(57)【要約】本発明は、自動車の冷却および／または加熱のための装置であって、冷却および加熱システムにおいて冷却媒体を循環させるための少なくとも１つの冷却媒体ポンプ（３０，３２）が設けられており、主ラジエータセグメント（１０）が設けられており、主ラジエータセグメント（１０）が、主ラジエータ入口（１１）と主ラジエータ出口（１２）とを備えており、主ラジエータ入口（１１）が、車両の、冷却しようとするエンジン（２０）特に内燃機関の少なくとも１つの冷却媒体出口（２４，２２４，２２５，２２９）と少なくとも一時的に接続されるようになっており、主ラジエータ出口（１２）が、エンジン（２２）の少なくとも１つの冷却媒体入口（２３）と接続されており、主ラジエータセグメント（１０）に対して追加的に別の少なくとも１つの補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）が設けられており、冷却および加熱システムと接続されている冷却しようとする少なくとも１つのユニット（６０，６１，７０，８０，９０，９７，１７０，１８６）が設けられている形式のものに関する。本発明によれば、当該冷却および／または加熱装置が、バイパス弁（７２，２５１）を有する少なくとも１つのバイパス管路（１２５，３２５）を備えており、該バイパス管路（１２５，３２５）が、少なくとも１つの補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に対応配設されており、バイパス管路（１２５，３２５）が、補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に対して並列で自動車の冷却および加熱システムに配置されている。
2004538418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の冷却および／または加熱のための装置であって、冷却および加熱システムにおいて冷却媒体を循環させるための少なくとも１つの冷却媒体ポンプ（３０，３２）が設けられており、主ラジエータセグメント（１０）が設けられており、主ラジエータセグメント（１０）が、主ラジエータ入口（１１）と主ラジエータ出口（１２）とを備えており、主ラジエータ入口（１１）が、車両の、冷却しようとするエンジン（２０）、特に内燃機関の少なくとも１つの冷却媒体出口（２４，２２４，２２５，２２９）と少なくとも一時的に接続されるようになっており、主ラジエータ出口（１２）が、エンジン（２２）の少なくとも１つの冷却媒体入口（２３）と接続されており、主ラジエータセグメント（１０）に対して追加的に別の少なくとも１つの補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）が設けられており、冷却および加熱システムと接続されている冷却しようとする少なくとも１つのユニット（６０，６１，７０，８０，９０，９７，１７０，１８６）が設けられている形式のものにおいて、
当該冷却および／または加熱装置が、バイパス弁（７２，２５１）を有する少なくとも１つのバイパス管路（１２５，３２５）を備えており、該バイパス管路（１２５，３２５）が、少なくとも１つの補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に対応配設されており、バイパス管路（１２５，３２５）が、補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に対して並列で自動車の冷却および加熱システムに配置されていることを特徴とする、自動車の冷却および／または加熱のための装置。
【請求項２】
冷却しようとする少なくとも１つの第１のユニット（６１，７０，９０，９７）が、補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）を介して冷却および加熱システムに接続されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
冷却しようとする少なくとも１つの第２のユニット（６０，８０）が、特にエンジン（２０）および／または主ラジエータ（１０）に対して並列で車両の冷却および加熱システムに接続されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの第１のユニット（６１，７０，９０，９７）および／または少なくとも１つの第２のユニット（６０，８０）を通って圧送される冷却媒体の体積流量および／または温度が、少なくとも１つの弁（７２，８１，８２，８３，８５，８６，２５１）、特に混合弁（７２，８２，８３，８５，２５１）を介して、少なくとも１つの第１のユニット（６１，７０，９０，９７）および／または少なくとも１つの第２のユニット（６０，８０）の供給管路において可変である、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
制御装置（２２７）が、当該冷却および／または加熱装置の、少なくとも１つのセンサ信号（２２８）を用いて閉ループ制御もしくは開ループ制御可能な少なくとも１つの弁（５０，７２，８１，８２，８３，２５０，２５１）の位置を最適化する構成部材として形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
制御装置（２２７）が、たとえば格納された特性マップの形式で記憶された目標値を有しており、少なくとも１つのセンサ信号（２２８）と、該センサ信号（２２８）に割り当てられた少なくとも１つの目標値との比較によって、調節エレメントが、閉ループ制御または開ループ制御可能な少なくとも１つの弁（５０，７２，８１，８２，８３，２５０，２５１）を操作するようになっている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
制御装置（２２７）に伝達された少なくとも１つのセンサ信号（２２８）が、温度センサ（７１）の信号である、請求項５または６記載の装置。
【請求項８】
温度センサ（７１）が、少なくとも１つの第１のユニット（６１，７０，９０，９７）および／または少なくとも１つの第２のユニット（６０，８０）に対応配設されている、請求項７記載の装置。
【請求項９】
冷却媒体ポンプ（３０，３２）の搬送出力が、少なくとも１つのセンサ信号（２２８）、特に温度センサ信号（７１）によって閉ループ制御または開ループ制御可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
主ラジエータセグメント（１０）および／または少なくとも１つの補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に少なくとも１つのラジエータファン（４５）が対応配設されており、少なくとも温度センサ（７１）によって検出された温度が、少なくとも１つのラジエータファン（４５）を開ループ制御または閉ループ制御する際に考慮されるようになっている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
冷却媒体ポンプ（３０，３２）および／または調整弁（５０，７２，８１，８２，８３，８５，２５０，２５１）および／またはラジエータファン（４５）が、ユニット（６０，６１，７０，８０，９０，９７）の既知の状態量、たとえば目下の損失出力または負荷プロフィールに基づいて制御可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
主ラジエータセグメント（１０）および少なくとも１つの補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）が、構造的に共通の冷却モジュール（２００）に組み込まれている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
