EP1293651A2 - Method and device for controlling the coolant flow in an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for controlling the coolant flow in an internal combustion engine Download PDF

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EP1293651A2
EP1293651A2 EP02102267A EP02102267A EP1293651A2 EP 1293651 A2 EP1293651 A2 EP 1293651A2 EP 02102267 A EP02102267 A EP 02102267A EP 02102267 A EP02102267 A EP 02102267A EP 1293651 A2 EP1293651 A2 EP 1293651A2
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EP
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coolant
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combustion engine
volume flow
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Erwin Bauer
Michael Kilger
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Siemens AG
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Abstract

The method involves dividing the volumetric flow of coolant at the coolant outlet (14) from the engine (10) into two sub volumetric flows so that a first bypass volumetric flow is produced directly back to a control element (12) and a second bypass volumetric flow passes via a heating heat exchanger (20) to the control element. AN Independent claim is also included for an arrangement for regulating coolant volumetric flow in internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Kühlmittelvolumenstromes in einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8The invention relates to a method and an apparatus for Regulation of the coolant volume flow in an internal combustion engine according to the preambles of claims 1 and 8

Bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches treten örtlich im Brennraum einer Brennkraftmaschine Spitzentemperaturen von mehr als 2000°C auf. Um eine thermische Überlastung der eingesetzten Materialien für Zylinderkopf, Ventile, Zündkerzen, Einspritzventil, Zylinder, Kolben, Kolbenringe, Dichtungen usw. zu verhindern, muss eine Kühlung erfolgen. Dabei hat sich weitgehend die Zwangsumlaufkühlung mittels einer Kühlflüssigkeit durchgesetzt. Dabei sind Zylinder und Zylinderkopf doppelwandig ausgeführt. Der Zwischenraum ist mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt und so ausgebildet, dass ein Kühlmittelkreislauf entsteht. Als Kühlflüssigkeit dient eine Mischung aus Wasser, Frostschutzmittel und fallspezifischen Inhibitoren.When burning the fuel-air mixture occur locally peak temperatures in the combustion chamber of an internal combustion engine from more than 2000 ° C. To thermal overload the materials used for the cylinder head, valves, spark plugs, Injector, cylinder, piston, piston rings, seals etc. to prevent cooling. there Forced cooling has largely been achieved using a Coolant prevailed. There are cylinders and cylinder head double-walled. The space is with one Coolant filled and designed so that a Coolant circuit is created. A serves as the coolant Mixture of water, antifreeze and case specific Inhibitors.

Solche konventionelle Kühlsysteme beinhalten in der Regel eine entweder unmittelbar oder mittelbar über ein bewegliches Zugmittel, z.B. Keilriemen angetriebene Kühlmittelpumpe und ein Dehnstoffthermostat. Die Kühlmittelpumpe arbeitet daher motordrehzahlabhängig und ist so ausgelegt, dass in jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein ausreichender Kühlmittelstrom zur Verfügung gestellt wird. Um eine in engen Grenzen konstante Kühlmittel- und damit auch Brennkraftmaschinentemperatur zu erhalten, wird die Kühlmitteltemperatur geregelt. Hierzu ist ein temperaturabhängiger Dehnstoffregler vorgesehen, der ein Ventil betätigt, das bei sinkender Kühlmitteltemperatur einen zunehmenden Kühlmittelstrom am Kühler vorbeiführt. Dehnstoffregler und Ventil bilden eine bauliche Einheit und werden im allgemeinen als Kühlerthermostat bezeichnet.Such conventional cooling systems usually include one either directly or indirectly via a mobile Traction means, e.g. V-belt driven coolant pump and an expansion thermostat. The coolant pump therefore works depending on engine speed and is designed so that in any operating condition the internal combustion engine has a sufficient coolant flow is made available. To one in tight Limits constant coolant and thus also internal combustion engine temperature to get the coolant temperature regulated. For this is a temperature-dependent expansion regulator provided that actuates a valve that when the coolant temperature drops an increasing coolant flow at the radiator passes. Expansion regulator and valve form a structural Unit and are commonly referred to as a radiator thermostat.

