EP0254815B1 - Control for shutters and blower for cooling air in a motor vehicle - Google Patents
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- EP0254815B1 EP0254815B1 EP87105938A EP87105938A EP0254815B1 EP 0254815 B1 EP0254815 B1 EP 0254815B1 EP 87105938 A EP87105938 A EP 87105938A EP 87105938 A EP87105938 A EP 87105938A EP 0254815 B1 EP0254815 B1 EP 0254815B1
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Definitions
- the invention relates to a cooling air flap and blower control for motor vehicles according to the preamble of the main claim.
- a coolant temperature control system for a motor vehicle internal combustion engine which in addition to the usual coolant temperature control by means of a thermostat in the short circuit of the cooling water of the internal combustion engine and the thermostatic cooling air blower switched on and off additionally a bulkhead in an opening in which the cooling air flows Controlling the car body thermostatically.
- control elements used all have more or less two-point characteristics, so that the operating temperature of the internal combustion engine can hardly be kept constant at a required level.
- the resulting constant fluctuations around a target operating point result in poor control quality and thus stress and wear and tear on the internal combustion engine, including all units and parts through which cooling water flows.
- Executed adjusting element of the bulkhead which is only influenced by the coolant, can only be inadequately tuned and does not allow any further influencing variables for adapting the cooling air flow to the cooling air requirement of the internal combustion engine and auxiliary or auxiliary units.
- EP-A-0 084 378 discloses a control device for an engine cooling system in which cooling air flaps are controlled from the closed to the open position when the coolant of the internal combustion engine rises and a fan blower is switched on when the temperature rises further. The speed of the fan blower is increased with increasing temperature. An adjustment of the cooling air flaps in stages is indicated, but not how the associated control is to be carried out.
- a temperature control system for internal combustion engines can be found in EP-A-0 156 078.
- a fan blower speed is controlled according to a temperature signal. Cooling air flaps and blower drive are controlled sequentially so that the cooling air flaps are always open before the blower is driven.
- the object of the invention is therefore to provide a coolant and blower control for motor vehicles, which optimally regulates a heat balance of an internal combustion engine including its auxiliary and auxiliary units at a reasonable cost and which also fully meets the aerodynamic aspects of the motor vehicle.
- the advantages of the invention are primarily to be seen in the fact that a cooling air flap and blower control for motor vehicles is created, which controls a cooling air requirement of an internal combustion engine of the motor vehicle, including all auxiliary and auxiliary units with excellent control quality.
- a cooling air flap and blower control for motor vehicles is created, which controls a cooling air requirement of an internal combustion engine of the motor vehicle, including all auxiliary and auxiliary units with excellent control quality.
- it is easily adaptable to different circumstances of different types of motor vehicles and internal combustion engines, requires little installation space and is inexpensive to manufacture and install.
- Fig. 1, 1 shows a motor vehicle, in whose front end or engine compartment 2 an internal combustion engine 3 is arranged. This is connected via coolant lines (flow 4, return 5) to a heat exchanger (liquid cooler 6), which can be acted upon by a wind through a body opening 7 on a car front 8 and a cooling air duct 9.
- coolant lines flow 4, return 5
- heat exchanger liquid cooler 6
- the cooling air duct 9 can be opened or closed by means of cooling air flaps 10 which are controllable in their position.
- the cooling air flaps 10 are controlled via a control linkage 11 (crank mechanism) by an electric motor 12 with a flanged gear 13.
- control disk 14 and electric motor 12 are connected to a control unit 15 via a relay, which will be discussed later.
- dashed connections shown in FIG. 1 between the individual units merely represent symbolic active connections that say nothing about the type and number of installed electrical lines (signal lines, power supply lines). These arise naturally for the relevant specialist due to the structural peculiarities of the devices used.
- a conventional thermostatic valve 16 is also shown, which short-circuits the cooling circuit in the warming-up phase of the internal combustion engine 3 via a bypass line 17.
- an electric motor-driven fan 18 is arranged, via which the heat exchanger 6, the internal combustion engine 3 and a condenser 19 of an air conditioning system 20 (shown schematically) in front of the heat exchanger (shown schematically) can be forced-ventilated (of course, in Cooling air flow also other heat exchangers, for example a charge air cooler or a cooler for a liquid circuit of an automatic transmission _ next to, one above the other or one behind the other).
- a speed of the blower 18 is infinitely variable in its speed via the control unit 15 and an electronic output stage shown later.
- An influencing variable for controlling the fan speed and the cooling air flap position is a temperature tm (coolant temperature) of the internal combustion engine 3, which is detected by means of a coolant temperature sensor 21 in the return 5 of the coolant circuit 4 to 6.
- control unit 15 receives signals from an ignition switch 22 (ignition on or off), an air conditioning switch 23 (air conditioning on / off), a temperature sensor 24 (temperature switch) in the fluid circuit of the automatic transmission, and a pressure sensor 25 in one Kättstoffnikank the air conditioning system 20, a temperature sensor 26 (temperature switch) in or on the intake pipe 27 of the burner 3 and a hood contact switch 28, which monitors a closed position of a flap (hood 29) for closing the engine compartment 2.
- an excess temperature switch 30 can also be connected to the control unit 15, which monitors the temperature of the burner machine on its cylinder block or head and, if necessary, a warning lamp in a dashboard of the motor vehicle directly and / or indirectly via a central information unit (for indicating dangerous states; not here shown).
- the electrical connection of the individual elements can be seen in the circuit diagram according to FIG. 2.
- the control unit 15 is connected via an input 31 directly and via an input 32 via the ignition switch 22 indirectly to the positive pole (+) of a battery 33, the negative pole (-) of which is connected to the vehicle ground 34; the control unit 15 is connected to this via an input 35.
- An NTC resistor 36 is connected to inputs 35 and 37 as coolant temperature sensor 21. Signals from the air conditioning switch 23, the temperature sensor 26 on the intake manifold (temperature limit switch) and the temperature sensor 24 in the fluid circuit of the automatic transmission (temperature limit switch) reach the control unit 15 via inputs 38 to 40.
- a signal from the pressure sensor 25 is present at an input 41 in the refrigerant circuit of the air conditioning system; this is designed as a continuously operating pressure sensor. Finally, an input 42 is also connected to the hood contact switch 28.
- the electric motor-driven fan blower is designed in the circuit diagram as a double electric fan, each with two drive motors 43, 44 and electronic output stages 45, 46, which can be done for reasons of redundancy, for reasons of a better spatial arrangement with regard to the output stages.
- the functionality of the circuit is guaranteed even with a simple design.
- a drive motor 43, 44 and an electronic output stage 45, 46 are connected in series, connected in parallel to the load power supply; the output stages 45, 46 are also connected in parallel on the control side.
- the electronic output stages 45, 46 receive an enable signal, which may possibly also be omitted.
- the electronic output stages 45, 46 which are designed as semiconductor switches, receive a pulse duty factor in the form of a pulse-width-modulated square-wave signal via an output 48 of the control device 15.
- the fan control can also be designed so that the duty cycle is generated in the electronic output stages 45, 46 and the control unit 15 only outputs a corresponding analog or digital signal.
- a feedback line leads from the electronic output stages 45, 46 to an input 49 of the stencil device 15, via which it can be signaled whether there is an error in the power circuit of the output stage (short circuit, line break) or whether it is defective.
