EP0974742B1 - Regelung eines Kühlkreislaufes eines motorgetriebenen Fahrzeuges - Google Patents
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- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
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Definitions
- the invention relates to a control of a cooling circuit of a Vehicle according to the generic features of the claim 1.
- a generic regulation of a cooling circuit of a vehicle is known from JP 58131306.
- a coolant temperature control device for the coolant of an internal combustion engine is disclosed.
- a gradient detection sensor is provided to detect the engine load.
- the hill-climb sensor can only determine if the vehicle is currently on a grade. This hill-climb sensor can not detect if a change in altitude is expected. This results from the operation of the hill-up sensor.
- the hill-up sensor has a housing and a rotor therein, the rotor being provided with a weight. On an outer housing and the rotor contact points are arranged.
- a change in height is sensed by the rotor moving with the weight at a change in altitude and then touching the contact points on the outer housing and the rotor. Consequently, an expected change in altitude can not be detected, but only a straight existing.
- a generic regulation of a cooling circuit of a vehicle is also known, for example, from WO89 / 04419.
- a cooling circuit with various cooling components such as a mechanical and an electric coolant pump for delivering the coolant is provided.
- the control unit which controls the electric coolant pump and other components such as blinds, fans and mixing valves, receives additional information such as engine operating temperature, engine compartment temperature, engine compartment temperatures, ambient temperature, engine speed, vehicle speed, and a coolant pressure signal, in addition to coolant temperature.
- US 5,247,440 describes a control system for a vehicle, wherein a control is carried out depending on the geographical position of the vehicle.
- a control is carried out depending on the geographical position of the vehicle.
- the regulation of vehicle lights is claimed.
- the geographical position of the vehicle via a positioning system such as a GPS (Global Positioning System) is determined.
- the regulation of the vehicle lights takes place, for example, due to the legal regulation of the respective area in which the vehicle is currently located.
- the regulation by determining the temperature of To cool the engine part or by determining the temperature the coolant by means of temperature sensors or by determination the coolant pressure is carried out with the aid of a pressure sensor. Only when an increase in temperature occurs Measures initiated, the cooling capacity, for example by Increasing the coolant flow or by connecting the coolant Increase cooling fans. At heavy load of the engine, For example, by driving on a slope, which can Cooling required cooling capacity, by controlling the individual cooling components is achieved, the electrical system strong load and increase fuel consumption.
- the invention is therefore based on the object, a generic regulation of a cooling circuit such educate that an improvement of the cooling with defined allocation of the performance of cooling components and Secondary consumers is achieved.
- An essential advantage of these embodiments is that that upcoming load changes of the engine and thus also the Cooling circuit can be detected early and a necessary Rules of the individual cooling components and others Secondary consumers can start early, even before the Load change has occurred at all. So the operation of the individual cooling components designed more efficient and operation of the individual components in maximum load as far as possible be avoided, so that increases their life and the Fuel consumption is reduced. With early recognition a load change of the cooling system, the cooling components be controlled according to demand, so that the electrical system is not must be overloaded. This leads to a reduction of Gasoline consumption. As the regulation of cooling functions early used and not only when the load change occurs, finds not too much increase in engine temperature. So will The engine spared and extended its life.
- Fig. 1 The essential building blocks to carry out the scheme are needed are shown in Fig. 1.
- On Navigation device 11 receives via an input unit 13 a driver desired destination and determined via a Location system 12 the current and the future Location data of the vehicle.
- the navigation device 11 transmits this data to a controller 10, which accordingly a control program, the individual cooling components 14 and other secondary consumers 15 such as a Retarder auxiliary brake regulates.
- the vehicle 8 receives as shown in FIG. 2 via satellite 9 information about his own location and about upcoming load changes of the cooling system like for example, a pending slope, but also a upcoming gradient.
- For this purpose is to detect three-dimensional Location data a special navigation device 11 provided that has the ability, except width and Length data also to determine the associated height data.
