EP1529936A1 - Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit einer abschaltbaren Wasserpumpe - Google Patents

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EP1529936A1
EP1529936A1 EP04023547A EP04023547A EP1529936A1 EP 1529936 A1 EP1529936 A1 EP 1529936A1 EP 04023547 A EP04023547 A EP 04023547A EP 04023547 A EP04023547 A EP 04023547A EP 1529936 A1 EP1529936 A1 EP 1529936A1
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EP
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water pump
internal combustion
combustion engine
cooling system
engine
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a cooling system for an internal combustion engine a vehicle according to the features of claim 1.
  • the water pump is mechanically via a V-belt driven by the engine.
  • the water pump thus runs during engine operation constantly with.
  • the water pump can be dispensed with.
  • From DE 100 23 508 A1 is a cooling system with a shut-off water pump known, during the operation of the internal combustion engine, the load condition of the engine and the operating temperature of the internal combustion engine be monitored.
  • a cooling system with a shut-off water pump is also from the DE 40 32 701 A1.
  • the object of the invention is to provide a cooling system for an internal combustion engine a shut-off water pump to create a respect of energy consumption of the internal combustion engine, the life of the internal combustion engine and the reliability has improved shutdown logic.
  • the water pump only becomes switched off when the at least one thermal condition parameter and the Load state and the operating state of the passenger compartment heating and the time parameters make the switching off of the water pump permissible and if the error memory is error-free.
  • the thermal condition parameter and the load condition and operating condition of the passenger compartment heater and the time parameter let a shutdown of the water pump appear permissible is for each of these "queries” each set a “evaluation logic", which will be explained in more detail later.
  • the water pump can be electrically driven. Preferably, however, is one provided mechanically driven by the internal combustion engine water pump.
  • the Water pump can mechanically from the engine via a friction gear be driven.
  • the friction wheel drive is mechanically biased.
  • the water pump By acting on the friction wheel actuator, the water pump be switched off.
  • a mechanical spring may be provided, which at a Power failure, i. if the actuator is de-energized, the friction wheel drive "closes". In this way, a "fail-safe function" can be displayed in a simple manner, the at a fault ensures the drive of the water pump.
  • a thermal state parameter the engine temperature is and that as a necessary condition considered to be admissible for switching off the water pump, that the engine temperature is less than a predetermined value.
  • the instantaneous coolant temperature can be interrogated with each engine start which corresponds approximately to the engine temperature.
  • the engine temperature can also be through separate sensors or through Maps are determined. Is the engine temperature or the coolant temperature at engine start smaller than a predetermined value, the water pump should be switched off be, since in this case, a cooling of the engine is not required and Energy can be saved by switching off the water pump. At higher Engine or coolant temperature, however, there is no more savings, so that when exceeding a predetermined value for the engine or coolant temperature the water pump should remain switched on.
  • the temperature of the Internal combustion engine sucked air to be monitored As another thermal condition parameter, the temperature of the Internal combustion engine sucked air to be monitored. As more necessary Condition for the permissibility of switching off the water pump can be considered be that the temperature of the intake air from the engine is less than a predetermined value. At an intake air temperature or at a Ambient air temperature that is greater than a predetermined value, the Water pump be switched on when starting the engine, if no savings more available. If the temperature is below the engine start, however the predetermined value, the water pump should remain switched off.
  • the engine temperature and the intake air temperature may be in the control logic by an AND link to a "start operating criterion" or - in general spoken - be summarized to a "thermal condition criterion".
  • the thermal condition criterion only indicates a shutdown of the Water pump when the engine temperature or the coolant temperature and at the same time the intake air temperature is less than the respectively predetermined Temperature values are. In other words, as a necessary condition for the permissibility of switching off the water pump, that the engine or coolant temperature is less than the predetermined value and that in addition the intake air temperature is less than the predetermined value.
  • the water pump For the assessment of the permissibility of switching off the water pump is called further necessary condition of the operating state of the passenger compartment heating supervised.
  • the water pump When assessing whether a shutdown during the starting phase of the engine the water pump is allowed or not, plays for the passenger compartment requested heating power a role.