- the electronic output stages also have connections for an operating power supply (positive pole 50, 51, ground 52, 53) for the electronics, ground 54, 55 for the power circuit (semiconductor switch) and one output 56, 57 for one integrated in the output stage, not shown freewheeling diode.
- the electric motor 12 which is used to drive the cooling air flaps and is provided with the gearbox, is controlled by the control unit 15 via a relay 58 and the control disk 14, which is connected in a rotationally fixed manner to an (schematically shown) input shaft 59 of the gearbox 13.
- the electric motor 12 is connected to earth with its one connecting terminal; the other terminal is supplied via a changeover contact 60 of the relay 58 in the activated state with the positive pole (+) and thus with the operating voltage.
- the changeover contact 60 is grounded, as a result of which the armature winding of the motor 12 is short-circuited and a braking effect is achieved.
- the control disk 14 With the circularly designed control disk 14 there are stationary sliding contacts 61 to 64 in a frictional operative connection; the control disk 14 has an annular contact track 65 with which the first sliding contact 61 on an inner 66, the second sliding contact 62 on a middle 67, and the third and fourth sliding contact 63, 64 on an outer, 68, circular track in electrically conductive connection is.
- an insulating surface 69, 70 which becomes effective in a limited range of rotation angles and which provides the electrical operative connection between the contact path 65 and the first, 61, third, 63 , or fourth, 64, cancels sliding contact.
- the second sliding contact 62 is in the excitation circuit of the relay 58, the excitation winding 74 of which is permanently on one side at the positive pole (+) of the battery 33.
- the control device 15 sets the output 72 to ground potential, which is transmitted from the third sliding contact 63 via the contact track 65 to the second sliding contact 62, so that the excitation winding 74 of the relay 58 is connected to ground on the one hand and to the positive pole (+) on the other hand.
- the relay 58 picks up, whereupon the electric motor 12, and with it the control disk 14 (and of course also the cooling air flaps) set in motion (counterclockwise rotation).
- the rotary movement is now continued until the insulating surface 70 enters an angular position in which the fixed third sliding contact 63 is located; there it disconnects the conductive connection between the third sliding contact 63 and the contact track 65, so that the relay 74 drops out and the motor is braked to a standstill.
- the fully open position and the closed position are approached by controlling the first, 61, or fourth, 64, sliding contact in an adequate manner.
- An adjustment from one position to another takes place _ by the specified single direction of rotation _ always in the order closed _ partially open _ fully open _ closed.
- the control of the individual positions is subject to a time limit; it is designed so that it is just sufficient for a particular adjustment process under the most difficult conditions. Overloading of the drive is avoided and position feedback is not required.
- the control device 15 which is preferably constructed in known microcomputer technology, can also be self-diagnosable and include an electrically erasable memory area in which error messages can be stored by the microcomputer; these can, as described for example in DE-OS 35 40 599, be called up by a diagnostic system during a diagnostic process.
- control device is connected to a communication line K and an excitation line L via the inputs / outputs 75, 76.
- a warning light 77 in the dashboard of the motor vehicle is controlled by a central information unit 78, which receives a signal for this purpose via an output 79 of the control unit.
- the flaps are fully opened and the blower is operated at maximum speed.
- position feedback can take place via the sliding contacts 61 to 64 and, if necessary, the warning light 77 can be activated.
- the motor temperature is given here in ° C.
- the cooling air flaps For increasing values of the engine temperature tm, the cooling air flaps initially remain closed until a first temperature threshold tmg1 is reached, which is assumed to be 79 ° C here. From this threshold value, the flaps 10 are moved into the partially open position xk1 for further increasing values of the engine temperature tm, which remains in position until a second temperature threshold value tmg2 is reached. From this second temperature threshold tmg2, which is assumed to be 85 °, the flaps are opened completely. If the engine temperature tm drops again, the cooling air dampers remain in their fully open position xk2 down to the first temperature threshold value tmg1 and then move to their partially open position xk1. This in turn is maintained up to a third temperature threshold tmg3 (assumed to be 74 ° C), and the closed position xk0 is activated for further falling temperatures.
- a third temperature threshold tmg3 assumed to be 74 ° C
- This lowering of the blower voltage ⁇ g and the associated lowering of the blower speed mean that in the temperature interval between the first temperature threshold value tmg1 and the fourth temperature threshold value tmg4, despite the intervening opening of the cooling air flaps by approx. 70% in the cooling air duct, a continuously increasing with the engine temperature tm Cooling air flow sets.
- the fan blower is initially not activated up to the first pressure threshold value pg1.
- the fan is switched off again below a fourth pressure threshold value pg4 at approx. 3 bar.
- 5 and 6 also show the hysteresis properties which serve primarily to calm the flap control. It should also be mentioned here that the control curves according to FIGS. 3 to 6 are only effective when the ignition is switched on; 5 or 6 is only activated as a function of pressure p only when the air conditioning switch is actuated.
- FIGS. 7 to 10 show further additional control curves for the flap position or the fan blower.
- the control curves according to FIGS. 7 and 8 are only active here when the ignition is switched on, while the control curves according to FIGS. 9 and 10 are only effective when the internal combustion engine 2 is switched off; 10, however, the fan blower is only activated when the bonnet 29 is closed.
- a temperature threshold value tmg6 of 80 ° C increases.
- FIG. 10 shows examples of a duty cycle signal in the voltage-time diagram as it is used to control the electronic output stages 45, 46.
- a minimum and a maximum duty cycle signal are shown, each of which corresponds to an equivalent DC voltage drop at the fan connection terminals of 6 volts or 12 volts (the maximum vehicle electrical system voltage is assumed to be 12 volts, but can also be used for vehicles equipped with lead accumulators at 13 , 2 volts are).
- the two output stages 45, 46 are clocked offset by half a pulse period, so that the interference voltage load is additionally kept low.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlluftklappen- und Gebläsesteuerung für Kraftfahrzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a cooling air flap and blower control for motor vehicles according to the preamble of the main claim.
Die Neuentwicklung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, steht in der jüngsten Zeit immer mehr unter dem Gesichtspunkt einer optimalen aerodynamischen Gestaltung, nicht zuletzt, um die Fahrleistungen zu erhöhen und den Verbrauch von Betriebsstoffen zu vermindern. Ein wesentlicher Faktor ist hierbei die für die Kühlung der Antriebs(Brennkraft-)maschine notwendige Durchströmung des Brennkraftmaschinenraums, die sich negativ auf den sogenannten Luftwiderstandsbeiwert auswirkt. Ebenso ist es erwünscht, daß sich die Brennkraftmaschine nach einem Startvorgang aus dem kalten Zustand heraus schnell auf eine Betriebstemperatur, bei der sie mit optimaler Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer arbeiten kann, erwärmt und diese während des Betriebs möglichst konstant einhält.The recent development of motor vehicles, in particular passenger cars, has recently become more and more important in terms of optimal aerodynamic design, not least in order to increase driving performance and reduce the consumption of operating materials. An essential factor here is the flow through the engine compartment necessary for cooling the drive (internal combustion engine), which has a negative effect on the so-called air resistance coefficient. It is also desirable that the internal combustion engine warms up quickly after a starting operation from the cold state to an operating temperature at which it can operate with optimum economy and service life and maintains this as constant as possible during operation.
