DE19832626C1 - Regulation of a cooling circuit of a motor-driven vehicle - Google Patents
Regulation of a cooling circuit of a motor-driven vehicleInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Regelung eines Kühlkreislaufes eines motorgetriebenen Fahrzeuges in Abhängigkeit einer Laständerung des Motors. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden die derzeitigen Standortdaten des Fahrzeuges und die zukünftigen Standortdaten der vorausliegenden Strecke ermittelt und bei einer Höhenänderung zwischen derzeitigen und zukünftigen Standortdaten der Kühlkreislauf des Fahrzeuges entsprechend der zu erwartenden Laständerung frühzeitig geregelt.The invention relates to a control of a cooling circuit of a motor-driven vehicle depending on a change in the load of the engine. DOLLAR A According to the invention, the current location data of the vehicle and the future location data of the route ahead are determined and, in the event of a change in height between current and future location data, the cooling circuit of the vehicle is regulated in good time in accordance with the expected change in load.
Description
Die Erfindung betrifft eine Regelung eines Kühlkreislaufes ei nes motorgetriebenen Fahrzeuges gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a control of a cooling circuit egg nes motor-driven vehicle according to the generic Features of claim 1.
Eine gattungsgemäße Regelung eines Kühlkreislaufes eines motor getriebenen Fahrzeuges ist beispielsweise aus der WO 89/04419 bekannt. Zur Kühlung des Motors ist ein Kühlkreislauf mit ver schiedenen Kühlkomponenten, wie beispielsweise eine mechanische und eine elektrische Kühlmittelpumpe zur Förderung des Kühlmit tels vorgesehen. Die Steuereinheit, die die elektrische Kühl mittelpumpe und andere Komponenten, wie Jalousie, Gebläse und Mischventile ansteuert, erhält zusätzlich zur Kühlmitteltempe ratur, weitere Informationen wie beispielsweise die Motorbe triebstemperatur, die Motorraumtemperatur, Temperaturen von Mo torteilen, Umgebungstemperatur, Motordrehzahl, Fahrgeschwindig keit sowie ein Drucksignal des Kühlmittels. Mit diesen Informa tionen ist eine Anpassung der Förderleistung der elektrischen Kühlmittelpumpe an die erforderliche Kühlleistung möglich. Bei hoher Motorleistung wird die Kühlleistung durch Erhöhen der Förderleistung der Kühlmittelpumpe oder durch Zuschalten eines Kühllüfters erhöht.A generic regulation of a cooling circuit of an engine driven vehicle is for example from WO 89/04419 known. A cooling circuit with ver various cooling components, such as a mechanical and an electric coolant pump to promote the coolant provided. The control unit that the electrical cooling medium pump and other components such as blinds, blowers and Controls mixing valves in addition to the coolant temperature rature, further information such as the engine type operating temperature, the engine compartment temperature, temperatures of Mo Gate parts, ambient temperature, engine speed, driving speed speed and a pressure signal of the coolant. With this information tion is an adjustment of the conveying capacity of the electrical Coolant pump to the required cooling capacity possible. At high engine power will increase the cooling performance by increasing the Delivery rate of the coolant pump or by connecting one Cooling fan increased.
Die US 5,247,440 beschreibt ein Regelsystem für ein Fahrzeug, wobei eine Regelung in Abhängigkeit der geographischen Lage des Fahrzeuges erfolgt. Beansprucht wird insbesondere die Regelung der Fahrzeuglichter. Hierbei wird die geographische Lage des Fahrzeugs über ein Ortungssystem, wie beispielsweise ein GPS (Global Positioning System) ermittelt. Die Regelung der Fahr zeuglichter erfolgt beispielsweise aufgrund der gesetzlichen Regelung des jeweiligen Gebietes, indem sich das Fahrzeug gera de befindet.US 5,247,440 describes a control system for a vehicle, a regulation depending on the geographic location of the Vehicle. The regulation is particularly stressed the vehicle lights. The geographic location of the Vehicle via a location system, such as a GPS (Global Positioning System) determined. The regulation of driving witness lights are made, for example, based on legal requirements Regulation of the respective area in which the vehicle is moving de is located.
