DE19622062C2

DE19622062C2 - Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses einer Kühlanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE19622062C2
Application number: DE19622062A
Authority: DE
Inventors: Masahito Ninomiya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2016-06-01
Also published as: JP3039319B2; DE19622062A1; US5609125A; JPH08326536A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses einer Kühlanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Automobilmotor ist typischerweise mit einer Kühlanlage mit einem Kühlfluid in Form von Wasser versehen. Wie in Fig. 9 dargestellt, enthält eine derartige Vorrichtung einen Kühler 41, welcher Wärme überträgt, eine Pumpe 42, welche unter Druck stehendes Kühlwasser abgibt, einen Thermostat 43 und Leitungen 44. Beim Lauf des Motors 45 ist die Pumpe 42 zur Zirkulation von Kühlwasser durch den Motor 45, den Kühler 41, den Thermostat 43 und die Leitungen 44 aktiviert. Die Zirkulation des Kühlwassers sorgt dafür, daß die Wärme des Motors 45 auf das Kühlwasser übertragen wird und den Motor 45 kühlt. Die Wärme des Kühlwassers wird durch den Kühler 41 an die Umgebungsluft abgegeben.

Ein typischer Kühler 41 ist an der Vorderseite eines Automobils 46 angebracht. Dies ermöglicht einem durch die Bewegung des Automobils 46 erzeugten Luftstrom, den Kühler 41 zu kühlen. Dadurch wird wiederum das durch den Kühler 41 hindurchtretende Kühlwasser gekühlt. Ein Kühlgebläse 47 ist benachbart zu dem Kühler 41 vorgesehen, um erzwungenermaßen einen Kühlstrom, welcher zur Wärmeübertragung benötigt wird, dem Kühler 41 zuzuführen. Wenn das Automobil anhält oder der Luftstrom unzureichend ist, rotiert das Kühlgebläse 47 zur Kühlung des Kühlers 41.

Ein Gebläse eines direkt angetriebenen Typs, welches von der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird, oder ein elektrisch betriebenes Gebläse, welches von einem Elektromotor angetrieben wird, werden typischerweise als Kühlgebläse verwendet. Wenn das Gebläse des direkt angetriebenen Typs verwendet wird, hängt die Drehzahl des Gebläses von der Motordrehzahl ab. Daher entspricht die durch das Gebläse erzeugte Flußrate des Luftstroms nicht notwendigerweise dem Laufzustand des Motors. Wenn demgegenüber ein elektrisch angetriebenes Gebläse verwendet wird, hängt die Drehzahl des Gebläses nicht von der Motordrehzahl ab. Es ist daher möglich, daß die Flußrate des von dem elektrisch betriebenen Gebläse erzeugten Luftstroms dem Laufzustand des Motors entspricht. Da darüber hinaus das Gebläse gestoppt werden kann, wenn keine Kühlung benötigt wird, ist das elektrisch betriebene Gebläse dahingehend vorteilhaft, daß kein Gebläsegeräusch erzeugt wird, wenn das Gebläse gestoppt ist. Da das elektrisch betriebene Gebläse getrennt von dem Motor betrieben wird, ist des weiteren dessen Anordnungsort nicht durch den Ort der Kurbelwelle beschränkt.

Eine Vorrichtung zur Steuerung eines derartigen elektrisch betriebenen Gebläses ist in der japanischen nichtgeprüften, veröffentlichten Patentanmeldung No. 58- 96119 beschrieben. Diese Vorrichtung ist in Fig. 10 dargestellt. Die Vorrichtung besitzt einen Computer 51. Der Computer 51 steuert die einem Motor 53 eines elektrisch betriebenen Gebläses 52 aus einer Batterie 54 eingespeiste, elektrische Leistung. Die erfaßten Werte der Kühlwassertemperatur und der Laufzustand des Motors werden dem Computer 51 eingegeben. Die Kühlwassertemperatur wird von einem Kühlwassertemperatursensor erfaßt, welcher nahe dem Kühlwasserauslaß eines (nicht dargestellten) Kühlers vorgesehen ist. Wenn die Kühlwassertemperatur gleich oder größer als ein vorbestimmter, oberer Grenzwert wird, steuert der Computer 51 eine Ansteuerungsschaltung, welche Transistoren TR1, TR2, TR3 enthält und dem Motor 53 Energie zuführt. Wenn die Kühlwassertemperatur einen niedrigeren Wert als einen vorbestimmten, unteren Grenzwert annimmt, schaltet der Computer 51 den Motor 53 ab. Der Computer 51 verändert den Wert der oberen Grenze innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in Übereinstimmung mit dem Laufzustand des Motors. Eine derartige Struktur ermöglicht, daß das Gebläse entsprechend verschiedenen Laufzuständen des Motors rotiert und gestattet eine optimale Einstellung der Kühlwassertemperatur.

Die Vorrichtung der oben beschriebenen Veröffentlichung kann bei der Kühlvorrichtung von Fig. 9 verwendet werden. In einem derartigen Fall ist bzw. wird der Thermostat leicht geöffnet, wenn die Kühlwassertemperatur in dem Kühler 41 unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt. Dadurch wird die nahe dem Kühlwasserauslaß des Kühlers 41 gemessene Kühlwassertemperatur auf einem im wesentlichen konstanten Wert oder auf einer Temperatur gehalten, welche sich leicht ändert. In diesem Zustand betreibt der Computer 51 das Gebläse 52, wenn die Kühlwassertemperatur den vorbestimmten, oberen Grenzwert überschreitet. Daher stoppt der Computer 51 nicht die Rotation des Gebläses 52, wenn nicht die Kühlwassertemperatur unter den unteren Grenzwert fällt, unabhängig davon, ob die erzwungene Kühlung die Kühlwassertemperatur dazu veranlaßt, auf einen Wert nahe der unteren Grenze zu fallen. Somit wird mit der Einspeisung von elektrischer Energie aus der Batterie 54 in den Motor 53 fortgefahren und die Rotation des Gebläses 52 beibehalten. Dadurch wird ein unnötiger Betrieb des Motors 53 verursacht und die Leistungsaufnahme des Motors 53 erhöht. Als Ergebnis ist die elektrische Last an dem Generator erhöht. Dadurch wird die Last an dem Motor erhöht, und es kann der Kraftstoffverbrauch des Motors nicht verringert werden. Darüber hinaus verlagert eine unnötige Rotation des Gebläses das Geräusch des Gebläses.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 57-157011 (A) bekannt. Die Steuerung des Kühlgebläses wird dadurch ausgeführt, daß ab einer bestimmten, erfaßten Kühlmitteltemperatur ein erster Schalter und auf ein Erfassen eines Temperaturanstiegs der Kühlmitteltemperatur ein zweiter Schalter geschlossen werden. Dem Kühlgebläse wird über beide Schalter, die in Serie miteinander verbunden sind, eine Versorgungsspannung zugeführt. Eine Deaktivierung des Kühlgebläses erfolgt unmittelbar auf ein Abfallen der erfaßten Kühlmitteltemperatur. Ausgleichsvorgänge, die sich relativ schnell auf die Temperatur des Kühlmittels auswirken können, sowie der Grad der Temperaturänderung des Kühlmittels werden bezüglich des Deaktivierens des Kühlgebläses nicht berücksichtigt, was zu einem instabilen Verhalten des Kühlsystems führt. Ein weiterer Nachteil dieses Kühlsystems besteht darin, daß das Kühlgebläse auch bei Vorhandensein einer hohen Kühlmitteltemperatur abgeschaltet werden kann, wodurch leicht eine Überhitzung des Motors verursacht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Kühlung eines Kraftfahrzeug- Verbrennungsmotors optimiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung schlägt demnach vor, eine Einrichtung vorzusehen, bei welcher das Kühlgebläse stets aktiviert wird, wenn die Kühlmitteltemperatur einen bestimmten Wert überschreitet. Wird nach Ablauf einer bestimmten Laufzeit des Kühlgebläses festgestellt, daß die Änderungsrate der Kühlmitteltemperatur innerhalb eines Toleranzbereiches liegt, wird das Kühlgebläse deaktiviert. Dadurch werden häufige Schwankungen der Kühlmitteltemperatur vermieden und die Gefahr einer Überhitzung des Motors minimiert.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Skizze, welche eine Vorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform darstellt;

