DE102018109786A1 - A method for detecting boiling of a coolant in a cooling system of a motor vehicle, cooling system and internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Verfahren zum Erkennen von Sieden eines Kühlmittels in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, bei dem mittels eines Drucksensors Druckschwankungen des Kühlmittels ermittelt und solche Druckschwankungen, die als charakteristisch für einen Zerfall von Siedeblasen definiert wurden, als ein beginnendes oder, ohne Gegenmaßnahmen, kurzfristig anstehendes Sieden des Kühlmittels gewertet werden. Ein solches Verfahren kann ergänzend Maßnahmen zur Senkung der Temperatur des Kühlmittels in zumindest einem Abschnitt des Kühlsystems umfassen, um der erkannten Siedegefahr entgegenzuwirken. Infolge der zügigen und ausreichend ungestörten Ausbreitung der aus einem Zerfall von Siedeblasen resultierenden Druckschwankungen in dem Kühlmittel ist es möglich, ein beginnendes Sieden mittels des Verfahrens auch an solchen Stellen zu ermitteln, die in einer relevanten Entfernung von dem dabei eingesetzten Drucksensor angeordnet sind. Anders als bei einer Ermittlung einer Siedegefahr basierend auf einem Temperatursensor besteht folglich nicht die Notwendigkeit, diesen möglichst nahe an einer für ein solches Sieden besonders gefährdeten Stelle des Kühlsystems anzuordnen.

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A method is provided for detecting boiling of a coolant in a cooling system of a motor vehicle in which pressure fluctuations of the coolant are determined by means of a pressure sensor and such pressure fluctuations, which have been defined as characteristic of a decay of boiling bubbles, as a beginning or, without countermeasures, in the short term pending boiling of the coolant are evaluated. Such a method may additionally comprise measures for reducing the temperature of the coolant in at least one section of the cooling system, in order to counteract the risk of boiling that has been detected. As a result of the rapid and sufficiently undisturbed spread of pressure fluctuations in the coolant resulting from the decomposition of boiling bubbles, it is possible to ascertain incipient boiling by means of the method also at locations which are located at a relevant distance from the pressure sensor used in the process. Unlike a determination of a risk of boiling based on a temperature sensor, therefore, there is no need to arrange this as close as possible to a particularly endangered for such boiling of the cooling system.
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Sieden eines Kühlmittels in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein zu automatisierten Durchführung eines solchen Verfahrens geeignetes Kühlsystem. Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Kühlsystem.The invention relates to a method for detecting boiling of a coolant in a cooling system of a motor vehicle as well as a cooling system suitable for automated implementation of such a method. The invention also relates to an internal combustion engine with such a cooling system.

Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel ein Kühlsystem auf, in dem ein flüssiges Kühlmittel mittels einer oder mehrerer Kühlmittelpumpen in mindestens einem Kühlkreis gepumpt wird und dabei Wärmeenergie von in den Kühlkreis integrierten Komponenten, insbesondere einem Verbrennungsmotor, aufnimmt. Diese Wärmeenergie wird anschließend in einem Kühlmittelkühler sowie zeitweise in einem Heizungswärmetauscher an die Umgebungsluft, im Fall des Heizungswärmetauschers an die zur Klimatisierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs vorgesehene Umgebungsluft, abgegeben.Internal combustion engines for motor vehicles generally have a cooling system in which a liquid coolant is pumped by means of one or more coolant pumps in at least one cooling circuit and thereby absorbs heat energy from integrated into the cooling circuit components, in particular an internal combustion engine. This heat energy is then delivered in a coolant radiator and temporarily in a heating heat exchanger to the ambient air, in the case of the heating heat exchanger to the ambient air provided for the air conditioning of the interior of the motor vehicle.

Im Betrieb eines solchen Kühlsystems muss ein Überhitzten des Kühlmittels vermieden werden, da dieses anderenfalls dauerhaft geschädigt werden könnte. Durch eine solche Schädigung wird die Funktionsfähigkeit des Kühlmittels, beispielsweise hinsichtlich des Korrosionsschutzes, negativ beeinflusst, so dass ein geschädigtes Kühlmittel zumindest mittel- bis langfristig auch zu vorzeitigen Schäden von Komponenten der Brennkraftmaschine führen kann.In the operation of such a cooling system, overheating of the coolant must be avoided, since otherwise it could be permanently damaged. By such damage, the functionality of the coolant, for example, in terms of corrosion protection, adversely affected, so that a damaged coolant can lead to premature damage of components of the internal combustion engine, at least in the medium to long term.

Zur Ermittlung der Temperatur des Kühlmittels und damit auch der Gefahr einer Überhitzung des Kühlmittels werden üblicherweise Temperatursensoren eingesetzt. Problematisch dabei ist, dass die Gefahr einer Überhitzung des Kühlmittels an bestimmten Stellen innerhalb des Kühlsystems, beispielsweise an einer definierten Stelle in einem Kühlkanal eines Verbrennungsmotors der Brennkraftmaschine, am größten ist. Für eine möglichst exakte Erkennung einer Überhitzungsgefahr ist die Positionierung eines Temperatursensors möglichst nah an einer solchen Stelle notwendig. Dies ist jedoch aus baulichen oder strömungstechnischen Gründen häufig nicht möglich, so dass die Erkennung einer Überhitzungsgefahr basierend auf den Messwerten von Temperatursensoren häufig ungenau ist.To determine the temperature of the coolant and thus the risk of overheating of the coolant temperature sensors are usually used. The problem with this is that the risk of overheating of the coolant at certain points within the cooling system, for example, at a defined point in a cooling passage of an internal combustion engine of the internal combustion engine, is greatest. For the most accurate detection of a risk of overheating, the positioning of a temperature sensor as close as possible to such a location is necessary. However, this is often not possible for structural or fluidic reasons, so that the detection of an overheating hazard based on the measured values of temperature sensors is often inaccurate.