Aus der DE-OS 32 11 793 ist eine Kühlmitteltemperaturregelungsanlage für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor bekannt, der neben der üblichen Kühlmitteltemperaturregelung mittels Thermostat im Kurzschlußkreislauf des Kühlwassers der Brennkraftmaschine und dem thermostatisch ein- und ausgeschalteten Kühlluftgebläse zusätzlich ein Schott in einer von der Kühlluft durchströmten Öffnung im Wagenaufbau thermostatisch steuert.From DE-OS 32 11 793 a coolant temperature control system for a motor vehicle internal combustion engine is known, which in addition to the usual coolant temperature control by means of a thermostat in the short circuit of the cooling water of the internal combustion engine and the thermostatic cooling air blower switched on and off additionally a bulkhead in an opening in which the cooling air flows Controlling the car body thermostatically.
Dadurch wird zwar die Forderung nach Verbesserung der Aerodynamik Rechnung getragen. Die verwendeten Regelorgane weisen jedoch alle mehr oder weniger Zweipunkt-Charakteristik auf, so daß sich damit die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine kaum konstant auf einem erforderlichen Niveau halten läßt. Durch die dadurch bedingten ständigen Schwankungen um einen Sollbetriebspunkt ergibt sich eine schlechte Regelgüte und damit eine Belastung und Abnützung der Brennkraftmaschine einschließlich aller vom Kühlwasser durchströmten Aggregate und Teile. Zudem ist das als Dehnstoffelement ausgeführte, lediglich vom Kühlmittel beeinflußte Verstellorgan des Schotts nur unzureichend abstimmbar und läßt keine weiteren Einflußgrößen zur Anpassung des Kühlluftströms an den Kühlluftbedarf von Verbrennungsmotor und Neben- bzw. Zusatzaggregaten zu.This does indeed take into account the need to improve aerodynamics. However, the control elements used all have more or less two-point characteristics, so that the operating temperature of the internal combustion engine can hardly be kept constant at a required level. The resulting constant fluctuations around a target operating point result in poor control quality and thus stress and wear and tear on the internal combustion engine, including all units and parts through which cooling water flows. It is also an expansion element Executed adjusting element of the bulkhead, which is only influenced by the coolant, can only be inadequately tuned and does not allow any further influencing variables for adapting the cooling air flow to the cooling air requirement of the internal combustion engine and auxiliary or auxiliary units.
Zur Verbesserung der Regelgüte wurden auch schon kombinierte Regelsysteme mit kontinuierlich arbeitenden Verstellorganen vorgeschlagen, "Motortechnische Zeitschrift", Jahrgang 20, Heft 5, Mai 1959, Seite 141 bis 142. Diese hydraulisch oder hydrostatisch arbeitenden System sind jedoch äußerst aufwendig und teuer; ihr Einsatz ist nur dann vertretbar, wenn die Brennkraftmaschine bereits eine Druckölversorgung aufweist. Ein weiteres Problem sind die bei hydraulischen oder hydrostatischen Systemen immer vorhandenen Drucköl-Leckagen.In order to improve the control quality, combined control systems with continuously operating adjusting elements have also been proposed, "Motortechnische Zeitschrift",
Mit der EP-A-0 084 378 ist eine Steuereinrichtung für ein Motorkühlsystem bekannt geworden, bei welchem bei steigender Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine Kühlluftklappen von der geschlossenen in die geöffnete Stellung gesteuert werden und bei weiter steigender Temperatur ein Lüftergebläse zugeschaltet wird. Die Drehzahl des Lüftergebläses wird hierbei mit wachsender Temperatur erhöht. Eine Verstellung der Kühlluftklappen in Stufen ist zwar angedeutet, nicht jedoch, wie die zugehörige Ansteuerung vorgenommen werden soll.EP-A-0 084 378 discloses a control device for an engine cooling system in which cooling air flaps are controlled from the closed to the open position when the coolant of the internal combustion engine rises and a fan blower is switched on when the temperature rises further. The speed of the fan blower is increased with increasing temperature. An adjustment of the cooling air flaps in stages is indicated, but not how the associated control is to be carried out.
Ein Temperaturregelsystem für Brennkraftmaschinen geht aus der EP-A-0 156 078 hervor. Bei diesem Temperaturregelsystem wird eine Drehzahl eines Lüftergebläses entsprechend einem Temperatursignal gesteuert. Kühlluftklappen und Gebläseantrieb werden sequentiell derart angesteuert, so daß die Kühlluftklappen stets offen sind, bevor das Gebläse angetrieben wird.A temperature control system for internal combustion engines can be found in EP-A-0 156 078. In this temperature control system, a fan blower speed is controlled according to a temperature signal. Cooling air flaps and blower drive are controlled sequentially so that the cooling air flaps are always open before the blower is driven.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kühlmittel- und Gebläsesteuerung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die einen Wärmehaushalt einer Brennkraftmaschine einschließlich ihrer Neben- und Zusatzaggregate bei vertretbarem Aufwand optimal regelt und zudem aerodynamischen Gesichtspunkten des Kraftfahrzeugs voll gerecht wird.The object of the invention is therefore to provide a coolant and blower control for motor vehicles, which optimally regulates a heat balance of an internal combustion engine including its auxiliary and auxiliary units at a reasonable cost and which also fully meets the aerodynamic aspects of the motor vehicle.
Die Vorteile der Erfindung sind in erster Linie darin zu sehen, daß eine Kühlluftklappen- und Gebläsesteuerung für Kraftfahrzeuge geschaffen ist, die einen Kühlluftbedarf einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs einschließlich aller Neben- und Zusatzaggregate mit hervorragender Regelgüte steuert. Sie ist darüber hinaus leicht an unterschiedliche Gegebenheiten verschiedener Kraftfahrzeug- und Brennkraftmaschinentypen anpaßbar, benötigt wenig Einbauraum und ist kostengünstig in Herstellung und Einbau.The advantages of the invention are primarily to be seen in the fact that a cooling air flap and blower control for motor vehicles is created, which controls a cooling air requirement of an internal combustion engine of the motor vehicle, including all auxiliary and auxiliary units with excellent control quality. In addition, it is easily adaptable to different circumstances of different types of motor vehicles and internal combustion engines, requires little installation space and is inexpensive to manufacture and install.
Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.Further features which advantageously configure the invention are contained in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Beispielen näher erläutert. Es zeigt
- Fig. 1 ein Schnittbild eines Brennkraftmachinenraums eines Kraftfahrzeugs,
- Fig. 2 ein Schaltbild einer Kühlluftklappen- und Gebläsesteuerung nach der Erfindung,
- Fig. 3 ein Diagramm, das eine Ansteuerfunktion für die Stellung von Kühlluftklappen in Abhängigkeit von einer Temperatur im Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine wiedergibt,
- Fig. 4 ein Diagramm nach Fig. 3, jedoch für ein Gebläse,
- Fig. 5 ein Diagramm nach Fig. 3, jedoch für eine Ansteuerfunktion für die Stellung der Kühlluftklappen in Abhängigkeit vom Druck in einem Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage,
- Fig. 6 ein Diagramm nach Fig. 5, jedoch für ein Gebläse,
- Fig. 7 ein Diagramm nach Fig. 3, jedoch für die Stellung der Külluftklappen in Abhängigkeit von der Temperatur eines Schmiermittels eines Getriebes,
- Fig. 8 ein Diagramm nach Fig. 3, jedoch für das Gebläse,
- Fig. 9 ein Diagramm nach Fig. 3, jedoch für die Stellung der Kühlluftklappen in Abhängigkeit von der Temperatur eines Saugrohrs bzw. des Kühlmittelkreislaufs bei abgestellter Brennkraftmaschine,
- Fig. 10 ein Diagramm nach Fig. 9, jedoch für das Gebläse,
- Fig. 11 ein Spannungs-Zeit-Diagramm eines Tastverhältnisses.
