DE3229003A1

DE3229003A1 - Kuehleinrichtung fuer den motorraum eines fahrzeuges

Info

Publication number: DE3229003A1
Application number: DE19823229003
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokohama Kanagawa Inoue
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1983-03-10
Also published as: DE3229003C2; FR2511310B1; FR2511310A1; US4409933A; JPS5825617U

Description

Kühleinrichtung für den Motorraum eines

Fahrzeugs

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugmotor, und insbesondere eine Kühleinrichtung für den Motorraum, um verschiedene, darin angebrachte Teile gegen eine zu starke Erwärmung zu schützen.
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Es ist bereits eine Kühleinrichtung für den Motorraum eines Fahrzeugs vorgeschlagen worden, die ein Gebläse in Betrieb setzt, um den Motor zu kühlen, wenn die Temperatur des Kühlmittels für den Motor über einen vorgegebenen Wert ansteigt. Dabei wird in einem Stromkreis eine Spannung von einer Batterie zu einer Zündleitung geführt, wenn der Zündschalter eingeschaltet ist. Beim Betrieb des Motors kann die Temperatur des Kühlmittels für den Motor auf einen vorgegebenen Wert ansteigen; in diesem Fall wird ein wärmeerr.pf indlicher Schalter geschlossen, so daß der Strom von der Batterie über den Zündschalter, die Spule eines Relais und den wärmeempfindlichen Schalter nach Erde fließt. Dadurch werden die Kontakte des Relais geschlossen. Als Ergebnis hiervon fließt der Strom von der Batterie durch die Kontakte und den Motor des Gebläses nach Erde, wodurch sich der Motor dreht und dadurch das Kühlmittel und damit der Motorraum gekühlt werden. Beim Betrieb des Motors wird der Gebläsemotor durch den wärmeempfindlichen Schalter im Ein/Aus-Betrieb gesteuert. Bei dieser Kühleinrichtung wird jedoch der Gebläsemotor nur während des Betriebs des Motors betätigt, so daß beispielsweise die Temperatur des Motorraums zeitweilig den zulässigen, oberen Grenzwert übersteigen kann, wenn der Zündschalter unmittelbar nach der Fahrt mit hoher Geschwindigkeit oder nach Fahrten mit

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hoher Belastung, wie beispielsweise Bergauffahrt oder Fahrten bei hohen Temperaturen im Sommer, abgeschaltet wird. Durch die dabei vorhandene, hohe Wärme können verschiedene Teile in Mitleidenschaft gezogen werden, wie beispielsweise Komponenten mit relativ kleiner Wärmekapazität oder elektronische Bauelemente, die sehr empfindlich gegenüber den Einflüssen von Wärme sind.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung,^ Kühleinrichtung für den Motorraum eines Fahrzeugs zu

schaffen, die das Auftreten hoher Temperaturen im Motorraum sicher verhindert, und zwar auch das zeitweilige Auftreten hoher Temperaturen unmittelbar nach dem Abschalten des Zündschalters.
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Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 ange-.gebenen Merkmale erreicht.

Gemäß dem Grundprinzip der vorliegenden Erfindung wird also ein Gebläse für eine vorgegebene Zeitspanne in Betrieb gesetzt, um den Motor zu kühlen, wenn die Temperaturen des Kühlmittels des Motors und der Außenluft unmittelbar nach dem Anhalten des Motors jeweils über vorgegebenen Werten liegen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schema tischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm einer bevor zugten Ausführungsform einer Kühleinrichtung für den Motorraum eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Schaltdiagramm einer Wechselstromlichtmaschine, und

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Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 einer Modifikation einer Kühleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

