DE3877734T2

DE3877734T2 - Kuehlungsregelsystem fuer aufgeladene brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: DE3877734T2
Application number: DE8888312344T
Authority: DE
Inventors: Ltd Aihara; Ltd Akiyama; Ltd Baba; Ltd Shimizu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2008-12-29
Also published as: US4977743A; CA1332972C; EP0323212A2; EP0323212A3; DE3877734D1; EP0323212B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlungssteuerungssystem für einen mit einem Vorverdichter ausgerüstetem Verbrennungsmotor, welches die Kühlung des Motors, des Vorverdichters, usw. in einer verbesserten Weise steuert.
Einige Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge haben in deren Einlaßkanal einen Turbolader als einen Vorverdichter angeordnet, um die Leistung des Motors zu steigern.
In einem Motor der mit dieser Art von Vorverdichter ausgerüstet ist, erhöht sich während dessen Betrieb die Temperatur des Turboladers, welche Wärmeschäden an Teilen des Motors verursachen kann, so z.B. Festfressen von Lagern und Verkohlen von Schmieröl und somit einem Herabsetzen seiner Schmierfähigkeit. Ein Kühlungssteuerungssystem für eine wassergekühlte Art von Turboladern, welche dazu bestimmt ist die Wärmeschäden zu verhindern ist üblicherweise bekannt. Das Kühlungssteuerungssystem ist dazu vorbereitet eine Pumpe an zutreiben, um ein Zirkulieren von Kühlwasser durch den Turbolader während des Betriebes des Motors zu bewirken und dabei den Turbolader wasserzukühlen.
Desweiteren ist ein Kühlungssteuerungssystem dieser Art z.B. von der japanischen vorläufigen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokai) Nr. 59-105029 vorgeschlagen worden, in welchem eine Pumpe zur Wasserkühlung des Turboladers für eine vorherbestimmte Zeitspanne nach Stillstand des Motors betrieben wird, um Wärmeschäden zu verhindern, die nach Stillstand des Motors aufzutreten neigen, da der Turbolader nach Stillstand der Maschine durch Trägheit sich weiterdreht und dadurch die Temperatur erhöht.
Das vorgeschlagene Kühlungssteuerungssystem ist jedoch so entworfen, daß gleichzeitig wenn der Schalter der Zündvorrichtung des Motors ausgeschaltet wird die Pumpe zu arbeiten beginnt und den Turbolader mit Kühlwasser für eine vorherbestimmte Zeitspanne unmittelbar nach Stillstand des Motors versorgt. Die Pumpe wird deshalb zum Betrieb angetrieben, selbst wenn der Turbolader eine Kühlung durch von der Pumpe in Umlauf versetztes Wasser nicht benötigt.
Die oben beschriebenen der hohen Temperatur des Turboladers nach Stillstand des Motors zuzuschreibenden Wärmeschäden neigen speziell dann aufzutreten, wenn der Motor nach einem Betrieb unter mittlerer oder hoher Last angehalten wird. Wenn die Maschine nach einem Betrieb unter mittlerer oder hoher Last angehalten wird, ist deshalb die Notwendigkeit groß, den Turbolader durch in Umlauf versetzen des Kühlwassers durch die Pumpe zu kühlen, um Wärzneschäden sicher zu verhindern. Wenn der Motor vor Stillstand der Maschine jedoch unter niedrigen Lastbedingungen stand, ist es nicht sehr notwendig den Turbolader nach Stillstand des Motors zu kühlen, da die Temperatur des Motors nicht sehr hoch ist. Das oben vorgeschlagene System, welches den Turbolader durch Antrieb der Pumpe nach Stillstand des Motors kühlt, mag deshalb nicht immer mit den tatsächlichen Wärmebedingungen des Motors und des Turboladers übereinstimmen.
Desweiteren, entsprechend des oben vorgeschlagenen Kühlsteuerungssystems, wird die Steuerung des Kühlens des Turboladers während des Stillstands des Motors ausgeführt. Dies bedeutet, daß die in dem Fahrzeug angebrachte Batterie währenddessen nicht elektrisch aufgeladen wird. Ein unnötiger Betrieb der Pumpe hat deshalb einen verschwenderischen Verbrauch der Batterie zur Folge.
Die Temperatur des Turboladers bei und nach Stillstand des Motors hängt von der Betriebsbedingung ab, in der die Maschine unmittelbar vor Stillstand sich befand, wie z.B. die Last der Maschine und der Umgebungstemperatur, und kann entsprechend den verschiedenen Fällen variieren. Selbst wenn die Temperatur des Turboladers bei Stillstand der Maschine in den Fällen identisch ist, kann daher der Anstieg der Temperatur selbiger nachher unterschiedlich voneinander sein.
Der Grad des Temperaturanstiegs des Turboladers nach Stillstand des Motors hängt im einzelnen sehr von der Last des Motors ab, die unmittelbar vor Stillstand dessen angelegt war. D.h., diese wird höher sein, und daher ist es wahrscheinlicher Wärmeschäden zu verursachen, wenn die Last an der Maschine unmittelbar vor Stillstand größer ist. Desweiteren hängt die Temperatur des Turboladers bei Stillstand des Motors nicht nur von der Last an der Maschine unmittelbar vor Stillstand ab, sondern ebenso zu einem großen Ausmaß von äußeren Faktoren, wie z.B. Luftströmungen die durch Bewegung des Fahrzeuges und Kühlen des Turboladers erzeugt werden, die Kapazität des Kühlergebläses, usw. Der Grad der Abhängigkeit von diesen äußeren Faktoren ist groß, insbesondere in dem Fall, wenn die Temperatur des Turboladers mittels der Kühlwassertemperatur erfaßt wird, da die spezifische Wärmekapizität von Kühlwasser klein ist.
In dem zuvor genannten üblichen Kühlungssteuerungssystem wird jedoch die Pumpe für eine vorherbestimmte Zeitspanne angetrieben, die von der Temperatur des Turboladers bei Stillstand der Maschine abhängig ist, wobei die Temperatur desselben, wie oben auch, durch äußere Einflußfaktoren beeinflußt wird. Insbesondere wenn die ermittelte Temperatur größer ist als ein vorherbestimmter Wert, wird die vorherbestimmte Zeitspanne auf einen konstanten Wert eingestellt, während dann wenn, die ermittelte Temperatur kleiner ist als der vorherbestimmte Wert, wird die vorherbestimmte Zeitspanne auf den Wert Null gesetzt, d.h. die Pumpe wird nicht betrieben. Es ist daher unmöglich, eine Kühlungssteuerung unter Einbeziehung der Lastbedingungen des Motors unmittelbar vor Stillstand des Motors durchzuführen. Desweiteren ist es unmöglich die Pumpe nur bis zu einem ausreichenden Ausmaß zu betreiben, welches von unterschiedlichen Verhaltensweisen des Anstiegs der Temperatur des Turboladers nach Stillstand des Motors abhängt. Wenn die vorherbestimmte Zeitspanne auf einen längeren Zeitbereich eingestellt ist, um in dem Fall, daß die Temperatur des Turboladers auf den höchstmöglichen Grad ansteigt, Wärmeschäden zu vermeiden, wird die Pumpe über eine übermäßig lange Zeitspanne betrieben, selbst wenn die Turboladertemperatur tatsächlich auf einen niedrigeren Grad als erwartet ansteigt, was einen verschwenderischen Verbrauch der Batterie zur Folge hat.
Wird auf der anderen Seite die vorher eingestellte Zeitspanne auf einen kürzeren Wert eingestellt, um solch eine Verschwendung des Batterieverbrauchs zu vermeiden, ist es unmöglich die Wärmeschäden zu verhindern, wenn die Turboladertemperatur tatsächlich auf ein höheres Maß ansteigt.
Desweiteren ist das zuvor genannte Kühlungssteuerungssystem nicht mit Sicherungsmitteln für Versagenssituation (fail-safe) gegen Versagen von dessen Bauteilen oder verwandten Vorrichtungen ausgeführt. Wenn z.B. die Pumpe betriebsunfähig wird, so kann der Turbolader ein Festsitzen, usw., erleiden, dies bedeutet, daß die Betriebsunfähigkeit des Turboladers selbst somit aus einem Versagen des Kühlungssystems resultiert.
Zwischenzeitlich wurde durch die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokoku) Nr. 55-34101 ein übliches Motorraumkühlungssteuerungssystem vorgeschlagen, in welchem in dem Motorraum ein elektrisches Gebläse angeordnet ist, das in Abhängigkeit von der Temperatur des Motorraums und der des Motors betrieben oder angehalten wird, so daß die Temperatur des Motorraums auf einen geeigneten Wert geregelt werden kann, um dabei Wärmeschäden des Motors, wie z.B. Überhitzung des Motors und Dampfblasenbildung des Treibstoffs, zu verhindern.
Dieses Kühlungssteuerungssystem hat jedoch derartige Nachteile, daß, wenn der Motor mit einem Turbolader ausgerüstet ist, die Temperatur des Turboladers und die des Motorraums nach Stillstand des Motors nicht angemessen gesteuert werden kann.
Das übliche Kühlungssteuerungssystem ist im speziellen so aufgebaut, daß die Steuerung des Betriebes des elektrischen Gebläses in Abhängigkeit von der Maschinenraumtemperatur, usw. nur während einem Betrieb des Motors ausgeführt wird, so daß es unmöglich ist, einen Anstieg der Temperatur des Turboladers nach Stillstand des Motors zu vermeiden und daher Wärmeschäden des Turboladers zu verhindern. Da desweiteren die Maschinenraumtemperatur mit Anstieg der Temperatur des Turboladers, der eine Wärmequelle in dem Maschinenraum darstellt, ansteigt, ist es unmöglich, die oben beschriebenen Wärmeschäden an dem Motor zu verhindern.
Es ist ebenso ein Kühlungssteuerungssystem bekannt, in welchem eine Steuerungsvorrichtung unabhängig von einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Motors selbst ausgeführt ist um den Betrieb einer Kühlungsvorrichtung zu steuern, die den Motor in Abhängigkeit einer Ausgabe eines Meßwertgebers zur Erfassung der Betriebsbedingungen des Motors kühlt, wobei der Motor nur bis zu einem ausreichenden Maß gekühlt wird, um einen übermäßigen Anstieg der Motortemperatur zu verhindern. Ein Kühlungssteuerungssystem dieser Art wurde in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 57-191415 vorgeschlagen, in welcher ein elektrisches Gebläse angegeben ist, welches bei dem Ereignis eines Versagens einer Antriebsvorrichtung für eine Wasserpumpe, wie die Kühlvorrichtung, oder eines Versagens der zuerst genannten Steuerungsvorrichtung arbeitet, um den Motor auch während des Versagens luftzukühlen und dadurch ein Ansteigen der Maschinentemperatur zu verhindern.
In diesem Kühlungssteuerungssystem sind jedoch die Wasserpumpe und das elektrische Gebläse zur alleinigen Kühlung des Motors vorgesehen. Wenn das Steuerungssystem auf einen Motor, der mit einem Turbolader ausgerüstet ist, angewandt wird, ist es daher unmöglich einen übermäßigen Anstieg der Temperatur des Turboladers und damit ein übermäßiges Ansteigen der Temperatur des Motors in Folge eines Anstiegs der Temperatur des Turboladers,der einer der Hauptwärmequellen in dem Motorraum darstellt, zu verhindern und somit kann dann eine angemessene Leistung oder ausreichende Haltbarkeit des Motors nicht erlangt werden.
Die EP-A-271136 offenbart ein einzelnes Kühlsystem zur Kühlung eines Motors und Turbokompressors, in welchem der Teil des Kreislaufs, der den Turbokompressor beinhaltet, in Serie oder parallel mit dem Kreislauf zwischen dem Zylinderkopf und dem Kühler sein kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Kühlungssteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, welcher mit einem Turbolader ausgerüstet ist, und welches in der Lage ist, die Temperatur des Turboladers angemessen zu steuern und somit Wärmeschäden des Motors und des Turboladers sowie einen verschwenderischen Verbrauch der Batterie zu verhindern und eine ausreichende Kühlung des Motors durchzuführen.
Es ist desweiteren Aufgabe der Erfindung ein Kühlungssteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor der mit einem Turbolader ausgestattet ist anzugeben, welches in der Lage ist die Kühlungssteuerung in Abhängigkeit der Last des Motors unmittelbar vor Stillstand dessen und dem Maß des Anstiegs der Temperatur des Turboladers nach Stillstand der Maschine angemessen durchzuführen.
Es ist ebenso eine andere Aufgabe der Erfindung ein Kühlungssteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, der mit einem Turbolader ausgestattet ist, und der in der Lage ist, einen übermäßigen Temperaturanstieg des Turboladers und des Motorraums sogar bei Eintritt eines Versagens zu verhindern, welches bei Meßwertgebern, einer Steuerungsvorrichtung, oder einer Kühlungsvorrichtung, die zur Beeinflussung der Kühlungs-Steuerung benutzt wird, auftritt.
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein Kühlungssteuerungssystem angegeben für einen Verbrennungsmotor mit einem Vorverdichter, einem Motorraum, der den Vorverdichter aufnimmt, einem ersten Kühlsystem zum Kühlen des Motors und einem zweiten Kühlsystem zum Kühlen des Vorverdichters, welches unabhängig von dem ersten Kühl system bereitgestellt ist, umfassend:
erste Meßwertgebermittel zur Stillstandsermittlung des Motors;
zweite Meßwertgebermittel umfassend erste Temperaturerfassungsmittel zur Erfassung der Temperatur von Kühlmittel an einer in einer Strömungsrichtung stromabwärts des Vorverdichters gelegenen Stelle in dem zweiten Kühlsystem und zweite Temperaturerfassungsmittel zur Erfassung einer die Motortemperatur stellvertretende Temperatur;
Pumpmittel zur Versorgung des zweiten Kühlsystems mit Kühlmittel, welches den Vorverdichter kühlt;
Pumpantriebsmittel zum elektrischen Antrieb der Pumpmittel;
Kühlgebläsemittel die in dem Motorraum angeordnet sind; Gebläseantriebsmittel zum elektrischen Antrieb der Kühlgebläsemittel;
Zeitmeßmittel zur Ermittlung ob oder ob nicht Zeitstillstandsermittlung des Motors durch die ersten Meßwertgebermittel zumindest eine vorherbestimmte Zeitspanne verstrichen ist;
Steuerungsmittel zur derartigen Steuerung der Pumpantriebsmittel und der Gebläseantriebsmittel, daß ein Betrieb der Pumpmittel und ein Betrieb der Kühlgebläsemittel durch ein auf einer Erfassung durch die ersten und die zweiten Meßwertgebermittel beruhendem Ergebnis und durch ein auf einer Feststellung durch die Zeitmeßmittel beruhendem Ergebnis gesteuert wird, wobei die Steuerungsmittel die Pump- und Gebläseantriebsmittel nach Stillstand des Motors für die vorherbestimmte Zeitspanne betreiben, wenn die durch die eines der ersten und zweiten Temperaturerfassungsmittel der zweiten Meßwertgebermittel ermittelte Temperatur sich über einem vorherbestimmten Wert befindet.
Vorteilhafterweise erfassen die zweiten Temperaturerfassungsmittel der zweiten Meßwertgebermittel die Temperatur des Kühlmittels in dem ersten Kühlsystem, und die Meßwertgebermittel umfassen dritte Temperaturerfassungsmittel zur Erfassung der Temperatur des Schmieröls in dem Motor, wobei die Steuerungsmittel die Pumpantriebsmittel betreiben, wenn die durch eines der ersten, zweiten und dritten Temperaturerfassungsmittel ermittelte Temperatur sich über einem vorbestimmten Wert befindet. Vorzugsweise umfaßt das Kühlungssteuerungssystem Mittel zum derarigen Betrieb der Zeitmeßmittel, daß die Zeitmeßmittel nachdem die ersten Meßwertgebermittel den Stillstand des Motors erfaßt haben, eine vorherbestimmte Zeitspanne abzählen und Mittel zur derartigen Steuerung der Pumpantriebsmittel, daß die Pumpmittel in Übereinstimmung mit dem Zählen der Zeitmeßmittel diskontinuierlich angetrieben werden.
Vorzugsweise beginnen die Zeitmeßmittel eine vorher bestimmte Zeitspanne abzuzählen, wenn die ersten Meßwertgebermittel einen Stillstand des Motors erfaßt haben, wobei die Steuerungsmittel die Pumpantriebsmittel während der vorbestimmten Zeitspanne betreiben, welche durch die Zeitmeßmittel gezählt wird, wenn die durch die zweiten Meßwertgebermittel erfaßte Temperatur sich über einem vorgegebenen Wert befindet.
Vorzugsweise steuern die Steuerungsmittel die Pumpantriebsmittel in Übereinstimmung mit Ausgaben von Kühlflüssigkeitstemperaturerfassungsmitteln zur Erfassung der Kühlflüssigkeitstemperatur an einer von dem Vorverdichter stromabwärts gelegenen Stelle und mit Schmieröltemperaturerfassungsmitteln.
Vorzugsweise steuern die Steuerungsmittel mindestens eines der Pumpantriebsmittel und der Gebläseantriebsmittel in Übereinstimmung mit beidem, einer Ausgabe der Kühlwassertemperaturerfassungsmittel zur Erfassung der Kühlwassertemperatur an einer von dem Vorverdichter stromabwärts gelegenen Stelle, welche zu einer Zeit erfaßt wird, zu der die zuerst genannten Meßwertgebermittel einen Stillstand des Motors ermitteln und einer Ausgabe von den Kühlmitteltemperaturerfassungmitteln, welche zu einem Zeitpunkt erfaßt werden, an dem eine vorherbestimmte Zeitspanne nach dem Stillstand des Motors verstrichen ist.