Bei der gattungsgemäßen Regelung eines Kühlkreislaufes ist von Nachteil, daß die Regelung durch Bestimmung der Temperatur des zu kühlenden Motorteiles oder durch Bestimmung der Temperatur des Kühlmittels mittels Temperaturfühlern oder durch Bestimmung des Kühlmitteldruckes mit Hilfe eines Druckfühlers erfolgt. Erst bei Auftreten einer Erhöhung der Temperatur werden Maßnah men eingeleitet, die Kühlleistung beispielsweise durch Erhöhen der Kühlmittelförderleistung oder durch Zuschalten des Kühllüf ters zu erhöhen. Bei starker Belastung des Motors, beispiels weise durch Befahren einer Steigung, kann die zur Kühlung benö tigte Kühlleistung, die durch Ansteuern der einzelnen Kühlkom ponenten erreicht wird, das Bordnetz stark belasten und den Kraftstoffverbrauch erhöhen.In the generic regulation of a cooling circuit is from Disadvantage that the regulation by determining the temperature of the engine part to be cooled or by determining the temperature the coolant using temperature sensors or by determination the coolant pressure with the help of a pressure sensor. Measures are only taken when an increase in temperature occurs men initiated, the cooling capacity, for example, by increasing the coolant delivery rate or by switching on the cooling air increase. With heavy load on the engine, for example by driving up a slope, the cooling can be used Tigt cooling capacity, which by controlling the individual cooling com is reached, put a heavy load on the vehicle electrical system and Increase fuel consumption.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungs gemäße Regelung eines Kühlkreislaufes derart weiterzubilden, daß eine Verbesserung der Kühlung mit definierter Zuteilung der Leistung von Kühlkomponenten und Sekundärverbrauchern erreicht wird.The invention is therefore based on the object, a genus to further develop appropriate regulation of a cooling circuit, that an improvement in cooling with a defined allocation of Performance of cooling components and secondary consumers achieved becomes.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Er findungsgegenstandes sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.According to the invention the task is characterized by the features of the spell 1 solved. Advantageous training and further education of the Er are subject of the invention by the features of the subclaims featured.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, daß bevorstehende Laständerungen des Motors und damit auch des Kühlkreislaufes frühzeitig erkannt werden und ein nötiges Re geln der einzelnen Kühlkomponenten und anderer Sekundärverbrau cher frühzeitig beginnen kann, noch bevor die Laständerung überhaupt eingetreten ist. So kann der Betrieb der einzelnen Kühlkomponenten effizienter gestaltet und der Betrieb der ein zelnen Komponenten in Höchstlast weitestgehendst vermieden wer den, so daß ihre Lebensdauer erhöht und der Kraftstoffverbrauch reduziert wird. Bei frühzeitigem Erkennen einer Laständerung des Kühlsystems können die Kühlkomponenten bedarfsmäßig ange steuert werden, so daß das Bordnetz nicht überlastet werden muß. Dies führt zu einer Verringerung des Benzinverbrauchs. Da die Regelung der Kühlfunktionen frühzeitig einsetzt und nicht erst, wenn die Laständerung eintritt, findet keine allzu starke Erhöhung der Motortemperatur statt. So wird der Motor geschont und seine Lebensdauer verlängert.A major advantage of these designs is that that impending changes in the load of the engine and thus also the Cooling circuit can be recognized early and a necessary re of the individual cooling components and other secondary consumption can start early before the load changes has ever occurred. So the operation of each Cooling components designed more efficiently and the operation of one individual components in maximum load are largely avoided the so that their lifespan increases and fuel consumption is reduced. With early detection of a load change of the cooling system, the cooling components can be switched on as required are controlled so that the vehicle electrical system is not overloaded got to. This leads to a reduction in gasoline consumption. There control of cooling functions starts early and not only when the load change occurs does not find a too strong one Increase in engine temperature instead. This protects the engine and extends its lifespan.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in Ver bindung mit der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigenThe invention is based on an embodiment in Ver binding explained in more detail with the description of the figures. Show it
Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Regelung eines Kühlkreis laufes, Fig. 1 run a block diagram for controlling a cooling circuit,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Streckenprofils. Fig. 2 is a schematic representation of a route profile.
