WO2012119622A2 - Regelbares kühlsystem für ein kraftfahrzeug, kühlmittelpumpe hierfür, in der kühlmittelpumpe verwendbares flügelrad sowie verfahren zum regeln eines kühlmittelflusses in einem derartigen kühlsystem - Google Patents

Regelbares kühlsystem für ein kraftfahrzeug, kühlmittelpumpe hierfür, in der kühlmittelpumpe verwendbares flügelrad sowie verfahren zum regeln eines kühlmittelflusses in einem derartigen kühlsystem Download PDF

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Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt
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    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F01P2005/125—Driving auxiliary pumps electrically

Definitions

  • the present invention relates to a controllable cooling system for a motor vehicle according to claim 1, a suitable, electrically operated, controllable coolant pump according to claim 6, a usable in the coolant pump impeller according to claim 22 and a method for controlling a flow of coolant in such a cooling system according to claim 30 ,
  • coolant pumps In motor vehicles, in order to circulate coolant in a coolant circuit between the vehicle radiator and the internal combustion engine, mechanically actuated coolant pumps are generally used. Such designed as axial or radial pumps coolant pumps are arranged between the vehicle radiator and the internal combustion engine.
  • the coolant pumps are driven by a belt drive by the drive power of the internal combustion engine. Examples of such pumps are discussed in DE 10 2005 004 315 B4 and DE 10 2005 062 200 B3 of the same Applicant.
  • start-stop systems which an internal combustion engine in the vehicle, for example when stopping at a red light, a railway barrier, etc., temporarily switch off.
  • the stop situation for example the traffic light switches to green and the vehicle driver presses the gas pedal, the internal combustion engine is restarted.
  • the operation of the coolant pump is stopped.
  • the coolant pump due to the stopping of the internal combustion engine via the belt drive no more drive power is transmitted to the coolant pump, so that their operation is stopped, the coolant can therefore no longer be circulated in the coolant circuit.
  • electrical coolant pumps have the disadvantage that they must be sufficiently large to provide the coolant performance. Such large-sized electrically operated coolant pumps then require a corresponding power supply from the electrical system of the motor vehicle.
  • hybrid coolant pump An example of such a coolant pump, referred to as a hybrid coolant pump, is disclosed in MTZ, Issue 11, 2010.
  • the hybrid coolant pump discussed therein is, as the main drive, driven by a belt drive via the drive power of the internal combustion engine.
  • this pump includes in its pump housing a brushless electric motor which can be switched by appropriate control via clutches on the drive shaft, thereby either boosted the driving force of the belt drive, or, in the start-stop state with the internal combustion engine off, the sole circulation of the coolant takes over.
  • the Hyb dkühlmitterpumpe disclosed in the MTZ, issue ⁇ ⁇ 2010, however, is not suitable to serve satisfactorily all operating conditions of the internal combustion engine. In particular, it is at the in the MTZ, Issue 1 1, 2010, discussed
  • Coolant pump not possible to ensure a rapid warm-up cycle of the internal combustion engine by leakage flow-free interruption of the coolant flow. In fact, in such open coolant pumps, no so-called stagnant water can be generated. Rather, there is always a certain basic circulation of the coolant to determine, so that an accelerated warm-up operation is not feasible.
  • the pump disclosed in the MTZ, Issue 1 1, 2010 shows the disadvantage that when the pump is operated via the belt pulley, and thus via the internal combustion engine, the electric motor arranged in the pump housing acts as a generator. The generated electrical power has to be dissipated accordingly from the pump and fed into the electrical system. In order to avoid the generator effect of the electric pump, it is alternatively necessary to isolate selbige of the shaft when the operation of the electric pump is not needed.
  • a controllable cooling system for a motor vehicle which has a coolant circuit for supplying and discharging coolant to and from an internal combustion engine of the vehicle.
  • this cooling system are a mechanically operated, controllable main coolant pump having a supply for supplying the coolant in the main coolant pump and a discharge for discharging the coolant to the internal combustion engine, and an electrically operated, controllable secondary coolant pump, which is a supply to Supplying the coolant into the secondary coolant pump and a discharge for discharging a required as a bypass coolant flow coolant in the direction of the main coolant pump, wherein the secondary coolant pump from a leading coolant in the flow direction of the coolant to the main coolant pump coolant line branching in the flow direction the main coolant pump is arranged.
  • the pumped by the secondary coolant pump coolant is fed to the main coolant pump, without flowing through the main coolant pump, leading to the internal combustion engine exhaust.
  • the secondary coolant pump furthermore has a pump housing with a pump chamber formed therein, wherein an electric motor is arranged on a section of the pump housing, which provides a drive power for the secondary coolant pump by means of a drive shaft extending into the pump chamber.
  • the secondary coolant pump Serving as a conveyor organ impeller is disposed in the pump chamber of the secondary coolant pump, which is arranged coaxially on the drive shaft and is drivably connected thereto, wherein the secondary coolant pump has a control valve formed on the impeller, at least in an open and closed position can be moved, for controlling the funded by the secondary coolant pump bypass coolant flow, in particular for Preventing the return flow of the coolant against the conveying direction of the secondary coolant pump.
  • a cooling system By the parallel use of a mechanical pump as a main coolant pump and an electric pump as a secondary coolant pump, a cooling system can be created in a surprisingly simple and cost-effective manner, showing a simple structure, and with the simple way a coolant flow in a coolant circuit of an internal combustion engine is ensured even then, even if the internal combustion engine is de-energized and thus can not generate drive power for the mechanically operated main coolant pump.
  • the proven in practice, mechanically operated coolant pump is maintained in the cooling system in an advantageous manner, whereby during operation of the cooling system with the mechanical pump, possibly supported by the electric pump, high efficiencies can be achieved.
  • the achievable with the cooling system according to the invention efficiencies are significantly higher than is the case with a single-shaft hybrid pump discussed above.
  • cooling system which has the two discussed controllable pumps, it is also advantageously possible to provide so-called stagnant water, in particular during cold start of the internal combustion engine, a rapid warm-up of the internal combustion engine allows, so that the vehicle within a very short time in an optimal Temperature fuel consumption range can be operated.
  • a cooling system can also be realized which, with manageable development and application costs, a reliable cooling performance in modern fuel-saving engine concepts , For example, with automatic start-stop, engine shutdown in sailing or the like, ensures.
  • the main coolant pump in this case has a pump housing with a pump chamber formed therein, wherein in the pump chamber serving as a conveyor organ impeller is arranged, which is driven via a reaching into the pump chamber shaft, which is preferably driven by a belt drive.
  • the main coolant pump may in this case be designed as an axial or radial pump according to one embodiment.
  • the use of the belt drive utilizing the driving force of the internal combustion engine has the advantage that even at low engine speed, the impeller can still be rotated in the main coolant pump, thereby ensuring coolant circulation even at low speed reliable overheating of the engine can be avoided.
  • the main coolant pump also has a control slide which is arranged coaxially with the impeller and which is movable, at least in an open and closed position, preferably along the impeller mounted in the pump chamber, for controlling the control of the main coolant pump funded coolant flow.
  • Control slide it is advantageously possible to interrupt the coolant flow intentionally, without interrupting the operation of the main coolant pump.
  • the slider can namely, for example, for generating stagnant water at cold start of the internal combustion engine, are moved to its closed position in which it includes the impeller and prevents the continuation of the pumped coolant from the derivative, thus interrupting the promoted by the impeller coolant flow.
  • Placing such a slider coaxial with the impeller also simplifies the overall construction of the main coolant pump. Thus, no free-wheel or the like is necessary to interrupt the transmission of the drive power of the internal combustion engine to the drive shaft of the main coolant pump.
  • the electric motor of the secondary coolant pump is designed as a dry runner or as a wet rotor.
  • Secondary coolant pump allows advantageously high speeds of the secondary coolant pump with minimum size.
  • the cooling system further comprises a control device which controls the main coolant pump and / or the secondary coolant pump in dependence on assigned operating states of the internal combustion engine.
  • control device which is implemented for example as a software module in the vehicle control unit or is designed as an independent control unit, it is advantageously possible to control the main coolant pump and / or the secondary coolant pump in parallel or independently of each other, in this way always a desired Make coolant flow in the cooling circuit.
  • the main coolant pump and / or the secondary coolant pump in such a way that they are decelerated in the warm-up mode during the cold start of the internal combustion engine, so that no coolant is circulated.
  • the pumps can be controlled in parallel or separately from each other to control the coolant flow by respective displacement of the arranged in the respective pump chamber control valve.
  • Cooling system suitable to offer electrically operated coolant pump.
  • An electrically operated coolant pump according to an embodiment of the invention which is particularly suitable for use in a cooling system discussed above, is designed as an axial pump or as a radial pump.
  • the electrically operated coolant pump comprises: a pump housing; a, preferably flange-like, supply and a, preferably flange-like, discharge; a pump chamber formed in the pump housing, wherein in the pump chamber on a pump shaft, an impeller is arranged, which is driven by means of the pump shaft of an electric motor, and a slide which is movable at least in an open and closed position, for controlling one of the Coolant pump promoted bypass coolant flow.
  • the electrically operated pump according to the invention is in this case activatable such that in the closed position of the control slide, a return flow of the coolant from the internal combustion engine counter to the conveying direction of the secondary coolant pump can be prevented.
  • the parallel flow paths also represent bypass paths.
  • the medium to be pumped always flows in the direction of the lower pressure.
  • the electric coolant pump is designed as a radial pump, wherein with the, substantially conically extending supply branched off from a coolant line to be conveyed coolant in the pump housing formed in the pump chamber can be introduced, and arranged with the, substantially radially perpendicular to the supply line , Leaching the introduced into the pump chamber coolant from the pump chamber can be discharged.
  • the impeller arranged in the pump chamber designed as a radial pump impeller, sucks the coolant by means of a rotational movement in the axial direction and conveys it in the radial direction into the discharge.
  • the slide is designed as a coaxial with the pump shaft arranged on the impeller control slide; and the electric motor is arranged, preferably at a portion of the pump housing facing away from the supply; wherein the electric motor has a drive shaft which projects into the pump chamber, the impeller and the control slide are arranged coaxially on the drive shaft, and are preferably held by means of holding elements form-fitting on deT drive shaft, and the control slide the impeller encompassing, cylindrical and in the axial direction the impeller is displaceable in an open and closed position.
  • the control slide is connected to the impeller so that vanes of the impeller penetrate the control slide.
  • the electric motor is designed as a dry rotor and sealed by means of a arranged on the drive shaft shaft seal against the pump chamber.
  • the electric motor is designed as a wet rotor and is cooled by means of the coolant pumped by the coolant pump.
  • the control slide is moved over at least one provided in the pump housing actuator in its open and / or closed position.
  • This actuator can be designed as a pneumatically, magnetically and / or hydraulically operated slide or as an electric servomotor.
  • the actuator may, in an exemplary embodiment, be disposed in an end region of the drive shaft and engage in a chamber-like shaped section formed on the front of the control slide to move the control slide to its open and closed positions relative to the impeller.
  • the actuator may also be arranged between the impeller and the control slide.
  • the actuator is a rocker arm connecting the impeller with the control slide, which is hydraulically, pneumatically or magnetically movable from its at rest on the impeller (the open position of the control slide) in a position spaced from the impeller (the closed position of the control slide).
  • the actuator may also be formed in the wall of the pump housing, for example in recesses or chambers provided for this purpose.
  • control slide on the drive shaft encompassing, the supply facing, a chamber-like shaped portion, on the inner circumference of a threaded portion is formed, wherein on a side remote from the electric motor portion of the drive shaft of the electric coolant pump, a threaded portion is formed, which is complementary to the threaded portion of the control slide is.
  • the control slide is inventively, by mutual engagement of the threaded portions into one another, along the drive shaft slidably.
  • control slide is designed such that it follows the contour of the front of the impeller and at its outer end has a radially disposed closing element arranged thereon, wherein at a side remote from the electric motor end of the closing element a radially outside of the control slide arranged first sealing element is arranged.
  • a receptacle is formed in the pump chamber into which the closing element of the control slide in its open position can be introduced. Due to the design of this recording, the size of the coolant pump can advantageously be further reduced because no additional space for the closing element of the control slide must be created within the pump chamber.
  • a second sealing element arranged radially inside the control slide is arranged on a radially outer end of the impeller facing the electric motor.
  • the diameter of the first sealing element may be made larger than the diameter of the second sealing element according to a preferred embodiment.
  • the discharge of the electric pump by means of the control slide in its closed position via the closing element, the first sealing element and the second sealing element is tightly closed. Due to the design of the control slide such that it the contour of the
  • the assembly of impeller and control slide can be made compact.
  • the provision of the sealing element on the control slide and on the impeller also advantageously allows a secure sealing of the discharge from the electric pump in the closed position of the control slide, wherein at the same time the closing element of the control slide is supported in its closed position against the impeller so that a possibly generated by the coolant back pressure can not bend or move the control slide so that a leakage flow is generated in the coolant pump.
  • a brake element is further provided, by means of which the impeller can be fixed against an inner wall of the pump housing.
  • the brake element is formed according to the one embodiment of the impeller, and preferably consists of a preloaded brake spring or plate-shaped brake disc, preferably at their radially outer ends, in the radial direction inwardly substantially wedge-shaped tapered, having thickenings, wherein the brake element preferably means the thickening, with the adjacent to the electric motor inner wall of the pump housing is frictionally engageable to set the impeller against the pump housing.
  • the braking element in particular with its thickenings, is designed such that it dissolves with increasing, caused by the drive shaft of the electric motor, the rotational speed of the impeller from the inner wall of the pump housing to release the impeller.
  • a kind of starting operation can be achieved in an advantageous manner when the control slide and the impeller are engaged with each other and the rotation of the drive shaft is transmitted by the adhesion between the impeller and control slide on the impeller. In this way, a smooth start of the pump power of the electric coolant pump can be realized.
  • the invention further provides a suitable impeller and a method for controlling a flow of coolant in a cooling system according to the invention.
  • the impeller comprises: a plurality of impeller blades, preferably radial pump-shaped, formed on the impeller surface facing a coolant supply; a recess for receiving a drive shaft; a control slide connected to the impeller; and a brake element disposed on the impeller.
  • the impeller according to the invention is advantageous for use in a coolant pump according to the invention discussed above, and a corresponding, this coolant pump having cooling system used.
  • the control slide at its front end to a radially outwardly disposed first sealing element, wherein the impeller has at its radially outer end a radially disposed within the control slide second sealing element.
  • control slide is, according to another embodiment, formed integrally with the impeller such that the blades of the impeller penetrate the control slide in the axial direction.
  • the braking element is formed on a rear surface of the impeller.
  • the brake element consists of a preloaded brake spring or plate-shaped brake disc, which is frictionally engageable with an opposite surface of the rear surface of the impeller to set the impeller against this surface.
  • the braking element is designed such that its braking effect decreases with increasing rotational speed of the impeller, wherein it approaches the rear surface of the impeller to release the impeller.
  • control slide is designed such that it follows the contour of the impeller and has at its outer end a radially encircling closing element.
  • control slide in this case
  • the current operating state of the internal combustion engine has at least a start-stop state, a warm-up state, a low-load state, a normal load state, an eco state, a high-speed state, and a residual heat storage state on.
  • the start-stop state denotes a drive state in which the internal combustion engine is temporarily stopped, for example, when stopping at a red light or the like, to save fuel in this way.
  • the warm-up state means a driving state in which, particularly at the cold start of the internal combustion engine, water standing in the cooling system is generated due to intermittent circulation of the coolant, so that the temperature of the internal combustion engine can be quickly brought to its optimum operating temperature.
  • the low-load state means a drive state in which the internal combustion engine is operated at a low speed, for example, in idling operation.
  • the normal load state means a drive state in which the internal combustion engine, preferably in the middle speed range, is operated to apply a drive power to the vehicle.
  • the Eco state indicates a driving state in which the
  • the high-speed state refers to a driving state in which the internal combustion engine is operated at high speed with increased cooling demand, for example when driving on a highway or the like.
  • the residual heat storage state finally designates a drive state in which the internal combustion engine is switched off and the temperature of the coolant is to be kept high as long as possible in order to achieve a shortened warm-up phase when the internal combustion engine is restarted, whereby the internal combustion engine is faster in its optimum temperature range can be operated.
  • control parameters in the refrigeration cycle map include at least a desired coolant temperature, and / or a desired engine temperature, and / or a desired coolant flow rate, and / or the like.
  • the secondary coolant pump when the current operating state of the internal combustion engine is a warm-up state, the secondary coolant pump is switched to an OFF state with the control valve closed and a coolant flow through the main coolant pump is arranged by means disposed in the main coolant pump Control valve interrupted, so that a circulation of the coolant is interrupted.
  • the secondary coolant pump when the current operating state of the internal combustion engine is a start-stop state in which the main coolant pump is temporarily without power during a stop phase of the internal combustion engine, the secondary coolant pump is switched to a ⁇ state , whereby the coolant is circulated through the secondary coolant pump.