  • For reliable defrosting of the windscreen or to ensure adequate heating comfort may be required be that the water pump already switched on in the starting phase of the engine becomes.
  • the water pump may only be turned off when the driver requested for the passenger compartment heating power is less than a predetermined value is.
  • the "operating state" of the passenger compartment heating for example, based be monitored by the driver set passenger compartment target temperature.
  • the set Setpoint temperature is less than a predetermined value or that the heating power, the setpoint temperature and the set airflow depends, is smaller than a predetermined value.
  • the load condition of the Internal combustion engine monitored.
  • the load state of the internal combustion engine can based on a load state parameter or on several load state parameters be monitored. It can be provided that as a necessary Prerequisite for the admissibility of switching off the water pump in the starting phase of the internal combustion engine is considered that at least one load state parameter is less than a predetermined value.
  • the load condition Representing signals can, for example, the vehicle speed and / or the speed of the internal combustion engine and / or the Internal combustion engine supplied fuel quantity or the internal combustion engine supplied fuel mass flow can be considered.
  • the load condition of the engine does not exceed a predetermined load condition.
  • the vehicle speed, the engine speed and the fuel mass flow For example, they can be linked together by an OR operation be linked. If the vehicle speed is less than a predetermined Value is or the engine speed is less than a predetermined value or the Internal combustion engine supplied fuel mass flow less than a predetermined Value, this is considered a necessary load condition criterion for shutting off the Water pump viewed.
  • a time counter provided be, during the operation of the internal combustion engine, the duration measures while the water pump is switched off.
  • the time measured by the time counter is less than a predetermined value. It can be provided that the water pump for a predetermined period of time should remain switched off after a cold start of the engine.
  • a necessary The prerequisite for switching off the water pump is that the measured Time is less than a predetermined period of time.
  • the time counter at a shutdown and a subsequent restart of the internal combustion engine only to a starting value, e.g. Reset "zero seconds" if the Water pump switched on before the last shutdown of the internal combustion engine was.
  • a starting value e.g. Reset "zero seconds” if the Water pump switched on before the last shutdown of the internal combustion engine was.
  • the "time routine" runs with each engine start so that the Counting time counter on various repeat starts and that until the Water pump is switched on and the internal combustion engine with a few seconds Idling speed or a higher speed has run. In a subsequent Restart the timer is then reset.
  • Modern vehicles have onboard diagnostic electronics (OBD).
  • OOB onboard diagnostic electronics
  • Onboard diagnostic electronics In the Onboard diagnostic electronics become various error or fault conditions of the vehicle or individual vehicle components stored. From the one in a vehicle monitored "fault states", individual states are relevant for the cooling circuit, other fault conditions are the function of the cooling circuit irrelevant.
  • One Switching off the water pump is only considered permissible if none for the cooling circuit relevant error states stored in the error memory are. If, for example, it is detected that a sensor for sensing the engine or Cooling water temperature is defective, this is stored in the fault memory.
  • the "shutdown logic" for the water pump is then bridged, with the result that the water pump runs from the start of the engine, i. that she is not switched off. It makes sense to all parameters which have a negative influence on the function of the engine can when the water pump is switched off.
  • the water pump only then is switched off when all considered necessary for shutdown Conditions exist, i. if the at least one thermal condition parameter, the load state of the internal combustion engine, the operating state of Passenger compartment heating, the time parameter and the fault memory "show” that shutdown of the water pump is allowed. If only one of these "test criteria" is not in order, remains or is the water pump for safety reasons switched on.
  • FIGURE 1 shows an embodiment of a circuit logic of a Cooling system according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a logic diagram for switching off a water pump 1, which can be driven by an internal combustion engine 2 via a friction gear 3. Further is a control unit 4 is provided which drives the Reibradgetriebene 3.
  • the Friction gear 3 is designed so that in the de-energized state of the control unit. 4 the internal combustion engine 2 via the friction gear 3, the water pump 1 drives. By appropriate control of the friction gear 3 by the control unit. 4 the drive of the water pump 1 can be switched off.
