DE102008043983A1

DE102008043983A1 - Kühlsystem

Info

Publication number: DE102008043983A1
Application number: DE200810043983
Authority: DE
Inventors: Gerhard Knecht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-05-27
Also published as: WO2010057719A1

Abstract

Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge weisen ein Kühlsystem (10) auf, mit dessen Hilfe die von einem Antriebsmotor erzeugte Wärme abgeführt werden kann, wobei während der Warmlaufphase ein rasches Aufheizen des Brennraums des Antriebsmotors erforderlich ist. Zur Verbesserung der Effizienz wird ein Kühlsystem (10) zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei das Kühlsystem (10) einen Kühler (12), eine Kühlmittelleitung (14), eine Kühlmittelpumpe (16) und ein Steuerventil (18) aufweist. Das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) sind dabei zu einem Thermostellermodul (20) zusammengefasst.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug noch dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Thermostellermodul zum Einsatz in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.
Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge weisen ein Kühlsystem auf, mit dessen Hilfe die von einem Antriebsmotor erzeugte Wärme abgeführt werden kann. Das Kühlsystem weist üblicherweise eine Kühlmittelpumpe auf, um Kühlmittel in einer Kühlmittelleitung zum Strömen zu bringen. Weiterhin ist ein Kühler vorgesehen, mit dem die entstehende Wärme abgeleitet werden kann, wobei auch ein Gebläse eingesetzt werden kann. Beispielsweise aus der DE 102 41 228 A1 ist darüber hinaus auch bekannt, im Kühlsystem einen Heizungswärmetauscher einzusetzen. Die durch den Heizungswärmetauscher strömende Kühlmittelmenge kann über Ventile gesteuert werden. Mit Hilfe des Heizungswärmetauschers kann während der Warmlaufphase des Antriebsmotors ein rasches Aufwärmen gewährleistet werden. Hierzu wird während der Warmlaufphase des Antriebsmotors ein zusätzlich vorgesehener Öl-Kühlmittel-Wärmetauscher vorgesehen, über den Wärme von dem Kühlmittel auf das Öl übertragen werden kann.
In der Warmlaufphase ist allerdings ein rasches Aufheizen des Brennraums des Antriebsmotors erforderlich, insbesondere um die Effektivität des Antriebsmotors zu steigern und um die Menge unerwünschter Emissionen möglichst gering zu halten. Deshalb wurde auch bereits vorgeschlagen, in Motoren ein so genanntes Thermomanagement einzusetzen, mit dem eine rasche Aufheizung des Antriebsmotors erreicht wird. Zudem kann über ein derartiges Management wäh rend der Fahrt durch eine Erhöhung der Kühlmitteltemperatur im Teillastbereich der Antriebsmotor in einem günstigen Betriebspunkt betrieben werden. Besonders bewährt hat sich hierbei der Einsatz eines so genannten Steuerventils (CCV) mit dem in der Warmlaufphase der Kühlmittelfluss vollständig unterbrochen werden kann. Damit wird ein schnelles Aufheizen des Kühlmittels erreicht.
Offenbarung der Erfindung
Derartige bekannte Systeme erfordern demgemäß eine Kühlmittelpumpe, die üblicherweise über die Nockenwellen angetrieben wird, sowie ein Steuerventil zum Beeinflussen, insbesondere Unterbrechen des Kühlmittelflusses im Kühlsystem. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges System im Hinblick auf seine Effektivität und die Kosten weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Thermostellermodul insbesondere zum Einsatz in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird also ein Kühlsystem zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Das Kühlsystem weist einen Kühler, eine Kühlmittelleitung, eine Kühlmittelpumpe und ein Steuerventil auf. Das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe sind dabei zu einem Thermostellermodul zusammengefasst. Damit können in vorteilhafter Weise die Temperaturverhältnisse sowohl über die Wasserdurchflussmenge als auch über die Verteilung des Kühlmittels in dem Kühlsystem beeinflusst werden. Eine Regelung der Temperaturverhältnisse wird damit erleichtert, so dass die Effektivität des Systems gesteigert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Thermostellermodul und damit das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe von einem einzigen oder das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe jeweils von einem eigenen EC-Motor angetrieben. Der Antrieb über einen EC-Motor erlaubt einen von der Antriebsmotordrehzahl unabhängigen Betrieb des Thermostellermoduls.
Bevorzugt wird das Thermostellermodul in einem Gehäuse untergebracht, das entsprechend das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe aufnimmt, so dass das Thermostellermodul kostengünstig herstellbar ist.
Die Ansteuerelektronik zur Steuerung des Thermostellermoduls kann als gemeinsame Elektronik für das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe ausgeführt und in dem Thermostellermodul selbst untergebracht sein. Es ist allerdings auch möglich, die Elektronik in einem separaten Steuergerät, insbesondere in dem Motorsteuergerät vorzusehen.
Mit dem vorgeschlagenen Thermostellermodul kann ein zentrales Thermomanagement erfolgen so, dass zudem sowohl über die Temperaturverhältnisse, wie auch über die Durchflussmengen des Kühlmittels eine Regelung möglich ist. Zudem kann das Thermostellermodul in einem einzigen Gehäuse realisiert werden, was die Herstellungskosten senkt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der dargestellten Figur sowie der zugehörigen Beschreibungsteile.
Die einzige Figur zeigt schematisch ein Kühlsystem mit einem Thermostellermodul.
In der einzigen Figur ist schematisch ein erfindungsgemäßes Kühlsystem 10 mit einem Kühler 12 und einer Kühlmittelleitung 14 dargestellt. In der Nähe des Kühlers 12 kann ein Gebläse 24 zur Unterstützung der Kühlleistung vorgesehen sein. Mit Hilfe der Kühlmittelleitung 14 wird ein Kühlmittel durch den Antriebsmotor 26 und den Kühler 12 umgewälzt, so dass Wärme vom Antriebsmotor 26 abtransportiert werden kann. Die Kühlleistung kann weiterhin durch einen zusätzlichen Heizungswärmetauscher 28 verbessert werden.
In der Warmlaufphase ist ein rasches Aufheizen des Brennraums des Antriebsmotors gefordert, so dass die Effektivität des Antriebsmotors gesteigert und die Menge unerwünschter Emissionen möglichst gering gehalten werden kann. Daher ist ein so genanntes Thermomanagement vorgesehen, das von einer separaten Steuereinheit, beispielsweise dem Motorsteuergerät 22 durchgeführt wird. Hierzu werden Daten, insbesondere Temperaturdaten von unterschiedlichen Stellen erfasst und eine nach den jeweiligen Erfordernissen angepasste Regelung durchgeführt. Dieser Vorgang ist durch die gestrichelten Linien angedeutet. Zur Unterstützung des Thermomanagements ist ein Steuerventil (CCV) 18 vorgesehen, mit dem in der Warmlaufphase der Kühlmittelfluss vollständig unterbrochen werden kann. Damit wird ein schnelles Aufheizen des Kühlmittels erreicht. Die Umwälzung des Kühlmittels erfolgt durch eine Kühlmittelpumpe 16.
Nach der vorliegenden Erfindung sind nun das Steuerventil 18 und die Kühlmittelpumpe 16 zu einem Thermostellermodul 20, bevorzugt in einem einzigen Gehäuse zusammengefasst. Damit können die Temperaturverhältnisse sowohl über die Kühlmittel-Durchflussmenge, als auch über die Kühlmittelverteilung beeinflusst werden. Der Antrieb des Steuerventils 18 und der Kühlmittelpumpe 16 kann jeweils durch einen eigenen EC-Motor oder durch einen einzigen DC-Motor für das Thermostellermodul 20 erfolgen.
Zur Realisierung der Steuerung kann in dem Thermostellermodul 20 eine für das Steuerventil 18 und die Kühlmittelpumpe 16 gemeinsame Elektronik vorgesehen werden, die bevorzugt auf einer Platine 30 untergebracht werden kann. Damit kann eine Einsparung an den Hardwarekomponenten erreicht werden. Die Elektronik kann in einer weiteren Ausgestaltung auch außerhalb des Thermostellermoduls, 20, beispielsweise in dem Motorsteuergerät 22 untergebracht werden. Das Thermostellermodul 20 kann in das Thermomanagement über eine separate Steuereinheit einbezogen werden, wobei hierzu vorteilhafterweise das Motorsteuergerät 22 eingesetzt werden kann. Hierzu wird eine Steuerleitung 32 von der Motorsteuergerät 22 zum Thermostellermodul 20 vorgesehen. Durch eine bedarfsgerechte Regelung der Kühlmittelpumpe 16, die nun unabhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors 16 regelbar ist, kann die Funktionalität des Steuerventils 18 weiter verbessert werden.
Das Thermostellermodul 20 wird im Kühlkreislauf des Kühlsystems 10 so positioniert und angebunden, dass das Steuerventil 18 und die Kühlmittelpumpe 16 ihre jeweilige Funktion wie erforderlich erfüllen können. Insofern ist die in der Figur dargestellt Positionierung als beispielhaft anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10241228 A1 [0002]

