DE19933794A1

DE19933794A1 - Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19933794A1
Application number: DE1999133794
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Suzuki; Eizou Takahashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2019-07-20
Also published as: JP2000045773A; JP3644262B2; DE19933794B4

Abstract

Das Strömungsratenverhältnis (Vrb) der Kühlerströmungsrate (Vr) zu der Bypass-Strömungsrate (Vb) wird aus der Pumpenwassertemperatur (Tp), der Bypasswassertemperatur (Tb) und der Kühlerwassertemperatur (Tr) bestimmt. Die Beziehung zwischen dem Strömungsratenverhältnis (Vrb) und dem Ventilöffnungsgrad eines Strömungsregelungsventils (400) wird als ein Plan vorher bestimmt. Der Ventilöffnungsgrad wird aus dem Strömungsratenverhältnis (Vrb) und dem Plan bestimmt. Entsprechend wird die Kühlwassertemperatur an dem Einlaß einer Pumpe (500) genau geregelt, ohne die Strömungsrate des Kühlwassers festzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor, beispielsweise einen wassergekühlten Motor, und ist vorzugsweise bei einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs anwendbar.

Um den Motor effizient laufen zu lassen ist es notwendig, die Motorkühl wassertemperatur in geeigneter Weise aufrechtzuerhalten.

Eine bekannte Art einer Kühlvorrichtung für einen Motor ist in JP-A-63-268 912 offenbart. Die in JP-A-63-268 912 offenbarte Kühlvorrichtung regelt die Motorkühlwassertemperatur auf der Grundlage der Wandoberflächentem peratur des Zylinderblocks des Motors.

Um die Motorkühlwassertemperatur am Kühlwassereinlaß eines Motors in geeigneter Weise zu regeln, haben die Erfinder versucht, eine Kühlvorrich tung mit einem Strömungsregelungsventil an einer Verbindung zwischen der Kühlerauslaßseite und einem Bypassdurchtritt, der den Kühler im Bypass umgeht, zu entwickeln, das die Strömungsrate des Kühlers und die Strömungsrate des Bypassdurchtritts regelt. Des weiteren haben die Erfinder versucht, den Ventilöffnungsgrad des Strömungsregelungsventils auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur an der Kühlwassereinlaßseite des Motors (an der Kühlwassereinlaßseite einer Pumpe) im Wege der Rück koppelung zu regeln. Es war jedoch schwierig, die Kühlwassertemperatur an der Kühlwassereinlaßseite des Motors (nachfolgend bezeichnet als "Einlaß temperatur") genau zu regeln, und zwar aus dem nachfolgend angegebenen Grund.

Die Einlaßtemperatur wird bestimmt auf der Grundlage der Temperatur und der Strömungsrate des Kühlwassers, das von dem Kühler aus ausströmt, und der Temperatur und der Strömungsrate des Kühlwassers, das von dem Bypassdurchtritt aus ausströmt. Andererseits regelt das experimentelle Modell der Erfinder den Ventilöffnungsgrad auf der Grundlage ausschließlich der Temperatur ohne Berücksichtigung der Strömungsrate.

Entsprechend wird die Veränderung der Strömungsrate, die durch die Ver änderung der Ventilöffnungsgröße verursacht ist, nicht auf die Regelung des Strömungsregelungsventils reflektiert, und ist die Genauigkeit der Regelung der Einlaßtemperatur beeinträchtigt.

Zur Lösung dieses Problems ist es möglich, die Strömungsraten des Kühl wassers, das von dem Kühler aus ausströmt, und des Kühlwassers, das durch den Bypassdurchtritt hindurchtritt, festzustellen und die festgestellten Strömungsraten den Regelungsparametern hinzuzufügen. Jedoch ist es in der Praxis schwierig, einen Strömungsratendetektor, -sensor und dergleichen in dem Motorraum anzuordnen, und zwar wegen des Einbauraums und der Kosten hierfür.

Die Erfindung ist in Hinblick auf das obenangegebene Problem gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung zu schaffen, die die Regelungsgenauigkeit der Einlaßtemperatur ohne Fest stellen der Strömungsrate des Kühlwassers verbessert.

Bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung wird der Öffnungsgrad eines Strömungsregelungsventils auf der Grundlage einer ersten Temperatur (Tp) des Kühlmittels, das von dem Auslaß des Strömungsregelungsventils aus abgegeben wird, und einer zweiten Temperatur (Tb) des Kühlmittels, das durch einen Bypassdurchtritt hindurchtritt, und einer dritten Temperatur (Tr) des Kühlmittels, das von einem Kühler aus ausströmt, geregelt.

Entsprechend wird die Kühlwassertemperatur an dem Einlaß des Motors genau geregelt, da das Strömungsregelungsventil mit Hilfe von Parametern geregelt wird, die die Strömungsrate umfassen, ohne die Strömungsrate des Kühlwassers festzustellen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Verfahren der Arbeitsweise und die Funktion der zugehörigen Teile ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeich nungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht mit der Darstellung einer Kühlvor richtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2(a) eine perspektivische Seitenansicht mit der Darstellung der Inte gration eines Strömungsregelungsventils und einer Pumpe gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2(b) eine Draufsicht mit der Darstellung der Integration des Strömungsregelungsventils und der Pumpe gemäß der Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 3(a) eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie A-A in Fig. 2(a) gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3(b) einen Teil eines Schnitts entlang der Linie B-B in Fig. 3(a) gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ein Fließdiagramm mit der Darstellung der Arbeitsweisen der Kühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 einen Regelungsplan für die Pumpe gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 einen Regelungsplan für ein Gebläse gemäß der Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 7 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad Θ und dem Strömungsratenverhältnis Vrb gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8(a) ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Motorlast und der Wassertemperatur am Einlaß der Pumpe (der Einlaßtemperatur) gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8(b) ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Motorlast und dem Ventilöffnungsgrad gemäß der Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 8(c) ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Motorlast und dem Verbrauch der Pumpe an elektrischer Energie gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8(d) ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Motorlast und dem Verbrauch des Gebläses an elektrischer Ener gie gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8(e) ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Motorlast und der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Einlaß- bzw. Ansaugdruck gemäß der Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 bis 8 ist als eine Ausführungsform der Erfindung eine Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor der Erfindung dargestellt, die bei einem wassergekühlten Motor Anwendung findet.

In Fig. 1 kühlt ein Kühler 200 Kühlwasser (Kühlmittel), das in dem wasser gekühlten Motor 100 umläuft. Das Kühlwasser läuft durch den Kühler 200 über einen Kühlerdurchtritt 210 hindurch um.

Ein Teil des Kühlwassers, das von dem Motor 100 aus ausströmt, kann zu der Auslaßseite des Kühlers 200 an dem Kühlerdurchtritt 210 geführt werden, indem der Kühler 200 über einen Bypassdurchtritt 300 im Bypass umgangen wird.

Ein Dreh-Strömungsregelungsventil 400 ist an einer Verbindung 220 zwischen dem Bypassdurchtritt 300 und dem Kühlerdurchtritt 210 vorge sehen, um die Strömungsrate des Kühlwassers zu regeln, das durch den Kühlerdurchtritt 210 hindurchtritt (nachfolgend bezeichnet als Kühler strömungsrate Vr) und die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Bypassdurchtritt 300 hindurchtritt (nachfolgend bezeichnet als Bypass- Strömungsrate Vb) zu regeln.

Eine Elektropumpe 500 zum Umwälzen des Kühlwassers, die unabhängig von dem Motor 100 betrieben wird, ist in Hinblick auf die Wasserströmungs richtung an der stromabwärtigen Seite des Strömungsregelungsventils 400 vorgesehen.

Gemäß Darstellung in Fig. 2(a) und 2(b) sind das Strömungsregelungsventil 400 und die Pumpe 500 über ein Pumpengehäuse 510 und ein Ventilgehäuse 410 integriert zusammengefaßt. Das Ventilgehäuse 410 und das Pumpen gehäuse 510 sind aus Kunststoff hergestellt.

Gemäß Darstellung in Fig. 2(a) bis 3(b) ist ein zylindrisch gestaltetes Dreh ventil 420 mit einer Öffnung an seinem einen Ende (das tassenartig gestaltet ist) drehbar in dem Ventilgehäuse 410 aufgenommen. Das Ventil 420 wird um seine Drehachse mittels eines Betätigungselementes 430 gedreht, das einen Servomotor 432 und eine Drehzahlreduzierungseinrichtung aufweist, die mehrere Zahnräder 431 umfaßt.

