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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung, ein damit ausgestattetes Kühlsystem und ein Steuerungsverfahren für diese, welches die Aufwärmzeit verkürzen und die Kühleffizienz verbessern kann.
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Stand der Technik
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Ein Motor gibt Wärmeenergie ab, während er, aufgrund der Verbrennung von Kraftstoff, ein Drehmoment erzeugt, und ein Kühlmittel absorbiert Wärmeenergie, während es durch einen Motor, eine Heizung und einen Kühler zirkuliert, und gibt diese Wärmeenergie nach außen ab.
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Ist eine Temperatur des Kühlmittels des Motors niedrig, so kann die Viskosität des Öls steigen, wodurch die Reibungskraft und der Kraftstoffverbrauch erhöht wird, und eine Temperatur von Abgas kann erst allmählich ansteigen, wodurch die Zeit zur Aktivierung eines Katalysators verlängert wird, was wiederum die Abgasqualität beeinträchtigt. Darüber hinaus kann es, wenn die Zeit, die benötigt wird, um eine Funktion der Heizung zu normalisieren, zunimmt, zu Unannehmlichkeiten für den Fahrer kommen.
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Ist die Kühlmitteltemperatur zu hoch, kann sich, da es zu Klopfen kommt, die Leistung des Motors verschlechtern, da der Zündzeitpunkt so eingestellt wird, dass das Klopfen unterdrückt wird. Darüber hinaus wird bei einer zu hohen Schmierstofftemperatur die Viskosität verringert, so dass es zu einer Verschlechterung der Schmierleistung kommen kann.
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Zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, der Heiz- und Kühlleistung werden eine variable Wasserpumpe, ein elektrischer Thermostat, ein Kühlmitteldurchfluss-Steuerventil und dergleichen bei einem Kühlsystem angewandt. Die Auslegung eines Kühlsystems ist jedoch kompliziert und bringt erhöhte Herstellungskosten mit sich.
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Die in diesem Hintergrundabschnitt zu der Erfindung enthaltenen Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und dürfen weder als Anerkenntnis noch als Anregung dahingehend angesehen werden, diese Informationen stellten Stand der Technik dar, der einem Fachmann bereits bekannt wäre.
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KURZER ÜBERBLICK
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, eine Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung, ein damit ausgestattetes Kühlsystem und ein Steuerungsverfahren für dieses bereitzustellen, welches durch eine einfache Struktur Vorteile hinsichtlich der Verkürzung der Aufwärmzeit und der Verbesserung der Kühleffizienz aufweist.
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Eine erfindungsgemäße Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung entsprechend beispielhafter Ausführungsformen kann ein Kühlmittelsteuergehäuse umfassen, an dem ein Einlass für das Einströmen von Kühlmittel, ein Auslass für das Ausströmen des Kühlmittels, eine erste Kühlmittelzufuhrleitung und eine zweite Kühlmittelzufuhrleitung ausgebildet sind, eine am Kühlmittelsteuergehäuse angebrachte Wasserpumpe zur Übertragung des Kühlmittels, einen Ventilteller, der die erste Kühlmittelzufuhrleitung selektiv öffnet/schließt, einen Ventilkolben, der die zweite Kühlmittelzufuhrleitung selektiv öffnet/schließt, eine Antriebseinheit, die den Ventilteller und den Ventilkolben selektiv bewegt, um die erste Kühlmittelzufuhrleitung bzw. die zweite Kühlmittelzufuhrleitung zu schließen oder zu öffnen, und eine Steuerung, die zum Steuern des Betriebs der Antriebseinheit eingerichtet ist.
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Am Kühlmittelsteuergehäuse kann eine Führungswand ausgebildet werden, in der der Ventilkolben beweglich angeordnet ist.
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Die Wasserpumpe kann eine mechanische Wasserpumpe sein.
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Die Wasserpumpe kann eine elektrische Wasserpumpe sein, und die Steuerung kann eingerichtet werden, einen Betrieb der elektrischen Wasserpumpe zu steuern.
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Die Antriebseinheit kann ein Thermostatgehäuse umfassen, das mit dem Ventilteller und dem Ventilkolben verbunden ist und mit Wachs gefüllt ist, eine Feder, die das Thermostatgehäuse elastisch stützt, eine Führungsstange, die eine Bewegung des Thermostatgehäuses führt, und eine elektrische Heizung, die durch die Führungsstange Wärme an das Wachs überträgt.
