DE102020128706B4 - Method and control for regulating a fan of a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Regelung eines Lüfters (102) einer Kühleinrichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Temperatur (122, 124) am Verbrennungsmotor und eine dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmasse ermittelt wird, wobei in einer Berechnung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ein Sollwert für einen Betriebszustand des Lüfters (102) anhand der ermittelten Temperatur (122, 124) und anhand der ermittelten zugeführten Kraftstoffmasse bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass diese Berechnung während eines Nachlaufs (212) nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors fortgesetzt wird, dass der Lüfter (102) abhängig vom Sollwert angesteuert wird, dass die Temperatur (122, 124) mittels eines Abgastemperaturmodells (120) zur Bestimmung einer Temperatur eines Bauteils der Abgasanlage des Verbrennungsmotors ermittelt wird und/oder dass die zugeführte Kraftstoffmasse anhand eines Kraftstoffmassenintegrals (148) ermittelt wird.

Figure DE102020128706B4_0000
Method for controlling a fan (102) of a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle, with a temperature (122, 124) on the internal combustion engine and a fuel mass fed to the internal combustion engine being determined, with a setpoint value for an operating state of the fan being calculated during operation of the internal combustion engine (102) is determined based on the determined temperature (122, 124) and based on the determined mass of fuel supplied, characterized in that this calculation is continued during an after-run (212) after the internal combustion engine has been switched off, that the fan (102) depends on the setpoint the temperature (122, 124) is determined using an exhaust gas temperature model (120) to determine a temperature of a component of the exhaust system of the internal combustion engine and/or the fuel mass supplied is determined using a fuel mass integral (148).
Figure DE102020128706B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Lüfters einer Kühleinrichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Zudem betrifft die Erfindung eine Steuerung zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie eine Kühleinrichtung.The invention relates to a method for controlling a fan of a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle. In addition, the invention relates to a controller for carrying out such a method and a cooling device.

DE 102 24 063 A1 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. DE 102 24 063 A1 discloses a method according to the preamble of claim 1.

DE 38 75 938 T2 betrifft ein Kühlungsregelsystem für einen Motorraum, welches so ausgelegt ist, dass es den Motorraum nach Anhalten des Motors kühlt. DE 10 2014 222 304 A1 offenbart einen Motorraumlüfter, mit dem durch den Betrieb eines Verbrennungsmotors erzeugte Wärme abgeführt und eine Überhitzung von Bauteilen im Motorraum verhindert werden kann. DE 10 2011 052 487 A1 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln einer Funktionsfähigkeit eines Thermostatventils in einem Kühlmittelrücklauf, welches ein Kühlmittel von einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs abführt. DE 38 75 938 T2 relates to a cooling control system for an engine compartment designed to cool the engine compartment after the engine has stopped. DE 10 2014 222 304 A1 discloses an engine compartment fan capable of dissipating heat generated by operation of an internal combustion engine and preventing overheating of components in the engine compartment. DE 10 2011 052 487 A1 discloses a method for determining an operability of a thermostatic valve in a coolant return, which drains a coolant from an internal combustion engine of a motor vehicle.

DE 102 01 465 B4 offenbart ein Abgastemperaturmodell, welches zum Bauteilschutz so umgestellt wird, dass der Lambda-Einfluss berechnet werden kann. DE 102 01 465 B4 discloses an exhaust gas temperature model, which is converted to protect components in such a way that the lambda influence can be calculated.

DE 103 20 746 A1 offenbart ein Verfahren für die Berechnung der Nachlaufzeit eines Lüfters, wobei mit einem Steuergerat für die Nachlaufsteuerung des Lüfters die Berechnung der Nachlaufzeit auf der Grundlage des Energieeintrags in den Verbrennungsmotor in einem Zeitraum unmittelbar vor dem Abstellen des Motors herangezogen wird. Basierend darauf wird eine Lüfternachlaufzeit ermittelt, allerdings wird der Lüfternachlauf vorgesteuert. Dies kann zu unnötig langen und spürbaren Nachlaufzeiten führen (akustische Beanstandung) oder zu ggf. zu kurzen Nachlaufzeiten (thermische Probleme). DE 103 20 746 A1 discloses a method for calculating the run-on time of a fan, using a control unit for the run-on control of the fan to calculate the run-on time on the basis of the energy input into the internal combustion engine in a period immediately before the engine is switched off. A fan run-on time is determined based on this, although the fan run-on time is pre-controlled. This can lead to unnecessarily long and noticeable run-on times (acoustic complaints) or to run-on times that may be too short (thermal problems).

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen demgegenüber verbesserten Lüfternachlauf bereitzustellen.The object of the invention is to provide a fan after-run that is improved in comparison.

Die Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.The invention is solved by a method according to claim 1.

