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    • 专利摘要:
    Eswird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Kühlkreislaufseiner Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei die Steuerung mit einer vorgegebenenSolltemperatur erfolgt. Fürden Warmlauf wird zeitweise eine Warmlaufsolltemperatur (Tsw) verwendet,die höherist als die Solltemperatur (Ts).
    公开号:DE102004008170A1
    申请号:DE200410008170
    申请日:2004-02-19
    公开日:2005-09-01
    发明作者:Isabelle Gentil-Kreienkamp；Joerg Grothe；Franz Lukas；Rainer Mayer；Dirk Schoeneberg
    申请人:Robert Bosch GmbH；Audi AG；
    IPC主号:F01P7-16
    专利说明:
    [0001] DieErfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zurSteuerung des Kühlkreislaufseiner Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche. Kühlkreisläufe von Brennkraftmaschinenwerden üblicherweiseauf eine vorbestimmte Solltemperaturen geregelt.
    [0002] Daserfindungsgemäße Verfahrenbzw. die erfindungsgemäße Vorrichtunghaben demgegenüberden Vorteil, dass ein verbesserter Warmlauf der Brennkraftmaschineerreicht wird. Insbesondere wird eine schnellere Erwärmung derBrennkraftmaschine währenddes Warmlaufbetriebs sichergestellt.
    [0003] Weiterbildungenund Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. DieWarmlaufsolltemperatur wird zweckmäßiger Weise zwischen der Solltemperaturund dem Siedepunkt des Kühlmittelsin dem Kühlkreislauf gewählt. ZurErkennung des Warmlaufbetriebs kann die unmittelbar nach dem Startder Brennkraftmaschine vorliegende Temperatur der Brennkraftmaschineherangezogen werden. Beim Erreichen der Warmlauftemperatur wirdder Kühlkreislaufaktiviert, indem ein entsprechendes Steuerventil bzw. eine Pumpeangesteuert werden. Dabei sollte der Volumenstrom mit einer vorgegebenenAbhängigkeit langsamerhöhtwerden, indem die Öffnungdes Ventils und/oder die Pumpleistung der Pumpe beeinflusst werden.Nach dem Erreichen der Warmlaufsolltemperatur kann auch eine Übergangssolltemperatur vorgegebenwerden. Diese Maßnahmendienen dazu, nach dem Erreichen der Warmlaufsolltemperatur einensanften überschwingungsfreien Überganghin zur Solltemperatur zu gewährleisten.
    [0004] Ausführungsbeispieleder Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestelltund in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    [0005] Eszeigen
    [0006] 1 eineschematische Ansicht eines Kühlkreislaufseiner Brennkraftmaschine,
    [0007] 2 denTemperaturverlauf bei einer herkömmlichenTemperaturregelung im Warmlauf,
    [0008] 3 denTemperaturverlauf im Warmlauf gemäß der Erfindung und
    [0009] 4 einzelneVerfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    [0010] Inder 1 wird schematisch der Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschinegezeigt. Die Brennkraftmaschine weist einen Motorblock 1 mitdarin angeordneten Zylindern 2 auf. Der Motorblock 1 wird voneinem Kühlmitteldurchflossen, welches von einem Zulauf 3 zugeführt wirdund von einem Ablauf 4 weggeführt wird. Das Kühlmittelim Motorblock 1 wird durch den Ablauf 4 entwederdirekt wieder überden Bypass 10 oder einen schematisch angedeuteten Kühler 5 durcheinen Zulauf 3 wieder dem Motorblock 1 zugeführt. Abhängig vonder Kühlmitteltemperatur wirddabei durch den Thermostat 11 (oder alternativ ein elektronischesMischventil) festgelegt, durch welchen Zweig das Kühlmittelströmt.Bei zu heißem Kühlmittelwird die in den Zylindern 2 bei der Verbrennung von Kraftstoffentstehende Wärmedurch das Kühlmittelin den Kühler 5 transportiertund dort an Umgebungsluft oder dergleichen abgegeben. Die so gekühlte Kühlflüssigkeitwird dann durch den Zulauf 3 wieder in den Motorblock 1 transportiert.Im Ablauf 4 ist noch ein Drosselventil 6 und imZulauf 3 eine Pumpe 7 vorgesehen. Durch das Ventil 6 kanndie Verbindung zwischen dem Motorblock 1 und dem Kühler 5 geschlossen,gedrosselt oder unterbrochen werden. Durch die Pumpe 7 wirddas Kühlmittelin Bewegung versetzt, um es im Kühlkreislaufzu transportieren. Das Ventil 6 und die Pumpe 7 werdenvon einem Steuergerät 8 über hiernicht gezeigte Leitungen angesteuert. Das Steuergerät 8 erhält zusätzlich nocheine Information überdie Motortemperatur, beispielsweise von dem Motortemperaturfühler 9,der auf dem Motorblock 1 angeordnet ist. Dieser Motortemperaturfühler 9 kannauch an anderer geeigneter Stelle, beispielsweise im Ablauf 4,vorgesehen sein.
