DE60120344T2 - Verfahren und Einrichtung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE60120344T2
DE60120344T2 DE60120344T DE60120344T DE60120344T2 DE 60120344 T2 DE60120344 T2 DE 60120344T2 DE 60120344 T DE60120344 T DE 60120344T DE 60120344 T DE60120344 T DE 60120344T DE 60120344 T2 DE60120344 T2 DE 60120344T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
fluid
engine
branch
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60120344T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60120344D1 (de
Inventor
Ludovic Tomaselli
Armel Le Lievre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Application granted granted Critical
Publication of DE60120344D1 publication Critical patent/DE60120344D1/de
Publication of DE60120344T2 publication Critical patent/DE60120344T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/042Combustion air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/028Deaeration devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2023/00Signal processing; Details thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/12Cabin temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/13Ambient temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/62Load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/64Number of revolutions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/66Vehicle speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2031/00Fail safe
    • F01P2031/32Deblocking of damaged thermostat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04Lubricant cooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08Cabin heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/10Fuel manifold
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/048Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using electrical drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen eines Kraftfahrzeug-Motors.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kühlvorrichtung mit einem Hydraulikkreislauf für ein wärmeübertragendes Fluid mit einer Pumpe, die das Fluid durch den Fahrzeugmotor und verschiedene Zweige des Kreislaufs zirkulieren lässt. In den verschiedenen Zweigen des Kreislaufs können thermische Einrichtungen des Fahrzeugs angeordnet sein.
  • Kühlsysteme sollen gewährleisten, dass die Motoren den thermomechanischen Belastungen durch die Verbrennung standhalten. Neben der Hauptfunktion der Motorkühlung erfüllen sie ergänzende Funktionen, um die Gesamtleistung zu verbessern oder den Fahrgästen Komfort wie beispielsweise das Heizen des Fahrgastraums zu bieten.
  • Da bei der Auslegung von Kühlsystemen nur die Funktionsweise bei maximaler Drehzahl und unter Volllast des Motors berücksichtigt wird, sind sie für die meisten Einsatzfälle der Fahrzeuge überdimensioniert.
  • Somit sind die Funktionsparameter des Motors nicht optimiert, was eine Verschlechterung seiner Leistungen nach sich zieht, wie erhöhten Verbrauch, hohe Schadstoffemission sowie eine Verringerung des thermischen und akustischen Komforts des Fahrzeugs.
  • Die DE 4033261 beschreibt ein Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Kreislauf für eine wärmeübertragende Flüssigkeit, der eine Schleife zu einem Heizgerät bildet. Der Kreislauf umfasst darüber hinaus eine zum Heizgerät parallele Abzweigung, wobei ein thermostatisches Ventil für die Verteilung der Kühlflüssigkeit zwischen dem Heizgerät und der Abzweigung sorgt. Ein zusätzlicher Verschluss erlaubt, den Rückfluss des Fluids zum Motor zu versperren, sodass dieser schneller warm werden kann.
  • Dieses Kühlsystem optimiert jedoch nicht den Wärmeaustausch mit dem Motor.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kühlen eines Kraftfahrzeug-Motors vorzuschlagen, das die oben erwähnten Nachteile des Stands der Technik ganz oder teilweise behebt.
  • Dieses Ziel wird mit einem Verfahren zum Kühlen eines Kraftfahrzeug-Motors erreicht, welches das Volumen und den Durchsatz eines wärmeübertragenden Fluids in einem Hydraulikkreislauf mit verschiedenen Zweigen regelt, in denen thermische Einrichtungen des Fahrzeugs angeordnet sind, und einen Schritt des Erfassens der Temperatur der Kühlflüssigkeit aufweist sowie einen Schritt der Begrenzung oder des Anhaltens der Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen, wenn die Temperatur des Fluids niedriger ist als ein erster bestimmter Temperatur-Grenzwert; darüber hinaus umfasst das Verfahren einen Schritt des Bestimmens der momentan vom Motor gelieferten Durchschnittsleistung, gefolgt von einem Schritt des Bestimmens des ersten Temperatur-Grenzwerts in Abhängigkeit von der momentanen Durchschnittsleistung und einer bestimmten Modellierung der Funktionsweise des Motors, die seinen kalten Zustand (erster Temperatur-Grenzwert) in Abhängigkeit von der Durchschnittsleistung festlegt.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Kühlen eines Kraftfahrzeug-Motors vorzuschlagen, die die oben erwähnten Nachteile des Stands der Technik ganz oder teilweise behebt.
  • Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung zum Kühlen eines Kraftfahrzeug-Motors mit Hydraulikkreislauf für ein wärmeübertragendes Fluid erreicht, der einer Pumpe zugeordnet ist, die das Fluid durch den Fahrzeugmotor und verschiedene Zweige des Kreislaufs zirkulieren lässt, in denen thermische Einrichtungen des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei zumindest bestimmte Zweige des Kreislaufs mit elektronisch gesteuerten Betätigungsorganen zum Regeln der Zirkulation des Fluids darin ausgestattet sind, wobei die Vorrichtung Mittel zum Erfassen von Informationen über die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs aufweist, die mit Mitteln zum Steuern der Funktionsweise der Betätigungsorgane verbunden sind, um das Volumen und den Durchsatz an Flüssigkeit zu regeln, die im Hydraulikkreislauf zirkuliert, sodass die Funktionsweise des Motors optimiert wird, wobei die Informationserfassungs-Mittel die Temperatur der Kühlflüssigkeit bestimmen können, wobei die Steuermittel für das Begrenzen oder Anhalten der Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen sorgen können, wenn die Temperatur des Fluids niedriger ist als ein erster bestimmter Temperatur-Grenzwert, wobei die Steuermittel mit den Erfassungsmitteln zusammenwirken, um zum einen die momentan vom Motor gelieferte Durchschnittsleistung und zum anderen den ersten Temperatur-Grenzwert in Abhängigkeit von der momentanen Durchschnittsleistung und einer bestimmten Modellierung der Funktionsweise des Motors zu berechnen, die seinen kalten Zustand (erster Temperatur-Grenzwert) in Abhängigkeit von der Durchschnittsleistung festlegt.
  • Darüber hinaus kann die Erfindung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
    • – Die Steuermittel sorgen zumindest vorübergehend für die Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen, wenn die Temperatur des Fluids einen zweiten bestimmten Temperatur-Grenzwert übersteigt.
    • – Wenn die Temperatur des Fluids zwischen dem ersten und dem zweiten Temperatur-Grenzwert liegt, sorgen die Steuermittel zumindest vorübergehend für die Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen, wobei das Volumen und/oder der Durchsatz des in diesen Zweigen zirkulierenden Fluids von der Temperatur der Flüssigkeit abhängen.
