DE102018201992B4 - Method for operating an internal combustion engine with two coolant paths and corresponding internal combustion engine with two coolant paths - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine with two coolant paths and corresponding internal combustion engine with two coolant paths Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei die Brennkraftmaschine (1) einen Zylinderkopf (3) und zur Kühlung des Zylinderkopfs (3) einen Kühlmittelkreislauf (4) aufweist, wobei der Zylinderkopf (3) über einen Kühlmitteleinlass (5) und einen Kühlmittelauslass (6) verfügt und der Kühlmittelauslass (6) über einen ersten Kühlmittelpfad (9) und über einen strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kühlmittelpfad (9) verlaufenden, einen Wärmeübertrager (18) aufweisenden zweiten Kühlmittelpfad (10) an eine zur Förderung von Kühlmittel ausgebildete Kühlmittelpumpe (11) strömungstechnisch angeschlossen ist, die auf ihrer den beiden Kühlmittelpfaden (9,10) abgewandten Seite strömungstechnisch an den Kühlmitteleinlass (5) angeschlossen ist, wobei in einer Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine (1) mittels eines Thermostatventils (12) ein Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad (9) zumindest zeitweise kleiner eingestellt wird als ein Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) ein im Schnitt gesehen teilkreisförmiges Ventilelement (25) aufweist, das in wenigstens einer Stellung eine Strömungsverbindung zwischen einem ersten Einlassanschluss (13) und einem Auslassanschluss (15) des Thermostatventils (12) und eine Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Einlassanschluss (14) und dem Auslassanschluss (15) des Thermostatventils (12) unterbricht, wobei das Ventilelement (25) eine Ausnehmung (27) aufweist, über welche in einer weiteren Stellung des Ventilelements (25) eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss (13) und dem Auslassanschluss (15) bei verschlossenem zweitem Einlassanschluss (14) hergestellt ist.Method for operating an internal combustion engine (1), the internal combustion engine (1) having a cylinder head (3) and a coolant circuit (4) for cooling the cylinder head (3), the cylinder head (3) having a coolant inlet (5) and a coolant outlet (6) and the coolant outlet (6) has a first coolant path (9) and a second coolant path (10) running parallel to the first coolant path (9) in terms of flow and having a heat exchanger (18) to a coolant pump designed to convey coolant (11) is fluidically connected, which is fluidically connected to the coolant inlet (5) on its side facing away from the two coolant paths (9,10), wherein in a warm-up operating mode of the internal combustion engine (1) a coolant mass flow via the first Coolant path (9) is set at least temporarily smaller than a coolant mass flow over the z wide coolant path (10), characterized in that the thermostatic valve (12) has a valve element (25) which, viewed in section, is part-circular and which, in at least one position, provides a flow connection between a first inlet connection (13) and an outlet connection (15) of the thermostatic valve (12 ) and interrupts a flow connection between a second inlet port (14) and the outlet port (15) of the thermostatic valve (12), the valve element (25) having a recess (27) via which a flow connection is established in a further position of the valve element (25). between the first inlet port (13) and the outlet port (15) when the second inlet port (14) is closed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf und zur Kühlung des Zylinderkopfs einen Kühlmittelkreislauf aufweist, wobei der Zylinderkopf über einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass verfügt und der Kühlmittelauslass über einen ersten Kühlmittelpfad und über einen strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kühlmittelpfad verlaufenden, einen Wärmeübertrager aufweisenden zweiten Kühlmittelpfad an eine zur Förderung von Kühlmittel ausgebildete Kühlmittelpumpe strömungstechnisch angeschlossen ist, die auf ihrer den beiden Kühlmittelpfaden abgewandten Seite strömungstechnisch an den Kühlmitteleinlass angeschlossen ist, wobei in einer Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine mittels eines Thermostatventils ein Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad zumindest zeitweise kleiner eingestellt wird als ein Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, the internal combustion engine having a cylinder head and a coolant circuit for cooling the cylinder head, the cylinder head having a coolant inlet and a coolant outlet and the coolant outlet having a first coolant path and a coolant path parallel to the first coolant path in terms of flow running second coolant path, which has a heat exchanger, is fluidically connected to a coolant pump designed to deliver coolant, which is fluidically connected to the coolant inlet on its side facing away from the two coolant paths, wherein in a warm-up operating mode of the internal combustion engine a coolant mass flow via the first coolant path is at least is temporarily set smaller than a coolant mass flow through the second coolant path. The invention further relates to an internal combustion engine.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift KR 10 2001 0 002 382 A bekannt. Diese betrifft ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine zur Reduzierung einer Warmlaufzeit der Brennkraftmaschine.From the prior art, for example, the publication KR 10 2001 0 002 382 A known. This relates to a cooling system for an internal combustion engine to reduce the warm-up time of the internal combustion engine.

Die Druckschrift DE 10 2016 119 181 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor und einem Kühlsystem, das eine Kühlmittelpumpe, einen Hauptkühler, einen Heizungswärmetauscher, Kühlmittelkanäle in dem Verbrennungsmotor sowie eine Regelvorrichtung mit einem Aktor zur geregelten Verteilung eines Kühlmittels in Abhängigkeit von mindestens einer lokalen Kühlmitteltemperatur umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass die Regelvorrichtung über eine Verbindungsleitung mit einem Kühlmittelausgleichsbehälter verbindbar ist und die Regelvorrichtung bei einer Ansteuerung des Aktors in einer Richtung in einer ersten Hauptstellung eine Kühlmittelströmung durch die Kühlmittelkanäle des Verbrennungsmotors sowie durch den Heizungswärmetauscher zulässt und durch den Hauptkühler unterbindet und weiterhin die Verbindungsleitung verschließt, in einer zweiten Hauptstellung die Verbindungsleitung freigibt und in einer dritten Hauptstellung zusätzlich eine Kühlmittelströmung durch den Hauptkühler zulässt.The pamphlet DE 10 2016 119 181 A1 describes an internal combustion engine with an internal combustion engine and a cooling system that includes a coolant pump, a main cooler, a heating heat exchanger, coolant channels in the internal combustion engine and a control device with an actuator for the controlled distribution of a coolant depending on at least one local coolant temperature. It is provided that the control device can be connected to a coolant expansion tank via a connecting line and that the control device, when the actuator is actuated in one direction in a first main position, allows a coolant flow through the coolant ducts of the internal combustion engine and through the heating system heat exchanger and through the main cooler and also prevents the Connecting line closes, releases the connecting line in a second main position and additionally allows a coolant flow through the main cooler in a third main position.

Die Druckschrift DE 10 2014 219 252 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor und einem Kühlsystem, das eine Kühlmittelpumpe, einen Hauptkühler, einen Heizungswärmetauscher, einen den Heizungswärmetauscher umgehenden Bypass, Kühlmittelkanäle in dem Verbrennungsmotor sowie eine Regelvorrichtung mit einem Aktor zur geregelten Verteilung eines Kühlmittels in Abhängigkeit von mindestens einer lokalen Kühlmitteltemperatur umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass die Regelvorrichtung bei einer Ansteuerung des Aktors in eine Richtung in einer ersten Stellung eine Kühlmittelströmung durch den Verbrennungsmotor und den Heizungswärmetauscher zulässt und durch den Bypass sowie den Hauptkühler unterbindet, in einer zweiten Stellung zusätzlich eine Kühlmittelströmung durch den Bypass zulässt, und in einer dritten Stellung zusätzlich eine Kühlmittelströmung durch den Hauptkühler zulässt.The pamphlet DE 10 2014 219 252 A1 describes an internal combustion engine with an internal combustion engine and a cooling system that includes a coolant pump, a main cooler, a heating system heat exchanger, a bypass bypassing the heating system heat exchanger, coolant channels in the internal combustion engine, and a control device with an actuator for the controlled distribution of a coolant as a function of at least one local coolant temperature. It is provided that when the actuator is actuated in one direction, the control device allows a coolant flow through the internal combustion engine and the heating system heat exchanger in a first position and prevents it through the bypass and the main cooler, and in a second position additionally allows a coolant flow through the bypass, and in a third position additionally allows a flow of coolant through the main cooler.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik die Druckschriften DE 10 2013 021 090 A1 , DE 10 2014 216 659 A1 und DE 10 2014 201 167 A1 bekannt.Furthermore, the publications are from the prior art DE 10 2013 021 090 A1 , DE 10 2014 216 659 A1 and DE 10 2014 201 167 A1 known.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere im Rahmen eines Warmlaufbetriebs ein schnelleres Erreichen einer Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ermöglicht und zudem auch während des Warmlaufbetriebs eine hinreichende Wärmemenge zum Betreiben einer externen Einrichtung, beispielsweise einer Fahrgastraumheizung eines Kraftfahrzeugs, bereitstellt.It is the object of the invention to propose a method for operating an internal combustion engine which has advantages over known methods, in particular during warm-up operation it allows the internal combustion engine to reach an operating temperature more quickly and also during the warm-up operation a sufficient amount of heat for operating an external device, for example a passenger compartment heater of a motor vehicle.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit dem Merkmal des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Thermostatventil ein im Schnitt gesehen teilkreisförmiges Ventil aufweist, das in wenigstens einer Stellung eine Strömungsverbindung zwischen einem ersten Einlassanschluss und einem Auslassanschluss des Thermostatventils und eine Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss des Thermostatventils unterbricht, wobei das Ventilelement eine Ausnehmung aufweist, über welche in einer weiteren Stellung des Ventilelements eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss bei verschlossenem zweiten Einlassanschluss hergestellt ist.According to the invention, this is achieved with a method for operating an internal combustion engine having the feature of claim 1 . It is provided that the thermostatic valve has a part-circular valve when viewed in section, which in at least one position interrupts a flow connection between a first inlet port and an outlet port of the thermostatic valve and a flow connection between a second inlet port and the outlet port of the thermostatic valve, the valve element having a recess has, via which a flow connection between the first inlet port and the outlet port is established in a further position of the valve element with the second inlet port closed.

Grundsätzlich ist vorgesehen, dass in einer Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine mittels eines Thermostatventils ein Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad zumindest zeitweise kleiner eingestellt wird als ein Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad.Basically, it is provided that in a warm-up operating mode of the internal combustion engine, a coolant mass flow via the first coolant path is at least temporarily set smaller than a coolant mass flow via the second coolant path by means of a thermostatic valve.

Das Verfahren dient dem Betreiben der Brennkraftmaschine, welche ein Zylinderkurbelgehäuse sowie den Zylinderkopf aufweist. In dem Zylinderkurbelgehäuse ist wenigstens ein Zylinder der Brennkraftmaschine ausgebildet, in welchem ein Kolben linear verlagerbar angeordnet beziehungsweise gelagert ist. Bevorzugt liegen in dem Zylinderkurbelgehäuse jedoch mehrere Zylinder vor, in welchen jeweils ein Kolben angeordnet ist. Vorzugsweise wird der Zylinder beziehungsweise werden die mehreren Zylinder jeweils gemeinsam von dem Zylinderkurbelgehäuse und dem Zylinderkopf begrenzt. Das bedeutet, dass der Zylinderkopf den Zylinder beziehungsweise die Zylinder jeweils in einer Richtung begrenzt. Der Zylinderkopf weist Gaswechselventile der Brennkraftmaschine auf, wobei jedem der Zylinder mehrere Gaswechselventile zugeordnet sind, vorzugsweise jeweils wenigstens ein Einlassventil und wenigstens ein Auslassventil.The method is used to operate the internal combustion engine, which has a cylinder crankcase and the cylinder head. In the cylinder crankcase, at least one cylinder of the internal combustion engine is formed, in which a piston is arranged in a linearly displaceable manner is stored wisely. However, there are preferably a plurality of cylinders in the cylinder crankcase, in each of which a piston is arranged. The cylinder or the plurality of cylinders is or are each bounded jointly by the cylinder crankcase and the cylinder head. This means that the cylinder head delimits the cylinder or cylinders in one direction. The cylinder head has gas exchange valves of the internal combustion engine, with each of the cylinders being assigned a plurality of gas exchange valves, preferably at least one inlet valve and at least one outlet valve.

