JP2004060652A - 自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法ならびに冷却及び加熱循環路 - Google Patents

自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法ならびに冷却及び加熱循環路 Download PDF

Info

Publication number
JP2004060652A
JP2004060652A JP2003201314A JP2003201314A JP2004060652A JP 2004060652 A JP2004060652 A JP 2004060652A JP 2003201314 A JP2003201314 A JP 2003201314A JP 2003201314 A JP2003201314 A JP 2003201314A JP 2004060652 A JP2004060652 A JP 2004060652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
cooling
heating circuit
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003201314A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Ahner
ペーター アーナー
Manfred Ackermann
マンフレート アッカーマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2004060652A publication Critical patent/JP2004060652A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/03Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12Pump-driving arrangements
    • F01P2005/125Driving auxiliary pumps electrically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2023/00Signal processing; Details thereof
    • F01P2023/08Microprocessor; Microcomputer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/12Cabin temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/13Ambient temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/32Engine outcoming fluid temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/33Cylinder head temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/40Oil temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/62Load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/64Number of revolutions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/60Operating parameters
    • F01P2025/66Vehicle speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2037/00Controlling
    • F01P2037/02Controlling starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04Lubricant cooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08Cabin heater

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

【課題】とりわけ内燃機関の外部動作条件が不利である場合、例えば寒い季節及び/又は低い気圧の場合に有利な、自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法及びこの方法を実施するための冷却及び加熱循環路を提供することである。
【解決手段】上記課題は、ポンプの吐出方向は内燃機関の第1の動作フェーズでは内燃機関の低い温度において及び接続された第1の冷却液路において反転されこのポンプが冷却液を内燃機関の下部領域に吐出すること、内燃機関の第1の動作フェーズでは内燃機関の低い温度において熱サイホン作用による冷却液吐出が閉じたバルブを用いて回避されること、冷たい外部温度において内燃機関の第1の動作フェーズでは低い温度で熱サイホン作用による冷却液吐出が閉じたバルブを用いて低減され加熱循環路へのバルブが開かれることによって解決される。
