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DE4033261C2 - Temperature controlled cooling circuit of an internal combustion engine - Google Patents

Temperature controlled cooling circuit of an internal combustion engine

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DE4033261C2
DE4033261C2 DE19904033261 DE4033261A DE4033261C2 DE 4033261 C2 DE4033261 C2 DE 4033261C2 DE 19904033261 DE19904033261 DE 19904033261 DE 4033261 A DE4033261 A DE 4033261A DE 4033261 C2 DE4033261 C2 DE 4033261C2
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coolant
cooling circuit
line
internal combustion
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Klaus Dipl Ing Mertens
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Carl Freudenberg KG
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Description

Die Erfindung betrifft einen temperaturgesteuerten Kühlkreis einer Verbrennungskraftmaschine umfassend eine Kühlmittellei­ tung, die von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbar ist, wobei die Kühlmittelleitung durch einen Kurzschlußkreislauf, einen Kühlkreislauf und einen Fahrzeuginnenraum-Heizungskreis­ lauf gebildet ist, wobei zur Steuerung und/oder Regelung der Aufteilung des Kühlmittelmassenstroms auf die jeweiligen Kreisläufe zumindest zwei Stellelemente vorgesehen sind, die den Kühlkreislauf und den Heizungskreislauf bedarfsweise verschließen und jeweils signalleitend mit einem Steuergerät verbunden und unabhängig voneinander betätigbar sind, wobei die Stellelemente als Ventile ausgebildet sind und durch das Signal zumindest eines Temperaturfühlers ansteuerbar sind, der als Bauteiltemperaturfühler ausgebildet und signalleitend mit dem Steuergerät verbunden ist.The invention relates to a temperature-controlled cooling circuit an internal combustion engine comprising a coolant device through which a liquid coolant can flow, the coolant line through a short circuit, a cooling circuit and a vehicle interior heating circuit run is formed, the control and / or regulation of Distribution of the coolant mass flow to the respective Circuits are provided at least two actuators the cooling circuit and the heating circuit if necessary seal and each signal-conducting with a control unit connected and operable independently of each other, the Control elements are designed as valves and by the signal at least one temperature sensor can be controlled, which as Component temperature sensor trained and signal conductive with the Control unit is connected.

Ein solcher Kühlkreis ist aus der DE-OS 37 38 412 bekannt. Der Kühlkreis umfaßt zwei Kühlmittelpumpen, wobei eine der Pumpen mechanisch und die andere Pumpe elektrisch angetrieben ist. Die mechanische Pumpe ist für eine Grundförderleistung ausgelegt, wobei der mechanischen Pumpe bedarfsweise die elektrische Pumpe zugeschaltet werden kann, um das Kühlmittel in Abhängigkeit von Betriebskennwerten des zu kühlenden Motors zu fördern. Der Kühlkreis besteht aus drei Kreisläufen, die über zwei Ventile elektrisch geschaltet werden können. Eines der Ventile ist am Abzweig zwischen dem Kurzschlußkreislauf und dem Kühl­ kreislauf angeordnet, während das zweite Ventil in Strömungs­ richtung hinter dem ersten Ventil angeordnet ist und bedarfs­ weise den Weg durch den Kurzschlußkreislauf oder den Heizungs­ kreislauf freigibt. Die Aufgabe des vorbekannten Kühlkreises wird darin gesehen, mit Hilfe der beiden Kühlmittelpumpen den Kühlmittelmassenstrom bedarfsgerecht zu regeln. Geschaltet werden die beiden Ventile durch eine Steuereinheit in Abhängig­ keit verschiedener Eingangsgrößen, die beispielsweise durch die Motordrehzahl, die Kühlmitteltemperatur und die Bauteiltempera­ tur gebildet sein können. Dabei ist allerdings zu beachten, daß sofort nach der Inbetriebnahme des Motors die mechanische Pumpe mit der Förderung des Kühlmittels durch den Motor beginnt. Bei kaltem Motor ist es vorgesehen, daß das Kühlmittel vom Motor durch den Kurzschlußkreislauf der Kühlmittelleitung zurück in den Motor gepumpt wird. Dabei läßt es sich nicht vermeiden, daß das Kühlmittel, obwohl nicht erforderlich, eine Kühlung er­ fährt. Mit zunehmender Betriebsdauer der Verbrennungskraftma­ schine und ansteigenden Temperaturen werden die beiden elek­ trisch ansteuerbaren Ventile sowie die elektrisch angetriebene Pumpe derart betätigt, daß das Kühlmittel im Kühlkreislauf und/oder im Heizungskreislauf soviel Temperatur abgibt, daß eine Beschädigung der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine durch Überhitzung ausgeschlossen werden soll.Such a cooling circuit is known from DE-OS 37 38 412. Of the Cooling circuit comprises two coolant pumps, one of the pumps mechanically and the other pump is electrically driven. The mechanical pump is designed for a basic delivery rate, the mechanical pump, if necessary, the electric pump can be switched on depending on the coolant To promote operating parameters of the engine to be cooled. Of the Cooling circuit consists of three circuits, over two  Valves can be switched electrically. One of the valves is on the branch between the short circuit and the cooling circuit arranged while the second valve in flow Direction is arranged behind the first valve and required point the way through the short circuit or the heating circuit releases. The task of the known cooling circuit is seen in the two coolant pumps To regulate the coolant mass flow as required. Switched the two valves are dependent on a control unit speed of various input variables, for example through the Engine speed, coolant temperature and component temperature can be formed. However, it should be noted that the mechanical pump immediately after starting the engine begins to deliver the coolant through the engine. At cold engine it is provided that the coolant from the engine through the short circuit of the coolant line back in the engine is pumped. It can not be avoided that the coolant, although not required, cooling it moves. With increasing operating time of the internal combustion engine The two elec tric controllable valves and the electrically driven Pump operated so that the coolant in the cooling circuit and / or so much temperature in the heating circuit that damage to the connected internal combustion engine should be excluded by overheating.