    • – Der zweite Temperatur-Grenzwert beträgt ungefähr zwischen 60 und 100 Grad.
    • – Der erste Temperatur-Grenzwert beträgt ungefähr zwischen 20 und 60 Grad und legt die Fluidtemperatur fest, unterhalb der der Zustand des Motors als „vorübergehend" oder „kalt" bezeichnet wird.
    • – Die Informationserfassungs-Mittel können gegebenenfalls ein Versagen der elektronisch gesteuerten Betätigungsorgane feststellen, sodass die Steuermittel unabhängig von der Temperatur des Fluids für die freie Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen sorgen, wenn mindestens ein Versagen eines Betätigungsorgans festgestellt wird.
    • – Die Umlaufpumpe für das Kühlfluid ist eine mechanische Pumpe.
    • – Die Vorrichtung umfasst einen Zweig, der mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan versehen ist und in dem Mittel angeordnet sind, die für die Rückführung zumindest eines Teils der Abga se des Motors zum Einlass sorgen, auch „Exhaust Gaz Recycling (EGR)" genannt, wobei das Betätigungsorgan des Kühlzweigs mit den Abgasrückführungs-Mitteln geschlossen ist, wenn die Temperatur des Fluids niedriger ist als der erste Temperatur-Grenzwert.
    • – Die Vorrichtung umfasst einen Zweig mit Mitteln, die eine Luftheizung für den Fahrgastraum bilden, sowie eventuell mit zusätzlichen Heizmitteln.
    • – Die Vorrichtung umfasst Mittel, die eine Luftheizung für den Fahrgastraum bilden, und eventuell zusätzliche Heizmittel, die in dem Zweig mit den Rückführungsmitteln für die Motorabgase angeordnet sind.
    • – Der Zweig mit den Luftheizmitteln ist mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan versehen, wobei die Luftheizmittel den Fahrgastraum auf eine erste, vom Benutzer des Fahrzeugs bestimmte Solltemperatur erhitzen können, und die Steuermittel wirken mit den Erfassungsmitteln zusammen, um zum einen die außerhalb des Fahrzeugs vorliegende Außentemperatur zu erfassen und zum anderen das Betätigungsorgan des Luftheizmittel-Zweigs zu öffnen beziehungsweise zu schließen, wenn die Außentemperatur niedriger beziehungsweise höher als die erste Solltemperatur ist.
    • – Der Zweig mit den Luftheizmitteln ist mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan versehen, wobei die Luftheizmittel für eine Klimatisierung des Fahrgastraums auf eine zweite, vom Benutzer des Fahrzeugs bestimmte Solltemperatur sorgen können, und die Steuermittel wirken mit den Erfassungsmitteln zusammen, um zum einen die außerhalb des Fahrzeugs vorliegende Temperatur zu bestimmen und zum anderen das Betätigungsorgan des Luftheizmittel-Zweigs zu schließen beziehungsweise zu öffnen, wenn die Außen temperatur niedriger beziehungsweise höher ist als die zweite Solltemperatur.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt.
  • 1 zeigt schematisch den Aufbau und die Funktionsweise eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsart der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.
  • 3 zeigt in einem Diagramm ein Beispiel für die Änderung über die Zeit t der Temperatur T der Kühlflüssigkeit und eines ersten Temperatur-Grenzwerts T1.
  • 4 zeigt ein Beispiel für die Änderung der Temperatur Th des Motor-Schmieröls in Abhängigkeit von der Zeit t sowie das Signal für den geöffneten Zustand O und den geschlossenen Zustand F des elektronisch gesteuerten Betätigungsorgans des ersten Zweigs des Kreislaufs.
  • 5 zeigt den geöffneten Zustand O und den geschlossenen Zustand F des Betätigungsorgans des Entgasungszweigs in Abhängigkeit von der Temperatur T der Kühlflüssigkeit.
  • 6 zeigt ein Beispiel für die Änderung der Periode P des Steuersignals des Betätigungsorgans des Entgasungszweigs in Abhängigkeit von der Temperatur T der Kühlflüssigkeit.
  • 7 zeigt den Öffnungszustand des Bypass-Ventils in Abhängigkeit von der Temperatur T der Kühlflüssigkeit.
  • 8 zeigt schematisch ein Beispiel für die Kopplung der Öffnung des Bypass-Ventils mit der Öffnung des Ventils eines Heizgeräts.
  • 9 zeigt zwei Beispiele für die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit eines Lüftersatzes in Abhängigkeit von der Änderung der Temperatur T der Kühlflüssigkeit.
  • 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Die Kühlvorrichtung umfasst einen Hydraulikkreislauf 2, der ein wärmeübertragendes Kühlfluid enthält.
  • Dem Kreislauf 2 ist eine Hydropumpe 3 zugeordnet, die für die Zirkulation des Fluids durch den Motor 1 und verschiedene Zweige 4, 5, 6, 7, 8, 44 des Kreislaufs 2 sorgt. Vorzugsweise ist die Pumpe 3 eine mechanische Pumpe, aber auch der Einsatz einer elektrischen Pumpe kann in Betracht gezogen werden.
  • Die Zweige 4, 5, 6, 7, 8, 44 des Kreislaufs 2 werden ausgehend von einem Gehäuse 122, auch „Boîtier de Sortie d'eau" (BSE) genannt, mit Kühlflüssigkeit versorgt. Das Gehäuse 122, das am Motor 1 und vorzugsweise am Zylinderkopf des Motors 1 befestigt ist, sammelt die Kühlflüssigkeit, die den Motor 1 durchlaufen hat. Die Kühlflüssigkeit, die die Zweige durchlaufen hat, wird von einem Wassereingangsbehälter 23 aufgefangen, bevor sie wieder durch den Motor 1 läuft.
  • Vorteilhafterweise sind zumindest bestimmte Zweige 4, 5, 6, 7, 8, 44 des Kreislaufs 2 mit elektronisch gesteuerten Betätigungsorganen 14, 15, 16, 17, 18, 29 versehen, die die Zirkulation des Fluids regeln. Die elektronisch gesteuerten Betätigungsorgane sind beispielsweise Elek troventile. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung Mittel 22 zum Erfassen von Informationen über die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Die Erfassungsmittel 22 sind mit Mitteln 19 zum Steuern der Funktionsweise zumindest eines Teils der Betätigungsorgane 14, 15, 16, 17, 18, 29 verbunden, um das Volumen und den Durchsatz an Fluid zu regeln, das im Hydraulikkreislauf 2 zirkuliert, sodass die Funktionsweise des Motors optimiert wird.
