EP1454039B1 - Verfahren zur temperaturregelung eines motors - Google Patents

Verfahren zur temperaturregelung eines motors Download PDF

Info

Publication number
EP1454039B1
EP1454039B1 EP02747231A EP02747231A EP1454039B1 EP 1454039 B1 EP1454039 B1 EP 1454039B1 EP 02747231 A EP02747231 A EP 02747231A EP 02747231 A EP02747231 A EP 02747231A EP 1454039 B1 EP1454039 B1 EP 1454039B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coolant
temperature
engine
pump
loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02747231A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1454039A1 (de
Inventor
Roland Herynek
Martin Vollmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1454039A1 publication Critical patent/EP1454039A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1454039B1 publication Critical patent/EP1454039B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P11/16—Indicating devices; Other safety devices concerning coolant temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2023/00—Signal processing; Details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/04—Pressure
    • F01P2025/06—Pressure for determining flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/30—Engine incoming fluid temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/32—Engine outcoming fluid temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/46—Engine parts temperature

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the temperature of an engine, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle, according to the preamble of the main claim.
  • the coolant temperature can be measured by a temperature sensor in the cooling circuit is arranged and detects the current, present temperature of the cooling water and forwards, for example, to a control unit. This control monitors the temperature of the coolant and compares this with a maximum permissible temperature for the coolant or for the coolant flowing through the engine, which must not be exceeded during operation.
  • a device and a method for cooling an internal combustion engine is known in which a first temperature sensor detects the temperature of the coolant outlet of the cylinder head. Furthermore, the method of the EP 0 442 489 A1 another temperature sensor, which is mounted directly on the engine block and which serves to determine the engine oil temperature. When the engine oil temperature rises above a set value, the coolant flow passing through the engine is divided into two different branches. The first branch of the coolant flow continues to flow through the cylinder head, whereas the second remaining part of the coolant flow flows through the cylinder block.
  • the coolant volume flow through the cylinder block can be regulated according to the engine oil temperature in the cylinder block.
  • the EP 0 894 953 A1 discloses a cooling system for the internal combustion engine of a motor vehicle having a plurality of sensors which measure a corresponding number of parameters of the engine during operation.
  • the cooling system of the EP 0 894 953 A1 in particular three temperature sensors, which are mounted on the one hand in the cylinder head cooling circuit, on the other hand in the engine block cooling circuit and finally at the outlet of the cylinder head cooling circuit. These sensors each detect a temperature of the motor housing and pass the corresponding signals to a central, electronic control unit of the cooling circuit.
  • the central control unit of the cooling system controls based on the different sensor signals different, located in the cooling circuit components of the cooling system, such as a cooling air blower, a coolant pump or a throttle or bypass valve.
  • a disadvantage of the in the EP 0 894 953 A1 disclosed cooling system for the internal combustion engine of a motor vehicle is the fact that for the determination of the engine temperature, a plurality of sensors, in particular temperature sensors, must be used. These sensors are very susceptible to malfunction or total failure of their function due to the high mechanical and thermal stress in the engine compartment of a motor vehicle.
  • the use of a large number of sensors means a not inconsiderable cost factor and the significant increase in the complexity of the cooling system or its regulation.
  • a cooling system for an internal combustion engine is known in which the number of sensors compared to previously known systems could be reduced by a temperature of the internal combustion engine is determined based on a measured coolant temperature and a volume flow of the coolant through the internal combustion engine.
  • the inventive method for controlling the temperature of an engine with the characterizing features of the main claim has the advantage that the number of sensors used in the cooling system can be reduced to a minimum.
  • the engine temperature or the temperature of individual components of the engine by the coolant temperature and the flow rate of the coolant, by the engine or individual components of the engine is passed, determine.
  • the engine temperature or the temperature of individual components of the engine by the coolant temperature and the flow rate of the coolant, by the engine or individual components of the engine is passed, determine.
  • the engine temperature or the temperature of individual components of the engine by the coolant temperature and the flow rate of the coolant, by the engine or individual components of the engine is passed, determine.
  • the constant diagnosis of the engine temperature that the thermally sensitive parts of the engine are not damaged.
  • the value required for determining the component temperature of the motor for the volume flow of the coolant is determined from the electrical current required by the circulation pump of the coolant or from the electrical voltage present across the circulation pump.
  • An electric pump for circulating the coolant in the cooling circuit will promote a constant volume flow in steady state at a constant electrical voltage U, constant electric current I and a speed N of the pump.
  • the operating point of the pump that is to say the pressure increase ⁇ p, and the volume flow ⁇ V / ⁇ t can be determined on the basis of the known pump characteristics and the known flow resistance of the cooling circuit from the knowledge of the above values (U, I, N).
  • a numerical model of the cooling circuit with its individual components, in particular the engine or a thermal model of the engine, the hose guide with the associated flow resistance, the position of the valves, and other, the cooling circuit descriptive parameter is stored in a belonging to the cooling circuit controller ,
  • the control unit thus has a model or a rating which models the influence or the maximum permissible deviations of the coolant volume flow on the component temperature.
  • the inventive method uses a second manipulated variable or a second correction signal to ensure that the cooling capacity of the cooling circuit in an optimal range for the engine is working.