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, welches ein Steuerprogramm darstellt;

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, welches das Steuerprogramm im Anschluß von Fig. 2 darstellt;

Fig. 4(a) bis 4(d) zeigen Zeitablaufdiagramme, welche das Verhalten verschiedener Parameter darstellen;

Fig. 5(a) bis 5(d) zeigen Zeitablaufdiagramme, welche das Verhalten verschiedener Parameter darstellen;

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, welches ein Steuerprogramm entsprechend einer zweiten Ausführungsform darstellt;

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, welches ein Beurteilungsprogramm darstellt;

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm, welches ein Kompensierungsprogramm entsprechend einer dritten Ausführungsform darstellt;

Fig. 9 zeigt eine schematische Skizze, welche eine Kühlvorrichtung nach dem Stand der Technik darstellt, und

Fig. 10 zeigt eine schematische Skizze, welche eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik zum Steuern eines elektrisch betriebenen Gebläses darstellt.

Eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses in einem Automobil wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Konzept einer strukturellen Skizze der Vorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform. Ein in einem Automobil 1 angebrachter Motor 2 besitzt einen Motorblock 3. Ein Luftkraftstoffgemisch wird einer Mehrzahl von (nicht dargestellten) Verbrennungskammern eingespeist, welche innerhalb des Motorblocks 3 zur Verbrennung definiert sind. Die Bewegung von (nicht dargestellten) Kolben, welche durch die Verbrennung hervorgerufen wird, dreht eine Kurbelwelle 4. Während der Verbrennung des Gemischs in dem Motor 2 wird Wärme erzeugt.

Eine Kühlvorrichtung eines Wasserkühlungstyps, welche den Motor 2 kühlt, enthält einen Kühler 5, der Wärme überträgt, eine Kühlwasserpumpe 6, welche unter Druck stehendes Kühlwasser umwälzt, ein Thermostatventil 7 und eine Kühlwassereinlaßleitung 8. Des weiteren enthält die Vorrichtung einen Wassermantel 9, welcher innerhalb des Motorblocks 3 definiert ist.

Ein erster Kühlwasserdurchgang 11 erstreckt sich von einem Auslaß 10 des Wassermantels 9 und führt in einen Einlaß 12 des Kühlers 5. Eine Kühlwasserauslaßleitung 14 erstreckt sich von einem Auslaß 13 des Kühlers 5 und führt in einen Einlaß 15 des Wassermantels 9. Das Thermostatventil 7 und die Kühlwasserpumpe 6 sind zwischen dem Auslaß 13 und dem Einlaß 15 angeordnet. Eine Umgehungsleitung 16, welche sich von der Mitte des ersten Kühlwasserdurchgangs 11 erstreckt, überbrückt den Kühler 5 und ist mit dem Thermostatventil 7 verbunden. Das Kühlwasser der Kühlvorrichtung zirkuliert durch die Teile 5, 6, 7, 9 und die Leitungen 8, 14, 16. Mit anderen Worten, wenn der Motor 2 läuft, veranlaßt die Kurbelwelle 4 bzw. Nockenwelle die Kühlwasserpumpe 6 dazu, das Kühlwasser zirkulieren zu lassen. Unter Druck stehendes Kühlwasser, welches aus der Kühlwasserpumpe 6 austritt, wird dem Wassermantel 9 zugesandt. Das Kühlerwasser tritt durch den Wassermantel 9 hindurch und fließt danach in den ersten Kühlwasserdurchgang 11.

Das Thermostatventil 7 enthält ein Drei-Wege-Ventil und ist mit den Leitungen 14, 16 verbunden. Die Öffnung des Thermostatventils 7 wird entsprechend dem Wert der Kühlwassertemperatur THW verändert. Wenn die Kühlwassertemperatur THW unter einem vorbestimmten Wert liegt, schließt das Thermostatventil 7 den Teil der Kühlwasserauslaßleitung 14 hinter dem Kühler und verbindet die Umgehungsleitung 16 mit dem Teil der Kühlwasserauslaßleitung 14 vor dem Motor. Dadurch kehrt das Kühlwasser in den ersten Kühlwasserdurchgang 11 zurück und fließt zur Kühlwasserpumpe 6, ohne dem Kühler 5 zugeführt worden zu sein. Das zurückgekehrte Kühlwasser wird danach wiederum durch die Kühlwasserpumpe 6 unter Druck gesetzt und dem Wassermantel 9 zugeführt. Das zirkulierende Kühlwasser wird allmählich erhitzt, und es erwärmt sich somit der Motor 2. Wenn die Kühlwassertemperatur THW einen Wert annimmt, welcher größer als ein vorbestimmter Wert ist, trennt das Thermostatventil 7 die Umgehungsleitung 16 von der Kühlwasserauslaßleitung 14 ab und öffnet die Kühlwasserauslaßleitung 14. Dadurch wird das Kühlwasser in dem ersten Kühlwasserdurchgang 11 dazu veranlaßt, durch den Kühler 5, die Kühlwasserauslaßleitung 14, das Thermostatventil 7 und die Kühlwasserpumpe 6 zu fließen, welche das Kühlwasser unter Druck setzt und es wiederum dem Wassermantel 9 zuführt. Das auf diese Weise zirkulierende Kühlwasser sorgt dafür, daß Wärme von dem Motor 2 übertragen wird, und kühlt den Motor. Der Kühler 5 überträgt die Wärme des Kühlwassers an die Umgebungsluft und kühlt somit das Kühlwasser.

Bei dieser Ausführungsform ist der Kühler 5 benachbart zu einem Vorderseitengrill bzw. Vorderseitengitter 17 des Automobils 1 lokalisiert. Wenn sich das Automobil 1 bewegt, kühlt daher ein Luftstrom, welcher durch das Vorderseitengitter 17 fließt, den Kühler 5. Dadurch wird wiederum das Kühlwasser, welches durch den Kühler 5 hindurchtritt, gekühlt.

Ein elektrisch betriebenes Kühlgebläse 18, 19, welches benachbart zu dem Kühler lokalisiert ist, führt dem Kühler 5 zur Wärmeübertragung benötigte, unter Druck stehende Luft zu. Daher ermöglicht die Rotation des Gebläses 18, daß der Kühler 5 erzwungenermaßen gekühlt wird, wenn der Luftstrom nicht auf den Kühler 5 zufließt oder wenn der Luftfluß unzureichend ist.

Das Gebläse 18 wird von einem Elektromotor 19 angetrieben. Somit rotiert das Gebläse 18 unabhängig von der Geschwindigkeit des Motors 2 oder der Drehzahl der Kurbelwelle 4, da dem Elektromotor 19 willkürlich Energie zugeführt werden kann. Dadurch wird ermöglicht, daß die Flußrate des von dem Gebläse 18 erzeugten Stroms dem Laufzustand des Motors 2 ohne Regulierung durch die Drehzahl der Kurbelwelle 4 entspricht. Wenn der Kühler 5 keine Kühlung benötigt, kann die Rotation des Gebläses 18 gestoppt werden. Damit wird ein durch das Gebläse verursachtes Geräusch beendet. Des weiteren kann das Gebläse 18 frei ohne Einschränkung durch den Ort der Kurbelwelle 4 des Motors positioniert werden.

