EP1529936B1 - Cooling system for an internal combustion engine of a vehicle with a disconnectable water pump - Google Patents
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- EP1529936B1 EP1529936B1 EP20040023547 EP04023547A EP1529936B1 EP 1529936 B1 EP1529936 B1 EP 1529936B1 EP 20040023547 EP20040023547 EP 20040023547 EP 04023547 A EP04023547 A EP 04023547A EP 1529936 B1 EP1529936 B1 EP 1529936B1
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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 of a vehicle according to the features of patent claim 1.
- the water pump In conventional vehicles, the water pump is mechanically driven by a V-belt from the engine.
- the water pump thus runs continuously during engine operation. In some operating conditions of the engine, however, it is not necessary or desirable for the water pump to pump coolant through the cooling circuit. In particular, when the engine is cold, could be dispensed with the operation of the water pump.
- a cooling system with a shut-off water pump is known, wherein monitored during operation of the internal combustion engine, the load condition of the engine and the operating temperature of the internal combustion engine.
- a cooling system with a shut-off water pump is also from the DE 40 32 701 A1 known.
- the EP 0 323 210 A2 describes a system for controlling the cooling of an engine compartment of a motor vehicle. This should not only protect the engine from overheating, but also a turbocharger located in the engine compartment.
- the EP 1 046 798 A2 claims a cooling system for an internal combustion engine with an emergency detection device by which a coolant pump, which is driven by an electric motor in normal operation, is mechanically connected to a rotating part of the internal combustion engine in case of failure of the electric motor.
- the object of the invention is to provide a cooling system for an internal combustion engine with a shut-off water pump, which has an improved with regard to the energy consumption of the internal combustion engine, the life of the engine and reliability shutdown logic.
- the water pump is only switched off when the at least one thermal condition parameter and the load condition and the operating state of the passenger compartment heating and the time parameters make the deactivation of the water pump permissible and if the fault memory is faultless.
- a "valuation logic" is specified for each of these "queries", which will be explained in more detail later.
- the water pump can be electrically driven. Preferably, however, a mechanically driven by the engine water pump is provided.
- the water pump can be mechanically driven by the internal combustion engine via a friction gear.
- the friction wheel drive is mechanically biased.
- the water pump By acting on the Reibradantrieb actuator, the water pump can be switched off.
- a mechanical spring may be provided, which in the event of 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, which ensures the drive of the water pump in case of failure.
- thermal condition parameter is monitored for switching off the water pump.
- two or more thermal state parameters may be monitored.
- a thermal state parameter is the engine temperature and that it is regarded as a necessary condition for the permissibility of switching off the water pump that the engine temperature is less than a predetermined value.
- the instantaneous coolant temperature can be queried at each engine start, which corresponds approximately to the engine temperature.
- the engine temperature can also be determined via separate sensors or by maps. If the engine temperature or the coolant temperature at engine start smaller than a predetermined value, so the water pump should be turned off, as 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 longer any potential savings, so that when a predetermined value for the engine or coolant temperature is exceeded, the water pump should remain switched on.
- the temperature of the intake air from the engine can be monitored.
- a further necessary condition for the permissibility of switching off the water pump can be considered that the temperature of the intake air from the engine air is less than a predetermined value.
- the water pump can be switched on when the engine is started, if there are no more potential savings. If, however, the temperature at engine start is below the specified value, then the water pump should remain switched off.
- the engine temperature and the intake air temperature can be summarized in the control logic by an AND operation to a "start operation criterion" or - generally speaking - to a "thermal condition criterion".
- the thermal condition criterion only indicates a switch-off of the water pump when the engine temperature or the coolant temperature and at the same time the intake air temperature are lower than the respective predetermined temperature values. In other words, as a necessary condition for the permissibility of turning off the water pump, it is considered that the engine coolant temperature is smaller than the predetermined value and, in addition, that the intake air temperature is smaller than the predetermined value.
- the heating power requested for the passenger compartment is important. For a reliable defrosting of the windscreen or to ensure adequate heating comfort, it may be necessary that the water pump is switched on already in the start phase of the engine. For example, it may be provided that in the starting phase of the engine, the water pump may only be switched off when the requested by the driver for the passenger compartment heating power is less than a predetermined value.
