EP0257343B1 - Kühlmittel-Temperatur-Anzeigevorrichtung in flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kühlmittel-Temperatur-Anzeigevorrichtung in flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0257343B1
EP0257343B1 EP19870111090 EP87111090A EP0257343B1 EP 0257343 B1 EP0257343 B1 EP 0257343B1 EP 19870111090 EP19870111090 EP 19870111090 EP 87111090 A EP87111090 A EP 87111090A EP 0257343 B1 EP0257343 B1 EP 0257343B1
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coolant
temperature
value
indicator
temperature sensor
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EP0257343A2 (de
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Erwin Schweiger
Walter Weishaupt
Andrä Schimann
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
    • F02B77/089—Safety, indicating, or supervising devices relating to engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P11/16—Indicating devices; Other safety devices concerning coolant temperature

Definitions

  • the invention relates to a coolant temperature display device in liquid-cooled internal combustion engines of a type according to the preamble of claim 1.
  • the pointer position shown on the display device corresponds to the strongly variable signal value of the temperature sensor. Due to these changing display values, the vehicle driver is often unnecessarily unsettled by the display device.
  • the variable display values occur both with and between each individual machine specimen, depending on several influencing factors, the value of which the vehicle driver cannot assess.
  • the essential influencing factors already exist with a single model of an internal combustion engine in the manufacturing tolerances of the coolant-carrying components, such as the machine itself, the cooler and the coolant thermostat, which together show the different display of the actual coolant temperature depending on the other operational conditions Determine influencing factors engine load and ambient temperature.
  • the object of the invention is to design a temperature display device of the known type for modern overpressure cooling systems so that the driver is not unnecessarily unsettled by considerably different temperature display values in the normal operating range.
  • the pointer instrument is controlled so that its display value or pointer position is approximately constant over the range of the normal operating temperature of the coolant, i. H. with almost unchangeable pointer position. This prevents the driver from being unsettled by changing the pointer position within the limits of the normal operating temperature.
  • the display value of the display device is controlled by an additional temperature and / or pressure sensor despite a normal range of coolant temperature when dangerous signal values of the further sensors occur to a display value corresponding to the machine overheating. This can be done by controlling the pointer alone as well as by a conventional combined control of the pointer and an additional commercially available overheating indicator light.
  • a combined control of a display device and an additional optical and / or acoustic overheating warning display device in which a normal coolant temperature and a risk of overheating for the machine due to a machine component temperature sensor and / or a coolant pressure Sensor can be displayed sensibly.
  • a coolant temperature display device in a liquid-cooled internal combustion engine (not shown) consists of a temperature display device 1, which is designed as a pointer instrument, and a temperature sensor 2, which is designed as an NTC resistor and the coolant Temperature T K is exposed.
  • the display device 1 and the sensor 2 are in electrical connection via a line connection 3, which leads to the ground via the sensor 2 and are connected to the display device 1 via a pulse pole connection with a power source, such as a vehicle electrical system, battery or generator.
  • a threshold switch 4 for the machine temperature T M and a threshold switch 5 for the coolant pressure p K are additionally and parallel to each other in a further ground connection.
  • threshold switches 4 and 5 are closed from a predetermined machine component temperature T m or open from a predetermined coolant pressure p K. 1 shows the pointer of the pointer instrument 1 and the switch positions of the threshold switches 4 and 5 in the normal position at the normal operating temperature of the coolant and of the machine component and normal operating pressure of the coolant.
  • an electrical / electronic switching element 6 is interposed, which then interrupts the connecting line 7 between the threshold switch 5 and the line 3 as a function of the voltage value of the line 3 determined by the sensor 2 when the voltage value corresponds to a temperature lower than an average operating temperature of, for example, 80 ° C.
  • the line connection 8 provided for this purpose is of course integrated in the switching element 6 in practice.
  • the pointer position of the pointer instrument 1 depending on the coolant temperature T K, corresponds to the straight-line and dash-dotted line with corresponding pointer angle deflections, which are in the area of the left, usually blue, cold field 1 1 (in the pointer instrument 1, about 0% and in the range of right, usually red field 1 "is approximately 100%.
