EP1399656A1 - Verfahren zum überwachen eines kühlflüssigkeitskreislaufs einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum überwachen eines kühlflüssigkeitskreislaufs einer brennkraftmaschine

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EP1399656A1
EP1399656A1 EP02732398A EP02732398A EP1399656A1 EP 1399656 A1 EP1399656 A1 EP 1399656A1 EP 02732398 A EP02732398 A EP 02732398A EP 02732398 A EP02732398 A EP 02732398A EP 1399656 A1 EP1399656 A1 EP 1399656A1
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differential pressure
internal combustion
coolant
combustion engine
temperature
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Roland Herynek
Martin Vollmer
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Robert Bosch GmbH
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    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed

Definitions

  • the invention is based on a method for monitoring a cooling liquid circuit of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Heat emitted from the wall of a combustion chamber is essentially dissipated by a cooling liquid.
  • the coolant is circulated by a pump, which is usually mechanically driven by the internal combustion engine. Solutions are also known in which a controllable electric motor serves as a pump drive.
  • the cooling liquid is conveyed through a cooler through a control valve or passed through a bypass line which is provided in parallel with the cooler.
  • a heating heat exchanger for the passenger compartment is connected to the coolant circuit.
  • a setpoint temperature of the coolant which is optionally controlled by means of a characteristic diagram, is set such that the permissible temperatures of the components to be cooled and the coolant during operation are never exceeded.
  • DE 41 09 498 A1 discloses a device and a method for very sensitive regulation of the temperature of an internal combustion engine.
  • a control device e.g. the temperature of the internal combustion engine, the speed and load of the internal combustion engine, the vehicle speed, the operating state of an air conditioning system or the heating of the vehicle and the temperature of the cooling water.
  • a setpoint generator of the control device determines a temperature setpoint for the internal combustion engine, taking into account the input signals. According to a comparison of the actual values with the target values, the control device acts on a three-way valve, which is arranged in the mouth area of a bypass line in a line between the internal combustion engine and a cooler.
  • the inlet flow is divided between the cooler inlet and the bypass line. Cooling of the internal combustion engine is thus recorded not only as a function of operating parameters that are directly important for the temperature development, but also as a function of parameters of additional units that only indirectly influence the temperature. Furthermore, the options for setting the optimum temperature are expanded considerably because faults can also be recorded and taken into account. By assigning different operating conditions to different ranges of temperature setpoints, the desired temperature can be set quickly, which is due to different
  • Priorities of the operating conditions can be refined further. It is of crucial importance for the emission behavior of an internal combustion engine that it reaches its optimal operating temperature as quickly as possible and maintains it during the operating period. This essentially depends on the temperatures of the heat-carrying components, in particular on the walls of the cylinders or the cylinder block and the cylinder head, which form the combustion chamber. The temperatures in turn depend on operating parameters such as the speed and the load of the internal combustion engine, the volume flow and the temperature of the coolant and the load change, etc. The relationship between these parameters and the temperature of the components is extremely complex and cannot be calculated analytically. To ensure that the internal combustion engine emits good emissions over its entire service life, it is necessary to monitor the proper functioning of the cooling liquid circuit.
  • control unit specifies an allowable upper and lower deviation of a reference parameter from a desired value from operating parameters of the internal combustion engine with the aid of deviation maps. It compares this with a difference between a setpoint and one
  • the 'invention is based on the realization that, the emissions from an internal combustion engine affect enced by the combustion and these in turn by the critical temperatures of components, in particular the combustion chamber wall which at Reciprocating internal combustion engines is mainly formed by the inner wall of the cylinder and the cylinder head. If the relationship between the component temperature and the emission as a function of an operating point of the internal combustion engine is known and is present in a map, the diagnosis and monitoring are carried out by monitoring the component temperatures. The temperature of the component itself or a parameter related to this temperature can be used as a reference parameter. For a given internal combustion engine, the temperatures of the selected reference component are determined at a specific operating point by the temperature and the volume flow of the cooling liquid. According to the invention, therefore, the temperature and the volume flow of the cooling liquid are used to monitor the cooling liquid circuit.
  • the temperature of the reference component itself for example the wall of a cylinder or cylinder block or cylinder head, serves as the reference parameter
  • a temperature map and a coolant temperature preferably measured at the output of the internal combustion engine and an actual value of the Volume flow
  • an actual value of the temperature of the reference component is determined.
  • the actual value of the volume flow results from a differential pressure that is set at a throttle point in the main flow of the coolant and the control signal from the coolant pump.