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Die Antriebseinheit kann eine mit dem Ventilteller und dem Ventilkolben verbundene Betätigungsstange, eine Feder, die die Betätigungsstange elastisch stützt, und einen mit der Betätigungsstange verbundenen Magneten umfassen, der die Betätigungsstange selektiv bewegt.
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Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem entsprechend der beispielhaften Ausführungsformen kann einen Motor umfassen, der einen oberen Zylinderkopf, eine obere Leitung, die Kühlmittel auf den oberen Zylinderkopf überträgt, einen unteren Zylinderkopf, der mit dem oberen Zylinderkopf verbunden ist, eine untere Leitung, die Kühlmittel auf den unteren Zylinderkopf überträgt, einen mit dem unteren Zylinderkopf verbundenen Motorblock und eine Blockleitung, die Kühlmittel auf den Motorblock überträgt, eine Mehrzahl von Wärmetauscherelementen, die Kühlmittel vom unteren Zylinderkopf aufnehmen, einen Kühler, der Kühlmittel vom oberen Zylinderkopf und dem Motorblock aufnimmt, ein Kühlmittelsteuergehäuse, an dem ein Einlass, der Kühlmittel von der Mehrzahl von Wärmetauscherelementen und dem Kühler aufnimmt, ein Auslass, der mit der unteren Leitung verbunden ist, eine erste Kühlmittelzufuhrleitung, die mit der oberen Leitung verbunden ist, und eine zweite Kühlmittelzufuhrleitung, die mit der Blockleitung verbunden ist, ausgebildet sind, eine Wasserpumpe, die am Kühlmittelsteuergehäuse zum Übertragen des Kühlmittels angeordnet ist, einen Ventilteller, der selektiv die erste Kühlmittelzufuhrleitung öffnet/schließt, einen Ventilkolben, der selektiv die zweite Kühlmittelzufuhrleitung öffnet/schließt, eine Antriebseinheit, die selektiv den Ventilteller und den Ventilkolben zum Schließen oder Öffnen der ersten Kühlmittelzufuhrleitung bzw. der zweiten Kühlmittelzufuhrleitung bewegt, einen Fahrzeugbetriebszustandserfassungsabschnitt mit einem ersten Kühlmitteltemperatursensor, der eine Kühlmitteltemperatur im unteren Zylinderkopf erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt, und einem zweiten Kühlmitteltemperatursensor, der eine Kühlmitteltemperatur im Motorblock erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt, und eine Steuerung, die zum Steuern eines Betriebs der Antriebseinheit gemäß den Ausgangssignalen des Fahrzeugbetriebszustandserfassungsabschnitts eingerichtet ist.
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Am Kühlmittelsteuergehäuse kann eine Führungswand ausgebildet werden, in der der Ventilkolben beweglich angeordnet ist.
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Die Wasserpumpe kann eine mechanische Wasserpumpe sein.
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Die Wasserpumpe kann eine elektrische Wasserpumpe sein, und die Steuerung kann eingerichtet werden, um einen Betrieb der elektrischen Wasserpumpe zu steuern.
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Die Antriebseinheit kann ein Thermostatgehäuse umfassen, das mit dem Ventilteller und dem Ventilkolben verbunden ist und mit Wachs gefüllt ist, eine Feder, die das Thermostatgehäuse elastisch stützt, eine Führungsstange, die eine Bewegung des Thermostatgehäuses führt, und eine elektrische Heizung, die durch die Führungsstange Wärme an das Wachs überträgt.
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Die Antriebseinheit kann eine mit dem Ventilteller und dem Ventilkolben verbundene Betätigungsstange, eine Feder, die die Betätigungsstange elastisch stützt, und einen mit der Betätigungsstange verbundenen Magneten umfassen, der die Betätigungsstange selektiv bewegt.
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Auf das erfindungsgemäße Kühlsystem entsprechend der beispielhaften Ausführungsformen kann ein Steuerungsverfahren angewendet werden.