共通の冷却モジュール（２００）が、存在するラジエータセグメント（１０，１５，２１５，３１５，４１５，５１５）のための共通の入口（２０１）を備えている、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
共通の冷却モジュール（２００）に組み込まれたラジエータセグメント（１０，１５，２１５，３１５，４１５，５１５）が、互いに並列で冷却および加熱システムに配置されている、請求項１２または１３記載の装置。
【請求項１５】
冷却モジュール（２００）を通って冷却媒体が圧送されるように、冷却媒体ポンプ（３０）が、車両の冷却および加熱システムに配置されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
共通の冷却モジュール（２００）が、存在するラジエータセグメント（１０，１５，２１５，３１５，４１５，５１５）のためのそれぞれ分離された入口通路（１１，１６）と、それぞれ分離された出口通路（１２，１７）とを備えている、請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの補助ラジエータセグメント（１５，２１５，３１５，４１５，５１５）が、少なくとも１つの補助ラジエータ入口（１６）を備えており、該補助ラジエータ入口（１６）が、冷却媒体ポンプ（３０）の圧力側と接続されている、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つの第２のユニット（６０，８０）が、冷却媒体ポンプ（３０）の圧力側と接続されている、請求項１６または１７記載の装置。
【請求項１９】
共通の冷却モジュール（２００）と、冷却モジュールの各セグメントを通る流量を調整するバイパス弁（５０，７２，８１，８２，８３，２５０，２５１）とが、共に構造的に共通のラジエータ弁モジュールに組み込まれている、請求項１２から１８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも２つのユニット（７０，９０）が、冷却および加熱システムにおいて直列で接続されている、請求項１から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つのユニット（６０，６１，７０，８０，９０，９７）が、エンジン（２０，２１）および／または第３のユニットと直列で接続されている、請求項１から２０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２２】
エンジン（２０）の少なくとも１つの冷却媒体入口（２３，２２３）が、弁（８４）によって遮断可能である、請求項１から２１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
第３のユニットが、ヒータ熱交換器（３５）、特に自動車の内室のためのヒータ熱交換器である、請求項２１または２２記載の装置。
【請求項２４】
第１のユニット（６１，７０，９０，９７）が、電気回路、特にジェネレータまたはスタータジェネレータまたは電気機械に対応配設されたパワーエレクトロニクス（７０）である、請求項１から２３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２５】
第２のユニット（６０，８０）が、電気機械、特にジェネレータまたはスタータまたはスタータジェネレータである、請求項１から２４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２６】
１つの冷却媒体ポンプ（３０）が、冷却および加熱システムに配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の形式の、自動車の冷却および／または加熱装置に関する。
【０００２】
背景技術
内燃機関を冷却する必要性は、高温のガスに接触する面と、シリンダ内部における接触面の潤滑とがある程度の限界内でしか生じる温度に対して損傷なく耐え得るようになっていない、とうことから生じる。たとえば点火プラグ、噴射ノズル、排ガス弁、予燃室およびピストン底部のような個々の部分は、特に高い平均温度に耐えなければならず、したがってこのような部分は、高い耐熱性を有する材料から製作するか、もしくは良好な熱導出手段と特別な冷却手段とを備える必要がある。熱導出手段に関して冷却システムが設けられ、ここでは冷却媒体が、少なくともシリンダとシリンダヘッドとを取り囲む冷却水室を貫流しており、これによって次いで熱がラジエータを介して少なくとも部分的に周囲に放出されるか、または熱交換器を介してたとえば車両内室を暖房するのに利用される。
【０００３】
最近の車両では、様々なエンジン−補助ユニットが使用されており、これらは以下にユニットまたは補助ユニットと記載する。そのような補助ユニットは、電気機械、たとえばスタータまたはジェネレータであってよく、さらにオイルクーラおよびエアコンディショナコンプレッサであってもよい。多くの場合このようなユニットは、内燃機関と同様の形式で冷却する必要がある。
【０００４】
さらにまた最近のエンジン、たとえば直噴型ディーゼルエンジンの効率が大幅に高められたことによって、内燃機関によって発生する、引き続きの利用のために車両の冷却および加熱システムに提供される熱量はますます制限されるようになる。内燃機関の幾つかの運転状態、たとえばコールドスタート、短距離走行および車両の長い下り走行では、内燃機関自体によって行うことのできる、冷却水への熱伝達は十分ではない。したがって内燃機関およびその触媒は、提供される時間で最適な作業温度に到達することはなく、これによって燃費の増加ならびに排ガスエミッションの増加がもたらされる。
【０００５】
最近の内燃機関、特に前述のディーゼルエンジンは、その効率において、たとえば室外温度の低い場合に車両室内の温度調節または車両シールドの除氷のためにはもはや十分なヒーティング出力を形成することができないようになっているので、公知のように、次第に多くの場合に予備ヒータが使用されるようになっており、この予備ヒータは、車両の冷却および加熱回路に組み込まれており、これによって冷却水は内燃機関の特定の運転状態で追加的に加熱することができる。
【０００６】
このような予備ヒータは、必要な熱を発生させるために、電気的に運転されるかまたは燃焼された燃料で運転される（化学的な予備ヒータ）。このような予備ヒータは極めて高価であり、さらに予備ヒータは、車両の、一般的に狭いエンジンルームに組み入れる必要があり、これによって極端にコスト高になる、という欠点を有している。
【０００７】
このような理由から、既に車両システムに存在する熱源を、自動車の冷却および加熱システムのための追加的な予備ヒータとして利用することが提案されている。
【０００８】
欧州特許公開第０８４１７３５号明細書から、車両に使用される水冷式の交流発電機または三相交流発電機が公知であり、ここでは発電機の冷却外套部は内燃機関の冷却水回路に組み込まれている。この電気機械の、水流式の冷却外套部によって、発電機の不可避の損失出力は効果的に導出することができる。さらに空冷式の発電機は別にして、この損失出力は、失われずに熱交換器を介して冷却水または加熱システムに提供することができ、したがってヒーティング出力の改善が得られる、という利点が生じる。
【０００９】