Die DE 10 2011 076 098 A1 beschreibt ein Verfahren, durch das eine Überhitzung von Kühlmittel in einem Wärmetauscher, der in eine Abgasrückführleitung einer Brennkraftmaschine integriert ist, vermieden werden soll. Konkret umfasst die Brennkraftmaschine eine Hochdruck-Abgasrückführleitung und eine Niederdruck-Abgasrückführleitung, in die jeweils ein Wärmetauscher beziehungsweise Abgaskühler integriert ist. Bei Gefahr einer Kühlmittelüberhitzung wird zur Vermeidung derselben die Rate der Niederdruck-Abgasrückführung erhöht und diejenige der Hochdruck-Abgasrückführung gesenkt. Eine Kühlmittelüberhitzung soll dabei mittels eines Sensors, beispielsweise eines Temperatursensors, eines Drucksensors oder eines Dimensionssensors, der den Durchmesser einer Kühlmittelleitung misst, ermittelt werden können.The DE 10 2011 076 098 A1 describes a method by which overheating of coolant in a heat exchanger, which is integrated into an exhaust gas recirculation line of an internal combustion engine, should be avoided. Specifically, the internal combustion engine comprises a high-pressure exhaust gas recirculation line and a low-pressure exhaust gas recirculation line, in each of which a heat exchanger or exhaust gas cooler is integrated. At the risk of coolant overheating, the rate of low-pressure exhaust gas recirculation is increased and that of the high-pressure exhaust gas recirculation lowered to avoid the same. A coolant overheating should be able to be determined by means of a sensor, for example a temperature sensor, a pressure sensor or a dimension sensor, which measures the diameter of a coolant line.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, auf möglichst einfache Weise eine möglichst genaue Erkennung einer Überhitzungsgefahr für das Kühlmittel in einem Kühlsystem einer Brennkraftmaschine anzugeben.The invention had the object of demonstrating a way to specify as simple as possible the most accurate detection of an overheating hazard for the coolant in a cooling system of an internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein zur automatisierten Durchführung eines solchen Verfahrens geeignetes Kühlsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 8 und eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Kühlsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Kühlsystems sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by a method according to claim 1. A suitable for the automated implementation of such a method cooling system is the subject of claim 8 and an internal combustion engine with such a cooling system is the subject of claim 10. Advantageous embodiments of the inventive method and preferred embodiments of the cooling system according to the invention are objects of the other claims and / or emerge from the following description of the invention.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, dass sich ein Sieden von Kühlmittel in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs anhand von Gasblasen ankündigt, die kurzfristig nach ihrer Entstehung wieder zerfallen. Die bei diesem Zerfallen entstehenden Druckschwankungen, die sich von dem Ort des Zerfalls der Gasblasen ausbreiten, können in vorteilhafter Weise mittels mindestens eines Drucksensors erfasst und hinsichtlich dieses Ereignisses ausgewertet werden. Der ermittelte Zerfall dieser Gasblasen kann dann mit der anstehenden Gefahr eines Siedens des Kühlmittels gleichgesetzt werden, was ermöglicht, unmittelbar Maßnahmen zu treffen, um die Kühlmitteltemperatur und damit die Siedegefahr zu senken, insbesondere auch beschränkt auf einen Abschnitt des Kühlsystems, dem der für die Ermittlung genutzte Drucksensor zugeordnet ist.The invention is based on the idea that a boiling of coolant in a cooling system of a motor vehicle announces itself on the basis of gas bubbles, which decay shortly after their formation again. The pressure fluctuations that arise during this decay, which propagate from the location of the disintegration of the gas bubbles, can be detected in an advantageous manner by means of at least one pressure sensor and evaluated with regard to this event. The determined decay of these gas bubbles can then be equated with the imminent risk of boiling of the coolant, which makes it possible to take immediate measures to lower the coolant temperature and thus the risk of boiling, in particular limited to a portion of the cooling system, that of the determination used pressure sensor is assigned.

Dementsprechend ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum (Früh-)Erkennen von Sieden eines (flüssigen) Kühlmittels in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Kühlsystem einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs, vorgesehen, bei dem mittels eines Drucksensors Druckschwankungen des Kühlmittels ermittelt und solche Druckschwankungen, die als charakteristisch für einen Zerfall von Siedeblasen (vorab) definiert wurden, als ein beginnendes oder, ohne Gegenmaßnahmen, kurzfristig anstehende Sieden des Kühlmittels gewertet werden. Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren kann ergänzend Maßnahmen zur Senkung der Temperatur des Kühlmittels in zumindest einem Abschnitt des Kühlsystems umfassen, um der erkannten Siedegefahr entgegenzuwirken. Solche Maßnahmen können beispielsweise eine Erhöhung des Mengenstroms des Kühlmittels in dem Kühlsystem insgesamt oder in einem bestimmten Abschnitt davon mittels einer Erhöhung der Förderleistung einer Kühlmittelpumpe oder mittels der Einstellung einer entsprechenden Stellung eines oder mehrerer Ventile zur Verteilung des Kühlmittels in verschiedenen Abschnitten des Kühlsystems sein. Insbesondere kann dazu auch vorgesehen sein, einen größeren Teil und gegebenenfalls das gesamte Kühlmittel über einen Kühlmittelkühler zu führen, um dieses in einem Maß, das für das Verhindern eines in schädlichem Umfang erfolgenden Siedens ausreichend ist, zu kühlen.Accordingly, the invention provides a method for (early) detecting boiling of a (liquid) coolant in a cooling system of a motor vehicle, in particular a cooling system of an internal combustion engine of the motor vehicle, is determined in which by means of a pressure sensor pressure fluctuations of the coolant and those pressure fluctuations that are characteristic were defined for a decay of boiling bubbles (in advance), as an incipient or, without countermeasures, short term boiling of the coolant are considered. Such a method according to the invention can additionally comprise measures for lowering the temperature of the coolant in at least one section of the cooling system, in order to prevent the coolant from flowing counteract recognized boiling risk. Such measures may be, for example, an increase in the flow rate of the coolant in the cooling system as a whole or in a certain portion thereof by increasing the flow rate of a coolant pump or by adjusting a corresponding position of one or more valves for distributing the coolant in different portions of the cooling system. In particular, it may also be intended to guide a larger part and possibly all the coolant over a coolant cooler in order to cool it to an extent which is sufficient for preventing harmful boiling.

Infolge der zügigen und ausreichend ungestörten Ausbreitung der aus einem Zerfall von Siedeblasen resultierenden Druckschwankungen in dem Kühlmittel ist es möglich, ein beginnendes Sieden mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens auch an solchen Stellen zu ermitteln, die in einer relevanten Entfernung von dem dabei eingesetzten Drucksensor angeordnet sind. Anders als bei einer Ermittlung einer Siedegefahr basierend auf einem Temperatursensor besteht folglich nicht die Notwendigkeit, diesen möglichst nahe an einer für ein solches Sieden besonders gefährdeten Stelle des Kühlsystems anzuordnen.As a result of the rapid and sufficiently undisturbed spread of the pressure fluctuations in the coolant resulting from a decomposition of boiling bubbles, it is possible to ascertain incipient boiling by means of a method according to the invention also at locations which are arranged at a relevant distance from the pressure sensor used in the process. Unlike a determination of a risk of boiling based on a temperature sensor, therefore, there is no need to arrange this as close as possible to a particularly endangered for such boiling of the cooling system.

Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem für insbesondere ein Kraftfahrzeug und insbesondere eine Brennkraftmaschine eines solchen Kraftfahrzeugs umfasst zumindest eine (erste) Kühlmittelpumpe, einen (ersten) Kühlmittelkühler und eine (erste) Wärmequelle, die über Kühlmittelleitungen mit einem darin enthaltenen Kühlmittel fluidleitend miteinander verbundenen sind. Weiterhin ist ein (erster) Drucksensor vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, Druckschwankungen des Kühlmittels (direkt oder indirekt) zu messen, sowie eine mit dem (ersten) Drucksensor signalübertragend verbundene Auswertevorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass diese automatisiert ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen kann.An inventive cooling system for in particular a motor vehicle and in particular an internal combustion engine of such a motor vehicle comprises at least one (first) coolant pump, a (first) coolant radiator and a (first) heat source, which are fluidly connected to each other via coolant lines with a coolant contained therein. Furthermore, a (first) pressure sensor is provided, which is adapted to measure pressure fluctuations of the coolant (directly or indirectly), as well as an evaluation device which is signal-transmitting connected to the (first) pressure sensor and is designed such that it can automatically carry out a method according to the invention ,

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Überschreiten eines Grenzwerts für die Amplitude der Druckschwankungen als Sieden des Kühlmittels gewertet wird. Dieser Grenzwert kann beispielsweise 50 mbar betragen, wobei die Amplitude sowohl ein positives als auch negatives Vorzeichen aufweisen kann.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, it can be provided that an exceeding of a limit value for the amplitude of the pressure fluctuations is regarded as boiling of the coolant. This limit may be, for example, 50 mbar, wherein the amplitude may have both a positive and a negative sign.

Ein für die Verwendung bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeigneter Drucksensor ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine relativ hohe Abtastrate von insbesondere mindestens 50 Hz oder mindestens 75 Hz oder mindestens 100 Hz aufweist. Dadurch wird insbesondere ermöglicht, die Amplituden der typischerweise relativ hochfrequenten Druckschwankungen beziehungsweise Druckschwingungen, die aus einem Zerfall von Gas- beziehungsweise Siedeblasen in dem Kühlmittel eines Kühlsystems resultieren, auch tatsächlich isoliert zu erfassen. Zu träge abgetastete Drucksensoren würden dagegen wegen der Schwankungen des Drucks um Mittelwerte eine präzise Erfassung der einzelnen Amplituden nicht ermöglichen, sondern vielmehr mehrere Druckschwingungen mitteln, wodurch das Ermittlungsergebnis negativ beeinflusst werden könnte.A pressure sensor particularly suitable for use in carrying out a method according to the invention is characterized in that it has a relatively high sampling rate of, in particular, at least 50 Hz or at least 75 Hz or at least 100 Hz. This makes it possible in particular to detect the amplitudes of the typically relatively high-frequency pressure fluctuations or pressure oscillations which result from a disintegration of gas or boiling bubbles in the coolant of a cooling system, in fact isolated. On the other hand, too sluggishly sampled pressure sensors would not allow accurate detection of the individual amplitudes because of variations in pressure around averages, but rather average a number of pressure oscillations, which could adversely affect the detection result.

Vorzugsweise ist im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens die Verwendung eines Drucksensors vorgesehen, der direkt von dem Kühlmittel beaufschlagt ist und dadurch auch unmittelbar Druckschwankungen des Kühlmittels erfassen kann. Dadurch kann eine besonders hohe Ermittlungsgenauigkeit realisiert werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, Körper- oder Luftschwingungen, die direkt oder indirekt durch die Druckschwankungen des Kühlmittels angeregt wurden, mittels des Drucksensors zu erfassen.Preferably, the use of a pressure sensor is provided as part of a method according to the invention, which is acted upon directly by the coolant and thereby can also detect pressure fluctuations of the coolant directly. As a result, a particularly high detection accuracy can be realized. Alternatively, however, it is also possible to detect body or air vibrations, which were directly or indirectly excited by the pressure fluctuations of the coolant, by means of the pressure sensor.

Weiterhin bevorzugt kann die Verwendung eines Drucksensors vorgesehen sein, der einem Kühlkanal eines in das Kühlsystem eingebundenen Verbrennungsmotors (z.B. ein Dieselmotor oder ein Ottomotor oder eine Kombination daraus, d.h. z.B. ein Verbrennungsmotor mit homogener Kompressionszündung) oder einem Kühlkanal eines in das Kühlsystem eingebundenen Abgasturboladers oder einem Ladeluftkühler oder einem AGR-Kühler einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zugeordnet ist, da in diesen Abschnitten beziehungsweise Komponenten des Kühlsystems erfahrungsgemäß Stellen mit besonders hoher lokaler Siedegefahr für das Kühlmittel existieren. Sofern, was ebenfalls möglich ist, mehrere Drucksensoren erfindungsgemäß eingesetzt werden, so können diese insbesondere mehreren oder allen der genannten Abschnitte/Komponenten zugeordnet sein. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Drucksensoren Komponenten zugeordnet sind, die Teile von verschiedenen, voneinander separierten Teilkühlsystemen, beispielsweise einem Hochtemperaturkühlsystem und einem Niedertemperaturkühlsystem, sind. Dementsprechend können die bereits genannten Komponenten Teile eines ersten Teilkühlsystems sein, das von einem zweiten Teilkühlsystem separiert ist, wobei das zweite Teilkühlsystem zumindest eine zweite Kühlmittelpumpe, einen zweiten Kühlmittelkühler und eine zweite Wärmequelle, die über Kühlmittelleitungen mit einem darin enthaltenen Kühlmittel verbundenen sind, und das weiterhin einen zweiten Drucksensor umfasst, wobei der zweite Drucksensor mit einer (anderen) oder der(selben) Auswertevorrichtung signalübertragend verbunden ist, die derart ausgebildet ist, dass diese (ebenfalls) automatisiert ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen kann.Further preferably, the use of a pressure sensor may be provided which is a cooling channel of an integrated into the cooling system internal combustion engine (eg a diesel engine or a gasoline engine or a combination thereof, ie, for example, a combustion engine with homogeneous compression ignition) or a cooling channel of an integrated in the cooling system exhaust gas turbocharger or a charge air cooler or an EGR cooler of an internal combustion engine according to the invention is assigned, since experience exists in these sections or components of the cooling system according to points with high local boiling risk for the coolant. If, as is also possible, a plurality of pressure sensors are used according to the invention, they may in particular be assigned to several or all of the named sections / components. It can also be provided that a plurality of pressure sensors are associated with components that are parts of different, separate subcooling systems, such as a high-temperature cooling system and a low-temperature cooling system. Accordingly, the aforementioned components may be parts of a first subcooling system separated from a second subcooling system, the second subcooling system having at least a second coolant pump, a second coolant radiator and a second heat source connected via coolant lines to a coolant therein Furthermore, a second pressure sensor comprises, wherein the second pressure sensor with a (other) or the (same) evaluation device is connected signal-transmitting, which is designed such that this (also) automatically run a method according to the invention.