In den Figuren sind jeweils gleiche bzw. einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Kühleinrichtung für einen Motorraum nach der vorliegenden Erfindung. Die Kühleinrichtung weist eine mit einer Batterie 20 verbundene Schaltung 10 für einen elektrischen Kühler, insbesondere für ein Kühlgebläse, eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb und mit einem vor dem Fahrgastraum angeordneten Motor auf. Die Gebläseschaltung enthält einen Zündschalter 11, der über eine Batterieleitung 21 mit der Batterie 20 verbunden, ein Relais 13 und einen wärmeempfindlichen Schalter 14, also auf eine Temperaturänderung ansprechenden Schalter, der durch die Relaisspule 13a angeschlossen ist; außerdem ist in Fig. 1 eine Zündleitung 23 zu erkennen, die mit dem Relais 13 verbunden ist. Außerdem enthält diese Schaltung die Relaiskontakte 16 und einen Elektromotor 17 für ein Gebläse, der durch den normalerweise offenen Relaiskontakt 16 mit der Batterieleitung 21 verbunden ist.

Die Kühleinrichtung weist einen Fühler 30 für die Temperatur des Kühlmittels des Motors auf, der einen Widerstand 31 und einen in Reihe zu der Batterie 20 liegenden Thermistor 32 sowie einen Komparator 33 enthält, dessen invertierender Eingang mit dem Verbxndungspunkt zwischen dem Widerstand 31 und dem Thermistor 32 verbunden ist. Der nicht invertierende Eingang des Komparators 33 ist an eine vorgegebene Bezugsspannung Vr1 angeschlossen. Der Thermistor 32 befindet sich in dem Kühl-

mittel des Motors und ändert seinen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels. Bei einem Anstieg der Temperatur des Motorkühlmittels verringert sich der Widerstand des Thermistors 32, so daß die Spannung an dem invertierenden Eingang des Komparators 33 manchmal unter den Bezugspegel VrI abfällt. Dadurch wird das Ausgangssignal des Komparators 33 von einem niedrigen Pegel auf einen oberen Pegel umgeschaltet, wodurch angezeigt wird, daß die Temperatur des Kühlmittels des Motors einen vorgegebenen Wert überschritten hat.

Die Kühleinrichtung enthält einen Fühler 40 für die Temperatur der Außenluft, der einen Widerstand 41 und einen in Reihe zu der Batterie 20 liegenden Thermistor 42 aufweist. Außerdem ist in dem Fühler 40 ein Komparator 43 vorgesehen/ dessen invertierender Eingang mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 41 und dem Thermistor 42 verbunden ist. Der nicht invertierende Eingang des Komparators 43 ist an eine vorgegebene Bezugsspannung Vr2 angeschlossen. Der Thermistor 42 befindet sich an einer solchen Stelle des Fahrzeugs, daß er der Einwirkung von Luft ausgesetzt ist, die wenigstens näherungsweise die Temperatur der Umgebungsatmosphäre hat. Wenn die Temperatur der Umgebungsatmosphäre ansteigt, verringert sich der Widerstand des Thermistors 42, so daß der Spannungspegel am invertierenden Eingang des Komparators 43 unter den Bezugspegel Vr2 des Komparators abfallen kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal des Komparators 43 von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel umgeschaltet. Dadurch wird angezeigt, daß die Temperatur der Umgebungsatmosphäre einen vorgegebenen Wert überschritten hat.

Die Kühleinrichtung enthält auch einen Fühler für das

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Anhalten des Motors; dabei kann es sich um einen Inverter 50 handeln, der mit der Zündleitung 23 verbunden ist. Wenn der Zündschalter 11 geöffnet wird, so daß die Zündleitung 23 geerdet ist, dann erzeugt der Inverter 50 ein hohes Ausgangssignal. Als Alternative hierzu kann der Fühler für das Anhalten des Motors auch den Spannungs pegel Vn des neutralen Punktes N einer üblichen Wechselstromlichtmaschine für die Aufladung der Batterie in bezug auf Masse feststellen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Schließlich kann dieser Fühler auch noch das Vorhandensein eines Zündfunkensignals im Zündsystem des Motors ermitteln.

