WO2003027456A1 - Verfahren zur temperaturregelung eines motors - Google Patents

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WO2003027456A1
WO2003027456A1 PCT/DE2002/002254 DE0202254W WO03027456A1 WO 2003027456 A1 WO2003027456 A1 WO 2003027456A1 DE 0202254 W DE0202254 W DE 0202254W WO 03027456 A1 WO03027456 A1 WO 03027456A1
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temperature
engine
pump
cooling circuit
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PCT/DE2002/002254
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Roland Herynek
Martin Vollmer
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Robert Bosch Gmbh
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    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/46—Engine parts temperature

Definitions

  • the invention relates to a method for temperature control of an engine, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle, according to the preamble of the main claim.
  • cooling systems are used in which a coolant flows through the cooling water spaces, which for example surround the cylinder head and engine block of the internal combustion engine. The amount of heat absorbed by the coolant is then at least partially released to the environment via a cooler or else is used for heating, for example of the vehicle interior, via an additional heat exchanger provided in the cooling system.
  • the coolant temperature can be measured by a temperature sensor in the cooling circuit is arranged and the current, present temperature of the cooling water is detected and for example forwarded to a control unit.
  • This control monitors the temperature of the coolant and compares it with a permissible maximum temperature for the coolant or for the engine through which the coolant flows, which must not be exceeded during operation.
  • EP 0 442 489 AI From EP 0 442 489 AI an apparatus and a method for cooling an internal combustion engine is known, in which a first temperature sensor detects the temperature of the coolant outlet of the cylinder head. Furthermore, the method of EP 0 442 489 AI has a further temperature sensor which is attached directly to the engine block and which serves to determine the engine oil temperature. If the engine oil temperature rises above a specified value, the coolant flow that flows through the internal combustion engine is divided into two different branches. The first branch of the coolant flow continues to flow through the cylinder head, whereas the second remaining part of the coolant flow flows through the cylinder block. The coolant volume flow through the cylinder block can be regulated according to the engine oil temperature in the cylinder block.
  • EP 0 894 953 AI discloses a cooling system for the internal combustion engine of a motor vehicle with a multiplicity of sensors which measure a corresponding number of parameters of the engine during operation.
  • the cooling system of EP 0 894 953 AI in particular, has three temperature sensors, which are mounted on the one hand in the cylinder head cooling circuit, on the other hand in the engine block cooling circuit and finally at the outlet of the cylinder head cooling circuit. These sensors each detect a temperature of the motor housing and pass the corresponding signals on to a central, electronic control unit of the cooling circuit.
  • the central control unit of the cooling system controls various components of the cooling system, such as a cooling air blower, a coolant pump or a throttle or bypass valve, based on the different sensor signals.
  • a disadvantage of the cooling system for the internal combustion engine of a motor vehicle disclosed in EP 0 894 953 AI is the fact that a large number of sensors, in particular temperature sensors, must be used to determine the engine temperature. Due to the high mechanical and thermal stress in the engine compartment of a motor vehicle, these sensors are very susceptible to malfunctions or a total failure of their function. In addition, the use of a large number of sensors means a not inconsiderable cost factor and the significant increase in the complexity of the cooling system or its control.
  • the method according to the invention for regulating the temperature of an engine has the advantage that the number of sensors used in the cooling system can be reduced to a minimum.
  • the engine temperature or the temperature of individual components of the engine can be determined in a simple manner by the coolant temperature and the volume flow of the coolant which is conducted through the engine or individual components of the engine. This makes it possible to dispense with a large number of detectors, but on the other hand, due to the constant diagnosis of the engine temperature, it is ensured that the thermally sensitive parts of the engine are not damaged.
  • the measures listed in the dependent claims allow advantageous developments and improvements of the method described in the main claim.
  • An electric pump for circulating the coolant in the cooling circuit will promote a constant volume flow in the stationary state with constant electrical voltage U, constant electrical current I and a speed N of the pump.
  • the operating point of the pump, ie the pressure build-up ⁇ p, and the volume flow ⁇ V / ⁇ t can be determined using the known pump characteristics and the known one