- 1 is a sectional view of an engine compartment of a motor vehicle,
- 2 is a circuit diagram of a cooling air flap and fan control according to the invention,
- 3 shows a diagram which represents a control function for the position of cooling air flaps as a function of a temperature in the coolant circuit of an internal combustion engine,
- 4 shows a diagram according to FIG. 3, but for a blower,
- 5 shows a diagram according to FIG. 3, but for a control function for the position of the cooling air flaps as a function of the pressure in a refrigerant circuit of an air conditioning system,
- 6 shows a diagram according to FIG. 5, but for a blower,
- 7 shows a diagram according to FIG. 3, but for the position of the cooling air flaps as a function of the temperature of a lubricant of a transmission,
- 8 is a diagram of FIG. 3, but for the blower,
- 9 shows a diagram according to FIG. 3, but for the position of the cooling air flaps as a function of the temperature of an intake manifold or the coolant circuit when the internal combustion engine is switched off,
- 10 is a diagram of FIG. 9, but for the fan,
- 11 is a voltage-time diagram of a duty cycle.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Kraftfahrzeug gezeigt, in dessen Vordebau bzw. Brennkraftmaschinenraum 2 eine Brennkraftmaschine 3 angeordnet ist. Diese ist über Kühlmittelleitungen (Vorlauf 4, Rücklauf 5) mit einem Wärmetauscher (Flüssigkeitskühler 6) verbunden, der über eine Karosserieöffnung 7 an einem Wagenbug 8 und einen Kühlluftkanal 9 mit Fahrtwind beaufschlagbar ist.In Fig. 1, 1 shows a motor vehicle, in whose front end or
Der Kühlluftkanal 9 ist mittels in ihrer Stellung steuerbarer Külluftklappen 10 öffen- bzw. verschließbar. Die Külluftklappen 10 werden über ein Steuergestänge 11 (Kurbeltrieb) von einem Elektromotor 12 mit angeflanschtem Getriebe 13 gesteuert. Auf einer (nicht gezeigten) Getriebeausgangswelle ist eine Steuerscheibe 14 drehfest angeordnet, über die die Kühlluftklappen 10 in eine geschlossene xk = 0%, eine teilweise xk = 30% und eine vollständig geöffnete xk = 100% Stellung gesteuert werden können. Steuerscheibe 14 und Elektromotor 12 sind hierzu über ein Relais, auf das später noch eingegangen wird, mit einem Steuergerät 15 verbunden.The cooling air duct 9 can be opened or closed by means of cooling
Es sei hier erwähnt, daß die in Fig. 1 gezeigten gestrichelten Verbindungen zwischen den einzelnen Aggregaten lediglich symbolische Wirkverbindungen darstellen, die nichts über Art und Anzahl verlegter elektrischer Leitungen (Signalleitungen, Energieversorgungsleitungen) aussagen. Diese ergeben sich dem einschlägigen Fachmann von selbst aufgrund der baulichen Eigenheiten der verwendeten Geräte.It should be mentioned here that the dashed connections shown in FIG. 1 between the individual units merely represent symbolic active connections that say nothing about the type and number of installed electrical lines (signal lines, power supply lines). These arise naturally for the relevant specialist due to the structural peculiarities of the devices used.
Im Kühlmittelkreislauf 4, 5, 6 der Brennkraftmaschine 3 ist ferner noch ein übliches Thermostatventil 16 gezeigt, das den Kühlkreislauf in der Anwärmphase der Brennkraftmaschine 3 über eine Bypassleitung 17 kurzschließt.In the
Zwischen Wärmetauscher 6 und Brennkraftmaschine 3 ist ein elektromotorisch angetriebenes Gebläse 18 angeordnet, über das der Wärmetauscher 6, die Brennkraftmaschine 3 und ein _ in Fahrichtung gesehen _ vor dem Wärmetauscher angeordneter Kondensator 19 einer Klimaanlage 20 (schematisch dargestellt) zwangsbelüftet werden können (selbstverständlich können im Kühlluftstrom auch noch weitere Wärmestauscher, beispielsweise ein Ladeluftkühler oder ein Kühler für einen Flüssigkeitskreislauf eines Automatikgetriebes _ neben, über- oder hintereinander _ angeordnet sein).Between the
Eine Drehzahl des Gebläses 18 ist über das Steuergerät 15 und eine später gezeigte elektronische Endstufe stufenlos in seiner Drehzahl verstellbar. Eine Einflußgröße für die Steuerung von Gebläsedrehzahl und Kühlluftklappenstellung ist hierbei eine Temperatur tm (Kühlmitteltemperatur) der Brennkraftmaschine 3, die mittels eines Kühlmitteltemperaturfühlers 21 im Rücklauf 5 des Kühlmittelkreislaufs 4 bis 6 erfaßt wird.A speed of the
Neben der Kühlmitteltemperatur tm gehen noch weitere Einflußgrößen in die Steuerung ein. Dazu erhält das Steuergerät 15 Signale von einem Zündschalter 22 (Zündung ein- bzw. ausgeschaltet), einem Klimaanlagenschalter 23 (Klimaanlage ein/aus), einem Temperaturfühler 24 (Temperaturschalter) im Flüssigkeitskreislauf des Automatikgetriebes, einem Druckfühler 25 in einem kähtemittelkreislauf der Klimaanlage 20, einem Temperaturfühler 26 (Temperaturschalter) in oder am Ansaugrohr 27 der Brennkratmaschine 3 und einem Haubenkontaktschalter 28, der eine Schließstellung einer Klappe (Motorhaube 29) zum Verschließen des Brennkraftmaschinenraums 2 überwacht. Schließlich kann an des Steuergerät 15 noch ein Übertemperaturschalter 30 angeschlossen sein, der die Temperatur der Brennkratmaschine an ihrem Zylinderblock oder -kopf überwacht und gegebenenfalls eine Warnlampe in einem Armaturnbrett des Kraftfahrzeugs direkt und/oder indirekt über einen Zentralinformator (zum Anzeigen von Gefahrenzuständen; hier nicht gezeigt) ansteuert.In addition to the coolant temperature tm, other influencing variables are also included in the control. For this purpose,
Im Schaltbild nach Fig. 2 is die elektrische Verschaltung der einzelnen Elemente zu erkennen. Das Steuergerät 15 ist über einen Eingang 31 direkt und über einen Eingang 32 über den Zündschalter 22 indirekt mit dem Pluspol (+) einer Batterie 33 verbunden, deren Minuspol (-) an Fahrzeugmasse 34 liegt; an dieser ist das Steuergerät 15 über einen Eingang 35 angeschlossen.The electrical connection of the individual elements can be seen in the circuit diagram according to FIG. 2. The
Als Kühlmitteltemperaturfühler 21 ist ein NTC-Widerstand 36 an Eingänge 35 und 37 angeschlossen. Signale vom Klimaanlagenschalter 23, dem Temperaturfühler 26 am Saugrohr (Temperaturgrenzwertschalter) und dem Temperaturfühler 24 im Flüssigkeitskreislauf des Automatikgetriebes (Temperaturgrenzwertschalter) erreichen das Steuergerät 15 über Eingänge 38 bis 40.An
An einem Eingang 41 liegt ein Signal vom Druckfühler 25 im Kältemittelkreislauf der Klimaanlage an; dieser ist als kontinuierlich arbeitender Druckfühler ausgeführt. Schließlich ist ein Eingang 42 noch mit dem Haubenkontaktschalter 28 verbunden.A signal from the
