Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Flusses von
Kühlmittel eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs
durch einen Kühlmittel-Getriebeöl-Wärmetauscher
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechend eingerichtete
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The
The invention relates to a method for controlling a flow of
Coolant of an internal combustion engine of a motor vehicle
through a coolant-transmission oil heat exchanger
according to the preamble of claim 1 and a correspondingly furnished
Device according to the preamble of claim 8.
Ein
solches Verfahren und eine solche Vorrichtung ist jeweils aus der DE 199 43 004 B4 der
Anmelderin bekannt. Die bekannte Schrift zeigt eine Kühleinrichtung
eines Verbrennungsmotors und einen Getriebeölkühler/Wärmetauscher.
Eine thermische Kopplung zwischen der Kühleinrichtung und dem
Getriebeölkühler wird durch eine Kühlflüssigkeit der
Kühleinrichtung vermittelt und ist durch ein Absperrventil
steuerbar. Dabei soll der Getriebeölkühler erst
dann wirksam werden, wenn die Temperatur des Getriebeöls
einen vorbestimmten Wert erreicht, der für den Kraftstoffverbrauch
der Brennkraftmaschine relevant sein kann. Mit anderen Worten: Das
Absperrventil ist unterhalb des vorbestimmten Wertes geschlossen
und oberhalb des vorbestimmten Wertes geöffnet.Such a method and such a device is in each case from DE 199 43 004 B4 the applicant known. The known document shows a cooling device of an internal combustion engine and a transmission oil cooler / heat exchanger. A thermal coupling between the cooling device and the transmission oil cooler is mediated by a cooling liquid of the cooling device and is controllable by a shut-off valve. In this case, the transmission oil cooler should be effective only when the temperature of the transmission oil reaches a predetermined value, which may be relevant to the fuel consumption of the internal combustion engine. In other words, the shut-off valve is closed below the predetermined value and opened above the predetermined value.
Die
vorliegende Erfindung unterscheidet sich von diesem Stand der Technik
durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche.The
The present invention differs from this prior art
by the characterizing features of the independent claims.
Dadurch,
dass der Kühlmittelfluss durch den Getriebeölkühler
abgesteuert wird, wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors zwischen
einem ersten unteren Schwellenwert und einem ersten oberen Schwellenwert
liegt, ist das Getriebeöl bei einem Kaltstart bei vergleichsweise
tiefen Temperaturen thermisch an den sich vergleichsweise schnell
erwärmenden Verbrennungsmotor angekoppelt. Als erwünschte
Folge wird Wärme des Verbrennungsmotors über das
Kühlmittel und den Getriebeölkühler zum
Wechselgetriebe übertragen, was den Wirkungsgrad des Wechselgetriebes
vergleichsweise schnell verbessert und damit den Kraftstoffverbrauch absenkt.Thereby,
that the coolant flow through the transmission oil cooler
is deactivated when the temperature of the internal combustion engine between
a first lower threshold and a first upper threshold
is the transmission oil at a cold start at comparatively
Low temperatures thermally to the comparatively fast
warming combustion engine coupled. As desired
Result is heat of the internal combustion engine over the
Coolant and the transmission oil cooler for
Change gear transmission, which improves the efficiency of the gearbox
improved relatively quickly and thus reduces fuel consumption.
Darüber
hinaus bewirkt die thermische Entkopplung des Getriebes bei zwischen
den beiden Schwellenwerten hegenden Temperaturen des Verbrennungsmotors
eine beschleunigte Aufheizung des Verbrennungsmotors. Durch die
beschleunigte Aufheizung des Verbrennungsmotors wird seine Warmlaufphase,
in der erhöhte Abgasemissionen auftreten, verkürzt.
Durch das thermische Entkoppeln bei oberhalb des Intervalls liegenden
Motortemperaturen wird eine bei höheren Temperaturen schneller
verlaufende Alterung des Getriebeöls gebremst. Unter einem
Absteuern wird dabei eine Verringerung des Flusses durch das Absperrventil
verstanden, während der Begriff des Aufsteuerns eine Vergrößerung
des Flusses beschreibt.About that
In addition, causes the thermal decoupling of the transmission at between
the two thresholds hegenden temperatures of the engine
an accelerated heating of the internal combustion engine. By the
accelerated heating of the internal combustion engine becomes its warm-up phase,
in which increased exhaust emissions occur, shortened.
By thermal decoupling at above the interval lying
Motor temperatures become faster at higher temperatures
running aging of the transmission oil braked. Under a
Absteuern is thereby reducing the flow through the shut-off valve
understood, while the term of the Aufsteuerns an enlargement
describes the river.
Weitere
Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen,
der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further
Advantages result from the dependent claims,
the description and the attached figures.
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.It
it is understood that the above and the following
yet to be explained features not only in each case
specified combination, but also in other combinations or
can be used in isolation, without the scope of the present
To leave invention.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils in schematischer Form:embodiments
The invention are illustrated in the drawings and in
the following description.