ドイツ連邦共和国特許第３４４２３５０号明細書から、電気駆動装置を備えた路上走行車両のヒータのための熱交換システムが公知である。車両モータを制御するために働くパワーエレクトロニクスは、走行運転中に熱を放出しており、このパワーエレクトロニクスは液体冷却のための装置を備えている。この冷却装置の冷却接続部は、閉鎖された管路システムを介して、車両の内室に熱を放出できるヒータとポンプとに接続されている。これによって出力半導体から冷却ヘッドを介して導出される、ヒータの熱を供給することができる。
【００１０】
電子式の出力半導体、たとえばスタータまたはジェネレータの損失熱を、車両の冷却回路に伝達する際の主要な問題は、冷却水温度が高い場合に半導体エレメントの許容構成部材温度を超えてはならないことである。
【００１１】
ドイツ連邦共和国特許第１９９６０９６０号明細書から、内燃機関と電気モータとを備えた車両のための熱交換システムが公知であり、熱交換システムのエンジン冷却回路は機械的な水ポンプを備えており、電子冷却回路は電気的な水ポンプを備えている。両方の冷却回路は、開閉可能な接続管路によって互いに連結されており、それもパワーエレクトロニクスから冷却水によって導出される熱が、冷却水を加熱するために利用でき、ひいては熱交換器を介して車両内室暖房のために利用できるように連結されている。
【００１２】
ドイツ連邦共和国特許第１９９６０９６０号明細書で開示された熱交換システムは、極めて高価で複雑な構成をしているので、この熱交換システムは故障が生じ易くなるだけでなくコスト高になり、これらは無視できない欠点としてみなされる。
【００１３】
Ａｕｔｏｍｉｂｉｌｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ  Ｚｅｉｔｕｎｇ（ＡＴＺ）の特別版と、Ｍｏｔｏｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ  Ｚｅｉｔｕｎｇ（ＭＴＺ）１９９８年５月とから、自動車のための加熱および冷却コンセプトが公知であり、ここでは冷却システムの水冷式ラジエータが直列で高温部分と低温部分とに分けられている。ラジエータのこのような２分割によって、それぞれ異なる２つの流れ速度が得られる。
【００１４】
分割ウェブをラジエータの水タンクに設けたことによって、ラジエータの下位領域においてラジエータ放熱面積の約２０％が、低温部分を形成するために利用される。低温領域における絞られた冷却媒体流によって、上位領域に比べてほぼ２倍に高い温度−冷却こう配が得られ、上位領域はその比較的高い流れ速度に基づいて冷却出力で約７度の温度低下しか得られない。
【００１５】
発明の利点
これに対して、本発明による、請求の範囲に記載の、車両の冷却および／または加熱のための装置は次のような利点を有しおり、その利点とは、少なくとも１つのバイパス管路ならびにこれに所属のバイパス弁（これらは少なくとも１つの補助ラジエータセグメントに対応配設されていて、補助ラジエータセグメントに対して並列で車両の冷却および加熱システムに配置されている）によって、対応配設されたラジエータセグメントに対する放熱を必要に応じて調整することができる、というものである。バイパス弁ならびにバイパス弁に対応配設されたバイパス管路によって、ラジエータに、必要に際して迂回路を設けることができる。これによて追加的なユニット、たとえばジェネレータまたはスタータの全ての熱的な出力を利用することができ、これによって内燃機関の暖機運転を助成することができるかもしくはシステムのヒーティング出力を高めることができる。
【００１６】
本発明の冷却および／または加熱装置の有利な実施形態によれば、冷却しようとする少なくとも１つの第１のユニットが、補助ラジエータセグメントを介して車両の冷却および加熱システムに接続されている。追加ラジエータとして作動する補助ラジエータセグメントの使用によって、冷却しようとする第１のユニットは、エンジン温度レベルに関して種々異なる温度で運転することができる。たとえば第１のユニットは、エンジン温度よりかなり低い温度で冷却することができる。
【００１７】
本発明の冷却システムでは、冷却しようとする少なくとも１つの第２のユニットが、内燃機関および／または主ラジエータセグメントに対して並列で接続されていることによって、追加的な冷却ポンプを必要とせずにこのユニットを冷却することができる。このようにしてユニットに、内燃機関によって加熱された冷却水を供給することがなく、内燃機関に、ユニットによって加熱された冷却媒体を供給することもない。
【００１８】
特別な実施形態では、冷却しようとする第２のユニット、つまり内燃機関および／または主ラジエータセグメントに対して並列で接続されたユニットは、冷却しようとする第１のユニットであってよく、つまり追加的に補助ラジエータセグメントを介して自動車の冷却および加熱システムに接続することができる。この意味では、以下にそれぞれ第１のユニットおよび第２のユニットと述べるが、これらは決して順番に従ったものでなく、どのようにして補助ユニットが本発明による自動車の冷却および加熱回路に設けられているかという形式で異なるものである。
【００１９】
有利には、少なくとも１つの第１のユニットおよび／または少なくとも１つの第２のユニットを通ってポンプで圧送される冷却媒体の体積流量および／または温度が、少なくとも１つの弁を介して、少なくとも１つの第１のユニットおよび／または少なくとも１つの第２のユニットの供給管路において可変である。本発明の冷却および／または加熱装置の１実施形態では、この少なくとも１つの弁はサーモスタット弁、特に混合弁として形成することができる。
【００２０】
特に有利な実施形態では、少なくとも１つの第１のユニットおよび／または少なくとも１つの第２のユニットの供給管路における少なくとも１つの弁が、調整可能な混合弁である。この弁によって、第１のユニットもしくは第２のユニットを通る冷却媒体流は、必要に応じて調整することができる。このようしして、水ポンプをできるだけ僅かに負荷することができ、さらにポンプ出力を最小化することができる。内燃機関の冷却出力需要と、たとえば電気機械（スタータ、ジェネレータなど）の冷却出力需要とは、互いに無関係に強く変動するので、比較的低い冷却媒体需要を有する構成要素は、過度に強く貫流され得る。このことを回避するために、たとえば閉ループ制御式の３方向切換弁を使用することができ、この３方向切換弁は水ポンプから供給される体積流量をそれぞれ必要に応じて内燃機関および電気機械に分配する。
【００２１】
そのような構成手段によって、第１のユニットは、内燃機関よりもかなり低い温度で運転することができ、それも定義された第２の温度領域内で運転することができる。そのような規定の第２の温度領域の存在（温度サブシステム）は、たとえば第１のユニットがたとえばスタータジェネレータに対応配設されたパワーエレクトロニクス回路によって形成され、第２のユニットがそのようなスタータジェネレータであると有利である。この場合スタータジェネレータは、内燃機関に比較可能な温度領域で運転することができ、これに対して所属のパワーエレクトロニクス回路は、極めて低い温度状態で運転することができる。このようして、パワーエレクトロニクスの構成部材が熱的に破損されないようにするか別の形式で不都合な影響を受けないようにする、ということを保証することができる。
【００２２】
本発明の装置の別の有利な実施形態では、ユニットに向かう供給管路に設けられた弁は、温度センサによって検出された温度に応じて作動させることができる。このために制御装置は冷却および／または加熱装置の構成部材として形成することができ、この制御装置は、たとえば制御装置自体に格納された比較値および限界値に応じて閉ループ制御または開ループ制御可能な弁を作動させる。
【００２３】
第１のユニットが、パワーエレクトロニクス回路もしくは別の形式の回路によって形成されると、たとえば開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置を直接的にこの回路に組み込むこともできる。