  • the difference is formed between the actual value and a target value of the temperature of the reference component, which is determined from the speed and the load of the internal combustion engine with the aid of a further temperature map, and this is compared with an allowable lower and upper deviation of the temperature of the reference component.
  • an output signal is generated from which it can be concluded that there is a fault in the coolant pump or in the cooling circuit, for example by clamping the liquid pump or a control valve or by squeezing a hose.
  • the coolant temperature In the warm state, the coolant temperature is either kept constant or varied within a permissible range.
  • the diagnosis of the coolant temperature signal can be carried out with an extended map or with additional information in the control unit.
  • an additional map ' is expediently stored in the control unit, which theoretically simulates the increase in the Ternperat.uran' of the reference component. In this way it can be recognized whether the coolant temperature is within the specified range
  • the differential pressure can be selected in a simple manner according to an embodiment of the invention as a reference parameter.
  • a setpoint for a differential pressure is determined from a control signal of the coolant pump using a differential pressure map.
  • the throttle point can be formed by the coolant pump itself or can be located at another point in the main flow of the coolant. From the setpoint and an actual value of the differential pressure, which is transmitted to a ner throttle point "is measured in the main flow of the coolant, a difference is formed which is compared with a lower and upper permissible deviation.
  • the throttle point can be formed by the coolant pump itself or at another point in the main flow of the
  • Coolant The permissible deviations result from corresponding maps depending on the speed and the load of the internal combustion engine.
  • a further simplified method results according to a further embodiment of the invention, which is particularly suitable for coolant circuits with a mechanically driven coolant pump and in whose coolant circuit a throttle valve for regulating the volume flow is provided.
  • a setpoint for a differential pressure is specified using a differential pressure map.
  • an actual value for a differential pressure is determined from the temperature of the coolant at the output of the internal combustion engine and an absolute pressure of the coolant after the coolant pump using a further differential pressure map.
  • the difference between the target value and the actual value of the differential pressure is compared, as described above, with a corresponding lower and upper permissible deviation of the differential pressure.
  • the permissible deviations are obtained from the speed and load of the internal combustion engine with the aid of corresponding maps.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a coolant circuit for an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows evaluation logic for a coolant circuit with a differential pressure sensor
  • FIG. 3 shows a variant of FIG. 2
  • Fig. 4 is an evaluation logic for a coolant circuit with an absolute pressure sensor.
  • An internal combustion engine 10 includes a cylinder head 12 and a cylinder block 14, which are connected to a coolant circuit 16. The direction of flow of the coolant in the coolant circuit 16 is indicated by arrows.
  • a coolant pump 32 conveys the coolant from a suction line 30 via the cylinder block 14 and the cylinder head 12 into a return line 28.
  • a cooler 18, which cooperates with a fan 20, is connected between this and the suction line 30. Parallel to the cooler 18 is a bypass line 24 and a heating Meleyer 22 provided, the flow through the 'cooler 18 and the bypass line 24 is controlled by a control valve 26.
  • a differential pressure sensor 34 is provided parallel to the coolant pump 32 and detects the differential pressure between the suction side and the pressure side of the coolant pump 32.
  • a pressure sensor 36 is arranged on the pressure side of the coolant pump 32, which can be electrically or mechanically driven. This determines the absolute pressure of the coolant in relation to the environment.
  • a temperature sensor 80 and a throttle valve 78 are located at the output of the cylinder head 12 of the internal combustion engine 10.
  • the differential pressure sensor 34, the pressure sensor 36 and the temperature sensor 80 are connected to a control unit 76 via signal lines, which among other things. the monitoring of the cooling circuit 16 takes over.
  • a volume flow map 42 in the control unit 76 a volume flow map 42, temperature maps 46 and 52 and deviation maps 56 and 58 filed.
  • the control unit 76 receives a speed signal 48 and a load signal 50 from the internal combustion engine 10. It also determines from the control signal 38 of the coolant pump 32 and the differential pressure signal 40 With the help of the volume flow map 42, an actual value of the volume flow, from which it is generated using the coolant temperature signal 44 and a temperature map. 46 for a reference component, for example the cylinder block 14 or the Cylinder head 12, an actual value for the temperature of the reference component 12, 14 is calculated.
  • the control unit 76 uses the deviation signal 56 to determine a permissible upper deviation from the speed signal 48 and the load signal 50.
  • a permissible lower deviation is determined with a further deviation map 58.