Das Verfahren dient zur Regelung eines Lüfters einer Kühleinrichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Dabei wird eine Temperatur am Verbrennungsmotor, insbesondere eine Abgasanlagentemperatur, und eine dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmasse ermittelt. In einer Berechnung während des Betriebs des Verbrennungsmotors wird ein Sollwert für einen Betriebszustand des Lüfters (Vorliegen einer Lüfteranforderung) anhand der ermittelten Temperatur und anhand der ermittelten zugeführten Kraftstoffmasse bestimmt, wobei diese Berechnung während eines Nachlaufs nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors fortgesetzt wird, und wobei der Lüfter abhängig vom Sollwert angesteuert wird.The method is used to control a fan of a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle. A temperature at the internal combustion engine, in particular an exhaust gas system temperature, and a fuel mass supplied to the internal combustion engine are determined. In a calculation during operation of the internal combustion engine, a target value for an operating state of the fan (existence of a fan request) is determined based on the determined temperature and based on the determined mass of fuel supplied, with this calculation being continued during an after-run after the internal combustion engine has been switched off, and with the fan is controlled depending on the setpoint.

Mit anderen Worten wird der Lüfter bei Vorliegen einer Lüfteranforderung (auch) nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors noch geregelt. Der Lüfter ist während des Nachlaufs nicht in einem Betriebszustand „eingefroren“ (bspw. durch Betrieb mit konstanter Drehzahl), sondern erfährt eine Regelung in Abhängigkeit vom ermittelten Kühlungsbedarf.In other words, if there is a fan request, the fan is still controlled (also) after the internal combustion engine has been switched off. The fan is not "frozen" in an operating state during the after-run (e.g. due to operation at a constant speed), but is controlled depending on the determined cooling requirement.

Durch die vorgeschlagene Regelung des Lüfternachlaufs lässt sich eine Komfortsteigerung beim Kunden erzielen, indem unnötig lange und laute Lüfternachläufe vermieden werden. Zudem kann eine Robustheitssteigerung des Fahrzeugs erzielt werden, indem der Lüfternachlauf an den tatsächlichen Kühlungsbedarf angepasst ist und die Belastung des Bordnetzes dadurch reduziert wird. Ferner können weitere Elemente, wie bspw. eine Sensorik zur Erfassung einer Motorraumtemperatur, entfallen.The proposed control of the fan after-running can increase customer comfort by avoiding unnecessarily long and loud fan after-runs. In addition, the vehicle's robustness can be increased by adapting the fan after-run to the actual cooling requirement, thereby reducing the load on the vehicle electrical system. Further elements, such as a sensor system for detecting an engine compartment temperature, can also be omitted.

Ein „Lüfternachlauf“ bezeichnet den Betrieb oder ein Aktivieren des Lüfters einer Kühleinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors („Motor aus“ bzw. „Zündung aus“). Eine „Lüfteranforderung“ bedeutet, dass ein Lüfterbetrieb zu Kühlungszwecken erforderlich ist (Berechnung stellt fest, dass der Lüfter mit einer gewissen Drehzahl betrieben werden muss). Unabhängig davon weist ein Lüfter im Wesentlichen einen Elektromotor und ein damit gekoppeltes und antreibbares Laufrad zum Erzeugen eines Fluidstroms auf, idR eines Gas- oder Luftstroms.A "fan run-on" refers to the operation or activation of the fan of a cooling device for a combustion engine of a motor vehicle after the combustion engine has been switched off ("engine off" or "ignition off"). A "fan demand" means that the fan is required to run for cooling purposes (calculation determines that the fan must run at a certain speed). Irrespective of this, a fan essentially has an electric motor and an impeller coupled and drivable to it for generating a fluid flow, usually a gas or air flow.

Bei abgestelltem Verbrennungsmotor ist eine Temperatur des Verbrennungsmotors oder eine Abgastemperatur nicht schlagartig auf dem Niveau der Umgebungstemperatur, sondern auf Grund der durch den Motorlauf erhitzten Komponenten, bspw. der Abgasanlage, des Verbrennungsmotors noch immer recht hoch. Bei der Temperatur oder Abgastemperatur kann es sich bei abgestelltem Verbrennungsmotor bspw. um die Temperatur eines definierten Bauteils einer Komponente der Abgasanlage des Verbrennungsmotors handeln, bspw. der Wandtemperatur einer definierten Komponente.When the internal combustion engine is switched off, a temperature of the internal combustion engine or an exhaust gas temperature does not suddenly reach the level of the ambient temperature, but is still quite high due to the components, for example the exhaust system, of the internal combustion engine being heated by the engine running. When the internal combustion engine is switched off, the temperature or exhaust gas temperature can be, for example, the temperature of a defined component of a component of the exhaust system of the internal combustion engine, for example the wall temperature of a defined component.