  • a coolant flow through the main coolant pump is interrupted by means of a control spool disposed in the main coolant pump and the secondary coolant pump is switched to a ⁇ -state , whereby the coolant is circulated through the secondary coolant pump.
  • the secondary coolant pump when the current operating state of the internal combustion engine is a normal load state, the secondary coolant pump is switched to an OFF state and its control valve is closed, whereby the coolant in the coolant circuit is circulated through the main coolant pump.
  • the operation of the main coolant pump is selectively interrupted by means of an overrunning clutch provided on the belt drive of the main coolant pump or a control slide arranged in the main coolant pump is activated in such a way is that the coolant flow in the main coolant pump is interrupted, and the coolant is circulated through the secondary coolant pump to obtain a desired increased engine temperature.
  • the coolant flow of the main coolant pump when the current operating state of the internal combustion engine is the high-speed state is, the coolant flow of the main coolant pump, at least partially, is passed in the bypass mode via the secondary coolant pump to the inlet side of the main coolant pump.
  • both the control slide of the main coolant pump and the control slide of the secondary coolant pump are closed in order to prevent circulation of the coolant in the cooling circuit.
  • Fig. 1 A is a front perspective view of a controllable cooling system according to the invention.
  • FIG. 1B shows a perspective rear view of a controllable cooling system according to the invention
  • FIG. 2A is a partial sectional view of an electrically operated coolant pump according to an embodiment of the invention in an open position.
  • FIG. 2B is a detail view of section A of FIG. 2A; FIG.
  • FIG. 3A is a partial sectional view of an electrically operated coolant pump according to an embodiment of the invention in a closed position.
  • FIG. 3B is a detail view of section A of FIG. 3A;
  • FIG. 3C is a detail view of section B of FIG. 3A;
  • FIG. 4 is a perspective view of an impeller according to the invention with a control slide arranged thereon;
  • Fig. 5 is a partial sectional view of the view of Figure 4, in which the control slide is shown in section.
  • FIG. 6 is a sectional view of the impeller with arranged thereon slider of FIG .. 4
  • FIG. 1A shows a perspective view of a controllable cooling system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the cooling system 1 consists of a coolant circuit for supplying and discharging coolant from and to an internal combustion engine (not shown) of a vehicle, wherein the coolant via a arranged in the coolant line radiator (not shown) with the environment of the vehicle in heat exchange occurs.
  • a coolant line 13 leads from the vehicle radiator to a feed 17 formed on a main coolant pump 3.
  • This feed 17 is flange-shaped in the embodiment shown, but can also be in the form of a line, a nozzle, an opening , a screw or bayonet connection or the like may be formed.
  • the main coolant pump 3 is formed in the present embodiment as a radial pump and comprises a pump housing with a pump chamber (not shown) formed therein, in which an impeller is arranged. This impeller is designed as a radial pump impeller and arranged on a pump shaft in the pump housing of the main coolant pump 3.
  • a belt drive is used in the embodiment discussed.
  • a pulley 57 which is connected via a (not shown) wedge or toothed belt with a pulley of the internal combustion engine.
  • a rotation movement is transmitted to the pulley 57 of the main coolant pump 3 by the belt, whereby it is driven.
  • the main coolant pump 3 shown in this embodiment is an axially impinged coolant pump which, by means of the impeller arranged in the pump chamber, forwards the coolant to be conveyed radially outward to a discharge 15.
  • This discharge 15 is analogous to the feed 17, formed in the embodiment shown in a flange. However, it may also be in the form of a line, a nozzle, an opening, a screw or bayonet connection or the like.
  • the main coolant pump 3 also has in its pump chamber a (also not shown) concentrically on the drive shaft, the impeller encompassing arranged control slide, which surrounds the impeller in its closed position in its closed position to one through the coolant pump 3 interrupted flow of coolant to interrupt.
  • a also not shown
  • the impeller encompassing arranged control slide, which surrounds the impeller in its closed position in its closed position to one through the coolant pump 3 interrupted flow of coolant to interrupt.
  • the main coolant pump 3 of this embodiment includes the exhaust passage 15 through which the coolant is supplied from the main coolant pump 3 to the internal combustion engine.
  • a heating circuit may be provided in the cooling system, by means of which from the main coolant pump 3, a cooling medium via a heating line 19 in the heating circuit can be introduced.
  • a regulator or valve may be arranged in the main coolant pump 3 which conducts the coolant flow conveyed by the pump 3 into the heating circuit.
  • a secondary coolant pump 5 is arranged parallel to the main coolant pump 3, Parallel to the main coolant pump 3, a secondary coolant pump 5 is arranged.
  • the feed 9 to the secondary coolant pump 5 branches off at a point in front of the feed 17 of the main pump 3 from the coolant line 13.
  • the secondary coolant pump 5 is also formed in this embodiment as an axially impinged radially conveying pump, and is operated by an electric motor 7, which is arranged on a coolant supply 9 facing away portion of the secondary coolant pump 5.
  • the coolant supplied by the supply line 13 is sucked into the secondary coolant pump 5 by the suction effect of an impeller 25 arranged in the secondary coolant pump 5 and from there via the impeller 25 arranged in a pump chamber 53 via the discharge 1 1 in the discharge 15 of the main coolant pump 3 discharged without this by the Main pump 3 to flow.
  • the secondary coolant pump 5 thus forms a type of bypass path through which the coolant to be delivered can be circulated as a bypass coolant flow, bypassing the main coolant pump 5 in the cooling circuit coming from the radiator to the internal combustion engine
  • the feed 9 and the outlet 1 1 of the secondary coolant pump of the embodiment shown are formed in a flange. However, they may also be in the form of a line, a nozzle, an opening, a screw or bayonet connection or the like.
  • FIG. 2A A partial sectional view of the in the figures. 1 A and 1 B, electrically operated coolant pump 5 is shown in Fig. 2A.
  • the coolant pump 5 shown in Fig. 2A is, as described above, formed as an axially impinged radial pump, and includes a pump chamber 53 which is formed in a pump housing 51.
  • an electric motor 7 is arranged at an end of the secondary coolant pump 5 facing away from the feed 9.
  • the electric motor of this embodiment has a power between 20W and 100W and is designed as a dry runner, whereby high engine speeds of over 12,000 U / min are possible with low power consumption.
  • the drive shaft 21 is sealed in the embodiment shown here via a shaft seal 29 against the coolant to prevent ingress of coolant into the electric motor 7.
  • the impeller 25 and a control slide 31 are arranged.
  • the impeller 25 is held by retaining elements 47 positively on the drive shaft.
  • the shape of the control slide 31 essentially follows the contour of the
  • a sleeve-shaped or chamber-like shaped portion 33 is formed, on the inner wall circumference, a threaded portion is provided.
  • a complementary threaded portion is formed on a front portion 23 of the drive shaft 21.
  • FIG. 2A shows the secondary coolant pump 5 in a state in which the control slide 31 is opened.
  • the coolant conveyed by the impeller 25 can be discharged radially outward from the secondary coolant pump 5.
  • a sealing element 45 is arranged at a radially outer end of the impeller 25, within a closing element 35 of the control slide 31.
  • Another sealing element 43 is arranged on the radially outer end face of the control slide 31.
  • a closing member 35 receiving, circular the circumferential contour of the control slide 31 following, recess 37 is formed.
  • the closing element 35 formed thereon is received in this recess 37 and is rotatably held therein, so that the impeller 25 can rotate with the control slide formed thereon 31 by the driving force of the drive shaft 21.
  • FIG. 3A shows the electrically operated, controllable secondary coolant pump 5 from FIGS. 2A and 2B with the normally closed valve 31 in the closed state.
  • the control slide 31 of the coolant pump 5 is, as schematically indicated in Figures 2A and 3A, moved by slow forward or reverse rotation of the drive shaft 21 of the electric motor 7 in the respective working position.
  • control valve 31 is moved from its closed position to the open position, in which it rests against the contour of the impeller 25 at its surface, so that the impeller blades 39 can penetrate the control slide 31 and can generate the pumping action in the coolant pump 5 when the impeller rotates at operating speed.
  • control slide 31 When the control slide 31 is moved by a reverse rotation of the drive shaft 21 in the closed position shown in Fig. 3A, the control slide 31, however, comes in its fully-closed position with a feed 9 facing wall portion of the pump housing 51 in contact.
  • the trained on the control slide 31 sealing element 43 is pressed against the pump housing wall and seals the pump chamber 53 against the Outlet 1 1 of the pump 5 from.
  • the sealing element 45 formed on the rear section of the impeller 25 supports the closing element 35 formed as the outer circumferential leg of the control slide 31 from below, thus producing a sufficiently reliable sealing effect.
  • the sealing element 43 formed on the control slide 31 is made larger than the sealing element 45 formed on the impeller 25 in order to achieve a sufficiently large sealing effect against the wall surface of the pump chamber.
  • the pressure acting back on the annular surface from the pressure side of the main coolant pump 3, which results from the diameter differences of the sealing elements 43, 45 due to the different sealing diameters, the pressure acting back on the annular surface from the pressure side of the main coolant pump 3, which results from the diameter differences of the sealing elements 43, 45.
  • the sealing function of the sealing elements 43, 45 is thereby reinforced hydraulically, regardless of whether the electric motor 7 of the secondary coolant pump 5 is running or not.
  • a brake element 27 is arranged on one of the feed 9 facing away from the end of the impeller 25, which presses against an adjacent to the electric motor 7 inner wall surface 49 in the pump housing 51.
  • This brake element 27 is designed as a brake disk or prestressed plate spring and has in the embodiment shown at its radially outer ends wedge-shaped tapered thickenings 41, which come into frictional engagement with the inner wall surface 49 of the pump housing 51.
  • FIG. 4 shows a perspective view of that shown in FIGS. 2 and 3
  • control slide 3 1 (not shown) impeller 25 completely, the impeller blades 39 penetrate the control slide 3 1.
  • the control slide 31 has in its center a drive shaft 21 of the electric motor 7 receiving, chamber-like portion 33.
  • This chamber-like portion 33 has, as schematically indicated in Fig. 5, on the inner wall a threaded portion, deT complementary to the threaded portion 23, not shown in Fig. 5 of the drive shaft 21.
  • FIG. 5 shows a partial sectional view of an axially impinged, radially conveying impeller 25, as it is used in a designed as a radial pump pump 3, 5 of the embodiment discussed here.
  • a hub-like receptacle 55 for receiving the (not shown) drive shaft 21 is formed in the center of the impeller 25 .
  • Fig. 6 shows the impeller 25 of Fig. 5 with the arranged thereon
  • Control slide 31 in a complete sectional view. As can be seen here, the impeller 25 and the control slide 3 1 are arranged concentrically to each other and run along the drive shaft 21 reaching from the electric motor 7 in the pumping chamber 51, which are not shown here for simplicity of illustration.
  • control slide 31 By forward or reverse rotation of the drive shaft 21 of the electric motor 7, the control slide 31 can thereby be moved to the desired open or closed position.
  • inventive cooling system which uses the mechanically operated, controllable coolant pump 3 and the electrically operated, controllable coolant pump 5, can be advantageously in consideration of predetermined control parameters such as a desired coolant temperature, and / or a desired engine temperature, and / or desired coolant flow rates and / or the like set different operating conditions.
  • a control device is therefore additionally provided according to the embodiment discussed here, which controls the mechanically operated main coolant pump 3 and the electrically operated secondary coolant pump 5 in order to achieve the respective operating states.
  • Exemplary operating states are a start-stop state, a warm-up state, a low-load state, a normal-load state, an eco state, a high-speed state, and a residual heat storage state.
  • the start-stop state denotes a drive state in which the
  • Internal combustion engine is temporarily stopped, for example, when stopping at a red light or the like, to save fuel in this way.
  • the secondary coolant pump 5 into a ⁇ - State is switched, whereby the coolant is circulated through the secondary coolant pump 5.
  • the warm-up state further designates a driving state in which, particularly at the cold start of the internal combustion engine, water standing in the cooling system 1 due to intermittent circulation of the coolant is generated, so that the temperature of the internal combustion engine can be quickly brought to its optimum operating temperature.
  • the secondary coolant pump 5 is switched to an OFF state, and a coolant flow through the main coolant pump 3 is interrupted by means of the control spool disposed in the main coolant pump, so that circulation of the coolant is interrupted.
  • the cooling system 1 of the embodiment discussed here it is possible to control the pumps 3, 5 in the warm-up phase of the internal combustion engine such that the slides of both pumps 3, 5 are closed, so that no coolant is circulated through the two pumps 3, 5 can.
  • the electrically operated coolant pump 5 can also be switched off, wherein a backflow and circulation of the coolant can be prevented by the closed control slide 31.
  • the pump 5 is controlled such that the control slide 31 prevents circulation of the coolant. In this way it is possible to quickly reach the operating temperature of the internal combustion engine.
  • the low-load state further designates a drive state in which the internal combustion engine is operated at a low speed, for example, in idling operation.
  • a coolant flow through the main coolant pump 3 is interrupted by means of the control spool disposed in the main coolant pump and the secondary coolant pump 5 is switched to an ON state is, whereby the coolant is circulated through the secondary coolant pump 5.
  • the secondary electric coolant pump 5 zuzulect to perform a so-called electrical boosting, in other words, the circulation of the coolant by capacity of the electrically controlled secondary coolant pump 5 to assist.
  • control slide 31 of the electrically operated coolant pump 3 is usually brought into its closed position or the pump 3 is switched off and realized the circulation of the coolant exclusively via the mechanically operated main coolant pump 3 ,
  • the electric coolant pump 5 can be switched on to support the coolant demand by the mechanical coolant pump 3.
  • the normal load state means a drive state in which the internal combustion engine, preferably in the middle speed range, is operated to apply a drive power to the vehicle.
  • the secondary coolant pump 5 is switched to an OFF state and its control slide 31 is usually brought into the closed position, whereby the coolant in the coolant circuit is circulated through the main coolant pump 3.
  • the eco-state refers to a driving state in which the internal combustion engine is normally operated and by means of a control intervention in the cooling system, the coolant temperature is maintained in an increased range, so that a more efficient fuel combustion and thus a more economical driving is possible.
  • the operation of the main coolant pump 3 is selectively interrupted by means of a provided on the pulley 57 of the main coolant pump 3 overrunning clutch, and / or arranged in the main coolant pump 3 control slide controlled in such a way that the coolant flow in the main coolant pump 3 is interrupted.
  • the coolant is circulated through the secondary coolant pump 5 to obtain a desired increased engine temperature.
  • the high-speed state means a driving state in which the internal combustion engine is operated at high speed with increased cooling demand, for example when driving on a highway or the like.
  • the coolant flow of the main coolant pump 3 is, at least partially, bypassed via the secondary coolant pump 5 to the intake side of the main coolant pump 5 leading to the internal combustion engine .
  • the residual heat storage state finally designates a drive state in which the internal combustion engine is switched off and the temperature of the coolant is to be kept high as long as possible in order to achieve a shortened warm-up phase when the internal combustion engine is restarted, whereby the internal combustion engine is faster in its optimum temperature range can be operated.
  • the coolant flow from the engine back to the radiator is shut off by shutting off the two pumps 3, 5 by means of the slides arranged therein, whereby a heat exchange of the coolant with the environment of the vehicle can take place only very hesitant.
  • the heat generated by the internal combustion engine is thus maintained over a longer period of time when the motor vehicle is at a standstill and can be used, and later restarted, to speed up the operating temperature.
  • control slide 31 is displaced along the drive shaft 21 by means of a drive configured as a threaded spindle
  • the control slide may be pneumatically actuated relative to the impeller rather than via the threaded spindle , magnetically and / or hydraulically operated actuator or an electric servomotor along the drive shaft 21 is moved.
  • the embodiments discussed herein disclose a control slide 31 formed separately on the impeller 25, it is also conceivable that the control slide 31 is integrally formed in the impeller 25.
  • integrally formed in the impeller 25 control slide 31 may be formed such that on the outer surfaces of the impeller 25 leg-like wall surfaces are formed, which are the same effect as the closing element 35 of the control slide 31.
  • a vane wheel 25 designed in this way can be displaced along the drive axle 21, so that the parts protruding toward the pump housing rear side, give! like wall elements, the discharge 1 1, in a closed position of the thus formed impeller 25, close tightly.
  • the wall elements in the formed in the housing wall of the pump housing 51 receptacle 37 are rotatably mounted about the drive shaft 21.
  • the impeller 25 is arranged encompassing in the pump chamber 53 and can be rotatably moved into an open and closed position. It is also possible to arrange a sleeve-shaped control slide 31 behind the impeller 25, which is then pushed over the impeller 25, for example by the above-discussed threaded spindle drive or a pneumatically, magnetically and / or hydraulically operated actuator or an electric servomotor, and the Outlet 1 1 of the secondary pump sealingly closes.
  • the impeller discussed above with the control slide arranged thereon can also be used as a kind of check valve in a piping system. Depending on the direction of flow and Anström horr the slide can thereby further promote on the impeller and the slider shaft holding the oncoming medium or, at a correspondingly high flow pressure against the conveying direction, close the pipe system by moving the control slide in its closed position.
  • the present invention relates to a controllable cooling system 1 for a motor vehicle with a coolant circuit which leads and discharges a coolant to an internal combustion engine, as well as a mechanically operated, controllable main coolant pump 3 and an electrically operated, controllable secondary coolant pump 5.
  • the cooling system further includes a control device that controls the main coolant pump 3 and the secondary coolant pump 5 depending on operating conditions of the internal combustion engine.
  • the invention further provides an electrically operated, controllable secondary coolant pump 5 for such a cooling system 1, an impeller 25 which can be used in this secondary coolant pump 5 and a method for regulating the coolant flow in such a cooling system 1.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein regelbares Kühlsystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf, der ein Kühlmittel zu einer Verbrennungskraftmaschine hinführt und von dieser ableitet, sowie einer mechanisch betriebenen, regelbaren Haupt-Kühlmittelpumpe (3) und einer elektrisch betriebenen, regelbaren Sekundär-Kühlmittelpumpe (5). Das Kühlsystem umfasst ferner eine Steuervorrichtung, welche die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) und die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine steuert. Die Erfindung schafft ferner eine elektrisch betriebene, regelbare Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) für ein derartiges Kühlsystem (1), ein in dieser Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) verwendbares Flügelrad (25) sowie ein Verfahren zum Regeln des Kühlmittelflusses in einem derartigen Kühlsystem (1).

