DE112015005126B4

DE112015005126B4 - Kühlungsregelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Kühlungsregelungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112015005126B4
Application number: DE112015005126.0T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Toyama; Atsushi Murai; Shigeyuki Sakaguchi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: CN107109999A; JP2016094833A; WO2016076324A1; JP6378055B2; US20170292435A1; US10174664B2; DE112015005126T5; CN107109999B

Abstract

Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor, aufweisend:eine elektrische Pumpe, um ein Kühlmittel durch einen Kühlmittelkanal zirkulieren zu lassen, der in dem Verbrennungsmotor ausgebildet ist;einen Kühler und einen Kühlerlüfter, welche zum Kühlen des Kühlmittels dienen;wobei nach einer Vollendung eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors, wenn eine automatische Stoppanforderung für ein automatisches Stoppen eines Betriebs des Verbrennungsmotors mit einer Absenkung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gestellt wird, wenn eine Temperatur des Kühlmittels höher als oder gleich einer ersten Kühlanforderungstemperatur bei dem automatischen Stopp ist, der Kühlerlüfter bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben wird und das Kühlmittel zum Kühlen von der elektrischen Pumpe bei einer ersten vorbestimmten Flussrate gefördert wird, die bei dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors angefordert wird,wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine zweite Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die erste Kühlanforderungstemperatur, der Kühlerlüfter auf einen Betrieb bei einer niedrigen Geschwindigkeit umgeschaltet wird, undwenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine dritte Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die zweite Kühlanforderungstemperatur und niedriger als eine Temperatur bei dem automatischen Stopp, der Kühlerlüfter angehalten wird, und das Kühlmittel zum Kühlen von der elektrischen Pumpe bei einer zweiten vorbestimmten Flussrate gefördert wird, welche niedriger ist als eine Flussrate, die für einen automatischen Stoppbetrieb des Verbrennungsmotors benötigt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlungsregelungsvorrichtung, welche eine Regelung für eine Kühlung eines Verbrennungsmotors dadurch ausführt, dass sie bewirkt, dass eine Pumpe Kühlwasser zirkulieren lässt, und bewirkt, dass ein elektrischer Lüfter kühlende Luft zu einem Kühler befördert, und bezieht sich auf ein Kühlungsregelungsverfahren dafür.
Stand der Technik
Ein Kühlleistungsvermögen eines Verbrennungsmotors (Motor) wird durch eine Außenlufttemperatur beeinflusst. Somit werden im Patentdokument 1 eine elektrische Pumpe und ein elektrischer Lüfter unter Berücksichtigung von Variationen sowohl einer Außentemperatur als auch einer Kühlwassertemperatur und einer Batteriespannung geregelt, nachdem der Motor stoppt. Gemäß dem Patentdokument 1 werden die elektrische Pumpe und der elektrische Lüfter betrieben, wenn ein Zündungsschalter ausgeschaltet wird, und der elektrische Lüfter wird angehalten, nachdem die elektrische Pumpe angehalten worden ist. Weitere Kühlregelungsvorrichtungen oder-verfahren sind aus den Patentdokumenten 2 bis 8 bekannt.
Referenzdokumentenliste
Patentdokument

Patentdokument 1: Offengelegte, japanische Patentanmeldung, JP 2012-127 262 A
Patentdokument 2: DE 10 2011 004 998 A1
Patentdokument 3: JP 2012 - 197 706 A
Patentdokument 4: JP 2013 – 44 281 A
Patentdokument 5: JP 2013 – 19 297 A
Patentdokument 6: EP 2 639 424 A1
Patentdokument 7: DE 34 24 580 C1
Patentdokument 8: DE 10 2009 023 724 A1 .

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Die Technologie des vorsehenden Patentdokuments 1 zieht jedoch einen Messfehler eines Wassertemperatursensors bei einem Neustart von einem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand und eine Messverzögerung des Wassertemperatursensors bezüglich einer Temperaturänderung nicht in Betracht. Deshalb gibt es, was ein Erzielen sowohl einer Verbesserung einer Kühlwirkung als auch einer Reduzierung eines Energieverbrauchs angeht, immer noch Raum für eine Verbesserung. Insbesondere ohne das Fließen des Kühlwassers kann der Wassertemperatursensor aufgrund von Variationen einer Temperatur in einem Leitungssystem oder dergleichen die exakte Wassertemperatur nicht messen. Deshalb wächst, wenn die elektrische Pumpe angehalten wird, während der Motor stoppt, ein Messfehler, wenn die elektrische Pumpe wieder gestartet wird. Die Zeitkonstante für eine Temperaturänderung an einem Zylinderkopfteil ist etwa dreimal größer als diejenige einer Temperatur, die durch den Wassertemperatursensor gemessen wird. Somit wird die Messantwort des Wassertemperatursensors mit Bezug auf ein Sinken einer Temperatur aufgrund eines Motorstopps verzögert. Als eine Folge wird, wenn der Motor wieder gestartet wird, die Zündzeit korrigiert, sodass sie für ein Verhindern eines Klopfens stark verzögert ist. Dies führt zu einer Reduzierung eines Drehmoments und einem Verlust einer Treibstoffwirtschaftlichkeit.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend genannten Umstände entwickelt worden, und eine Aufgabe davon ist, eine Kühlungsregelungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren zur Verfügung zu stellen, welche einen Energieverbrauch reduzieren kann, während sie eine Kühlwirkung verbessert, und ein Kühlungsregelungsverfahren dafür zur Verfügung zu stellen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Kühlwirkung durch Betreiben eines Kühlerlüfters und einer elektrischen Pumpe verbessert werden, wenn ein Verbrennungsmotor nach einem Aufwärmen gestoppt wird. Weiter wird, wenn das Kühlmittel auf weniger als eine Temperatur, wenn der Motor stoppt, sinkt, der Kühlerlüfter, welcher große Mengen an Energie verbraucht, angehalten, während ein Kühlmittel durch die elektrische Pumpe, welche geringe Mengen an Energie verbraucht, zum Zirkulieren gebracht wird, wodurch ein Energieverbrauch reduziert werden kann. Ein kontinuierlicher Betrieb der elektrischen Pumpe ermöglicht ein Unterbinden einer Reduzierung eine Genauigkeit einer Temperaturmessung des Wassertemperatursensors, und eine kontinuierliche Zirkulation des Kühlwassers ermöglicht ein Unterdrücken eines Einflusses eines Unterschieds einer Zeitkonstante einer Temperaturänderung. Dies verhindert eine exzessive Korrektur einer Zündzeit zu der Zeit eines erneuten Motorstarts, sodass eine Reduzierung eines Drehmoments und ein Verlust einer Treibstoffwirtschaftlichkeit unterbunden werden können.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Anordnungsdiagramm einer Kühlungsregelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen ersten Regelungsvorgang einer Wasserpumpe und eines Kühlerlüfters bei einem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand durch die in 1 dargestellte Kühlungsregelungsvorrichtung darstellt.
3 ist ein Zeitdiagramm von jeweiligen Signalen in dem ersten Regelungsvorgang.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen zweiten Regelungsvorgang der Wasserpumpe und des Kühlerlüfters bei dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand durch die in 1 dargestellte Kühlungsregelungsvorrichtung darstellt.
5 ist ein Zeitdiagramm von jeweiligen Signalen in dem zweiten Regelungsvorgang.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen dritten Regelungsvorgang der Wasserpumpe und des Kühlerlüfters bei dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand durch die Kühlungsregelungsvorrichtung in 1 darstellt.