  • the mass voltage value then applied to the pointer instrument results in an overheating display of the pointer in the area of the right-hand, usually red, warning field 1 "corresponding to the broken line in FIG. 2.
  • a connection of the temperature sensor 2 and the Threshold switches 4 and 5 are shown with an electronic program control device 10 designed as an integrated circuit IC, which has a connection 11 to the pointer instrument 1 and connections to a voltage source.
  • the program control device 10 additionally effects a course of the angular position on the pointer instrument 1, which corresponds to the solid lines in the function diagram according to FIG. 2.
  • the signal values of the temperature sensor 2 in the form of an NTC resistor are evaluated from the coolant temperature T K in the program control device and are supplied by the latter to the pointer instrument 1 in a medium temperature range from 70 to 100 ° C. as a voltage value , which corresponds to an average temperature of 85 ° C.
  • the pointer of the pointer instrument 1 thus has a constant display position in this central region of the coolant temperature.
  • Fluctuations in the pointer which are usually unavoidable when the pointer instrument 1 is actuated directly by the temperature sensor 2, are thus ruled out and uncertainty for the operating personnel or vehicle driver is avoided, which is due to the diverse influencing factors, such as component tolerances of the temperature sensor 2, pointer instrument 1 and coolant -Thermostat as well as different ambient temperature and machine output, can occur.
  • the function diagram according to FIG. 2 shows, for example, temperature and pressure details, which currently correspond to the usual values for liquid-cooled internal combustion engines.
  • the invention can alternatively be used in conjunction with a conventional overheating warning light 1 ", which is arranged either in the pointer instrument 1 in the area of the right overheating warning zone 1" or separately in a dashboard is.
  • the pointer instrument 1 is controlled solely by the temperature sensor 2 via the program control device 10 in accordance with the coolant temperature T K and, on the other hand, the overheating warning lamp 1 "by the voltage value of the temperature sensor 2 via a threshold switch or a corresponding additional threshold switch for the coolant temperature and by at least one of the further threshold switches 4 and 5 for the machine temperature T M and the coolant pressure P K are activated, thus at the same time as a display of normal coolant temperature by the pointer instrument 1, a risk of overheating by the overheating warning light 1 "reasonably represented due to an excessive machine temperature T M and / or an insufficiently low coolant pressure p K.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmittel- Temperatur-Anzeigevorrichtung in flüssigkeits-gekühlten Brennkraftmaschinen einer Bauart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bei üblichen Anzeigevorrichtungen dieser Bauart entspricht die am Anzeigegerät wiedergegebene Zeigerstellung dem jeweiligen stark veränderlichen Signalwert des Temperatur-Fühlers. Aufgrund dieser wechselnden Anzeigewerte wird der Fahrzeugführer durch das Anzeigegerät vielfach unnötig verunsichert. Die veränderlichen Anzeigewerte treten sowohl bei als auch zwischen jedem einzelnen Maschinen-Exemplar in Abhängigkeit von mehreren Einflußfaktoren auf, deren Wertigkeit der Fahrzeugführer nicht beurteilen kann. Die wesentlichen Einflußfaktoren bestehen schon bei einem einzigen Baumuster einer Brennkraftmaschine in den Fertigungstoleranzen der kühlmittel-führenden Bauteile, wie die Maschine selbst, der Kühler und der Kühlmittel-Thermostat, die zusammen die jeweils unterschiedliche Anzeige der tatsächlichen Kühlmittel-Temperatur in Abhängigkeit von den weiteren betriebsbedingten Einflußgrößen Motorlast und Umgebungstemperatur bestimmen. Hinzu kommen diejenigen Einflußgrößen, die Abweichungen des Anzeigewertes von dem tatsächlichen Temperaturwert bewirken, nämlich der Temperatur-Fühler und das Temperatur-Anzeigegerät sowie dazwischenliegende Bauteile, die die elektrische Verbindung bewirken. Insgesamt ergibt sich vielfach eine erhebliche Anzeigedifferenz sowohl an verschiedenen Maschinen-Exemplaren bei gleichen Betriebsbedingungen als auch an einem einzigen Maschinen-Exemplar bei verschiedenen Betriebsbedingungen innerhalb des Normal-Betriebs-Bereiches. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Temperatur-Anzeigevorrichtung der bekannten Bauart für moderne Überdruck-Kühlsysteme so auszubilden, daß keine unnötige Verunsicherung des Fahrzeugführers durch erheblich unterschiedliche Temperatur-Anzeigewerte im Normalbetriebs-Bereich auftreten. Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Das Zeigerinstrument wird dabei so gesteuert, daß dessen Anzeigewert bzw. Zeigerstellung über den Bereich der normalen Betriebstemperatur des Kühlmittels etwa gleichbleibend, d. h. mit nahezu unveränderlicher Zeigerstellung, dargestellt wird. Dadurch ist eine Verunsicherung des Fahrzeugführers durch wechselnde Zeigerstellung innerhalb der Grenzen der normalen Betriebstemperatur ausgeschlossen.
