WO2010057719A1 - Kühlsystem - Google Patents

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WO2010057719A1
WO2010057719A1 PCT/EP2009/062875 EP2009062875W WO2010057719A1 WO 2010057719 A1 WO2010057719 A1 WO 2010057719A1 EP 2009062875 W EP2009062875 W EP 2009062875W WO 2010057719 A1 WO2010057719 A1 WO 2010057719A1
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Gerhard Knecht
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Robert Bosch GmbH
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    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/10—Details using electrical or electromechanical means

Definitions

  • the present invention relates to a cooling system for use in a motor vehicle nor the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a Thermostellerermodul for use in a cooling system of a motor vehicle according to the preamble of claim 7.
  • the cooling system typically includes a coolant pump for flowing coolant in a coolant line. Furthermore, a cooler is provided, with which the resulting heat can be dissipated, whereby a blower can be used.
  • a heating heat exchanger in the cooling system. The amount of coolant flowing through the heater core can be controlled via valves. With the help of the heating heat exchanger, a rapid warm-up can be ensured during the warm-up phase of the drive motor.
  • an additionally provided oil-coolant heat exchanger is provided during the warm-up phase of the drive motor, can be transmitted via the heat from the coolant to the oil.
  • Influence in particular interrupting the coolant flow in the cooling system.
  • the object of the present invention is to further improve such a system in terms of its effectiveness and cost.
  • thermo-sensor module in particular for use in a cooling system of a motor vehicle with the features according to claim 7.
  • a cooling system for use in a motor vehicle.
  • the cooling system comprises a radiator, a coolant line, a coolant pump and a control valve.
  • the control valve and the coolant pump are combined to form a Thermostellerermodul.
  • the temperature conditions can be influenced in an advantageous manner both via the water flow rate and via the distribution of the coolant in the cooling system. A regulation of the temperature conditions is thus facilitated, so that the effectiveness of the system is increased.
  • the Thermostellermo- module and thus the control valve and the coolant pump by a single or the control valve and the coolant pump is driven in each case by its own EC motor.
  • the drive via an EC motor allows operation of the thermo-cell module independent of the drive motor speed.
  • the Thermostellerermodul is housed in a housing which receives the control valve and the coolant pump accordingly, so that the Thermostellermodul is inexpensive to produce.
  • the control electronics for controlling the Thermostellermoduls can be designed as common electronics for the control valve and the coolant pump and housed in the Thermostellermodul itself. However, it is also possible to provide the electronics in a separate control unit, in particular in the engine control unit.
  • Thermostellerermodul a central thermal management can be done so that in addition to both the temperature conditions, as well as on the flow rates of the coolant control is possible.
  • the Thermostellerermodul can be realized in a single housing, which reduces the manufacturing cost.
  • the single figure shows schematically a cooling system with a Thermostellerermodul.
  • a cooling system 10 according to the invention with a radiator 12 and a coolant line 14 is shown schematically.
  • a blower 24 may be provided to support the cooling capacity.
  • a coolant is circulated through the drive motor 26 and the radiator 12, so that heat can be removed from the drive motor 26.
  • the cooling capacity can be further improved by an additional heat exchanger 28.
  • control valve (CCV) 18 is provided, with which the coolant flow can be completely interrupted during the warm-up phase. This achieves rapid heating of the coolant.
  • the circulation of the coolant takes place by means of a coolant pump 16.
  • control valve 18 and the coolant pump 16 are now combined to a Thermostellerermodul 20, preferably in a single housing.
  • the temperature conditions can be influenced both via the coolant flow rate and via the coolant distribution.
  • the drive of the control valve 18 and the coolant pump 16 can each be done by a separate EC motor or by a single DC motor for the Thermostellerermodul 20.
  • thermo-sensor module 20 which may preferably be accommodated on a circuit board 30.
  • the electronics can also be accommodated outside the thermo-controller module 20, for example in the engine control unit 22.
  • Thermostellerermodul 20 can be included in the thermal management via a separate control unit, for which purpose advantageously the engine control unit 22 can be used.
  • a control line 32 is provided by the engine control unit 22 to the Thermostellermodul 20.
  • Thermostellerermodul 20 is positioned and connected in the cooling circuit of the cooling system 10 so that the control valve 18 and the coolant pump 16 can fulfill their respective function as required.
  • the positioning shown in the figure is to be regarded as exemplary.

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Abstract

Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge weisen ein Kühlsystem (10) auf, mit dessen Hilfe die von einem Antriebsmotor erzeugte Wärme abgeführt werden kann, wobei während der Warmlaufphase ein rasches Aufheizen des Brennraums des Antriebsmotors erforderlich ist. Zur Verbesserung der Effizienz wird ein Kühlsystem (10) zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei das Kühlsystem (10) einen Kühler (12), eine Kühlmittelleitung (14), eine Kühlmittelpumpe (16) und ein Steuerventil (18) aufweist. Das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) sind dabei zu einem Thermostellermodul (20) zusammengefasst.