Description

Beschreibung
Regelbares Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug, Kühlmittelpumpe hierfür, in der Kühlmittelpumpe verwendbares Flügelrad sowie Verfahren zum Regeln eines
Kühlmittelflusses in einem derartigen Kühlsystem
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein regelbares Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , eine hierfür geeignete, elektrisch betriebene, regelbare Kühlmittelpumpe nach Anspruch 6, ein in der Kühlmittelpumpe verwendbares Flügelrad nach Anspruch 22 sowie ein Verfahren zum Regeln eines Kühlmittelflusses in einem derartigen Kühlsystem nach Anspruch 30.
STAND DER TECHNIK
In Kraftfahrzeugen werden, um Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf zwischen Fahrzeugkühler und Verbrennungskraftmaschine zu zirkulieren, in der Regel mechanisch betätige Kühlmittelpumpen eingesetzt. Derartige als Axial- oder Radialpumpen ausgebildete Kühlmittelpumpen sind dabei zwischen dem Fahrzeugkühler und der Verbrennungskraftmaschine angeordnet.
Die Kühlmittelpumpen werden dabei über einen Riemenantrieb durch die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. Beispiele für derartige Pumpen sind in der DE 10 2005 004 315 B4 und der DE 10 2005 062 200 B3 der selben Anmelderin diskutiert.
Aufgrund zunehmender Knappheit fossiler Brennstoffe ist die aktuelle Entwicklung im Kraftfahrzeugbereich auf immer kraftstoffeffizientere und energiesparende Fahrzeuge gerichtet. Hierfür kommen beispielsweise Start-Stop- Systeme zur Anwendung, welche eine Verbrennungskraftmaschine im Fahrzeug, beispielsweise beim Halt an einer roten Ampel, einer Bahnschranke etc., vorübergehend abschalten. Sobald die Stop-Situation beendet ist, beispielsweise die Ampel auf grün umschaltet und der Fahrzeugführer das Gaspedal betätigt, wird die Verbrennungskraftmaschine wieder gestartet. Aufgrund des systembedingten Abschaltens der Verbrennungskraftmaschine bei derartigen Start-Stop-Systemen in modernen Kraftfahrzeugen wird jedoch auch der Betrieb der Kühlmittelpumpe gestoppt. Insbesondere wird, aufgrund des Anhaltens der Verbrennungskraftmaschine über den Riemenantrieb keine Antriebsleistung mehr auf die Kühlmittelpumpe übertragen, so dass deren Betrieb eingestellt wird, das Kühlmittel mithin nicht mehr im Kühlmittelkreislauf zirkuliert werden kann.
Dies kann, insbesondere bei hohen Außentemperaturen oder bereits entsprechend hoher Motor- beziehungsweise Kühlmitteltemperatur dazu führen, dass die Temperatur über das erlaubte Maß hinaus ansteigt.
Um das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf auch in Fahrzeugen mit Start-Stop-Systemen weiter zu zirkulieren, wenn die Verbrennungskraftmaschine nicht arbeitet, wäre es grundsätzlich denkbar, die herkömmlich eingesetzten, mechanisch betriebenen Kühlmittelpumpen durch elektrisch betriebene Kühlmittelpumpen zu ersetzen.
Gleichwohl zeigen elektrische Kühlmittelpumpen den Nachteil, dass diese ausreichend groß dimensioniert sein müssen, um die Kühlmittelleistung zu erbringen. Derartig groß dimensionierte elektrisch betriebene Kühlmittelpumpen benötigen dann eine entsprechende Stromzufuhr aus dem Bordnetz des Kraftfahrzeuges.
Da dies unter Umständen über die Lichtmaschine abgefangen werden muss, die entsprechend mehr Leistung erzeugen muss, um im Fahrzeug vorhandene Batterien auf einen Mindestladewert zu halten, sowie das Bordnetz ausreichend zu versorgen, hat sich die Verwendung elektrischer Pumpen als Kühlmittelpumpen für Kraftfahrzeuge bisher nicht durchgesetzt. Um dennoch eine Möglichkeit zu schaffen, bei modernen Start-Stop-Systemen einen ausreichenden Kühlmittelfluss zu gewährleisten, wurde jüngst versucht, durch die Kombination elektrischer und mechanischer Antriebe eine adaptierte Kühlmittelpumpe bereitzustellen.
Ein Beispiel einer derartigen, als Hybridkühlmittelpumpe bezeichneten, Kühlmittelpumpe ist in der MTZ, Ausgabe 1 1 , 2010, offenbart. Die darin diskutierte Hybridkühlmittelpumpe wird, als Hauptantrieb, von einem Riemenantrieb über die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. Zusätzlich umfasst diese Pumpe in ihrem Pumpengehäuse einen bürstenlosen Elektromotor, der durch entsprechende Steuerung über Kupplungen auf die Antriebswelle zugeschaltet werden kann, und dabei entweder die Antriebskraft des Riemenantriebes verstärkt, oder, im Start-Stop-Zustand bei ausgeschalteten Verbrennungskraftmaschine, die alleinige Zirkulation des Kühlmittels übernimmt.
Die in der MTZ, Ausgabe \ \ , 2010, offenbarte Hyb dkühlmitterpumpe ist dabei jedoch nicht geeignet, sämtliche Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine zufriedenstellend zu bedienen. Insbesondere ist es bei der in der MTZ, Ausgabe 1 1 , 2010, diskutierten
Kühlmittelpumpe nicht möglich, einen raschen Aufwärmzyklus der Verbrennungskraftmaschine durch leckflussfreies Unterbrechen des Kühlmittelstromes zu gewährleisten. Bei derartigen, offenen Kühlmittelpumpen kann nämlich kein so genanntes stehendes Wasser erzeugt werden. Vielmehr ist immer eine gewisse Grundzirkulation des Kühlmittels festzustellen, so dass ein beschleunigter Aufwärmbetrieb nicht realisierbar ist.
Zwar diskutiert der Artikel über die Hybridkühlmittelpumpe aus der MTZ, Ausgabe 1 1 , 2010, dass derartige Pumpen antriebslos geschalten werden können, um auf diese Art und Weise einen beschleunigten Aufwärmvorgang in der Verbrennungskraftmaschine durchzuführen. Gleichwohl ist es mit der Hybridkühlmittelpumpe dieser Bauart nicht möglich, einen Rückfluss bzw. Leckfluss des Kühlmittels aus der Pumpe zu vermeiden, wodurch minimale Zirkulationen entstehen können, die den Aufwärmvorgang als solche verzögern.
Überdies ist es mit der in der MTZ, Ausgabe 1 1 , 2010, offenbarten Pumpe nicht möglich, in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschinen, beispielsweise Leerlauf-Betriebszustand, Schubbetrieb oder dergleichen, entsprechend geeignete Kühlmittelzirkulationsflussraten einzustellen, sodass die Kühlmitteltemperatur für den jeweiligen Betriebszustand in einem idealen Kühlmitteltemperaturbereich gehalten werden kann.
Auch zeigt die in der MTZ, Ausgabe 1 1 , 2010 offenbart Pumpe den Nachteil, dass bei Betrieb der Pumpe über die Riemenscheibe, und somit über die Verbrennungskraftmaschine der im Pumpengehäuse angeordnete Elektromotor als Generator wirkt. Die erzeugte elektrische Leistung muss daheT entsprechend aus der Pumpe abgeführt und in das Bordnetz eingespeist werden. Um die Generatorwirkung der elektrischen Pumpe zu vermeiden ist es alternativ nötig, selbige von der Welle zu isolieren, wenn der Betrieb der elektrischen Pumpe nicht benötigt wird.
Hierdurch wird der Aufbau einer derartigen Hybridpumpe noch komplexer, wodurch die Kosten für das System über das wirtschaftlich sinnvolle Maß ansteigen. Auch der mit einer derartigen Pumpe erzielbare Wirkungsgrad ist, im Vergleich zu herkömmlichen Systemen eher gering.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von den Nachteilen des vorstehend beschriebenen Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsystem zu schaffen, das einen einfachen Aufbau zeigt, und mit dem auf einfache Weise ein Kühlmittelstrom in einem Kühlmittelkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine auch dann gewährleistet ist, wenn die Verbrennungskraftmaschine antriebslos ist. Die vorliegende Erfindung soll ferner ein Kühlsystem schaffen, mittels dem abhängig von verschiedenen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine unterschiedliche Kühlwirkungen erzielt werden können. Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Kühlsystem nach Anspruch 1 .
Erfindungsgemäß wird dabei ein regelbares Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, das einen Kühlmittelkreislauf zum Zuführen und Abf hren von Kühlmittel zu und von einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs aufweist. In diesem Kühlsystem sind eine mechanisch betriebene, regelbare Haupt- Kühlmittelpumpe, die eine Zuführung zum Zuführen des Kühlmittels in die Haupt- Kühlmittelpumpe sowie eine Abfuhrung zum Abfuhren des Kühlmittels zur Verbrennungskraftmaschine aufweist, sowie eine elektrisch betriebene, regelbare Sekundär-Kühlmittelpumpe, die eine Zuführung zum Zuführen des Kühlmittels in die Sekundär-Kühlmittelpumpe sowie eine Abführung zum Abführen eines als Bypass- Kühlmittelstrom geforderten Kühlmittels in Richtung zur Haupt-Kühlmittelpumpe aufweist angeordnet, wobei die Sekundär-Kühlmittelpumpe von einer in Strömungsrichtung des Kühlmittels zur Haupt-Kühlmittelpumpe führenden Kühlmittelleitung abzweigend in Strömungsrichtung vor der Haupt-Kühlmittelpumpe angeordnet ist. Das mittels der Sekundär-Kühlmittelpumpe geförderte Kühlmittel wird nach der Haupt-Kühlmittelpumpe, ohne die Haupt-Kühlmittelpumpe zu durchströmen, in die zur Verbrennungskraftmaschine führende Abführung zugeführt. Die Sekundär- Kühlmittelpumpe weist ferner ein Pumpengehäuse mit einer darin ausgebildeten Pumpenkammer auf, wobei an einem Abschnitt des Pumpengehäuses ein Elektromotor angeordnet ist, der vermittels einer in die Pumpenkammer reichenden Antriebswelle eine Antriebsleistung für die Sekundär-Kühlmittelpumpe bereit stellt. Ein als Förderorgan dienendes Flügelrad ist in der Pumpenkammer der Sekundär- Kühlmittelpumpe angeordnet, das koaxial auf der Antriebswelle angeordnet und mit dieser antreibbar verbunden ist, wobei die Sekundär-Kühlmittelpumpe einen am Flügelrad ausgebildeten Regelschieber aufweist, der zumindest in eine Offen- und Geschlossen-Stellung verfahrbar ist, zur Regelung des von der Sekundär- Kühlmittelpumpe geförderten Bypass-Kühlmittelstromes, insbesondere zur Verhinderung des Rückströmens des Kühlmittels entgegen der Förderrichtung der Sekundär-Kühlmittelpumpe.
Vermittels des erfindungsgemäßen Kühlsystems sind dabei folgende Vorteile erzielbar.
Durch die parallele Verwendung einer mechanischen Pumpe als Haupt- Kühlmittelpumpe und einer elektrischen Pumpe als Sekundär-Kühlmittelpumpe kann auf verblüffend einfache und kostengünstige Weise ein Kühlsystem geschaffen werden, das einen einfachen Aufbau zeigt, und mit dem auf einfache Weise ein Kühlmittelstrom in einem Kühlmittelkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine auch dann gewährleistet ist, selbst wenn die Verbrennungskraftmaschine antriebslos ist und somit keine Antriebsleistung für die mechanisch betriebene Haupt-Kühlmittelpumpe erzeugen kann. Hierbei bleibt in vorteilhafter Weise die in der Praxis bewährte, mechanisch betriebene Kühlmittelpumpe in dem Kühlsystem erhalten, wodurch beim Betrieb des Kühlsystems mit der mechanischen Pumpe, ggf. unterstützt durch die elektrische Pumpe, hohe Wirkungsgrade erzielt werden können. Die mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem erzielbaren Wirkungsgrade liegen dabei signifikant höher als dies bei einer vorstehend diskutierten Einwellen-Hybridpumpe der Fall ist.
Vermittels des erfindungsgemäßen Kühlsystems, das die beiden diskutierten regelbaren Pumpen aufweist, ist es ferner vorteilhaft möglich, so genanntes stehendes Wasser bereitzustellen, das, insbesondere beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine, ein schnelles Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht, so dass das Fahrzeug innerhalb kürzester Zeit in einem optimalen Temperatur-Kraftstoffverbrauch-Bereich betrieben werden kann.
Durch das Ansteuern des Schiebers in der Sekundär-Kühlmittelpumpe, insbesondere das Verfahren des Schiebers in dessen Geschlossen-Stellung, kann dabei vorteilhaft sichergestellt werden, dass aufgrund fehlender bzw. abgeschalteter Pumpwirkung von der Verbrennungskraftmaschine zurückströmendes Kühlmittel entgegen der Förderrichtung der Sekundärkühlmittelpumpe in Richtung auf den Fahrzeugkühler zu fließt.
Durch die Verwendung der bereits bekannten, mechanisch betriebenen regelbaren Haupt-Kühlmittelpumpe und die zusätzliche, parallele Anordnung der regelbaren, elektrisch betriebenen Sekundär-Kühlmittelpumpe kann ferner ein Kühlsystem realisiert werden, das bei überschaubaren Entwicklungs- und Applikationskosten eine zuverlässige Kühlleistung bei modernen, Kraftstoff sparenden Motorkonzepten, beispielsweise mit Start-Stop-Automatik, Motorabschaltung im Segelbetrieb oder dergleichen, sicherstellt.
Hierbei ist es ferner nicht notwendig, durch die integrale Ausbildung von mechanisch betriebener und elektrisch betriebener Kühlmittelpumpe, wie dies in der vorgenannten Hybridpumpe, die in der MTZ Ausgabe 1 1 , 2010 offenbart ist, diskutiert wird, neue Lagerungs- und Dichtungssysteme für die Wasserpumpenwelle zu implementieren, deren Dauerbetriebsfestigkeit und Wirtschaftlichkeit sich erst nach einigen Jahren zeigt.
Vielmehr ist es mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem möglich, auf die in der Praxis vielfach bewährten Lagerungs- und Dichtungssysteme zuzugreifen, wodurch ein zuverlässiger und wirtschaftlicher Betrieb des Kühlsystems sichergestellt werden kann.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kühlsystems sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Haupt-Kühlmittelpumpe hierbei ein Pumpengehäuse mit einer darin ausgebildeten Pumpenkammer auf, wobei in der Pumpenkammer ein als Förderorgan dienendes Flügelrad angeordnet ist, das über eine in die Pumpenkammer reichende Welle angetrieben wird, die vorzugsweise von einem Riemenantrieb angetrieben wird. Die Haupt-Kühlmittelpumpe kann hierbei, gemäß einer Ausfuhrungsform als Axial- oder Radialpumpe ausgebildet sein.
Durch den Antrieb der Haupt-Kühlmittelpumpe über eine mit einer Riemenscheibe der Verbrennungskraftmaschine verbundene Riemenscheibe ist es vorteilhaft möglich, ohne zusätzliche Antriebsaggregate die Haupt-Kühlmittelpumpe anzutreiben. Überdies bringt die Verwendung des von der laufenden Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Riemenantriebs nahezu keine Reibungsverluste mit sich, so dass die Haupt-Kühlmittelpumpe mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann.
Ferner bringt die Verwendung des Riemenantriebs, der die Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine nutzt den Vorteil mit sich, dass selbst bei niedriger Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine noch eine Rotationsbewegung des Flügelrades in der Haupt-Kühlmittelpumpe erzeugt werden kann, wodurch dieses selbst bei niedriger Drehzahl eine Kühlmittelzirkulation sicherstellt, wodurch zuverlässig ein Überhitzen des Motors vermieden werden kann.
Die Haupt-Kühlmittelpumpe weist gemäß einer weiteren Ausführungsform ferner einen am Flügelrad ausgebildeten, koaxial zu selbigem angeordneten, Regelschieber auf, der zumindest in eine Offen- und Geschlossen-Stellung, vorzugsweise entlang des in der Pumpenkammer gelagerten Flügelrades, verfahrbar ist, zur Regelung des von der Haupt-Kühlmittelpumpe geförderten Kühlmittelstromes. Vermittels des erfindungsgemäß in der Haupt-Kühlmittelpumpe angeordneten
Regelschiebers ist es dabei vorteilhaft möglich, den Kühlmittelstrom gewollt zu unterbrechen, ohne dabei den Betrieb der Haupt-Kühlmittelpumpe zu unterbrechen. So kann der Schieber nämlich, beispielsweise zum Erzeugen von stehendem Wasser beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine, in seine Geschlossen-Stellung verfahren werden, in der er das Flügelrad umfasst und die Weiterführung des geförderten Kühlmittels aus der Ableitung verhindert, somit den vom Flügelrad geförderten Kühlmittelstrom unterbricht. Das Anordnen eines derartigen Schiebers koaxial zum Flügelrad vereinfacht zudem die Gesamtkonstruktion der Haupt-Kühlmittelpumpe. So ist nämlich kein Freilauf oder dergleichen notwendig, um die Übertragung der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine auf die Antriebswelle der Haupt-Kühlmittelpumpe zu unterbrechen. Vielmehr ist es möglich, durch Verschieben des Regelschiebers entlang der Antriebswelle der Haupt-Kühlmittelpumpe die Kühlmittelzirkulation durch die Haupt-Kühlmittelpumpe zu unterbrechen, ohne hierbei die Übertragung der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine auf die Antriebswelle der Haupt- Kühlmittelpumpe aufzuheben.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Elektromotor der Sekundär- Kühlmittelpumpe als Trockenläufer oder als Nassläufer ausgebildet ist. Die Verwendung eines als Trockenläufer konzipierten Elektromotors für die
Sekundär-Kühlmittelpumpe ermöglicht dabei vorteilhaft hohe Drehzahlen der Sekundär-Kühlmittelpumpe bei minimaler Baugröße.
Die alternative Verwendung eines als Naßläufer konzipierten Elektromotors für die Sekundär-Kühlmittelpumpe stellt eine vergleichsweise einfache Kühlung für den Elektromotor sicher, da hierzu das im Kühlkreislauf des Fahrzeugs ohnehin vorhandene Kühlmittel zur Anwendung kommen kann.
