DE3534543C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Verdampfung und Rückkondensation arbeitendes Kühlsystem für Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Kühlen von Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Ansruches 4.

Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechendes Kühlsystem sowie ein dem Oberbegriff des Anspruches 4 entsprechendes Verfahren zum Kühlen von Verbrennungsmotoren ist aus der JP 56 32 027 bekannt. Das bekannte Kühlsystem und das bekannte Verfahren ist jedoch relativ aufwendig und verbesserungswürdig im Hinblick auf seine Ansprechcharakteristiken zur Erreichung einer zufriedenstellenden Motorkühlung.

Bei einem weiteren gebräuchlichen Kühlsystem eines Verbrennungsmotors wird das flüssige Kühlmittel zwangsweise durch eine Wasserpumpe durch ein Kühlsystem gepumpt, welches einen Motorkühlmantel und einen luftgekühlten Radiator umfaßt. Ein solches System weist den Nachteil auf, daß ein großes Wasservolumen erforderlich ist, welches zwischen dem Radiator und dem Kühlmantel zirkulieren muß, um die erforderliche Wärmemenge abführen zu können. Darüber hinaus sind aufgrund der großen, unbedingt erforderlichen Wassermenge die Aufwärmeigenschaften des Motors unerwünscht träge. Wenn z. B. die Temperaturdifferenz zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung des Kühlmantels 4° beträgt, kann, bezogen auf 1 kg Wasser, lediglich eine Wärmemenge von 4 Kcal. abgeführt werden. Z. B. sind bei einem Motor mit 1800 ccm Hubraum bei voller Beslastung ungefähr 4000 Kcal./h durch das Kühlsystem abzuführen. Um dies zu erreichen, muß die Wasserpumpe eine Durchflußrate von 167 Liter/min. (nämlich 4000-60 × 1/4) erzeugen. Dies verbraucht natürlich in unerwünschter Weise einen Teil der anderweitig verwertbaren Leistung des Motors.

Darüber hinaus behindert die große Menge des in dem beschriebenen Kühlsystem verwendeten Kühlmittels die Möglichkeit des schnellen Temperaturwechsels des Kühlmittels in der Weise, daß die momentane Kühlmitteltemperatur den momentanen Betriebsbedingungen des Motors, wie z. B. Belastung und Motordrehzahl angepaßt werden kann.

Eine weitere Anordnung ist in der JP-OS Sho. 57-57 608 offenbart. Diese Anordnung zeigt einen Vorschlag, ein flüssiges Kühlmittel zu verdampfen und dessen Dampf als Übertragungsmedium zum Abführen der Motorwärme zu benutzen. Bei diesem System sind der Radiator und der Kühlmantel ständig und ohne Behinderung über Leitungen miteinander verbunden, wobei das Kühlmittel, welches in dem Radiator kondensiert, unter dem Einfluß der Schwerkraft nach und nach dem Kühlmantel wieder zugeführt wird.

Während diese Anordnung bereits den Verbrauch von Motorleistung für die Kühlmittelpumpe ausschaltet, welche von der weiter oben beschriebenen Anordnung noch benötigt wird, hat diese Anordnung jedoch den Nachteil, daß der Radiator aufgrund seiner systemgemäßen Anordnung bezüglich des Motors dazu neigt, zumindest teilweise mit flüssigem Kühlmittel gefüllt zu sein. Dieser Umstand reduziert in starkem Maße die Oberfläche, an welcher das gasförmige Kühlmittel (z. B. Dampf) wirksam die Verdampfungsenergie abgeben und dementsprechend kondensieren kann. Somit läßt dieses System eine wahrnehmbare Verbesserung der Kühlwirksamkeit vermissen.

Darüber hinaus ist bei diesem System, um in dem Kühlmantel und dem Radiator Atmosphärendruck beizubehalten, ein gasdurchlässiger, wasserabscheidender Filter angeordnet, um dem Ein- und Austritt von Luft in das und aus dem System zu gestatten. Dennoch gestattet dieser Filter auch dem dampfförmigen Kühlmittel, einfach aus dem System zu entweichen, was häufiges Auffüllen des Kühlmittels erforderlich macht.

Ein weiteres Problem bei dieser Anordnung ist, daß ein Teil der Luft, welche in das Kühlsystem eingesaugt wird, wenn der Motor abkühlt, dazu neigt, sich in dem Wasser zu lösen, wobei beim Starten des Motors die gelöste Luft dazu neigt, in den ungelösten Zustand überzugehen und in dem Radiator kleine Bläschen zu formen, welche an dessen Wände anhaften und eine Isolationsschicht bilden. Die ungelöste Luft neigt dazu, sich in dem oberen Abschnitt des Radiators zu sammeln und die konventionsartige Zirkulation des Dampfes aus dem Zylinderblock zu dem Radiator zu behindern. Dies beeinträchtigt natürlich die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung.

Darüber hinaus wird bei der oben offenbarten Anordnung die Möglichkeit, die Kühlmitteltemperatur mit der Belastung des Motors zu ändern, dadurch verhindert, daß der Innendruck des Systems stets auf Atmosphärendruck gehalten wird.

Die EP-OS 00 59 423, veröffentlicht am 9. September 1982, beschreibt eine andere Anordnung, bei der flüssiges Kühlmittel in den Kühlmantel des Motors nicht zwangsweise umgepumpt wird und die Wärme bis zum Siedepunkt aufnehmen kann. Das so erzeugte gasförmige Kühlmittel wird adiabat in einem Kompressor komprimiert, so daß dessen Temperatur und Druck ansteigen, und wird danach in einen Wärmetauscher (Radiator) eingeführt. Nach dem Kondensieren wird das Kühlmittel zeitweise in einem Vorratsbehälter gespeichert und über ein Durchstromsteuerventil zurück in den Kühlmantel geführt.

Diese Anordnung hat allerdings den Nachteil, daß beim Anhalten und Abkühlen des Motors der Kühlmitteldampf kondensiert und so eine subatmosphärische Bedingung schafft, wodurch begünstigt wird, daß Luft in das System eindringen kann. Diese Luft kann dann durch den Kompressor zusammen mit dem dampfförmigen Kühlmittel in den Radiator gepumpt werden. Aufgrund des Unterschiedes im spezifischen Gewicht, neigt die Luft dazu, in der heißen Umgebung aufzusteigen, während das Kühlmittel, welches dort kondensiert wird, sich nach unten bewegt. Aufgrund der ihr innewohnenden Eigenschaft nach oben zu steigen, bildet die Luft Lufttaschen, welche eine Art "Embolie" in dem Radiator erzeugen und die Wärmetauscheigenschaften des Radiators negativ beeinflussen. Bei dieser Anordnung bleibt durch das Vorsehen des Kompressors die Steuerung des in dem Kühlsystem vorliegenden Druckes mit dem Ziel, den Siedepunkt des Kühlmittels in Abhängigkeit mit der Last und/oder der Motorgeschwindigkeiten zu ändern, schwierig.

Das am 11. Januar 1983 auf den Namen Evans herausgegebene US-Patent 43 67 699 offenbart ein Motorsystem, bei dem das Kühlmittel zum Sieden gebracht wird und der Dampf für die Wärmeabfuhr aus dem Motor verwendet wird. Diese Anordnung besitzt einen separaten Tank, in dem anfangs dampfförmiges und flüssiges Kühlmittel getrennt sind. Das flüssige Kühlmittel wird unter dem Einfluß der Schwerkraft zurück zu dem Zylinderblock geführt, während das relativ trockene, gasförmige Kühlmittel (z. B. Dampf) in einem gebläsegekühlten Radiator kondensiert wird.

Die Temperatur des Radiators wird durch selektive Inbetriebnahme des Gebläses gesteuert, wodurch eine Kondensationsrate in dem Radiator erhalten wird, welche ausreicht, um auf dem Boden der Vorrichtung einen Flüssigkeitsverschluß zu erzeugen. Das von dem Radiator über den oben erwähnte Flüssigkeitsverschluß abgeführte Kondensat wird in einer kleinen behälterähnlichen Einrichtung gesammelt und über eine kleine konstant betriebene Pumpe zurück zu dem Separationstank gepumpt.

Da eine Einrichtung vorgesehen ist, durch welche anfangs geringfügige Mengen Luft aus dem System entweichen können, neigt die Anordnung aufgrund dieser Einrichtung, die das anfängliche Nichtkondensieren zuläßt, dazu, daß Luft aus dem System entweicht, und leidet dadurch unter dem schnellen Verlust von Kühlmittel, insbesondere wenn der Motor in relativ großen Höhen betrieben wird. Darüber hinaus wird relativ einfach zugelassen, wenn der Motor einmal abkühlt, daß Luft wieder zurück in das System gelangt. Das Vorsehen des relativ großen Separationstanks gestaltet ebenso die Motorunterbringung recht schwierig.

Weiterhin wird die Kondensationsrate in dem Kondensator durch einen an oder in dem Kondensator selbst angeordneten Temperaturfühler derart gesteuert, daß der Druck und die Temperatur in dem System im wesentlichen konstant bleiben. Demzufolge ist eine lastabhängige Veränderung der Temperatur unmöglich.