【選択図】   図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法であって、この自動車は内燃機関によって駆動され、第1の冷却液路はバイパス線路を介して経過し、第2の冷却液路は内燃機関のメインクーラーを介して経過し、第3の冷却液路は暖房熱交換器を介して経過し、電子制御ユニットがバルブもポンプも動作及び環境パラメータならびに目標プリセット値に依存して制御することによって、冷却液流は、電気的に操作されるバルブによって分配され、少なくとも1つの電気的に駆動されるポンプによって決定される、自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法ならびにこの方法を実施するための冷却及び加熱循環路に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関を有する自動車のための公知の冷却装置は、内燃機関及び付加装置、例えばターボチャージャー、トランスミッション、発電機などで発生する熱を熱管理の意味で必要に則って分配し場合によっては排出するために、通常は複数の冷却液路を有する冷却及び加熱循環路を含む。電子制御ユニットでは、例えば媒質の温度及び/又は圧力状態、内燃機関、構成部材及び装置の回転数、負荷及び温度、そして周囲空気及び客室の温度のような動作及び環境パラメータが入力信号として検出され、出力信号に処理され、大抵電気的に動作される吐出及び調整装置の制御のために使用される。
【0003】
このような冷却装置はEP0499071A1から公知である。この冷却装置は内燃機関の冷却のための第1の冷却液循環路を含む。さらに、機械オイル及び過給気が付加的なオイルクーラー及び過給気クーラーによって空気を用いて冷却される。少なくとも1つのマイクロプロセッサを有する制御ユニットは、多数の測定された状態パラメータに依存して冷却システムにより検出される各々の個別の装置又は構成部材の冷却能力需要乃至は熱需要をもとめ、冷却液流を個々に、しかしシステム全体を考慮して調整する。物質及び熱の流れを制御するために電気的に制御可能なポンプ及びバルブが設けられている。さらに冷却装置には例えば客室の暖房又はウィンドウウォッシャーの洗浄水の加熱のために付加的な調整可能な加熱装置が接続されており、この結果、必要な場合には余剰熱エネルギが加熱のために利用される。
【0004】
DE3738412A1からは内燃機関の温度を調整するための装置及び方法が公知である。冷却液は冷却循環路を循環し、この冷却循環路は複数の冷却液路から成る。第1の冷却液路はバイパス線路を介して経過し、第2の冷却液路は内燃機関のメインクーラーを介して経過し、第3の冷却液路は暖房熱交換器を介して経過し、この暖房熱交換器は客室の温度調節に使用される。冷却液分配は冷却液路の分岐路の電気的に操作されるバルブが引き受ける。さらに、冷却循環路には冷却すべき内燃機関により駆動される機械的なポンプ及び直列に接続された電気的に駆動されるポンプが配置されている。冷却液の輸送の際には機械的なポンプが基本負荷を引き受け、他方で電気ポンプの有効吐出率が制御可能である。
【0005】
コールドスタートの際には冷却液はクーラーを迂回しバイパス線路を介してすぐに内燃機関に流れ戻り、これは下部領域、すなわちシリンダブロックの領域に供給される。この小さい循環路はあまり冷却能力を生じず、この結果、内燃機関は迅速にその動作温度に到達し、燃費が有利には低減される。冷却液温度の上昇の際にはバルブがメインクーラーを有する第2の冷却液路を開き、このメインクーラーが必要に応じてよろい戸式通気窓及び送風機と共働して冷却液から余剰熱を取り去る。第3の冷却液路には暖房熱交換器が配置されており、必要な場合にはこの暖房熱交換器を介して冷却液流の一部が客室を暖房するために導かれる。
【0006】
暖房熱交換器の冷却能力が十分であるならば、メインクーラーを有する冷却液路は完全に阻止される。余剰熱はこの動作状態では専ら客室に導かれる。このことはとりわけ外部温度が低い場合に有意義である。内燃機関のウォームアップフェーズの間には通常は燃焼で生じる熱が迅速に内燃機関の動作温度に到達するために使用され、この結果、燃費が低下し、有害物質放出が低減される。この場合、暖房熱交換器を介する冷却液流は大幅に低減されるか又はそれ以上に阻止されており、この結果、この時には快適性を犠牲にして客室の暖房のためにはごく僅かなエネルギしか使われないか又はまったくエネルギが使われない。
【0007】
【特許文献1】
EP0499071A1
【特許文献2】
DE3738412A1
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、とりわけ内燃機関の外部動作条件が不利である場合、例えば寒い季節及び/又は低い気圧の場合に有利な、自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法及びこの方法を実施するための冷却及び加熱循環路を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法において、第1に、電気的に駆動されるポンプの吐出方向は内燃機関の第1の動作フェーズではこの内燃機関の低い温度において及び接続された第1の冷却液路において反転され、このポンプは冷却液をこの内燃機関の下部領域に吐出することによって解決され、
第2に、内燃機関の第1の動作フェーズではこの内燃機関の低い温度において熱サイホン作用による冷却液吐出は閉じたバルブ及び閉じたバルブを用いて回避されることによって解決され、
第3に、冷たい外部温度において内燃機関の第1の動作フェーズでは低い温度で熱サイホン作用による冷却液吐出は閉じたバルブを用いて低減され、加熱循環路へのバルブが開かれることによって解決され、