7A ist ein Zeitdiagramm von jeweiligen Signalen in einer Modifikation des ersten Regelungsvorgangs in 2.
7B ist ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Wassertemperatur in der Modifikation des ersten Regelungsvorgangs in 2 darstellt.
8A ist ein Zeitdiagramm von jeweiligen Signalen in einer Modifikation des zweiten Regelungsvorgangs in 4.
8B ist ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Wassertemperatur in der Modifikation des zweiten Regelungsvorgangs in 4 darstellt.
9 ist ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Flussrate der Wasserpumpe und der Flussgeschwindigkeit in dem Zylinderkopf darstellt.
10 ist ein charakteristisches Diagramm zum Erklären des Verhältnisses zwischen der Flussrate der Wasserpumpe und der Betriebsspannung des Kühlerlüfters.
11 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären einer herkömmlichen Kühlwirkung und einer Kühlwirkung der vorliegenden Erfindung.

Art für ein Ausführen der Erfindung
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 stellt ein Anordnungsbeispiel einer Kühlungsregelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Ein Fahrzeugmotor (Verbrennungsmotor) 10 weist einen Zylinderkopf 11 und einen Zylinderblock 12 auf. Ein Getriebe 20 als ein Beispiel einer Energieübertragungsvorrichtung ist mit der Ausgangswelle des Motors 10 verbunden, sodass ein Ausgang des Getriebes 20 auf Antriebsräder (nicht gezeigt) übertragen wird. Die Kühlungsvorrichtung des Motors 10, welche eine Kühlungsvorrichtung vom Typ einer Wasserkühlung zum Zirkulieren von Kühlwasser (Kühlmittel) ist, weist ein Strömungsregelungsventil 30, welches durch einen elektrischen Antrieb betrieben wird, eine elektrische Wasserpumpe (elektrische Pumpe) 40, welche durch einen elektrischen Motor betrieben wird, einen Kühler 50, einen Kühlerlüfter 53, einen Kühlwasserkanal (Kühlmittelkanal) 60, der in dem Motor 10 vorgesehen ist, und ein Leistungssystem 70 zum Verbinden dieser Komponenten auf.
Der Motor 10 ist mit einem kopfseitigen Kühlwasserkanal 61 als einem Teil des Kühlwasserkanals 60 versehen. Der kopfseitige Kühlwasserkanal 61 erstreckt sich in dem Zylinderkopf 11 und verbindet einen Kühlwassereinlass 13 und einen Kühlwasserauslass 14. Der Kühlwassereinlass 13 ist an einem Ende in der Zylinderanordnungsrichtung des Zylinderkopfs 11 ausgebildet, und der Kühlwasserauslass 14 ist an dem anderen Ende in der Zylinderanordnungsrichtung des Zylinderkopfs 11 ausgebildet. Der Motor 10 ist außerdem mit einem blockseitigen Kühlwasserkanal 62 als einem anderen Teil des Kühlwasserkanals 60 versehen. Der blockseitige Kühlwasserkanal 62 zweigt von dem kopfseitigen Kühlwasserkanal 61 zu dem Zylinderblock 12 ab. Der blockseitige Kühlwasserkanal 62 erstreckt sich in dem Zylinderblock 12 und ist mit einem Kühlwasserauslass 15 verbunden, der in dem Zylinderblock 12 vorgesehen ist. Der Kühlwasserauslass 15 des Zylinderblocks 12 ist an dem Ende in der Zylinderanordnungsrichtung auf der gleichen Seite vorgesehen, auf welcher der Kühlwasserauslass 14 vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird Kühlwasser über den Zylinderkopf 11 an den Zylinderblock 12 bereitgestellt. Das Kühlwasser, das nur durch den Zylinderkopf 11 passiert, wird aus dem Kühlwasserauslass 14 abgeführt, wogegen das Kühlwasser, das in den Zylinderkopf 11 fließt und anschließend durch den Zylinderblock 12 passiert, aus dem Kühlwasserauslass 15 abgeführt wird. Ein erstes Kühlwasserleitungssystem 71 ist an einem Ende mit dem Kühlwasserauslass 14 des Zylinderkopfs 11 verbunden und ist an dem anderen Ende mit einem Kühlwassereinlass 51 des Lüfters 50 verbunden.
Ein zweites Kühlwasserleitungssystem 72 ist an einem Ende mit dem Kühlwasserauslass 15 des Zylinderkopfs 12 verbunden und ist an dem anderen Ende mit einer ersten Einlassöffnung 31 aus vier Einlassöffnungen 31 bis 34 (Strömungseingangsseite) des Strömungsregelungsventils 30 verbunden. Auf der Strecke des zweiten Kühlwasserleitungssystems 72 ist ein Ölkühler (O/C) 16 zum Kühlen eines Schmiermittels für den Motor 10 vorgesehen. Der Ölkühler 16 tauscht Wärme zwischen dem durch das zweite Kühlwasserleitungssystem 72 fließenden Kühlwasser und dem Schmiermittel für den Motor 10 aus.
Ein drittes Kühlwasserleitungssystem 73 ist an einem Ende mit dem ersten Kühlwasserleitungssystem 71 verbunden und ist an dem anderen Ende mit einer zweiten Einlassöffnung 32 des Strömungsregelungsventils 30 verbunden. Auf der Strecke des dritten Kühlwasserleitungssystems 73 ist ein Ölwärmer (O/W) 21 zum Erhitzen eines Betriebsöls für das Getriebe 20 vorgesehen. Der Ölwärmer 21 tauscht Wärme zwischen dem durch das dritte Kühlwasserleitungssystem 73 fließenden Kühlwasser und dem Betriebsöl für das Getriebe 20 aus. Mit anderen Worten wird das durch den Zylinderkopf 11 passierende Kühlwasser aufgeteilt und zu dem Ölwärmer 21 vom Typ einer Wasserkühlung geführt, und das Betriebsöl wird bei dem Ölwärmer 21 erhitzt.
Ein viertes Kühlwasserleitungssystem 74 ist an einem Ende mit dem ersten Kühlwasserleitungssystem 71 verbunden und ist an dem anderen Ende mit einer dritten Einlassöffnung 33 des Strömungsregelungsventils 30 verbunden. Verschiedene Wärmeaustauschvorrichtungen sind entlang des vierten Kühlwasserleitungssystems 74 vorgesehen.
Als die vorstehend genannten Wärmeaustauschvorrichtungen sind ein Heizkörper (Heizung) 91 für eine Fahrzeugerwärmung, ein EGR-Kühler vom Typ einer Wasserkühlung (EGR/C) 92, welcher die Abgas-Rückführvorrichtung des Motors 10 bildet, ein Abgas-Rückführregelungsventil (EGR/V) 93, welches ähnlich die Abgas-Rückführvorrichtung bildet, zum Regeln einer Abgas-Rückführflussrate, und ein Drosselklappenventil (Drosselklappe) 94 zum Regeln einer Ansaugluftmenge des Motors 10 vorgesehen und in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts gelegenen Seite angeordnet. Der Heizkörper 91 ist eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlwasser in dem vierten Kühlwasserleitungssystem 74 und der klimatisierten Luft, um so die klimatisierte Luft zu erwärmen.