  • Die Steuermittel 19 oder die Datenverarbeitungseinheit können jeden geeigneten Rechner 20 aufweisen, beispielsweise ein „Boîtier de Servitude Intelligent" (BSI) bekannter Art. Der Rechner 20 ist Datenspeichern 21 zugeordnet, die beispielsweise einen programmierbaren Speicher und/oder einen Nur-Lese-Speicher aufweisen. Der Rechner 20 ist ebenfalls mit den Mitteln 22 zum Erfassen von Informationen über die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs verbunden, die beispielsweise verschiedene Sensoren oder weitere Rechner wie einen Rechner zum Steuern des Motors aufweisen.
  • Vorzugsweise können die Informationserfassungs-Mittel 22 zumindest einen der folgenden Parameter erfassen: die Motordrehzahl, das Motordrehmoment, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Temperatur des Motor-Schmieröls, die Temperatur der Kühlflüssigkeit des Motors, die Temperatur der Motorabgase, die außerhalb des Fahrzeugs herrschende Temperatur und die Temperatur im Fahrgastraum. Die verschiedenen Informationen über die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs werden vom Rechner 20 verarbeitet und analysiert, um die Funktionsweise der Betätigungsorgane 14, 15, 16, 17,18, 29 und eventuell der Pumpe 3 zu steuern.
  • Erfindungsgemäß hängt der Durchsatz oder das Volumen der Kühlflüssigkeit, die in den verschiedenen Zweigen 4, 5, 6, 7, 8, 44 des Kreislaufs 2 zirkulieren darf oder nicht, vom Erwärmungszustand des Motors 1 ab. Beispielsweise lassen sich drei Zustände des Motors 1 definieren: ein erster Zustand, in dem der Motor „kalt" ist, ein zweiter Zustand, in dem der Motor 1 „heiß" ist, und ein dritter Zustand zwischen dem heißen und dem kalten Zustand, der so genannte Zwischenzustand.
  • Vorzugsweise hängt der Wärmezustand des Motors 1 von der Temperatur T der Kühlflüssigkeit, vorzugsweise am Ausgang des Motors 1 ab. So ist der Motor 1 kalt, wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit niedriger ist als ein erster bestimmter Temperatur-Grenzwert T1. Dagegen ist der Motor 1 heiß, wenn die Temperatur T der Kühlflüssigkeit höher ist als ein zweiter bestimmter Temperatur-Grenzwert T2. Schließlich befindet sich der Motor 1 im so genannten Zwischenzustand, wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit zwischen dem ersten Temperatur-Grenzwert T1 und dem zweiten Temperatur-Grenzwert T2 liegt.
  • Der erste Temperatur-Grenzwert T1 und/oder der zweite Temperatur-Grenzwert T2 können feste oder variable Werte sein, die in Abhängigkeit vom Typ des Motors 1 bestimmt werden. Vorzugsweise sind der erste Temperatur-Grenzwert T1 und/oder der zweite Temperatur-Grenzwert T2 Variablen, die vom Typ des Motors 1 und von mindestens einem Betriebsparameter des Motors 1 abhängen. Beispielsweise hängen der erste Temperatur-Grenzwert T1 und/oder der zweite Temperatur-Grenzwert T2 von der vom Motor 1 gelieferten Durchschnittsleistung Pm ab. Das heißt die Steuermittel 19 wirken mit den Erfassungsmitteln 22 zusammen, um die vom Motor 1 gelieferte momentane Durchschnittsleistung Pm zu berechnen.
  • Die Steuermittel 19 berechnen dann den ersten Temperatur-Grenzwert T1 und/oder den zweiten Temperatur-Grenzwert T2 in Abhängigkeit von der momentanen Durchschnittsleistung Pm und einer bestimmten Modellierung der Funktionsweise des Motors 1. Die Modellierung des Motors legt den kalten, den heißen und den Zwischenzustand (erster Temperatur-Grenzwert T1 und zweiter Temperatur-Grenzwert T2) in Abhängigkeit von der vom Motor gelieferten Durchschnittsleistung Pm fest.
  • Die momentane Leistung P(t) in Kilowatt (kW), die der Motor im Moment t liefert, ist durch die folgende Gleichung gegeben:
    Figure 00100001
    wobei N die momentane Drehzahl des Motors in Umdrehungen pro Minute und C das momentane Drehmoment des Motors in Nm darstellen. Die Werte der Drehzahl N und des Drehmoments C können von den Datenerfassungs-Mitteln 22, das heißt von geeigneten Sensoren, erfasst werden. Herkömmlicherweise liegt die Motordrehzahl N ungefähr zwischen 0 und 6000 U/min, während das Drehmoment C ungefähr zwischen 0 und 350 Nm liegt.
  • Die Steuermittel 19 berechnen dann die vom Motor im Moment t gelieferte Leistung P(t) und die vom Motor im Moment t gelieferte Durchschnittsleistung Pm(t). Die Durchschnittsleistung Pm(t) im Moment t kann mit der folgenden Gleichung berechnet werden:
    Figure 00100002
    wobei Pm(t – 1) die Durchschnittsleistung im Moment (t – 1) ist. Selbstverständlich kann die Durchschnittsleistung mit jeder anderen gleichwertigen Formel berechnet werden, beispielsweise mit der Formel
    Figure 00100003
    in der Pm(t – 1) die Durchschnittsleistung im Moment (t – 1), P(t) die Momentanleistung im Moment t und c und k Gewichtungskoeffizienten sind.
  • Der Rechner 19 und/oder die Datenspeichermittel 21 können die Modellierung der Funktionsweise des Motors 1 enthalten, die seinen kalten, heißen und Zwischenzustand (erster Temperatur-Grenzwert T1 und zweiter Temperatur-Grenzwert T2) in Abhängigkeit von der Durchschnittsleistung Pm festlegt. Das heißt für einen gegebenen Motortyp werden empirisch und/oder durch Berechnung Entsprechungstabellen festgelegt, die die Temperatur-Grenzwerte T1 und T2 in Abhängigkeit von der Durchschnittsleistung Pm des Motors 1 angeben. Diese Tabellen oder Modellierungen, die vom Motortyp abhängen, sind beispielsweise polynomische Funktionen. So ist der erste Temperatur-Grenzwert T1 im Allgemeinen eine fallende Funktion der Durchschnittsleistung.