    [0011] Inder 2 wird der Temperaturverlauf bei einem herkömmlichenVerfahren zur Steuerung des Kühlkreislaufsgezeigt. Aufgetragen ist die Zeit t gegen die Temperatur T. ZumZeitpunkt t0 wird die Brennkraftmaschine gestartet. Dies führt relativ schnellzu einem Anstieg der Temperatur im Motorblock bis zum Zeitpunktt1, zu dem die Solltemperatur Ts erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt öffnet danndie Steuerung 8 das Ventil 6 und aktiviert diePumpe 7. Bei dieser Solltemperatur Ts handelt es sich umdie Temperatur, die bei einem dauerhaften Betrieb der Brennkraftmaschineangestrebt wird. Immer wenn diese Temperatur erreicht wird, wirdder Thermostat geöffnet,d. h. heißeKühlflüssigkeitwird dem Motorblock 1 entnommen, durch den Kühler 5 gepumpt unddabei abgekühltund dann wieder mit einer geringeren Temperatur dem Motorblock 1 zugeführt. Es wirdso eine zuverlässigeKühlungdes Motorblocks 1 erreicht. Hat zum Zeitpunkt t1 die Brennkraftmaschinenach dem Start erstmalig diese Solltemperatur Ts erreicht, wirddas Ventil 6 wird geöffnetund die Pumpe 7 aktiviert. Da sich im Kühler 5 und auch inden Leitungen 3, 4 und 10 noch sehr kaltesKühlmedium befindet,ist dieses erstmalige Aktivieren des Kühlkreislaufs mit einem starkenTemperatureinbruch der Motortemperatur verbunden. Zwischen den Zeitpunktent1 und t2 kommt es daher zu einem sehr deutlichen Temperaturabfall,d. h. die Brennkraftmaschine wird wieder unterhalb der optimalenSolltemperatur Ts betrieben. Erst nach der vergleichsweise langenZeit zwischen t2 und t3 erreicht die Temperatur im Motorblock 1 wiederden Temperaturwert Ts. Die dann wiederum erfolgende Aktivierungdes Kühlkreislaufsführt dannallerdings nicht mehr zu so starken Temperatureinbrüchen, dadas Kühlmediumim Kühler 5 undden Leitungen 3 und 4 bereits eine gewisse Temperaturerreicht haben.
    [0012] Inder 3 wird das erfindungsgemäß verbesserte Verfahren zurSteuerung des Kühlkreislaufs gezeigt.Zum Zeitpunkt t0 erfolgt der Start der Brennkraftmaschine, und derzeitliche Verlauf der Erwärmungbis zum Zeitpunkt t1 entspricht dem Verlauf, wie er bereits zur 2 beschriebenwurde. Zum Zweck des Warmlaufs ist jedoch eine erstmalige Aktivierungdes Kühlkreislaufnicht bei der Temperatur Ts, sondern bei einer höheren WarmlaufsolltemperaturTsw vorgesehen. Es wird somit beim Warmlauf eine gewisse Überschreitungder Temperatur im Motorblock 1 akzeptiert. Erst zum Zeitpunktt4, d. h. späterals in der 2, und bei der höheren Temperatur Tswerfolgt die erstmalige Aktivierung des Kühlkreislaufs, indem das Ventil 6 langsamgeöffnetund die Pumpe 7 eingeschaltet wird. Allein durch dieseMaßnahme,d. h. durch das Zulassen einer höheren WarmlaufsolltemperaturTsw wird somit ein verbesserter Warmlauf erreicht. Selbst wenn derTemperaturverlauf nach dem Zeitpunkt t4 dann dem Temperaturverlaufentsprechen würde,wie er in der 2 zwischen den Zeiten t1 bist3 entspricht, wird trotzdem insgesamt eine bessere Anpassung derMotortemperatur an die gewünschteSolltemperatur Ts erreicht. Als zusätzliche Maßnahme wird jedoch auch nochvorgesehen, dass die Steuerung der Öffnung des Ventils und/oderder Pumpleistung berücksichtigt,dass im Kühler 5 undden Leitungen 3, 4 aufgrund des WarmlaufbetriebsKühlmittelenthalten ist, welches eine sehr geringe Temperatur hat. Aus diesemGrund wird der Massendurchsatz durch das Kühlsystem begrenzt, indem die Öffnung desVentils 6 und/oder die Pumpleistung der Pumpe an die Temperaturverhältnisseangepasst werden. Insbesondere wird das Ventil mit einer vorgegebenenZeitkonstante langsam geöffnetbzw. die Leistung der Pumpe wird langsam erhöht. Es wird so der in der 3 zwischenden Zeitpunkten t4 und t5 gezeigte Temperaturverlauf erreicht, derim Vergleich zu dem Intervall t1 und t2 nach der 2 einedeutlich geringere Abkühlungaufweist. Es wird so eine deutlich langsamere Annäherung andie Solltemperatur t5 erreicht. Neben einem langsamen Öffnen desVentils oder Steigerung der Pumpleistung kann dies auch erreicht werden,indem nach dem Zeitpunkt t4 eine Übergangssolltemperatur vorgegebenwird, die sich mit einer vorgegebenen zeitlichen Abhängigkeitvon der Warmlaufsolltemperatur hin zur Solltemperatur verändert.