上記課題は、さらに、上記の自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法を実施するための冷却及び加熱循環路によって解決される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明によれば温暖な周囲温度及び高い周囲温度において電気的に駆動されるポンプの吐出方向が、内燃機関の第1の動作フェーズに及び内燃機関の低い温度において及び接続された第1の冷却液路において反転され、この結果、ポンプは冷却液を内燃機関の下部領域に吐出する。この反転によって比較的冷たい冷却液体積流が内燃機関をまず最初にシリンダヘッドの領域において通過し、そこで燃料空気混合気が周期的に点火され燃焼される比較的熱い燃焼室に達する。高い温度及び大きな温度差によって冷却液は比較的大きな熱を受け取り、これを直ぐにシリンダブロックを貫流する際に再び放出し、この結果、内燃機関はその下部領域において迅速に暖められる。この領域はさもなければただ膨張の際に冷却される燃焼ガスによってのみ暖められ、それゆえ比較的冷たい。
【0011】
内燃機関の暖機運転フェーズでは、そこに燃料が濃縮されて蓄積し、ピストン運動及びガスフローによって輸送され、燃焼されずに排気ガスを介して周囲環境に達する。ポンプ回転方向の反転によって熱は最短距離で比較的熱いシリンダヘッドから比較的冷たいエンジンブロックに到達し、これはシリンダ内壁の均一な加熱をもたらし、凝縮物形成を低減する。ラフエミッションのこの低減は冷たい機械オイルによる比較的高い燃費に対して優位を持つ。なぜなら、まだ冷たい触媒は有害物質を変換できないからである。
【0012】
フロー方向の反転はポンプ駆動のための電気モータの回転方向反転によって又はバルブシステムによって行われる。
【0013】
更に別の有利な実施形態では、内燃機関の第1の動作フェーズにおいてポンプが停止され、熱サイホン作用を介する熱輸送がバイパス及び/又は加熱循環路へのバルブの閉鎖によって回避又は低減される。
【0014】
回転方向反転可能なポンプは、バイパス及びメインクーラーへの出力側において閉鎖位置を有するバルブよりも効果的に機能し、フロー方向の反転のためにはバルブシステムよりもコスト的に有利である。
【0015】
更に別の実施形態では低い外部温度において室内暖房は内燃機関の加熱よりも優先される。
【0016】
シリンダブロックの領域には熱交換器が配置されており、この熱交換器を介して第2のフェーズでは熱エネルギが冷却液から内燃機関の機械オイルに伝達され、この結果この機械オイルの粘性が改善され、内燃機関の可動部分は良好に滑らかに動き、僅かな摩擦しか発生しない。第1の動作フェーズでは、低い温度の場合にはもちろんこの熱交換器は前置接続されたバルブによって遮断され、冷却液は専ら又は大部分第1の冷却液路、バイパス線路を介してシリンダヘッドへと流れ戻る。付随的に発生する高い摩擦は有利にはエンジンブロックの比較的迅速な加熱に寄与する。しかし、熱発生量が増大すると、このオイルクーラーもともに使用される。この動作領域において冷却液の外部への熱放出を低減するために、更に別の実施形態では、バイパス線路が内燃機関のハウジング内を経過し、熱絶縁されており及び/又は僅少な長さを有する。
【0017】
バイパス線路を介する冷却液流を、この線路の分岐路に配置されておりかつ第1の動作フェーズにおいてメインクーラーを介する第2の冷却液路を完全に閉鎖するバルブが調整する。このバルブ及びオイルクーラーの前のバルブの位置ならびにポンプの吐出方向及び回転数は、電子制御ユニットによって調整され、この電子制御ユニットはまず第一に内燃機関における温度を評価する。第1の温度センサは冷却液の温度を、それも冷却液のノーマルなフロー方向から見てシリンダヘッドの出力側で検出する。第2の温度センサはこの入口で温度を測定する。機械オイルの温度は第3の温度センサによって測定される。次いで、相応の信号がポンプに送信されることによって、測定データに従って制御ユニットにおいてバルブ位置の他に本発明ではバイパス線路を通過する冷却液のフロー方向も決定される。従って、シリンダブロック及び機械オイルに関する熱の流れの制御は、冷たいシリンダブロックにおける凝縮物形成の最小化と機械オイルの加熱による摩擦の最小化との間の受容可能な妥協を可能にする。
【0018】
温度の検出は比較的緩慢なので、制御ユニットは温度経過の推論を可能にする他のパラメータ、例えば内燃機関の回転数及び負荷も評価する。これらの通常のパラメータの他に、第1の動作フェーズと他の動作フェーズとの間の切り替えのために季節及び/又は内燃機関の動作位置が検出される。季節はとりわけ動作位置との関連において予期すべき周囲温度に関する良好な根拠を与える。さらに、動作位置は海抜の高さ、すなわち内燃機関の動作にとって重要な周囲圧力の情報を与える。
【0019】
季節は簡単にオンボード時計及び/又はオンボードコンピュータによって検出され、他方で動作位置は有利にはナビゲーション機器によって検出される。
【0020】
本発明の他の利点は図面及び以下の実施例の説明から得られる。
【0021】
【実施例】
図1は車両のための本発明の冷却及び加熱循環路の実施例を示す。シリンダヘッド52及びシリンダブロック54を有する内燃機関12は冷却及び加熱循環路10に接続されており、この冷却及び加熱循環路10ではポンプ14がノーマルな動作において冷却液を黒い矢印の方向に吐出する。このポンプ14は調整可能な電気モータによって駆動され、冷却液を内燃機関12から第1の冷却液路28、バイパス線路を介して直接内燃機関12に戻るように吐出する。第1の冷却液路28は、内燃機関12をコールドスタートの後で迅速にその動作温度にまでもたらすために利用される。熱損失を回避するために、有利にはバイパス線路28は内燃機関12のハウジング内を経過し、熱絶縁されており及び/又は僅少な長さを有する。
【0022】