Der EGR-Kühler 92 ist eine Vorrichtung zum Austauschen von Wärme zwischen dem Abgas, das durch die Abgas-Rückführvorrichtung zu dem Ansaugsystem des Motors 10 zurückzuführen ist, und dem Kühlwasser in dem vierten Kühlwasserleitungssystem 74, um so die Temperatur des rückzuführenden Abgases zu senken. Weiter sind das Abgas-Rückführregelungsventil 93 und das Drosselklappenventil 94 ausgelegt, durch einen Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser in dem vierten Kühlwasserleitungssystem 74 erwärmt zu werden. Dies unterbindet ein Gefrieren eines Wassergehalts in dem Abgas oder in der Ansaugluft nah bei dem Abgas-Rückführregelungsventil 93 und dem Drosselklappenventil 94.
Auf diese Weise wird das Kühlwasser, das durch den Zylinderkopf 11 passiert ist, aufgeteilt und durch den Heizkörper 91, den EGR-Kühler 92, das Abgas-Rückführregelungsventil 93 und das Drosselklappenventil 94 geleitet, um Wärme damit auszutauschen. Ein fünftes Kühlwasserleitungssystem 75 ist an einem Ende mit einem Kühlwasserauslass 52 des Kühlers 50 verbunden und ist an dem anderen Ende mit der vierten Einlassöffnung 34 des Strömungsregelungsventils 30 verbunden.
Das Strömungsregelungsventil 30 weist eine Auslassöffnung 35 auf. Ein sechstes Kühlwasserleitungssystem 76 ist an einem Ende mit der Auslassöffnung 35 verbunden und ist an dem anderen Ende mit einer Ansaugöffnung 41 der Wasserpumpe 40 verbunden. Weiter ist ein siebtes Kühlwasserleitungssystem 77 an einem Ende mit einer Abführöffnung 42 der Wasserpumpe 40 verbunden und ist an dem anderen Ende mit einem Kühlwassereinlass 13 des Zylinderkopfs 11 verbunden.
Weiter ist ein achtes Kühlwasserleitungssystem 78 vorgesehen. Ein Ende des achten Kühlwasserleitungssystems 78 ist an einer Stelle unterhalb der Positionen, an welchen das dritte Kühlwasserleitungssystem 73 und das vierte Kühlwasserleitungssystem 74 angeschlossen sind, mit dem ersten Kühlwasserleitungssystem 71 verbunden, und das andere Ende davon ist mit dem sechsten Kühlwasserleitungssystem 76 verbunden. Wie vorstehend beschrieben, weist das Strömungsregelungsventil 30 vier Einlassöffnungen 31 bis 34, mit welchen jeweils die Kühlwasserleitungssysteme 72, 73, 74, 75 verbunden sind, und eine Auslassöffnung 35, mit welchem das sechste Kühlwasserleitungssystem 76 verbunden ist, auf.
Das Strömungsregelungsventil 30 ist zum Beispiel ein rotierendes Strömungskanalumschaltventil, das einen Rotor mit einem Strömungskanal und ein Gehäuse, in welchem eine Mehrzahl von Öffnungen 31 bis 35 ausgebildet ist, aufweist. Es ist so eingerichtet, dass das Gehäuse über dem Rotor in einer Weise angebracht ist, in welcher die jeweiligen Öffnungen des Gehäuses durch Ändern einer Winkelposition des Rotors durch Rotieren des Rotors durch einen elektrischen Stellantrieb wie einen elektrischen Motor verbunden werden. Für ein solches rotierendes Strömungsregelungsventil 30 ändern sich die Öffnungsflächenverhältnisse der vier Einlassöffnungen 31 bis 34 gemäß dem Rotorwinkel. Der Strömungskanal des Rotors ist so angepasst, dass das Öffnungsflächenverhältnis (Flussratenverhältnis) wie beschrieben durch Auswählen eines Rotorwinkels gesteuert werden kann.
In der vorstehend beschriebenen Anordnung sehen der kopfseitige Kühlwasserkanal 61 und das erste Kühlwasserleitungssystem 71 eine erste Kühlmittelleitung vor, welche durch den Zylinderkopf 11 und den Kühler 50 hindurchführt, und der blockseitige Kühlwasserkanal 62 und das zweite Kühlwasserleitungssystem 72 sehen eine zweite Kühlmittelleitung vor, welche durch den Zylinderblock 12 hindurchführt, während sie den Kühler 50 umgeht. Weiter sehen der kopfseitige Kühlwasserkanal 61 und das vierte Kühlwasserleitungssystem 74 eine dritte Kühlmittelleitung vor, welche durch den Zylinderkopf 11 und den Heizkörper 91 hindurchführt, während sie den Kühler 50 umgeht. Der kopfseitige Kühlwasserkanal 61 und das dritte Kühlwasserleitungssystem 73 sehen eine vierte Kühlmittelleitung vor, welche durch den Zylinderkopf 11 und den Ölwärmer 21 des Getriebes 20 hindurchführt, während sie den Kühler 50 umgeht.
Weiter sieht ein achtes Kühlwasserleitungssystem 78 eine Umgehungsleitung vor, welche von der ersten Kühlmittelleitung zwischen dem Zylinderkopf 11 und dem Kühler 50 abgezweigt wird, und welche an einem Teil auf der Ausflussseite des Strömungsregelungsventils 30 unter Umgehen des Kühlers 50 zusammengeführt wird. Mit anderen Worten ist das Strömungsregelungsventil 30 mit der ersten Kühlmittelleitung, der zweiten Kühlmittelleitung, der dritten Kühlmittelleitung und der vierten Kühlmittelleitung auf der Einflussseite verbunden. Die Ausflussseite des Strömungsregelungsventils 30 ist mit der Einflussseite der Wasserpumpe 40 verbunden. Das Strömungsregelungsventil 30 ist ein Strömungskanalumschaltmechanismus. Eine Versorgungsmenge (Verteilungsverhältnis) von Kühlwasser an die erste, zweite, dritte und vierte Kühlmittelleitung wird durch Einstellen der Öffnungsfläche jedes Auslasses der Kühlmittelleitungen gesteuert.
Das Strömungsregelungsventil 30 weist eine Mehrzahl von Strömungskanalumschaltmustern auf und es ist so eingerichtet, dass die Strömungskanalumschaltmuster durch Ändern eines Rotorwinkels durch den elektrischen Stellantrieb von einem zu dem anderen umgeschaltet werden. Insbesondere schließt das Strömungsregelungsventil 30 alle Einlassöffnungen 31 bis 34 innerhalb eines Bereichs von einer Referenzwinkelposition bis zu einem vorbestimmten Winkel, in welchem der Rotorwinkel durch einen Stopper begrenzt wird. Der Zustand, in welchem alle Einlassöffnungen 31 bis 34 geschlossen sind, schließt einen Zustand ein, in welchem die Öffnungsfläche von jeder Einlassöffnung 31 bis 34 null ist und eine minimale Öffnungsfläche größer als null (ein Zustand, in welchem eine Leckströmung auftritt).