Die japanische Patentoffenlegungsschrift No. sho. 56-32 026 offenbart eine Anordnung, bei der der den Zylinderkopf bildende Aufbau und die Zylinderlaufbuchsen von einer porösen Keramikschicht bedeckt sind und bei dem das Kühlmittel aus duschenähnlichen, oberhalb der Zylinderköpfe angeordneten Einrichtungen in den Zylinderblock gesprüht wird. Das Innere des in dem Motor ausgebildeten Kühlmantels ist im wesentlichen während des Betriebs des Motors mit dampfförmigem Kühlmittel gefüllt, da während dieser Zeit flüssiges Kühlmittel auf die Keramikschichten aufgesprüht wird.

Dennoch hat sich diese Anordnung dadurch als völlig unbefriedigend erwiesen, daß durch das Sieden des in den Keramikschichten aufgenommenen flüssigen Kühlmittels der somit erzeugte und in den Kühlmantel entweichende Dampf verhindert, daß frisches, flüssiges Kühlmittel hindurchdringt und eine Situation heraufbeschwört, aus der schnell Überhitzung und ein thermischer Bruch der keramischen Schichten und/oder des Motors resultiert. Darüber hinaus besitzt diese Anordnung einen geschlossenen Kreislauf und leidet ähnlich wie der in der oben beschriebenen Anordnung eingebaute Kompressor unter dem Eindringen von Luft und Lufteinschlüssen in dem Radiator.

Ein weiteres Kühlsystem, das in der EP-OS 1 43 326 beschrieben ist (Stand der Technik gemäß PatG §3 (2)) überwindet zwar die vorstehenden Probleme, leidet aber unter dem Nachteil, daß es dadurch überaus komplex ist, und daß eine Vielzahl von Ventilen und Leiitungen benötigt werden, um deren beabsichtigte Steuerung ausführen zu können. Obwohl vorgesehen ist, den Siedepunkt des Kühlmittels sowohl durch Verändern der durch ein Gebläse erreichbaren Kühlwirksamkeit und der Kühlmittelmenge in dem Kondensator bzw. Radiator zu steuern, ist die Reaktion auf einen plötzlichen Wechsel der Umgebungsbedingungen überaus träge und zeigt somit eine unerwünscht hohe Überempfindlichkeit auf äußere Einflüsse. Darüber hinaus gibt es in dieser Anmeldung keinen Vorschlag einer motorlastabhängigen Temperaturkontrolle.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsystem und ein Kühlverfahren für einen Verbrennungsmotor oder eine ähnliche Vorrichtung zu schaffen, welches dem flüssigen Kühlmittel gestattet zu sieden und welches den erzeugten Dampf als Übertragungsmedium zur Wärmeabfuhr aus dem Motor benutzt und welches eine einfache Konstruktion aufweist, die den Druck und den Siedepunkt des Kühlmittels im System in Abhängigkeit der Motorlast und/oder zugehöriger Betriebsparameter steuert, und zwar sowohl durch Steuern eines Kühlgebläses als auch durch Variieren der Kühlmittelmenge in dem Kühlsystem, damit so ein schnelles Ansprechen auf eine plötzliche Abweichung des Siedepunktes vom gewünschten Wert gewährleistet wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 4.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motorkühlsystems,

Fig. 2-7 in Grafiken die Betriebscharakteristiken gemäß der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8-17 Flußdiagramme mit den für die erfindungsgemäße Arbeitsweise charakteristischen Schritten.

Bevor mit der Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen begonnen wird, scheint es angebracht, zunächst einige der Grundmerkmale der Art von Kühlungssystemen zu erörtern, auf welche sich die vorliegende Erfindung richtet.

Die Fig. 2 zeigt in einer grafischen Darstellung die verschiedenen Belastungszonen in Abhängigkeit des Motordrehmomentes und der Motordrehzahl. Diesen Zonen unterliegt ein Kraftfahrzeugmotor. In den dargestellten Grafiken kennzeichnet die Kurve F die Drosselstellung/ Drehmomentcharakteristiken und die Linie R/L den Fahrwiderstand, dem ein Kraftfahrzeug begegnet, wenn es auf der Ebene fährt. Die Zonen A, B und C kennzeichnen jeweils die Betriebsweise bei geringer Last und niedriger Drehzahl, wie sie beispielsweise beim Stadtverkehr vorkommen, die Betriebsweise bei geringerer Drehzahl und hoher Belastung, was beispielsweise beim Anstieg im Gebirge oder beim Abschleppen eines anderen Fahrzeuges vorkommt, und die Betriebsweise bei hoher Drehzahl, die im wesentlichen bei Hochgeschwindigkeitsfahrten auftritt.

Eine geeignete Kühlmitteltemperatur für die Zone A liegt ungefähr bei 100 bis 110°C, für die Zone B bei 80-90°C und für die Zone C bei 90-100°C. Die hohe Temperatur während der Stadtfahrten fördert eine Verbesserung beim Kraftstoffverbrauch. Auf der anderen Seite sind die niedrigeren Temperaturen der Zonen B und C so gewählt, daß ausreichend Wärme von dem Motor und dem zugehörigen Aufbau abgeführt wird, um das Motorklopfen und/oder thermisch bedingte Schäden zu verhindern.

Bei der vorliegenden Erfindung wird, um die Temperatur des Motors zu steuern, der Vorteil zunutze gemacht, daß bei einem Kühlsystem, bei dem man das Kühlmittel sieden läßt und den Dampf als ein Wärmeübertragungsmedium verwendet, die Menge des tatsächlich zwischen dem Kühlmantel und dem Radiator zirkulierenden Kühlmittels sehr gering gehalten werden kann. Dagegen ist die Wärmemenge, die von dem Motor, bezogen auf eine Volumeneinheit des Kühlmittels, abgeführt wird, sehr hoch. Aufgrund des Siedens steigt der in dem Kühlmantel vorliegende Druck und demzufolge der Siedepunkt des Kühlmittels an, wenn das System als geschlossener Kreislauf arbeitet. Da somit während der Stadtfahrten bei der Zirkulation nur eine begrenzte Menge von Kühlluft durch den Radiator strömt, ist es möglich, die Kondensationsrate in dem Kondensator zu verringern und dadurch zu bewirken, daß der Druck in dem Kühlsystem über den Atmosphärendruck ansteigt und so eine Situation erzeugt, bei der das Motorkühlmittel bei Temperaturen oberhalb 100°C siedet, z. B. bei ungefähr 110°C

Zusätzlich zu der Steuerung, die durch die Luftzirkulation erreicht wird, kann zusätzlich Kühlmittel in das System derart gepumpt werden, daß die tatsächlich vorhandene Kühlmittelmenge in dem Kühlsystem in einer Weise variiert, welche den in dem Kühlsystem vorherrschenden Druck verändert. Die Kombination dieser beiden Steuerungsmethoden ermöglicht es, daß die Temperatur, bei welcher das Kühlmittel siedet, sehr schnell auf eine Temperatur gebracht werden und dicht bei dieser gehalten werden kann, die am geeignetsten für die vorliegenden Betriebsbedingungen des Motors erscheint.

Wenn andererseits, beispielsweise bei Hochgeschwindigkeitsfahrten ein niedriger Kühlmittelsiedepunkt höchst nützlich ist, es es durch die Erhöhung des Kühlluftstromes durch den Radiator weiterhin möglich, die Kondensationsrate in dem Radiator soweit anzuheben, daß der in dem Kühlsystem vorherrschende Druck unterhalb des Atmosphärendruckes liegt und somit eine Situation erzeugt, bei der das Kühlmittel bei Temperaturen im Bereich von 80-100°C siedet.

Darüber hinaus sieht die Erfindung auch vor, Kühlmittel aus dem Kühlsystem herauszupumpen, so daß der Druck in dem System abfällt und die durch das Gebläse vorgesehene Steuerung in einer Art unterstützt, welche es erlaubt, die Siedetemperatur des Kühlmittels schnell auf eine Temperatur zu bringen und auf einer Höhe zu halten, welche am geeignetsten für die neuen Betriebsbedingungen des Motors ist.

Wenn dennoch der Druck in dem System auf eine überaus geringe Höhe fällt, steigt die Möglichkeit, daß Luft in das Innere des Kühlsystems eintreten kann. Es ist unter diesen Umständen wünschenswert, den Grad zu begrenzen, bis zu welchem sich ein Unterdruck in dem Kühlsystem ausbilden kann. Die vorliegende Erfindung steuert das wiederum dadurch, daß Kühlmittel in das Kühlsystem gepumpt wird, während dieses in einem im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Zustand verbleibt, und hebt den Druck in dem System auf eine entsprechende Höhe an.

Jede der erfindungsgemäßen Steuerzonen wird nun im einzelnen erläutert.

Zone A

In dieser Zone (niedrige Drehzahl, geringes Drehmoment) liegt, da die Drehmomentbeanspruchung nicht hoch ist, besonderes Gewicht auf einer guten Kraftstoffausnutzung. Dementsprechend ist die obere Grenze des Temperturbereiches von 100 bis 110°C, wie in der Fig. 5 gezeigt ist, aufgrund dessen ausgewählt, daß oberhalb von 100°C die Kraftstoffverbrauchskurven des Motors dazu neigen abzuflachen und im wesentlichen konstant zu bleiben. Auf der anderen Seite ist die untere Grenze dieses Bereiches im Hinblick darauf ausgewählt worden, daß, wenn die Temperatur des Kühlmittels auf ungefähr 110°C ansteigt, wenn sich das Fahrzeug unvermeidlich nicht bewegt, bei bestimmten Geschwindigkeiten während dieser Betriebsweise in dem Motorraum nur eine sehr geringe natürliche Luftzirkulation vorhanden ist und daß die Temperatur des Motorraumes dazu neigt, ausreichend hoch zu werden, um nachteilige Effekte auf verschiedene temperaturempfindliche Bauteile auszuüben, wie z. B. Zahnriemen des Ventiltriebs, elastomere Kraftstoffschläuche und dergl. Da keine besondere Verbesserung beim Kraftstoffverbrauch erzielt wird, wenn die Kühlmitteltemperatur die Höhe von 110°C überschreitet, wird die obere Grenze der Zone A dort festgesetzt.

