Die Kühlung eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug erfolgt aber ein Kuhlmedium, das in einem Kühlkreislauf zirkuliert, der in herkömmli- cher Weise durch den Verbrennungsmotor verlaufende Anale, einen Heizungswarmetauscher zum Beheizen einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs, eine Pumpe und einen Kühler zum Abgeben der Abwarme des Verbren- nungsmotors an die Umgebung umfaßt.

Das Kuhlmedium tritt dabei zunächst in Anale des Motorblocks ein, durchströmt diesen in Langsrich- tung, durchlauft anschließend einen Zylinderkopf des Verbrennungsmotors und gelangt anschließend zum Kühler. Uber eine Zweigleitung kann ein Teil des durch den Motor fließenden Kühlmittelstroms abge- griffen und dem Heizungswärmetauscher zugeführt werden.

Der gesamte Volumenstrom des Kuhlmittels ist be- stimmt durch die Förderleistung der Pumpe und die

Druckverluste in dem Kuhlkreislauf. Die Aufteilung des Kuhlmittelstroms am Ort der zum Heizungswärme- tauscher führenden Verzweigung ist ebenfalls durch die Druckverluste festgelegt.

Die Leistung der einzelnen Komponenten des Kühl- kreislaufs muß hier so bemessen werden, daß auch bei kritischen Bedingungen der Motor an der heiBe- sten Stelle noch genügend Kühlung erfahrt. Dies macht es bei den herkömmlichen über einen Keilrie- men vom Verbrennungsmotor angetriebenen Kühlmittel- pumpen erforderlich, den Kühlmitteldurchsatz groS- zügig zu bemessen. Dies erfordert starke Pumpen mit großem Energieverbrauch. Um diesem Problem zu be- gegnen, ist in DE 37 02 028 Cl vorgeschlagen wor- den, die vom Verbrennungsmotor direkt angetriebene Pumpe durch eine elektrisch angetriebene Pumpe zu ersetzen, deren Förderleistung in Abhängigkeit von einem zeitlich veränderlichen Kühlleistungsbedarf regelbar ist. Auch bei einem solchen System ist es aber unerläßlich, einen starken Kühlmittelstrom durch den ganzen Motor zu pumpen, selbst wenn nur lokal die Gefahr einer Überhitzung besteht. Weniger heiße oder kühlungsbedürftige Teile des Motors wer- den so starter gekuhlt, als erforderlich, nur ut zu verhindern, daß die am stärksten gefährdeten Teile des Motors überhitzen. Hier besteht offensichtlich noch Optimierungsbedarf.

Vorteile der Erfindung Durch die vorliegende Erfindung wird ein Kühlkreis- lauf für einen Verbrennungsmotor geschaffen, der es erlaubt, die Kühlleistung in unterschiedlichen Be-

reichen des Motors an den tatsächlich bestehenden Kühlungsbedarf optimal anzupassen. Dadurch kann ei- ne unter allen Betriebsbedingungen ausreichende Kühlung auch mit einer Pumpe mit verringerter Four- derleistung garantiert werden. Da außerdem infolge der selektiven Kühlung insgesamt weniger Warme ab- geführt werden muß, kann der Kühler kleiner dimen- sioniert werden. So werden Platz und Kosten ge- spart, und der Energieverbrauch eines mit dem Kuhl- kreislauf ausgestatteten Fahrzeugs wird vermindert.

Der Vorteil wird erreicht mit Hilfe eines Vertei- lers zum Aufteilen des Kühlmittelstroms auf eine Mehrzahl von parallelen Kanälen des Verbrennungsmo- tors. Dabei versorgen die einzelnen Anale vorzugs- weise jeweils Bereiche des Motors mit unterschied- lichem Kühlungsbedarf. So kann einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge zum Beispiel die Kfiihlmittelversorgung"vertikal"dadurch diffe- renziert werden, da$ jeweils ein Kanal im Motor- block des Verbrennungsmotors und ein zweiter Kanal in dessen Zylinderkopf angeordnet sind. Insbesonde- re aus tribologischen Grunden ist es zweckmã$ig, den Motorblock auf einem höheren Temperaturniveau als den Zylinderkopfbereich zu halten. In letzterem ist aus verbrennungstechnischen Grunden und wegen der schmalen Materialstege eine niedrigere Tempera- tur erforderlich.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verteilers kann aber auch eine"horizontale"Differenzierung er- reicht werden, indem den inneren und äußeren Zylin- dern des Motors verschiedene parallele Kühlmit- telkanale zugeordnet werden, wobei die innenliegen-

den, starker wärmebelasteten Zylinder mit mehr Kühlmittel versorgt werden als die äußeren.

Das Verhältnis der Verteilung von Kühlmittel auf die verschiedenen Kanäle durch den Verteiler kann durch dessen Konstruktion fest vorgegeben sein, wo- bei die Verteilungsverhältnisse vom Konstrukteur des Verbrennungsmotors zweckmäßigerweise entspre- chend einem für die verschiedenen Bereiche des Mo- tors prognostizierten Kühlungsbedarf festgelegt werden.

Bevorzugt ist, da$ der Verteiler im Betrieb des Verbrennungsmotors einstellbar ist, insbesondere daß eine Steuereinrichtung den Verteiler jeweils entsprechend einer gewünschten Temperaturverteilung im Verbrennungsmotor einstellt. Der Verteiler kann als Mischer ausgebildet sein, das heißt sein Ge- samtdurchlaSquerschnitt ist unabhängig vom einge- stellten Verteilungsverhältnis im wesentlichen kon- stant, und lediglich der Anteil der angeschlossenen parallelen Kanale an dem Durchlaßquerschnitt vari- iert mit dem Verteilungsverhältnis ; er kann aber auch in einem von zwei parallelen Kanalen ein Dros- selventil umfassen, dessen Durchlaßquerschnitt ein- stellbar ist, um eine gewünschte Verteilung zwi- schen den zwei Kanälen einzustellen.