Die Kühleinrichtung enthält eine Antriebsschaltung 60 für

"5 den Motor des Gebläses, die wiederum ein UND-Glied 61 aufweist; dieses UND-Glied 61 empfängt die Ausgangssignale des Fühlers 30 für die Temperatur des Kühlmittels des Motors, des Fühlers 40 für die Temperatur der Außenluft und des Fühlers 50 für das Anhalten des Motors.

Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 61 verläuft durch ein Tiefpaßfilter 62, das aus einem Widerstand 63 und einem Kondensator 64 besteht, und einen auf das Ausgangssignal des Filters 62 ansprechenden, monostabilen Multivibrator 65, der während einer vorgegebenen Zeitspanne ein konstantes Ausgangssignal erzeugt. Die Antriebsschaltung 60 weist weiterhin einen Transistor 67, ein Relais 68 und eine Diode 71 auf; die Basis des Transistors 67 ist über einen Widerstand 66 mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 65 verbunden; das Relais 68 enthält eine Erregerspule 69 und einen normalerweise geschlossenen Kontakt 70; die Diode 71 liegt parallel zur Spule 69, um eine mögliche Rücklaufspannung (flyback voltage) zu absorbieren. Die Spule 69 liegt zwischen der Batterieleitung 21 an dem Kollektor des Transistors 67, dessen Emitter geerdet ist. Im geschlossenen Zustand ver-

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bindet der Kontakt 7O die Batterieleitung 21 direkt mit dem Motor 17. Wenn der Transistor 67 eingeschaltet wird, wird die Spule 69 durch die Batterie 20 erregt, wodurch der Kontakt 70 geschlossen und damit dem Motor 17 elektrische Energie zugeführt wird.

Im folgenden soll die Funktionsweise dieser Ausführungsform beschrieben werden.

1) Beim Betrieb des Motors

Das Ausgangssignal des Inverters 50 bleibt sogar dann auf einem niedrigen Pegel, wenn der Fühler 30 für die Temperatur des Kühlmittels des Motors und der Kühler 40 für die Temperatur der Außenluft beide jeweils Temperatüren ermitteln, die höher als vorgegebene Werte sind und entsprechend hohe Signale auf das UND-Glied 61 geben. Danit bleibt das .-.usgangssignal des UND-Gliedes 61 auf einem niedrigen Pegel, so daß der Multivibrator 65 nicht getriggert und das Relais 68 nicht erregt wird, wodurch der Kontakt 70 offen gehalten wird. Dementsprechend wird der Motor 17 des Gebläses allein in Abhängigkeit von dem wärmeempfindlichen Schalter 14 gesteuert, wie es auch bei dem herkömmlichen System der Fall ist.

2) Wenn der Motor angehalten wird

(A) Wenn die Temperatur der Außenluft oder des Kühlmittels des Motors unter einem vorgegeben Wert liegt: Wenn der Zündschalter 11 abgeschaltet ist, wird der Schaltung aus dem Relais 13 und dem wärmeempfindlichen Schalter 14 über die Zündleitung 23 keine elektrische Energie zugeführt. Damit wird also der Motor 17 des Gebläses über diese Schaltung sogar dann nicht aktiviert, wenn der thermische Schalter 14 geschlossen wird.

Da entweder die Temperatur der Außenluft oder die Tempe-

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ratur des Kühlmittels unter dem vorgegebenen Wert liegt-, ist das Ausgangssignal des entsprechenden !Comparators 33 und/oder 43 auf einem niedrigen Pegel. Damit bleibt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 61 auf einem niedrigen Pegel, so daß das Relais 68 nicht erregt wird, wie es beim Betrieb des Motors der Fall ist. Als Ergebnis hiervon wird der Motor 17 des Gebläses nicht angetrieben, weil er von keiner der Schaltungen elektrische Energie empfängt.
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(B) Wenn die Temperatur der Außenluft und die Temperatur des Kühlmittels beide die vorgegebenen Werte übersteigen: Der Motor 17 für das Gebläse wird durch den Schalter 14 nicht angetrieben, wie es im Fall (A) vorlag.