Description

Beschreibung
Titel KÜHLSYSTEM
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug noch dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Weiterhin betrifft die Erfindung ein Thermostellermodul zum Einsatz in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.
Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge weisen ein Kühlsystem auf, mit dessen Hilfe die von einem Antriebsmotor erzeugte Wärme abgeführt werden kann. Das Kühlsystem weist üblicherweise eine Kühlmittelpumpe auf, um Kühlmittel in einer Kühlmittelleitung zum Strömen zu bringen. Weiterhin ist ein Kühler vorgesehen, mit dem die entstehende Wärme abgeleitet werden kann, wobei auch ein Gebläse eingesetzt werden kann. Beispielsweise aus der DE 102 41 228 A1 ist darüber hinaus auch bekannt, im Kühlsystem einen Heizungswärmetauscher einzusetzen. Die durch den Heizungswärmetauscher strömende Kühlmittelmenge kann über Ventile gesteuert werden. Mit Hilfe des Heizungswärmetauschers kann während der Warmlaufphase des Antriebsmotors ein rasches Aufwärmen gewährleistet werden. Hierzu wird während der Warmlaufphase des Antriebsmotors ein zusätzlich vorgesehener Öl-Kühlmittel-Wärmetauscher vorgesehen, über den Wärme von dem Kühlmittel auf das Öl übertragen werden kann.
In der Warmlaufphase ist allerdings ein rasches Aufheizen des Brennraums des Antriebsmotors erforderlich, insbesondere um die Effektivität des Antriebsmotors zu steigern und um die Menge unerwünschter Emissionen möglichst gering zu halten. Deshalb wurde auch bereits vorgeschlagen, in Motoren ein so genanntes Thermomanagement einzusetzen, mit dem eine rasche Aufheizung des Antriebsmotors erreicht wird. Zudem kann über ein derartiges Management wäh- rend der Fahrt durch eine Erhöhung der Kühlmitteltemperatur im Teillastbereich der Antriebsmotor in einem günstigen Betriebspunkt betrieben werden. Besonders bewährt hat sich hierbei der Einsatz eines so genannten Steuerventils (CCV) mit dem in der Warmlaufphase der Kühlmittelfluss vollständig unterbro- chen werden kann. Damit wird ein schnelles Aufheizen des Kühlmittels erreicht.
Offenbarung der Erfindung
Derartige bekannte Systeme erfordern demgemäß eine Kühlmittelpumpe, die üb- licherweise über die Nockenwellen angetrieben wird, sowie ein Steuerventil zum
Beeinflussen, insbesondere Unterbrechen des Kühlmittelflusses im Kühlsystem. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges System im Hinblick auf seine Effektivität und die Kosten weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Thermostellermodul insbesondere zum Einsatz in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird also ein Kühlsystem zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Das Kühlsystem weist einen Kühler, eine Kühlmittelleitung, eine Kühlmittelpumpe und ein Steuerventil auf. Das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe sind dabei zu einem Thermostellermodul zusammengefasst. Damit können in vorteilhafter Weise die Temperaturverhältnisse sowohl über die Was- serdurchflussmenge als auch über die Verteilung des Kühlmittels in dem Kühlsystem beeinflusst werden. Eine Regelung der Temperaturverhältnisse wird damit erleichtert, so dass die Effektivität des Systems gesteigert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Thermostellermo- dul und damit das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe von einem einzigen oder das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe jeweils von einem eigenen EC-Motor angetrieben. Der Antrieb über einen EC-Motor erlaubt einen von der Antriebsmotordrehzahl unabhängigen Betrieb des Thermostellermoduls. Bevorzugt wird das Thermostellermodul in einem Gehäuse untergebracht, das entsprechend das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe aufnimmt, so dass das Thermostellermodul kostengünstig herstellbar ist.
Die Ansteuerelektronik zur Steuerung des Thermostellermoduls kann als gemeinsame Elektronik für das Steuerventil und die Kühlmittelpumpe ausgeführt und in dem Thermostellermodul selbst untergebracht sein. Es ist allerdings auch möglich, die Elektronik in einem separaten Steuergerät, insbesondere in dem Motorsteuergerät vorzusehen.
Mit dem vorgeschlagenen Thermostellermodul kann ein zentrales Thermomana- gement erfolgen so, dass zudem sowohl über die Temperaturverhältnisse, wie auch über die Durchflussmengen des Kühlmittels eine Regelung möglich ist. Zudem kann das Thermostellermodul in einem einzigen Gehäuse realisiert werden, was die Herstellungskosten senkt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der dargestellten Figur sowie der zugehörigen Beschreibungsteile.
Die einzige Figur zeigt schematisch ein Kühlsystem mit einem Thermostellermodul.
In der einzigen Figur ist schematisch ein erfindungsgemäßes Kühlsystem 10 mit einem Kühler 12 und einer Kühlmittelleitung 14 dargestellt. In der Nähe des Küh- lers 12 kann ein Gebläse 24 zur Unterstützung der Kühlleistung vorgesehen sein.
Mit Hilfe der Kühlmittelleitung 14 wird ein Kühlmittel durch den Antriebsmotor 26 und den Kühler 12 umgewälzt, so dass Wärme vom Antriebsmotor 26 abtransportiert werden kann. Die Kühlleistung kann weiterhin durch einen zusätzlichen Heizungswärmetauscher 28 verbessert werden.
In der Warmlaufphase ist ein rasches Aufheizen des Brennraums des Antriebsmotors gefordert, so dass die Effektivität des Antriebsmotors gesteigert und die Menge unerwünschter Emissionen möglichst gering gehalten werden kann. Daher ist ein so genanntes Thermomanagement vorgesehen, das von einer separa- ten Steuereinheit, beispielsweise dem Motorsteuergerät 22 durchgeführt wird.
Hierzu werden Daten, insbesondere Temperaturdaten von unterschiedlichen Stellen erfasst und eine nach den jeweiligen Erfordernissen angepasste Regelung durchgeführt. Dieser Vorgang ist durch die gestrichelten Linien angedeutet. Zur Unterstützung des Thermomanagements ist ein Steuerventil (CCV) 18 vorgesehen, mit dem in der Warmlaufphase der Kühlmittelfluss vollständig unterbro- chen werden kann. Damit wird ein schnelles Aufheizen des Kühlmittels erreicht.
Die Umwälzung des Kühlmittels erfolgt durch eine Kühlmittelpumpe 16.
Nach der vorliegenden Erfindung sind nun das Steuerventil 18 und die Kühlmittelpumpe 16 zu einem Thermostellermodul 20, bevorzugt in einem einzigen Ge- häuse zusammengefasst. Damit können die Temperaturverhältnisse sowohl über die Kühlmittel-Durchflussmenge, als auch über die Kühlmittelverteilung beein- flusst werden. Der Antrieb des Steuerventils 18 und der Kühlmittelpumpe 16 kann jeweils durch einen eigenen EC-Motor oder durch einen einzigen DC-Motor für das Thermostellermodul 20 erfolgen.
Zur Realisierung der Steuerung kann in dem Thermostellermodul 20 eine für das Steuerventil 18 und die Kühlmittelpumpe 16 gemeinsame Elektronik vorgesehen werden, die bevorzugt auf einer Platine 30 untergebracht werden kann. Damit kann eine Einsparung an den Hardwarekomponenten erreicht werden. Die Elekt- ronik kann in einer weiteren Ausgestaltung auch außerhalb des Thermosteller- moduls, 20, beispielsweise in dem Motorsteuergerät 22 untergebracht werden. Das Thermostellermodul 20 kann in das Thermomanagement über eine separate Steuereinheit einbezogen werden, wobei hierzu vorteilhafterweise das Motorsteuergerät 22 eingesetzt werden kann. Hierzu wird eine Steuerleitung 32 von der Motorsteuergerät 22 zum Thermostellermodul 20 vorgesehen. Durch eine bedarfsgerechte Regelung der Kühlmittelpumpe 16, die nun unabhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors 16 regelbar ist, kann die Funktionalität des Steuerventils 18 weiter verbessert werden.
Das Thermostellermodul 20 wird im Kühlkreislauf des Kühlsystems 10 so positioniert und angebunden, dass das Steuerventil 18 und die Kühlmittelpumpe 16 ihre jeweilige Funktion wie erforderlich erfüllen können. Insofern ist die in der Figur dargestellt Positionierung als beispielhaft anzusehen.