  • Der erste Temperatur-Grenzwert T1 kann ungefähr zwischen 20 und 60 Grad variieren und vorzugsweise zwischen 30 und 50 Grad. Der zweite Temperatur-Grenzwert T2 kann ungefähr zwischen 60 und 100 Grad variieren. Jedoch ist der zweite Temperatur-Grenzwert T2 im Allgemeinen um den Wert von 80 Grad im Wesentlichen konstant.
  • Die Steuermittel 19 wirken mit den Datenerfassungs-Mitteln 22 zusammen, um die Temperatur T der Kühlflüssigkeit mit den beiden Temperatur-Grenzwerten T1 und T2 zu vergleichen.
  • Der Einfachheit halber kann der Wert des ersten Temperatur-Grenzwerts von den Steuermitteln 19 festgehalten werden, sobald die gemessene Temperatur T der Kühlflüssigkeit den ersten Temperatur-Grenzwert T1 erreicht. 3 zeigt in einem Diagramm ein Beispiel für die Änderung über die Zeit t der Temperatur T der Kühlflüssigkeit und des ersten Temperatur-Grenzwerts T1(Pm), der von der Durchschnittsleistung abhängt. Beim Bestimmen der Temperaturen T und T1(Pm) stellt man fest, dass bei einer gegebenen Durchschnittsleistung ausgehend vom Moment, in dem die Temperatur T des Fluids den ersten Grenzwert T1 erreicht, der erste Temperatur-Grenzwert T1 etwas um eine Konstante T1f variiert.
  • In 1 weist der Kreislauf 2 einen ersten Zweig 8 auf, der mit einem ersten elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan 18 versehen ist und in dem ein Wasser/Öl-Tauscher 13 angeordnet ist. Vorzugsweise ist das erste Betätigungsorgan 18 vom Typ „alles oder nichts". Die Steuermittel 19 wirken mit den Erfassungsmitteln 22 zusammen, um das Öffnen oder Schließen des ersten Betätigungsorgans 18 so zu steuern, dass zum einen die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs des Öls zunimmt und zum anderen die Öltemperatur um eine bestimmte Referenztemperatur Tr herum geregelt wird.
  • Genauer gesagt: Wenn die von den Erfassungsmitteln 22 ermittelte Temperatur T des Kühlfluids niedriger ist als der erste Temperatur-Grenzwert T1, begrenzen die Steuermittel 19 die Zirkulation im ersten Zweig 8 und stoppen sie vorzugsweise.
  • Darüber hinaus regeln die Steuermittel 19 die Öltemperatur um die Referenztemperatur Tr herum, wenn die Temperatur T der Kühlflüssigkeit den zweiten Temperatur-Grenzwert T2 übersteigt. Die Referenztemperatur Tr des Öls entspricht der optimalen Betriebstemperatur für das Öl. Die Referenztemperatur Tr, die von der Ölart abhängt, liegt herkömmlicherweise ungefähr zwischen 120 und 140 Grad und beträgt vorzugsweise ungefähr 130 Grad. Hierzu umfassen die Erfassungsmittel 22 Mittel zum Messen der Temperatur des Schmieröls, beispielsweise einen geeigneten Sensor.
  • 4 zeigt ein Beispiel für die Änderung der Öltemperatur Th in Abhängigkeit von der Zeit t. Im gleichen Diagramm ist ein Rechtecksignal für den geöffneten Zustand O und den geschlossenen Zustand F des Betätigungsorgans 18 des ersten Zweigs 8 dargestellt. Die oberen Abschnitte des Rechtecksignals stellen die Momente der Öffnung O des Betätigungsorgans 18 dar. Die unteren Abschnitte des Rechtecksignals stellen die Momente des Schließens F des Betätigungsorgans 18 dar.
  • So sorgen die Steuermittel 19, wenn die Temperatur Th des Öls die Referenztemperatur Tr um einen bestimmten Wert ΔTa übersteigt, für das Öffnen des Betätigungsorgans 18 und damit die Zirkulation des Fluids im ersten Zweig 8. Dagegen schließen die Steuermittel 19 das Betätigungsorgan 18 und stoppen damit die Zirkulation des Fluids im ersten Zweig 8, wenn die Öltemperatur Th die Referenztemperatur Tr um einen Wert ΔTa unterschreitet. Die Temperaturdifferenziale ΔTa, die das Öffnen und Schließen F des ersten Betätigungsorgans 18 auslösen, liegen beispielsweise in der Größenordnung von einem bis sechs Grad. Wie in 4 dargestellt, entsprechen die Temperaturdifferenziale ΔTa vorzugsweise zwei Grad.
  • Auf diese Weise kann in Anbetracht der Temperaturverzögerung des Systems die Öltemperatur Th mit einer Toleranz von ungefähr fünf Grad in etwa auf der Referenztemperatur Tr gehalten werden. Selbstverständlich kann die Öltemperatur Th in einem größeren oder kleineren Intervall gehalten werden. Hierzu genügt es, die Differenziale oder Grenzwerte ΔTa des Öffnens und Schließens des ersten Betätigungsorgans 18 um die Referenztemperatur Tr zu verändern.
  • Vorteilhafterweise können die Steuermittel 19, wenn die Temperatur T der Kühlflüssigkeit zwischen dem ersten Temperatur-Grenzwert T1 und dem zweiten Temperatur-Grenzwert T2 liegt, das erste Betätigungsorgan 18 nur öffnen, wenn die Temperatur der Flüssigkeit die Öltemperatur um einen zweiten bestimmen Wert ΔTb übersteigt. Dieser zweite Wert ΔTb kann beispielsweise ungefähr zwischen 10 und 20 Grad liegen und beträgt vorzugsweise 15 Grad. Auf diese Weise trägt die Kühlflüssigkeit dazu bei, den Temperaturanstieg des Öls zu beschleunigen.
  • In 1 umfasst der Kreislauf 2 einen zweiten Zweig 6, den so genannten Entgasungszweig, der mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan 16 versehen ist und in dem ein Entgasungsgehäuse 11 angeordnet ist.
  • Die Steuermittel 19 regeln die Zirkulation des Kühlfluids derart, dass die Menge an Fluid, die im zweiten Zweig 6 zirkuliert, größer ist, wenn die Temperatur T des Kühlfluids den ersten Temperatur-Grenzwert T1 übersteigt, als wenn die Temperatur T des Fluids niedriger ist als der erste Temperatur-Grenzwert T1.
  • Darüber hinaus regeln die Steuermittel 19 die Zirkulation des Fluids im Entgasungszweig 6, damit die darin zirkulierende Fluidmenge größer ist, wenn die Temperatur T des Fluids den zweiten Temperatur-Grenzwert T2 übersteigt, als wenn die Temperatur T des Fluids niedriger ist als der zweite Temperatur-Grenzwert T2.