Bei der zugeführten Kraftstoffmasse kann es sich um eine dem Verbrennungsmotor in einem definierten Zeitraum, bspw. unmittelbar vor dem Abstellen des Verbrennungsmotors, zugeführte Kraftstoffmenge handeln. Nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors stoppt auch die Kraftstoffzufuhr, so dass die zugeführte Kraftstoffmenge nicht zunimmt. Anhand der zugeführten Kraftstoffmenge vor dem Abstellen des Verbrennungsmotors kann abgeschätzt werden, wie groß der Energieeintrag in den Verbrennungsmotor war, was Einfluss auf den Kühlungsbedarf nach Abstellen des Verbrennungsmotors haben kann.The mass of fuel supplied can be fuel supplied to the internal combustion engine in a defined period of time, for example immediately before the internal combustion engine is switched off act crowd. After the internal combustion engine is switched off, the fuel supply also stops, so that the amount of fuel supplied does not increase. The amount of fuel supplied before the internal combustion engine was switched off can be used to estimate how large the energy input into the internal combustion engine was, which can have an impact on the cooling requirement after the internal combustion engine is switched off.

Das beschriebene Verfahren kann auf einer Steuerung ablaufen, bspw. einer Steuerung für den Verbrennungsmotor. Die Steuerung kann zur Durchführung des Verfahrens entsprechend eingerichtet sein, insbesondere durch Bereitstellung von einem oder mehreren Kennfeldern.The method described can run on a controller, for example a controller for the internal combustion engine. The controller can be set up accordingly to carry out the method, in particular by providing one or more characteristic diagrams.

Erfindungsgemäß wird die Temperatur mittels eines Abgastemperaturmodells zur Bestimmung einer Temperatur (bspw. Wandtemperatur) eines Bauteils der Abgasanlage des Verbrennungsmotors ermittelt und/oder die zugeführte Kraftstoffmasse wird anhand eines Kraftstoffmassenintegrals ermittelt. Auf diese Weise können die Abgastemperatur bzw. die Kraftstoffmasse auf einfache Weise hinreichend genau ermittelt werden, wobei auf Sensoren zur Erfassung dieser Größen verzichtet werden kann. Die Ermittlung der Kraftstoffmasse kann durch Integration der Einspritzmenge in einem definierten Zeitraum erfolgen.According to the invention, the temperature is determined using an exhaust gas temperature model to determine a temperature (e.g. wall temperature) of a component of the exhaust system of the internal combustion engine and/or the fuel mass supplied is determined using a fuel mass integral. In this way, the exhaust gas temperature or the fuel mass can be determined with sufficient accuracy in a simple manner, with sensors for detecting these variables being able to be dispensed with. The fuel mass can be determined by integrating the injection quantity over a defined period of time.

Vorzugsweise kann mittels der Berechnung eine Nachlaufzeit des Lüfters (Nachlaufzeitsollwert) und/oder eine Drehzahl des Lüfters oder ein die Drehzahl des Lüfters repräsentierendes Signal (bspw. ein Lüftertastverhältnis; wenn der Lüfter mit einem pulsweitenmodulierten Signal (PWM) angesteuert wird) kontinuierlich berechnet werden. Auf diese Weise kann das Lüfterlaufverhalten präzise an den Kühlungsbedarf angepasst werden.Preferably, the calculation can be used to continuously calculate a run-on time of the fan (set run-on time value) and/or a speed of the fan or a signal representing the speed of the fan (e.g. a fan duty cycle; if the fan is controlled with a pulse width modulated signal (PWM). In this way, the fan behavior can be precisely adjusted to the cooling requirement.

Vorzugsweise kann zum Betreiben oder Aktivieren des Lüfters abhängig vom Sollwert ein Signal (bspw. ein Steuersignal) an den Lüfter ausgegeben werden. Somit kann der Lüfter in Abhängigkeit vom Ergebnis der Sollwertbestimmung direkt angesteuert werden.In order to operate or activate the fan, a signal (for example a control signal) can preferably be output to the fan depending on the desired value. The fan can thus be controlled directly depending on the result of the setpoint determination.

Vorzugsweise kann, wenn die ermittelte Temperatur nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors einen oder mehrere vorgegebene Schwellwerte unterschreitet, die Drehzahl des Lüfters in einem oder mehreren Schritten reduziert werden oder der Lüfter kann ausgeschaltet werden. Ist der Verbrennungsmotor bei bestehender Lüfteranforderung ausgeschaltet, wird dem Verbrennungsmotor kein Kraftstoff mehr zugeführt, so dass durch die Luftströmung des Lüfters die Temperatur, jedenfalls nach einer gewissen Laufzeit, abnimmt. Werden vorgegebene Schwellwerte unterschritten, kann die Luftströmung durch Reduzieren der Drehzahl des Lüfters entsprechend angepasst werden oder der Lüfter kann ausgeschaltet werden.Preferably, if the determined temperature falls below one or more predetermined threshold values after the internal combustion engine has been switched off, the speed of the fan can be reduced in one or more steps or the fan can be switched off. If the internal combustion engine is switched off when there is a fan request, no more fuel is supplied to the internal combustion engine, so that the temperature decreases due to the air flow of the fan, at least after a certain running time. If the specified threshold values are not reached, the air flow can be adjusted accordingly by reducing the speed of the fan or the fan can be switched off.