Wenn der Rotorwinkel über den Winkel hinaus erhöht wird, bei welchem alle Einlassöffnungen 31 bis 34 geschlossen sind, wird die dritte Einlassöffnung 33, mit welcher der Auslass der Heizkörperkühlmittelleitung verbunden ist, auf eine bestimmte Öffnung geöffnet, und anschließend wird die vorstehend genannte, bestimmte Durchflussrate gegen eine Erhöhung des Rotorwinkels beibehalten. Wenn ein Rotorwinkel von dem Winkel, bei welchem die dritte Einlassöffnung 33 auf eine bestimmte Öffnung geöffnet wird, weiter erhöht wird, beginnt sich die erste Einlassöffnung 31, mit welcher der Auslass der Blockkühlmittelleitung verbunden ist, zu öffnen, und die Öffnungsfläche der ersten Einlassöffnung 31 steigt als Folge einer Erhöhung des Rotorwinkels allmählich an.
Bei einer Winkelposition, welche größer ist als der Winkel, bei welchem begonnen wird, die erste Einlassöffnung 31 zu öffnen, wird die zweite Einlassöffnung 32, mit welcher der Auslass der Heizkörperkühlmittelleitung verbunden ist, auf eine bestimmte Öffnung geöffnet, und anschließend wird die bestimmte Öffnung gegen eine Erhöhung des Rotorwinkels beibehalten. Weiter wird bei einer Winkelposition, die größer ist als der Winkel, bei welchem die zweite Einlassöffnung 32 auf eine bestimmte Öffnung geöffnet wird, beginnt die vierte Einlassöffnung 34, mit welcher der Auslass einer Kühlerkühlmittelleitung verbunden ist, sich zu öffnen, und die Öffnungsfläche der vierten Einlassöffnung 34 wächst allmählich als Folge einer Erhöhung des Rotorwinkels.
Ein Wassertemperatursensor (erster Temperatursensor) 81 zum Messen einer Temperatur von Kühlwasser innerhalb des ersten Kühlwasserleitungssystems 71, d.h. einer Temperatur von Kühlwasser nah bei dem Auslass des Zylinderkopfs 11, ist in der Nähe des Kühlwasserauslasses 14 vorgesehen. Ein Wassertemperaturmessungssignal TW1 von dem Wassertemperatursensor 81 wird in eine elektronische Regelungsvorrichtung (Regelung, Regelungseinheit) 100 gegeben. Dann gibt die elektronische Regelungsvorrichtung 100 Betriebssignale an die Wasserpumpe 40 und das Strömungsregelungsventil 30, um die Fördermenge der Wasserpumpe 40 und ein durch das Strömungsregelungsventil 30 bereitgestelltes Flussratenverhältnis zu regeln. Der Temperatursensor kann nur der Wassertemperatursensor 81 sein, welcher eine Temperatur des Kühlwassers nah bei dem Auslass des Zylinderkopfs 11 misst. In dieser Ausführungsform ist außerdem ein anderer Wassertemperatursensor (zweiter Temperatursensor) 82 zum Messen einer Kühlwassertemperatur innerhalb des zweiten Kühlwasserleitungssystems 72 in der Nähe des Kühlwasserauslasses 15 vorgesehen. Ein Wassertemperaturmessungssignal TW2 von dem Wassertemperatursensor 82 wird in die elektronische Regelungsvorrichtung 100 gegeben, welche wiederum die Fördermenge der Wasserpumpe 40 und das durch das Strömungsregelungsventil 30 bereitgestellte Flussratenverhältnis unter Berücksichtigung des Wassertemperaturmessungssignals TW2 zusätzlich zu dem Wassertemperaturmessungssignal TW1 regelt. Wie vorstehend beschrieben, wird, wenn sich der Wassertemperatursensor 82 zum Messen der Temperatur des Kühlwassers nah bei dem Auslass des Zylinderblocks 12 befindet, eine Temperaturregelung des Zylinderblocks 12 möglich, und eine Reibung in dem Motor 10 wird reduziert, wodurch eine Treibstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden kann.
Weiter weist die elektronische Regelungsvorrichtung 100 eine Funktion eines Regelns einer Treibstoffeinspritzungsvorrichtung 17 und einer Zündvorrichtung 18 des Motors 10 und eine Funktion eines Regelns des Leerlaufdrehzahlabsenkungszustands auf, bei welchem der Motor 10 temporär gestoppt wird, zum Beispiel wenn ein Fahrzeug zu einem Stillstand kommt und auf ein wechselndes Verkehrssignal wartet. Es ist möglich, abgesehen von der elektronischen Regelungsvorrichtung 100 eine elektronische Regelungsvorrichtung, die eine Funktion eines Regelns des Motors 10 aufweist, zur Verfügung zu stellen und so einzurichten, dass eine wechselseitige Kommunikation zwischen der elektronischen Regelungsvorrichtung für die Motorregelung und der elektronischen Regelungsvorrichtung 100, welche für ein Kühlsystem vorgesehen ist und welche die Wasserpumpe 40 und das Strömungsregelungsventil 30 regelt, stattfindet.
Weiter weist die elektronische Regelungsvorrichtung 100 eine Funktion eines sequentiellen Schaltens des Rotorwinkels (Strömungskanalumschaltmuster) des Strömungsregelungsventils 30, während das Aufwärmen des Motors 10 abläuft, auf und weist eine Funktion für ein Ändern einer Fördermenge der Wasserpumpe 40 und einer Kühlung von Luft durch den Kühlerlüfter 53 auf. Sie regelt eine Temperatur des Zylinderkopfs 11 und eine Temperatur des Zylinderblocks 12 auf ihre jeweiligen Solltemperaturen.
Als Nächstes wird eine Regelung der Wasserpumpe 40 und des Kühlerlüfters 53 durch die elektronische Regelungsvorrichtung 100 detailliert beschrieben. 2 stellt einen ersten Regelungsvorgang bei dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand dar. Zuerst wird festgestellt, ob es eine Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung gibt (Schritt S1). Wenn es eine Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung gibt, dann wird festgestellt, ob die Kühlwassertemperatur (Wassertemperatur), die durch den Wassertemperatursensor gemessen wird, höher als oder gleich einer Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1 ist oder nicht (Schritt S2). Für den Wassertemperatursensor kann der erste Wassertemperatursensor 81 zum Messen der Temperatur des Kühlwassers mit einer großen Temperaturvariation nah bei dem Auslass des Zylinderkopfs 11 verwendet werden. Zusätzlich zu dem ersten Temperatursensor 81 kann eine Temperatur berücksichtigt werden, die durch den zweiten Temperatursensor 82 zum Messen der Temperatur des Kühlwassers nah bei dem Auslass des Zylinderblocks 12 gemessen wird. Die nachfolgende Beschreibung wird unter der Annahme gemacht, dass beide Temperatursensoren 81 und 82 verwendet werden. Wenn es keine Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung gibt, stoppt der Verarbeitungsablauf und ein Kühlbetrieb wird gemäß einem Betriebszustand oder Konditionen des Motors 10 ausgeführt.
Wenn in Schritt S2 festgestellt wird, dass die durch den Temperatursensor 81, 82 gemessene Kühlwassertemperatur höher als oder gleich der Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1 ist, wird der Kühlerlüfter 53 bei einer hohen Geschwindigkeit (HI) betrieben (Schritt S3). Weiter wird die elektrische Wasserpumpe 40 so betrieben, dass sie Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min (erste vorbestimmte Flussrate) fördert, die niedriger ist als eine Fördermenge, die für einen Leerlauf des Verbrennungsmotors notwendig ist (Schritt S4). Wenn jedoch festgestellt wird, dass die durch den Temperatursensor 81, 82 gemessene Kühlwassertemperatur niedriger ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1, stoppt der Verarbeitungsablauf, weil ein Kühlen nicht notwendig ist.