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Das Steuerungsverfahren kann das Bestimmen durch die Steuerung, ob das Ausgangssignal des zweiten Kühlmitteltemperatursensors eine vorgegebene Kaltfahrbedingung erfüllt, und das Steuern von Vorgängen der Antriebseinheit durch die Steuerung zum Schließen der ersten Kühlmittelzufuhrleitung und der zweiten Kühlmittelzufuhrleitung umfassen.
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Das Steuerungsverfahren kann ferner das Bestimmen durch die Steuerung, ob das Ausgangssignal des ersten Kühlmitteltemperatursensors eine vorgegebene Warmfahrbedingung erfüllt, und das Steuern von Vorgängen der Antriebseinheit zum Öffnen der ersten Kühlmittelzufuhrleitung und zum Schließen der zweiten Kühlmittelzufuhrleitung durch die Steuerung umfassen.
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Das Steuerungsverfahren kann ferner das Bestimmen durch die Steuerung, ob das Ausgangssignal des zweiten Kühlmitteltemperatursensors eine vorgegebene Hochtemperaturfahrbedingung erfüllt, und das Steuern von Vorgängen der Antriebseinheit zum Öffnen der ersten Kühlmittelversorgungsleitung und der zweiten Kühlmittelversorgungsleitung durch die Steuerung umfassen.
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Die erfindungsgemäße Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung, das damit ausgestattete Kühlsystem und das Steuerungsverfahren für dieselbe gemäß den beispielhaften Ausführungsformen können die Aufwärmzeit verkürzen und die Kühleffizienz durch eine einfache Struktur verbessern.
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Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen haben weitere Merkmale und Vorteile, die sich aus den beigefügten Zeichnungsfiguren, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung ergeben oder ausführlicher dargelegt sind, welche gemeinsam dazu dienen sollen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kühlsystems entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
- 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kühlsystems entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
- 3 ist eine Zeichnung, die den Betrieb einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung in einem kalten Fahrzustand entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
- 4 ist eine Zeichnung, die den Betrieb eines erfindungsgemäßen Kühlsystems im kalten Fahrzustand entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 5 ist eine Zeichnung, die den Betrieb einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung in einem warmen Fahrzustand entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
- 6 ist eine Zeichnung, die den Betrieb eines erfindungsgemäßen Kühlsystems in einem warmen Fahrzustand entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 7 ist eine Zeichnung, die den Betrieb einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung in einem Hochtemperatur-Fahrzustand entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 8 ist eine Zeichnung, die den Betrieb eines erfindungsgemäßen Kühlsystems in einem Hochtemperatur-Fahrzustand entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
- 9 ist eine Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung entsprechend einer abgewandelten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
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Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin enthalten sind, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die besonders vorgesehene Anwendungs- und Einsatzumgebung bestimmt.
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In den Zeichnungsfiguren beziehen sich die Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Zeichnungsfiguren der Zeichnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren veranschaulicht und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die vorliegende(n) Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die vorliegende(n) Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die vorliegende(n) Erfindung(en) soll/sollen nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die unter die Idee und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung im Sinne der beigefügten Ansprüche einbezogen werden können.
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In der folgenden detaillierten Beschreibung wurden lediglich zur Veranschaulichung nur bestimmte beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben.
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Die Größen und Dicken der in den Zeichnungen dargestellten Konfigurationen werden selektiv zur besseren Beschreibung angegeben, so dass die vorliegende Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten beschränkt ist, wobei die Dicken übertrieben sind, um einige Teile und Bereiche deutlich zu machen.
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Teile, die für die Beschreibung irrelevant sind, werden jedoch weggelassen, um die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlich zu beschreiben, und gleiche oder ähnlich Bestandteile werden über die gesamte Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In der folgenden Beschreibung werden Bezeichnungen von Bestandteilen als erste..., zweite... und dergleichen klassifiziert, um die gleichnamigen Bestandteile zu unterscheiden, wobei jene Bezeichnungen nicht notwendigerweise auf diese Reihenfolge beschränkt sind.