Vorzugsweise wird der Betrieb des Motors durch zweite Steuerungsmittel gesteuert und die zuerst genannten Steuerungsmittel sind in der Lage, eine Steuerung der Pumpantriebsmittel und der Gebläseantriebsmittel unabhängig der zweiten Steuerungsmittel nach Stillstand des Motors durchzuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Kühlgebläsemittel ein Kühlergebläse zum Kühlen des Motors und einen Kühlventilator zum Kühlen des Motorraums. Vorteilhafterweise veranlassen die Steuerungsmittel das Kühlergebläse sich in einer Richtung derart zu drehen, daß sie die Luft in dem Motorraum auf die Außenseite davon in einer Vorwärtsrichtung ausströmen läßt.
Desweiteren vorteilhaft sind Steuerungsmittel, welche Mittel zur Steuerung der Gebläseantriebsmittel während des Betriebs des Motors umfassen, so daß der Kühlventilator im voraus vor einem Stillstand des Motors zu kühlen beginnt, wenn die von den ersten Temperaturerfassungsmitteln ermittelte Temperatur sich überhalb einem vorbestimmten Wert befindet.
Vorzugsweise umfassen die Gebläseantriebsmittel erste und zweite Gebläseantriebsmittel zum Antrieb des Kühlergebläses bzw. des Kühlventilators, wobei die Steuerungsmittel, nachdem die ersten Meßwertgebermittel einen Stillstand des Motors erfassen, die ersten und zweiten Gebläseantriebsmittel in Übereinstimmung mit Ausgaben der ersten Temperaturerfassungsmittel und der Öltemperaturerfassungsmittel steuern.
Für den Fall, daß in dem Kühlungssteuerungssystem Abnormitäten auftreten kann das Kühlungssteuerungssystem Sicherungsmittel für Versagenssituationen (fail-safe) einschließen, die in der Lage sind, einen Betrieb mindestens eines von den Pumpmitteln und den Kühlgebläsemitteln zu veranlassen, wenn Abnormitäten bei mindestens einem von den zweiten Meßwertgebermitteln und den Steuerungsmitteln auftreten.
Vorzugsweise schließt das Kühlungssteuerungssystem Sicherungsmittel für Versagenssituationen ein, die bei Auftreten von Abnormitäten bei den erstgenannten Steuerungsmitteln in der Lage sind die Gebläseantriebsmittel zu betreiben um so die Kühlgebläsemittel anzutreiben.
In einer anderen Form der Anordnung von Sicherungsmitteln für Versagenssituationen umfassen die zweiten Steuerungsmittel Motorleistungssteuerungsmittel zur Steuerung der Leistung des Motors, wobei die zuerst genannten Steuerungsmittel an die Motorleistungssteuerungsmittel derart angegliedert sind, daß die zuerst genannten Steuerungsmittel die Motorleistungssteuerungsmittel mit einem vorherbestimmten Sicherungssignal für Versagenssituationen versorgen, wenn Abnormitäten in dem Kühlsteuerungssystem auftreten, wobei die Motorleistungssteuerungsmittel für das Sicherungssignal für Versagenssituationen zur Steuerung der Leistung des Motors derart zugänglich sind, daß die Leistung des Motors vermindert wird.
Vorzugsweise vermindern die Motorleistungssteuerungsmittel die Leistung des Motors durch Unterbrechen der Brennstoffzufuhr zu dem Motor oder durch Verzögern des Zündzeitpunktes einer Zündvorrichtung des Motors oder durch Verringern des von dem Vorverdichter erzeugten Ladedrucks.
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung und anhand der beiliegenden Zeichnungen besser erkennbar sein.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm der gesamten Anordnung eines Treibstoffversorgungssteuerungssystems eines Verbrennungsmotors, welcher mit einem Turbolader ausgestattet ist, bei dem das Kühlungssteuerungssystem gemäß der Erfindung angewandt ist;
Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm das einen Motorraum eines Kraftfahrzeuges darstellt, in welchem der Motor von Fig. 1 eingebaut ist;
Fig. 3 zeigt eine Längsschnittansicht eines in Fig. 1 dargestellten Turboladers;
Fig. 4 zeigt eine an der Linie IV-IV von Fig. 3 gemachte Querschnittsansicht;
Fig. 5 zeigt ein Verdrahtungsdiagramm, das die externen Verbindungen einer elektronischen Kühlungssteuerungseinheit aus Fig. 1 darstellt;
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zur Steuerung des Betriebs einer Wasserpumpe aus Fig. 1 darstellt;
Fig. 7 zeigt ein Diagramm, das eine Tabelle abbildet, die auf das Unterprogramm der Fig. 6 angewandt wird;
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zur Erfassung von Abnormitäten darstellt, welches ein Beispiel für den Ablauf des Betriebs von Sicherungsmitteln bei Versagenssituationen angibt;
Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zur Steuerung der Motorleistung angibt;
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zur Steuerung des Betriebes einer Wasserpumpe nach Stillstand des Motors aufzeigt;
Fig. 11 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Abänderung von Fig. 10 angibt;
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zur Bestimmung einer Zeitspanne zum Betreiben der Wasserpumpe nach Stillstand des Motors angibt;
Fig. 13 zeigt ein Diagramm, das zur Erklärung des Unterprogramms von Fig. 12 Bereiche angibt, welche durch die Kühlwassertemperatur TWP bei Stillstand des Motors und die Kühlwassertemperatur TWPΔt nach Stillstand des Motors festgelegt sind, um eine Betriebszeitspanne für die Wasserpumpe festzusetzen;
Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm, welches ein anderes Beispiel eines Unterprogramms zum Festlegen einer Zeitspanne zum Betreiben der Wasserpumpe angibt;
Fig. 15 zeigt ein Diagramm, das eine Tabelle für tWP angibt, die auf das Unterprogramm der Fig. 14 angewandt wird;
Fig. 16 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zur Steuerung des diskontinuierlichen Betriebs der Wasserpumpe nach Stillstand des Motors angibt;
Fig. 17 zeigt ein Diagramm, das die Verbindung zwischen dem Betrieb der Wasserpumpe und der Temperatur des Dichtungsrings des Turboladers angibt;
Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zum Setzen einer Zeitspanne für den Betrieb eines Motorhaubengebläses nach Stillstand des Motors angibt;
Fig. 19 zeigt ein Diagramm, welches dem der Fig. 13 ähnlich und zur Erklärung des Unterprogramms von Fig. 18 hilfreich ist und Bereiche zeigt, die durch die Kühlwassertemperatur bei Stillstand des Motors und der Kühlwassertemperatur nach Stillstand des Motors festgelegt sind;
Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm, ähnlich dem der Fig. 14, zum Setzen der Betriebszeit-Spanne für einen Kühlerventilator und einen Motorhaubenventilator nach Stillstand des Motors angibt;
Fig. 21 zeigt eine Tabelle für tFAN, ähnlich der Tabelle der Fig. 15, welche mit dem Unterprogramm der Fig. 20 verwendet wird und durch die Motorkühlwassertemperatur TWT und die Schmieröltemperatur TOIL festgelegt ist; und
Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Unterprogramm zur zwangsweisen Luftkühlung durch den Motorhaubenventilator während des Betriebs des Motors aufzeigt.
Zuerst auf Fig. 1 bezogen, ist dort die gesamte Anordnung eines Brennstoffversorgungssteuerungssystems für einen Verbrennungsmotor, der mit einem Vorverdichter ausgestattet ist, dargestellt, bei welchem das Kühlungssteuerungssystem gemäß der Erfindung angewendet ist. In dieser Figur ist der Motor mit einem wassergekühlten Turbolader ausgestattet. Eine Bezugsziffer 1 bezeichneten einen Verbrennungsmotor, der z.B. ein Sechs-Zylinder-Motor sein könnte. Der Motor besitzt ein Einlaßrohr 2, das mit einer in Strömungsrichtung aufwärts gelegenen Seite dessen verbunden ist, und ein Abgasrohr 3, das mit einem in Strömungsrichtung abwärts gelegenen Ende dessen verbunden ist. Der Turbolader 4 ist dazwischenliegend zwischen dem Einlaßrohr 2 und dem Abgasrohr 3 angeordnet.
In dem Einlaßrohr 2 ist ein Luftfilter 5, ein Zwischenkühler 6 und eine Drosselklappe 7 in der erwähnten Reihenfolge, aus Sicht von der in Strömungsrichtung aufwärts gelegenen Seite vorgesehen.
Ein Meßwertgeber 100 für den Vorladedruck (P2) ist zwischen dem Turbolader 4 und dem Zwischenkühler 6 angeordnet und liefert ein Signal an eine elektronische Steuerungseinheit (desweiteren als "die ECU" bezeichnet) 9, welches den ermittelten Vorladedruck anzeigt.
Die Drosselklappe 7 ist mit einem Drosselklappenöffnungssensor 8 (θth) verbunden, der die Drosselklappen öffnung (θth) erfaßt, die erfasste Drosselklappenöffnung (θth) in ein elektrisches Signal umwandelt und das Signal an die ECU 9 liefert.
An einer in Strömungsrichtung abwärts gelegenen Stelle der Drosselklappe 7 ist ein Einlaßrohr-Absolutdruck-Sensor 10 (PBA) angeordnet, der den absoluten Druck in dem Einlaßrohr erfaßt, den erfaßten Einlaßrohrabsolutdruck (PBA) in ein elektrisches Signal umwandelt und dieses Signal an die ECU 9 liefert. Ein Einlaßlufttemperatur sensor 11 (TA) ist an einer in Strömungsrichtung abwärts gelegenen Stelle des Einlaßrohr-Absolutdruck-Sensors 10 (PBA) vorgesehen, der die Einlaßlufttemperatur (TA) erfaßt und ein, die erfaßte Temperatur TA wiedergebendes Signal an die ECU 9 leitet.
Kraftstoffeinspritzventile 12, von denen zwei gezeigt sind, sind in dem Einlaßrohr 2 zwischen dem Motor 1 und der Drosselklappe 7 liegend, jeweils an einer etwas in Strömungsrichtung aufwärts gelegenen Stelle des entsprechenden Einlaßventils 13 des jeweiligen Zylinders angeordnet. Jedes Kraftstoffeinspritzventil ist mit dem nicht dargestellten Kraftstofftank verbunden, und ist ebenso mit der ECU elektrisch verbunden, so daß seine Ventilöffnungszeit, dies bedeutet die Menge des Kraftstoffs der in die Maschine geliefert wird, durch ein Fahrtsignal der ECU 9 gesteuert wird.
Erste und zweite Motorkühlmitteltemperaturfühler 14, 101 (die im folgenden als "der TWE1 Sensor" bzw. "der TWE2 Sensor" bezeichnet werden), die als Heißleiter oder ähnlichem ausgebildet sein können, sind in dem Zylinderblock des Motors derart angebracht, daß sie in die Umfangswand eines Motorzylinders, dessen Inneres mit Kühlmittel gefüllt ist, eingelassen sind, um die Motorkühlmitteltemperatur (TW) zu erfassen und geben elektrische Signale, die die erfaßte Motorkühlmitteltemperatur (TW) angeben an die elektronische Kühlungssteuerungseinheit zur Steuerung der Kühlung des Motorraums (im folgenden als "die ECCU" bezeichnet) und die weiter unten beschrieben sein wird, bzw. der ECU 9 weiter.
Ein Schmieröltemperatursensor (desweiteren als "der TOIL Sensor" bezeichnet) zur Erfassung der Schmieröltemperatur ist in dem Zylinderblock des Motor 1 angebracht und leitet ein Signal, das die erfaßte Schmieröltemperatur angibt, an die ECCU 15 weiter.
Ein Motordrehzahlsensor (desweiteren als "der Ne-Sensor" bezeichnet) 17 ist der nicht dargestellten Nockenwelle oder der nicht dargestellten Kurbelwelle des Motors 1 gegenüberliegend angeordnet. Der Ne-Sensor ist dazu ausgebildet, einen Impuls von einem oberen Totpunkt (TDC) Positionssignal (im folgenden als "das TDC-Signal" bezeichnet) bei einer vorherbestimmten Neigungswinkelposition eines jeden Zylinders des Motors zu erzeugen, welche relativ zu der oberen Totpunkt-Position, bei der der Ansaughub beginnt, um einen vorherbestimmten Neigungswinkel früher auftritt, und zwar immer dann, wenn die Motorkurbelwelle sich über 120º dreht. Die TDC-Signalimpulse, die durch den Ne-Sensor erzeugt wurden, werden an die ECU 9 weitergeleitet.
O&sub2;-Sensoren 18, 18 sind in dem Abgasrohr 3 an in Strömungsrichtung unmittelbar abwärts gelegenen Stellen des Motors 1 eingefügt, um die Konzentration von Sauerstoff (O&sub2;) in den Abgasen zu erfassen und ein elektrisches Signal, das die ermittelte Sauerstoffkonzentration angibt, an die ECU 9 weiter zuleiten. An einer in Strömungsrichtung abwärts gelegenen Stelle des Turboladers 4 in dem Abgasrohr 3 ist ein Drei-Wege-Katalysator 19 zur Reinigung von in den Abgasen enthaltenen Bestandteilen HC, CO und NOx angeordnet.
Der Turbolader 4 ist, wie im weiteren genauer beschrieben wird, ein Ausführungsmodell mit variabler Kapazität, an dem eine Leitungsverbindung 22 angebracht ist und an der eine Wasserpumpe 20 und ein Zweitkühler 21 vorgesehen ist. Im genaueren arbeiten die Wasserpumpe 20 der Zweitkühler 21 und die Leitungsverbindung 22 zusammen, um ein Kühlungssystem zur Kühlung des wassergekühlten Turboladers zu bilden, das unabhängig von einem nicht dargestellten Kühlungssystem zum Kühlen des Motors 1 ausgebildet ist. Kühlwasser oder Kühlmittel, welches von dem Kühlungssystem 23 versorgt wird, zirkuliert in einer Wasserummantelung 57 (in Fig. 3 dargestellt), die in einem Schmierölgehäuseteil 40, auf das noch Bezug genommen wird, des Turboladers 4 ausgebildet ist, um dabei den Turbolader 4 zu kühlen. Desweiteren gabelt sich die Leitungsverbindung 22 in zwei Äste von denen einer durch den Zwischenkühler 6 zum Kühlen der Ansaugluft, die durch den Zwischenkühler 6 gelangt ragt. In dem Kühlsystem 23 ist an einer in Strömungsrichtung unmittelbar abwärts des Turboladers 4 gelegenen Stelle ein Turboladerkühlmitteltemperatursensor (im folgenden als "der TWT-Sensor" bezeichnet) 24 zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels für den Turbolader angebracht und gibt ein elektrisches Signal, das die erfaßte Turboladerkühlmitteltemperatur angibt an die ECCU 15 weiter. Ein Zündschalter 25 ist ebenso elektrisch mit der ECCU 15 verbunden, um dieselbe mit einem elektrischen Signal, welches den Ein- oder Ausstatus des Zündschalters angibt zu versorgen.
Desweiteren ist wie in Fig. 2 dargestellt in dem Motorraum 26 ein Kühlergebläse 27 in einem vorderen Bereich dessen angeordnet, um Luft in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu blasen, und ein Motorhaubenventilator 28 ist in einem hinteren Bereich dessen angeordnet, um Luft in einer abwärts gerichteten Richtung zu blasen. Das Kühlgebläse 27 wird von einem ersten Motor 29 angetrieben und kann bezüglich der Richtung und der Rotationsgeschwindigkeit des Gebläses eingestellt werden. Der Motorhaubenventilator 28 wird durch einen zweiten Motor 30 angetrieben.
Fig. 3 stellt die gesamte Konstruktion des Turboladers 4 dar, umfassend ein Gehäuse das von einem Kompressorgehäuse 41, das eine Spirale des Kompressorteils bildet, in einer Rückplatte 42, die die Rückseite des Kompressorgehäuses 41 abschließt gebildet ist, das zuvor erwähnte Schmierölgehäuseteil 43, die darin eine Hauptwelle 52 des Turboladers 4 trägt, und ein Turbinengehäuse 44, das eine Spirale des Turbinenteils bildet.
Das Kompressorgehäuse 41 ist darin mit einer Spiralpassage 45 ausgebildet, welche das Einlaßrohr 2 und eine axiale Passage 46 verbindet, wobei ersteres als ein Ansaugluftauslaß und letzteres als ein Ansauglufteinlaß dient.
Das Turbinengehäuse 44 ist darin mit einer Spiralpassage 47 ausgebildet, die eine diese tangential überragende Einlaßöffnung 47a und eine Auslaßpassage 48 besitzt, welche in einer axialen Richtung überragt und eine Auslaßöffnung 48a besitzt, wobei die Einlaßöffnung 47a und die Auslaßöffnung 48a mit dem Abgasrohr 3 verbunden sind.
Lagermulden 49, 50 sind in dem Schmierölgehäuseteil 43 ausgebildet, in welchem die Hauptwelle 52 durch Radiallager 51, 51 aufgenommen und unterstützt ist. Ein Axiallager 53 ist zwischen der Rückplatte 42 und einer gegenüberliegenden Endfläche des Schmierölgehäuses 43 eingefügt.
Eine Schmieröleinlaßöffnung 54 ist in einem oberen Seitbereich, wie in Fig. 3 dargestellt, des Schmierölgehäuseteils 43 zum Einbringen von Schmieröl, das von einer nicht dargestellten Schmierölpumpe geliefert wird, um von dem Turbolader 4 und dem Motor 1 für die Radiallager 51, 51 und die Axiallager 53 allgemein benutzt zu werden, in dem eine Schmierölpassage 55 an dem Schmierölgehäuseteil 43 ausgebildet ist. Schmieröl von geschmierten Teilen wird durch eine Schmierölauslaßöffnung 56 abgelassen, die in dem Schmierölgehäuseteil 53 ausgebildet ist und in einer nicht gezeigten Ölwanne gesammelt.
Um das Schmieröl, das die Axiallager 53 versorgt, daran zu hindern auf die Kompressorseite zu fließen, ist ein Dichtungsring 64 in einer Durchgangsöffnung vorgesehen, die in einem Zentralbereich auf der Rückplatte 42 ausgebildet ist und durch welche eine auf die Hauptwelle 52 eingepasste Reduzierhülse 70 ragt.