  • This second correction signal can be generated directly from the coolant temperature.
  • the coolant temperature is detected for example via a temperature sensor and compared the temporal change in the temperature of the coolant with a stored in the control unit, time-dependent model for the development of the coolant temperature.
  • This in the control unit stored, time-dependent model for the coolant temperature for example, be a mathematical model of the development of the coolant temperature at cold start of the motor vehicle or simulate other typical driving situations.
  • the theoretical model makes it possible to detect whether the coolant temperature of the cooling circuit increases in the "correct dimensions".
  • an optimal temperature bandwidth for the engine - depending on the particular driving situation - be stored in the control unit.
  • a second correction signal is then generated.
  • the control or regulation of the cooling circuit by this second control variable may be superimposed on the corresponding control of the volume flow, so that this second control can be used as an additional security control for the cooling circuit.
  • the delivery rate of the circulation pump that is, in particular their speed can be varied according to the generated correction signals. So it is possible to vary the coolant flow rate, and thus the engine temperature, as needed.
  • the valves arranged in the cooling circuit and further, the cooling circuit associated components, such as a cooling air blower for the radiator of the cooling circuit according to the generated correction signals can be controlled by the control unit as needed, so that at any time, one of optimal driving situation adapted coolant volume flow or an optimized coolant temperature in the cooling circuit is present.
  • the inventive method also allows the control unit can regulate the cooling capacity of the cooling circuit and in particular the coolant volume flow through the engine, taking into account further operating parameters of the vehicle.
  • the control unit can regulate the cooling capacity of the cooling circuit and in particular the coolant volume flow through the engine, taking into account further operating parameters of the vehicle.
  • a pollutant sensor can forward a corresponding signal to the control unit of the cooling circuit, so that the controller performs an optimized configuration for the active control elements of the cooling circuit to achieve minimum pollutant emissions due to an optimized engine temperature.
  • a model or a rating in the form of a characteristic diagram or a database is provided which describes the influence of the coolant volume flow on the pollutant emission of the vehicle.
  • Deviations from the calculated or previously stored in the control unit values of the engine parameters can not only be diagnosed by the control unit but also actively corrected.
  • the driver can be informed by appropriate delusions about the deviations in the cooling system.
  • the "Onboard Diagnosis” also makes it possible to detect faults or defects in the cooling system, such as blocked valves, crushed connecting lines or defective pumps.
  • the control of the active components of the cooling circuit controller may be advantageously an engine control unit.
  • FIG. 1 shows, in a simplified, schematic illustration, an engine compartment 10 of a vehicle in which an internal combustion engine 12 and a cooling circuit 14 for this internal combustion engine 12 are located.
  • the waste heat of the internal combustion engine 12 is preferably discharged to the outside via the cooling circuit 14, which forms a cooling system.
  • the cooling circuit has for this purpose a cooler 16 which is arranged in the cooling air flow 18 of the moving vehicle.
  • the cooling air flow 18, and thus indirectly the cooling capacity the cooling system can be controlled via louvers 20 which are mounted in the body 22 of the vehicle.
  • the cooling capacity of the cooling circuit results from the present temperature of the coolant and the circulating in the cooling system coolant flow.
  • the louvers 20 or additional, further louvers may also be disposed between the radiator 16 and the fan 24.
  • the cooling system For circulating a coolant 30 through the connecting lines 32 of the cooling system, the cooling system has an electric coolant pump 34.
  • the coolant used is preferably water, which can be admixed with a corresponding cold protection for low temperatures.
  • the coolant 30 is supplied from the radiator 16 through the coolant pump 34 and a flow line 35 to the motor 12.
  • To determine the coolant temperature is located in the region of a coolant inlet 36 of the engine 12, a temperature sensor 38 in the cooling circuit.
  • the coolant 30 flows through the motor 12 in ways not shown in Figure 1, wherein it receives a certain amount of heat from the engine 12, in order to then leave this again through a coolant outlet 40.
  • the internal combustion engine 12 in the embodiment of Figure 1 a second coolant outlet 50, via which a portion of the heated coolant to a heat exchanger, for example, for the interior of the motor vehicle, can be supplied.
  • the coolant outlet 40 of the engine 12 there is another, second temperature sensor 42, which detects the temperature of the coolant 30 after it leaves the engine 12.
  • the coolant 30 passes via a return line 44 back to the radiator 16 of the cooling circuit.
  • a valve 46 is provided, which allows the coolant to bypass the cooler 16 via a bypass line 48.
  • the active components of the cooling system are by means of a controller 52 which a memory 54, a processing block 66 and a comparison element 68 has been set or regulated via data lines 56 in such a way that the motor 12 of the vehicle has an optimum temperature at any time of a drive cycle or having temperature distribution.
  • This optimum temperature can for example be characterized by the lowest possible fuel consumption or the lowest possible pollutant emission of the engine.
  • a pollutant sensor 72 is provided, which is likewise connected to the control unit 52 via a data line 74.
  • the method according to the invention for controlling the temperature of an engine is explained in more detail below with reference to a block diagram in FIG.
  • the active, adjustable components of the cooling system such as the louvers 20, the fan 24, the coolant pump 34, the bypass valve 46 and other not explicitly defined in the embodiment components 60 of the cooling circuit via signal lines 56, which also allow the electrical power supply of these adjustable components connected to the controller 52.
  • the other components 60 of the cooling circuit may be, for example, additional, adjustable valves or also an additional coolant pump.
  • the temperature sensors 38 and 42 for determining the coolant temperature are also connected via corresponding data lines 58 to the control unit 52. .