【００２４】
温度センサから送られるのとは別のセンサ信号もまた、制御装置または適当な開ループ制御回路および／または閉ループ制御回路を用いて供給管路弁を開ループ制御もしくは閉ループ制御するために実現可能である。そうすると本発明の冷却および／または加熱装置では、たとえば冷却媒体の圧力、体積流量または別の有用なパラメータのために追加的なセンサを設けることができる。
【００２５】
本発明の冷却システムの有利な実施形態によれば、冷却媒体ポンプの搬送出力が、内燃機関の回転数とは無関係に閉ループ制御可能または開ループ制御可能である。特に電気的な冷却媒体ポンプを使用することができる。有利な形式では、本発明の冷却および／または加熱装置の冷却媒体ポンプの搬送出力は、センサ信号、特に温度信号を用いて、制御装置を介して閉ループ制御もしくは開ループ制御することができる。さらに有利には、冷却媒体ポンプも、補助ユニットの供給管路における適当な調整弁も、ユニットの既知のもしくは検出される目下の状態量、たとえば目下の損失出力または負荷プロフィールに基づいて、直接的に制御することができる。
【００２６】
本発明の冷却システムの有利な実施形態では、主ラジエータセグメントならびに存在する補助ラジエータセグメントの冷却出力は、主ラジエータセグメントおよび／または存在する補助ラジエータセグメントに単数または複数のラジエータファンを対応配設することによって高めることができる。制御装置によって検出されたシステムパラメータは、有利な形式で、少なくとも１つのラジエータファンを開ループ制御または閉ループ制御する際に考慮することができる。
【００２７】
本発明の冷却および加熱システムの特に有利な実施形態によれば、主ラジエータセグメントならびに少なくとも１つの補助ラジエータセグメントが、共通の冷却モジュールに構造的に組み込まれている。このような組込式の構造形式は、冷却モジュールの、自動車のエンジンルームに対するスペースを節減するコンパクトな組込を実現している。
【００２８】
本発明の冷却システムでは、共通の冷却モジュールが、存在するラジエータセグメントのための共通の入口を備えている。このようにして簡単で有利な形式で、共通の冷却モジュールに組み込まれた冷却セグメントを、互いに並列で冷却および加熱システムに配置することができる。このような車両ラジエータの並列式のセグメント化によって、簡単な形式で、車両の冷却および加熱システムの種々異なる温度サブシステムを形成することができる。冷却および加熱システムの記載の配置構成のために、冷却媒体ポンプは、有利な形式で、冷却モジュールを通って冷却媒体が圧送されるように、車両の冷却および加熱システムに組み込むことができる。したがって本発明の装置によって、単個の冷却媒体ポンプが全ての部分冷却回路（温度サブシステム）を同時にカバーすることができ、それもこれらの部分冷却回路にそれぞれ異なる温度レベルが存在する場合でもカバーすることができる。
【００２９】
本発明の装置の別の有利な実施形態によれば、共通の冷却モジュールが、存在する個々のラジエータセグメントのためのそれぞれ分離した入口通路とそれぞれ分離した出口通路とを備えている。有利には、少なくとも１つの補助ラジエータセグメントが、少なくとも１つの補助ラジエータセグメント入口を備えており、この補助ラジエータセグメント入口は冷却媒体ポンプの圧力側に接続されている。このような構成手段によって、いずれにせよ存在する冷却媒体ポンプが必要な冷却媒体体積流量を形成する、ということを保証することができる。このようにして有利な形式で、本発明の冷却および／または加熱装置の、追加的な冷却媒体ポンプを省略することのできる実施形態を実現することができる。少なくとも１つの補助ラジエータセグメント入口を冷却媒体ポンプの圧力側に配置したことによって、十分な圧力を有する冷却媒体が補助ラジエータを貫流する、ということを保証することができる。同じ理由で、少なくとも１つの第２のユニットが設けられている実施形態では、第２のユニットが、有利な形式で、冷却媒体ポンプの圧力側に接続されている。
【００３０】
本発明による自動車の加熱および冷却装置の特に有利な実施形態によれば、共通の冷却モジュールと、冷却モジュールの各セグメントを通る流量を調整するバイパス弁とが、構造的に共通のラジエータモジュールに組み込まれている。このようにしてコンパクトでモジュール式の冷却モジュールが形成され、この冷却モジュールは、種々異なる要求たとえば冷却システムにおける熱的なサブシステムのそれぞれ異なる数の要求を簡単な形式で考慮することができる。
【００３１】
本発明の冷却システムでは、有利な形式で、少なくとも２つの構成要素もしくはユニットを直列で接続することができる。このようにして、特定の運転条件下で、構成要素の廃熱を、別の構成要素を加熱するために利用することができる。たとえばエンジンのシリンダヘッドの廃熱は、エンジンの暖機運転における迅速なオイル加熱のために利用することができる。冷却および加熱回路に存在する個々の構成要素の直列接続は、たとえば通常の走行運転中に、再び解消されるか少なくとも部分的に再び解消するように所望されていると、有利な形式で、たとえば４方向切換混合弁を冷却回路に組み込むことができる。
【００３２】
本発明の冷却および／または加熱装置によって要求されるように、エンジンの少なくとも１つの冷却媒体入口がたとえば弁によって遮断可能である限り、遮断された内燃機関では、必要な冷却媒体流をさらに低減することができる。
【００３３】
選択的に、冷却媒体回路に組み込まれたユニットまたは別の構成要素の廃熱は、選択的に内燃機関を加熱するためにも内室を暖房するためにも利用することができる。したがって特に補助ヒータを実現することができる。
【００３４】
本発明の冷却システムでは、第１のユニットを電気的な回路として形成することができ、この電気回路は、内燃機関よりもかなり低い温度領域で運転する必要がある。本発明の特に有利な実施形態では、第１のユニットがパワーエレクトロニクス回路であり、このパワーエレクトロニクス回路はたとえばジェネレータ、スタータ、（追加的な）電気式の駆動モータまたはスタータジェネレータに対応配設されており、これらは第２のユニットを成す。スタータジェネレータは、従来のスタータと従来のジェネレータとの機能を統合したものである。スタータジェネレータは、強い熱源であり、したがって多くの場合冷却する必要がある。スタータジェネレータは、内燃機関を冷却するための冷却媒体の温度に相当する温度状態で運転することができるので、内燃機関および／または主ラジエータに対してスタータジェネレータを並列で接続すると特に有利である。しかしながら一般的に内燃機関を冷却するために使用される冷却媒体温度は、所属のパワーエレクトロニクスにとっては原則として高すぎるものである。したがって特に有利には、たとえばスタータジェネレータに対応配設されたパワーエレクトロニクス回路は、補助ラジエータセグメントを介して自動車の冷却および加熱システムに接続されている。このようにしてパワーエレクトロニクス回路は、内燃機関を冷却するために用いられる冷却媒体の温度よりもかなり低い温度で作動することができる。
【００３５】
選択的に既に述べたように、パワーエレクトロニクス回路もしくはスタータまたはジェネレータによって形成された廃熱は、有利には、冷却媒体回路に存在する別の構成要素たとえばエンジン自体を迅速に加熱するために利用することができる。
【００３６】
本発明の装置の別の利点は、以下の実施例の説明および図面から理解することができる。
【００３７】
実施例の説明、図面および請求の範囲には、多くの特徴を組み合わせて記載している。専門家は、これらの特徴を個別的にみなして有意義な別の組み合わせにまとめることができる。
【００３８】
実施例の説明
次に本発明の装置の実施例を図示し、詳しく説明する。