  • Gemäß Anspruch 2 wird mittels zusätzlicher weiterer Temperatur- und/oder Druckfühler der Anzeigewert des Anzeigegerätes trotz Normalbereich der Kühlmitteltemperatur bei Auftreten gefährlicher Signalwerte der weiteren Fühler auf einen der Maschinen-Überhitzung entsprechenden Anzeigewert gesteuert. Dies kann durch alleinige Ansteuerung des Zeigers als auch durch eine übliche kombinierte Ansteuerung des Zeigers und einer zusätzlichen handelsüblichen Überhitzungs-Anzeigeleuchte erfolgen.
  • Gemäß Anspruch 3 ist eine kombinierte Ansteuerung eines Anzeigegerätes und einer zusätzlichen optischen und/oder akustischen Überhitzungs-Warnanzeigevorrichtung vorgesehen, bei der gleichzeitig eine normale Kühlmitteltemperatur und eine Überhitzungsgefahr für die Maschine aufgrund eines Maschinen-Bauteil-Temperatur-Fühlers und/oder eines Kühlmittel-Druck-Fühlers sinnvoll dargestellt werden.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel und ein Funktions-Diagramm der Erfindung dargestellt.
  • Eine Kühlmittel-Temperatur-Anzeigevorrichtung in einer nicht dargestellten flüssigkeits-gekühlten Brennkraftmaschine besteht gemäß Fig. 1 aus einem Temperatur-Anzeigegerät 1, das als Zeigerinstrument ausgebildet ist, und aus einem Temperatur-Fühler 2, der als NTC-Widerstnd ausgebildet und der Kühlmittel-Temperatur TK ausgesetzt ist. Das Anzeigegerät 1 und der Fühler 2 stehen über eine Leitungsverbindung 3 in elektrischer Verbindung, die über den Fühler 2 zur Masse führt und am Anzeigegerät 1 über einen Pulspol-Anschluß mit einer Stromquelle, wie Fahrzeug-Bordnetz, Batterie oder Generator, in Verbindung stehen. An die Leitung 3 sind zusätzlich und parallel zu einander in je einen weiteren Masseanschluß ein Schwellwertschalter 4 für die Maschinen-Temperatur TM und ein Schwellwertschalter 5 für den Kühlmittel-Druck pK angeschlossen. Diese Schwellenwertschalter 4 und 5 sind ab einer vorbestimmten Maschinen-Bauteil-Temperatur Tm geschlossen bzw. ab einem vorbestimmten Kühlmittel-Druck pK geöffnet. In Fig. 1 sind der Zeiger des Zeigerinstrumentes 1 und die Schaltstellungen der Schwellwertschalter 4 und 5 in Normallage bei Normal-Betriebstemperatur des Kühlmittels und des Maschinen-Bauteiles sowie normalem Betriebsdruck des Kühlmittels dargestellt. Zwischen dem Schwellwertschalter 5 und dessen Anschluß an die Leitung 3 ist ein elektrisches/elektronisches Schaltelement 6 zwischengeschaltet, das in Abhängigkeit von dem vom Fühler 2 bestimmten Spannungswert der Leitung 3 die Verbindungsleitung 7 zwischen dem Schwellwertschalter 5 und der Leitung 3 dann unterbricht, wenn der Spannungswert einer Temperatur niedriger als einer mittleren Betriebstemperatur von beispielsweise 80°C entspricht. Die zu diesem Zweck vorgesehene Leitungsverbindung 8 ist in der Praxis selbstverständlich im Schaltelement 6 integriert.