バイパス線路28に対してパラレルにメインクーラー16に向かう第2の冷却液路30が設けられており、このメインクーラー16はファン18と共働し、冷却液から余剰熱を取り去る。第2の冷却液路30の分岐路に配置されている制御バルブ34は冷却液流をクーラー16及び/又はバイパス線路28に分配する。制御バルブ34は3ウェイバルブとして又は2つの2ウェイバルブの形式で構成され得る。バルブの種類としては、電気的に加熱可能なサーモスタットバルブ又は電気的に動作されるプロポーショナルバルブが考慮の対象となる。
【0023】
第3の冷却液路32を介して冷却液は内燃機関12から暖房熱交換器20に流れ、さらにそこから内燃機関12に戻る。この暖房熱交換器20は、ここには図示されていない自動車の客室に対して熱を供給するのに使用される。暖房熱交換器20を貫流する冷却液流を限定的に低減するために、冷却液路32には制御バルブ36が設けられている。
【0024】
内燃機関12の冷却及び加熱循環路10の体積流は制御ユニット22によって調整される。このために制御ユニット22はデータを直接的な信号線路又はデータバス、例えばCAN(ontrol rea etwork)又はLAN(ocal rea etwork)を介して受信し、これらのデータを冷却及び加熱循環路10の調整装置のための出力信号へと処理する。入力信号40として制御ユニット22には例えば内燃機関12の回転数、負荷及び温度、車両の速度ならびに周囲空気及び客室の温度などのような動作及び環境パラメータが供給される。また、冷却液の温度も入力信号42として制御ユニット22に伝送され、この冷却液の温度は冷却及び加熱循環路10の複数の位置で検出される。よって、温度センサ64は暖房熱交換器20の領域における第3の冷却液路32の冷却液の温度を測定し、この結果、客室への熱寄与率が決定される。
【0025】
温度センサ26は内燃機関12の出力側において温度を測定し、更に別の温度センサ56はシリンダヘッド52への冷却液の入口において温度を測定する。寒い天気の場合に第1の動作フェーズにおいて、内燃機関12がその動作温度に達するまでに長い時間がかかる場合には、燃料の燃焼の際に生じる余剰熱は機能的に重要な構成部材の加熱のために及び場合によっては快適性の向上のために使用されるべきである。従って、冷却及び加熱循環路10は有利にはバイパス線路を介する第1の短い冷却液路28によって動作される。
【0026】
比較的熱いシリンダヘッド52から比較的冷たいシリンダブロック54への熱の流れを短縮することによって内燃機関12を迅速に暖めるために、例えばポンプ14の回転方向が制御ユニット22によって反転されるか又は冷却液フローが制御可能なバルブによってポンプ14において相応に迂回させられることによって、ポンプ14の吐出方向が反転される。ポンプ14は、フロー方向66、黒い矢印ではなく、フロー方向68、白い矢印に今や冷却液をバイパス線路28を介してシリンダヘッド52へと吐出する。冷却液はシリンダヘッド52において燃料の燃焼の際に生じる放出熱を受け取り、これを内燃機関12を貫流する際に短い経路でシリンダブロック54の領域に輸送する。この場合、冷却液フローは熱サイホン作用に抵抗し、この結果、熱は内燃機関において均一に分配される。
【0027】
制御ユニット22に格納された目標プリセット値に到達すると、この制御ユニット22はポンプ14の吐出方向を再び切り替え、この結果、冷却液は第2の動作フェーズにおいてノーマルなフロー方向66に吐出される。この場合、出力信号46及び48が制御バルブ34、36の位置を制御し、出力信号44がポンプ14の回転数及び吐出方向乃至は回転方向を制御することによって、冷却液の測定された温度値に相応して異なる冷却液路28、30、32がイネーブルされる。出力信号50はファン18の出力を決定する。このファン18は例えば冷却液の温度が非常に高い場合にメインクーラー16を介する熱排出を改善する。
【0028】
この場合、+5℃よりも低い領域の外部温度tは「冷たい」とみなされる。ほぼ+5℃から+25℃までの外部温度tは「温暖な」温度領域に属し、+25℃より上の温度tは「熱い」温度領域を定義する。熱フローの切り替え条件のためのこれらの閾値はおおよその基準値と見なされ、例えばエンジンの燃焼室に依存する。
【0029】
可動部分の摩擦を低減しこれによって同様に内燃機関12の効率を改善するために、機械オイルが加熱される。このために熱交換器60が使用され、この熱交換器60はシリンダブロック54の領域に配置され、加熱及び冷却液循環路10に接続されている。冷却液が所定の閾値に達して第1の動作フェーズにおいて制御バルブ62によって遮断されている場合に、この熱交換器60は初めてスイッチオンされる。機械オイルの温度は温度センサ58によって検出され、入力信号42として制御ユニット22に伝達される。
【0030】
本発明の方法は、とりわけ内燃機関12の外部動作条件が不利である場合、例えば寒い季節及び/又は低い気圧の場合に有利である。従って、制御ユニット22は季節及び内燃機関12の動作位置についての情報も処理する。季節は容易にオンボード時計70及び/又はオンボードコンピュータ72によって検出され、他方でナビゲーション機器74は入力信号38の形式で動作位置についての情報を提供する。快適さの要求と内燃機関12の最適な動作の要求とのバランスをとるために、制御ユニット22は同様に入力信号38として乗客の温度要求を示す操作装置24の信号を処理する。
【0031】
図2は冷却液吐出ポンプ及びバルブの位置に対する閾値t*と外部温度tとの可能な関数的関係を示す。既述のように、有利には内燃機関のコールドスタートの際にはオイルクーラー60及び車両暖房のためのバルブ34、36、62が閉鎖されており、冷却液フローはシリンダヘッド52からエンジンブロック54へと「逆方向に」経過する。
【0032】
内燃機関の暖機運転では「逆方向」から「順方向」へのフロー方向の切り替えならびにオイル冷却のスイッチオン乃至はまた加熱バルブ36の開放のための閾値t*は、例えば外部温度t又は客室の湿度に依存して生じる。
【0033】