Zur Kühlung der Brennkraftmaschine, insbesondere des Zylinderkopfs, verfügt die Brennkraftmaschine über den Kühlmittelkreislauf, in welchem wenigstens zeitweise ein Kühlmittel umgewälzt wird. Das Umwälzen des Kühlmittels erfolgt mithilfe der Kühlmittelpumpe, welche entsprechend zum Umwälzen beziehungsweise Fördern des Kühlmittels vorgesehen und ausgebildet ist. Der hier beschriebene Kühlmittelkreislauf dient ausschließlich der Kühlung des Zylinderkopfs. Entsprechend durchströmt das Kühlmittel in der Brennkraftmaschine ausschließlich den Zylinderkopf, nicht jedoch das Zylinderkurbelgehäuse. Zur Kühlung des Zylinderkurbelgehäuses kann ein weiterer Kühlmittelkreislauf vorgesehen sein, welcher beispielsweise strömungstechnisch separat von dem Kühlmittelkreislauf vorliegt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der weitere Kühlmittelkreislauf zumindest zeitweise strömungstechnisch mit dem Kühlmittelkreislauf verbunden ist oder als Teilkreislauf des Kühlmittelkreislaufs vorliegt.To cool the internal combustion engine, in particular the cylinder head, the internal combustion engine has the coolant circuit in which a coolant is circulated at least at times. The coolant is circulated using the coolant pump, which is provided and designed accordingly for circulating or conveying the coolant. The coolant circuit described here is used exclusively to cool the cylinder head. Correspondingly, the coolant in the internal combustion engine only flows through the cylinder head, but not through the cylinder crankcase. A further coolant circuit can be provided for cooling the cylinder crankcase, which, for example, is separate from the coolant circuit in terms of flow. However, it can also be provided that the additional coolant circuit is at least temporarily fluidically connected to the coolant circuit or is present as a sub-circuit of the coolant circuit.

Zur Kühlung des Zylinderkopfs ist der Kühlmittelkreislauf an diesen strömungstechnisch angeschlossen. Hierzu verfügt der Zylinderkopf über den Kühlmitteleinlass und den Kühlmittelauslass. Über den Kühlmitteleinlass ist dem Zylinderkopf Kühlmittel zuführbar und über den Kühlmittelauslass entnehmbar. Der Kühlmittelkreislauf ist sowohl an den Kühlmitteleinlass als auch an den Kühlmittelauslass strömungstechnisch angeschlossen. Der Kühlmittelkreislauf verfügt über mehrere Kühlmittelpfade, nämlich zumindest den ersten Kühlmittelpfad und den zweiten Kühlmittelpfad. Die beiden Kühlmittelpfade sind strömungstechnisch parallel einerseits an den Kühlmittelauslass und andererseits an die Kühlmittelpumpe angeschlossen.To cool the cylinder head, the coolant circuit is fluidically connected to it. For this purpose, the cylinder head has the coolant inlet and the coolant outlet. Coolant can be supplied to the cylinder head via the coolant inlet and can be removed via the coolant outlet. The coolant circuit is fluidically connected both to the coolant inlet and to the coolant outlet. The coolant circuit has a number of coolant paths, namely at least the first coolant path and the second coolant path. The two coolant paths are fluidically connected in parallel to the coolant outlet on the one hand and to the coolant pump on the other.

Das bedeutet, dass der erste Kühlmittelpfad und der zweite Kühlmittelpfad auf ihrer einen Seite gemeinsam an dem Kühlmittelauslass und auf ihrer anderen Seite gemeinsam an die Kühlmittelpumpe angeschlossen sind. Die Kühlmittelpumpe ist auf ihrer den Kühlmittelpfaden strömungstechnisch abgewandten Seite an den Kühlmitteleinlass angeschlossen. In anderen Worten ist die Kühlmittelpumpe auf ihrer Saugseite an die beiden Kühlmittelpfade und auf ihrer Druckseite an den Kühlmitteleinlass angeschlossen, sodass mithilfe der Kühlmittelpumpe Kühlmittel aus den Kühlmittelpfaden in Richtung des Kühlmitteleinlasses gefördert werden kann.This means that the first coolant path and the second coolant path are jointly connected to the coolant outlet on one side and jointly to the coolant pump on the other side. The coolant pump is connected to the coolant inlet on its side facing away from the coolant paths in terms of flow. In other words, the coolant pump is connected to the two coolant paths on its suction side and to the coolant inlet on its pressure side, so that coolant can be conveyed from the coolant paths in the direction of the coolant inlet with the aid of the coolant pump.

Der erste Kühlmittelpfad verfügt über den Wärmeübertrager beziehungsweise ist der Wärmeübertrager in dem ersten Kühlmittelpfad angeordnet. Das bedeutet, dass der Wärmeübertrager strömungstechnisch zwischen dem Kühlmittelauslass und der Kühlmittelpumpe in dem ersten Kühlmittelpfad angeordnet ist. Der Wärmeübertrager dient beispielsweise zur Bereitstellung von Wärme für die vorstehend bereits erwähnte externe Einrichtung, insbesondere die Fahrgastraumheizung. Beispielsweise ist der Wärmeübertrager ein Heizungswärmeübertrager der Fahrgastraumheizung.The first coolant path has the heat exchanger or the heat exchanger is arranged in the first coolant path. This means that the heat exchanger is arranged in terms of flow between the coolant outlet and the coolant pump in the first coolant path. The heat exchanger is used, for example, to provide heat for the external device already mentioned above, in particular the passenger compartment heater. For example, the heat exchanger is a heating heat exchanger of the passenger compartment heating.

Aufgrund fortwährender Wirkungsgradoptimierungen von Brennkraftmaschinen, beispielsweise im Bereich der Brennverlaufsformung, sinkt die Wärmefreisetzung der Brennkraftmaschinen immer weiter ab. Dies führt zum einen dazu, dass die Dauer des Warmlaufbetriebs der Brennkraftmaschine verlängert wird, was Wirkungsgradeinbußen durch höhere Reibungsverluste zur Folge hat. Zudem wird die bei der Verbrennung innerhalb der Brennkraftmaschine entstehende Wärmemenge verringert, was insbesondere niedrigere Abgastemperaturen zur Folge hat. Dies wiederum wirkt sich nachteilig auf die Wirkungsgrade der Abgasnachbehandlung aus. Hinzu kommt, dass durch die reduzierte Wärmefreisetzung in das Kühlmittel auch weniger Wärme zur Aufheizung des Fahrgastraums zur Verfügung steht, insbesondere bei geringen Umgebungstemperaturen.Due to ongoing optimization of the efficiency of internal combustion engines, for example in the area of shaping the combustion process, the heat release from internal combustion engines continues to decrease. On the one hand, this means that the duration of the warm-up operation of the internal combustion engine is lengthened, which results in losses in efficiency due to higher friction losses. In addition, the amount of heat generated during combustion within the internal combustion engine is reduced, which in particular results in lower exhaust gas temperatures. This in turn has a negative effect on the efficiency of the exhaust aftertreatment. In addition, due to the reduced heat release in the coolant, less heat is available to heat up the passenger compartment, especially at low ambient temperatures.

Gerade im Hinblick auf die Reibungsoptimierung wird während des Warmlaufbetriebs vorzugsweise die Durchströmung des Zylinderkurbelgehäuses mit Kühlmittel unterbunden. Hierzu wird beispielsweise der Kühlmittelkreislauf oder der weitere Kühlmittelkreislauf strömungstechnisch von dem Zylinderkurbelgehäuse entkoppelt. Dies führt zu einer schnelleren Aufheizung des Zylinderkurbelgehäuses, insbesondere einer in dem wenigstens einen Zylinder angeordneten Zylinderlaufbuchse und somit zu einer Reduktion der Reibungsverluste. Der Zylinderkopf hingegen wird auch während der Aufwärmbetriebsart mit Kühlmittel durchströmt, weil über ihn der größte Teil der Verbrennungswärme abgeführt wird. Mittels des Kühlmittelkreislaufs soll insoweit eine lokale Überhitzung des Zylinderkopfs und des Kühlmittels verhindert werden. Hierzu ist eine entsprechende Durchströmungsgeschwindigkeit des Zylinderkopfs mit Kühlmittel, entsprechend einem bestimmten Kühlmittelmassenstrom, notwendig.Precisely with a view to optimizing friction, the flow of coolant through the cylinder crankcase is preferably prevented during warm-up operation. For this purpose, for example, the coolant circuit or the further coolant circuit is fluidically decoupled from the cylinder crankcase. This leads to faster heating of the cylinder crankcase, in particular a cylinder liner arranged in the at least one cylinder, and thus to a reduction in friction losses. The cylinder head, on the other hand, has coolant flowing through it even during the warm-up mode, because it is through it that most of the combustion heat is dissipated. In this respect, local overheating of the cylinder head and the coolant is to be prevented by means of the coolant circuit. This requires a corresponding flow rate of coolant through the cylinder head, corresponding to a specific coolant mass flow.

Zumindest während der Durchführung der Aufwärmbetriebsart wird insoweit der Kühlmittelkreislauf derart eingestellt, dass der Kühlmittelmassenstrom durch den Zylinderkopf einem bestimmten Kühlmittelmassenstrom entspricht oder größer ist als dieser. Eine hydraulische Auslegung des Zylinderkopfs hinsichtlich seiner Durchströmung mit Kühlmittel zielt in erster Linie darauf ab, bei hohen Motorlasten und hohen Motordrehzahlen große Wärmemengen abzuführen, sodass eine maximal zulässige Temperatur des Zylinderkopfs nicht überschritten wird. Vorzugsweise ist die Kühlmittelpumpe mechanisch mit der Brennkraftmaschine gekoppelt, sodass der Kühlmittelmassenstrom in dem Kühlmittelkreislauf, insbesondere durch den Zylinderkopf, als Funktion der Drehzahl der Brennkraftmaschine vorliegt, insbesondere proportional zu der Drehzahl ist.At least while the warm-up operating mode is being carried out, the coolant circuit is set in such a way that the coolant mass flow through the cylinder head corresponds to or is greater than a specific coolant mass flow. A hydraulic design of the cylinder head with regard to the flow of coolant is primarily aimed at dissipating large amounts of heat at high engine loads and high engine speeds, so that a maximum permissible temperature of the cylinder head is not exceeded. The coolant pump is preferably mechanically coupled to the internal combustion engine, so that the coolant mass flow in the coolant circuit, in particular through the cylinder head, is present as a function of the speed of the internal combustion engine, in particular is proportional to the speed.

Die Aufwärmbetriebsart wird zum Aufwärmen der Brennkraftmaschine durchgeführt, also solange die Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder die Temperatur des Kühlmittels kleiner sind als eine jeweilige Betriebstemperatur. Beispielsweise wird die Aufwärmbetriebsart in einem ersten Temperaturbereich der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Kühlmittels durchgeführt. In der Aufwärmbetriebsart ist es nun zur Erzielung einer rascheren Erwärmung der Brennkraftmaschine bei gleichzeitig ausreichender Durchströmung des zweiten Kühlmittelpfads und mithin des Wärmeübertragers vorgesehen, den Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad kleiner einzustellen als den Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad. Dies erfolgt mithilfe des Thermostatventils.The warm-up operating mode is carried out to warm up the internal combustion engine, ie as long as the temperature of the internal combustion engine and/or the temperature of the coolant is lower than a respective operating temperature. For example, the warm-up operating mode is carried out in a first temperature range of the internal combustion engine or the coolant. In the warm-up mode, it is now provided to achieve faster heating of the internal combustion engine while at the same time sufficient flow through the second coolant path and thus the heat exchanger, to set the coolant mass flow over the first coolant path smaller than the coolant mass flow over the second coolant path. This is done using the thermostatic valve.

