DE102010026316A1 - Motorkühlsystem für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Ein Motorkühlsystem für ein Fahrzeug und ein Betriebsverfahren umfassen beide eine durch einen Motor angetriebene Hauptkühlmittelpumpe, die durch eine Kupplung deaktiviert werden kann, und eine elektrisch angetriebene Hilfskühlmittelpumpe, von denen jede separat verwendet werden kann oder wobei sie zusammen verwendet werden können, um die Menge der Kühlmittelströmung durch das Motorkühlsystem zu steuern.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kühlmittelsysteme zum Kühlen eines Motors in einem Fahrzeug.
  • Motorkühlmittelpumpen (auch Wasserpumpen genannt) werden verwendet, um ein Kühlmittel durch den Motor zu pumpen, um den Motor und das Pumpenkühlmittel durch einen Heizkern zu kühlen, um Wärme an einen Fahrgastraum des Fahrzeugs zu liefern. Diese Pumpen werden üblicherweise durch den Motor angetrieben, daher pumpen sie kontinuierlich, wenn der Motor eingeschaltet ist. Darüber hinaus basiert die Drehzahl dieser durch den Motor angetriebenen Kühlmittelpumpen auf der Drehzahl des Motors. Dieses Verfahren zum Betreiben der Pumpe führt nicht zu dem bezüglich des Kraftstoffs effizientesten Fahrzeugbetrieb.
  • Um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu verbessern, wurde daher eine herkömmliche durch den Motor angetriebene Kühlmittelpumpe durch eine Kühlmittelpumpe ersetzt, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Dies ermöglicht, dass die Drehzahl der Pumpe gemäß der Menge einer Kühlmittelströmung variiert wird, die zu einer beliebigen speziellen Zeit benötigt wird, um die thermischen Anforderungen des Fahrzeugs zu erfüllen. Es werden jedoch manchmal relativ hohe elektrische Lasten und große, teure elektrisch angetriebene Pumpen benötigt, um die Spitzenanforderung für die Kühlmittelströmung zu erfüllen. Diese hohe elektrische Last und die teure, elektrisch angetriebene Pumpe sind für einige Fahrzeuge nicht wünschenswert. Dementsprechend ist es wünschenswert, die Erfordernisse der Motorkühlung und des Aufwärmens des Fahrgastraums zu erfüllen, während die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs maximiert und die elektrischen Spitzenlasten minimiert werden, die zum Pumpen des Kühlmittels benötigt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform zieht ein Motorkühlsystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor in Erwägung. Das Motorkühlsystem kann eine Hauptkühlmittelpumpe mit einem Einlass und einem Auslass umfassen, die Kühlmittel in den Verbrennungsmotor pumpt; eine Drehmomentübertragungsbaugruppe, die durch den Motor angetrieben wird und mit der Hauptkühlmittelpumpe in Eingriff steht, um ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor zu der Hauptkühlmittelpumpe zu übertragen; und eine Kupplung, die zwischen die Hauptkühlmittelpumpe und die Drehmomentübertragungsbaugruppe dazwischengeschaltet ist, um die Hauptkühlmittelpumpe mit der Drehmomentübertragungsbaugruppe selektiv außer Eingriff zu bringen. Das Motorkühlsystem kann auch einen Thermostat mit einem Thermostatauslass, der mit dem Einlass der Hauptkühlmittelpumpe verbunden ist, einem ersten Einlass und einem zweiten Einlass umfassen, wobei der Thermostat dazu dient, eine Kühlmittelströmung von dem ersten Einlass zu dem Thermostatauslass zu verhindern; und einen Kühler, der das Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor empfängt und das Kühlmittel zu dem ersten Einlass leitet. Das Motorkühlsystem kann auch einen Heizkern, der in einem HVAC-Modul angeordnet ist, und eine elektrisch angetriebene Hilfskühlmittelpumpe umfassen, die derart ausgebildet ist, dass das Kühlmittel, das durch die Hilfskühlmittelpumpe und den Heizkern strömt, in den zweiten Einlass des Thermostaten geleitet wird.