Als „Zuordnung“ des oder eines Drucksensors zu einem Abschnitt oder einer Komponente des Kühlsystems wird verstanden, dass dieser derart in der Nähe dieses Abschnitts oder dieser Komponente angeordnet ist, dass die von diesem erfassten Druckschwankungen dem in diesem Abschnitt oder in dieser Komponente enthaltenen Kühlmittel zugeordnet werden können. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Drucksensor innerhalb dieses Abschnitts oder innerhalb dieser Komponente oder unmittelbar, d.h. ohne dazwischenliegende Funktionskomponente des Kühlsystems, stromauf oder stromab davon (bezogen auf die vorgesehene Durchströmungsrichtung) angeordnet ist. As "allocation" of the or a pressure sensor to a portion or a component of the cooling system is understood that it is arranged in the vicinity of this section or component, that the pressure fluctuations detected by this associated with the coolant contained in this section or in this component can be. In this case, provision may be made in particular for the pressure sensor to be arranged within this section or within this component or directly, ie without any intervening functional component of the cooling system, upstream or downstream thereof (relative to the intended flow direction).

Als „Funktionskomponente“ des Kühlsystems werden Komponenten verstanden, deren Funktion über das ausschließliche Führen des Kühlmittels (wie in einer Kühlmittelleitung) hinausgeht. Insbesondere können solche Funktionskomponenten des Kühlsystems einer Förderung, wie bei einer Kühlmittelpumpe, einer bedarfsgerechten Steuerung, wie beispielsweise bei einem Ventil oder einer komplexeren Verteilvorrichtung, oder einem funktional gewollten Wärmeübergang, wie in einem Kühler beziehungsweise Wärmetauscher, dienen.The "functional component" of the cooling system is understood to be components whose function goes beyond the exclusive routing of the coolant (as in a coolant line). In particular, such functional components of the cooling system can be used for conveying, as in the case of a coolant pump, demand-controlled control, for example in the case of a valve or a more complex distribution device, or a functionally desired heat transfer, such as in a cooler or heat exchanger.

Als „separierte“ oder „separate“ Ausbildung der Teilkühlsysteme wird verstanden, dass diese keinen integralen Abschnitt, d.h. keinen Abschnitt, der sowohl Teil eines Kühlkreises des einen Teilkühlsystems als auch Teil eines Kühlkreises des anderen Teilkühlsystems ist, umfassen. Die separierten Teilkühlsysteme können dabei jedoch mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter, insbesondere über jeweils mindestens eine Ausgleichsleitung sowie jeweils mindestens eine Entlüftungsleitung, indirekt verbunden sein.As a "separate" or "separate" design of the subcooling systems is meant that this no integral portion, i. no section which is both part of a cooling circuit of the one partial cooling system and part of a cooling circuit of the other partial cooling system include. The separated partial cooling systems can, however, be indirectly connected to a common expansion tank, in particular via at least one compensation pipe and in each case at least one ventilation pipe.

Als „Ausgleichsbehälter“ wird dabei ein Reservoir für das Kühlmittel des Kühlsystems verstanden, das dazu dient, insbesondere temperaturbedingte Ausdehnungen des Kühlmittels durch eine Veränderung des Füllstands des Kühlmittels in dem Ausgleichsbehälter auszugleichen. Dazu kann ein solcher Ausgleichsbehälter insbesondere teilweise mit dem Kühlmittel und teilweise mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt sein. Eine dazugehörige Entlüftungsleitung kann vorzugsweise in einen Abschnitt des Ausgleichsbehälters münden, in dem das Gas vorhanden ist, während eine dazugehörige Ausgleichsleitung in einen das Kühlmittel aufnehmenden Abschnitt mündet, um ein Überströmen von Kühlmittel zwischen den Teilkühlsystemen und dem Ausgleichsbehälter mit dem primären Ziel der Kompensation einer temperaturbedingten Ausdehnung des Kühlmittels, gegebenenfalls auch für ein erstmaliges oder im Rahmen von Wartungstätigkeiten vorgesehenes Befüllen der Kühlsysteme mit dem Kühlmittel, zu ermöglichen.In this case, a "reservoir" for the coolant of the cooling system is understood to be a "reservoir", which serves in particular to compensate for temperature-induced expansions of the coolant by changing the fill level of the coolant in the reservoir. For this purpose, such a surge tank may be partially filled in particular with the coolant and partly with a gas, in particular air. An associated vent line may preferably open into a portion of the surge tank in which the gas is present, while an associated compensation line opens into a coolant receiving portion to an overflow of coolant between the partial cooling systems and the surge tank with the primary aim of compensation of a temperature Allow expansion of the coolant, possibly for a first or during maintenance activities provided filling the cooling systems with the coolant.

Sofern der oder ein Drucksensor einem Kühlkanal des Verbrennungsmotors zugeordnet ist, kann es sich hierbei insbesondere um einen Kühlkanal eines Zylindergehäuses des Verbrennungsmotors handeln, da für den Betrieb eines erfindungsgemäßen, einen Verbrennungsmotor umfassenden Kühlsystems vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass zumindest zeitweise eine Durchströmung des Kühlkanals des Zylindergehäuses des Verbrennungsmotors unterbunden ist, so dass dann Kühlmittel innerhalb des Zylindergehäuses steht beziehungsweise nicht oder nur in einem äußerst geringen Maße strömt. Der damit verbundene Vorteil liegt in der Möglichkeit einer vorteilhaften Temperierung des Zylindergehäuses, insbesondere mit dem Ziel eines möglichst schnellen Aufwärmens des Zylindergehäuses nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors. Ein damit verbundenes Problem kann jedoch in der relativ hohen lokalen Siedegefahr infolge des stehenden Kühlmittels liegen. Sofern eine solche Sidegefahr basierend auf einem erfindungsgemäßen Verfahren erkannt worden ist, kann als Gegenmaßnahme beispielsweise eine zumindest geringfügige Durchströmung des Kühlkanals zugelassen werden.If the or a pressure sensor is assigned to a cooling channel of the internal combustion engine, this can be, in particular, a cooling channel of a cylinder housing of the internal combustion engine, since for the operation of a cooling system according to the invention comprising an internal combustion engine it can preferably be provided that at least at times a flow through the cooling channel of the Cylinder housing of the internal combustion engine is prevented, so that then coolant is within the cylinder housing or not or flows only to an extremely small extent. The associated advantage lies in the possibility of advantageous temperature control of the cylinder housing, in particular with the aim of warming up the cylinder housing as quickly as possible after a cold start of the internal combustion engine. An associated problem, however, may be the relatively high local boiling hazard due to the standing coolant. If such a side danger has been recognized based on a method according to the invention, as a countermeasure, for example, an at least slight flow through the cooling channel can be permitted.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kühlsystem und insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, die vorzugsweise zur Erzeugung einer Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um ein radbasiertes und nicht schienengebundenes Kraftfahrzeug (vorzugsweise ein PKW oder ein LKW) handeln.The invention also relates to a motor vehicle with a cooling system according to the invention and in particular with an internal combustion engine according to the invention, which is preferably provided for generating a traction drive power for the motor vehicle. The motor vehicle may in particular be a wheel-based and non-rail-bound motor vehicle (preferably a car or a truck).

Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.The indefinite articles ("a", "an", "an" and "an"), in particular in the patent claims and in the description generally describing the claims, are to be understood as such and not as numerical words. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, jeweils in vereinfachter Darstellung:

  • 1: ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug;
  • 2: eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kühlsystems;
  • 3: eine zweite Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kühlsystems; und
  • 4: ein Diagramm zur Verdeutlichung der Veränderung des Druckverlaufs in Kühlmittel bei beginnendem Sieden.
The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. In the drawings shows, in a simplified representation:
  • 1 a motor vehicle according to the invention;
  • 2 a first embodiment of a cooling system according to the invention;
  • 3 a second embodiment of a cooling system according to the invention; and
  • 4 : a diagram to illustrate the change in the pressure curve in coolant at the beginning of boiling.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem Kühlsystem 1, das eine Brennkraftmaschine umfasst. The 1 shows a motor vehicle according to the invention with a cooling system 1 that includes an internal combustion engine.

Die Brennkraftmaschine kann gemäß den 2 und 3 einen Verbrennungsmotor 2 in Form eines Hubkolbenmotors, der in einem Zylindergehäuse 3 eine Mehrzahl von Zylindern 4 ausbildet, umfassen. Die Zylinder 4 begrenzen gemeinsam mit darin auf und ab geführten Kolben (nicht dargestellt) und einem Zylinderkopf 5 Brennräume, in denen Frischgas (hauptsächlich Luft) gemeinsam mit Kraftstoff verbrannt wird, wodurch die Kolben zyklisch auf und ab bewegt werden. Diese Bewegungen der Kolben werden in bekannter Weise auf eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) übertragen und diese dadurch rotierend angetrieben. Über ein nicht dargestelltes manuelles oder automatisches Schaltgetriebe kann eine solche rotierende Bewegung der Kurbelwelle auf angetriebene Räder 6 des Kraftfahrzeugs übertragen werden, wodurch eine Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug bereitgestellt wird.The internal combustion engine can according to the 2 and 3 an internal combustion engine 2 in the form of a reciprocating engine, in a cylinder housing 3 a plurality of cylinders 4 trains include. The cylinders 4 limit together with it up and down guided piston (not shown) and a cylinder head 5 Combustion chambers in which fresh gas (mainly air) is combusted together with fuel, causing the pistons to be cyclically moved up and down. These movements of the piston are transmitted in a known manner to a crankshaft (not shown) and thereby driven in rotation. About an unillustrated manual or automatic transmission, such a rotating movement of the crankshaft to driven wheels 6 the motor vehicle are transmitted, whereby a traction drive power is provided for the motor vehicle.

Die Brennkraftmaschine beziehungsweise Komponenten davon sind gemäß den 2 und 3 in das Kühlsystem 1 integriert, das jeweils ein erstes Teilkühlsystem 7 (Hauptkühlsystem) und ein zweites Teilkühlsystem 8 (Nebenkühlsystem) umfasst.The internal combustion engine or components thereof are according to the 2 and 3 in the cooling system 1 integrated, each a first partial cooling system 7 (Main cooling system) and a second partial cooling system 8th (Secondary cooling system).

Das Hauptkühlsystem 7 des Kühlsystems 1 gemäß der 3 dient einer Kühlung des Verbrennungsmotors 2, von Motoröl zur Schmierung des Verbrennungsmotors 2, von (Getriebe-)ÖI eines dem Verbrennungsmotor 2 zugeordneten Schaltgetriebes (nicht dargestellt), eines Abgasturboladers 9, insbesondere eines Lagerstuhls des Abgasturboladers 9, sowie von Abgas, das über eine Abgasrückführleitung (nicht dargestellt) von einem Abgasstrang (nicht dargestellt) zu einem Frischgasstrang (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine rückgeführt wird. Das Hauptkühlsystem 7 umfasst hierzu Kühlkanäle 10, 11 des Zylindergehäuses 3 und des Zylinderkopfs 5, einen Motorölkühler 12, einen Getriebeölkühler 13 (mit zugeordnetem Thermostatventil), einen Kühlkanal des Abgasturboladers 9, einen Kühlkanal 14 in einem in die Abgasrückführleitung integrierten AGR-Ventil (nicht dargestellt) sowie einen ebenfalls in die Abgasrückführleitung integrierten AGR-Kühler 15. Weiterhin umfasst das Hauptkühlsystem 7 einen Kühlmittelkühler 16, zwei Kühlmittelpumpen 17, 18 sowie einen Heizungswärmetauscher 19. Der bedarfsweise mittels eines dazugehörigen Kühlerbypasses 20 umgehbare Kühlmittelkühler 16 dient dazu, das diesen durchströmende Kühlmittel durch den Übergang von Wärmeenergie auf Umgebungsluft, die den Kühlmittelkühler 16 ebenfalls durchströmt, zu kühlen. Der Heizungswärmetauscher 19 dient dagegen dazu, bei Bedarf Umgebungsluft, die zur Klimatisierung eines Innenraums des die Brennkraftmaschine umfassenden Kraftfahrzeugs vorgesehene Luft aufzuwärmen und dadurch zu temperieren. Von den zwei Kühlmittelpumpen 17, 18 des Hauptkühlsystems 7 ist eine als Hauptkühlmittelpumpe 17 vorgesehen, die entweder elektromotorisch oder, vorzugsweise, direkt oder indirekt von einer Abtriebswelle (insbesondere der Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 2, d.h. mechanisch, angetrieben sein kann. Auch bei einem solchen mechanischen Antrieb der Hauptkühlmittelpumpe 17 kann diese hinsichtlich der spezifischen (d.h. jeweils auf die Antriebsdrehzahl bezogenen) Förderleistung steuerbar oder regelbar sowie zudem abschaltbar (d.h. dann trotz Drehantriebs ohne relevante Förderleistung erzeugend) ausgebildet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass im abgeschalteten Zustand der Hauptkühlmittelpumpe 17 deren Durchströmung verhindert oder ermöglicht ist. Die zweite (Zusatz-)Kühlmittelpumpe 18 des Hauptkühlsystems 7 ist dagegen elektromotorisch angetrieben.The main cooling system 7 of the cooling system 1 according to the 3 serves to cool the internal combustion engine 2 , of engine oil for lubrication of the internal combustion engine 2 , from (gearbox) oil of an internal combustion engine 2 associated gearbox (not shown), an exhaust gas turbocharger 9 , in particular a bearing block of the exhaust gas turbocharger 9 , as well as exhaust gas, which is returned via an exhaust gas recirculation line (not shown) from an exhaust line (not shown) to a fresh gas line (not shown) of the internal combustion engine. The main cooling system 7 includes cooling channels 10 . 11 of the cylinder housing 3 and the cylinder head 5 , a motor oil cooler 12 , a transmission oil cooler 13 (with associated thermostatic valve), a cooling channel of the exhaust gas turbocharger 9 , a cooling channel 14 in an EGR valve (not shown) integrated into the exhaust gas recirculation line and also an EGR cooler also integrated in the exhaust gas recirculation line 15 , Furthermore, the main cooling system includes 7 a coolant cooler 16 , two coolant pumps 17 . 18 and a heating heat exchanger 19 , The if necessary by means of an associated radiator bypass 20 bypassable coolant cooler 16 serves to the coolant flowing through this by the transition of heat energy to ambient air, the coolant cooler 16 also flows through, to cool. The heating heat exchanger 19 on the other hand serves, if necessary, ambient air to warm the air provided for the air conditioning of an interior of the motor vehicle comprising the internal combustion engine and thereby to temper. Of the two coolant pumps 17 . 18 of the main cooling system 7 is one as main coolant pump 17 provided, either by electric motor or, preferably, directly or indirectly from an output shaft (in particular the crankshaft) of the internal combustion engine 2 ie mechanically, can be driven. Even with such a mechanical drive of the main coolant pump 17 This can be controlled in terms of the specific (ie in each case based on the drive speed) delivery or controllable and also switched off (ie, then despite rotating drive generating without relevant capacity). It can be provided that in the switched-off state of the main coolant pump 17 whose flow is prevented or made possible. The second (additional) coolant pump 18 of the main cooling system 7 is driven by an electric motor.

