ES2219953T3 - Sistema de regulacion de un circuito de refrigeracion para un vehiculo accionado por motor. - Google Patents

Abstract

Se presenta un sistema de control y regulación para el ciclo de refrigeración de motores de vehículos, dependiendo de la ubicación geográfica del vehículo y de las condiciones futuras. El circuito de refrigeración de un vehículo a motor se controla y se altera de acuerdo con la posición determinada del vehículo y su posición futura, de acuerdo con la carretera por la que está viajando. Por ejemplo, si el vehículo se aproxima por una montaña, desciende la capacidad de refrigeración antes de que se alcance la montaña. La posición actual se determina utilizando un receptor GPS y el sistema navegacional incluye un CD-ROM con carreteras y datos asociados por ejemplo las variaciones de altitud.

Description

Sistema de regulación de un circuito de refrigeración para un vehículo o accionado por motor.

La presente invención se refiere a un sistema de regulación para un circuito de refrigeración de un vehículo automóvil, conforme a las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

Un sistema de regulación del circuito de refrigeración, de esta misma clase y para un vehículo automóvil, es conocido a través de la Patente Japonesa Núm. JP 581 31 306. En la misma está revelado un dispositivo de regulación de temperatura para el líquido refrigerante de un motor de combustión interna. A los efectos de detectar la carga del motor, está previsto un sensor de detección de pendientes. En una pendiente, la temperatura teórica exigida del líquido refrigerante ha de ser mantenida a un reducido nivel. El sensor de subida de pendientes solamente puede determinar, si el vehículo se encuentra actualmente en una pendiente. Este sensor de subida de pendientes, sin embrago, no puede detectar si ha de ser esperada una variación en la altitud. Ello es resultante del modo de funcionamiento de este sensor de subida de pendientes. El sensor de subida de pendientes posee una carcasa y, dentro de la misma posee un rotor, estando el rotor equipado con una pesa. En la carcasa exterior y en el rotor están previstos unos puntos de contacto. Una variación en la altitud es detectada por el hecho de que el rotor se desplaza - en conjunto con la pesa - por una modificación en la altitud y, a continuación, entran en contacto entre si los puntos de contacto, previstos en la carcasa exterior y en el rotor. Por consiguiente, no puede ser detectada, una variación, que ha de ser esperada en la altitud, sino solamente es detectada una variación en la altitud actualmente existente.

Otro sistema de regulación del circuito de refrigeración de un vehículo - el cual está relacionado con lo que se indica en el preámbulo de la reivindicación de patente 1) - también es conocido a través de, por ejemplo, la Patente Internacional PCT Núm. WO 89/04419. Para la refrigeración del motor, está previsto un circuito de refrigeración con distintos componentes de refrigeración, que prevén, por ejemplo, una bomba mecánica y una bomba eléctrica para la circulación del líquido refrigerante. La unidad de mando - que activa la bomba eléctrica del líquido refrigerante así como otras partes componentes como, por ejemplo, la persiana, el ventilador y las válvulas mezcladoras - recibe, adicionalmente a la temperatura del líquido refrigerante, otras informaciones como son, por ejemplo, la temperatura de régimen del motor; la temperatura del vano motor; las temperaturas de algunas partes del motor; la temperatura ambiente; el número de revoluciones del motor; la velocidad de marcha; así como una señal de la presión del líquido refrigerante. Por medio de estas informaciones, es posible efectuar una adaptación del caudal de la bomba eléctrica del líquido refrigerante al rendimiento de refrigeración, que es necesario. A un elevado rendimiento del motor, el rendimiento de la refrigeración es incrementado por un aumento en el caudal de la bomba del líquido refrigerante ó mediante la agregación de un ventilador de refrigeración. En la Patente Núm. 5.247.440 de los Estados Unidos está descrito un sistema de regulación para un vehículo; en este caso, la regulación es llevada a efecto en función de la situación geográfica del vehículo. Está reivindicada aquí sobre todo la regulación de las luces del vehículo. A este efecto, la situación geográfica de un vehículo es determinada a través de un sistema de localización como, por ejemplo, un sistema de tipo GPS (Global Positioning System - Sistema global de posicionamiento). La regulación de las luces del vehículo es realizada, por ejemplo, en base a las normativas legales de la respectiva región, dentro de la cual se encuentra el vehículo en un momento dado.