  • the engine temperature T MOT and the temperature of the intake air T A sucked by the internal combustion engine are monitored.
  • a necessary condition for the permissibility of switching off the water pump 1 is that the engine temperature T MOT is less than 80 ° C and that the intake air temperature T A is less than 30 ° C.
  • the engine temperature and the intake air temperature T A form inputs 10, 11 of an AND operation 12.
  • the operating state of the passenger compartment heater is checked. For example, it may be provided that switching off the water pump only is then considered admissible if requested for the passenger compartment Heating power is less than a predetermined value or if the heater is not turned on is what is indicated schematically here by a non-member 13, which forms another input of the AND gate 12.
  • function block 7 the vehicle speed, the engine speed and monitors the instantaneous fuel consumption of the engine. If the Vehicle speed is less than 80 km per hour or if the Engine speed is less than 4000 1 / min or fuel consumption is less than one is given value, an OR gate 14 provides a logical "1", which is a another input 15 of the AND gate 12 is supplied.
  • the time duration is measured by means of a time counter, while the water pump 1 is switched off during operation of the internal combustion engine.
  • the time counter is reset to zero.
  • the timer begins to run.
  • the Function block 8 is a logical "1" to an input 16 of the And-gate 12, which switching off the water pump allowed.
  • the function block 8 is a logical zero, so that the water pump is switched on automatically.
  • function block 9 is monitored whether at any time one for the cooling system relevant fault condition has been present or present. Only if not for the Cooling system relevant fault condition has been present or present, delivers the function block 9 a logical "1" to the AND gate 12.
  • the "No-relevant-error-query" is indicated here schematically by a negation element 18.

Abstract

Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit einer Wasserpumpe zum Pumpen von Kühlmittel durch einen Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors, wobei die Wasserpumpe während des Betriebs des Verbrennungsmotors durch ein Steuergerät abschaltbar ist, wobei während des Betriebs des Verbrennungsmotors mindestens ein thermischer Zustandsparameter (5) und ein Betriebszustand der Fahrgastraumheizung (6) und der Lastzustand (7) des Verbrennungsmotors (2) und ein Zeitparameter (8) und ein Fehlerspeicher (9) überwacht werden, in dem für den Kühlkreislauf relevante Fehlerzustände speicherbar sind. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Bei herkömmlichen Fahrzeugen wird die Wasserpumpe mechanisch über einen Keilriemen vom Motor angetrieben. Die Wasserpumpe läuft also während des Motorbetriebs ständig mit. In manchen Betriebszuständen des Motors ist es jedoch nicht erforderlich oder nicht erwünscht, dass die Wasserpumpe Kühlmittel durch den Kühlkreislauf pumpt. Insbesondere wenn der Motor kalt ist, könnte auf den Betrieb der Wasserpumpe verzichtet werden.
Bereits bekannt sind Kühlanlagen mit Wasserpumpen, die durch eine innere Drosselung im Kühlkreislauf "getrennt" werden, die jedoch permanent über einen Riemenantrieb angetrieben werden. Bekannt sind ferner elektrische Wasserpumpen. Elektrische Wasserpumpen sind jedoch relativ teuer, beanspruchen viel Bauraum und fallen bei einem Stromausfall aus. Bei ständig mitlaufenden Wasserpumpen wird grundsätzlich als problematisch angesehen, dass unnötig Energie verbraucht wird.
Aus der DE 100 23 508 A1 ist eine Kühlanlage mit einer abschaltbaren Wasserpumpe bekannt, wobei während des Betriebs des Verbrennungsmotors der Belastungszustand des Motors und die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors überwacht werden.
Eine Kühlanlage mit einer abschaltbaren Wasserpumpe ist ferner aus der DE 40 32 701 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor mit einer abschaltbaren Wasserpumpe zu schaffen, die eine hinsichtlich des Energieverbrauchs des Verbrennungsmotors, der Lebensdauer des Verbrennungsmotors und der Betriebssicherheit verbesserte Abschaltlogik aufweist.
