DE3516502C2 - Temperaturregeleinrichtung für das Kühlmittel von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturregeleinrichtung für das Kühlmittel von Brennkraftmaschinen der ansonsten im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Es ist eine Temperaturregeleinrichtung der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 30 24 209), bei der zur Temperaturregelung des Kühlkreislaufs einer Brennkraftmaschine ein motorisch betätigter Stellantrieb vorgesehen ist, dessen Stellorgen mit dem Verschlußglied des Kühlmittelsteuerventils ver­ bunden ist. Diesem Stellantrieb ist ein Steuerglied zuge­ ordnet, dem einzelne von Sensoren erfaßte Kennfeldgrößen zugeführt werden, z. B. die Lufttemperatur und der Luftdruck. Zur Temperaturregelung sind Sensoren für die Kühlwasser­ temperatur, für die Last der Brennkraftmaschine etc. vor­ gesehen. Bekannt ist ferner eine Temperaturregeleinrichtung (DE 32 26 104 02), bei der ein Stellantrieb einen Wider­ lagerkörper für den Arbeitskolben eines Thermostatventils verstellt und darüber der Arbeitsbereich des Thermostat­ ventils verändert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperatur­ regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Stellantrieb einfach, klein, raumsparend und kostengünstig ausgebildet und einfach einer Ansteuerung in Abhängigkeit verschiedener Kennfeldgrößen zugänglich ist.

Die Aufgabe ist bei einer Temperaturregeleinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungs­ gemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Somit ist der Elektromotor in Anpassung an das überwiegend Gleichstrom führende Bordnetz eines Kraftfahrzeuges als Gleichstrommotor ausgebildet, der in der heutigen Technik sehr kompakt und klein sowie platz­ sparend und leicht und auch kostengünstig ist. Ein Gleich­ strom-Schrittmotor hat den Vorteil hoher Lebensdauer. Da dieser keinen Kommutator und keine Bürsten hat, ist er nicht nur einfach und kostengünstig, sondern er garantiert auch eine hohe Lebensdauer aufgrund seiner Betriebsweise. Ein solcher Elektromotor, der ein eigenständiges Bauteil bildet, das nicht, wie bei Thermostatventilen herkömmlicher Art, in das Kühlmittelsteuerventil integriert ist, ist einer Ansteuerung von außen, veranlaßt durch die verschie­ densten Kennfeldgrößen, sehr einfach zugänglich. Er hat zudem den Vorteil, daß er als Bauteil für sich erforder­ lichenfalls gegen einen anderen ausgetauscht werden kann, und unabhängig davon seinerseits das Kühlmittelsteuerventil, da beide Elemente nicht zu einem Bauteil vereint sind. Ferner ist es möglich, verschiedene Gleichstrom-Schritt­ motoren bzw. Kühlmittelsteuerventile miteinander zu einer dem jeweiligen Anwendungszweck am besten angepaßten Funktionseinheit zu kombinieren. Somit läßt sich durch Ver­ änderung der Arbeitstemperatur der Brennkraftmaschine deren Betrieb in einfacher leise optimieren, wobei eine Zugriffs­ möglichkeit zum Elektromotor besteht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht von Teilen einer Brennkraftmaschine mit Kühleinrichtung.

In der Zeichnung ist schematisch eine Brennkraftmaschine 10 mit Temperaturregeleinrichtung 11 gezeigt, die einen Kühler 12 mit Zulauf 13 und Auslauf 14 für das Kühl­ mittel aufweist. Der Zulauf 13 ist über eine Vorlauf­ leitung 15 mit dem Brennkraftmaschinen-Austritt 16 und der Auslauf 14 über eine Rücklaufleitung 17 mit dem Brennkraftmaschinen-Eintritt 16 verbunden. Zwischen der Vorlaufleitung 15 und der Rücklaufleitung 17 verläuft eine beide verbindende Bypassleitung 19.