In Schritt S5 wird festgestellt, ob die Wassertemperatur niedriger ist als eine Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T2 (T2<T1) oder nicht (Schritt S5). Wenn festgestellt wird, dass sie niedriger ist, wird der Kühlerlüfter 53 auf einen Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit (LO) umgeschaltet (Schritt S6). Wenn festgestellt wird, dass sie höher oder gleich ist, kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S3 zurück, und der Kühlerlüfter 53 wird bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben, und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser zum Kühlen bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert.
In dem nächsten Schritt, Schritt S7, wird festgestellt, ob die Wassertemperatur steigt. Wenn festgestellt wird, dass die Wassertemperatur steigt, wird der Kühlerlüfter 53 für eine vorbestimmte Zeitspanne bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben (Schritt S8). Wenn in Schritt S7 festgestellt wird, dass die Wassertemperatur nicht steigt, dann wird festgestellt, ob die Wassertemperatur niedriger ist als eine Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 (T3<T2) (Schritt S9). Wenn festgestellt wird, dass sie höher oder gleich ist, wird der Kühlerlüfter 53 angehalten (OFF) (Schritt S10), und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser zum Kühlen bei einer Flussrate von 3 L/min (zweite vorbestimmte Flussrate) fördert (Schritt S11). Zu dieser Zeit wird die Fördermenge der Wasserpumpe 40 so festgelegt, dass sie größer ist als die minimale förderbare Flussrate. Wenn in Schritt S9 festgestellt wird, dass die Wassertemperatur niedriger ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3, kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S6 zurück, und die Schritte S6 bis S9 werden wiederholt.
In dem vorstehend genannten ersten Regelungsvorgang, wie in dem Zeitdiagramm in 3 dargestellt, wird die Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung durch die elektronische Regelungsvorrichtung 100 zu der Zeit t1 gestellt. Wenn die Wassertemperatur zu dieser Zeit höher ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1, wird der Kühlerlüfter 53 bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben, und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert. Wenn zu der Zeit t2 die Wassertemperatur auf weniger als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T2 sinkt, wird der Kühlerlüfter 53 auf einen Betrieb bei einer niedrigen Geschwindigkeit umgeschaltet. Wenn zu der Zeit t3 die Wassertemperatur auf weniger als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 sinkt, wird der Kühlerlüfter 53 angehalten (OFF), und die Wasserpumpe 40 wird auf einen Betrieb zum Fördern des Kühlwassers bei einer Flussrate von 3 L/min umgeschaltet. Wenn die Wassertemperatur zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3 (Δt) steigt, wird der Kühlerlüfter 53 für eine vorbestimmte Zeitspanne auf einen Betrieb bei einer hohen Geschwindigkeit umgeschaltet.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Regelungsvorgang wird, wenn das Kühlwasser (Kühlmittel) auf die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 sinkt, welche niedriger ist als eine Temperatur bei dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand (Motor ist gestoppt), der Kühlerlüfter 53, welcher große Mengen an Energie verbraucht, angehalten, während die Wasserpumpe 40, welche kleine Mengen an Energie verbraucht, um das Kühlwasser (Kühlmittel) zirkulieren zu lassen, aktiviert ist, wodurch ein Energieverbrauch reduziert werden kann, während eine Kühlwirkung verbessert wird. Weiter wird, wenn der Motor (Verbrennungsmotor) nach der Vollendung eines Aufwärmens in den Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand versetzt wird (Motor wird gestoppt), die Wasserpumpe 40 kontinuierlich so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer niedrigen Flussrate fördert, wodurch eine Reduzierung einer Messgenauigkeit des Wassertemperatursensors aufgrund von Variationen einer Temperatur innerhalb des Leitungssystems verhindert werden kann, während ein durch Restwärme verursachter Temperaturanstieg des Kühlwassers unterbunden wird. Dies verhindert eine übermäßige Korrektur der Zündzeit zu der Zeit eines erneuten Motorstarts, sodass eine Reduzierung des Drehmoments und ein Verlust einer Treibstoffwirtschaftlichkeit minimiert werden können.
Weiter verbessert ein frühes Anhalten des Kühlerlüfters während des Leerlaufdrehzahlabsenkungszustands das Ruheleistungsvermögen. Zusätzlich kann auch eine Frühzündung bei einem Neustart bei einer hohen Wassertemperatur unterbunden werden. In dem vorstehenden ersten Regelungsvorgang wurde ein Beispiel beschrieben, in welchem der Kühlerlüfter zwischen drei Stufen geregelt wird. Die Anzahl von zu schaltenden Pegel kann natürlich erhöht werden, um eine feinere Regelung zu ermöglichen.
4 stellt einen zweiten Regelungsvorgang für die Wasserpumpe 40 und den Kühlerlüfter 53 in dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand dar. Zuerst wird bestimmt, ob es eine Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung gibt (Schritt S21). Wenn es eine Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung gibt, wird bestimmt, ob die Kühlwassertemperatur, die durch den Wassertemperatursensor 81, 82 gemessen wird, höher als oder gleich der Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1 ist oder nicht (Schritt S22). Wenn es keine Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung gibt, endet der Verarbeitungsablauf, und ein Kühlvorgang wird gemäß einem Betriebszustand oder Konditionen des Motors 10 ausgeführt.
Wenn in Schritt S22 festgestellt wird, dass die durch den Temperatursensor 81, 82 gemessene Kühlwassertemperatur höher als oder gleich der Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1 ist, wird der Kühlerlüfter 53 bei einer Leistungsstufe D1 betrieben (Schritt S23). Für den Kühlerlüfter 53 bei einer hohen Geschwindigkeit ist die Leistungsstufe D1 hoch festgelegt. Weiter wird die Wasserpumpe 40 so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert (Schritt S24). Wenn jedoch festgestellt wird, dass die durch den Temperatursensor 81, 82 gemessene Kühlwassertemperatur niedriger ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1, endet der Verarbeitungsablauf, weil ein Kühlen nicht notwendig ist.
In Schritt S25 wird festgestellt, ob die Wassertemperatur niedriger ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T2 (T2<T1) oder nicht (Schritt S25). Wenn festgestellt wird, dass sie niedriger ist, wird der Kühlerlüfter 53 zu einer Leistungsstufe D2 verlangsamt (Schritt S26). Wenn festgestellt wird, dass sie höher oder gleich ist, kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S23 zurück, und der Kühlerlüfter 53 wird bei der Leistungsstufe D1 betrieben, und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie zum Kühlen das Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert.
In dem nächsten Schritt, Schritt S27, wird festgestellt, ob die Wassertemperatur steigt. Wenn festgestellt wird, dass die Wassertemperatur steigt, wird der Kühlerlüfter für eine vorbestimmte Zeitspanne bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben (Schritt S28). Wenn in Schritt S27 festgestellt wird, dass die Wassertemperatur nicht steigt, dann wird festgestellt, ob die Wassertemperatur niedriger ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 (T3<T2) (Schritt S29). Wenn festgestellt wird, dass sie höher oder gleich ist, wird der Kühlerlüfter 53 angehalten (Schritt S30), und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie zum Kühlen das Kühlwasser bei einer Flussrate von 3 L/min fördert (Schritt S31). Wenn festgestellt wird, dass die Wassertemperatur niedriger ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 in Schritt S29, kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S26 zurück, und die Schritte S26 bis S29 werden wiederholt.