In each case, in schematic form:
1 das
technische Umfeld der Erfindung; 1 the technical environment of the invention;
2 ein
Flussdiagramm als erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens; 2 a flowchart as a first embodiment of a method according to the invention;
3 verschiedene Ausgestaltungen des Flussdiagramms
aus der 2; 3 Various embodiments of the flowchart of the 2 ;
4 eine
Ausgestaltung des Flussdiagramms nach der 3;
und 4 an embodiment of the flowchart according to the 3 ; and
5 zeitliche
Verläufe der Temperaturen des Verbrennungsmotors und des
Wechselgetriebes nach einem Kaltstart unter dem Einfluss der hier
vorgestellten Verfahren. 5 time profiles of the temperatures of the internal combustion engine and the transmission after a cold start under the influence of the methods presented here.
Im
Einzelnen zeigt die 1 ein Kühlsystem 10 zusammen
mit einem Verbrennungsmotor 12 und einem Wechselgetriebe 14 eines
Kraftfahrzeugs. Das Wechselgetriebe 14 kann ein Handschaltgetriebe, ein
automatisiertes Schaltgetriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe oder
ein herkömmliches Automatikgetriebe mit einem hydraulischen
Anfahrdrehmomentwandler sein.In detail, the shows 1 a cooling system 10 together with an internal combustion engine 12 and a change gearbox 14 of a motor vehicle. The gearbox 14 may be a manual transmission, an automated manual transmission, a dual-clutch transmission or a conventional automatic transmission with a hydraulic starting torque converter.
Das
Kühlsystem 10 weist einen Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher 16 (Hauptkühler),
ein Thermostat 18, einen Kühlmittel-Getriebeöl-Wärmetauscher
(Getriebekühler) 20, ein Absperrventil 22,
ein Steuergerät 24 sowie Kühlmittel-Kanäle
und/oder -Rohre und/oder -Schläuche 26, 28, 30, 32a, 32b, 34, 36 und 38 und
einen Getriebeölkreislauf 40 auf. Es versteht sich,
dass reale Kühlmittelkreisläufe und Getriebeölkreisläufe
weitere Komponenten wie mechanisch oder elektrisch angetriebene
Pumpen und/oder Filter und/oder weitere Wärmetauscher,
beispielsweise zur Motorölkühlung und/oder Innenraumheizung,
aufweisen können.The cooling system 10 has an air-refrigerant heat exchanger 16 (Main cooler), a thermostat 18 , a coolant transmission oil heat exchanger (transmission cooler) 20 , a shut-off valve 22 , a control unit 24 and coolant ducts and / or pipes and / or hoses 26 . 28 . 30 . 32a . 32b . 34 . 36 and 38 and a transmission oil circuit 40 on. It is understood that real coolant circuits and transmission oil circuits may have further components such as mechanically or electrically driven pumps and / or filters and / or further heat exchangers, for example for engine oil cooling and / or interior heating.
Der
Getriebekühler 20 und das Wechselgetriebe 14 sind
in den Getriebeölkreislauf 40 integriert. Das
Absperrventil 22 wird von dem Steuergerät 24 mit
einem Stellsignal S_22 in Abhängigkeit von einer Temperatur
T_MOT des Verbrennungsmotors 12 oder in Abhängigkeit
von der Temperatur T_MOT und einer Temperatur T_ATF (ATF = Automatic
Transmission Fluid = Getriebeöl) gesteuert. Bei der Temperatur
T_MOT handelt es sich bevorzugt um die Temperatur des Kühlmittels
des Verbrennungsmotors 12, die von einem ersten Temperatursensor 42 erfasst wird.
In der Darstellung der 1 wird die Temperatur T_ATF
von einem zweiten Temperatursensor 44 erfasst. Alternativ
oder ergänzend wird T_ATF im Steuergerät 24 aus
anderen Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors 12 und/oder
des Wechselgetriebes 14 mit einem Rechenmodell geschätzt.The transmission cooler 20 and the Wechselge drives 14 are in the transmission oil circuit 40 integrated. The shut-off valve 22 is from the controller 24 with a control signal S_22 as a function of a temperature T_MOT of the internal combustion engine 12 or controlled as a function of the temperature T_MOT and a temperature T_ATF (ATF = automatic transmission fluid = transmission oil). The temperature T_MOT is preferably the temperature of the coolant of the internal combustion engine 12 that from a first temperature sensor 42 is detected. In the presentation of the 1 the temperature T_ATF from a second temperature sensor 44 detected. Alternatively or additionally, T_ATF is in the control unit 24 from other operating parameters of the internal combustion engine 12 and / or the change gear 14 estimated with a mathematical model.
Im Übrigen
ist das Steuergerät 24 dazu eingerichtet, insbesondere
dazu programmiert, den Ablauf eines der in dieser Anmeldung vorgestellten
Verfahrens zu steuern und das Verfahren damit durchzuführen.
Bei dem Steuergerät 24 kann es sich um ein Steuergerät
des Verbrennungsmotors 12, ein Steuergerät des
Wechselgetriebes 14 oder um ein separates Steuergerät
handeln, das über ein Bussystem mit anderen Steuergeräten
kommuniziert und das daher auch mit den in den anderen Steuergeräten
vorliegenden Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors 12 und/oder
des Wechselgetriebes 14 arbeiten kann.Incidentally, the controller 24 set up, in particular programmed to control the flow of one of the presented in this application method and perform the method with it. At the control unit 24 it can be a control unit of the internal combustion engine 12 , a control unit of the gearbox 14 or act to a separate control unit that communicates via a bus system with other control units and therefore also with the present in the other control units operating characteristics of the internal combustion engine 12 and / or the change gear 14 can work.