Die Temperaturregeleinrichtung 11 weist in der Vorlauf­ leitung 15 und zugleich der Bypassleitung 19 ein Kühl­ mittelsteuerventil 20 auf, das aus einem üblichen Ventil besteht, dessen Ventilverschlußglied zur wechselweisen Steuerung der Vorlaufleitung 15 oder der Bypassleitung 19 ausgebildet ist. Das Kühlmittelsteuerventil 20 ist her­ kömmlicher Art. Es weist in üblicher Weise in einem Ge­ häuse zwei gleichachsig angeordnete Ventilverschluß­ glieder auf, die jeweils eine zugeordnete Ventilöffnung beherrschen. Für das Kühlmittelsteuerventil 20 ist in der Zeichnung ein der Pneumatik entlehntes Schaltbild verwendet worden. Das Kühlmittelsteuerventil 20 hat einen Einlaß 21 und Auslaß 22, die beide in der Vorlaufleitung 15 sitzen und diese je nach Schaltstellung durchgängig machen oder nicht. Ferner hat das Kühlmittelsteuerventil 20 einen Bypassanschluß 23, mit dem es an die Bypasslei­ tung 19 angeschlossen ist.

Bei kalter Brennkraftmaschine 10 ist der Durchlaß in der Vorlaufleitung 15 gesperrt, wie gezeigt, und lediglich das den Kurzschluß herstellende Ventilverschlußglied des Kühlmittelsteuerventiles 20 offen. Das von der Brenn­ kraftmaschine 10 kommende Kühlmittel passiert die Vor­ laufleitung 15 und wird vom Kühlmittelsteuerventil 20 über den Einlaß 21 und den Bypassanschluß 23 zur Bypass­ leitung 19 und von dort zurück zum Brennkraftmaschinen Eintritt 18 geleitet.

Hat das Kühlmittel in der Vorlaufleitung 15 die Öffnungs­ temperatur des Kühlmittelsteuerventiles 20 erreicht, so wird das Kühlmittelsteuerventil 20 von der gezeigten Stellung in die andere umgeschaltet. Dann wird der Kurz­ schlußweg über die Bypassleitung 19 gesperrt und der Durchlaß in der Vorlaufleitung 15 zum Kühler 12 hin frei­ gegeben. Sinkt die Kühlmitteltemperatur unter eine die Verstellung des Kühlmittelsteuerventils 20 veranlassende Temperatur ab, wird das Kühlmittelsteuerventil 20 wieder in die gezeigte Stellung zurückgestellt.

Insoweit ist ein Kühlmittelkreislauf für Brennkraftmaschi­ nen bekannt.

Die Besonderheit der Temperaturregeleinrichtung 11 liegt darin, daß das Kühlmittelsteuerventil 20 kein herkömm­ liches Thermostatventil ist, sondern statt dessen ein von außen über einen Stellmotor in Form eines elektrischen Stellantriebes 24 betätigtes Ventil. Der elektrische Stellantrieb 24 ist nur schematisch angedeutet, ebenso dessen Stellorgan 25 am Stellantriebsabgang, das getrieb­ lich mit dem nicht sichtbaren Ventilverschlußglied des Kühlmittelsteuerventiles 20 verbunden ist. Der elektri­ sche Stellantrieb 24 besteht aus einem bezüglich der Drehrichtung und damit dieser zugeordneten Ventilbetäti­ gungsrichtung umschaltbaren Elektromotor, der als Gleichstrom-Schrittmotor ausgebildet ist.