Das Thermostatventil ist beispielsweise Bestandteil des ersten Kühlmittelpfads, liegt also in diesem vor. In anderen Worten ist der Kühlmittelauslass des Zylinderkopfs über das Thermostatventil an die Kühlmittelpumpe strömungstechnisch angeschlossen. Unter dem Thermostatventil ist ein Stellventil zu verstehen, welches einen Durchströmungsquerschnitt und mithin den Kühlmittelmassenstrom in Abhängigkeit von einer Temperatur einstellt, beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels. Hierzu verfügt das Thermostatventil beispielsweise über ein Dehnstoffelement, welches mit einem Ventilelement des Thermostatventils wirkverbunden ist. Das Dehnstoffelement verlagert das Ventilelement in Abhängigkeit von der Temperatur.The thermostatic valve is part of the first coolant path, for example, and is therefore present in it. In other words, the coolant outlet of the cylinder head is fluidically connected to the coolant pump via the thermostatic valve. The thermostatic valve is to be understood as a control valve which sets a flow cross section and therefore the coolant mass flow as a function of a temperature, for example as a function of the temperature of the coolant. For this purpose, the thermostatic valve has, for example, an expansion element which is operatively connected to a valve element of the thermostatic valve. The expansion element moves the valve element depending on the temperature.

In einer ersten Stellung des Ventilelements wirkt dieses mit einem Ventilsitz zum Einstellen des Kühlmittelmassenstroms auf einen ersten Kühlmittelmassenstrom zusammen, in einer zweiten Stellung zum Einstellen des Kühlmittelmassenstroms auf einen zweiten Kühlmittelmassenstrom. Die zweite Stellung ist dabei von der ersten Stellung verschieden und entsprechend auch der zweite Kühlmittelmassenstrom von dem ersten Kühlmittelmassenstrom. In der ersten Stellung liegt zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz ein erster Durchströmungsquerschnitt und in der zweiten Stellung ein zweiter Durchströmungsquerschnitt vor, wobei wiederum die Durchströmungsquerschnitte voneinander verschieden sind.In a first position of the valve element, this interacts with a valve seat for setting the coolant mass flow to a first coolant mass flow, in a second position for setting the coolant mass flow to a second coolant mass flow. The second position differs from the first position and, correspondingly, the second coolant mass flow also differs from the first coolant mass flow. In the first position there is a first flow cross section between the valve element and the valve seat and in the second position there is a second flow cross section, the flow cross sections again being different from one another.

Vorzugsweise wird der Kühlmittelkreislauf derart betrieben, insbesondere in der Aufwärmbetriebsart, dass der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad stets einem Mindestkühlmittelmassenstrom entspricht oder größer ist als dieser. Der Mindestkühlmittelmassenstrom entspricht beispielsweise wenigstens 100 l/h, wenigstens 200 l/h, wenigstens 300 l/h, wenigstens 400 l/h oder wenigstens 500 I/h. Durch ein derartiges Einstellen des Kühlmittelmassenstroms über den zweiten Kühlmittelpfad werden Wirkungsgradeinbußen an den Wärmeübertrager vermieden.The coolant circuit is preferably operated in such a way, in particular in the warm-up operating mode, that the coolant mass flow via the second coolant path always corresponds to a minimum coolant mass flow or is greater than this. The minimum coolant mass flow corresponds, for example, to at least 100 l/h, at least 200 l/h, at least 300 l/h, at least 400 l/h or at least 500 l/h. Setting the coolant mass flow via the second coolant path in this way avoids efficiency losses at the heat exchanger.

Aufgrund der Reduzierung des Kühlmittelmassenstroms über den ersten Kühlmittelpfad wird jedoch eine Reduzierung des Kühlmittelmassenstroms durch den Zylinderkopf erzielt. Beispielsweise wird der Kühlmittelmassenstrom durch den Zylinderkopf, entsprechend der Summe aus dem Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad und der Summe des Kühlmittelmassenstroms über den zweiten Kühlmittelpfad, auf einen Wert von höchstens 10 l/min eingestellt. Hieraus folgt, dass während der Aufwärmbetriebsart der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad zumindest zeitweise kleiner ist als der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad.Due to the reduction in the coolant mass flow via the first coolant path, however, a reduction in the coolant mass flow through the cylinder head is achieved. For example, the coolant mass flow through the cylinder head, corresponding to the sum of the coolant mass flow over the first coolant path and the sum of the coolant mass flow over the second coolant path, is set to a maximum value of 10 l/min. It follows from this that during the warm-up mode of operation the coolant mass flow via the second coolant path is at least temporarily smaller than the coolant mass flow via the second coolant path.

In anderen Worten betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, welche sich dadurch auszeichnet, dass in der Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine mittels des Thermostatventils der Kühlmittelmassenstrom durch den Zylinderkopf gegenüber einer Normalbetriebsart der Brennkraftmaschine reduziert wird, insbesondere bei gleicher Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Aufwärmbetriebsart und der Normalbetriebsart. Die Aufwärmbetriebsart wird gemäß den vorstehenden Ausführungen durchgeführt, solange die Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder die Temperatur des Kühlmittels kleiner sind als ein Grenzwert, insbesondere einer Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine. Die Normalbetriebsart wird hingegen durchgeführt, sobald die Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder die Temperatur des Kühlmittels größer oder gleich dem Grenzwert beziehungsweise der Betriebstemperatur sind.In other words, the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, which is characterized in that in the warm-up mode of the internal combustion engine, the coolant mass flow through the cylinder head is reduced by means of the thermostatic valve compared to a normal operating mode of the internal combustion engine, in particular at the same speed of the internal combustion engine in the warm-up mode and the normal operating mode. The warm-up operating mode is carried out according to the above statements as long as the temperature of the internal combustion engine and/or the temperature of the coolant is lower than a limit value, in particular an operating temperature of the internal combustion engine. The normal operating mode, on the other hand, is carried out as soon as the temperature of the internal combustion engine and/or the temperature of the coolant is greater than or equal to the limit value or the operating temperature.

Mithilfe der beschriebenen Vorgehensweise werden in dem Zylinderkopf höhere Kühlmitteltemperaturen erreicht, sodass Wärmeverluste an Auslassventilen des Brennraums reduziert werden, was wiederum höhere Abgastemperaturen zur Folge hat. Dies wirkt sich betriebspunktabhängig positiv auf die Wirksamkeit der Abgasnachbehandlung aus.With the help of the procedure described, higher coolant temperatures are achieved in the cylinder head temperatures are reached, so that heat losses at the exhaust valves of the combustion chamber are reduced, which in turn results in higher exhaust gas temperatures. Depending on the operating point, this has a positive effect on the effectiveness of the exhaust aftertreatment.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Thermostatventil den unter Umgehung eines Kühlmittelkühlers an den Kühlmittelauslass strömungstechnisch angeschlossenen ersten Einlassanschluss, den über den Kühlmittelkühler an den Kühlmittelauslass strömungstechnisch angeschlossenen zweiten Einlassanschluss und den an die Kühlmittelpumpe strömungstechnisch angeschlossenen Auslassanschluss aufweist, wobei das Thermostatventil in dem Aufwärmbetrieb den Kühlmittelmassenstrom zwischen den Einlassanschlüssen und dem Auslassanschluss derart einstellt, dass er kleiner ist als der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad, oder die Strömungsverbindung zwischen den Einlassanschlüssen und dem Auslassanschluss unterbricht.A development of the invention provides that the thermostatic valve has the first inlet port, which is fluidically connected to the coolant outlet bypassing a coolant cooler, the second inlet port, which is fluidically connected to the coolant outlet via the coolant cooler, and the outlet port, which is fluidically connected to the coolant pump, with the thermostatic valve being in the warm-up mode adjusts the coolant mass flow between the inlet ports and the outlet port such that it is smaller than the coolant mass flow via the second coolant path, or interrupts the flow connection between the inlet ports and the outlet port.

Das Thermostatventil weist also mehrere Einlassanschlüsse, nämlich den ersten Einlassanschluss und den zweiten Einlassanschluss, sowie den Auslassanschluss auf. Die Einlassanschlüsse sind mittelbar oder unmittelbar an den Kühlmittelauslass des Zylinderkopfs angeschlossen. Im Falle des ersten Einlassanschlusses ist eine unmittelbare Strömungsverbindung zu dem Kühlmittelauslass vorgesehen, nämlich unter Umgehung des Kühlmittelkühlers. Der zweite Einlassanschluss ist hingegen lediglich mittelbar an den Kühlmittelauslass angeschlossen, nämlich über den Kühlmittelkühler.The thermostatic valve thus has a number of inlet connections, namely the first inlet connection and the second inlet connection, as well as the outlet connection. The inlet connections are directly or indirectly connected to the coolant outlet of the cylinder head. In the case of the first inlet connection, a direct flow connection to the coolant outlet is provided, namely bypassing the coolant cooler. The second inlet connection, on the other hand, is only indirectly connected to the coolant outlet, namely via the coolant cooler.

Unter dem Kühlmittelkühler ist vorzugsweise ein direkter Kühlmittelkühler zu verstehen, dieser wird also unmittelbar von Kühlluft zum Kühlen des Kühlmittels angeströmt beziehungsweise durchströmt. Der Kühlmittelkühler kann jedoch auch als indirekter Kühler ausgestaltet sein, welcher Bestandteil eines Kühlkreislaufs ist, in welchem vorzugsweise ein Kältemittel zum Kühlen des Kühlmittels herangezogen wird.The coolant cooler is preferably to be understood as meaning a direct coolant cooler, ie cooling air for cooling the coolant flows directly against or through it. However, the coolant cooler can also be designed as an indirect cooler, which is part of a cooling circuit in which a refrigerant is preferably used to cool the coolant.

Der Auslassanschluss des Thermostatventils ist strömungstechnisch an die Kühlmittelpumpe angeschlossen, vorzugsweise unmittelbar. Beispielsweise mündet der zweite Kühlmittelpfad strömungstechnisch zwischen dem Thermostatventil und der Kühlmittelpumpe ein, sodass der Auslassanschluss des Thermostatventils und der zweite Kühlmittelpfad über eine gemeinsame Anschlussleitung an die Kühlmittelpumpe angeschlossen sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der zweite Kühlmittelpfad über das Thermostatventil an die Kühlmittelpumpe angeschlossen ist. In diesem Fall kann dem Thermostatventil ein Pilotmassenstrom an Kühlmittel über den zweiten Kühlmittelpfad zugeführt werden, sodass eine hinreichend schnelle Reaktion des Thermostatventils realisiert ist.The outlet port of the thermostatic valve is fluidly connected to the coolant pump, preferably directly. For example, in terms of flow, the second coolant path opens out between the thermostatic valve and the coolant pump, so that the outlet connection of the thermostatic valve and the second coolant path are connected to the coolant pump via a common connecting line. However, it can also be provided that the second coolant path is connected to the coolant pump via the thermostatic valve. In this case, a pilot mass flow of coolant can be supplied to the thermostatic valve via the second coolant path, so that a sufficiently rapid reaction of the thermostatic valve is implemented.

