Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Kühlung einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge.

Aus der DE 100 35 770 A1 ist eine Steuerung der Kühlung einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der die Brennkraftmaschine über ein erstes Kühlsystem in Form einer Kühlmittelstromsteuerung und/oder über ein zweites Kühlsystem in Form eines Lüfters gekühlt wird. In der DE 100 35 770 A1 fehlt jeder Hinweis auf eine Koordination dieser beiden Kühlsysteme.

In der EP 0 640 753 B1 ist eine Steuerung der Kühlung einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge beschrieben, die ein einziges Kühlsystem, nämlich eine Kühlmittelstromsteuerung betrifft, die hier mittels eines elektrischen Aktuators in Form eines beheizbaren Thermostatventils stattfindet. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung der Kühlung der Brennkraftmaschine im Hinblick auf den Einsatz verschiedener Kühlsysteme und deren Koordination zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Kühlung einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, wobei die Brennkraftmaschine über ein Primärkühlsystem und/oder über ein Sekundärkühlsystem kühlbar ist, mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ansteuerung der elektrischen Aktuatoren des Primärkühlsystems und des Sekundärkühlsystems, ist die Steuereinheit im Hinblick auf die Ansteuerung der Aktuatoren derart ausgestaltet, dass mittels des Primärsystems eine Regelung abhängig von einer vorgegebenen zur Brennkraftmaschinentemperatur proportionalen Solltemperatur vorgenommen wird, solange die Differenz zwischen dieser Solltemperatur und der hierzu ermittelten Ist-Temperatur kleiner als ein vorgegebener positiver Schwellwert, und dass bei einer Überschreitung dieses Schwellwertes zusätzlich mittels des Sekundärsystems gekühlt wird. Hierbei ist zu beachten, dass die Erfindung die Kühlung der Brennkraftmaschine betrifft und somit die Differenz der Solltemperatur zur Ist-Temperatur durch die Subtraktion der Solltemperatur von der Ist- Temperatur zu verstehen ist. Der positive Schwellwert ist daher auf eine zu große Abweichung der Ist-Temperatur zu einer niedrigeren Solltemperatur gerichtet.

Die Erfindung enthält den Grundgedanken, dass für eine bessere Koordination verschiedener Kühlsysteme eine Priorisierung der Kühlsysteme vorgenommen werden muss. Das Primärkühlsystem, vorzugsweise eine Kühlmittelstromsteuerung ähnlich dem in der EP 0 640 753 B1 beschriebenen und in der Fachwelt als „Kennfeldkühlung" bezeichneten Kühlsystem, hat hier höchste Priorität zur Einhaltung einer vorgegebenen Bedingung. Die vorgegebene Bedingung ist hier die Einhaltung einer der Brennkraftmaschine zugeordneten Solltemperatur. Diese Solltemperatur bezieht sich vorzugsweise auf die Temperatur des Kühlmittels am Brennkraftmaschinenausgang. Hier wird vorzugsweise auch die Ist- Temperatur mittels eines ohnehin für das Primärkühlsystem notwendigen Sensors erfasst. Die Ist-Temperatur könnte gegebenenfalls auch rechnerisch durch bekannte physikalische Modelle abhängig von verschiedenen Betriebsparametern geschätzt werden.

Es wird die Differenz der Solltemperatur von der Ist-Temperatur ermittelt. Das heißt, es wird die Differenz gebildet aus der vorzeichenrichtigen Subtraktion der Soll-Temperatur von der Ist-Temperatur. Maßgeblich für die Erfindung ist lediglich die Kühlung der Brennkraftmaschine, wenn also die Ist- Temperatur größer als die Solltemperatur ist bzw. wenn diese Differenz einen positiven Wert hat. Weicht also in diesem Fall die Ist-Temperatur zu stark von der Solltemperatur ab, wird davon ausgegangen, dass die Kühlleistung des Primärsystems erschöpft ist und eine Zusatzkühlung erforderlich ist. Dies könnte insbesondere bei einer abrupten Änderung der Solltemperatur in Richtung kühler (z. B. bei einem Übergang von Teillast zu Vollast) der Fall sein. Mit der Erfindung kann durch die zusätzliche Regelung des Sekundärkühlsystems ebenfalls in Abhängigkeit von der Steuergröße (Sollgröße) des Primärkühlsystems diese Sollgröße schneller erreicht werden. Das Sekundärsystem ist beispielsweise ein Lüfter, der über einen Elektromotor ansteuerbar ist. Als Sekundärsystem oder auch als Tertiärsystem, wenn eine weitere Priorisierung weiterer Kühlsysteme nötig ist, kann beispielsweise eine Kühlwasserpumpe definiert sein.