Eine Kühlanlage gemäß der Erfindung weist eine Wasserpumpe auf, die dazu vorgesehen ist, Kühlmittel durch einen Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors zu pumpen, wobei ein Steuergerät vorgesehen ist, welches während des Betriebs des Verbrennungsmotors die Wasserpumpe abschaltet, sofern dies als "zulässig" angesehen wird. Für die Beurteilung, ob ein Abschalten der Wasserpumpe bei laufendem Verbrennungsmotor als zulässig angesehen wird, werden überwacht:
  • mindestens ein thermischer Zustandsparameter,
  • der Lastzustand des Verbrennungsmotors,
  • ein "Betriebszustand" der Fahrgastraumheizung des Fahrzeugs,
  • ein "Zeitparameter" und
  • ein Fehlerspeicher, in dem für den Kühlkreislauf relevante Fehlerzustände speicherbar sind.
Während des Betriebs des Verbrennungsmotors wird die Wasserpumpe nur dann abgeschaltet, wenn der mindestens eine thermische Zustandsparameter und der Lastzustand und der Betriebszustand der Fahrgastraumheizung und der Zeitparameter die Abschaltung der Wasserpumpe zulässig erscheinen lassen und wenn der Fehlerspeicher fehlerfrei ist. Für die Überprüfung, ob der thermische Zustandsparameter und der Lastzustand und der Betriebszustand der Fahrgastraumheizung und der Zeitparameter ein Abschalten der Wasserpumpe zulässig erscheinen lassen, ist für jede dieser "Abfragen" jeweils eine "Bewertungslogik" vorgegeben, was im später noch näher erläutert wird.
Die Wasserpumpe kann elektrisch angetrieben sein. Vorzugsweise ist jedoch eine mechanisch vom Verbrennungsmotor angetriebene Wasserpumpe vorgesehen. Die Wasserpumpe kann vom Verbrennungsmotor mechanisch über ein Reibradgetriebe angetrieben sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Reibradantrieb mechanisch vorgespannt. Durch einen auf den Reibradantrieb wirkenden Aktuator kann die Wasserpumpe abgeschaltet werden. Aus Sicherheitsgründen kann vorgesehen sein, dass immer dann, wenn der Aktuator "energielos" ist, die Wasserpumpe zugeschaltet ist. Hierzu kann eine mechanische Feder vorgesehen sein, welche bei einem Stromausfall, d.h. wenn der Aktuator energielos ist, den Reibradantrieb "schließt". Auf diese Weise ist in einfacher Weise eine "Fail-Safe-Funktion" darstellbar, die bei einer Störung den Antrieb der Wasserpumpe sicherstellt.
Es wurde bereits erwähnt, dass für das Abschalten der Wasserpumpe mindestens ein thermischer Zustandsparameter überwacht wird. Alternativ dazu können auch zwei oder mehr thermische Zustandsparameter überwacht werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein thermischer Zustandsparameter die Motortemperatur ist und dass als eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe angesehen wird, dass die Motortemperatur kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Beispielsweise kann bei jedem Motorstart die momentane Kühlmitteltemperatur abgefragt werden, welche näherungsweise der Motortemperatur entspricht. Selbstverständlich kann die Motortemperatur auch über separate Sensoren oder durch Kennfelder ermittelt werden. Ist die Motortemperatur bzw. die Kühlmitteltemperatur beim Motorstart kleiner als ein vorgegebener Wert, so soll die Wasserpumpe abgeschaltet werden, da in diesem Fall eine Kühlung des Motors nicht erforderlich ist und durch das Abschalten der Wasserpumpe Energie gespart werden kann. Bei höheren Motor- bzw. Kühlmitteltemperatur hingegen liegt kein Einsparpotenzial mehr vor, so dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes für die Motor- bzw. Kühlmitteltemperatur die Wasserpumpe zugeschaltet bleiben soll.