Gemäß Darstellung in Fig. 3(a) sind ein erster Ventilanschluß 421 und ein zweiter Ventilanschluß 422, die zueinander identische Durchmesser aufwei sen, um eine Verbindung des Inneren mit dem Äußeren einer zylindrischen Seitenfläche 420a herzustellen, an der zylindrischen Seitenoberfläche 420a des Ventils 420 ausgebildet. Der Ventilanschluß 421 ist gegenüber dem Ventilanschluß 422 um etwa 90° versetzt.

Ein Kühleranschluß (kühlerseitiger Einlaß) 411, der eine Verbindung mit dem Kühlerdurchtritt 220 herstellt, und ein Bypassanschluß (bypasseitiger Einlaß) 412, der eine Verbindung mit dem Bypassdurchtritt 300 herstellt, sind an dem Teil des Ventilgehäuses 410 ausgebildet, der der zylindrischen Seitenober fläche 420a entspricht. Des weiteren ist ein Pumpenanschluß (Auslaß) 413 zur Herstellung einer Verbindung der Ansaugseite der Pumpe 500 mit einem zylindrischen Innenbereich 420b des Ventils 420 an einem Teil des Ventil gehäuses 410 ausgebildet, der dem axialen Ende der Drehwelle des Ventils 420 entspricht.

Eine Packung 440 dichtet einen Spalt zwischen der zylindrischen Seiten oberfläche 420a und der Innenwand des Ventilgehäuses 410 ab, um so zu verhindern, daß das Kühlwasser, das in das Ventilgehäuse 410 über den Kühleranschluß 411 und dem Bypassanschluß 412 einströmt, den zylindri schen Innenbereich 420 im Bypass umgeht und zu dem Pumpenanschluß 413 strömt.

Gemäß Darstellung in Fig. 2(a) ist ein Potentiometer 424 an einer Drehwelle 423 vorgesehen, um den Drehwinkel des Ventils 420 festzustellen, das ist der Ventilöffnungsgrad des Strömungsregelungsventils 400. An dem Poten tiometer 424 festgestellte Signale werden an einer ECU 600 eingegeben.

Die elektronische Regeleinheit (ECU) 600 regelt das Strömungsregelungs ventil 400 und die Pumpe 500. Die Feststellungssignale von einem Druck sensor 610, einem ersten, einem zweiten und einem dritten Wasser temperatursensor 621, 622 bzw. 623 und einem Drehsensor 624 werden an der ECU 600 eingegeben. Der Drucksensor 610 stellt den Verteilerluftdruck des Motors 100 fest. Der erste bis dritte Wassertemperatursensor 621 bis 623 stellt die Kühlwassertemperatur fest. Der Drehsensor 624 stellt die Motordrehzahl des Motors 100 fest. Die ECU 600 regelt das Strömungs regelungsventil 400, die Pumpe 500 und das Gebläse 230 auf der Grundlage dieser festgestellten Signale.

Der erste Wassertemperatursensor 621 stellt die Temperatur des Kühl wassers, das zu der Pumpe 500 strömt, an der Seite des Pumpen anschlusses 413 fest, (nachfolgend bezeichnet als Pumpenwassertemperatur Tp).

Der zweite Wassertemperatursensor 622 stellt die Temperatur des Kühl wassers, das durch den Bypassdurchtritt 300 hindurchtritt, an der Seite des Bypassanschlusses 412 fest, das ist die Temperatur des Kühlwassers, das von dem Motor 100 aus ausströmt, (nachfolgend bezeichnet als Bypass wassertemperatur Tb).

Der dritte Wassertemperatursensor 623 stellt die Temperatur des Kühl wassers, das von dem Kühler 200 aus ausströmt, an der Seite des Kühler anschlusses 413 fest, (nachfolgend bezeichnet als Kühlerwassertemperatur Tr).

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß einem in Fig. 4 dargestellten Fließdiagramm beschrieben.

Wenn der Motor 100 startet, nachdem der Zündschalter (nicht dargestellt) des Fahrzeugs eingeschaltet worden ist, werden die festgestellten Signale der jeweiligen Sensoren 610, 621, 622, 623 und 624 an der ECU 600 in Schritt S100 eingegeben.