Der
Thermostat 18 ist in der 1 als Ventil dargestellt,
das alternativ einen Ausgang des Hauptkühlers 16 über
eine Leitung 32a oder einen Ausgang eines Kühlkanals 26 des
Verbrennungsmotors 12 über die Leitungen 28 und 32b mit
einem Eingang des Kühlkanals 26 verbindet. In
der dargestellten Schaltstellung bilden die Kühlmittel-Kanäle
und/oder -Rohre und/oder -Schläuche 26, 28, 30 und 32a den sogenannten
großen Kühlkreislauf, der den Kühler 16 mit
einschließt. In der alternativen Schaltstellung des Thermostaten 18 bilden
die Kühlmittel-Kanäle und/oder -Rohre und/oder
-Schläuche 26, 28 und 32b den
sogenannten kleinen Kühlkreislauf, bei dem der Kühler 16 vom übrigen
Kühlsystem 10 entkoppelt ist.The thermostat 18 is in the 1 shown as a valve, alternatively an output of the main cooler 16 over a line 32a or an exit of a cooling channel 26 of the internal combustion engine 12 over the wires 28 and 32b with an entrance of the cooling channel 26 combines. In the illustrated switch position form the coolant channels and / or pipes and / or hoses 26 . 28 . 30 and 32a the so-called big cooling circuit, the cooler 16 includes. In the alternative switching position of the thermostat 18 form the coolant channels and / or pipes and / or hoses 26 . 28 and 32b the so-called small cooling circuit, where the radiator 16 from the rest of the cooling system 10 is decoupled.
Reale
Thermostaten 18 erlauben in der Regel auch Zwischenstellungen,
in denen ein Teil des Kühlmittels über die Leitung 32a und
ein weiterer Teil des Kühlmittels über die Leitung 32b strömt.
Der Thermostat 18 kann durch ein Dehnstoffelement und/oder
mit einem Stellsignal S_18 durch das Steuergerät 24 gesteuert
werden.Real thermostats 18 usually also allow intermediate positions in which a part of the coolant through the line 32a and another part of the coolant over the line 32b flows. The thermostat 18 can by an expansion element and / or with a control signal S_18 by the control unit 24 to be controlled.
Der
Getriebekühler 20 ist über das Absperrventil 22 und
Leitungen 38, 34 an Kühlkanäle 26 des Verbrennungsmotors 12 angeschlossen,
so dass er sowohl bei aktiviertem großen Kühlkreislauf
als auch bei aktiviertem kleinen Kühlkreislauf und jeweils
aufgesteuertem Absperrventil 22 mit Kühlmittel
aus dem Verbrennungsmotor 12 durchströmt wird.The transmission cooler 20 is over the shut-off valve 22 and wires 38 . 34 at cooling channels 26 of the internal combustion engine 12 connected so that it is both with activated large cooling circuit as well as with activated small cooling circuit and in each case opened shut-off valve 22 with coolant from the internal combustion engine 12 is flowed through.
Der
Anschluss an den kleinen Kühlkreislauf erlaubt es, eine
nach einem Kaltstart gerade erst beginnende Erwärmung des
Verbrennungsmotors 12 über das Kühlmittel
zur Erwärmung des Wechselgetriebes 14 zu nutzen.The connection to the small cooling circuit makes it possible to warm up the internal combustion engine just after a cold start 12 via the coolant for heating the transmission 14 to use.
2 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens. Dabei wird zunächst aus einem Hauptprogramm
HP, das in einem Schritt 46 abgearbeitet wird, wiederholt
ein Schritt 48 erreicht, in dem die Temperatur T_MOT erfasst
wird. Im Schritt 50 wird ein unterer Schwellenwert T_MOT_u
und ein oberer Schwellenwert T_MOT_o aus einem Speicher des Steuergerätes 24 ausgelesen
und/oder durch Rechenoperationen im Steuergerät 24 bestimmt.
Im Schritt 52 erfolgt eine Prüfung, ob der im
Schritt 48 erfasste Ist-Wert von T_MOT zwischen dem unteren
Schwellenwert T_MOT_u und dem oberen Schwellenwert T_MOT_o liegt. 2 shows a first embodiment of a method according to the invention. It starts with a main program HP, which is in one step 46 is processed, repeated a step 48 reached, in which the temperature T_MOT is detected. In step 50 is a lower threshold T_MOT_u and an upper threshold T_MOT_o from a memory of the controller 24 read out and / or by arithmetic operations in the control unit 24 certainly. In step 52 a check is made if the in step 48 detected actual value of T_MOT is between the lower threshold T_MOT_u and the upper threshold T_MOT_o.