  • the permissible deviations are compared in difference formers 60 and 62 with the difference from the comparator module 54. If the result is greater than or equal to one, one is generated
  • Signal output 64 an output signal 66 from which a fault in the coolant circuit 16 can be concluded.
  • the differential pressure at a throttle point or resistor for example the coolant pump 32
  • the reference parameter on which the volume flow of the coolant is essentially dependent.
  • a setpoint value for the differential pressure is determined from the control signal 38 of the coolant pump 32 with the aid of a differential pressure map 68, and the difference with the actual value of the differential pressure according to the differential pressure signal 40 is formed with the comparator module 54.
  • the difference formed in this way is compared with permissible deviations in the difference formers -60 and 62, the signal output 64 likewise generating an output signal if the result is equal to or greater than one. Deviations are determined in the same way as in the evaluation logic according to FIG. 2.
  • the setpoint value of the differential pressure is determined from the control signal 38 of the coolant pump 32 and a valve position signal 70 of the throttle valve 78 with the aid of a differential pressure map 82.
  • the actual value of the differential pressure is calculated from the coolant temperature signal 44 and a pressure signal 72 for the pressure of the coolant in relation to the environment using a differential pressure map 74.
  • the comparator block 54 forms the difference between the setpoint and the actual value of the differential pressure. The difference is then compared to the permissible lower and upper deviations, as in the evaluation logic according to FIG. 3, and a corresponding output signal is generated if the result is greater than or equal to one.

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Abstract

Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Überwacheneines Kühlf lüssigkeitskreislaufs (16) einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Wärmetauscher (18, 22), einem Regelventil (26), einer Kühlflüssigkeitspumpe (32) und einer elektronischen Steuereinheit (76) aus. Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (76) aus Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (10) mit Hilfe von Abweichungskennfeldern (56, 58) eine zulässige obere und untere Abweichung eines Referenzparameters von einem Sollwert vorgibt und diese mit einer Differenz zwischen einem Sollwert und einem Istwert des Referenzparameters vergleicht, wobei der Istwert aus Parametern des Volumenstroms der Kühlflüssigkeit gegebenenfalls mit Hilfe von Kennfeldern (42, 46, 74) ermittelt wird.

Description

Verfahren zum Überwachen eines Kühlflussigkeitskreislaufs einer Brennkraftmaschine
Stand -der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Überwachen eines Kühlflussigkeitskreislaufs einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.
Bei den. heutigen Hubkolbenbrennkraftmaschinen für Fahrzeuge wird die an einen Zylinderkopf und Zylinderblock über eine
Wand eines Brennraums abgegebene Wärme im wesentlichen durch eine Kühlflüssigkeit abgeführt. Die Kühlflüssigkeit wird von einer- Pumpe umgewälzt, die in der Regel von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben wird. Es sind auch Lösungen bekannt, bei denen ein ansteuerbarer Elektromotor als Pumpenantrieb dient. Die Kühlflüssigkeit wird durch ein Regelventil durch einen Kühler gefördert oder über eine Bypass- leitung geleitet, die parallel zum Kühler vorgesehen ist. Zusätzlich zum Kühler ist an den Kühlflüssigkeitskreislauf ein Heizungswärmetauscher für den Fahrgastraum angeschlossen. Eine gegebenenfalls mittels eines Kennfelds gesteuerte Solltemperatur der Kühlflüssigkeit wird so eingestellt, dass die zulässigen Temperaturen der zu kühlenden Bauteile und der Kühlflüssigkeit im Betrieb nie überschritten werden.