Der zweite Kühlmittelpfad ist beispielsweise an einen Pilotanschluss des Thermostatventils strömungstechnisch angeschlossen. Der Pilotanschluss ist vorzugsweise permanent mit dem Auslassanschluss strömungsverbunden, unabhängig von einer Einstellung des Thermostatventils. Insbesondere weist die Strömungsverbindung zwischen dem Pilotanschluss und dem Auslassanschluss permanent denselben Durchströmungsquerschnitt auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Kühlmittelpfad sowohl an den Pilotanschluss als auch strömungstechnisch zwischen dem Thermostatventil und der Kühlmittelpumpe angeschlossen ist, nämlich vorzugsweise derart, dass der Anteil des durch den zweiten Kühlmittelpfads strömenden Kühlmittels, der über das Thermostatventil strömt höchstens gleich dem stromabwärts des Thermostatventils zugeführten Anteil ist.The second coolant path is fluidically connected, for example, to a pilot connection of the thermostatic valve. The pilot port is preferably permanently fluidly connected to the outlet port regardless of adjustment of the thermostatic valve. In particular, the flow connection between the pilot connection and the outlet connection permanently has the same flow cross section. Provision can also be made for the second coolant path to be connected both to the pilot connection and in terms of flow between the thermostatic valve and the coolant pump, specifically preferably in such a way that the proportion of the coolant flowing through the second coolant path that flows via the thermostatic valve is at most equal to that flowing downstream proportion supplied to the thermostatic valve.

Das Thermostatventil ist derart ausgestaltet, dass es in dem Aufwärmbetrieb den Kühlmittelmassenstrom zwischen den Einlassanschlüssen und dem Auslassanschluss derart einstellt, dass er kleiner ist als der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad. Vorzugsweise liegt der Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad zumindest zeitweise unter Umgehung des Kühlmittelkühlers vor, also zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem zweiten Auslassanschluss des Thermostatventils. Es ist vorgesehen, dass das Thermostatventil die Strömungsverbindung zwischen den Einlassanschlüssen und dem Auslassanschluss in der Aufwärmbetriebsart zumindest zeitweise vollständig unterbricht, sodass der Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad gleich Null ist. Mit einer derartigen Vorgehensweise wird das Einstellen der Kühlmittelmassenströme mit lediglich einem einzigen Ventil, nämlich dem Thermostatventil, erreicht, sodass keine oder allenfalls geringfügige Änderungen an weiteren Bereichen des Kühlmittelkreislaufs notwendig sind. Entsprechend wird eine äußerst einfache und kostengünstige Umsetzung realisiert.The thermostatic valve is designed in such a way that it adjusts the coolant mass flow between the inlet ports and the outlet port in the warm-up mode in such a way that it is smaller than the coolant mass flow via the second coolant path. Preferably, the coolant mass flow via the first coolant path bypasses the coolant cooler at least at times, ie between the first inlet port and the second outlet port of the thermostatic valve. It is provided that the thermostatic valve completely interrupts the flow connection between the inlet ports and the outlet port in the warm-up mode, at least temporarily, so that the coolant mass flow via the first coolant path is equal to zero. With such a procedure, the coolant mass flows are adjusted with just a single valve, namely the thermostatic valve, so that no changes, or at most minor changes, are necessary in other areas of the coolant circuit. Accordingly, an extremely simple and inexpensive implementation is realized.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Thermostatventil in einer weiteren Aufwärmbetriebsart einen Kühlmittelmassenstrom zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss größer einstellt als einen Kühlmittelmassenstrom zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss, insbesondere eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss freigibt und eine Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss unterbricht. Die weitere Aufwärmbetriebsart wird beispielsweise in einem zweiten Temperaturbereich der Brennkraftmaschine und/oder des Kühlmittels durchgeführt, also jedenfalls bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder des Kühlmittels, die höher ist als in der Aufwärmbetriebsart.A further embodiment of the invention provides that the thermostatic valve in a further heating mode sets a coolant mass flow between the first inlet port and the outlet port greater than a coolant mass flow between the second inlet port and the outlet port, in particular a flow connection between the first inlet port and the outlet port and releases a Flow connection between the second inlet port and the outlet port interrupts. The further warm-up mode is, for example, in a second temperature range Internal combustion engine and / or the coolant performed, so in any case at a temperature of the internal combustion engine and / or the coolant, which is higher than in the warm-up mode.

Auch in der weiteren Aufwärmbetriebsart kann es vorgesehen sein, dass mittels des Thermostatventils der Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad kleiner eingestellt wird als der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad, nämlich zumindest zeitweise. In der weiteren Aufwärmbetriebsart soll insoweit der Kühlmittelkühler weiterhin strömungstechnisch umgangen werden, jedoch zumindest ein Teil des aus dem Zylinderkopf über den Kühlmittelauslass austretenden Kühlmittels über den zweiten Kühlmittelpfad zu der Kühlmittelpumpe gelangen. Beispielsweise ist es hierbei vorgesehen, die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise oder vollständig, freizugeben und die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zu unterbrechen.In the further warm-up operating mode, it can also be provided that the coolant mass flow via the first coolant path is set smaller than the coolant mass flow via the second coolant path, namely at least temporarily, by means of the thermostatic valve. In the further warm-up mode, the coolant cooler should continue to be bypassed in terms of flow, but at least part of the coolant exiting the cylinder head via the coolant outlet should reach the coolant pump via the second coolant path. For example, it is provided here to release the flow connection between the first inlet port and the outlet port at least partially, in particular only partially or completely, and to interrupt the flow connection between the second inlet port and the outlet port at least partially, preferably completely.

In der weiteren Aufwärmbetriebsart wird also das aus dem Zylinderkopf austretende Kühlmittel auf den ersten Kühlmittelpfad und den zweiten Kühlmittelpfad aufgeteilt, wobei der Kühlmittelkühler strömungstechnisch umgangen wird. Hierdurch kann der Kühlmittelmassenstrom durch den Zylinderkopf gegenüber der Aufwärmbetriebsart vergrößert werden und dennoch weiterhin ein effektives Aufwärmen der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Zylinderkopfs sichergestellt sein.In the further warm-up operating mode, the coolant exiting from the cylinder head is divided between the first coolant path and the second coolant path, with the coolant cooler being bypassed in terms of flow. As a result, the coolant mass flow through the cylinder head can be increased compared to the warm-up operating mode and effective warm-up of the internal combustion engine or the cylinder head can still be ensured.

Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Thermostatventil in einer Normalbetriebsart den Kühlmittelmassenstrom zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss zumindest zeitweise kleiner einstellt als den Kühlmittelmassenstrom zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss, insbesondere die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss unterbricht und die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss freigibt. Die Normalbetriebsart der Brennkraftmaschine wird bevorzugt in einem dritten Temperaturbereich des Kühlmittels durchgeführt, welcher größere Temperaturen umfasst als der erste Temperaturbereich und/oder der zweite Temperaturbereich. In der Normalbetriebsart soll zumindest ein Teil des Kühlmittels den Kühlmittelkühler zu seiner Kühlung durchströmen.A preferred further embodiment of the invention provides that the thermostatic valve in a normal operating mode sets the coolant mass flow between the first inlet port and the outlet port at least temporarily smaller than the coolant mass flow between the second inlet port and the outlet port, in particular interrupting the flow connection between the first inlet port and the outlet port and enabling flow communication between the second inlet port and the outlet port. The normal operating mode of the internal combustion engine is preferably carried out in a third temperature range of the coolant, which includes higher temperatures than the first temperature range and/or the second temperature range. In the normal operating mode, at least part of the coolant should flow through the coolant cooler to cool it.

Hierzu wird der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss kleiner gewählt als der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss, sodass der Kühlmittelmassenstrom zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss kleiner ist als der Kühlmittelmassenstrom zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss. Um in der Normalbetriebsart eine effektive Kühlung des Kühlmittels zu gewährleisten, kann es vorgesehen sein, die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss zu unterbrechen, insbesondere vollständig zu unterbrechen. Die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss wird hingegen freigegeben, insbesondere vollständig freigegeben. Einerseits wird mit der beschriebenen Vorgehensweise also eine rasche Erwärmung des Zylinderkopfs erzielt und zum anderen eine dauerhaft hinreichende Kühlung des Kühlmittels sichergestellt.For this purpose, the flow cross section between the first inlet port and the outlet port is selected to be smaller than the flow cross section between the second inlet port and the outlet port, so that the coolant mass flow between the first inlet port and the outlet port is smaller than the coolant mass flow between the second inlet port and the outlet port. In order to ensure effective cooling of the coolant in the normal operating mode, provision can be made for the flow connection between the first inlet connection and the outlet connection to be interrupted, in particular completely interrupted. In contrast, the flow connection between the second inlet port and the outlet port is released, in particular completely released. On the one hand, with the procedure described, rapid heating of the cylinder head is achieved and, on the other hand, permanent, adequate cooling of the coolant is ensured.

Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Aufwärmbetriebsart in einem ersten Temperaturbereich des Kühlmittels, die weitere Aufwärmbetriebsart in einem zweiten Temperaturbereich des Kühlmittels und die Normalbetriebsart in einem dritten Temperaturbereich des Kühlmittels durchgeführt wird. Die Aufwärmbetriebsart, die weitere Aufwärmbetriebsart und die Normalbetriebsart werden insoweit bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt.A preferred further embodiment of the invention provides that the warm-up mode is carried out in a first temperature range of the coolant, the further warm-up mode in a second temperature range of the coolant and the normal mode in a third temperature range of the coolant. In this respect, the warm-up mode, the further warm-up mode and the normal mode are carried out at different temperatures.

Beispielsweise erstreckt sich der erste Temperaturbereich in Richtung steigender Temperaturen bis hin zu einem ersten Temperaturgrenzwert, wird also nach oben von diesem begrenzt. Der zweite Temperaturbereich erstreckt sich hingegen ausgehend von dem ersten Temperaturgrenzwert bis hin zu einem zweiten Temperaturgrenzwert. In anderen Worten wird der zweite Temperaturbereich nach unten von dem ersten Temperaturgrenzwert und nach oben von dem zweiten Temperaturgrenzwert begrenzt. Der dritte Temperaturbereich ist hingegen nach unten von dem zweiten Temperaturgrenzwert begrenzt, also in Richtung niedrigerer Temperaturen.For example, the first temperature range extends in the direction of increasing temperatures up to a first temperature limit value, that is to say it is limited upwards by this. The second temperature range, on the other hand, extends from the first temperature limit value to a second temperature limit value. In other words, the second temperature range is limited at the bottom by the first temperature limit value and at the top by the second temperature limit value. The third temperature range, on the other hand, has a lower limit from the second temperature limit value, ie in the direction of lower temperatures.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der Aufwärmbetriebsart eine Drehzahlbegrenzung und/oder eine Leistungsbegrenzung der Brennkraftmaschine und/oder einer in dem zweiten Kühlmittelpfad vorliegenden Zusatzpumpe und/oder Kühlmittelpumpe erfolgt. Die Drehzahlbegrenzung beziehungsweise Leistungsbegrenzung der Brennkraftmaschine wird insbesondere durchgeführt, falls die Kühlmittelpumpe mechanisch mit der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, also von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad ist begrenzt, insbesondere liegt ein maximaler Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad unter einem Maximalmassenstrom für den ersten Kühlmittelpfad.A further development of the invention provides that in the warm-up operating mode a speed limitation and/or a power limitation of the internal combustion engine and/or an additional pump and/or coolant pump present in the second coolant path takes place. The speed limitation or power limitation of the internal combustion engine is carried out in particular if the coolant pump is mechanically coupled to the internal combustion engine, ie is driven by the internal combustion engine. The coolant mass flow over the second coolant path is limited, in particular a maximum coolant mass flow over the second coolant path is below a maximum mass flow for the first coolant path.