    [0013] Wieman durch den Vergleich der 2 und 3 soforterkennt, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie es in der 3 dargestelltwird, erreicht, dass die Temperatur im Motorblock 1 beieinem Warmlauf der Brennkraftmaschine nach dem erstmaligen Erreichender gewünschtenSolltemperatur des Kühlsystemsnicht so stark einbricht. Es wird somit der Warmlauf der Brennkraftmaschineverbessert, indem die Regelgüte,d. h. die Annäherung andie Solltemperatur im Motorblock 1 über den Zeitverlauf bessererreicht wird. Die dabei auftretende kurzzeitige Überschreitungder Solltemperatur ist unkritisch, da aufgrund des sehr kühlen Kühlmittelsim Kühler 5 indieser Phase eine erhöhteKühlleistung zurVerfügungsteht und somit ein Überschreitender Warmlaufsolltemperatur Tsw in einen Bereich, der schädlich für den Motorwäre, sicherverhindert werden kann. Aufgrund dieses erhöhten Kühlvermögens kann während der Warmlaufphase derSicherheitsabstand der Warmlaufsolltemperatur von einer eventuellschädlichenMotortemperatur deutlich verringert sein.
    [0014] Inder 4 wird das erfindungsgemäße Verfahren noch einmal anhandeines Verfahrensablaufes schematisch dargestellt. Im Block 100 wirddas Verfahren zur Steuerung des Kühlkreislaufs mit dem Startder Brennkraftmaschine gestartet. Darauf folgt der Abfrageblock 101,indem die Motortemperatur eingelesen wird und entschieden wird,ob es sich um einen Kaltstart handelt. Dies kann einfacher Weise dadurcherfolgen, dass abgefragt wird, ob die Motortemperatur kleiner als30°C ist.Wenn dies nicht der Fall ist, d. h. es liegt kein Kaltstart vor,so folgt auf den Schritt 101 der Schritt 102.Wenn im Schritt 101 festgestellt wird, dass ein Kaltstartvorliegt (y), so folgt auf den Schritt 101 der Schritt 103.Im Schritt 103 wird das Ventil 6 geschlossen,die Pumpe 7 ausgeschaltet und die Regeltemperatur, d. h.die Temperatur, bei der Ventil und Pumpe aktiviert werden, wird aufden Wert der Warmlaufsolltemperatur gesetzt. Auf den Schritt 103 folgtder Schritt 104, bei dem abgefragt wird, ob die Temperaturdes Motorblocks 1 die Warmlauftemperatur übersteigt.Wenn dies nicht der Fall ist (n), so folgt auf den Schritt 104 wiederder Schritt 103. Wenn jedoch die Abfrage 104 ergibt, dassdie Temperatur des Motorblocks 1 die Warmlauftemperatur überschreitet,so folgt auf den Schritt 104 der Schritt 105.Bei diesem Schritt erfolgt die Aktivierung des Kühlkreislaufes, wobei die Öffnung des Ventilsund die Leistung der Pumpe in Abhängigkeit von der Zeit beeinflusstwerden. Durch diese Maßnahmewird erreicht, dass nicht sofort der komplette Volumenstrom durchden Kühlkreislaufzugelassen wird, sondern zunächstnur ein reduzierter Volumenstrom, so dass es nicht zu der starkensofortigen Abkühlungkommt, wie bei herkömmlichenSystemen. Diese Zeitfunktion trägtdem Umstand Rechnung, dass das Kühlmittelim Kühler 5 nocheine sehr geringe Temperatur aufweist. Weiterhin wird die Regeltemperaturauf den Wert einer Übergangsolltemperaturgesetzt, der einen Wert zwischen der Warmlaufsolltemperatur undder Solltemperatur aufweist. Diese beiden Maßnahmen können gegebenenfalls auch einzelnangewendet werden, da beide Maßnahmen geeignetsind, ein zu schnelles Absinken der Temperatur in dieser Warmlaufphasezu begrenzen. Bevorzugt werden jedoch beide Maßnahmen gleichzeitig eingesetzt,da sich so die Annäherungan die Solltemperatur besonders exakt einstellen lässt.