Aus der DE 41 09 498 AI ist eine Vorrichtung und ein Verfah- ren zu einer sehr feinfühligen Regelung der Temperatur einer Brennkraftmaschine bekannt. Hierzu werden einer Steuereinrichtung mehrere Eingangssignale zugeleitet, wie z.B. die Temperatur der Brennkraftmaschine, die Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Be- triebszustand einer Klimaanlage bzw. der Heizung des Fahrzeugs und die Temperatur des Kühlwassers. Ein Sollwertgeber der Steuereinrichtung ermittelt unter Berücksichtigung der Eingangssignale einen Temperatursollwert für die Brennkraftmaschine. Entsprechend einem Vergleich der Istwerte mit den Sollwerten wirkt die Steuereinrichtung auf ein Dreiwegeventil, das im Mündungsbereich einer Bypassleitung in einer Leitung zwischen der Brennkraftmaschine und einem Kühler angeordnet ist. Je nach Stellung des Dreiwegeventils wird der Zulaufstrom auf den Kühlerzulauf und auf die Bypassleitung aufgeteilt. Damit wird eine Kühlung der Brennkraftmaschine nicht nur in Abhängigkeit von unmittelbar für die Temperaturentwicklung wichtigen Betriebsparametern erfasst, sondern auch in Abhängigkeit von Parametern von Zusatzaggregaten, die die Temperatur nur mittelbar beeinflussen. Ferner werden die Möglichkeiten zum Einstellen der optimalen Temperatur wesentlich erweitert, weil auch Störungen erfasst und berücksichtigt werden können. Durch die Zuordnung verschiedener Einsatzbedingungen zu unterschiedlichen Bereichen von Temperatursollwerten ist eine schnelle Einstellung der ge- wünschten Temperatur möglich, was durch unterschiedliche
Prioritäten der Einsatzbedingungen weiter verfeinert werden kann. Für das Emissionsverhalten einer Brennkraftmaschine ist es von entscheidender Bedeutung, dass sie möglichst schnell ihre optimale Betriebstemperatur erreicht und während der Betriebsdauer beibehält. Dies hängt im wesentlichen .von den Temperaturen der Wärme führenden Bauteile, insbesondere von den Wänden der Zylinder bzw. des Zylinderblocks und des Zylinderkopfs ab, die den Brennraum bilden. Die Temperaturen wiederum hängen von Betriebsparametern wie der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine, dem Volumenstrom und der Temperatur der Kühlflüssigkeit sowie dem Lastwechsel usw. ab. Die Zusammenhänge zwischen diesen Parametern und der Temperatur der Bauteile ist extrem komplex und analytisch nicht berechenbar. Um ein gleichmäßig gutes Emissionsverhal-- ten der Brennkraftmaschine über die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten, ist daher eine Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion des Kühlflussigkeitskreislaufs erforderlich.
Vorteile der Erfindung
Nach der Erfindung gibt die Steuereinheit aus Betriebsparametern der Brennkraftmaschine mit Hilfe von Abweichungskennfeldern eine zulässige obere und untere Abweichung eines Referenzparameters von einem Sollwert vor. Diese vergleicht sie mit einer Differenz zwischen einem Sollwert und einem
Istwert des Referenzparameters, wobei der Istwert aus Parametern des Volumenstroms der Kühlflüssigkeit gegebenenfalls mit Hilfe von Kennfeldern ermittelt wird.
Die' Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Emissionen einer Brennkraftmaschine durch die Verbrennung beein- flusst werden und diese wiederum durch die Temperaturen kritischer Bauteile, insbesondere der Brennraumwand, die bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen vor allem durch die Innenwand der Zylinder und des Zylinderkopfs gebildet wird. Wenn der Zusammenhang zwischen der Bauteiltemperatur und der Emission als Funktion eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine be- kannt ist und in einem Kennfeld vorliegt, werden die Diagnose und Überwachung durch eine Überwachung der Bauteiltemperaturen erfüllt. Dabei kann die Temperatur des Bauteils selbst oder eines mit dieser Temperatur zusammenhängenden Parameters als Referenzparameter verwendet werden. Die Tem- peraturen des gewählten Referenzbauteils werden bei einer gegebenen Brennkraftmaschine in einem bestimmten Betriebspunkt durch die Temperatur und den Volumenstrom der Kühlflüssigkeit bestimmt. Nach der Erfindung werden daher die Temperatur und der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit zum Überwachen des Kühlflussigkeitskreislaufs verwendet.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Temperatur des Referenzbauteils selbst, z.B. der Wand eines Zylinders bzw. Zylinderblocks oder Zylinderkopfs, als Referenzpa- rameter dient, wird mit Hilfe eines Temperaturkennfelds und einer Kühlflüssigkeitstemperatur, vorzugsweise gemessen am Ausgang der Brennkraftmaschine und einem Istwert des Volumenstroms, ein Istwert der Temperatur des Referenzbauteils ermittelt. Der Istwert des Volumenstroms ergibt sich dabei aus einem Differenzdruck, der sich an einer Drosselstelle im Hauptstrom der Kühlflüssigkeit einstellt, und dem Ansteuer- signal der Kühlflüssigkeitspumpe. Zwischen dem Istwert und einem Sollwert der Temperatur des Referenzbauteils, der aus der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine mit Hilfe eines weiteren Temperaturkennfelds ermittelt wird, wird die Differenz gebildet und diese mit einer zulässigen unteren und oberen Abweichung der Temperatur des Referenzbauteils verglichen. Ist das Ergebnis des Vergleichs größer oder gleich eins, wird ein Ausgangssignal erzeugt, aus dem geschlossen werden kann, dass in der Kühlflüssigkeitspumpe oder im Kühlkreislauf eine Störung vorliegt, z.B. durch Klemmen der Flüssigkeitspumpe oder eines Regelventils oder durch Quetschen eines Schlauchs.