Aus der DE-AS 12 07 710 ist eine Regelung der Kühlmitteltempe­ ratur von flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen bekannt, wobei ein Temperaturfühler in einem unmittelbar den Verbren­ nungsgasen ausgesetzten Bauteil der Maschine angeordnet ist. Neben einer rascheren Erwärmung der Verbrennungskraftmaschine nach einem Kaltstart kann durch eine derartige Regelung die Kraftstoffausnutzung verbessert werden. In Abhängigkeit von der Temperatur des Bauteiltemperatursensors wird die Öffnungstem­ peratur eines zur Anwendung gelangenden Thermostaten in der erwünschten Weise verstellt. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Regelung der Bauteiltemperatur nicht feinfühlig genug erfolgt.DE-AS 12 07 710 regulates the coolant temperature rature of liquid-cooled internal combustion engines known, being a temperature sensor in a direct burn Component of the machine exposed to gases. In addition to faster heating of the internal combustion engine after a cold start, such a control can  Fuel efficiency can be improved. Depending on the The temperature of the component temperature sensor becomes the opening temp temperature of a thermostat used in the desired way adjusted. However, it should be noted that the regulation of the component temperature is not sensitive enough he follows.

Ein weiterer Kühlkreis ist aus der DE-OS 30 24 209 bekannt. Die vorbekannte Flüssigkeitskühlung für Verbrennungsmotoren umfaßt ein Steuergerät, das signalleitend mit zwei elektrisch angetrie­ benen Pumpen verbunden ist, die unabhängig von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine arbeiten. Dabei ist es vorgesehen, daß der Antrieb einer Pumpe über das Steuergerät ein- und ausschaltbar ist, wobei diese Pumpe als Absperrorgan für den Kühlmittelmassenstrom dient. Durch diese Ausgestaltung soll das Temperaturniveau des Motor in einem stets günstigen Bereich gehalten werden. Dabei ist allerdings zu beachten, daß ein derart ausgebildeter Kühlkreis in wirtschaftlicher Hinsicht wenig befriedigend ist. Abgesehen davon, daß es sich bei Pumpen, beispielsweise im Vergleich zu Thermostatventilen, um relativ teure Bauteile handelt, ist der Platzbedarf und die Energie, die zum Betrieb der Pumpe zur Verfügung gestellt werden müssen, erheblich. Beide Kreisläufe des Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine können gleichzeitig oder zeitlich verschoben eingeschaltet werden. Durch die gezielte Verteilung des Kühlmittelmassenstromes auf beide Kreisläufe wird die Kühlmitteltemperatur geregelt. Die Bauteiltemperatur der Verbrennungskraftmaschine wird durch die Regelung der Kühlmit­ teltemperatur indessen nur unzureichend beeinflußt. Another cooling circuit is known from DE-OS 30 24 209. The includes known liquid cooling for internal combustion engines a control unit that drives two electrically benen pumps is connected, regardless of the speed of the Internal combustion engine work. It is intended that the drive of a pump on and the control unit can be switched off, this pump as a shut-off device for the Coolant mass flow is used. With this configuration, the Temperature level of the engine in an always favorable range being held. However, it should be noted that a thus designed cooling circuit in economic terms is not very satisfactory. Apart from the fact that it is Pumps, for example in comparison to thermostatic valves relatively expensive components is the space and the Energy provided to operate the pump need to be significant. Both circuits of the coolant Internal combustion engines can run simultaneously or in time shifted switched on. Through the targeted distribution of the coolant mass flow on both circuits is the Controlled coolant temperature. The component temperature of the Internal combustion engine is controlled by the coolant mean temperature only insufficiently influenced.  