- the "operating state" of the passenger compartment heating can be monitored, for example, based on the passenger compartment set temperature set by the driver.
- the set target temperature is less than a predetermined value or that the heating power, which depends on the set target temperature and the set air flow, smaller than a is predetermined value.
- the load state of the internal combustion engine is monitored for the assessment of the permissibility of switching off the water pump in the starting phase of the internal combustion engine.
- the load state of the internal combustion engine can be monitored on the basis of a load state parameter or on the basis of a plurality of load state parameters. It can be provided that, as a necessary prerequisite for the permissibility of switching off the water pump in the starting phase of the internal combustion engine, it is considered that at least one load state parameter is smaller than a predetermined value.
- the load state representing signals, for example, the vehicle speed and / or the rotational speed of the internal combustion engine and / or the internal combustion engine supplied amount of fuel 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 can be linked to each other, for example, by an OR operation. If the vehicle speed is less than a predetermined value or the engine speed is less than a predetermined value or the fuel mass flow supplied to the engine is less than a predetermined value, it is considered to be a necessary load state criterion for turning off the water pump.
- a time parameter is monitored.
- a "time counter” can be provided, which measures the duration of the operation of the internal combustion engine during which the water pump is switched off.
- the time measured by the timer is less than a predetermined value. It can be provided that the water pump should remain switched off for a predetermined period of time after a cold start of the engine. A necessary condition for switching off the water pump is therefore that the measured time duration 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 was switched on before the last shutdown of the internal combustion engine. Consequently, at each engine start, the "time routine" runs so that the timer counts on various repeat starts, namely until the water pump is switched on and the engine has been running for several seconds at idle speed or a higher speed. In a subsequent restart, the time counter is then reset.
- a starting value e.g. Reset "zero seconds”
- Modern vehicles have onboard diagnostic electronics (OBD).
- OOB onboard diagnostic electronics
- various fault or fault states of the vehicle or individual vehicle components are stored. Of the monitored in a vehicle "error conditions" individual states are relevant for the cooling circuit, other error conditions are the function of the cooling circuit irrelevant. Switching off the water pump is only considered admissible if no relevant error conditions for the cooling circuit are stored in the fault memory. 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 "shut-off logic" for the water pump is then bridged, with the result that the water pump runs along from the engine start, ie that it is not switched off. It makes sense to take into account all the parameters that can have a negative influence on the function of the engine when the water pump is switched off.
- the water pump is switched off only when all the conditions deemed necessary for shutdown are present, i. if the at least one thermal condition parameter, the load condition of the internal combustion engine, the operating condition of the passenger compartment heater, the time parameter and the fault memory "indicate” that switching off the water pump is permissible. If only one of these "test criteria" is not correct, the water pump remains or is switched on for safety reasons.
- FIG. 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 is driven by an internal combustion engine 2 via a friction gear 3. Furthermore, 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 is only considered permissible if the requested for the passenger compartment heating power is less than a predetermined value or if the heater is not turned on, which is schematically indicated here by a non-member 13 , which forms another input of the AND gate 12.
- the vehicle speed, the engine speed and the instantaneous fuel consumption of the internal combustion engine are monitored. If the vehicle speed is less than 80 km per hour, or if the engine speed is less than 4000 rpm or the fuel consumption is less than a predetermined value, an OR gate 14 provides a logical "1" which is another input 15 of the AND Gate 12 is supplied.
- function block 9 is monitored whether at any time a relevant for the cooling system fault condition has been present or exists. Only if no relevant for the cooling system fault condition has been present or present, the function block 9 provides a logic "1" to the AND gate 12. The "no-relevant-error query” is indicated here schematically by a negation element 18.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a cooling system for an internal combustion engine of a vehicle according to the features of
Bei herkömmlichen Fahrzeugen wird die Wasserpumpe mechanisch über einen Keilriemen vom Motor angetrieben. Die Wasserpumpe läuft also während des Motorbetriebs ständig mit. In machen 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.In conventional vehicles, the water pump is mechanically driven by a V-belt from the engine. The water pump thus runs continuously during engine operation. In some operating conditions of the engine, however, it is not necessary or desirable for the water pump to pump coolant through the cooling circuit. In particular, when the engine is cold, could be dispensed with the operation of the water pump.