  • the electric coolant pump 34 has a power supply 62, which may be coupled, for example via the control unit 52 to the electrical system of the vehicle.
  • the control unit 52 detects the operating point of the coolant pump 34, that is, the volume flow delivered by the pump - in the embodiment of Figure 2 - based on the required by the electric pump electric current I from the power supply. This signal is also supplied to the control unit 52 via a data line 64.
  • the control unit 52 calculates from the currently present actual parameters of the cooling circuit, such as the current, detected coolant temperature or required by the coolant pump 34 electrical current I the circulating in the cooling circuit coolant flow and from the engine temperature and the temperatures of various engine components.
  • Deposited in the memory 54 of the control unit 52 is a thermal model of the cooling circuit with its components, such as the connection guide, the viscosity change of the coolant, the position of the valves, the cooling capacity of the radiator 16 and the fan 24 and other, the cooling system descriptive parameters.
  • the control unit 52 thus has a rating that models the influence of a specific coolant volume flow on the engine temperature or on the temperature of various components of the engine.
  • the electric pump 34 will promote a steady flow in steady state operation. This is done at a constant electrical voltage U, constant electric current I and a predetermined speed N of the pump.
  • the respective operating point of the pump that is to say the pressure build-up ⁇ P and the volume flow ⁇ V / ⁇ t can thus be determined by the control unit via the pump characteristics and the stored flow resistances of the cooling circuit from the knowledge of the values of electrical voltage U, electric current I and rotational speed N of the pump become.
  • the control unit for example, from the measurement of the electric current I, the pump pulls at a constant drive by a constant voltage U and at constant speed N, on the Close the volume flow delivered by the pump.
  • the required electric current I of the coolant pump can thus be used to evaluate and diagnose the pumped by the pump 34 coolant flow.
  • the volume flow of the coolant diagnosed in this way via the electric current of the pump 34 is used by the control unit together with the coolant temperature determined, for example, via the temperature sensor 42 in order to calculate the current engine temperature.
  • the correction signal is used to control the active elements of the cooling circuit, such as the coolant pump 34, the cooling air blower 24, the bypass valve 46 or the louvers 20 or regulate.
  • the coolant pump 34 the coolant volume flow through the engine 12 can be adjusted and an optimization of the temperature of the engine or of the temperatures of various engine components with respect to fuel consumption and / or pollutant emission can be achieved.
  • control unit 52 also supplies an actuating and control signal to the bypass valve 46, which can adjust the temperature of the coolant at the coolant inlet 36 to the desired value by opening or closing the bypass line 48.
  • the temperature sensor 38, the coolant temperature in front of the coolant inlet 36 of the engine 12 determine and forward this signal to the controller 52. In this way, it is possible to detect a defective component of the cooling circuit, should this thermally not follow the specifications of the controller 52 and the controller stored in the thermal model.
  • the temporal change in the temperature of the coolant in the starting phase of the internal combustion engine with a stored in the control unit, time-dependent model of the coolant temperature for this phase can be compared. If the actual temperature values deviate from the predefined setpoint temperature values, which may be stored in the memory 54 of the control unit 52, for example in the form of a temperature range, the control unit 52 additionally issues a corresponding warning signal which indicates a malfunction of the cooling circuit and thus an eventual malfunction present defective component indicates.
  • control unit also has, for example, corresponding pollutant sensors 72 which detect the current pollutant emission of the internal combustion engine and report it via a connection 74 to the processing block 66 of the control unit 52.
  • the pollutant sensors 72 thus also make it possible, by comparison 68 with corresponding data stored in the memory 54 of the control unit, to adjust the engine temperature to its respectively optimum value.
  • the inventive method is not limited to the described embodiment.
  • the present engine temperature or the component temperature of the engine can be diagnosed indirectly via other characteristics of the coolant pump. If at constant control, that is, at a constant voltage U, the pump always "pulls" a constant electric current I, then it can be concluded from the speed N of the pump on the load and thus on the delivered volume flow. With the help of the thus detected volume flow and the measured coolant temperature can then be inferred in turn to a component temperature of the engine.
  • the respective other parameters (U, N) of the coolant pump must be detected and processed by the control unit 52.
  • the measured variables (U, I, N) are currently evaluated by the control unit 52 and compared there with the calculated model and the stored characteristic curves of the pump. Deviations from the calculated or previously stored in the control unit data thus allow detection of errors in the cooling system, for example by blocked valves, defective lines, or even a non-functional coolant pump.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Temperaturregelung eines Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Die Notwendigkeit der Kühlung von Motoren, insbesondere von Verbrennungsmotoren, ergibt sich aus der Tatsache, dass eine übermäßige thermische Belastung des Motors zur Beeinträchtigung seiner Funktionsweise oder auch zu irreversiblen Beschädigungen des Motors führen kann. So halten beispielsweise die von heißen Gasen berührten Flächen und deren Schmierung im Zylinderinneren eines Verbrennungsmotors den auftretenden Temperaturen nur in gewissen Grenzen ohne Beschädigung stand. Einzelne Teile, wie beispielsweise Zündkerzen, Einspritzdüsen, Abgasventile, Vorkammern oder auch Kolbenböden müssen besonders hohen Durchschnittstemperaturen standhalten. Derartige Teile werden daher aus Werkstoffen hergestellt, die eine besonders hohe Wärmefestigkeit beziehungsweise eine gute Wärmeableitung aufweisen.
    Zur Wärmeableitung werden unter Anderem Kühlsysteme eingesetzt, bei denen ein Kühlmittel, das die Kühlwasserräume, welche beispielsweise Zylinderkopf und Motorblock des Verbrennungsmotors umgeben, durchströmt. Die vom Kühlmittel aufgenommene Wärmemenge wird anschließend über einen Kühler zumindest teilweise an die Umgebung abgegeben oder aber über einen im Kühlsystem vorgesehenen, zusätzlichen Wärmetauscher für die Heizung, beispielsweise des Fahrzeuginnenraumes, genutzt.