Wie in der Fig. 3 gezeigt, fallen die Drehmomententwicklungscharakteristiken bei Temperaturen oberhalb 100°C leicht ab. Dementsprechend scheint es, um den Drehmomentverlust zu minimieren vorteilhaft zu sein, die obere Drehmomentgrenze der Zone A in dem Bereich von 7 bis 10 Kgm festzulegen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Grafik liegt die obere Grenze der Zone A bei ungefähr 8 Kgm.

Die obere Motordrehzahl dieser Zone ist im Hinblick darauf festgelegt, daß, wie bei dem unteren Teil der Fig. 12 gezeigt ist, oberhalb der Motordrehzahl von 2400 bis 3600 ein leichter Anstieg der Kraftstoffverbrauchscharakteristik ausgemacht werden kann. Deshalb, weil in dieser Zone mehr nach einem wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch als nach einer maximalen Drehmomenterzeugungscharakteristik gesucht wird, ist die Grenze zwischen dem niedrigen und dem hohen Motordrehzahlbereich in dem eben erwähnten Drehzahlbereich eingezeichnet. Es wird natürlich zu berücksichtigen sein, daß es auf dem Markt eine Vielzahl verschiedener Motortypen gibt, nämlich Dieselmotoren (z. B. für Lastkraftwagen), Hochleistungsmotoren (z. B. Sportwagen), gering beanspruchte Motoren für wirtschaftliche Stadtwagen usw. Der oben erwähnte Bereich kann daher nicht auf jeden besonderen Typ angewandt werden; er gilt allerdings im wesentlichen für alle Typen.

Zone B

Bei dieser Zone (hohes Drehmoment/geringe Motordrehzahl) ist vor allen Dingen ein hohes Drehmoment gefordert. Um Motorklopfen zu verhindern, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, unverbranntes Gas in den Motorbrennkammern zu verringern und die Drehmomenterzeugung zu maximieren, wird der Temperaturbereich für diese Zone in einer Spanne von 80-90°C gewählt. Dadurch wird eine merkliche Verbesserung in der Drehmomentcharakteristik ermöglicht, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Darüber hinaus wird durch Auswählen der oberen Motordrehzahl für diese Zone in dem Bereich von 2400 bis 3600 Umdrehungen pro Minute, wie in dem oberen Abschnitt der Fig. 7 dargestellt ist, ermöglicht, die Drehmomenterzeugung im Vergleich dazu, wenn die Kühlmitteltemperatur 100°C beträgt, zu verbessern, während gleichzeitig, wie aus dem unteren Teil der gleichen Fig. ersehen werden kann, auch die Kraftstoffverbrauchscharakteristik verbessert wird.

Die untere Temperatur dieser Zone ist im Hinblick auf die Tatsache ausgewählt, daß besonders dann, wenn dem Kühlmittel Frostschutzmittel beigemischt ist, bei einer Temperatur von 80°, wie in der Fig. 4 gezeigt ist, der in dem Inneren des Kühlsystems vorherrschende Druck auf ungefähr 630 mmHg absinkt. Bei diesem Druck wird die Tendenz für die Umgebungsluft besonders groß, letztlich durch die Dichtungen des Motors einzudringen. Deshalb wurde, um die Notwendigkeit teurer Teile zum Aushalten des relativ hohen Unterdrucks zu vermeiden (nämlich Verhindern des Kollabierens des Radiators und der Verbindungsleitungen) und gleichzeitig das Eindringen von Luft zu verhindern, die oben erwähnte obere Grenze ausgewählt.

Zone C

Bei dieser Zone (hohe Geschwindigkeit) ist es nicht notwendig, die Kühlmitteltemperatur so niedrig wie in Zone B zu halten, da hier die dem Motor eigenen Gaswechselcharakteristiken verbessert werden sollen. Da dennoch die pro Zeiteinheit erzeugte Wärmemenge höher ist als während des Betriebes bei geringer Geschwindigkeit, neigt das Kühlmittel dazu, sehr viel stärker zu sieden. Als Ergebnis neigt eine vergrößerte Menge des flüssigen Kühlmittels dazu zu sieden und aus dem Kühlmantel aufzusteigen und ihren Weg in den Radiator zu finden.

Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, gibt es nur einen kleinen oder gar keinen nachteiligen Effekt auf die in dem Radiator abzuführende Wärmemenge, bis das Volumen des flüssigen Kühlmittels, welches in den Radiator einströmt, ungefähr 3 Liter/Minute erreicht. Dennoch kann darüber hinaus in dieser Figur ein merklicher Abfall des wirksamen Wärmeaustausches beobachtet werden. Experimente haben gezeigt, daß durch Steuern des Siedepunktes des Kühlmittels im Bereich von 90°C unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen die Menge des flüssigen Kühlmittels unter der kritischen Menge gehalten werden kann und somit das System keinem besonderen nachteiligen Verlust in der Wärmeabführcharakteristik unterliegt, wenn die Maximierung der Wärmeabführcharakteristik zu der Zeit notwendig ist, um eine Überhitzung des Motors zu verhindern.

Es wurde weiterhin beobachtet, daß, wenn die Kühlmitteltemperatur über 100°C ansteigen konnte, die Temperatur des Motoröles dazu neigte, über 130°C anzusteigen und sich damit einem unnötig schnellen Abbau unterzog. Diese Tendenz macht sich besonders bemerkbar, wenn die Umgebungstemperatur oberhalb 35°C liegt. Wenn das Motoröl anfängt, sich bei hohen Temperaturen abzubauen, sind auch wärmeempfindliche Lagermetalle des Motors und dergl. ebenso einer Schädigung ausgesetzt.

Deshalb wird unter dem Gesichtspunkt des Motorschutzes die Temperatur des Kühlmittels in einem Bereich von 90-100°C gesteuert, wenn die Motordrehzahl erst einmal den Wert überschritten hat, welcher die Hoch- und die Niedrigdrehzahlzone des Motors voneinander trennt.

Die Fig. 1 der Zeichnungen zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Anordnung umfaßt ein Verbrennungsmotor 200 einen Zylinderblock 204, auf welchem ein Zylinderkopf 206 lösbar befestigt ist. Der Zylinderkopf und der Zylinderblock sind mit entsprechenden Aushöhlungen versehen, welche einen Kühlmantel 208 um den einem hohen Wärmeeinfluß unterliegenden Aufbau des Motors zu bilden (z. B. Brennkammer, Auslaßventile, Leitungen usw.). Wie nachher noch näher erläutert wird, ist ein Kondensator oder Radiator 216 über einen Dampfverteiler 212 und eine Dampfleitung 214 mit einer in dem Zylinderkopf 206 ausgebildeten Dampfauslaßöffnung 210 flüssigkeitverbunden. An den Radiator 216 angrenzend ist ein selektiv betätigbares, elektrisch betriebenes Gebläse 218 angeordnet, welches einen kühlenden Luftzug erzeugen soll, der die Wärmeaustauschoberfläche des Radiators 216 durchströmt, wenn das Gebläse eingeschaltet wurde.

An dem unteren Ende des Radiators 216 ist ein kleiner Sammelbehälter oder unterer Tank 220 vorgesehen, welcher das in dem Kondensator erzeugte Kondensat auffangen soll. Von dem unteren Tank 220 führt eine Kühlmittelrückführleitung 222 zu einer in dem Zylinderkopf 206 ausgebildeten Kühlmitteleinlaßöffnung 221. Eine elektrisch betriebene Pumpe 224 mit geringer Förderleistung ist in dieser Leitung an einer Stelle relativ nahe dem Radiator 216 angeordnet. Diese Pumpe 224 ist erfindungsgemäß umkehrbar ausgeführt, d. h., sie kann so betätigt werden, daß sie Kühlmittel aus dem unteren Tank 220 entnimmt und dieses zu dem Kühlmantel 208 pumpt (erste Flußrichtung), und so, daß sie Kühlmittel in die umgekehrte Richtung pumpt (zweite Flußrichtung). D. h., es wird Kühlmittel durch die Rückführleitung 222 geleitet und in den unteren Tank 220 gepumpt. Der Grund für diese besondere Anordnung wird später noch erläutert.

Ein Kühlmittelreservoir 226 ist derart angeordnet, daß es über eine Zufuhrleitung 228, in welcher ein elektromagnetisches Flußsteuerventil 230 angeordnet ist, mit dem unteren Tank 220 verbunden ist. Dieses Ventil ist derart ausgebildet, daß es schließt, wenn es betätigt wird. Das Reservoir 226 wir durch eine Kappe 232 verschlossen, in welcher eine Luftbohrung 234 ausgebildet ist. Dadurch wird das Innere des Reservoires 226 konstant unter Atmosphärendruck gehalten.

In der Kühlmittelrückführleitung 222 ist ein Drei-Wege-Ventil 236 angeordnet und steht über eine Füllstandskontrolleitung 238 mit dem Reservoir 226 in Verbindung. Dieses Ventil ist in einer ersten Stellung mit der Pumpe 224 und dem Reservoir 226 flüssigkeitsverbunden (nämlich über den Fließweg A) und in einer zweiten Stellung mit der Pumpe 224 und dem Kühlmittelmantel 208 (nämlich über den Flußweg B).