    [0015] Aufden Schritt 105 folgt dann der Schritt 106, indem überprüft wird,ob die Temperatur des Motorblocks 1 die Solltemperaturerreicht hat. Wenn dies noch nicht der Fall ist (n), so folgt aufden Schritt 106 wieder der Schritt 105. Wenn diesjedoch der Fall ist, d. h. wenn die Temperatur des Motorblocks 1 die Solltemperaturerreicht hat, so folgt auf den Schritt 106 der Schritt 102.Im Schritt 102 erfolgt dann die normale Betriebsregelungdes Kühlkreislaufs,d. h. als Regeltemperatur wird die Solltemperatur verwendet unddas Ventil 6 und die Pumpe 7 werden mit den üblichenfür denNormalbetrieb ausgelegten Daten angesteuert. Diese normale Regelungkann dann auch fürunterschiedliche Betriebzuständeunterschiedliche Solltemperaturen bzw. unterschiedliche Charakteristikafür dieAnsteuerung von Ventil 6 oder Pumpe 7 vorsehen.
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] Verfahren zur Steuerung des Kühlkreislaufs einer Brennkraftmaschine,wobei der Kühlkreislauf einevorgegebene Solltemperatur (Ts) aufweist, dadurch gekennzeichnet,dass füreinen Warmlauf der Brennkraftmaschine zeitweise eine Warmlaufsolltemperatur(Tsw) vorgesehen ist, die höherist als die Solltemperatur (Ts).
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Warmlaufsolltemperatur (Tsw) zwischen der Solltemperatur(Ts) und einem Siedepunkt eines Kühlmittels in dem Kühlkreislauf(3, 4, 5) gewählt ist.
    [3] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Warmlauf erkannt wird, indem nach dem Startder Brennkraftmaschine die Temperatur der Brennkraftmaschine untereinem vorgegebenen Wert liegt.
    [4] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass beim Erreichen der Warmlaufsolltemperatur (Tsw)eine Pumpe (7) und/oder ein Drosselventil (6)des Kühlkreislaufs(3, 4, 5) aktiviert werden.
    [5] Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass bei der Aktivierung die Öffnungdes Ventils (6) und/oder die Pumpleistung der Pumpe (7) miteiner vorgegebenen Zeitabhängigkeiterhöhtwerden.
    [6] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass nach dem Erreichen der Warmlaufsolltemperatur(Tsw) fürden Kühlkreislaufeine Übergangssolltemperaturvorgegeben wird, die sich mit einer vorgegebenen zeitlichen Abhängigkeitvon der Warmlaufsolltemperatur (Tsw) zur Solltemperatur (Ts) hinverändert.
    [7] Vorrichtung zur Steuerung des Kühlkreislaufs einer Brennkraftmaschine,die einen Kühlkreislauf(3, 4, 5) der Brennkraftmaschine miteiner vorgegebenen Solltemperatur (Ts) steuert, dadurch gekennzeichnet,dass fürden Warmlauf zeitweise eine Warmlaufsolltemperatur (Tsw) verwendetwird, die höherist als die Solltemperatur (Ts).
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    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-02-03| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2012-05-11| R016| Response to examination communication|
    2014-12-18| R016| Response to examination communication|
    2015-01-12| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2016-02-02| R020| Patent grant now final|
    2018-09-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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