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.Already known are cooling systems with water pumps, which are "separated" by an internal throttling in the cooling circuit, but which are permanently driven by a belt drive. Electric water pumps are also known. However, electric water pumps are relatively expensive, require a lot of space and fall out in the event of a power failure. In constantly running water pumps is generally considered problematic that unnecessary energy is consumed.
Aus der
Eine Kühlanlage mit einer abschaltbaren Wasserpumpe ist ferner aus der
Aus der
Die
Die
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.The object of the invention is to provide a cooling system for an internal combustion engine with a shut-off water pump, which has an improved with regard to the energy consumption of the internal combustion engine, the life of the engine and reliability shutdown logic.
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.
- at least one thermal condition parameter,
- the load condition of the internal combustion engine,
- an "operating condition" of the passenger compartment heating of the vehicle,
- a "time parameter" and
- an error memory in which relevant for the cooling circuit error states can be stored.
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.During operation of the internal combustion engine, the water pump is only switched off when the at least one thermal condition parameter and the load condition and the operating state of the passenger compartment heating and the time parameters make the deactivation of the water pump permissible and if the fault memory is faultless. For checking whether the thermal state parameter and the load state and the operating state of the passenger compartment heating and the time parameters make it possible to switch off the water pump, a "valuation logic" is specified for each of these "queries", which will be explained in more detail later.
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.The water pump can be electrically driven. Preferably, however, a mechanically driven by the engine water pump is provided. The water pump can be mechanically driven by the internal combustion engine via a friction gear.
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.According to a development of the invention, the friction wheel drive is mechanically biased. By acting on the Reibradantrieb actuator, the water pump can be switched off. For safety reasons, it can be provided that whenever the actuator is "de-energized", the water pump is switched on. For this purpose, a mechanical spring may be provided, which in the event of 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, which ensures the drive of the water pump in case of failure.
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.It has already been mentioned that at least one thermal condition parameter is monitored for switching off the water pump. Alternatively, two or more thermal state parameters may be monitored.
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.According to a development of the invention, it is provided that a thermal state parameter is the engine temperature and that it is regarded as a necessary condition for the permissibility of switching off the water pump that the engine temperature is less than a predetermined value.
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.For example, the instantaneous coolant temperature can be queried at each engine start, which corresponds approximately to the engine temperature. Of course, the engine temperature can also be determined via separate sensors or by maps. If the engine temperature or the coolant temperature at engine start smaller than a predetermined value, so the water pump should be turned off, as 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 longer any potential savings, so that when a predetermined value for the engine or coolant temperature is exceeded, the water pump should remain switched on.
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.As a further thermal condition parameter, the temperature of the intake air from the engine can be monitored. As a further necessary condition for the permissibility of switching off the water pump can be considered that the temperature of the intake air from the engine air is less than a predetermined value. At an intake air temperature or at an ambient air temperature which is greater than a predetermined value, the water pump can be switched on when the engine is started, if there are no more potential savings. If, however, the temperature at engine start is below the specified value, then the water pump should remain switched off.
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.The engine temperature and the intake air temperature can be summarized in the control logic by an AND operation to a "start operation criterion" or - generally speaking - to a "thermal condition criterion". The thermal condition criterion only indicates a switch-off of the water pump when the engine temperature or the coolant temperature and at the same time the intake air temperature are lower than the respective predetermined temperature values. In other words, as a necessary condition for the permissibility of turning off the water pump, it is considered that the engine coolant temperature is smaller than the predetermined value and, in addition, that the intake air temperature is smaller than the predetermined value.