Der Dampfverteiler 212 ist mit einem nach oben gerichteten Teil 240 ausgebildet. Dieses nach oben gerichtete Teil 240 ist mit einer Kappe 242 versehen, welche den Teil 240 hermetisch verschließt und darüber hinaus ist an dem Teil 240 eine Kläröffnung 244 angebracht. Die zuletzt erwähnte Öffnung 244 ist über eine Überlaufleitung 246 mit dem Reservoir 226 verbunden.

In der Leitung 246 ist ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisch zu betätigendes Ventil 248 mit den Stellungen Auf und Zu vorgesehen und derart ausgebildet, daß es nur dann öffnet, wenn es betätigt wird. Ebenfalls verbunden mit dem aufsteigenden Teil 240 ist eine auf Druckunterschied ansprechende, mit einer Membran betriebene Schaltungseinrichtung 250, welche eine Offenstellung einnimmt, wenn der in dem Kühlsystem (nämlich Kühlmantel 208, Dampfverteiler 212, Dampfleitung 214, Radiator 215 und Rückführleitung) herrschende Druck bis zu einem bestimmten Betrag unter den Atmosphärendruck abfällt. Bei dieser Ausführungsform ist der Schalter 250 derart ausgebildet, daß der öffnet, wenn der Druck in dem Kühlsystem auf einen Unterdruck von -30 bis -50 mmHg abfällt.

Um den Kühlmittelstand in dem Kühlmantel zu steuern, ist, wie gezeigt, ein Füllhöhensensor 252 angeordnet. Dieser Sensor ist in einer Höhe H 1 angebracht, welche höher ist als die der Verbrennungskammern, Auslaßöffnungen und Auslaßventile (hohem Wärmeabfluß unterliegende Bauteile), um so diese Teile sicher in flüssigem Kühlmittel eingetaucht zu halten und auf diese Weise das Motorklopfen oder ähnliches zu vermeiden, was aufgrund der Bildung von lokal überhitzen Zonen oder Stellen erzeugt wird.

Unterhalb des Füllstandsensors 252 ist ein Temperaturfühler 254 angeordnet, damit dieser stets in das flüssige Kühlmittel eingetaucht ist. Die Ausgänge des Füllstandsensors 252 und des Temperaturfühlers 254 werden zu einem Steuerkreis 256 oder Modulator geführt, welcher mit einer geeigneten, hier nicht dargestellten Stromquelle verbunden ist.

Der Steuerkreis 256 empfängt weiterhin einen Eingang von dem Verteiler 258 des Motors (oder einer ähnlichen Einrichtung) welcher ein die Motordrehzahl anzeigendes Signal erzeugt, und einen Eingang von einem Lastsensor 260, wie beispielsweise einem Sensor, der die Stellung der Drosselklappe erfaßt. Alternativ dazu kann auch der Ausgang eines Luftmengenmessers, eines Ansaugunterdrucksensors oder die Impulsdauer eines Steuersingnals für die Kraftstoffeinspritzung als die Motorlast anzeigender Sensor verwendet werden.

Ein zweiter Füllstandsensor 262 ist in dem unteren Tank 220 in der Höhe H 2 angeordnet. Die Absicht für die Anbringung dieses Sensors wird im folgenden deutlich, wenn die Betriebsweise des Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme gemäß den Fig. 4 bis 13 näher erläutert wird.

Vor Inbetriebnahme wird das Kühlsystem bis zum Rand mit Kühlmittel gefüllt (z. B. Wasser oder eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel oder dergl.) und die Kappe 242 eingesetzt, um das System zu verschließen. Auch in das Reservoir 226 wird eine geeignete Menge zusätzliches Kühlmittel eingebracht. Zu dieser Zeit sollte das elektromagnetische Ventil 230 zeitweilig betätigt werden, um eine geschlossene Stellung einzunehmen. Alternativ dazu und/oder in Kombination damit ist es möglich, das Kühlmittel in das Reservoir 226 einzufüllen und per Hand das Ventil 236 derart zu betätigen, daß der Fließweg A geöffnet ist, während gleichzeitig die Pumpe 224 derart betätigt wird, daß sie Kühlmittel aus dem Reservoir entnimmt und über die Leitung 238 in den unteren Tank 220 pumpt, bis gesehen werden kann, daß das Kühlmittel oben aus dem offenen nach oben gerichteten Teil 240 überläuft. Durch Anbringen der Kappe 242 kann zu diesem Zeipunkt das System in einem vollständig gefüllten Zustand verschlossen werden. Um dieses Füllen und das nachfolgende Warten des Systems zu erleichtern, kann ein per Hand betätigbarer Schalter derart angebracht sein, daß der die oben beschriebene Arbeit von innerhalb des Motorraumes aus gestattet, ohne daß es notwendig ist, den Motor tatsächlich zu starten.

Wenn der Motor gestartet wird, wenn der Kühlmantel vollständig mit stillstehendem Kühlmittel gefüllt ist, kann die durch die Verbrennung in den Verbrennungskammern erzeugte Wärme nicht einfach über den Radiator 216 an die umgebende Atmosphäre abgegeben werden und das Kühlmittel heizt sich schnell auf und beginnt Kühlmitteldampf zu erzeugen. Zu dieser Zeit bleibt das Ventil 230 unbetätigt (offen), wobei der Druck des Kühlmitteldampfes beginnt, flüssiges Kühlmittel aus dem Kühlsystem (nämlich dem Kühlmantel 208, dem Dampfverteiler 212, der Dampfleitung 214, dem Radiator 216, dem unteren Tank 220 und der Rückführleitung 222) herauszudrängen.

Während dieser Kühlmittelverdrängungsarbeit kann jeweils eine von zwei Situationen auftreten. Es ist möglich, daß der Kühlmittelstand in dem Kühlmittelmantel 208 auf die Höhe H 1 verringert wird, bevor der Füllstand in dem Radiator 216 die Höhe H 2 erreicht, oder umgekehrt, wobei nämlich der Radiator 216 bis zur Höhe H 2 geleert wird, bevor viel Kühlmittel aus dem Kühlmittelmantel 208 verdrängt wird. In letzterem Fall (wenn nämlich der Kühlmittelstand in dem Radiator auf H 2 abfällt, bevor der Kühlmittelstand in dem Kühlmantel die Höhe H 1 erreicht) wird das Ventil 230 zeitweilig geschlossen und ein Teil des überschüssigen Kühlmittels in dem Kühlmittelmantel kann herüber kondensieren zu dem Radiator 216, bevor das Ventil 230 wieder geöffnet wird. Wenn andererseits die Höhe H 1 zuerst erreicht wird, veranlaßt der Füllstandsensor 25 die Betätigung der Pumpe 224, so daß Kühlmittel aus dem unteren Tank 220 in den Kühlmantel 208 gepumpt wird, während gleichzeitig Kühlmittel durch die Leitung 228 in das Reservoir 226 verdrängt wird.

Die Last- und andere Betriebsparameter des Motors (nämlich Ausgänge der Sensoren 258 und 260) werden abgetastet, wobei eine Entscheidung über die Temperatur getroffen wird, bezüglich welcher das Kühlmittel gesteuert werden soll, um zu sieden. Wenn die gewünschte Temperatur erreicht wird, bevor die Kühlmittelmenge in dem Kühlsystem auf ihren minimal erlaubten Füllstand abgesunken ist (nämlich, wenn das Kühlmittel in dem Kühlmantel und in dem Radiator an dem Füllstand H 1 bzw. H 2 angelangt ist), ist es möglich, das Ventil 230 zu betätigen, so daß es seine Schließstellung einnimmt und das Kühlsystem in einen hermetisch abgeschlossenen Zustand versetzt. Wenn die Temperatur, bei welcher das Kühlmittel siedet, die vorbestimmte, als am geeignetsten für die vorliegenden Betriebsbediungungen des Motors angesehene Temperatur überschreitet, kann das Drei-Wege-Ventil 236 derart geschaltet werden, daß es den Fließweg A öffnet und die Pumpe 224 kurz betätigt wird, um einen Teil des Kühlmittels aus dem Kühlsystem herauszupumpen, damit die Oberfläche der für die Abgabe der Verdampfungswärme des Kühlmitteldampfes zur Verfügung stehenden "trockenen", inneren Fläche des Radiators vergrößert wird und damit gleichzeitig der in dem Kühlsystem vorherrschende Druck verringert wird. Wenn das Kühlmittel in dem Kühlsystem auf einen minimalen Füllstand verrringert wird (nämlich, wenn die Füllstände in dem Kühlmittelmantel 208 bzw. in dem unteren Tank 220 die Höhen H 1 bzw. H 2 erreichen), wird die Verdrängung von Kühlmittel aus dem Kühlsystem beendet, um eine mögliche Kühlmittelverknappung in dem Kühlmantel 208 zu verhindern.