In dem zweiten vorstehend genannten Regelungsvorgang, wie in dem Zeitdiagramm in 5 dargestellt, wird die Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung durch die elektronische Regelungsvorrichtung 100 zu der Zeit t1 gestellt. Wenn die Wassertemperatur zu der Zeit höher ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1, wird der Kühlerlüfter 53 bei der ersten Leistungsstufe D1 betrieben, und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert. Wenn zu der Zeit t2 die Wassertemperatur auf weniger als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T2 sinkt, wird die Leistungsstufe des Signals zum Betreiben des Kühlerlüfters 53 zu der zweiten Leistungsstufe D2 umgeschaltet. Wenn zu der Zeit t3 die Wassertemperatur auf weniger als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 sinkt, wird der Kühlerlüfter 53 angehalten, und die Wasserpumpe 40 wird auf einen Betrieb zum Fördern des Kühlwassers bei einer Flussrate von 3 L/min umgeschaltet. Wenn die Wassertemperatur zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3 (Δt) steigt, wird die Leistungsstufe D2 des Signals zum Betreiben des Kühlerlüfters 53 während einer vorbestimmten Zeitspanne erhöht.
Durch den vorstehend beschriebenen, zweiten Regelungsvorgang kann die gleiche Wirkung erzielt werden wie diejenige des ersten Regelungsvorgangs. Mit anderen Worten wird, wenn das Kühlmittel auf die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 sinkt, die niedriger ist als eine Temperatur in dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand, der Kühlerlüfter 53, der große Mengen an Energie verbraucht, angehalten, während ein Kühlmittel durch die elektrische Wasserpumpe 40, die geringe Mengen an Energie verbraucht, zum Zirkulieren gebracht wird, wodurch ein Energieverbrauch reduziert werden kann, während eine Kühlwirkung verbessert wird.
Weiter wird, wenn der Motor nach dem Vollenden eines Aufwärmens in den Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand versetzt wird, die Wasserpumpe 40 kontinuierlich so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer niedrigen Flussrate fördert, wodurch eine Reduzierung einer Messgenauigkeit des Wassertemperatursensors aufgrund von Variationen einer Temperatur innerhalb des Leitungssystems verhindert werden kann, während ein durch Restwärme verursachter Temperaturanstieg des Kühlwassers unterbunden wird. Dies verhindert eine übermäßige Korrektur der Zündzeit zu der Zeit eines erneuten Motorstarts, sodass eine Reduzierung eines Drehmoments und ein Verlust einer Treibstoffwirtschaftlichkeit unterbunden werden können. Weiter verbessert ein frühes Anhalten des Kühlerlüfters während des Leerlaufdrehzahlabsenkungszustands das Ruheleistungsvermögen. Zusätzlich kann auch eine Frühzündung bei einem Neustart bei einer hohen Wassertemperatur unterbunden werden.
6 stellt einen dritten Regelungsvorgang dar, in welchem, wenn die Kühlungsregelungsvorrichtung einen elektronisch geregelten Thermostat aufweist, wenn eine Kühlanforderung gestellt wird, ein elektrischer Strom an ein Wachs angelegt wird, um eine Thermostatventilöffnungswassertemperatur (Regelungswassertemperatur) zu verringern. Wenn die Wassertemperatur die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Thermostatventilöffnungswassertemperatur (Zeit t0) erreicht, wird der elektronisch geregelte Thermostat unter Kontrolle der elektronischen Regelungsvorrichtung 100 mit Energie versorgt, und anschließend steigt der Hubumfang des elektronisch geregelten Thermostats (Zeit t1). Als eine Folge sinkt die Thermostatventilöffnungswassertemperatur. Wenn die Leerlaufdrehzahlabsenkungsanforderung zu der Zeit t2 gestellt wird, bewirkt die elektronische Regelungsvorrichtung 100, da die Wassertemperatur höher ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T1, dass der Kühlerlüfter 53 bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben wird, und bewirkt, dass die Wasserpumpe 40 so betrieben wird, dass sie das Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert.
Wenn zu der Zeit t3 die Wassertemperatur auf weniger als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T2 sinkt, wird der Kühlerlüfter 53 auf einen Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit umgeschaltet. Wenn zu der Zeit t4 die Wassertemperatur auf weniger als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T3 sinkt, wird der Kühlerlüfter 53 angehalten (OFF), und die Wasserpumpe 40 wird auf einen Betrieb zum Fördern des Kühlwassers bei einer Flussrate von 3 L/min umgeschaltet. Gemäß dem vorstehenden dritten Regelungsvorgang werden sowohl die Ventilöffnungswassertemperatur für den elektronisch geregelten Thermostat als auch die Wasserpumpe 40 und der Kühlerlüfter 53 geregelt, wodurch eine höhere Reduzierung eines Energieverbrauchs erzielt werden kann als bei dem ersten und zweiten Regelungsvorgang, während eine Kühlwirkung verbessert wird.
7A stellt eine Modifikation des ersten Regelungsvorgangs in 2 dar. Gemäß einer vorliegenden Modifikation 1 wird zusätzlich zu der Antriebsregelung der Wasserpumpe 40 und des Kühlerlüfters 53 in dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand wie in dem ersten Regelungsvorgang ein Vorkühlen für eine Wiederbeschleunigung nach dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand ausgeführt. Wenn die Drosselklappe zu der Zeit t5 geschlossen wird, wenn die Wassertemperatur höher ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T5, wird der Kühlerlüfter 53 bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben, und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert. Eine Regelung des Kühlerlüfters 53 zu dieser Zeit wird gemäß der Wassertemperatur und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Zum Beispiel wird, wie durch gestrichelte Linien in 7B gezeigt, wenn die Wassertemperatur höher ist als ein vorbestimmter Wert, der Kühlerlüfter bei hohen U/min betrieben, wogegen, wenn die Wassertemperatur niedriger ist als der vorbestimmte Wert, der Kühlerlüfter bei geringen U/min betrieben wird.
Wenn zu der Zeit t6 die Wassertemperatur auf weniger als eine Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T6 (T6<T5) sinkt, wird der Kühlerlüfter 53 auf einen Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit umgeschaltet. Wenn sich zu der Zeit t7 die Drosselklappe öffnet, wird die Flussrate der Wasserpumpe 40 erhöht und die Wassertemperatur beginnt zu steigen. Gemäß dem Regelungsverfahren, wie vorstehend beschrieben, wird ein Vorkühlen für eine Wiederbeschleunigung nach dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand ausgeführt, wodurch ein Energieverbrauch reduziert werden kann, während die Kühlwirkung verbessert wird. Mit anderen Worten kann, wenn der Kühlerlüfter 53 während des Fahrens des Fahrzeugs vor dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand stoppt, eine Kühlzeit nach dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand durch einen Startvorgang des Kühlerlüfters, bevor das Fahrzeug verlangsamt und angehalten wird, reduziert werden, und eine Frühzündung bei einem frühen automatischen Start kann unterbunden werden. Weiter kann die Betriebszeit des Kühlerlüfters während des Leerlaufdrehzahlabsenkungszustands reduziert werden und ein Ruheleistungsvermögen kann verbessert werden.