Claims

Ansprüche
1 . Kühlsystem (10) zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem Kühler (12), einer Kühlmittelleitung (14), einer Kühlmittelpumpe (16) und einem Steuerventil (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) zu einem Thermostellermodul (20) zusammengefasst sind.
2. Kühlsystem (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) und damit das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpum- pe (16) von einem einzigen oder jeweils von einem eigenen Motor angetrieben werden.
3. Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) in einem Gehäuse untergebracht ist, das das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) aufnimmt.
4. Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass für das Thermostellermodul (20) eine Elektronik aufweist, die für das Steuerventil (18) und die Kühlmittelpumpe (16) gemeinsam vorgesehen ist.
5. Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik zur Steuerung des Thermostellermoduls (20) außerhalb des Thermostellermoduls, insbesondere in einem separaten Steuerge- rät (24) vorgesehen ist.
6. Kühlsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (22) vorgesehen ist, die das Thermomana- gement, insbesondere die Steuerung der Durchflussmenge des Kühlmittels und die Kühlmittelverteilung im Kühlsystem (10) regelt.
7. Thermostellermodul (20) zum Einsatz in einem Kühlsystem (10) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermosteller-Modul (20) als Baueinheit ausgestaltet ist, die ein Steuerventil (18) und eine Kühlmittelpumpe (16) in einem Gehäuse aufnimmt.
8. Thermostellermodul (20) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) von einem Motor antreibbar ist.
9. Thermostellermodul (20) nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostellermodul (20) eine Elektronik, insbesondere eine auf einer Platine vorgesehene Elektronik zur Steuerung des Steuerventils (18) und der Kühlmittelpumpe (16) aufweist.
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