In Schritt S100 wird die Motorlast aus der Motordrehzahl und dem Verteiler luftdruck des Motors 100 bestimmt; und eine grundsätzliche Strömungsrate (Drehzahl der Pumpe 500) des Kühlwassers, das in dem Motor 100 umläuft, und die Soll-Temperatur des Kühlwassers, das in dem Motor 100 strömt (nachfolgend bezeichnet als Sollwassertemperatur Tmap) werden aus einem nicht dargestellten Plan bestimmt.

Die Sollwassertemperatur Tmap wird derart bestimmt, daß die Wasser temperatur bei kleinerer Motorlast höher wird als die Wassertemperatur bei größerer Motorlast.

In Schritt S120 wird bestimmt, ob die Pumpenwassertemperatur Tp innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, der die Sollwassertemperatur Tmap als Bezugspunkt enthält. Insbesondere wird bestimmt, ob die Pumpen wassertemperatur Tp innerhalb des Bereichs zwischen (Tmap -2°C) und (Tmap +2°C) liegt.

Wenn die Pumpenwassertemperatur Tp innerhalb des bestimmten Bereichs liegt, wird der gegenwärtige Ventilöffnungsgrad des Strömungsregelungs ventils 400 aufrechterhalten, wie er in Schritt S130 ist, und wird zu Schritt S100 zurückgegangen.

Wenn die Pumpenwassertemperatur Tp außerhalb des gewissen Bereichs liegt, geht der Schritt zu Schritt S140 über, um den Ventilöffnungsgrad, der von dem gegenwärtigen Öffnungsgrad entsprechend den in Fig. 5 und 6 dargestellten Plänen zu verändern ist, die Strömungsrate, die von der gegen wärtigen Strömungsrate (der grundsätzlichen Kühlwasserströmungsrate) ausgehend zu verändern ist, und die Blasluftmenge, die von der gegenwär tigen Blasluftmenge ausgehend zu verändern ist, auf der Grundlage der Temperaturdifferenz ΔT (= Tmap - Tp) zu bestimmen. Der Ventilöffnungs grad, die Kühlwasserströmungsrate und die Blasluftmenge werden derart bestimmt, daß der Verbrauch an elektrischer Energie der Pumpe 500 und des Gebläses 230 minimiert ist.

In Fig. 5 nimmt die Drehzahl der Pumpe 500 zu, wenn die Aufgabe der Pumpe 500 zunimmt. In Fig. 6 steigt die Drehzahl des Gebläses 230, wenn die Aufgabe des Gebläses 230 zunimmt. Die Aufgabe der Pumpe 500 und die Aufgabe des Gebläses 230 werden auf der Grundlage der Motorlast derart bestimmt, daß der Verbrauch an elektrischer Energie der Pumpe 500 und des Gebläses 230 minimiert ist.

In Schritt S150 werden die Regelungssignale ausgegeben, um die Betriebs- bzw. Arbeitsbedingungen des Strömungsregelungsventils 400, der Pumpe 500 und des Gebläses 230 zu verändern. Das Strömungsregelungsventil 400 wird durch Wiederholen der Schritte 5100 bis 5150 im Wege der Rück koppelung geregelt.

Die Pumpenwassertemperatur Tp wird durch die Mischung des Kühlwassers, das durch den Bypassdurchtritt 300 hindurchtritt, und des Kühlwassers, das durch den Kühler 200 hindurchtritt, bestimmt. Daher ist die Feststellung der Kühlerströmungsrate Vr und der Bypass-Strömungsrate Vb ebenso notwendig wie die Feststellung der Kühlerwassertemperatur Tr und der Bypass wassertemperatur Tb, um die Pumpenwassertemperatur Tp mit der Soll wassertemperatur Tmap genau abzustimmen.

Jedoch ist es, wie oben beschrieben ist, sehr schwierig, die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Kühlvorrichtung umläuft, genau zu messen.

Bei der Ausführungsform der Erfindung werden die Kühlerströmungsrate Vr und die Bypass-Strömungsrate Vb, d. h. der Ventilöffnungsgrad, auf der Grundlage der Pumpenwassertemperatur Tp, der Kühlerwassertemperatur Tr und der Bypasswassertemperatur Tb bestimmt, wie nachfolgend beschrieben wird.

Da die Pumpenwassertemperatur Tp durch die Mischung des Kühlwassers, das durch den Bypassdurchtritt 300 hindurchtritt, und des Kühlwassers, das durch den Kühler 200 hindurchtritt, bestimmt wird, wird die Pumpenwasser temperatur Tp durch die nachfolgende Gleichung 1 wiedergegeben.