  • Außerdem können die Steuermittel 19, wenn die Temperatur T des Fluids zwischen dem ersten Temperatur-Grenzwert T1 und dem zweiten Temperatur-Grenzwert T2 liegt, die Zirkulation des Fluids im Entgasungszweig 6 in Abhängigkeit von der Temperatur T der Kühlflüssigkeit regeln. Genauer gesagt, können die Steuermittel 19 die Erhöhung der Menge an Kühlflüssigkeit, die im Entgasungszweig 6 zirkuliert, steuern, wenn die Temperatur T dieser Flüssigkeit steigt. Das Betätigungsorgan 16 des Entgasungszweigs 6 ist vorzugsweise von der Art „alles oder nichts", das heißt mit vollständigem Öffnen und Schließen.
  • Wie in 5 dargestellt, befehlen die Steuermittel 19 das – vorzugsweise vollständige – Öffnen des zweiten Betätigungsorgans 16, wenn die Temperatur T des Fluids höher ist als der zweite Temperatur-Grenzwert T2.
  • Darüber hinaus können die Steuermittel 19, wenn die Temperatur T der Kühlflüssigkeit niedriger ist als der erste Temperatur-Grenzwert T1, das Öffnen des zweiten Betätigungsorgans 16 in Abhängigkeit von der vom Motor 1 gelieferten Durchschnittsleistung Pm befehlen. Genauer gesagt, erhöhen die Steuermittel 19 die Flüssigkeitsmenge, die für die Zirkulation im Entgasungszweig 6 zugelassen ist, wenn die vom Motor 1 gelieferte Durchschnittsleistung Pm steigt. Das Betätigungsorgan 16 des Zweiges 6 wird beispielsweise von einem Rechtecksignal gesteuert, das in Abhängigkeit von der vom Motor 1 gelieferten Durchschnittsleistung Pm variabel ist. Der obere Abschnitt des Signals steht für das Öffnen O des Betätigungsorgans 16, während der untere Abschnitt für das Schließen F des Betätigungsorgans 16 steht.
  • Wenn sich der Motor in seinem kalten Zustand (T < T1) befindet, kann das Rechtecksignal zum Steuern des Betätigungsorgans 16 periodisch sein. Insbesondere kann die Öffnungszeit To des Betätigungsorgans 16 konstant sein, während die Periode P des Signals in Abhängigkeit von der Durchschnittsleistung Pm variieren kann. Das heißt, die Schließzeiten des Ventils 16 können – beispielsweise linear – abnehmen, wenn die Durchschnittsleistung Pm des Motors steigt.
  • Wenn sich der Motor 1 in seinem Zwischenzustand befindet (Temperatur T des Fluids zwischen dem ersten Temperatur-Grenzwert T1 und dem zweiten Temperatur-Grenzwert T2), steuern die Steuermittel 19 das Öffnen des Betätigungsorgans 16 nach einem Rechtecksignal, das in Abhängigkeit von der Temperatur T der Kühlflüssigkeit variabel ist. Insbesondere kann die Öffnungszeit To des Betätigungsorgans 16 konstant sein, während die Periode P des Signals abnehmen kann, wenn die Temperatur T der Kühlflüssigkeit steigt.
  • Wie in 6 dargestellt, kann die Periode P des Rechtecksignals zwischen T1 und T2 umgekehrt proportional zur Temperatur T der Flüssigkeit sein. Wenn sich die Temperatur T der Flüssigkeit an den zweiten Temperatur-Grenzwert T2 annähert, kann die Gerade, die für die Entwicklung der Periode P steht, außerdem einen Sprung aufweisen, sodass die Periode P konstant und gleich der Öffnungszeit To bleibt. Das heißt wenn die Temperatur T der Flüssigkeit beispielsweise den zweiten Temperatur-Grenzwert T2 minus ungefähr fünf Grad erreicht, folgt auf die fallende Gerade für die Periode P ein horizontaler konstanter Abschnitt.
  • Die Öffnungszeit To des Betätigungsorgans 16 kann in der Größenordnung von einigen Sekunden und beispielsweise von fünf Sekunden liegen. Die Periode des Steuersignals des Betätigungsorgans 16 kann beispielsweise zwischen 5 und 50 Sekunden variieren.
  • Selbstverständlich kann jedes andere geeignete Signal verwendet werden, um das zweite Betätigungsorgan 16 zu steuern. Beispielsweise ist es wie zuvor möglich, die Öffnungszeit To des Ventils zusätzlich oder anstelle der Schließzeit zu variieren.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst der Kreislauf 2 einen dritten Zweig 5, der mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan 15 verse hen und Mitteln 10 zugeordnet ist, die einen direkten Fluidrückfluss oder einen Bypass bilden. Die Steuermittel 19 können die Zirkulation des Kühlfluids im Bypass-Zweig 5 in Abhängigkeit von der Temperatur T des Fluids regeln. Insbesondere steigt die zulässige Menge an zirkulierendem Fluid im Bypass-Zweig 5, wenn die Temperatur des Fluids vom ersten Temperatur-Grenzwert T1 zum zweiten Temperatur-Grenzwert T2 steigt. Vorzugsweise ist das elektronisch gesteuerte Betätigungsorgan 15 des Bypass-Zweigs 5 proportional.
  • Wie in 7 dargestellt, können die Steuermittel 19, wenn die Temperatur T des Fluids niedriger ist als der erste Temperatur-Grenzwert T1, die Zirkulation des Fluids im Bypass-Zweig 5 auf eine bestimmte Leckrate begrenzen. Das heißt das Betätigungsorgan 15 des Bypass-Zweigs 5 ist teilweise geöffnet Of. Beispielsweise kann die teilweise Öffnung Of des Betätigungsorgans 15 für eine Leckrate im Bypass-Zweig 5 zwischen ungefähr 1/50 bis 1/5 des maximalen Durchsatzes im Zweig 5 sorgen.
  • Wenn die Temperatur des Fluids höher ist als der zweite Temperatur-Grenzwert T2, befehlen die Steuermittel 19 zumindest vorübergehend das vollständige Öffnen O des Bypass-Betätigungsorgans 15 (7). Darüber hinaus kann der Öffnungsgrad des Betätigungsorgans 15 zumindest vorübergehend proportional zur Temperatur T des Kühlfluids sein, wenn die Temperatur des Fluids zwischen dem ersten Temperatur-Grenzwert T1 und dem zweiten Temperatur-Grenzwert T2 liegt. Genauer gesagt, nimmt die Öffnung des Bypass-Betätigungsorgans 15 zwischen T1 und T2 zu, wenn die Temperatur T des Fluids steigt, und sinkt, wenn die Temperatur T des Fluids sinkt. Die Änderung der Öffnung des Betätigungsorgans 15 kann proportional zur Temperatur T des Fluids sein.