  • Die Kühlmitteltemperatur kann dabei von einem Temperatursensor gemessen werden, der im Kühlkreislauf angeordnet ist und die aktuelle, vorliegende Temperatur des Kühlwassers erfasst und beispielsweise an ein Steuergerät weiterleitet. Diese Steuerung überwacht die Temperatur des Kühlmittels und vergleicht diese mit einer zulässigen Maximaltemperatur für das Kühlmittel beziehungsweise für den vom Kühlmittel durchflossenen Motor, die im Betrieb nicht überschritten werden darf.
  • Aus der EP 0 442 489 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung eines Verbrennungsmotors bekannt, bei dem ein erster Temperatursensor die Temperatur des Kühlmittels ausgangs des Zylinderkopfes detektiert. Desweiteren weist das Verfahren der EP 0 442 489 A1 einen weiteren Temperatursensor auf, der direkt auf dem Motorblock angebracht ist und der dazu dient, die Motoröltemperatur zu bestimmen. Steigt die Motoröltemperatur über einen festgesetzten Wert, so wird der Kühlmittelstrom, der den Verbrennungsmotor durchströmt, in zwei unterschiedliche Zweige aufgeteilt. Der erste Zweig des Kühlmittelstroms durchströmt weiterhin den Zylinderkopf, wohingegen der zweite verbleibende Teil des Kühlmittelstroms den Zylinderblock durchströmt. Der Kühlmittelvolumenstrom durch den Zylinderblock kann entsprechend der Motoröltemperatur im Zylinderblock geregelt werden.
  • Die EP 0 894 953 A1 offenbart ein Kühlsystem für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges mit einer Vielzahl von Sensoren, die eine entsprechende Anzahl von Parametern des Motors im Betrieb messen. So weist das Kühlsystem der EP 0 894 953 A1 insbesondere drei Temperatursensoren auf, die zum Einen im Zylinderkopfkühlkreis, zum Anderen im Motorblockkühlkreis und zuletzt am Auslass des Zylinderkopfkühlkreises angebracht sind. Diese Sensoren detektieren jeweils eine Temperatur des Motorgehäuses und geben die entsprechenden Signale an eine zentrale, elektronische Kontrolleinheit des Kühlkreislaufes weiter.
  • Die zentrale Kontrolleinheit des Kühlsystem steuert auf Grundlage der unterschiedlichen Sensorsignale verschiedene, im Kühlkreislauf befindliche Komponenten des Kühlsystems, wie beispielsweise ein Kühlluftgebläse, eine Kühlmittelpumpe oder ein Drossel- beziehungsweise Bypassventil.
  • Nachteilig bei dem in der EP 0 894 953 A1 offenbarten Kühlsystem für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges ist die Tatsache, dass zur Bestimmung der Motortemperatur eine Vielzahl von Sensoren, insbesondere Temperatursensoren, eingesetzt werden müssen. Diese Sensoren sind aufgrund der hohen mechanischen und auch thermischen Belastung im Motorraum eines Kraftfahrzeuges sehr anfällig für Fehlfunktionen oder einen Totalausfall ihrer Funktion. Darüber hinaus bedeutet die Verwendung einer Vielzahl von Sensoren einen nicht unerheblichen Kostenfaktor sowie die deutliche Erhöhung der Komplexität des Kühlsystems beziehungsweise seiner Regelung.
  • Aus der EP 0 965 737 A2 ist weiterhin ein Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem die Anzahl der Sensoren gegenüber bisher bekannten Systemen reduziert werden konnte, indem eine Temperatur des Verbrennungsmotors anhand einer gemessenen Kühlmitteltemperatur und eines Volumenstroms des Kühlmittels durch den Verbrennungsmotor bestimmt wird.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Temperaturregelung eines Motors mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Anzahl der verwendeten Sensoren im Kühlsystem auf ein Minimum reduziert werden kann. In einfacher Weise lässt sich die Motortemperatur beziehungsweise die Temperatur einzelner Bauteile des Motors durch die Kühlmitteltemperatur und den Volumenstrom des Kühlmittels, der durch den Motor beziehungsweise einzelne Bauteile des Motors geleitet wird, bestimmen. Auf diese Weise kann auf eine Vielzahl von Detektoren verzichtet werden, andererseits jedoch ist aufgrund der ständigen Diagnose der Motortemperatur sichergestellt, dass die thermisch empfindlichen Teile des Motors keinen Schaden nehmen.
  • Erfindungsgemäß wird der zur Bestimmung der Bauteiltemperatur des Motors benötigte Wert für den Volumenstrom des Kühlmittels aus dem von der Umwälzpumpe des Kühlmittels benötigten elektrischen Strom oder aus der über der Umwälzpumpe anliegenden elektrischen Spannung bestimmt. Eine elektrische Pumpe zur Umwälzung des Kühlmittels im Kühlkreislauf wird im stationären Zustand bei konstanter elektrischer Spannung U, konstantem elektrischen Strom I und einer Drehzahl N der Pumpe einen konstanten Volumenstrom fördern. Der Betriebspunkt der Pumpe, das heisst der Druckaufbau Δp, sowie der Volumenstrom ΔV/Δt kann anhand der bekannten Pumpenkennlinien und dem bekannten Strömungswiderstand des Kühlkreislaufes aus der Kenntnis der obigen Werte (U, I, N) bestimmt werden.
  • So kann beispielsweise bei bekannter Ansteuerung (d.h. konstanter elektrischer Spannung U über der Pumpe), falls diese immer einen konstanten elektrischen Strom I "zieht", aus der Drehzahl N der Pumpe auf die Last der Pumpe und somit auf den durch die Pumpe geförderten Volumenstrom geschlossen werden. In analoger Weise kann, wenn die Pumpe eine konstante Drehzahl N hält, aus der Messung des von der Pumpe benötigten elektrischen Stroms I auf die Last der Pumpe und damit auf den Volumenstrom des Kühlmittels geschlossen werden.
  • Auf diese Weise kann durch die Kenntnis ohnehin vorliegender Daten, wie der Pumpenkennlinien und dem von der Pumpe benötigten Strom auf den geförderten Volumenstrom und somit bei Kenntnis der Kühlmitteltemperatur auch auf die gesuchte Motortemperatur geschlossen werden. In sehr vorteilhafter Weise werden damit vorliegende Betriebsparameter des Kühlsystems genutzt, um zusätzliche Informationen über kritische Stellen des Kühlkreislaufes zu erhalten. Ein erhöhter Aufwand aufgrund von zusätzlich eingesetzten Sensoren zur Detektion der benötigten Daten ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht oder nur im beschränkten Umfang notwendig.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch beschriebenen Verfahrens möglich.
  • In vorteilhafter Weise ist in einem zum Kühlkreislauf gehörigen Steuergerät ein numerisches Modell des Kühlkreislaufes mit seinen einzelnen Komponenten, insbesondere dem Motor beziehungsweise einem thermischen Modell des Motors, der Schlauchführung mit den zugehörigen Strömungswiderständen, der Stellung der Ventile, sowie weiterer, den Kühlkreislauf beschreibender Parameter abgelegt. Im Steuergerät liegt somit ein Modell beziehungsweise eine Bedatung vor, die den Einfluss oder die maximal zulässigen Abweichungen des Kühlmittelvolumenstroms auf die Bauteiltemperatur modelliert. Durch den Vergleich der aktuell vorliegenden Ist-Bauteiltemperatur mit den im Steuergerät abgelegten Daten der zugehörigen Soll-Bauteiltemperatur kann daher ein Korrektursignal beziehungsweise eine Stellgröße generiert werden, die den Kühlmittelvolumenstrom durch den Motor in gewünschter Weise ändert, um die Ist-Kühlmitteltemperatur an die Soll-Kühlmitteltemperatur anzupassen.