  • Eine Ausführungsform zieht ein Verfahren zum Betreiben eines Motorkühlsystems in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor in Erwägung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: dass ermittelt wird, ob keine Kühlmittelströmung während des Betriebs des Motors benötigt wird; dass eine Hauptpumpenkupplung ausgerückt wird, um zu verhindern, dass ein durch den Motor erzeugtes Drehmoment eine Hauptkühlmittelpumpe antreibt, und dass der Betrieb eines Hilfspumpenmotors beendet wird, um eine Hilfskühlmittelpumpe zu deaktivieren, wenn ermittelt wird, dass keine Kühlmittelströmung erforderlich ist; dass ermittelt wird, ob eine minimale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist; dass die Hauptpumpenkupplung ausgerückt wird; um zu verhindern, dass das Drehmoment durch den Motor erzeugt wird, um die Hauptkühlmittelpumpe anzutreiben, und dass der Hilfspumpenmotor aktiviert wird, um die Hilfskühlmittelpumpe anzutreiben, wenn ermittelt wird, dass die minimale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist; dass ermittelt wird, ob eine maximale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem während des Betriebs des Motors erforderlich ist; dass die Hauptpumpenkupplung eingerückt wird, um zu bewirken, dass der Motor die Hauptkühlmittelpumpe antreibt, und dass der Hilfspumpenmotor aktiviert wird, um die Hilfskühlmittelpumpe anzutreiben, wenn ermittelt wird, dass die maximale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist; dass ermittelt wird, ob eine normale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem während des Betriebs des Motors erforderlich ist, wobei die normale Kühlmittelströmung eine größere Kühlmittelströmung als die minimale Kühlmittelströmung und eine kleinere Kühlmittelströmung als die maximale Kühlmittelströmung ist; und dass die Hauptpumpenkupplung eingerückt wird, um zu bewirken, dass der Motor die Hauptkühlmittelpumpe antreibt, und dass der Betrieb des Hilfspumpenmotors beendet wird, um die Hilfskühlmittelpumpe zu deaktivieren, wenn ermittelt wird, dass die normale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist.
  • Ein Vorteil einer Ausführungsform ist es, dass eine durch eine Kupplung gesteuerte, durch einen Motor angetriebene Kühlmittelpumpe in Kombination mit einer elektrisch angetriebenen Hilfskühlmittelpumpe eine Art und Weise mit niedrigen. Kosten anbieten kann, um die gesamte Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs zu verbessern, während das elektrische System des Fahrzeugs nicht überfordert wird. Darüber hinaus wird dies erreicht, während eine geeignete Wärmeübertragung für die Motorkühlfunktion und die HVAC-Heizungsfunktion (Heizung, Ventilation und Klimaanlage) sichergestellt werden. Die durch den Motor angetriebene Hauptkühlmittelpumpe kann unter vielen Fahrzeugbetriebsbedingungen deaktiviert werden, wobei die Hilfskühlmittelpumpe genügend Kühlmittelströmung liefert, um die Wärmeübertragungsanforderungen unter diesen Bedingungen zu erfüllen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Fahrzeugs und eines Motorkühlsystems.