  • Flow resistance of the cooling circuit can be determined from knowledge of the above values (U, I, N). For example, with known control (ie constant electrical voltage U across the pump), if it always "draws" a constant electrical current I, the speed N of the pump can be used to infer the load of the pump and thus the volume flow conveyed by the pump In an analogous manner, if the pump maintains a constant speed N, the measurement of the electrical current I required by the pump can be used to infer the load of the pump and thus the volume flow of the coolant.
  • a numerical model of the cooling circuit with its individual components, in particular the motor or a thermal model of the motor, the hose guide with the associated flow resistances, the position of the valves, and further parameters describing the cooling circuit are advantageously stored in a control unit belonging to the cooling circuit .
  • the control unit therefore has a model or data that models the influence or the maximum permissible deviations of the coolant volume flow on the component temperature.
  • the method according to the invention advantageously uses a second manipulated variable or a second correction signal in order to ensure that the cooling capacity of the cooling circuit works in an optimal range for the engine.
  • This second correction signal can be generated directly from the coolant temperature.
  • the coolant temperature is detected, for example, via a temperature sensor and the change in the temperature of the coolant over time is compared with a time-dependent model for the development of the coolant temperature stored in the control unit.
  • This in the control unit A stored, time-dependent model for the coolant temperature can be, for example, a computational model of the development of the coolant temperature when the motor vehicle is cold started, or it can simulate other typical driving situations.
  • the theoretical model makes it possible to recognize whether the coolant temperature of the cooling circuit rises to the "correct extent".
  • an optimal temperature range for the engine - depending on the respective driving situation - can be stored in the control unit.
  • a second correction signal is then generated from the target coolant temperature stored in the control unit for the respective situation, or when the actual coolant temperature deviates from the specified temperature range.
  • the control or regulation of the cooling circuit by means of this second manipulated variable can be superimposed on the corresponding regulation of the volume flow , so that this second regulation can be used as an additional fuse control for the cooling circuit.
  • the delivery rate of the circulation pump can advantageously be varied in accordance with the generated correction signals. This makes it possible to vary the coolant volume flow, and thus the engine temperature, as required.
  • valves arranged in the cooling circuit and other components assigned to the cooling circuit can also be regulated according to the generated correction signals by the control unit, so that at any time one of the optimal driving situation adjusted coolant volume flow or an optimized coolant temperature in the cooling circuit.
  • the method according to the invention advantageously also allows the control unit to regulate the cooling output of the cooling circuit and in particular the coolant volume flow through the engine, taking into account further operating parameters of the vehicle.
  • An example is the optimized pollutant emissions of the engine as a function of the cooling power supplied to the engine.
  • a pollutant sensor can forward a corresponding signal to the control unit of the cooling circuit, so that the control unit carries out an optimized configuration for the active control elements of the cooling circuit in order to achieve minimal pollutant emissions due to an optimized engine temperature.
  • the control unit in a manner analogous to the temperature behavior described above, there is a model or data in the form of a map or a database which describes the influence of the coolant volume flow on the pollutant emission of the vehicle.
  • Deviations from the values of the engine parameters calculated or previously stored in the control unit can not only be diagnosed by the control unit but also actively corrected.
  • the driver can be informed about the deviations in the cooling system by corresponding delusion signals.
  • the "onboard diagnosis” also enables the detection of errors or defects in the cooling system, such as blocked valves, crushed connecting lines or defective pumps.
  • the control device regulating the active components of the cooling circuit can advantageously be an engine control device.
  • FIG. 1 shows an engine compartment of a vehicle in a simplified representation, in which there is a vehicle engine with a cooling circuit for this engine
  • Figure 2 is a block diagram for the temperature control of a vehicle engine according to an embodiment of the inventive method.
  • FIG. 1 shows a simplified, schematic illustration of an engine compartment 10 of a vehicle, in which an internal combustion engine 12 and a cooling circuit 14 for this internal combustion engine 12 are located.
