DE2848417A1

DE2848417A1 - Kraftfahrzeug mit einer fluessigkeitsgekuehlten brennkraftmaschine und einer innenraumheizung

Info

Publication number: DE2848417A1
Application number: DE19782848417
Authority: DE
Inventors: Heiko Dipl Phys Dr Barske; Josef Zahl
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1978-11-08
Publication date: 1980-05-22

Description

Kraftfahrzeug mit einer flüssigkeitsgekühlten
Brennkraftmaschine und einer Innenraumheizung Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer flüssigkeitsgekuhlten Brennkraftmaschine und einer Innenraumheizung gemäß dem Gattungsbegriff des Iiauptanspruches.
Zur Reduzierung der Unwel tbel as tungen durch Abgase von Brennkraftmaschinen, insbesondere in dichtbesiedelten Gebieten, ist es zweckmäßig, die Brennkraftmaschinen bei kurzzeitig stehendem Fahrzeug außer Betrieb zu setzen. Es sind auch bereits Vorrichtungen bekannt geworden, die abhängig vom Fahrzustand des Kraftfahrzeuges die Brennkraftmaschine stillsetzen bzw. abstellen und wieder anlassen. Insbesondere in den Verkehrs-Stoßzeiten (rush-hour) und bei vielen Ampel-Stope kann dadurch eine Verringerung der Umweltbelastung als auch eine spürbare Energieeinsparung durch verringerte Kraftstoffverbräuche der Kraftfahrzeuge erzielt werden.
Eine derartige Abstell- und Anlaß-Steuervcrr~chtung für BrennkraftmasckUlen ist beispielsweise in der DE-AS 24 47 579 gezeigt. Bei dieser wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges gegen Null abgesunken ist, die Brennkraftmaschine durch Uhterbrechen des Zündstromes oder durch Abschalten der Kraftstoffzufuhr selbsttätig stillgesetzt. Soll das Kraftfahrzeug weiterbeweyt werden, so wird durch Betätigen des C-aspedals und des Kupplungspedals der kreis Anlasserstrom aktiviert und die Brennkraftmaschine wieder angelassen.
Bei einem Kraftfahrzeug insbesondere mit einer derartigen Steuervorrichtung kann es jedoch nachteilig sein, daß durch das ständige Stillsetzen der Erennkraftmaschine die Wirkung der Innenraumheizung stark nachläßt, was einerseits das liohlbefinden der Fahrzeuginsassen stört und andererseits zu einem Beschlagen von Fahrzeugscheiben und damit zu einer Verschlechterung der Sichtverhältnisse führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei dem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug die Beheizung des Innenraumes insbesondere in dichtbesiedeiten Gebieten (oftmaliges Abstellen und Wiederanlassen der Brennkraftmaschine) zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Erfindungsgemäß wird nuiimehr während des Stillstandes der Brennkraftmaschine deren Wärmekapazität zur Beheizung des Innenraumes herange-Sogen, indem die Umwälzung der Flüssigkeit als Wärmeträger zwischen der Brennkraftmaschine und dem im Innenraum des Kraftfahrzeuges angeordneten Wärmetauscher aufrechterhalten wird. Die Umwälzpumpe kann mittels eines herkömmlichen Unterbrecherschalters von dem Fahrzeugführer geschaltet werden.
Es versteht sich, daß die elektrisch betriebene Utwälzpumpe auf eine geringe Förderleistung ausgelegt sein sollte, so daß deren Stromverbrauch gering ist.
Vorteilhafterweise ist die Brennkraftmaschine flüssigkeitsgekühlt und es bildet die Kühlflüssigkeit den Wärmeträger für die Heizung.
Zweckmäßigerweise sollte die elektrisch betriebene imwälzpumpe nur dann eingeschaltet sein, wenn die im Anspruch 2 aufgeführten Funktionen erfüllt sind. Dann ist sichergestellt1 daß eine UmwCilzung der Flüssigkeit nur dann erfolgt, wenn relativ tiefe Außentemperaturen herrschen (Heizung in Betrieb) und wenn der Fahrzeugführer aufgrund schlechter Sichtverhältnisse oder eines hohen Wärmebedarfes das Gebläse eingeschaltet hat.
Gemäß Anspruch 3 könnte die elektrisch betriebene Umwälzpumpe den gesamten Kühlmittelumlauf der Brennkraftmaschine betreiben. Dabei wäre es denkbar, diese in zwei. Leistungsstufen auszulegen, so daß bei der UEnwälzung des Kühlmittels nur zur Beheizung des Innenraumes ein geringerer Leistungskereich mit einem geringeren Stromverbrauch einschaltbar ware.