  • In vorteilhafter Weise verwendet das erfindungsgemäße Verfahren eine zweite Stellgröße beziehungsweise ein zweites Korrektursignal, um sicherzustellen, dass die Kühlleistung des Kühlkreislaufes in einem optimalen Bereich für den Motor arbeitet. Dieses zweite Korrektursignal lässt sich direkt aus der Kühlmitteltemperatur generieren. Dazu wird die Kühlmitteltemperatur beispielsweise über einen Temperatursensor erfasst und die zeitliche Änderung der Temperatur des Kühlmittels mit einem im Steuergerät abgelegten, zeitabhängigen Modell für die Entwicklung der Kühlmitteltemperatur verglichen. Dieses im Steuergerät abgelegte, zeitabhängige Modell für die Kühlmitteltemperatur kann beispielsweise ein rechnerisches Modell der Entwicklung der Kühlmitteltemperatur beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges sein oder andere typische Fahrsituationen nachbilden. Das theoretische Modell gestattet es zu erkennen, ob die Kühlmitteltemperatur des Kühlkreislaufes im "richten Maße" ansteigt. Dazu kann beispielsweise eine optimale Temperaturbandbreite für den Motor - in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation - im Steuergerät abgelegt sein. Bei Vorliegen einer Abweichung der aktuellen Ist-Kühlmitteltemperatur von der im Steuergerät für die jeweilige Situation abgelegte Soll-Kühlmitteltemperatur, beziehungsweise beim Abweichen der Ist-Kühlmitteltemperatur aus der vorgegebenen Temperaturbandbreite wird dann ein zweites Korrektursignal generiert. Die Steuerung beziehungsweise Regelung des Kühlkreislaufs durch diese zweite Stellgröße kann der entsprechenden Regelung des Volumenstromes überlagert sein, so dass diese zweite Regelung als zusätzliche Sicherungskontrolle für den Kühlkreislauf genutzt werden kann.
  • In vorteilhafter Weise kann die Fördermenge der Umwälzpumpe, das heisst, insbesondere deren Drehzahl entsprechend den generierten Korrektursignalen variiert werden. So ist es möglich, den Kühlmittelvolumenstrom, und somit die Motortemperatur, bedarfsgerecht zu variieren.
  • Neben der Steuerung beziehungsweise Regelung der Kühlmittelpumpe können auch die im Kühlkreislauf angeordneten Ventile und weitere, dem Kühlkreislauf zugeordnete Komponenten, wie beispielsweise ein Kühlluftgebläse für den Kühler des Kühlkreislaufes entsprechend der generierten Korrektursignale durch das Steuergerät bedarfsgerecht geregelt werden, so dass zu jedem Zeitpunkt, ein der vorliegenden Fahrsituation optimal angepasster Kühlmittelvolumenstrom beziehungsweise eine optimierte Kühlmitteltemperatur im Kühlkreislauf vorliegt.
  • Vorteilhaft gestattet das erfindungsgemäße Verfahren zudem, dass das Steuergerät die Kühlleistung des Kühlkreislaufes und insbesondere den Kühlmittelvolumenstrom durch den Motor unter Berücksichtigung weiterer Betriebsparameter des Fahrzeuges regeln kann. Als Beispiel sei hier nur die optimierte Schadstoffemission des Motors als Funktion der dem Motor zugeführten Kühlleistung genannt. Ein Schadstoffsensor kann dabei ein entsprechendes Signal an das Steuergerät des Kühlkreislaufes weiterleiten, so dass das Steuergerät eine optimierte Konfiguration für die aktiven Stellelemente des Kühlkreislaufes zur Erzielung minimaler Schadstoffemissionen aufgrund einer optimierten Motortemperatur vornimmt. Im Steuergerät ist dazu in analoger Weise zu oben beschriebenen Temperaturverhalten ein Modell beziehungsweise eine Bedatung in Form eines Kennfeldes oder einer Datenbank vorhanden, die den Einfluss des Kühlmittelvolumenstroms auf die Schadstoffemission des Fahrzeuges beschreibt.
  • Abweichungen von den berechneten oder vorher im Steuergerät abgelegten Werten der Motorparameter können durch das Steuergerät nicht nur diagnostiziert sondern auch aktiv korrigiert werden. Zusätzlich zur Einregelung der stellbaren Kühlkreislaufkomponenten kann der Fahrzeugführer durch entsprechende Wahnsignale über die Abweichungen im Kühlsystem informiert werden. Die "Onboard Diagnose" ermöglicht zudem das Erkennen von Fehlern oder Defekten im Kühlsystem, wie beispielsweise blockierte Ventile, gequetschte Verbindungsleitungen oder defekte Pumpen zu detektieren.
  • Das die aktiven Komponenten des Kühlkreislaufs regelnde Steuergerät kann in vorteilhafter Weise ein Motorsteuergerät sein.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in schematischer Weise in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 einen Motorraum eines Fahrzeuges in vereinfachter Darstellung, in dem sich ein Fahrzeugmotor mit einem Kühlkreislauf für diesen Motor befindet,
    • Figur 2 ein Blockschaltbild für die Temperaturregelung eines Fahrzeugmotors nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Beschreibung, die Figuren und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren, sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.
  • In Figur 1 ist in vereinfachter, schematischer Darstellung ein Motorraum 10 eines Fahrzeuges wiedergegeben, in dem sich ein Verbrennungsmotor 12 sowie ein Kühlkreislauf 14 für diesen Verbrennungsmotor 12 befindet. Die Abwärme des Verbrennungsmotors 12 wird über den Kühlkreislauf 14, der ein Kühlsystem bildet, vorzugsweise nach außen abgeführt. Der Kühlkreislauf weist dazu einen Kühler 16 auf, der im Kühlluftstrom 18 des bewegten Fahrzeuges angeordnet ist. Der Kühlluftstrom 18, und damit indirekt auch die Kühlleistung des Kühlsystems, kann über Luftklappen 20, die in der Karosserie 22 des Fahrzeuges angebracht sind, gesteuert werden. Die Kühlleistung des Kühlkreislauf ergibt sich aus der vorliegenden Temperatur des Kühlmittels sowie dem im Kühlsystem umgepumpten Kühlmittelvolumenstrom.
  • Zur Verbesserung der Kühlleistung des Kühlsystems ist zudem im Bereich des Kühlers 16 zumindest ein Lüfter 24 angeordnet, der aus einem Lüfterrad 26 und einem, dieses Lüfterrad 26 antreibenden Elektromotor 28 besteht. Alternativerweise können die Luftklappen 20 oder zusätzliche, weitere Luftklappen auch zwischen dem Kühler 16 und dem Lüfter 24 angeordnet sein.
  • Zur Umwälzung eines Kühlmittels 30 durch die Verbindungsleitungen 32 des Kühlsystems, besitzt das Kühlsystem eine elektrische Kühlmittelpumpe 34. Als Kühlmittel wird vorzugsweise Wasser verwendet, dem für tiefe Temperaturen ein entsprechender Kälteschutz beigemischt sein kann.
  • Das Kühlmittel 30 wird vom Kühler 16 kommend durch die Kühlmittelpumpe 34 und eine Vorlaufleitung 35 dem Motor 12 zugeführt. Zur Bestimmung der Kühlmitteltemperatur befindet sich im Bereich eines Kühlmitteleinlasses 36 des Motors 12 ein Temperatursensor 38 im Kühlkreislauf. Das Kühlmittel 30 durchströmt den Motor 12 auf in Figur 1 nicht weiter dargestellten Wegen, wobei es eine bestimmte Wärmemenge vom Motor 12 aufnimmt, um anschließend diesen wiederum durch einen Kühlmittelauslass 40 zu verlassen. Darüber hinaus weist der Verbrennungsmotor 12 im Ausführungsbeispiel der Figur 1 einen zweiten Kühlmittelauslass 50 auf, über den ein Teil des erwärmten Kühlmittels einem Wärmetauscher, beispielsweise für den Innenraum des Kraftfahrzeuges, zugeführt werden kann.