  • 2a und 2b sind Flussdiagramme, die einen Prozess zum Betreiben eines Motorkühlsystems darstellen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug gezeigt, das allgemein bei 10 angezeigt wird. Das Fahrzeug 10 kann einen Motorraum 12, der einen Verbrennungsmotor 14 umfasst, und einen Fahrgastraum 16 aufweisen, der einen Teil eines HVAC-Systems (Heizungs-, Ventilations- und Klimaanlagensystems) 18 umfassen kann. Das Fahrzeug weist auch ein Motorkühlsystem 20 auf, das ein Kühlmittel verwendet, um für eine Kühlung des Motors 14 und für Wärme für das HVAC-System 18 zu sorgen. Das Kühlmittel kann ein herkömmliches Flüssigkeitsgemisch sein, wie beispielsweise ein Ethylenglykol- und Wassergemisch, oder es kann ein beliebiger anderer Flüssigkeitstyp mit geeigneten Wärmeübertragungseigenschaften sein. Die durchgezogenen Linien mit Pfeilen von 1 geben Kühlmittelströmungswege und die Richtung an, in die das Kühlmittel unter verschiedenen Betriebsmodi entlang der Strömungswege strömen kann.
  • Das Motorkühlsystem 20 umfasst eine Hauptkühlmittelpumpe 22, die mittels einer Drehmomentübertragungsbaugruppe 24, wie beispielsweise eines Riemen- und Laufrollensystems, durch den Motor 14 angetrieben wird. Diese Drehmomentübertragungsbaugruppe 24 kann auch aus einer Ketten- und Kettenradbaugruppe, aus Zahnrädern oder anderen Drehmomentübertragungsmitteln bestehen, die Fachleuten zum Übertragen des Drehmoments von dem Verbrennungsmotor 14 zu einer Kühlmittelpumpe bekannt sind. Eine Kupplung 26 ist zwischen die Drehmomentübertragungsbaugruppe 24 und die Hauptkühlmittelpumpe 22 dazwischengeschaltet, und sie wird durch einen Controller 28 elektronisch gesteuert, der selektiv ermöglicht, dass die Hauptkühlmittelpumpe 22 durch den Motor 14 angetrieben wird oder dass sie von dem Motordrehmoment getrennt wird, wenn die Pumpe 22 nicht benötigt wird. Ein Ausgang 30 der Kühlmittelpumpe 22 leitet das Kühlmittel in motorinterne Kühlmittelströmungskanäle 32 des Motors 14. Die internen Kühlmittelströmungskanäle 32 weisen einen ersten Motorausgang 34 zu einer Wasserleitung 36, die das Kühlmittel zu einem Kühler 38 leitet, einen zweiten Motorausgang 40 zu einer Kühlmittelentlüftungsleitung 42, die das Kühlmittel in einen Ausgleichsbehälter 44 leitet, und einen dritten Motorausgang 46 zu einer Kühlmittelleitung 48 auf, die das Kühlmittel zu einem Heizkern 50 in einem HVAC-Modul 52 des HVAC-Systems 18 leitet. Das HVAC-Modul 52 kann auch ein Gebläse 64 aufweisen, das Luft selektiv durch den Heizkern 50 drängen kann. Alternativ kann eine Überlaufflasche (nicht gezeigt) oder eine ähnliche Einrichtung anstelle des Ausgleichsbehälters verwendet werden.
  • Ein Motorventilator 54 kann benachbart zu den Kühler 38 angeordnet sein, und er dient dazu, Luft durch den Kühler 38 zu saugen. Der Kühler 38 weist einen Auslass 56 zu einer Kühlmittelleitung auf, die das Kühlmittel zu einem ersten Einlass 60 eines Thermostaten 62 leitet. Der Thermostat 62 kann ein solcher sein, der basierend auf einer festen, vorbestimmten Kühlmitteltemperatur betätigt wird, oder er kann ein elektrisch gesteuerter Typ sein, der eine elektronische Einstellung der Temperatur erlaubt, bei welcher der Thermostat 62 öffnet. Ein Auslass 66 von dem Thermostat 62 ist mit einer Kühlmittelleitung 68 verbunden, die das Kühlmittel zu der Hauptkühlmittelpumpe 22 leitet. Ein zweiter Einlass 70 an dem Thermostat 62 ist mit einer Kühlmittelleitung 72 verbunden, die das Kühlmittel von einem Auslass 76 einer Hilfskühlmittelpumpe 74 zu dem Thermostat 62 leitet. Die Hilfskühlmittelpumpe 74 kann eine signifikant kleinere Kühlmittelpumpenkapazität als die Hauptkühlmittelpumpe 22 aufweisen. Alternativ kann der Thermostat an dem Auslass des Motors angeordnet sein (vor der Kühlmittelströmung in den Kühler), wobei die Strömung von der Hilfskühlmittelpumpe mit der Kühlmittelleitung verbunden ist, die das Kühlmittel in die Hauptkühlmittelpumpe leitet.