Die Wasserummantelung 57 ist innerhalb des Schmierölgehäuseteils 43 ausgebildet. Die Wasserummantelung 57 hat in einem dem Turbinengehäuse 44 näheren Bereich eine ringförmige Querschnittsfläche und in einem Bereich der einem oberen Seitbereich des Schmierölgehäuseteils 43, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, entspricht, eine U- förmige Querschnittsfläche und ist an die Leitungsverbindung 22, die von dem Kühlsystem 23 für den Turbolader 4 her sich erstreckt, verbunden, so daß Kühlwasser darin zirkuliert und dabei den Turbolader 4 kühlt.
Wie in Fig. 4 dargestellt sind stationäre Turbinenschaufelteile 58 in einem Zentralbereich der Spiralpassage 47 angeordnet, die in einem äußeren Bereich davon mit vier stationären Turbinenschaufeln 60 ausgebildet ist, und die ein Turbinenrad 59 konzentrisch umgeben. Diese stationären Turbinenschaufeln sind in ihrer Form gekrümmt und in Umfangsrichtung in gleichen Abständen zueinander angeordnet.
Zwischen aufeinanderfolgenden stationären Turbinenschaufeln 60 sind bewegliche Turbinenschaufeln 63 angeordnet, wobei die einen Enden davon an entsprechenden drehbaren Stiften 62 gesichert sind welche drehbar von der Rückplatte 61 gehalten werden. Alle beweglichen Turbinenschaufeln 63 sind miteinander gleichzeitig schwenkbar, um den Bereich des Raumes (im folgenden "Raumbereich" genannt) zwischen aufeinanderfolgenden stationären Turbinenschaufeln 60 einzustellen.
Jede bewegliche Turbinenschaufel 63 ist ebenso mit fast der gleichen Krümmung wie die stationären Turbinenschaufeln 60 in ihrer Form gekrümmt und sind zwischen einer ganz geschlossenen Position, die in Fig. 4 durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, und einer ganz geöffneten Position, die durch die unterbrochene Linie in der Figur dargestellt ist, schwenkbar.
Die drehbaren Stifte 62 sind betriebsmäßig mit einem Stellglied 71 der Fig. 1 mittels einer Treibstange 70, in Fig. 1 dargestellt verbunden, so daß ein Öffnen und ein Schließen der beweglichen Turbinenschaufeln 63 durch das Stellglied 60 gleichzeitig gesteuert wird. Wenn die Treibstange 70 in ihre ausgefahrene Stellung bewegt wird (in der Fig. 1 betrachtet nach links), verringert sich der Öffnungswinkel der beweglichen Turbinenschaufeln 63 und somit vergrößert sich der Raumbereich zwischen benachbarten beweglichen und stationären Turbinenschaufeln, wobei wenn die Treibstange 70 in ihre zurückgehende Richtung verschoben wird (in Fig. 1 betrachtet nach rechts), wird der Öffnungswinkel der beweglichen Turbinenschaufeln 63 vergrößert und dabei der Raumbereich zwischen benachbarten beweglichen und stationären Turbinenschaufeln verkleinert. Somit wird der Öffnungswinkel der beweglichen Turbinenschaufeln 63 kontrolliert um die Kapazität des Turboladers einzustellen.
Das Stellglied 71 hat wie in Fig. 1 gezeigt, eine erste Druckkammer 71b und eine zweite Druckkammer 71c, die voneinander durch eine Membran 71a getrennt sind. Die Treibstange 70 durchdringt eine Gehäusewand des Stellglieds 71 und ist mit der Membran 71a auf der Seite der zweiten Druckkammer 71c verbunden. Eine Feder 71d ist auf der zweiten Druckkammer 71c zur Beeinflussung der Membran in solch einer Richtung aufgebracht, daß die Treibstange 70 zurücktritt, d.h. in so einer Richtung, daß der Öffnungswinkel der beweglichen Turbinenschaufeln 63 vergrößert wird.
Mit der ersten Druckkammer 71 ist ein Bereich der Einlaßpassage zwischen dem Luftfilter 5 und dem Turbolader 4 durch eine Beschränkung 72 und ein Bereich der Einlaßpassage zwischen dem Zwischenkühler 6 und dem Turbolader 4 durch eine Steuerungseinheit 73 einer Beschränkung 74 in einem Kontrollventil 75 verbunden, um den Vorladedruck der Kammer 71 zuzuführen.
Das Steuerungsventil 75 zur Einführung des Vorladedrucks ist ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches Ventil mit den zwei Position Ein und Aus, welches einen Topfmagneten 75a und einen Ventilkörper 75b, der bei Aktivierung des Topfmagneten 75a öffnet umfaßt. Wenn der Topfmagnet 75a durch Strom aktiviert ist, um den Ventilkörper 75b zu öffnen, wird der Vorladedruck P&sub2; innerhalb der Einlaßpassage zwischen dem Zwischenkühler 6 und dem Turbolader 4 der ersten Druckkammer 71b des Stellglieds 71 zugeführt.
Dementsprechend wird die Größe des Vorladedrucks durch Steuerung des Ein-Aus-Tastverhältnisses D&sub1; des Topfmagneten 75a des Steuerungsventils 75 gesteuert. Wenn das Ein-Aus-Tastverhältnis größer ist wird der Druck, der in die erste Druckkammer 71b eingeführt wird, größer und somit nimmt der Vorladedruck P&sub2; ab.
In der Zwischenzeit ist die zweite Druckkammer 71c des Stellglieds 71 mit einem Bereich der Einlaßpassage in Strömungsrichtung unterhalb der Drosselklappe 7 über ein Konstantdruckventil 76 und ein Steuerungsventil 77 verbunden, um einen Unterdruck in die Kammer 71c einzuführen. Das Steuerungsventil 77 zum Einführen des Unterdruckes ist ähnlich dem Steuerungsventil 75 zur Einführung des Vorladedrucks, ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches Ventil mit den zwei Position Ein und Aus, welches einen Topfmagneten 77a und einen Ventilkörper 77b umfaßt. Wenn der Topfmagnet 77a elektrisch aktiviert wird, um den Ventilkörper 77b zu öffnen, wird ein Unterdruck der durch das Konstantdruckventil 67 auf einen konstanten Wert geregelt wird in die zweite Druckkammer 71c eingeführt, wobei wenn der Topfmagnet 77a endaktiviert wird, der Ventilkörper 77b schließt und die Luft in die zweite Druckkammer 71c über den Luftfilter 77c eingeführt wird.
Dementsprechend ist der Vorladedruck P&sub2; durch Steuerung des Ein-Aus-Tastverhältnisses D&sub2; des Topfmagneten 77a des Steuerungsventils 77 ebenso steuerbar. Wenn das Ein-Aus-Tastverhältnis D&sub2; größer ist, wird der Druck der in die zweite Druckkammer 71c eingeführt wird kleiner und verringert dabei den Vorladedruck P2.
Die Topfmagneten 75a, 77a der Steuerungsventile 75, 77 sind mit der ECU 9 verbunden und die Tastverhältnisse D&sub1;, D&sub2; werden durch Signale davon gesteuert.
Die ECU 9, die dann arbeitet wenn der Motor 1 in Betrieb ist, bestimmt die Betriebsbedingungen des Motors 1 aufgrund von Eingabesignalen von verschiedenen Parametern, berechnet ein Treibstoffeinspritzintervall TOUT für die Treibstoffeinspritzventile 12, die Zeitsteuerung der Zündung einer Zündungsvorrichtung 31, usw., um somit die Betriebseigenschaften des Motors zu optimieren, so z.B. Benzinverbrauch und Beschleunigung, die auf definierten Betriebsbedingungen aufbauen und liefert Fahrtsignale die auf Ergebnissen von Berechnungen der Treibstoffeinspritzventile 12 und der Zündungsvorrichtung 31 aufbauen.
Die ECU 9 berechnet ebenso das Ein-Aus-Tastverhältnis D&sub1; des Steuerungsventils 75 zur Einführung des Vorladedrucks und das Ein-Aus-Tastverhältnis D&sub2; des Steuerungsventils 77 zur Einführung von Unterdruck und liefert Fahrtsignale, die auf Ergebnissen von Berechnungen aufbauen an den Topfmagnet 75a des Steuerungsventils 75 und den Topfmagneten 77a des Steuerungsventils 77, um das Stellglied 71 zu betreiben, wobei der Turbolader auf eine optimale Kapazität gesteuert wird.
Desweiteren entscheidet die ECU 9, ob ein Betrieb oder Stillstand der Wasserpumpe 20, entsprechend den Eingangssignalen von Sensoren in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm, welches später beschrieben ist, während dem Betrieb des Motors 1 zu beeinflussen ist und liefert ein Fahrtsignal an die Wasserpumpe 20, welches die Entscheidung enthält.
Die ECCU 15, die während dem Betrieb des Motors 1 oder während einer vorherbestimmten Zeitspanne nachdem der Motor 1 zu laufen aufgehört hat, arbeitet, entscheidet über den Betrieb oder Stillstand, die Richtung der Drehbewegung und Geschwindigkeit des Kühlerventilators 27, den Betrieb oder Stillstand des Motorhaubenventilators 28 und den Betrieb oder Stillstand der Wasserpumpe 20 nach Stillstand des Motors 1. Diese Entscheidung baut auf den Eingabesignalen des TWE1-Sensors 14, des TOIL- Sensors 16 und des TWT-Sensor 24 auf. Die ECCU 15 liefert Antriebssignale, die aus den obigen Entscheidungen resultieren, an die Wasserpumpe 20 und den ersten und zweiten Motor 29, 30.
Die ECCU 15 ist mit der ECU 9 elektrisch verbunden. Wenn der Motor 1 in Betrieb ist übt die ECU 9 die Steuerung über den Betrieb und Stillstand des Motorhaubenventilators 28 durch die ECCU 15 aus und führt einen 'failsafe'-Betrieb (Sicherungsbetrieb bei Versagenssituationen) für den Motorhaubenventilator 28 aus, wenn die ECCU 15 eine Abnormität dessen erfaßt.
Die ECU 9 führt ebenso 'fail-safe'-Operationen für Sensoren durch, die im weiteren beschrieben sein werden, wenn die ECU 15 Abnormitäten in den Sensoren während des Betriebs des Motors 1 erfaßt.
In Fig. 5 ist ein Verdrahtungsdiagramm gezeigt, das die äußeren Verbindungen der ECCU 15 im Detail darstellt. Die ECCU 15 hat die Anschlüsse B1 bis B9 und A1 bis A 12. Der Anschluß B1 ist mit der Batterie verbunden, um von dieser mit einer Betriebsspannung versorgt zu werden. Der Anschluß B9 ist an dem Fahrzeugchassis auf Grund gelegt.
Der Anschluß B2 ist mit einem normalen Ein-Aus-Anschluß des Zündschalters 25 verbunden, wobei der Anschluß B3 auch dann mit der Batterie verbunden ist, wenn der Zündschalter auf Aus gestellt ist. Wenn der Zündschalter 25 ausgeschaltet oder geöffnet wird während der Motor in Betrieb ist, beendet der Motor 1 seinen Betrieb, und die ECU 9 wird ebenso betriebsunfähig (mit Ausnahme der Speicherfunktion die ihre Daten erhält) indem der Zündschalter 25 ausgeschaltet wird. Im Gegensatz dazu kann die ECCU 15 über eine vorherbestimmte Zeitspanne sogar nachdem der Motor 1 seinen Betrieb beendet hat arbeiten, wenn dies erwünscht ist, da sie mit dem Anschluß B2, der auch nach Ausschalten des Zündschalters 25 mit der Batterie verbunden ist, versorgt ist. Die vorherbestimmte Zeitspanne nach Beendigung des Betriebs des Motors 1 ist durch einen Zeitgeber eingestellt, der zu laufen beginnt wenn der Zündschalter 25 ausgeschaltet wird.
Während der vorherbestimmten Zeitspanne, die durch den Zeitgeber eingestellt ist, wird mindestens einer von dem Kühlerventilator 27, dem Motorhaubenventilator 28 und der Wasserpumpe 20 elektrisch angetrieben, und zwar in einem Zustand in dem der Motor nicht in Betrieb ist, daher in einem Zustand in dem eine Aufladung der Batterie von einem in dem Fahrzeug angebrachten Generator nicht durchgeführt wird. Deshalb ist die zuvor bestimmte Zeitspanne auf solch einen Wert eingestellt, der den Verbrauch der in der Batterie gespeicherten Elektrizität minimiert und zur gleichen Zeit die Kühlleistung verbessert, wobei die Größe des Motorraums und die Anordnung der Motorteile, die darin untergebracht sind, in die Erwägungen miteinbezogen werden. Die vorherbestimmte Zeitspanne während der die ECCU 15 betrieben werden darf ist beispielsweise auf 15 Minuten eingestellt.
Die Anschlüsse A1 bis A3 sind für Eingaben von Signalen von dem TWE1-Sensor 14, dem TWT-Sensor 24 bzw. dem TOIL- Sensor 16 an die ECCU 15. Der Anschluß A4 ist für ein auf Masse legen des Signalsystems in dem internen Schaltkreises der ECCU 15. Der Anschluß A5 ist mit einer Klimaanlageneinheit 80 verbunden und ein Ein-Aus-Signal von dem Schalter der Klimaanlageneinheit 80 wird dadurch an die ECCU 15 gegeben.
Die Anschlüsse B4 bis B6 sind zur Steuerung des Kühlerventilators 27 und sind mit dem Antriebsschaltkreis 290 verbunden. Der Antriebsschaltkreis 290 besitzt erste und zweite Relaisschaltkreise 291, 292, um langsame Vorwärtsrotationen und schnelle Vorwärtsrotationen des Kühlerventilators 27 auszuwählen, welche entsprechende Spulen 291a, 292a und im Normalfall offene Kontakte 291b, 292b umfassen. Ferner besitzt er einen dritten und vierten Relaisschaltkreis 293, 294, um Vorwärtsrotation und Rückwärtsrotation des Kühlerventilators 27 auszuwählen, welcher entsprechende Spulen 293a, 294a und im Normalbetrieb geschlossene Anschlüsse 293b, 294b und im Normalbetrieb offene Anschlüsse 293c, 294c sowie einen Widerstand 295 umfaßt. Der Anschluß B4 ist, um Befehle für langsame Rotationen des Kühlerventilators 27 weiterzugeben, mit dem ersten Relaisschaltkrels 291 verbunden, wobei der Anschluß B5 zur Weitergabe von Befehlen für eine schnelle Rotation des Kühlerventilators 27 mit dem zweiten Relaisschaltkreis 292 verbunden ist, und wobei der Anschluß B6 zur Weitergabe von Befehlen für eine Rückwärtsrotation mit den dritten und vierten Relaisschaltkreisen 293, 294 verbunden ist.
Schnelle und langsame Vorwärts- und Rückwärtsrotationen des Kühlerventilators 27 werden in der folgenden Art ausgeführt.
Um eine langsame Vorwärtsrotation des Kühlerventilators 27 auszuwählen wird über Anschluß 4 ein Signal niedriger Spannung an den ersten Relaisschaltkreis 291 gegeben um selbigen zum Betrieb zu veranlassen, wobei der Antriebsstrom, welcher durch den Widerstand 295 vermindert ist zu dem ersten Motor 29 fließt, um dabei eine langsame Rotation des Kühlerventilator 27 zu bewirken. Um eine schnelle Vorwärtsrotation des Kühlerventilators 27 auszuwählen, wird ein Signal niedriger Spannung über den Anschluß 5 an den zweiten Relaisschaltkreis 292 gegeben, wobei ein großer Antriebsstrom zu dem Motor 29 fließt und dabei eine schnelle Rotation des Kühlerventilators 27 bewirkt.
Um eine Rückwärtsrotation des Kühlerventilators 27 zu bewirken wird über den Anschluß B6 ein Signal hoher Spannung an den dritten und vierten Relaisschaltkreis 293, 294 gegeben, um die entsprechenden Relaiskontakte mit den in Normalbetrieb offenen Anschlüssen 293c, 294c zu verbinden, wobei die Polarität der Spannung die an dem Motor 29 angelegt wird invertiert ist und zur gleichen Zeit wird der Antriebsstrom durch den Widerstand 295 vermindert, um dabei eine langsame Rückwärtsrotation des Kühlerventilators 27 zu bewirken.
Die Rückwärtsrotation des Kühlerventilators 27 wird kontinuierlich oder diskontinuierlich über die vorherbestimmte Zeitspanne nach Stillstand des Motors 1 durchgeführt. In diesem Zustand, wie durch die Pfeile in Fig. 2 dargestellt, wird die Luft in dem Motorraum 26 von diesem zur Außenseite vor dem Fahrzeug ausgestoßen.
Der Anschluß B7 ist zur Steuerung des Motorhaubenventilators 28 und ist mit einem Relaisschaltkreis 301 verbunden, welcher Teil des Antriebsschaltkreises 300 ist und eine Spule 301a und einen im Normalbetrieb offenen Kontakt 301b umfaßt. Eine Sicherung 310 zum ausschließlichen Gebrauch in dem Antriebsschaltkreis 300 ist ebenso vorgesehen. Der Betrieb des Motorhaubenventilators 28 ist unterschiedlich von dem des Kühlerventilators 27, und zwar dadurch, daß er lediglich durch den zweiten Motor 30 angetrieben oder angehalten wird. Der Motorhaubenventilator 28 wird angetrieben, wenn ein Signal hoher Spannung an dem Anschluß B7 angelegt ist und angehalten, wenn ein Signal niedriger Spannung daran angelegt ist.
Der Betrieb des Motorhaubenventilators 28 wird kontinuierlich oder diskontinuierlich während der vorbestimmten Zeitspanne nach Stillstand des Motors 1 durchgeführt.
Der Anschluß B8 ist zur Steuerung der Wasserpumpe 20 und ist an einen Antriebsschaltkreis 200 angeschlossen, der einen dritten Motor 201 zum Antrieb der Wasserpumpe 20 und einen Relaisschaltkreis 202 mit einer Spule 202a und einem im Normalbetrieb offenen Kontakts 202b besitzt. Der Antriebsschaltkreis 200 hat ebenso eine Sicherung 210 zu seinem ausschließlichen Gebrauch. Ähnlich dem Betrieb des Motorhaubenventilators 28 wird die Wasserpumpe 20 ebenfalls von lediglich einem dritten Motor 201 betrieben und angehalten. Die Wasserpumpe wird angetrieben, wenn ein Signal hoher Spannung an den Anschluß B8 angelegt ist und wird angehalten, wenn ein Signal niedriger Spannung an selbigem angelegt ist.
Der Betrieb der Wasserpumpe 20 wird kontinuierlich oder diskontinuierlich anstatt des Motorhaubenventilators 28 während dem Betrieb des Motors 1 oder über die vorbestimmte Zeitspanne nach Stillstand des Motors 1 durchgeführt.