Aus der DE-OS 33 17 454 ist ein Kühlsystem für eine flüssig­ keitsgekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge bekannt, bei dem der Kühlmittelmassenstrom durch den Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine, abhängig von der Temperatur des Kühlwassers, einstellbar ist. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Thermostatventile nicht unabhängig voneinander ansteuerbar sind und unmittelbar nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine eine Zirkulation des Kühlmittels durch die Kühlmittelleitung erfolgt. Der Zweck, der mit dem vorbekannten Kühlsystem verfolgt wird, wird darin gesehen, daß ein Kühlwasseraustausch zwischen dem Kühlwasser­ kreislauf des Zylinderkopfs und dem Kühlwasserkreislauf des Kurbelgehäuses nicht stattfinden kann und sich somit das Kühlmittel im Kühlwasserkreislauf des Zylinderkopfs schneller erwärmen und dadurch die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine verkürzt werden soll.From DE-OS 33 17 454 a cooling system for a liquid speed-cooled internal combustion engine, in particular for motor vehicles testify known, in which the coolant mass flow through the Cylinder head and the crankcase of the internal combustion engine, is adjustable depending on the temperature of the cooling water. However, it should be noted that the thermostatic valves cannot be controlled independently of one another and directly after commissioning of the internal combustion engine, a circulation of the Coolant through the coolant line. The purpose of is tracked with the previously known cooling system seen that a cooling water exchange between the cooling water circuit of the cylinder head and the cooling water circuit of the Crankcase can not take place and thus that Coolant in the cooling water circuit of the cylinder head faster heat and thereby the warm-up phase of the internal combustion engine should be shortened.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkreis der gattungsgemäßen Art derart weiterzuentwickeln, daß sich eine Verkürzung der Warmlaufphase und ein rascheres Erreichen der optimalen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ergibt und somit eine verbesserte Abstimmung auf die jeweiligen Betriebs-Lastzustände des Motors gewährleistet ist, wobei zusätzlich der Kühlkreis einen einfachen Aufbau aufweist und eine einfache Ansteuerbarkeit der Stellelemente ermöglicht wird.The invention has for its object a cooling circuit Generic type to develop such that a Shortening the warm-up phase and reaching it faster the optimal operating temperature of the internal combustion engine and thus a improved coordination to the respective operating load conditions of the engine is guaranteed, in addition, the cooling circuit has a simple structure and easy control of the control elements is made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestal­ tungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the characteristic Features of claim 1 solved. On advantageous form the subordinate claims refer.