Wenn
dies der Fall ist, verzweigt das Programm zum Schritt 54,
in dem das Absperrventil 22 geschlossen wird. Dadurch wird
der Fluss von Kühlmittel des Verbrennungsmotors 10 durch
den Getriebeölkühler 20 des Wechselgetriebes 14 in
Abhängigkeit von der Temperatur T_MOT des Verbrennungsmotors 10 abgesteuert,
wenn T_MOT_u < T_MOT
ist und T_MOT < T_MOT_o
ist.If so, the program branches to the step 54 in which the shut-off valve 22 is closed. This will cause the flow of coolant from the internal combustion engine 10 through the transmission oil cooler 20 of the gearbox 14 as a function of the temperature T_MOT of the internal combustion engine 10 deactivated if T_MOT_u <T_MOT and T_MOT <T_MOT_o.
Liegt
T_MOT dagegen nicht zwischen den beiden Schwellenwerten T_MOT_u
und T_MOT_o, wird die Abfrage im Schritt 52 verneint und
das Absperrventil 22 im Schritt 56 geöffnet.On the other hand, if T_MOT is not between the two thresholds T_MOT_u and T_MOT_o, the query in step 52 denied and the shut-off valve 22 in step 56 open.
Unabhängig
davon, ob das Absperrventil 22 im Schritt 54 geschlossen
wurde oder im Schritt 56 geöffnet wurde, wird
anschließend das Hauptprogramm im Schritt 46 weiter
abgearbeitet.Regardless of whether the shut-off valve 22 in step 54 was closed or in step 56 is opened, then the main program in step 46 further processed.
3 zeigt verschiedene Abwandlungen des
Ausführungsbeispiels aus der 2, die sich durch
Einfügen weiterer Schritte zwischen den Marken A und B
und/oder den Marken C und D der 2 ergeben.
Nach der 3a wird in einem Schritt 47 ermittelt,
ob die Temperatur T_MOT steigt oder fällt. In einer Ausgestaltung
erfolgt dies dadurch, dass das Vorzeichen der Änderung
d/dt (T_MOT) bestimmt und ausgewertet wird. Anschließend
erfolgt die Bestimmung von T_MOT_u und T_MOT_o im Schritt 50 der 2 in
Abhängigkeit von den ermittelten Vorzeichen und damit in
Abhängigkeit von der Richtung der Änderung von
T_MOT. Dabei ist bevorzugt, dass für steigende Temperaturen
T_MOT größere Schwellenwerte T_MOT_u und T_MOT_o
verwendet werden als für fallende Temperaturen T_MOT. Dadurch
wird ein Hysterese-Verhalten bei der Ansteuerung des Absperrventils 22 erzielt,
das ein unbeabsichtigtes Auf- und Absperren des Kühlmittelflusses
bei kleinen Schwankungen der Ist-Temperaturen im Bereich der Temperaturschwellenwerte
verhindert. 3 shows various modifications of the embodiment of the 2 By inserting further steps between the marks A and B and / or the marks C and D of the 2 result. After 3a gets in one step 47 determines whether the temperature T_MOT rises or falls. In one embodiment, this is done by determining and evaluating the sign of the change d / dt (T_MOT). Subsequently, the determination of T_MOT_u and T_MOT_o in step 50 of the 2 depending on the detected signs and thus depending on the direction of the change of T_MOT. It is preferred that larger threshold values T_MOT_u and T_MOT_o be used for rising temperatures T_MOT than for falling temperatures T_MOT. As a result, a hysteresis behavior in the control of the shut-off valve 22 achieved, which prevents unintentional opening and closing of the coolant flow with small fluctuations in the actual temperatures in the range of temperature thresholds.
Nach
der Ausgestaltung der 3b erfolgt die Ansteuerung des
Absperrventils 22 ergänzend in Abhängigkeit
von der Temperatur T_ATF des Getriebeöls. Dazu wird nach
der Marke C aus der 2 zunächst ein Schritt 58 erreicht,
in dem die Temperatur T_ATF des Getriebeöls erfasst oder
modelliert wird. Anschließend wird im Schritt 60 ein
unterer Schwellenwert T_ATF_u bestimmt. In einer weiteren Ausgestaltung
ist auch dieser Schwellenwert T_ATF_u in Abhängigkeit davon
vorbestimmt, ob die Temperatur T_ATF des Getriebeöls steigt
oder fällt.After the design of the 3b the control of the shut-off valve takes place 22 additionally as a function of the temperature T_ATF of the transmission oil. This is after the mark C from the 2 first a step 58 reached, in which the temperature T_ATF of the transmission oil is detected or modeled. Subsequently, in step 60 a lower threshold T_ATF_u determined. In a further refinement, this threshold value T_ATF_u is also predetermined as a function of whether the temperature T_ATF of the transmission oil rises or falls.