Ausgehend vom kalten Betriebszustand der Brennkraftmaschine ist das Kühlerthermostat zunächst geschlossen und die Kühlmittelzirkulation findet ausschließlich in einem Bypasskreislauf der Brennkraftmaschine statt. Dies wird auch als "kleiner Kühlkreislauf" bezeichnet. Ab einer bestimmten Kühlmitteltemperatur öffnet das Kühlerthermostat und der Kühlmittelstrom fließt zum Kühler, wird dort aufgrund des Fahrtwindes und/oder des Kühlerventilators abgekühlt und wieder zur Brennkraftmaschine zurückgeleitet. Dies wird auch als "großer Kühlkreislauf" bezeichnet.Starting from the cold operating state of the internal combustion engine the radiator thermostat is initially closed and the coolant circulation takes place exclusively in a bypass circuit the internal combustion engine instead. This is also called "smaller Cooling circuit ". From a certain coolant temperature opens the radiator thermostat and the coolant flow flows to the radiator, there due to the wind and / or the radiator fan cooled and back to Internal combustion engine returned. This is also called "great Cooling circuit ".

Im Hinblick auf eine effiziente Kraftstoffausnutzung, geringe Schadstoffemissionen und eine schnelle Fahrzeuginnenraumaufheizung ist ausgehend von Kaltstartbedingungen eine schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine von großen Nutzen. Bei konventionellen Fahrzeugkühlsystemen, bestehend aus mechanischer Kühlmittelpumpe und Dehnstoffthermostat, geht die Erwärmung des Fahrzeuginnenraumes direkt einher mit der Aufheizung des Kühlmittelbypassstromes der Brennkraftmaschine, was u. a. abhängig vom Volumen des Kühlmittelbypasses relativ lange dauern kann.In terms of efficient fuel economy, low Pollutant emissions and rapid vehicle interior heating is a quick one based on cold start conditions Warming the internal combustion engine of great benefit. With conventional Vehicle cooling systems consisting of mechanical Coolant pump and expansion thermostat, the warming goes on of the vehicle interior directly accompanied by the heating of the Coolant bypass flow of the internal combustion engine, which u. a. dependent of the volume of the coolant bypass take a relatively long time can.

Aus MTZ Motortechnische Zeitschrift 57 (1996) Heft 7/8, Seiten 424-428 ist ein kennfeldgesteuertes Temperaturregelsystem für Motorkühlkreisläufe bekannt, bei dem ein elektrisch regelbares Thermostatventil zum Einsatz gelangt. In Abweichung zu einem Thermostatventil in der Bauweise eines Kühlmittelthermosteinsatzes ohne Hilfsenergie wird hierbei das Regelund Stellelement zusätzlich zu der Erfassung der aktuellen Kühlmitteltemperatur die Möglichkeit der Zuführung von elektrischer Energie vorgesehen. Diese Energie wird über einen elektrischen Widerstand in Form von Wärme direkt in die temperaturempfindliche Dehnstoffmasse eingeleitet. Damit wird für das Regel- und Stellelement ein höheres Kühlmitteltemperaturniveau simuliert, woraus sich ein Temperaturkennfeld erzeugen lässt. Durch entsprechende Ansteuerung ist es möglich, jeden Betriebspunkt innerhalb dieses Temperaturfeldes der Kühlmitteltemperatur zuzuordnen. Dadurch kann ein thermisch optimaler Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eingestellt werden.From MTZ Motortechnische Zeitschrift 57 (1996) issue 7/8, pages 424-428 is a map-controlled temperature control system known for engine cooling circuits, in which an electrically controllable Thermostatic valve is used. In deviation to a thermostatic valve in the form of a coolant thermostat insert without auxiliary energy, the control becomes Control element in addition to the detection of the current Coolant temperature the possibility of supplying electrical Energy provided. This energy is transmitted through an electrical Resistance in the form of heat directly in the temperature sensitive Expanded mass initiated. This will be for the control element has a higher coolant temperature level simulates what a temperature map is generated from leaves. Appropriate control makes it possible for everyone Operating point within this temperature field of the coolant temperature assigned. This can be a thermally optimal Operating point of the internal combustion engine can be set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Kühlmittelvolumenstromes in einer Brennkraftmaschine anzugeben, mit dem bzw. mit der einerseits eine schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine sichergestellt und anderseits dem Fahrzeuginnenraum eines mittels der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugen schnell Heizleistung zur Erwärmung desselben bereitgestellt werden kann.The invention has for its object a method and a device for regulating the coolant volume flow in specify an internal combustion engine, with or with the one hand ensures rapid heating of the internal combustion engine and on the other hand the vehicle interior by means of the engine driven vehicles quickly Heating power for heating the same can be provided can.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung gelöst.This task is accomplished by the in the independent claims characterized invention solved.