Bei dem erfindungsgemäßen Kühlkreis ist es vorgesehen, daß den beiden Stellelementen des Kühl- und Heizkreises ein gleichartig ausgebildetes, drittes Stellelement parallel geschaltet ist, das den Kühlmittelmassenstrom durch den Kurzschlußkreislauf bedarfsweise vollständig verschließt und daß die drei Stellelemente in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Hierbei ist von Vorteil, daß bei kalter Verbrennungskraftmaschine die drei Stellelemente die Kühlmittelleitung vollständig verschließen können. Das Kühlmittel, das zumeist aus Wasser und einem Gehalt an Frostschutz besteht, wird durch diese Ausgestaltung an einer Zirkulation durch das Kühlsystem und die angeschlossene Verbren­ nungskraftmaschine gehindert, was eine besonders schnelle Erwärmung bedingt. Durch das gleichartig ausgebildete, dritte Stellelement, das mit den beiden anderen Stellelementen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, ergibt sich eine einfache Ansteuerbarkeit der Stellelemente durch das Steuer­ gerät.In the cooling circuit according to the invention it is provided that the two control elements of the cooling and heating circuit a similarly designed, third  Control element is connected in parallel, the coolant mass flow completely closed by the short circuit if necessary and that the three control elements are arranged in a common housing. Here is advantageous in that the three in a cold internal combustion engine Control elements completely close the coolant line can. The coolant, mostly of water and a content Frost protection exists, is due to this configuration on a Circulation through the cooling system and the connected combustion machine, which is a particularly fast Heating caused. By the similarly trained third Actuator, which with the other two actuators in is arranged in a common housing, a easy control of the control elements by the control device.

Der Kühlmittelmassenstrom durch die Kühlmittelleitung kann durch die ansteuerbaren Stellelemente stufenlos eingestellt werden. Optimale Motorenbauteiltemperaturen werden durch Einstellung eines entsprechenden Kühlmittelmassenstroms durch die Verbrennungskraftmaschine erzielt. Der Wärmeübergang und Wärmetransport werden den jeweiligen Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine angepaßt. Die Stellelemente geben in Abhängigkeit vom Signal des Steuergeräts einen bestimmten Leitungsquerschnitt frei und regeln die Temperatur thermisch hochbeanspruchter Bauteile durch Verteilung des Kühlmittelmas­ senstroms auf Kurzschluß-, Kühler- und/oder Fahrzeuginnenraum- Heizungskreislauf.The coolant mass flow through the coolant line can infinitely adjustable through the controllable control elements become. Optimal engine component temperatures are ensured by Setting a corresponding coolant mass flow through the internal combustion engine achieved. The heat transfer and Heat transport are the respective operating points of the Internal combustion engine adapted. The control elements give in Dependence on the signal from the control unit a certain Cable cross section free and thermally regulate the temperature highly stressed components through distribution of the coolant mass current on short-circuit, radiator and / or vehicle interior Heating circuit.

Das Steuergerät bildet bevorzugt einen Bestandteil einer elektronischen Motorsteuerung. Die Signalübermittlung kann dabei mittels eines Kennfeldes erfolgen. Auch der Heizungs­ kreislauf kann durch das Steuergerät betätigt werden. Diese Ausgestaltung stellt eine relativ einfache, betriebssichere, variable und die ohnehin vorhandenen Daten des Motoren-Mana­ gements ausnutzende Lösung dar.The control unit preferably forms part of a electronic engine control. The signal transmission can take place by means of a map. Even the heating  circuit can be operated by the control unit. These Design provides a relatively simple, reliable, variable and the existing data of the engine mana exploiting solution.

In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des An­ wendungsfalles können die Stellelemente der Ein- oder Aus­ laßöffnung der Kühlmittelleitung zugeordnet sein.Depending on the particular circumstances of the contractor application, the control elements of the on or off let opening be assigned to the coolant line.