- the GPS receiver receives the radio waves from the Satellite 9 via a GPS antenna and generates GPS data including latitude, longitude and elevation data.
- the Navigation device 11 has a CD-ROM, the control data along with elevation data according to latitude and longitude Stored length data and also has a CD-ROM driver on, to read and output the rule and Height data is provided.
- the navigation device 11 has a control unit 10, the matching between the Location data and the rule data causes the from the cd-rom be read out by means of CD-Rom driver and on the GPS data based on the GPS receiver.
- a can also GPS receiver find use only in one two-dimensional measuring mode can work.
- the control unit 10 then generates rules data that are on the width and Length data from the GPS receiver and altitude data from the CD-ROM based.
- Locating systems 12 conceivable, such as a Dead reckoning.
- the driver gives the Input unit 13 of the navigation device 11, the desired Target.
- the navigation device 11 determines the possible Routes. According to given parameters like the Track consumption, time and other parameters are the Navigation device 11 the driver individual routes to Selection.
- the driver chooses one of the cars before the start of the journey Navigation device 11 predetermined routes and shares this route via the input unit 13 of Navigation device 11 with. Become from the vehicle 8 frequently the same route, this route can be found in the Navigation device 11 can also be stored and later be retrieved again.
- Fig. 2 shows a schematic representation of a route profile, wherein in the upper part of the illustration, the altitude m of a roadway and in the lower part of the illustration, the coolant temperature KWT of the vehicle 8 is plotted along the route. Based on this representation, a possible control of the cooling circuit of a vehicle 8 is explained in more detail.
- the vehicle 8 In a route previously selected by the driver, the vehicle 8 first travels on the flat lane 1. Its cooling circuit is in partial load operation.
- the coolant pump operates to cool the vehicle engine with partial delivery, so that the coolant temperature KWT does not exceed the temperature of 90 ° C.
- the cooling fan is switched off, since it is turned on in this embodiment only from a fixed coolant temperature KWT of 93 ° C.
- the transition of the control of the cooling circuit of partial load in full load operation corresponds to the transition of the vehicle from the flat lane 1 to a slope 2.
- the controller receives from the navigation device, the information of the upcoming slope 2.
- the control unit controls the control phase T 1 , In this control phase T 1 , the cooling capacity is increased.
- the coolant pump operates at a higher delivery rate, so that the coolant temperature KWT drops to 85 ° C.
- the engine power increases and thereby the heat generated by the engine is dissipated by the coolant.
- the coolant temperature KWT increases up to 95 ° C.
- the cooling fan is activated for assistance.
- the slope end is detected before reaching and the transition to partial load operation when driving on the flat roadway 3 leads to a fan shutdown as soon as the coolant temperature KWT falls below 93 ° C.
- the coolant pump is back-regulated to partial delivery in accordance with the desired partial load control.
- the early detection of a gradient leads to a full opening of the coolant regulator, according to control phase T 3 .
- the coolant pump works with higher power.
- the coolant temperature drops to 88 ° C.
- the control unit also controls the retarder auxiliary brake and all other units intended for cooling. According to the load of the vehicle electrical system, the control unit regulates the individual units.
- the retarder auxiliary brake is partially switched off during control phase T 5 .
- the partial load operation is initiated.
- the cooling fan is switched off.
- the coolant pump is fed back to the partial delivery rate.
- the cooling circuit is regulated in partial load.
- the control phase T 7 begins after early detection of the flat gradient 6.
- the cooling capacity controller will be opened further.
- the coolant pump works with higher flow rates.
- control phase T 9 Driving on the flat gradient until control phase T 9 takes place at constant speed.
- control phase T 10 of the cooling system takes place.
- the cooling fan is switched off and the coolant pump works with partial flow. If the driver leaves his initially selected route, this leads to an error message which forces the driver to re-route. For the newly selected route, the future location data are determined and then the regulation of the individual cooling components is aligned.