Vorzugsweise kann die Berechnung (nur) solange erfolgen, wie der Lüfter im Nachlauf betrieben wird (Lüfteranforderung). Wird der Lüfter ausgeschaltet, endet auch die Berechnung, ob und mit welcher Drehzahl der Lüfter betrieben werden muss, die bspw. auf einer Steuerung des Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Dadurch kann die Belastung des Bordnetzes reduziert werden. Die Berechnung ist insbesondere derart eingerichtet, dass nach abgeschlossener Lüfteranforderung (Lüfter ist ausgeschaltet), sofern der Verbrennungsmotor nicht gestartet wird, keine erneute Nachlaufanforderung erfolgt. Dadurch wird ein ggf. mehrfaches Ein- und Ausschalten des Lüfters nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors vermieden.Preferably, the calculation can (only) be carried out as long as the fan is operated in after-run (fan request). If the fan is switched off, the calculation also ends as to whether and at what speed the fan must be operated, which is carried out, for example, on a control of the internal combustion engine. As a result, the load on the vehicle electrical system can be reduced. The calculation is set up in particular in such a way that after the fan request has ended (fan is switched off), if the internal combustion engine is not started, there is no renewed request for after-running. This avoids the fan being switched on and off several times after the combustion engine has been switched off.

Vorzugsweise kann der Sollwert abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Umgebungstemperatur als Korrekturgrößen bestimmt werden. Dadurch kann auf einen Lüfternachlauf ggf. verzichtet werden, bspw. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit vergleichsweise hoch ist (ausreichende Luftströmung) oder wenn die Umgebungstemperatur vergleichsweise gering ist (bspw. im Winter). Die Berücksichtigung dieser Größen kann bspw. in einem Korrekturkennfeld erfolgen.The desired value can preferably be determined as a function of a vehicle speed and/or an ambient temperature as correction variables. As a result, fan after-running can be dispensed with, e.g. if the vehicle speed is comparatively high (sufficient air flow) or if the ambient temperature is comparatively low (e.g. in winter). These variables can be taken into account, for example, in a correction map.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine Steuerung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zum Verfahren verwiesen.The object mentioned at the outset is also achieved by a controller having the features of the independent claim. With regard to the advantages, reference is made to the relevant statements on the method.

Die Steuerung ist eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der oben beschriebenen Aspekte.The controller is set up to carry out the method according to one or more of the aspects described above.

Die Steuerung kann (bspw. durch ein Kennfeld) derart eingerichtet sein, dass eine Temperatur am Verbrennungsmotor ermittelt wird und eine dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmasse ermittelt wird. Die Steuerung kann zudem derart eingerichtet sein, dass in einer Berechnung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ein Sollwert für einen Betriebszustand des Lüfters anhand der ermittelten Temperatur und anhand der ermittelten zugeführten Kraftstoffmasse bestimmt wird, wobei diese Berechnung während eines Nachlaufs nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors fortgesetzt wird, und wobei der Lüfter abhängig vom Sollwert angesteuert wird.The controller can be set up (for example by means of a characteristic map) in such a way that a temperature at the internal combustion engine is determined and a fuel mass supplied to the internal combustion engine is determined. The controller can also be set up in such a way that in a calculation during operation of the internal combustion engine, a target value for an operating state of the fan is determined based on the determined temperature and based on the determined mass of fuel supplied, with this calculation being continued during an after-run after the internal combustion engine has been switched off , and the fan is controlled depending on the setpoint.

Zur weiteren Ausgestaltung können die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen und/oder die nachfolgend noch erläuterten Maßnahmen dienen.The measures described in connection with the method and/or the measures explained below can be used for further development.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine Kühleinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des weiter nebengeordneten Anspruchs gelöst. Die Kühleinrichtung weist eine Steuerung wie oben beschrieben und einen Lüfter auf, der elektrisch und/oder elektronisch mit der Steuerung verbunden ist, so dass der Lüfter durch die Steuerung geregelt werden kann.The object mentioned at the outset is also achieved by a cooling device for an internal combustion engine of a motor vehicle with the features of the independent claim. The cooling device has a controller as described above and a fan which is electrically and/or electronically connected to the controller so that the fan can be regulated by the controller.