Auch die Zuordnung der Stellelemente zu der Ein- und Auslaß­ öffnung ist möglich. Kriterien zur Beurteilung der räumlichen Zuordnung der Stellelemente innerhalb des Kühlsystems sind insbesondere durch die Größe des Einbauraums und die geforderte Höhe der Betriebssicherheit gegeben.Also the assignment of the control elements to the inlet and outlet opening is possible. Criteria for assessing the spatial Assignment of the control elements within the cooling system in particular by the size of the installation space and the required Level of operational security given.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß den Stellelementen jeweils ein elektrisch betätigbarer Servoantrieb zugeordnet ist. Diese Möglichkeit der Betätigung wird in den meisten Fällen Anwendung finden. Elektrische Energie ist bei Verbrennungskraftmaschinen von der Batterie zu erhalten.In the context of the present invention it is provided that the Control elements each an electrically operated servo drive assigned. This possibility of operation is in the find application in most cases. Electrical energy is at Get internal combustion engines from the battery.

Die Stellelemente können durch die handelsüblichen Absperr-/ Drosselorgane, wie beispielsweise Ventile, gebildet sein.The control elements can be Throttle bodies, such as valves, may be formed.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich die Verbrennungskraftmaschine nach Inbetrieb­ nahme durch die individuell auf den jeweiligen Betriebszustand abgestimmte Kühlung der Motorenbauteile besonders schnell erwärmt und einen geringeren Verschleiß aufweist. Hierdurch wird eine höhere Lebensdauer erreicht und die Maschine ist wirtschaftlicher zu betreiben. Hinsicht schädlicher Abgasemis­ sionen ergibt sich eine wesentliche Verbesserung und eine Verminderung des spezifischen Treibstoffverbrauches. Vorteil­ haft darüber hinaus ist, daß dem Heizungskreislauf, der zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraumes vorgesehen und üblicherweise dem Kühlkreislauf parallel geschaltet ist, ein Hilfsmittel zur Begrenzung des Kühlmittelmassenstromes zugeordnet ist. Dadurch wird der Durchfluß durch den Heizungskreislauf erst bei opti­ malen Betriebstemperaturen der Maschine freigegeben. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Heizungskreislauf bei niedrigem Teillastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine zu verschließen, um der Maschine keine Wärme zur Beheizung des Fahrzeuginnen­ raumes zu entziehen und dadurch die für den Verbrennungsablauf günstigen Temperaturen länger zu halten.The advantages achieved with the invention are in particular in that the internal combustion engine after commissioning through the individual to the respective operating state coordinated cooling of the engine components particularly quickly warmed and shows less wear. Hereby a longer service life is achieved and the machine is to operate more economically. Regarding harmful exhaust emissions sions there is a significant improvement and a  Reduction of the specific fuel consumption. Advantage is also that the heating circuit for Heating of the vehicle interior is provided and usually the cooling circuit is connected in parallel, a tool for Limitation of the coolant mass flow is assigned. Thereby the flow through the heating circuit is only at opti paint operating temperatures of the machine released. also there is the possibility of the heating circuit at low To close part-load operation of the internal combustion engine, around the machine no heat for heating the vehicle interior to remove space and thereby for the combustion process favorable temperatures last longer.

Die nachstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung.The following description of an embodiment of the The invention serves in connection with the drawing of the other Explanation.

Die bei der Verbrennung freigesetzte Wärme wird innerhalb der Verbrennungskraftmaschine 1 nur teilweise in kinetische Energie überführt, so daß die überschüssige Wärme kontinuierlich abgeführt werden muß, um eine Schädigung der Verbrennungskraftma­ schine durch Überhitzung zu verhindern. Die Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 1 sind daher üblicherweise von einem Wassermantel 17 umschlossen, der auch einen Teil des Zylinder­ kopfs 18 ausfüllt. Der Wassermantel 17 der Verbrennungskraft­ maschine 1 ist mit einer Zu- 19 und einer Ablaufleitung 20 versehen. Die Zu- 19 und Ablaufleitung 20 sind durch eine Kurzschlußleitung 8 verbunden, wobei am Abzweig der Kurzschlußleitung 8 drei Stellelemente 11, 12, 13 vorgesehen sind, die jeweils mit einem Servoantrieb versehen sind. The heat released during the combustion is only partially converted into kinetic energy within the internal combustion engine 1 , so that the excess heat must be continuously dissipated in order to prevent damage to the internal combustion engine by overheating. The cylinders of the internal combustion engine 1 are therefore usually enclosed by a water jacket 17 , which also fills part of the cylinder head 18 . The water jacket 17 of the internal combustion engine 1 is provided with an inlet 19 and an outlet line 20 . The inlet 19 and outlet line 20 are connected by a short-circuiting line 8, whereby at the branch of the bypass line 8, three positioning elements 11, 12, 13 which are each provided with a servo drive.