Durch die Verwendung derartiger Elektromotoren ist es vorteilhaft möglich, bei geringer Baugröße eine als elektrische Einheitspumpe konzipierte Sekundär- Kühlmittelpumpe zu schaffen, die hohe Stückzahlen bei geringen Herstellungskosten erlaubt.
Das Kühlsystem gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ferner eine Steuervorrichtung auf, welche die Haupt-Kühlmittelpumpe und/oder die Sekundär- Kühlmittelpumpe in Abhängigkeit von vergebenen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine steuert. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Steuervorrichtung, die beispielsweise als Softwaremodul im Fahrzeugsteuergerät implementiert ist oder als eigenständige Steuereinheit ausgebildet ist, ist es vorteilhaft möglich, die Haupt-Kühlmittelpumpe und/oder die Sekundär-Kühlmittelpumpe parallel oder unabhängig voneinander anzusteuern, um auf diese Weise immer einen gewünschten Kühlmittelfluss im Kühlkreislauf herzustellen.
Insbesondere ist es dabei möglich, die Haupt-Kühlmittelpumpe und/oder die Sekundär-Kühlmittelpumpe derart anzusteuern, dass diese im Aufwärmbetrieb beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine abgeregelt sind, so dass kein Kühlmittel zirkuliert wird. Sobald die Verbrennungskraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht hat, können die Pumpen parallel oder separat voneinander geregelt werden, um durch jeweiliges Verschieben des in der jeweiligen Pumpenkammer angeordneten Regelschiebers den Kühlmittelfluss zu steuern.
Vermittels dieser Steuerung ist es dabei vorteilhaft möglich, in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise wenn diese im Leerlauf ist, oder des Fahrzeugs, beispielsweise bei einer Stadtfahrt, die Kühlmitteltemperatur unter Verwendung von Kennfeldern aktiv zu steuern, so dass die Kühlmitteltemperatur in einem Bereich gehalten werden kann, in dem eine optimale Kraftstoffausnutzung, und somit ein sparsamer und wirtschaftlicher Betrieb des Fahrzeugs, realisiert werden kann. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine für ein derartiges
Kühlsystem geeignete, elektrisch betriebene Kühlmittelpumpe anzubieten.
Die mit dem vorstehend diskutierten Kühlsystem erzielbaren Vorteile lassen sich in analoger Weise auch mit der nachfolgend diskutierten, erfindungsgemäßen elektrischen Kühlmittelpumpe erzielen, so dass auf eine erneute Aufzählung dieser Vorteile verzichtet wird. Eine elektrisch betriebene Kühlmittelpumpe gemäß einer Ausfuhrungsform der Erfindung, die insbesondere zur Verwendung in einem vorstehend diskutierten Kühlsystem geeignet ist, ist dabei als Axialpumpe oder als Radialpumpe ausgebildet. Die elektrisch betriebene Kühlmittelpumpe weist auf: ein Pumpengehäuse; eine, vorzugsweise flanschartige, Zuführung und eine, vorzugsweise flanschartige, Abführung; eine im Pumpengehäuse ausgebildete Pumpenkammer, wobei in der Pumpenkammer auf einer Pumpenwelle ein Pumpenrad angeordnet ist, das mittels der Pumpenwelle von einem Elektromotor antreibbar ist, und einen Schieber, der zumindest in eine Offen- und Geschlossen-Stellung verfahrbar ist, zur Regelung eines von der Kühlmittelpumpe geförderten Bypass-Kühlmittelstromes. Die erfindungsgemäße elektrisch betriebene Pumpe ist dabei derart ansteuerbar, dass bei der Geschlossen Stellung des Regelschiebers ein Rückströmen des Kühlmittels von der Verbrennungskraftmaschine entgegen der Förderrichtung der Sekundär- Kühlmittelpumpe verhindert werden kann.
Durch das Ansteuern des Schiebers in der elektrisch betriebenen Pumpe derart, dass der Schiebers in seine Geschlossen-Stellung fährt, kann dabei vorteilhaft sichergestellt werden, dass aufgrund fehlender bzw. abgeschalteter Pumpwirkung von der Verbrennungskraftmaschine zurückströmendes Kühlmittel entgegen der Förderrichtung der Kühlmittelpumpe in Richtung auf den Fahrzeugkühler zu fließt.
Bei der Parallelschaltung zweier Pumpen ist zu beachten, dass die parallelen Strömungspfade auch Bypasspfade darstellen. Das zu fördernde Medium fließt dabei immer in die Richtung des niedrigeren Drucks.
Da die Haupt-Kühlmittelpumpe im laufenden Betrieb einen deutlich höheren Förderdruck aufbaut, kann durch Verschieben des Regelschiebers der Sekundär- Kühlmittelpumpe in dessen Geschlossen-Stellung sichergestellt werden, dass bei aktiver Hauptpumpe eine Rückströmung von der Druckseite der Hauptpumpe über die Sekundärpumpe zur Saugseite unterbunden wird. Gemäß einer Ausfuhrungsform ist die elektrische Kühlmittelpumpe als Radialpumpe ausgebildet, wobei mit der, im Wesentlichen konisch verlaufenden, Zuführung das von einer Kühlmittelleitung abgezweigte, zu fördernde Kühlmittel in die im Pumpengehäuse ausgebildete Pumpenkammer einbringbar ist, und mit der, im Wesentlichen radial rechtwinklig zur Zufuhrleitung angeordneten, Abführung das in die Pumpenkammer eingebrachte Kühlmittel aus der Pumpenkammer abführbar ist.
Das in der Pumpenkammer angeordnete, als Radialpumpen-Flügelrad ausgebildete Pumpenrad saugt das Kühlmittel durch eine Rotationsbewegung in axialer Richtung an und fördert es in radialer Richtung in die Abführung. Der Schieber ist als ein koaxial zur Pumpenwelle am Flügelrad angeordneter Regelschieber ausgebildet; und der Elektromotor ist, vorzugsweise an einem von der Zuführung abgewandten, Abschnitt des Pumpengehäuses angeordnet; wobei der Elektromotor eine Antriebswelle aufweist, die in die Pumpenkammer hineinragt, das Flügelrad und der Regelschieber koaxial auf der Antriebswelle angeordnet sind, und vorzugsweise vermittels Halteelementen formschlüssig auf deT Antriebswelle gehalten werden, und der Regelschieber das Flügelrad umgreifend, zylindrisch ausgebildet ist und in axialer Richtung des Flügelrades in eine Offen- und Geschlossen-Stellung verschiebbar ist. Gemäß einer Ausführungsform ist der Regelschieber derart mit dem Flügelrad verbunden, dass Flügelschaufeln des Flügelrades den Regelschieber durchdringen.
Auf diese Weise ist es möglich, den benötigten Bauraum für die elektrische Kühlmittelpumpe deutlich zu verringern, da die aus dem Flügelrad und dem Regelschieber bestehende Baugruppe kompakt ausgebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Elektromotor als Trockenläufer ausgebildet und vermittels einer an der Antriebswelle angeordneten Wellendichtung gegen die Pumpenkammer abgedichtet. In einer alternativen Ausführungsform ist der Elektromotor als Nassläufer ausgebildet und wird vermittels des von der Kühlmittelpumpe geförderten Kühlmittels gekühlt. Gemäß einer Ausführungsform wird der Regelschieber über zumindest ein in dem Pumpengehäuse vorgesehenes Stellglied in seine Offen- und/oder Geschlossen Stellung verfahren. Dieses Stellglied kann dabei als ein pneumatisch, magnetisch und/oder hydraulisch betriebener Schieber oder als ein elektrischer Stellmotor ausgebildet sein.
Das Stellglied kann in einer beispielhaften Ausführungsform in einem Stirnbereich der Antriebswelle angeordnet sein und in einen an der Vorderseite des Regelschiebers ausgebildeten, kammerartig geformten Abschnitt eingreifen, um den Regelschieber relativ zum Flügelrad in seine Offen- und Geschlossen-Stellung zu verschieben.
Alternativ, oder zusätzlich, kann das Stellglied auch zwischen dem Flügelrad und dem Regelschieber angeordnet sein. Beispielsweise ist das Stellglied ein das Flügelrad mit dem Regelschieber verbindender Kipphebel, der hydraulisch, pneumatisch oder magnetisch aus seiner am Flügelrad anliegenden Ruhestellung (die Offen-Stellung des Regelschiebers) in eine vom Flügelrad beabstandete Position (die Geschlossen-Stellung des Regelschiebers) bewegbar ist.
Das Stellglied kann auch in der Wandung des Pumpengehäuses ausgebildet sein, beispielsweise in hierfür vorgesehenen Ausnehmungen oder Kammern.
Gemäß einer weiter Ausführungsform weist der Regelschieber einen die Antriebswelle umgreifenden, der Zuführung zugewandten, kammerartig geformten Abschnitt auf, an dessen Innenumfang ein Gewindeabschnitt ausgebildet ist, wobei an einem vom Elektromotor abgewandten Abschnitt der Antriebswelle der elektrischen Kühlmittelpumpe ein Gewindeabschnitt ausgebildet ist, der komplementär zum Gewindeabschnitt des Regelschiebers ist. Der Regelschieber ist dabei erfindungsgemäß, durch gegenseitiges Eingreifen der Gewindeabschnitte ineinander, entlang der Antriebswelle verschiebbar.
Durch das Anordnen der komplementär ausgebildeten Gewindeabschnitte kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Antrieb für den Regelschieber in der elektrischen Kühlmittelpumpe vermieden werden, wodurch die Kosten sowie der Aufbau der Pumpe weiter vereinfacht werden könne und gleichzeitig der für die Pumpe benötigte Bauraum verringert werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Regelschieber derart ausgebildet, dass er der Kontur der Vorderseite des Flügelrades folgt und an seinem äußeren Ende ein daran angeordnetes, radial umlaufendes Schließelement aufweist, wobei an einem vom Elektromotor abgewandten Ende des Schließelements ein radial außerhalb vom Regelschieber angeordnetes erstes Dichtungselement angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der elektrischen Kühlmittelpumpe ist in der Pumpenkammer eine Aufnahme ausgebildet, in die das Schließelement des Regelschiebers in dessen Offen-Stellung einbringbar ist. Durch die Ausbildung dieser Aufnahme kann die Baugröße der Kühlmittelpumpe vorteilhaft weiter verringert werden, da kein zusätzlicher Raum für das Schließelement des Regelschiebers innerhalb der Pumpenkammer geschaffen werden muss.
Gemäß einer Ausführungsform der Kühlmittelpumpe ist an einem dem Elektromotor zugewandten, radial äußeren Ende des Flügelrades ein radial innerhalb vom Regelschieber angeordnetes, zweites Dichtungselement angeordnet. Der Durchmesser des ersten Dichtungselements kann dabei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform größer ausgestaltet sein als der Durchmesser des zweiten Dichtungselements.
Gemäß einer Ausführungsform ist die dabei Abführung der elektrischen Pumpe vermittels des Regelschiebers in dessen Geschlossen-Stellung über das Schließelement, das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement dicht verschließbar. Durch die Ausbildung des Regelschiebers derart, dass dieser der Kontur der
Vorderseite des Flügelrades folgt, kann die Baugruppe aus Flügelrad und Regelschieber kompakt gestaltet werden. Das Vorsehen der Dichtungselement am Regelschieber und am Flügelrad erlaubt zudem in vorteilhafter Weise ein sicheres Abdichten der Abführung aus der elektrischen Pumpe in der Geschlossen-Stellung des Regelschiebers, wobei gleichzeitig das Schließelement des Regelschiebers in dessen Geschlossen- Stellung gegen das Flügelrad abgestützt wird, so dass ein durch das Kühlmittel möglicherweise erzeugter Gegendruck den Regelschieber nicht derart aufbiegen oder bewegen kann, dass ein Leckfluss in der Kühlmittelpumpe erzeugt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe ist ferner ein Bremselement vorgesehen, vermittels dem das Flügelrad gegen eine Innenwand des Pumpengehäuses festgelegt werden kann.
Das Bremselement ist dabei gemäß der einer Ausführungsform am Flügelrad ausgebildet, und besteht vorzugsweise aus einer vorgespannten Bremsfeder oder tellerförmigen Bremsscheibe, die vorzugsweise an ihren radial äußeren Enden, in radialer Richtung nach innen hin im Wesentlichen keilförmig zulaufende, Verdickungen aufweist, wobei das Bremselement vorzugsweise mittels der Verdickungen, mit der an den Elektromotor angrenzenden Innenwand des Pumpengehäuses in Reibeingriff bringbar ist, um das Flügelrad gegen das Pumpengehäuse festzulegen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Bremselement, insbesondere mit dessen Verdickungen, derart ausgebildet, dass es sich mit zunehmender, durch die Antriebswelle des Elektromotors verursachte, Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrades von der Innenwand des Pumpengehäuses löst, um das Flügelrad freizugeben. Vermittels dieser Anordnung ist es in vorteilhaft einfacher Weise möglich, das
Flügelrad gegen die Pumpenkammerwand festzulegen, wodurch bei Drehung der Antriebswelle nur der Regelschieber in seine Offen- oder Geschlossen-Stellung verfahrbar ist. Wenn der Regelschieber in seiner vollständig offenen Stellung angelangt ist, wird ein Kraftschluß zwischen dem auf der Antriebswelle sitzenden Flügelrad und dem Regelschieber bewirkt, so dass die Rotation der Antriebswelle auf das Flügelrad übertragen wird. Mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle löst sich aufgrund der Fliehkraft das Bremselement von der Pumpenkammerwand und gibt die Drehung des Flügelrades frei. Somit lässt sich vorteilhaft ein zuverlässiges Verfahren des Regelschiebers entlang der Antriebswelle realisieren, ohne dass dabei das Flügelrad mit gedreht werden würde.
Überdies lässt sich in vorteilhafter Weise eine Art Anfahrbetrieb erreichen, wenn der Regelschieber und das Flügelrad miteinander in Eingriff stehen und die Rotation der Antriebswelle durch den Kraftschluß zwischen Flügelrad und Regelschieber auf das Flügelrad übertragen wird. Auf diese Weise kann ein sanftes Anfahren der Pumpleistung der elektrischen Kühlmittelpumpe realisiert werden.
Die Erfindung schafft ferner ein geeignetes Flügellaufrad sowie ein Verfahren zur Regelung eines Kühlmittelstromes in einem erfindungsgemäßen Kühlsystem.
Die vorstehend diskutierten Vorteile gelten dabei in analoger Weise auch für das erfindungsgemäße Flügelrad sowie das Verfahren zum Regeln des Kühlmittelstromes in einem Kühlsystem. Gemäß einer Ausführungsform weist das Flügelrad dabei auf: eine Mehrzahl von auf der einer Kühlmittel-Zuführung zugewandten Flügelradoberfläche ausgebildeten, vorzugsweise radialpumpentypischen, Flügelschaufeln; eine Aussparung zur Aufnahme einer Antriebswelle; einen mit dem Flügelrad verbundenen Regelschieber; sowie ein am Flügelrad angeordnetes Bremselement.
Das erfindungsgemäße Flügelrad ist dabei vorteilhaft für die Verwendung in einer vorstehend diskutierten, erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe, sowie einem entsprechendem, diese Kühlmittelpumpe aufweisenden Kühlsystem verwendbar. Bei einer Ausführungsform des Flügelrades weist der Regelschieber an seinem vorderen Ende ein radial außerhalb angeordnetes erstes Dichtungselement auf, wobei das Flügelrad an seinem radial äußeren Ende ein radial innerhalb vom Regelschieber angeordnetes zweites Dichtungselement aufweist.
Der Regelschieber ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform, derart integral mit dem Flügelrad ausgebildet, dass die Flügelschaufeln des Flügelrades den Regelschieber in axialer Richtung durchdringen.
In einer weiteren Ausfuhrungsform des erfindungs gemäßen Flügelrades ist das Bremselement an einer rückseitigen Oberfläche des Flügelrades ausgebildet.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht das Bremselement aus einer vorgespannten Bremsfeder oder tellerförmigen Bremsscheibe, die mit einer der rückseitigen Oberfläche des Flügelrades gegenüberliegenden Fläche in Reibeingriff bringbar ist, um das Flügelrad gegen diese Fläche festzulegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Bremselement derart ausgebildet, dass dessen Bremswirkung mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrades abnimmt, wobei es sich der rückseitigen Oberfläche des Flügelrades annähert, um das Flügelrad freizugeben.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flügelrades ist der Regelschieber derart ausgebildet, dass er der Kontur des Flügelrades folgt und an seinem äußeren Ende ein radial umlaufendes Schließelement aufweist. Gemäß einer Ausführungsform weist der Regelschieber dabei in seinem
Stirnbereich einen hohlen, kammerartig ausgebildeten Abschnitt auf, an dessen Innenumfangswandung ein Gewindeabschnitt ausgebildet ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Regeln eines Kühlmittelflusses in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges, wobei das Kühlsystem eine durch eine Antriebskraft einer im Fahrzeug angeordneten Verbrennungskraftmaschine mechanisch betriebene, regelbare Haupt-Kühlmittelpumpe sowie eine durch einen separat angeordneten Elektromotor elektrisch betriebene, regelbare Sekundär-Kühlmittelpumpe aufweist, umfasst gemäß einer Ausführungsform folgende Schritte: Erfassen eines aktuellen Betriebszustandes einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs; Erfassen eine Kühlmitteltemperatur eines in einem Kühlmittelkreislauf des Fahrzeugs zirkulierenden Kühlmittels; Auslesen von Steuerparametern aus einem Kühlkreislauf-Kennfeld; Ansteuern der Haupt-Kühlmittelpumpe sowie der Sekundär-Kühlmittelpumpe basierend auf den aus dem Kühlkreislauf-Kennfeld ausgelesenen Steuerparametern; und Regeln des Kühlmittelstroms durch selektives Schalten der Haupt-Kühlmittelpumpe und/oder der Sekundär-Kühlmittelpumpe.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine zumindest einen Start-Stop-Zustand, einen Aufwärm-Zustand, einen Niedriglast-Zustand, einen Normallast-Zustand, einen Eco-Zustand, einen Hochdrehzahl-Zustand sowie einen Restwärme-Speicherzustand auf.