8A stellt eine Modifikation des zweiten Regelungsvorgangs in 4 dar. Gemäß einer vorliegenden Modifikation 2 wird zusätzlich zu der Antriebsregelung der Wasserpumpe 40 und des Kühlerlüfters 53 in dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand wie in dem zweiten Regelungsvorgang ein Vorkühlen für eine Wiederbeschleunigung nach dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand ausgeführt. Wenn die Drosselklappe zu der Zeit t5 geschlossen wird, wenn die Wassertemperatur höher ist als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T5, wird der Kühlerlüfter 53 bei einer Leistungsstufe D2 betrieben, und die Wasserpumpe 40 wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer Flussrate von 15 bis 25 L/min fördert. Eine Regelung des Kühlerlüfters 53 zu dieser Zeit wird gemäß der Wassertemperatur und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Zum Beispiel wird, wie durch gestrichelte Linien in 8B gezeigt, wenn die Leistungsstufe hoch ist (hohe Leistungsstufe), die Regelung gemäß der Wassertemperatur ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, und wenn die Leistungsstufe niedrig ist (niedrige Leistungsstufe), steigt die Wassertemperatur mit einem Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Wenn zu der Zeit t6 die Wassertemperatur auf weniger als die Leerlaufdrehzahlabsenkungskühlanforderung-Wassertemperatur T6 (T6<T5) sinkt, wird der Kühlerlüfter 53 auf einen Betrieb bei der Leistungsstufe D1 umgeschaltet. Wenn sich zu der Zeit t7 die Drosselklappe öffnet, wird die Flussrate der Wasserpumpe 40 erhöht und die Wassertemperatur beginnt zu steigen. Gemäß dem Regelungsverfahren, wie vorstehend beschrieben, wird ein Vorkühlen für eine Wiederbeschleunigung nach dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand ausgeführt, wodurch ein Energieverbrauch reduziert werden kann, während die Kühlwirkung verbessert wird.
9 stellt das Verhältnis zwischen der Flussrate der Wasserpumpe und der Flussgeschwindigkeit in dem Zylinderkopf dar. Es ist bekannt, dass die Flussrate ein im Wesentlichen lineares Verhältnis zu der Flussgeschwindigkeit aufweist und ein Wärmeabstrahleffekt sinkt, selbst wenn die Flussrate erhöht wird. Insbesondere wird gesagt, dass der Wärmeabstrahleffekt sinkt, wenn die Flussrate höher als oder gleich 0,7 m/s ist. Angesichts des Vorstehenden wurde gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Wasserpumpenflussrate (15 bis 25 L/min), wenn eine Flussgeschwindigkeit 0,7 m/s ist, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, experimentell bestimmt, und die Flussrate der Wasserpumpe 40 in dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand wird darauf eingestellt.
10 stellt das Verhältnis zwischen der Flussrate der Wasserpumpe der Erfindung und der Betriebsspannung des Kühlerlüfters dar, wobei durchgehende Linien Wassertemperaturänderungen für unterschiedliche Anfangstemperaturen nach einem Verlauf von 60 Sekunden von dem Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand repräsentieren. Weiter repräsentiert eine gestrichelte Linie eine Änderung der Summe des Energieverbrauchs des Kühlerlüfters 53 und des Energieverbrauchs der Wasserpumpe 40. Wie in der Fläche AA gezeigt, die durch eine gestrichelte Linie umgeben ist, ist, selbst wenn die Flussrate der Wasserpumpe 40 erhöht wird, die Kühlwirkung nicht viel verändert, und nur der Energieverbrauch steigt. Wie in der Fläche AB gezeigt, ist, wenn die Wasserpumpe nach einer Reduzierung der Wassertemperatur angehalten wird, eine Reduzierung eines Energieverbrauchs gering.
Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden Erfindung, um eine Verbesserung einer Kühlwirkung und eine Reduzierung eines Energieverbrauchs zu erzielen, die Flussrate der Wasserpumpe 40 so festgelegt, wie durch die Fläche BA gezeigt, die durch eine strichpunktierte Linie umgeben ist, und anschließend wird der Kühlerlüfter angehalten, sodass die Flussrate der Wasserpumpe 40 gesenkt wird, wie durch die Fläche BA gezeigt, und eine Betriebsspannung des Kühlerlüfters 53 wird verringert, wodurch der Energieverbrauch reduziert wird. Weiter ermöglicht, wie in dem Zeitdiagramm von 11 gezeigt, ein Kühlen während des Leerlaufdrehzahlabsenkungszustands, dass die Zündzeit vorgezogen wird. Von diesem Standpunkt kann auch eine Treibstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden. Zum Beispiel sei angenommen, dass ein Beschleuniger zu einer Zeit t11 geschlossen wird, der Leerlaufdrehzahlabsenkungszustand wird zwischen der Zeit t12 und der Zeit t13 beibehalten, und der Beschleuniger wird von der Zeit t13 an betrieben.
Änderungen der Kühlwassertemperatur sind: wenn nicht gekühlt wird, wird die Temperatur hoch gehalten, wie in der gestrichelten Linie gezeigt, wogegen sie, wenn durch den Kühlerlüfter 53 und die Wasserpumpe 40 gekühlt wird, sinkt, wie durch die durchgehende Linie gezeigt. Somit wird eine Korrektur ausgeführt, um die Zündzeit vorzuziehen, wodurch das Drehmoment steigt und sich auch die Treibstoffwirtschaftlichkeit verbessert.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist ein Beispiel, in welchem die Temperatur des Zylinderkopfs 11 und die Temperatur des Zylinderblocks 12 auf ihre jeweiligen Solltemperaturen geregelt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Systemanordnung beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf jede Kühlungsregelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor anwendbar, die eine elektrische Pumpe, die ein Kühlmittel durch einen Kühlmittelkanal zirkulieren lässt, der in dem Verbrennungsmotor ausgebildet ist, und einen Kühler und einen Kühlerlüfter, die zum Kühlen des Kühlmittels dienen, aufweist.
Die vorstehende Beschreibung ist gemacht worden, wobei als ein Beispiel der Fall betrachtet wird, in welchem die Temperatur des Kühlwassers nah bei dem Auslass des Zylinderkopfs 11 durch den ersten Wassertemperatursensor 81 und nah bei dem Auslass des Zylinderblocks 12 durch den zweiten Wassertemperatursensor 82 gemessen wird. Diese Wassertemperatursensoren können jedoch an jeden anderen Stellen angeordnet sein, solange die Temperatur des Kühlwassers gemessen werden kann. Weiter ist die Beschreibung gemacht worden, wobei als ein Beispiel einer Kühlungsvorrichtung betrachtet wird, die ein Strömungsregelungsventil 30 aufweist, das durch einen elektrischen Antrieb betrieben wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf beliebige andere Anordnungen anwendbar, solange sie vom Typ der wassergekühlten Kühlungsvorrichtung sind.