In dem Ausführungsbeispiel ist in einer Parallelschaltung zu der Kurzschlußleitung 8 ein Kühler 21 vorgesehen, der als Wärmetauscher ausgebildet ist und aus einer Vielzahl parallel geschalteter, dünnwandiger Metallrohre besteht, die außenseitig von Kühlluft 22 umströmbar sind. Bei Erreichen einer aus­ reichend hohen Betriebstemperatur verschließt das Stellelement 11 die Kurzschlußleitung 8. Das aus der Ablaufleitung 20 abgeführte, erhitzte Kühlmittel, ist dadurch gezwungen, seinen Weg über den Kühler 21 und gegebenenfalls über den Fahrzeug­ innenraum-Heizungskreislauf 7 zu nehmen, wobei sich eine Absenkung seiner Temperatur ergibt. Für die Rückführung in die Kühlmittelleitung 2 der Verbrennungskraftmaschine 1 ist eine Kreiselpumpe 23 vorgesehen. Der Temperaturfühler 14 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Bauteiltemperaturfühler ausgebildet und wie die Stellelemente 11, 12, 13 auch signalleitend mit einem Steuergerät 15 verbunden.In the exemplary embodiment, a cooler 21 is provided in a parallel connection to the short-circuit line 8 , which is designed as a heat exchanger and consists of a large number of thin-walled metal pipes connected in parallel, around which cooling air 22 can flow around on the outside. When a sufficiently high operating temperature is reached, the control element 11 closes the short-circuit line 8 . The heated coolant discharged from the drain line 20 is thereby forced to make its way through the radiator 21 and possibly via the vehicle interior heating circuit 7 , resulting in a lowering of its temperature. A centrifugal pump 23 is provided for the return to the coolant line 2 of the internal combustion engine 1 . In the context of the present invention, the temperature sensor 14 is designed as a component temperature sensor and, like the adjusting elements 11 , 12 , 13, is also connected to a control unit 15 in a signal-conducting manner.

Bei kalter Verbrennungskraftmaschine 1 verschließen die Stell­ elemente 11, 12, 13 die zugeordneten Leitungen, bestehend aus Kurzschlußleitung 8, Kühlerleitung 9 und Heizungsleitung 10. Das Kühlmittel wird hierdurch an einer Zirkulation durch die Verbrennungskraftmaschine 1 und die Kühlmittelleitung 2 ge­ hindert, was eine besonders schnelle Erwärmung bedingt. Bei Erreichen der Betriebstemperatur wird zumindest eines der Stellelemente 11, 12, 13 durch den Temperaturfühler 14, der zweckmäßigerweise benachbart zu einer der wärmsten Stellen der Verbrennungskraftmaschine 1 angeordnet sein sollte, mittels eines elektrischen Signals allmählich in Offenstellung über­ führt. Zumeist wird zunächst der Kurzschlußkreislauf 5 durch das Stellelement 11 freigegeben. Das Ende der Warmlaufphase ist erreicht, wenn das Kühlmittel im Kurzschlußkreislauf 5 seine Solltemperatur erreicht hat. Bei weiter steigenden Temperaturen der Verbrennungskraftmaschine müssen der Kühlkreislauf 6 und/oder der Heizungskreislauf 7 zusätzlich zum Kurzschluß­ kreislauf 5 oder statt dessen geöffnet werden.When the internal combustion engine 1 is cold, the actuating elements 11 , 12 , 13 close the associated lines, consisting of short-circuit line 8 , cooler line 9 and heating line 10 . The coolant is thereby prevented from circulating through the internal combustion engine 1 and the coolant line 2 , which requires particularly rapid heating. When the operating temperature is reached, at least one of the control elements 11 , 12 , 13 is gradually led into the open position by means of an electrical signal by the temperature sensor 14 , which should expediently be arranged adjacent to one of the warmest points of the internal combustion engine 1 . In most cases, the short circuit 5 is released by the control element 11 . The end of the warm-up phase is reached when the coolant in the short circuit 5 has reached its target temperature. With further increasing temperatures of the internal combustion engine, the cooling circuit 6 and / or the heating circuit 7 must be opened in addition to the short circuit 5 or instead.