Eine Verteilung des von den Kühlmitttelpumpen 17, 18 des Hauptkühlsystems 7 geförderten Kühlmittels auf verschiedene Kühlkreise des Hauptkühlsystems 7 wird bedarfsgerecht mittels einer Verteilvorrichtung 21 gesteuert, die von einer Steuerungsvorrichtung 22 der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist.A distribution of the from the coolant pumps 17 . 18 of the main cooling system 7 conveyed coolant to different cooling circuits of the main cooling system 7 is required by means of a distributor 21 controlled by a control device 22 the internal combustion engine is controlled.

Die konkrete Funktionsweise des Hauptkühlsystems 7 ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht von zentraler Bedeutung, so dass diesbezüglich auf eine detailliertere Erläuterung verzichtet wird.The concrete functioning of the main cooling system 7 is not central to the understanding of the present invention, so that a more detailed explanation thereof will be omitted.

Das Nebenkühlsystem 8 dient einer Kühlung des mittels eines Verdichters des Abgasturboladers 9 aufgeladenen Frischgases (Ladeluft), das dem Verbrennungsmotor 2 über den Frischgasstrang zugeführt wird, sowie einer Dosiervorrichtung 23, die einem in den Abgasstrang integrierten SCR-Katalysator (nicht dargestellt) zugeordnet ist und die zum Einbringen eines Reduktionsmittels in das Abgas mit dem Ziel einer Stickoxidreduktion dient. Ein Ladeluftkühler 24, der zur Kühlung der dem Verbrennungsmotor zuzuführenden Ladeluft, d.h. des mittels des Verdichters des Abgasturboladers verdichteten Frischgases, vorgesehen ist und ein zur Kühlung der Dosiervorrichtung 23 vorgesehener Kühlkanal sind in parallele Stränge eines Kühlkreises des Nebenkühlsystems 8 integriert. Weiterhin ist in diesen Kühlkreis (in demjenigen Abschnitt, der nicht in die zwei Stränge aufgeteilt ist) eine elektromotorisch antreibbare Kühlmittelpumpe 25 sowie ein Kühlmittelkühler 26, der der Rückkühlung des den Kühlkreis des Nebenkühlsystems 8 durchströmenden Kühlmittels durch einen Übergang von Wärmeenergie auf Umgebungsluft, die den Kühlmittelkühler 26 ebenfalls durchströmt, dient, integriert. Auch der Kühlmittelkühler 26 des Nebenkühlsystems 8 ist mittels eines Kühlerbypasses 27 umgehbar, wobei eine Aufteilung von Kühlmittel, das das Nebenkühlsystem 8 durchströmt, auf entweder den Kühlmittelkühler 26 oder den dazugehörigen Kühlerbypass 27 mittels eines Steuerventils 28, das mittels der Steuerungsvorrichtung 22 ansteuerbar ist, veränderbar ist.The secondary cooling system 8th serves to cool the means of a compressor of the exhaust gas turbocharger 9 charged fresh gas (charge air), the internal combustion engine 2 is supplied via the fresh gas train, and a metering device 23 , which is associated with an integrated into the exhaust line SCR catalyst (not shown) and which serves for introducing a reducing agent into the exhaust gas with the aim of a nitrogen oxide reduction. A charge air cooler 24 , which is provided for cooling the charge air to be supplied to the internal combustion engine, ie the fresh gas compressed by means of the compressor of the exhaust gas turbocharger, and a cooling device for the dosing device 23 provided cooling channel are in parallel strands of a cooling circuit of the secondary cooling system 8th integrated. Further, in this cooling circuit (in the portion which is not divided into the two strands) is an electric motor driven coolant pump 25 and a coolant cooler 26 , which is the re-cooling of the cooling circuit of the secondary cooling system 8th flowing coolant through a transition of heat energy to ambient air, the coolant radiator 26 also flows through, serves, integrated. Also the coolant cooler 26 of the secondary cooling system 8th is by means of a radiator bypass 27 bypassable, with a breakdown of Coolant, which is the secondary cooling system 8th flows through, on either the coolant radiator 26 or the associated radiator bypass 27 by means of a control valve 28 , by means of the control device 22 is controllable, is changeable.

Die Temperatur des Kühlmittels kann während eines regulären Betriebs der Brennkraftmaschine in dem Hauptkühlsystem 7 zumindest abschnittsweise deutlich höher als in dem Nebenkühlsystem 8 sein, so dass ersteres auch als Hochtemperaturkühlsystem und letzteres als Niedertemperaturkühlsystem bezeichnet werden kann.The temperature of the coolant may during a regular operation of the internal combustion engine in the main cooling system 7 at least in sections significantly higher than in the secondary cooling system 8th so that the former can also be referred to as a high-temperature cooling system and the latter as a low-temperature cooling system.

Sowohl dem Kühlmittelkühler 16 des Hauptkühlsystems 7 als auch dem Kühlmittelkühler 26 des Nebenkühlsystems 8 ist ein (gemeinsames) Gebläse 29 zugeordnet, das bedarfsweise in Betrieb genommen werden kann, um die Kühlleistung der Kühlmittelkühler 16, 26 zu erhöhen beziehungsweise zu beeinflussen.Both the coolant cooler 16 of the main cooling system 7 as well as the coolant cooler 26 of the secondary cooling system 8th is a (common) blower 29 assigned, which can be put into operation, if necessary, to the cooling capacity of the coolant radiator 16 . 26 to increase or influence.