Die Anschlüsse A6 bis A8 dienen als Verbindungen zur Überwachung der Anschlußspannungen VMF, VBF und VWP des entsprechenden ersten bis dritten Motors 29, 30, 201 für den Kühlerventilator 27, den Motorhaubenventilator 28 und die Wasserpumpe 20. Die Anschlüsse 9 bis 12 sind mit der ECU 9 verbunden. Der Anschluß A9 ist zum Eingeben eines Signals das von der ECU 9 zur Steuerung der Wasserpumpe 20 bereitgestellt wird. Das Steuerungssignal wird aufbauend auf Betriebsbedingungen des Motor 1 erzielt, welche durch die Motordrehzahl, die Motorkühlwassertemperatur, die Einlaßlufttemperatur, usw. bestimmt ist. Der Anschluß A10 dient als 'fail-safe'-Ausgabeanschluß, durch welchen ein Steuerungssignal an die ECU 9 gegeben wird, um Befehle für einen 'fail-safe'-Betrieb, wenn eine Abnormität erfaßt wurde, zu erteilen. Die ECU 9 vollzieht einen 'fail-safe'-Betrieb in Abstimmung mit dem Kontrollsignal, welcher im folgenden noch beschrieben sein wird.
Der Anschluß A11 ist mit einem Klimaanlagekühldruckschalter 81 verbunden und mit einem Signal versorgt, welches den Ein- oder Aus-Zustand des Schalters 81 angibt. Der Schalter 81 ist eingeschaltet, wenn der Kühldruck eines nicht dargestellten Kompressors der Klimaanlageneinheit größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Das Ein-Aus-Signal ist ebenso an die ECU 9 geführt. Der Anschluß A12 gibt ein Signal an die ECU 9 aus, welches angibt ob die Klimaanlageneinheit in Betrieb ist.
Der zuvor erwähnte Schalter 81 und der Anschluß A11 werden für die Steuerung des Betriebs des Kühlerventilators in der folgenden Art und Weise verwendet.
Wenn die Motorkühlmitteltemperatur TWE1 einen vorherbestimmten oberen Temperaturwert (z.B. 90º) überschreitet ist es notwendig, ein Signal niedriger Spannung an den Anschluß B5 anzulegen, um damit eine schnelle Vorwärtsrotation des Kühlerventilators und damit eine Luftkühlung des Motors 1 zu bewirken. Auch wenn die Motorkühlmitteltemperatur TWE1 geringfügig unter der vorherbestimmten Temperatur (z.B. höher als 84ºC) liegt, welches von dem Betrieb der Klimaanlageneinheit und dem Druck des Kältemittels abhängt, kann es jedoch manchmal wünschenswert sein eine Rotation des Kühlerventilators 27 zu erreichen und zwischen einer schnellen Rotation und einer langsamen Rotation dessen umzuschalten. Insbesondere wenn der Kühlerventilator 27 und das Kondensationsgebläse der Klimaanlageneinheit zusammengeschaltet sind um zusammen zu arbeiten, kann eine Abnahme der Leistung der Klimaanlageneinheit durch Kühlen des Kältemittels verhindert werden, indem der Kühlerventilator 27 sogar bevor die Motorkühlmitteltemperatur TWE1 die vorherbestimmte obere Temperatur überschreitet sich dreht. Desweiteren, wenn in diesem Fall die Intensität des Blasens, d.h. die Geschwindigkeit der Rotation des Kühlerventilators 27 vermehrt oder vermindert wird, abhängig davon ob oder ob nicht der Druck des Kältemittels über einem vorherbestimmten Wert (z.B. 10 kg/cm2) sich befindet, ist es möglich, die Klimaanlage angemessener zu regeln.
Wenn die Motorkühlmitteltemperatur TWE1 den vorherbestimmten oberen Temperaturwert nicht überschreitet, wird der Kühlmittelventilator 27 deshalb in der folgenden Art und Weise geregelt. Wenn der Druck des Kältemittels in der Klimaanlageneinheit groß ist, d.h. wenn der zuvor erwähnte Schalter 81 an ist, wird der Kühlerventilator 27 zuvor auf schnelle Rotationsgeschwindigkeit gesteuert, während, wenn nicht, d.h. wenn der Schalter 81 aus ist, wird der Kühlmittelventilator 27 auf eine langsame Rotationsgeschwindigkeit gesteuert.
Der Klimaanlagenkältemitteldruckschalter 81 und der Anschluß A11 sind zur Sammlung von Informationen vorgesehen, die zur oben beschriebenen Steuerung des Kühlerventilators 27 notwendig sind. Das Programm für diese Steuerung kann zuvor in Speichermittel der ECCU 15 gespeichert werden.
Die ECCU 15 umfaßt einen Eingabeschaltkreis, der mit verschiedenen Eingabesignalen versorgt wird, führt eine Wellenformveränderung für einige der Eingangssignale aus, verschiebt den Spannungspegel von Eingabesignalen auf vorherbestimmte Werte, konvertiert Analogsignale der Eingabesignale in digitale Signale, usw., eine zentrale Steuerungseinheit (CPU), Speichermittel zum Speichern von Programmen die in der CPU ausgeführt werden und zum Speichern von Rechenergebnissen die die CPU ausgibt, und einen Ausgabeschaltkreis zur Ausgabe von Signalen zu den Anschlüssen B4 bis B8, A10 und A12. Desweiteren, wenn die Wasserpumpe 20 diskontinuierlich betrieben wird, wie zuvor beschrieben wurde, kann die ECCU 15 ebenfalls einen Zeitgeber zur Steuerung des Betriebs der Wasserpumpe umfassen.
Desweiteren umfaßt die ECCU 15 einen Zeitgeber 151 zum Abzählen einer Prozeßzeitspanne der CPU, um festzulegen, ob oder ob nicht die CPU normal funktioniert und einen Analogschaltkreis 152, der auf ein zuvor bestimmtes Signal, welches von dem Zeitgeber 151 bei dessen Ablauf erzeugt wird antwortet, um Spannungen von vorherbestimmter Größe an die Anschlüsse B5 und B8 zu legen.
Als nächstes wird der Betrieb des Kühlungssteuerungssystems wie es entworfen wurde im folgenden beschrieben.
Fig. 6 zeigt ein Unterprogramm zur Regelung des Betriebs und Anhaltens der Wasserpumpe 20. Dieses Programm wird durch die ECU 9 ausgeführt, wenn der Zündschalter 25 eingeschaltet ist, d.h. wenn der Motor 1 in Betrieb ist, und zwar entweder in Übereinstimmung mit der Erzeugung des TDC-Signalimpulses oder asynchron dazu, d.h. zu vorherbestimmten konstanten Zeitintervallen.
Zuerst, bei dem Schritt 601 wird von den entsprechenden Ausgabewerten der Motorkühlmitteltemperatur TWE2, der Einlaßlufttemperatur TA und der Motordrehzahl NE von dem Motorkühlmitteltemperatursensor, dem Einlaßlufttemperatursensor und dem Motordrehzahlsensor als auch Daten des Treibstoffeinspritzintervalls TOUT die wie oben erwähnt für die Treibstoffeinspritzventile 12 berechnet wird, ein Einlesen veranlaßt. Wenn in Schritt 602 festgestellt ist, ob oder ob nicht die Motorkühlmitteltemperatur TWE2 größer ist als ein vorherbestimmter Wert TWICH2 (z.B. 100ºC), oberhalb dem der Motor als in sehr hohen Temperaturbedingungen sich befindend betrachtet werden soll. Wenn die Antwort ja ist, wird in Schritt 603 ermittelt, ob oder nicht die Motordrehzahl NE unterhalb einem vorherbestimmten Wert NELOP liegt, welcher mit der Leerlaufdrehzahl des Motors übereinstimmt. Wenn die Antwort ja ist, wird in Schritt 604 die Wasserpumpe angehalten, gefolgt von einem Abbruch des Programms, wobei wenn die Antwort nein ist das Programm mit Schritt 623 fortfährt, worauf im folgenden Bezug genommen wird.
Wenn die Antwort der Frage von Schritt 602 nein ist, d.h. wenn TWE2 =< TWICH ist wird in einem Schritt 605 festgestellt, ob oder nicht die Motordrehzahl NE unterhalb einem vorherbestimmten Wert NEA (z.B. 400 Umdrehungen) liegt, welcher mit einem Wert übereinstimmt, bei dem angenommen wird, daß ein Anwerfen des Motors abgeschlossen ist. Wenn die Antwort ja ist, wurde entschieden, daß der Motor immer noch angelassen wird, worauf der oben erwähnte Schritt 604 ausgeführt wird und das Programm beendet wird.
Wenn die Antwort bei Schritt 605 nein ist, z.B. wenn NE > = NEA ist, wird in Schritt 606 bestimmt, ob oder ob nicht eine vorherbestimmte Zeitspanne, nachdem die Bedingung NE > = NEA erfüllt wurde abgelaufen ist. Wenn die vorherbestimmte Zeitspanne nicht abgelaufen ist, wird der oben erwähnte Schritt 604 ausgeführt, während wenn sie abgelaufen ist das Programm mit Schritt 607 fortfährt.
Bei Schritt 607 wird festgestellt, ob oder ob nicht die Einlaßlufttemperatur TA unterhalb einem ersten vorherbestimmten Wert TAIC1 (z.B. 15ºC) liegt. Wenn die Antwort ja ist wird in Schritt 608 ermittelt, ob oder nicht das berechnete Treibstoffeinspritzintervall TOUT größer ist als ein erster vorherbestimmter Wert TOUTICO. Dieser Schritt dient dazu, feststellen, ob oder ob nicht der Motor 1 unter vorherbestimmten hohen Lastbedingungen betrieben wird. Wenn die Antwort in Schritt 608 nein ist, das ist wenn TOUT =< TOUTICO ist, wird der oben erwähnte Schritt 604 ausgeführt, während wenn die Antwort nein ist, fährt das Programm mit Schritt 623 fort. Auf diese Art und Weise wird, wenn der Motor 1 bei niedrigen Einlaßlufttemperaturen in hohen Lastbedingungen befindet, die Wasserpumpe 20 angetrieben. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 607 nein ist, das ist wenn TA > = TAIC1 ist, wird bei Schritt 609 ermittelt, ob oder nicht die Einlaßlufttemperatur TA über einem zweiten vorherbestimmten Wert (z.B. 90ºC) liegt. Wenn die Antwort ja ist, wird in Schritt 610 ermittelt, ob oder nicht das berechnete Treibstoffeinspritzintervall TOUT größer ist als ein zweiter vorherbestimmter Wert TOUTIC4. Dieser Schritt dient der Ermittlung ob oder nicht der Motor 1 sich in vorherbestimmten mittleren oder hohen Lastbedingungen befindet. Wenn die Antwort in Schritt 610 nein ist, das ist wenn TOUT =< TOUTIC4 ist, wird der Schritt 604 ausgeführt, während wenn die Antwort ja ist das Programm mit Schritt 623 fortfährt. Auf diese Art und Weise wird, wenn der Motor 1 unter mittleren oder hohen Lastbedingungen arbeitet, die Wasserpumpe 20 angetrieben. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 609 nein ist, das ist wenn TAIC1 =< TA =< TAIC2 ist, wird in Schritt 611 festgestellt, ob oder ob nicht die Motorkühlmitteltemperatur Tw unterhalb einem ersten vorherbestimmten Wert TWIC1 (z.B. 20ºC) liegt. Wenn die Antwort ja ist, das ist wenn TWE2 kleiner TWIC1 ist, wird in Schritt 612 eine Adresse i, entsprechend der ermittelten Motorkühlmitteltemperatur TWE2 auf 1 gesetzt. Diese Adresse i arbeitet mit einer Adresse j zusammen, die mit der erfaßten Motordrehzahl NE übereinstimmt, um einen Adressbereich in einer Tabelle, die in Fig. 7 gezeigt ist, anzugeben, in welcher dritte Einspritzintervallwerte TOUTICij gespeichert sind damit das Treibstoffeinspritzintervall TOUT eingestellt werden kann.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts 611 nein ist wird in Schritt 613 ermittelt ob oder nicht die Motorkühlmitteltemperatur TWE2 unterhalb einem zweiten vorherbestimmten Wert TWIC2, der überhalb dem ersten vorherbestimmten Wert TWIC1 ist liegt. Wenn TWIC1 =< TWE2 =< TWIC2 ist wird die Adresse i in Schritt 614 auf 2 gesetzt, während wenn TWE2 größer gleich TWIC2 wird in Schritt 615 die Adresse i auf 3 gesetzt.
Nach dem entsprechenden Einstellen der Adresse i in Absprache mit der Motorkühlmitteltemperatur TWE2 in den Schritten 612, 614 oder 615 wird ein Festlegen der Adresse j in den Schritten 616 bis 620 in einer, der Festlegung der Adresse i oben beschriebenen ähnlichen Weise ausgeführt. Insbesondere in Schritt 616 wird festgestellt ob oder nicht die Motordrehzahl NE unter einem ersten vorherbestimmten Wert NEIC1 (z.B. 3500 Umdrehungen) liegt und in Schritt 618 ob oder nicht diese unterhalb eines zweiten vorherbestimmten Wertes NEIC2 (z.B. 6000 Umdrehungen) bzw. über dem Wert NEIC1 liegt. Wenn NE < NEIC1, NEIC1 =< NE < NEIC2 und wenn NE > = NEIC2 ist, wird die Adresse j in entsprechenden Schritten 617, 619 und 620 auf die Werte 1, 2 bzw. 3 eingestellt.
Dann in Schritt 621 wird ein dritter vorherbestimmter Treibstoffeinspritzintervallwert TOUTICij von TOUT aus der Tabelle von Fig. 7 eingelesen, welcher der Kombination von Werten an den Adressen i und j, wie oben dargestellt entspricht. Dieses dritte vorherbestimmte Treibstoffeinspritzintervall ist auf kürzere Werte eingestellt, während die Wertbestimmung der Adresse i größer ist, dies entspricht einer höheren Motorkühlmitteltemperatur TWE2. Dann in Schritt 622 wird festgestellt ob oder nicht das berechnete Treibstoffeinspritzintervall TOUT größer ist als der eingelesene dritte Wert TOUTICij. Wenn TOUT =< TOUTICij ist wird der oben erwähnte Schritt 604 ausgeführt, während wenn TOUT größer TOUTICij ist fährt das Programm mit Schritt 623 fort. Der Schritt 623 ermittelt, ob oder ob nicht die Batterieausgangsspannung VB über einem vorherbestimmten Wert VBIC liegt. Wenn die Antwort nein ist, wird der oben erwähnte Schritt 604 ausgeführt, während wenn die Antwort ja ist, wird in Schritt 624 die Wasserpumpe 20 angetrieben, gefolgt von einer Beendigung des Programms.
Durch die Eigenschaften der oben erwähnten Regelung wird ein Betrieb oder Anhalten der Wasserpumpe 20 derart geregelt, daß die Einlaßlufttemperatur TA einen angemessenen Wert annimmt, bei welchem ein Unterkühlen und Überhitzen der Einlaßluft nicht stattfindet.
Im weiteren wird Bezug genommen auf eine Methode zur Erfassung von Abnormitäten in Sensoren und der ECCU 15, sowie einen 'fail-safe'-Betrieb, der bei einem in den Sensoren usw. auftretenden Zustand der Abnormität zu betreiben ist.
Zuerst bestimmt die ECCU 15 ob oder nicht die entsprechenden Ausgabewerte der Sensoren die Motorkühlmitteltemperatur TWE1, die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT und die Schmieröltemperatur TOIL, in entsprechenden vorherbestimmten Bereichen liegen, in welche die Ausgaben der entsprechenden Sensoren fallen können, wenn diese normal funktionieren. Wenn irgendeiner dieser Parameterwerte als nicht in dem vorherbestimmten normalen Bereich liegend erkannt wird, entscheidet die ECCU 15, daß der entsprechende Sensor anormal ist und setzt dann den ermittelten Ausgabewert des Sensors auf einen vorher eingestellten festen Wert TWEIFS, TWTFS oder TOILFS als einen Ersatzwert. Diese Ersatzwerte sind auf größere Werte gesetzt als die normalen Werte, so daß die Wasserpumpe 20, der Kühlerventilator 27 und der Motorhaubenventilator 28 unbedingt arbeiten können. Als Ergebnis des Eintretens eines Ausfalls irgendeines Sensors kann ein Betrieb der oben erwähnten Bauteile der Kühlvorrichtung sichergestellt werden, um damit ein Überhitzen des Motorsystems zu verhindern. Insbesondere während dem Betrieb des Motors 1 existiert die Angst, daß wenn der Kühlerventilator 27 angehalten wird die Motortemperatur ungewöhnlich ansteigt, die oben beschriebene Steuersysteme gemäß der Erfindung wird aber solch anormale Situationen unbedingt verhindern.
Die ECCU 15 läßt eine LED (Lichtemissionsdiode) einer Anzahl, entsprechend des als anormal bestimmten Sensors, oft aufleuchten und gibt zugleich ein 'fail-safe'-Signal über den Anschluß A10 an die ECU 9.
Die ECU 9 arbeitet in Erwiderung auf das 'fail-safe'-Signal, indem sie beide oder eines von beiden, entweder das Tastverhältnis D2 des Steuerungsventils 75 zur Einführung des Vorladedrucks und/oder das Tastverhältnis D1 des Steuerungsventils 77 zur Einführung des Unterdrucks erhöht, um damit das Stellglied 71, zur Reduzierung des Vorladedrucks P&sub2; zu bewegen. Dementsprechend wird die Maschinenleistung verringert, wobei eine Überhitzung des Turboladers 4 und somit eine Überhitzung des Motors 1 verhindert werden kann.
Diese Motorleistungsverminderungssteuerung kann auch bei Auftreten von Abnormitäten in jeglichen anderen Teilen des Kühlsteuerungssystems einschließlich der Eingangsschaltkreise der Sensoren angewandt werden.
Desweiteren setzt die ECU 9 in dem oberen Fall mindestens einen der vorherbestimmten Werte TWEICH der Motorkühlertemperatur TWE2, der in Schritt 601 angewandt wird, und den ersten und zweiten vorherbestimmten Wert TWIC1 und TWIC2 der Motorkühlmitteltemperatur TWE2, die in den Schritten 611 bzw. 613 angewandt werden, auf einen kleineren Wert zurück. Wie aus dem Steuerungsprogramm der Fig. 6 und der Tabelle von Fig. 7 einsichtig wird, wobei jede dieser vorherbestimmten Kühlmitteltemperaturwerte auf einen kleineren Wert gesetzt werden, ist der Betriebsbereich der Wasserpumpe erweitert. Durch das oben erwähnte Zurücksetzen kann deshalb ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des Turboladers 4 und des Motors 1 verhindert werden. Die ECU 9, welche ursprünglicherweise zur Einflußnahme der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung usw. vorgesehen war, steuert desweiteren ebenso die Kühlung des Motors 1 und des Turboladers 4, welches es ermöglicht auf den Bedarf einer speziellen Steuerungsvorrichtung zum Übertragen von Abnormitäten in dem Sensorsystem zu verzichten.
Desweiteren erleuchtet die ECU 9 eine LED, welche auf der Seite der ECU 9 angebracht ist, und eine Warnlampe, welche auf dem Instrumentenbrett in dem Fahrzeuginnenraum vorgesehen ist, um somit dem Fahrer eine Warnung zu geben.