  • Die Hilfskühlmittelpumpe 74 weist auch einen Auslass 78 auf, der mit einer Kühlmittelleitung 80 verbunden ist, die Kühlmittel von dem Heizkern 50 leitet. Eine Entlüftungsleitung 82 leitet das Kühlmittel von dem Aus gleichsbehälter 44 zu der Kühlmittelleitung 80. Ein Elektromotor 84 ist mit der Hilfskühlmittelpumpe 74 verbunden und treibt diese an. Der Controller 28 kann diesen Motor 84 steuern. Diese Motorsteuerung kann ein Relaistyp mit einer Ein-Aus-Steuerung bei einer vorbestimmten Drehzahl sein, oder sie kann ein Steuerungstyp mit variabler Drehzahl sein, bei welcher der Motor 84 die Hilfspumpe 74 bei variablen Drehzahlen antreiben kann, die von der gewünschten Menge der Kühlmittelströmung abhängen.
  • Der Controller 28 kann auch verschiedene Eingaben aufweisen, die verwendet werden, wenn die gewünschten Betriebszustände für die Hauptkühlmittelpumpe 22 (mittels Einrücken/Ausrücken der Kupplung) und der Hilfskühlmittelpumpe 74 (mittels des Motorbetriebs) ermittelt werden. Die Eingaben können beispielsweise eine Motordrehzahleingabe 86, eine Motorlasteingabe 88, eine Drosselpositionseingabe 90 und eine Kraftstoffzufuhrstatuseingabe 92 umfassen. Ebenso können eine Motorauslasstemperatur 94 (die eine Kühlmitteltemperatur angibt) und eine Thermostatposition 96 in den Controller 28 eingegeben werden. Ein Temperatursensor 98 kann eine Temperatur für den Motor 14 an den Controller 28 übertragen. Ein HVAC-Controller 99 kann eine Klima-Strömungsanforderungsinformation an den Controller 28 übertragen. Der Controller 28 kann aus mehreren separaten Prozessoren aufgebaut sein, und er kann eine beliebige Kombination von Hardware und Software sein, wie es Fachleuten bekannt ist.
  • Die Anordnung der Komponenten in dem Motorkühlsystem 20 und die Fähigkeit, die Aktivierung der Hauptkühlmittelpumpe 22 und der Hilfskühlmittelpumpe 74 separat zu steuern, ermöglicht eine Variation der Kühlmittelströmungsraten durch die verschiedenen Abschnitte des Systems 20. Dies ermöglicht ein Kühlmittel, wo und wann es benötigt wird. Beispielsweise wird in einer Fahrzeugbetriebssituation, bei der der Thermostat 62 geschlossen ist und die Hilfskühlmittelpumpe 74, die Hauptkühlmittelpumpe 22 oder beide aktiviert sind, im Wesentlichen die gesamte Kühlmittelströmung durch den Heizkern 50, die motorinternen Kühlmittelkanäle 32 und die Kühlmittelleitungen 48, 68, 72 und 80 gepumpt. Die Menge der Kühlmittelströmung wird davon, welche die Kühlmittelpumpen aktiviert sind, und von der Drehzahl der Hilfskühlmittelpumpe 74 abhängen (wenn eine variable Drehzahl verwendet wird).