  • the waste heat from the internal combustion engine 12 is preferably dissipated to the outside via the cooling circuit 14, which forms a cooling system.
  • the cooling circuit has a cooler 16 which is arranged in the cooling air flow 18 of the moving vehicle.
  • the cooling air flow 18, and thus indirectly the cooling capacity of the cooling system, can be controlled via air flaps 20 which are mounted in the body 22 of the vehicle.
  • the cooling capacity of the cooling circuit results from the present temperature of the coolant and the coolant volume flow pumped around in the cooling system.
  • At least one fan 24 is also arranged in the area of the cooler 16 and consists of a fan wheel 26 and an electric motor 28 driving this fan wheel 26.
  • the air flaps 20 or additional, further air flaps can also be arranged between the cooler 16 and the fan 24.
  • the cooling system has an electric coolant pump 34.
  • Water is preferably used as the coolant, to which appropriate protection against the cold can be added for low temperatures.
  • the coolant 30 coming from the cooler 16 is supplied to the engine 12 through the coolant pump 34 and a feed line 35.
  • a temperature sensor 38 is located in the area of a coolant inlet 36 of the engine 12 in the cooling circuit.
  • the coolant 30 flows through the engine 12 in ways not shown in FIG. 1, wherein it absorbs a certain amount of heat from the engine 12 in order to then leave it again through a coolant outlet 40.
  • the internal combustion engine 12 has a second coolant outlet 50, via which part of the heated coolant can be fed to a heat exchanger, for example for the interior of the motor vehicle.
  • the coolant outlet 40 of the engine 12 there is a further, second temperature sensor 42 which detects the temperature of the coolant 30 after it has left the engine 12.
  • the coolant 30 reaches the cooler 16 of the cooling circuit via a return line 44.
  • a valve 46 is provided in the return line 44, which enables the coolant to bypass the cooler 16 via a bypass line 48.
  • the active components of the cooling system are controlled with the aid of a control unit 52, which has a memory 54, a processing block 66 and a Comparator 68 has been set or controlled via data lines 56 in such a way that the engine 12 of the vehicle has an optimal temperature at all times during a driving cycle or temperature distribution.
  • This optimum temperature can be characterized, for example, by the lowest possible fuel consumption or the lowest possible pollutant emissions from the engine.
  • a pollutant sensor 72 is provided, which is also connected to the control unit 52 via a data line 74.
  • the method according to the invention for regulating the temperature of an engine is further explained below using a block diagram in FIG. 2.
  • the active, adjustable components of the cooling system such as the air flaps 20, the fan 24, the coolant pump 34, the bypass valve 46 and other components 60 of the cooling circuit, which are not explicitly defined in the exemplary embodiment, are connected via signal lines 56, which also enable the electrical power supply of these adjustable components connected to the control unit 52.
  • the further components 60 of the cooling circuit can be, for example, further adjustable valves or an additional coolant pump.
  • the temperature sensors 38 and 42 for determining the coolant temperature are likewise connected to the control unit 52 via corresponding data lines 58.
  • the electrical coolant pump 34 has an energy supply 62, which can be coupled to the vehicle electrical system, for example, via the control unit 52.
  • the control unit 52 detects the operating point of the coolant pump 34, that is to say the volume flow conveyed by the pump — in the exemplary embodiment in FIG. 2 — on the basis of the electrical current I from the energy supply required by the electrical pump. This signal is also fed to the control unit 52 via a data line 64.
  • the control unit 52 uses the current parameters of the cooling circuit, such as the current, detected coolant temperature or the electrical current I required by the coolant pump 34, to calculate the coolant volume flow pumped around in the cooling circuit and, from this, the engine temperature or the temperatures of various engine components.
  • a thermal model of the cooling circuit with its components such as, for example, the connection routing, the change in viscosity of the coolant, the position of the valves, the cooling capacity of the cooler 16 and the fan 24 and other parameters describing the cooling system, are stored in the memory 54 of the control unit 52.
  • the control unit 52 there is therefore information which models the influence of a specific coolant volume flow on the engine temperature or on the temperature of various components of the engine.
  • the characteristics of the coolant pump 34 are also stored in the memory 54 of the control unit 52.
  • the electric pump 34 will deliver a constant volume flow in the stationary operating state. This happens at constant electrical voltage U, constant electrical current I and a predetermined speed N of the pump.
  • the respective operating point of the pump i.e. the pressure build-up ⁇ P and the volume flow ⁇ V / ⁇ t, can thus be determined using the pump characteristics and the stored one