  • Vorteilhafterweise kann die Kurve für die Öffnung des Betätigungsorgans 15 in Abhängigkeit von der Temperatur T des Fluids eine Hysterese H aufweisen. Das heißt die Zunahme der Öffnung des Betätigungsorgans 15 beginnt, nachdem die Temperatur T der Flüssigkeit die erste Referenztemperatur T1 um einen ersten bestimmten Wert E überschritten hat. Ebenso beginnt die Verringerung der Öffnung des Betätigungsorgans 15, nachdem die Temperatur T der Flüssigkeit um einen ersten bestimmten Wert E unter die zweite Referenztemperatur gesunken ist. Das heißt das Öffnen und Schließen des Betätigungsorgans 15 finden gegenüber den Temperatur-Grenzwerten T1 und T2 versetzt statt. Die Werte E der Verschiebungen liegen beispielsweise in der Größenordnung von fünf Grad.
  • In 1 umfasst der Kreislauf einen vierten Zweig 4, der mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan 14 und Mitteln 9 versehen ist, die ein Heizgerät bilden. Die Heizmittel 9 können mit einem Lüftersatz 30 gekoppelt sein, der ebenfalls von den Steuermitteln 19 gesteuert werden kann. Das Betätigungsorgan 14 des vierten Zweigs 4 ist proportional.
  • Vorteilhafterweise können die Steuermittel 19 das Betätigungsorgan 15 des Bypass-Zweigs in Abhängigkeit vom Öffnen und Schließen des Betätigungsorgans 14 des Heizmittelzweigs 4 steuern, wenn die Temperatur T des Fluids den zweiten Temperatur-Grenzwert T2 übersteigt.
  • 8 zeigt den Öffnungsgrad %O der Betätigungsorgane 15, 14 der dritten und vierten Zweige 5, 4 in Abhängigkeit von der Temperatur T der Kühlflüssigkeit. Wie in 8 dargestellt, können die Steuermittel 19 das Betätigungsorgan 15 des Bypass-Zweigs 5 schließen F, wenn das Betätigungsorgan 14 des Heizmittelzweigs 4 geöffnet O ist.
  • Ebenso ist das Betätigungsorgan 15 des Bypass-Zweigs 5 geöffnet O, wenn das Betätigungsorgan 14 des Heizmittelzweigs 4 geschlossen F ist. Vorzugsweise ist die Öffnung des Betätigungsorgans 15 des Bypass-Zweigs 5 umgekehrt proportional zur Öffnung des Betätigungsorgans 14 des Heizmittelzweigs 4.
  • Darüber hinaus können das Schließen und Öffnen des Betätigungsorgans 15 des Bypass-Zweigs 5 mit einer bestimmten Verschiebung um die Temperatur R gegenüber dem Öffnen und Schließen des Betätigungsorgans 14 des Heizmittelzweigs 4 stattfinden. Die Verschiebung R kann in der Größenordnung von einigen Grad, beispielsweise fünf Grad, betragen.
  • Wie in 9 dargestellt, können die Steuermittel 19 die Lüftermittel 30 in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlflüssigkeit steuern. Genauer gesagt, kann die Rotationsgeschwindigkeit der Lüftermittel 30 steigen, wenn die Temperatur T der Kühlflüssigkeit zunimmt.
  • Vorzugsweise nimmt die Rotationsgeschwindigkeit V der Lüftermittel 30 proportional zur Geschwindigkeit der Änderung der Temperatur der Kühlflüssigkeit dT/dt zu.
  • 9 zeigt zwei Beispiele von Geraden d1 und d2 für die Rotationsgeschwindigkeit des Lüftersatzes in Abhängigkeit von der Temperatur T der Flüssigkeit. Die beiden Geraden d1 und d2 haben unterschiedliche Neigungen, die jeweils für eine Änderungsgeschwindigkeit dT/dt der Temperatur T der Kühlflüssigkeit stehen. Die Änderungsgeschwindigkeit dT/dt der Temperatur T der Kühlflüssigkeit kann von den Steuermitteln 19 berechnet werden.
  • Der in 1 dargestellte Kühlkreislauf 2 umfasst auch einen fünften Zweig 7, der mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan 17 versehen ist und in dem die Heizmittel 12 für den Fahrgastraum angeordnet sind. Herkömmlicherweise können die Heizmittel 17 so ausgebildet sein, dass sie den Fahrgastraum auf eine erste, vom Benutzer des Fahrzeugs bestimmte Solltemperatur Tc erwärmen.
  • Die Steuermittel 20 wirken mit den Erfassungsmitteln 22 zusammen, um die außerhalb des Fahrzeugs vorliegende Temperatur Te zu erfassen. Wenn die Außentemperatur Te niedriger ist als die erste Solltemperatur Tc, können die Steuermittel 20 das Betätigungsorgan des Heizzweigs 7 öffnen. Ebenso können die Steuermittel 20 das Betätigungsorgan des Heizzweigs 7 schließen, wenn die Außentemperatur Te höher ist als der erste Temperatur-Sollwert Tc.
  • Ebenso können die Heizmittel 12 eine Funktion der Klimatisierung des Fahrgastraums auf eine zweite Solltemperatur Tr aufweisen. Wenn die Außentemperatur Te niedriger ist als der zweite Temperatur-Sollwert Tr, können die Steuermittel 20 das Betätigungsorgan des Heizzweigs 7 öffnen. Ebenso können die Steuermittel 20 das Betätigungsorgan des Heizzweigs 7 schließen, wenn die Außentemperatur Te höher ist als der zweite Temperatur-Sollwert Tr.
  • Der fünfte Zweig 7 kann zusätzliche Heizmittel 160 und/oder Mittel 150 zum Rückführen der Abgase des Motors 1 zum Einlass aufweisen. Herkömmlicherweise erlauben die Mittel 150 zum Rückführen zumindest eines Teils der Abgase des Motors 1 zum Einlass („Exhaust Gaz Recycling EGR"), die Temperatur der Verbrennungsgase des Motors für eine Behandlung im Sinne des Umweltschutzes zu kontrollieren.
  • Schließlich weist der in 1 dargestellte Kreislauf 2 einen sechsten Zweig 44 auf, in dem Mittel 140 zum Erhitzen der Einlassluft des Motors 1 angeordnet sind. Der sechste Zweig 44 ist ebenfalls mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan 29 versehen, das von den Steuermitteln 19 gesteuert wird.