Claims

Kühlsystem (10) zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem Kühler (12), einer Kühlmittelleitung (14), einer Kühlmittelpumpe (16) und einem Steuerventil (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) zu einem Thermostellermodul (20) zusammengefasst sind.
Kühlsystem (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) und damit das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) von einem einzigen oder jeweils von einem eigenen Motor angetrieben werden.
Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) in einem Gehäuse untergebracht ist, das das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) aufnimmt.
Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass für das Thermostellermodul (20) eine Elektronik aufweist, die für das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) gemeinsam vorgesehen ist.
Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik zur Steuerung des Thermostellermoduls (20) außerhalb des Thermostellermoduls, insbesondere in einem separaten Steuergerät (24) vorgesehen ist.
Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (22) vorgesehen ist, die das Thermomanagement, insbesondere die Steuerung der Durchflussmenge des Kühlmittels und die Kühlmittelverteilung im Kühlsystem (10) regelt.
Thermostellermodul (20) zum Einsatz in einem Kühlsystem (10) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermosteller-Modul (20) als Baueinheit ausgestaltet ist, die ein Steuerventil (18) und eine Kühlmittelpumpe (16) in einem Gehäuse aufnimmt.
Thermostellermodul (20) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) von einem Motor antreibbar ist.
Thermostellermodul (20) nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) eine Elektronik, insbesondere eine auf einer Platine vorgesehene Elektronik zur Steuerung des Steuerventils (18) und der Kühlmittelpumpe (16) aufweist.