[Gleichung 1]

Tp = (Tr.Vr + Tb.Vb)/(Vr + Vb).

Das Verhältnis der Strömungsrate wird durch die nachfolgende Gleichung 2 definiert.

[Gleichung 2]

Vrb ∼ Vr/Vb.

Entsprechend wird die Gleichung 1 zu der nachfolgenden Gleichung 3 umge wandelt.

[Gleichung 3]

Tp = (Tb + Tr.Vrb)/(1 + Vrb).

Des weiteren wird die Gleichung 3 zu der nachfolgenden Gleichung 4 umge wandelt.

[Gleichung 4]

Vrb = (Tb - Tp)/(Tp - Tr).

Der Ventilöffnungsgrad Θ wird als eine Funktion von Vrb bestimmt, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Somit wird der Ventilöffnungsgrad eindeutig aus Vrb bestimmt. Es ist zu beachten, daß die Beziehung zwischen dem Ventil öffnungsgrad Θ und dem Strömungsratenverhältnis Vrb, das in Fig. 7 dargestellt ist, aus experimentellen Daten abgeleitet ist.

Es ist aus der Gleichung 4 ersichtlich, daß das Strömungsratenverhältnis Vrb aus der Pumpenwassertemperatur Tp, aus der Kühlerwassertemperatur Tr und aus der Bypasswassertemperatur Tb berechnet wird.

Wenn die Pumpenwassertemperatur Tp in Gleichung 4 durch die Soll wassertemperatur Tmap ersetzt wird, wird das Sollströmungsratenverhältnis Vrb durch Gleichung 5 wie folgt bestimmt.

[Gleichung 5]

Vrb = (Tb - Tmap)/(Tmap - Tr).

In dieser Beschreibung wird das Strömungsratenverhältnis Vrb, das durch die Gleichung 4 bestimmt ist, als "tatsächliches Strömungsratenverhältnis Vrb" bezeichnet, und wird das Strömungsratenverhältnis Vrb, das durch die Gleichung 5 bestimmt ist, als "Sollströmungsratenverhältnis Vrb" bezeichnet.

Entsprechend wird der Sollventilöffnungsgrad durch das Sollströmungsraten verhältnis Vrb und Fig. 7 bestimmt, und wird der tatsächliche Ventilöffnungs grad durch das aktuelle Strömungsratenverhältnis Vrb und Fig. 7 bestimmt. Der Ventilöffnungsgrad, der von dem gegenwärtigen Ventilöffnungsgrad ausgehend zu verändern ist (Veränderungsgröße des Ventilöffnungsgrades), der in dem Plan in Fig. 5 dargestellt ist, wird aus der Differenz zwischen dem Sollströmungsratenverhältnis Vrb und dem tatsächlichen Strömungsraten verhältnis Vrb bestimmt.

Entsprechend der Ausführungsform der Erfindung wird der Ventilöffnungsgrad aus der Pumpenwassertemperatur Tp, aus der Kühlerwassertemperatur Tr und aus der Bypasswassertemperatur Tb ohne Messung der tatsächlichen Kühlwasserströmungsrate genau bestimmt.

Obwohl die Pumpenwassertemperatur Tp nur entsprechend den Zuständen des Kühlwassers, das durch den Bypassdurchtritt 300 hindurchtritt, und des Kühlwassers, das durch den Kühler 200 hindurchtritt, bestimmt wird, gibt es Zeitverzögerungen bei der Kühlwassertemperaturfeststellung an dem ersten bis dritten Wassertemperatursensor 621 bis 623. Daher kann es eine Diffe renz zwischen der tatsächlichen Temperatur und der festgestellten Tempe ratur geben. Somit ist es wünschenswert, den ersten bis dritten Wasser temperatursensor 621 bis 623 so nahe wie möglich anzuordnen.

Wenn die Motorlast ansteigt und die Sollwassertemperatur Tmap abnimmt, wird der Ventilöffnungsgrad verändert, und steigt die Kühlerströmungsrate Vr an. Jedoch wird die Veränderungsgröße der Wärmeabstrahlungsleistung des Kühlers 200 gegen die Veränderungsgröße der Kühlerströmungsrate Vr (Veränderungsverhältnis der Wärmeabstrahlungsleistung) kleiner, wenn die Kühlerströmungsrate Vr (Strömungsgeschwindigkeit in dem Kühler 200) größer wird.

