EP1308610B1 - Procédé et dispositif pour commander un système de refroidissement d'un moteur à combustion interne - Google Patents

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EP1308610B1
EP1308610B1 EP02022812A EP02022812A EP1308610B1 EP 1308610 B1 EP1308610 B1 EP 1308610B1 EP 02022812 A EP02022812 A EP 02022812A EP 02022812 A EP02022812 A EP 02022812A EP 1308610 B1 EP1308610 B1 EP 1308610B1
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coolant
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temperature
engine
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Wolfram Enke
Georg Chekaiban
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a cooling system of an internal combustion engine, hereinafter also referred to as an engine, according to the preamble of patent claim 1 and of patent claim 11.
  • Such a device and such a method is known for example from WO 99/01650 A.
  • it is decided in dependence on various parameters, in which order and at what time the control of various components of the cooling system, such.
  • a coolant pump As a coolant pump, a thermostat, a blind and a fan is switched on.
  • such a cooling system also includes a coolant pump which directs coolant through an internal combustion engine to cool it.
  • a coolant pump can be connected for example via a V-belt with the crankshaft of an internal combustion engine, so that it is driven with the engine.
  • DE 195 08 104 C2 furthermore discloses a method for regulating a cooling circuit of an internal combustion engine in which a distinction is made between a warm-up phase, an operating phase and a tail.
  • the warm-up and operation phase is determined with the engine running based on the coolant temperature at the engine outlet, which is compared with a coolant temperature limit for the warm-up phase. If the value is undershot, it is detected on the warm-up phase and on reaching or exceeding the value on the operating phase. In the warm-up phase, the engine is initially not cooled until it has reached a coolant start temperature.
  • a blower generated by an air flow is passed through a radiator module and the coolant flow generated by the coolant pump in response to a differential temperature setpoint of the coolant between engine inlet and outlet regulated.
  • a required for the control differential temperature actual value is determined by the heat flow from the engine into the coolant.
  • the heat flow is in turn calculated from the instantaneous coolant flow, the instantaneous engine load and the engine speed.
  • the speed of the coolant pump changes with the change in heat flow, so that short-term engine load and speed changes do not affect the operation of the coolant pump.
  • the so-called. Operating phase begins.
  • the control of the coolant pump and the blower takes place as a function of the differential temperature setpoint and a temperature setpoint of the coolant at the engine outlet.
  • the temperature setpoint is determined via a corresponding characteristic map for a given engine temperature.
  • the engine is further cooled when the coolant temperature exceeds a predetermined temperature limit.
  • the controlled variable used is the temperature or the difference between different temperatures in the cooling system. Such temperatures in the cooling circuit are sluggish and ultimately only effects of the engine or vehicle operating point.
  • EP 0 952 315 A1 discloses a control system for minimizing the consumption of electrical energy in a cooling system of an internal combustion engine. Based on the engine temperature detected by sensors, vehicle speed and ambient temperature, a control unit controls a fan and an electric pump for cooling the internal combustion engine. By means of the values detected by the sensors, an operating point is determined on the basis of a characteristic diagram in order to discharge a certain amount of heat energy from the engine, which indicates an optimum ratio of the sum of the energy supplied to the fan and the pump.
  • the control system has the disadvantage that several sensors are necessary to detect certain parameters of which depends on the engine is cooled. In addition to the costs associated with each sensor, there is also a risk of failure of the same. It is also true that with temperature measuring the accuracy of measurement can be reduced by external influences and so a control based on the temperature is limited.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for controlling a cooling system of an internal combustion engine, wherein a reliable cooling is made possible.
  • the invention is based on the basic idea of variably regulating the cooling system and the variably drivable coolant pump connected thereto as a function of an amount of fuel supplied to the engine.
  • the power of the coolant pump over a range between preferably zero to a maximum pump power (l / h) can be set either continuously or in a plurality of stages variable.
  • the amount of fuel supplied to the engine is related to the heating of the engine, the control of the coolant pump and thus the cooling of the engine can be carried out in advance and on the basis of the currently consumed fuel.
  • the function of the heat input of the engine into the coolant to fuel mass flow is largely similar for all combustion concepts.
  • the sum of the amount of fuel supplied since the ignition of the engine ⁇ m ' KS is compared with a so-called target fuel amount m Soll . If the setpoint is undershot, as is the case, for example, during the cold start of the engine, no cooling of the engine by the cooling system takes place initially, unless with a volume flow requested for other requirements in the cooling system, for example for a heater.
  • cooling takes place by switching on the coolant pump.
  • the power of the coolant pump is determined as a function of at least one of the following parameters, such as engine speed nMot, engine load, ambient temperature and / or an average over a predetermined time interval (eg 30 seconds) of the fuel quantity m ' KS .
  • the cooling system and the coolant pump are additionally regulated as a function of the coolant temperature.
  • the instantaneous temperature of the coolant T Mot is compared with a desired coolant temperature T Soll . If the setpoint T set point is exceeded, the motor is cooled by the cooling system, the power of the coolant pump being determined as described above as a function of the engine speed nMot, the engine load, the outside temperature and / or an average value of the fuel quantity m ' KS can.