よって、例えば典型的には+5℃までの領域にあるはずの冷たい外部温度において「逆方向」から「順方向」へのフロー方向の切り替えならびに加熱バルブ36の同時的な開放が冷却液温度tにおいて行われ、この冷却液温度tは次のように特徴付けられる:
>t*=(t+10℃)       (A)
この場合tは冷却液温度を示し、t*は吐出ポンプ乃至は冷却液路を調整するバルブの切り替えのための閾値を示し、tは車両の外部温度を示す。
【0034】
代替的に、バルブ乃至はポンプの制御のために次のような簡略化された関係:
>t*=20℃           (B)
も使用できる。
【0035】
温暖な温度と見なされるほぼ+5℃からほぼ+25℃までの領域の外部温度tに対しては、外部温度tに依存する閾値t*の例えば図2に図示されている連続的な上昇が利用される。例えばステップ状の関数曲線のような代替的な特性曲線も同様に制御機器に格納され得る。
【0036】
例えば+25℃より高い領域の熱い外部温度に対しては、「逆方向」から「順方向」への冷却液のフロー方向の切り替えは、例えば、
>t*=70℃           (C)
という冷却液温度tに対する閾値条件において行われる。しかし、暖房バルブ36はこの外部温度においてはもはや開かれない。
【0037】
切り替え条件に対するここに示された閾値t*はおおよその基準値であり、これらの基準値は例えば燃焼室のサイズにも依存しうる。ほぼ60℃からは、冷却液温度tは、燃焼室の内部の内壁温度が火花点火機関用燃料の蒸発温度を超えることを前提とすることができる。この温度限界からは、「オイル加熱」による摩擦減少が、すなわち第4の冷却液路33を介するオイル熱交換器60の利用が、燃焼室の凝縮物回避よりも重要になる。
【0038】
客室の高い湿度のために例えば相応の湿度センサを介して検出される得る窓の曇りが発生する場合には、「逆方向」から「順方向」への吐出方向の切り替えが即座にかつ外部温度には無関係に行われる。加熱バルブの位置はこの場合即座に環境パラメータ、とりわけ外部温度に適合される。よって、例えば窓の曇りを低減するために、室内の相応の冷却によってこの客室が乾燥するようにこの加熱バルブは調整される。相応に、外部温度に依存して加熱バルブ36によって暖房を活性化し、この結果、系を相応の所望温度に調整することができる。
【0039】
本発明の方法ならびに本発明の冷却及び加熱循環路は図に表示された実施例に限定されない。
【0040】
とりわけ表示された閾値条件は単に典型的なオーダをあらわし、本発明の基本思想の一般性を制限するような厳密な数値をあらわしてはいない。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両の冷却及び加熱循環路の概略的なブロック図を示す。
【図2】外部温度tの関数としての切り替え閾値t*の関数的依存性を示す線図である。
【符号の説明】
10 冷却及び加熱循環路
12 内燃機関
14 ポンプ
16 メインクーラー
18 ファン
20 暖房熱交換器
22 制御ユニット
24 操作装置
26 温度センサ
28 第1の冷却液路
30 第2の冷却液路
32 第3の冷却液路
33 第4の冷却液路
34 制御バルブ
38 入力信号
40 入力信号
42 入力信号
44 出力信号
46 出力信号
48 出力信号
50 出力信号
52 シリンダヘッド
54 シリンダブロック
56 温度センサ
58 温度センサ
60 熱交換器
62 制御バルブ
64 温度センサ
66 ノーマルなフロー方向
68 逆方向のフロー方向
70 オンボード時計
72 オンボードコンピュータ
74 ナビゲーション機器
  外部温度
*  切り替え閾値
  冷却液温度

Claims (12)

  1. 自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法であって、
    前記自動車は内燃機関(12)によって駆動され、第1の冷却液路(28)はバイパス線路を介して経過し、第2の冷却液路(30)は前記内燃機関(12)のメインクーラー(16)を介して経過し、第3の冷却液路(32)は暖房熱交換器(20)を介して経過し、電子制御ユニット(22)がバルブ(34、36)もポンプ(14)も動作及び環境パラメータならびに目標プリセット値に依存して制御することによって、冷却液流は、電気的に操作されるバルブ(34、36)によって分配され、少なくとも1つの電気的に駆動されるポンプ(14)によって決定される、自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法において、
    前記電気的に駆動されるポンプ(14)の吐出方向は前記内燃機関(12)の第1の動作フェーズでは前記内燃機関(12)の低い温度において及び接続された第1の冷却液路(28)において反転され、前記ポンプ(14)は冷却液を前記内燃機関(12)の下部領域(54)に吐出することを特徴とする、自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法。
  2. 冷たい外部温度において加熱循環路へのバルブ(36)が開かれることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法であって、
    前記自動車は内燃機関(12)によって駆動され、第1の冷却液路(28)はバイパス線路を介して経過し、第2の冷却液路(30)は前記内燃機関(12)のメインクーラー(16)を介して経過し、第3の冷却液路(32)は暖房熱交換器(20)を介して経過し、電子制御ユニット(22)がバルブ(34、36)もポンプ(14)も動作及び環境パラメータならびに目標プリセット値に依存して制御することによって、冷却液流は、電気的に操作されるバルブ(34、36)によって分配され、少なくとも1つの電気的に駆動されるポンプ(14)によって決定される、自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法において、