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.For the evaluation of the permissibility of switching off the water pump is monitored as a further necessary condition of the operating condition of the passenger compartment heating. When assessing whether or not the shutdown of the water pump is allowed during the starting phase of the engine, the heating power requested for the passenger compartment is important. For a reliable defrosting of the windscreen or to ensure adequate heating comfort, it may be necessary that the water pump is switched on already in the start phase of the engine. For example, it may be provided that in the starting phase of the engine, the water pump may only be switched off when the requested by the driver for the passenger compartment heating power is less than a predetermined value. The "operating state" of the passenger compartment heating can be monitored, for example, based on the passenger compartment set temperature set by the driver. When Another necessary criterion for the permissibility of switching off the water pump in the starting phase of the engine can therefore be considered that the set target temperature is less than a predetermined value or that the heating power, which depends on the set target temperature and the set air flow, smaller than a is predetermined value.
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.As already mentioned, the load state of the internal combustion engine is monitored for the assessment of the permissibility of switching off the water pump in the starting phase of the internal combustion engine. The load state of the internal combustion engine can be monitored on the basis of a load state parameter or on the basis of a plurality of load state parameters. It can be provided that, as a necessary prerequisite for the permissibility of switching off the water pump in the starting phase of the internal combustion engine, it is considered that at least one load state parameter is smaller than a predetermined value. As the load state representing signals, for example, the vehicle speed and / or the rotational speed of the internal combustion engine and / or the internal combustion engine supplied amount of fuel or the internal combustion engine supplied fuel mass flow can be considered.
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.As a necessary condition for the permissibility of switching off the water pump during the warm-up phase of the internal combustion engine can be provided that the load condition of the engine does not exceed a predetermined load condition. The vehicle speed, the engine speed and the fuel mass flow can be linked to each other, for example, by an OR operation. If the vehicle speed is less than a predetermined value or the engine speed is less than a predetermined value or the fuel mass flow supplied to the engine is less than a predetermined value, it is considered to be a necessary load state criterion for turning off the water pump.
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.As a further necessary criterion for the permissibility of the shutdown of the water pump, a time parameter is monitored. For this purpose, a "time counter" can be provided, which measures the duration of the operation of the internal combustion engine during which the water pump is switched off. As more necessary Prerequisite for the permissibility of switching off the water pump or for the permissibility of the shutdown of the water pump can be considered that the time measured by the timer is less than a predetermined value. It can be provided that the water pump should remain switched off for a predetermined period of time after a cold start of the engine. A necessary condition for switching off the water pump is therefore that the measured time duration is less than a predetermined period of time.
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.To avoid problems with short-haul trips, i. can be provided for repeated starts and stops of the internal combustion engine, it can be provided that 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 was switched on before the last shutdown of the internal combustion engine. Consequently, at each engine start, the "time routine" runs so that the timer counts on various repeat starts, namely until the water pump is switched on and the engine has been running for several seconds at idle speed or a higher speed. In a subsequent restart, the time counter is then reset.
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.Modern vehicles have onboard diagnostic electronics (OBD). In the onboard diagnostic electronics, various fault or fault states of the vehicle or individual vehicle components are stored. Of the monitored in a vehicle "error conditions" individual states are relevant for the cooling circuit, other error conditions are the function of the cooling circuit irrelevant. Switching off the water pump is only considered admissible if no relevant error conditions for the cooling circuit are stored in the fault memory. 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. For safety reasons, the "shut-off logic" for the water pump is then bridged, with the result that the water pump runs along from the engine start, ie that it is not switched off. It makes sense to take into account all the parameters that can have a negative influence on the function of the engine when the water pump is switched off.
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.In summary, it can be stated that the water pump is switched off only when all the conditions deemed necessary for shutdown are present, i. if the at least one thermal condition parameter, the load condition of the internal combustion engine, the operating condition of the passenger compartment heater, the time parameter and the fault memory "indicate" that switching off the water pump is permissible. If only one of these "test criteria" is not correct, the water pump remains or is switched on for safety reasons.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige
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 desVerbrennungsmotors 2 überwacht wird,ein Funktionsblock 8, durch den ein Zeitkriterium überwacht wird und- ein Funktionsblock 9, der im Wesentlichen dem Speicherinhalt eines Fehlerspeichers entspricht.