Figur Die beigefügte Figur zeigt schematisch einen erfin- dungsgemaßenKuhlkreislauf.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur zeigt in Form eines Blockdiagramms ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Kühlkreislauf. Der Kühlkreislauf umfaßt zwei Kühl- kanäle 4,5, die parallel zueinander jeweils durch einen Motorblock 2 beziehungsweise einen Zylinder- kopf 3 eines Verbrennungsmotors 1 verlaufen. Die Parallelität der Kühlkanäle 4,5 ist dabei selbst- verständlich nicht im engen geometrischen Sinne zu sehen, als parallel verstanden werden die Kanale hier, wenn sie von einem gemeinsamen Ausgangspunkt ausgehen und sich an einem gemeinsamen Punkt wieder treffen und jeweils einen Teil des Gesamtkühlmit- telstroms führen.

Nach seinem Austritt aus dem Motorblock 2 verläuft der Kühlkanal 5 durch einen Heizungswärmetauscher 6, wo ihm Wärme zur Beheizung der Fahrgastzelle ei- nes Fahrzeugs entzogen werden kann, in das der Kühlkreislauf eingebaut ist. Der Heizungswärmetau- scher ist im Kühlkanal 5 angeordnet, da dessen Nachlauftemperatur in der Regel hoher und sein Durchsatz gruger ist als der des Kühlkanals 4 des Zylinderkopfs.

Am Ausgang des Heizungswärmetauschers 6 vereinigen die zwei Kühlkanäle 4,5 zu einer nheiBen Leitung" 7, die zu einem durch einen Thermostaten 8 geregel- ten Mischer 9 führt. Der Mischer 9 teilt den heißen Kuhlwasserstrom in einen ersten Teilstrom, der zum Kühler 11 geführt wird, und einen zweiten Teilstrom auf, der aber eine zum Kühler 11 parallele Bypass- leitung 10 geführt wird und sich mit dem ersten Teilstrom wiedervereinigt, nachdem dieser den Küh- ler 11 durchlaufen hat.

Ein Thermostat 8 überwacht die Temperatur des Kuhl- wassers in der heißen Leitung 7 und regelt das Auf- teilungsverhältnis des Mischers 9 und damit die Kühlleistung des Kühlers 11 so, daß eine vorgegebe- ne Solltemperatur nicht überschritten wird. Eine "kalte Leitung"12 führt vom Kuhler 11 beziehungs- weise dem Bypass 10 zu einer elektrisch betriebenen Kühlmittelpumpe 13.

Ausgehend von der Pumpe 13 durchlauft das Kuhlwas- ser einen Verteiler 14, der es auf die zwei Kühlka- näle 4,5 aufteilt. Das Aufteilungsverhältnis im Verteiler 14 ist steuerbar, ein Steuersignal zu diesem Zweck wird von einer Steuereinheit 15 gelie- fert, die die Temperatur des Motors 1 uberwacht, und die auch die Förderleistung der Pumpe 13 re- gelt. Bei dieser Steuereinheit 15 kann es sich um eine speziell für diesen Zweck vorgesehene Schal- tung handeln, die mit (in der Figur nicht darge- stellten) Temperatursensoren zum Erfassen von Tem- peraturen des Motorblocks und des Zylinderkopfs oder des jeweils daraus austretenden Kühlwassers verbunden ist und die das Verteilungsverhaltnis des Verteilers 14 so einstellt, daS keine dieser Tempe- raturen ein vorgegebenes Maximum uberschreitet, wo- bei das Maximum für den Zylinderkopf 3 niedriger vorgegeben ist als für den Motorblock 2. Selbstver- ständlich kann die Temperatur auch auf anderem Wege erfaßt werden, zum Beispiel durch Messen einer mittleren Kuhlwassertemperatur, so wie sie in her- kömmlicher Weise bei Kraftfahrzeugen erfaSt und am Armaturenbrett angezeigt wird, und Messen der Tem- peratur des Zylinderkopfs 3. Entscheidend ist le-

diglich, daS mehrere Temperaturme3werte entspre- chend der Zahl der Kühlkanale vorliegen, die einen Rückschluß auf die Durchflußrate des Kühlwassers erlauben, die für jeden Kühlkanal erforderlich ist, um eine ausreichende Kühlung zu gewahrleisten. Auch die Messung der Öltemperatur des Verbrennungsmotors kommt in Betracht.

Die Steuereinheit 15 kann auch in ein herkömmliches Motorsteuergerat integriert sein, das diverse Rege- lungsaufgaben wie etwa die Einstellung des Luft- kraftstoffgemisches, für den Verbrennungsmotor übernimmt und zu diesem Zweck mit Temperatursenso- ren verbunden ist. Um die Steuereinheit in einem solchen Steuergerät zu implementieren, kann es aus- reichen, dieses mit einem zusatzlichen Port für die Steuerung des Verteilers auszustatten und ein von dem Steuergerät ausgeführtes Programm um diejenigen Schritte zu erweitern, die zum Berechnen eines Ver- teilungsverhältnisses des Verteilers 14 anhand der Temperaturmeßwerte erforderlich sind.

Selbstverstandlich ist die Erfindung nicht auf den Fall von zwei Kühlkanälen beschränkt. Je nachdem, wie differenziert die Regelung der Motorkühlung sein soll, kann die Zahl der Kanäle nach Bedarf er- höht werden.