Hinsichtlich der Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zum Verfahren verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung können die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen und/oder die nachfolgend noch erläuterten Maßnahmen dienen.With regard to the advantages, reference is made to the relevant statements on the method. The measures described in connection with the method and/or the measures explained below can be used for further development.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

  • 1 schematisch eine Steuerung zur Durchführung des Verfahrens; und
  • 2 schematisch das Laufverhalten des Lüfters nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors.
Further advantageous configurations result from the following description and the drawing. In the drawing shows
  • 1 schematically a controller for carrying out the method; and
  • 2 Schematic representation of the running behavior of the fan after the combustion engine has been switched off.

1 zeigt schematisch eine Steuerung 100, die zur Durchführung eines Verfahrens zur Regelung eines Lüfters 102 einer Kühleinrichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Die Ausgestaltung der Steuerung 100 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf mehrere Kennfeldmodule bzw. Berechnungsschritte („Schritte“) der Steuerung 100 erläutert. 1 1 schematically shows a controller 100 which is designed to carry out a method for controlling a fan 102 of a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle (not shown). The design of the controller 100 is explained below with reference to a number of characteristic map modules or calculation steps (“steps”) of the controller 100 .

Im Schritt 110 kann ausgewählt werden, ob die Berechnung des Nachlaufs des Lüfters 102 gemäß dem beschriebenen Verfahren erfolgt. Bei positiver Auswahl (Wert = 1) erfolgt die Nachlaufberechnung nach diesem Verfahren.In step 110 it can be selected whether the overrun of the fan 102 is calculated according to the method described. If the selection is positive (value = 1), the run-on is calculated according to this procedure.

Der Schritt 120 bezeichnet ein Abgastemperaturmodell 120, mittels dem eine Temperatur am Verbrennungsmotor, insbesondere die Wandtemperatur einer Zylinderbank oder eines Bauteils des Abgasstranges ermittelt werden kann. Weist der Verbrennungsmotor mehrere Zylinderbänke auf (bspw. V-Motor oder Boxer-Motor), kann für jede Zylinderbank eine Temperatur bzw. Wandtemperatur 122, 124 bestimmt werden. Bspw. können jeweils eine Wandtemperatur 122 der ersten Zylinderbank und eine Wandtemperatur 124 der zweiten Zylinderbank in einem Zeitraum ermittelt werden.Step 120 designates an exhaust gas temperature model 120, by means of which a temperature at the internal combustion engine, in particular the wall temperature of a cylinder bank or a component of the exhaust line, can be determined. If the internal combustion engine has several cylinder banks (e.g. V-engine or boxer engine), a temperature or wall temperature 122, 124 can be determined for each cylinder bank. For example, a wall temperature 122 of the first cylinder bank and a wall temperature 124 of the second cylinder bank can be determined over a period of time.

Der Schritt 130, in den die bestimmten Wandtemperaturen 122, 124 der ersten und zweiten Zylinderbank 124 eingehen, bezeichnet eine Auswahlmöglichkeit 130, ob der Minimalwert 132 oder der Maximalwert 134 der Wandtemperaturen 122, 124 der ersten und zweiten Zylinderbank verwendet und einer Berechnung zugrunde gelegt werden soll.Step 130, in which the determined wall temperatures 122, 124 of the first and second cylinder banks 124 are included, designates a selection option 130 as to whether the minimum value 132 or the maximum value 134 of the wall temperatures 122, 124 of the first and second cylinder banks is used and used as a basis for a calculation should.

Der Schritt 140 betrifft eine Filterungsfunktion 140, bspw. in Form von Tiefpassfiltern 141. Dadurch können ausgehend von den Minimalwerten 132 bzw. den Maximalwerten 134 aus Schritt 130 die gefilterten Minimalwerte 142 (Minimalwerte 132 aus beiden Zylinderbänken gefiltert) und die gefilterten Maximalwerte 144 (Maximalwerte 134 aus beiden Zylinderbänken gefiltert) erhalten werden.Step 140 relates to a filtering function 140, e.g. in the form of low-pass filters 141. Starting from the minimum values 132 or the maximum values 134 from step 130, the filtered minimum values 142 (minimum values 132 filtered from both cylinder banks) and the filtered maximum values 144 (maximum values 134 filtered from both cylinder banks) can be obtained.

Die dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmasse wird anhand eines Kraftstoffmassenintegrals 148 in einem definierten Zeitraum bestimmt. Das Kraftstoffmassenintegral 148 geht in den Schritt 150 und den Schritt 160 ein. The fuel mass supplied to the internal combustion engine is determined using a fuel mass integral 148 over a defined period of time. The fuel mass integral 148 enters step 150 and step 160 .