En una regulación del circuito de refrigeración - la cual está relacionada con el sistema de refrigeración, indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1) - existe el inconveniente de que la regulación es efectuada mediante la determinación de la temperatura de aquella parte del motor, la cual ha de ser refrigerada, ó a través de la determinación de la temperatura del líquido refrigerante con unas sondas de temperatura ó bien es efectuada por medio de la determinación de la presión del líquido refrigerante mediante una sonda manométrica. Tan sólo al presentarse un incremento de la temperatura, son iniciadas unas medidas para aumentar el rendimiento de la refrigeración a través de, por ejemplo, un aumento en el caudal del líquido refrigerante ó por la conexión adicional de un ventilador de refrigeración. Al encontrarse el motor bajo una elevada carga - como, por ejemplo, al subir el vehículo por una pendiente - resulta que la potencia de refrigeración, que es necesaria para un enfriamiento y la que es conseguida por ser activados los componentes individuales del sistema de refrigeración, puede representar entonces una muy elevada carga para la red de a bordo y puede aumentar asimismo el consumo en combustible.

Por este motivo, la presente invención tiene el objeto de perfeccionar un sistema de regulación del circuito de refrigeración de la clase indicada en el preámbulo de la reivindicación de patente 1), y esto de tal manera que pueda ser conseguida una mejora en la refrigeración, con una bien definida coordinación entre la potencia de los componentes de refrigeración y los consumidores secundarios.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características indicadas en la reivindicación de patente 1). Otras convenientes formas de realización del objeto de la presente invención y unas ampliaciones de las mismas, se distinguen por las características de las reivindicaciones secundarias.

Una ventaja importante de estas formas de realización consiste en el hecho de que las inminentes variaciones en la carga del motor y, por lo tanto, también en la carga del circuito de refrigeración - puedan ser detectadas a tiempo y de que pueda ser iniciada, a su debido tiempo, la necesaria regulación de los individuales componentes de la refrigeración y de los otros consumidores secundarios, y esto antes de que se haya producido, efectivamente, la variación en la carga. De este modo, el funcionamiento de los individuales componentes de la refrigeración puede tener lugar de una manera más eficiente, como asimismo puede ser impedido - en la máxima medida posible - un funcionamiento de los individuales componentes a la carga máxima, por lo cual queda aumentada la duración de vida útil de los mismos y es reducido el consumo en combustible. Por una detección a tiempo de una variación en la carga del sistema de refrigeración, los componentes de la refrigeración pueden ser activados en función de las necesidades, de tal manera que la red de abordo no tiene porque estar sobrecargado. Esto conduce, además, a una reducción en el consumo de combustible. Teniendo en cuenta, que la regulación de las funciones de refrigeración es iniciada a tiempo - y no solamente después de haberse presentado una variación en la carga - no se puede producir ningún aumento demasiado brusco en la temperatura del motor. De este modo, resulta que el motor queda protegido y es aumentada su duración de vida útil.

A continuación, la presente invención está explicada con más detalles por medio de un ejemplo de realización, que está representado en los planos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 muestra un esquema de bloques para la regulación de un circuito de refrigeración; mientras que

La Figura 2 indica la vista esquematizada del perfil de un trayecto.

Los elementos esenciales, que son necesarios para llevar a efecto la regulación 4, están representados en la Figura 1. Un sistema de navegación 11 recibe - a través de una unidad de entrada 13 - el lugar de destino deseado por el conductor, y el mismo determina, por medio de un sistema de localización 12, los actuales datos de ubicación y los futuros datos de ubicación del vehículo. El sistema de navegación 11 transmite estos datos hacia un aparato de mando 10, que - de una manera análoga a un programa de control regula los individuales componentes de refrigeración 14 y los otros consumidores secundarios 15 como, por ejemplo, un freno adicional con retardo. El vehículo 8 recibe - tal como esto está reflejado en la Figura 2 y por medio de unos satélites 9 las informaciones acerca de su situación actual así como sobre las inminentes variaciones en la carga para el sistema de refrigeración como pueden ser, por ejemplo, una próxima pendiente, pero también una próxima cuesta abajo. En este caso, para la detección de unos datos tridimensionales sobre la ubicación está previsto un sistema de navegación especial 11, que tiene la capacidad de determinar - aparte de los datos sobre la latitud y la longitud también los datos correspondientes a la altitud. Para la recepción y para el procesamiento de los datos procedentes de los satélites está prevista como sistema de localización 12, por ejemplo, una unidad especial de un sistema de posicionamiento de tipo GPS, la cual posee la capacidad de trabajar preferentemente al modo de funcionamiento de una medición tridimensional. El receptor del sistema de tipo GPS (General Positioning System) recibe las ondas radioeléctricas procedentes de los satélites 9 a través de una antena GPS, y el mismo genera unos datos GPS, incluidos los datos sobre la latitud, longitud y altitud. El sistema de navegación 12 posee un CD-ROM, que tiene memorizado los datos de regulación conjuntamente con unos datos sobre la altitud, correspondientes a los datos de latitud y longitud, como asimismo tiene este sistema un controlador de CD-ROM, que está previsto para la lectura y la emisión de los datos de la regulación y de la altitud. El sistema de navegación 11 posee, además, un aparato de mando 10, que tiene por misión efectuar una adaptación entre los datos de ubicación y los datos de regulación, que del CD-ROM son extraídos mediante el controlador de CD-ROM y los cuales están basados en los datos GPS del receptor de GPS. Como alternativa, también puede ser empleado un receptor de GPS, que solamente puede trabajar en un modo de medición bidimensional. El aparato de mando 10 produce, en este caso, unos datos de regulación, que están basados en los datos de latitud y de longitud del receptor de GPS así como en los datos de altitud del CD-ROM. En lugar de una unidad de tipo GPS también puede pensarse en emplear otros sistemas de localización 12 como, por ejemplo, en una navegación de acoplamiento. Antes de iniciar el viaje, el conductor indica a través de la unidad de entrada 13 del sistema de navegación 11 - el deseado punto de destino. El sistema de navegación 11 determina las posibles rutas en función de unos parámetros previamente establecidos - como, por ejemplo, el consumo de combustible en este trayecto; la duración del viaje y otros parámetros más - el sistema de navegación 11 le indica al conductor algunas rutas para su elección. Antes de iniciarse el viaje, el conductor elige una de las rutas previstas por el sistema de navegación 11, y el mismo comunica esta ruta a través de la unidad de entrada 13 - al sistema de navegación 11. Si por un vehículo es realizada con frecuencia una misma ruta, esta ruta también puede quedar memorizada en el sistema de navegación 11 para luego ser recuperada.