Durch das Vorhandensein der Stellelemente 11, 12, 13 wird somit eine wesentliche Verkürzung der Warmlaufphase erreicht.The presence of the control elements 11 , 12 , 13 thus significantly shortens the warm-up phase.

Die drei Stellelemente 11, 12, 13 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 16 untergebracht und jeweils signalleitend mit dem Steuergerät 15 verbunden. Alle drei Stellelemente 11, 12, 13 sind dabei getrennt betätigbar. Hierbei ist von Vorteil, daß sowohl die Kühlmitteltemperatur als auch die Motorenbauteiltem­ peratur Einfluß auf den Kühlmittelmassenstrom durch das System haben. Die Signalübermittlung kann dabei mittels eines Kenn­ feldes in Verbindung mit Temperaturfühlern 14 erfolgen. Auch der Heizungskreislauf 7 wird durch das Steuergerät 15 gesteuert.The three control elements 11 , 12 , 13 are housed in a common housing 16 and each connected to the control unit 15 in a signal-conducting manner. All three control elements 11 , 12 , 13 can be actuated separately. The advantage here is that both the coolant temperature and the engine component temperature have an influence on the coolant mass flow through the system. The signal transmission can take place by means of a characteristic field in connection with temperature sensors 14 . The heating circuit 7 is also controlled by the control unit 15 .

Der Wärmeübergang und der Wärmetransport werden den Betriebspunkten der Maschine angepaßt. Die Stellelemente 11, 12, 13 beeinflussen die Kühlmitteltemperatur durch Verteilung des Kühlmittelmassen­ stroms auf Kurzschlußkreislauf 5, Kühlerkreislauf 6 und Hei­ zungskreislauf 7. Dadurch wird sowohl die gewünschte Fahr­ zeuginnenraumtemperatur als auch die optimale Brennraumtempera­ tur eingestellt. Die Fahrzeuginnenraumtemperatur kann von einem Temperatursensor 24 erfaßt werden. Durch Verschließen der Stellelemente 11 und/oder 12 kann bei Bedarf der Kühlmittel­ massenstrom durch die Heizung erhöht werden.The heat transfer and the heat transport are adapted to the operating points of the machine. The control elements 11 , 12 , 13 influence the coolant temperature by distributing the coolant mass flow to the short circuit 5 , cooler circuit 6 and heating circuit 7 . As a result, both the desired vehicle interior temperature and the optimum combustion chamber temperature are set. The vehicle interior temperature can be detected by a temperature sensor 24 . By closing the control elements 11 and / or 12 , the coolant mass flow through the heater can be increased if necessary.

Alternativ zu der dargestellten Lösungsvariante ist auch eine Steuerung des Kühlmittelmassenstromes durch den Heizungskreis­ lauf 7 über einen beispielsweise handbetätigten Schieber möglich. Allerdings ist eine auf die optimale Temperatur der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeschnittene Aufteilung des Kühlmittelmassenstromes innerhalb der Verbrennungskraftma­ schine 1 nur schwer zu erreichen. Selbstverständlich ist auf eine sinnvolle Abstimmung der Stellelemente 11, 12, 13 unter­ einander zu achten. Dem Kennfeld liegen die Daten des Motoren­ steuerung zugrunde.As an alternative to the solution variant shown, it is also possible to control the coolant mass flow through the heating circuit 7 via a manually operated slide, for example. However, a distribution of the coolant mass flow within the internal combustion engine 1 tailored to the optimal temperature of the internal combustion engine 1 is difficult to achieve. Of course, it is important to ensure that the adjusting elements 11 , 12 , 13 are coordinated sensibly with one another. The map is based on the data from the engine control system.