Das elektromotorisch angetribene Lüftergebläse ist im Schaltplan als Doppelelektrolüfter mit je zwei Antriebsmotoren 43, 44 und elektronischen Endstufen 45, 46 ausgeführt, was bezüglich der Endstufen aus Redanzgrüden, bezüglich der Elektrolüfter auch aus Gründen den einer besseren räumlichen Anordnung erfolgen kann. Selbstverständlich ist die Funktionstüchtigkeit der Schaltung auch bei einfacher Ausführung gewährleistet.The electric motor-driven fan blower is designed in the circuit diagram as a double electric fan, each with two
Jeweils ein Antriebsmotor 43, 44 und eine elektronische Endstufe 45, 46 sind in Reihe liegend, parallel an die Laststromversorgung angeschlossen; die Endstufen 45, 46 sind ansteuerseitig ebenfalls parallel geschaltet.In each case a
Über einen Ausgang 47 des Steuergeräts 15 erhalten die elektronischen Endstufen 45, 46 ein Freigabesignal, das eventuell auch entfallen kann.Via an output 47 of the
Die elektronischen Endstufen 45, 46, die als Halbleiterschalter ausgeführt sind, erhalten über einen Ausgang 48 des Steuergeräts 15 ein Tastverhältnis in Form eines pulsbreitenmodulierten Rechtecksignals. Selbstverständlich kann die Gebläsesteuerung auch so ausgelegt sein, daß das Tastverhältnis in den elektronischen Endstufen 45, 46 erzeugt wird und das Steuergerät 15 lediglich ein entsprechendes analoges oder digitales Signal ausgibt.The electronic output stages 45, 46, which are designed as semiconductor switches, receive a pulse duty factor in the form of a pulse-width-modulated square-wave signal via an output 48 of the
Schließlich führt von den elektronischen Endstufen 45, 46 noch eine Rückmeldeleitung zu einem Eingang 49 des Stenergeräts 15, über die diesem signalisiert werden kann, ob im Leistungskreis der Endstufe ein Fehler vorliegt (Kurzschluß, Leitungsunterbrechung) oder ob sie defekt ist. Die elektronischen Endstufen weisen schließlich noch Anschlüsse für eine Betriebsstromversorgug (Pluspol 50, 51, Masse 52, 53) für die Elektronik, Masse 54, 55 für den Leistungskreis (Halbleiterschalter) und je einen Ausgang 56, 57 für eine in der Endstufe integrierte, nicht gezeigte Freilaufdiode auf.Finally, a feedback line leads from the electronic output stages 45, 46 to an input 49 of the
Der zum Antrieb der Kühlluftklappen dienende, mit dem Getriebe versehene Elektromotor 12 wird vom Steuergerät 15 über ein Relais 58 und die Steuerscheibe 14, die drehfest mit einer (symbolisch gezeigten) Awsgangswelle 59 des Getriebes 13 verbunden ist, gesteuert. Der Elektromotor 12 liegt hierzu mit seiner einen Anschlußklemme an Masse; die andere Anschlußklemme wird über einen Wechselkontakt 60 des Relais 58 im angesteuerten Zustand mit dem Pluspol (+) und damit mit Betrriebsspannung versorgt. Im nicht angesteuertem Zustand wird der Wechselkontakt 60 an Masse gelegt, wodurch die Ankerwicklung des Motors 12 kurzgeschlossen ist und eine Bremswirkung erzielt wird.The
Mit der kreisförmig ausgebildeten Steuerscheibe 14 stehen ortsfest gelagerte Schleifkontakte 61 bis 64 in reibschlüssiger Wirkverbindung; die Steuerscheibe 14 weist eine kreisringförmige Kontaktbahn 65 auf, mit der der erste Schleifkontakt 61 auf einer inneren 66, der zweite Schleifkontakt 62 auf einer mittleren 67, und der dritte und vierte Schleifkontakt 63, 64 auf einer äußeren, 68, Kreisbahn in elektrisch leitende Verbindung ist. Im bereich der inneren, 66, und der äußeren, 68, Kreisbahn der Kontaktbahn 65 ist jeweils eine, in einem begrenzten Drehwinkelbereich wirksam werdende Isolierfläche 69, 70 angeordnet, die die elektrische Wirkverbindung zwischen der Kontaktbahn 65 und dem ersten, 61, dritten, 63, bzw. vierten, 64, Schleifkontakt aufhebt.With the circularly designed
Erster, dritter und vierter Schleifkontakt 61, 63 und 64 sind mit den Ausgängen 71, 72 und 73 des Steuergeräts 15 verbunden, mit denen die Kühlluftklappen in eine geschlossene xk0 = 0%, teilweise xk1 = 30% und vollständig geöffnete xk2 = 100% Stellung xk steuerbar sind. Der zweite Schleifkontakt 62 liegt im Erregerstromkreis des Relais 58, dessen Erregerwicklung 74 einseitig dauernd am Pluspol (+) der Batterie 33 liegt.First, third and fourth sliding
Die Funktion erklärt sich wie folgt: Ausgehend von der gezeigten Stellung, in der die Kühlluftklappen geschlossen sind, soll beispielweise die teilweise geöffnete Stellung angefahren werden. Das Steuergerät 15 legt dazu den Ausgang 72 auf Massepotential, welches vom dritten Schleifkontakt 63 über die Kontaktbahn 65 auf den zweiten Schleifkontakt 62 übertragen wird, so daß die Erregerwicklung 74 des Relais 58 einerseits an Masse und andererseits am Pluspol (+) liegt. Das Relais 58 zieht an, worauf sich der Elektromotor 12, und mit ihm die Steuerscheibe 14 (und selbstverständlich auch die Kühlluftklappen) in bewegung setzen (Drehbewegung im Gegenuhrzeigersinn). Die Drehbewegung wird nun solange fortgesetzt, bis die Isolierfläche 70 in eine Winkelposition eintritt, in der sich der ortsfest gelagerte dritte Schleifkontakt 63 befindet; sie trennt dort die leitende Verbindung zwischen dem dritten Schleifkontakt 63 und der Kontaktbahn 65 auf, so daß das Relais 74 abfällt und der Motor bis zum Stillstand abgebremst wird. Das Anfahren der vollständig geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung erfolgt durch die Ansteuerung des ersten, 61, bzw. vierten, 64, Schleifkontakts in adäquater Weise. Eine Verstellung von einer Lage in eine andere erfolgt dabei _ durch die festgelegte einzige Drehrichtung _ immer in der Reihenfolge geschlossen _ teilweise geöffnet _ vollständig geöffnet _geschlossen.The function is explained as follows: Starting from the position shown, in which the cooling air flaps are closed, the partially open position should be approached, for example. For this purpose, the
Die Ansteuerung der einzelnen Stellungen ist hierbei einer zeitlichen Begrenzung unterworfen; sie ist so ausgelegt, daß sie für einen jeweiligen Verstellvorgang unter schwierigsten Bedingungen gerade ausreicht. Damit werden Überlastungen des Antriebs vermieden und es kann zusätzlich auf eine Lagerückmeldung verzichtet werden.The control of the individual positions is subject to a time limit; it is designed so that it is just sufficient for a particular adjustment process under the most difficult conditions. Overloading of the drive is avoided and position feedback is not required.