Durch Aufteilen des Bypassvolumenstromes der Brennkraftmaschine am motorseitigen Kühlmittelaustritt in zwei Teilvolumenströme, so dass ein erster Bypass-Volumenstrom unmittelbar zurück zu einem als 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildeten Stellglied geleitet wird und ein zweiter Bypass-Volumenstrom über einen Heizungswärmetauscher zum Stellglied geleitet wird, ist sowohl eine schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine als auch eine schnelle Aufheizung des Fahrgastraumes gewährleistet.By dividing the bypass volume flow of the internal combustion engine at the engine-side coolant outlet in two partial volume flows, so that a first bypass volume flow immediately back to a 3/2-way proportional valve Actuator is directed and a second bypass volume flow passed to the actuator via a heating heat exchanger is both rapid warming of the internal combustion engine as well as rapid heating of the passenger compartment guaranteed.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1
in schematischer Darstellung einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine beim Kaltstart,
Fig. 2
in schematischer Darstellung einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine während des Warmlaufes und
Fig. 3
in schematischer Darstellung einen Kühlmittelkreislauf einer betriebswarmen Brennkraftmaschine.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing using an exemplary embodiment. It shows:
Fig. 1
a schematic representation of a coolant circuit of an internal combustion engine during a cold start,
Fig. 2
a schematic representation of a coolant circuit of an internal combustion engine during warm-up and
Fig. 3
a schematic representation of a coolant circuit of a warm internal combustion engine.

Allen Figuren ist gemeinsam, dass lediglich die zum Verständnis der Erfindung nötigen Komponenten gezeigt sind. Insbesondere ist das Kühlluftgebläse weggelassen. Der Weg des Kühlmittelstromes innerhalb des Kühlmittelkreislaufes ist jeweils mit Pfeilsymbolen eingezeichnet. Gleiche Komponenten sind in allen 3 Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nur einmal erläutert.All figures have in common that only for understanding necessary components of the invention are shown. In particular the cooling air fan is omitted. The path of the coolant flow is within the coolant circuit drawn with arrow symbols. Same components are in all 3 figures marked with the same reference numerals and are only explained once.

Der Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine 10 weist eine Kühlmittelpumpe 11, die entweder direkt von der Brennkraftmaschine 10 angetrieben wird (mechanische Kühlmittelpumpe) oder als elektrisch angetriebene Pumpe, beispielsweise als drehzahlregelbare Radialpumpe ausgestaltet ist und anstelle des herkömmlichen Kühlerthermostates ein elektrisch ansteuerbares Stellglied 12 in Form eines 3/2 Wege-Proportionalventils auf. Mit Hilfe dieses 3/2 Wege-Proportionalventils, das drei Anschlüsse I, II, III besitzt, lässt sich der Kühlmittelvolumenstrom je nach Betriebsbereich der Brennkraftmaschine 10 aufteilen, wie später noch näher erläutert wird.The coolant circuit of the internal combustion engine 10 has one Coolant pump 11, either directly from the internal combustion engine 10 is driven (mechanical coolant pump) or as an electrically driven pump, for example as an adjustable speed Radial pump is designed and instead of conventional radiator thermostats an electrically controllable Actuator 12 in the form of a 3/2 way proportional valve. With the help of this 3/2 way proportional valve, the three connections I, II, III has, the coolant volume flow depending on the operating range of the internal combustion engine 10 apportion, as will be explained in more detail later.