- a
functional block 5 in which thermal condition parameters are monitored, - a
functional block 5, in which the operating state of the passenger compartment heating is monitored, - a
function block 7, by which the load state of theinternal combustion engine 2 is monitored, - a
function block 8, by which a time criterion is monitored and - a functional block 9, which essentially corresponds to the memory content of a fault memory.
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.In
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.In
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.In the
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.In
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.In function block 9 is monitored whether at any time a relevant for the cooling system fault condition has been present or exists. Only if no relevant for the cooling system fault condition has been present or present, the function block 9 provides a logic "1" to the AND
Claims (13)
- Cooling system for an internal combustion engine (2) of a vehicle having a water pump (1) for pumping coolant through a cooling circuit of the internal combustion engine (2), wherein the water pump (1) can be switched off by a control device (4) during operation of the internal combustion engine (2), wherein during operation of the internal combustion engine- at least one thermal state parameter (5) and- an operating state of the cabin heating system (6) and- the load state (7) of the internal combustion engine (2) and- a time parameter (8) and- an error memory (9), in which error states relevant to the cooling circuit can be stored, are monitoredwherein the water pump (1) is switched off only when- the at least one thermal state parameter (5) and- the operating state (6) of the cabin heating system and- the load state (7) and- the time parameter (8) indicate that shutting off the water pump (1) is admissible and- the error memory is error-free,wherein the admissibility is checked in each case according to an evaluation logic which is preset for the individual criteria.
- Cooling system as claimed in claim 1, wherein the water pump (1) is driven by the internal combustion engine (2) via a friction drive (3).
- Cooling system as claimed in claim 2, wherein the friction drive (3) is mechanically pretensioned and the water pump (1) can be switched off by an actuator acting on the friction drive (3), wherein the water pump (1) is switched on whenever the actuator is non-energised.
- Cooling system as claimed in any one of claims 1 to 3, wherein a thermal state parameter is the engine temperature (TMOT), and the engine temperature (TMOT) being lower than a preset value is regarded as a necessary prerequisite for the admissibility of switching off the water pump (1).
- Cooling system as claimed in any one of claims 1 to 4, wherein a thermal state parameter is the temperature of the air (TA) taken in by the internal combustion engine (2), and that the temperature (TA) of the air taken in by the internal combustion engine (2) being lower than a preset value is regarded as a necessary prerequisite for the admissibility of switching off the water pump (1).
- Cooling system as claimed in any one of claims 1 to 5, wherein the load state of the internal combustion engine (2) is monitored with the aid of at least one load state parameter, and the at least one load state parameter being lower than a preset value is regarded as a necessary prerequisite for the admissibility of switching off the water pump (1).
- Cooling system as claimed in any one of claims 1 to 6, wherein the load state of the internal combustion engine (2) is monitored with the aid of a plurality of load state parameters, and that at least one of the load state parameters being lower than a preset value is regarded as a necessary prerequisite for the admissibility of switching off the water pump (1).
- Cooling system as claimed in claim 6 or 7, wherein a load state parameter is the vehicle speed (v).
- Cooling system as claimed in any one of claims 6 to 8, wherein a load state parameter is the engine speed of the internal combustion engine (n) of the internal combustion engine (2) [sic].
- Cooling system as claimed in any one of claims 6 to 9, wherein a load state parameter is the current fuel consumption of the internal combustion engine (2).
- Cooling system as claimed in any one of claims 1 to 10, wherein the operating state of the cabin heating system is monitored with the aid of the heating output requested for the cabin.
- Cooling system as claimed in any one of claims 1 to 11, wherein a time counter is provided which, during operation of the internal combustion engine (2), measures the time duration during which the water pump (1) is switched off, wherein the time measured by the time counter being less than a preset value is regarded as a necessary prerequisite for the admissibility of switching off the water pump (1).
- Cooling system as claimed in claim 12, wherein in the case where the internal combustion engine (2) is switched off and subsequently restarted, the time counter is reset to a start value and begins to count again only if the water pump (1) had been switched on before the internal combustion engine (2) was switched off.
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