  • Bei einer anderen Fahrzeugbetriebssituation, bei welcher der Thermostat 62 offen ist, die Hilfskühlmittelpumpe 74 aktiviert ist und die Hauptkühlmittelpumpe 22 ausgeschaltet ist, wird das gesamte Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 68 strömen, wobei ein Großteil des Kühlmittels auch durch die Kühlmittelleitungen 48, 72 und 80 strömt. Ein Teil des Kühlmittels wird durch die internen Kühlmittelströmungskanäle 32 strömen, und ein Teil des Kühlmittels wird durch den Kühler 38 strömen. Bei einer anderen Fahrzeugbetriebssituation, bei welcher der Thermostat 62 offen ist, die Hilfskühlmittelpumpe ausgeschaltet ist und die Hauptkühlmittelpumpe 22 aktiviert ist, wird wiederum das gesamte Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 68 strömen, wobei ein Großteil des Kühlmittels ebenso durch den Kühler 38 strömt. Ein Teil des Kühlmittels wird durch die Leitungen 48, 72, 80 für den Heizkern 50 und die Hilfskühlmittelpumpe 74 strömen. Mit der aktivierten Hauptkühlmittelpumpe 22 ist die Kühlmittelströmung größer als in dem vorhergehenden Beispiel, bei dem nur die Hilfskühlmittelpumpe 74 aktiviert ist.
  • 2a und 2b sind ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Betreiben des Motorkühlsystems 20 von 1 darstellt. Bei dem Motorstart in Block 102 sind die Hilfskühlmittelpumpe und die Hauptkühlmittelpumpe ausgeschaltet, Block 104. Dass die Hilfskühlmittelpumpe ausgeschaltet ist, bedeutet, dass der Controller den Motor nicht aktiviert, und dass die Hauptkühlmittelpumpe ausgeschaltet ist, bedeutet, dass die Kupplung ausgerückt ist. Die Metalltemperatur und andere Eingaben werden bei Block 106 gelesen. Die anderen Eingaben können beispielsweise die Kühlmittelströmungsanforderung des HVAC-Systems, die Motorauslasstemperatur des Kühlmittels, die Position des Thermostaten, die Motordrehzahl, die Motorlast, den Zustand der Kraftstoffzufuhr und die Drosselposition umfassen. Bei Block 108 wird ermittelt, ob die Metalltemperatur größer als eine vorbestimmte minimale Temperatur ist. Wenn nein, kehrt der Prozess anschließend zu Block 104 zurück.
  • Wenn die Metalltemperatur größer als ein vorbestimmtes Minimum ist, wird anschließend bei Block 110 ermittelt, ob die Metalltemperatur größer als eine vorbestimmte maximale Temperatur ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird anschließend bei Block 112 ermittelt, ob andere Fahrzeugbetriebsanforderungen eine normale Strömung des Kühlmittels erfordern (d. h. mehr als eine minimale Kühlmittelströmung, aber weniger als eine maximale Kühlmittelströmung). Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann mehr als eine minimale Strömung erforderlich sein, um Erfordernisse der Antriebsstrangkühlung oder des Fahrgastraumkomforts zu erfüllen. Die anderen Bedingungen für eine normale Strömung könnten beispielsweise sein, dass HVAC-System eine hohe Strömungsrate anfordert (d. h. eine maximale Wärme mit hoher Gebläsedrehzahl), dass die Metalltemperatur lokal Siedebedingungen erreicht hat, dass die Kühlmitteltemperatur hoch genug ist, so dass der Thermostat offen ist und der Motorventilator benötigt wird, um das Kühlmittel in dem Kühler zu kühlen, dass die Motorlast hoch genug ist, so dass der Motor eine höhere Strömung benötigt (z. B. beim Ziehen eines Anhängers oder beim Bergauffahren an langen Steigungen) und dass die Motordrehzahl hoch ist, so dass eine zusätzliche Motorkühlung erforderlich ist.