Im warmen Zustand wird die Kühlflüssigkeitstemperatur entweder konstant gehalten oder in einem zulässigen Bereich variiert. Die Diagnose des Kühlflüssigkeitstemperatursignals kann mit einem erweiterten Kennfeld oder mit einer weitergehenden Bedatung in der Steuereinheit erfolgen. Für den Kaltstart wird zweckmäßigerweise ein zusätzliches Kennfeld' im Steuergerät hinterlegt, das den Ternperat.uran'stieg des Referenzbauteils theoretisch nachbildet. Hierdurch kann erkannt werden, ob die Kühlflüssigkeitstemperatur im vorgegebenen
Maße ansteigt. So wird sichergestellt, dass die Brennkraftmaschine nicht im Dauerbetrieb immer kalt und in einem schlechten Emissionsbereich betrieben wird, z.B. wenn ein Regelventil klemmt und die Kühlflüssigkeit durch den Kühler befördert wird, obwohl die Brennkraftmaschine noch kalt ist.
Da der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit im wesentlichen von dem- Differenzdruck zwischen der Druckseite und der Saugseite einer Drosselstelle im Hauptstrom der Kühlflüssigkeit ab- hängt, kann in einfacher Weise gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung als Referenzparameter der Differenzdruck gewählt werden. Hierbei wird aus einem Ansteuersignal der Kühlflüssigkeitspumpe mit Hilfe eines Differenzdruckkennfelds ein Sollwert für einen Differenzdruck ermittelt. Die Drossel- stelle kann durch die Kühlflüssigkeitspumpe selbst gebildet werden oder an einer anderen Stelle im Hauptstrom der Kühlflüssigkeit liegen. Aus dem Sollwert und einem Istwert des Differenzdrucks, der durch einen Differenzdrucksensor an ei- ner Drosselstelle" im Hauptstrom der Kühlflüssigkeit gemessen wird, wird eine Differenz gebildet, die mit einer unteren und oberen zulässigen Abweichung verglichen wird. Die Drosselstelle kann durch die Kühlflüssigkeitspumpe selbst gebil- det werden oder an einer anderen Stelle im Hauptstrom der
Kühlflüssigkeit liegen. Die zulässigen Abweichungen ergeben sich aus entsprechenden Kennfeldern in Abhängigkeit der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine.
Ein weiteres vereinfachtes Verfahren ergibt sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, das besonders für Kühlflüssigkeitskreisläufe mit einer mechanisch angetriebenen Kühlflüssigkeitspumpe geeignet ist und in deren Kühlflüssigkeitskreisläuf ein Drosselventil zur Regelung des Vo- lumenstro s vorgesehen ist. Hierbei wird aus der Position des Drosselventils und einem Ansteuersignal der Kühlflüssig- keitspumpe mit Hilfe eines Differenzdruckkennfelds ein Sollwert für einen Differenzdruck vorgegeben. Ferner wird aus der Temperatur der Kühlflüssigkeit am Ausgang der Brenn- kraftmaschine und einem absoluten Druck der Kühlflüssigkeit nach der Kühlflüssigkeitspumpe mit Hilfe eines weiteren Dif- ferenzdruckkennfelds ein Istwert für einen Differenzdruck bestimmt. Die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert des Differenzdrucks wird wie oben beschrieben mit einer entsprechenden unteren und oberen zulässigen Abweichung des Differenzdrucks verglichen. Die zulässigen Abweichungen werden mit Hilfe entsprechender Kennfelder aus der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine gewonnen. Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen .
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Kühlflüssigkeitskreislaufs für eine Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine Auswertelogik für einen Kühlflüssigkeitskreislauf mit einem Differenzdrucksensor, Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2,
Fig. 4 eine Auswertelogik für einen Kühlflüssigkeitskreislauf mit einem Absolutdrucksensor .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine Brennkraftmaschine 10 umfasst einen Zylinderkopf 12 und einen Zylinderblock 14, die an einen Kühlflüssigkeitskreislauf 16 angeschlossen sind. Die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitskreislauf 16 ist durch Pfeile gekennzeichnet. Eine Kühlflüssigkeitspumpe 32 fördert die Kühlflüssigkeit von einer Saugleitung 30 über den Zylinder- block 14 und den Zylinderkopf 12 in eine Rücklaufleitung 28. Zwischen dieser und der Saugleitung 30 ist ein Kühler 18 geschaltet, der mit einem Lüfter 20 zusammenarbeitet. Parallel zum Kühler 18 ist eine Bypassleitung 24 und ein Heizungswär- metauscher 22 vorgesehen, wobei der Durchfluss durch den' Kühler 18 und die Bypassleitung 24 durch ein Regelventil 26 gesteuert wird.
Parallel zur Kühlflüssigkeitspumpe 32 ist ein Differenzdrucksensor 34 vorgesehen, der den Differenzdruck zwischen ' der Saugseite und der Druckseite der Kühlflüssigkeitspumpe 32 feststellt. Alternativ oder zusätzlich zum Differenz- drucksensor 34 ist auf der Druckseite der Kühlflüssigkeits- pumpe 32, -die elektrisch oder mechanisch angetrieben sein kann, ein Drucksensor 36 angeordnet. Dieser ermittelt den absoluten Druck der Kühlflüssigkeit gegenüber der Umgebung. Ferner befindet sich am Ausgang des Zylinderkopfs 12 der Brennkraftmaschine 10 ein Temperatursensor 80 sowie ein Drosselventil 78. Der Differenzdrucksensor 34, der Drucksensor 36 und der Temperatursensor 80 sind über Signalleitungen mit einer Steuereinheit 76 verbunden, die u.a. die Überwachung des Kühlkreislaufs 16 übernimmt.
Hierzu sind im Zusammenhang mit einer Auswertelogik nach
Fig. 2 in der Steuereinheit 76 ein Volumenstro kennfeld 42, Temperaturkennfelder 46 und 52 sowie Abweichungskennfelder 56 und 58 abgelegt. Die Steuereinheit 76 empfängt neben einem Ansteuersignal 38 der Kühlflüssigkeitspumpe 32, einem Differenzdrucksignal 40 des Differenzdrucksensors 34 und einem Kühlflüssigkeitstemperatursignal 44 des Temperatursensors 80 ein Drehzahlsignal 48 und ein Lastsignal 50 der Brennkraftmaschine 10. Sie ermittelt aus dem Ansteuersignal 38 der Kühlflüssigkeitspumpe 32 und dem Differenzdrucksignal 40 mit Hilfe des Volumenstromkennfelds 42 einen Istwert des Volumenstroms, aus dem sie mit Hilfe des KühlflüssigkeitstemperaturSignals 44 und einem Temperaturkennfel . 46 für ein Referenzbauteil, z.B. den Zylinderblock 14 oder den Zylinderkopf 12, einen Istwert für die Temperatur des Referenzbauteils 12, 14 berechnet. Sie bildet ferner aus dem Drehzahlsignal 48 und dem Lastsignal 50 der Brennkraftmaschine 10 in Verbindung mit einem weiteren Temperaturkenn- feld 52 für das Referenzbauteil 12,' 14 einen Sollwert für die Temperatur des Referenzbauteils 12, 14 und bildet die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert in einem Vergleicherbaustein 54. Schließlich ermittelt die Steuereinheit 76 aus dem Drehzahlsignal 48 und dem Lastsignal 50 mit einem Abweichungskennfeld 56 eine zulässige obere Abweichung. Entsprechend wird mit einem weiteren Abweichungskenn- feld 58 eine zulässige untere Abweichung bestimmt. Die zu- läs'sigen Abweichungen werden in Differenzbildnern 60 und 62 mit der Differenz aus dem Vergleicherbaustein 54 verglichen. Ist das Ergebnis größer oder gleich eins, erzeugt eine
Signalausgabe 64 ein Ausgangssignal 66, aus dem auf eine Störung im Kühlflüssigkeitskreislauf 16 geschlossen werden kann.