Die wesentlichen Bausteine, die zur Durchführung der Regelung benötigt werden, sind in Fig. 1 dargestellt. Ein Navigations einrichtung 11 erhält über eine Eingabeeinheit 13 ein vom Fah rer gewünschtes Fahrziel und ermittelt über ein Ortungssystem 12 die derzeitigen und die zukünftigen Standortdaten des Fahr zeuges. Die Navigationseinrichtung 11 übermittelt diese Daten an ein Steuergerät 10, das entsprechend einem Steuerprogramm die einzelnen Kühlkomponenten 14 und andere Sekundärverbraucher 15 wie beispielsweise eine Retarderzusatzbremse regelt. Das Fahrzeug 8 erhält wie in Fig. 2 über Satelliten 9 Informationen über seine eigene Lage und über anstehende Laständerungen des Kühlsystems wie beispielsweise eine anstehende Steigung, aber auch ein anstehendes Gefälle. Hierzu ist zur Erkennung dreidi mensionaler Standortdaten eine spezielle Navigationseinrichtung 11 vorgesehen, die die Fähigkeit besitzt, außer Breiten- und Längendaten auch die dazugehörigen Höhendaten zu ermitteln. Zum Empfang und zur Verarbeitung der Satellitendaten ist als Or tungssystem 12 beispielsweise eine spezielle GPS (Global Posi tioning System)-Einheit vorgesehen, die die Fähigkeit besitzt, bevorzugt in dreidimensionaler Meßbetriebsart zu arbeiten. Der GPS-Empfänger empfängt die Funkwellen von dem Satelliten 9 über eine GPS-Antenne und erzeugt GPS-Daten einschließlich Breiten-, Längen- und Höhendaten. Die Navigationseinrichtung 11 weist ei ne CD-ROM auf, die Regeldaten zusammen mit Höhendaten entspre chend der Breiten- und Längendaten gespeichert hat und weist außerdem einen CD-ROM-Treiber auf, der zum Lesen und Ausgeben der Regel- und Höhendaten vorgesehen ist. Die Navigationsein richtung 11 weist ein Steuergerät 10 auf, das ein Angleichen zwischen den Standortdaten und den Regeldaten bewirkt, die von der CD-Rom mittels CD-Rom-Treiber ausgelesen werden und die auf den GPS-Daten vom GPS-Empfänger basieren. Als Alternative kann auch ein GPS-Empfänger Verwendung finden, der nur in einer zweidimensionalen Meßbetriebsart arbeiten kann. Das Steuergerät 10 erzeugt dann Regeldaten, die auf den Breiten- und Längenda ten des vom GPS-Empfänger und den Höhendaten vom CD-ROM basie ren. Anstatt einer GPS-Einheit sind auch andere Ortungssysteme 12 denkbar, wie beispielsweise eine Koppelnavigation. Vor Fahrtbeginn gibt der Fahrer über die Eingabeeinheit 13 der Na vigationseinrichtung 11 das gewünschte Ziel an. Die Navigati onseinrichtung 11 ermittelt die möglichen Fahrtrouten. Entspre chend vorgegebener Parameter wie dem Streckenverbrauch, der Zeit und anderer Parameter gibt die Navigationseinrichtung 11 dem Fahrer einzelne Routen zur Auswahl. Der Fahrer wählt vor Fahrtbeginn eine der von der Navigationseinrichtung 11 vorgege benen Routen aus und teilt diese Route über die Eingabeeinheit 13 der Navigationseinrichtung 11 mit. Werden vom Fahrzeug 8 häufig dieselbe Route zurückgelegt, kann diese Route in der Na vigationseinrichtung 11 auch abgespeichert werden und später wieder abgerufen werden.The essential components that are required to carry out the control are shown in FIG. 1. A navigation device 11 receives, via an input unit 13, a destination desired by the driver and uses a location system 12 to determine the current and future location data of the vehicle. The navigation device 11 transmits this data to a control unit 10 , which controls the individual cooling components 14 and other secondary consumers 15, such as a retarder additional brake, in accordance with a control program. As in FIG. 2, the vehicle 8 receives information via satellites 9 about its own position and about upcoming changes in the load of the cooling system, such as an upcoming incline, but also an upcoming gradient. For this purpose, a special navigation device 11 is provided for recognizing three-dimensional location data, which has the ability to determine the associated height data in addition to latitude and longitude data. For the reception and processing of the satellite data, a special GPS (Global Positioning System) unit is provided as location system 12, for example, which has the ability to work preferably in a three-dimensional measuring mode. The GPS receiver receives the radio waves from the satellite 9 via a GPS antenna and generates GPS data including latitude, longitude and altitude data. The navigation device 11 has a CD-ROM which has stored control data together with height data corresponding to the latitude and longitude data and also has a CD-ROM driver which is provided for reading and outputting the control and height data. The navigation device 11 has a control unit 10 which brings about an alignment between the location data and the control data which are read out from the CD-ROM by means of CD-Rom drivers and which are based on the GPS data from the GPS receiver. As an alternative, a GPS receiver can also be used, which can only work in a two-dimensional measuring mode. The control unit 10 then generates control data based on the latitude and longitude data from the GPS receiver and the elevation data from the CD-ROM. Instead of a GPS unit, other location systems 12 are also conceivable, such as, for example, dead reckoning. Before the start of the journey, the driver specifies the desired destination via the input unit 13 of the navigation device 11 . The navigation device 11 determines the possible travel routes. Corresponding to predetermined parameters such as route consumption, time and other parameters, navigation device 11 gives the driver individual routes to choose from. The driver selects one of the PRE-before driving by the navigation device 11 surrounded routes from and shares this route via the input unit 13 of the navigation device 11 with. If the vehicle 8 frequently travels the same route, this route can also be stored in the navigation device 11 and called up again later.