【００３９】
始めに本発明による自動車の冷却および／または加熱のための装置の構成部材について説明する。これらの構成部材は、図１〜図３に基づく実施例では少なくとも実質的に同じものである。
【００４０】
図１〜図３に基づく本発明による冷却系の実施例では、冷却および／または加熱（本発明では加熱とは暖房も含むものである）装置は、主ラジエータセグメント１０を備えており、この主ラジエータセグメント１０は主ラジエータ入口１１と主ラジエータ出口１２とを備えている。主ラジエータセグメント１０の傍にラジエータファン４５が配置されている。ラジエータファン４５は、送風器４６ならびにファンモータ４７を備えている。リザーブタンク４０は、管路区分１０８を介して主ラジエータ入口１１と接続されていて、ならびに管路区分１０７を介して主ラジエータ出口１２と接続されている。
【００４１】
意味的に同じで以下に冷却システムとも記載する、本発明の冷却および／または加熱装置は、主に内燃機関２０の冷却に役立つ。内燃機関２０は、シリンダヘッド２１とエンジンブロック２２とを備えている（概略的に示した）。冷却媒体入口２３はエンジンブロック２２内に案内されており、冷却媒体出口２４ならびに別の冷却媒体出口２５は、エンジン２０のシリンダヘッド２１から外向きに案内されている。冷却媒体入口と図示の両方の冷却媒体出口との間に設けられた接続管路は、図面を判りやすくするために図示していない。内燃機関２０の冷却媒体出口２４は、管路区分１０１と混合弁５０と管路区分１０２とを介して主ラジエータ入口１１と接続されている。
【００４２】
混合弁５０は、たとえば自体公知のサーモスタット弁によって形成することができる。選択的に混合弁５０のために、閉ループ制御可能または開ループ制御可能なサーボ弁を使用することもでき、この弁はたとえば図１〜図３には示していない制御装置２２７を介して応答される。内燃機関２０の冷却媒体入口２３は、管路区分１０５を介して冷却媒体ポンプ３０の圧力側３４と接続されている。冷却媒体ポンプ３０の吸込側３３は、管路区分１０３と管路区分１０４とを介して主ラジエータ出口１２と接続されている。混合弁５０には、短絡接続管路１０６が対応配設されており、ここでは内燃機関２０の冷却媒体出口２４は、管路区分１０１と混合弁５０と短絡接続管路１０６と管路区分１０４（図３による実施例を除く）と冷却媒体ポンプ３０と管路区分１０５とを介して冷却媒体入口２３と接続可能である。したがってたとえばこの図１による実施例ではサーモスタット弁の構成をして使用される混合弁５０を介して、内燃機関２０の運転温度が調節されるかまたは制御される。たとえば内燃機関２０の暖機運転段階の間に、主ラジエータセグメント１０に通じる冷却媒体供給路は、混合弁５０によって完全に遮断するかまたは部分的に遮断することができる。このようにして内燃機関の運転温度は、主ラジエータセグメント１０を通る冷却媒体が案内される場合と比べてより早く到達することができる。
【００４３】
内燃機関２０のシリンダヘッド２１は、冷却媒体出口２５を介してヒータ接続部２６を備えている。ヒータ接続部２６に、内燃機関によって加熱された冷却媒体を取り出すことができる。ヒータ接続部２６は、管路区分１０９を介してヒータ熱交換器３５と接続されている。ヒータ熱交換器３５を通って空気流が案内され、この空気流は、たとえば自動車内室を暖房するために設けられている。運転手の領域の温度とたとえば同乗者の領域の温度とをそれぞれ個別的に調節するために、ヒータ熱交換器３５に２つの出口が対応配設されており、これらの出口のうちの第１の出口は第１のヒータ弁３６を備えており、第２の出口は第２のヒータ弁３７を備えている。第１のヒータ弁３６もしくは第２のヒータ弁３７を介して、ヒータ熱交換器３５のそれぞれ異なる領域を通って流れる冷却媒体流に影響を及ぼすことができるので、これに関して車両側の左右の温度をそれぞれ異なって適合させることができる。第１のヒータ弁３６と第２のヒータ弁３７とは、図１による実施例では、管路区分１１３もしくは管路区分１１２を介して加熱（暖房）媒体ポンプ３２の吸込側と接続されている。
【００４４】
図示の実施例では、加熱媒体と冷却媒体とは同じ媒体によって形成されているので、原則として加熱媒体ポンプ３２は省略することもできる。この場合本発明による、自動車の冷却および／または加熱装置は、単個の冷却媒体ポンプ３０によって運転される。
【００４５】
さらに内燃機関２０のヒータ接続部２６は、管路区分１１０を介してウォッシャ液熱交換器３９の加熱媒体入口と接続されている。ウォッシャ液熱交換器３９は、ウォッシャ液タンク３８に存在する液体を加熱するのに役立ち、これによって図示していないウォッシャ液システムの氷結を防止することができる。ウォッシャ液熱交換器３９の出口も同様に管路区分１１１を介して加熱媒体ポンプ３２の吸込側３２と接続されている。
【００４６】
図１による本発明の冷却および／または加熱装置の特別な実施例によれば、冷却しようとする第１のユニット７０が設けられており、このユニット７０は、補助ラジエータセグメント１５を介して冷却システムと接続されている。図示の実施例では、補助ラジエータセグメント１５は、主ラジエータセグメントと共に共通の冷却モジュール２００に配置されていて、それもラジエータファン４５が補助ラジエータセグメント１５にも作用できるように配置されている。補助ラジエータセグメント１５は、補助ラジエータセグメント入口１６を備えており、この補助ラジエータセグメント入口１６は管路区分１１９もしくは管路区分１１７を介して冷却媒体ポンプ３０の圧力側と接続されている。さらに補助ラジエータセグメント１５は補助ラジエータセグメント出口１７を備えており、この補助ラジエータセグメント出口１７は、管路区分１２０を介して第１のユニット７０の冷却媒体入口と接続されている。
【００４７】
管路区分１２０には弁７２が設けられており、この弁７２を介して第１のユニット７０に供給される冷却媒体量に影響を及ぼすことができる。調整可能な混合弁の構成をした弁７２は、バイパス管路１２５と管路区分１１９の一部とを介して補助ラジエータセグメント入口１６と接続されている。したがって冷却媒体は、第１の管路区分１１９とバイパス管路１２５と混合弁７２と管路区分１２７とを介して第１のユニット７０を通って案内することができ、そこで適当に加熱される。管路区分１２３と管路区分１２９と管路区分１０４と冷却媒体ポンプ３０と管路区分１０５とを介して、加熱された冷却媒体はたとえば冷却媒体入口２３を介してエンジン２０に供給することができる。したがって補助ラジエータセグメント１５は、必要な場合、たとえば内燃機関の始動段階および暖機運転段階で迂回されるので、第１のユニットの全ての熱出力を利用することができ、これによってエンジンの暖機運転を促進することができる。
【００４８】
さらに第１のユニット７０に温度センサ７１が対応配設されており、この温度センサ７１は、第１のユニット７０の温度もしくは第１のユニット７０の温度に敏感な構成要素の温度を検出し、場合によっては制御装置２２７に伝達する。第１のユニット７０の運転温度は、温度センサ７１とバイパス弁７２とによって、閉ループ制御形式で調節することができる。
【００４９】
主ラジエータセグメント１０から流出する冷却媒体は、第１のユニット７０に供給される前に、先ず補助ラジエータセグメント１５を通って流れるので、第１のユニット７０は、内燃機関２０よりもかなり低い温度状態で運転することができる。第１のユニット７０から流出する冷却媒体は、原則として、内燃機関を冷却するのにまだ十分に低い温度を有している。
【００５０】
図１による本発明の冷却および／または加熱装置の特別な実施例では、第１のユニット７０は、たとえば回路特にパワーエレクトロニクス回路として形成することができ、この回路は内燃機関２０よりもかなり低い温度状態で作動させる必要がある。