Im Schritt 150 wird in einer Berechnung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ein Sollwert für einen Betriebszustand des Lüfters 102 errechnet, ob also während der Fahrt des Kraftfahrzeugs (Fahrzustand) eine Lüfteranforderung vorliegt bzw. ob und mit welcher Drehzahl der Lüfter 102 während der Fahrt aktiviert werden muss. Dabei berücksichtigt der Schritt 150 das Kraftstoffmassenintegral 148 und die gefilterten Minimalwerte 142 und/oder Maximalwerte 144 (Wandtemperaturen) aus Schritt 140. Ermittelt der Schritt 150, dass eine Lüfteranforderung vorliegt, wird ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung des Lüfters 102 ausgegeben, bspw. über eine elektrische oder elektronische Leitung 152. Bei dem Schritt bzw. Modul 150 handelt es sich somit bezogen auf den Lüfter 102 um ein „Kennfeld für den Fahrzustand“.In step 150, a setpoint value for an operating state of fan 102 is calculated during operation of the internal combustion engine, i.e. whether there is a fan request while the motor vehicle is driving (driving state) or whether and at what speed fan 102 is activated while driving must. Step 150 takes into account the fuel mass integral 148 and the filtered minimum values 142 and/or maximum values 144 (wall temperatures) from step 140. If step 150 determines that there is a fan requirement, a corresponding signal for controlling the fan 102 is output, e.g electrical or electronic line 152. In relation to the fan 102, the step or module 150 is therefore a “characteristic map for the driving state”.

Im Schritt 160 wird die Berechnung eines Sollwerts für einen Betriebszustand des Lüfters 102 während eines Nachlaufs nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors fortgesetzt. Es wird also bestimmt, ob nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors (Standphase) eine Lüfteranforderung vorliegt, also ob und mit welcher Drehzahl der Lüfter 102 nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors aktiviert werden muss. Dabei berücksichtigt der Schritt 160 das Kraftstoffmassenintegral 148 und die gefilterten Minimalwerte 142 und/oder Maximalwerte 144 (Wandtemperaturen) aus Schritt 140. Der Schritt 160 ermittelt zudem, ob die Zündung 163 („Klemme 15“) eingeschaltet ist. Der Lüfter 102 wird abhängig vom ermittelten Sollwert angesteuert. Ermittelt der Schritt 160 also, dass eine Lüfteranforderung vorliegt, wird ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung des Lüfters 102 ausgegeben, bspw. über eine elektrische oder elektronische Leitung 162. Bei dem Schritt bzw. Modul 160 handelt es sich somit bezogen auf den Lüfter 102 um ein „Kennfeld für den Nachlauf in der Standphase“.In step 160, the calculation of a target value for an operating state of the fan 102 is continued during an after-run after the internal combustion engine has been switched off. It is therefore determined whether there is a fan requirement after the internal combustion engine has been switched off (stationary phase), ie whether and at what speed the fan 102 must be activated after the internal combustion engine has been switched off. Step 160 takes into account fuel mass integral 148 and filtered minimum values 142 and/or maximum values 144 (wall temperatures) from step 140. Step 160 also determines whether ignition 163 (“terminal 15”) is switched on. The fan 102 is controlled depending on the determined setpoint. If step 160 determines that there is a fan request, a corresponding signal for controlling fan 102 is output, for example via an electrical or electronic line 162. Step or module 160 is therefore related to fan 102 "Map for the caster in the stance phase".

Im Schritt 170 sind als Eingangsgrößen die Fahrzeuggeschwindigkeit 172 und die Umgebungstemperatur 174 vorgesehen. Der Sollwert wird somit abhängig von einer Fahrgeschwindigkeit 172 und/oder einer Umgebungstemperatur 174 bestimmt. Im Schritt 170 wird ermittelt, ob diese Größen im Hinblick auf die Lüfteranforderung als Korrekturfaktor berücksichtigt werden müssen. Dieser Korrekturfaktor geht in den Schritt 150 (Eingang 154) und in den Schritt 160 (Eingang 164) mit ein. Bei dem Schritt bzw. Modul 170 handelt es sich somit um ein „Korrekturkennfeld zur Faktorisierung der Lüfter-Anforderung“.In step 170, vehicle speed 172 and ambient temperature 174 are provided as input variables. The setpoint is thus determined as a function of a driving speed 172 and/or an ambient temperature 174 . In step 170 it is determined whether these variables must be taken into account as a correction factor with regard to the fan requirement. This correction factor is included in step 150 (input 154) and in step 160 (input 164). Step or module 170 is therefore a “correction map for factoring the fan requirement”.