Sollten andererseits die Umgebungsbedingungen derart sein, daß die Kondensationsrate in dem Radiator 216 höher als gewünscht ist (wenn nämlich der Radiator überkühlt wird) und der Druck in dem System übermäßig absinkt, um unterhalb des Atmosphärendrucks zu liegen, wird das Drei-Wege-Ventil 236 so eingestellt, daß der Fließweg A geöffnet ist. Und die Pumpe 224 wird betätigt, um Kühlmittel aus dem Reservoir 226 zu entnehmen und dieses über den unteren Tank 220 in den Radiator 216 zu pumpen, bis das Kühlmittel auf eine geeignete Höhe ansteigt. Durch diese Maßnahme wird der in dem Kühlsystem vorherrschende Druck angehoben und die für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche in dem Radiator verringert. Dementsprechend wird der Siedepunkt des Kühlmittels sofort durch den Wechsel des Innendruckes geändert, während die Wärmemenge, die aus dem System abgeführt wird, verringert wird. Es ist auf diese Weise möglich, den Siedepunkt schnell auf den als notwendig bestimmten anzuheben.

Wenn der Motor 200 abgestellt wird, ist es vorteilhaft, das Ventil 230 betätigt (nämlich geschlossen) zu halten, bis die auf den Druckunterschied ansprechende Anordnung 250 öffnet. Dadurch wird das Problem vermieden, daß große Mengen von Kühlmittel aufgrund des in dem Kühlmittel vorherrschenden Überdrucks gewaltsam aus dem Kühlsystem verdrängt werden.

Die oben kurz beschriebene Betriebsweise wird noch deutlicher durch die Beschreibung der in den Fig. 8 bis 17 dargestellten Flußdiagramme.

Die Fig. 8 zeigt in einem Flußdiagramm die Schritte, welche die Steuerung des Systems im Betrieb kennzeichnet, während die Abschaltsteuerung später noch unter Bezugnahme auf die Fig. 17 beschrieben wird.

Der erste Schritt in dem Steuerungssystem ist die Initialisierung des Systems, d. h. der RAM (Speicher mit direktem Zugriff) des Mikroprozessors, der das Herz des Steuerkreises 256 bildet, wird gelöscht und der periphere Schnittstellenbaustein initialisiert, wonach Interrupts (Programmunterbrechungen) zugelassen sind. Bei dem Programmschritt 1002 wird der Ausgang des Temperaturfühlers 254 abgetastet und eine Abfrage durchgeführt, ob die Temperatur des Kühlmittels oberhalb oder unterhalb einer vorbestimmten unteren Grenze liegt, welche in diesem Fall auf 45°C festgelegt wurde. Wenn die Temperatur oberhalb dieser Grenze liegt, läuft das Programm an dem Programmschritt 1003 vorbei und geht direkt weiter zu dem Programmschritt 1004, bei dem in die Aufwärm-/Verdrängungarbeitsweise eingestiegen wird unter der Annahme, daß das Kühlmittel noch warm ist, der Motor noch nicht lange abgestellt war und nur geringe Möglichkeit für die Umgebungsluft bestand, in das System einzudringen. Wenn jedoch die Temperatur geringer als 45°C ist, dann läuft bei dem Programmschritt 1003 eine Steuerroutine für das Abführen von nicht-kondensierbaren Stoffen. Diese Steuerung ist derart, daß das System überfüllt wird und jegliche Luft oder dergl., welche während der Nichtbenutzung des Kühlsystems eingdrungen sein könnte, aus dem System herausgedrückt wird.

Beim Programmschritt 1005 reguliert eine Steuerroutine die Temperatur des Kühlmittels über eine selektive Betätigung des Gebläses 218. Danach wird der Füllstand des Kühlmittels in dem Kühlmantel 208 im Programmschritt 1006 überprüft. Wenn der Ausgang dieser Untersuchung derart ist, daß der Füllstand in dem Kühlmantel oberhalb der Höhe H 1 ist, dann wird im Programmschritt 1007 das Ventil II so gestellt, daß der Fließweg B geöffnet ist, und das Ventil III wird geschlossen. Dadurch wird das Kühlsystem zu einem geschlossenen Kreislauf, bei dem zwischen dem Radiator 216 und dem Kühlmantel eine Flüssigkeitsverbindung hergestellt wird.

Nach den beiden Programmschritten 1006 und 1007 läuft bei dem Programmschritt 1008 eine Kühlmittelfüllstandssteuerungsroutine ab. Mit dieser Anordnung kann der Kühlmittelfüllstand in dem Kühlmittelmantel auf der Höhe H 1 gehalten werden, unabhängig davon, ob das System als geschlossener Kreislauf arbeitet oder nicht.

Danach wird die Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmantel durch Ablesen des Ausgangs des Temperaturfühlers 254 abgetastet und mit einem Sollwert verglichen, der auf der Grundlage der augenblicklichen Arbeitsweise des Motors festgelegt ist. Wenn nämlich der Motor z. B. in der Zone A arbeitet, ist der Sollwert auf einen Wert zwischen 100 und 110°C festgelegt. Die Abweichung dieses Wertes wird nachher noch im Zusammenhang mit der Interruptroutine der Fig. 9 näher erläutert.

Für den Fall, daß die Temperatur in dem Bereich Sollwert +a3 und Sollwert -α4 liegt, geht das Programm sofort weiter zu dem Programmschritt 1013. Wenn jedoch die Temperatur oberhalb des Sollwertes +α3 liegt, dann wird bei dem Programmschritt 1010 der Kühlmittelfüllstand in dem unteren Tank (L/T) 220 dadurch bestimmt, daß der Ausgang des Sensors 262 abgetastet wird, um nachzuprüfen, ob der Grund für die hohe Temperatur derjenige ist, daß der Kühlmittelstand im Radiator 216 zu hoch ist, wodurch die effektive Wärmeaustauschoberfläche des Radiators reduziert wäre. Wenn das Ergebnis dieser Untersuchung negativ ist, geht das Programm weiter zu dem Programmschritt 1013. Wenn jedoch überschüssiges Kühlmittel in dem Radiator aufgefunden wird, dann läuft bei dem Programmschritt 1011 eine Routine ab, welche den Kühlmittelstand verringert. Wenn andererseits das Ergebnis der bei dem Programmschritt 1009 durchgeführten Untersuchung ergibt, daß die Temperatur des Kühlmittels niedriger als gewünscht ist, geht das Programm weiter zu dem Programmschritt 1012, bei dem Maßnahmen durchgeführt werden, um die Kühlmittelmenge in dem Radiator zu erhöhen und somit die für die Abfuhr der Verdampfungs- und Kondensationswärme des Kühlmitteldampfes zur Verfügung stehende trockene Oberfläche des Radiators zu verringern. Die Programmschritte 1011 und 1012 sind derart, daß die Temperatur des Kühlmittelsiedepunktes durch Anpassung der Wärmeaustauscheigenschaften des Radiators 216 derart gesteuert wird, daß der Siedepunkt für die momentan vorliegenden Betriebsbedingungen geeignet ist. In Kombination mit der durch das Gebläse 218 bewirkten Temperatursteuerung ermöglicht dies eine schnelle und stabile Steuerung der Kühlmitteltemperatur.

In dem Fall jedoch, daß das Programm zu dem Programmschritt 1013 geht, wird davon ausgegangen, daß Lufteinschlüsse in dem System vorgekommen sind und die Wirksamkeit des Radiators bis zur Erzeugung einer potentiellen Motorüberhitzung herabgesetzt wurde. Dementsprechend werden sowohl die Ausgänge des Temperaturfühlers 254 und der Schaltanordnung 250 für den Differenzdruck abgetastet und in dem Fall, daß die Temperatur oberhalb 108°C und der Druck oberhalb des Atmosphärendruckes liegt, läuft dann bei dem Schritt 1014 eine Steuerroutine ab, welche bewirkt, was als Heißabfuhr (hot purge) bezeichnet wird.

Bevor jede einzelne der oben erwähnten Routinen (Unterprogramme) im Detail behandelt wird, erscheint es angemessen, zuerst die Interruptroutine zu erläutern, welche in Frequenzintervallen arbeitet, um den momentanen Betriebsstand des Motors zu bestimmen.

Jedesmal, wenn diese Routine läuft, werden die momentanen Daten für die Gebläsesteuerung aus der CPU (zentrale Rechnereinheit) entnommen, um den Weg für die folgende Arbeitsweise frei zu machen. Bei dem Schritt 1102 wird die Stellung des Zündschlüssels erfaßt und im Falle, daß "AN" anzeigt, daß der Motor läuft, geht das Programm zu den Schritten 1103 bis 1106, wobei die Zeitgeber 2 und 3 (in der Abschaltroutine verwendete Software-Zeitgeber) gelöscht werden, die Steuerungsdaten für das Gebläse in der CPU wieder festgesetzt werden und die Eingänge aus den Sensoren 258 und 260 in Vorbereitung für die Abweichung der Solltemperatur (Programmschritt 1106) eingelesen werden.

Aus der Erläuterung der drei in der Fig. 2 gezeigten Zonen und aus der Tatsache, daß die vorliegende Ausführungsform mit einem Mikroprozessor arbeitet, läßt sich erkennen, daß es eine relativ einfache Angelegenheit ist, die Daten in einer zweidimensionalen Tabelle in den ROM (Lesespeicher), ähnlich wie in der besagten Fig. gezeigt, zu setzen und die Motorlast- und Motordrehzahleingänge von den Sesnoren 258 und 260 dazu zu benutzen, um zu bestimmen, welche Belastung und welcher Temperaturbereich unter den vorliegenden Betriebsbedingungen gewählt werden soll. Alternativ dazu ist es auch möglich, Programme zu entwickeln, welche die gleiche Funktion erfüllen. Da solche Details zum Rüstzeug eines Durchschnittsfachmannes für Computerprogramme gehören, wird der Kürze halber keine weitere Beschreibung gegeben. Wenn jedoch bei dem Programmschritt 1102 entdeckt wird, daß der Zündschlüssel auf "AUS" steht, dann läuft beim Programmschritt 1107 ein Programm ab, welches das Abkühlen des Kühslystems bis zu dem Punkt steuert, bei dem es sicher ist, daß das System als offener Kreislauf verbleibt, ohne daß das Problem auftritt, daß ein Überdruck ein Verdrängen von Kühlmittel aus dem Kühlsystem in das Reservoir mit genügender Heftigkeit derart bewirkt, daß das Kühlmittel dazu neigt, durch Überlaufen verloren zu gehen und/oder eine große Luftmenge in das System eindringen kann.