Weil nicht unmittelbar von der Aufwärmbetriebsart in die weitere Aufwärmbetriebsart oder die Normalbetriebsart umgeschaltet werden kann, ist es daher notwendig, die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder ihre Leistung zu begrenzen. Beispielsweise wird in der Aufwärmbetriebsart die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einen Drehzahlgrenzwert begrenzt, welcher beispielsweise höchstens 4000 U/min, höchstens 3500 U/min, höchstens 3000 U/min oder höchstens 2500 U/min beträgt oder - anders formuliert - höchstens 25 %, höchstens 30 %, höchstens 40 %, höchstens 50 %, höchstens 60 %, höchstens 70 % oder höchstens 75 % einer Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine.Therefore, since the warm-up mode cannot be immediately switched to the further warm-up mode or the normal mode, it is necessary to limit the number of revolutions of the internal combustion engine or its output. For example, in the warm-up mode, the speed of the internal combustion engine is limited to a speed limit value, which is, for example, no more than 4000 rpm, no more than 3500 rpm, no more than 3000 rpm or no more than 2500 rpm or - in other words - no more than 25%, at most 30%, at most 40%, at most 50%, at most 60%, at most 70% or at most 75% of a maximum speed of the internal combustion engine.

Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, die Drehzahlbegrenzung beziehungsweise Leistungsbegrenzung für die Zusatzpumpe oder die Kühlmittelpumpe vorzunehmen. Die Zusatzpumpe liegt in dem zweiten Kühlmittelpfad vor und dient der Förderung des Kühlmittels entlang des zweiten Kühlmittelpfads. Aufgrund der Einstellung des Kühlmittelmassenstroms über den ersten Kühlmittelpfad derart, dass er zumindest zeitweise kleiner ist als der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad, fördert die Kühlmittelpumpe das Kühlmittel bevorzugt entlang des zweiten Kühlmittelpfads, sodass die Leistung der in diesem vorliegenden Zusatzpumpe reduziert werden kann. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, die Drehzahl beziehungsweise Leistung der Kühlmittelpumpe zu begrenzen, insbesondere falls die Kühlmittelpumpe als elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe vorliegt.In addition or as an alternative, it can be provided to limit the speed or limit the power for the additional pump or the coolant pump. The additional pump is in the second coolant path and serves to convey the coolant along the second coolant path. Due to the setting of the coolant mass flow via the first coolant path in such a way that it is at least temporarily smaller than the coolant mass flow via the second coolant path, the coolant pump conveys the coolant preferably along the second coolant path, so that the power of the additional pump present in this path can be reduced. Additionally or alternatively, it is possible to limit the speed or power of the coolant pump, particularly if the coolant pump is an electrically driven coolant pump.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Thermostatventil zum Umschalten von der Aufwärmbetriebsart in die weitere Aufwärmbetriebsart oder die Normalbetriebsart mittels einer Heizeinrichtung beheizt wird. Die Heizeinrichtung dient dem Beheizen des Thermostatventils, insbesondere eines in dem Thermostatventil vorliegenden Dehnstoffelements. Durch das Beheizen des Thermostatventils wird von der Aufwärmbetriebsart in die weitere Aufwärmbetriebsart beziehungsweise die Normalbetriebsart umgeschaltet. In anderen Worten kann dieses Umschalten gezielt vorgenommen werden. Hierzu wird beispielsweise die Heizeinrichtung mittels eines Steuergeräts angesteuert. Die Heizeinrichtung liegt besonders bevorzugt als elektrische Heizeinrichtung vor. Eine derartige Vorgehensweise macht das gezielte Umschalten zwischen den Betriebsarten möglich.Finally, within the scope of a further embodiment of the invention, provision can be made for the thermostatic valve to be heated by means of a heating device in order to switch from the warm-up operating mode to the further warm-up operating mode or the normal operating mode. The heating device serves to heat the thermostatic valve, in particular an expansion element present in the thermostatic valve. The heating of the thermostatic valve switches from the warm-up mode to the further warm-up mode or the normal mode. In other words, this switching can be carried out in a targeted manner. For this purpose, for example, the heating device is controlled by a control unit. The heating device is particularly preferably in the form of an electrical heating device. Such a procedure makes targeted switching between the operating modes possible.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf und zur Kühlung des Zylinderkopfs einen Kühlmittelkreislauf aufweist, und wobei der Zylinderkopf über einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass verfügt und der Kühlmittelauslass über einen ersten Kühlmittelpfad und über einen strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kühlmittelpfad verlaufenden, einen Wärmeübertrager aufweisenden zweiten Kühlmittelpfad an eine zur Förderung von Kühlmittel ausgebildete Kühlmittelpumpe strömungstechnisch angeschlossen ist, die auf ihrer den beiden Kühlmittelpfaden abgewandten Seite strömungstechnisch an den Kühlmitteleinlass angeschlossen ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, in einer Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine mittels eines Thermostatventils einen Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad zumindest zeitweise kleiner einzustellen als einen Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Thermostatventil ein im Schnitt gesehen teilkreisförmiges Ventilelement aufweist, das in wenigstens einer Stellung eine Strömungsverbindung zwischen einem ersten Einlassanschluss und einem Auslassanschluss des Thermostatventils und einer Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Einlassanschluss und einem Auslassanschluss des Thermostatventils unterbricht, wobei das Ventilelement eine Ausnehmung aufweist, über welche in einer weiteren Stellung das Ventilelement eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss bei verschlossenem zweiten Einlassanschluss hergestellt ist.The invention also relates to an internal combustion engine, in particular for carrying out the method according to the statements made within the scope of this description, the internal combustion engine having a cylinder head and a coolant circuit for cooling the cylinder head, and the cylinder head having a coolant inlet and a coolant outlet and the coolant outlet having a first coolant path and via a second coolant path, which runs parallel to the first coolant path and has a heat exchanger, is fluidically connected to a coolant pump designed to deliver coolant, which is fluidically connected to the coolant inlet on its side facing away from the two coolant paths. It is provided that the internal combustion engine is designed to set a coolant mass flow via the first coolant path at least temporarily smaller than a coolant mass flow via the second coolant path by means of a thermostatic valve in a warm-up mode of the internal combustion engine. It is also provided that the thermostatic valve has a valve element that is part-circular when viewed in section, which in at least one position interrupts a flow connection between a first inlet port and an outlet port of the thermostatic valve and a flow connection between a second inlet port and an outlet port of the thermostatic valve, the valve element having a recess has, via which, in a further position, the valve element establishes a flow connection between the first inlet port and the outlet port when the second inlet port is closed.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a procedure or such a configuration of the internal combustion engine have already been pointed out. Both the internal combustion engine and the method for operating it can be further developed according to the explanations within the scope of this description, so that reference is made to them in this respect.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kühlmittelauslass einen ersten Kühlmittelauslassanschluss und einen zweiten Kühlmittelauslassanschluss aufweist, wobei der erste Kühlmittelauslassanschluss über den ersten Kühlmittelpfad und der zweite Kühlmittelauslassanschluss über den zweiten Kühlmittelpfad an die Kühlmittelpumpe angeschlossen ist. Das Aufteilen des Kühlmittels auf die beiden Kühlmittelpfade erfolgt insoweit nicht erst außerhalb des Zylinderkopfs beziehungsweise stromabwärts des Kühlmittelauslasses, sondern vielmehr innerhalb des Zylinderkopfs. Hierzu weist der Kühlmittelauslass den ersten Kühlmittelauslassanschluss und den zweiten Kühlmittelauslassanschluss auf, welche beide an den Kühlmitteleinlass angeschlossen sind.A further embodiment of the invention provides that the coolant outlet has a first coolant outlet port and a second coolant outlet port, the first coolant outlet port being connected to the coolant pump via the first coolant path and the second coolant outlet port being connected to the coolant pump via the second coolant path. In this respect, the distribution of the coolant to the two coolant paths does not take place first outside the cylinder head or downstream of the coolant outlet, but rather inside the cylinder head. For this purpose, the coolant outlet has the first coolant outlet connection and the second coolant outlet connection, both of which are connected to the coolant inlet.

Die Strömungsverbindungen zwischen dem Kühlmitteleinlass einerseits und dem ersten Kühlmittelauslassanschluss und dem zweiten Kühlmittelauslassanschluss andererseits verlaufen durch den Zylinderkopf. Der erste Kühlmittelpfad ist an den ersten Kühlmittelauslassanschluss und der zweite Kühlmittelpfad an den zweiten Kühlmittelauslassanschluss angeschlossen. Auf ihren den Kühlmittelauslassanschlüssen abgewandten Seiten sind die beiden Kühlmittelpfade an die Kühlmittelpumpe strömungstechnisch angeschlossen. Eine derartige Ausgestaltung der Brennkraftmaschine macht eine besonders gezielte Durchströmung des Zylinderkopfs mit Kühlmittel möglich.The flow connections between the coolant inlet on the one hand and the first coolant the second coolant outlet port, on the other hand, pass through the cylinder head. The first coolant path is connected to the first coolant outlet port and the second coolant path is connected to the second coolant outlet port. On their sides facing away from the coolant outlet connections, the two coolant paths are fluidically connected to the coolant pump. Such a configuration of the internal combustion engine makes it possible for coolant to flow through the cylinder head in a particularly targeted manner.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Thermostatventil mittels eines Dehnstoffelements und/oder aufgrund einer Druckdifferenz über das Thermostatventil betätigt ist. Das Thermostatventil verfügt insoweit über das Dehnstoffelement und/oder ein druckbetätigtes Mittel. Das Dehnstoffelement ändert seine Ausdehnung in Abhängigkeit von einer Temperatur, insbesondere des Kühlmittels. Hierzu wird das Dehnstoffelement mit dem Kühlmittel beaufschlagt, insbesondere von dem Kühlmittel angeströmt oder von dem Kühlmittel überströmt.A further particularly preferred embodiment of the invention provides that the thermostatic valve is actuated by means of an expansion element and/or due to a pressure difference across the thermostatic valve. To this extent, the thermostatic valve has the expansion element and/or a pressure-actuated means. The expansion element changes its expansion as a function of a temperature, in particular of the coolant. For this purpose, the expansion element is acted upon by the coolant, in particular the coolant flows against it or overflows with the coolant.

Zusätzlich oder alternativ kann das Thermostatventil von der Druckdifferenz über das Thermostatventil betätigt sein. Hierzu weist das Thermostatventil entsprechende Mittel auf. Beispielsweise ist das Thermostatventil derart ausgestaltet, dass der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Druck an dem ersten Einlassanschluss und dem Druck an dem Auslassanschluss eingestellt wird. Beispielsweise wird der Durchströmungsquerschnitt umso größer eingestellt, je größer die Druckdifferenz ist. Anders ausgedrückt wird der Massenstrom zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss umso größer eingestellt, je größer die Druckdifferenz ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine selbsttätige Reaktion des Thermostatventils auf unterschiedliche Druckdifferenzen beziehungsweise auf unterschiedliche Leistungen der Kühlmittelpumpe.Additionally or alternatively, the thermostatic valve can be actuated by the pressure difference across the thermostatic valve. For this purpose, the thermostatic valve has appropriate means. For example, the thermostatic valve is designed such that the flow cross section between the first inlet port and the outlet port is adjusted as a function of the pressure difference between the pressure at the first inlet port and the pressure at the outlet port. For example, the larger the pressure difference, the larger the flow cross section is set. In other words, the mass flow between the first inlet port and the outlet port is set to be greater, the greater the pressure difference. Such an embodiment enables the thermostatic valve to react automatically to different pressure differences or to different capacities of the coolant pump.