    前記内燃機関(12)の第1の動作フェーズでは前記内燃機関(12)の低い温度において熱サイホン作用による冷却液吐出は閉じたバルブ(34)及び閉じたバルブ(36)を用いて回避されることを特徴とする、自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法。
  4. 自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法であって、
    前記自動車は内燃機関(12)によって駆動され、第1の冷却液路(28)はバイパス線路を介して経過し、第2の冷却液路(30)は前記内燃機関(12)のメインクーラー(16)を介して経過し、第3の冷却液路(32)は暖房熱交換器(20)を介して経過し、電子制御ユニット(22)がバルブ(34、36)もポンプ(14)も動作及び環境パラメータならびに目標プリセット値に依存して制御することによって、冷却液流は、電気的に操作されるバルブ(34、36)によって分配され、少なくとも1つの電気的に駆動されるポンプ(14)によって決定される、自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法において、
    冷たい外部温度において前記内燃機関(12)の第1の動作フェーズでは低い温度で熱サイホン作用による冷却液吐出は閉じたバルブ(34)を用いて低減され、加熱循環路へのバルブ(36)が開かれることを特徴とする、自動車の冷却及び加熱循環路(10)の動作のための方法。
  5. 第4の冷却液路(33)はオイル熱交換器(60)を介して経過し、電子制御ユニット(22)がバルブ(34、36、62)もポンプ(14)も動作及び環境パラメータならびに目標プリセット値に依存して制御することによって、冷却液流は、電気的に操作されるバルブ(34、36、62)によって分配され、少なくとも1つの電気的に駆動されるポンプ(14)によって決定される、請求項1〜4のうちの1項記載の方法。
  6. 季節及び/又は内燃機関(12)の動作位置が検出され、制御ユニット(22)によって冷却液流の調整のために評価されることを特徴とする、請求項1〜5のうちの1項記載の方法。
  7. 季節はオンボード時計(70)及び/又はオンボードコンピュータ(72)によって検出されることを特徴とする、請求項6記載の方法。
  8. 内燃機関(12)の動作位置はナビゲーション機器(74)によって検出されることを特徴とする、請求項6記載の方法。
  9. 請求項1〜8のうちの1項記載の方法を実施するための冷却及び加熱循環路(10)。
  10. 第1の冷却液路(28)のバイパス線路は短くされていることを特徴とする、請求項9記載の冷却及び加熱循環路(10)。
  11. バイパス線路(28)は内燃機関(12)のハウジング内を経過することを特徴とする、請求項9又は10記載の冷却及び加熱循環路(10)。
  12. バイパス線路(28)は熱絶縁されていることを特徴とする、請求項9記載の冷却及び加熱循環路(10)。
JP2003201314A 2002-07-26 2003-07-24 自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法ならびに冷却及び加熱循環路 Pending JP2004060652A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10234087A DE10234087A1 (de) 2002-07-26 2002-07-26 Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und Heizkreislaufs eines Kraftfahrzeugs sowie Kühl- und Heizkreislauf für ein Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004060652A true JP2004060652A (ja) 2004-02-26

Family

ID=30010409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003201314A Pending JP2004060652A (ja) 2002-07-26 2003-07-24 自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法ならびに冷却及び加熱循環路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7000574B2 (ja)
JP (1) JP2004060652A (ja)
DE (1) DE10234087A1 (ja)
FR (1) FR2843777B1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009150266A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却水制御装置
CN102777251A (zh) * 2012-08-09 2012-11-14 杭州电子科技大学 柴油机冷却控制系统及方法
JP2013019313A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2887289B1 (fr) * 2005-06-21 2010-07-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif et procede pour la gestion thermique d'une huile d'un moteur a combustion interne et vehicule automobile comportant un tel dispositif