Das vorzugsweise in an sich bekannter Mikrorechnertechnik aufgebaute Steuergerät 15 kann ferner selbstdiagnosefähig sein und einen elektrisch löschbaren Speicherbereich umfassen, in dem Fehlermeldungen vom Mikrorechner ablegbar sind; diese können, wie es beispielsweise in der DE-OS 35 40 599 beschrieben ist, bei einem Diagnosevorgang von einem Diagnosesystem abgerufen werden.The
Das Steuergerät ist zu diesem Zweck über die Ein- /Ausgänge 75, 76 mit einer Kommunikationsleitung K und einer Reizleitung L verbunden. Ebenso ist vorgesehen, daß bei Eintreten der, beispielsweise durch einen Ausfall eines Sensors ausgelösten Notfunktion eine Wamleuchte 77 im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges durch einen Zentralinformator 78 angesteuert wird, der hierzu ein Signal über einen Ausgang 79 des Steuergeräts erhält. Mit Eintreten der Notfunktion werden gleichzeitig die Klappen vollständig geöffnet und das Gebläse mit maximaler Drehzahl betrieben. Ebenso kann über die Schleifkontakte 61 bis 64 eine Stellungsrückmeldungg erfolgen und gegebenenfalls die Warnleuchte 77 angesteuert werden.For this purpose, the control device is connected to a communication line K and an excitation line L via the inputs / outputs 75, 76. It is also provided that when the emergency function is triggered, for example by a sensor failure, a
Die funktion der Kühlluftklappen- und Gebläsesteuerung wird nun anhand der Diagramme nach den Fig. 3 bis 10 erläutert.The function of the cooling air flap and blower control will now be explained using the diagrams according to FIGS. 3 to 10.
Fig. 3 zeigt zunächst die Abhängigkeit xk = fkt(m) der Kühluftklappenstellung xk von der Motortemperatur tm. Die Klappenstellung xk ist hierbei in Prozentwerten angegeben, wobei der Wert xk0 = 0% der geschlossenen, der Wert xk1 = 30% der teilweise geöffneten und der Wert xk2 = 100% der vollständig geöffneten Stellung entspricht. Die Motortempeatur ist hier in °C angegeben.Fig. 3 shows the dependence xk = fkt (m) of the cooling air flap position xk on the engine temperature tm. The flap position xk is given in percentages, with the value xk0 = 0% of the closed and the value xk1 = 30% of the partially open and the value xk2 = 100% of the fully open position. The motor temperature is given here in ° C.
Für ansteigende Werte der Motortemperatur tm bleiben die Kühlluftklappen zunächst geschlossen, bis ein erster Temperaturschwellwert tmg1 erreicht ist, der hier zu 79°C angenommenn ist. Ab diesem Schwellwert werden die Klappen 10 für weiter steigende Werte der Mototemperatur tm in die teilweise geöffnete Stellung xk1 gefahen, welche bis zum Erreichen eines zweiten Temperaturschwellwertes tmg2 beibehalten bleibt. Ab diesem, zu 85° angenommennem zweiten Temperaturschwellwert tmg2 werden die Klappen vollständig geöffnet. Fällt die Motortemperatur tm wieder ab, so verharren die Kühlluftklappen bis zum ersten Temperaturschwellwert tmg1 herab in ihrer vollständig geöffneten Stellung xk2 und fahren dann in ihre teilweise geöffnete Stellung xk1. Diese wird wiederum bis zu einem dritten Temperaturschwellwert tmg3 (zu 74°C angenommen) beibehalten, und für weiter fallende Temperaturen wird die geschlossene Stellung xk0 angesteuert.For increasing values of the engine temperature tm, the cooling air flaps initially remain closed until a first temperature threshold tmg1 is reached, which is assumed to be 79 ° C here. From this threshold value, the
Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit ug = fgt(tm) des Tastverhältnisses zur Ansteuerung der Lüftergebläse 18, 43, 44 in Abhängigkeit von der Motortemperatur tm. Auf der Ordinate der Diagramme ist als Ansteuerwert jedoch nicht das Tastverhältnis selbst aufgetragen, sondern die bei einem bestimmten Tastverhältnis an den Klemmen des Lüfters abfallende Spannung ug, skaliert in Volt. Bis zum ersten Temperaturschwellwert tmg1 werden die Gebläse nicht angesteuert. Ab dem ersten Temperaturshwellwert tmg1 werden die Gebläse für steigende Werte der Motortemperatur tm bis zum zweiten Temperaturschwellwert tmg2 mit einer von ug1 = 6 Volt bis ug2 = 9 Volt linear mit der Temperatur ansteigenden Spannung ug betrieben. Bei Erreichen des zweiten Temperaturschwellwertes tmg2 wird die Spannung ug von ug2 = 9 Volt auf ug3 = 7 Volt abgesenkt, um bei weiter steigenden Werten der Motortemperatur tm bis zu einem vierten Temperaturschwellwert tmg4 auf die volle Bordnetzspannung von ugmax = 12 Volt angehoben zu werden; oberhalb dieses Wertes bleibt die Ansteuerspannung von ugmax = 12 Volt erhalten.4 shows the dependency ug = fgt (tm) of the duty cycle for controlling the
Für fallende Temperaturen verläuft zunächst die Steuerkurve bis herab zum zweiten Temperaturschwellwert tmg2 äquivalent zu der für steigende Temperaturen. Unterhalb des zweiten Temperaturschwellwertes tmg2 wird bis herab zum ersten Temperaturschwellwert tmg1 die Spannung ug3 = 7 Volt beibehalten und bei Erreichen des ersten Temperaturschwellwerts auf ug1 = 6 Volt abgesenkt. Diese Ansteuerung bleibt bis herab zu einem fünften Temperaturschwellwert tmg5 (bei 77°C liegend) erhalten. Unterhalb des fünften Temperaturschwellwertes tmg5 werden die Gebläse dann nicht mehr angesteuert.For falling temperatures, the control curve initially runs down to the second temperature threshold tmg2 equivalent to that for rising temperatures. Below the second temperature threshold tmg2, the voltage ug3 = 7 volts is maintained down to the first temperature threshold tmg1 and is reduced to ug1 = 6 volts when the first temperature threshold value is reached. This control is maintained down to a fifth temperature threshold tmg5 (at 77 ° C). The fans are then no longer activated below the fifth temperature threshold value tmg5.