Bei der Auswertelogik nach Fig. 3 wird als Referenzparameter der Differenzdruck an einer Drosselstelle oder Widerstand, z.B. der Kühlflüssigkeitspumpe 32, verwendet, von dem der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit im wesentlichen abhängig ist. Aus dem Ansteuersignal 38 der Kühlflüssigkeitspumpe 32 wird mit Hilfe eines Differenzdruckkennfelds 68 ein Sollwert für den Differenzdruck bestimmt und mit dem Vergleicherbau- -stein 54 die Differenz mit dem Istwert des Differenzdrucks gemäß dem Differenzdrucksignal 40 gebildet. Die so gebildete Differenz wird mit zulässigen Abweichungen in den Differenz- bildnern -60 und 62 verglichen, wobei ebenfalls die Signalausgabe 64 ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ergebnis gleich oder größer eins ist. Abweichungen werden in gleicher Weise wie bei der Auswertelogik nach Fig. 2 ermittelt. Die Auswertelogik nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Auswertelogik nach Fig. 3 dadurch, dass der Volumenstrom durch ein Drosselventil 78 geregelt wird. Dabei wird der Sollwert des Differenzdrucks • aus dem Ansteuersignal 38 der Kühlflüssigkeitspumpe 32 und einem Ventilpositionssignal 70 des Drosselventils 78 mit Hilfe eines Differenzdruckkenn- felds 82 ermittelt. Der Istwert des Differenzdrucks wird aus dem Kühlflüssigkeitstemperatursignal 44 und einem Drucksignal 72 für den Druck der Kühlflüssigkeit gegenüber der Umge- bung mit Hilfe eines Differenzdruckkennfelds 74 errechnet.
•Der Vergleicherbaustein 54 bildet die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert des Differenzdrucks. Anschließend wird die Differenz wie bei der Auswertelogik nach Fig. 3 mit zulässigen unteren und oberen Abweichungen verglichen und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ergebnis größer oder gleich eins ist.
Bezugszeichen
10 Brennkraftmaschine 50 Lastsignal
12 Zylinderkopf 52 Temperaturkennf ld
14 Zylinderblock 54 Vergleicherbaustein
16 Kühlflüssigkeitskreislauf 56 Abweichungskennfeld oben
18 Kühler 58 Abweichungskennfeld unten
20 Lüfter 60 Differenzbildner
22 Heizungswärmetauscher 62 Differenzbildner
24 Bypassleitung 64 Signalausgabe
26 Regelventil 66 Ausgangssignal
28 Rücklaufleitung 68 Differenzdruckkennfeld
30 Saugleitung 70 Ventilpositionssignal
32 Kühlflüssigkeitspumpe 72 Drucksignal
34 Differenzdrucksensor 74 Differenzdruckkennfeld
36 Drucksensor 76 Steuereinheit
38 Ansteuersignal der Pumpe 78 Drosselventil
40 Differenzdrucksignal 80 Temperaturs'ensor
42 Volumenstrom-Kennfeld 82 Differenzdruckkennfeld
44 Kühlflüssigkeitstemperatur- signal
46 Temperaturkennfeld
48 Drehzahlsignal, Motor

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Überwachen eines Kühlflussigkeitskreislaufs (16) einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Wärmetauscher (18, 22), einem Regelventil (26), einer Kühlflüssigkeitspumpe (32) und einer elektronischen- Steuereinheit (76), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerein— heit (76) aus Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (10) mit Hilfe von Abweichungskennfeldern (56, 58) eine zulässige obere und untere Abweichung eines Referenzparameters von einem Sollwert vorgibt und diese mit einer Differenz zwischen einem Sollwert und einem Istwert des Referenzparameters ver- gleicht, wobei der Istwert aus Parametern des Volumenstroms der Kühlflüssigkeit gegebenenfalls mit Hilfe von Kennfeldern (42, 46, 74) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, • dass ® der Referenzparameter eine Temperatur eines Referenzbauteils (12, 14) ist, • aus einem Differenzdruck zwischen der Druckseite und- der Saugseite einer Drosselstelle (32) im Hauptstrom der Kühlflüssigkeit und einem Ansteuersignal (38) der Kühl- flüssigkeitspumpe (32) mit Hilfe eines Volumenstrom,kenn- felds (42) ein Istwert eines Volumenstroms der Kühlflüssigkeit ermittelt wird, ' • aus dem Istwert des Volumenstroms und einer Kühlflüssig- ■ keitstemperatur mit Hilfe eines Temperaturkennfelds (46) des Referenzbauteils (12, 14) ein Istwert der Temperatur des Re er-enzbauteils ermittelt wird, • aus der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine (10) mit Hilfe eines weiteren Temperaturkennfelds (52) ein Sollwert der Temperatur des Referenzbauteils (12, 14) ermittelt wird, © die Differenz aus dem Istwert und dem Sollwert der Te pe- ratur des Referenzbauteils (12, 14) gebildet wird und
» aus der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine (10) mit Hilfe eines Abweichungskennfelds (56) eine zulässige untere 'Abweichung der Temperatur des Referenzbauteils (12', 14) und mit Hilfe eines weiteren Abweichungskenn- felds (58) eine zulässige obere Abweichung der Temperatur des Referenzbauteils (12, 14) ermittelt wird, ■ β die Differenz aus dem Istwert und dem Sollwert der Temperatur des Referenzbauteils (12, 14) mit der zulässigen unteren und oberen zulässigen Abweichung der Temperatur des Referenzbauteils verglichen und ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs größer oder- gleich eins ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzbauteil eine Wand eines Zylinderblocks (14) oder eines Zylinderkopfs (12) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) ist.