GB2433585B (en) * 2005-12-22 2011-11-23 Ford Global Tech Llc Engine coolant system
US7749632B2 (en) * 2006-07-27 2010-07-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Flow shifting coolant during freeze start-up to promote stack durability and fast start-up
DE102007025149A1 (de) 2007-05-30 2008-12-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine
AT503761B1 (de) * 2007-09-13 2009-01-15 Avl List Gmbh Verfahren zur steuerung der kühlleistung eines kühlsystems einer brennkraftmaschine
US8869756B2 (en) * 2008-12-10 2014-10-28 Ford Global Technologies, Llc Cooling system and method for a vehicle engine
DE102009054814B4 (de) * 2009-12-17 2013-11-28 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Optimierung eines Thermomanagements in einem Kraftfahrzeug
DE102011118574A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Antriebsstrang-Kühlanordnung und Verfahren zu deren Betreiben
CN103090590B (zh) * 2012-12-10 2016-04-13 武汉凯龙技术开发有限责任公司 燃气发动机驱动螺杆式空气源热泵冷热水机组
CN105026193B (zh) * 2013-03-06 2017-04-05 松下知识产权经营株式会社 车辆用空调装置
DE102013006155B4 (de) 2013-04-10 2022-05-05 Audi Ag Verfahren zum Heizen eines Fahrzeuginnenraums eines eine Brennkraftmaschine aufweisenden Fahrzeugs
WO2017076444A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-11 Volvo Truck Corporation Method of operating an internal combustion engine
FR3048260B1 (fr) * 2016-02-29 2020-03-06 Renault S.A.S Systeme de commande d'un moyen de regulation thermique d'un circuit de refroidissement d'un moteur d'un vehicule automobile et procede de commande dudit systeme de commande
US10538146B2 (en) * 2016-12-06 2020-01-21 Ford Global Technologies Llc Reducing externally variable displacement compressor (EVDC) start-up delay
DE102019209115A1 (de) * 2019-06-24 2020-12-24 Audi Ag Kühlmittelkreislauf für eine Antriebseinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben eines Kühlmittelkreislaufs
US11597255B2 (en) * 2020-03-25 2023-03-07 Pony Al Inc. Systems and methods for cooling vehicle components

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59180023A (ja) * 1983-03-31 1984-10-12 Nissan Motor Co Ltd 自動車用エンジン蒸気冷却装置
DE3738412A1 (de) * 1987-11-12 1989-05-24 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und verfahren zur motorkuehlung
DE4104093A1 (de) * 1991-02-11 1992-08-13 Behr Gmbh & Co Kuehlanlage fuer ein fahrzeug mit verbrennungsmotor
DE4481079B4 (de) 1994-07-26 2004-02-05 Gm Daewoo Auto & Technology Co. Kühlsystem eines Verbrennungsmotors