Der Start-Stop-Zustand bezeichnet dabei einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine zeitweilig gestoppt wird, beispielsweise beim Halten an einer roten Ampel oder dergleichen, um auf diese Weise Kraftstoff zu sparen.
Der Aufwärmzustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem, insbesondere beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine, in dem Kühlsystem aufgrund einer unterbrochenen Zirkulation des Kühlmittels stehendes Wasser erzeugt wird, so dass die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine schnell auf ihre optimale Betriebstemperatur gebracht werden kann.
Der Niedriglast-Zustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine mit niedriger Drehzahl betrieben wird, beispielsweise im Leerlaufbetrieb. Der Normallast-Zustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine, vorzugsweise im mittleren Drehzahlbereich, betrieben wird, um eine Antriebsleistung auf das Fahrzeug aufzubringen. Der Eco-Zustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem die
Verbrennungskraftmaschine normal betrieben wird und vermittels eines Steuereingriffs in das Kühlsystem die Kühlmitteltemperatur in einem erhöhten Bereich gehalten wird, so dass eine effizientere Kraftstoffverbrennung und damit ein sparsamerer Fahrbetrieb möglich ist.
Der Hochdrehzahl-Zustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine mit hoher Drehzahl mit erhöhtem Kühlbedarf betrieben wird, beispielsweise bei der Fahrt auf einer Autobahn oder dergleichen. Der Restwärme-Speicherzustand bezeichnet schließlich einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine ausgeschalten ist und die Temperatur des Kühlmittels so lange wie möglich hoch gehalten werden soll, um bei einem erneuten Start der Verbrennungskraftmaschine eine verkürzte Aufwärmphase zu erreichen, wodurch die Verbrennungskraftmaschine schneller in ihrem optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Steuerparameter in dem Kühlkreislauf-Kennfeld zumindest eine gewünschte Kühlmitteltemperatur, und/oder eine gewünschte Motortemperatur, und/oder eine gewünschte Kühlmittelflussrate und/oder dergleichen.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ein Aufwärm-Zustand ist, die Sekundär-Kühlmittelpumpe in einen AUS-Zustand bei geschlossenem Regelschieber geschalten und ein Kühlmittelstrom durch die Haupt-Kühlmittelpumpe wird vermittels eines in der Haupt-Kühlmittelpumpe angeordneter Regelschiebers unterbrochen, so dass eine Zirkulation des Kühlmittels unterbrochen ist. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ein Start-Stop-Zustand ist, bei dem die Haupt-Kühlmittelpumpe während einer Stop-Phase der Verbrennungskraftmaschine zeitweise antriebslos ist, die Sekundär-Kühlmittelpumpe in einen ΕΓΝ-Zustand geschalten wird, wodurch das Kühlmittel durch die Sekundär- Kühlmittelpumpe zirkuliert wird.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ein Niedriglast-Zustand ist, ein Kühlmittelstrom durch die Haupt-Kühlmittelpumpe vermittels eines in der Haupt-Kühlmittelpumpe angeordneten Regelschiebers unterbrochen wird und die Sekundär-Kühlmittelpumpe in einen ΕΓΝ-Zustand geschalten wird, wodurch das Kühlmittel durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe zirkuliert wird.
Gemäß einer Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ein Normallast-Zustand ist, die Sekundär-Kühlmittelpumpe in einen AUS-Zustand geschalten und deren Regelschieber geschlossen wird, wodurch das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf durch die Haupt-Kühlmittelpumpe zirkuliert wird.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ein Eco-Zustand ist, der Betrieb der Haupt-Kühlmittelpumpe vermittels einer am Riemenantrieb der Haupt- Kühlmittelpumpe vorgesehenen Freilaufkupplung selektiv unterbrochen wird oder ein in der Haupt-Kühlmittelpumpe angeordneter Regelschieber derart angesteuert wird, dass der Kühlmittelstrom in der Haupt-Kühlmittelpumpe unterbrochen wird, und das Kühlmittel zur Erlangung einer gewünschten erhöhten Motortemperatur durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe zirkuliert wird.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Hochdrehzahlzustand ist, der Kühlmittelstrom der Haupt-Kühlmittelpumpe, zumindest teilweise, im Bypassbetrieb über die Sekundär-Kühlmittelpumpe auf die Zulaufseite der Haupt- Kühlmittelpumpe geleitet wird.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Restwärmespeicherzustand bei stillstehender Verbrennungskraftmaschine ist, sowohl der Regelschieber der Haupt-Kühlmittelpumpe als auch der Regelschieber der Sekundär-Kühlmittelpumpe geschlossen, um eine Zirkulation des Kühlmittels im Kühlkreislauf zu verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Funktionen der vorliegenden Erfindung sowie weitere Aspekte und Merkmale werden nachfolgend anhand einer detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren weiter beschrieben. Hierbei zeigt:
Fig. 1 A eine perspektivische Frontansicht eines erfindungsgemäßen regelbaren Kühlsystems;
Fig. 1 B eine perspektivische Rückansicht eines erfindungsgemäßen regelbaren Kühlsystems;
Fig. 2A eine Teilschnittansicht einer elektrisch betriebenen Kühlmittelpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Offen-Stellung;
Fig. 2B eine Detailansicht des Ausschnitts A der Fig. 2A;
Fig. 3A eine Teilschnittansicht einer elektrisch betriebenen Kühlmittelpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Geschlossenstellung; Fig. 3B eine Detailansicht des Ausschnitts A der Fig. 3A; Fig. 3C eine Detailansicht des Ausschnitts B der Fig. 3A;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Flügelrades mit einem daran angeordneten Regelschieber;
Fig. 5 eine Teilschnittdarstellung der Ansicht aus Fig. 4, in welcher der Regelschieber im Schnitt dargestellt ist; und
Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Flügelrades mit daran angeordnetem Schieber aus Fig. 4.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 1A zeigt eine perspektivische Darstellung eines regelbaren Kühlsystems 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Kühlsystem 1 gemäß dieser Ausführungsform besteht dabei aus einem Kühlmittelkreislauf zum Zuführen und Abführen von Kühlmittel von und zu einer (nicht dargestellten) Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges, wobei das Kühlmittel über einen in der Kühlmittelleitung angeordneten Kühler (nicht dargestellt) mit der Umgebung des Fahrzeuges in Wärmeaustausch tritt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, führt eine Kühlmittelleitung 13 vom Fahrzeugkühler zu einer an einer Haupt-Kühlmittelpumpe 3 ausgebildeten Zuführung 17. Diese Zuführung 17 ist dabei in der gezeigten Ausführungsform flanschartig ausgebildet, kann jedoch auch in Form einer Leitung, eines Stutzens, einer Öffnung, eines Schraub- oder Bajonettanschlusses oder dergleichen ausgebildet sein. Die Haupt-Kühlmittelpumpe 3 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Radialpumpe ausgebildet und umfasst ein Pumpengehäuse mit einer darin ausgebildeten (nicht dargestellten) Pumpenkammer, in der ein Flügelrad angeordnet ist. Dieses Flügelrad ist als Radialpumpen-Flügelrad ausgebildet und auf einer Pumpenwelle im Pumpengehäuse der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 angeordnet.
Als Antrieb für die Haupt-Kühlmittelpumpe 3 kommt in der diskutierten Ausführungsform ein Riemenantrieb zum Einsatz. Wie in der in Fig. 1 B gezeigten Rückansicht des Kühlsystems dargestellt, ist an einem der Zuführung 17 abgewandten Abschnitt der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 eine Riemenscheibe 57, die über einen (nicht dargestellten) Keil- oder Zahnriemen mit einer Riemenscheibe der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist. Beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine wird durch den Riemen eine Rotationsbewegung auf die Riemenscheibe 57 der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 übertragen, wodurch diese angetrieben wird.
Wie vorstehend angeführt, ist die in dieser Ausführungsform dargestellte Haupt- Kühlmittelpumpe 3 eine axial angeströmte Kühlmittelpumpe, die mittels des in der Pumpenkammer angeordneten Flügelrades das zu fördernde Kühlmittel radial nach außen zu einer Abführung 15 weiterleitet. Diese Abführung 15 ist dabei, analog zur Zuführung 17, in der gezeigten Ausführungsform flanschartig ausgebildet. Sie kann jedoch auch in Form einer Leitung, eines Stutzens, einer Öffnung, eines Schraub- oder Bajonettanschlusses oder dergleichen ausgebildet sein.
Die in dieser Ausführungsform diskutierte Haupt-Kühlmittelpumpe 3 weist in ihrer Pumpenkammer ferner einen (ebenfalls nicht dargestellten) konzentrisch auf der Antriebswelle, das Flügelrad umgreifend angeordneten Regelschieber auf, der in seiner Geschlossen-Stellung das Flügelrad in dessen Randbereichen umschließt, um einen durch die Kühlmittelpumpe 3 geförderten Kühlmittelstrom zu unterbrechen. Derartige Pumpen werden von der gleichen Anmelderin erfolgreich auf dem Markt vertrieben und sind beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2005 004 315 B4, DE 10 2005 062 200 B3 und WO 2009/14382 A2 diskutiert.
Wie in Fig. 1 A ferner dargestellt ist, umfasst die Haupt-Kühlmittelpumpe 3 dieser Ausführungsform die Abführung 15, über welche das Kühlmittel aus der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 zur Verbrennungskraftmaschine gefördert wird.
Zudem kann auch ein Heizkreislauf im Kühlsystem vorgesehen sein, vermittels dem aus der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 ein Kühlmedium über eine Heizleitung 19 in den Heizkreislauf einbringbar ist. Beispielsweise kann ein Regler oder Ventil in der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 angeordnet sein, der bzw. das den von der Pumpe 3 geförderten Kühlmittelstrom in den Heizkreislauf leitet.
Über die zur Haupt-Kühlmittelpumpe 3 führende Kühlmittelleitung 13 wird das aus dem Fahrzeugkühler kommende Kühlmittel der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 zugeführt.
Parallel zur Haupt-Kühlmittelpumpe 3 ist eine Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 angeordnet. Die Zuführung 9 zur Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 zweigt dabei an einer Stelle vor der Zuführung 17 der Hauptpumpe 3 von der Kühlmittelleitung 13 ab.
Die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 ist in dieser Ausführungsform ebenfalls als axial angeströmte radial fördernde Pumpe ausgebildet, und wird von einem Elektromotor 7 betrieben, der an einem der Kühlmittelzuführung 9 abgewandten Abschnitt der Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 angeordnet ist.
Über die konisch zulaufende Zuführung 9 wird das von der Zuleitung 13 gelieferte Kühlmittel durch die Sogwirkung eines in der Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 angeordneten Flügelrades 25 in die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 gesaugt und von dort über das in einer Pumpenkammer 53 angeordnete Flügelrad 25 über die Abführung 1 1 in die Abführung 15 der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 ausgetragen, ohne hierbei durch die Hauptpumpe 3 zu strömen. Die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 bildet somit eine Art Bypass-Weg, durch welchen das zu fördernde Kühlmittel als Bypasskühlmittelstrom unter Umgehung der Haupt-Kühlmittelpumpe 5 im Kühlkreislauf vom Kühler kommend zur Verbrennungskraftmaschine zirkuliert werden kann
Die Zuführung 9 sowie die Abführung 1 1 der Sekundär-Kühlmittelpumpe der gezeigten Ausführungsform sind dabei flanschartig ausgebildet. Sie können jedoch auch in Form einer Leitung, eines Stutzens, einer Öffnung, eines Schraub- oder Bajonettanschlusses oder dergleichen ausgebildet sein.
Eine Teilschnittansicht der in den Figuren. 1 A und 1 B gezeigten, elektrisch betriebenen Kühlmittelpumpe 5 ist in Fig. 2A dargestellt.
Die in Fig. 2A gezeigte Kühlmittelpumpe 5 ist dabei, wie vorstehend beschrieben, als axial angeströmte Radialpumpe ausgebildet, und umfasst eine Pumpenkammer 53, die in einem Pumpengehäuse 51 ausgebildet ist.
Bei der in Fig. 2A gezeigten Ausführungsform ist, an einem der Zuführung 9 abgewandten Ende der Sekundär-Kühlmittelpumpe 5, ein Elektromotor 7 angeordnet. Der Elektromotor dieser Ausführungsform hat dabei eine Leistung zwischen 20W und 100W und ist als Trockenläufer konzipiert, wodurch hohe Motordrehzahlen von über 12.000 U/min bei geringer Leistungsaufnahme ermöglicht werden.
Von diesem Motor 7 ausgehend ragt eine Antriebswelle 21 in die Pumpenkammer 51 der Sekundär-Kühlmittelpumpe 5.
Die Antriebswelle 21 ist in der hier gezeigten Ausführungsform über eine Wellendichtung 29 gegen das Kühlmittel abgedichtet, um ein Eindringen von Kühlmittel in den Elektromotor 7 zu vermeiden. onzentrisch auf der Antriebswelle 21 sind das Flügelrad 25 sowie ein Regelschieber 31 angeordnet. Das Flügelrad 25 wird dabei von Halteelementen 47 formschlüssig auf der Antriebswelle gehalten. Die Gestalt des Regelschiebers 31 folgt dabei im Wesentlichen der Kontur der
Stirnfläche des Flügelrades 25, wobei die Flügelschaufeln 39 die Regelschieberoberseite durchdringen.
An einem Stirnabschnitt des Regelschiebers 31 ist ein hülsenförmiger bzw. kammerartig geformter Abschnitt 33 ausgebildet, an dessen Innenwandumfang ein Gewindeabschnitt vorgesehen ist.
Ein hierzu komplementärer Gewindeabschnitt ist an einem Stirnabschnitt 23 der Antriebswelle 21 ausgebildet.
Die Fig. 2A zeigt die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 in einem Zustand, bei dem der Regelschieber 31 geöffnet ist.
In dem in Fig. 2A gezeigten Zustand kann somit das durch das Flügelrad 25 geförderte Kühlmittel aus der Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 radial nach außen ausgetragen werden.
Wie in der Detailansicht des Bereiches A aus Fig. 2A gezeigt, ist an einem radial äußeren Ende des Flügelrades 25, innerhalb eines Schließelementes 35 des Regelschiebers 31 , ein Dichtungselement 45 angeordnet. Ein weiteres Dichtelement 43 ist an der radial außen gelegenen Stirnseite des Regelschiebers 31 angeordnet.
Ferner ist in der dem Elektromotor 7 zugewandten Pumpengehäusewand eine das Schließelement 35 aufnehmende, kreisförmig der Umfangskontur des Regelschiebers 31 folgende, Ausnehmung 37 ausgebildet. In der Offen-Stellung des Regelschiebers 31 ist das daran ausgebildete Schließelement 35 in dieser Aufnehmung 37 aufgenommen und wird darin drehbar gehalten, so dass das Flügelrad 25 mit dem daran ausgebildeten Regelschieber 31 durch die Antriebskraft der Antriebswelle 21 rotieren können.
Die Fig. 3A zeigt die elektrisch betriebene, regelbare Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 aus Fig. 2A und 2B bei geschlossenen Zustand des Regel Schiebers 31 .
Der Regelschieber 31 der Kühlmittelpumpe 5 wird dabei, wie schematisch in den Figuren 2A und 3A angedeutet, durch langsame Vorwärts- bzw. Rückwärtsrotation der Antriebswelle 21 des Elektromotors 7 in die jeweilige Arbeitsstellung verfahren.
Insbesondere wird hierbei durch langsames Drehen der Antriebswelle 21 in Vorwärtsrichtung, das heißt in Pumpenrichtung, der Kühlmittelpumpe 5 der Regelschieber 31 aus seiner Geschlossen-Stellung in die Offen-Stellung verbracht, in welcher er der Kontur des Flügelrades 25 folgend an dessen Oberfläche anliegt, sodass die Flügelradschaufeln 39 den Regelschieber 31 durchdringen können und bei Drehung des Flügelrades in Arbeitsgeschwindigkeit die Pumpwirkung in der Kühlmittelpumpe 5 erzeugen können.
Insbesondere wird, sobald der Regelschieber 31 mit dem Flügelrad 25 in Kontakt gelangt ist, ein Kraftschluss zwischen dem Regelschieber 31 und dem Flügelrad 25 hergestellt, sodass das Flügelrad 25 durch die von der Antriebswelle 21 auf den Regelschieber 31 übertragene Antriebsleistung in Rotation versetzt werden kann. In der in Fig. 2A gezeigten Offen-Stellung ist dabei ein Austrag des durch das Flügelrad 25 geförderten Kühlmittels aus der Kühlmittelpumpe 5 möglich.
Wenn der Regelschieber 31 durch eine Umkehrrotation der Antriebswelle 21 in die in Fig. 3A gezeigte Geschlossen-Stellung gefahren wird, gelangt der Regelschieber 31 dagegen in seiner vollständig-Geschlossen-Stellung mit einem der Zuführung 9 zugewandten Wandabschnitt des Pumpengehäuses 51 in Kontakt.