  • 2 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Die in 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich dadurch von der in 1, dass die Heizmittel 12 und die Heizmittel 160 in einem siebten Zweig 45 angeordnet sind, der sich vom sechsten Zweig 7 unterscheidet, in dem sich die Mittel 150 zum Rückführen der Abgase (EGR) befinden. Darüber hinaus besitzt der siebte Zweig 45 kein elektronisch gesteuertes Betätigungsorgan.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele der 1 und 2 beschränkt. Denn die Kühlvorrichtung kann auch nur einen Teil der oben beschriebenen Wärmeeinrichtungen 9, 10, 11, 12, 13, 140, 150, 16 und/oder der Zweige 4, 5, 6, 7, 8, 44, 45 umfassen. Außerdem können einer oder mehrere der Zweige 4, 5, 6, 7, 8, 44, 45 ohne elektronisch gesteuertes Betätigungsorgan gestaltet sein.
  • Vorteilhafterweise sind die Informationserfassungs-Mittel 22 so ausgebildet, dass sie gegebenenfalls ein Versagen von mindestens einem der elektronisch gesteuerten Betätigungsorgane feststellen. Auf diese Weise können die Steuermittel 19 für die freie Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen – und vorzugsweise in allen Zweigen – sorgen, wenn mindestens ein Versagen eines Betätigungsorgans festgestellt wird, und zwar unabhängig von der Temperatur des Fluids. Das heißt wenn ein Versagen des Systems festgestellt wird, sind alle Ventile des Kreislaufs 2 geöffnet.
  • Es wurde deutlich, dass die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung einfach aufgebaut ist und es dennoch erlaubt, den Wärmeaustausch in Echtzeit und auf optimale Weise zu steuern.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Kühlen eines Kraftfahrzeug-Motors, das darin besteht, das Volumen und den Durchsatz eines wärmeübertragenden Kühlfluids in einem Hydraulikkreislauf (2) mit verschiedenen Zweigen (4, 5, 6, 7, 8, 44, 45) zu regeln, in denen thermische Einrichtungen (9, 10, 11, 12, 13, 140, 150, 160) angeordnet sind, und einen Schritt des Bestimmens der Temperatur der Kühlflüssigkeit sowie einen Schritt des Begrenzens oder Anhaltens der Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen aufweist, wenn die Temperatur des Fluids niedriger als ein erster bestimmter Temperatur-Grenzwert (T1) ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt des Bestimmens der momentan vom Motor (1) gelieferten Durchschnittsleistung (Pm) aufweist, auf den ein Schritt des Bestimmens des ersten Temperatur-Grenzwerts (T1) in Abhängigkeit von der momentanen Durchschnittsleistung (Pm) und einer bestimmten Modellierung der Funktionsweise des Motors (1) folgt, die seinen kalten Zustand – erster Temperatur-Grenzwert (T1) – in Abhängigkeit von der Durchschnittsleistung festlegt.
  2. Vorrichtung zum Kühlen eines Kraftfahrzeug-Motors mit Hydraulikkreislauf (2) für ein wärmeübertragendes Kühlfluid, der mit einer Pumpe (3) verbunden ist, die das Fluid durch den Motor (1) des Fahrzeugs und verschiedene Zweige (4, 5, 6, 7, 8, 44, 45) des Kreislaufs zirkulieren lässt, in denen thermische Einrichtungen (9, 10, 11, 12, 13, 140, 150, 160) des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei zumindest bestimmte Zweige (4, 5, 6, 7, 8, 44) des Kreislaufs (2) mit elektronisch gesteuerten Betätigungsorganen (14, 15, 16, 17, 18, 29) versehen sind, die die Zirkulation des Fluids in den Zweigen regeln, wobei die Vorrichtung Mittel (22) zum Erfassen von Informationen über die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs aufweist, die mit Mitteln (19) zum Steuern der Funktionsweise der Betätigungsorgane (14, 15, 16, 17, 18, 29) verbunden sind, um das Volumen und den Durchsatz des im Hydraulikkreis (2) zirkulierenden Fluids so zu regeln, dass die Funktionsweise des Motors optimiert wird, wobei die Informationserfassungs-Mittel (22) die Temperatur der Kühlflüssigkeit bestimmen können, wobei die Steuermittel (19) für die Begrenzung oder das Anhalten der Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen (4, 5, 6, 7, 8, 44) sorgen können, wenn die Temperatur des Fluids niedriger ist als ein erster bestimmter Temperatur-Grenzwert (T1), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (20) mit den Erfassungsmitteln (22) zusammenwirken, um zum einen die vom Motor (1) gelieferte momentane Durchschnittsleistung (Pm) und zum anderen den ersten Temperatur-Grenzwert (T1) in Abhängigkeit von der momentanen Durchschnittsleistung (Pm) und einer bestimmten Modellierung der Funktionsweise des Motors (1) zu berechnen, die seinen kalten Zustand – erster Temperatur-Grenzwert (T1) – in Abhängigkeit von der Durchschnittsleistung (Pm) festlegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (19) zumindest vorübergehend für die Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen (4, 5, 6, 7, 8, 44) sorgen, wenn die Temperatur des Fluids einen zweiten bestimmten Temperatur-Grenzwert (T2) Überschreitet.
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Temperatur des Fluids zwischen dem ersten Temperatur-Grenzwert (T1) und dem zweiten Temperatur-Grenzwert (T2) liegt, die Steuermittel (19) zumindest vorüberge hend für die Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen (4, 5, 6, 7, 8, 44) sorgen, wobei das Volumen und/oder der Durchsatz an Fluid, das in den Zweigen (4, 5, 6, 7, 8, 44) zirkuliert, von der Temperatur der Flüssigkeit abhängt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperatur-Grenzwert (T2) ungefähr zwischen 60 und 100 Grad liegt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatur-Grenzwert (T1) ungefähr zwischen 20 und 60 Grad liegt und die Fluidtemperatur festlegt, unterhalb der der Zustand der Motors (1) als „vorübergehend" oder „kalt" bezeichnet wird.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationserfassungs-Mittel (22) gegebenenfalls ein Versagen der Betätigungsorgane (14, 15, 16, 17, 18, 29) feststellen können, sodass die Steuermittel (19) unabhängig von der Temperatur des Fluids für die freie Zirkulation des Fluids zumindest in bestimmten Zweigen (4, 5, 6, 7, 8, 44) sorgen, wenn mindestens ein Versagen eines Betätigungsorgans (14, 15, 16, 17, 18, 29) festgestellt wird.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufpumpe (3) für das Kühlfluid eine mechanische Pumpe ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zweig (7) aufweist, der mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan (17) versehen und mit Mitteln (150) verbunden ist, die zumindest einen Teil der Abgase des Motors (1) zum Einlass zurückführen, auch „Exhaust Gaz Recycling (EGR" genannt, wobei das Betätigungsorgan (17) des Kühlzweigs (7) mit den Abgasrückführungs-Mitteln geschlossen ist, wenn die Temperatur des Fluids niedriger ist als der erste Temperatur-Grenzwert (T1).