Die Brennkraftmaschine 10 weist einen nicht dargestellten Kühlmantel um die Zylinder 12 auf und die Kühlmittelpumpe 11 fördert das Kühlmittel in den Kühlmantel um die Zylinder 13, es umspült diese und gelangt über Durchgangsbohrungen zum Zylinderkopf. Am Zylinderkopf ist am motorseitigen Kühlmittelaustritt 14 ein Abzweig 15 vorgesehen, der einen Bypass-Volumenstrom in zwei Teilströme aufteilt. Ein erster Bypass-Volumenstrom führt über eine Leitung 16 als konventioneller Bypassstrom zurück zu dem Anschluss II des 3/2 Wege-Proportionalventils 12 und zu einem Kühlmitteleinlass 18 eines Kühlers 17.The internal combustion engine 10 has one, not shown Cooling jacket around the cylinders 12 and the coolant pump 11 conveys the coolant into the cooling jacket around the cylinders 13, it flushes them and reaches the cylinder head through through holes. On the cylinder head is the coolant outlet on the engine side 14 a branch 15 is provided, the bypass volume flow divided into two sub-streams. A first bypass flow leads over a line 16 as a conventional Bypass flow back to port II of the 3/2 way proportional valve 12 and a coolant inlet 18 Radiator 17th

Ein zweiter Bypass-Volumenstrom wird vom Abzweig 15 über eine Leitung 19 zu einem zur Beheizung des Innenraumes des Fahrzeuges dienenden Heizungswärmetauscher 20 geführt, der die im Kühlmittel enthaltene Abwärme der Brennkraftmaschine abgibt. Von dem Heizungswärmetauscher 20 fließt der Kühlmittelvolumenstrom über eine Leitung 21 zurück zu einer Einleitungsstelle einer Leitung 22, welche den Anschluss I des 3/2 Wege-Proportionalventils mit dem Einlass der Kühlmittelpumpe 11 verbindet.A second bypass volume flow is from branch 15 via a Line 19 to one for heating the interior of the vehicle Serving heating heat exchanger 20 performed in the Waste heat contained in the internal combustion engine releases. The coolant volume flow flows from the heating heat exchanger 20 via line 21 back to an introduction point a line 22, which is the connection I of the 3/2 way proportional valve with the inlet of the coolant pump 11 combines.

Ein Kühlmittelauslass 23 des Kühlers 17 ist über eine Leitung 24 mit dem Anschluss III des 3/2 Wege-Proportionalventil 12s verbunden. Des Weiteren ist sowohl der Kühlmitteleinlass 18, als auch der Kühlmittelauslass 23 mit nicht näher bezeichneten Leitungen mit einem Kühlmittelausgleichsbehälter 25 verbunden.A coolant outlet 23 of the cooler 17 is via a line 24 with connection III of the 3/2 way proportional valve 12s connected. Furthermore, both the coolant inlet 18, as well as the coolant outlet 23 with unspecified Lines connected to a coolant expansion tank 25.