  • Wenn die Metalltemperatur bei Block 110 größer als die vorbestimmte maximale Temperatur ist oder andere Anforderungen bei Block 112 eine normale Strömung benötigen, dann wird bei Block 114 die Hilfskühlmittelpumpe abgeschaltet, und die Hauptkühlmittelpumpe wird aktiviert (d. h. die Kupplung wird eingerückt).
  • Wenn der Thermostat ein einstellbarer elektronischer Thermostat ist, dann wird bei Block 116 ermittelt, ob der Thermostatsollwert eine Anpassung benötigt. Wenn ja, dann wird der Thermostat-Sollwert bei Block 118 angepasst. Der Sollwert ist die Temperatur, bei welcher der Thermostat öffnet. Bedingungen, unter denen sich der Thermostat-Sollwert verändern kann, umfassen beispielsweise eine hohe Motorlast oder hohe Umgebungstemperaturen, bei denen der Thermostat-Sollwert abgesenkt wird, so dass er sich bei einer niedrigeren Temperatur öffnet, um die Wärmeübertragung zu dem Kühler zu verbessern. Dies kann die Notwendigkeit verzögern, die Hauptkühlmittelpumpe zu aktivieren, was den Betrieb mit nur der Hilfskühlmittelpumpe für eine längere Dauer erlaubt. Ein Beispiel einer anderen Bedingung ist es, dass das Fahrzeug unter einer niedrigeren Motorlast oder bei niedriger Umgebungstemperatur betrieben wird, in welchem Fall der Thermostat-Sollwert angehoben wird, so dass der Thermostat geschlossen gehalten wird, bis eine viel höhere Kühlmitteltemperatur erreicht ist, um den Wirkungsgrad des Motors zu verbessern und zu verhindern, dass überschüssige Wärme entweicht.
  • Bei Block 120 kann ermittelt werden, ob eine maximale Kühlmittelströmung erforderlich ist. Betriebsbedingungen, bei denen eine maximale Kühlmittelströmung benötigt werden kann, umfassen beispielsweise, dass das HVAC-System eine maximale Strömung anfordert, dass sich die Kühlmitteltemperatur an dem Siedepunkt befindet und der Motor bei einer niedrigen Drehzahl betrieben wird und dass sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, nachdem es einen Anhänger einen Hügel hinaufgezogen hat. Wenn eine maximale Kühlmittelströmung erforderlich ist, dann werden bei Block 122 sowohl die Hilfskühlmittelpumpe als auch die Hauptkühlmittelpumpe aktiviert. Wenn nein, dann kehrt der Prozess zu Block 106 zurück.
  • Wenn die Metalltemperatur bei Block 110 nicht größer als die vorbestimmte maximale Temperatur ist und die anderen Anforderungen bei Block 112 keine normale Kühlmittelströmung erfordern, dann wird bei Block 124 ermittelt, ob andere Anforderungen eine minimale Kühlmittelströmung benötigen. Solche minimale Strömungsanforderungen können beispielsweise bestehen, um Strömungsanforderungen zum Steuern eines moderaten Klimas zu erfüllen, wenn sich die Metalltemperatur lokal Siedebedingungen nähert, wenn sich der Thermostat gerade zu öffnen beginnt und wenn die Motorlast oder die Motordrehzahl hoch genug ist, dass eine bestimmte minimale Kühlmittelströmung erforderlich ist, um zu verhindern, dass sich heiße Stellen des Motors entwickeln. Wenn nein, dann kehrt der Prozess zu Block 104 zurück, bei dem die Hilfs- und die Hauptkühlmittelpumpe ausgeschaltet sind. Wenn eine minimale Kühlmittelströmung benötigt wird, dann wird die Hilfskühlmittelpumpe bei Block 126 aktiviert (d. h. der Controller aktiviert den Motor), und die Hauptkühlmittelpumpe wird abgeschaltet. Wenn der Thermostat ein anpassbarer elektronischer Thermostat ist, dann wird bei Block 128 ermittelt, ob der Thermostat-Sollwert eine Anpassung erfordert. Wenn ja, dann wird der Thermostat-Sollwert bei Block 130 angepasst, und der Prozess kehrt zu Block 106 zurück.