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Streckenpro fils, wobei im oberen Teil der Darstellung die Höhenlage m ei ner Fahrbahn und im unteren Teil der Darstellung die Kühlmit teltemperatur KWT des Fahrzeuges 8 entlang der Strecke aufge tragen ist. Anhand dieser Darstellung wird eine mögliche Rege lung des Kühlkreislaufes eines Fahrzeuges 8 näher erläutert. Bei einer vom Fahrer zuvor gewählten Route fährt das Fahrzeug 8 zuerst auf der ebenen Fahrbahn 1. Sein Kühlkreislauf ist in Teillastbetrieb. Die Kühlmittelpumpe arbeitet zur Kühlung des Fahrzeugmotors mit Teilförderleistung, so daß die Kühlmittel temperatur KWT die Temperatur von 90°C nicht übersteigt. Der Kühllüfter ist abgeschaltet, da er in diesem Ausführungsbei spiel erst ab einer fest vorgegebenen Kühlmitteltemperatur KWT von 93°C eingeschaltet wird. Fig. 2 shows a schematic representation of a Linienpro fils, with the altitude of my roadway in the upper part of the illustration and the coolant temperature KWT of the vehicle 8 along the route in the lower part of the illustration. A possible regulation of the cooling circuit of a vehicle 8 is explained in more detail using this illustration. In the case of a route previously selected by the driver, the vehicle 8 first drives on the level lane 1 . Its cooling circuit is in partial load operation. The coolant pump works to cool the vehicle engine with partial delivery, so that the coolant temperature KWT does not exceed the temperature of 90 ° C. The cooling fan is switched off, since in this embodiment it is only switched on from a fixed coolant temperature KWT of 93 ° C.
Der Übergang der Regelung des Kühlkreislaufes von Teillast in Vollastbetrieb entspricht dem Übergang des Fahrzeuges von der ebenen Fahrbahn 1 zu einer Steigung 2. Das Steuergerät erhält von der Navigationseinrichtung die Information der anstehenden Steigung 2. Bevor die Laständerung eintritt, steuert das Steu ergerät die Regelphase T1. In dieser Regelphase T1 wird die Kühlleistung erhöht. Die Kühlmittelpumpe arbeitet mit höherer Förderleistung, so daß die Kühlmitteltemperatur KWT auf 85°C abfällt. Bei Befahren der Steigung 2 steigt die Motorleistung an und die dabei vom Motor erzeugte Wärme wird vom Kühlmittel abgeführt. Dabei erhöht sich die Kühlmitteltemperatur KWT bis auf 95°C. Bei Übersteigen der Kühlmitteltemperatur KWT von 93°C wird der Kühllüfter zur Unterstützung zugeschaltet. Mit der GPS-Einheit wird das Steigungsende vor Erreichen erkannt und der Übergang auf Teillastbetrieb bei Befahren der ebenen Fahr bahn 3 führt zu einer Lüfterabschaltung, sobald die Kühlmittel temperatur KWT von 93°C unterschritten wird. In der Regelphase T2 wird entsprechend gewünschter Teillastregelung die Kühlmit telpumpe auf Teilförderung zurückgeregelt. Die Früherkennung eines Gefälles führt zu einer Vollöffnung des Kühlmittelreg lers, entsprechend Regelphase T3. Die Kühlmittelpumpe arbeitet mit höherer Leistung. Die Kühlmitteltemperatur fällt auf 88°C ab. Bei Befahren des Gefälles in der Regelphase T4 ist zur Ge schwindigkeitskonstanthaltung zusätzlich die Retarderzusatz bremse aktiviert. Das Steuergerät steuert auch die Retarderzu satzbremse und alle weiteren Aggregate, die für die Kühlung vorgesehen sind. Entsprechend der Belastung des Bordnetzes re gelt das Steuergerät die einzelnen Aggregate.The transition of the control of the cooling circuit from part load to full load operation corresponds to the transition of the vehicle from the level road 1 to an incline 2 . The control device receives the information of the upcoming slope 2 from the navigation device. Before the load change occurs, the control unit controls the control phase T 1 . In this control phase T 1 , the cooling capacity is increased. The coolant pump works with a higher delivery rate, so that the coolant temperature KWT drops to 85 ° C. When driving on slope 2 , the engine power increases and the heat generated by the engine is dissipated by the coolant. The coolant temperature KWT increases to 95 ° C. If the coolant temperature KWT exceeds 93 ° C, the cooling fan is switched on for support. The GPS unit detects the end of the slope before reaching it and the transition to part-load operation when driving on level road 3 leads to a fan shutdown as soon as the coolant temperature KWT falls below 93 ° C. In the control phase T 2 , the coolant pump is regulated back to partial funding according to the desired partial load control. The early detection of a gradient leads to a full opening of the coolant regulator, in accordance with control phase T 3 . The coolant pump works with higher performance. The coolant temperature drops to 88 ° C. When driving down the slope in the control phase T 4 , the retarder additional brake is additionally activated to keep the speed constant. The control unit also controls the retarder brake and all other units that are intended for cooling. The control unit regulates the individual units according to the load on the vehicle electrical system.