Sogar dann, wenn die Kühlerströmungsrate Vr vergrößert wird, um die Pumpenwassertemperatur Tp herabzusetzen, wird die Wärmeabstrahlungs leistung im Vergleich zu dem vergrößerten Wert der Kühlerströmungsrate Vr nicht vergrößert. Entsprechend wird das Verhältnis der Kühlleistung zu der Pumpenarbeit der Pumpe 500 (zu dem Verbrauch der Pumpe 500 an elektri scher Energie), die für das Umwälzen des Kühlwassers zu dem Kühler 200 hin notwendig ist, herabgesetzt, und nimmt die unnötige Pumpenarbeit zu.

Sogar dann, wenn die Kühlerströmungsrate Vr vergrößert wird, um die Pumpenwassertemperatur Tp herabzusetzen, wird die Wärmeabstrahlungs leistung im Vergleich zu dem vergrößerten Wert der Kühlerströmungsrate Vr nicht erhöht. Entsprechend wird das Verhältnis der Kühlleistung zu der Pumpenarbeit der Pumpe 500 (zu dem Verbrauch der Pumpe 500 an elektri scher Energie), die für das Umwälzen des Kühlwassers zu dem Kühler 200 hin benötigt wird, herabgesetzt, und nimmt die unnötige Pumpenarbeit zu.

Entsprechend der Ausführungsform der Erfindung wird jedoch die Blasluft menge des Gebläses 230 auf der Grundlage der Motorlast geregelt. Somit wird die Wärmeabstrahlungsleistung des Kühlers 200 vergrößert, wenn die Blasluftmenge entsprechend der Zunahme der Motorlast vergrößert wird.

Entsprechend ist eine Vergrößerung der unnötigen Pumpenarbeit verhindert.

In Fig. 8(a) gibt die ausgezogene Linie die Pumpenwassertemperatur Tp an, wenn die Luftblasmenge entsprechend der Zunahme der Motorlast vergrößert wird, und gibt die gestrichelte Linie die Pumpenwassertemperatur Tp an, wenn die Luftblasmenge nicht entsprechend der Zunahme der Motorlast vergrößert wird.

Aus Fig. 8(a) und 8(b) ist ersichtlich, daß die Pumpenwassertemperatur Tp und der Verbrauch an elektrischer Energie der Pumpe 500 reduziert werden, wenn die Luftblasmenge entsprechend der Zunahme der Motorlast vergrößert wird, dies sogar obwohl der Ventilöffnungsgrad und die Kühlerströmungsrate Vr kleiner als diejenigen in dem Fall sind, bei dem die Luftblasmenge nicht entsprechend der Zunahme der Motorlast vergrößert wird.

Im allgemeinen ist die Strömungsgeschwindigkeit des Fahrwindes, der durch den Kühler 200 hindurchtritt, wenn ein Fahrzeug fährt, verhältnismäßig klein, beispielsweise etwa 10% der Strömungsgeschwindigkeit des Fahrwindes. Entsprechend ist es schwierig, das Kühlwasser nur mittels des Fahrwindes zu kühlen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist und die Motorlast groß ist, wie beispielsweise bei einer hochzufahrenden Steigung.

Entsprechend der Ausführungsform der Erfindung nimmt jedoch die Blasluft menge an dem Gebläse 230 zu, wenn die Motorlast groß ist. Entsprechend wird die Kühlwassertemperatur (die Pumpenwassertemperatur Tp) gesichert herabgesetzt, wenn die Motorlast groß ist. Somit wird die Kühlwasser temperatur entsprechend der Motorlast in geeigneter Weise geregelt.

Bei der Ausführungsform der Erfindung werden drei Wassertemperatur sensoren 621, 622 und 623 verwendet, um drei Arten der Wassertemperatur zu messen, d. h. die Pumpenwassertemperatur Tp, die Kühlerwasser temperatur Tr und die Bypasswassertemperatur Tb. Jedoch ist es möglich, den zweiten Wassertemperatursensor 622 zum Feststellen der Bypass wassertemperatur Tb wegzulassen, und kann die Bypasswassertemperatur Tb aus der Pumpenwassertemperatur Tp und der Kühlerwassertemperatur Tr statt dessen abgeschätzt werden. Ein Beispiel des Schätzungsverfahrens für das Verhältnis der Strömungsrate Vrb, wenn der zweite Wassertemperatur sensor 622 weggelassen ist, wird nachfolgend beschrieben.