Eine Vorrichtung zur Steuerung des Gebläses 18 ist auf die folgende Weise gebildet. Ein Temperatursensor 31 für das Kühlwasser, welcher an dem Schnittpunkt des ersten Kühlwasserdurchgangs 11 und der Umgehungsleitung 16 lokalisiert ist, erfaßt die Kühlwassertemperatur THW. Bei dieser Ausführungsform erfaßt der Temperatursensor 31 die Kühlwassertemperatur THW stromab des Auslasses 10 des Wassermantels 9. (Der Temperatursensor 31 ist an einer Position lokalisiert, an welcher bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik Kühlwassertemperaturschalter lokalisiert sind.) Eine Energieversorgungsvorrichtung 22, welche eine Batterie 20 und einen Generator 21 enthält, speist elektrische Energie dem Elektromotor 19 mittels einer Ansteuerungsschaltung 23 ein. Die Ansteuerungsschaltung 23 und die Batterie 20 sind elektrisch parallel zu dem Generator 21 angeschlossen. Der Elektromotor 19 ist elektrisch mit der Ansteuerungsschaltung 23 verbunden. Der Generator 21 ist mit der Kurbelwelle 4 verbunden und wird vom dem Motor 2 aktiviert, welcher als dessen Leistungsquelle dient. Die Ansteuerungsschaltung 23 wird von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) in Form des Controllers 32 gesteuert.

Wenn der Controller 32 die Ansteuerungsschaltung 23 aktiviert, wird dem Elektromotor 19 von der Batterie 20 zur Rotation des Gebläses 18 elektrische Energie eingespeist. Wenn der Generator 21 von der Kurbelwelle 4 angetrieben wird, wird die von dem Generator 21 erzeugte, elektrische Energie der Batterie 20 und dem Elektromotor 19 eingespeist. Ein Sensor 33, welcher die Drehzahl der Kurbelwelle 4 (Drehzahl NE) erfaßt, und ein Sensor 34, welcher eine Flußrate QA von in die Verbrennungskammern des Motors 2 gezogener Luft erfaßt, sind mit dem Controller 32 verbunden. Signale auf der Grundlage der erfaßten Werte der Sensoren 31, 33, 34 werden dem Controller 32 zugeführt. Der Controller 32 steuert darauf die Drehung des Gebläses 18 in Übereinstimmung mit den erfaßten Werten. Der Controller 32 steuert ebenfalls die Kraftstoffeinspritzung, den Zündzeitpunkt, usw. entsprechend verschiedenen Signalen von erfaßten Ergebnissen zur Steuerung des Laufzustands des Motors 2. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform steuert der Controller 32 den Motor 2 und das Gebläse 18. Der Controller 32 enthält eine Eingangs/Ausgangsschaltung, eine Zentralprozessoreinheit (CPU) und mehrere Speicher. Steuerprogramme wie dasjenige, welches den Motor 2 steuert, oder dasjenige, welches das Gebläse 18 steuert, sind in den Speichern gespeichert.

Ein zur Steuerung des Gebläses 18 bei dieser Ausführungsform verwendetes Steuerprogramm ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Der Controller 32 führt periodisch das Programm jedesmal aus, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist.

Der Controller 32 beurteilt in einem Schritt 100, ob das Gebläseflag YFA auf "1" gesetzt ist. Das Gebläseflag YFA wird auf "1" gesetzt, wenn sich das Gebläse 18 dreht, und es wird auf "0" gesetzt, wenn das Gebläse 18 gestoppt wird. Wenn bestimmt worden ist, daß das Gebläseflag YFA auf "1" gesetzt ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 110, da das Gebläse 18 bereits rotiert. Wenn bestimmt worden ist, daß das Gebläseflag YFA auf "0" gesetzt ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 101, da das Gebläse 18 nicht rotiert.

Im Schritt 101 beurteilt der Controller 32, ob die vorliegende Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als eine vorbestimmte, erste Bezugstemperatur Th1 von 95°C ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als 95°C ist, wodurch angezeigt wird, daß der Kühler 5 Kühlung benötigt, aktiviert der Controller 32 die Ansteuerungsschaltung 23 zur Rotation des Gebläses 18 in einem Schritt 102. Der Controller 32 setzt in einem Schritt 103 das Gebläseflag YFA auf "1". Der Controller 32 startet das Messen einer ersten, verstrichenen Zeitdauer CFAON, beginnend von dem Zeitpunkt, zu welchem das Gebläse 18 mit der Rotation begonnen hat, in einem Schritt 104 und begibt sich danach zu dem Schritt 110.

Wenn die Kühlwassertemperatur THW in dem Schritt 101 unterhalb von 95°C liegt, benötigt der Kühler 5 keine Kühlung. Daher setzt in einem Schritt 105 der Controller 32 den Wert der ersten, verstrichenen Zeitdauer CFAON auf "0" zurück und beendet zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren.

Von den Schritten 100, 104 begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 110 und beurteilt, ob die erste verstrichene Zeitdauer CFAON mit einer Laufzeit Ti2 von 20 Sekunden übereinstimmt. Wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON nicht 20 Sekunden beträgt, d. h. wenn die verstrichene Zeitdauer kürzer oder länger als 20 Sekunden ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 120. Wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON 20 Sekunden beträgt, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 111 und setzt den Wert einer ersten Kühlwassertemperatur THW1 auf einen Wert gleich der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW. Danach begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 120.

In dem Schritt 120 beurteilt der Controller 32, ob die verstrichene Zeitdauer CFAON gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert von 35 Sekunden ist. Wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON kürzer als 35 Sekunden ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 125. Wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON gleich oder größer als 35 Sekunden ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 121 und setzt den Wert der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 auf einen Wert der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW. Der Controller 32 setzt ebenfalls die verstrichene Zeitdauer CFAON auf "0" zurück.

In einem Schritt 122 erlangt der Controller 32 den Absolutwert der Differenz zwischen den Werten der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 und der ersten Kühlwassertemperatur THW1. Der Controller 32 setzt den Wert einer ersten Änderungsrate ΔTHW1 auf einen Wert gleich dem erlangten Wert. Mit anderen Worten, der Controller 32 berechnet die erste Änderungsrate ΔTHW1 aus der Differenz zwischen den Werten der Kühlwassertemperatur THW2, welche nach 35 Sekunden erfaßt worden ist, nachdem das Gebläse 18 zu rotieren begonnen hat, und der Kühlwassertemperatur THW1, welche nach 20 Sekunden erfaßt worden ist, nachdem das Gebläse 18 zu rotieren begonnen hat. In diesem Fall besitzt infolgedessen, daß die zweite Kühlwassertemperatur THW2 niedriger als die erste Kühlwassertemperatur THW1 ist, das berechnete Ergebnis der Differenz aus der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 und der ersten Kühlwassertemperatur THW1 einen negativen Wert.

In einem Schritt 123 beurteilt der Controller 32, ob der Wert der ersten Änderungsrate ΔTHW1 gleich oder größer als eine Bezugsrate Dth3 ist, welche 2,5°C beträgt. Wenn der Wert der Änderungsrate ΔTHW1 gleich oder größer als 2,5°C ist, ist der Kühleffekt des Gebläses 18 bezüglich des Kühlers 5 groß. Somit begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 124 und setzt das Änderungsratenflag XDTHW auf "1". Wenn der Wert der Änderungsrate ΔTHW1 kleiner als 2,5°C ist, ist der Kühleffekt des Gebläses 18 bezüglich des Kühlers 5 klein. Somit begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 125.