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Description
Eine gattungsgemäße Regelung eines Kühlkreislaufes eines Fahrzeuges ist beispielsweise auch aus der W089/04419 bekannt. Zur Kühlung des Motors ist ein Kühlkreislauf mit verschiedenen Kühlkomponenten, wie beispielsweise eine mechanische und eine elektrische Kühlmittelpumpe zur Förderung des Kühlmittels vorgesehen. Die Steuereinheit, die die elektrische Kühlmittelpumpe und andere Komponenten, wie Jalousie, Gebläse und Mischventile ansteuert, erhält zusätzlich zur Kühlmitteltemperatur, weitere Informationen wie beispielsweise die Motorbetriebstemperatur, die Motorraumtemperatur, Temperaturen von Motorteilen, Umgebungstemperatur, Motordrehzahl, Fahrgeschwindigkeit sowie ein Drucksignal des Kühlmittels. Mit diesen Informationen ist eine Anpassung der Förderleistung der elektrischen Kühlmittelpumpe an die erforderliche Kühlleistung möglich. Bei hoher Motorleistung wird die Kühlleistung durch Erhöhen der Förderleistung der Kühlmittelpumpe oder durch Zuschalten eines Kühllüfters erhöht. Die US 5,247,440 beschreibt ein Regelsystem für ein Fahrzeug, wobei eine Regelung in Abhängigkeit der geographischen Lage des Fahrzeuges erfolgt. Beansprucht wird insbesondere die Regelung der Fahrzeuglichter. Hierbei wird die geographische Lage des Fahrzeugs über ein Ortungssystem, wie beispielsweise ein GPS (Global Positioning System) ermittelt. Die Regelung der Fahrzeuglichter erfolgt beispielsweise aufgrund der gesetzlichen Regelung des jeweiligen Gebietes, indem sich das Fahrzeug gerade befindet.
- Fig. 1
- ein Blockschaltbild für die Regelung eines Kühlkreislaufes,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Streckenprofils.
Der Übergang der Regelung des Kühlkreislaufes von Teillast in Vollastbetrieb entspricht dem Übergang des Fahrzeuges von der ebenen Fahrbahn 1 zu einer Steigung 2. Das Steuergerät erhält von der Navigationseinrichtung die Information der anstehenden Steigung 2. Bevor die Laständerung eintritt, steuert das Steuergerät die Regelphase T1. In dieser Regelphase T1 wird die Kühlleistung erhöht. Die Kühlmittelpumpe arbeitet mit höherer Förderleistung, so daß die Kühlmitteltemperatur KWT auf 85°C abfällt. Bei Befahren der Steigung 2 steigt die Motorleistung an und die dabei vom Motor erzeugte Wärme wird vom Kühlmittel abgeführt. Dabei erhöht sich die Kühlmitteltemperatur KWT bis auf 95°C. Bei Übersteigen der Kühlmitteltemperatur KWT von 93°C wird der Kühllüfter zur Unterstützung zugeschaltet. Mit der GPS-Einheit wird das Steigungsende vor Erreichen erkannt und der Übergang auf Teillastbetrieb bei Befahren der ebenen Fahrbahn 3 führt zu einer Lüfterabschaltung, sobald die Kühlmitteltemperatur KWT von 93°C unterschritten wird. In der Regelphase T2 wird entsprechend gewünschter Teillastregelung die Kühlmittelpumpe auf Teilförderung zurückgeregelt. Die Früherkennung eines Gefälles führt zu einer Vollöffnung des Kühlmittelreglers, entsprechend Regelphase T3. Die Kühlmittelpumpe arbeitet mit höherer Leistung. Die Kühlmitteltemperatur fällt auf 88°C ab. Bei Befahren des Gefälles in der Regelphase T4 ist zur Geschwindigkeitskonstanthaltung . zusätzlich die Retarderzusatzbremse aktiviert. Das Steuergerät steuert auch die Retarderzusatzbremse und alle weiteren Aggregate, die für die Kühlung vorgesehen sind. Entsprechend der Belastung des Bordnetzes regelt das Steuergerät die einzelnen Aggregate.