Die Teilkühlsysteme 7, 8 umfassen weiterhin einen Ausgleichsbehälter 30, der teilweise mit dem Kühlmittel und teilweise mit Luft gefüllt ist. Über eine Verbindungsleitung 31, die aus einem das Kühlmittel aufnehmenden (unteren) Abschnitt des Ausgleichsbehälters 30 abgeht, ist der Ausgleichsbehälter 30 sowohl mit dem Hauptkühlsystem 7 als auch mit dem Nebenkühlsystem 8 fluidleitend verbunden. Weiterhin verbinden Entlüftungsleitungen 32 mit darin integrierten Rückschlagventilen 33 den die Luft aufnehmenden (oberen) Abschnitt des Ausgleichsbehälters 30 mit verschiedenen Abschnitten des Hauptkühlsystems 7 und mit dem Nebenkühlsystem 8.The partial cooling systems 7 . 8th further comprise a surge tank 30 partially filled with the coolant and partly with air. Via a connecting line 31 consisting of a coolant receiving (lower) portion of the expansion tank 30 go, is the expansion tank 30 both with the main cooling system 7 as well as with the secondary cooling system 8th fluidly connected. Furthermore connect vent lines 32 with integrated check valves 33 the air intake (upper) section of the expansion tank 30 with different sections of the main cooling system 7 and with the secondary cooling system 8th ,

Das in der 3 dargestellte Kühlsystem unterscheidet sich von demjenigen gemäß der 2 im Wesentlichen ausschließlich in der unterschiedlichen Ausgestaltung der Verteilvorrichtung 21 sowie der Stellvorrichtung, mittels der eine bedarfsgerechte Aufteilung des das jeweilige Nebenkühlsystem 8 durchströmenden Kühlmittels auf den Kühlmittelkühler 26 und den dazugehörigen Kühlerbypass 27 realisiert wird. Hierzu ist bei dem Kühlsystem gemäß der 3 anstelle des Steuerventils 28 ein selbsttätig regelndes Thermostatventil 34 vorgesehen. Bei dem Kühlsystem gemäß der 3 ist zudem der Abgasturbolader 9 nicht in dieses integriert. Für diesen ist keine Kühlung durch das Kühlmittel des Kühlsystems vorgesehen.That in the 3 illustrated cooling system differs from that according to the 2 essentially exclusively in the different embodiment of the distribution device 21 and the adjusting device, by means of a needs-based distribution of the respective auxiliary cooling system 8th flowing coolant on the coolant radiator 26 and the associated radiator bypass 27 is realized. For this purpose, in the cooling system according to the 3 instead of the control valve 28 a self-regulating thermostatic valve 34 intended. In the cooling system according to the 3 is also the exhaust gas turbocharger 9 not integrated into this. For this cooling is not provided by the coolant of the cooling system.

Dem Kühlkanal 10 des Zylindergehäuses 3, dem Kühlkanal 11 des Zylinderkopfs 5, dem Kühlkanal des Abgasturboladers 9, dem AGR-Kühler 15 und dem Ladeluftkühler 24 ist jeweils ein Drucksensor 35 zugeordnet, der jeweils derart eingerichtet ist, dass mittels diesem hochfrequente Schwankungen beziehungsweise Schwingungen des Drucks des Kühlmittels im Bereich dieser Komponenten ermittelt werden können. Die Messsignale dieser Drucksensoren 35 werden an die Steuerungsvorrichtung 22 übermittelt, die in einer Funktion als Auswertevorrichtung 22 aus den gemessenen Druckschwankungen jeweils ermittelt, ob eine Siedegefahr des in diesen Komponenten enthaltenen Kühlmittels gegeben ist. Dabei vergleicht die Auswertevorrichtung 22 die ermittelten Druckschwankungen mit solchen, die als charakteristisch für einen Zerfall von Siedeblasen definiert sind. Wird eine Übereinstimmung festgestellt, so wird auf ein beginnendes Sieden beziehungsweise auf eine anstehende Siedegefahr geschlossen und durch eine entsprechende Ansteuerung zumindest eines der von der Steuerungsvorrichtung 22 ansteuerbaren Komponenten des Kühlsystems die Temperatur desjenigen Kühlmittels gesenkt, das anschließend im weiteren Betrieb des Kühlsystems diejenige Komponente, für die eine Siedegefahr festgestellt wurde, durchströmen wird.The cooling channel 10 of the cylinder housing 3 , the cooling channel 11 of the cylinder head 5 , the cooling channel of the exhaust gas turbocharger 9 , the EGR cooler 15 and the intercooler 24 is each a pressure sensor 35 assigned, which is in each case arranged such that by means of this high-frequency fluctuations or oscillations of the pressure of the coolant in the range of these components can be determined. The measuring signals of these pressure sensors 35 are sent to the control device 22 transmitted in a function as an evaluation device 22 determined in each case from the measured pressure fluctuations, whether a boiling risk of the coolant contained in these components is given. The evaluation device compares 22 the determined pressure fluctuations with those that are defined as characteristic of a disintegration of boiling bubbles. If a match is found, it is concluded that there is a start of boiling or an impending boiling risk, and by a corresponding activation of at least one of the control device 22 drivable components of the cooling system, the temperature of that coolant lowered, which will then flow through the further operation of the cooling system that component for which a boiling risk has been found.