  • In weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Verwendung einer Mehrzahl sowohl von Kühlmitteleinlässen als auch von Kühlmittelauslässen möglich. Auch sind komplexeren Kühlkreislaufarchitekturen, als das im Ausführungsbeispiel der Figur 1 dargestellte Kühlsystem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vereinbar. Zur Beschreibung des Verfahrens ist in Figur 1 nur ein sehr vereinfachter, schematischer Kühlkreislauf dargestellt, der jedoch keine Beschränkung für die mögliche Kühlkreislaufarchitektur darstellen soll.
  • Im Bereich des Kühlmittelauslasses 40 des Motors 12 befindet sich ein weiterer, zweiter Temperatursensor 42, der die Temperatur des Kühlmittels 30 nach dem Austritt aus dem Motor 12 detektiert. Das Kühlmittel 30 gelangt über eine Rücklaufleitung 44 zurück zum Kühler 16 des Kühlkreislaufes. In der Rücklaufleitung 44 ist ein Ventil 46 vorgesehen, das es dem Kühlmittel ermöglicht, über eine Bypassleitung 48 den Kühler 16 zu umgehen. So ist es beispielsweise bei einem Kaltstart des Fahrzeuges möglich, das erwärmte Kühlmittel 30 nach Austritt aus dem Motor 12 diesem sofort wieder zuzuführen, ohne dass die Temperatur des Kühlmittels wesentlich abgesenkt wird. Auf diese Weise ist eine schnellere Erwärmung des Motors erreichbar, die zu einer deutlichen Schadstoffreduzierung während der Startphase des Kraftfahrzeuges führt.
  • Die aktiven Komponenten des Kühlsystems, wie beispielsweise die Luftklappen 20, der Lüfter 24, die Kühlmittelpumpe 34, das.Bypassventil 46 und weitere im Ausführungsbeispiel nicht explizit gezeigte Komponenten des Kühlkreislaufs werden mit Hilfe eines Steuergerätes 52, welches einen Speicher 54, einen Verarbeitungsblock 66 und ein Vergleichsglied 68 besitzt über Datenleitungen 56 derart eingestellt beziehungsweise geregelt, dass der Motor 12 des Fahrzeuges zu jeder Zeit eines Fahrzyklusses eine optimale Temperatur beziehungsweise Temperaturverteilung aufweist. Diese optimale Temperatur kann beispielsweise durch einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch oder auch eine möglichst geringe Schadstoffemission des Motors gekennzeichnet sein. Zur Detektion der aktuellen Schadstoffemission ist ein Schadstoffsensor 72 vorgesehen, der über eine Datenleitung 74 ebenfalls mit dem Steuergerät 52 verbunden ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Temperaturregelung eines Motors wird in Folgenden anhand eines Blockschaltbildes in Figur 2 weiter erläutert. Die aktiven, stellbaren Komponenten des Kühlsystems, wie die Luftklappen 20, der Lüfter 24, die Kühlmittelpumpe 34, das Bypassventil 46 und weitere im Ausführungsbeispiel nicht explizit definierte Komponenten 60 des Kühlkreislaufs sind über Signalleitungen 56, die auch die elektrische Stromversorgung dieser stellbaren Komponenten ermöglichen mit dem Steuergerät 52 verbunden. Bei den weiteren Komponenten 60 des Kühlkreislauf kann es sich beispielsweise um weitere, stellbare Ventile oder auch um eine zusätzliche Kühlmittelpumpe handeln. Die Temperatursensoren 38 beziehungsweise 42 zur Ermittlung der Kühlmitteltemperatur sind über entsprechende Datenleitungen 58 ebenfalls mit dem Steuergerät 52 verbunden. ,
  • Die elektrische Kühlmittelpumpe 34 besitzt eine Energieversorgung 62, die beispielsweise über das Steuergerät 52 an das Bordnetz des Fahrzeuges gekoppelt sein kann. Das Steuergerät 52 detektiert den Arbeitspunkt der Kühlmittelpumpe 34, das heisst, den von der Pumpe geförderten Volumenstrom - im Ausführungsbeispiel der Figur 2 - anhand des von der elektrischen Pumpe benötigten elektrischen Stromes I aus der Energieversorgung. Dieses Signal wird über eine Datenleitung 64 ebenfalls dem Steuergerät 52 zugeführt.
  • Das Steuergerät 52 berechnet aus den aktuell vorliegenden Ist-Parametern des Kühlkreislaufes, wie beispielsweise der aktuellen, detektierten Kühlmitteltemperatur beziehungsweise dem von der Kühlmittelpumpe 34 benötigten elektrischen Strom I den im Kühlkreislauf umgepumpten Kühlmittelvolumenstrom sowie daraus die Motortemperatur beziehungsweise die Temperaturen verschiedener Motorbauteile.
  • Im Speicher 54 des Steuergerätes 52 abgelegt ist ein thermische Modell des Kühlkreislaufes mit seinen Komponenten, wie beispielsweise der Verbindungsführung, der Viskositätsänderung des Kühlmittels, der Stellung der Ventile, der Kühlleistung des Kühlers 16 sowie des Lüfters 24 und weiterer, das Kühlsystem beschreibende Parameter. Im Steuergerät 52 ist somit eine Bedatung vorhanden, die den Einfluss eines bestimmten Kühlmittelvolumenstroms auf die Motortemperatur beziehungsweise auf die Temperatur verschiedener Bauteile des Motors modelliert.
  • Ebenfalls im Speicher 54 des Steuergeräts 52 hinterlegt sind die Kennlinien der Kühlmittelpumpe 34. Die elektrische Pumpe 34 wird im stationären Betriebszustand einen konstanten Volumenstrom fördern. Dies geschieht bei konstanter elektrischer Spannung U, konstantem elektrischen Strom I und einer vorgegebenen Drehzahl N der Pumpe. Der jeweilige Betriebspunkt der Pumpe, das heisst der Druckaufbau ΔP sowie der Volumenstrom ΔV/Δt kann somit anhand der Pumpenkennlinien sowie dem gespeicherten Strömungswiderständen des Kühlkreislaufes aus der Kenntnis der Werte von elektrischer Spannung U, elektrischem Strom I und Drehzahl N der Pumpe durch das Steuergerät bestimmt werden. So kann das Steuergerät beispielsweise aus der Messung des elektrischen Stroms I, den die Pumpe bei konstanter Ansteuerung durch eine konstante elektrische Spannung U sowie bei konstanter Drehzahl N zieht, auf den durch die Pumpe geförderten Volumenstrom schließen. Der benötigte elektrische Strom I der Kühlmittelpumpe kann somit zur Auswertung und Diagnose des von der Pumpe 34 geförderten Kühlmittelvolumenstroms genutzt werden. Der auf diese Weise über den elektrischen Strom der Pumpe 34 diagnostizierte Volumenstrom des Kühlmittels wird zusammen mit der beispielsweise über den Temperatursensor 42 bestimmten Kühlmitteltemperatur vom Steuergerät genutzt, um die aktuelle Motortemperatur zu errechnen.
  • Ein Vergleich der Daten der ermittelten, aktuell vorliegenden Motortemperatur beziehungsweise dem dieser Motortemperatur zugrunde liegenden Kühlmittelvolumenstrom, aus dem Verarbeitungsblock 66 mit dem im Speicher 54 des Steuergeräts 52 abgelegten Modell für die optimale Kühlmitteltemperatur und den optimalen Kühlmittelvolumenstrom wird in einem Vergleichsglied 68 des Steuergerätes 52 durchgeführt. Über das Vergleichsglied 68 generiert das Steuergerät 52 ein, beziehungsweise mehrere Korrektursignale 56. Das Korrektursignal wird dazu genutzt, die aktiven Elemente des Kühlkreislaufs, wie beispielsweise die Kühlmittelpumpe 34, das Kühlluftgebläse 24, das Bypassventil 46 oder auch die Luftklappen 20 zu steuern beziehungsweise einzuregeln. So lässt sich beispielsweise durch Regelung der Kühlmittelpumpe 34 der Kühlmittelvolumenstrom durch den Motor 12 einstellen und eine Optimierung der Temperatur des Motors beziehungsweise der Temperaturen diverser Motorbauteile in Hinsicht auf den Kraftstoffverbrauch und/oder die Schadstoffemission erreichen.