【００５１】
図２による本発明の冷却システムでは、オイルクーラの構成をした、冷却すべき第２のユニット８０が、たとえば内燃機関２０と並列で接続されている。このためにオイルクーラ８０の冷却媒体入口は、弁８２と管路区分１１７とを介して冷却媒体ポンプ３２の圧力側３４と接続されている。サーモスタット弁としても、制御装置によって調整可能な混合弁としても形成することのできる弁８２によって、第２のユニット８０を通る冷却媒体体積流量を必要に応じて調整することができる。内燃機関の冷却出力需要と、第２のユニット８０の冷却出力需要とは、互いに無関係に強く変動し得るので、水ポンプ３０によって提供される体積流量は、必要に応じて内燃機関２０ならびに第２のユニット８０に分配することができ、かつ接続管路１１５を介して第２のユニット６０にも分配することができる。オイルクーラ（第２のユニット）８０の冷却媒体出口は、接続管路１１８を介して内燃機関の冷却媒体出口２４と混合弁５０との間に接続されている。オイルクーラ８０は選択的に設けられているので、図２における管路区分１１７もしくは管路区分１１８は破線で示している。
【００５２】
オイルクーラ８０の傍にスタータジェネレータの構成をした別の第１のユニット６０が設けられている。スタータジェネレータ６０も同様に内燃機関に対して並列で接続されている。スタータジェネレータ６０の冷却媒体入口は、管路区分１１５と弁８２とを介して冷却媒体ポンプ３０の圧力側３４と接続されている。スタータジェネレータ６０の冷却媒体出口は、管路区分１１６を介して混合弁５０と内燃機関の冷却媒体出口２４との間に接続されている。選択的に管路区分１１５または管路区分１１６に、冷却媒体体積流量に影響を及ぼすための、スタータジェネレータ６０に対応配設された別の弁を設けることができる。
【００５３】
スタータジェネレータ６０は、パワーエレクトロニクス回路７０を備えており、このパワーエレクトロニクス回路７０はスタータジェネレータ６０よりもかなり低い温度状態で運転する必要がある。したがって図２による本発明の冷却および／または加熱装置では、補助ラジエータセグメント１５が設けられており、この補助ラジエータセグメント１５は主ラジエータセグメント１０に対して空間的的に隣接して配置されている。このようにしてラジエータファン４５は補助ラジエータセグメント１５にも作用することができる。補助ラジエータセグメント１５は補助ラジエータセグメント入口１６を備えており、この補助ラジエータセグメント入口１６は管路区分１１９と管路区分１０５とを介して、冷却媒体ポンプ３０の圧力側３４と接続されている。さらに補助ラジエータセグメント１５は補助ラジエータセグメント出口１７を備えており、この補助ラジエータセグメント出口１７は管路区分１２０を介してパワーエレクトロニクス回路７０の冷却媒体入口と接続されている。
【００５４】
パワーエレクトロニクス回路７０は、この実施例では、冷却しようとする第１のユニットを形成しており、この第１のユニットは補助ラジエータセグメント１５を介して冷却システムと接続されている。さらに管路区分１２０には弁７２が設けられており、これによってパワーエレクトロニクス回路７０を冷却するために使用される冷却媒体量を調節することができ、さらにパワーエレクトロニクス回路７０の運転温度を規定することができる。その上弁７２によって、バイパス管路１２５を介して、補助ラジエータセグメント１５を通って流れる冷却媒体量を必要に応じて調整することができる。特にバイパス弁７２とバイパス管路１２５とによって、補助ラジエータセグメント１５をブリッジすることができ、これによってたとえばエンジンの暖機運転中にラジエータを介して熱が導出されることはない。この場合パワーエレクトロニクス回路７０を介して冷却媒体にもたらされる熱量は、管路区分１２３と管路区分１０６と管路区分１０４と冷却媒体ポンプ３０と管路区分１０５とを介してエンジン２０に供給することができ、そうすることによってエンジンの暖機運転を熱的に助成することができる。
【００５５】
パワーエレクトロニクス回路７０には、さらに温度センサ７１が対応配設されており、この温度センサ７１は、有利には、パワーエレクトロニクス回路７０の熱に敏感な領域に配置されている。パワーエレクトロニクス回路７０は、有利には、温度センサ７１によって検出された温度ひいては監視しようとする適当な信号を評価するために設けられた回路構成素子を備えている。弁７２が閉ループ制御形式で適当な回路構成素子を介して温度センサ７１によって検出された温度に応じて操作されると、特に効果的な配置構成が得られる。このために選択的に図２でも示していない制御装置を使用することができ、この制御装置は、追加的に、温度センサ７１から送信された冷却システムのパラメータ以外に、別のセンサに対する問い合わせを行い、これによって冷却システムの調整可能な弁を介して冷却媒体体積流量の最適な制御を実現することができる。
【００５６】
図２による実施例によって、スタータジェネレータ６０自体は、スタータジェネレータに対応配設されたパワーエレクトロニクス回路７０よりも高い温度レベルで運転することができる。有利には、本発明の冷却および／または加熱装置では、このために別の冷却媒体ポンプを必要としない。
【００５７】
図２による本発明の冷却および／または加熱装置の図示したその他の構成部材については、ここでは繰り返しの説明を避けるために詳しくい説明は省略する。これらの共通の構成部材の適当な説明は、本発明の根底を成す冷却システムの一般的な説明と、図１の説明とを参照されたい。
【００５８】
次に、図３による本発明の冷却システムを説明する。ここでは本発明による冷却および／または加熱装置の実施例の、図１〜図３に関して共通の構成部材については、対応する前述の説明を参照されたい。繰り返しの説明を避けるために、以下に、本発明の冷却および／または加熱装置の、前述の実施例に対する違いについてだけ説明することにする。
【００５９】
図３には、本発明による冷却システムの第３の実施例が示されている。この実施例では、スタータジェネレータ６０が冷却しようとする第２のユニットを成している。図３に示した実施例では、スタータジェネレータ６０の冷却媒体出口は、管路区分１２２を介して主ラジエータ入口１１と混合弁５０との間に接続されている。スタータジェネレータ６０の冷却媒体入口は、管路区分１１５を介して冷却媒体ポンプ３０の圧力側３４と接続されている。
【００６０】
選択的に混合弁８３を、スタータジェネレータ６０の冷却媒体入口に設けることができる。この混合弁８３によって、スタータジェネレータ６０を通る冷却媒体体積流量を必要に応じて調整することができる。第２のユニット（スタータジェネレータ６０）のこの実施例では、スタータジェネレータ６０は、内燃機関２０よりも低い温度状態で運転することができる。このために内燃機関２０を通る冷却媒体流は、冷却媒体ポンプ３０の搬送能力が高い場合でも、管路区分１０５における弁８４によって絞ることができ、これによって内燃機関２０の運転温度を高めることができる。もちろんこの実施例では、スタータジェネレータ６０の廃熱は、内燃機関２０の暖機運転段階の短縮のためにしか利用可能でない。なぜならばスタータジェネレータ６０から流出する加熱された冷却媒体は、主ラジエータセグメント１０を介してしか内燃機関２０の冷却分岐路に環流できないからである。
【００６１】