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kühlsystems entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform und 2 ist ein schematisches Diagramm eines erfindungsgemäßen Kühlsystems entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst ein erfindungsgemäßes Kühlsystem entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform einen Fahrzeugbetriebszustandserfassungsabschnitt 10, eine Antriebseinheit 60 und eine Steuerung 30, die einen Betrieb der Antriebseinheit 60 gemäß den Ausgangssignalen des Fahrzeugbetriebszustandserfassungsabschnitts 10 steuert.
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Der Fahrzeugbetriebszustandserfassungsabschnitt 10 umfasst einen ersten Kühlmitteltemperatursensor 12, einen zweiten Kühlmitteltemperatursensor 14, einen Öltemperatursensor 16, der eine Temperatur von Motoröl erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt, einen Ansauglufttemperatursensor 18, der eine Temperatur von Ansaugluft erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt, und einen Gaspedalsensor 20, der einen Betriebswinkel eines Gaspedals erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt, und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22, der eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt.
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Die Steuerung 30 kann mit einem oder mehreren Mikroprozessoren implementiert werden, die durch ein vorgegebenes Programm betrieben werden, und das vorgegebene Programm kann eine Reihe von Befehlen zum Betrieb der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform umfassen.
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Das erfindungsgemäße Kühlsystem entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform umfasst einen Motor 1 und der Motor 1 umfasst einen oberen Zylinderkopf 5, eine obere Leitung 101, die Kühlmittel auf den oberen Zylinderkopf 5 überträgt, einen unteren Zylinderkopf 7, der mit dem oberen Zylinderkopf 5 verbunden ist, eine untere Leitung 103, die Kühlmittel auf den unteren Zylinderkopf 7 überträgt, einen Motorblock 3, der mit dem unteren Zylinderkopf 7 verbunden ist und eine Blockleitung 105, die Kühlmittel auf den Motorblock 3 überträgt.
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Der erste Kühlmitteltemperatursensor 12 ist zum Erfassen einer Kühlmitteltemperatur im unteren Zylinderkopf 7 und Ausgeben eines entsprechenden Signals eingerichtet und der zweite Kühlmitteltemperatursensor 14 ist zum Erfassen einer Kühlmitteltemperatur im Motorblock 3 und Ausgeben eines entsprechenden Signals eingerichtet.
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Das Kühlsystem beinhaltet eine Mehrzahl von Wärmetauscherelementen, die Kühlmittel vom unteren Zylinderkopf 7 aufnehmen, und einen Kühler 40, der Kühlmittel vom oberen Zylinderkopf 5 und dem Motorblock 3 aufnimmt.
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Die Mehrzahl von Wärmetauscherelementen beinhaltet einen Niederdruck-Abgasrückführungs (ND-AGR)-Kühler 44, eine Heizung 46, einen Ölkühler 47 und einen Hochdruck-Abgasrückführungs (HD-AGR)-Kühler 48 und ein Vorratsbehälter 42 kann einen Teil des zum Kühler 40 strömenden Kühlmittels aufnehmen. Die Darstellung in der Zeichnung soll diese jedoch nicht beschränken. Es können verschiedene andere Elemente eingesetzt werden, um die Wärme mit dem Kühlmittel austauschen.
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3 zeigt eine Zeichnung, die den Betrieb einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung in einem kalten Fahrzustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die 2 und die 3 umfasst das Kühlsystem eine Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung 52.
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Die Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung 52 umfasst ein Kühlmittelsteuergehäuse 54, an dem ein Einlass 51, der Kühlmittel von der Mehrzahl von Wärmetauscherelementen und dem Kühler 40 aufnimmt, ein Auslass 53, der mit der unteren Leitung 103 verbunden ist, eine erste Kühlmittelzufuhrleitung 55, die mit der oberen Leitung 101 verbunden ist, und eine zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56, die mit der Blockleitung 105 verbunden ist, ausgebildet sind, eine Wasserpumpe 50, die am Kühlmittelsteuergehäuse 54 zum Übertragen des Kühlmittels angeordnet ist, einen Ventilteller 62 zum selektiven Öffnen/Schließen der ersten Kühlmittelzufuhrleitung 55, einen Ventilkolben 64 zum selektiven Öffnen/Schließen der zweiten Kühlmittelzufuhrleitung 56 und eine Antriebseinheit 60 zum selektiven Bewegen des Ventiltellers 62 und des Ventilkolbens 64 zum Schließen oder Öffnen der ersten Kühlmittelzufuhrleitung 55 bzw. der zweiten Kühlmittelzufuhrleitung 56.