Im folgenden werden nach und nach die oben erwähnten Unterprogramme unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 17 dargestellt.

Steuerroutine für das Abführen von nicht-kondensierbaren Stoffen

Die Fig. 10 zeigt im Detail die Programmschritte, die die Steuerung zum Abführen nicht-kondensierbarer Stoffe kennzeichnen. Beim Schritt 1201 werden die drei elektromagnetischen Ventile 248, 236 und 230 in die angegebenen Stellungen gebracht. Der Einfachheit halber werden diese Ventile einfach als Ventil I, II bzw. III genannt. Ventil I (248) wird so betätigt, daß es einen offenen Zustand einnimmt und somit eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem nach oben gerichteten Teil 240 des Dampfverteilers und dem Reservoir 226 über die Überlaufleitung 246 herstellt. Das Ventil II (236) wird derart gestellt, daß es den Fließweg A freigibt (nämlich die Flüssigkeitsverbindung zwiscben dem Reservoir 226 und dem unteren Tank 220). Das Ventil III (230) wird geschlossen. Bei dem Schritt 1202 wird die Pumpe 224 betätigt, um Kühlmittel in der zweiten Flußrichtung (nämlich zu dem unteren Tank) zu pumpen. Dies bewirkt, daß Kühlmittel aus dem Reservoir 226 derart eingeleitet wird, daß es durch den Radiator 216 aufwärts zu dem nach oben stehenden Teil 240 des Dampfverteilers 212 fließt und jegliche hartnäckigen Luftblasen ausspült, die ihren Weg in das Kühlsystem gefunden und sich in den Röhren des Radiators gesammelt haben.

Wenn zu dieser Zeit das Kühlsystem im wesentlichen voll ist, läuft das überschüssige Kühlmittel alsbald über und durch die Rückführleitung 246 in das Reservoir 226. Der Betrieb der Pumpe 224 wird für eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten (die zwischen einigen Sekunden und einigen 10 Sekunden, z. B. zwischen 5 bis 60 Sekunden liegen kann) durch einen Software-Zeitgeber oder einen ersten Zeitgeber (Zeitgeber 1), der derart ausgebildet ist, daß er jedesmal, wenn ein Zeitimpuls oder ein ähnliches Signal in dem Mikroprozessor erzeugt wird, in welchem die vorliegenden Programme ablaufen, rückwärts zählt. Während dieser Zeitgeber zählt, geht das Programm, wie dargestellt, zurück zu dem Programmschritt 1203. Wenn dann der Zeitgeber um den erforderlichen Betrag heruntergezählt hat (oder alternativ dazu heraufgezählt), geht das Programm weiter zu dem Programmschritt 1204, bei dem der Betrieb der Pumpe 224 gestoppt wird und der erste Zeitgeber (Zeitgeber 1) für den nächsten Abführbetrieb gelöscht wird.

Aufwärm-/Verdrängungssteuerroutine

Die Fig. 11 zeigt die Steuerungsschritte, welche die Steuerung der Aufwärm-/Verdrängungsarbeitsweise beim Betrieb kennzeichnen. Wie in dem Programmschritt 301 gezeigt ist, werden die Ventile I, II und III (d. h., Ventile 248, 236 und 230) derart eingestellt, daß die Überlaufleitung 246 geschlossen wird, der Fließweg B geöffnet wird und das Ventil III (230) nicht betätigt wird, um die Leitung 228 zu öffnen. Beim Programmschritt 1302 werden die Eingangsdaten von den Sensoren 258 und 260 gelesen und durch Rechnen oder eine andere geeignete Methode, die am geeignetsten erscheinende Temperatur für den Siedepunkt des Kühlmittels bestimmt.

Bei dem Schritt 1303 wird der Ausgang des Kühlmitteltemperaturfühlers 254 abgetastet und mit dem im Programmschritt 1302 festgelegten Sollwert verglichen. Wenn die Kühlmitteltemperatur oberhalb eines Sollwertes α3 (wobei α3 = 2°C) liegt, dann geht das Programm zu dem Programmschritt 1305, während in dem Fall, daß die Kühlmitteltemperatur nicht bis zum Sollwert +α3 gelangt ist, beim Programmschritt 1304 die Ausgänge der Füllstandsensoren 252 und 262 abgetastet werden. Es wird bestimmt, ob die Kühlmittelfüllstände sowohl in dem Kühlmantel 208 (C/J) und dem unteren Tank 220 (L/T) unterhalb der Höhen H 1 bzw. H 2 liegen. Wenn das Ergebnis dieser Untersuchung negativ ist, dann wird davon ausgegangen, daß das Kühlsystem noch eine in bezug auf die oben erwähnte minimale Kühlmittelmenge überschüssige Menge enthält, und das Programm kehrt zurück zu dem Programmschritt 1302, um ein weiteres Abführen von Kühlmittel zu gestatten. Wenn jedoch einer der Füllstände den jeweilig vorbestimmten Wert erreicht, dann werden die Ventile wie dargestellt geschaltet, um zu verrhindern, daß entweder ein zu geringer Füllstand in dem Kühlmittelmantel 208 vorliegt, oder weil das überschüssige Kühlmittel in dem Kühlmittelmantel sich aufgrund des vorher erwähnten Destillationsprozesses in Richtung Radiator 216 bewegt. Die Ventile werden dann so geschaltet, daß das Ventil I geschlossen ist, das Ventil II den Fließweg B freigibt und das Ventil III betätigt wird, um seinen geschlossenen Zustand einzunehmen.

Nach der Wiederholung des Aufwärm-/Verdrängungssteuerungsprogramms läuft das Temperatursteuerungsprogramm für das Gebläse.

Temperatursteuerungsroutine

Wie in der Fig. 12 dargestellt ist, werden im Programmschritt 1401 dieser Routine die Eingangsdaten von den Sensoren 258 und 260 gelesen und die Temperatursollwerte bestimmt. Im Programmschritt 1402 wird die augenblickliche Kühlmitteltemperatur durch Abtasten des Ausganges des Temperaturfühlers 254 bestimmt und mit dem hergeleiteten Sollwert verglichen. Der Temperaturbereich ist in der Zeichnung dargestellt. Wenn dementsprechend die augenblickliche Kühlmitteltemperatur in dem Bereich Sollwert +α1 bis Sollwert -α2 (wobei α1 = 0,5°C = α2) liegt, stoppt das Programm. Wenn jedoch die Temperatur niedriger als der Sollwert -α2 ist, dann wird der Betrieb des Kühlgebläses 218 verhindert, während, wenn die Temperatur oberhalb des Sollwertes +α1 liegt, beim Programmschritt 1403 ein Befehl zur Betätigung des Kühlgebläses 318 ausgegeben wird.

Steuerroutine für den Füllstand des Kühlmittels

Die Fig. 13 zeigt die Steuerungsroutine für den Füllstand des Kühlmittels, welche nach jedem Ausführen des Temperatursteuerungsprogramms abläuft. Beim Schritt 1501 dieses Programms wird der Füllstand des Kühlmittels in dem Kühlmantel 208 durch Abtasten des Füllstandsensors 252 bestimmt. Wenn der Füllstand des Kühlmittels in dem Kühlmantel 208 (C/J) unterhalb H1 liegt, dann läuft in dem Programmschritt 1502 eine Routine zur Überprüfung des abnormen Füllstandes im Kühlmantel ab. Wenn jedoch der Füllstand des Kühlmittels oberhalb des Sensors 252 ausgemacht wird, dann ergeht bei dem Programmschritt 1503 ein Befehl, um den Betrieb der Pumpe 224 einzustellen. Hiernach wird der Zeitgeber 4 (dieser Zeitgeber wird in der Routine zur Überprüfung eines abnormen Füllstandes verwendet) im Programmschritt 1504 gelöscht und das Programm gibt zurück an das Hauptprogramm.

Programm zur Überprüfung eines abnormen Fülstandes im Kühlmantel

Wie in der Fig. 14 gezeigt ist, wird in dem ersten Schritt 1601 dieser Routine der Zeitgeber 4 gesetzt, damit dieser zählt. Während die Zählung unterhalb 10 Sekunden bleibt, geht das Programm zu dem Programmschritt 1602, bei dem die Pumpe 224 betätigt wird, um in die erste Fließrichtung zu pumpen, während das Ventil II so gesetzt wird, daß der Fließweg B freigegeben wird und das Ventil III geschlossen ist.