Zur Regelung des Kühlmittelvolumenstromes durch entsprechende Ansteuerung mittels elektrischer Signale ist das 3/2 Wege-Proportionalventil 12 über eine Ansteuerleitung 26 mit einer Steuerungseinrichtung 27 verbunden. Solche elektronischen Steuerungseinrichtungen, die in der Regel einen oder mehrere Mikroprozessoren beinhalten und die neben der Kraftstoffeinspritzung noch eine Vielzahl weiterer Steuer- und Regelungsaufgaben der Brennkraftmaschine übernehmen, sind an sich bekannt, so dass im folgenden nur auf den im Zusammenhang mit der Erfindung relevanten Aufbau und dessen Funktionsweise eingegangen wird.To control the coolant volume flow by appropriate Control by means of electrical signals is the 3/2 way proportional valve 12 via a control line 26 with a Control device 27 connected. Such electronic Control devices, usually one or more Include microprocessors and that in addition to fuel injection a variety of other control and regulation tasks take over the internal combustion engine are known per se so below only related to the the structure relevant to the invention and its operation is received.

Ein Temperatursensor 28 am Abzweig 15 liefert ein der Temperatur des Kühlmittels am motorseigen Austritt entsprechendes Signal an die Steuerungseinrichtung 27 zur bedarfsgerechten Ansteuerung des 3/2 Wege-Proportionalventils 12. Der Steuerungseinrichtung 27 werden ferner eine Vielzahl mittels entsprechender Sensorik aufgenommene Eingangssignale, in den Figuren mit dem Bezugszeichen ES bezeichnet, zugeführt. Über Ausgangssignale AS werden die einzelnen Aktoren und Komponenten angesteuert, die zum Betrieb der Brennkraftmaschine 10 notwendig sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Temperatursensor 28 am motorseitigen Kühlmittelaustritt 14 nicht unbedingt erforderlich ist, da diese Temperatur aus anderen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine mit Hilfe bekannter Modelle berechnet werden kann.A temperature sensor 28 on branch 15 supplies the temperature the coolant at the engine outlet accordingly Signal to the control device 27 for needs-based Control of the 3/2 way proportional valve 12. The control device 27 are also a variety by means of Sensor signals recorded input signals in the figures denoted by the reference symbol ES. about Output signals AS become the individual actuators and components controlled that for operating the internal combustion engine 10 are necessary. However, it should be noted that the Temperature sensor 28 at engine coolant outlet 14 is not absolutely necessary as this temperature comes from others Operating parameters of the internal combustion engine using known Models can be calculated.

Anhand der Figur 1 wird nun erläutert, wie beim Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 der Kühlmittelvolumenstrom geregelt wird. Liegt der Wert der Kühlmitteltemperatur unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes, so wird auf einen Kaltstart der Brennkraftmaschine geschlossen und das 3/2 Wege-Proportionalventil 12 über ein elektrisches Signal von der Steuerungseinrichtung 27 derart angesteuert, dass die Anschlüsse II und III des 3/2 Wege-Proportionalventils 12 verschlossen sind. Dadurch zirkuliert der Kühlmittelvolumenstrom allein über den Heizungswärmetauscher 20 und nicht über die herkömmliche Bypassleitung 16 und den Kühler 17. Der Weg des Kühlmittelvolumenstromes ist mit Pfeilsymbolen in der Figur 1 eingetragen.With reference to Figure 1 will now be explained how the cold start Internal combustion engine 10 regulates the coolant volume flow becomes. If the coolant temperature is below a predetermined threshold value, the cold start Internal combustion engine closed and the 3/2 way proportional valve 12 via an electrical signal from the Control device 27 controlled such that the connections II and III of the 3/2 way proportional valve 12 closed are. This circulates the coolant volume flow alone over the heating heat exchanger 20 and not over the conventional bypass line 16 and the cooler 17. The way of Coolant volume flow is indicated by arrow symbols in FIG. 1 entered.

Dies führt einerseits zu einer schnellen Erwärmung der Brennkraftmaschine und andererseits wird dem Heizungswärmetauscher 20 schnell Heizleistung zur Aufwärmung des Fahrzeuginnenraumes zur Verfügung gestellt.On the one hand, this leads to rapid heating of the internal combustion engine and on the other hand, the heating heat exchanger 20 fast heating output to warm up the vehicle interior made available.