Um
die Änderungsrichtung von T_ATF zu ermitteln, sieht eine
zwischen den Marken E und F ablaufende Ausgestaltung vor, dass das
Vorzeichen der zeitlichen Änderung d/dt (T_ATF) bestimmt
und ausgewertet wird. Bei steigenden Werten von T_ATF wird im nachfolgenden
Schritt 60 ein größerer Schwellenwert
T_ATF_u bestimmt als bei fallenden Werten von T_ATF. Auch diese
Ausgestaltung verhindert durch das resultierende Hysterese-Verhalten ein
unbeabsichtigtes Auf- und Absperren des Kühlmittelflusses
im Bereich der Temperaturschwellenwerte, hier des Temperaturschwellenwertes T_ATF_o.In order to determine the direction of change of T_ATF, an embodiment running between the marks E and F provides that the sign of the temporal change d / dt (T_ATF) is determined and evaluated. As T_ATF values increase, the next step is 60 a larger threshold T_ATF_u is determined than for falling values of T_ATF. Due to the resulting hysteresis behavior, this embodiment also prevents unintentional opening and shutting off of the coolant flow in the region of the temperature threshold values, here the temperature threshold value T_ATF_o.
Im
Schritt 62 wird dann überprüft, ob der
untere Schwellenwert T_ATF_u unterhalb des Istwertes T_ATF liegt.
Wenn das der Fall ist, verzweigt das Programm in den Schritt 64, in
dem das Absperrventil 22 schließend angesteuert
wird, bevor das Programm zum Hauptprogramm HP im Schritt 46 zurückkehrt. Mit
anderen Worten: Das Absperrventil 22 wird ergänzend
zu der T_MOT-abhängigen Ansteuerung nach der 2 in
Abhängigkeit von der Getriebeöltemperatur T_ATF
angesteuert.In step 62 is then checked whether the lower threshold T_ATF_u is below the actual value T_ATF. If so, the program branches to the step 64 in which the shut-off valve 22 closing is driven before the program to the main program HP in step 46 returns. In other words: the shut-off valve 22 is added to the T_MOT-dependent control after the 2 controlled as a function of the transmission oil temperature T_ATF.
Liegt
der untere Schwellenwert T_ATF_u dagegen nicht unterhalb des Istwertes
T_ATF, wird aus dem Schritt 62 der 3b und über
die Marke D der Schritt 56 in der 2 erreicht,
in dem das Absperrventil 22 geöffnet wird. Auch
in diesem Fall kehrt das Programm anschließend in das Hauptprogramm
des Schrittes 46 zurück. Damit offenbart die 3b insbesondere
eine Ausgestaltung, nach der die Getriebekühlung abgesteuert
wird, wenn T_ATF_u < als T_ATF
ist.On the other hand, if the lower threshold T_ATF_u is not below the actual value T_ATF, then the step 62 of the 3b and about the mark D the step 56 in the 2 achieved in which the shut-off valve 22 is opened. Also in this case, the program then returns to the main program of the step 46 back. This reveals the 3b in particular, an embodiment according to which the transmission cooling is deactivated if T_ATF_u <as T_ATF.
4 zeigt
eine Abwandlung der Ausgestaltung nach der 3.
Dabei unterscheidet sich der Gegenstand der 4 von dem
Gegenstand der 3 durch die Schritte 66 und 68,
die die Schritte 60 und 62 der 3b ersetzen.
Beim Gegenstand der 4 wird im Schritt 66 nicht
nur ein unterer Schwellenwert T_ATF_u, sondern auch ein oberer Schwellenwert
T_ATF_o bestimmt. In einer Ausgestaltung werden auch diese Schwellenwerte
mit einer Hysterese versehen, indem für steigende T_ATF-Werte
größere Schwellenwerte verwendet werden als für
fallende T_ATF-Werte. 4 shows a modification of the embodiment of the 3 , In this case, the subject differs 4 from the object of 3 through the steps 66 and 68 taking the steps 60 and 62 of the 3b replace. At the subject of 4 is in the step 66 not only a lower threshold T_ATF_u, but also an upper threshold T_ATF_o determined. In one embodiment, these threshold values are also provided with a hysteresis by using larger threshold values for rising T_ATF values than for falling T_ATF values.
Bei
dieser Ausgestaltung wird das Absperrventil 22 geschlossen,
wenn T_ATF zwischen den gegebenenfalls mit einer Hysterese behafteten Schwellenwerten
T_ATF_u und T_ATF_o liegt. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung
wird der obere Schwellenwert T_ATF_o in Abhängigkeit von T_MOT
so bestimmt, dass er stets größer als T_MOT ist.
Eine bevorzugte Realisierung wird durch die Funktion T_ATF_o = T_MOT
+ dt_ATF_o bereitgestellt, bei der dt_ATF_o ein positiver, konstanter
oder variabler Offset ist.In this embodiment, the shut-off valve 22 closed if T_ATF lies between the threshold values T_ATF_u and T_ATF_o, which may have hysteresis. In a particularly preferred embodiment, the upper threshold value T_ATF_o is determined as a function of T_MOT such that it is always greater than T_MOT. A preferred implementation is provided by the function T_ATF_o = T_MOT + dt_ATF_o, where dt_ATF_o is a positive, constant or variable offset.
Die 5 zeigt
einen Verlauf 70 von T_MOT und einen Verlauf 72 von
T_ATF über der Zeit t nach einem Kaltstart unter dem Einfluss
der hier vorgestellten Verfahren. Vor dem Kaltstart, der zum Zeitpunkt
t0 erfolgt, liegen die Temperaturen T_MOT und T_ATF von Verbrennungsmotor 12 und
Wechselgetriebe 14 in der dargestellten Situation zunächst
unter dem Schwellenwert T_MOT_u. Typische Werte von T_MOT_u liegen
im Bereich von –20°Celsius bis –10°Celsius.