Gemäß Anspruch 4 kann die elektrisch betriebene Umwälzpumpe zusätzlich zu einer den Kühlmittelumlauf der Brennkraftmaschine bewirkenden Umçälzpumpe angeordnet sein, so daß eine kostengünstige, leistungsschwache Pumpe verwendet werden kann.
Durch die Merkmale des Anspruches 5 soll jedoch ein schnelles Aufheizen der Brennkraftmaschine bis zu einer vorgegebenen, unteren Temperatur, beispielsweise 40°C, aufrechterhalten werden. Der Temperatur-Schwellwert des Thermoschalters kann so gelegt werden, daß die giftigen Abgasemissionen der Br.nnlcraftmaschine in diesem Bereich bereits auf ein vertretbares Maß abgesunken sind.
Der Anspruch 6 kennzeichnet eine bevorzugte, selbsttätige Schaltung der elektrisch betriebenen Unwälzpumpe. Sie kann jedoch gemäß Anspruch 7 auch umnittelbar von dem Steuergerät der Steuervorrichtung zum Abschalten und Anlassen der Brennkraftmaschine gesteuert werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit einem Wärmetauscher für die Innenrawl,beheizlmg und der erfindungegemäfsen Anordnung einer elektrisch betriebenen Umwälzpumpe mit deren Steuerung Mit 1 ist eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine umrissen, die in ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug eingebaut ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist in bekannter Weise iibe.r eine Vorlaufleitung 2 und eine Rücklaufleitung 3 mit einem Kühler 4 verbunden. In der Vorlaufleitung 2 ist ein Thermostat 5 angeordnet, der zeitweilig die Vorlaufleitung 2 schließt und damit den Kühler 4 kurzschließt. In der Rücklaufleitung 3 stromabwärts des Thermo-Stets 5 ist eine Umwälzpumpe 6 integriert.
Über eine weitere Vorlaufleitung 7 und eine Rücklaufleitung 8 ist an die Brennkraftmaschine ein Wärmetauscher 9 zur Beheizung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges mit dem Flüssigkeitskreislauf der Brennkraftmaschine verbunden. In der Vorlaufleitung 7 ist ein Absperrhahn 10 angeordnet, mittels dem der Durchfluß durch den Wärmetauscher 9 absperrbar ist. Der Absperrhahn 10 ist mit einem Bedienungsgriff 11 der Heizungsostatigung derart verbunden, daß mit dem Einschalten der Heizung der Durchfluß durch den Absperrhahn 10 aufgesteuert wird. Am Wärmetauscher 9 ist ein Gebläse 12 vorgesehen, mittels dem über einen Luftleitkanal 13 warme Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeuges gefördert werden kann.
Das Kraftfahrzeug ist mit einer Steuerlzorrichtung wie eingangs erwähnt zum Abstellen und Anlassen der Brennkraftmaschine abhängig vom Fahrzustand des Kraftfahrzeuges ausgestattet, die u. a. ein Steuergerät 14 aufweist. Das Steuergerät 14 wird durch eine Batterie 15 und über einen Zündschalter 16 mit Strorctersorgt und bewirkt in hier nicht näher dargestellter Weise über die Ausgänge 17 und 18 ein Anstellen bzw. Wiederanlassen der Brennkraftmaschine beim Anhalten bzw. Anfahren des Kraftfahrzeuges. Die Funktion einer derartigen Steuervorrichtung kann beispielsweise der DE-AS 24 47 579 im Detail entnommen werden. Das Gebläse 12 wird ebenfalls durch den Zündschalter 16 über eine Leitung 19 und einen Ein- Ausschalter 20 mit Strom versorgt.
Erfindungs;emäß ist in der Rücklaufleitung 8 zwischen dem Wärmetauscher 9 und der 13rennkraftmaschhne 1 eine elektrisch betriebene Umwälzpumse 21 eingesetzt. Zur Steuerung der Emvalzpumpe 21 ist ein Relais 22 vorgesehen, dessen Arbeitskontakte über eine Leitung 23 mit den Zündschalcer 16 und über eine Leitung 24, einen mit dem Gebläse - Ein- Ausschalter 20 gekoppelten Unterbrecllerschalter 25 und einem in einem Kühlmantel (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 1 eingesetzten Thermoschalter 26 mit der Umwälzpumpe 21 verbunden sind. Die Steuenvicklung des Relais 22 liegt einerseits über eine Leitung 27 an dem Ausgang 17 des Steuergerätes la und andererseits über eine Leitung 28 an einem Schalter 29 an. Der Schaltei 29 ist an der