  • In analoger Weise liefert das Steuergerät 52 auch ein Stell- und Regelsignal an das Bypassventil 46, welches durch Öffnen beziehungsweise Schließen der Bypassleitung 48 die Temperatur des Kühlmittels am Kühlmitteleinlass 36 auf den gewünschten Wert einregeln kann. Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit dieses Regelmechanismus kann der Temperatursensor 38 die Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleinlass 36 des Motors 12 bestimmen und dieses Signal an das Steuergerät 52 weiterleiten. Auf diese Weise ist es möglich, eine defekte Komponente des Kühlkreislaufs zu detektieren, sollte dieser thermisch nicht den Vorgaben des Steuergeräts 52 und des im Steuergerät abgelegten thermischen Modells folgen.
  • Im Speziellen lässt sich so beispielsweise die zeitliche Änderung der Temperatur des Kühlmittels in der Startphase des Verbrennungsmotors, mit einem im Steuergerät abgelegten, zeitabhängigen Modell der Kühlmitteltemperatur für diese Phase vergleichen. Bei Abweichen der Ist-Temperaturwerte von den vorgegebenen Soll-Temperaturwerten, die beispielsweise in Form eines Temperaturbereichs im Speicher 54 des Steuergerätes 52 abgelegt sein können, wird vom Steuergerät 52 zusätzlich ein entsprechendes Warnsignal abgesetzt, das auf eine Fehlfunktion des Kühlkreislaufs und damit auf eine eventuelle vorliegende defekte Komponente hinweist.
  • Des Weiteren verfügt das Steuergerät beispielsweise auch über entsprechende Schadstoffsensoren 72, die die aktuelle Schadstoffemission des Verbrennungsmotors detektieren und über eine Verbindung 74 an den Verarbeitungsblock 66 des Steuergerätes 52 melden. Die Schadstoffsensoren 72 ermöglichen so ebenfalls durch einen Vergleich 68 mit entsprechenden, im Speicher 54 des Steuergerätes abgelegten Daten, die Einregelung der Motortemperatur auf ihren jeweils optimalen Wert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
  • So lässt sich die vorliegende Motortemperatur beziehungsweise die Bauteiltemperatur des Motors indirekt auch über andere Kenngrößen der Kühlmittelpumpe diagnostizieren. Wenn bei konstanter Ansteuerung, das heisst bei konstanter elektrischer Spannung U, die Pumpe immer einen konstanten elektrischen Strom I "zieht", dann kann aus der Drehzahl N der Pumpe auf deren Last und somit auf den geförderten Volumenstrom geschlossen werden. Mit Hilfe des so detektierten Volumenstroms und der gemessenen Kühlmitteltemperatur kann dann wiederum auf eine Bauteiltemperatur des Motors geschlossen werden.
  • Wird eine andere physikalische Größe zur Ansteuerung der Kühlmittelpumpe verwendet, wie beispielsweise der elektrische Strom I, so müssen die jeweils anderen Kenngrößen (U,N) der Kühlmittelpumpe vom Steuergerät 52 erfasst und verarbeitet werden. Die Messgrößen (U,I,N) werden aktuell vom Steuergerät 52 ausgewertet und dort mit dem rechnerischen Modell sowie den abgelegten Kennlinien der Pumpe verglichen. Abweichungen von den berechneten oder vorher im Steuergerät abgelegten Daten ermöglichen so ein Erkennen von Fehlern im Kühlsystem, beispielsweise durch blockierte Ventile, defekte Leitungen, oder auch eine nicht funktionstüchtige Kühlmittelpumpe.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auf einfache und effiziente Weise eine "Onboard-Diagnose" des Kühlkreislaufs eine Kraftfahrzeuges möglich, die im Speziellen auch die Einhaltung bestimmter Schadstoffemissionen des Verbrennungsmotors gewährleisten kann.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Temperaturregelung eines Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors (12), der über wenigstens eine Vorlaufleitung (35) und wenigstens eine Rücklaufleitung (44) innerhalb eines Kühlkreislaufs (14) mit einem Kühler (16) verbunden ist, welcher seinerseits wiederum über eine ventilgeregelte Bypassleitung (48) zwischen der wenigstens einen Vorlaufleitung (35) und der wenigstens einen Rücklaufleitung (44) umgangen werden kann, sowie mit mindestens einer steuer- und/oder regelbaren elektrischen Pumpe (34) zur Umwälzung eines Kühlmittels durch den Kühlkreislauf (14), wobei ein Steuergerät (52) die Kühlleistung des Kühlkreislaufs (14) steuert und/oder regelt und wobei mindestens eine Bauteiltemperatur des Motors (12) durch eine Kühlmitteltemperatur und einen Volumenstrom des Kühlmittels durch den Motor (12) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Motor (12) umgewälzte Volumenstrom des Kühlmittels aus dem von der Pumpe (34) benötigten elektrischen Strom (I) oder aus der über der Pumpe (34) anliegenden elektrischen Spannung (U) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät (52) ein numerisches Modell des Kühlkreislaufs (14) mit seinen Komponenten, insbesondere dem Motor (12), der Pumpe (34) sowie deren Lastkurve und den Verbindungsleitungen (32) datenmäßig abgelegt ist, welches die Abhängigkeit der mindestens einen Bauteiltemperatur des Motors (12) vom Kühlmittelvolumenstrom beschreibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Vergleich mindestens einer ermittelten Ist-Bauteiltemperatur mit den im Steuergerät (52) abgelegten Daten der zugehörigen Soll-Bauteiltemperatur mindestens ein erstes Korrektursignal (55) zur Änderung des Kühlmittelvolumenstroms durch den Motor (12) generiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmitteltemperatur über mindestens einen Temperatursensor (72) erfasst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung der Temperatur des Kühlmittels mit einem im Steuergerät (52) abgelegten, zeitabhängigen Modell für die Kühlmitteltemperatur verglichen wird und mindestens ein zweites Korrektursignal (56) entsprechend einer vorliegenden Abweichung der Ist-Kühlmitteltemperatur von der Soll-Kühlmitteltemperatur generiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge der Pumpe (34) entsprechend dem mindestens einen ersten (55) und/oder dem mindestens einen zweiten (56) Korrektursignal zur Änderung des Kühlmittelvolumenstromes gesteuert und/oder geregelt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein im Kühlkreislauf (14) befindliches Ventil, insbesondere ein elektrisch steuerbares Ventil (46) und/oder ein, dem Kühler (16) zugeordnetes Kühlluftgebläse (24) und/oder Luftklappen (20) entsprechend dem mindestens einen ersten (55) und/oder dem mindestens einen zweiten (56) Korrektursignal zur Erzielung eines vorgebbaren Kühlmittelvolumenstromes und /oder einer vorgebbaren Kühlmitteltemperatur gesteuert beziehungsweise geregelt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (52) die Kühlleistung des Kühlkreislaufs (14) und insbesondere den Kühlmittelvolumenstrom unter Berücksichtigung zumindest eines weiteren Parameters, insbesondere der Schadstoffemission des Motors (12) steuert beziehungsweise regelt.
EP02747231A 2001-09-08 2002-06-20 Verfahren zur temperaturregelung eines motors Expired - Lifetime EP1454039B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10144275A DE10144275A1 (de) 2001-09-08 2001-09-08 Verfahren zur Temperaturregelung eines Motors
DE10144275 2001-09-08
PCT/DE2002/002254 WO2003027456A1 (de) 2001-09-08 2002-06-20 Verfahren zur temperaturregelung eines motors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1454039A1 EP1454039A1 (de) 2004-09-08
EP1454039B1 true EP1454039B1 (de) 2008-01-23