Bezugszeichenliste

10: Motor (Verbrennungsmotor)
20: Getriebe
30: Strömungsregelungsventil
40: Wasserpumpe (elektrische Pumpe)
50: Kühler
53: Kühlerlüfter
60: Kühlwasserkanal (Kühlmittelkanal)
81, 82: Temperatursensor (Wassertemperatursensor)
100: elektronische Regelungsvorrichtung

Claims

Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor, aufweisend: eine elektrische Pumpe, um ein Kühlmittel durch einen Kühlmittelkanal zirkulieren zu lassen, der in dem Verbrennungsmotor ausgebildet ist; einen Kühler und einen Kühlerlüfter, welche zum Kühlen des Kühlmittels dienen; wobei nach einer Vollendung eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors, wenn eine automatische Stoppanforderung für ein automatisches Stoppen eines Betriebs des Verbrennungsmotors mit einer Absenkung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gestellt wird, wenn eine Temperatur des Kühlmittels höher als oder gleich einer ersten Kühlanforderungstemperatur bei dem automatischen Stopp ist, der Kühlerlüfter bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben wird und das Kühlmittel zum Kühlen von der elektrischen Pumpe bei einer ersten vorbestimmten Flussrate gefördert wird, die bei dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors angefordert wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine zweite Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die erste Kühlanforderungstemperatur, der Kühlerlüfter auf einen Betrieb bei einer niedrigen Geschwindigkeit umgeschaltet wird, und wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine dritte Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die zweite Kühlanforderungstemperatur und niedriger als eine Temperatur bei dem automatischen Stopp, der Kühlerlüfter angehalten wird, und das Kühlmittel zum Kühlen von der elektrischen Pumpe bei einer zweiten vorbestimmten Flussrate gefördert wird, welche niedriger ist als eine Flussrate, die für einen automatischen Stoppbetrieb des Verbrennungsmotors benötigt wird.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei wenn der Kühlerlüfter während eines Fahrens des Fahrzeugs angehalten wird, ein Betrieb des Kühlerlüfters gestartet wird, bevor das Fahrzeug nach einer Verlangsamung stoppt.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, wobei die erste vorbestimmte Flussrate niedriger ist als eine Fördermenge, die für einen Leerlauf des Verbrennungsmotors benötigt wird.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei, wenn das Fahrzeug verlangsamt wird, ein Vorkühlen für eine Wiederbeschleunigung nach dem automatischen Stoppbetrieb ausgeführt wird.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, wobei das Vorkühlen wie folgt ausgeführt wird: wenn eine Drosselklappe geschlossen wird und wenn eine Temperatur des Kühlmittels höher ist als eine vierte Kühlanforderungstemperatur, wird der Kühlerlüfter bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben, und die elektrische Pumpe wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer ersten vorbestimmten Flussrate fördert, wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine fünfte Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die vierte Kühlanforderungstemperatur, wird der Kühlerlüfter auf einen Betrieb bei einer niedrigen Geschwindigkeit umgeschaltet, und wenn die Drosselklappe geöffnet wird, wird die Flussrate der elektrischen Pumpe erhöht.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, wobei eine Regelung des Kühlerlüfters gemäß einer Wassertemperatur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird und wenn die Wassertemperatur höher ist als ein vorbestimmter Wert, wird der Kühlerlüfter bei hohen U/min betrieben, wogegen, wenn die Wassertemperatur niedriger ist als der vorbestimmte Wert, der Kühlerlüfter bei niedrigen U/min betrieben wird.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Kühlerlüfters bedeutet, den Kühlerlüfter bei einer ersten Leistungsstufe zu betreiben, und ein Niedriggeschwindigkeitsbetrieb des Kühlerlüfters bedeutet, den Kühlerlüfter bei einer zweiten Leistungsstufe zu betreiben, die niedriger ist als die erste Leistungsstufe.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7, wobei, wenn das Fahrzeug verlangsamt wird, ein Vorkühlen für eine Wiederbeschleunigung nach dem automatischen Stoppbetrieb ausgeführt wird.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 8, wobei das Vorkühlen wie folgt ausgeführt wird: wenn eine Drosselklappe geschlossen wird und wenn eine Temperatur des Kühlmittels höher ist als eine vierte Kühlanforderungstemperatur, wird der Kühlerlüfter bei der zweiten Leistungsstufe betrieben, und die elektrische Pumpe wird so betrieben, dass sie das Kühlwasser bei einer ersten vorbestimmten Flussrate fördert, wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine fünfte Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die vierte Kühlanforderungstemperatur, wird der Kühlerlüfter angehalten, und wenn die Drosselklappe geöffnet wird, wird die Flussrate der elektrischen Pumpe erhöht.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 9, wobei die Regelung des Kühlerlüfters gemäß einer Wassertemperatur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, und wenn die Wassertemperatur höher ist als ein vorbestimmter Wert, wird der Kühlerlüfter bei hohen U/min betrieben, wogegen, wenn die Wassertemperatur niedriger ist als der vorbestimmte Wert, der Kühlerlüfter bei niedrigen U/min betrieben wird.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend einen elektronisch geregelten Thermostat, wobei, wenn eine Kühlanforderung in einem automatisch gestoppten Zustand gestellt wird, in welchem ein Betrieb des Verbrennungsmotors mit einem Senken einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, in welchem der Verbrennungsmotor angeordnet ist, automatisch gestoppt wird, eine Regelungswassertemperatur des elektronisch geregelten Thermostats verringert wird.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 11, wobei die Regelungswassertemperatur des elektronisch geregelten Thermostats für ein Anlegen eines elektrischen Stroms an ein Wachs ausgebildet ist, um so eine Thermostatventilöffnungstemperatur zu verringern.
Kühlungsregelungsvorrichtung eingerichtet für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 12, wobei die Thermostatventilöffnungstemperatur des elektronisch geregelten Thermostats niedriger ist als eine erste Kühlanforderungstemperatur bei dem automatischen Stopp und höher ist als eine zweite Kühlanforderungstemperatur, bei welcher der Kühlerlüfter auf einen Betrieb bei einer niedrigen Geschwindigkeit umgeschaltet wird.
Kühlungsregelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor, der eine elektrische Pumpe aufweist, um ein Kühlmittel durch einen Kühlmittelkanal zirkulieren zu lassen, der in dem Verbrennungsmotor ausgebildet ist, und einen Kühler und einen Kühlerlüfter aufweist, welche zum Kühlen des Kühlmittels dienen, wobei das Verfahren aufweist: nach einer Vollendung eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors, wenn eine automatische Stoppanforderung für ein automatisches Stoppen eines Betriebs des Verbrennungsmotors mit einer Absenkung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gestellt wird und wenn eine Temperatur des Kühlmittels höher als oder gleich einer ersten Kühlanforderungstemperatur bei dem automatischen Stopp ist, Betreiben des Kühlerlüfters bei einer hohen Geschwindigkeit und Fördern des Kühlmittels zum Kühlen von der elektrischen Pumpe bei einer vorbestimmten Flussrate, die bei dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors angefordert wird; wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine zweite Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die erste Kühlanforderungstemperatur, Umschalten des Kühlerlüfters auf einen Betrieb bei einer niedrigen Geschwindigkeit; und wenn die Temperatur des Kühlmittels auf eine dritte Kühlanforderungstemperatur sinkt, die niedriger ist als die zweite Kühlanforderungstemperatur und niedriger als eine Temperatur bei dem automatischen Stopp, Anhalten des Kühlerlüfters und Fördern des Kühlmittels zum Kühlen von der elektrischen Pumpe bei einer zweiten vorbestimmten Flussrate, welche niedriger ist als eine Flussrate, die für einen automatischen Stoppbetrieb des Verbrennungsmotors benötigt wird.
Kühlungsregelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 14, wobei, wenn der Kühlerlüfter während eines Fahrens des Fahrzeugs angehalten wird und ein Betrieb des Kühlerlüfters gestartet wird, bevor das Fahrzeug nach einer Verlangsamung stoppt.
Kühlungsregelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 15, wobei die erste vorbestimmte Flussrate niedriger ist als eine Fördermenge, die für einen Leerlauf des Verbrennungsmotors benötigt wird.