Durch eine geeignete Wahl des Querschnittes der Kühlmittelleitungen 19, 21 kann der Kühlmittelvolumenstrom entsprechend der Heizleistung des Heizungswärmetauschers 20 optimiert werden. Wird eine elektrisch ansteuerbare Kühlmittelpumpe 11 eingesetzt, so ist es möglich, den Kühlmittelvolumenstrom durch geeignete Ansteuerung der Kühlmittelpumpe 11 optimal hinsichtlich der Heizleistung des Heizungswärmetauschers 20 einzustellen. Die Zusammenhänge zwischen Querschnitt der Leitungen bzw. der Ansteuersignale werden vorzugsweise experimentell ermittelt.Through a suitable choice of the cross section of the coolant lines 19, 21 can the coolant volume flow accordingly the heating capacity of the heating heat exchanger 20 can be optimized. If an electrically controllable coolant pump 11 used, it is possible to adjust the coolant volume flow by suitable control of the coolant pump 11 optimally with regard to the heating output of the heating heat exchanger 20 adjust. The relationships between the cross-section of the lines or the control signals are preferably experimental determined.

Anhand der Figur 2 wird erläutert, wie während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine 10 der Kühlmittelstrom geregelt wird. Liegt der Wert der Kühlmitteltemperatur unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes, der eine betriebswarme Brennkraftmaschine 10 charakterisiert, aber oberhalb des einen Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 charakterisierenden Schwellenwert, so wird auf den Betriebsbereich Warmlauf geschlossen und das 3/2 Wege-Proportionalventil 12 über ein elektrisches Signal von der Steuerungseinrichtung 27 derart angesteuert, dass die Anschlüsse I, II des 3/2 Wege-Proportionalventils 12 geöffnet sind und der Anschluss III verschlossen ist.
Dadurch zirkuliert der Kühlmittelvolumenstrom sowohl über den Heizungswärmetauscher 20 und der Leitung 21, als auch über die herkömmliche Bypassleitung 16. Der Weg des Kühlmittelvolumenstromes ist mit Pfeilsymbolen in der Figur 2 eingetragen. Die Aufteilung der beiden Bypass-Volumenströme kann dabei bedarfsgerecht durch Einstellung von Überlappstellungen des 3/2 Wege-Proportionalventils 12 erfolgen.FIG. 2 explains how the coolant flow is regulated while the internal combustion engine 10 is warming up. If the value of the coolant temperature is below a predetermined threshold value, which characterizes a warm internal combustion engine 10, but above the threshold value characterizing a cold start of the internal combustion engine 10, the operating range warm-up is inferred and the 3/2-way proportional valve 12 via an electrical signal from the Control device 27 is controlled such that the connections I, II of the 3/2 way proportional valve 12 are open and the connection III is closed.
As a result, the coolant volume flow circulates both via the heating heat exchanger 20 and the line 21, and also via the conventional bypass line 16. The path of the coolant volume flow is entered with arrow symbols in FIG. 2. The two bypass volume flows can be divided as required by setting the overlapping positions of the 3/2-way proportional valve 12.