  • This has the advantage that the operating point of the coolant pump can continue to be variably adjusted depending on certain parameters such as the outside temperature or the load. This operation is particularly advantageous during hot running and hot shutdown of the engine.
  • the cooling system and the coolant pump can be regulated as a function of the engine oil temperature.
  • the instantaneous engine oil temperature T Oil is compared with a target engine oil temperature T Soll .
  • T Soll target engine oil temperature
  • the cooling sets in as soon as the engine oil target temperature T Soll is exceeded.
  • the power of the coolant pump is determined as a function of the engine speed nMot, the engine load, the outside temperature and / or an average value of the fuel quantity m ' KS .
  • the control of the cooling system is preferably in addition depending on the connection or the heat input of such a device.
  • the power of the coolant pump is preferably determined as a function of a Zuschaltgrad example of the heater.
  • the power of the coolant pump is increased accordingly, so that they can pump a portion of the coolant to the heat exchanger of the heater. If no heating is switched on, the previously determined power of the coolant pump is maintained.
  • control system compares a first coolant temperature threshold with the current coolant temperature T Mot . If the threshold is exceeded, the coolant pump is operated at least within a predetermined time interval with a predetermined power, so that the engine is further cooled. This has the advantage that the engine is sufficiently cooled even in hot running or additional heating by the ambient temperature.
  • control loop is closed and again a calculation of the pump power based on the amount of fuel supplied to achieve a continuous cooling of the engine.
  • the coolant pump is not initially operated except with a volume flow requested for other needs in the cooling system for example for a heater. As a result, a dissipation of heat from the engine is prevented, thus achieving a rapid warm-up of the engine.
  • the cooling starts.
  • the power of the coolant pump is determined as a function of an average value of the fuel quantity in a specific time interval (for example 30 seconds), the engine speed and / or the engine load. Other parameters such as the operating parameters of the cooling system are also conceivable here.
  • the coolant pump can be operated when a volume flow for other needs in the cooling system is required, for example for a heater.
  • the regulation of the power of the coolant pump depending on the switched-on heating has priority over the control depending on whether the setpoint values for the fuel quantity or the coolant temperature are under or exceeded.
  • a heater is switched on and regulated depending on the performance of the coolant pump.
  • a further step it is determined whether the coolant exceeds a first, upper coolant temperature threshold (e.g., 115 ° C), for example, by hot idling. If this is the case, then, when the pumping power of the coolant pump is below a predetermined value sufficient for the cooling, the pumping power is increased to this predetermined value and further cooled in a predetermined time interval. If the threshold value is undershot, the power of the coolant pump remains unchanged.
  • a first, upper coolant temperature threshold e.g., 115 ° C
  • a next step it is determined whether the engine is still in operation. In this case, the loop closes, by recalculating the pump power based on the amount of fuel supplied to ensure continuous cooling of the engine.
  • a second, lower coolant temperature threshold e.g., 100 ° C
  • the coolant pump cools the engine at a predetermined power in a predetermined time interval of preferably 60-300 seconds. If the second coolant temperature threshold is exceeded, no further cooling takes place.
  • the absolute temperature level of the cooling system is still regulated by a thermostat.
  • a thermostat This can be designed as a conventional thermostat with a Dehnscherlement (heated as map thermostat or unheated) or as an electric actuator.
  • a coolant pump an electrically operated coolant pump is preferably used, which has its own drive.
  • a coolant is preferably used cooling water. All values for pump power, temperatures and time intervals given here are only examples.

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Claims (20)

  1. Procédé de commande d'un système de refroidissement d'un moteur à combustion interne, dans lequel le débit d'une pompe à réfrigérant peut être commandé en fonction d'une quantité de carburant amenée au moteur,
    caractérisé en ce qu'
    on compare une quantité de carburant de consigne mSoll prédéterminée est comparée à la somme de la quantité de carburant amenée depuis l'allumage du moteur Σm'KS, la pompe à réfrigérant ne produit pas de refroidissement si la valeur de consigne mSoll n'est pas atteinte, et la pompe à réfrigérant fonctionne à un débit réglable si la valeur de consigne est dépassée.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    la pompe à réfrigérant est commandée en fonction de la température du réfrigérant TMot, une température de consigne du réfrigérant TSoll étant prédéterminée et comparée à la température du réfrigérant TMot, et aucun refroidissement par la pompe à réfrigérant n'est effectué si la valeur de consigne TSoll n'est pas atteinte, mais la pompe à réfrigérant fonctionne à un débit réglable si la valeur de consigne est dépassée.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,
    caractérisé en ce que
    la pompe à réfrigérant est commandée en fonction de la température de l'huile du moteur TOil, une température de consigne de l'huile du moteur étant prédéterminée et comparée à la température de l'huile du moteur TOil, et aucun refroidissement par la pompe à réfrigérant n'est effectué si la valeur de consigne n'est pas atteinte, mais la pompe à réfrigérant fonctionne à un débit réglable si la valeur de consigne est dépassée.