La Figura 2 muestra la vista esquematizada del perfil de un trayecto; en este caso, por la parte superior de la representación gráfica está indicada la posición de altitud de una carretera, mientras que por la parte inferior de este dibujo está indicada la temperatura del líquido refrigerante KWT del vehículo automóvil 8 a lo largo de todo el trayecto. Por medio de esta vista esquematizada, se quisiera explicar con más detalles la posible regulación del circuito de refrigeración de un vehículo. Con una ruta - que con anterioridad es elegida por el conductor - el vehículo 8 transita, en primer lugar, por una carretera llana 1. El sistema de refrigeración del vehículo se encuentra en el funcionamiento de una carga parcial. La bomba del líquido refrigerante trabaja - a los efectos de refrigerar el motor del vehículo - con un caudal parcial, de tal manera que la temperatura del líquido refrigerante KWT no pueda sobrepasar la temperatura de 90 grados C. El ventilador de refrigeración está desconectado, teniendo en cuenta que el mismo es conectado, según este ejemplo de realización, solamente a partir de una temperatura fija y previamente determinada de 93 grados C. para el líquido refrigerante.

El cambio de la regulación del circuito de refrigeración desde la carga parcial a un funcionamiento de plena carga corresponde, en este caso, al cambio del vehículo desde la carretera llana 1 a una pendiente 2. El aparato de mando recibe del sistema de navegación la información sobre la proximidad de la cuesta arriba 2.

Antes de que tenga lugar una variación en la carga, el aparato de mando activa la fase de regulación T_{1}. En esta fase de regulación es incrementado el rendimiento de la refrigeración. La bomba del líquido refrigerante trabaja con un caudal aumentado, de tal modo que la temperatura del líquido refrigerante KWT pueda bajar a 85 grados C. Al transitar el vehículo por la pendiente 2, se incrementa el rendimiento del motor y el calor, que de esta manera es generado por el motor, es evacuado a través del líquido refrigerante. En este caso, la temperatura del líquido refrigerante KWT es aumentada a 95 grados C. Al ser sobrepasada la temperatura del líquido refrigerante KWT de 93 grados C., es conectado el ventilador de refrigeración como una medida auxiliar. Por medio de la unidad de GPS es detectado el final de la cuesta arriba, antes de ser alcanzado el mismo, y el cambio al funcionamiento de la carga parcial - al volverse a transitar por la carretera llana 3 - trae consigo la desconexión del ventilador, tan pronto que la temperatura del líquido refrigerante KWT se quede por debajo de los 93 grados C. En la fase de regulación T_{2}, la bomba del líquido refrigerante es regulada - en función de la deseada regulación a carga parcial en retorno a un caudal parcial. La detección temprana de una cuesta abajo en la ruta conduce a la apertura completa del regulador del líquido refrigerante, correspondiente a la fase de regulación T_{3}. La bomba del líquido refrigerante trabaja a una mayor potencia, mientras que la temperatura del líquido refrigerante se reduce a 88 grados C. Al pasar el vehículo por la cuesta abajo dentro de la fase de regulación T_{4}, para mantener constante la velocidad está activado adicionalmente el freno adicional con retardador. El aparato de mando controla también este freno adicional con retardador, al igual que todos los demás grupos funcionales, que estén previstos para la refrigeración. En función de la carga para la red de a bordo, este aparato de mando regula los individuales grupos funcionales.