Schließlich ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass das Thermostatventil ein Ventilelement aufweist, das in wenigstens einer Stellung eine Strömungsverbindung zwischen einem ersten Einlassanschluss und einem Auslassanschluss des Thermostatventils und eine Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss des Thermostatventils unterbricht. In der wenigstens einen Stellung wird insoweit eine Durchströmung des Thermostatventils, welches den ersten Einlassanschluss, den zweiten Einlassanschluss und den Auslassanschluss aufweist, vollständig unterbunden. Dies ermöglicht eine besonders rasche Aufheizung der Brennkraftmaschine.Finally, the invention provides that the thermostatic valve has a valve element which, in at least one position, interrupts a flow connection between a first inlet port and an outlet port of the thermostatic valve and a flow connection between a second inlet port and the outlet port of the thermostatic valve. In the at least one position, flow through the thermostatic valve, which has the first inlet connection, the second inlet connection and the outlet connection, is completely prevented. This enables the internal combustion engine to be heated up particularly quickly.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf und einem Kühlmittelkreislauf zur Kühlung des Zylinderkopfs,
  • 2 ein Diagramm, in welchem ein Durchströmungsquerschnitt zwischen einem ersten Einlassanschluss und einem Auslassanschluss eines Thermostatventils und ein Durchströmungsquerschnitt zwischen einem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss über einer Stellung eines Ventilelements gezeigt ist,
  • 3 ein Diagramm, welches den Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss und den Durchströmungsquerschnitt zwischen dem zweiten Einlassanschluss und dem Auslassanschluss über einer Temperatur zeigt,
  • 4 eine schematische Darstellung des Thermostatventils, welches ein Ventilelement aufweist,
  • 5 eine weitere schematische Darstellung des Thermostatventils, sowie
  • 6 eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Ventilelements des Thermostatventils.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing, without the invention being restricted. It shows:
  • 1 a schematic representation of an internal combustion engine with a cylinder head and a coolant circuit for cooling the cylinder head,
  • 2 a diagram in which a flow cross section between a first inlet port and an outlet port of a thermostatic valve and a flow cross section between a second inlet port and the outlet port is shown over a position of a valve element,
  • 3 a diagram showing the flow cross section between the first inlet port and the outlet port and the flow cross section between the second inlet port and the outlet port over a temperature,
  • 4 a schematic representation of the thermostatic valve, which has a valve element,
  • 5 another schematic representation of the thermostatic valve, as well as
  • 6 a schematic representation of a region of a valve element of the thermostatic valve.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 1, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über mehrere Zylinderblöcke 2 verfügt. Nachfolgend wird lediglich auf einen der Zylinderblöcke 2 eingegangen. Die Ausführungen sind in jedem Fall auf jeden der Zylinderblöcke 2 und auch eine Brennkraftmaschine 1 mit lediglich einem einzigen Zylinderblock 2 übertragbar. Die Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise ihr Zylinderblock 2 verfügt über einen Zylinderkopf 3 sowie über einen Kühlmittelkreislauf 4, mittels welchem der Zylinderkopf 3 gekühlt wird beziehungsweise gekühlt werden kann.the 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 1, which has a plurality of cylinder blocks 2 in the exemplary embodiment shown here. Only one of the cylinder blocks 2 is discussed below. In any case, the explanations can be applied to each of the cylinder blocks 2 and also to an internal combustion engine 1 with only a single cylinder block 2 . The internal combustion engine 1 or its cylinder block 2 has a cylinder head 3 and a coolant circuit 4, by means of which the cylinder head 3 is or can be cooled.

Der Zylinderkopf 3 ist über einen Kühlmitteleinlass 5 und einen Kühlmittelauslass 6 an den Kühlmittelkreislauf 4 strömungstechnisch angeschlossen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Kühlmittelauslass 6 einen ersten Kühlmittelauslassanschluss 7 und einen zweiten Kühlmittelauslassanschluss 8 auf. Der Kühlmittelauslass 6 ist über einen ersten Kühlmittelpfad 9 sowie einen zweiten Kühlmittelpfad 10 strömungstechnisch an eine Kühlmittelpumpe 11 angeschlossen. Bei der hier dargestellten Ausführungsform mit mehreren Kühlmittelauslassanschlüssen 7 und 8 ist der erste Kühlmittelpfad 9 an den ersten Kühlmittelauslassanschluss 7 und der zweite Kühlmittelpfad 10 an den zweiten Kühlmittelauslassanschluss 8 angeschlossen.The cylinder head 3 is fluidically connected to the coolant circuit 4 via a coolant inlet 5 and a coolant outlet 6 . In the exemplary embodiment illustrated here, the coolant outlet 6 has a first coolant outlet connection 7 and a second coolant outlet connection 8 . The coolant outlet 6 is fluidically connected to a coolant pump 11 via a first coolant path 9 and a second coolant path 10 . At the one here In the embodiment provided with a plurality of coolant outlet connections 7 and 8 , the first coolant path 9 is connected to the first coolant outlet connection 7 and the second coolant path 10 is connected to the second coolant outlet connection 8 .

Die Brennkraftmaschine 1, beispielsweise der erste Kühlmittelpfad 9, weist ein Thermostatventil 12 auf, welches über einen ersten Einlassanschluss 13, einen zweiten Einlassanschluss 14 sowie einen Auslassanschluss 15 verfügt. Der erste Einlassanschluss 13 ist unter Umgehung eines Kühlmittelkühlers 16 strömungstechnisch an den Kühlmittelauslass 6 beziehungsweise den ersten Kühlmittelauslassanschluss 7 angeschlossen. Der zweite Einlassanschluss 14 hingegen ist über den Kühlmittelkühler 16 an den Kühlmittelauslass 6 beziehungsweise den ersten Kühlmittelauslassanschluss 7 angeschlossen. Der Auslassanschluss 15 des Thermostatventils 12 ist über eine Anschlussleitung 17 an die Kühlmittelpumpe 11 angeschlossen, genauer gesagt an eine Saugseite der Kühlmittelpumpe 11.The internal combustion engine 1 , for example the first coolant path 9 , has a thermostatic valve 12 which has a first inlet port 13 , a second inlet port 14 and an outlet port 15 . The first inlet connection 13 is fluidically connected to the coolant outlet 6 or the first coolant outlet connection 7 , bypassing a coolant cooler 16 . The second inlet port 14 , on the other hand, is connected to the coolant outlet 6 or the first coolant outlet port 7 via the coolant cooler 16 . The outlet connection 15 of the thermostatic valve 12 is connected to the coolant pump 11 via a connecting line 17, more precisely to a suction side of the coolant pump 11.

Der zweite Kühlmittelpfad 10 weist einen Wärmeübertrager 18 auf, welcher der Bereitstellung von Wärme für eine externe Einrichtung, beispielsweise für eine Fahrgastraumheizung, dient. Zudem kann in dem zweiten Kühlmittelpfad 10 eine (optionale) Zusatzpumpe 19 vorliegen. Der zweite Kühlmittelpfad 10 ist einerseits an den Kühlmittelauslass 6, insbesondere den zweiten Kühlmittelauslassanschluss 8, und andererseits an die Kühlmittelpumpe 11 strömungstechnisch angeschlossen. Hierzu mündet der zweite Kühlmittelpfad 10 auf seiner dem Zylinderkopf 3 abgewandten Seite in die Anschlussleitung 17 ein. Zusätzlich oder alternativ ist er an einen Pilotanschluss des Thermostatventils 12 angeschlossen, der permanent mit dem Auslassanschluss 15 in Strömungsverbindung steht.The second coolant path 10 has a heat exchanger 18, which is used to provide heat for an external device, for example a passenger compartment heater. In addition, an (optional) auxiliary pump 19 can be present in the second coolant path 10 . The second coolant path 10 is fluidically connected on the one hand to the coolant outlet 6, in particular the second coolant outlet connection 8, and on the other hand to the coolant pump 11. For this purpose, the second coolant path 10 opens into the connecting line 17 on its side facing away from the cylinder head 3 . Additionally or alternatively, it is connected to a pilot connection of the thermostatic valve 12 which is permanently in flow communication with the outlet connection 15 .

Es ist nun vorgesehen, in einer Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine 1 das Thermostatventil 12 derart einzustellen, dass ein Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad 9 zumindest zeitweise kleiner ist als ein Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad 10. Hierzu wird zumindest zeitweise die Strömungsverbindung durch das Thermostatventil 12 zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 sowie dem zweiten Einlassanschluss 14 einerseits und dem Auslassanschluss 15 andererseits vollständig unterbrochen, sodass das Kühlmittel ausschließlich über den zweiten Kühlmittelpfad 10 strömt.It is now provided that when internal combustion engine 1 is in a warm-up mode, thermostatic valve 12 is set in such a way that a coolant mass flow via first coolant path 9 is at least temporarily smaller than a coolant mass flow via second coolant path 10. For this purpose, at least temporarily, the flow connection through thermostatic valve 12 between the first inlet port 13 and the second inlet port 14 on the one hand and the outlet port 15 on the other hand completely interrupted, so that the coolant flows exclusively through the second coolant path 10 .

Die 2 zeigt ein Diagramm, in welchem ein Verlauf 20 den Durchströmungsquerschnitt in dem Thermostatventil 12 zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 und ein Verlauf 21 den Durchströmungsquerschnitt über das Thermostatventil 12 zwischen dem zweiten Einlassanschluss 14 und dem Auslassanschluss 15, jeweils über eine Stellung eines Ventilelements 25 (hier nicht dargestellt) des Thermostatventils 12 zeigt. Die Stellung des Ventilelements 25 entspricht in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einer Drehwinkelstellung α. Der Durchströmungsquerschnitt ist in Prozent zwischen 0 % und 100 % dargestellt. Ein Durchströmungsquerschnitt von 0 % entspricht einer vollständigen Versperrung, wohingegen ein Durchströmungsquerschnitt von 100 % einer vollständigen Freigabe entspricht.the 2 shows a diagram in which a curve 20 shows the flow cross section in the thermostatic valve 12 between the first inlet port 13 and the outlet port 15 and a curve 21 shows the flow cross section through the thermostatic valve 12 between the second inlet port 14 and the outlet port 15, each for a position of a valve element 25 (not shown here) of the thermostatic valve 12 shows. In the exemplary embodiment shown here, the position of the valve element 25 corresponds to a rotational angle position α. The flow cross-section is shown as a percentage between 0% and 100%. A flow area of 0% corresponds to a complete obstruction, while a flow area of 100% corresponds to a complete unblocking.

Es ist erkennbar, dass bei einer Drehwinkelstellung α0 beide Durchströmungsquerschnitte gleich 0 % sind. Ausgehend von der Drehwinkelstellung α0 bis hin zu der Drehwinkelstellung α1 steigt der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 stetig an, vorzugsweise linear. Er erreicht bei der Drehwinkelstellung α1 sein Maximum von 100 %. Zwischen der Drehwinkelstellung α1 und der Drehwinkelstellung α2 verbleibt der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 bei 100 %, der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem zweiten Einlassanschluss 14 und dem Auslassanschluss 15 bei 0 %.It can be seen that with a rotational angle position α 0 both flow cross sections are equal to 0%. Starting from the angle of rotation position α 0 up to the angle of rotation position α 1 , the flow cross section between the first inlet port 13 and the outlet port 15 increases steadily, preferably linearly. It reaches its maximum of 100% at the angle of rotation α 1 . Between the rotational angle position α 1 and the rotational angle position α 2 the flow cross section between the first inlet port 13 and the outlet port 15 remains at 100%, the flow cross section between the second inlet port 14 and the outlet port 15 at 0%.