Andererseits gehen die jeweiligen Ausgangssignale der Komparatoren 33 und 43 auf einen hohen Pegel und das Ausgangssignal des Inverters 45 geht ebenfalls auf einen hohen Pegel, sobald der Zündschalter 11 abgeschaltet wird, so daß das Ausgangssignal des UND-Gliedes 61 auf einen hohen Pegel geht. Dadurch wird der Multivibrator 65 getriggert, um für eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Anhalten des Motors ein hohes Ausgangssignal zu erzeugen, wodurch wiederum der Transistor 67 getriggert wird. Dadurch wird das Relais 68 erregt und seine Kontakt 70 geschlossen, so daß dem Motor 17 des Gebläses über den Kontakt 70 elektrische Energie zugeführt wird; dadurch wird der Motor 17 des Gebläses für eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Anhalten des Motors angetrieben, so daß sich das Gebläse dreht und für eine Kühlwirkung sorgt.

Wie oben beschrieben wurde, dient das von dem Motor 17 getriebene Gebläse beim normalen Betrieb des Motors wie ein herkömmliches Gebläse als Kühlgebläse für den Kühler;

wenn der Motor angehalten wird und sowohl die Temperatur des Kühlmittels des Motors als auch die Temperatur der Außenluft hoch sind, dient dieses Gebläse zur Kühlung des Motorraums,und zwar für eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Anhalten des Motors. Die vorgegebene Zeitspanne wird durch die Betriebszeit des Multivibrators 65 festgelegt. Bei der hohen Temperatur des Motorraums nach dem Abschalten des Zündschalters 11 handelt es sich um einen Übergangszustand, der in aller Regel nur maximal 1 min dauert; deshalb sollte die Betriebszeit des Multivibrators 65 so eingestellt werden, daß sie etwas länger als 1 min ist. Das Tiefpaßfilter 64 verhindert die versehentliche Betätigung des Multivibrators 65 aufgrund von elektrischem Rauschen.

Fig. 3 zeigt eine Modifikation einer solchen Kühleinrichtung. Die Modifikation hat im Grunde den gleichen Aufbau wie die Ausführur.gsforra nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß der Fühler 30 für die Temperatur des Kühlmittels des Motors durch den herkömmlichen, wärmeempfxndlichen Schalter 14 ersetzt wird. Das heißt also, daß nur die Ausgangssignale des Fühlers 40 für die Temperatur der Außenluft und des Inverters 50, der feststellt, ob der Zündschalter 11 ausgeschaltet ist oder nicht, auf das UND-Glied 61' gegeben werden, dessen Ausgangssignal über das Tiefpaßfilter 64 auf den monostabilen Multivibrator 65 geführt wird. Wenn der Motor abgeschaltet wird, wird der Gebläsemotor 17 nur dann betätigt, wenn sowohl der wärmeempfindliche Schalter 14 als auch der Kontakt 70 geschlossen sind. Der Relaiskontakt 70 liegt zwischen der Batterieleitung 21 und einem Anschluß der Relaisspule 13; der andere Anschluß der Relaisspule 13 ist über den wärmeempfindlichen Schalter 14 geerdet. Eine Diode 18 liegt zwischen der Zündleitung 23 und der Relaisspule 13 und verhindert die Zuführung von elektrischer

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Energie von der Zündleitung 23 über den Kontakt 70 zu dem Inverter 50, wenn der Zündschalter 11 abgeschaltet ist und wenn das Relais 68 erregt wird, um seinen Kontakt 70 zu schließen.
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Bei der Kühleinrichtung nach Fig. 3 kann ebenfalls der Spannungspegel Vn des neutralen Punktes N der Wechselstromlichtmaschine (sh. Fig. 2) als Fühler für das Anhalten des Motors verwendet werden. Als Alternative hierzu ist es schließlich auch noch möglich, zu diesem Zweck ein Zündfunkensignal von dem Zündsystem des Motors einzusetzen.

