする。
【００４９】
分岐路ＡＺは、高温回路ＨＴＫと低温回路ＮＴＫとの間の流れを接続する働きをする。この分岐路は、第１の媒体、特に冷媒の第１の分流ＴＳ１Ｕと、第２の分流ＴＳ２とに分かれる。
【００５０】
第１の分流ＴＳ１Ｕは、第１の熱交換器Ｗ１を貫流し、空気によって冷却され、さらにこの熱交換器Ｗ１から、第１の媒体、特に液体冷媒の冷却された流れＴＳ１Ｋとして下流へ流れる。第１の媒体の冷却された第１の分流ＴＳ１Ｋは、混合器Ｍ１を流れる。熱交換器Ｗ１により冷却されていない第１の媒体の第２の分流も、同様に混合器Ｍ１を流れる。第１の分流ＴＳ１Ｋは第１の温度を有し、第２の分流ＴＳ２は第２の温度を有する。
【００５１】
混合器Ｍ１は、異なった位置に切り替えて制御することが可能である。混合器Ｍ１の第１の位置では、Ｗ１によって冷却された媒体ではなく、第２の温度を有する、第２の分流ＴＳ２の、冷却されていない媒体だけが第２の熱交換器に送給される。これにより、媒体流ＭＳは、実質上第２の分流ＴＳ２となっている。設定温度は、実質上第２の温度である。
【００５２】
混合器Ｍ１の別の位置では、第１の熱交換器Ｗ１によってのみ冷却されて、第１の分流ＴＳ１Ｋによって混合器Ｍ１に送給された第１の媒体が、第２の熱交換器Ｗ２に送給される。これにより、媒体流ＭＳが実質上第１の分流ＴＳ１Ｋとなっている。設定温度は実質上第１の温度である。
【００５３】
混合器Ｍ１の他の位置では、第１の温度を有する第１の分流ＴＳ１Ｋが、第２の温度を有する第２の分流ＴＳ２と混合され、その際、媒体流が設定温度を有するように混合される。またその際、設定温度を制御することが可能であり、次の条件を満たすように制御可能である。すなわち、第１の温度≦設定温度≦第２の温度となるように制御される。設定温度の制御は、冷たい冷媒と暖かい冷媒とを混合することによって行われる。混合器Ｍ１は、例えば、流入制御式の特性マップ混合サーモスタットおよび／または電気作動弁および／回転ピストン弁および／またはポペット弁および／またはモデルベース制御器である。モデルベース制御器は、特に好ましくはエンジン特性マップで制御される。特に入力制御式の特性マップ混合サーモスタットを用いる場合、このサーモスタットは、給気冷却器の流出部における冷媒温度で制御可能および／または調整可能であり、また例えばエンジンの流出部における冷媒温度は制御可能および／または調整可能である。
【００５４】
モデルベースの混合器Ｍ１の場合、入力変数としては、エンジン負荷および／またはエンジンＭのエンジン回転数および／または流れＭＳＥの給気冷却の流出口における冷媒温度および／または粒子フィルタＤＰＦの背圧が可能である。
【００５５】
混合器Ｍ１の実施形態は全て、全負荷運転時点および部分負荷運転時点および動的過程時に最適な吸入空気温度を保証する。
【００５６】
混合器は、特に有利には第２の熱交換器Ｗ２に隣接して、特に給気冷却器に隣接して配置されているので、必要とされる冷媒温度を給気冷却器Ｗ２において即座に、特に好ましくはタイムラグを伴うことなく調節することができる。
【００５７】
混合器Ｍ１と第２の熱交換器Ｗ２との間の管路をできる限り短く実施するために、特に好ましくは混合器が熱交換器と一体に構成されている。これにより、エンジンＭの負荷急変時に、熱交換器Ｗ２の流入口における冷媒温度を追制御する際に遅延が生じることがない。この機能上の効果はまた、混合器を給気冷却器に統合することによっても実現できる。この統合によって、構造スペース上の効果も増す。内蔵サーモスタット式の混合器は、フランジによって第２の熱交換器に固定できる。ホースサーモスタットは、ホースクランプで固定することができる。
【００５８】
第２の熱交換器は、他の実施態様（図示されていない）では、排ガス熱交換器および／または油冷却器および／または冷媒冷却器および／または空調装置の凝縮器および／または蒸発器であってもよい。
【００５９】
媒体流ＭＳは、第２の熱交換器Ｗ２を貫流し、昇温された状態で流れＭＳＥとしてこの熱交換器から流出する。
【００６０】