Beim Übergang von Bremsbetrieb in Teillastbetrieb wird nach Früherkennung der ebenen Fahrbahn 5 die Retarderzusatzbremse bei Regelphase T5 teilweise abgeschaltet. In der Regelphase T6 wird der Teillastbetrieb eingeleitet. Der Kühllüfter wird abge schaltet. Die Kühlmittelpumpe wird auf Teilförderleistung zu rückgeregelt. Auf der ebenen Fahrbahn 5 wird der Kühlkreislauf in Teillast geregelt.In the transition from braking operation to part-load operation, the retarder additional brake is partially switched off in the control phase T 5 after early detection of the level roadway 5 . In the control phase T 6 , partial load operation is initiated. The cooling fan is switched off. The coolant pump is regulated back to partial delivery. The cooling circuit is regulated in partial load on the level lane 5 .
Beim Übergang von Teillast in den Bremsbetrieb bei Befahren des flachen Gefälles, beginnt nach Früherkennung des flachen Gefäl les 6 die Regelphase T7. Der Kühlleistungsregler wird weiter geöffnet. Die Kühlmittelpumpe arbeitet mit höherer Förderlei stung.When transitioning from partial load to braking when driving on a flat slope, the control phase T 7 begins after early detection of the flat slope 6 . The cooling capacity controller is opened further. The coolant pump works with a higher delivery rate.
Bei Befahren des flachen Gefälles 6 wird in der Regelphase T8 die Motorbremse und eine Geschwindigkeitsstabilisierung akti viert oder alternativ ein Lüfter für die Bremsleistung zuge schaltet. Das Befahren des flachen Gefälles bis Regelphase T9 erfolgt mit konstanter Geschwindigkeit.When driving on the flat slope 6 , the engine brake and a speed stabilization is activated in the control phase T 8 or, alternatively, a fan for the braking power is switched on. Driving on the flat slope until control phase T 9 takes place at a constant speed.
Bei Befahren der ebenen Fahrbahn 7 erfolgt die Regelphase T10 des Kühlsystems. Der Kühllüfter wird abgeschaltet und die Kühl mittelpumpe arbeitet mit Teilförderleistung.When driving on the level road 7 , the control phase T 10 of the cooling system takes place. The cooling fan is switched off and the coolant pump works with partial delivery.
Verläßt der Fahrer seine zu Beginn gewählte Route, führt dies zu einer Fehlermeldung, die den Fahrer zu einer erneuten Rou tenauswahl zwingt. Für die neu gewählte Route werden die zu künftigen Standortdaten bestimmt und hierauf die Regelung der einzelnen Kühlkomponenten ausgerichtet.If the driver leaves the route selected at the start, this leads to an error message that causes the driver to rerun selection. For the newly selected route, the become future location data determined and then the regulation of individual cooling components.
Claims (11)
daß
das Fahrzeug (8) ein Ortungssystem (12) und eine Navigations einrichtung (11) mit einer CD-ROM zur Ermittlung der derzeiti gen und zukünftigen Standortdaten und zur Weitergabe dieser Da ten an ein Steuergerät (10) aufweist.6. Regulation according to one of claims 1 to 5, characterized in that
that
the vehicle ( 8 ) has a location system ( 12 ) and a navigation device ( 11 ) with a CD-ROM for determining the current and future location data and for forwarding this data to a control unit ( 10 ).
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