Wenn sich der Controller 32 von den Schritten 120, 123 zu dem Schritt 125 begibt, setzt der Controller 32 das Änderungsratenflag XDTHW auf "0".

Nach Ausführen der Schritte 124, 125 beurteilt der Controller 32 in einem Schritt 130, ob der Wert der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert von 105°C ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als 105°C ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 155. Wenn die Kühlwassertemperatur THW niedriger als 105°C ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 135.

In dem Schritt 135 beurteilt der Controller 32, ob das Gebläseflag YFA auf "1" gesetzt ist. Wenn das Gebläseflag YFA auf "0" gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß das Gebläse 18 nicht rotiert, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 150. Wenn das Gebläseflag YFA auf "1" gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß das Gebläse 18 rotiert, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 140.

Der Controller 32 beurteilt in dem Schritt 140, ob die vorliegende Kühlwassertemperatur THW niedriger als ein vorbestimmter Wert von 94°C ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW unter 94°C liegt, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 142. Wenn die Kühlwassertemperatur gleich oder größer ist als 94°C, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 141.

In dem Schritt 141 beurteilt der Controller 32, ob das Änderungsratenflag XDTHW auf "1" gesetzt ist. Wenn bestimmt worden ist, daß das Änderungsratenflag XDTHW auf "0" gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß der Kühleffekt des Gebläses 18 bezüglich des Kühlers 5 klein ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 155. Falls das Änderungsratenflag XDTHW auf "1" gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß der Kühleffekt des Gebläses 18 bezüglich des Kühlers 5 groß ist, begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 142.

Der Controller 32 setzt in dem Schritt 142 den Wert einer dritten Kühlwassertemperatur THW3 auf einen Wert gleich der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW. Die dritte Kühlwassertemperatur THW3 ist ein Wert, welcher sich auf die Beurteilung bezieht, ob die Rotation des Gebläses 18 zu stoppen ist. In einem Schritt 143 setzt der Controller 32 das Gebläseflag YFA auf "1" und setzt die verstrichene Zeitdauer CFAON auf "0" zurück. In einem Schritt 144 setzt der Controller 32 den Wert der dritten Kühlwassertemperatur THW3 auf den kleineren Wert von der vorliegenden Kühlmitteltemperatur THW und der dritten Kühlwassertemperatur THW3. Danach beendet der Controller 32 zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren. Der Controller 32 startet das Programm erneut ab dem Schritt 100, wenn der nächste Steuerzyklus beginnt.

Wenn sich der Controller 32 von dem Schritt 135 zu einem Schritt 150 begibt, beurteilt der Controller 32, ob die vorliegende Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert von 95,5°C ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW niedriger als 95,5°C ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 154. Wenn die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als 95,5°C ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 151.

In dem Schritt 151 berechnet der Controller 32 die Differenz zwischen den Werten der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW und der dritten Kühlwassertemperatur THW3. Das berechnete Ergebnis wird als Wert einer zweiten Änderungsrate ΔTHW2 gesetzt.

Der Controller 32 bestimmt, ob die zweite Änderungsrate ΔTHW2 gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert von 3°C ist. Wenn bestimmt worden ist, daß der Wert der Änderungsrate ΔTHW2 niedriger als 3°C ist, begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 154. Wenn der Wert der Änderungsrate ΔTHW2 gleich oder größer als 3°C ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 153.

Wenn sich der Controller 32 von denen Schritten 150, 152 zu dem Schritt 154 begibt, setzt der Controller 32 eine zweite, verstrichene Zeitdauer CFAOF auf "0" zurück und startet das Messen der verstrichenen Zeitdauer CFAOF zur Veränderung der Erzeugung einer Vibration während der Rotation des Gebläses 18. Danach begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 143 und führt die Schritte 143, 144 aus.

Wenn sich der Controller 32 von dem Schritt 152 zu dem Schritt 153 begibt, wird beurteilt, ob die zweite, verstrichene Zeitdauer CFAOF gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert von einer Sekunde ist. Wenn bestimmt worden ist, daß der Wert der verstrichenen Zeitdauer CFAOF kürzer als eine Sekunde ist, begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 143 und führt die Schritte 143, 144 aus. Wenn der Wert der verstrichenen Zeitdauer CFAOF gleich oder größer als eine Sekunde ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 155.

Wenn sich der Controller 32 von den Schritten 130, 141, 153 zu dem Schritt 155 begibt, stoppt der Controller 32 die Rotation des Gebläses 18 und setzt das Gebläseflag YFA auf "0", während die verstrichene Zeitdauer CFAOF auf "0" gesetzt wird. In einem Schritt 156 erhöht der Controller 32 die erste Bezugstemperatur Th1, welche 95°C beträgt und auf die Bestimmung der Rotation des Gebläses 18 bezogen ist, um einen vorbestimmten Ergänzungswert α. Danach führt der Controller 32 den Schritt 144 aus und beendet zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren.

Im folgenden werden die aus dem obigen Steuerprogramm erlangten Ergebnisse beschrieben. Entsprechend Fig. 4(a) bis 4(d) stellt ein Zeitablaufdiagramm das Verhalten der verschiedenen Parameter YFA, CFAON, ΔTHW1, THW dar, wenn sich das Automobil 1 nicht bewegt und der Motor 2 sich im Leerlauf befindet.

Es wird dabei angenommen, daß der Kühler 5 durch die Öffnung des Thermostatventils 7 zu der Kühlwasserauslaßleitung 14 und die Rotation des Gebläses 18 gekühlt wird. Dadurch wird die Kühlwassertemperatur THW eingestellt. In diesem Fall wird der Kühler 5 lediglich durch den von dem Gebläse 18 erzeugten Luftstrom gekühlt, da ein Luftstrom nicht erzeugt wird, wenn sich das Automobil 1 nicht bewegt.

Wenn, wie in Fig. 4 dargestellt, die Kühlwassertemperatur THW 95°C zum Zeitpunkt t1 überschreitet, rotiert das Gebläse 18, und das Gebläseflag YFA wird von "0" auf "1" verändert. Die Messung der ersten, verstrichenen Zeitdauer CFAON wird gleichzeitig gestartet. Die Rotation des Gebläses 18 beginnt rechtzeitig damit, den Wert der Kühlwassertemperatur THW zu verringern.

Zum Zeitpunkt t2 wird der Wert der ersten Kühlwassertemperatur THW1 erfaßt, wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON 20 Sekunden beträgt.

Zum Zeitpunkt t3 wird der Wert der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 erfaßt, wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON 35 Sekunden beträgt. Die Differenz zwischen den Werten der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 und der ersten Kühlwassertemperatur THW1 wird berechnet, um den Wert der ersten Änderungsrate ΔTHW1 zu erzielen. Der Wert der Änderungsrate ΔTHW1 ist dabei größer als 2,5°C. Dadurch wird angezeigt, daß die Öffnung des Thermostatventils 7 bezüglich der Kühlwasserauslaßleitung 14 groß ist, während die Öffnung des Thermostatventils 7 zwischen der Umgehungsleitung 16 und der Kühlwassserauslaßleitung 14 klein ist. Unter derartigen Bedingungen ist der Kühleffekt des Gebläses 18 groß. Daher wird die Rotation des Gebläses 18 aufrechterhalten, und an diesem Punkt wird das Gebläseflag YFA nicht von "1" auf "0" geändert. Zum Zeitpunkt t4 wird das Gebläseflag YFA von "1" auf "0" geändert, wenn der Wert der Änderungsrate ΔTHW1 gleich oder niedriger als 2,5°C wird, und somit stoppt die Rotation des Gebläses 18.