Ausgehend von der Drehwinkelstellung α2 bis hin zu der Drehwinkelstellung α3 verringert sich der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15, vorzugsweise stetig, insbesondere linear. Bei der Drehwinkelstellung α3 erreicht der Durchströmungsquerschnitt sein Minimum, nämlich 0 %. Der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem zweiten Einlassanschluss 14 und dem Auslassanschluss 15 steigt ausgehend von der Drehwinkelstellung α2 bis hin zu der Drehwinkelstellung α4 an, vorzugsweise stetig, insbesondere linear. Der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 verbleibt hingegen ausgehend von der Drehwinkelstellung α3 bis hin zu der Drehwinkelstellung α4 bei 0 %.Starting from the rotational angle position α 2 up to the rotational angle position α 3 , the flow cross section between the first inlet port 13 and the outlet port 15 decreases, preferably continuously, in particular linearly. At the rotational angle position α 3 the flow cross section reaches its minimum, namely 0%. The flow cross section between the second inlet port 14 and the outlet port 15 increases, starting from the rotational angle position α 2 up to the rotational angle position α 4 , preferably continuously, in particular linearly. The flow cross section between the first inlet port 13 and the outlet port 15 , on the other hand, remains at 0%, starting from the rotational angle position α 3 up to the rotational angle position α 4 .

Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der Werte 0 % und 100 % ein generischer erster Wert und ein generischer zweiter Wert verwendet werden können. An die Stelle des Werts von 0 % tritt insoweit der erste Wert und an die Stelle des Werts von 100 % der zweite Wert. Der erste Wert ist kleiner als der zweite Wert, ansonsten können die Werte jedoch beliebig gewählt sein.It should be noted that a generic first value and a generic second value can be used instead of the values 0% and 100%. The first value replaces the value of 0% and the second value replaces the value of 100%. The first value is smaller than the second value, but otherwise the values can be chosen arbitrarily.

Die 3 zeigt ein Diagramm, in welchem die vorstehend bereits erwähnten Durchströmungsquerschnitte anhand von Verläufen 23 und 24 über einer Temperatur T aufgetragen sind. Der Verlauf 23 beschreibt den Durchströmungsquerschnitt durch das Thermostatventil 12 zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15. Der Verlauf 24 beschreibt den Durchströmungsquerschnitt durch das Thermostatventil 12 zwischen dem zweiten Einlassanschluss 14 und dem Auslassanschluss 15.the 3 1 shows a diagram in which the flow cross sections already mentioned above are plotted against a temperature T using curves 23 and 24 . The course 23 describes the flow cross section through the thermostatic valve 12 between the first Inlet port 13 and the outlet port 15. The curve 24 describes the flow cross section through the thermostatic valve 12 between the second inlet port 14 and the outlet port 15.

Es ist erkennbar, dass bis hin zu der Temperatur T1 beide Durchströmungsquerschnitte gleich 0 % betragen. Ausgehend von der Temperatur T1 steigt der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 bis hin zu der Temperatur T2 an, vorzugsweise stetig, insbesondere linear. Ausgehend von der Temperatur T2 sinkt er bis zum Erreichen einer Temperatur T3 ab, wiederum vorzugsweise stetig, insbesondere linear.It can be seen that both flow cross sections are equal to 0% up to the temperature T 1 . Starting from the temperature T 1 , the flow cross section between the first inlet port 13 and the outlet port 15 increases up to the temperature T 2 , preferably continuously, in particular linearly. Starting from the temperature T 2 , it decreases until a temperature T 3 is reached, again preferably steadily, in particular linearly.

Bei der Temperatur T3 erreicht der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 sein Minimum, nämlich 0 %. Er verbleibt auf diesem Wert bis zu der Temperatur T4. Der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem zweiten Einlassanschluss 14 und dem Auslassanschluss 15 verbleibt bis zu der Temperatur T2 bei 0 %. Anschließend steigt er bis hin zu der Temperatur T4 an, vorzugsweise stetig, insbesondere linear. Bei der Temperatur T4 erreicht er den Wert von 100 %. Wiederum sei darauf hingewiesen, dass die Werte 0 % und 100 % durch die generischen Werte ersetzbar sind.At temperature T 3 the flow cross section between the first inlet port 13 and the outlet port 15 reaches its minimum, namely 0%. It remains at this value up to the temperature T 4 . The flow cross section between the second inlet port 14 and the outlet port 15 remains at 0% up to the temperature T 2 . It then rises up to temperature T 4 , preferably steadily, in particular linearly. At temperature T 4 it reaches the value of 100%. Again, note that the 0% and 100% values are replaceable with the generic values.

Die 4 zeigt eine schematische Darstellung des Thermostatventils 12, wobei der erste Einlassanschluss 13 und der zweite Einlassanschluss 14 zu erkennen sind. Der Auslassanschluss 15 ist in der hier dargestellten Schnittdarstellung nicht gezeigt. Das Thermostatventil 12 verfügt über ein Ventilelement 25, welches im Schnitt gesehen teilkreisförmig ist. Beispielsweise ist das Ventilelement 25 kugelförmig oder zumindest teilkugelförmig. Das Ventilelement 25 ist um eine Drehachse 26 drehbar gelagert, sodass sich unterschiedliche Drehwinkelstellungen α einstellen lassen. Die hier dargestellte Drehwinkelstellung α entspricht der vorstehend beschriebenen Drehwinkelstellung α0, für welche die Durchströmungsquerschnitte zwischen den Einlassanschlüssen 13 und 14 einerseits und dem Auslassanschluss 15 andererseits unterbrochen sind. Größere Werte von α werden durch eine Drehung des Ventilelements 25 gegen den Uhrzeigersinn erreicht.the 4 shows a schematic representation of the thermostatic valve 12, wherein the first inlet port 13 and the second inlet port 14 can be seen. The outlet connection 15 is not shown in the sectional view shown here. The thermostatic valve 12 has a valve element 25 which, viewed in section, is part-circular. For example, the valve element 25 is spherical or at least partially spherical. The valve element 25 is rotatably mounted about an axis of rotation 26, so that different angular positions α can be set. The rotary angle position α shown here corresponds to the rotary angle position α 0 described above, for which the flow cross sections between the inlet ports 13 and 14 on the one hand and the outlet port 15 on the other hand are interrupted. Larger values of α are obtained by rotating the valve element 25 counterclockwise.

Es wird deutlich, dass mit größer werdender Drehwinkelstellung α eine Ausnehmung 27 des Ventilelements 25 in Überdeckung mit dem ersten Einlassanschluss 13 gerät, über welche eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 hergestellt ist. Der zweite Einlassanschluss 14 bleibt hierbei zunächst verschlossen. Erst wenn die Ausnehmung 27 vollständig in Überdeckung mit dem ersten Einlassanschluss 13 steht, sodass sich der Überdeckungsgrad bei weiter ansteigender Drehwinkelstellung α wieder verkleinert, gibt das Ventilelement 25 die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Einlassanschluss 14 und dem Auslassanschluss 15 frei. Eine Verlagerung des Ventilelements 25 beziehungsweise eine Drehung des Ventilelements 25 um die Drehachse 26 wird mittels einer Betätigungseinrichtung 28 (hier nicht dargestellt) erzielt, die an einer Anlenkstelle 29 an dem Ventilelement 25 angreift.It is clear that as the rotary angle position α increases, a recess 27 of the valve element 25 overlaps with the first inlet port 13 , via which a flow connection is established between the first inlet port 13 and the outlet port 15 . The second inlet port 14 initially remains closed. Only when the recess 27 completely overlaps the first inlet port 13, so that the degree of overlap decreases again as the rotational angle position α increases, does the valve element 25 release the flow connection between the second inlet port 14 and the outlet port 15. A displacement of the valve element 25 or a rotation of the valve element 25 about the axis of rotation 26 is achieved by means of an actuating device 28 (not shown here), which acts on the valve element 25 at a pivot point 29 .

Die 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Thermostatventils 12, wobei der zweite Einlassanschluss 14 sowie der Auslassanschluss 15 zu erkennen sind. Dargestellt sind ebenso das Ventilelement 25 sowie die Betätigungseinrichtung 28, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Dehnstoffelement 30 aufweist, das in einer Führungseinrichtung 31 angeordnet ist und sich an einer Wand 32 des Thermostatventils 12 abstützt. the 5 shows a further schematic representation of the thermostatic valve 12, wherein the second inlet port 14 and the outlet port 15 can be seen. The valve element 25 and the actuating device 28 are also shown, which in the exemplary embodiment shown here has an expansion element 30 which is arranged in a guide device 31 and is supported on a wall 32 of the thermostatic valve 12 .

Dehnt sich das Dehnstoffelement 30 aus, so drängt es die Führungseinrichtung 31 in Richtung einer der Wand 32 gegenüberliegenden Wand 33. Hierdurch wird die Drehbewegung des Ventilelements 25 bewirkt. Der Verlagerung der Führungseinrichtung 31 durch das Dehnstoffelement 30 wirkt eine Feder 34 entgegen, die sich an der Wand 33 abstützt. Die Feder 34 sorgt für eine zuverlässige Rückstellung des Ventilelements 25.If the expansion element 30 expands, it forces the guide device 31 in the direction of a wall 33 opposite the wall 32. This causes the rotary movement of the valve element 25. A spring 34 , which is supported on the wall 33 , counteracts the displacement of the guide device 31 by the expansion element 30 . The spring 34 ensures a reliable return of the valve element 25.

Die 6 zeigt schematisch einen Ausschnitt des Ventilelements 25. Angedeutet ist ebenso der erste Einlassanschluss 13. Dargestellt ist das Ventilelement 25 für die Drehwinkelstellung α0, in welcher die Strömungsverbindung zwischen den Einlassanschlüssen 13 und 14 einerseits und dem Auslassanschluss 15 unterbrochen ist. Das Ventilelement 25 ist derart ausgestaltet, dass es aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 in Richtung größerer Drehwinkelstellungen α gedrängt wird, sodass der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Einlassanschluss 13 und dem Auslassanschluss 15 zunimmt. Dies wird durch eine Ausbuchtung 35 in dem Ventilelement 25 erzielt, welche im Wesentlichen schaufelförmig ist.the 6 shows schematically a section of the valve element 25. The first inlet port 13 is also indicated. The valve element 25 is shown for the rotational angle position α 0 , in which the flow connection between the inlet ports 13 and 14 on the one hand and the outlet port 15 is interrupted. The valve element 25 is designed in such a way that due to a pressure difference between the first inlet port 13 and the outlet port 15 it is pushed in the direction of larger rotational angle positions α, so that the flow cross section between the first inlet port 13 and the outlet port 15 increases. This is achieved by a bulge 35 in the valve element 25 which is essentially blade-shaped.

Die beschriebene Ausgestaltung der Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise das beschriebene Verfahren ermöglichen ein besonders effizientes Erwärmen der Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise ihres Zylinderkopfs 3, wobei gleichzeitig eine für den Betrieb einer externen Einrichtung hinreichende Wärmemenge über den Wärmeübertrager 18 bereitgestellt werden kann. Insgesamt werden hierdurch deutliche Effizienzgewinne erzielt.The configuration of the internal combustion engine 1 described and the method described enable a particularly efficient heating of the internal combustion engine 1 and its cylinder head 3, while at the same time a sufficient amount of heat can be provided via the heat exchanger 18 for the operation of an external device. Overall, significant gains in efficiency are achieved as a result.