  • Zusätzlich zu den oben erwähnten Betriebsbedingungen kann es Fahrzeugbetriebsbedingungen geben, bei denen ein Umschalten von einer normalen auf eine minimale Strömung für kurze Zeitdauern gewünscht ist, um die Last an den Motor zu verringern (d. h. durch Einrücken der Hauptkühlmittelpumpenkupplung). Beispielsweise kann die Hauptkühlmittelpumpenkupplung während eines Ereignisses mit hoher Beschleunigung (wenn die Drosselposition eine hohe Beschleunigungsanforderung von dem Fahrzeugbetreiber zeigt) ausgerückt werden, und die Hilfskühlmittelpumpe kann aktiviert werden, um dem Motor Zeit zu geben, die abrupten Laständerungen zu kompensieren. Ein anderes Beispiel ist die Betriebsbedingung, bei der sich der Motor in einer Fahrzeugverlangsamungsbedingung, einer Kraftstoffabschaltbedingung oder einer Bedingung für ein automatisches Stoppen des Motors befindet, bei welcher die Hauptkühlmittelpumpenkupplung ausgerückt und die Hilfskühlmittelpumpe aktiviert werden kann.
  • Obgleich bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung auszuüben, wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.

Claims (10)

  1. Motorkühlsystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, das umfasst: eine Hauptkühlmittelpumpe mit einem Einlass und einem Auslass, die ausgebildet ist, um ein Kühlmittel in den Verbrennungsmotor zu pumpen; eine Drehmomentübertragungsbaugruppe, die durch den Motor angetrieben wird und mit der Hauptkühlmittelpumpe funktional in Eingriff gelangt, um ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor zu der Hauptkühlmittelpumpe zu übertragen; eine Kupplung, die zwischen die Hauptkühlmittelpumpe und die Drehmomentübertragungsbaugruppe dazwischengeschaltet ist und dazu dient, die Hauptkühlmittelpumpe mit der Drehmomentübertragungsbaugruppe selektiv außer Eingriff zu bringen; einen Thermostat, der einen Thermostatauslass, der mit dem Einlass der Hauptkühlmittelpumpe verbunden ist, einen ersten Einlass und einen zweiten Einlass aufweist, wobei der Thermostat dazu dient, eine Kühlmittelströmung von dem ersten Einlass zu dem Thermostatauslass selektiv zu verhindern; einen Kühler, der ausgebildet ist, um das Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor aufzunehmen und das Kühlmittel zu dem ersten Einlass zu leiten; einen Heizkern, der in einem HVAC-Modul angeordnet ist; und eine elektrisch angetriebene Hilfskühlmittelpumpe, die derart ausgebildet ist, dass das Kühlmittel, das durch die Hilfskühlmittelpumpe und den Heizkern strömt, in den zweiten Einlass des Thermostaten geleitet wird.
  2. Motorkühlsystem nach Anspruch 1, wobei die Hauptkühlmittelpumpe eine erste Pumpenkapazität aufweist und die Hilfskühlmittelpumpe eine zweite Pumpenkapazität aufweist, die kleiner als die erste Pumpenkapazität ist.
  3. Motorkühlsystem nach Anspruch 1, das einen Elektromotor umfasst, der ausgebildet ist, um die Hilfskühlmittelpumpe anzutreiben.