Wenn danach zum Zeitpunkt t5 die Kühlwassertemperatur THW wiederum 95°C überschreitet, rotiert das Gebläse 18, und das Gebläseflag YFA wird von "1" auf "0" geändert. Die Messung der verstrichenen Zeitdauer CFAON wird gleichzeitig gestartet.

Entsprechend Fig. 5(a) bis 5(d) stellt ein Zeitablaufdiagramm die verschiedenen Parameter YFA, CFAON, ΔTHW1, THW dar, wenn sich das Automobil 1 bewegt.

Es wird dabei angenommen, daß der Kühler 5 durch den von dem sich bewegenden Automobil 1 erzeugten Luftstrom gekühlt wird. Wenn die Motordrehzahl ansteigt, erhöht sich die Fördermenge der Kühlwasserpumpe 6. In diesem Zustand ist das Thermostatventil 7 zu der Kühlwasserauslaßleitung 14 leicht geöffnet, um die Kühlwassertemperatur THW einzustellen.

Wenn, wie in Fig. 5 dargestellt, die Kühlwassertemperatur THW 95°C zum Zeitpunkt t1 überschreitet, rotiert das Gebläse 18, und das Gebläseflag YFA wird von "0" auf "1" geändert. Die Messung der ersten, verstrichenen Zeitdauer CFAON wird gleichzeitig gestartet. An diesem Punkt ist die Änderung der Kühlwassertemperatur THW klein, da der Kühler 5 durch den von dem sich bewegenden Automobil 1 erzeugten Luftstrom gekühlt wird. Zusätzlich zu dem Luftstrom führt die Rotation des Gebläses 18 dem Kühler 5 einen Luftstrom zu. Dadurch wird veranlaßt, daß der Wert der Kühlwassertemperatur THW leicht zu fallen beginnt.

Zum Zeitpunkt t2 wird der Wert der ersten Kühlwassertemperatur THW1 erfaßt, wenn die verstrichene Zeitdauer 20 Sekunden beträgt.

Zum Zeitpunkt t3 wird der Wert der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 erfaßt, wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON 35 Sekunden beträgt. Die Differenz zwischen den Werten der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 und der ersten Kühlwassertemperatur THW1 wird berechnet, um den Wert der ersten Änderungsrate ΔTHW1 zu erzielen. Dabei ist der Wert der Änderungsrate ΔTHW1 kleiner als 2,5°C. Dadurch wird angezeigt, daß die Öffnung des Thermostatventils 7 bezüglich der Kühlwasserauslaßleitung 14 klein ist, während die Öffnung des Thermostatventils 7 zwischen der Umgehungsleitung 16 und der Kühlwasserauslaßleitung 14 relativ groß ist. Unter derartigen Bedingungen ist der Kühleffekt des Gebläses 18 klein. In diesem Zustand wird die Rotation des Gebläses 18 unmittelbar gestoppt und das Gebläseflag YFA von "1" auf "0" geändert. Des weiteren wird der vorbestimmte Ergänzungswert α der ersten Bezugstemperatur Th1 von 95°C hinzugefügt, welcher den Wert der Kühlwassertemperatur THW darstellt, welche die Rotation des Gebläses 18 startet.

Wenn die Kühlwassertemperatur THW 95 + α °C zum Zeitpunkt t4 überschreitet, rotiert danach das Gebläse 18, und das Gebläseflag YFA wird von "0" auf "1" geändert. Die Messung der verstrichenen Zeitdauer CFAON wird gleichzeitig gestartet. Wenn das Gebläse 18 zwischenzeitlich stoppt, wird auf diese Weise der vorbestimmte Ergänzungswert α der ersten Bezugstemperatur Th1 hinzugefügt. Dadurch wird das erneute Starten der Rotation des Gebläses sichergestellt und ein erzwungenes Kühlen des Gebläses ermöglicht, wenn ein Ansteigen der Kühlwassertemperatur THW danach auftreten sollte.

Die obige Struktur ermöglicht es dem Kühlwasser, zwischen dem Motor 2 und dem Motorblock 3 durch den Wassermantel 9 und den Leitungen 8, 14, 16 zu zirkulieren. Dies führt zur Kühlung des Motors 2.

Wenn während der Zirkulation die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als die erste Bezugstemperatur Th1 von 95°C wird, läßt der Controller 32 das Gebläse 18 zur erzwungenen Kühlung des Kühlers 5 rotieren. Der Controller 32 beginnt mit der Messung der ersten, verstrichenen Zeitdauer CFAON, wenn das Gebläse 18 zu rotieren beginnt. Nachdem eine Zeitdauer, welche mit der Laufzeit Ti2 von 20 Sekunden übereinstimmt, gemessen worden ist, erzielt der Controller 32 die erste Änderungsrate ΔTHW1 durch Berechnen der Differenz zwischen dem nach 35 Sekunden erfaßten Wert der zweiten Kühlwassertemperatur THW2 und dem Wert der nach 20 Sekunden erfaßten Kühlwassertemperatur THW1.

Ein recht hoher Wert der Änderungsrate ΔTHW1 zeigt an, daß die Kühlwirkung des Gebläses 18 bezüglich des Kühlers 5 groß ist. Es ist bei einem derartigen Fall wichtig, daß das Gebläse 18 mit der Rotation fortfährt. Demgegenüber zeigt, ein relativ niedriger Wert der Änderungsrate ΔTHW1 an, daß der Kühleffekt des Gebläses 18 bezüglich des Kühlers 5 klein ist. In einem derartigen Fall ist somit die Notwendigkeit für ein Fortfahren der Rotation des Gebläses 18 gering. Der Controller 32 stoppt unmittelbar die Rotation des Gebläses 18, wenn bestimmt worden ist, daß der Wert der Änderungsrate ΔTHW1 niedriger als die dritte Bezugsrate Dth3 von 2,5°C ist.

Daher wird die Rotation des Gebläses 18 unmittelbar gestoppt, wenn die Änderungsrate ΔTHW1 relativ klein ist, welche berechnet worden ist, nachdem das Gebläse 18 mit der Rotation begonnen hat. Dadurch wird eine unnötige Rotation des Gebläses 18 verhindert. Als Ergebnis wird die erzwungene Luftkühlung des Kühlers 5 entsprechend seinen Erfordernissen durch Stoppen der Rotation des Gebläses 18 in Übereinstimmung mit der Änderungsrate ΔTHW1 der Kühlwassertemperatur THW optimal gesteuert.

Wenn, wie oben beschrieben, die Kühlwassertemperatur THW relativ klein ist und sich das Thermostatventil 7 in einem leicht geöffneten Zustand befindet, ist die Änderung der Kühlwassertemperatur THW des aus dem Kühler 5 herausfließenden Kühlwassers klein. Der erzwungene Luftkühleffekt des rotierenden Gebläses 18 ist unter derartigen Bedingungen klein. Diese Ausführungsform stoppt die Rotation des Gebläses 18, wenn bestimmt worden ist, daß das Gebläse 18 nicht betrieben werden muß. Daher wird die elektrische Leistungszufuhr von der Batterie 20 zu dem Elektromotor 19 unmittelbar gestoppt und der Elektromotor 19 effizient betrieben. Daher wird die Leistungsaufnahme durch den Elektromotor 19 reduziert. Dies reduziert die an den Generator 21 angelegte, elektrische Last, verringert die durch den Betrieb des Generators 21 hervorgerufene Last an dem Motor 2 und verbessert den Kraftstoffverbrauch. Da das Gebläse 18 lediglich nötigenfalls rotiert, wird des weiteren das durch das Gebläse verursachte Geräusch reduziert.

Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, einen Bezugswert der Kühlwassertemperatur THW, welcher sich auf das Beurteilen bezieht, die Rotation des Gebläses 18 zu stoppen, auf einen relativ hohen Wert voreinzustellen. Daher wird verhindert, daß das Gebläse 18 bei einer relativ hohen Kühlwassertemperatur THW gestoppt wird. Als Ergebnis führt das Gebläse mit der Rotation fort, wenn eine Kühlung des Kühlers 5 notwendig ist. Dadurch wird der Motor 2 stets gekühlt.

Bei dieser Ausführungsform wird der zur Steuerung des Motors 2 verwendete Controller 32 ebenfalls zur Steuerung des Gebläses 18 verwendet. Daher ist ein separater Kühlwassertemperaturschalter zur Steuerung des Gebläses 18 unnötig. Dadurch wird bei der maschinellen Herstellung des Motorblocks 3 das Anbringen eines derartigen Schalters unnötig gemacht. Bei dieser Ausführungsform ist der Kühlwassertemperatursensor an der Position vorgesehen, bei welcher der Kühlwassertemperaturschalter bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik vorgesehen war.

Bei dieser Ausführungsform eliminiert der Controller 32 die Unterschiede des Kühlwassertemperatur einstelleffekts der Kühlvorrichtung, welche durch die Marke bei dem gesetzten Temperaturwert des Thermostatventils 7 hervorgerufen sind, und die Änderungen, welche sich aus dem Verstreichen der Zeit ergeben. Dadurch wird die Schwankung der Kühlwassertemperatur THW an dem Auslaß 10 des Motors 2 reduziert. Folglich wird die Verbrennung der Luftkraftstoffmischung in dem Motor stabilisiert; es wird der Kraftstoffverbrauch verbessert und ein Klopfen unterdrückt.

Eine Vorrichtung zum Steuern eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses in einem Automobil entsprechend einer zweiten Ausführungsform wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Teile, welche identisch zu den in der ersten Ausführungsform verwendeten Teilen sind, werden mit denselben Bezugszeichen in den folgenden Ausführungsformen bezeichnet, und diese Teile werden nicht beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich die erste Bezugstemperatur Th1, welche sich auf das Beurteilen der Rotation des Gebläses 18 bezieht, von der ersten Ausführungsform dahingehend, daß sie in Übereinstimmung mit dem Laufzustand des Motors 2 kompensiert wird.

In Fig. 6 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches das zur Steuerung des Gebläses 18 bei dieser Ausführungsform verwendete Steuerprogramm veranschaulicht. Der Controller 32 führt das Programm periodisch jedesmal aus, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist.

In einem Schritt 200 beurteilt der Controller 32, ob das Gebläseflag YFA auf "0" gesetzt ist. Wenn bestimmt worden ist, daß das Gebläseflag YFA auf "1" gesetzt ist, was anzeigt, daß das Gebläse 18 rotiert, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 210. Wenn das Gebläseflag YFA auf "0" gesetzt ist, was anzeigt, daß das Gebläse 18 nicht rotiert, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 201.

In dem Schritt 201 beurteilt der Controller 32, ob ein Bedingungsflag JFA, welches anzeigt, daß die Rotation des Gebläses 18 nötig ist, auf "1" gesetzt ist. Der Controller 32 setzt den Wert des Bedingungsflags JFA auf der Grundlage eines in Fig. 7 veranschaulichten, separaten Beurteilungsprogramms. Der Controller 32 führt periodisch das Beurteilungsprogramm jedesmal aus, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist.

Wie in Fig. 7 dargestellt, beurteilt der Controller 32 in einem Schritt 300, ob die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als eine vorbestimmte Temperatur von 95°C ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW niedriger als 95°C ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 340. Wenn die Kühlwassertemperatur gleich oder größer als 95°C ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 310.

In dem Schritt 310 wird ein Erhöhungswert DTHWON der Kühlwassertemperatur THW aus den Werten der Kühlwassertemperatur THW und der Flußrate QA der Einlaßluft berechnet. Der Controller 32 berechnet den Erhöhungswert DTHWON unter Bezugnahme auf einen in Tabelle 1 dargestellten, vorbestimmten Funktionsdatenwert. Bezüglich der Funktionsdaten wird der Erhöhungswert DTHWON kleiner, wenn die Werte der Kühlwassertemperatur THW und der Flußrate QA größer werden.

Tabelle 1

In einem Schritt 320 beurteilt danach der Controller 32, ob die vorliegende Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als ein Wert ist, welcher durch Addieren der dritten Kühlwassertemperatur THW3 und des Erhöhungswerts DTHWON erzielt wird. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Summe der zwei Parameter THW3, DTHWON der ersten Bezugstemperatur Th1. Wenn bestimmt worden ist, daß der Wert der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als die Summe der zwei Parameter THW3, DTHWON ist, wodurch angezeigt wird, daß die Rotation des Gebläses 18 erforderlich ist, setzt der Controller 32 in einem Schritt 330 das Bedingungsflag JFA auf "1". Wenn die Kühlwassertemperatur THW niedriger als die Summe der zwei Parameter THW3, DTHWON ist, begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 340.

Wenn Der Controller 32 sich von den Schritten 300, 320 zu dem Schritt 340 begibt, wird das Bedingungsflag JFA auf "0" gesetzt, da die Rotation des Gebläses 18 nicht erforderlich ist. Nach der Ausführung der Schritte 330, 340 startet der Controller 32 das Programm ab dem Schritt 300 erneut, wenn die nächste Steuerperiode beginnt. Auf diese Weise wird das Bedingungsflag JFA gesetzt, welches sich auf die Beurteilung der Rotation des Gebläses 18 bezieht.

Um auf das in Fig. 6 dargestellte Programm zurückzukommen; der Controller 32 beendet in dem Schritt 201 zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren, wenn das Bedingungsflag JFA auf "0" gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß die Rotation des Gebläses 18 nicht erforderlich ist. Wenn das Bedingungsflag JFA auf "1" gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß die Rotation des Gebläses 18 erforderlich ist, aktiviert der Controller 32 die Ansteuerungsschaltung 23 in einem Schritt 202 zur Rotation des Gebläses 18.

In einem Schritt 203 setzt der Controller 32 das Gebläseflag YFA auf "1". In einem Schritt 204 startet der Controller 32 die Messung einer ersten, verstrichenen Zeitdauer CFAON, wenn das Gebläse 18 zu rotieren beginnt, und beendet darauf zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren.

Wenn sich der Controller 32 von dem Schritt 200 zu dem Schritt 210 begibt, beurteilt der Controller 32, ob die erste, verstrichene Zeitdauer CFAON mit der vorbestimmten Laufzeit Ti2 (beispielsweise 20 Sekunden) übereinstimmt. Wenn bestimmt wird, daß die verstrichene Zeitdauer CFAON nicht mit der Laufzeit Ti2 übereinstimmt, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 220. Wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON mit der Laufzeit Ti2 übereinstimmt, setzt der Controller 32 in einem Schritt 211 den Wert der ersten Kühlwassertemperatur THW1 auf den Wert der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW und begibt sich danach zu dem Schritt 220.

In dem Schritt 220 beurteilt der Controller 32, ob das Bedingungsflag JFA auf "0" gesetzt ist. Wenn bestimmt worden ist, daß das Bedingungsflag JFA auf "1" gesetzt ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 230. Wenn das Bedingungsflag JFA auf "0" gesetzt ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 221.

Der Controller 32 beurteilt in dem Schritt 221, ob die Kühlwassertemperatur THW kleiner als ein relativ hoher und vorbestimmter Bezugswert (beispielsweise 102,5°C) ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als der Bezugswert ist, beendet der Controller 32 zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren. Wenn die Kühlwassertemperatur THW niedriger als der vorbestimmte Wert ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 222.