Andererseits wird eine Abnormität des Betriebs der ECCU 15 selbst, nämlich ein Versagen der CPU in der ECCU 15, durch den zuvor erwähnten Zeitgeber 151 erfaßt. Im Speziellen zählt der Zeitgeber während einer vorgegebenen Zeitspanne, welche länger als das gegebene Prozeßzeitintervall ist, innerhalb dessen die CPU einen vorherbestimmten Prozeß zu beenden hat, d.h. er erkennt eine Abnormität wenn die vorherbestimmte Zeitspanne, gezählt ab dem Startzeitpunkt der CPU für den vorherbestimmten Prozeß, verstreicht, bevor sie den Prozeß abgeschlossen hat. Wenn der Zeitgeber 151 abgelaufen ist so wird entschieden, daß eine Abnormität in der CPU selbst vorliegt und es wird sodann ein vorherbestimmtes Signal erzeugt, um die LED einzuschalten.
Das vorherbestimmte Signal, wie es oben erzeugt wurde, wird an den mit den Anschlüssen B5 und B8 verbundenen, zuvor genannten Analogschaltkreis 152 gegeben, dieser Schaltkreis erzeugt erneut eine Ausgabe niederer Spannung und liefert diese an den Anschluß B5, so daß der Kühlerventilator 27 dadurch mit hoher Rotationsgeschwindigkeit betrieben wird und ebenso eine Ausgabe hoher Spannung erzeugt und an den Anschluß B8 gibt, so daß die Wasserpumpe 20 damit angetrieben wird.
In der oben beschriebenen Art und Weise stellt die Vorrichtung des Analogschaltkreises 152, welche in ihrer Struktur einfach sein kann, einen Betrieb des Kühlerventilators 27 mit hoher Geschwindigkeit, sowie ein Betrieb der Wasserpumpe bei Eintritt eines Ausfalls der CPU der ECCU 15 sicher und verhindert dadurch einen übermäßigen Anstieg der Temperatur des Turboladers 4 und des Motors 1.
Entsprechend der oben beschriebenen, bei Auftreten von Abnormitäten angewandte Steuerung, ist es möglich, eine Überhitzung des Motors und des Turboladers zu verhindern und zur gleichen Zeit einen angemessenen Betrieb des Motorsystems sowie eine Langlebigkeit desselbigen im Falle eines Ausfalls in dem Sensorsystem und dem Steuerungssystems sicherzustellen, ohne eine Zunahme der Kosten hervorzurufen und den Systemumfang größer zu gestalten.
Die Fig. 8 und 9 zeigen ein Beispiel über die Art und Weise einer Durchführung eines 'fail-safe'-Betriebs.
Fig. 8 zeigt ein Unterprogramm zur Erfassung von Abnormitäten für 'fail-safe'-Zwecke, welches einen Teil des Programms zur Motorleistungssteuerung bildet. Das Unterprogramm wird durch die CPU der ECCU 15 während dem Betrieb des Motors 1 ausgeführt und zwar synchron mit der Erzeugung des TDC-Signalimpulses oder asynchron mit der Erzeugung dessen, z.B. zu vorherbestimmten konstanten Zeitintervallen.
Immer wenn das vorliegende Programm ausgeführt wird, wird zuerst in Schritt 801 die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT eingelesen, welche durch den TWT- Sensor 24 erfaßt und übergeben wird. Dies ist die Temperatur des Kühlmittels an einer in Strömungsrichtung abwärts des Turboladers 4 gelegenen Stelle (die Temperatur des Kühlmittels nachdem sie den Turbolader 4 gekühlt hat) in dem Kühlsystem 23 für den Turbolader 4, welches unabhängig von dem Kühlsystem für den Motor ausgebildet ist.
Die Temperatur des Kühlmittels an einer in Strömungsrichtung abwärts des Turboladers 4 gelegenen Stelle in dem Kühlsystem 23 gibt die Temperatur des Turboladers genau wieder. Die Temperatur des Kühlmittels an einer in Strömungsrichtung abwärts des Turboladers 4 gelegenen Stelle ist deshalb für einen Gebrauch, die Turboladertemperatur in einem vorherbestimmten geeigneten Bereich zu regeln, geeignet, während ein Temperaturanstieg des durch Abgase des Motors 1 zu Rotation mit hoher Geschwindigkeit veranlaßten Turboladers 4 verhindert wird, da die Temperatur des Kühlmittels durch den Aufbau des Turboladers nicht beeinflußt wird und interne und externe Faktoren genau wiedergeben kann.
Dementsprechend wird in Schritt 801 der Wert TWT eingelesen. In dem vorliegenden Leistungssteuerungsprogramm wird der eingelesene Wert dazu benützt, um festzustellen ob oder nicht der Turbolader 4 eine ungewöhnlich hohe Temperatur aufweist. Sodann wird in Übereinstimmung mit dieser Feststellung die Motorleistungssteuerung durchgeführt. Insbesondere in Schritt 802 wird festgestellt ob oder nicht der eingelesene Wert TWT unterhalb dem vorherbestimmten Wert TWTFS liegt. Der vorherbestimmte TWTFS ist auf einen Wert eingestellt, welcher geringfügig tiefer liegt als ein Wert, bei dem eine Verschlechterung der Schmierfähigkeit des Öls aufgrund von Verkohlung des Schmieröls, eine Festsetzung des Dichtungsring 64 (Fig. 3), der Turbinenwelle usw. in dem Turbolader 4 aufzutreten neigen. Wenn z.B. die oben erwähnten Unvorteilhaftigkeiten wie Festsetzungen aufzutreten neigen, wenn die Turboladertemperatur auf ungefähr 220 bis 230ºC angestiegen ist, wird der Wert TWTFS auf einen Wert, z.B. 220ºC eingestellt, welcher um ein sicheres Maß niedriger ist, als die Temperatur von 220 bis 230º und bei dem die oben erwähnten Nachteile wie Festsetzungen verhindert werden können.
Wenn die Antwort in dem Schritt 802 ja ist, dies ist, wenn TWT > = TWTFS ist, wird entschieden, daß die Temperaturwerte, die von dem TWT-Sensor 24 ausgegeben werden, nicht ungewöhnlich sind und der Turbolader sich nicht unter solchen Bedingungen, unter den die oben erwähnten Nachteile, wie z.B. Festsetzungen, auftreten können, sich befindet und das Programm wird direkt beendet.
Wenn die Antwort auf den Schritt 802 nein ist, dies ist, wenn TWT > = TWTFS ist, wird entschieden, daß in dem Turbolader Anomalitäten aufgetreten sind und die ECCU 15 gibt zu 'fail-safe'-Zwecken Befehle zur Verringerung der Motorleistung über den Anschluß A10 der ECCU 15 an die ECU 9 (Schritt 803), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Fig. 9 zeigt ein Steuerungsunterprogramm, welches einen anderen Teil des Motorleistungssteuerungsprogramms bildet. Das Unterprogramm wird von der CPU der ECU 9 synchron mit der Erzeugung des TDC-Signalimpulses ausgeführt.
Die ECU 9 überwacht die Ausgabe über den Anschluß A10 während des Betriebs des Motors, und jedesmal wenn das vorliegende Programm ausgeführt wird, wird in Schritt 901 festgestellt ob oder nicht die vorhergenannten Befehle zur Verringerung der Motorleistung durch die ECCU 15 gegeben wurden. Wenn die Antwort in Schritt 901 ja ist, wird die Leistung des Motors 1 vermindert (Schritt 902), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms. Dementsprechend kann die Motorleistung vermindert werden wenn die Turboladertemperatur den vorherbestimmten Wert (200ºC) überschreitet, welcher um ein bestimmtes Ausmaß niedriger ist als die kritische Temperatur, wodurch ein Auftreten der oben erwähnten Nachteile wie Festsetzungen in dem Turbolader 4 verhindert werden können. Wie oben beschrieben führt die ECU 9 während einem Betrieb des Motors 1 eine Steuerung zum Antrieb der Wasserpumpe 20, aufbauend auf der Motordrehzahl NE, der Motorkühlmitteltemperatur TWE2, der Einlaßlufttemperatur TA an einer in Strömungsrichtung abwärts des Zwischenkühlers gelegenen Stelle usw. durch. Sogar wenn während der Steuerung die Wasserpumpe 20 oder der Antriebsschaltkreis 200 dafür kaputt geht, z.B. unter hohen Lastbedingungen des Motors 1, wobei die Zirkulation von Kühlmittel in dem Kühlsystem 23 gestoppt wird, ist es möglich, die ECU 9 einen 'fail-safe'-Betrieb durchführen zu lassen, um die Motorleistung zu vermindern. Es ist dementsprechend möglich, den Fehlbetrieb der Wasserpumpe 20 usw. daran zu hindern Festsetzungen von Lagerteilen der Hauptwelle des Turboladers, insbesondere Festsetzungen dessen Dichtungsrings, welche sehr dazu geneigt sind aufzutreten, eine Verkohlung des Schmieröls und sogar einen Bruch des Hauptkörpers des Turboladers eintreten zu lassen.
Die Steuerung der Verminderung der Maschinenleistung in Schritt 902 kann durch Herabsetzen des Vorladedrucks oder durch Beeinflussung der Treibstoffdurchsatzsteuerung der Treibstoffeinspritzventile 12, welche mit Betriebssignalen von der ECU 9 versorgt sind, oder durch Verzögern des Zündzeitpunktes der Zündungssteuerung der Zündungsvorrichtung 31 beeinflußt werden. Wenn die Antwort in dem Schritt 902 nein ist, wird in Schritt 903 eine normale Steuerung durchgeführt auf die eine Beendigung des vorliegenden Programms folgt.
Die oben beschriebene Motorleistungsverminderungssteuerung kann angewandt werden, wenn Abnormitäten bei dem Kühlerventilator 27 oder dem Motorhaubenventilator 28 auftreten, und ein 'fail-safe'-Signal kann bei solch einer Gelegenheit erzeugt werden.
Fig. 10 zeigt ein Unterprogramm das von der ECCU 15 zur Steuerung des Betriebes und Anhaltens der Wasserpumpe 20 ausgeführt wird. Dieses Programm wird in vorherbestimmten konstanten Zeitintervallen ausgeführt.
In Schritt 1001 wird zuerst festgestellt, ob oder nicht der Zündungsschalter 25 eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt 1001 ja ist, dies ist, wenn der Motor in Betrieb ist, wird das binäre Signal FLG auf den Wert 0 gesetzt (Schritt 1002), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in Schritt 1001 nein ist, dies ist, wenn die Maschine 1 nicht in Betrieb ist, wird in Schritt 1003 festgestellt ob oder nicht das binäre Signal FLG auf den Wert 1 gesetzt ist. Wenn die Antwort in Schritt 1003 nein ist, dies ist, wenn das binäre Signal FLG auf 0 gesetzt wurde, ist die vorliegende Schleife somit die erste Schleife nachdem der Motor angehalten wurde. In dem Schritt 1004 wird festgestellt ob oder nicht die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT unterhalb einem vorherbestimmten Wert TWTWP (z.B. 95ºC) liegt. Wenn die Antwort in dem Schritt 1004 ja ist, dies ist, wenn TWT < TWTWP ist, wird der Wasserpumpenantriebsschaltkreis 200 betriebsunfähig gemacht und die Wasserpumpe 20 wird zum Anhalten angesteuert (Schritt 1005), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wie oben beschrieben, ist die ledigliche Erfüllung der Stopbedingung des Motors nicht genug einen Antrieb der Wasserpumpe 20 zu starten. Ein Betrieb der Wasserpumpe 20 wird mit Start des unten beschrieben Zeitgebers nur dann begonnen, wenn der TWT-Sensor 24 einen Wert ermittelt hat, der über dem vorherbestimmten Wert TWTWP nach Ausschalten des Zündungsschalters 25, das ist bei Anhalten des Motors, liegt.
Genauer gesagt, wenn die Antwort auf Schritt 1004 nein ist, dies ist, wenn TWT > gleich TWTWP ist (wenn die UND-Bedingung des Motorstillstands und TWT > = TWTWP erfüllt ist), wird ein nicht dargestellter tWP-Zeitgeber (z.B. ein Rückwärtszähler) zum Zählen einer vorherbestimmten in der ECCU 15 gespeicherten Zeitspanne tWP (z.B. 6 Minuten) gestartet (Schritt 1006). Danach wird in Schritt 1007 das binäre Signal FLG auf den Wert 1 gesetzt und in Schritt 1008 wird ein Betrieb der Wasserpumpe angesteuert, darauffolgend wird das vorliegende Programm beendet.
Wenn dementsprechend der Stillstand des Motors 1 erfaßt wird und die erfaßte Turboladerkühlmitteltemperatur TWT gleich oder größer als der vorherbestimmte Wert TWTWP ist, wird der tWP-Zeitgeber gestartet und damit der Betrieb der Wasserpumpe 20 in Gang gesetzt. Ist die Wasserpumpe 20 einmal gestartet worden, dauert der Betrieb deren an bis die vorherbestimmte Zeitspanne tWP ausläuft.
Ist in anderen Worten ausgedrückt, in den folgenden Schleifen die Antwort auf Schritt 1003 ja, und das Programm fährt zu Schritt 1009 fort, wo festgestellt wird ob oder nicht die vorherbestimmte Zeitspanne tWP ausgelaufen ist. Wenn die Antwort in Schritt 1009 nein ist, wird Schritt 1008 ausgeführt, um einen Betrieb der Wasserpumpe 20 aufrechtzuerhalten, wobei wenn die Antwort auf Schritt 1009 ja ist, wird Schritt 1005 ausgeführt, um ein Anhalten der Wasserpumpe 20 anzusteuern, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn, entsprechend der oben beschriebenen Kühlungsregelung, der Turbolader 4, welcher weiterhin nach Stillstand des Motors 1 durch Trägheit weiter rotiert und von der Wasserpumpe 20 gekühlt wird, um ein Auftreten von Wärmeschäden wie Festsetzungen von Lagerteilen aufgrund von hohen Temperaturen des Turboladers zu verhindern, ein Betrieb dessen angehalten wurde, ist es möglich, die Wasserpumpe 20 in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen des Motors unmittelbar vor dessen Stillstand zu betreiben, und zwar nur über eine vorherbestimmte Zeitspanne tWP wenn eine Kühlung des Turboladers erforderlich ist. Dementsprechend wird die Wasserpumpe 20 kaum betrieben, wenn eine Kühlung des Turboladers nicht gefordert ist, welches es ermöglicht, eine Kühlungssteuerung zu genau einem ausreichenden Grad durchzuführen. Desweiteren ist es möglich, einen verschwenderischen Verbrauch der Batterie und eine Verschlechterung der Lebensdauer des Motors 201 zum Antrieb der Wasserpumpe 20 zu vermeiden.
Obwohl das Programm der Fig. 10 derart ausgeführt ist, daß die Wasserpumpe 20 nach Ablauf der vorherbestimmten Zeitspanne tWP anhält, könnte es alternativ auch derart ausgeführt sein, daß ein Schritt zum Setzen des binären Signals FLG auf den Wert 0 zwischen die Schritt 1009 und 1005 eingefügt wird, so daß die Wasserpumpe 20 mit Aussetzungen während der Zeitspanne betrieben werden kann, während der die ECCU 15 aufgrund der Bedingung, daß TWT > = TWTWP wiederum erfüllt ist, betriebsfähig ist.
Desweiteren ist in der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT als Parameter zum Setzen der Zeitspanne tWP zum Betrieb der Wasserpumpe 20 ausgebildet. Ähnliche Wirkungen können jedoch durch Erfassung der Motorkühlmitteltemperatur TWE1 erzielt werden.
Die Fig. 11 zeigt eine Abänderung des Programms, welches in Fig. 10 gezeigt ist. In dieser Abänderung wird die Motorschmieröltemperatur TOIL als Parameter zum Setzen der Zeitspanne tWP für den Betrieb der Wasserpumpe 20 benutzt. In Fig. 11 sind korrespondierende Schritte mit gleichen Schrittnummern bezeichnet wie die der Fig. 10 entsprechenden.
Wenn in Fig. 11 die Antwort auf den Schritt 1003 nein ist, wird in Schritt 1004 ermittelt, ob oder nicht die Motorschmieröltemperatur TOIL kleiner als ein vorherbestimmter Wert TOILWP (z.B. 105º) ist, um festzustellen, ob oder nicht die Wasserpumpe 20 betrieben werden soll. In dieser Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ermittelt der TOIL-Sensor die Temperatur TOIL des Motorschmieröls in dem Zylinderkopfdeckel des Motors 1.
Die Schmieröltemperatur wird als Parameter zur Steuerung des Betriebs der Wasserpumpe 20 nach Stillstand des Motors aus den folgenden Gründen benützt: Die Schmieröltemperatur ist eine der Temperaturen, die für die Temperatur des Motorblocks des Motors repräsentativ ist. Da das Schmieröl für externe Faktoren wie den Luftstrom der durch Fahren des Fahrzeugs erzeugt wird und die Antriebsart des Kühlerventilators 27 weniger zugänglich ist als Motorkühlwasser (Motorkühlmittel), kann es die Last an der Maschine genauer wiedergeben.
Auf der anderen Seite wird das Motorkühlwasser in einem stärkeren Ausmaß gekühlt wenn die Luftströmung, welche durch Fahren des Fahrzeugs erzeugt wird, mit einer erhöhten Rate gegen den Motor trifft. Deshalb kann folgendes Phänomen auftreten, daß die Kühlwassertemperatur abnimmt obwohl die Last an dem Motor zunimmt. Im Gegensatz dazu hängt die Schmieröltemperatur kaum von solchen externen Faktoren ab. Wenn z.B. das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h dahinfährt, ist die Schmieröltemperatur ungefähr in dem Bereich von 100 +/- 5ºC konstant und wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h dahinfährt, liegt die Schmieröltemperatur ungefähr in dem Bereich von 115 +/- 5ºC.
Deshalb wird in der Kühlungsregelung nach Stillstand des Motors die Schmieröltemperatur TOIL benutzt, die für externe Faktoren weniger empfänglich ist und somit in der Lage ist, Nachteile aufgrund von externen Faktoren zu verhindern (wenn z.B. die Kühlwassertemperatur benützt wird und wenn der Motor unter Schwerlastbedingungen betrieben wurde und somit eine Kühlung durchgeführt werden soll, kann die Wassertemperatur niedrig sein und somit in einigen Fällen nachteilig beeinträchtigen). Dementsprechend repräsentiert die Schmieröltemperatur die Lastbedingungen des Motors vor dessen Stillstand genauer.