2 zeigt schematisch das Laufverhalten des Lüfters 102 während der Fahrt und nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors. In einem Diagramm sind über der Zeit t (x-Achse) einmal die Fahrgeschwindigkeit 200 und die Lüfterregelung 202 (Tastverhältnis) aufgetragen, welche zur Lüfterdrehzahl proportional ist bzw. die Lüfterdrehzahl repräsentiert. Ein erstes Tastverhältnis 204 bezeichnet einen Betrieb des Lüfters 102 mit maximaler Drehzahl und ein zweites Tastverhältnis 206 bezeichnet einen Stillstand des Lüfters 102. Dazwischen liegende Werte der Lüfterregelung 202 bezeichnen dazwischenliegende Drehzahlen des Lüfters 102. 2 shows schematically the running behavior of the fan 102 while driving and after switching off the internal combustion engine. In a diagram, the driving speed 200 and the fan control 202 (duty cycle), which is proportional to the fan speed or represents the fan speed, are plotted over time t (x-axis). A first pulse duty factor 204 denotes operation of the fan 102 at maximum speed and a second pulse duty factor 206 denotes a standstill of the fan 102. Values of the fan controller 202 lying in between denote rotational speeds of the fan 102 lying in between.

An der Markierung 210 wird der Verbrennungsmotor bei stillstehendem Kraftfahrzeug (Fahrgeschwindigkeit 0 km/h) ausgeschaltet, wobei der Nachlauf 212 des Lüfters 102 (vgl. Fenster 212), mithin also das Laufverhalten des Lüfters 102 nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors dargestellt ist.The internal combustion engine is switched off at marking 210 when the motor vehicle is stationary (driving speed 0 km/h), with the after-running 212 of fan 102 (cf. window 212), i.e. the running behavior of fan 102 after the internal combustion engine has been switched off, being shown.

Die Kurve 214 zeigt eine Lösung gemäß Stand der Technik mit einer sogenannten „Vorsteuerung“. Dabei wird der Lüfter 102 mit einer nahezu konstanten, vergleichsweise hohen Drehzahl, die idR beim oder kurz vor dem Abstellen des Verbrennungsmotors ermittelt wird, über einen vergleichsweise langen Zeitraum betrieben und am Punkt 216 abgeschaltet. Der Lüfter 102 steht danach still.The curve 214 shows a solution according to the prior art with a so-called "pre-control". The fan 102 is operated over a comparatively long period of time at an almost constant, comparatively high speed, which is generally determined when or shortly before the internal combustion engine is switched off, and is switched off at point 216 . The fan 102 then stops.

Die Kurve 220 zeigt das Laufverhalten des Lüfters 102 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie oben erläutert, wird berechnet, ob und mit welcher Drehzahl nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors der Lüfter 102 im Nachlauf 212 betrieben werden muss, wobei diese Berechnung während des Nachlaufs fortgesetzt wird. Der Lüfter 102 wird also auch nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors noch geregelt, und zwar in Abhängigkeit des ermittelten Kühlungsbedarfs.The curve 220 shows the performance of the fan 102 according to the present invention. As explained above, it is calculated whether and at what speed the fan 102 has to be operated in the run-on 212 after the internal combustion engine has been switched off, with this calculation being continued during the run-on. The fan 102 is therefore still regulated even after the internal combustion engine has been switched off, specifically as a function of the cooling requirement determined.

Gemäß der Kurve 220 weist der Lüfter 102 zu Beginn des Nachlaufs 212 eine gleiche oder nahezu gleiche Drehzahl auf. Die Drehzahl wird jedoch nach kurzer Zeit am Punkt 222 im Beispiel etwas um die Hälfte abgesenkt. Diese Drehzahl behält der Lüfter 102 bis zum Punkt 224 bei, wobei die Drehzahl des Lüfters 102 allmählich bis zum Stillstand am Punkt 226 abgesenkt wird. Mit dem Stillstand des Lüfters 102 (Punkt 226) endet auch die Berechnung des Lüfternachlaufs. Der Stillstand am Punkt 226 wird hierbei früher erreicht als der Stillstand bei der Kurve 214 gemäß Stand der Technik.According to the curve 220, the fan 102 has the same or almost the same speed at the beginning of the run-on 212. However, after a short time, the speed is reduced by half at point 222 in the example. The fan 102 maintains this speed up to point 224 , the speed of the fan 102 being gradually reduced to a standstill at point 226 . When the fan 102 comes to a standstill (point 226), the calculation of the fan run-on also ends. The standstill at point 226 is reached earlier than the standstill at curve 214 according to the prior art.

Somit wird der Lüfter 102 über einen Großteil des Nachlaufs mit geringerer Drehzahl betrieben und zudem früher ausgeschaltet. Somit werden durch die Erfindung unnötig lange und laute Lüfternachläufe vermieden (Komfortsteigerung). Zudem wird die Belastung des Bordnetzes deutlich reduziert (Robustheitssteigerung).Thus, the fan 102 is operated at a lower speed for a large part of the run-on and is also switched off earlier. Unnecessarily long and loud fan after-runs are thus avoided by the invention (increase in comfort). In addition, the load on the vehicle electrical system is significantly reduced (increased robustness).