第２の熱交換器は、特に第２の媒体、特に好ましくは気体の媒体、特に給気を冷却する。給気は、外界から吸気部ＬＬＥで吸入され、流路ＬＬＫＵＫを介して第１の圧縮機Ｖ１の中を流れる。その際、第２の媒体の圧力と温度とが上昇する。第２の熱交換器では、第２の媒体流が冷却され、管路ＬＬＫＫＫを介してエンジンＭの中を流れる。図示されていない箇所で、圧縮および冷却された給気に燃料が混合され、エンジンＭ内で燃焼されて排ガスになる。排ガスは、第１のタービンＴ１の排気管路を介してそれに続く粒子フィルタＤＰＦに送給される。このタービンＴ１は圧縮機Ｖ１と結合され、特に好ましくはターボチャージャとなる。過給は、図の例では１段で行われるが、２段で行うことも可能である。
【００６１】
図２は、１段の過給を伴う回路システムのもう１つの実施例を示す。図１の場合と同じ特徴には図１と同じ符号が付されている。
【００６２】
図１とは異なり、この回路システムは流量制御弁Ｒ１を有する。この流量制御弁Ｒ１、特にサーモスタットは、図の実施例では第２の熱交換器の下流側に配置されている。しかしまた、流量制御弁Ｒ１は混合器Ｍ１の下流側および第２の熱交換器Ｗ２の上流側に配置することも可能である。特に好ましくは、混合器Ｍ１と流量制御弁とが一体型であり、特に１つの構造ユニット内に実施可能である。
【００６３】
図３は、１段の過給を伴う回路システムのもう１つの実施例を示す。これまでの図の場合と同じ特徴には、それらの図と同じ符号が付されている。
【００６４】
この図の実施例では、第１の分流ＴＳ１Ｕはポンプ直後に分岐し、第１の熱交換器Ｗ１に導かれる。第２の分流ＴＳ２は、エンジンＭの直前まで行って高温区間ＨＫから分岐され、混合器Ｍ１に導かれる。特に有利には、このようにすることで、第２の熱交換器はエンジンＭに隣接して配置することができ、これにより、構造スペースが有利に節約される。
【００６５】
図４は、流量制御および／または温度制御を具備する、２段の過給を伴う回路システムを示す。これまでの図の場合と同じ特徴には、それらの図と同じ符号が付されている。
【００６６】
この回路システムＫＳ４は、第２の圧縮機Ｖ２と第２のタービンＴ２とを有し、これらは特に好ましくは結合してターボチャージャとすることができる。
【００６７】
第２の圧縮機Ｖ２は、吸入された給気を予圧縮する。第４の熱交換器Ｗ４が給気の中間冷却を行う。次に、第１の圧縮機Ｖ１が給気をさらに圧縮し、その後、給気の第２の冷却が第２の熱交換器Ｗ２内で行われる。Ｗ４の下流側に流量制御弁Ｒ３が配置されている。しかしまた、流量制御弁は他の位置に設けることも可能であり、これについては、流量制御弁Ｒ１の可能な配置を参照のこと。
【００６８】
混合器Ｍ４は、特に好ましくは第１の熱交換器Ｗ１の上流側に特にそれに隣接して配置することができる。この混合器は、第２の分流ＴＳ２に熱交換器Ｗ１をバイパスさせること、および／または分流ＴＳ１Ｕを第１の熱交換器に導くことができる。混合器Ｍ４は、特に有利には第１の熱交換器内に組み入れられ、これにより、第１の熱交換器Ｗ１に作用する圧力を特に有利に制限することができる。これは、特に有利には圧力波を制限する働きをする。この方法により、冷却器の強度が増大される。同時にまた、混合器を熱交換器内に組み入れることにより、混合器用のハウジング部材を追加する必要がなくなるので、材料の節約および重量の低減ならびにコストの削減を実現することができる。
【００６９】
図５は、２段の過給を伴う回路システムのもう１つの実施例であり、温度制御を行うための例を示す。これまでの図の場合と同じ特徴には、これまでの図と同じ符号が付されている。
【００７０】
媒体流ＭＳは、混合器の下流側において、第２の熱交換器へ送給される第３の分流、および／または第４の熱交換器Ｗ４に送給される第４の分流へ分岐される。このようにすることで、制御経路が特に短くなり、その結果、直接、特にタイムラグなしに制御が行われる。特に好ましくは、第２の熱交換器Ｗ２と第４の熱交換器Ｗ４とが同じ温度で制御される。
【００７１】
図６は、２段の過給を伴う回路システムのもう１つの実施例であり、凝縮水の発生を防止するための例を示す。これまでの図の場合と同じ特徴には、これまでの図と同じ符号が付されている。
【００７２】
この例では、分岐路ＡＺは、分流ＴＳ１Ｕ、第２の第１分流ＴＳ２１および第２の第２分流ＴＳ２２に分かれる。ＴＳ２１は第１の混合器Ｍ１に導かれる。ＴＳ２２は第２の混合器Ｍ６に導かれる。第２の混合器Ｍ６は、実質的に第１の混合器の構造と同じである。特に好ましくは、給気が第４の熱交換器４内で凝縮されることが防止される。これは、制御することによって異なった温度が実現され、とりわけ凝縮水が生じない温度も実現されるからである。