Mit diesem System wird somit Kühlmittel in normaler Art aus dem unteren Tank 220 zu dem Kühlmantel 208 gepumpt. Wenn die Zählung des Zeitgebers 4 in das Intervall zwischen 10 und 20 Sekunden eintritt, geht das Programm zu dem Schritt 1603, bei dem der Ausgang der Schalteranordnung 250 für die Druckdifferenz abgetastet wird und bestimmt wird, ob der Druck in dem Kühlsystem negativ ist oder nicht. In dem Fall, daß der Druck nicht negativ ist, wird im Programmschritt 1604 die Pumpe in der zweiten Fließrichtung betätigt, das Ventil II so geschaltet, daß der Fließweg A geöffnet wird, und das Ventil III geschlossen. In diesem Zustand wird das System zu betrieben, daß Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf in das Reservoir 226 gepumpt wird. Wenn andererseits in dem Programmschritt 1603 herausgefunden wird, daß der in dem System vorherrschende Druck negativ ist, dann wird, wie dargestellt, der Fließweg B geöffnet, die Pumpe 224 veranlaßt, in die erste Fließrichtung zu pumpen, und das Ventil III geöffnet. Unter diesen Bedingungen erlaubt das System, das Kühlmittel unter dem Einfluß der Druckdifferenz, die zwischen dem Atmosphärendruck und dem Innendruck des Kühlsystems vorliegt, eingeleitet wird.

Der Schritt 1604 ist derart gewählt, daß die in dem Kühlsystem vorhandene Kühlmittelmenge reduziert wird, während im Programmschritt 1605 die Kühlmittelmenge vergrößert wird.

Wenn die Zählung des Zeitgebers 4 20 Sekunden überschreitet, geht das Programm zu dem Programmschritt 1606, in dem der Zeitgeber 4 gelöscht wird.

Steuerungsprogramm zur Verringerung des Füllstandes im Radiator

Die Fig. 15 zeigt in Form eines Flußdiagramms die Schritte, welche die Steuerung kennzeichnen, über welche der Füllstand des Kühlmittels in dem Kühlkreislauf verringert werden kann mit dem Ziel, die Kühlmitteltemperatur zu steuern. Wie in dem ersten Programmschritt 1701 dieses Steuerungsprogrammes gezeigt ist, setzt das Programm die Ventile so, daß das Ventil I geschlossen ist, das Ventil II den Fließweg A öffnet und das Ventil III betätigt ist, um seine Schließstellung einzunehmen. Im Schritt 1702 wird die Pumpe 224 betätigt, um Kühlmittel in der zweiten Fließrichtung (nämlich von dem unteren Tank zu dem Ventil II (236)) zu pumpen. Unter diesen Bedingungen wird Kühlmittel aus dem unteren Tank 220 entnommen und über die Leitung 238 nach außen in das Reservoir 226 gepumpt.

Im Schritt 1703 wird der Kühlmittelstand in dem Kühlmantel 208 abgefragt, um zu bestimmen, ob der Füllstand in dem Kühlmantel auf die Höhe H 1 abgefallen ist oder nicht. In dem Fall, daß der Füllstand nicht auf die Höhe H 1 abgefallen ist, geht das Programm weiter zu dem Schritt 1704, in welchem die Routine für die Überprüfung des abnormen Füllstandes im Kühlmantel ausgeführt wird. Wenn andererseits der Füllstand in dem Kühlmantel tatsächlich auf die Höhe H 1 abgesunken ist, wird in dem Schritt 1705 ein Befehl ausgegeben, um den Zeitgeber 4 zu löschen, und im Schritt 1706 wird der Füllstand des Kühlmittels in dem unteren Tank 220 durch Abtasten des Ausganges des Füllstandsensors 262 bestimmt. In dem Fall, daß der Füllstand des Kühlmittels in dem unteren Tank 220 unterhalb der Höhe H 2 ist, fährt das Programm mit dem Schritt 1707 fort, in welchem die Ausgänge der Sensoren 258 und 260 abgetastet werden und der Temperatursollwert bestimmt wird. Wenn jedoch der Füllstand des Kühlmittels in dem unteren Tank 220 noch über der Höhe H 2 liegt, dann überspringt das Programm die beiden Schritte 1707 und 1708, wie in dem Flußdiagramm dargestellt.

Im Programmschritt 1708 wird die augenblickliche Kühlmitteltemperatur mit dem im Programmschritt 1707 ermittelten Sollwert verglichen. In dem Fall, daß die Kühlmitteltemperatur größer als der Sollwert +α5 ist (wobei α5 = 1°C ist), geht das Programm zurück zu dem Programmschritt 1703, um eine weitere Verringerung des Kühlmittels und somit des Innendrucks zu veranlassen, während in dem Fall, daß die Kühlmitteltemperatur geringer als der Sollwert +α5 ist, das Programm zu dem Programmschritt 1709 geht, in welchem der Fließweg B über eine entsprechende Stellung des Ventiles II geöffnet wird.

Diese Steuerung ist bestrebt, die Temperatur des Kühlmittels auf einen Wert zu senken, der im Bereich 1°C um den gewünschten Sollwert liegt, und wird in Reaktion auf die Temperaturbereichsschritte und die Füllstandserfassungsschritte 1009 und 1010 des in Fig. 8 gezeigten Hauptprogrammes ausgeführt.

Steuerungsprogramm für die Erhöhung des Füllstandes im Radiator

Die Fig. 16 zeigt im Detail die Schritte, die die Betriebsweise charakterisieren, bei der die Kühlmittelmenge im Kühlsystem vergrößert wird, um den Druck in dem Kühlsystem anzuheben, um somit auch den Siedepunkt des Kühlmittels anzuheben. Diese Steuerung wird in Reaktion auf den Temperaturbereichsschritt 1009 in Fig. 8 ausgeführt.

Wie dargestellt ist, wird nach dem Start dieser Routine der in dem Kühlsystem vorherrschende Druck abgetastet und daraufhin untersucht, ober der Druck negativ ist oder nicht (Programmschritt 1801). Diese Abfrage kann durch Abtasten des Ausganges des auf die Druckdifferenz ansprechenden Schalters 250 abgetastet werden.

In dem Fall, daß der Druck in dem Kühlsystem tatsächlich negativ ist, geht das Programm weiter zu dem Schritt 1802, in dem das Ventil II so gesetzt wird, daß es den Fließweg B freigibt, während das Ventil III unbetätigt bleibt, um seine Offenstellung einzunehmen. Auf diese Weise kann das Kühlmittel in den Kühlkreislauf unter dem Einfluß der zwischen der Umgebungsluft und dem Inneren des Kühlsystems herrschenden Druckdifferenz in das Kühlsystem eingeführt werden. Im Schritt 1803 wird die in der Fig. 13 dargestellte Steuerroutine für den Kühlmittelfüllstand ausgeführt.

Wenn auf der anderen Seite der Druck in dem Kühlsystem nicht niedriger als der Atmosphärendruck ist, dann wird in dem Programmschritt 1804 das Ventil III betätigt, so daß es seine Schließstellung einnimmt. Im Schritt 1805 wird der Füllstand des Kühlmittels in dem Kühlmantel 208 bestimmt. Wenn der Füllstand unterhalb der Höhe H 1 liegt, wird im Schritt 1806 das Ventil II so gestellt, daß der Fließweg B geöffnet ist, und im Schritt 1807 die Pumpe 224 derart betätigt, daß sie flüssiges Kühlmittel in der ersten Fließrichtung fördert. Wenn jedoch der Füllstand des Kühlmittels in dem Kühlmantel 208 oberhalb der Höhe H 1 ist, wird der Fließweg A freigegeben und die Pumpe 224 betätigt, um Kühlmittel in der zweiten Fließrichtung zu fördern. Auf diese Weise wird Kühlmittel von dem Reservoir 226 angesaugt und in das Kühlsystem (Radiator 216) gefördert, um den in dem Kühlsystem herrschenden Druck anzuheben.

Im Schritt 1810 wird der Temperatursollwert ermittelt und im Schritt 1811 die momentane Kühlmitteltemperatur mit dem ermittelten Sollwert verglichen. In dem Fall, daß die Kühlmitteltemperatur unterhalb des Sollwertes -α6 liegt, geht das Programm zurück zum Schritt 1801, damit mehr Kühlmittel in das Kühlsystem eingeleitet werden kann.

Wenn jedoch die Temperatur größer als der Sollwert -α6 ist, dann wird beim Programmschritt 1812 der Fließweg B freigegeben und das Ventil III geschlossen, wodurch das Einströmen von Kühlmittel beendet wird.

Steuerroutine für das Abschalten

Beim Programmschritt 1901 wird bestimmt, ob die Temperatur des Motorkühlmittels oberhalb einer vorbestimmten Höhe liegt, welche in diesem Ausführungsbeispiel auf 80°C festgelegt ist. Wenn die Temperatur des Kühlmittels noch unterhalb der erwähnten Grenze liegt, wird angenommen, daß der Kühlkreislauf als offener Kreislauf beibehalten bleiben kann, ohne daß zu befürchten ist, daß ein Überdruck ein heftiges Herausdrängen von Kühlmittel aus dem Kühlsystem in das Reservoir in der Art bewirkt, daß dieses dort überläuft und einen ständigen Verlust von Kühlmittel bewirkt. Wenn andererseits das Kühlmittel noch oberhalb 80°C liegt, dann geht das Programm zu dem Programmschritt 1902, bei dem der Temperatursollwert auf den eben erwähnten Wert festgesetzt wird. Im Programmschritt 1903 wird ein zweiter Zeitgeber (Zeitgeber 2) gesetzt, der dann anfängt zu zählen. Bei dieser Ausführungsform ist die Zeitspanne, in welcher der zweite Zeitgeber zählt, zu einer Minute gewählt worden. Wenn gewünscht wird, kann dieser Wert im Hinblick auf den Motor, der durch das erfindungsgemäße System gekühlt werden soll, erhöht oder erniedrigt werden. Wenn der Zählvorgang abgeschlossen ist, wird der Betrieb des Gebläses 218 im Schritt 1904 beendet.