前述の実施例と同様にスタータジェネレータ６０には、パワーエレクトロニクス回路７０が対応配設されており、このパワーエレクトロニクス回路７０は第１のユニットを成しており、この第１のユニットは、補助ラジエータセグメント１５を介して冷却システムに接続されている。ここでも補助ラジエータセグメント１５は、主ラジエータセグメント１０に対して位置的に隣接して配置されているので、単個のラジエータファン４５が主ラジエータセグメント１０にも補助ラジエータセグメント１５にも作用できる。補助ラジエータセグメント１５は、補助ラジエータセグメント入口１６を備えており、この補助ラジエータセグメント入口１６は、管路区分１１９と弁８３と管路区分１１５とを介して冷却媒体ポンプ３０の圧力側３４と接続されている。さらに補助ラジエータセグメント１５は、補助ラジエータセグメント出口１７を備えており、この補助ラジエータセグメント出口１７は、管路区分１２０と混合弁７２と管路区分１２７とを介してパワーエレクトロニクス回路７０の冷却媒体入口と接続されている。
【００６２】
混合弁７２によって、バイパス管路１２５を介して、パワーエレクトロニクス回路７０を通る冷却媒体の冷却媒体体積流量も温度も必要に応じて調整することができる。このために弁７２は、パワーエレクトロニクス回路７０の既知の状態量、たとえば対応配設されたスタータジェネレータ６０の目下の（つまりその時々の瞬間的な）損失出力または負荷プロフィールに基づいて制御することができる。選択的に温度センサを設けることができ、この温度センサは、パワーエレクトロニクス回路７０の、熱に敏感な構成部材の存在する目下の温度を検出し、弁７２のための、図３に示していない制御装置に伝達する。
【００６３】
パワーエレクトロニクス回路７０の冷却媒体出口は、管路区分１２１と管路区分１０４とを介して、冷却媒体ポンプ３０の吸込側３３と接続されている。これによってパワーエレクトロニクス回路７０によって加熱された冷却媒体は、内燃機関のための冷却分岐路に供給される。
【００６４】
本発明の冷却および／または加熱装置の図４による実施例では、パワーエレクトロニクス回路７０および電気機械９０の構成をした２つの第１のユニットが直列で接続されている。このために冷却媒体流は、補助ラジエータセグメント出口１７と接続管路１３１と管路区分１３２とを介してユニット７０とユニット９０とを通って案内される。さらにユニット７０（パワーエレクトロニクス回路）およびユニット９０（電気機械）は、主ラジエータセグメント出口１２と接続管路１０３と接続管路１０４と冷却媒体ポンプ３０と接続管路１１５と弁７２と管路エレメント３２５と管路エレメント１３２とを介して主ラジエータセグメント１０と接続されている。管路部分１１５と管路部分３２５との間における混合弁７２によって、主ラジエータセグメント１０もしくは補助ラジエータセグメント１５からの相対的な冷却媒体体積流量を必要に応じて調整することができる。
【００６５】
ユニット７０とユニット９０とを通って圧送される冷却媒体は、接続管路１２２と管路区分１３３と管路区分１３４とを介して、車両の室内のためのヒータ熱交換器３５に供給される。運転手領域もしくは同乗者領域の温度をそれぞれ異なって調整するために、ヒータ熱交換器３５に２つの出口が対応配設されており、これらのうち第１の出口は第１のヒータ弁８５を備えており、これに対して第２の出口は第２のヒータ弁８６を備えている。一方では第１のヒータ弁８５と第２のヒータ弁８６との間の接続管路１３５を介して、他方では管路区分１３３を介して、ヒータ熱交換器３５に供給される体積流量は調整可能である。第１のヒータ弁８５および第２のヒータ弁８６は、接続管路１１４を介して冷却媒体ポンプ３０の吸込側と接続されている。このようにして冷却および加熱システムは、適当に寸法設計された単個の循環ポンプ３０を用いて運転することができる。
【００６６】
内燃機関２０の冷却媒体入口２３は、弁８４を介して冷却および加熱回路から遮断することができる。このようにして停止状態の内燃機関２０では、車両に必要な冷却媒体流をさらに低減させることができる。追加的に両方の第１のユニット７０（たとえばパワーエレクトロニクス回路７０であってよい）もしくは第１のユニット９０（たとえばジェネレータ９０であってよい）の廃熱は、図示していない自動車の内室を暖房するために利用することができる。特にこのようにして既に車両に存在する構成要素を用いた補助ヒータを簡単に実現することができる。
【００６７】
図５には、本発明による自動車の冷却および／または加熱装置の別の実施例が示されている。冷却モジュール２００には、主ラジエータセグメント１０ならびに幾つかの補助ラジエータセグメント１５，２１５，３１５，４１５，５１５が構造的に組み込まれている。冷却モジュールは、冷却モジュール入口２０１ならびに分配器ボックス２０２を備えており、この分配器ボックス２０２は、冷却媒体体積流量を冷却モジュールの個々の冷却セグメントに分配する。冷却媒体体積流は、冷却媒体ポンプ３０によって接続管路２０３と冷却モジュール２００とを通って圧送される。
【００６８】
互いに並列で配置されたラジエータセグメント１０，１５，２１５，３１５，４１５，５１５と、図面を判りやすくするために図示していない別の実現可能なセグメントとは、分離されたラジエータセグメント出口開口１２，１７，２１７，３１７，４１７，５１７を備えている。主ラジエータセグメント出口１２は、管路区分１０３と混合弁２５０と管路区分１０４とを介してエンジン２０の冷却媒体入口２２３と接続されていて、特にエンジンブロック２２と接続されている。接続管路２２６を介して、エンジンブロックの冷却媒体出口２２５は冷却媒体ポンプ３０の吸込側３３と接続されている。混合弁２５０によって、エンジンブロック２２を通る冷却媒体体積流量を必要に応じて調整することができる。このために混合弁２５０は、詳しくは図示していないセンサ信号２２８を処理する制御装置２２７によって操作することができる。このようなセンサ信号に、冷却媒体体積流量、その温度および圧力ならびに冷却および加熱システムを表す別の物理的なパラメータが属している。
【００６９】
同様の形式で、たとえばエンジンヘッド２１は、ラジエータセグメント４１５と管路区分２２８とバイパス弁２５１と管路区分２２９とを介して必要に応じて冷却媒体で負荷することができる。
【００７０】
補助ラジエータセグメント１５は、補助ラジエータセグメント出口１７と管路区分１２０と混合弁８２と管路区分１２７とを介して、電気機械６１の構成をした第１のユニットと接続されている。電気機械６１の冷却媒体出口は、管路区分１１６を介して冷却媒体ポンプ３０の吸込側３３と接続されている。混合弁８２と混合弁８２を冷却媒体ポンプ３０の圧力側３４と接続するバイパス管路１２５とを介して、補助ラジエータセグメント１５を通る相対的な冷却媒体体積流量を調整することができる。補助ラジエータセグメント１５において冷却される冷却媒体は、原則としてアクティブ制御のないサーモスタット弁であってもよい調整弁８２を介して、冷却しようとする構成要素、つまりここでは電気機械６１に必要に応じて供給される。
【００７１】
本発明による冷却および／または加熱装置の、図５に示した実施例では、接続管路２３０を介してシリンダヘッド２１に別のユニット９７が後置（つまり下流側に配置）されている。前述の実施例と同様に、ユニット９７は、管路区分２３２を介して冷却媒体３０の圧力側３３と接続されている。このようにしてシリンダヘッド２１の廃熱は、たとえばトランスミッションオイルタンクであってよいユニット９７を迅速に加熱するために利用することができる。混合弁８５を介して、シリンダヘッド２１とユニット９７との間の直列接続は、たとえば通常の走行運転中に再び解消することができる。このために弁８５は、４方向切換混合弁の構成で形成することができる。この場合弁８５は、冷却媒体ポンプ３０の圧力側３３に向かう接続管路２３３と、冷却モジュール２００の補助ラジエータセグメント５１５の補助ラジエータセグメント出口５１７に向かう別の接続管路２３４とを備えている。
【００７２】