Dem elektrischen Stellantrieb 24 ist ein diesen steuern­ des Steuerglied 26 zugeordnet, dem einzelne, von Sensoren der Brennkraftmaschine 10 erfaßte Kennfeldgrößen der Brennkraftmaschine 10 zugeführt werden. Diese einzelnen Kennfeldgrößen sind schematisch mit Pfeilen und den Be­ zugszeichen 1, 2, 3, 4 und 5 für diese gekennzeichnet. Die Kennfeldgröße 5 besteht z. B. aus der mittels eines Sensors 27 in der Vorlaufleitung 15 erfaßten Kühlmittel­ temperatur. Die Kennfeldgröße 1 besteht aus der mittels eines anderen zugeordneten Sensors ermittelten Außen­ temperatur. Beide werden im Steuerglied 26 abgeglichen. Erreicht die Kennfeldgröße 5 einen Wert, der über einem fest eingestellten oder veränderbaren Sollwert liegt, steuert das Steuerglied 26 den elektrischen Stellantrieb 24 zu einer Verstellung des Kühlmittelsteuerventiles 20 aus der gezeigten Stellung in die andere Stellung an, wodurch der Durchgang durch die Vorlaufleitung 15 zum Kühler 12 hin freigegeben wird und das Kühlmittel den Kühler 12 passiert und gekühlt wird. Die Kennfeldgröße 1 (Augen­ temperatur) kann dabei Führungsgröße sein, derart, daß sich der Signalpunkt in Abhängigkeit von der Außentempera­ tur verschiebt, bei dem das Steuerglied 26 den elektri­ schen Stellantrieb 24 im zuvor beschriebenen Sinne an­ steuert. Wird als Kennfeldgröße 1 eine z. B. niedrige Außentemperatur ermittelt, so wird die Einschaltung des elektrischen Stellantriebes 24 erst dann über das Steuer­ glied 26 veranlaßt, wenn die Kennfeldgröße 5 einen höhe­ ren Wert als bei höheren Außentemperaturen 1 hat.

Die zusätzlichen Kennfeldgrößen 2, 3 und 4 können z. B. die Abgastemperatur und/oder die Drehzahl und/oder das Drehmoment der Brennkraftmaschine 10 und/oder der Unter­ druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine 10 und/oder eine Druckdifferenz in einer Unterdruckdose und/oder die Öl­ temperatur oder sonstige weitere maschinenseitige Kenn­ feldgrößen sein. Auf diese Weise läßt sich durch Ver­ änderung der Arbeitstemperatur der Brennkraftmaschine 10 deren Betrieb optimieren.

Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich das Kühlmittelsteuerventil 20 nicht in der Vorlaufleitung 15 und Bypassleitung 19, sondern statt dessen vor dem Brennkraftmaschinen-Eintritt 16 und dort in der Rücklaufleitung 17 sowie Bypassleitung 19. Die Funktionsweise ist analog.

Claims (1)

1. Temperaturregeleinrichtung für das Kühlmittel von Brennkraft­ maschinen, mit einer von der Brennkraftmaschine (10) zum Kühler (12) führenden Vorlaufleitung (15), einer vom Kühler (12) zurück zur Brennkraftmaschine (10) führenden Rücklauf­ leitung (17) und einer beide Leitungen verbindenden Bypass­ leitung (19), wobei in der Vorlaufleitung (15) und Bypass­ leitung (19) oder in der Rücklaufleitung (17) und Bypass­ leitung (19) ein diese beherrschendes Kühlmittelsteuerventil (20) angeordnet ist, das mittels eines motorisch betätigten Stellantriebes (24) verstellbar ist, und wobei dem Stell­ antrieb (24) ein diesen steuerndes Steuerglied (26) zugeordnet ist, dem einzelne von Sensoren (27) erfaßte Kennfeldgrößen (1 bis 5), zumindest die Kühlmitteltemperatur und insbesondere die Außentemperatur, zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (24) aus einem in der Drehrichtung und damit dieser zugeordneten Ventilbetätigungsrichtung umschaltbaren, als Gleichstrom-Schrittmotor ausgebildeten, Elektromotor besteht, dessen Stellorgan (25) am Stellantriebs­ abgang getrieblich mit dem Ventilverschlußglied des Kühlmittelsteuerventils (20) verbunden ist.