Heizungsbe-Lätigung des Kraftfahrzeuges derart angeordnet, daß er bei geschlossenem Absperrhahn 10 geöffnet und bei eingeschalteter Heizung geschlossen ist Die Steuerung der elektrisch betriebenen Umwälzpumpe 21 ist wie folgt: Es sei angenommen, daß die AuL3entemlwr:ltur niedrig liegt und die Heizung eingeschaltet ist; d. h., daß der Bedienungsgriff 11 in diesem Sinne verstellt wurde und der Absperrhahn 10 geöffnet ist. Zudem sei angenommen, daß das Gebläse 12 zur Förderung von Warmluft in den Innenraum des Kraftfahrzeuges eingeschaltet ist bzw. daß der Ein-Ausschalter 20 und dementsprechend auch der Unterbrecherschalter 25 geschlossen sind. Wird nun die Brennkraftmaschine 1 bei anhaltendem Kraftfahrzeug durch das Steuergerät 14 stillgesetzt, wobei der Ausgang 17 an Spannung gelegt: wird und beispielsweise ein elektromagnetisches Kraftstoff-Absperrventil betätigt, so wird zugleich der Stromkreis der Steuerwicklung des Relais 22 geschlossen und dessen Arbeitskontakte überbrückt, so daß über die Leitungen 23 und 24, über den geschlossenen Unterbrecherschalter 25 und über den '!hermoschalter 26 die Umwälzpumpe 21 eingeschaltet wird Dementsprechend wirft das Kühlmittel als Wärmeträger zwischen der Brennkraftmaschine 1 und dem Wärmctauscher 9 ständig umgewälzt, so daß über den Zeitraum des Stillstandes der Brennkraftmaschine 1 aufgrund deren Wärmekapazität eine weitere Beheizung des Innenraumes erfolgt, wodurch ausreichende Sichtvt-rha.ltnisse und eine angenehme Innentemperatur irn Kraftfahrzeug auch während eines ständigen Abschaltens und Wiederanlassens der Brennkraftmaschine ermöglicht sind.
Um bei sehr langen Stops des Kraftfahrzeuges ein zu starkes Abkühlen der Brennkraftmaschine zu vermeiden oder aber um während des Kaltfaurbereiches ein schnelles Aufheizen der Brennkraftmaschine auf eine bestimmte Temperatur zu gewcilr-leisten, ist im Stromkreis der Umwälzpumpe 21 der Thermoschalter 26 vorgesehen, der bei einem Unterschreiten der Temperatur der Brennkraftmaschine beispielsweise unter 40°C den Stromkreis unterbricht.
Davon unabhängig müssen zum Betreiben der Umwälzpumpe 21 folgende drei Funktionen erfüllt sein: a) die hr.ennkraftmaschine ist durch die Steuervorrichtung abgeschaltet; d. h. am Ausgang 17 des Steuergerätes 14 liegt Spannung an, b) die FIeizlrg des Kraftfahrzeuges ist eingeschaltet bzw. der Absperrzahn 10 ist mehr oder minder geöffnet, wodurch der Schalter 29 den Stromkreis der Steuerwicklung des Relais 22 schließt, c) das Gebläse 12 ist eingeschaltet bzw. der Ein-Ausschalter 20 geschlossen Abweichend von der bisher beschriebenen Ausführung der Erfindung könnte anstelle der zusätzlichen Umwälzpumpe 21 die zur Kühlung der Brennkraftmaschine 1 in der Rücklaufleitung 3 integrierte Umwälzpumpe 6 verwendet werden.Diese würde dann nicht wie an sich üblich von der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise mittels eines Keilriementriebes, sondern elektrisch angetrieben. Die elektrisch betriebene Umwälzpumpe 6 könnte dann über eine Leitung 30 (gestrichelt) an dem benchriebenen Stromkreis angeschlossen werden. Es versteht sich, daß die Lkträlzpumpe 6 dann während des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine durch eine von der hier gezeigten Stellung entkoppelte Schaltung mit Spannung versorgt werden müßte.
Anstelle der hier beschriebenen, wassergeregelten Heizung ist die Erfindung selbstverständlich auch an einer luftgeregelten Heizung anwendbar, wobei der die Heizfunktion anzeigende Schalter 29 darin an einer den Warmluftstrom absperrenden Klappe 31 im Luftleitkanal 13 anzuordnen ist.
Die Umwälzpumpe 21 oder die Umwälzpumpe 6 könnte auch direkt über das Steuergerät 14 gesteuert werden, wobei dann der Schalter 29 unter Entfall des Relais 22 über eine Leitung 32 (gestrichelt) mit dem Steuergerät 14 verbunden wäre. Desgleichen wäre dann der Unterbrecherschalter 25 direkt mit einem weiteren Ausgang 33 (gestrichelt) des St.euergerates 14 verbunden.