Family

ID=7698319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02747231A Expired - Lifetime EP1454039B1 (de) 2001-09-08 2002-06-20 Verfahren zur temperaturregelung eines motors

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20040011304A1 (de)
EP (1) EP1454039B1 (de)
JP (1) JP2005504209A (de)
DE (2) DE10144275A1 (de)
WO (1) WO2003027456A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021218550A1 (zh) * 2020-04-28 2021-11-04 博鼎汽车科技(山东)有限公司 一种应用电子温控阀的发动机热管理系统及其实现方法
DE102020206513A1 (de) 2020-05-26 2021-12-02 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betrieb einer Pumpenantriebseinheit

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2896272B1 (fr) * 2006-01-19 2012-08-17 Renault Sas Procede et dispositif de controle de la premiere ouverture d'un thermostat regulant la temperature d'un moteur a combustion interne.
DE102006009892A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-06 Audi Ag Steuervorrichtung zum Steuern der Kühlmitteltemperatur eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs sowie Verbrennungsmotor mit einer solchen Steuervorrichtung
DE102007000373A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Hilti Aktiengesellschaft Brennkraftbetriebenes Setzgerät
DE102008011225A1 (de) * 2008-02-26 2009-08-27 Robert Bosch Gmbh Diagnoseverfahren und Antriebssteuerung
US8215283B2 (en) * 2009-04-06 2012-07-10 Honda Motor Co., Ltd. Cooling system for variable cylinder engines
JP2011088268A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Fanuc Ltd ファンモータを有する工作機械用モータ駆動装置
US9447765B2 (en) * 2011-07-11 2016-09-20 Ford Global Technologies, Llc Powertrain delta current estimation method
JP5910744B2 (ja) * 2012-06-18 2016-04-27 トヨタ自動車株式会社 粘度測定装置
KR101406504B1 (ko) * 2013-05-15 2014-06-13 기아자동차주식회사 차량의 냉각수부족 진단방법 및 시스템
DE102013216627A1 (de) * 2013-08-22 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Drehzahlvariable Fluid-Kühl-Filter-Anordnung
CN104691457A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 福特全球技术公司 车辆
US9523306B2 (en) * 2014-05-13 2016-12-20 International Engine Intellectual Property Company, Llc. Engine cooling fan control strategy
JP6079759B2 (ja) 2014-12-01 2017-02-15 トヨタ自動車株式会社 エンジン冷却システムの孔詰まり判定装置及び方法
US9752492B2 (en) * 2015-03-06 2017-09-05 Deere & Company Fan control system and method
AT518199B1 (de) * 2016-01-18 2017-11-15 Secop Gmbh Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils eines Kältemittelkompressors und ein Steuerungssystem für einen Kältemittelkompressor
US10605151B2 (en) 2016-06-09 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Electric pump operating strategy
DE102017209484B4 (de) * 2017-06-06 2022-05-12 Vitesco Technologies GmbH Kühlvorrichtung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung
CN216119981U (zh) * 2021-11-10 2022-03-22 上海科勒电子科技有限公司 可控硅水冷散热装置及水路系统
CN114542263B (zh) * 2022-03-22 2023-04-18 潍柴动力股份有限公司 一种冷却水温度调控方法及控制系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2712711B2 (ja) 1990-02-16 1998-02-16 株式会社デンソー 内燃機関の冷却方法及びその装置
IT1293664B1 (it) 1997-08-01 1999-03-08 C R F Societa Conosrtile Per A Sistema di raffreddamento per motore a combustione interna di autoveicolo
US6178928B1 (en) * 1998-06-17 2001-01-30 Siemens Canada Limited Internal combustion engine total cooling control system
JP3644262B2 (ja) * 1998-07-29 2005-04-27 株式会社デンソー 液冷式内燃機関の冷却装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021218550A1 (zh) * 2020-04-28 2021-11-04 博鼎汽车科技(山东)有限公司 一种应用电子温控阀的发动机热管理系统及其实现方法
DE102020206513A1 (de) 2020-05-26 2021-12-02 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betrieb einer Pumpenantriebseinheit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003027456A1 (de) 2003-04-03
US20040011304A1 (en) 2004-01-22
JP2005504209A (ja) 2005-02-10
DE50211623D1 (de) 2008-03-13
EP1454039A1 (de) 2004-09-08
DE10144275A1 (de) 2003-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1454039B1 (de) Verfahren zur temperaturregelung eines motors
DE69925671T2 (de) Regelsystem für totale Kühlung einer Brennkraftmaschine
EP1276977B1 (de) Kühlsystem eines kraftfahrzeugs mit einer verschliesseinheit für den kühlluftstrom
DE102020101721B4 (de) Anomaliedetektionssystem für motorkühlwasserrezirkulationssystem
EP1509687B1 (de) Verfahren zur wärmeregulierung einer brennkraftmaschine für fahrzeuge
DE102013204703B4 (de) Diagnose eines kühlmittelthermostats in einem motorkühlsystem
DE102008011308B4 (de) Kühlsystem für einen Brennstoffzellenstapel und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102013205124B4 (de) Verfahren und Systeme zur Steuerung eines Motorkühlsystems, um die Kühlmitteltemperatur zu variieren
DE10392219B4 (de) Regelverfahren mit elektronisch gesteuertem Thermostat
DE10134678A1 (de) Vorrichtung zum Kühlen und Heizen eines Kraftfahrzeuges
DE19728814A1 (de) Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges
DE102007045272A1 (de) Steuergerät-Wärmemanagement
DE102013205229A1 (de) Motorkühlsystemsteuerung
DE102012204492B4 (de) Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit von Hydraulikkomponenten im Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges
DE102014224507B4 (de) Diagnoseverfahren für Relaisgesteuerten elektrischen Lüfter mit mehreren Drehzahlen
DE19812944B4 (de) Fahrsteuereinrichtung für den Motor eines Fahrzeugs
EP1399656B1 (de) Verfahren zum überwachen eines kühlflüssigkeitskreislaufs einer brennkraftmaschine
EP3140526B1 (de) Verfahren zur überwachung des öffnungszustands eines regelventils eines kühlmittelkreislaufs einer brennkraftmaschine und vorrichtung dafür
DE102018109444A1 (de) Kühlmittelsteuerungssysteme und -verfahren zum Verhindern von Übertemperatur
DE102015210683A1 (de) Funktionsüberprüfbare Luftklappenvorrichtung
DE60116263T2 (de) Intelligenter elektrischer stellantrieb zur steuerung eines turboladers mit integriertem abgasrückführungsventil
WO2019149792A1 (de) Verfahren zum regeln einer temperatur eines kühlmittels eines kühlmittelkreislaufs einer antriebseinheit auf einem prüfstand
DE102023201491A1 (de) STEUERUNG EINES AKTIVEN LUFTEINLASSGITTERSYSTEMS BASIEREND AUF DER STRAßENNEIGUNG
DE102016002429B4 (de) Verfahren zur Bestimmung des Luftmassenstroms eines Luftstromes zur Klimatisierung und Fahrzeug damit
EP1308610B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20040408

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20070219

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50211623

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20080313

Kind code of ref document: P

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20080428

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20081024

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20110630

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20110621

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20110815

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20110627

Year of fee payment: 10

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20120620

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120620

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20130228

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50211623

Country of ref document: DE

Effective date: 20130101

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120620

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130101

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120702