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Das Kühlmittel kann entsprechend einer Drehung eines Schaufelblatts 110 der Wasserpumpe 50 vom Einlass 51 zu dem Auslass 53, zu der ersten Kühlmittelzufuhrleitung 55 und der zweiten Kühlmittelzufuhrleitung 56 fließen.
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Das von der Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung 52 zugeführte Kühlmittel wird durch einen Auslass 90 auf den Motor 1, auf den Kühler 40 und die Mehrzahl von Wärmetauscherelementen übertragen und strömt dann in die Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung 52.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt, kann, da ein Zylinderkopf in einen oberen Zylinderkopf 5 und einen unteren Zylinderkopf 7 getrennt ist, und auch das Kühlmittel getrennt zugeführt wird, die Kühlleistung des Motors 1 verbessert werden. Dies bedeutet, dass das Kühlmittel ständig direkt vom Auslass 53 zum unteren Zylinderkopf 7 in der Nähe einer Brennkammer strömt, so dass ein Klopfen verhindert werden kann. Da das Kühlmittel selektiv dem Motorblock 3 und dem oberen Zylinderkopf 5 zugeführt werden kann, kann die Kühlleistung des Motors 1 verbessert werden.
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Am Kühlmittelsteuergehäuse 54 ist eine Führungswand 58 ausgebildet, deren Ventilkolben 64 innerhalb einer Öffnung 86 beweglich angeordnet ist.
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Die Wasserpumpe 50 kann eine mechanische Wasserpumpe oder eine elektrische Wasserpumpe sein.
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Ist die Wasserpumpe 50 eine elektrische Wasserpumpe, so kann die Steuerung 30 den Betrieb der elektrischen Wasserpumpe steuern, so dass die Durchflussmenge des Kühlmittels gesteuert werden kann.
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Die Antriebseinheit 60 kann ein elektrischer Thermostat 61 sein.
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Das heißt, die Antriebseinheit 60 umfasst ein Thermostatgehäuse 68, das mit dem Ventilteller 62 und dem Ventilkolben 64 verbunden ist und mit Wachs 66 gefüllt ist, eine Feder 72, die das Thermostatgehäuse 68 elastisch stützt, eine Führungsstange 70, die eine Bewegung des Thermostatgehäuses 68 führt, und eine elektrische Heizung 74, die über die Führungsstange 70 Wärme auf das Wachs 66 überträgt.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Führungsstange 70 verschiebbar mit dem Ventilteller 62 verbunden, an der eine erste Seite des Thermostatgehäuses 68 befestigt ist, wobei eine zweite Seite des Thermostatgehäuses 68 am Ventilkolben 64 befestigt ist.
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Die Steuerung 30 steuert den Betrieb der elektrischen Heizung 74 entsprechend den Ausgangssignalen des Erfassungsabschnitts für den Fahrzeugbetriebszustand. Wenn das Wachs 66 sich entsprechend des Steuervorgangs der Steuerung 30 ausdehnt, werden der Ventilteller 62 und der Ventilkolben 64 bewegt.
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Eine Trennwand 57 erstreckt sich vom Kühlmittelsteuergehäuse 54 und bildet eine Öffnung 80, die die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 wahlweise schließt, wenn der Ventilteller 62 die Trennwand 57 zum Schließen der Öffnung 80 berührt.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Führungsstange 70 die Öffnung 80 durchgreifend angeordnet.
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Die 4 ist eine Zeichnung, die den Betrieb eines erfindungsgemäßen Kühlsystems im kalten Fahrzustand entsprechend einer bespielhaften Ausführungsform darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und die 4 wird der Betrieb des Kühlsystems entsprechend beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im kalten Fahrzustand beschrieben.
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Die Steuerung 30 bestimmt, ob das Ausgangssignal des zweiten Kühlmitteltemperatursensors 14 eine vorgegebene Kaltfahrbedingung erfüllt und wenn die Kaltfahrbedingung erfüllt ist, steuert die Steuerung 30 den Betrieb der Antriebseinheit 60, um die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56 zu schließen.