  4. Verfahren zum Betreiben eines Motorkühlsystems in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: (a) ermittelt wird, ob keine Kühlmittelströmung während des Betriebs des Motors erforderlich ist; (b) eine Hauptpumpenkupplung ausgerückt wird, um zu verhindern, dass ein durch den Motor erzeugtes Drehmoment die Hauptkühlmittelpumpe antreibt, und der Betrieb eines Hilfspumpenmotors beendet wird, um eine Hilfskühlmittelpumpe zu deaktivieren, wenn ermittelt wird, dass keine Kühlmittelströmung erforderlich ist; (c) ermittelt wird, ob eine minimale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist; (d) die Hauptpumpenkupplung ausgerückt wird; um zu verhindern, dass das durch den Motor erzeugte Drehmoment die Hauptkühlmittelpumpe antreibt, und der Hilfspumpenmotor aktiviert wird, um die Hilfskühlmittelpumpe anzutreiben, wenn ermittelt wird, dass die minimale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist; (e) ermittelt wird, ob eine maximale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem während des Betriebs des Motors erforderlich ist; (f) die Hauptpumpenkupplung eingerückt wird, um zu bewirken, dass der Motor die Hauptkühlmittelpumpe antreibt, und der Hilfspumpenmotor aktiviert wird, um die Hilfskühlmittelpumpe anzutreiben, wenn ermittelt wird, dass die maximale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist; (g) ermittelt wird, ob eine normale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem während des Betriebs des Motors erforderlich ist, wobei die normale Kühlmittelströmung eine größere Kühlmittelströmung als die minimale Kühlmittelströmung und eine kleinere Kühlmittelströmung als die maximale Kühlmittelströmung ist; und (h) die Hauptpumpenkupplung eingerückt wird, um zu bewirken, dass der Motor die Hauptkühlmittelpumpe antreibt, und der Betrieb des Hilfspumpenmotors beendet wird, um die Hilfskühlmittelpumpe zu deaktivieren, wenn ermittelt wird, dass die normale Kühlmittelströmung in dem Motorkühlsystem erforderlich ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt (c) ferner dadurch definiert wird, dass die minimale Kühlmittelströmung erforderlich ist, wenn eine Metalltemperatur unterhalb von lokalen Kühlmittelsiedebedingungen liegt und eine Kühlmittelströmungsanforderung zur Klimasteuerung unterhalb eines vorbestimmten Niveaus einer Kühlmittelströmung zur Klimasteuerung liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt (e) ferner dadurch definiert wird, dass die maximale Kühlmittelströmung erforderlich ist, wenn eine Kühlmittelströmungsanforderung zur Klimasteuerung bei einem maximalen Niveau einer Kühlmittelströmung zur Klimasteuerung liegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt (e) ferner dadurch definiert wird, dass die maximale Kühlmittelströmung erforderlich ist, wenn sich eine Kühlmitteltemperatur in dem Motor an einem Siedepunkt befindet und der Verbrennungsmotor unterhalb einer vorbestimmten niedrigen Motordrehzahl betrieben wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt (g) ferner dadurch definiert wird, dass die normale Kühlmittelströmung erforderlich ist, wenn eine Kühlmitteltemperatur hoch genug ist, so dass ein Thermostat offen ist und ein Motorventilator aktiviert wird, um die Kühlung in einem Kühler zu verbessern.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, das umfasst, dass: (i) detektiert wird, ob ein Ereignis mit hoher Fahrzeugbeschleunigung auftritt, während die Hauptpumpenkupplung eingerückt ist; und (j) die Hauptpumpenkupplung ausgerückt wird und der Hilfspumpenmotor für eine vorbestimmte Zeitdauer aktiviert wird, wenn das Ereignis mit hoher Fahrzeugbeschleunigung detektiert wird, während die Hauptpumpenkupplung eingerückt ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 4, das umfasst, dass: (i) eine Bedingung für ein automatisches Stoppen des Motors detektiert wird, während das Fahrzeug betrieben wird und die Hauptpumpenkupplung eingerückt ist; und (j) während der Bedingung für das automatische Stoppen des Motors die Hauptpumpenkupplung ausgerückt wird und der Hilfspumpenmotor aktiviert wird, wenn das Fahrzeug betrieben wird und die Hauptpumpenkupplung eingerückt ist.
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