  • Die Funktion der vorbeschriebenen Temperatur-Anzeigevorrichtung ist aus dem in Fig. 2 dargestellten Funktionsdiagramm ersichtlich. Danach entspricht die Zeigerstellung des Zeigerinstrumentes 1 in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur TK dem geradlinig durchgezogenen und strichpunktierten Linienzug mit entsprechenden Zeiger-Winkelausschlägen, die im Bereich des linken, üblicherweise blauen Kalt-Feldes 11 (im Zeigerinstrument 1 etwa 0% und im Bereich des rechten, üblicherweise roten Feldes 1" etwa 100% beträgt. Sobald einer der beiden Schwellwertschalter 4 und 5 aufgrund einer Überhitzung des zugeordneten Maschinen-Bauteiles, insbesondere des Zylinderkopfes, oder aufgrund eines Abfalles des Kühlmittel-Druckes pK eine Masseverbindung bewirkt, ergibt sich aus dem dann am Zeigerinstrument anliegenden Masse-Spannnungswer eine Überhitzungsanzeige des Zeigers im Bereich des rechten üblicherweise roten Warnfeldes 1" entsprechend dem mit unterbrochenen Linien dargestellten Linienzug in Fig. 2.
  • Anstelle der unmittelbaren Verbindung des Zeigerinstrumentes 1 mit dem Temperatur-Fühler und den Schwellwertschaltern 4 und 5 über die Leitungen 3, 7 und 8 sowie über das Schaltelement 6 ist in Fig. 1 mit unterbrochenen Linienzügen 9 je eine Verbindung des Temperatur-Fühlers 2 und der Schwellwertschalter 4 und 5 mit einer als integrierter Schaltkreis IC ausgebildeten elektronischen Programm-Steuervorrichtung 10 dargestellt, die eine Verbindung 11 dem Zeigerinstrument 1 und Anschlüsse an eine Spannungsquelle aufweist. Neben der vorbeschriebenen Überhitzungs-Anzeige mittels der Schwellwertschalter 4 und 5 bewirkt die Programm-Steuervorrichtung 10 zusätzlich einen Verlauf der Winkelstellung am Zeigerinstrument 1, der der durchgezogenen Linienführung im Funktionsdiagramm nach Fig. 2 entspricht. Zu diesem Zweck werden die Signalwerte des als NTC-Widerstand ausgebildeten Temperatur-Fühlers 2 aus der Kühlmitteltemperatur TK in der Programm-Steuervorrichtung ausgewertet und von dieser in einem mittleren Temperaturbereich von 70 bis 100°C gemäß Fig. 2 dem Zeigerinstrument 1 als Spannungswert zugeführt, der einer mittleren Temperatur von 85°C gleichbleibend entspricht. Damit weist der Zeiger des Zeigerinstrumentes 1 in diesem mittleren Bereich der Kühlmitteltemperatur eine gleichbleibende Anzeigestellung auf. Zeigerschwankungen, die bei unmittelbarer Ansteuerung des Zeigerinstrumentes 1 durch den Temperatur-Fühler 2 üblicherweise unvermeidbar sind, werden somit ausgeschlossen und eine Verunsicherung des Bedienungspersonals bzw. Fahrzeugführers vermieden, die aufgrund der vielseitigen Einflußfaktoren, wie Bauteiltoleranzen von Temperatur-Fühler 2, Zeigerinstrument 1 und Kühlmittel-Thermostat sowie unterschiedliche Umgebungstemperatur und Maschinen-Leistungsabgabe, eintreten kann.
  • Im Funktionsdiagramm nach Fig. 2 sind beispielsweise Temperatur und Druckangaben dargestellt, die derzeit üblichen Werten bei flüssigkeits-gekühlten Brennkraftmaschinen entsprechen.
  • Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausbildung kann die Erfindung alternativ in Verbindung mit einer üblichen Überhitzungs-Warnleuchte 1" zur Anwendung kommen, die entweder im Zeigerinstrument 1 im Bereich des rechten Überhitzungs-Wamfeldes 1" oder getrennt in einem Armaturenfeld angeordnet ist. Dabei wird einerseits das Zeigerinstrument 1 allein vom Temperatur-Fühler 2 über die Programm-Steuervorrichtung 10 entsprechend der Kühlmittel-Temperatur TK und andererseits die Überhitzungs-Warnleuchte 1" gleichfalls vom Spannungswert des Temperatur-Fühlers 2 über einen Schwellwertschalter oder einen entsprechenden zusätzlichen Schwellwertschalter für die Kühlmittel-Temperatur sowie von mindestens einem der weiteren Schwellwertschalter 4 und 5 für die Maschinen-Temperatur TM und den Kühlmitteldruck PK angesteuert. Damit wird gleichzeitig mit einer Anzeige normaler Kühlmittel- Temperatur durch das Zeigerinstrument 1 eine Überhitzungsgefahr durch die Überhitzungs-Warnleuchte 1" aufgrund einer überhöhten Maschinen-Temperatur TM und/oder eines unzureichend geringen Kühlmitteldruckes pK sinnvoll dargestellt.

Claims (3)

1. Kühlmittel-Temperatur-Anzeigevorrichtung in flüssigkeits-gekühlten Brennkraftmaschinen mit einem Kühlmittel-Temperatur-Fühler, der in Abhängigkeit von mindestens einem vorbestimmten Temperaturwert des Kühlmittels ein vorbestimmtes elektrisches Signal, wie Spannungs-, Widerstands und/oder Schaltwert aufweist, mit einem als Zeiger- instrument ausgebildeten Kühlmittel-Temperatur-Anzeigegerät, das das Signal des Temperatur-Fühlers als optischen Temperatur-Anzeigewert wiedergibt, und mit einer Schaltvorrichtung, die dem Anzeigegerät derart zugeschaltet ist, daß diese einen vom Signalwert des Kühlmittel-Temperatur-Fühlers bewirkten Anzeigewert abweichenden Anzeigewert bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kühlmittel-Temperatur-Fühler und dem Kühlmittel-Temperatur-Anzeigegerät als Schaltvorrichtung eine elektronische Programm-Steuervorrichtung eingeschaltet ist, die die Signalwerte des Kühlmittel-Temperatur-Fühlers auswertet und dem Zeiger-Instrument im Bereich der normalen Betriebstemperatur des Kühlmittels einen wenigstens annähernd gleichbleibenden Signalwert für einen mittleren normalen Betriebstemperatur-Anzeigewert zuschaltet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anzeigegerät und/oder der Programm-Steuervorrichtung ein Maschinen-Bauteil-Temperatur-Fühler für überhöhte Bauteil-Temperatur und/oder ein Kühlmittel-Druck-Fühler für zu geringen Kühlmittel-Druck zusätzlich zugeschaltet sind, deren Signalwerte bei gefährlichem Überschreiten eines Bauteil-Temperatur-Grenzwertes bzw. Unterschreiten eines temperatur-bezogenen Kühlmittel-Druckgrenzwertes einen der MaschinenÜberhitzung entsprechenden Anzeigewert des Kühlmittel-Temperatur-Anzeigegerätes bewirken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche optische und/oder akustische Überhitzungs-Warnanzeigevorrichtung in Abhängigkeit von dem Maschinen-Bauteil-Temperatur-Fühler und/ oder dem Kühlmittel-Druck-Fühler eingeschaltet wird, während der Zeiger-Anzeigewert des Anzeigegerätes zugleich der Kühlmittel-Temperatur unverändert entspricht.
EP87111090A 1986-08-13 1987-07-31 Kühlmittel-Temperatur-Anzeigevorrichtung in flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen Expired - Lifetime EP0257343B2 (de)

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DE19863627511 DE3627511A1 (de) 1986-08-13 1986-08-13 Betriebsstoff-temperatur-anzeigevorrichtung fuer brennkraftmaschinen, insbesondere kuehlmittel-temperatur-anzeigevorrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschinen

Publications (4)

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EP0257343A2 EP0257343A2 (de) 1988-03-02
EP0257343A3 EP0257343A3 (en) 1989-03-01
EP0257343B1 true EP0257343B1 (de) 1990-07-18
EP0257343B2 EP0257343B2 (de) 1993-12-01

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