Die 4 verdeutlicht dies anhand eines beispielhaften Messverlaufs für einen der Drucksensoren 35. Zu erkennen ist, dass bei einem anfänglichen Sieden Schwankungen des Drucks p des Kühlmittels auftreten, deren Amplituden deutlich größer sind, als dies mittels der hochfrequent (100 HZ) abgetasteten Drucksensoren 35 für Kühlmittel ermittelt wird, das keine Siedeerscheinungen aufweist.The 4 clarifies this with reference to an exemplary measurement history for one of the pressure sensors 35 , It can be seen that at an initial boiling fluctuations of the pressure p of the coolant occur whose amplitudes are significantly greater than that by means of high-frequency (100 HZ) sampled pressure sensors 35 is determined for coolant that has no boiling phenomena.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kühlsystemcooling system
22
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
33
Zylindergehäusecylinder housing
44
Zylindercylinder
55
Zylinderkopfcylinder head
66
Radwheel
77
erstes Teilkühlsystem / Hauptkühlsystemfirst partial cooling system / main cooling system
88th
zweites Teilkühlsystem / Nebenkühlsystemsecond partial cooling system / secondary cooling system
99
Abgasturboladerturbocharger
1010
Kühlkanal des ZylindergehäusesCooling channel of the cylinder housing
1111
Kühlkanal des ZylinderkopfsCooling channel of the cylinder head
1212
MotorölkühlerEngine oil cooler
1313
GetriebeölkühlerTransmission oil cooler
1414
Kühlkanal in dem AGR-VentilCooling channel in the EGR valve
1515
AGR-KühlerEGR cooler
1616
Kühlmittelkühler des HauptkühlsystemsCoolant cooler of the main cooling system
1717
Hauptkühlmittelpumpe des HauptkühlsystemsMain coolant pump of the main cooling system
1818
Zusatzkühlmittelpumpe des HauptkühlsystemsAdditional coolant pump of the main cooling system
19 19
HeizungswärmetauscherHeater core
2020
Kühlerbypass des HauptkühlsystemsRadiator bypass of the main cooling system
2121
Verteilvorrichtungdistributor
2222
Steuerungs- und AuswertevorrichtungControl and evaluation device
2323
Dosiervorrichtungmetering
2424
LadeluftkühlerIntercooler
2525
Kühlmittelpumpe des NebenkühlsystemsCoolant pump of the secondary cooling system
2626
Kühlmittelkühler des NebenkühlsystemsCoolant cooler of the secondary cooling system
2727
Kühlerbypass des NebenkühlsystemsRadiator bypass of the secondary cooling system
2828
Steuerventilcontrol valve
2929
Gebläsefan
3030
Ausgleichsbehältersurge tank
3131
Verbindungsleitungconnecting line
3232
Entlüftungsleitungvent line
3333
Rückschlagventilcheck valve
3434
Thermostatventilthermostatic valve
3535
Drucksensorpressure sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011076098 A1 [0005]DE 102011076098 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zum Erkennen von Sieden eines Kühlmittels in einem Kühlsystem (1) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Drucksensors (35) Druckschwankungen des Kühlmittels ermittelt und solche Druckschwankungen, die als charakteristisch für einen Zerfall von Siedeblasen definiert sind, als ein Sieden des Kühlmittels gewertet werden.Method for detecting boiling of a coolant in a cooling system (1) of a motor vehicle, characterized in that by means of a pressure sensor (35) determines pressure fluctuations of the coolant and those pressure fluctuations, which are defined as characteristic of a disintegration of boiling bubbles, as a boiling of the coolant get ranked. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung in einem Kühlsystem (1) für eine Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs.Method according to Claim 1 , characterized by the application in a cooling system (1) for an internal combustion engine of the motor vehicle. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überschreiten eines Grenzwerts für die Amplitude der Druckschwankungen als Sieden des Kühlmittels gewertet wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that exceeding a limit value for the amplitude of the pressure fluctuations as boiling of the coolant is evaluated. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Drucksensors (35), der eine Abtastrate von mindestens 50 Hz oder mindestens 75 Hz oder mindestens 100 Hz aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized by the use of a pressure sensor (35) which has a sampling rate of at least 50 Hz or at least 75 Hz or at least 100 Hz. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Drucksensors (35), der direkt von dem Kühlmittel beaufschlagt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized by the use of a pressure sensor (35), which is acted upon directly by the coolant. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Drucksensors (35), der - einem Kühlkanal (10, 11) eines in das Kühlsystem (1) eingebundenen Verbrennungsmotors (2) oder - einem Kühlkanal eines in das Kühlsystem eingebundenen Abgasturboladers (9) oder - einem Ladeluftkühler (24) oder - einem AGR-Kühler (15) zugeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized by the use of a pressure sensor (35) which comprises a cooling channel (10, 11) of an internal combustion engine (2) integrated into the cooling system (1) or a cooling channel of an exhaust gas turbocharger (9 ) or - an intercooler (24) or - an EGR cooler (15) is assigned. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (10, 11) des Verbrennungsmotors (2) ein Kühlkanal (10, 11) eines Zylindergehäuses (3) oder eines Zylinderkopfs (5) ist.Method according to Claim 6 , characterized in that the cooling passage (10, 11) of the internal combustion engine (2) is a cooling passage (10, 11) of a cylinder housing (3) or a cylinder head (5). Kühlsystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer (ersten) Kühlmittelpumpe (17, 18), einem (ersten) Kühlmittelkühler (16) und einer (ersten) Wärmequelle, die über Kühlmittelleitungen mit einem darin enthaltenen Kühlmittel fluidleitend verbundenen sind, gekennzeichnet durch einen (ersten) Drucksensor (35), der dazu eingerichtet ist, Druckschwankungen des Kühlmittels zu messen, und eine mit dem (ersten) Drucksensor signalübertragend verbundene Auswertevorrichtung (22), die derart ausgebildet ist, dass diese automatisiert ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausführen kann.Cooling system (1) for a motor vehicle having a (first) coolant pump (17, 18), a (first) coolant cooler (16) and a (first) heat source, which are fluid-conductively connected via coolant lines to a coolant contained therein, characterized by a first) pressure sensor (35) which is adapted to measure pressure fluctuations of the coolant, and an evaluation device (22) signal-transmitting connected to the (first) pressure sensor, which is designed such that it can automatically perform a method according to one of the preceding claims , Kühlsystem (1) gemäß Anspruch 8 mit einem die darin genannten Komponenten umfassenden, ersten Teilkühlsystem (7), gekennzeichnet durch ein von dem ersten Teilkühlsystem (7) separiertes, zweites Teilkühlsystem (8), das zumindest eine zweite Kühlmittelpumpe (25), einen zweiten Kühlmittelkühler (26) und eine zweite Wärmequelle, die über Kühlmittelleitungen mit einem darin enthaltenen Kühlmittel verbundenen sind, aufweist und das weiterhin einen zweiten Drucksensor (35) umfasst, wobei der zweite Drucksensor (35) mit einer oder der Auswertevorrichtung (22), die derart ausgebildet ist, dass diese automatisiert ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführen kann, signalübertragend verbunden ist.Cooling system (1) according to Claim 8 comprising a first partial cooling system (7) comprising the said components, characterized by a second partial cooling system (8) separated from the first partial cooling system (7), the at least one second coolant pump (25), a second coolant cooler (26) and a second Heat source, which are connected via coolant lines with a coolant contained therein, and further comprising a second pressure sensor (35), wherein the second pressure sensor (35) with one or the evaluation device (22), which is designed such that this automatically Method according to one of Claims 1 to 7 can perform, signal transmitting connected. Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor (2) und einem Kühlsystem (1) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Kühlsystem (1) einen Kühlkanal (10, 11) des Verbrennungsmotors (2) als Wärmequelle umfasst.Internal combustion engine with an internal combustion engine (2) and a cooling system (1) according to Claim 8 or 9 wherein the cooling system (1) comprises a cooling passage (10, 11) of the internal combustion engine (2) as a heat source.
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