Durante el cambio desde el funcionamiento del freno en el trabajo de carga parcial y después de la detección temprana de la carretera llana 5, el freno adicional con retardador es desconectado parcialmente en la fase de regulación T_{5}. Dentro de la fase de regulación T_{6}, es iniciado el funcionamiento de carga parcial y queda desconectado el ventilador de refrigeración. La bomba del líquido refrigerante es regulada en retorno al rendimiento del caudal parcial. Sobre la carreta llana 5, el circuito de refrigeración es regulado para una carga parcial.

Durante la transición de la carga parcial en el funcionamiento del freno y al transitar el vehículo por una cuesta abajo menos pronunciada, después de la detección temprana de este declive más llano 6 comienza la fase de regulación T_{7}. El regulador del rendimiento de la refrigeración es abierto más, y la bomba del líquido refrigerante trabaja con un mayor caudal.

Al transitar el vehículo por la cuesta abajo menos pronunciada 6, dentro de la fase de regulación T_{8} son activados el freno del motor y una estabilización de la velocidad ó bien, como alternativa, es conectado un ventilador para la potencia de frenado. El tránsito por esta cuesta abajo más llana tiene lugar - hasta la fase de regulación T_{9} - a una velocidad constante.

Al transitar el vehículo por la carretera llana 7, se produce la fase de regulación T_{10} del sistema de refrigeración. El ventilador de refrigeración es desconectado, y la bomba del líquido refrigerante trabaja con un caudal de carga parcial.

Al abandonar el conductor la ruta, que el mismo ha elegido al inicio del viaje, este hecho conduce a un aviso de error, que le obliga al conductor a elegir de nuevo una ruta. Para la ruta elegida de nuevo son determinados los futuros datos de ubicación y en función de los mismos es efectuada la regulación de los individuales componentes del sistema de refrigeración.

Claims (11)

1. Sistema de regulación de un circuito de refrigeración para un vehículo - accionado por motor - en función de una variación en la carga del motor; sistema éste que está caracterizado porque quedan determinados tanto los datos de la ubicación actual del vehículo (8) como los datos de la ubicación futura en el trayecto a realizar y, al existir una variación en la altitud entre los datos de la ubicación actual y los datos de la ubicación futura, el circuito de refrigeración del vehículo (8) es regulado a tiempo así como en función de la variación, que ha de ser esperada en la carga para el motor.

2. Sistema de regulación de un circuito de refrigeración conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque los datos de la ubicación comprenden unas indicaciones acerca de la latitud, de la longitud y de la altitud.

3. Sistema de regulación de un circuito de refrigeración conforme a las reivindicaciones 1) y 2) y caracterizado porque, en el caso de un futuro incremento en el rendimiento del motor, es aumentado el rendimiento de la refrigeración.

4. Sistema de regulación de un circuito de refrigeración conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque al producirse una variación positiva en la altitud entre los datos de la ubicación actual y los datos de la ubicación futura y correspondiente a una cuesta arriba (2) y/ó al producirse una variación negativa en la altitud entre los datos de la ubicación actual y los datos de la ubicación futura y correspondiente a una cuesta abajo (4), es incrementado el caudal de una bomba del líquido refrigerante del circuito de refrigeración.

5. Sistema de regulación conforme a la reivindicación 4) y caracterizado porque al transitar el vehículo por una carretera llana (1) y al ser cambiado a otra carretera llana (5), la bomba del líquido refrigerante trabaja con un caudal de carga parcial.

6. Sistema de regulación conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 5) y caracterizado porque el vehículo (8) comprende un sistema de localización (12) y un sistema de navegación (11), con un CD-ROM para la determinación de los datos de la ubicación actual y los datos de la ubicación futura del vehículo así como para la transmisión de estos datos a un aparato de mando (10).

7. Sistema de regulación conforme a la reivindicación 6) y caracterizado porque el aparato de mando (10) regula el circuito de refrigeración mediante el control de los componentes (14) del sistema de refrigeración.

8. Sistema de regulación conforme a la reivindicación 7) y caracterizado porque como componente (14) del sistema de refrigeración están previstos por lo menos una bomba regulable para el transporte del líquido refrigerante así como un ventilador de refrigeración de tipo regulable.

9. Sistema de regulación conforme a la reivindicación 8) y caracterizado porque el ventilador de refrigeración es conectado a partir de una temperatura (KWT) previamente determinada para el líquido refrigerante.

10. Sistema de regulación conforme a una de las reivindicaciones 6) hasta 9) y caracterizado porque el aparato de control (10) regula asimismo unos consumidores secundarios (15).

11. Sistema de regulación conforme a una de las reivindicaciones 6) hasta 10) y caracterizado porque, al transitar el vehículo por una cuesta abajo (4), el aparato de control (10) conecta un freno adicional con retardo.