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Die vorgegebene Kaltfahrbedingung kann zum einen so voreingestellt werden, dass die Temperatur im Motorblock 3 weniger als 50°Cbetragen soll, aber auch als eine vom Start des Motors 1 ab zu vergehende, vorbestimmte Zeit.
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Im kalten Fahrzustand sind die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56 geschlossen, so dass der gesamte Kühlmittelstrom angehalten und dadurch die Aufwärmzeit des Motors 1 verringert werden kann.
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Unterdessen strömt das Kühlmittel durch den Auslass 53 und die untere Leitung 103 zum unteren Zylinderkopf 7, anschließend kann das Kühlmittel vom unteren Zylinderkopf 7 zum Ölkühler 47 fließen. So kann die Öltemperatur im kalten Fahrzustand schnell erhöht werden.
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Die 5 ist eine Zeichnung, die den Betrieb einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung in einem warmen Fahrzustand entsprechend einer bespielhaften Ausführungsform zeigt, und die 6 ist eine Zeichnung, die den Betrieb eines erfindungsgemäßen Kühlsystems in einem warmen Fahrzustand entsprechend einer bespielhaften Ausführungsform zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die 5 und die 6 wird der Betrieb des erfindungsgemäßen Kühlsystems entsprechend beispielhafter Ausführungsformen im warmen Fahrzustand beschrieben.
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Die Steuerung 30 bestimmt, ob das Ausgangssignal des ersten Kühlmitteltemperatursensors 12 eine vorgegebene Warmfahrbedingung erfüllt und wenn die Warmfahrbedingung erfüllt ist, steuert die Steuerung 30 den Betrieb der Antriebseinheit 60, um die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 zu öffnen und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56 zu schließen.
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Die vorgegebene Warmfahrbedingung kann so voreingestellt werden, dass die Temperatur im unteren Zylinderkopf 7 90°C übersteigt.
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Im warmen Fahrzustand wird die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55, die mit dem oberen Zylinderkopf 5 verbunden ist, geöffnet und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56, die mit dem Motorblock 3 verbunden ist, wird dem Steuervorgang der Steuerung 30 entsprechend geschlossen. Das heißt, aufgrund der Führungswand 58 wird die elektrische Heizung 74 betrieben, um den Ventilteller 62 zu öffnen und den Ventilkolben 64 zu schließen, wie in 5 dargestellt.
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Im warmen Fahrzustand wird das Kühlmittel auf den oberen Zylinderkopf 5 und den unteren Zylinderkopf 7 übertragen, so dass ein Klopfen verhindert werden kann. Das Kühlmittel wird jedoch nicht dem Motorblock 3 zugeführt, so dass die Temperaturen des Motorblocks 3 relativ hoch gehalten und der Kraftstoffverbrauch erhöht werden kann.
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Das durch den oberen Zylinderkopf 5 strömende Kühlmittel wird im Kühler 40 gekühlt.
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7 ist eine Zeichnung, die den Betrieb einer erfindungsgemäßen Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung in einem Hochtemperatur-Fahrzustand entsprechend einer bespielhaften Ausführungsform zeigt, und 8 ist eine Zeichnung, die den Betrieb eines erfindungsgemäßen Kühlsystems in einem Hochtemperatur-Fahrzustand entsprechend einer bespielhaften Ausführungsform zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die 7 und die 8 wird der Betrieb des erfindungsgemäßen Kühlsystems entsprechend beispielhafter Ausführungsformen in einem Hochtemperatur-Fahrzustand beschrieben.
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Die Steuerung 30 bestimmt, ob das Ausgangssignal des zweiten Kühlmitteltemperatursensors 14 eine vorgegebene Hochtemperatur-Fahrbedingung erfüllt und wenn die Hochtemperatur-Fahrbedingung erfüllt ist, steuert die Steuerung 30 den Betrieb der Antriebseinheit 60, um die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56 zu öffnen.
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Die vorgegebene Hochtemperatur-Fahrbedingung kann so voreingestellt werden, dass die Temperatur im Motorblock 3 105 °C übersteigt.