Hat die Brennkraftmaschine 10 ihre Betriebstemperatur erreicht, was wiederum durch Abfrage des Signals des Temperatursensors 28 und Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellenwert erfolgen kann, so werden die Anschlüsse I,II des 3/2 Wege-Proportionalventils 12 geöffnet. Dadurch kann das Kühlmittel im Kühler 17 Wärme abgeben, wodurch eine Überhitzung der Brennkraftmaschine 10 auch bei Volllast vermieden werden kann. Der Weg des Kühlmittelvolumenstromes ist mit Pfeilsymbolen in der Figur 3 eingetragen. Die Aufteilung der beiden Bypass-Volumenströme und des Volumenstromes durch den Kühler kann dabei bedarfsgerecht durch Einstellung von Überlappstellungen des 3/2 Wege-Proportionalventils 12 erfolgen. Durch Verwendung einer elektrisch ansteuerbaren Kühlmittelpumpe 11 ergibt sich auch wie oben bereits erwähnt, ein zusätzlicher Optimierungsparameter.If the internal combustion engine 10 has reached its operating temperature, which in turn by querying the signal from the temperature sensor 28 and comparison with a predetermined threshold connections I, II of the 3/2 way proportional valve 12 open. This can cause the coolant give off heat in the cooler 17, causing overheating of the Internal combustion engine 10 can be avoided even at full load can. The path of the coolant volume flow is with arrow symbols entered in Figure 3. The division of the two Bypass volume flows and the volume flow through the cooler can do so by setting overlap positions of the 3/2 way proportional valve 12. By Use of an electrically controllable coolant pump 11 as already mentioned above, there is also an additional one Optimization parameters.

Claims (14)