'4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeitstemperatur am Ausgang der Brennkraftmaschine (10) erfasst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass β der Referenzparameter der Differenzdruck zwischen der Druckseite und der Saugseite der Drosselstelle (32, 78) im Hauptstrom der Kühlflüssigkeit ist, β aus einem Ansteuersignal (38) der Kühlflüssigkeitspumpe (32) mit Hilfe eines Differenzdruckkennfelds (68) ein
Sollwert für einen Differenzdruck zwischen der Druckseite und der Saugseite der Drosselstelle (32, 78) ermittelt wird,
• eine Differenz aus dem Sollwert und einem gemessenen Ist- wert des Differenzdrucks zwischen 'der Druckseite und der
Saugseite der Drosselstelle (32, .78) gebildet wird, β aus der Drehzahl und der Last der 'Brennkraftmaschine (10) mit Hilfe eines Abweichungskennfelds (56) eine zulässige untere Abweichung des Differenzdrucks und mit Hilfe eines weiteren Abweichungskennfelds (58) eine zulässige obere Abweichung des Differen∑drucks ermittelt wird und
© die Differenz aus dem Sollwert und dem Istwert des Differenzdrucks mit der zulässigen unteren und oberen zulässigen Abweichung des Differenzdrucks verglichen und ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs größer oder gleich eins ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeitspumpe (32) die Drosselstelle bildet.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
• der Referenzparameter der Differenzdruck zwischen der Druckseite und der Saugseite der Drosselstelle (32, 78) im Hauptstrom der Kühlflüssigkeit ist,
© aus einem Ansteuersignal (38) der Kühlflüssigkeitspumpe (32) und der Position eines Drosselventils (78) mit Hilfe eines Differenzdruckkennfelds (82) ein Sollwert für einen . Differenzdruck ermittelt wird,
» aus einer Temperatur der Kühlflüssigkeit am Ausgang der Brennkraftmaschine (10) und einem absoluten Druck der Kühlflüssigkeit nach der Kühlflüssigkeitspumpe (32) mit Hilfe eines weiteren Differenzdruckkennfelds (74) ein Istwert für einen Differen∑druck ermittelt wird, β aus der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine (10-) mit Hilfe eines Abweichungskennfelds (56) eine zulässige untere Abweichung des Differenzdrucks und mit Hilfe eines weiteren Abweichungskennfelds (58) eine zulässige obere Abweichung des Differenzdrucks ermittelt wird und © die Differenz aus dem Sollwert und dem Istwert des Differenzdrucks mit der zulässigen unteren und oberen zulässi- gen Abweichung des Differenzdrucks verglichen und ein
Ausgangssignal (66) erzeugt wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs größer oder gleich eins ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-' durch gekennzeichnet, dass in einem Kennfeld ein ordnungsgemäßer Temperaturanstieg der Kühlflüssigkeit während der Startphase der Brennkraftmaschine (10) in der Steuereinheit (76) abgelegt ist und mit einem Istwert des Temperaturanstiegs verglichen wird, der aus der Ableitung der Temperatur der Kühlflüssigkeit nach der Zeit ermittelt wird.
9. Brennkraftmaschine (10) mit einem Kühlflüssigkeitskreislauf (16) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Kühlflüssigkeitspumpe (32) ein Differenzcäruck- sensor (34) geschaltet ist.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Kühlflüssigkeitspumpe (32) ein Drucksensor (36) zum Erfassen eines absoluten Drucks der Kühlflüssigkeit gegenüber der Umgebung angeordnet ist .
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Austritt der Kühlflüssigkeit aus der Brennkraftmaschine (10) ein Temperatursensor (80) vorgesehen ist .
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