Vorzugsweise ist die Solltemperatur abhängig von definierten Betriebsparametem variabel vorgebbar. Diese Betriebsparameter können zum Beispiel die Brennkraftmaschinendrehzahl, die Last, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Kraftstoffqualität, die Außentemperatur, die Ansauglufttemperatur, die Motoröltemperatur oder Anforderungen anderer elektronisch gesteuerter Systeme im Kraftfahrzeug sein.

Der vorgegebene Schwellwert für die Differenz Ist-Temperatur minus Soll- Temperatur wird vorzugsweise mit sinkender Solltemperatur reduziert. Denn mit sinkender Solltemperatur wird grundsätzlich von einer höheren erforderlichen Gesamtkühlleistung ausgegangen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Sekundärkühlsystem derart ausgestaltet, dass dessen Kühlleistung über einen definierten Bereich variierbar ist. Darüber hinaus wird die Kühlleistung des Sekundärsystems von der Steuereinheit abhängig von der Höhe der Solltemperatur eingestellt. Die Erfindung betrifft also im ersten Schritt das bloße Zuschalten eines Sekundärkühlsystems und im zweiten Schritt auch noch die Variierbarkeit der Kühlleistung in Abhängigkeit von der Solltemperatur.

Dazu kann durch die Steuereinheit die Kühlleistung des Sekundärsystems nach Überschreiten des (eines) Schwellwertes in Abhängigkeit von der Höhe der Solltemperatur eingestellt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Kühlleistung des Sekundärsystems durch die Steuereinheit indirekt proportional zur Höhe eines vorgegebenen Schwellwertes, der selbst wiederum von der Solltemperatur abhängt, eingestellt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt hierbei insbesondere zum einen die Abhängigkeit des Einschaltens des Sekundärkühlsystems und zum anderen die Einstellung der Kühlleistung des Sekundärsystems nach bzw. mit dem Einschalten des Sekundärkühlsystems in Abhängigkeit von der vorgegebenen Temperatur- Differenz unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Höhe der Solltemperatur. Auf der Ordinate ist die Differenz der Ist-Temperatur von der Solltemperatur aufgetragen (AT= TjSt- Tson). Maßgeblich ist der positive Betrag dieser Differenz für die Schwellwertdefinition.

Auf der Abszisse ist die Kühlleistung L des Sekundärkühlsystems in Prozent [%] aufgetragen. Hierbei soll die Kühlleistung L beispielsweise in Form eines Tastverhältnisses im Hinblick auf das Ansteuersignal für den Aktuator des Sekundärkühlsystems, beispielsweise ein Lüfter, in einem Bereich von 0% bis 100% variierbar vorgegeben werden. Durch die Steuereinheit wird die Kühlleistung L des Sekundärsystems abhängig von der Höhe der Solltemperatur Tson eingestellt, indem die Kühlleistung L nach Überschreiten des vorgegebenen Schwellwertes S1 , S2 oder S3 in Abhängigkeit von der Höhe der Solltemperatur Tson eingestellt wird. Dieser Zusammenhang wird in der Figur anhand des Tson-Parameterpfeiles A angedeutet, mit dem eine Auffächerung der Kurven 1 , 2, 3 zu eine Kurvenschar für unterschiedliche Tsoii-Größen erreicht wird. Dazu kann entweder ein Kennfeld oder ein Algorithmus mit einem von der Solltemperatur abhängigen Verstärkungsfaktor in der Steuereinheit einprogrammiert werden. Es könnte dabei zunächst auch nur ein einziger Schwellwert vorgegeben sein.

Alternativ oder zusätzlich (hier mit TSOιι-Parameterpfeil B angedeutet) kann die Kühlleistung L indirekt proportional zur Höhe des jeweils in Abhängigkeit von der Solltemperatur TSOιι vorgegebenen Schwellwertes S1 , S2 und S3 eingestellt werden, wenn also nicht nur ein einziger Schwellwert vorgegeben ist. Die Einstellung der Kühlleistung L proportional zur Höhe der vorgegebenen von der Solltemperatur Tson abhängigen Schwellwerte S1 , S2 und S3 umfasst insbesondere auch die Kühlleistung L zum Zeitpunkt des Einschaltens des Sekundärkühlsystems bei der Schwellwertüberschreitung. Dazu kann ebenfalls entweder ein Kennfeld oder ein Algorithmus mit einem von der Solltemperatur abhängigen Verstärkungsfaktor in der Steuereinheit einprogrammiert werden. Bei der in der Figur dargestellten Kombination der beiden Zusammenhänge (Pfeile A und Pfeile B) könnte in der Steuereinheit ein einziges Kennfeld oder ein einziger Algorithmus mit entsprechenden Verstärkungsfaktoren und/oder Offsetwerten einprogrammiert werden.