In dem Schritt 230 bestimmt der Controller 32, ob die Kühlwassertemperatur THW kleiner als ein Wert gleich dem Bezugswert von Schritt 221 ist (beispielsweise 102,5°C). Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, beendet der Controller 32 das darauffolgende Verfahren. Wenn die Kühlwassertemperatur THW kleiner als der Bezugswert ist, begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 222.

Wenn der Controller 32 von den Schritten 221, 230 sich zu dem Schritt 222 begibt, beurteilt der Controller 32, ob die Kühlwassertemperatur TRW niedriger als eine vorbestimmte Bezugstemperatur (beispielsweise 93,5°C) ist, welche etwas niedriger als der Bezugswert des Schrittes 221 ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die Kühlwassertemperatur THW niedriger als der Bezugswert ist, wodurch angezeigt wird, daß die Rotation des Gebläses 18 nicht erforderlich ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 242. Wenn die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als der Bezugswert ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 240, um zu beurteilen, ob es nötig ist, die Rotation des Gebläses 18 zu stoppen.

In dem Schritt 240 beurteilt der Controller 32, ob die verstrichene Zeitdauer CFAON gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert (beispielsweise 35 Sekunden) ist. Wenn bestimmt worden ist, daß die verstrichene Zeitdauer CFAON kürzer als der Bezugswert ist, beendet der Controller 32 das darauffolgende Verfahren, so daß die Rotation des Gebläses 18 fortfährt. Wenn die verstrichene Zeitdauer CFAON gleich oder größer als der Bezugswert ist, begibt sich der Controller 32 zu einem Schritt 241.

In dem Schritt 241 addiert der Controller 32 einen Kompensationonswert β auf den Wert der vorliegenden Kühlwassertemperatur THW und beurteilt, ob die Summe größer ist als die in dem Schritt 211 erzielte, erste Kühlwassertemperatur THW1. Die Summe, welche gleich oder kleiner als die erste Kühlwassertemperatur THW1 ist, zeigt an, daß aus der Laufzeit Ti2 (20 Sekunden) die Änderungsrate der Kühlwassertemperatur THW in negativer Richtung groß ist. Daher beendet der Controller 32 das darauffolgende Verfahren, so daß die Rotation des Gebläses 18 fortdauert. Wenn die Summe größer als der Wert der ersten Kühlwassertemperatur THW1 ist, ist die Änderungsrate der Kühlwassertemperatur THW in negativer Richtung klein. Somit begibt sich der Controller 32 zu dem Schritt 242, um die Rotation des Gebläses 18 zu stoppen.

Der Controller 32 stoppt die Rotation des Gebläses 18 in dem Schritt 242. In einem Schritt 243 setzt der Controller 32 das Gebläseflag YFA auf "0". In einem Schritt 244 setzt der Controller 32 den Wert der verstrichenen Zeitdauer auf "0" zurück und beendet zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren.

Dieselben vorteilhaften Effekte, welche bei der ersten Ausführungsform erzielt werden, werden ebenfalls bei dieser Ausführungsform erzielt. Darüber hinaus kompensiert der Controller 32 den Wert der ersten Bezugstemperatur Th1 auf der Grundlage der Werte der Flußrate QA der Luft und der Kühlwassertemperatur THW, welche den Laufzustand des Motors 2 reflektieren, um zu beurteilen, ob die Rotation des Gebläses 18 nötig ist. Wenn es nötig ist, rotiert dementsprechend das Gebläse 18 weiter optimal. Als Ergebnis wird die Kühlung des Kühlers 5 nötigenfalls optimal gesteuert. Dadurch wird ermöglicht, daß die Kühlung entsprechend Änderungen des Laufzustands des Motors 2 durchgeführt wird. Daher wird die elektrische Leistungsaufnahme weiter unterdrückt und die an den Motor 2 angelegte Last weiter reduziert.

Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch des Motors 2 verbessert und das Geräusch des Gebläses 18 reduziert.

Eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses in einem Automobil entsprechend einer dritten Ausführungsform wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, daß die Laufzeit Ti2 und die Bezugsrate Dth3, welche sich auf das Stoppen der Rotation des Gebläses 18 beziehen, entsprechend dem Laufzustand des Motors 2 kompensiert werden. Bei dieser Ausführungsform verwendet der Controller 32 ein in Fig. 8 veranschaulichtes Kompensationsprogramm zusätzlich zu dem in Fig. 2 und 3 veranschaulichten Steuerprogramm zur Steuerung des Gebläses 18.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm eines Kompensationsprogramms zur Kompensation der zwei Bezugswerte Ti2, Dth3 in Übereinstimmung mit dem Laufzustand des Motors 2. Der Controller 32 führt periodisch das Programm jedesmal aus, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist.

In einem Schritt 400 errechnet der Controller 32 die Motorlast Q/N durch Teilen des Werts der Flußrate QA der Einlaßluft mit dem Wert der Drehzahl NE des Motors.

In einem Schritt 410 berechnet der Controller 32 die Laufzeit Ti2 aus den Werten der Motorlast Q/N und der Drehzahl NE. Die Laufzeit Ti2 kann entweder aus der Motorlast Q/N oder der Drehzahl NE berechnet werden. Oder die Laufzeit Ti2 kann unter Verwendung beider Parameter Q/N, NE berechnet werden. Wenn die Laufzeit Ti2 berechnet wird, bezieht sich der Controller 32 auf einen vorbestimmten Funktionsdatenwert der Parameter Q/N, NE, Ti2. Die Länge der Zeitdauer, während der das Kühlwasser durch den Kühler 5 hindurchtritt und den Temperatursensor 31 des Kühlwassers erreicht, unterscheidet sich in Abhängigkeit von den Werten der Motorlast Q/N und der Drehzahl NE. In dem Schritt 410 kompensiert der Controller 32 die Laufzeit Ti2 zur Reflexion der Zirkulationsgeschwindigkeit des Kühlwassers.

In einem Schritt 420 berechnet der Controller 32 die Bezugsrate Dth3 aus den Werten der Motorlast Q/N und der Drehzahl NE des Motors und beendet zwischenzeitlich das darauffolgende Verfahren. Die Bezugsrate Dth3 kann aus einem der Parameter Q/N, NE berechnet werden. Oder die Laufzeit Ti2 kann unter Verwendung beider Parameter Q/N, NE berechnet werden. Wenn die Bezugsrate Dth3 berechnet wird, bezieht sich der Controller 32 auf einen vorbestimmten Funktionsdatenwert der Parameter Q/N, NE, Dth3. Die Änderungsrate der Kühlwassertemperatur THW der Kühlvorrichtung unterscheidet sich in Abhängigkeit der Werte der Motorlast Q/N und der Drehzahl NE. In dem Schritt 420 kompensiert der Controller 32 die Bezugsrate zur Reflexion der Zirkulationsgeschwindigkeit des Kühlwassers.

Der Controller 32 verwendet die zwei auf die obige Weise kompensierten Bezugswerte Ti2, Dth3 bei den Schritten 110, 123 des in Fig. 2 und 3 dargestellten Steuerprogramms. Mit anderen Worten, wenn eine Änderung des Laufzustands des Motors 2 auftritt, dann kompensiert der Controller 32 die zwei Bezugswerte Ti2, Dth3, welche unter Verwendung wenigstens eines Wertes der Werte der Motorlast Q/N und der Drehzahl NE berechnet werden. Die Länge der Zeitdauer, welche zum Abkühlen des Kühlwassers in dem Kühler 5 nötig ist, wird durch den Temperatursensor 31 zur Erfassung des Wertes der Kühlwassertemperatur THW bestimmt, und die Änderungsrate der Kühlwassertemperatur THW in der Kühlvorrichtung unterscheidet sich entsprechend der Zustände der Motorlast Q/N und der Drehzahl NE des Motors.