Als weiterer thermischer Zustandsparameter kann die Temperatur der vom Verbrennungsmotor angesaugten Luft überwacht werden. Als weitere notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe kann angesehen werden, dass die Temperatur der vom Verbrennungsmotor angesaugten Luft kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Bei einer Ansauglufttemperatur bzw. bei einer Umgebungslufttemperatur, die größer als ein vorgegebener Wert ist, kann die Wasserpumpe beim Start des Motors zugeschaltet sein, wenn keine Einsparpotenziale mehr vorliegen. Liegt die Temperatur beim Motorstart hingegen unterhalb des vorgegebenen Werts, so soll die Wasserpumpe abgeschaltet bleiben.
Die Motortemperatur und die Ansauglufttemperatur können in der Steuerungslogik durch eine UND-Verknüpfung zu einem "Startbetriebskriterium" bzw. - allgemein gesprochen - zu einem "thermischen Zustandskriterium" zusammengefasst sein. Das thermische Zustandskriterium indiziert nur dann ein Abschalten der Wasserpumpe, wenn die Motortemperatur bzw. die Kühlmitteltemperatur und gleichzeitig auch die Ansauglufttemperatur kleiner als die jeweils vorgegebenen Temperaturwerte sind. Anders ausgedrückt werden als notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe angesehen, dass die Motor- bzw. Kühlmitteltemperatur kleiner als der vorgegebene Wert ist und dass zusätzlich die Ansauglufttemperatur kleiner als der vorgegebene Wert ist.
Für die Bewertung der Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe wird als weitere notwendige Voraussetzung der Betriebszustand der Fahrgastraumheizung überwacht. Bei der Beurteilung, ob während der Startphase des Motors ein Abschalten der Wasserpumpe zulässig ist oder nicht, spielt die für den Fahrgastraum angeforderte Heizleistung eine Rolle. Für eine zuverlässige Entfrostung der Frontscheibe bzw. zur Sicherstellung eines ausreichenden Heizkomforts kann es erforderlich sein, dass die Wasserpumpe bereits in der Startphase des Motors zugeschaltet wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der Startphase des Motors die Wasserpumpe nur dann abgeschaltet werden darf, wenn die vom Fahrer für den Fahrgastraum angeforderte Heizleistung kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Der "Betriebszustand" der Fahrgastraumheizung kann beispielsweise anhand der vom Fahrer eingestellten Fahrgastraumsolltemperatur überwacht werden. Als weiteres notwendiges Kriterium für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe in der Startphase des Motors kann also angesehen werden, dass die eingestellte Solltemperatur kleiner als ein vorgegebener Wert ist bzw. dass die Heizleistung, die von der eingestellten Solltemperatur und dem eingestellten Luftvolumenstrom abhängt, kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Wie bereits erwähnt, wird für die Beurteilung der Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe in der Startphase des Verbrennungsmotors der Lastzustand des Verbrennungsmotors überwacht. Der Lastzustand des Verbrennungsmotors kann anhand eines Lastzustandsparameters oder anhand mehrerer Lastzustandsparameter überwacht werden. Es kann vorgesehen sein, dass als eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe in der Startphase des Verbrennungsmotors angesehen wird, dass mindestens ein Lastzustandsparameter kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Als den Lastzustand repräsentierende Signale können beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder die dem Verbrennungsmotor zugeführte Treibstoffmenge bzw. der dem Verbrennungsmotor zugeführte Treibstoffmassenstrom angesehen werden.
Als notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe während der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors kann vorgesehen sein, dass der Lastzustand des Motors einen vorgegebenen Lastzustand nicht überschreitet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl und der Treibstoffmassenstrom können beispielsweise durch eine Oder-Verknüpfung miteinander verknüpft sein. Sofern die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Wert ist oder die Motordrehzahl kleiner als ein vorgegebener Wert ist oder der dem Verbrennungsmotor zugeführte Treibstoffmassenstrom kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird dies als ein notwendiges Lastzustandskriterium für das Abschalten der Wasserpumpe angesehen.