US5809945A (en) * 1995-08-10 1998-09-22 Prestone Products Corporation Drain-and-fill methods and apparatus for automotive cooling systems
US6178928B1 (en) * 1998-06-17 2001-01-30 Siemens Canada Limited Internal combustion engine total cooling control system
DE19925986A1 (de) 1999-06-08 2000-12-14 Bosch Gmbh Robert Kühlkreislauf zum Kühlen eines Verbrennungsmotors
FR2799505B1 (fr) 1999-10-06 2002-04-19 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de refroidissement d'un moteur de vehicule automobile

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009150266A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却水制御装置
JP2013019313A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却装置
CN102777251A (zh) * 2012-08-09 2012-11-14 杭州电子科技大学 柴油机冷却控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2843777B1 (fr) 2006-07-28
US7000574B2 (en) 2006-02-21
US20040026074A1 (en) 2004-02-12
DE10234087A1 (de) 2004-02-05
FR2843777A1 (fr) 2004-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004060652A (ja) 自動車の冷却及び加熱循環路の動作のための方法ならびに冷却及び加熱循環路
US8534571B2 (en) Switchable radiator bypass valve set point to improve energy efficiency
US6955141B2 (en) Engine cooling system
US6772715B2 (en) Cooling circuit of a liquid-cooled internal combustion engine
RU2470799C2 (ru) Автотранспортное управляющее устройство
RU2715463C2 (ru) Способ регулирования системы охлаждения транспортного средства (варианты) и система для транспортного средства
JP2004538418A (ja) 自動車の冷却および加熱のための装置
EP1475532A2 (en) Thermoelectric generating device
US20090229649A1 (en) Thermal management for improved engine operation
GB2383409A (en) Motor vehicle comprising an internal combustion engine with additional heating mode
US7810457B2 (en) System and method for controlling oil temperature of an internal combustion engine in a motor vehicle
KR20150080660A (ko) 엔진의 냉각시스템
GB2501304A (en) Engine system comprising coolant system having switchable coolant routes
JP2004060653A (ja) 車両の冷却加熱循環系を作動する方法
US20180038267A1 (en) Cooling Device of Internal Combustion Engine for Vehicle and Control Method Thereof
CN104583555A (zh) 冷却剂控制装置
US6981545B2 (en) Disconnectable heat exchanger
CN111577873A (zh) 热传递管理策略
RU2592155C2 (ru) Способ работы разделенного контура охлаждающей жидкости
KR20080027683A (ko) 자동차의 배기가스 재순환장치용 냉각수 제어시스템
US8297238B2 (en) Variable cooling circuit for thermoelectric generator and engine and method of control
JP2012184671A (ja) エンジンの冷却装置
JP2005248903A (ja) 車両動力源の冷却系制御方法
JP2020180574A (ja) 内燃機関の冷却装置
WO2010106615A1 (ja) エンジンの冷却装置