Das am Regelschieber 31 ausgebildete Dichtungselement 43 wird dabei gegen die Pumpengehäusewand gedrückt und dichtet die Pumpenkammer 53 gegen über der Abführung 1 1 der Pumpe 5 ab. Das am hinteren Abschnitt des Flügelrades 25 ausgebildete Dichtungselement 45 stützt das als Außenumfangsschenkel des Regelschiebers 31 ausgebildete Schließelement 35 dabei von unten ab, um somit eine ausreichend zuverlässige Dichtwirkung zu erzeugen.
Wie schematisch in den Figuren 2B und 3B angedeutet, ist das am Regelschieber 31 ausgebildete Dichtungselement 43 größer ausgebildet als das am Flügelrad 25 ausgebildete Dichtungselement 45, um eine ausreichend große Dichtwirkung gegen die Wandfläche der Pumpenkammer zu erzielen. Insbesondere lastet durch die unterschiedlichen Dichtungsdurchmesser der von der Druckseite der Haupt- Kühlmittelpumpe 3 zurückwirkende Druck auf der Ringfläche, die sich aus den Durchmesserdifferenzen der Dichtungselemente 43, 45 ergibt. Die Dichtungsfunktion der Dichtungselemente 43, 45 wird dabei hydraulisch verstärkt, unabhängig davon, ob der Elektromotor 7 der Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 läuft oder nicht.
Um zu vermeiden, dass sich das Flügelrad 25 unbeabsichtigt dreht, ist an einem der Zuführung 9 abgewandten Ende des Flügelrades 25 ein Bremselement 27 angeordnet, das gegen eine an den Elektromotor 7 angrenzende Innenwandfläche 49 im Pumpengehäuse 51 drückt.
Dieses Bremselement 27 ist dabei als Bremsscheibe oder vorgespannte Tellerfeder ausgebildet und hat in der gezeigten Ausführungsform an seinen radial äußeren Enden keilförmig zulaufende Verdickungen 41 , die in Reibeingriff mit der Innenwandfläche 49 des Pumpengehäuses 51 gelangen.
Solange die Drehung der Antriebswelle 21 des Elektromotors 7 gering ist, um dabei den Regelschieber 3 1 in seine Offen-Stellung zu verfahren, wird das Flügelrad 25 durch das Bremselement 27 in Reibeingriff mit dem Pumpengehäuse 51 gehalten, sodass eine Drehung des Flügelrades 25 weitestgehend verhindert wird.
Bei Kraftschluss zwischen Regelschieber 31 und Flügelrad 25 und zunehmender Rotation der Antriebswelle 21 löst sich das Bremselement 27 aufgrund der zunehmenden Fliehkraft durch die Rotation der Antriebswelle 21 von der Wand 49 des Pumpengehäuses 51 und gibt die Drehung des Flügelrades 25, und damit die Pumpfunktion der Kühlmittelpumpe 5 frei. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des in den Figuren 2 und 3 gezeigten
Flügelrades 25 der elektrisch regelbaren Kühlmittelpumpe 5 mit einem daran angeordneten Regelschieber 3 1 .
Wie bei dieser Ansicht von vorne gezeigt, umfasst der Regelschieber 3 1 das (nicht weiter gezeigte) Flügelrad 25 vollständig, wobei die Flügelradschaufeln 39 den Regelschieber 3 1 durchdringen.
Der Regelschieber 31 weist in seiner Mitte einen die Antriebswelle 21 des Elektromotors 7 aufnehmenden, kammerartigen Abschnitt 33 auf. Dieser kammerartige Abschnitt 33 hat dabei, wie schematisch in Fig. 5 angedeutet, an der Innenwand einen Gewindeabschnitt, deT komplementär zum in Fig. 5 nicht gezeigten Gewindeabschnitt 23 der Antriebswelle 21 ist.
Fig. 5 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines axial angeströmten, radial fördernden Flügelrades 25, wie es in einer als Radialpumpe ausgebildeten Pumpe 3, 5 der hier diskutierten Ausführungsform zur Anwendung kommt.
Denkbar ist dabei jedoch auch, dass, wenn die Kühlmittelpumpen 3, 5 als Axialpumpen ausgebildet sind, das Flügelrad radial angeströmt wird und das Kühlmittel in axialer Richtung weiter fördert.
In der Mitte des Flügelrades 25 ist eine nabenartige Aufnahme 55 zur Aufnahme der (nicht dargestellten) Antriebswelle 21 ausgebildet. Fig. 6 zeigt das Flügelrad 25 aus Fig. 5 mit dem daran angeordneten
Regelschieber 31 in vollständiger Schnittdarstellung. Wie hierbei ersichtlich ist, sind das Flügelrad 25 sowie der Regelschieber 3 1 konzentrisch zueinander angeordnet und verlaufen entlang der vom Elektromotor 7 in die Pumpkammer 51 erreichenden Antriebswelle 21 , die zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht gezeigt werden.
Durch Vorwärts- beziehungsweise Rückwärtsdrehen der Antriebswelle 21 des Elektromotors 7 kann der Regelschieber 31 dabei in die gewünschte Offen- oder Geschlossenstellung verfahren werden.
Vermittels des erfindungs gemäßen Kühlsystems, welches die mechanisch betriebene, regelbare Kühlmittelpumpe 3 und die elektrisch betriebene, regelbare Kühlmittelpumpe 5 verwendet, lassen sich dabei in vorteilhafter Weise unter Berücksichtigung von vorbestimmten Steuerparametern wie einer gewünschten Kühlmitteltemperatur, und/oder einer gewünschten Motortemperatur, und oder eine gewünschter Kühlmittelflussraten und/oder dergleichen verschiedene Betriebszustände einstellen.
Zur Steuerung des Kühlsystem 1 ist gemäß der hier diskutierten Ausführungsform daher zusätzlich eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche die mechanisch betriebene Haupt-Kühlmittelpumpe 3 sowie die elektrisch betriebene Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 ansteuert, um die jeweiligen Betriebszustände zu erreichen.
Beispielhafte Betriebszustände sind dabei ein Start-Stop-Zustand, ein Aufwärm- Zustand, ein Niedriglast-Zustand, ein Normallast-Zustand, ein Eco-Zustand, ein Hochdrehzahl-Zustand sowie ein Restwärme-Speicherzustand. Der Start-Stop-Zustand bezeichnet dabei einen Antriebszustand, bei dem die
Verbrennungskraftmaschine zeitweilig gestoppt wird, beispielsweise beim Halten an einer roten Ampel oder dergleichen, um auf diese Weise Kraftstoff zu sparen.
Bei Verwendung des hier diskutierten Kühlmittelsystems 1 in einem Fahrzeug mit Start-Stop-Regelung kann, im Falle des Anhaltens der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise an einer roten Ampel, die elektrische Kühlmittelpumpe 5 das Kühlmittel vollständig alleine zirkulieren, da die mechanisch betriebene Kühlmittelpumpe 3 aufgrund der stehenden Verbrennungskraftmaschine nicht länger betrieben wird.
Hierzu wird, gemäß der hier diskutierten Ausführungsform, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Start-Stop-Zustand ist, bei dem die Haupt-Kühlmittelpumpe 3 während einer Stop-Phase der Verbrennungskraftmaschine zeitweise antriebslos ist, die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 in einen ΕΓΝ-Zustand geschalten wird, wodurch das Kühlmittel durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 zirkuliert wird.
Der Aufwärmzustand bezeichnet ferner einen Antriebszustand, bei dem, insbesondere beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine, in dem Kühlsystem 1 aufgrund einer unterbrochenen Zirkulation des Kühlmittels stehendes Wasser erzeugt wird, so dass die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine schnell auf ihre optimale Betriebstemperatur gebracht werden kann.
Hier wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Aufwärm-Zustand ist, die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 in einen AUS-Zustand geschalten und ein Kühlmittelstrom durch die Haupt-Kühlmittelpumpe 3 vermittels des in der Haupt-Kühlmittelpumpe angeordneter Regelschiebers unterbrochen, so dass eine Zirkulation des Kühlmittels unterbrochen ist.
Vermittels des Kühlsystems 1 der hier diskutierten Ausführungsform ist es dabei möglich, in der Aufwärmphase der Verbrennungskraftmaschine die Pumpen 3, 5 derart zu steuern, dass die Schieber beider Pumpen 3, 5 geschlossen sind, sodass kein Kühlmittel durch die beiden Pumpen 3, 5 zirkuliert werden kann. Die elektrisch betriebene Kühlmittelpumpe 5 kann dabei auch ausgeschaltet sein, wobei durch den geschlossenen Regelschieber 31 ein Rückströmen und Zirkulieren des Kühlmittels verhindert werden kann. Alternativ wird die Pumpe 5 derart angesteuert, dass der Regelschieber 31 eine Zirkulation des Kühlmittels verhindert. Auf diese Weise ist es möglich, schnell die Betriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine zu erreichen.
Der Niedriglast-Zustand bezeichnet ferner einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine mit niedriger Drehzahl betrieben wird, beispielsweise im Leerlaufbetrieb.
Gemäß der hier diskutierten Ausführungsform wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Niedriglast-Zustand ist, ein Kühlmittelstrom durch die Haupt-Kühlmittelpumpe 3 vermittels des in der Haupt- Kühlmittelpumpe angeordneten Regelschiebers unterbrochen wird und die Sekundär- Kühlmittelpumpe 5 in einen EIN- Zustand geschalten wird, wodurch das Kühlmittel durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 zirkuliert wird. Auch ist es, bei nur sehr geringen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine und dadurch unter Umständen nicht ausreichender Zirkulationsleistung der Haupt- Kühlmittelpumpe 3 möglich, die elektrische Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 zuzuschalten, um ein sogenanntes elektrisches Boosten auszuführen, in anderen Worten die Zirkulation des Kühlmittels durch Förderleistung der elektrisch regelbaren Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 zu unterstützten.
Im Hochlastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise bei Fahrten auf Autobahnen etc. wird der Regelschieber 31 der elektrisch betriebenen Kühlmittelpumpe 3 in der Regel in seine Geschlossen-Stellung gebracht oder die Pumpe 3 abgeschaltet und die Zirkulation des Kühlmittels ausschließlich über die mechanisch betriebene Haupt-Kühlmittelpumpe 3 realisiert.
Sofern jedoch zusätzliche Kühlleistung erforderlich ist, kann die elektrische Kühlmittelpumpe 5 hinzugeschalten werden, um die Kühlmittelforderung durch die mechanische Kühlmittelpumpe 3 zu unterstützen. Der Normallast-Zustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine, vorzugsweise im mittleren Drehzahlbereich, betrieben wird, um eine Antriebsleistung auf das Fahrzeug aufzubringen. Hierbei wird die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 in einen AUS-Zustand geschalten und deren Regelschieber 31 in der Regel in die Geschlossen-Stellung gebracht, wodurch das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf durch die Haupt-Kühlmittelpumpe 3 zirkuliert wird.
Der Eco-Zustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine normal betrieben wird und vermittels eines Steuereingriffs in das Kühlsystem die Kühlmitteltemperatur in einem erhöhten Bereich gehalten wird, so dass eine effizientere Kraftstoffverbrennung und damit ein sparsamerer Fahrbetrieb möglich ist.
Beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine im Eco-Modus (Eco-Zustand) wird der Betrieb der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 vermittels einer an der Riemenscheibe 57 der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 vorgesehenen Freilaufkupplung selektiv unterbrochen, und/oder der in der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 angeordneter Regelschieber wird derart angesteuert, dass der Kühlmittelstrom in der Haupt-Kühlmittelpumpe 3 unterbrochen wird. In diesem Zustand wird das Kühlmittel zur Erlangung einer gewünschten erhöhten Motortemperatur durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 zirkuliert.
Der Hochdrehzahl-Zustand bezeichnet einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine mit hoher Drehzahl mit erhöhtem Kühlbedarf betrieben wird, beispielsweise bei der Fahrt auf einer Autobahn oder dergleichen.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Hochdrehzahlzustand ist, der Kühlmittelstrom der Haupt-Kühlmittelpumpe 3, zumindest teilweise, im Bypassbetrieb über die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 auf die zur Verbrennungskraftmaschine führende Zulaufseite der Haupt-Kühlmittelpumpe 5 geleitet wird. Der Restwärme-Speicherzustand bezeichnet schließlich einen Antriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine ausgeschalten ist und die Temperatur des Kühlmittels so lange wie möglich hoch gehalten werden soll, um bei einem erneuten Start der Verbrennungskraftmaschine eine verkürzte Aufwärmphase zu erreichen, wodurch die Verbrennungskraftmaschine schneller in ihrem optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann.
Bei der hier diskutierten Ausführungsform des Kühlsystems 1 wird der Kühlmittelfluss aus dem Motor zurück zum Kühler durch Absperren der beiden Pumpen 3, 5 vermittels der darin angeordneten Schieber unterbunden, wodurch ein Wärmeaustausch des Kühlmittels mit der Umgebung des Fahrzeugs nur sehr zögerlich stattfinden kann. Die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Wärme bleibt somit über einen längeren Zeitraum bei Stillstand des Kraftfahrzeuges erhalten und kann und späterem Neustart dazu verwendet werden, dass die Betriebstemperatur schneller erreicht werden kann.
Obgleich die hier diskutierten Ausführungsformen eine elektrisch betriebene Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 diskutieren, in welcher der Regelschieber 31 vermittels eines als Gewindespindel gestalteten Antriebs entlang der Antriebswelle 21 verschoben wird, ist es auch denkbar, dass der Regelschieber relativ zum Flügelrad statt über die Gewindespindel mit einem pneumatisch, magnetisch und/oder hydraulisch betriebenen Stellglied oder einem elektrischen Stellmotor entlang der Antriebswelle 21 verschoben wird. Obgleich die hier diskutierten Ausf hrungsformen einen separat am Flügelrad 25 ausgebildeten Regelschieber 31 offenbaren, ist es auch denkbar, dass der Regelschieber 31 integral im Flügelrad 25 ausgebildet ist. Beispielsweise kann der integral im Flügelrad 25 ausgebildete Regelschieber 31 derart ausgebildet sein, dass auf den Außenflächen des Flügelrades 25 schenkelartige Wandflächen ausgebildet sind, die gleichwirkend wie das Schließelement 35 des Regelschiebers 31 sind. Zum Regeln des einer derart ausgestatteten Sekundär- ühlmittelpumpe 5 geförderten Kühlmittelstromes kann ein so ausgebildetes Flügelrad 25 entlang der Antriebsachse 21 verschoben werden, so dass die zur Pumpengehäuserückseite ragenden, schenke! artigen Wandelemente die Abführung 1 1 , in einer Geschlossen- Stellung des derart ausgebildeten Flügelrades 25, dicht verschließen. In einer Offen- Stellung des Flügelrades 25 mit dem integral ausgebildeten Regelschieber 31 sind die Wandelemente in der in der Gehäusewand des Pumpengehäuses 51 ausgebildeten Aufnahme 37 um die Antriebswelle 21 drehbar gelagert. Alternativ kann statt eines vor dem Flügelrad 25 angeordneten Regelschiebers 31 auch ein Rotationsschieber zur Anwendung kommen, der das Flügelrad 25 umgreifend in der Pumpenkammer 53 angeordnet ist und in eine Offen- und Geschlossen Stellung drehbar verschoben werden kann. Es ist ferner möglich, einen hülsenförmigen Regelschieber 31 hinter dem Flügelrad 25 anzuordnen, der dann, beispielsweise durch den vorstehend diskutierten Gewindespindel-Antrieb oder ein pneumatisch, magnetisch und/oder hydraulisch betriebenes Stellglied oder einen elektrischen Stellmotor über das Flügelrad 25 geschoben wird, und die Abführung 1 1 der Sekundärpumpe abdichtend verschließt. Das vorstehend diskutierte Flügelrad mit dem daran angeordneten Regelschieber kann auch als eine Art Rückschlagventil in einem Leitungssystem zur Anwendung kommen. Je nach Anströmrichtung und Anströmdruck kann der Schieber dabei auf der das Flügelrad und den Schieber haltenden Welle das anströmende Medium weiter fördern oder, bei entsprechend hohem Strömungsdruck entgegen der Förderrichtung, das Leitungssystem durch Verschieben des Regelschiebers in seine Geschlossenstellung verschließen.
Obgleich die hier diskutierte elektrische Kühlmittelpumpe 5 einen Elektromotor 7 mit einer Leistung zwischen 20W und 100W aufweist, kann auch ein leistungsstärkerer Elektromotor, beispielsweise bis hin zu 2kW eingesetzt werden, so dass die elektrische Kühlmittelpumpe gegebenenfalls auch als einzige Pumpe im Kühlkreislauf die Zirkulation des Kühlmittels übernehmen kann. Die vorliegende Erfindung betrifft ein regelbares Kühlsystem 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf, der ein Kühlmittel zu einer Verbrennungskraftmaschine hinführt und von dieser ableitet, sowie einer mechanisch betriebenen, regelbaren Haupt-Kühlmittelpumpe 3 und einer elektrisch betriebenen, regelbaren Sekundär- Kühlmittelpumpe 5.
Das Kühlsystem umfasst ferner eine Steuervorrichtung, welche die Haupt- Kühlmittelpumpe 3 und die Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine steuert. Die Erfindung schafft ferner eine elektrisch betriebene, regelbare Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 für ein derartiges Kühlsystem 1 , ein in dieser Sekundär-Kühlmittelpumpe 5 verwendbares Flügelrad 25 sowie ein Verfahren zum Regeln des Kühlmittelflusses in einem derartigen Kühlsystem 1.