Als weiteres notwendiges Kriterium für die Zulässigkeit der Abschaltung der Wasserpumpe wird ein Zeitparameter überwacht. Hierzu kann ein "Zeitzähler" vorgesehen sein, der während des Betriebs des Verbrennungsmotors die Zeitdauer misst, während der die Wasserpumpe abgeschaltet ist. Als weitere notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe bzw. des für die Zulässigkeit des Abgeschaltetlassens der Wasserpumpe kann angesehen werden, dass die vom Zeitzähler gemessene Zeit kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Wasserpumpe für eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Kaltstart des Motors abgeschaltet bleiben soll. Eine notwendige Voraussetzung für das Abschalten der Wasserpumpe ist also, dass die gemessene Zeitdauer kleiner als eine vorgegebene Zeitdauer ist.
Um Probleme bei Kurzstreckenfahrten, d.h. bei wiederholten Starts und Stops des Verbrennungsmotors zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass der Zeitzähler bei einem Abstellen und bei einem anschließenden Neustart des Verbrennungsmotors nur dann auf einen Startwert, z.B. "Null Sekunden" zurückgesetzt werden, wenn die Wasserpumpe vor dem letzten Abschalten des Verbrennungsmotors zugeschaltet war. Demzufolge läuft bei jedem Motorstart die "Zeitroutine" so ab, dass der Zeitzähler bei diversen Wiederholstarts weiterzählt und zwar so lange, bis die Wasserpumpe zugeschaltet wird und der Verbrennungsmotor einige Sekunden mit Leerlaufdrehzahl oder einer höheren Drehzahl gelaufen ist. Bei einem anschließenden Neustart wird der Zeitzähler dann zurückgesetzt.
Moderne Fahrzeuge weisen eine Onboard-Diagnose-Elektronik (OBD) auf. In der Onboard-Diagnose-Elektronik werden diverse Fehler- bzw. Störzustände des Fahrzeugs bzw. einzelner Fahrzeugkomponenten gespeichert. Von den im einem Fahrzeug überwachten "Fehlerzuständen" sind einzelne Zustände für den Kühlkreis relevant, andere Fehlerzustände sind die Funktion des Kühlkreislaufs unrelevant. Ein Abschalten der Wasserpumpe wird nur dann als zulässig angesehen, wenn keine für den Kühlkreislauf relevanten Fehlerzustände im Fehlerspeicher abgespeichert sind. Wird beispielsweise erkannt, dass ein Sensor zur Sensierung der Motor- bzw. Kühlwassertemperatur defekt ist, wird dies im Fehlerspeicher gespeichert. Aus Sicherheitsgründen wird dann die "Abschaltlogik" für die Wasserpumpe überbrückt, was zur Folge hat, dass die Wasserpumpe ab dem Motorstart mitläuft, d.h. dass sie nicht abgeschaltet wird. Sinnvollerweise werden hierbei sämtliche Parameter berücksichtigt, die einen negativen Einfluss auf die Funktion des Motors haben können, wenn die Wasserpumpe abgeschaltet ist.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Wasserpumpe nur dann abgeschaltet wird, wenn sämtliche für das Abschalten als notwendig angesehenen Voraussetzungen vorliegen, d.h. wenn der mindestens eine thermische Zustandsparameter, der Lastzustand des Verbrennungsmotors, der Betriebszustand der Fahrgastraumheizung, der Zeitparameter und der Fehlerspeicher "anzeigen", dass ein Abschalten der Wasserpumpe zulässig ist. Wenn nur eines dieser "Prüfkriterien" nicht in Ordnung ist, bleibt bzw. wird die Wasserpumpe aus Sicherheitsgründen zugeschaltet.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungslogik einer Kühlanlage gemäß der Erfindung.
Figur 1 zeigt schematisch einen Logikplan zum Abschalten einer Wasserpumpe 1, die von einem Verbrennungsmotor 2 über ein Reibradgetriebe 3 antreibbar ist. Ferner ist ein Steuergerät 4 vorgesehen, welches das Reibradgetreibe 3 ansteuert. Das Reibradgetriebe 3 ist so konzipiert, dass im stromlosen Zustand des Steuergeräts 4 der Verbrennungsmotor 2 über das Reibradgetriebe 3 die Wasserpumpe 1 antreibt. Durch entsprechende Ansteuerung des Reibradgetriebes 3 durch das Steuergerät 4 kann der Antrieb der Wasserpumpe 1 abgeschaltet werden.