Statt des Thermistors 32 kann auch ein Fühler für das "5 Kühlmittel des Motors verwendet werden, die üblicherweise dazu, dient, die Temperatur des Kühlmittels des Motors

Wenn das Fahrzeug mit einer elektronischen Kraftstoffeinspritzung versehen ist, kann als Thermistor 42 zur

Feststellung der Temperatur der Außenluft der Fühler für die Temperatur der Ansaugluft herangezogen werden, wie er üblicherweise in einer solchen Kraftstoffeinspritzung - vorgesehen wird.
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Claims

Nissan Motor Company, Limited eoooMünchen22

MAXlMIUANSTRASSe 43

2, Takara-cho, Kanagawa-ku Yokohama-shi, Kanagawa-ken

Japan ^{P 1743}°-^50/Ms

3. Aug. 1982

Kühleinrichtung für den Motorraum eines Fahrzeugs

P atentansprüche

Kühleinrichtung für den Motorraum eines Fahrzeugs, "gekennzeichnet durch

a) einen ersten Detektor (15), der die Beendigung des Betriebs des Motors feststellt und ein entsprechendes Stoppsignal erzeugt, durch

b) einen zweiten Detektor (13), der die Temperatur eines Motorkühlmittels feststellt und ein Kühlmittelsignal erzeugt, wenn die Temperatur des Kühlmittels über einem vorgegebenen Wert liegt, durch

c) einen dritten Detektor (14), der die Temperatur der Außenluft feststellt und ein Außenluftsignal erzeugt, wenn die Temperatur der Außenluft über einem vorgegebe-

nen Wert liegt, durch

d) eine Antriebseinrichtung (17) für ein Gebläse zur Kühlung des Motors, und durch

e) eine auf das Stoppsignal, das Kühlmittelsignal und das Außenluftsignal ansprechende Einrichtung (16) für die Betätigung der Antriebseinrichtung (17) für eine vorgegebene Zeitspanne.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Detektor (15) das Fehlen einer Zündspannung feststellt.

3. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein auf das Vorhandensein des Stoppsignals, des Kühlsignals und des Außenluftsignals ansprechendes UND-Glied (61) zur Erzeugung eines Triggersignals, einen auf das Triggersignal ansprechenden, monostabilen Multivibrator (65) zur Erzeugung eines zweiten Triggersignals für eine vorgegebene Zeitspanne und eine auf das zweite Triggersignal ansprechende Schaltanordnung (67, 68) aufweist, die eine Quelle für elektrische Energie mit der Antriebseinrichtung (17) verbindet.

4. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein auf das Außenluftsignal und das Stoppsignal ansprechendes UND-Glied (61') zur Erzeugung eines Triggersignals, einen auf das Triggersignal ansprechenden monostabilen Multivibrator (65) zur Erzeugung eines zweiten Triggersignals für eine vorgegebene Zeitspanne, einen wärmeempfindlichen und auf die Temperatur des Kühlmittels ansprechenden Schalter (14) zur Erzeugung eines Schaltsignals, wenn die Temperatur des Kühlmittels über dem vorgegebenen Wert liegt, und eine auf das Triggersignal

und das Schaltsignal ansprechende Einrichtung zum Schließen eines Stromkreises aufweist, durch den der Antriebseinrichtung (17) elektrische Energie zugeführt wird.

5. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Detektor das Fehlen einer Spannung an einem neutralen Punkt der Wechselstromlichtmaschine für die Aufladung der Batterie des Fahrzeugs feststellt.

6. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem UND-Glied und dem monostabilen Multivibrator eine Einrichtung (64) zur Unterdrückung von möglichem, elektrischem Rauschen angeordnet ist.