Bei solchen Temperaturen verschlechtert das zunächst noch
kalte Getriebeöl den Wirkungsgrad des Triebstrangs vergleichsweise
stark. Nach dem Kaltstart zum Zeitpunkt t0 steigt die Temperatur
T_MOT des Verbrennungsmotors 12 zunächst schneller
an als die Temperatur T_ATF des Wechselgetriebes 14.The 5 shows a course 70 from T_MOT and a history 72 from T_ATF over time t after a cold start under the influence of the methods presented here. Before the cold start, which takes place at time t0, the temperatures T_MOT and T_ATF of internal combustion engine are 12 and gearbox 14 in the illustrated situation, initially below the threshold T_MOT_u. Typical values of T_MOT_u are in the range of -20 ° Celsius to -10 ° Celsius. At such temperatures, the initially still cold transmission oil deteriorates the efficiency of the drive train comparatively strong. After the cold start at time t0, the temperature T_MOT of the internal combustion engine rises 12 initially faster than the temperature T_ATF of the gearbox 14 ,
Unter
diesen Bedingungen wird durch den Schritt 52 in 2 der
Schritt 56 ausgewählt, in dem das Absperrventil 22 geöffnet
oder, bei einem stromlos offenen Absperrventil 22, nicht
schließend angesteuert wird. Als erwünschte Folge
wird Wärme des Verbrennungsmotors 12 über
das Kühlmittel und den Getriebeölkühler/Wärmetauscher 20 zum
Wechselgetriebe 14 übertragen, was den Wirkungsgrad
des Wechselgetriebes 14 vergleichsweise schnell verbessert
und damit den Kraftstoffverbrauch absenkt.Under these conditions, through the step 52 in 2 the step 56 selected in which the shut-off valve 22 opened or, with a normally open shut-off valve 22 , is not controlled closing. The desired result is heat of the internal combustion engine 12 via the coolant and the transmission oil cooler / heat exchanger 20 to the change gearbox 14 transmit what the efficiency of the gearbox 14 improved relatively quickly and thus reduces fuel consumption.
Zum
Zeitpunkt t1 überschreitet die Temperatur T_MOT des Verbrennungsmotors 12 den
unteren Schwellenwert T_MOT_u. Zu diesem Zeitpunkt wählt der
Schritt 52 der 2 den Schritt 54 aus,
in dem das Absperrventil 22 geschlossen wird. Dadurch wird einer
beschleunigten Aufheizung des Verbrennungsmotors 12 eine
höhere Priorität als einer weiteren Aufheizung
des Wechselgetriebes 14 eingeräumt. Durch die
beschleunigte Aufheizung des Verbrennungsmotors 12 wird
seine Warmlaufphase, in der erhöhte Abgasemissionen auftreten,
verkürzt.At time t1, the temperature exceeds T_MOT of the internal combustion engine 12 the lower threshold T_MOT_u. At this point, the step selects 52 of the 2 the step 54 out, in which the shut-off valve 22 is closed. This will accelerate the heating of the engine 12 a higher priority than a further heating of the gearbox 14 granted. Due to the accelerated heating of the internal combustion engine 12 its warm-up phase, in which increased exhaust emissions occur, is shortened.
Bei
weiter zunehmender Erwärmung des Verbrennungsmotors 12 überschreitet
seine Temperatur T_MOT zum Zeitpunkt t2 den oberen Schwellenwert
T_MOT_o. Der obere Schwellenwert T_MOT_o entspricht bevorzugt etwa
der Motortemperatur T_MOT, bei der die Kaltstart-Emissionen des Verbrennungsmotors 12 bereits
so weit reduziert sind, dass spezielle Warmlauffunktionen bei der Steuerung
des Verbrennungsmotors 12 deaktiviert sind. Ein typischer
Wert von T_MOT_o liegt bei etwa 40°Celsius, ohne dass die
Erfindung auf solche Werte beschränkt sein soll.With further increasing warming of the internal combustion engine 12 exceeds his tempe T_MOT at time t2 the upper threshold T_MOT_o. The upper threshold T_MOT_o preferably corresponds approximately to the engine temperature T_MOT at which the cold start emissions of the internal combustion engine 12 already reduced so far that special warm-up functions in the control of the internal combustion engine 12 are disabled. A typical value of T_MOT_o is about 40 ° Celsius, without the invention being limited to such values.
Bei
Warmlauffunktionen des Verbrennungsmotors 12, die zeitabhängig
abgesteuert werden, kann der Zeitpunkt t2 auch in Abhängigkeit
von einer zeitgesteuerten Beendigung der Warmlauffunktion festgelegt
sein. Auch in diesem Fall wird der Zeitpunkt t2 mit einer oberen
Motortemperatur T_MOT_o korrelieren, ohne dass diese jedoch einen
bestimmten, festen Wert besitzt.For warm-up functions of the internal combustion engine 12 , Which are controlled time-dependent, the time t2 may also be determined in response to a timed completion of the warm-up function. In this case too, the time t2 will correlate with an upper engine temperature T_MOT_o, but without this having a specific, fixed value.