Dementsprechend kann, wenn die Schmieröltemperatur TOIL benutzt wird, eine genauere Kühlungsregelung bewirkt werden, wobei externe Faktoren vor Stillstand des Motors ausgeschlossen werden.
In dieser Ausführungsform wird zusätzlich die Schmieröltemperatur TOIL in der Nachbarschaft des Motors 1 erfaßt. Da jedoch das Schmieröl allgemein für den Motor 1 und den Turbolader 4 benutzt werden können dieselben Effekte wie oben beschrieben, auch dann eintreten, wenn die Schmieröltemperatur TOIL in der Nähe des Turboladers 4 ermittelt wird.
Die Fig. 12 zeigt ein Unterprogramm zum Setzen der vorherbestimmten Zeitspanne tWP zum Betreiben der Wasserpumpe nach Stillstand des Motors 1.
Entsprechend dieser Ausführungsform wird die Wasserpumpe 20 in Übereinstimmung mit der Art der Zunahme der aktuellen Temperatur des Turboladers 4 nach Stillstand des Motors 1 angetrieben. Dieses Programm wird nur einmal unmittelbar nach Stillstand des Motors ausgeführt.
In Schritt 1201 wird zuerst die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT, welche von dem TWT-Sensor 24 erfaßt und ausgegeben wird, eingelesen. In Schritt 1202 wird dann der eingelesene Wert von TWT als Kühlmitteltemperatur TWP bei Stillstand der Maschine eingesetzt (im weiteren als "die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand" bezeichnet). In Schritt 1213 wird dann festgestellt, ob oder nicht die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP über einem zweiten vorherbestimmten Wert TW2 (z.B. 100ºC) liegt. Wenn die Antwort auf Schritt 1203 ja ist, dies ist, wenn TWP > TW2 (Bereich I in Fig. 13) ist und daher die Kühlmitteltemperatur TWP groß oder sehr groß ist, wird die Zeitspanne tWP in Schritt 1204 auf eine erste vorherbestimmte Zeitspanne tWP1 (z.B. 5 Minuten) eingestellt um damit die Wasserpumpe 20 zu einem Betrieb für die erste vorherbestimmte Zeitspanne tWP1 zu veranlassen, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort auf Schritt 1203 nein ist, dies ist, wenn TWP =< TW2 ist, wird in Schritt 1205 festgestellt, ob oder nicht eine vorherbestimmte Zeitspanne Δt (z.B. 1 Minute) nach Ausschalten des Zündschalters verstrichen ist. Wenn die Antwort in Schritt 1205 ja ist, wird die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT in Schritt 1206 erneut eingelesen, worauf in Schritt 1207 der eingelesene Wert TWT als eine Kühlmitteltemperatur TWPΔt zu dem Zeitpunkt in dem die vorherbestimmte Zeitspanne nach Stillstand des Motors abgelaufen ist, eingesetzt (desweiteren als "die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand" bezeichnet).
In Schritt 1208 wird dann festgestellt ob oder nicht die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP über einem ersten vorherbestimmten Wert TW1 (z.B. 95ºC) liegt, welcher niedriger ist als der zweite vorherbestimmte Wert TW2. Wenn die Antwort in Schritt 1208 ja ist, wird in Schritt 1209 festgestellt, ob oder nicht die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt über einem dritten vorherbestimmten Wert TW3 (z.B. 115ºC), liegt, welcher höher als der zweite vorherbestimmte Wert TW2 ist. Wenn die Antwort in Schritt 1209 ja ist, dies ist, wenn TW1 < TWP =< TW2 und TWPΔt TW3 (Bereich II in Fig. 3) und daher die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP mittelgroß ist und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt sehr hoch ist, wird der Schritt 1204 ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in Schritt 1209 nein ist, wird in Schritt 1210 festgestellt, ob oder nicht die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt über einem zweiten vorherbestimmten Wert TW2 liegt. Wenn die Antwort in Schritt 1210 ja ist, dies ist, wenn TW1 < TWP =< TW2 und TW2 < TWPΔt =< TW3 (Bereich III in Fig. 13) und damit die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP mittelgroß und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt groß ist, wird die Zeitspanne zum Betreiben der Wasserpumpe 20 auf eine zweite vorherbestimmte Zeitspanne tWP2 (z.B. 4 Minuten) gesetzt, welche kürzer ist als die erste vorherbestimmte Zeitspanne tWP1 (Schritt 1211), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort auf Schritt 1210 nein ist, dies ist, wenn TW1 < TWP =< TW2 und TWPΔt =< TW2 (Bereich IV der Fig. 13) und deshalb die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP mittelgroß und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt klein oder mittelgroß ist, wird die Zeitspanne tWP zum Betreiben der Wasserpumpe 20 auf einen dritte vorherbestimmte Zeitspanne tWP3 (z.B. 3 Minuten) gesetzt, welche kürzer ist als die zweite vorherbestimmte Zeitspanne tWP2 (Schritt 1212), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort auf Schritt 1208 nein ist, wird ähnlich dem Schritt 1210 in Schritt 1213 festgestellt, ob oder nicht die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt größer als der zweite vorherbestimmte Wert TW2 ist. Wenn die Antwort in Schritt 1213 ja ist, dies ist, wenn TWP =< TW1 und TWPΔt > TW2 (Bereich V in Fig. 13) und daher die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP klein ist und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt groß oder sehr groß ist, wird Schritt 1212 ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in Schritt 1213 nein ist, dies ist, wenn TWP =< TW1 und TWPΔt =< TW2 (Bereich VI der Fig. 13) und deshalb die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP klein ist und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt klein oder mittelgroß ist, wird die Zeitspanne tWP zum Betrieb der Wasserpumpe 20 auf 0 gesetzt, um damit die Wasserpumpe 20 anzuhalten, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Gemäß dieser Ausführungsform kann dementsprechend die Art und Weise des Anstiegs der aktuellen Temperatur des Turboladers 4 nach Stillstand des Motors 1 einfach und genau in Übereinstimmung mit der Turboladerkühlmitteltemperatur TWT bei Stillstand des Motors 1 (TWP) und der Turboladerkühlmitteltemperatur TWT zu einem Zeitpunkt, an dem die vorherbestimmte Zeitspanne nach Stillstand des Motors 1 abgelaufen ist (TWPΔt) ermittelt werden. Die Zeitspanne tWP zum Betrieb der Wasserpumpe 20 ist wie oben beschrieben auf einen längeren Wert eingestellt, wenn die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TWP größer ist und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TWPΔt größer ist. Deshalb kann die Wasserpumpe 20 zu genau einem ausreichendem Maße abhängig von der Art des aktuellen Anstiegs der Temperatur des Turboladers 4 nach Stillstand des Motors 1 betrieben werden, wodurch es möglich ist Wärmeschäden an dem Turbolader 4 zu verhindern und ebenso eine wirksame Kühlung durchzuführen ohne in der Batterie gespeicherte Elektrizität zu verschwenden.
In der obigen Ausführungsform wird zusätzlich die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT oder die Temperatur des Kühlmittels zum Kühlen des Turboladers als Parameter zum Setzen der Zeitspanne tWP zum Betrieb der Wasserpumpe 20 benutzt. Dies ist jedoch nicht einschränkend und ähnliche Wirkungen können, z.B. durch die Verwendung der Motorkühlmitteltemperatur TWE1, ebenso erzielt werden.
In Fig. 14 ist eine andere Ausführungsform einer Art des Setzens der Zeitspanne tWP zum Betrieb der Wasserpumpe 20 nach Stillstand des Motors 1 gezeigt. Dieses Programm wird nur einmal unmittelbar nach Stillstand des Motors 1 ausgeführt.
Zuerst wird in Schritt 1401 die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT von einem Signal das von dem TWT-Sensor 24 geliefert wird und entsprechend die Schmieröltemperatur TOIL, einem Signal welches von dem TOILSensor 16 geliefert wird eingelesen. In Schritt 1402 wird dann in Abhängigkeit der in Schritt 1401 eingelesenen TWT und TOIL Werte die Zeitspanne tWP zum Betrieb der Wasserpumpe 20, aufbauend auf einer in der ECCU 15 gespeicherten tWP-Tabelle ermittelt, um damit die Wasserpumpe 20 über die ermittelte Zeitspanne tWP zu einem Betrieb zu veranlassen, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Fig. 15 zeigt die zuvor erwähnte tWP-Tabelle. Wie in der Figur gezeigt, ist die tWP-Tabelle durch drei vorherbestimmte TWT-Werte, TWT1, TWT2 und TWT3 (z.B. 90ºC, 95ºC bzw. 100ºC) und zwei vorherbestimmte TOIL-Werte, TOIL1 und TOIL2 (z.B. 100ºC bzw. 105ºC) in zwölf Bereiche unterteilt. Für jeden der zwölf Bereiche wird die Zeitspanne tWP auf einen der Werte tWP151 bis tWP155 (z.B. 0, 3, 5, 6 bzw. 8 Minuten) eingestellt.
Wie aus der Figur deutlich wird, wird die Zeitspanne tWP auf einen längeren Wert eingestellt, wenn die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT größer ist und die Schmieröltemperatur TOIL größer ist. Der tWP ist nicht nur in Abhängigkeit von der Turboladerkühlmitteltemperatur TWT eingestellt, sondern ebenso von der Schmieröltemperatur TOIL, da die Turboladerkühlmittel temperatur TWT die Temperatur des Turboladers bei Stillstand des Motors angibt, die externe Faktoren wie von dem Fahren des Fahrzeugs erzeugte Luftumströmung aufgrund der geringen spezifischen Wärmekapazität des Kühlmittels widerspiegelt, während die Schmieröltemperatur TOIL nicht von externen Faktoren, sondern nur durch die Last an dem Motor 1 unmittelbar vor Stillstand dessen, aufgrund der großen spezifischen Wärmekapazität des Schmieröls, beeinflußt wird. Entsprechend dieser Ausführungsform ist deshalb durch Setzen der Zeitspanne tWP in Abhängigkeit der Turboladerkühlmitteltemperatur TWT und der Schmieröltemperatur TOIL, wie oben beschrieben, es möglich beides, externe Faktoren und die Last an dem Motor 1 unmittelbar vor Stillstand dessen in die Erwägung einzubeziehen, um damit die Wasserpumpe 20 zu genau einem ausreichenden Maße in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Temperatur des Turboladers nach Stillstand des Motors 1 zu betreiben. Dies ermöglicht es nicht nur Wärmeschäden des Turboladers 4 wie Festsetzen von Lagerteilen und Verschlechterung der Schmierfähigkeit aufgrund von Verkohlung des Schmieröls zu verhindern sondern ebenso eine wirkungsvolle Kühlung durchzuführen ohne in der Batterie gespeicherte Elektrizität zu verschwenden.
Ebenso in dieser Ausführungsform ist es möglich ähnliche Wirkungen durch Erfassen der Schmieröltemperatur TOIL in der Nähe des Turboladers 4 zu erhalten.
In dieser Ausführungsform wird die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT ebenso als einer der Parameter zum Setzen der Zeitspanne tWP zum Betrieb der Wasserpumpe 20 benutzt. Ähnliche Wirkungen können jedoch durch Ersetzen der Turboladerkühlmitteltemperatur TWE1 durch die Motorkühlmitteltemperatur TWE1 und durch Ersetzen des Wertes von tWP151 bis tWP155, die in Fig. 15 dargestellt sind, durch geeignete Werte der Motorkühlmitteltemperatur TWE1 erreicht werden.
Desweiteren kann der Betrieb der Wasserpumpe 20 auch kontinuierlich über die eingestellte Zeitspanne tWP nach Stillstand des Motors 1 durchgeführt werden oder kann mit Unterbrechungen während der Zeitspanne tWP durchgeführt werden. In letzterem Fall kann der Turbolader 4 während Stillstand der Wasserpumpe ebenso durch Wärmeverlust aufgrund von Kühlmittelverdampfung gekühlt werden, wobei eine Kühlung wirkungsvoller durchgeführt werden kann.
Die Fig. 16 und 17 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, in welcher die Wasserpumpe mit Unterbrechungen arbeitet.
Fig. 16 zeigt ein Unterprogramm, das von der ECCU 15 zur Steuerung des diskontinuierlichen Betriebes der Wasserpumpe 20 ausgeführt wird. Das Programm wird in vorherbestimmten konstanten Zeitintervallen durchgeführt.
Die Schritte 1601 bis 1603 der Fig. 16 sind die gleichen, wie die Schritte 1001 bis 1003 der Fig. 10 und 11. Die Beschreibung davon ist deshalb ausgelassen worden. Wenn in Fig. 16 die Antwort in Schritt 1603 nein ist, dies ist, wenn das binäre Signal FLG auf den Wert 0 gesetzt wurde, und daher die vorliegende Schleife die erste Schleife nach Stillstand des Motors 1 ist, wird ein nicht dargestellten tWP-Zeitgeber der von der ECCU 15 bereitgestellt wird und einen Vorwärtszähler umfaßt, gestartet (Schritt 1604) und in Schritt 1605 wird das binäre Signal FLG auf den Wert 1 gesetzt. Die Wasserpumpe 20 wird dann zum Anhalten angesteuert (Schritt 1606), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in Schritt 1603 ja ist, dies ist, wenn das binäre Signal FLG auf den Wert 1 gesetzt wurde und daher die vorliegende Schleife eine der zweiten und folgenden Schleife nach Stillstand des Motors 1 ist, wird in Schritt 1607 festgestellt, ob oder nicht die Zeit tWP, welche von dem tWP-Zeitgeber errechnet wird, kleiner ist als ein erster vorherbestimmter Wert tWP161 (z.B. 2 Minuten). Wenn die Antwort in Schritt 1607 ja ist, dies ist, wenn 0 =< tWP =< tWP161, wird der oben behandelte Schritt 1606 ausgeführt, um dadurch ein Anhalten der Wasserpumpe 20 zu erreichen, wobei, wenn die Antwort in Schritt 1607 nein ist, das Programm mit Schritt 1608 weiterfährt.
In Schritt 1608 wird festgestellt, ob oder nicht die Zeitspanne tWP, welche von dem tWP-Zeitgeber abgezählt wird, kleiner als ein zweiter vorherbestimmter Wert tWP162 (z.B. 4 Minuten) ist, welcher größer als ein erster vorherbestimmter Wert tWP161 ist. Wenn die Antwort in Schritt 1608 ja ist, dieses ist, wenn tWP161 =< tWP < tWP162 ist, wird die Wasserpumpe 20 zum Betrieb angesteuert (Schritt 1609), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Auf ähnliche Weise wird in den folgenden Schritten 1610 bis 1613 festgestellt, ob oder ob nicht die Zeitspanne tWP, welche von dem tWP-Zeitgeber abgezählt wird, kleiner ist als ein dritter, vierter, fünfter und sechster vorherbestimmter Wert, tWP163, tWp164, tWP165 und tWP166 (z.B. 6, 9, 14 bzw. 15 Minuten). Wenn die Antwort in Schritt 1610 oder 1612 ja ist, dies ist, wenn tWP =< tWP < tWP163 oder tWP164 =< tWP < tWP165 ist, wird der Schritt 1606 ausgeführt. Wenn die Antwort in den Schritten 1611 oder 1613 ja ist, dies ist, wenn tWP163 =< tWP- < tWP164 oder tWP165 =< tWP < tWP166 ist, wird der Schritt 1609 ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn desweiteren die Antwort auf Schritt 1613 nein ist, dies ist, wenn tWP > gleich tWP166 ist, wird der Schritt 1606 ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Entsprechend der oben beschriebenen, in (b) der Fig. 17 dargestellten Kühlungsregelung wird die Wasserpumpe 20 angehalten, wenn die Zeitspanne tWP, welche von dem tWP Zeitgeber abgezählt wird, in eines der Intervalle 0 =< tWP < tWP161, tWP162 =< tWP < tWP163, tWP164 =< tWP, < tWP165 oder tWP > tWP166 fällt und wird angetrieben, wenn die von dem tWP-Zeitgeber gezählte Zeitspanne tWP in eines der Intervalle tWP161 =< tWP < tWP162, tWP163 =< tWP < tWP164 und tWP165 < tWP < tWP166 fällt, wobei der diskontinuierliche Betrieb der Wasserpumpe 20 durchgeführt wird.
(a), (b) und (c) der Fig. 17 zeigen die Beziehung zwischen dem Betrieb und dem Stillstand der Wasserpumpe 20 und der Temperatur TS des Dichtungsrings 64 des Turboladers 4. Der Dichtungsring 64 ist sehr anfällig für Festsetzungen. Wenn die Temperatur des Turboladers deshalb unterhalb einer kritischen Temperatur TSL (z.B. 230ºC), oberhalb deren Festsetzungen des Dichtungsrings auftreten können, gehalten werden kann, können andere Wärmeschäden, wie beispielsweise Verkohlung von Schmieröl usw., ebenso verhindert werden.
Im einzelnen wird in üblichen Kühlungssystemen der Betrieb der Wasserpumpe 20 über eine vorherbestimmte Zeitspanne unmittelbar nach Stillstand des Motors fortgesetzt, so daß von Kühlwirkungen durch Hitzeverlust aufgrund von Verdampfung von Kühlmitteln unmittelbar nach Stillstand der Maschine nicht Gebrauch gemacht werden kann. Deshalb kann, wie in (a) von Fig. 17 dargestellt, auch wenn die Wasserpumpe über eine Zeitspanne, die der Summe der Wasserpumpenbetriebszeitspannen dieser Ausführungsform der Erfindung entspricht, betrieben wird, kann die Dichtungsringtemperatur TS nicht daran gehindert werden über die kritische Temperatur TSL zu steigen. Um die Dichtungsringtemperatur TS unterhalb der kritischen Temperatur TSL zu halten muß die Wasserpumpe über eine längere Zeitdauer betrieben werden. Die punktgestrichelte Linie in (a) der Fig. 17 gibt zusätzlich den Übergang der Dichtungsringtemperatur TS an, wenn die Wasserpumpe 20 nach Stillstand des Motors 1 überhaupt nicht betrieben wird.