BezugszeichenlisteReference List

11
Brennkraftmaschineinternal combustion engine
22
Zylinderblöckecylinder blocks
33
Zylinderkopfcylinder head
44
Kühlmittelkreislaufcoolant circuit
55
Kühlmitteleinlasscoolant inlet
66
Kühlmittelauslasscoolant outlet
77
erster Kühlmittelauslassanschlussfirst coolant outlet port
88th
zweiter Kühlmittelauslassanschlusssecond coolant outlet port
99
erster Kühlmittelpfadfirst coolant path
1010
zweiter Kühlmittelpfadsecond coolant path
1111
Kühlmittelpumpecoolant pump
1212
Thermostatventilthermostatic valve
1313
erster Einlassanschlussfirst inlet port
1414
zweiter Einlassanschlusssecond inlet port
1515
Auslassanschlussoutlet port
1616
Kühlmittelkühlercoolant cooler
1717
Anschlussleitungconnecting cable
1818
Wärmeübertragerheat exchanger
1919
Zusatzpumpeauxiliary pump
2020
VerlaufCourse
2121
VerlaufCourse
2323
VerlaufCourse
2424
VerlaufCourse
2525
Ventilelementvalve element
2626
Drehachseaxis of rotation
2727
Ausnehmungrecess
2828
Betätigungseinrichtungactuating device
2929
Anlenkstellepivot point
3030
Dehnstoffelementexpansion element
3131
Führungseinrichtungguide device
3232
WandWall
3333
WandWall
3434
FederFeather
3535
Ausbuchtungbulge

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei die Brennkraftmaschine (1) einen Zylinderkopf (3) und zur Kühlung des Zylinderkopfs (3) einen Kühlmittelkreislauf (4) aufweist, wobei der Zylinderkopf (3) über einen Kühlmitteleinlass (5) und einen Kühlmittelauslass (6) verfügt und der Kühlmittelauslass (6) über einen ersten Kühlmittelpfad (9) und über einen strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kühlmittelpfad (9) verlaufenden, einen Wärmeübertrager (18) aufweisenden zweiten Kühlmittelpfad (10) an eine zur Förderung von Kühlmittel ausgebildete Kühlmittelpumpe (11) strömungstechnisch angeschlossen ist, die auf ihrer den beiden Kühlmittelpfaden (9,10) abgewandten Seite strömungstechnisch an den Kühlmitteleinlass (5) angeschlossen ist, wobei in einer Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine (1) mittels eines Thermostatventils (12) ein Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad (9) zumindest zeitweise kleiner eingestellt wird als ein Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) ein im Schnitt gesehen teilkreisförmiges Ventilelement (25) aufweist, das in wenigstens einer Stellung eine Strömungsverbindung zwischen einem ersten Einlassanschluss (13) und einem Auslassanschluss (15) des Thermostatventils (12) und eine Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Einlassanschluss (14) und dem Auslassanschluss (15) des Thermostatventils (12) unterbricht, wobei das Ventilelement (25) eine Ausnehmung (27) aufweist, über welche in einer weiteren Stellung des Ventilelements (25) eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss (13) und dem Auslassanschluss (15) bei verschlossenem zweitem Einlassanschluss (14) hergestellt ist.Method for operating an internal combustion engine (1), the internal combustion engine (1) having a cylinder head (3) and a coolant circuit (4) for cooling the cylinder head (3), the cylinder head (3) having a coolant inlet (5) and a coolant outlet (6) and the coolant outlet (6) has a first coolant path (9) and a second coolant path (10) running parallel to the first coolant path (9) in terms of flow and having a heat exchanger (18) to a coolant pump designed to convey coolant (11) is fluidically connected, which is fluidically connected to the coolant inlet (5) on its side facing away from the two coolant paths (9,10), wherein in a warm-up operating mode of the internal combustion engine (1) a coolant mass flow via the first Coolant path (9) is set at least temporarily smaller than a coolant mass flow over the z wide coolant path (10), characterized in that the thermostatic valve (12) has a valve element (25) which is partially circular when viewed in section and which in at least one position provides a flow connection between a first inlet connection (13) and an outlet connection (15) of the thermostatic valve (12 ) and interrupts a flow connection between a second inlet port (14) and the outlet port (15) of the thermostatic valve (12), the valve element (25) having a recess (27) via which a flow connection is established in a further position of the valve element (25). between the first inlet port (13) and the outlet port (15) when the second inlet port (14) is closed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) den unter Umgehung eines Kühlmittelkühlers (16) an den Kühlmittelauslass (6) strömungstechnisch angeschlossenen ersten Einlassanschluss (13), den über den Kühlmittelkühler (16) an den Kühlmittelauslass (6) strömungstechnisch angeschlossenen zweiten Einlassanschluss (14) und den an die Kühlmittelpumpe (11) strömungstechnisch angeschlossenen Auslassanschluss (15) aufweist, wobei das Thermostatventil (12) in dem Aufwärmbetrieb den Kühlmittelmassenstrom zwischen den Einlassanschlüssen (13,14) und dem Auslassanschluss (15) derart einstellt, dass er kleiner ist als der Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad (10), oder die Strömungsverbindung zwischen den Einlassanschlüssen (13,14) und dem Auslassanschluss (15) unterbricht.procedure after claim 1 , characterized in that the thermostatic valve (12) bypassing a coolant cooler (16) to the coolant outlet (6) fluidically connected first inlet port (13), the fluidically connected via the coolant cooler (16) to the coolant outlet (6) second inlet port ( 14) and the outlet connection (15) which is fluidically connected to the coolant pump (11), the thermostatic valve (12) adjusting the coolant mass flow between the inlet connections (13,14) and the outlet connection (15) in the warm-up mode in such a way that it is smaller than the coolant mass flow via the second coolant path (10), or the flow connection between the inlet ports (13,14) and the outlet port (15) interrupts. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) in einer weiteren Aufwärmbetriebsart einen Kühlmittelmassenstrom zwischen dem ersten Einlassanschluss (13) und dem Auslassanschluss (15) größer einstellt als einen Kühlmittelmassenstrom zwischen dem zweiten Einlassanschluss (14) und dem Auslassanschluss.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermostatic valve (12) in a further heating mode sets a coolant mass flow between the first inlet port (13) and the outlet port (15) greater than a coolant mass flow between the second inlet port (14) and the outlet port . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) in einer Normalbetriebsart den Kühlmittelmassenstrom zwischen dem ersten Einlassanschluss (13) und dem Auslassanschluss (15) zumindest zeitweise kleiner einstellt als den Kühlmittelmassenstrom zwischen dem zweiten Einlassanschluss (14) und dem Auslassanschluss (15).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermostatic valve (12) in a normal operating mode sets the coolant mass flow between the first inlet port (13) and the outlet port (15) at least temporarily smaller than the coolant mass flow between the second inlet port (14) and the outlet port (15). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufwärmbetriebsart eine Drehzahlbegrenzung und/oder eine Leistungsbegrenzung der Brennkraftmaschine (1) und/oder einer in dem zweiten Kühlmittelpfad (10) vorliegenden Zusatzpumpe (19) und/oder der Kühlmittelpumpe (11) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the warm-up operating mode a speed limitation and/or a power limitation of the internal combustion engine (1) and/or an additional pump (19) present in the second coolant path (10) and/or the coolant pump (11) he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) zum Umschalten von der Aufwärmbetriebsart in die weitere Aufwärmbetriebsart oder die Normalbetriebsart mittels einer Heizeinrichtung beheizt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermostatic valve (12) is heated by means of a heating device in order to switch over from the warm-up operating mode to the further warm-up operating mode or the normal operating mode. Brennkraftmaschine (1), zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (1) einen Zylinderkopf (3) und zur Kühlung des Zylinderkopfs (3) einen Kühlmittelkreislauf (4) aufweist, und wobei der Zylinderkopf (3) über einen Kühlmitteleinlass (5) und einen Kühlmittelauslass (6) verfügt und der Kühlmittelauslass (6) über einen ersten Kühlmittelpfad (9) und über einen strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kühlmittelpfad (9) verlaufenden, einen Wärmeübertrager (18) aufweisenden zweiten Kühlmittelpfad (10) an eine zur Förderung von Kühlmittel ausgebildete Kühlmittelpumpe (11) strömungstechnisch angeschlossen ist, die auf ihrer den beiden Kühlmittelpfaden (9,10) abgewandten Seite strömungstechnisch an dem Kühlmitteleinlass (5) angeschlossen ist, wobei die Brennkraftmaschine (1) dazu ausgebildet ist, in einer Aufwärmbetriebsart der Brennkraftmaschine (1) mittels eines Thermostatventils (12) einen Kühlmittelmassenstrom über den ersten Kühlmittelpfad (9) zumindest zeitweise kleiner einzustellen als einen Kühlmittelmassenstrom über den zweiten Kühlmittelpfad (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) ein im Schnitt gesehen teilkreisförmiges Ventilelement (25) aufweist, das in wenigstens einer Stellung eine Strömungsverbindung zwischen einem ersten Einlassanschluss (13) und einem Auslassanschluss (15) des Thermostatventils (12) und eine Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Einlassanschluss (14) und dem Auslassanschluss (15) des Thermostatventils (12) unterbricht, wobei das Ventilelement (25) eine Ausnehmung (27) aufweist, über welche in einer weiteren Stellung des Ventilelements (25) eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Einlassanschluss (13) und dem Auslassanschluss (15) bei verschlossenem zweitem Einlassanschluss (14) hergestellt ist.Internal combustion engine (1) for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, the internal combustion engine (1) having a cylinder head (3) and a coolant circuit (4) for cooling the cylinder head (3), and the cylinder head (3) has a coolant inlet (5) and a coolant outlet (6), and the coolant outlet (6) has a first coolant path (9) and a second coolant path (10) which runs parallel to the first coolant path (9) and has a heat exchanger (18). ) is fluidically connected to a coolant pump (11) designed to convey coolant, which is fluidically connected to the coolant inlet (5) on its side facing away from the two coolant paths (9,10), the internal combustion engine (1) being designed to a warm-up mode of the internal combustion engine (1) by means of a thermostatic valve (12) a coolant mass flow over the first coolant path (9) at least at times smaller than a coolant mass flow via the second coolant path (10), characterized in that the thermostatic valve (12) has a part-circular valve element (25) viewed in section, which in at least one position provides a flow connection between a first Inlet port (13) and an outlet port (15) of the thermostatic valve (12) and a flow connection between a second inlet port (14) and the outlet port (15) of the thermostatic valve (12), the valve element (25) having a recess (27). , via which, in a further position of the valve element (25), a flow connection is established between the first inlet port (13) and the outlet port (15) when the second inlet port (14) is closed. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelauslass (6) einen ersten Kühlmittelauslassanschluss (7) und einen zweiten Kühlmittelauslassanschluss (8) aufweist, wobei der erste Kühlmittelauslassanschluss (7) über den ersten Kühlmittelpfad (9) und der zweite Kühlmittelauslassanschluss (8) über den zweiten Kühlmittelpfad (10) an die Kühlmittelpumpe (11) angeschlossen ist.internal combustion engine claim 7 , characterized in that the coolant outlet (6) has a first coolant outlet connection (7) and a second coolant outlet connection (8), the first coolant outlet connection (7) via the first coolant path (9) and the second coolant outlet connection (8) via the second coolant path (10) is connected to the coolant pump (11). Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (12) mittels eines Dehnstoffelements (30) und/oder aufgrund einer Druckdifferenz über das Thermostatventil (12) betätigt ist.internal combustion engine claim 7 or 8th , characterized in that the thermostatic valve (12) by means of an expansion element (30) and / or due to a pressure difference across the thermostatic valve (12) is actuated.
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