Verfahren zur Regelung des Kühlmittelvolumenstromes innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine (10), wobei mittels einer Kühlmittelpumpe (11) das Kühlmittel umgewälzt wird, abhängig vom Betriebsbereich der Brennkraftmaschine (10) mittels eines elektrisch ansteuerbaren Stellgliedes (12) der Kühlmittelvolumenstrom von einem, einen Kühlmitteleinlass (29) und einen Kühlmittelauslass (14) der Brennkraftmaschine (10) verbindenden Bypass (16) zu einer durch einen Kühler (17) der Brennkraftmaschine (10) führenden Kühlmittelkreislauf (18, 24) umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
am Kühlmittelauslass (14) der Brennkraftmaschine (10) der Kühlmittelvolumenstrom in zwei Teilvolumenströme aufgeteilt wird, so dass ein erster Bypass-Volumenstrom unmittelbar zurück zum Stellglied (12) geleitet wird und ein zweiter Bypass-Volumenstrom über einen Heizungswärmetauscher (20) zum Stellglied (12) geleitet wird.Method for regulating the coolant volume flow within a coolant circuit of an internal combustion engine (10), wherein the coolant is circulated by means of a coolant pump (11), depending on the operating range of the internal combustion engine (10) by means of an electrically controllable actuator (12) the coolant volume flow from a bypass (16) connecting a coolant inlet (29) and a coolant outlet (14) of the internal combustion engine (10) to a bypass (16) the coolant circuit (18, 24) guiding the internal combustion engine (10) can be switched over, characterized in that
At the coolant outlet (14) of the internal combustion engine (10), the coolant volume flow is divided into two partial volume flows, so that a first bypass volume flow is led directly back to the actuator (12) and a second bypass volume flow via a heating heat exchanger (20) to the actuator (12 ) is conducted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Kühlmittelvolumenstromes abhängig von der Temperatur des Kühlmittels erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the distribution of the coolant volume flow is dependent on the temperature of the coolant. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Kühlmittelvolumenstromes abhängig von der Temperatur des Brennkraftmaschine (10) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the distribution of the coolant volume flow is dependent on the temperature of the internal combustion engine (10). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Kühlmittelstromes mittels des Stellgliedes (12) erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution of the coolant flow is carried out by means of the actuator (12). Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kaltstart der Brennkraftmaschine (10) der gesamte Kühlmittelvolumenstrom über den Heizungswärmetauscher (29) geleitet wird.Method according to claims 1 and 2, characterized in that when the internal combustion engine (10) is cold started, the entire coolant volume flow is passed over the heating heat exchanger (29). Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine (10) ein Teil des Kühlmittelvolumenstromes über den Heizungswärmetauscher (29) und ein Teil des Kühlmittelvolumenstromes unmittelbar zum Stellglied geleitet wird.Method according to claims 1 and 2, characterized in that during the warm-up of the internal combustion engine (10) part of the coolant volume flow is passed directly to the actuator via the heating heat exchanger (29) and part of the coolant volume flow. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer betriebswarmen Brennkraftmaschine (10)der Kühlmittelvolumenstrom über den Kühler (17) geleitet wird.Method according to Claims 1 and 2, characterized in that the coolant volume flow is passed over the cooler (17) in an internal combustion engine (10) at operating temperature. Vorrichtung zur Regelung des Kühlmittelvolumenstromes innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine (10), mit einer Kühlmittelpumpe (11), einem elektrisch regelbaren Stellglied (12) zum wahlweisen Umschalten des Kühlmittelkreislaufes von einem, einen Kühlmitteleinlass (29) und einen Kühlmittelauslass (14) der Brennkraftmaschine (10) verbindenden Bypass (16) zu einem durch einen Kühler (17) der Brennkraftmaschine (10) führenden Kühlmittelkreislauf (18, 24)
dadurch gekennzeichnet, dass
an einem Kühlmittelauslass (14) der Brennkraftmaschine (10) ein Abzweig (15) vorgesehen ist, von dem eine erste Bypassleitung (16) unmittelbar zu dem Stellventil (12) führt und von dem eine zweite Bypassleitung (21) über einen Heizungswärmetauscher (20) zu dem Stellglied (12) führt.Device for regulating the coolant volume flow within a coolant circuit of an internal combustion engine (10), with a coolant pump (11), an electrically controllable actuator (12) for selectively switching the coolant circuit from one, a coolant inlet (29) and a coolant outlet (14) of the internal combustion engine ( 10) connecting bypass (16) to a coolant circuit (18, 24) leading through a cooler (17) of the internal combustion engine (10)
characterized in that
A branch (15) is provided at a coolant outlet (14) of the internal combustion engine (10), from which a first bypass line (16) leads directly to the control valve (12) and from which a second bypass line (21) via a heating heat exchanger (20) leads to the actuator (12). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (12) als ein elektrisch ansteuerbares 3/2 Wege-Proportionalventil ausgestaltet ist. Apparatus according to claim 8, characterized in that the actuator (12) is designed as an electrically controllable 3/2 way proportional valve. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschluss (I) des Stellglieds (12) über eine Leitung (22) mit der Kühlmittelpumpe (11) verbunden ist, ein zweiter Anschluss (II) sowohl mit der ersten Bypassleitung (16), als auch mit einer Leitung (30), die zum Kühlmitteleinlass (18) des Kühlers (17) führt, verbunden ist und ein dritter Anschluss (III) mit einer Leitung (24) verbunden ist, die vom Kühlmittelauslass (23) des Kühlers (17) führt.Device according to claim 8, characterized in that a first connection (I) of the actuator (12) is connected to the coolant pump (11) via a line (22), a second connection (II) to both the first bypass line (16), as well as a line (30) leading to the coolant inlet (18) of the cooler (17), and a third connection (III) is connected to a line (24) leading from the coolant outlet (23) of the cooler (17 ) leads. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bypassleitung (21) zwischen dem Anschluss (I) des Stellgliedes(12) und dem motorseitigen Kühlmitteleinlass (29) in die Leitung (22) mündet.Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the second bypass line (21) opens into the line (22) between the connection (I) of the actuator (12) and the engine-side coolant inlet (29). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass am Kühlmittelauslass der Brennkraftmaschine (10) ein Temperatursensor (28) vorgesehen ist, dessen Signal zur Steuerung des Stellgliedes (12) herangezogen wird.Device according to one of claims 8-11, characterized in that a temperature sensor (28) is provided at the coolant outlet of the internal combustion engine (10), the signal of which is used to control the actuator (12). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (11) als eine von der Brennkraftmaschine (10) angetriebenen mechanische Pumpe ausgebildet ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the coolant pump (11) is designed as a mechanical pump driven by the internal combustion engine (10). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (11) als eine elektrisch angetriebene, in ihrer Drehzahl veränderliche Pumpe ausgebildet ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the coolant pump (11) is designed as an electrically driven pump whose speed is variable.
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