Es existiert eine allgemeine Tendenz, daß die Temperatur des Turboladers nach Stillstand des Motors 1 nicht rasch ansteigt. Es wird angenommen, daß, selbst wenn das Kühlmittel nicht umgewälzt wird, der Turbolader zu einem bestimmten Ausmaße durch Hitzeverlust aufgrund von Verdampfen von Kühlmittel gekühlt wird, da die Temperatur des Turboladers viel größer als der Siedepunkt des Kühlmittels. Die üblichen Kühlungssteuerungssysteme die die Wasserpumpe kontinuierlich über eine vorherbestimmte Zeitspanne nach Stillstand des Motors betreiben, können die oben beschriebenen Kühlwirkungen durch Wärmeverlust aufgrund von Verdampfung von Kühlmittel nicht wirksam nutzen, jedoch hat dies einen verschwenderischen Verbrauch der Batterie zur Folge, auf der anderen Seite bedeutet dies eine ineffiziente Kühlung.
Im Gegensatz dazu wird entsprechend dieser Ausführungsform der Erfindung die Wasserpumpe 20 unmittelbar nach Stillstand des Motors zuerst gestoppt (0 =< tWP < tWP161) und die Wasserpumpe 20 wird danach mit Unterbrechungen betrieben, wobei die oben beschriebenen Kühleffekte durch Nutzung des Wärmeverlusts aufgrund von Verdampfung des Kühlmittels während einem Stillstand der Wasserpumpe 20 und den Kühleffekten durch Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Turbolader 4 während einem Betrieb der Wasserpumpe 20 abwechselnd benutzt werden können, wobei es möglich ist, die Dichtungsringtemperatur TS unterhalb der kritischen Temperatur TSL zu halten ohne Batterie dabei zu verschwenden.
Desweiteren zeigt die oben beschriebene Ausführungsform ein Beispiel des unterbrochenen Betriebes der Wasserpumpe 20, welches nicht einschränkend ist, die Erfindung kann jedoch in verschiedenen anderen Arten ausgeführt werden. Zum Beispiel zeigt (c) der Fig. 17 eine abgeänderte Art, in welcher die Wasserpumpe 20 betrieben werden kann, wenn die Zeitspanne nach Stillstand des Motors 1 innerhalb der Bereiche von 3 bis 6 Minuten oder 9 bis 12 Minuten verstreicht. Es ist damit ebenso möglich, die Dichtungsringtemperatur TS unterhalb der kritischen Temperatur TSL zu halten und dabei fast die gleichen Wirkungen wie oben beschrieben zu erhalten.
Fig. 18 bis 22 zeigen ein Beispiel einer Antriebssteuerung des Motorhaubenventilators 28 und ein Beispiel der Antriebssteuerung für den Kühlerventilator 27 und den Motorhaubenventilator 28.
Fig. 18 zeigt ein Unterprogramm zum Setzen einer Zeitspanne tBNT zum Antreiben des Motorhaubenventilators 28. Dieses Programm wird nur einmal unmittelbar nach Stillstand des Motors 1 ausgeführt.
Das Programm der Fig. 18 ist im wesentlichen ähnlich dem der Fig. 12, gleiche Schrittnummern bezeichnen einander entsprechende Schritte. Eine detaillierte Beschreibung der gleichen oder ähnlichen Befehle wird ausgelassen.
Bei Schritt 1202 der Fig. 18 wird die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT, welche von dem TWT-Sensor 24 geliefert wird, als Kühlmitteltemperatur TBNT bei Stillstand des Motors eingesetzt (im folgenden als "die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand" bezeichnet). In Schritt 1203 wird dann festgestellt, ob oder nicht die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TBNT überhalb einem zweiten vorherbestimmten Wert TW2 liegt. Wenn die Antwort in dem Schritt 1203 ja ist, dies ist, wenn die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TBNT hoch oder sehr hoch ist (Bereich I der Fig. 19), wird eine Zeitspanne tBNT zum Betrieb des Motorhaubenventilators 28 auf eine erste vorherbestimmte Zeitspanne tBNT1 (z.B. 12 Minuten) eingestellt (Schritt 1204), um damit einen Betrieb des Motorhaubenventilators 28 über die erste vorherbestimmte Zeitspanne tBNT1 zu bewirken, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in Schritt 1203 nein ist, dies ist, wenn TBNT =< TW2 ist, werden Befehle ähnlich denen der Schritte 1205 und 1206 der Fig. 12 ausgeführt, und in Schritt 1207 wird dann die in Schritt 1206 erneut eingelesene Turboladerkühlmitteltemperatur TWT als die Kühlmitteltemperatur TBNΔt zu der Zeit, wenn die vorherbestimmte Zeitspanne nach still stand des Motors abgelaufen ist, eingesetzt (im folgenden als "die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand" bezeichnet).
Die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT wird dementsprechend nicht nur bei Stillstand des Motors 1 sondern auch nach Verstreichen der vorherbestimmten Zeitspanne nach Stillstand des Motors 1 eingelesen. Dies geschieht, weil die Temperatur des Turboladers 4 bei und nach Stillstand des Motors 1 von Betriebsbedingungen des Motors unmittelbar vor Stillstand des Motors 1, sowie der Last an dem Motor 1, der Umgebungslufttemperatur usw. abhängt, und auf verschiedenen Weisen weiter ansteigt. Deshalb wird die Art des Anstiegs der Turboladertemperatur nach Stillstand des Motors erfaßt, um so eine, wie weiter unten beschrieben wird, davon abhängende Festsetzung der Zeitspanne tBNT für einen Betrieb des Motorhaubenventilators 28 auszuführen.
In Schritt 1208 und folgende werden dann Befehle ähnlich denen der Fig. 12 ausgeführt, um die Zeitspanne für einen Betrieb des Motorhaubenventilators 28 einzustellen. Wenn im einzelnen die Antwort in Schritt 1209 der Fig. 18 ja ist (Bereich II der Fig. 19), und damit die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TBNT mittelgroß und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TBNTΔt sehr hoch ist, wird Schritt 1204 ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms. Wenn die Antwort in Schritt 1210 ja ist, und deshalb die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TBNT mittelgroß und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TBNTΔt groß ist, wird die Zeitspanne tBNT für einen Betrieb des Motorhaubenventilators 28 auf eine zweite vorherbestimmte Zeitspanne tBNT2 (z.B. 9 Minuten) eingestellt, welche kürzer als die erste vorherbestimmte Zeitspanne tBNT1 ist (Schritt 1211), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in Schritt 1210 nein ist (Bereich IV der Fig. 19) und damit die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TBNT mittelgroß und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TBNTΔt niedrig oder mittelgroß ist, wird die Zeitspanne tBNT auf eine dritte vorherbestimmte Zeitspanne tBNT3 (z.B. 6 Minuten) eingestellt, welche kürzer ist als die zweite vorherbestimmte Zeitspanne tBNT2 (Schritt 1212), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort auf Schritt 1210 ja ist (Bereich V in Fig. 19) und daher die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TBNT klein und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TBNTΔt groß oder sehr groß ist, wird der Schritt 1212 ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in Schritt 1213 nein ist (Bereich VI in Fig. 19) und damit die Kühlmitteltemperatur bei Stillstand TBNT klein und die Kühlmitteltemperatur nach Stillstand TBNTΔt klein oder mittelgroß ist, wird die Zeitspanne tBNT auf den Wert 0 gesetzt (Schritt 1214) um den Motorhaubenventilator 28 zum Anhalten zu veranlassen, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform kann der Motorhaubenventilator 28 zu genau einem ausreichenden Maß abhängig von der Art des momentanen Anstiegs der Temperatur des Turboladers 4 nach Stillstand des Motors 1 betrieben werden, wobei die Temperatur des Turboladers 4 und des Motorraums 26 nach Stillstand des Motors angemessen geregelt werden kann, um damit Wärmeschäden des Turboladers 4 und des Motors 1 zu verhindern, wobei eine wirkungsvolle Kühlung ohne Verschwendung der Batterie ausgeführt werden kann.
Ebenfalls in dieser Ausführungsform können ähnliche Wirkungen, wie die zuvor genannten, erhalten werden, auch wenn die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT als Parameter zur Bestimmung der Zeitspanne tBNT für einen Betrieb des Motorhaubenventilators 28 durch die Motorkühlmitteltemperatur TWE1 ersetzt wird.
Fig. 20 zeigt ein Unterprogramm zum Setzen einer Zeitspanne tFAN (im folgenden als "die Ventilatorbetriebszeit" bezeichnet) für einen Betrieb des Kühlerventilators 27 und des Motorhaubenventilators 28. Dieses Programm wird nur einmal unmittelbar nach Stillstand des Motors 1 ausgeführt. Entsprechend dieser Kühlungsregelung wird der Kühlerventilator 27 für eine Rückwärtsrotation angetrieben, um dabei Kühlungsluftströme in dem Motorraum 26 herzustellen, die von dem Motorhaubenventilator 28 durch einen Bereich in der Nähe des Motors 1 zu dem Kühlerventilator 27, wie durch die Pfeile in Fig. 2 angezeigt, strömen.
In Fig. 20 sind der in Fig. 14 entsprechende Schritte mit gleichen Schrittnummern bezeichnet. Zuerst werden in Schritt 1401 die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT und die Schmieröltemperatur TOIL eingelesen. In Schritt 1402 wird in Übereinstimmung mit den eingelesenen Temperaturwerten die Ventilatorbetriebszeitspanne tFAN, unter zugrundelegen einer in der ECCU 15 gespeicherten tFAN- Tabelle ermittelt, um damit einen gleichzeitigen Betrieb des Kühlerventilators 27 und des Motorhaubenventilators 28 über die Ventilatorbetriebszeitspanne tFAN zu bewirken, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Fig. 21 zeigt die zuvor genannte tFAN-Tabelle. Ähnlich der mit Bezug auf Fig. 15 beschriebenen tWP-Tabelle ist die tFAN-Tabelle durch drei vorherbestimmte TWT-Werte, TWT1, TWT2 und TWT3 und zwei vorherbestimmte TOIL-Werte, TOIL1 und TOIL2 in zwölf Bereiche unterteilt. Für jeden der zwölf Bereiche ist die Zeitspanne tFAN auf einen der Werte tFAN211 bis tFAN218 (z.B. 0, 3, 5, 6, 8, 9, 10 bzw. 12 Minuten) gesetzt.
Wie aus der Figur deutlich wird ist die Ventilatorbetriebszeitspanne tFAN auf größere Werte gesetzt, wenn die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT höher ist und die Schmieröltemperatur TOIL höher ist. Die Zeitspanne tFAN hängt nicht nur von der Turboladerkühlmitteltemperatur TWT, sondern ebenso von der Schmieröltemperatur TOIL ab, und zwar aus den gleichen Gründen, die mit Bezug auf Fig. 15 angegeben wurden. Entsprechend dieser Ausführungsform ist es durch Setzen der Zeitspanne tFAN wie oben beschrieben in Abhängigkeit der Turboladerkühlmitteltemperatur TWT und der Schmieröltemperatur TOIL möglich, beides, externe Einflüsse und die Last an dem Motor unmittelbar vor Stillstand dessen, in die Abwägungen mit einzubeziehen, um somit den Motorhaubenventilator 28 und den Kühlerventilator 27 in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Temperatur des Turboladers nach Stillstand des Motors in einem genau ausreichenden Maß zu betreiben. Dies ermöglicht nicht nur eine angemessene Steuerung der Temperatur des Turboladers 4 und des Motorraums, um dabei Wärmeschäden des Turboladers 4 und des Motors 1 zu verhindern, sondern auch eine wirkungsvolle Kühlung ohne Verschwendung an Batterie durchzuführen.
Desweiteren wird in dieser Ausführungsform ein Betrieb des Kühlerventilators 27 und der des Motorhaubenventilators 28 synchron durchgeführt. Dies ist jedoch nicht einschränkend, denn die Ventilatoren 27 und 28 können über entsprechende verschiedene Zeitintervalle betrieben werden, welche in Übereinstimmung mit denen der Fig. 21 ähnlichen Tabellen eingestellt werden und getrennt zur Verfügung stehen.
Ebenfalls in dieser Ausführungsform können ähnliche Wirkungen, wie die zuvor genannten, durch Erfassen der Schmieröltemperatur TOIL in der Nähe des Turboladers 4 erhalten werden.
In dieser Ausführungsform wird die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT ebenso als eine der Parameter zum Setzen der Ventilatorbetriebszeitspanne tFAN für einen Betrieb des Kühlerventilators 27 und des Motorhaubenventilators 28 benutzt. Es können jedoch ähnliche Effekte durch Ersetzen der Turboladerkühlmitteltemperatur TWT durch die Motorkühlmitteltemperatur TWE1 und Ersetzen der Werte tFAN210 bis tFAN218, welche in Fig. 21 dargestellt sind, durch geeignete Werte der Temperatur TWE1 erreicht werden.
Fig. 22 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung zur Antriebsregelung des Motorhaubenventilators 28.
Entsprechend dieser Ausführungsform wird, wenn die Turboladertemperatur ansteigt, sogar während des Betriebs des Motors 1 die Kühlung im voraus gestartet, um damit einem Anstieg der Temperatur des Turboladers 4 und dem des Motorraums, welcher den Turbolader 4 aufnimmt, angemessen vorzubeugen.
Das in Fig. 22 dargestellte Unterprogramm wird von der CPU der ECCU 15 zur Steuerung einer erzwungenen Luftkühlung durch den Motorhaubenventilator 28 ausgeführt. Dieses Programm wird während dem Betrieb des Motors 1 synchron mit der Erzeugung des TDC-Signalimpulses oder asynchron damit, dies ist, zu vorherbestimmten konstanten Zeitintervallen, ausgeführt.
Zuerst in Schritt 2201 wird die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT, welche die Turboladertemperatur widerspiegelt, eingelesen, und dann wird in Schritt 2202 festgestellt, ob oder nicht der Wert TWT unterhalb einem vorherbestimmten Wert TWTNM liegt. Der vorherbestimmte Wert TWTNM dient der Abwägung, ob oder nicht der Motorhaubenventilator 28, welcher in dem Motorraum 26 zur Luftkühlung desselben angeordnet ist, zwangsweise angetrieben werden soll, und es wird dieser auf einen einem oberen Grenzwert (z.B. 95ºC) angenäherten Wert eingestellt, bei welchem normalerweise die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT angenommen werden kann.
Wenn die Antwort in Schritt 2202 ja ist, wird der Zwangsbetrieb des Motorhaubenventilators 28 nicht durchgeführt (Schritt 2203), gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
Wenn die Antwort in dem Schritt 2202 nein ist, dies ist, wenn TWT > = TWTNM, wird der Motorhaubenventilator 28 durch den Motor 30 (Schritt 2204) angetrieben, um damit die Zwangsluftkühlung (Belüftung) durch den Motorhaubenventilator 28 zusätzlich zu der Wasserkühlung des Kühlungssystem 23 für den Turbolader 4 zu starten. Die erzwungene Luftkühlung wird solange fortgesetzt wie die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT gleich oder über dem vorherbestimmten Wert TWTNM ist. Wie oben beschrieben, wird während dem Betrieb des Motors 1 die Wasserpumpe 20 in dem Kühlungsregelungsssystem 23 für den Turbolader 4 durch die ECU 9 gesteuert, und deshalb wird der Turbolader 4 von zirkulierendem Kühlmittel gekühlt. Wenn jedoch TWT den Wert TWTNM übertrifft wird die erzwungene Luftkühlung, wie sie oben beschrieben ist, zusätzlich ausgeführt bevor die Turboladertemperatur sehr hoch wird, wobei die Temperatur des Turboladers selbst und die des Motorraums, welcher selbigen aufnimmt, angemessen geregelt werden kann.
Genauer gesagt kann die erzwungene Luftkühlung durch einen Antrieb des Motorhaubenventilators 28 von dem Zeitpunkt an, an welchem der Wert TWT auf ein bestimmtes Wert angestiegen ist, durchgeführt werden, selbst wenn der Zündschalter 25 an ist, dies ist während dem Betrieb des Motors 1. Die erzwungene Luftkühlung kann deshalb im voraus bevor der Turbolader 4 angehalten wird, nachdem der Motor unter schweren Lastbedingungen war, gestartet werden. Wenn z.B. das Fahrzeug nach Fahren mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h angehalten wird, wird die Turboladerkühlmitteltemperatur TWT über einen oberen Grenzwert des Normalbetriebs, z.B. ungefähr 98ºC, ansteigen. Hiernach neigt die Turboladertemperatur dazu hoch zu bleiben oder sogar anzusteigen. Durch die Eigenschaft der oben beschriebenen Zwangsluftkühlung durch den Motorhaubenventilator 28 in Abhängigkeit von TWT, kann die Kühlung jedoch früher gestartet werden, wodurch es möglich ist den Turbolader 4, welcher einer der Hauptwärmequellen in dem Motorraum ist, wirksam zu kühlen und einem Anstieg der Motorraumtemperatur vorzubeugen, um dadurch die Temperatur des Hauptblocks des Turboladers 4 und die des Motorraums, welches denselben aufnimmt, angemessen zu regeln.