Claims

Ansprüche
Regelbares Kühlsystem (1 ) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: einen Kühlmittelkreislauf zum Zuführen und Abführen von Kühlmittel zu und von einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs; eine mechanisch betriebene, regelbare Haupt-Kühlmittelpumpe (3), die eine Zuführung (17) zum Zuführen des Kühlmittels in die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) sowie eine Abführung (15) zum Abführen des Kühlmittels zur Verbrennungskraftmaschine aufweist, und eine elektrisch betriebene, regelbare Sekundär-Kühlmittelpumpe (5), die eine Zuführung (9) zum Zuführen des Kühlmittels in die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) sowie eine Abführung (1 1) zum Abführen eines als Bypass- ühlmittelstrom geforderten Kühlmittels in Richtung zur Haupt-Kühlmittelpumpe (3) aufweist, wobei die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) von einer in Strömungsrichtung des Kühlmittels zur Haupt-Kühlmittelpumpe (3) führenden Kühlmittelleitung (13) abzweigend in Strömungsrichtung vor der Haupt-Kühlmittelpumpe (3) angeordnet ist, das mittels der Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) geförderte Kühlmittel nach der Haupt-Kühlmittelpumpe (3), ohne die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) zu durchströmen, in die zur Verbrennungskraftmaschine führende Abführung (15) zugeführt wird, die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) ein Pumpengehäuse (51) mit einer darin ausgebildeten Pumpenkammer (53) aufweist, wobei an einem Abschnitt des Pumpengehäuses (51) ein Elektromotor (7) angeordnet ist, der vermittels einer in die Pumpenkammer (53) reichenden Antriebswelle (21 ) eine Antriebsleistung für die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) bereit stellt, die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) in der Pumpenkammer (53) ein als Förderorgan dienendes Flügelrad (25) aufweist, das koaxial auf der Antriebswelle (21 ) angeordnet und mit dieser antreibbar verbunden ist , und die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) einen am Flügelrad (25) ausgebildeten Regelschieber (31) aufweist, der zumindest in eine Offen- und Geschlossen- Stellung verfahrbar ist, zur Regelung des von der Sekundär- Kühlmittelpumpe (5) geförderten Bypass-Kühlmittelstromes, insbesondere zur Verhinderung eines Rückströmens des Kühlmittels entgegen der Förderrichtung der Sekundär-Kühlmittelpumpe (5).
System nach Anspruch 1 , wobei die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) ein Pumpen gehäuse mit einer darin ausgebildeten Pumpenkammer aufweist, wobei in der Pumpenkammer ein als Förderorgan dienendes Flügelrad angeordnet ist, das über eine in die Pumpenkammer reichende Welle angetrieben wird, die vorzugsweise von einem Riemenantrieb angetrieben wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) ferner einen am Flügelrad ausgebildeten, koaxial zu selbigem angeordneten, Regelschieber aufweist, der zumindest in eine Offen- und Geschlossen-Stellung, vorzugsweise entlang des in der Pumpenkammer gelagerten Flügelrades, verfahrbar ist, zur Regelung des von der Haupt-Kühlmittelpumpe (3) geförderten Kühlmittelstromes.
4. System nach Anspruch 1 , wobei der Elektromotor (7) der Sekundär- Kühlmittelpumpe (5) als Trockenläufer oder als Naßläufer ausgebildet ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend eine Steuervorrichtung, welche die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) und/oder die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) in Abhängigkeit von vergebenen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine steuert.
6. Elektrische Kühlmittelpumpe (5), insbesondere zur Verwendung in einem Kühlsystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektrische Kühlmittelpumpe (5) als Axialpumpe oder als Radialpumpe ausgebildet ist, und wobei diese aufweist:
ein Pumpengehäuse (51 );
eine, vorzugsweise flanschartige, Zuführung (9) und eine, vorzugsweise flanschartige, Abführung (1 1 );
eine im Pumpengehäuse (51) ausgebildete Pumpenkammer (53), wobei in der Pumpenkammer (53) auf einer Pumpenwelle (21) ein Pumpenrad (25) angeordnet ist, das mittels der Pumpenwelle (21 ) von einem Elektromotor (7) antreibbar ist, und
einen Schieber (31), der zumindest in eine Offen- und Geschlossen-Stellung verfahrbar ist, zur Regelung eines von der Kühlmittelpumpe (5) geförderten Bypass-Kühlmittelstromes, insbesondere zur Verhinderung eines Rückströmens des Kühlmittels entgegen der Förderrichtung der Sekundär-Kühlmittelpumpe (5).
7. Elektrische Kühlmittelpumpe (5) nach Anspruch 6, wobei diese als Radialpumpe ausgebildet ist, und wobei mit der, im Wesentlichen konisch verlaufenden, Zuführung (9) das von einer Kühlmittelleitung (13) abgezweigte, zu fördernde Kühlmittel in die im Pumpengehäuse (51 ) ausgebildete Pumpenkammer (53) einbringbar ist, und mit der, im Wesentlichen radial rechtwinklig zur Zufuhrleitung (9) angeordneten, Abführung ( 1 1 ) das in die Pumpenkammer (53) eingebrachte Kühlmittel aus der Pumpenkammer (53) abführbar ist; wobei das in der Pumpenkammer (53) angeordnete, als Radialpumpen-Flügelrad ausgebildete Pumpenrad (25) das Kühlmittel durch eine Rotationsbewegung in axialer Richtung ansaugt und in radialer Richtung in die Abführung (1 1 ) fördert; der Schieber (31) als ein koaxial zur Pumpenwelle (21) am Flügelrad (25) angeordneter Regelschieber (31 ) ausgebildet ist; und der Elektromotor (7), vorzugsweise an einem von der Zuführung (9) abgewandten, Abschnitt des Pumpen gehäuses (51) angeordnet ist; wobei der Elektromotor (7) eine Antriebswelle (21 ) aufweist, die in die Pumpenkammer (53) hineinragt, das Flügelrad (25) und der Regelschieber (31) koaxial auf der Antriebswelle (21) angeordnet sind, und vorzugsweise vermittels Halteelementen (47) formschlüssig auf der Antriebswelle (21) gehalten werden, und der Regelschieber (31 ) das Flügelrad (25) umgreifend, zylindrisch ausgebildet ist und in axialer Richtung des Flügelrades (25) in eine Offen- und Geschlossen-Stellung verschiebbar ist.
8. Kühlmittelpumpe (5) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Regelschieber (31) derart mit dem Flügelrad (25) verbunden ist, dass Flügelschaufeln (39) des Flügelrades (25) den Regelschieber (31 ) durchdringen.
9. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Elektromotor (7) als Trockenläufer ausgebildet ist und vermittels einer an der Antriebswelle (21 ) angeordneten Wellendichtung (29) gegen die Pumpenkammer (53) abgedichtet ist.
10. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Elektromotor (7) als Naßläufer ausgebildet ist und vermittels des von der Kühlmittelpumpe (5) geförderten Kühlmittels gekühlt wird.
11. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Regelschieber (3 1 ) vermittels zumindest eines in der Kühlmittelpumpe (5) angeordneten Stellgliedes entlang der Antriebswelle (21 ) verschiebbar ist, wobei das Stellglied als pneumatisch, magnetisch und/oder hydraulisch betätigter Schieber oder als als elektrischer Stellmotor ausgebildet ist.
12. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Regelschieber (31 ) einen die Antriebswelle (21 ) umgreifenden, der Zuführung (9) zugewandten Abschnitt (33) aufweist, an dessen Innenumfang ein Gewindeabschnitt ausgebildet ist.
13. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei an einem vom Elektromotor (7) abgewandten Abschnitt (23) der Antriebswelle (21) ein Gewindeabschnitt ausgebildet ist, der komplementär zum Gewindeabschnitt (33) des Regelschiebers (31 ) ist, und der Regelschieber (31 ), durch gegenseitiges Eingreifen der Gewindeabschnitte (23, 33) ineinander, entlang der Antriebswelle (21 ) verschiebbar ist.
14. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Regelschieber derart ausgebildet ist, dass er der Kontur der Vorderseite des Flügelrades (25) folgt und an seinem äußeren Ende ein daran angeordnetes, radial umlaufendes Schließelement (35) aufweist, wobei an einem vom Elektromotor (7) abgewandten Ende des Schließelements (35) ein radial außerhalb vom Regelschieber (31 ) angeordnetes erstes Dichtungselement (43) angeordnet ist.
15. Kühlmittelpumpe (5) nach Anspruch 14, wobei in der Pumpenkammer (53) eine Aufnahme (37) ausgebildet ist, in die das Schließelement (35) des Regelschiebers (31 ) in dessen Offen-Stellung einbringbar ist.
16. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 15, wobei an einem dem Elektromotor (7) zugewandten, radial äußeren Ende des Flügelrades (25) ein radial innerhalb vom Regelschieber (31 ) angeordnetes, zweites Dichtungselement (45) angeordnet ist.
17. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Durchmesser des ersten Dichtungselements (43) größer ist als der Durchmesser des zweiten Dichtungselements (45).
18. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Abführung (11) vermittels des Regelschiebers (21) in dessen Geschlossen-Stellung über das Schließelement (35), das erste Dichtungselement (43) und das zweite Dichtungselement (45) dicht verschließbar ist.
19. Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 18, wobei ferner ein Bremselement (27) vorgesehen ist, vermittels dem das Flügelrad (25) gegen eine Innenwand (49) des Pumpengehäuses (51 ) festgelegt werden kann.
20. Kühlmittelpumpe (5) nach Anspruch 19, wobei das Bremselement (27) am Flügelrad (25) ausgebildet ist, und vorzugsweise aus einer vorgespannten Bremsfeder oder tellerförmigen Bremsscheibe besteht, die vorzugsweise an ihren radial äußeren Enden, in radialer Richtung nach innen hin im Wesentlichen keilförmig zulaufende, Verdickungen (41 ) aufweist, wobei das Bremselement (27), vorzugsweise mittels der Verdickungen (41 ), mit der an den Elektromotor (7) angrenzenden Innenwand (49) des Pumpengehäuses (5 1) in Reibeingriff bringbar ist, um das Flügelrad (25) gegen das Pumpengehäuse (51 ) festzulegen.
21. K-ühlmittelpumpe (5) nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Bremselement (27), insbesondere mit dessen Verdickungen (41 ), derart ausgebildet ist, dass es sich mit zunehmender, durch die Antriebswelle (21 ) des Elektromotors (7) verursachte, Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrades (25) von der Innenwand (49) des Pumpengehäuses (51) löst, um das Flügelrad (25) freizugeben.
22. Flügelrad (25), insbesondere zur Verwendung in einer Kühlmittelpumpe (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 21 für ein Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend: eine Mehrzahl von auf der einer Kühlmittel-Zuführung (9) zugewandten Flügelradoberfläche ausgebildeten, vorzugsweise radialpumpentypischen, Flügelschaufeln (39); eine Aussparung (55) zur Aufnahme einer Antriebswelle (21 ); einen mit dem Flügelrad (25) verbundenen Regelschieber (3 1 ); sowie ein am Flügelrad (25) angeordnetes Bremselement (27).
23. Flügelrad (25) nach Anspruch 22, wobei der Regelschieber (31) an seinem vorderen Ende ein radial außerhalb angeordnetes erstes Dichtungselement (43) aufweist und das Flügelrad (25) an seinem radial äußeren Ende ein radial innerhalb vom Regelschieber (31 ) angeordnetes zweites Dichtungselement (45) aufweist.
24. Flügelrad (25) nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Regelschieber (31 ) derart integral mit dem Flügelrad (25) ausgebildet ist, dass die Flügelschaufeln (39) des Flügelrades (25) den Regelschieber (31) in axialer Richtung durchdringen.
25. Flügelrad (25) nach Anspruch 22, wobei das Bremselement (27) an einer rückseitigen Oberfläche des Flügelrades (25) ausgebildet ist.
26. Flügelrad (25) nach Anspruch 22 oder 25, wobei das Bremselement (27) aus einer vorgespannten Bremsfeder oder tellerförmigen Bremsscheibe besteht, die mit einer der rückseitigen Oberfläche des Flügelrades (25) gegenüberliegenden Fläche in Reibeingriff bringbar ist, um das Flügelrad (25) gegen diese Fläche festzulegen.
27. Flügelrad nach einem der Ansprüche 22, 25 oder 26, wobei das Bremselement (27) derart ausgebildet ist, dass dessen Bremswirkung mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrades (25) abnimmt, wobei es sich der rückseitigen Oberfläche des Flügelrades (25) annähert, um das Flügelrad (25) freizugeben. Flügelrad nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei der Regelschieber (31 ) derart ausgebildet ist, dass er der Kontur des Flügelrades (25) folgt und an seinem äußeren Ende ein radial umlaufendes Schließelement (35) aufweist.