Dementsprechend werden dieselben vorteilhaften Effekte, welche bei der ersten Ausführungsform erzielt werden, ebenfalls bei dieser Ausführungsform erzielt. Darüber hinaus wird, wie in Fig. 2 dargestellt, in dem Schritt 122 die Änderungsrate ΔTHW1 der Kühlwassertemperatur THW entsprechend dem Laufzustand des Motors 2 durch Kompensieren der Bezugswerte Ti2, Dth3 optimal berechnet. Danach wird in dem Schritt 123 ein Vergleich der Änderungsrate ΔTHW1 mit der Bezugsrate Dth3 weiter optimal geleitet. Dementsprechend rotiert das Gebläse 18 nötigenfalls weiter optimal. Als Ergebnis wird die erzwungene Luftkühlung des Kühlers 5 nötigenfalls optimal gesteuert. Dadurch wird ermöglicht, daß die Kühlung in Übereinstimmung mit Änderungen des Laufzustands des Motors 2 durchgeführt wird. Daher wird der Verbrauch von elektrischer Leistung weiter unterdrückt und die an den Motor 2 angelegte Last weiter reduziert. Des weiteren wird dadurch der Kraftstoffverbrauch des Motors 2 verbessert und das Geräusch des Gebläses 18 reduziert.

Obwohl drei Ausführungsformen oben beschrieben worden sind, ist es für einen Fachmann offensichtlich, daß, ohne vom Rahmen abzuweichen, viele andere, spezifische Formen ausgeführt werden können. Insbesondere kann die Ausführungsform wie im folgenden beschrieben modifiziert werden.

Bei den obigen Ausführungsformen war der Temperatursensor 31 an dem Schnittpunkt des ersten Kühlwasserdurchgangs 11 und der Umgehungsleitung 16 lokalisiert. Jedoch kann der Temperatursensor 31 in der Kühlwasserauslaßleitung 14 stromauf des Thermostatventils 7 oder stromab der Kühlwasserpumpe 6 angeordnet sein. Das Vorsehen des Temperatursensors 31 an einer Position stromauf des Thermostatventils 7 ermöglicht, daß die Temperaturänderung des aus dem Kühler 5 abfließenden Kühlwassers genau mit einem hohen Ansprechen erfaßt wird. Damit wird das Ansprechen der Steuerung des Gebläses 18 verbessert. Das Vorsehen des Temperatursensors 31 an einer Position stromab der Kühlwasserpumpe 6 ermöglicht, daß das Gebläse in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur THW in der Nähe des Einlasses 15 des Wassermantels 9 gesteuert wird.

Bei der ersten Ausführungsform sind die Bezugswerte Th1, Ti2, Dth3 auf 95°C, 20 Sekunden bzw. 2,5°C gesetzt. Diese Werte können auch in Abhängigkeit des Typs oder der Versetzung des Motors geeignet geändert werden.

Die Vorrichtung wird bei der obigen Ausführungsform bei einem Benzinmotor verwendet. Die Vorrichtung kann jedoch ebenso bei einem Dieselmotor verwendet werden.

Vorstehend wurde eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses, welches für eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines Motors durch Zirkulation von Kühlwasser zwischen dem Motor und einem Kühler verwendet wird, offenbart. Die Vorrichtung enthält eine elektronische Steuereinheit, welche das Gebläse steuert, und einen Temperatursensor für das Kühlwasser, welcher die Kühlwassertemperatur erfaßt. Der Controller führt einem Elektromotor zur Rotation des Gebläses Energie zu, wenn der erfaßte Wert der Kühlwassertemperatur gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird. Der Controller beginnt mit der Messung einer verstrichenen Zeitdauer, wenn das Gebläse mit der Rotation beginnt. Nachdem die gemessene Zeitdauer einen vorbestimmten, zweiten Bezugswert erreicht, berechnet der Controller die Änderungsrate der Kühlwassertemperatur. Wenn bestimmt wird, daß die Änderungsrate niedriger als ein vorbestimmter, dritter Bezugswert ist, schaltet der Controller den Gebläsemotor ab. Dementsprechend wird die Rotation des Gebläses gestoppt, wenn die Änderungsrate der Kühlwassertemperatur, welche nach dem Beginn der Rotation des Gebläses gemessen wird, relativ niedrig ist. Daher rotiert das Gebläse lediglich im Bedarfsfall.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Kühlgebläses (18, 19) einer Kühlanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors mit:
einem Kühler (5), dem das Kühlgebläse (18, 19) zugeordnet ist und der mit dem Motor (2) durch eine Kühlwassereinlaßleitung (8) und eine Kühlwasserauslaßleitung (14) verbunden ist, die durch eine Umgehungsleitung (16) miteinander verbunden sind,
einer Kühlwasserpumpe (6),
einem Temperatursensor (31) zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers,
einem Thermostatventil (7), welches in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur den Fluß des Kühlwassers durch den Kühler (5) und die Umgehungsleitung (16) steuert, und
einem Controller (32), der das Kühlgebläse (18, 19) in Abhängigkeit der erfaßten Kühlwassertemperatur (THW) steuert,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Controller (32) Mittel zum Aktivieren des Kühlgebläses (18, 19) in dem Fall, bei welchem die erfaßte Kühlwassertemperatur (THW) über einer vorbestimmten Bezugstemperatur (Th1) liegt,
Mittel zum Berechnen einer Änderungsrate (ΔTHW1) der erfaßten Kühlwassertemperatur (THW), wobei die Erfassung der Kühlwassertemperatur (THW) und die Berechnung der Änderungsrate (ΔTHW1) daraus nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Laufzeit (Ti2) des Kühlgebläses (18, 19) erfolgt, und
Mittel zum Deaktivieren des Kühlgebläses (18, 19) in dem Fall aufweist, bei welchem die berechnete Änderungsrate (ΔTHW1) kleiner als eine vorbestimmte Bezugsrate (Dth3) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Sensor (33) und einen zweiten Sensor (34) zur Erfassung des Laufzustands des Motors (2),
wobei der erste Sensor (33) die Drehzahl (NE) des Motors (2) erfaßt und
der zweite Sensor (34) die Flußrate (QA) der dem Motor (2) zugeführten Luft erfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Controller (32) Mittel zur Korrektur der vorbestimmten Bezugstemperatur (Th1) auf der Grundlage des erfaßten Laufzustands des Motors (2) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Controller (32) Mittel zur Korrektur der vorbestimmten Laufzeit (Ti2) auf der Grundlage des erfaßten Laufzustands des Motors (2) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Controller (32) Mittel zur Korrektur der vorbestimmten Bezugsrate (Dth3) auf der Grundlage des erfaßten Laufzustands des Motors (2) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Controller (32) Mittel zum Erhöhen der vorbestimmten Bezugstemperatur (Th1) mit einem vorbestimmten Ergänzungswert (α) aufweist, wenn das Kühlgebläse (18, 19) deaktiviert ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (31) an einem Schnittpunkt der Kühlwassereinlaßleitung (8) und der Umgehungsleitung (16) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgebläse (18, 19) einen Elektromotor (19) und ein Gebläse (18) enthält, welches von dem Elektromotor (19) angetrieben wird, und eine Ansteuerungsschaltung (23) vorgesehen ist, welche im Ansprechen auf den Controller (32) dem Elektromotor (19) eine Versorgungsspannung zuführt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Batterie (20) und einen Generator (21), wobei der Elektromotor (19) über die Ansteuerungsschaltung (23) an die Batterie (20) und den Generator (21) gekoppelt ist.