Claims

1. Ein Kühlungssteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, mit einem Vorverdichter (4), einem Motorraum (26), der den Vorverdichter (4) aufnimmt, einem ersten Kühlsystem zum Kühlen des Motors und einem zweiten Kühlsystem (23) zum Kühlen des Vorverdichters (4), welches unabhängig von dem ersten Kühlsystem bereitgestellt ist,

umfassend:

erste Meßwertgebermittel (25) zur Stillstandsermittlung des Motors;

zweite Meßwertgebermittel, umfassend erste Temperaturerfassungsmittel (24) zur Erfassung der Temperatur von Kühlmittel an einer ine einer Strömungrichtung stromabwärts des Vorverdichters gelegenen Stelle in dem zweiten Kühlsystem, und zweite Temperaturerfassungsmittel (14, 101, 16) zur Erfassung einer die Motortemperatur stellvertretende Temperatur;

Pumpmittel (20) zur Versorgung des zweiten Kühlsystems (23) mit Kühlmittel, welches den Vorverdichter (4) kühlt;

Pumpantriebsmittel (200) zum elektrischen Antrieb der Pumpmittel (20);

Kühlgebläsemittel (27, 28), die in dem Motorraum (26) angeordnet sind;

Gebläseantriebsmittel (290, 300) zum elektrischen Antrieb der Kühlgebläsemittel (27, 28);

Zeitmeßmittel zur Ermittlung ob, oder ob nicht seit Stillstandsermittlung des Motors durch die ersten Meßwertgebermittel zumindeset eine vorherbestimmte Zeitspanne (twp) verstrichen ist;

Steuerungsmittel (15) zur derartigen Steuerung der Pumpantribsmittel (201) und der Gebläseantriebsmittel (290,300), daß ein Betrieb der Pumpmittel (20) und ein Betrieb der Kühlgebläsemittel (27, 28) durch ein auf einer Erfassung durch die ersten und die zweiten Meßwertgebermittel (25; 24, 14, 101, 16) beruhendem Ergebnis und durch ein auf einer Feststellung durch die Zeitmeßmittel beruhendem Ergebnis gesteuert wird, wobei die Steuerungsmittel (15) die Pump- und Gebläseantriebsmittel (200), nach Stillstand des Motors, für die vorherbestimmte Zeitspanne betreiben, wenn die durch eines der ersten und zweiten Temperaturerfassungsmittel (24, 14, 101, 16) der zweiten Meßwertgebermittel ermittelte Temperatur sich über einem vorherbestimmten Wert befindet.

2. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1, in welchem die zweiten Temperaturerfassungsmittel der zweiten Meßwertgebermittel die Temperatur des Kühlmittels in dem ersten Kühlsystem (14, 101) erfaßen.

3. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, umfassend Mittel zum Betrieb der Zeitmeßmittel, derart, daß die Zeitmeßmittel, nachdem die ersten Meßwertgebermittel (25) den Stillstand des Motors erfaßt haben, eine vorherbestimmte Zeitspanne abzählen, und Mittel zur Steuerung Pumpantriebsmittel (200), derart, daß die Pumpmittel (20) in Übereinstimmung mit dem Zählen der Zeitmeßmittel diskontinuierlich angetreiben werden.

4. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1, in welchem die zweiten Meßwertgebermittel dritte Temperaturerfassungsmittel (16) zur Erfassung der Temperatur des Schmieröls in dem Motor umfassen, wobei die Steuerungsmittel (15) die Pumpantriebsmittel (200) betreiben, wenn die durch eines der ersten, zweiten und dritten Temperaturerfassungsmittel (24, 14, 101, 16) ermittelte Temperatur sich über einem vorherbestimmten Wert befindet.

5. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 4, in welchem die Zeitmeßmittel eine vorherbestimmte Zeitspanne abzuzählen beginnen, wenn die ersten Meßwertgebermittel (25) einen Stillstand des Motors erfaßt haben,

wobei die Steuerungsmittel (15) die Pumpantriebsmittel (200) während der vorherbestimmten Zeitspanne betreiben, welche durch die Zeitmeßmittel gezählt wird, wenn die durch die zweiten Meßwertgebermittel (14, 101, 16) erfasste Temperatur sich über einem vorgegebenen Wert befindet.

6. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 5, in welchem die Steuerungsmittel (15) die Pumpantriebsmittel (200) steuern, und zwar in Übereinstimmung mit beidem,

einer Ausgabe der ersten Temperaturerfassungsmittel (24) der zweiten Meßwertgebermittel, welche zu einem Zeitpunkt erfaßt werden, an dem die ersten Meßwertgebermittel einen Stillstand des Motors ermitteln, und einer Ausgabe der ersten Temperaturerfassungsmittel (24), welche zu einem Zeitpunkt erfaßt werden, an dem eine vorherbestimmte Zeitspanne nach dem Stillstand des Motors verstrichen ist.

7. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1, in welchem ein Betrieb des Motors durch zweite Steuerungsmittel (9) gesteuert wird, wobei die erstgenannten Steuerungsmittel (15) in der Lage sind eine Steuerung der Pumpantriebsmittel (200) und der Gebläseantriebsmittel (290, 300) unabhängig der zweiten Steuerungsmittel (9) nach Stillstand des Motors durchzuführen.

8. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1, in welchem die Kühlgebläsemittel ein Kühlergebläse (27) zum Kühlen des Motors umfassen.

9. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 8, in welchem die Steuerungsmittel das Kühlergebläse (27) in eine Richtung zu drehen veranlassen, derart daß Luft in dem Motorraum (26) auf die Außenseite davon in einer Vorwärtsrichtung ausströmt.

10. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1, in welchem die Kühlgebläsemittel ein Kühlergebläse (27) zum Kühlen des Motors und einen Kühlventilator (28) zum Kühlen des Motorraums umfassen.

11. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 10, in welchem die Steuerungsmittel (15) den Kühlventilator (28) in Übereinstimmung mit einer Ausgabe der zweiten Meßwertgebermittel (24, 14, 101, 16) betreiben.

12. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 11, in welchem die Steuerungsmittel (15) die Gebläseantriebsmittel (290, 300) steuern, und zwar in Übereinstimmung mit beidem,

einer Ausgabe der ersten Temperaturerfassungsmittel (24), welche zu einem Zeitpunkt erfaßt werden, an dem die ersten Meßwertgebermittel (25) einen Stillstand des Motors ermitteln,

und einer Ausgabe der ersten Temperaturerfassungs mittel (24), welche zu einem Zeitpunkt erfaßt werden, an dem eine vorherbestimmte Zeitspanne nach dem Stillstand des Motors verstrichen ist.

13. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 11, in welchem die Steuerungsmittel (15) Mittel zur Steuerung der Gebläseantriebsmittel (290, 300) während des Betriebs des Motors umfassen, derartig daß der Kühlventilator (28) im voraus, vor einem Stillstand des Motors, zu kühlen beginnt, wenn die von den ersten Temperaturerfassungsmitteln (24) ermittelte Temperatur sich überhalb einem vorherbestimmten Wert befindet.

14. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1, in welchem die Kühlgebläsemittel einen ersten Kühlventilator, umfassend ein Kühlergebläse (27), welches an einer ersten Stelle in dem Motorraum (26) zur Kühlung des Motors angeordnet ist, und einen zweiten Kühlventilator (28), der an einer zweiten Stelle in dem Motorraum angeordnet ist, aufweisen,

wobei die die Gebläseantriebsmittel erste (290) und zweite (300) Gebläseantriebsmittel zum Antrieb des ersten (27) bzw. das zweiten (28) Kühlventilators umfassen,

wobei die zweiten Meßwertgebermittel dritte Temperaturerfassungsmittel (16) zur Erfassung der Temperatur des Schmieröls in dem Motor umfassen,

wobei die Steuerungsmittel (15) die ersten und zweiten Gebläseantriebsmittel (290, 300) in Übereinstimmung mit Ausgaben der ersten Temperaturerfassungsmittel (24) und der dritten Temperaturerfassungsmittel steuern, nachdem die ersten Meßwertgebermittel (25) einen Stillstand des Motors ermitteln.

15. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 1, umfassend Sicherungsmittel für Versagenssituationen, die in der Lage sind einen Betrieb mindestens eines der Pumpmittel (20) und der Kühlgebläsemittel (27, 28) zu veranlassen, wenn Abnormitäten bei mindestens einem der zweiten Meßwertgebermittel (24, 14, 101, 16) und der Steuerungsmittel (15) auftreten.

16. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 15, in welchem die Kühlgebläsemittel ein Kühlergebläse (27) zum Kühlen des Motors umfassen.

17. Kühlungssteuerungssystem nach den Ansprüchen 15 und 20, in welchem die Kühlgebläsemittel ein Kühlergebläse (27) zum Kühlen des Motors, und einen Kühlventilator (28) zum Kühlen des Motorraumes umfassen.

18. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 7, in welchem die zweiten Steuerungsmittel (9) Motorleistungssteuerungsmittel zur Steuerung der Leistung des Motors umfassen,

wobei die zuerstgenannten Steuerungsmittel (15) an die Motorleistungssteuerungsmittel derart angegliedert sind, daß die zuerstgenannten Steuerungsmittel (15) die Motorleistungssteuerungsmittel mit einem vorherbestimmten Sicherungssignal für Versagenssituationen versorgen, wenn Abnormitäten in dem Kühlungssteuerungssystem auftreten,

wobei die Motorleistungssteuerungsmittel für das Sicherungssignal für Versagenssituationen zur Steuerung der Leistung des Motors derart zugänglich sind, daß die Leistung des Motors vermindert wird.

19. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 7 oder 18, umfassend Sicherungsmittel für Versagenssituationen, die in der Lage sind die Gebläseantriebsmittel (290, 300) zum Antreiben der Kühlgebläsemittel (27, 28) in Betrieb zu nehmen, wenn Abnormitäten bei den zuerstgenannten Steuerungsmitteln auftreten.

20. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 18, in welchem die Motorleistungssteuerungsmittel die Leistung des Motors durch Unterbrechen der Brennstoffzufuhr des Motors vermindern.

21. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 18, in welchem die Motorleistungssteuerungsmittel die Leistung des Motors durch Verzögern des Zündzeitpunktes einer Zündungvorrichtung des Motors vermindern.

22. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 18, in welchem die Motorleistungssteuerungsmittel die Leistung des Motors durch Verringern des von dem Vorverdichter (4) erzeugten Ladedrucks vermindern.

23. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 22, in welchem die zuerstgenannten Steuerungsmittel (15) das vorherbestimmte Sicherungssignal für Versagenssituationen ausgeben, wenn Abnormitäten in den zweiten Meßwertgebermitteln (24, 14, 101, 16) auftreten.

24. Kühlungssteuerungssystem nach Anspruch 22, in welchem die zuerstgenannten Steuerungsmittel (15) das vorherbestimmte Sicherungssignal für Versagenssituationen ausgeben, wenn bei mindestens einem von den Pumpmitteln (20) und den Kühlgebläsemitteln (27, 28) Abnomitäten auftreten.