Eine Abschaltung des Antriebs der Wasserpumpe 1 erfolgt nur dann, wenn bestimmte Kriterien kumulativ erfüllt sind. Für die Beurteilung, ob ein Abschalten der Wasserpumpe 1 als zulässig angesehen wird oder nicht, sind verschiedene Funktionsblöcke in eine Steuerelektronik integriert, nämlich
  • ein Funktionsblock 5, in dem thermische Zustandsparameter überwacht werden,
  • ein Funktionsblock 5, in dem der Betriebszustand der Fahrgastraumheizung überwacht wird,
  • ein Funktionsblock 7, durch den der Lastzustand des Verbrennungsmotors 2 überwacht wird,
  • ein Funktionsblock 8, durch den ein Zeitkriterium überwacht wird und
  • ein Funktionsblock 9, der im Wesentlichen dem Speicherinhalt eines Fehlerspeichers entspricht.
Im Funktionsblock 5 wird die Motortemperatur TMOT und die Temperatur der vom Verbrennungsmotor angesaugten Ansaugluft TA überwacht. Eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe 1 ist, dass die Motortemperatur TMOT kleiner als 80°C ist und dass die Ansauglufttemperatur TA kleiner als 30°C ist. Schematisch gesprochen bilden die Motortemperatur und die Ansauglufttemperatur TA Eingänge 10, 11 einer Und-Verknüpfung 12.
Im Funktionsblock 6 wird der Betriebszustand der Fahrgastraumheizung überprüft. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Abschalten der Wasserpumpe nur dann als zulässig angesehen wird, wenn die für den Fahrgastraum angeforderte Heizleistung kleiner als ein vorgegebener Wert ist bzw. wenn die Heizung nicht eingeschaltet ist, was hier schematisch durch ein Nicht-Glied 13 angedeutet ist, welches einen weiteren Eingang des Und-Gatters 12 bildet.
Im Funktionsblock 7 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl und der momentane Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors überwacht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als 80 km pro Stunde ist oder wenn die Motordrehzahl kleiner als 4000 1/min ist oder der Kraftstoffverbrauch kleiner als ein vorgegebener Wert ist, liefert ein Oder-Gatter 14 eine logische "1 ", welche einem weiteren Eingang 15 des Und-Gatters 12 zugeführt wird.
Im Funktionsblock 8 wird mittels eines Zeitzählers die Zeitdauer gemessen, während der die Wasserpumpe 1 im Betrieb des Verbrennungsmotors abgeschaltet ist. Wenn der Verbrennungsmotor nach einer Fahrt, bei der die Wasserpumpe eingeschaltet war, abgeschaltet wird, wird der Zeitzähler auf Null zurückgesetzt. Beim Starten des Verbrennungsmotors beginnt der Zeitzähler zu laufen. Während der ersten 800 Sekunden nach dem Start des Verbrennungsmotors liefert der Funktionsblock 8 eine logische "1" an einen Eingang 16 des Und-Gatters 12, was ein Abschalten der Wasserpumpe erlaubt. Bei Überschreiten der vorgegebenen Zeitdauer von z.B. 800 Sekunden liefert der Funktionsblock 8 eine logische Null, so dass die Wasserpumpe automatisch zugeschaltet wird. Bei Kurzstreckenfahrten mit mehreren aufeinander folgenden Wiederholstarts wird der Zeitzähler nicht jedes Mal zurückgesetzt, sondern zählt so lange weiter, bis die Wasserpumpe einmal zugeschaltet wurde (X = 0), was hier schematisch durch eine Abfrageleitung 17 dargestellt ist.
Im Funktionsblock 9 wird überwacht, ob zu irgendeinem Zeitpunkt ein für die Kühlanlage relevanter Fehlerzustand vorgelegen hat bzw. vorliegt. Nur wenn kein für die Kühlanlage relevanter Fehlerzustand vorgelegen hat bzw. vorliegt, liefert der Funktionsblock 9 eine logische "1" an das Und-Gatter 12. Die "Kein-relevanter-Fehler-Abfrage" ist hier schematisch durch ein Negationsglied 18 angedeutet.