In dem Programmschritt 1905 werden Abfragen bezüglich der Temperatur oder des Druckes im Inneren des Kühlsystems ausgeführt. D. h., es wird abgefragt, ob die Kühlmitteltemperatur unterhalb 97°C und der in dem Kühlsystem vorherrschende Druck negativ ist.

Wenn beide diese Erfordernisse vorliegen, dann wird bei dem Schritt 1906 das ganze System abgeschaltet. Wenn jedoch das eine oder das andere der beiden Erfordernisse nicht vorliegt, dann geht das Programm zu dem Programmschritt 1907, in dem ein Zeitgeber zum Zählen gesetzt wird, und das Programm geht zurück zum Hauptprogramm. Die Zeitdauer, die der dritte Zeitgeber zählen soll, beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel eine Minute. Wenn der dritte Zeitgeber sein Zählen abgeschlossen hat, kann das Programm zu dem Programmschritt 1906 gehen und enden. Wenn der Zeitgeber 3 gesetzt wird, kann die Steuerroutine für das Abschalten mehrere Male durchlaufen, bevor das gesamte System abgeschaltet wird. Dadurch wird gewährleistet, daß das oben erwähnte Über- und Auslaufen oder dergl. nicht auftritt.

Claims (4)

1. Mit Verdampfung und Rückkondensation arbeitendes Kühlsystem für Verbrennungsmotoren
mit einem Kühlmittelmantel (208), mit einem Kondensator (216),
mit einer Dampfleitung (214), die von dem Kühlmantel (208) zu dem Kondensator (216) führt und das gasförmige Kühlmittel aus dem Kühlmantel (208) dem Kondensator (216) zuführt,
mit einer dem Kondensator (216) zugehörigen Vorrichtung (218) zum Variieren der Wärmeaustauschrate zwischen dem Kondensator (216) und einem diesen umgebenden Kühlmedium,
mit einer Rückführleitung (222) für das flüssige Kühlmittel, die von dem Kondensator (216) zum Kühlmittelmantel (208) führt und das im Kondensator (216) in seinem flüssigen Zustand kondensierte Kühlmittel zum Kühlmantel (208) zurückführt,
mit einem ersten Sensor (254) zum Erfassen eines mit der Temperatur des flüssigen Kühlmittels im Kühlmantel (208) veränderlichen Parameters, und
mit einem zweiten Sensor (260) zum Erfassen eines mit der Motorbelastung veränderlichen Parameters,
gekennzeichnet durch
ein Kühlmittelreservoir (226), dessen Inneres konstant unter Atmosphärendruck gehalten wird,
eine Ventil- und Leitungseinrichtung für das selektive Verbinden des Kühlmittelreservoirs (226) mit dem Kühlsystem, wobei die Ventil- und Leitungseinrichtung ein in der Rückführleitung (222) angeordnetes Drei-Wege-Ventil (236) und eine Flüssigkeitskontrolleitung (238) aufweist, die von dem Drei-Wege-Ventil (236) zu dem Kühlmittelreservoir (226) führt, wobei das Drei-Wege-Ventil (236) in einer ersten Stellung eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Kondensator (216) und dem Kühlmantel (208) unterbindet und zwischen dem Kondensator (216) und dem Kühlmittelreservoir (226) herstellt und in einer zweiten Stellung die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Kondensator (216) und dem Kühlmittelreservoir (226) unterbindet und zwischen dem Kondensator (216) und dem Kühlmantel (208) herstellt,
eine umkehrbare, in der Rückführleitung (222) zwischen dem Kondensator (216) und dem Drei-Wege-Ventil (236) angeordnete geordnete Pumpe (224), die selektiv betätigbar ist, um Kühlmittel in einer ersten Flußrichtung (1) vom Kondensator (216) zum Drei-Wege-Ventil (236) und in einer zweiten Flußrichtung (2) vom Drei-Wege-Ventil (236) zum Kondensator (216) zu pumpen,
einen auf den ersten und zweiten Sensor (254 bzw. 260) ansprechenden Steuerkreis (256) zum Steuern der Arbeitsweise der Vorrichtung (218), der Ventil- und Leitungseinrichtung und der Pumpe (224), wobei der Steuerkreis (256) einen von der Motordrehzahl und der Motorbelastung abhängigen Steuerplan umfaßt, mit einer ersten Zone A für niedrige Drehzahl und geringe Belastung, bei der die Temperatur des zu kontrollierenden Kühlmittels einem ersten Bereich entspricht, keiner zweiten Zone B für niedrige Drehzahl und hohe Belastung, bei der die Temperatur des zu kontrollierenden Kühlmittels einem zweiten Bereich entspricht, der unterhalb des ersten Bereiches liegt, und einer dritten Zone C für hohe Drehzahl, bei der die Temperatur des zu kontrollierenden Kühlmittels einem dritten Bereich entspricht, der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich liegt,
wobei bestimmt wird, ob der Motor in der ersten, der zweiten oder der dritten Zone arbeitet, und
die Vorrichtung (218) derart betrieben wird, daß die Kondensationsrate im Kondensator (216) variiert und die Temperatur des Kühlmittels in den zugehörigen Temperaturbereich der Zone gebracht wird, in der der Motor arbeitet, und das Drei-Wege-Ventil (236) und die Pumpe (224) derart betrieben werden, daß die Kühlmittelmenge in dem Kühlsystem variiert und deshalb der im Kühlsystem vorherrschende Druck derart geändert wird, daß die Kühlmitteltemperatur in den zugehörigen Temperaturbereich der Zone gebracht wird, in der der Motor arbeitet.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil- und Leitungseinrichtung weiterhin umfaßt:
eine Zuführleitung (228), die von dem Kühlmittelreservoir (226) zu dem unteren Teil (220) des Kondensators (216) führt,
ein zweites, in der Zuführleitung (228) angeordnetes Ventil (230), welches in einer ersten Stellung die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Kühlmittelreservoir (226) und dem Kondensator (216) freigibt und in einer zweiten Stellung die Flüssigkeitsverbindung dazwischen unterbindet,
eine Überströmleitung (246), welche an ihrem ersten Ende mit dem Kühlsystem und an ihrem zweiten Ende mit dem Kühlmittelreservoir (226) flüssigkeitsverbunden ist,
ein drittes, in der Überströmleitung (246) angeordnetes Ventil (248), welches in einer ersten Stellung die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Kühlsystem und dem Kühlmittelreservoir (226) über die Überströmleitung (246) unterbindet und in einer zweiten Stellung die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Kühlsystem und dem Kühlmittelreservoir (226) freigibt.

3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine auf den Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Kühlsystems ansprechende Einrichtung (250), die derart ausgebildet ist, daß ein den bestimmten Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Kühlsystems anzeigendes Signal ausgegeben wird.

4. Verfahren zum Kühlen eines Verbrennungsmotors, das folgende Schritte umfaßt:
Einleiten von flüssigem Kühlmittel in ein Kühlsystem, das einen um den einem hohen Wärmeabfluß unterliegenden Motoraufbau herum ausgebildeten Kühlmantel (208) umfaßt,
Siedenlassen des Kühlmittels in dem Kühlmantel (208), so daß Kühlmitteldampf erzeugt wird,
Hinüberleiten des Kühlmitteldampfes in einen Kondensator (216), welcher einen weiteren Abschnitt des Kühlsystems bildet,
Kondensieren des Kühlmittels in dem Kondensator (216) in dessen flüssigen Zustand,
Erfassen von Betriebsparametern des Motors (200),
Erfassen der Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel (208), und
Betreiben einer außerhalb des Kondensators (216) angeordneten Vorrichtung (218) derart, daß der Wärmeaustausch zwischen dem Kondensator (216) und dem diesen umgebenden Kühlmedium variiert wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Verwenden eines Steuerplanes mit
einer ersten Zone A für niedrige Drehzahl und geringe Belastung, bei der die Kühlmitteltemperatur in einem ersten Temperaturbereich gehalten werden soll,
einer zweiten ZoneB für niedrige Drehzahl und hohe Belastung, bei der die Kühlmitteltemperatur in einem zweiten Temperaturbereich gehalten werden soll, der unterhalb des ersten Bereiches liegt, und
einer dritten Zone C für hohe Drehzahl, bei welcher die Kühlmitteltemperatur in einem dritten Temperaturbereich gehalten werden soll, der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich liegt,
Bestimmen, ob der Motor in der ersten, der zweiten oder der dritten Zone arbeitet,
Variieren des Wärmeaustausches zwischen dem Kondensator (216) und dem diesen umgebenden Kühlmedium derart, daß die Temperatur des Kühlmittels im Kühlmantel (208) in den Temperaturbereich der Zone gebracht wird, die im Bestimmungsschritt bestimmt wurde, und
Betreiben einer umkehrbaren Pumpe (224) derart, daß Kühlmittel in und aus dem Kühlsystem in einer Weise gepumpt wird, daß der im Kühlsystem vorherrschende Druck geändert und die Temperatur des Kühlmittels im Kühlmantel (208) in den Temperaturbereich der Zone gebracht wird, die in dem Bestimmungsschritt bestimmt wurde.