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    le débit réglable de la pompe à réfrigérant est déterminé par au moins un des paramètres tels que la moyenne de la quantité de carburant m'Ks pendant un intervalle de temps prédéterminé, le régime du moteur, la charge du moteur et/ ou la température extérieure.
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    le débit de la pompe à réfrigérant est commandé en fonction de l'activation d'une installation supplémentaire qui peut extraire de la chaleur au moteur à combustion interne et/ou lui en amener, cette commande du débit de la pompe à réfrigérant étant prioritaire.
  6. Procédé selon la revendication 5,
    caractérisé en ce que
    cette installation est un chauffage et/ou un système de climatisation et/ou une transmission automatique.
  7. Procédé selon la revendication 6,
    caractérisé en ce que
    le débit de la pompe à réfrigérant est commandé en fonction du degré d'activation du chauffage et le débit est de préférence d'au moins 2 200 l/h à un degré d'activation de 100 %.
  8. Procédé selon la revendication 6 ou 7,
    caractérisé en ce que
    le débit de la pompe à réfrigérant est commandé en fonction de l'apport de chaleur de la transmission automatique et ce débit est additionné au débit de la pompe nécessaire au refroidissement du moteur à combustion interne.
  9. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    si la température du réfrigérant dépasse une première valeur seuil de la température du réfrigérant de par exemple 115 °C, la pompe à réfrigérant fonctionne au moins pendant un intervalle de temps prédéterminé à un débit prédéterminé, de préférence approximativement 2 000 l/h.
  10. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    si le moteur est coupé et si la température du réfrigérant dépasse une deuxième valeur seuil de la température du réfrigérant de par exemple 100 °C, la pompe à réfrigérant fonctionne au moins pendant un intervalle de temps prédéterminé à un débit prédéterminé, de préférence approximativement 1 500 1/h.
  11. Dispositif de commande d'un système de refroidissement d'un moteur à combustion interne comportant un dispositif de commande du débit d'une pompe à réfrigérant en fonction d'une quantité de carburant amenée au moteur,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande règle la pompe à réfrigérant pour ne produire aucun refroidissement si une somme de la quantité de carburant amenée depuis l'allumage du moteur Σm'KS est inférieure à une quantité de carburant de consigne prédéterminée mSoll, et la pompe à réfrigérant fonctionne à un débit réglable si la valeur de consigne est dépassée.
  12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande règle la pompe à réfrigérant pour ne produire aucun refroidissement si la température du réfrigérant TMot est inférieure à une température de consigne prédéterminée du réfrigérant TSoll, et la pompe à réfrigérant fonctionne à un débit réglable si la valeur de consigne est dépassée.
  13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande règle la pompe à réfrigérant pour ne produire aucun refroidissement si la température de l'huile du moteur TOil est inférieure à une température de consigne prédéterminée de l'huile du moteur, et la pompe à réfrigérant fonctionne à un débit réglable si la valeur de consigne est dépassée.
  14. Dispositif selon la revendication 11, 12 ou 13,
    caractérisé en ce que
    le débit réglable de la pompe à réfrigérant est fonction d'au moins un des paramètres tels que la moyenne de la quantité de carburant m'KS pendant un intervalle de temps prédéterminé, le régime du moteur, la charge du moteur et/ou la température extérieure.
  15. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande règle le débit de la pompe à réfrigérant en fonction de l'activation d'une installation supplémentaire qui extrait de la chaleur du moteur à combustion interne et/ou lui en amène, cette commande du débit de la pompe à réfrigérant étant effectuée prioritairement par le dispositif de commande.
  16. Dispositif selon la revendication 15,
    caractérisé en ce que
    cette installation est un chauffage et/ou un système de climatisation et/ou une transmission automatique.
  17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande règle le débit de la pompe à réfrigérant en fonction du degré d'activation et/ou de l'apport de chaleur de l'installation.
  18. Dispositif selon la revendication 15 ou 16,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande règle le débit de la pompe à réfrigérant de façon commutée pour un intervalle de temps déterminé, en fonction du degré d'activation de l'installation.
  19. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 18,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande fait fonctionner la pompe à réfrigérant au moins pendant un intervalle de temps prédéterminé à un débit prédéterminé si la température du réfrigérant est supérieure à une première valeur seuil de la température du réfrigérant.
  20. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 18,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de commande fait fonctionner la pompe à réfrigérant à un débit prédéterminé pendant un intervalle de temps prédéterminé, si le moteur est coupé et si la température du réfrigérant est supérieure à une deuxième valeur seuil de la température du réfrigérant.
EP02022812A 2001-11-02 2002-10-12 Procédé et dispositif pour commander un système de refroidissement d'un moteur à combustion interne Expired - Lifetime EP1308610B1 (fr)

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EP1308610A2 EP1308610A2 (fr) 2003-05-07
EP1308610A3 EP1308610A3 (fr) 2005-03-02
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