  • Flow resistances of the cooling circuit can be determined by the control unit from knowledge of the values of electrical voltage U, electrical current I and speed N of the pump.
  • the control unit can, for example, from the measurement of the electrical current I, which the pump draws with constant control by a constant electrical voltage U and at constant speed N, to close the volume flow delivered by the pump.
  • the required electrical current I of the coolant pump can thus be used to evaluate and diagnose the coolant volume flow conveyed by the pump 34.
  • the volume flow of the coolant thus diagnosed via the electrical current of the pump 34 is used by the control unit together with the coolant temperature determined, for example, via the temperature sensor 42, in order to calculate the current engine temperature.
  • Coolant volume flow is carried out in a comparator 68 of the control unit 52.
  • the control unit 52 generates one or more correction signals 56 via the comparator 68.
  • the correction signal is used to control or regulate the active elements of the cooling circuit, such as the coolant pump 34, the cooling air blower 24, the bypass valve 46 or also the air flaps 20.
  • the coolant pump 34 the coolant volume flow through the engine 12 can be set and the temperature of the engine or the temperatures of various engine components can be optimized with regard to fuel consumption and / or pollutant emissions.
  • control unit 52 also delivers an actuating and control signal to the bypass valve 46, which can regulate the temperature of the coolant at the coolant inlet 36 to the desired value by opening or closing the bypass line 48.
  • the temperature sensor 38 can determine the coolant temperature upstream of the coolant inlet 36 of the engine 12 and can forward this signal to the control unit 52. In this way it is possible to detect a defective component of the cooling circuit if it does not thermally follow the specifications of the control unit 52 and the thermal model stored in the control unit.
  • the change in the temperature of the coolant over time in the starting phase of the internal combustion engine can be compared with a time-dependent model of the coolant temperature for this phase stored in the control unit. If the actual temperature values deviate from the predetermined target temperature values, which can be stored, for example, in the form of a temperature range in the memory 54 of the control unit 52, the control unit 52 additionally sends a corresponding warning signal, which indicates a malfunction of the cooling circuit and thus a possible event indicates defective component.
  • control unit also has corresponding pollutant sensors 72, for example, which detect the current pollutant emission of the internal combustion engine and report it to the processing block 66 of the control unit 52 via a connection 74.
  • pollutant sensors 72 By comparing 68 with corresponding data stored in the memory 54 of the control unit, the pollutant sensors 72 thus also enable the engine temperature to be adjusted to its optimum value.
  • the method according to the invention is not limited to the exemplary embodiment described.
  • the existing engine temperature or the component temperature of the engine can also be diagnosed indirectly via other parameters of the coolant pump. If the pump always "draws" a constant electrical current I with constant control, that is, with constant electrical voltage U, then the speed N of the pump and its load, and thus the volume flow conveyed, can be deduced Volume flow and the measured coolant temperature can then be in turn a component temperature of the engine.
  • (U, N) of the coolant pump can be detected and processed by the control unit 52.
  • the measured variables (U, I, N) are currently evaluated by the control unit 52 and compared there with the computational model and the stored characteristic curves of the pump. Deviations from the data calculated or previously stored in the control unit thus enable errors in the cooling system to be identified, for example due to blocked valves, defective lines, or even a non-functional coolant pump.
  • an "onboard diagnosis" of the cooling circuit of a motor vehicle is possible in a simple and efficient manner, which in particular can also ensure compliance with certain pollutant emissions of the internal combustion engine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturregelung eines Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors 12, bei dem der Motor über wenigstens eine Vorlaufleitung 35 und wenigstens eine Rücklaufleitung 44 innerhalb eines Külkreislaufs 14 mit einem Kühler 16 verbunden ist, welcher seinerseits wiederum über eine ventilgeregelte Bypassleitung 48 zwischen der wenigstens einen Vorlaufleitung 35 und der wenigstens einen Rücklaufleitung 44 umgangen werden kann. Der Kühlkreislauf 14 weist zudem mindestens eine steuer und/oder regelbare Pumpe, insbesondere eine elektrische Pumpe 34 zur Umwälzung eines Kühlmittels durch die Verbindungsleitungen 32 Kühlkreislauf 14 sowie ein Steuergerät 52 auf, das die Kühlleistung des Kühlkreislaufs 14 steuert und/oder regelt. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, mindestens eine Bauteiltemperatur des Motors 12 durch die Kühlmitteltemperatur und den Volumenstrom des Kühlmittels durch den Motor 12 zu bestimmen.