Beim Übergang von Bremsbetrieb in Teillastbetrieb wird nach Früherkennung der ebenen Fahrbahn 5 die Retarderzusatzbremse bei Regelphase T5 teilweise abgeschaltet. In der Regelphase T6 wird der Teillastbetrieb eingeleitet. Der Kühllüfter wird abgeschaltet. Die Kühlmittelpumpe wird auf Teilförderleistung zurückgeregelt. Auf der ebenen Fahrbahn 5 wird der Kühlkreislauf in Teillast geregelt.
Beim Übergang von Teillast in den Bremsbetrieb bei Befahren des flachen Gefälles, beginnt nach Früherkennung des flachen Gefälles 6 die Regelphase T7. Der Kühlleistungsregler wird weiter geöffnet. Die Kühlmittelpumpe arbeitet mit höherer Förderleistung.
Bei Befahren des flachen Gefälles 6 wird in der Regelphase T8 die Motorbremse und eine Geschwindigkeitsstabilisierung aktiviert oder alternativ ein Lüfter für die Bremsleistung zugeschaltet. Das Befahren des flachen Gefälles bis Regelphase T9 erfolgt mit konstanter Geschwindigkeit.
Bei Befahren der ebenen Fahrbahn 7 erfolgt die Regelphase T10 des Kühlsystems. Der Kühllüfter wird abgeschaltet und die Kühlmittelpumpe arbeitet mit Teilförderleistung.
Verläßt der Fahrer seine zu Beginn gewählte Route, führt dies zu einer Fehlermeldung, die den Fahrer zu einer erneuten Routenauswahl zwingt. Für die neu gewählte Route werden die zukünftigen Standortdaten bestimmt und hierauf die Regelung der einzelnen Kühlkomponenten ausgerichtet.
Claims (11)
- Regelung eines Kühlkreislaufes eines motorgetriebenen Fahrzeuges in Abhängigkeit einer Laständerung des Motors,
dadurch gekennzeichnet, daß die derzeitigen Standortdaten des Fahrzeuges (8) und die zukünftigen Standortdaten der vorausliegenden Strecke ermittelt werden und bei einer Höhenänderung zwischen derzeitigen und zukünftigen Standortdaten der Kühlkreislauf des Fahrzeuges (8) entsprechend der zu erwartenden Laständerung frühzeitig geregelt wird. - Regelung eines Kühlkreislaufes nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Standortdaten Längen-, Breiten- und Höhenangaben aufweisen. - Regelung eines Kühlkreislaufes nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zukünftigen Steigerung der Motorleistung die Kühlleistung erhöht wird. - Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer positiven Höhenänderung zwischen derzeitigen und zukünftigen Standortdaten, entsprechend einer Steigung (2) und/oder bei einer negativen Höhenänderung zwischen derzeitigen und zukünftigen Standortdaten entspechend einem Gefälle (4) die Förderleistung einer Kühlmittelpumpe des Kühlkreislaufes erhöht wird. - Regelung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Befahren einer ebenen Fahrbahn (1) und bei Übergang auf eine ebene Fahrbahn (5) die Kühlmittelpumpe in Teilförderleistung betrieben wird. - Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Fahrzeug (8) ein Ortungssystem (12) und eine Navigationseinrichtung (11) mit einer CD-ROM zur Ermittlung der derzeitigen und zukünftigen Standortdaten und zur Weitergabe dieser Daten an ein Steuergerät (10) aufweist. - Regelung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (10) durch Steuerung von Kühlkomponenten (14) den Kühlkreislauf regelt. - Regelung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlkomponenten (14) wenigstens eine regelbare Kühlmittelpumpe zur Förderung des Kühlmittels und ein regelbarer Kühllüfter vorgesehen sind. - Regelung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ab einer vorgegebenen Kühlmitteltemperatur (KWT) der Kühllüfter zugeschaltet ist. - Regelung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (10) auch Sekundärverbraucher (15) regelt. - Regelung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Befahren des Gefälles (4) das Steuergerät (10) eine Retarderbremse zuschaltet.
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