Zum
Zeitpunkt t2 wählt der Schritt 52 in der 1 den
Schritt 56 aus, in dem das Absperrventil 22 geöffnet
wird. Dadurch wird der Getriebeölkreislauf 40 über
den Getriebeölkühler 20 und das offene Absperrventil 22 wieder
an den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors 12 thermisch
angekoppelt. Das Kühlmittel transportiert wieder Wärme
zum Wechselgetriebe 14, heizt dieses auf, und trägt
damit zu einer Verbrauchsreduzierung durch einen verbesserten Wirkungsgrad
des Triebstrangs bei.At time t2, the step selects 52 in the 1 the step 56 out, in which the shut-off valve 22 is opened. This will make the transmission oil circuit 40 over the transmission oil cooler 20 and the open shut-off valve 22 back to the cooling circuit of the internal combustion engine 12 thermally coupled. The coolant again transports heat to the change gearbox 14 , this heats up, thereby contributing to a reduction in consumption through improved efficiency of the drivetrain.
Optimale
Temperaturen des Getriebeöls (zum Beispiel 70°Celsius)
liegen in der Regel unter optimalen Temperaturen des Kühlmittels
des Verbrennungsmotors (zum Beispiel 90 bis 120°Celsius). Temperaturen
des Getriebeöls, die seinen Optimalwert überschreiten,
führen zu einer beschleunigten Alterung des Getriebeöls
und unter Umständen zu einem erhöhten Verschleiß des
Wechselgetriebes 14 durch Ölschaumbildung. Um
diese negativen Effekte zu verringern, wird im Schritt 62 der 3b der Schritt 64 ausgewählt,
in dem das Absperrventil 22 geschlossen wird, wenn die
Getriebeöltemperatur T_ATF einen unteren Schwellenwert
T_ATF_u überschreitet. Bei den Verläufen der 5 ist
das zum Zeitpunkt t3 der Fall.Optimum temperatures of the transmission oil (for example 70 ° Celsius) are generally below optimum temperatures of the coolant of the internal combustion engine (for example 90 to 120 ° Celsius). Temperatures of the transmission oil that exceed its optimum value, lead to an accelerated aging of the transmission oil and possibly to an increased wear of the gearbox 14 by oil foaming. To reduce these negative effects, in step 62 of the 3b the step 64 selected in which the shut-off valve 22 is closed when the transmission oil temperature T_ATF exceeds a lower threshold T_ATF_u. In the course of the 5 this is the case at time t3.
Ab
diesem Zeitpunkt t3, zu dem der Getriebeölkreislauf 40 vom
Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors 12 entkoppelt
wird, steigt die Temperatur T_ATF des Getriebeöls zunächst
langsamer an als die Motortemperatur T_MOT. Durch diesen erwünschten
Effekt werden die genannten Nachteile einer zu hohen Temperatur
T_ATF des Getriebeöls verringert. Der langsamere Anstieg
ist in der 5 zwischen den Zeitpunkten t3
und t4 sichtbar. Dort bleibt der reale, sich bei thermischer Entkopplung
von Wechselgetriebe 14 und Verbrennungsmotor 12 einstellende
Temperaturanstieg (Verlauf 77) zunächst hinter
einem hypothetischen Anstieg 74 zurück, der sich
ohne die thermische Entkopplung einstellen würde.From this time t3 to which the transmission oil circuit 40 from the cooling circuit of the internal combustion engine 12 is decoupled, the temperature T_ATF of the transmission oil initially increases more slowly than the engine temperature T_MOT. Due to this desired effect, the mentioned disadvantages of a too high temperature T_ATF of the transmission oil are reduced. The slower increase is in the 5 visible between times t3 and t4. There remains the real, in thermal decoupling of change gearbox 14 and internal combustion engine 12 adjusting temperature increase (course 77 ) behind a hypothetical increase 74 back, which would settle without the thermal decoupling.
Die
thermische Entkopplung kann jedoch bei einem Fahrprofil mit vielen
Schaltvorgängen, zum Beispiel bei einem sportlichen Einsatz
auf einer Rennstrecke, dazu führen, dass die Getriebeöltemperatur
T_ATF unzulässig stark ansteigt, wie es in der 5 nach
dem Zeitpunkt t4 zunächst der Fall ist. Um diesen unzulässig
starken Anstieg abzufangen, wird über die Schrittfolge 66 und 68 in
der 4 und die Marke D der Schritt 56 in der 2 erreicht, in
dem das Absperrventil 22 zum Zeitpunkt t5 wieder geöffnet
wird. Das Absperrventil 22 wieder also insbesondere dann
aufgesteuert, wenn die Getriebeöltemperatur T_ATF einen
oberen Schwellenwert T_ATF_o überschreitet.However, the thermal decoupling can lead to a driving profile with many shifts, for example, in a sporting use on a race track, that the transmission oil temperature T_ATF increases unacceptably high, as in the 5 after the time t4 initially the case. To intercept this inadmissibly strong rise, is via the step sequence 66 and 68 in the 4 and the mark D the step 56 in the 2 achieved in which the shut-off valve 22 is reopened at time t5. The shut-off valve 22 in other words, in particular, it is turned on again when the transmission oil temperature T_ATF exceeds an upper threshold value T_ATF_o.