Description

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

Claims

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

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JP2003530994A JP2005504209A (ja) 2001-09-08 2002-06-20 エンジンの温度制御方法
US10/399,301 US20040011304A1 (en) 2001-09-08 2002-06-20 Method for the temperature regulation of an engine
EP02747231A EP1454039B1 (de) 2001-09-08 2002-06-20 Verfahren zur temperaturregelung eines motors

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DE10144275A DE10144275A1 (de) 2001-09-08 2001-09-08 Verfahren zur Temperaturregelung eines Motors

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DE (2) DE10144275A1 (de)
WO (1) WO2003027456A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006009892A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-06 Audi Ag Steuervorrichtung zum Steuern der Kühlmitteltemperatur eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs sowie Verbrennungsmotor mit einer solchen Steuervorrichtung
CN104364489A (zh) * 2012-06-18 2015-02-18 丰田自动车株式会社 粘度测定装置
CN104421215A (zh) * 2013-08-22 2015-03-18 罗伯特·博世有限公司 转速可变的流体冷却过滤装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2896272B1 (fr) * 2006-01-19 2012-08-17 Renault Sas Procede et dispositif de controle de la premiere ouverture d'un thermostat regulant la temperature d'un moteur a combustion interne.
DE102007000373A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Hilti Aktiengesellschaft Brennkraftbetriebenes Setzgerät
DE102008011225A1 (de) * 2008-02-26 2009-08-27 Robert Bosch Gmbh Diagnoseverfahren und Antriebssteuerung
US8215283B2 (en) * 2009-04-06 2012-07-10 Honda Motor Co., Ltd. Cooling system for variable cylinder engines
JP2011088268A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Fanuc Ltd ファンモータを有する工作機械用モータ駆動装置
US9447765B2 (en) * 2011-07-11 2016-09-20 Ford Global Technologies, Llc Powertrain delta current estimation method
KR101406504B1 (ko) * 2013-05-15 2014-06-13 기아자동차주식회사 차량의 냉각수부족 진단방법 및 시스템
CN104691457A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 福特全球技术公司 车辆
US9523306B2 (en) * 2014-05-13 2016-12-20 International Engine Intellectual Property Company, Llc. Engine cooling fan control strategy
JP6079759B2 (ja) 2014-12-01 2017-02-15 トヨタ自動車株式会社 エンジン冷却システムの孔詰まり判定装置及び方法
US9752492B2 (en) * 2015-03-06 2017-09-05 Deere & Company Fan control system and method
AT518199B1 (de) * 2016-01-18 2017-11-15 Secop Gmbh Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils eines Kältemittelkompressors und ein Steuerungssystem für einen Kältemittelkompressor
US10605151B2 (en) * 2016-06-09 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Electric pump operating strategy
DE102017209484B4 (de) * 2017-06-06 2022-05-12 Vitesco Technologies GmbH Kühlvorrichtung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung
CN111441860B (zh) * 2020-04-28 2024-04-12 潍坊力创电子科技有限公司 一种应用电子温控阀的发动机热管理系统及其实现方法
DE102020206513A1 (de) 2020-05-26 2021-12-02 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betrieb einer Pumpenantriebseinheit
CN114542263B (zh) * 2022-03-22 2023-04-18 潍柴动力股份有限公司 一种冷却水温度调控方法及控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0442489A1 (de) 1990-02-16 1991-08-21 Nippondenso Co., Ltd. Verfahren zum Kühlen einer Brennkraftmaschine und eine Kühlungseinrichtung dafür
EP0894953A1 (de) 1997-08-01 1999-02-03 C.R.F. Società Consortile per Azioni Kühlanlage für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
EP0965737A2 (de) * 1998-06-17 1999-12-22 Siemens Canada Limited Regelsystem für totale Kühlung einer Brennkraftmaschine
DE19933794A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-03 Denso Corp Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0442489A1 (de) 1990-02-16 1991-08-21 Nippondenso Co., Ltd. Verfahren zum Kühlen einer Brennkraftmaschine und eine Kühlungseinrichtung dafür
EP0894953A1 (de) 1997-08-01 1999-02-03 C.R.F. Società Consortile per Azioni Kühlanlage für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
EP0965737A2 (de) * 1998-06-17 1999-12-22 Siemens Canada Limited Regelsystem für totale Kühlung einer Brennkraftmaschine
DE19933794A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-03 Denso Corp Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006009892A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-06 Audi Ag Steuervorrichtung zum Steuern der Kühlmitteltemperatur eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs sowie Verbrennungsmotor mit einer solchen Steuervorrichtung
CN104364489A (zh) * 2012-06-18 2015-02-18 丰田自动车株式会社 粘度测定装置
EP2863031A4 (de) * 2012-06-18 2015-05-06 Toyota Motor Co Ltd Viskositätsmessvorrichtung
US9752971B2 (en) 2012-06-18 2017-09-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Viscosity measuring apparatus
CN104421215A (zh) * 2013-08-22 2015-03-18 罗伯特·博世有限公司 转速可变的流体冷却过滤装置
EP2840239A3 (de) * 2013-08-22 2015-04-15 Robert Bosch Gmbh Drehzahlvariable Fluid-Kühl-Filter-Anordnung
EP2840239B1 (de) 2013-08-22 2017-12-27 Robert Bosch Gmbh Drehzahlvariable Fluid-Kühl-Filter-Anordnung

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Publication number Publication date
DE50211623D1 (de) 2008-03-13
EP1454039A1 (de) 2004-09-08
DE10144275A1 (de) 2003-03-27
US20040011304A1 (en) 2004-01-22
JP2005504209A (ja) 2005-02-10
EP1454039B1 (de) 2008-01-23

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