Die Besonderheit der Ansteuerkurve nach Fig. 4 liegt nun darin, daß die Spannung ug zur Ansteuerung der Gebläse gerade dann um ca. 2 Volt abgesenkt wird, wenn die Kühlluftklappen von ihrer teilweise geöffneten xk1 = 30% in ihre vollständig geöffnete Stellung xk2 = 100% gefahren werden. Durch diese Absenkung der Gebläsespannung ug und die damit einhergehende Absenkung der Gebläsedrehzahl wird erreicht, daß sich im Temperaturintervall zwischen dem ersten Temperaturschwellwert tmg1 und dem vierten Temperaturschwellwert tmg4 trotz des dazwischenliegenden Öffnens der Kühlluftklappen um ca. 70% im Kühlluftkanal ein kontinuierlich mit der Motortemperatur tm anwachsender Kühlluftstrom einstellt. Durch das Vermeiden eines sich sprunghaft ändernden Kühlluftstroms wird ein gutes Regelverhalten erreicht und ein ständiges Hin- und Herschalten zwischen der teilweise und der vollständig geöffneten Kühlluftklappenstellung vermieden.The special feature of the control curve according to FIG. 4 is that the voltage µg for controlling the blower is lowered by approximately 2 volts when the cooling air flaps move from their partially open xk1 = 30% to their fully open position xk2 = 100% be driven. This lowering of the blower voltage µg and the associated lowering of the blower speed mean that in the temperature interval between the first temperature threshold value tmg1 and the fourth temperature threshold value tmg4, despite the intervening opening of the cooling air flaps by approx. 70% in the cooling air duct, a continuously increasing with the engine temperature tm Cooling air flow sets. By avoiding an abruptly changing cooling air flow, good control behavior is achieved and constant switching back and forth between the partially and fully open cooling air flap position is avoided.
Fig. 5 zeigt schließlich eine Steuerkurve (xk = fkp(p)), welche die Kühlluftklappenstellung xk in Prozent in Abhängigkeit vom Druck p des Kältemittels in der Klimaanlage (gemessen in bar) angibt. Oberhalb eines ersten Druckschwellwerts pg1 von ca. 3,5 bar werden die Klappen in die teilweise geöffnete Stellung xk1 gefahren. Diese Stellung wird bis zu einem zweiten Druckschwellwert pg2 bei ca. 15 bar beibehalten und für weiter steigende Drücke p auf 100% angehoben. Fällt der Druck p wieder ab, so vert die Kühlluftklappenstellung xk bis zu einem dritten Druckschwellwert pg3 (12 bar) bei 100% und wird dann wieder, bis herab zu einem vierten Druckschwellwert pg4 (3 bar) auf 30% eingestellt. Unterhalb des vierten Druckschwellwerts, pg4, welcher bei ca. 3 bar liegt, bleiben die Klappen geschlossen.5 finally shows a control curve (xk = fkp (p)), which indicates the cooling air flap position xk in percent as a function of the pressure p of the refrigerant in the air conditioning system (measured in bar). Above a first pressure threshold pg1 of approximately 3.5 bar, the flaps are moved into the partially open position xk1. This position is maintained up to a second pressure threshold value pg2 at approx. 15 bar and raised to 100% for further increasing pressures p. If the pressure p drops again, the cooling air flap position xk moves to a third pressure threshold value pg3 (12 bar) at 100% and is then adjusted again down to a fourth pressure threshold value pg4 (3 bar) at 30%. The flaps remain closed below the fourth pressure threshold, pg4, which is approximately 3 bar.
Fig. 6 zeigt wiederum die Spannung ug (in Volt) des Lüftgebläses in Abhängigkeit ug = fgp(p) vom Druck p. Für steigende Drücke wird zunächst bis zum ersten Druckschwellwert pg1 das Lüftergebläse nicht angesteuert. Oberhalb des Druckschwellwerts pg1 bis zum zweiten Druckschwellwert pg2 erfolgt die Ansteuerung mit einer Spannung ug4 von ca. 8,5 Volt, welche oberhalb des zweiten Druckschwellwerts pg2 bis hinauf zu einem fünften Druckschwellwert pg5 (bei ca. 19 bar liegend) linear bis zur maximalen Bordnetzspannung von ugmax = 12 Volt angehoben wird; auf dieser verharrt sie für noch höhere Drücke p. Für fallende Drucke p verläuft die Ansteuerkurve ug = fgp(p) deckungsgleich mit der für steigende Drücke und verharrt bis unterhalb des ersten Druckschwellwertes pg1 auf der Spannung ug4 von 8,5 Volt. Unterhalb eines vierten Druckschwellwerts pg4 bei ca. 3 bar wird das Gebläse wiederum abgeschaltet.Fig. 6 again shows the voltage ug (in volts) of the ventilation fan as a function of ug = fgp (p) on the pressure p. For increasing pressures, the fan blower is initially not activated up to the first pressure threshold value pg1. Above the pressure threshold value pg1 to the second pressure threshold value pg2, the control takes place with a voltage ug4 of approximately 8.5 volts, which is linear above the second pressure threshold value pg2 up to a fifth pressure threshold value pg5 (at approximately 19 bar) up to the maximum vehicle electrical system voltage is raised from ugmax = 12 volts; it remains on this for even higher pressures p. For falling pressures p, the control curve ug = fgp (p) is congruent with that for increasing pressures and remains at voltage ug4 of 8.5 volts below the first pressure threshold value pg1. The fan is switched off again below a fourth pressure threshold value pg4 at approx. 3 bar.
Auch den Fig. 5 und 6 sind wiedr Hystereseeigenschaften zu entnehmen, die in erster Linie zur Beruhigung der Klappensteuerung dieenen. Es sei hier noch erwähnt, daß die Ansteuerkurven nach den Fig. 3 bis 6 nur bei eingeschalteter Zündung wirksam sind; ebenso erfolgt eine Ansteuerung nach Fig. 5 bzw. 6 in Abhängigkeit von Druck p nur dann, wenn der Klimaanlagenschalter betätigt ist.5 and 6 also show the hysteresis properties which serve primarily to calm the flap control. It should also be mentioned here that the control curves according to FIGS. 3 to 6 are only effective when the ignition is switched on; 5 or 6 is only activated as a function of pressure p only when the air conditioning switch is actuated.