Der
obere Schwellenwert T_ATF_o wird in einer bevorzugten Ausgestaltung
in Abhängigkeit von der Motortemperatur T_MOT so bestimmt,
dass T_ATF_o auf jeden Fall größer als die Motortemperatur
T_MOT ist. In einer Ausgestaltung wird dies dadurch erreicht, dass
zum Wert der Motortemperatur T_MOT ein Offset dt_ATF_o addiert wird,
der größer als Null ist. Dadurch wird sichergestellt,
dass das Absperrventil 22 bei sehr heißem Getriebeöl
nur dann geöffnet wird, wenn aufgrund eines kühleren
Kühlmittels des Verbrennungsmotors 12 ein Wärmefluss vom
Getriebeöl zum Kühlmittel möglich ist.The upper threshold value T_ATF_o is determined in a preferred embodiment as a function of the engine temperature T_MOT such that T_ATF_o is in any case greater than the engine temperature T_MOT. In one embodiment, this is achieved by adding to the value of the engine temperature T_MOT an offset dt_ATF_o that is greater than zero. This will ensure that the shut-off valve 22 is opened at very hot gear oil only if due to a cooler coolant of the engine 12 a heat flow from the transmission oil to the coolant is possible.
Bei
geöffnetem Absperrventil 22 sinkt die Temperatur
T_ATF schnell wieder ab, so dass das Absperrventil 22 beim
Unterschreiten des Schwellenwertes T_ATF_u zum Zeitpunkt t6 wieder
geschlossen wird. Dabei erfolgt das Schließen durch die Schrittfolge 68, 64 in
der 4. Wie aus der 5 ersichtlich
ist, liegt die Temperatur T_ATF des Getriebeöls zum Zeitpunkt
t5 der Öffnung des Absperrventils 22 höher
als zum Zeitpunkt t6 des Schließens des Absperrventils 22.
Dieser erwünschte Effekt ergibt sich dadurch, dass die
im Schritt 68 verwendeten Schwellenwerte T_ATF_o und T_ATF_u
in Abhängigkeit von einer Richtung der Änderung
von T_ATF bestimmt werden. Dies erfolgt durch den Schritt 59 in der 3b,
der in einer Ausgestaltung des Verfahrens der 4 dort
zwischen den Marken E und F durchgeführt wird. Der Pfeil 76 in 5 veranschaulicht
zunächst, dass ein Basiswert für die Schwellenwerte
T_ATF_o, T_ATF_u durch Addieren eines der Länge des Pfeils 76 entsprechenden
Offsets dt_ATF_o zur Motortemperatur T_MOT gebildet wird. Anschließend
wird zu diesem Offset noch ein weiterer, richtungsabhängiger
Offset +78, –78 (minus 78) vorzeichenbehaftet addiert.
Dadurch ergibt sich die dargestellte Hysterese. Auf analoge Weise
werden, je nach Ausgestaltung, auch die übrigen Schwellenwerte
mit einer Hysterese versehen.With the shut-off valve open 22 the temperature T_ATF drops rapidly, leaving the shut-off valve 22 is closed again when the threshold T_ATF_u falls below at the time t6. The closing takes place through the sequence of steps 68 . 64 in the 4 , Like from the 5 is apparent, the temperature T_ATF of the transmission oil is at the time t5 of the opening of the shut-off valve 22 higher than the time t6 of closing the shut-off valve 22 , This desired effect results from the fact that in step 68 used thresholds T_ATF_o and T_ATF_u depending on a direction of change of T_ATF. This is done by the step 59 in the 3b who in one embodiment of the method of 4 there between the brands E and F is carried out. The arrow 76 in 5 first illustrates that a base value for the thresholds T_ATF_o, T_ATF_u by adding one of the length of the arrow 76 corresponding offset dt_ATF_o to the engine temperature T_MOT is formed. Subsequently, another direction-dependent offset +78, -78 (minus 78) is added to this offset in signed form. This results in the illustrated hysteresis. In an analogous manner, depending on the configuration, the other threshold values are also provided with a hysteresis.
In
der Situation, die in der 5 dargestellt ist,
ist das Absperrventil 22 zwischen den Zeitpunkten t0 und
t1 offen, zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 geschlossen, zwischen
den Zeitpunkten t2 und t3 offen, zwischen den Zeitpunkten t3 und
t5 geschlossen und zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 offen.In the situation in the 5 shown is, is the shut-off valve 22 between times t0 and t1 open, closed between times t1 and t2, open between times t2 and t3, closed between times t3 and t5, and open between times t5 and t6.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list
The documents listed by the applicant have been automated
generated and is solely for better information
recorded by the reader. The list is not part of the German
Patent or utility model application. The DPMA takes over
no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
- DE 19943004
B4 [0002] - DE 19943004 B4 [0002]