Die Bypasswassertemperatur Tb wird aus der Gleichung 4 wie in der Gleichung 6 angegeben abgeleitet.

[Gleichung 6]

Tb = Tp + (Tp - Tr).Vrb.

Da das Verhältnis der Strömungsrate Vrb eindeutig aus dem Ventilöffnungs grad Θ gemäß Darstellung in Fig. 7 bestimmt wird, wird die Bypasswasser temperatur Tb aus einem Ventilöffnungsgrad abgeschätzt, der aus einem festgestellten Wert des Potentiometers 424 bestimmt wird.

Da die in Fig. 5 und 6 dargestellten Pläne für eine atmosphärische bzw. Umgebungstemperatur von 25°C bei der obenangegebenen Ausführungsform bestimmt werden, wird es bevorzugt, einen Korrekturschritt zwischen dem Schritt S140 und dem Schritt S150 zur Korrektur der bestimmten Werte hinzuzufügen, die in Schritt S140 bestimmt worden sind.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungs formen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist zu beachten, daß zahlreiche Veränderungen und Modifika tionen für den Fachmann ersichtlich sein werden. Solche Veränderungen und Modifikationen sind als innerhalb des Umfangs der Erfindung gemäß Defini tion in den beigefügten Ansprüchen fallend zu verstehen.

Claims

1. Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor (100), der von einem Kühlmittel Gebrauch macht, umfassend:
einen Kühler (200) zum Kühlen des Kühlmittels, das zwischen dem flüssig keitsgekühlten Verbrennungsmotor und dem Kühler umläuft;
einen Bypassdurchtritt (300) zum Zuführen des Kühlmittels, das von dem flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor aus direkt zu der Auslaßseite des Kühlers strömt, um den Kühler im Bypass zu umgehen; und
ein Strömungsregelungsventil (400) mit einem bypasseitigen Einlaß (411), durch den hindurch das Kühlmittel, das durch den Bypassdurchtritt hindurch tritt, einströmt, und mit einem kühlerseitigen Einlaß (412), durch den hindurch das Kühlmittel, das durch den Kühler hindurchtritt, einströmt, und mit einem Auslaß (413) zum Abgeben des Kühlmittels, das in dem Strömungs regelungsventil strömt, zu dem Motor hin zum Regeln der Bypass-Strömungs rate (Vb) des Kühlmittels, das durch den Bypassdurchtritt hindurchtritt, und der Kühlerströmungsrate (Vr) des Kühlmittels, das durch den Kühler hin durchtritt, durch Verändern des Öffnungsgrades des Strömungsregelungs ventils;
wobei der Öffnungsgrad des Strömungsregelungsventils auf der Grundlage einer ersten Temperatur (Tp) des Kühlmittels, das von dem Auslaß (413) aus abgegeben wird, einer zweiten Temperatur (Tb) des Kühlmittels, das durch den Bypassdurchtritt (300) hindurchströmt, und einer dritten Temperatur (Tr) des Kühlmittels, das von dem Kühler (200) ausströmt, geregelt ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Öffnungsgrad des Strö mungsregelungsventils auf der Grundlage der ersten, der zweiten und der dritten Temperatur (Tb, Tr, Tp) im Wege der Rückkoppelung derart geregelt ist, daß die erste Temperatur (Tp) mit einer Sollwassertemperatur (Tmap) konform übereinstimmt, die auf der Grundlage der Motorlast des Motors (100) bestimmt ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Kühlvorrichtung ein Gebläse (230) zum Blasen von Luft in Richtung zu dem Kühler (200) hin aufweist und die Blasluftmenge dieses Gebläses auf der Grundlage der Motorlast des Motors (100) geregelt ist.

4. Kühlvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kühl vorrichtung eine Pumpe (500) umfaßt, die unabhängig von dem Motor (100) zum Umwälzen des Kühlmittels angetrieben ist, und die Abgabeströmungs rate der Pumpe auf der Grundlage der Motorlast des Motors (100) geregelt ist.