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Im Hochtemperatur-Fahrzustand werden die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55, die mit dem oberen Zylinderkopf 5 und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56, die mit dem Motorblock 3 verbunden ist, entsprechend dem Steuervorgang der Steuerung 30 geöffnet. Das heißt, die elektrische Heizung 74 wird, wie in 7 dargestellt, betrieben, um den Ventilteller 62 und den Ventilkolben 64 zu öffnen.
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Im Hochtemperatur-Fahrzustand kann daher, da das Kühlmittel gleichzeitig auf den oberen Zylinderkopf 5, den unteren Zylinderkopf 7 und den Motorblock 3 übertragen wird, eine Überhitzung des Motors 1 verhindert werden.
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9 ist eine Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung entsprechend einer bespielhaften Ausführungsvariante zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1, 2, 3 und 9 wird eine erfindungsgemäße Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung entsprechend einer bespielhaften Ausführungsvariante beschrieben.
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Bei der Beschreibung der in 9 dargestellten Kühlmittelpumpe werden die gleichen oder ähnliche Bestandteile, wie sie in den 3 bis 8 beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine wiederholte Beschreibung entfällt.
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Die in 9 dargestellte Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung umfasst eine Antriebseinheit 81(60), die mit einem Magneten versehen ist.
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Das heißt, die in 9 dargestellte Antriebseinheit umfasst eine mit dem Ventilteller 62 und dem Ventilkolben 64 verbundene Betätigungsstange 83, eine Feder 85, die die Betätigungsstange 83 elastisch stützt, und einen Magnet 87, welcher mit der Betätigungsstange 83 verbunden ist und die Betätigungsstange 83 wahlweise bewegt.
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Die Steuerung 30 steuert den Betrieb des Elektromagneten 87 entsprechend der Ausgangssignale des Fahrzeugbetriebszustandserfassungsabschnitts 10 und der Magnet 87 drückt den Ventilteller 62 und den Ventilkolben 64 wahlweise so, dass die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56 geschlossen sind, die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 geöffnet und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56 geschlossen ist oder die erste Kühlmittelzufuhrleitung 55 und die zweite Kühlmittelzufuhrleitung 56 geöffnet sind.
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Die in der 9 dargestellte Kühlmitteldurchfluss-Steuervorrichtung kann auf das Kühlsystem und das vorstehend beschriebene Steuerungsverfahren angewendet werden, wodurch eine wiederholte Beschreibung entfällt.
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Der kalte Fahrzustand, der warme Fahrzustand und der Hochtemperatur-Fahrzustand können entsprechend des Ausgangssignals des Fahrzeugbetriebszustandserfassungsabschnitts 10 variabel sein, wodurch eine effektive Kühlung des Kühlsystems verbessert werden kann.
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Da etwa bei relativ hoher Geschwindigkeit eines Fahrzeugs Atmosphärenluft das Tempo des Kühlsystems kühlen kann, kann die für die Kaltfahrbedingung, die Warmfahrbedingung und die Hochtemperatur-Fahrbedingung jeweils geltende Kühlmitteltemperatur relativ hoch eingestellt werden.
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Außerdem kann, wenn das Ausgangssignal des Gaspedalsensors 20 relativ hoch ist, aufgrund der zunehmenden Last des Motors 1 mit einer Erhöhung der Kühlmitteltemperatur gerechnet werden. Daher kann die für die Kaltfahrbedingung, die Warmfahrbedingung und die Hochtemperatur-Fahrbedingung jeweils geltende Kühlmitteltemperatur relativ niedrig eingestellt werden.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit und der genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „hoch“, „runter“, „oberer“, „unterer“, „nach oben“, „nach unten“, „vorne“, „hinten“, „rückwärtig“, „nach innen“, „nach außen“, „innenseitig“, „außenseitig“, „innerer“, „äußerer“, „innen“, „außen“, „vorwärts“ und „rückwärts“ werden verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen der in den Figuren dargestellten Merkmale zu beschreiben.
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Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Sie erheben weder Anspruch auf Vollständigkeit noch sollen sie die vorliegende Erfindung auf exakt die offenbarten Formen beschränken, offensichtlich sind im Lichte der obigen Lehren viele Änderungen und Variationen möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um andere Fachleute in die Lage zu versetzen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen von diesen herstellen und nutzen können. Dabei wird der erfindungsgemäße Schutzumfang durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert.