Claims (13)

  1. Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor (2) eines Fahrzeugs mit einer Wasserpumpe (1) zum Pumpen von Kühlmittel durch einen Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors (2), wobei die Wasserpumpe (1) während des Betriebs des Verbrennungsmotors (2) durch ein Steuergerät (4) abschaltbar ist, wobei während des Betriebs des Verbrennungsmotors
    mindestens ein thermischer Zustandsparameter (5) und
    ein Betriebszustand der Fahrgastraumheizung (6) und
    der Lastzustand (7) des Verbrennungsmotors (2) und
    ein Zeitparameter (8) und
    ein Fehlerspeicher (9) überwacht werden, in dem für den Kühlkreislauf relevante Fehlerzustände speicherbar sind,
    wobei die Wasserpumpe (1) nur dann abgeschaltet wird, wenn
    der mindestens eine thermische Zustandsparameter (5) und
    der Betriebszustand (6) der Fahrgastraumheizung und
    der Lastzustand (7) und
    der Zeitparameter (8)
    die Abschaltung der Wasserpumpe (1) als zulässig indizieren und
    der Fehlerspeicher fehlerfrei ist,
    wobei die Prüfung der Zulässigkeit jeweils entsprechend einer Bewertungslogik erfolgt, die für die einzelnen Kriterien vorgegeben ist.
  2. Kühlanlage nach Anspruch 1, wobei die Wasserpumpe (1) vom Verbrennungsmotor (2) über einen Reibradantrieb (3) angetrieben wird.
  3. Kühlanlage nach Anspruch 2, wobei der Reibradantrieb (3) mechanisch vorgespannt ist und durch einen auf den Reibradantrieb (3) wirkenden Aktuator die Wasserpumpe (1) abschaltbar ist, wobei immer dann, wenn der Aktuator energielos ist, die Wasserpumpe (1) zugeschaltet ist.
  4. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein thermischer Zustandsparameter die Motortemperatur (TMOT) ist und als eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe (1) angesehen wird, dass die Motortemperatur (TMOT) kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  5. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein thermischer Zustandsparameter die Temperatur der vom Verbrennungsmotor (2) angesaugten Luft (TA) ist und dass als eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe (1) angesehen wird, dass die Temperatur (TA) der vom Verbrennungsmotors (2) angesaugten Luft kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  6. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Lastzustand des Verbrennungsmotors (2) anhand mindestens eines Lastzustandsparameters überwacht wird und als eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe (1) angesehen wird, dass der mindestens eine Lastzustandsparameter kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  7. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Lastzustand des Verbrennungsmotors (2) anhand mehrerer Lastzustandsparameter überwacht wird und dass als eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe (1) angesehen wird, dass mindestens einer der Lastzustandsparameter kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  8. Kühlanlage nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Lastzustandsparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) ist.
  9. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein Lastzustandsparameter die Drehzahl des Verbrennungsmotors (n) des Verbrennungsmotors (2) ist.
  10. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei ein Lastzustandsparameter der momentane Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors (2) ist.
  11. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Betriebszustand der Fahrgastraumheizung anhand der für den Fahrgastraum angeforderten Heizleistung überwacht wird.
  12. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Zeitzähler vorgesehen ist, der während des Betriebs des Verbrennungsmotors (2) die Zeitdauer misst, während der die Wasserpumpe (1) abgeschaltet ist, wobei als eine notwendige Voraussetzung für die Zulässigkeit des Abschaltens der Wasserpumpe (1) angesehen wird, dass die vom Zeitzähler gemessene Zeit kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  13. Kühlanlage nach Anspruch 12, wobei der Zeitzähler bei einem Abschalten und einem anschließenden Neustart des Verbrennungsmotors (2) nur dann auf ein Startwert zurückgesetzt wird und erneut zu zählen beginnt, wenn die Wasserpumpe (1) vor dem Abschalten des Verbrennungsmotors (2) zugeschaltet war.
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