Claims (6)

1. Temperaturgesteuerter Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend eine eine Umwälzpumpe enthaltende Kühlmittelleitung, die von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbar ist, wobei die Kühlmittel­ leitung durch einen Kurzschlußkreislauf, einen Kühlkreislauf und einen Fahrzeuginnenraum-Heizungskreislauf gebildet ist, wobei zur Steuerung und/oder Regelung der Aufteilung des Kühlmittelmassenstroms auf die jeweiligen Kreisläufe zumindest zwei Stellelemente vorgesehen sind, die den Kurzschlußkreislauf, den Kühlkreislauf und den Heizungskreislauf bedarfsweise verschließen und jeweils signalleitend mit einem Steuerge­ rät verbunden und unabhängig voneinander betätigbar sind, wobei die Stellelemente als Ventile ausgebildet sind und durch das Signal zumindest eines Temperaturfühlers ansteuerbar sind, der als Bauteiltempera­ turfühler ausgebildet und signalleitend mit dem Steuergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kurzschlußleitung (8) des Kurz­ schlußkreislaufs (5), in der Kühlerleitung (9) des Kühlkreislaufs (6) und in der Heizungsleitung (10) des Heizungskreislaufs (7) jeweils ein Stelle­ lement (11, 12, 13) vorhanden ist, das unabhängig von den anderen beiden Stellelementen betätigbar ist, wobei die drei Stellelemente (11, 12, 13) in einem gemeinsamen Gehäuse (16) angeordnet sind, und daß der Kurzschlußkreislauf (5) durch das Stellelement (11) vollständig ver­ schließbar ist. 1. Temperature-controlled cooling circuit of an internal combustion engine, comprising a coolant line containing a circulating pump, through which a liquid coolant can flow, the coolant line being formed by a short circuit, a cooling circuit and a vehicle interior heating circuit, for controlling and / or regulating the distribution of the Coolant mass flow to the respective circuits at least two control elements are provided, which close the short-circuit circuit, the cooling circuit and the heating circuit as needed and are each signal-conducting devices connected to a control unit and can be operated independently of one another, the control elements being designed as valves and by the signal of at least one temperature sensor are controllable, which is designed as a component temperature sensor and is connected in a signal-conducting manner to the control device, characterized in that in the short-circuit line ( 8 ) of the Ku rz final circuit ( 5 ), in the cooler line ( 9 ) of the cooling circuit ( 6 ) and in the heating line ( 10 ) of the heating circuit ( 7 ) each have a position element ( 11 , 12 , 13 ) which is independent of the other two control elements can be actuated, the three adjusting elements ( 11 , 12 , 13 ) being arranged in a common housing ( 16 ), and that the short-circuit circuit ( 5 ) can be closed completely by the adjusting element ( 11 ). 2. Kühlkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelmassenstrom durch die Kühlmittelleitung (2) durch die ansteuerbaren Stellelemente (11, 12, 13) stufenlos einstellbar ist.2. Cooling circuit according to claim 1, characterized in that the coolant mass flow through the coolant line ( 2 ) through the controllable adjusting elements ( 11 , 12 , 13 ) is infinitely adjustable. 3. Kühlkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Steuergerät (15) einen Bestandteil einer elektronischen Motorsteuerung bildet.3. Cooling circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit ( 15 ) forms part of an electronic engine control. 4. Kühlkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stellelemente (11, 12, 13) der Ein- (3) oder Auslaßöffnung (4) der Kühlmittelleitung (2) zugeordnet sind.4. Cooling circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the adjusting elements ( 11 , 12 , 13 ) of the inlet ( 3 ) or outlet opening ( 4 ) of the coolant line ( 2 ) are assigned. 5. Kühlkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stellelemente (11, 12,13) der Ein- (3) und Auslaßöffnung (4) der Kühlmittelleitung (2) zugeordnet sind.5. Cooling circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control elements ( 11 , 12 , 13 ) of the inlet ( 3 ) and outlet opening ( 4 ) of the coolant line ( 2 ) are assigned. 6. Kühlkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß den Stellelementen (11, 12, 13) zumindest ein elektrisch betätigbarer Servoantrieb zugeordnet ist.6. Cooling circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuating elements ( 11 , 12 , 13 ) is assigned at least one electrically operable servo drive.
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