【００７３】
図７は混合器を示す。これまでの図の場合と同じ特徴には、これまでの図と同じ符号が付されている。
【００７４】
混合器Ｍ０７は、特に好ましくは媒体流の温度を制御する。この混合器は、第１の分流ＴＳ１用の第１の入口Ｅ１を有する。第１の分流ＴＳ１は第１の温度を有する。混合器Ｍ０７は、第２の分流ＴＳ２用の第２の入口Ｅ２を有し、第２の分流は第２の温度を有する。さらに、混合器Ｍ０７は、媒体流ＭＳ用の出口Ａを有する。混合器内には弁体ＶＫが配置されている。弁体には膨脹部材ＤＥとピストン部材ＫＥとが含まれている。弁体は、スライダ部材として構成されている。膨脹部材の膨脹によって、弁体のそれぞれの位置を調節することが可能であり、その際、弁体ＶＫのそれぞれの位置には媒体流ＭＳの各温度が割り当てられている。膨脹部材ＤＥの膨脹は、少なくとも１つの電流ＥＳで制御することが可能である。膨脹部材は、特に好ましくはその電流によって加熱され、膨脹し、ピストン部材ＫＥを移動させる。ピストン部材は可動に配置されており、膨脹部材は混合器のハウジングに固定的に結合されている。別の構成では、膨脹部材を可動に配置し、ピストン部材を混合器に固定的に結合することもできる。混合器はばね部材を有し、このばね部材によって弁体を第１の終端位置へ運ぶことができる。その際、スライダ部材は、第１の弁座によって、第１の分流の第１の入口を実質上完全に閉じる。この場合、第２の分流が媒体流となり、特に好ましくは設定温度が第２の温度と等しい。
【００７５】
混合器は第２の弁位置を有し、この弁位置へスライダ部材を運ぶことができ、第２の弁座によって、第２の分流の第２の入口を実質上完全に閉じることができる。その際、第１の分流が媒体流となり、特に好ましくは設定温度が第１の温度と等しい。
【００７６】
混合器は中間弁位置を有し、この位置へスライダ部材を運ぶことができる。この中間位置は、第１の弁位置と第２の弁位置との間に配置されている。この場合、第１の入口を介して第１の温度を有する第１の分流が流入して、第２の入口から流入する、第２の温度を有する第２の分流と混ざり合い、設定温度を有する媒体流を形成する。
【００７７】
図８は、混合器のもう１つの実施例を示す。これまでの図の場合と同じ特徴には、これまでの図と同じ符号が付されている。
【００７８】
図７と異なり、この混合器Ｍ０８は、ＥＳの印加を伴わず、第１の温度および／または第２の温度によって調整および／または制御が行われる。
【００７９】
図９は、混合器のもう１つの実施例を示す。これまでの図の場合と同じ特徴には、これまでの図と同じ符号が付されている。
【００８０】
この構成では、第１のばね部材ＦＥ１の他に第２のばね部材ＦＥ２が混合器Ｍ０９内に配置されている。プレート部材ＴＥ１が第２の弁座を形成し、第２の入口Ｅ２を閉じることまたは開くことができる。その際、ＦＥ２が、このプレート部材を第２の弁終端位置へ運ぶ。
【００８１】
図１０は、混合器の等角投影図である。これまでの図の場合と同じ特徴には、これまでの図と同じ符号が付されている。
【００８２】
混合器Ｍ０１０はフランジを有する。
【００８３】
異なったこれらの実施例が具備する特徴は、任意に互いに組み合わせることができる。本発明は、示された分野以外にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】１段の過給を伴う回路システムを示す。
【図２】１段の過給を伴う回路システムの別の実施例を示す。
【図３】１段の過給を伴う回路システムの別の実施例を示す。
【図４】２段の過給、特に流量制御および／または温度制御を伴う回路システムを示す。
【図５】２段の過給および温度制御を伴う回路システムの別の実施例を示す。
【図６】２段の過給と、特に凝縮防止制御とを伴う回路システムの別の実施例を示す。
【図７】混合器を示す。
【図８】混合器の別の実施例を示す。
【図９】混合器の別の実施例を示す。
【図１０】混合器の等角投影図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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