Flügelrad nach einem der Ansprüche 22 bis 24 und 28, wobei der Regelschieber (31 ) in seinem Stirnbereich einen hohlen, kammerartig ausgebildeten Abschnitt (33) aufweist, an dessen Innenumfangswandung ein Gewindeabschnitt ausgebildet ist.
Verfahren zum Regeln eines Kühlmittelflusses in einem Kühlsystem (1) eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kühlsystem (1 ) eine durch eine Antriebskraft einer im Fahrzeug angeordneten Verbrennungskraftmaschine mechanisch betriebene, regelbare Haupt- Kühlmittelpumpe (3) sowie eine durch einen separat angeordneten Elektromotor elektrisch betriebene, regelbare Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) aufweist, mit den folgenden Schritten: Erfassen eines aktuellen Betriebszustandes einer Verbrennungskraftmaschine des
Fahrzeugs;
Erfassen eine Kühlmitteltemperatur eines in einem Kühlmittelkreislauf des Fahrzeugs zirkulierenden Kühlmittels;
Auslesen von Steuerparametern aus einem Kühlkreislauf-Kennfeld;
Ansteuern der Haupt-Kühlmittelpumpe (3) sowie der Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) basierend auf den aus dem Kühlkreislauf-Kennfeld ausgelesenen Steuerparametern; und Regeln des Kühlmittelstroms durch selektives Schalten der Haupt- Kühlmittelpumpe (3) und/oder der Sekundär-Kühlmittelpumpe (5).
Verfahren nach Anspruch 30, wobei der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einen Start-Stop-Zustand, einen Aufwärm-Zustand, einen Niedriglast-Zustand, einen Normallast-Zustand, einen Eco-Zustand, einen Hochdrehzahl-Zustand sowie einen Restwärme-Speicherzustand umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31 , wobei die Steuerparameter in dem Kühlkreislauf- ennfeld zumindest eine gewünschte Kühlmitteltemperatur, und/oder eine gewünschte Motortemperatur, und/oder eine gewünschte Kühlmittelflussrate und/oder dergleichen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 31 , wobei, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Aufwärm-Zustand ist, die Sekundär- Kühlmittelpumpe (5) in einen AUS-Zustand geschalten wird und ein Kühlmittelstrom durch die Haupt-Kühlmittel pumpe (3) vermittels eines in der Haupt-Kühlmittelpumpe (3) angeordneter Regelschiebers (31 ) unterbrochen wird, so dass eine Zirkulation des Kühlmittels unterbrochen ist.
34. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Start-Stop-Zustand ist, bei dem die Haupt- Kühlmittelpumpe (3) während einer Stop-Phase der Verbrennungskraftmaschine zeitweise antriebslos ist, die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) in einen EIN-Zustand geschalten wird, wodurch das Kühlmittel durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) zirkuliert wird.
35. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Niedriglast-Zustand ist, ein Kühlmittelstrom durch die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) vermittels eines in der Haupt- Kühlmittelpumpe (3) angeordneten Regelschiebers unterbrochen wird und die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) in einen ΕΓΝ-Zustand geschalten wird, wodurch das Kühlmittel durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) zirkuliert wird.
36. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Normallast-Zustand ist, die Sekundär- Kühlmittelpumpe (5) in einen AUS-Zustand geschalten und deren Regelschieber (31) geschlossen wird, wodurch das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf durch die Haupt-Kühlmittelpumpe (3) zirkuliert wird.
37. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Eco-Zustand ist, der Betrieb der Haupt- Kühlmittelpumpe (3) vermittels einer am Riemenantrieb der Haupt- Kühlmittelpumpe (3) vorgesehenen Freilaufkupplung selektiv unterbrochen wird oder ein in der Haupt-Kühlmittelpumpe (3) angeordneter Regelschieber derart angesteuert wird, dass der Kühlmittelstrom in der Haupt-Kühlmittelpumpe (3) unterbrochen wird, und das Kühlmittel zur Erlangung einer gewünschten erhöhten Motortemperatur durch die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) zirkuliert wird.
38. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Hochdrehzahlzustand ist, der Kühlmittelstrom der Haupt-Kühlmittelpumpe (3), zumindest teilweise, im Bypassbetrieb über die Sekundär-Kühlmittelpumpe (5) auf die Zulaufseite der Haupt-Kühlmittelpumpe (5) geleitet wird. Verfahren nach Anspruch 3 1 , wobei, wenn der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine der Restwärmespeicherzustand bei stillstehender Verbrennungskraftmaschine ist, sowohl der Regelschieber der Haupt- Kühlmittelpumpe (3) als auch der Regelschieber (3 1 ) der Sekundär- Kühlmittelpumpe (5) geschlossen werden, um eine Zirkulation des Kühlmittels im Kühlkreislauf zu verhindern.
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ES11793659.1T ES2587598T3 (es) 2011-03-04 2011-11-29 Sistema de refrigeración regulable para un vehículo automóvil, bomba de refrigerante para el mismo, rueda de paletas que puede usarse en la bomba de refrigerante así como procedimiento para regular un flujo de refrigerante en un sistema de refrigeración de este tipo
EP11793659.1A EP2681425B1 (de) 2011-03-04 2011-11-29 Regelbares kühlsystem für ein kraftfahrzeug, kühlmittelpumpe hierfür, in der kühlmittelpumpe verwendbares flügelrad sowie verfahren zum regeln eines kühlmittelflusses in einem derartigen kühlsystem
US14/002,158 US20130333863A1 (en) 2011-03-04 2011-11-29 Controllable Cooling System for a Motor Vehicle, Coolant Pump Therefor, Impeller for Use in the Coolant Pump, and Method for Controlling a Coolant Flow in Such a Cooling System
CN201180068966.3A CN103459798B (zh) 2011-03-04 2011-11-29 车辆的冷却系统、冷却液泵、叶轮及控制冷却液流的方法

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DE102011001090.4 2011-03-04
DE102011001090A DE102011001090A1 (de) 2011-03-04 2011-03-04 Regelbares Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug, Kühlmittelpumpe hierfür, in der Kühlmittelpumpe verwendbares Flügelrad sowie Verfahren zum Regeln eines Kühlmittelflusses in einem derartigen Kühlsystem

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017076648A1 (de) 2015-11-06 2017-05-11 Pierburg Gmbh Verfahren zur regelung einer mechanisch regelbaren kühlmittelpumpe für eine verbrennungskraftmaschine

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015216141A1 (de) * 2014-09-03 2016-03-03 Borgwarner Inc. Steuerung für Kühlsystem eines Fahrzeugs
CN104454113B (zh) * 2014-09-30 2017-02-15 长城汽车股份有限公司 发动机水泵冷却装置和发动机冷却系统及其控制方法
US10655528B2 (en) * 2015-11-04 2020-05-19 Volvo Truck Corporation Method of operating an internal combustion engine
DE102015119097B4 (de) 2015-11-06 2019-03-21 Pierburg Gmbh Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine
US10227987B2 (en) * 2016-12-16 2019-03-12 Borgwarner Emissions Systems Llc Valve assembly integrated into a coolant pump and method for controlling the same
US20180297466A1 (en) * 2017-04-17 2018-10-18 Autonomous Tractor Corporation Electric and hydraulic drive system and methods
DE102018130647A1 (de) 2017-06-06 2019-08-14 Denso Corporation Wärmetauschgerät
US10508587B2 (en) * 2017-07-28 2019-12-17 GM Global Technology Operations LLC Controlling coolant fluid in a vehicle cooling system using a secondary coolant pump
DE102017120191B3 (de) 2017-09-01 2018-12-06 Nidec Gpm Gmbh Regelbare Kühlmittelpumpe für Haupt- und Nebenförderkreislauf
DE102018104409A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühlsystem und Brennkraftmaschine
DE102018107776B4 (de) 2018-04-03 2020-01-23 Nidec Gpm Gmbh Hybridangetriebene Doppelpumpe
DE102018130472A1 (de) * 2018-11-30 2020-06-04 Nidec Gpm Gmbh Schraubenspindelpumpe
KR20200116676A (ko) * 2019-04-02 2020-10-13 현대자동차주식회사 차량용 워터펌프
DE102019122718A1 (de) * 2019-08-23 2021-02-25 Nidec Gpm Gmbh Kolbenstangenabdichtung
DE102020130488A1 (de) * 2019-12-16 2021-06-17 ECO Holding 1 GmbH Vorrichtung zur Handhabung von Fluid innerhalb eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs
DE102020130553B3 (de) * 2020-11-19 2022-01-05 Nidec Gpm Gmbh Pumpenvorrichtung für einen Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors eines Nutz- oder Kraftfahrzeuges

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005062200B3 (de) 2005-12-23 2007-02-22 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe
DE102005004315B4 (de) 2005-01-31 2007-04-26 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe
WO2009014382A2 (en) 2007-07-23 2009-01-29 Postech Academy-Industry Foundation Cxcl11 adjuvant compositions and uses thereof

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1763554A1 (de) * 1968-06-22 1971-11-11 Loewe Pumpenfabrik Gmbh Motorpumpe
DE3006386C2 (de) * 1980-02-21 1985-10-17 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG, 7000 Stuttgart Drehzahlabhängig steuerbares Rotations-Ventil
FR2519694A1 (fr) * 1982-01-08 1983-07-18 Valeo Circuit hydraulique economique pour le refroidissement d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile
US4828455A (en) * 1982-12-21 1989-05-09 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Temperature responsive blade shroud-disk for thermostatic water pump
GB9021164D0 (en) * 1990-09-28 1990-11-14 Componenta International Limit Pumps
DE29618558U1 (de) * 1996-10-24 1996-12-19 Wilo Gmbh Kraftfahrzeug-Kühlwasserpumpe
EP0976917B2 (de) * 1998-07-28 2009-03-11 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Kühlungseinrichtung für Brennkraftmaschinen
AUPP724198A0 (en) * 1998-11-23 1998-12-17 Craig Davies Pty. Ltd. Vehicle engine coolant pump housing
DE10037823A1 (de) * 2000-08-03 2002-02-14 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Regelung des Kühlwasserkreislaufes in einer Brennkraftmaschine
DE10047387B4 (de) * 2000-09-25 2013-09-12 GPM Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt, Merbelsrod Elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe
JP2003063237A (ja) * 2001-08-22 2003-03-05 Denso Corp 車両用空調装置
US6616059B2 (en) * 2002-01-04 2003-09-09 Visteon Global Technologies, Inc. Hybrid vehicle powertrain thermal management system and method for cabin heating and engine warm up
DE10214637A1 (de) * 2002-04-02 2003-10-23 Woco Franz Josef Wolf & Co Gmbh Hybridantrieb und diesen verwendende Hybridpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102005003881A1 (de) * 2005-01-24 2006-07-27 Volkswagen Ag Verfahren zur Kühlung einer elektrischen Maschine und/oder dieser zugeordneten elektronischen Bauelementen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere Hybridfahrzeug
DE102005024827A1 (de) * 2005-05-27 2006-11-30 Fev Motorentechnik Gmbh Mechatronische Kühlmittelpumpen-Antriebsverbindung
DE102006036186A1 (de) * 2006-08-01 2007-10-11 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Fahrzeugkühlkreislauf zur Kühlung eines Antriebsmotors und einer hydrodynamischen Bremse
JP2009041450A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Hitachi Ltd 内燃機関の冷却用電動ポンプ及びこれを用いた冷却装置
AT505644B1 (de) * 2007-09-06 2011-09-15 Tcg Unitech Systemtechnik Gmbh Kühlmittelpumpe
AT506107B1 (de) * 2007-12-03 2009-11-15 Tcg Unitech Systemtechnik Gmbh Radialpumpe
EP2235392A1 (de) * 2007-12-14 2010-10-06 Reell Precision Manufacturing Corporation Eingetauchte schlingfedervorrichtung
DE102008046424A1 (de) * 2008-09-09 2010-03-11 Schaeffler Kg Regelbare Kühlmittelpumpe
DE102008049204A1 (de) * 2008-09-27 2010-04-01 Man Nutzfahrzeuge Ag Kühlsystem für Fahrzeuge mit flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004315B4 (de) 2005-01-31 2007-04-26 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe
DE102005062200B3 (de) 2005-12-23 2007-02-22 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe
WO2009014382A2 (en) 2007-07-23 2009-01-29 Postech Academy-Industry Foundation Cxcl11 adjuvant compositions and uses thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"MTZ", 2010

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017076648A1 (de) 2015-11-06 2017-05-11 Pierburg Gmbh Verfahren zur regelung einer mechanisch regelbaren kühlmittelpumpe für eine verbrennungskraftmaschine
DE102015119092A1 (de) 2015-11-06 2017-05-24 Pierburg Gmbh Verfahren zur Regelung einer mechanisch regelbaren Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102015119092B4 (de) 2015-11-06 2019-03-21 Pierburg Gmbh Verfahren zur Regelung einer mechanisch regelbaren Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine
US10578006B2 (en) 2015-11-06 2020-03-03 Pierburg Gmbh Method for controlling a mechanically controllable coolant pump for an internal combustion engine

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