BezugszeichenlisteReference List

1515
Klemmeclamp
100100
Steuerungsteering
102102
LüfterFan
110110
SchrittStep
120120
SchrittStep
122122
Wandtemperaturwall temperature
124124
Wandtemperaturwall temperature
130130
SchrittStep
132132
Minimalwertminimum value
134134
Maximalwertmaximum value
140140
SchrittStep
141141
Tiefpassfilterlow pass filter
142142
Minimalwerteminimum values
144144
Maximalwertemaximum values
148148
Kraftstoffmassenintegralfuel mass integral
150150
SchrittStep
152152
Elektrische oder elektronische LeitungElectric or electronic line
160160
SchrittStep
162162
Elektrische oder elektronische LeitungElectric or electronic line
163163
Zündungignition
164164
EingangEntry
170170
SchrittStep
172172
Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
174174
Umgebungstemperaturambient temperature
200200
Fahrgeschwindigkeitdriving speed
202202
Lüfterregelungfan control
204204
erstes Tastverhältnisfirst duty cycle
206206
zweites Tastverhältnissecond duty cycle
210210
Markierungmark
212212
Nachlauftrailing
214214
KurveCurve
226226
PunktPoint

Claims (8)

Verfahren zur Regelung eines Lüfters (102) einer Kühleinrichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Temperatur (122, 124) am Verbrennungsmotor und eine dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmasse ermittelt wird, wobei in einer Berechnung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ein Sollwert für einen Betriebszustand des Lüfters (102) anhand der ermittelten Temperatur (122, 124) und anhand der ermittelten zugeführten Kraftstoffmasse bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass diese Berechnung während eines Nachlaufs (212) nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors fortgesetzt wird, dass der Lüfter (102) abhängig vom Sollwert angesteuert wird, dass die Temperatur (122, 124) mittels eines Abgastemperaturmodells (120) zur Bestimmung einer Temperatur eines Bauteils der Abgasanlage des Verbrennungsmotors ermittelt wird und/oder dass die zugeführte Kraftstoffmasse anhand eines Kraftstoffmassenintegrals (148) ermittelt wird.Method for controlling a fan (102) of a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle, with a temperature (122, 124) on the internal combustion engine and a fuel mass fed to the internal combustion engine being determined, with a setpoint value for an operating state of the fan being calculated during operation of the internal combustion engine (102) is determined based on the determined temperature (122, 124) and based on the determined mass of fuel supplied, characterized in that this calculation is continued during a follow-up (212) after the internal combustion engine has been switched off, that the fan (102) depends on the setpoint the temperature (122, 124) is determined using an exhaust gas temperature model (120) to determine a temperature of a component of the exhaust system of the internal combustion engine and/or the fuel mass supplied is determined using a fuel mass integral (148). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Berechnung eine Nachlaufzeit oder eine Drehzahl oder ein die Drehzahl repräsentierendes Signal kontinuierlich berechnet werden.procedure after claim 1 , characterized in that a run-on time or a speed or a signal representing the speed are continuously calculated by means of the calculation. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betreiben oder Aktivieren des Lüfters (102) abhängig vom Sollwert ein Signal an den Lüfter (102) ausgegeben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in order to operate or activate the fan (102), a signal is output to the fan (102) as a function of the desired value. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die ermittelte Temperatur nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors einen oder mehrere vorgegebene Schwellwerte unterschreitet, die Drehzahl des Lüfters (102) in einem oder mehreren Schritten reduziert wird und/oder der Lüfter (102) ausgeschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that if the determined temperature falls below one or more predetermined threshold values after the internal combustion engine has been switched off, the speed of the fan (102) is reduced in one or more steps and/or the fan (102) is switched off. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung solange erfolgt, wie der Lüfter (102) im Nachlauf (212) betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the calculation is carried out as long as the fan (102) is operated in after-running (212). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit (172) und/oder einer Umgebungstemperatur (174) als Korrekturgrößen bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired value is determined as a function of a vehicle speed (172) and/or an ambient temperature (174) as correction variables. Steuerung (100), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche.Controller (100), set up to carry out a method according to one of the preceding claims. Kühleinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einer Steuerung (100) nach dem voranstehenden Anspruch und einem Lüfter (102), der elektrisch und/oder elektronisch mit der Steuerung (100) verbunden ist, so dass der Lüfter (102) durch die Steuerung (100) geregelt werden kann.Cooling device for an internal combustion engine of a motor vehicle, with a controller (100) according to the preceding claim and a fan (102) which is electrically and/or electronically connected to the controller (100), so that the fan (102) can be controlled by the controller ( 100) can be regulated.
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