図５による本発明の冷却回路にもまた、電気回路１７０の構成をした別の第１のユニットが示されており、この電気回路１７０は電気機械６１に対応配設されている。図示の実施例では、電気回路１７０は冷却媒体体積流量に関する細かい要求を必要としないので、電気回路１７０のための冷却媒体の温度調整は、２方向切換弁８６と体積流量の絞りとを介して行われる。このために電気回路１７０はその入口側１７２で、管路区分１７３と絞り弁８６と管路区分１７４とを介して補助ラジエータセグメント出口２１７と接続されている。その出口側１７５で、電気回路１７０は、管路区分１７６を介して冷却媒体ポンプ３０の圧力側３３と接続されている。
【００７３】
本発明の自動車の冷却および／または加熱装置の、図５に示した実施例は、冷却媒体ポンプ３０に対して並列で配置された別の温度サブシステムによって任意の形式で補足することができる。この温度サブシステムに配置された構成要素は、本発明の冷却および／または加熱装置に基づいて、大きく異なる様々な温度要求を同じ冷却システムに課すことができる。冷却すべき構成要素は、たとえば正確な温度調整なしに直接的に、つまり弁なしに補助ラジエータセグメントに接続することもできる。このために典型的な形式で、図５の実施例では、ＡＧＲ冷却装置１８６が、管路区分１７７を介して、冷却モジュール２００の補助ラジエータセグメント３１５の補助ラジエータセグメント出口３１７と接続されている。その出口側１７８には、ＡＧＲ冷却装置１８６が、管路区分１７９を介して冷却媒体ポンプ３０と接続されている。
【００７４】
冷却媒体ポンプ３０は、吸込側３３で吸い込んだ冷却媒体を、管路区分２０３と冷却モジュール入口２０１とを介して冷却モジュール２００に圧送する。冷却モジュール２００において、冷却媒体体積流量が記載の形式で個々のラジエータセグメントに分配される。種々異なるセグメント１０，１５，２１５，３１５，４１５，５１５への冷却モジュール２００の分割は、たとえば簡単で経済的に実現することができ、それもたとえば冷却モジュールの捕集ボックスが分離ウェブによって分割され、個々の部分に管状接続片が設けられることによって実現することができる。本発明による冷却および／または加熱装置の別の実施例では、弁２５０，２５１，８２，８５，８６を直接的に冷却モジュールに組み込むこともできる。もちろん選択的に別個のラジエータセグメントを使用することもできる。
【００７５】
温度サブシステムに設けられた弁たとえば調整弁２５０，２５１，８２，８５，８６は、中央の制御装置２２７を介して、たとえば冷却しようとする構成要素の既知の状態量、たとえば電気機械もしくはこれに所属の電気回路１７０の目下の損失出力または負荷プロフィールに基づいて、開ループ制御および閉ループ制御を行うことができる。弁を制御するために、電気的な接続線路２４１，２４２，２４３，２４４，２４５が設けられており、これらの接続線路は、調整弁と制御装置２２７との接続を形成し、適当な調整信号を弁のアクチュエータに伝達する。同様に冷却媒体ポンプ３０の搬送出力は、電気的な接続線路２４６を介して、ならびに冷却モジュール２００に対応配設されたファン４５の回転数は、接続線路２４７を介して、制御装置２２７によって冷却および加熱システムの目下の要求に適合させることができる。このために様々なセンサ信号２２８を制御装置に供給することができる。たとえば温度センサ、圧力センサ、体積流量センサおよびシステムの別の重要なパラメータを検出するセンサは、本発明の冷却および／または加熱装置の冷却および加熱システムに次のように組み込むことができ、つまり冷却しようとするユニットの重要な物理量が制御装置２２７に報告されるように、組み込むことができる。制御装置２２７自体には、予め設定された目標値も、たとえば特性マップの構成をした適合化された作業領域も記録することができるので、瞬間的に測定されたパラメータと記憶された最適値との比較に関して、弁２５０，２５１，８２，８５，８６と水ポンプ３０と冷却ファン４５とのための調整量を導き出すことができる。
【００７６】
本発明による自動車の冷却および／または加熱装置は、図１〜図５に示した実施例に制限されるものではない。
【００７７】
本発明の冷却および／または加熱装置は、スタータ、ジェネレータまたは第１のユニットとしてのスタータジェネレータの使用に制限されるものではない。有利には、本発明は、冷却しようとするあらゆる電気機械にとって使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
パワーエレクトロニクス回路の構成をした第１のユニットとオイルクーラの構成をした第２のユニットとが設けられている、本発明の冷却システムの第１実施例を示す図である。
【図２】
パワーエレクトロニクス回路の構成をした第１のユニットとオイルクーラおよびスタータジェネレータの構成をした第２のユニットが設けられており、パワーエレクトロニクス回路がスタータジェネレータに対応配設されている、本発明の冷却システムの第２実施例を示す図である。
【図３】
パワーエレクトロニクス回路の構成をした第１のユニットとスタータジェネレータの構成をした第２のユニットが設けられており、パワーエレクトロニクス回路がスタータジェネレータに対応配設されている、本発明の冷却システムの第３実施例を示す図である。
【図４】
パワーエレクトロニクス回路の構成をした第１のユニットとスタータジェネレータの構成をした第２のユニットが設けられており、パワーエレクトロニクス回路がスタータジェネレータに対応配設されている、本発明の冷却システムの第４実施例を示す図である。
【図５】
複数の第１のユニットが並列で冷却システムに配置されている、本発明の冷却システムの第５実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０  主ラジエータセグメント、  １１  主ラジエータ入口、  １２  主ラジエータ出口、  １５，２１５，３１５，４１５，５１５  補助ラジエータセグメント、  １６  補助ラジエータセグメント入口、  １７，２１７，３１７，４１７，５１７  補助ラジエータセグメント出口、  ２０  内燃機関、  ２１  シリンダヘッド、  ２２  エンジンブロック、  ２３，２２３  冷却媒体入口、  ２４，２５，２２５  冷却媒体出口、  ２６  ヒータ接続部、  ３０  冷却媒体ポンプ、  ３２  加熱媒体ポンプ、  ３３  吸込側、  ３４  圧力側、  ３５  ヒータ熱交換器、  ３６，３７  ヒータ弁、  ３８  ウォッシャ液タンク、  ３９  ウォッシャ液熱交換器、  ４０  リザーブタンク、  ４５  ラジエータファン、  ４６  送風器、  ４７  ファンモータ、  ６０，６１，７０，８０，９０，９７  ユニット、  ７１  温度センサ、  ５０，７２，８２，８３，８４，８５，８６，２５０，２５１  弁、  １０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１２０，１２２，１２３，１２７，１２９，１３２，１３３，１３４，１７３，１７４，１７６，１７７，１７９，２０３，２２８，２２９，２３２  管路区分、  １０６，１３１，１３５，２０３，２２６，２３０，２３３，２３４  接続管路、  １２５  バイパス管路、  １７０  電気回路、  １７２  入口側、  １７５，１７８  出口側、  １８６  ＡＧＲ冷却装置、  ２００  冷却モジュール、  ２０１  冷却モジュール入口、  ２０２  分配器ボックス、  ２２７  制御装置、  ２２８  センサ信号、  ２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７  接続線路、  ３２５  管路エレメント
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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