Selbstverständlich erfolgt die Ansteuerung der Lüfterklappen bzw. des Gebläses immer durch diejenige Steuerkurve (nach Fig. 3 bis 6), welche augenblicklich den höchsten Ansteuerwert impliziert.Of course, the fan flaps or the fan are always controlled by the control curve (according to FIGS. 3 to 6) which currently implies the highest control value.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen weitere zusätzliche Ansteuerkurven für die Klappenstellung bzw. das Lüftergebläse. Die Ansteuerkurven nach Fig. 7 und 8 sind hierbeinur bei eingeschalteter Zündung aktiv, während die Ansteuerkurven nach Fig. 9 und 10 nur bei abgestellter Brennkraftmaschine 2 wirksam sind; eine Ansteuerung des Lüftergebläses nach Fig. 10 erfolgt hierbei jedoch nur bei geschlossener Motorhaube 29.7 to 10 show further additional control curves for the flap position or the fan blower. The control curves according to FIGS. 7 and 8 are only active here when the ignition is switched on, while the control curves according to FIGS. 9 and 10 are only effective when the
In Fig. 7 und 8 ist die Abhängigkeit der Kühlluftklappenstellung xk und der Gebläsespannung ug in Abhängigkeit von der Temperatur tg des Schmiermittels des Getriebes gezeigt. Unterhalb einer Temperatur tgg von 105° erfolgt keine Ansteuerung der Lüfterklappen bzw. des Gebläses. Für Werte der Temperatur tg größer oder gleich tgg = 105°C werden die Kühlluftklappen in ihrer teilweise geöffneten Stellung xk1 gesteuert und das Gebläse mit einer Spannung ug4 von ca. 8,5 Volt betrieben. Entsprechend Fig. 9 werden die Kühlluftklappen bei abgetellter Brennkraftmaschine nur dann vollständig xk2 = 100% geöffnet, wenn entwedr die Temperatur ts am Saugrohr der Brennkraftmaschine oberhalb eines Temperaturschwellwertes tsg von 82,5°C liegt oder die Temperatur der Brennkraftmaschine über einem Temperaturschwellwert tmg6 von 80°C steigt. Zusätzlich wird, entsprechend Fig. 10, oberhalb dieser Temperaturschwellwerte tsg, tmg6 von ts bzw. tm bei geschlossener Motorhaube 29 das Lüftergebläse mit einer Spannung ug von ug1 = 6 Volt betrieben. Selbstverständlich ist es jedoch möglich, die Kühlluftklappen 10 bei abgestellter Brennkraftmaschine 3 nicht entsprechend Fig. 9 anzusteuern, sondern immer vollständig geöffnet zu halten.7 and 8, the dependence of the cooling air flap position xk and the blower voltage ug is dependent on the temperature tg of the lubricant of the transmission shown. Below a temperature tgg of 105 ° there is no activation of the fan flaps or the fan. For values of temperature tg greater than or equal to tgg = 105 ° C, the cooling air flaps are controlled in their partially open position xk1 and the blower is operated with a voltage ug4 of approximately 8.5 volts. According to FIG. 9, the cooling air flaps are only fully opened xk2 = 100% when the internal combustion engine is switched off if either the temperature ts at the intake manifold of the internal combustion engine is above a temperature threshold value tsg of 82.5 ° C. or the temperature of the internal combustion engine is above a temperature threshold value tmg6 of 80 ° C increases. In addition, according to FIG. 10, above these temperature threshold values tsg, tmg6 of ts and tm, with the
Schließlich sind in Fig. 10 Beispiele eines Tastverhältnissignals im Spannungszeit-Diagramm gezeigt, wie es zur Ansteuerung der elektronischen Endstufen 45, 46 Verwendung findet. Es ist ein minimales und ein maximales Tastverhältnissignal dargestellt, das jeweils einem äquivalenten Gleichspannungsabfall an den Anschluffklemmen des Gebläses von 6 Volt bzw. 12 Volt entspricht (die maximale Bordnetzspannung ist hierbei zu 12 Volt angenommen, sie kann jedoch bei mit Bleiakkumulatoren ausgerüsteten Fahrzeugen auch bei 13,2 Volt liegen). Es sei hier noch erwähnt, daß die beiden Endstufen 45, 46 um eine halbe Tastperiode versetzt getaktet werden, so daß zusätzlich die Störspannungsbelastung gering gehalten wird.Finally, FIG. 10 shows examples of a duty cycle signal in the voltage-time diagram as it is used to control the electronic output stages 45, 46. A minimum and a maximum duty cycle signal are shown, each of which corresponds to an equivalent DC voltage drop at the fan connection terminals of 6 volts or 12 volts (the maximum vehicle electrical system voltage is assumed to be 12 volts, but can also be used for vehicles equipped with lead accumulators at 13 , 2 volts are). It should also be mentioned here that the two
Claims (27)
wherein, when measuring the cooling demand using more than one value, that value is used for the control which implies the highest control value (xk, ug) for the adjustment of the cooling air shutters (10) or the fan (18, 43, 44),
are subject to hysteresis.
adopts a value (xk = xk0) for the closed position (xk0) of the cooling air shutters (10) so long as the temperature (tm) is below a first temperature threshold value (tmg1),
adopts a value (xk = xk1) for the partially open position, so long as the temperature (tm) is greater than or equal to the first temperature threshold value (tmg1), but is still below a second temperature threshold value (tmg2)
and adopts a value (xk = xk2) for the fully open position (xk2) when the temperature (tm) is greater than or equal to the second temperature threshold value (tmg2) and
remains at this control value (xk = xk2) so long as the temperature (tm) has not yet fallen to the first temperature threshold value (tmg1)
and from this value (tmg1) adopts the value (xk =xk1) for the partially open position (xk1), so long as the temperature has not yet fallen to a third temperature threshold value (tmg3),
and from this value (tmg3) adopts the value (xk = xk0) for the closed position.
does not actuate the fan (18, 43, 44) so long as the temperature (tm) lies below the first temperature threshold value (tmg1),
adopts a voltage value (ug) increasing linearly between the first voltage value (ug1) and a second voltage value (ug2), so long as the temperature (tm) is greater than or equal to the first threshold value (tmg1), but is still less than the second temperature threshold value (tmg2),
when the second temperature threshold value (tmg2) is reached, whereupon the cooling air shutters (10) pivot from the partially open position into the fully open position, the voltage (ug) falls to a third voltage value (ug3), the voltage (ug) being increased linearly as the temperature (tm) continues to increase, until, when a fourth temperature threshold value (tmg4) is reached, the voltage (ug) reaches a value (ugmax) for the maximum mains voltage and maintains this value
proceeding from a value of the temperature (tm) above the fourth temperature threshold value (tmg4),
firstly follows the same curve down to the second temperature threshold value (tmg2),
in order to then remain at the third voltage value (ug3) between the second temperature threshold value (tmg2) and the first temperature threshold value (tmg1),
and when the first temperature threshold value (tmg1) is reached, reduces the voltage value (ug) to the first voltage value (ug1), where it remains until the temperature (tm) falls to a fifth temperature threshold value (tmg5), from which point the control curve no longer actuates the fan (18, 43, 44),
for pressure values (p) below a first pressure threshold value (pg1) proceeds to the value (xk0) for the closed position of the cooling air shutters,
for pressure values (p) greater than or equal to the first pressure threshold value (pg1), but below a second pressure threshold value (pg2), proceeds to the value (xk1) for the partially open position of the cooling air shutters and for pressure values (p) greater than the second pressure threshold value (pg2) proceeds to the value (xk2) for the fully open position of the cooling air shutters (10) and
proceeding from a value above the second pressure threshold value (pg2) down to a third pressure threshold value (pg3) lying below the second pressure threshold value (pg2), remains at the value (xk2),
for pressure values (p) smaller than or equal to the third pressure threshold value (pg3), but greater than a fourth pressure threshold value (pg4) lying below the first pressure threshold value (pg1), proceeds to the value (xk1) and for pressure values (p) smaller than or equal to the fourth pressure threshold value (pg4) proceeds to the value (xk0) for the cooling air shutters (10).
for pressure values (p) smaller than a first pressure threshold value (pg1), does not actuate the fan (18, 43, 44),
for pressure values (p) greater than or equal to the first pressure threshold value (pg1), but smaller than or equal to the second pressure threshold value (pg2), proceeds to a fourth voltage value (ug4),
for pressure values (p) greater than or equal to the second pressure threshold value (pg2), but smaller than or equal to a fifth pressure threshold value (pg5) lying above the second pressure threshold value (pg2), increases linearly from the fourth voltage value (ug4) to the voltage value (ugmax) and remains at this value for higher pressure values,
proceeds along the same curve as for increasing pressure values (p) down to the first pressure threshold value (pg1) and for pressure values smaller than or equal to the first pressure threshold value (pg1), but greater than the fourth pressure threshold value (pg4), remains at the fourth voltage value (ug4) and for group values (p) smaller than or equal to the fourth pressure threshold value (pg4) no longer actuates the fan (18, 43, 44).
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