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zweig (7, 45) mit Mitteln (12), die eine Luftheizung für den Fahrgastraum bilden, und eventuell mit zusätzlichen Heizmitteln (160) aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (12) aufweist, die eine Luftheizung für den Fahrgastraum bilden, und eventuell zusätzliche Heizmittel (160), die im Zweig (7) mit den Mitteln (150) zum Rückführen der Abgase des Motors (1) angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweig (7, 45) mit den Luftheizmitteln (12) mit einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan versehen ist, wobei die Luftheizmittel für das Erwärmen des Fahrgastraums auf eine erste, vom Benutzer des Fahrzeugs bestimmte Solltemperatur (Tc) sorgen können, und dadurch, dass die Steuermittel (20) mit den Erfassungsmitteln (22) zusammenwirken, um zum einen die außerhalb des Fahrzeugs vorliegende Temperatur (Te) zu erfassen und zum anderen das Betätigungsorgan des Luftheizzweigs (7, 45) zu öffnen beziehungsweise zu schließen, wenn die Außentemperatur (Te) niedriger beziehungsweise höher ist als die erste Solltemperatur (Tc).
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweig (7, 45) mit den Luftheizmitteln (12) mit ei nem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan versehen ist, wobei die Luftheizmittel für eine Klimatisierung des Fahrgastraums auf eine zweite, vom Benutzer des Fahrzeugs bestimmte Solltemperatur (Tr) sorgen können, und dadurch, dass die Steuermittel (20) mit den Erfassungsmitteln (22) zusammenwirken, um zum einen die außerhalb des Fahrzeugs vorliegende Temperatur (Te) zu ermitteln und zum anderen das Betätigungsorgan des Luftheizzweigs (7, 45) zu schließen beziehungsweise zu öffnen, wenn die Außentemperatur niedriger beziehungsweise höher ist als die zweite Solltemperatur (Tr).
DE60120344T 2001-02-12 2001-02-12 Verfahren und Einrichtung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs Expired - Lifetime DE60120344T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01400364A EP1233157B1 (de) 2001-02-12 2001-02-12 Verfahren und Einrichtung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60120344D1 DE60120344D1 (de) 2006-07-20
DE60120344T2 true DE60120344T2 (de) 2007-05-24

Family

ID=8182623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60120344T Expired - Lifetime DE60120344T2 (de) 2001-02-12 2001-02-12 Verfahren und Einrichtung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1233157B1 (de)
AT (1) ATE329143T1 (de)
DE (1) DE60120344T2 (de)
ES (1) ES2263564T3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019219292A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung
DE102019219293A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung und mit einer Split Cooling Einrichtung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017067015A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 アイシン精機株式会社 冷却制御装置
FR3048260B1 (fr) * 2016-02-29 2020-03-06 Renault S.A.S Systeme de commande d'un moyen de regulation thermique d'un circuit de refroidissement d'un moteur d'un vehicule automobile et procede de commande dudit systeme de commande

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930455A (en) * 1986-07-07 1990-06-05 Eaton Corporation Controlling engine coolant flow and valve assembly therefor
DE4033261C2 (de) 1990-10-19 1995-06-08 Freudenberg Carl Fa Temperaturgesteuerter Kühlkreis einer Verbrennungskraftmaschine
DE4104093A1 (de) * 1991-02-11 1992-08-13 Behr Gmbh & Co Kuehlanlage fuer ein fahrzeug mit verbrennungsmotor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019219292A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung
DE102019219293A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung und mit einer Split Cooling Einrichtung
DE102019219292B4 (de) 2019-12-11 2022-05-12 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung
DE102019219293B4 (de) 2019-12-11 2022-05-19 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung und mit einer Split Cooling Einrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
EP1233157B1 (de) 2006-06-07
ATE329143T1 (de) 2006-06-15
EP1233157A1 (de) 2002-08-21
DE60120344D1 (de) 2006-07-20
ES2263564T3 (es) 2006-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60123587T2 (de) Verfahren und einrichtung zur kühlung einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs
DE102005056638B4 (de) Kühlsystem für einen Kraftfahrzeugmotor mit Strömungsregelventil und Entgasungsbehälter
DE60108646T2 (de) Verfahren zur Brennkraftmaschinenkühlung
DE102013204703B4 (de) Diagnose eines kühlmittelthermostats in einem motorkühlsystem
DE102007056360B4 (de) Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine
DE102011015260B4 (de) Antriebsstrang-Wärmeregelung mittels Kühlergrill-Luftstromverschlussklappen
DE102007060670B4 (de) Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine
EP0499071B1 (de) Kühlanlage für ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor
DE19719792B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regulierung der Temperatur eines Mediums
DE102011101272B4 (de) Luftströmungsklappensystem für ein Lüftungsgitter mit diskreter Klappensteuerung
DE10234608A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und Heizkreislaufs eines Kraftfahrzeugs
DE10224063A1 (de) Verfahren zur Wärmeregulierung einer Brennkraftmaschine für Fahrzeuge
DE4041937A1 (de) Kuehlvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine
DE102013205009A1 (de) Motorkühlsystemsteuerung
DE102013205229A1 (de) Motorkühlsystemsteuerung
EP1923549B1 (de) Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug
DE10311188B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur bedarfsgerechten Kühlung von Verbrennungskraftmaschinen unter Verwendung eines Bypassventils und mindestens einer Wärmesenke
DE10224728A1 (de) Motorkühlsystem
DE10319762A1 (de) Kreislauf zur Kühlung von Ladeluft und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kreislaufs
EP1399656B1 (de) Verfahren zum überwachen eines kühlflüssigkeitskreislaufs einer brennkraftmaschine
US6776126B2 (en) Method and device for cooling a motor vehicle engine
DE102019215797B4 (de) Steuerventil zum Steuern eines Kühlmittelkreislaufs für einen Ladeluftkühler
DE102007047089A1 (de) Verfahren zur Regelung der Ladelufttemperatur einer Brennkraftmaschine
DE19500648B4 (de) Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges mit einem Thermostatventil
DE10228355A1 (de) Verfahren zur Wärmeregulierung einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)