Claims

Kra£-tfahrzeug mit einer flüssigkeitsgektihlten Brenn]kraftmaschine und einer Innenraumheizung ANSPRÜCHE Kraftfalirzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Innenraumheizung mit einem über einen Flüssigkeitskreislauf mit der Brennkraftmaschine verbundenen Wärmetauscher und einem Gebläse, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß im Flüssigkeitskreislauf des Wärmetauschers (9) eine elektrisch betriebene Umwälzpumpe (6, 21) angeordnet ist, die während des Stillstandes der Brennkraftmaschine einschaltbar ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 mit einer Steuervorrichtung zum Abstellen und Anlassen der Brennkraftmaschine abhängig vom Fahrzustand des Kraftfahrzeuges, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektrisch betriebene Unwälzpumpe zumindest dann eingeschaltet ist, wenn die folgenden Funktionen erfüllt sind: a) die Brennkraftmaschine ist durch die Steuervorri-htung (Steuergerät 14) abgeschaltet; b) die Innenraumheizung des Kraftfahrzeuqes ist in Betrieb; c) das Gebläse (12! ist eingeschaltet.
3. Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die elektrisch betriebene Umwalzpumpe zugleich die den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine betrcibende Umwälzpumpe (6) bildet.
4.KraStfrXlrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einer den Kühlkreislauf der Brelmkraftmaschi.ne betreibenden Umwälzpumpe, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß die elektrisch betriebene Umwälzpumpe (21) zusätzlich angeordnet ist.
5. Kraftfahrzeug nach den vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß im Versorgungsstromkreis der elektrisch bebetriebenen Umwälzpumpe ein von der Temperatur der Brennkraftmaschine abhängiger Thermoschalter (26) liegt, der den Stromkreis unterhalb einer vorgegebenen Temperatur der Brennkraftmaschine unterbricht.
6. Kraftfahrzeug nach den vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß die elektrisch betriebene Umwälzpumpe über ein Relais (22) geschaltet ist, dessen Arbeitskontakte einerseits mit dem Zündschalter (16) und andererseits über einen mit dem Gebläse (12) gekoppelten Unterbrecherschalter (25) mit der Umvälzpumpe verbunden sind, während die Steuerwicklung in einer Leitung (27, 28) z.schen dem Ausgang (17) des Steuergerätes (14) und einem einen Heizzustand anzeigenden Schalter (29) liegt.
7. Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Steuergerät (14) der Steuervorrichtung zum Abschalten und Anlassen der Brennkraftmaschine zugleich die elektrisch betriebene tnwälzpumpe steuert.