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Title:
COOLANT CIRCUIT IN A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/177963
Kind Code:
A1
Abstract:
A coolant circuit (10, 10', 10'', 10''') in a vehicle has a pump (18), an engine (12) to be cooled, and a radiator (14), and is characterized in that a first throughflow regulating unit (22) is provided in a main duct (20) between the engine (12) and the radiator (14), which first throughflow regulating unit (22) comprises a first valve (32) and a first actuator (30) and thermostatically controls a throughflow of the coolant in open-loop or closed-loop fashion in an infinitely variable manner as a function of a temperature of a coolant, and in that a bypass duct (24) branches off from the main duct (20) between the engine (12) and the first throughflow regulating unit (22), which bypass duct (24) is connected in parallel with respect to the radiator (14) in terms of flow and opens into the main duct (20) downstream of the radiator (14), wherein a second throughflow regulating unit (26) is provided in the bypass duct (24), which second throughflow regulating unit (26) comprises a second valve (34) and is configured in such a way that it opens or closes the bypass duct (24) as a function of the temperature of the coolant.

Inventors:
SCHNEIDER FLORIAN (DE)
BUECHERL PHILIPP (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/052796
Publication Date:
September 10, 2020
Filing Date:
February 05, 2020
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F01P7/16; F01P3/20; F01P7/14
Domestic Patent References:
WO2014041273A12014-03-20
Foreign References:
EP0499071A11992-08-19
EP1614873A22006-01-11
DE10028280A12001-04-05
DE10028280A12001-04-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Kühlmittelkreislauf in einem Fahrzeug, mit einer Pumpe (18), einem zu kühlenden Motor (12) und einem Kühler (14), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Motor (12) und dem Kühler (14) in einem Hauptkanal (20) eine erste Durchflussregelungseinheit (22) vorgesehen ist, die ein erstes Ventil (32) und einen ersten Aktuator (30) umfasst und die abhängig von einer Temperatur eines Kühlmittels einen Durchfluss des Kühlmittels stufenlos thermostatisch steuert oder regelt, und zwischen dem Motor (12) und der ersten Durchflussregelungseinheit (22) vom Hauptkanal (20) ein Bypass-Kanal (24) abzweigt, der strömungstechnisch parallel zum Kühler (14) geschaltet ist, und nach dem Kühler (14) in den Hauptkanal (20) mündet, wobei im Bypass-Kanal (24) eine zweite Durchflussregelungseinheit (26) vorgesehen ist, die ein zweites Ventil (34) umfasst und die so ausgebildet ist, dass sie den Bypass-Kanal (24) abhängig von der Temperatur des Kühlmittels öffnet oder schließt.

2. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Temperaturfühler (28) der ersten Durchflussregelungseinheit (22) und der zweiten Durchflussregelungseinheit (26) zugeordnet ist oder dass neben dem ersten Temperaturfühler (28), der der ersten Durchflussregelungseinheit (22) zugeordnet ist, ein zweiter Temperaturfühler (48) vorgesehen ist, der der zweiten Durchflussregelungseinheit (26) zugeordnet ist.

3. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturfühler (28) und/oder der zweite Temperaturfühler (48) im Motor (12) oder in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem Motor (12) angeordnet ist und dort die Temperatur des Kühlmittels erfasst.

4. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste T emperaturfühler (28) in der ersten Durchflussregelungseinheit (22) und/oder der zweite Temperaturfühler (48) in der zweiten Durchflussregelungseinheit (26) integriert ist.

5. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (32) der ersten Durchflussregelungseinheit (22) bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen, insbesondere niedriger als 80°C, in einer maximal geschlossenen Stellung ist und ab Erreichen einer Betriebstemperatur des Kühlmittels, insbesondere ab 95°C, in einer maximal geöffneten Stellung ist, wobei das erste Ventil (32) zwischen den zwei Maximalstellungen abhängig von der Temperatur des Kühlmittels am ersten Temperaturfühler (28) stufenlos in Zwischenstellungen bewegt wird.

6. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (34) der zweiten Durchflussregelungseinheit (26) bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen, insbesondere niedriger als 80°C, in einer maximal geöffneten Stellung ist und ab Erreichen einer Betriebstemperatur des Kühlmittels, insbesondere ab 95°C, in einer maximal geschlossenen Stellung ist.

7. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Durchflussregelungseinheit (22) ein Dehnstoff- Thermostat aufweist.

8. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Durchflussregelungseinheit (26) ein Dehnstoff- Thermostat aufweist.

9. Kühlmittelkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (34) der zweiten Durchflussregelungseinheit (26) ein Druckventil, insbesondere ein Druckbegrenzungsventil ist.

10. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Durchflussregelungseinheit (22) und/oder die zweite Durchflussregelungseinheit (26) je ein Drosselthermostat aufweist.

11. Kühlmittelkreislauf (10, 10', 10", 10"') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öl-Kühlmittel-Wärmetauscher (16) vorgesehen ist.

Description:
Kühlmittelkreislauf in einem Fahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf in einem Fahrzeug, mit einer Pumpe, einem zu kühlenden Motor und einem Kühler.

Um die Funktionsfähigkeit eines Motors eines Fahrzeugs sicherzustellen, muss der Motor ab Erreichen seiner Betriebstemperatur stetig gekühlt werden. Dazu ist in üblichen Fahrzeugen ein Kühlmittelkreislauf vorgesehen, der grundsätzlich eine Pumpe, einen zu kühlenden Motor und einen Kühler umfasst. Im Betrieb wird durch die Pumpe Kühlmittel in den heißen Motor gepumpt, in dem die Motorwärme vom Kühlmittel aufgenommen wird. Danach wird das erwärmte Kühlmittel weiter in den Kühler gepumpt, wo es z. B. mit Luft gekühlt wird. Danach wird das abgekühlte Kühlmittel zurück zur Pumpe gepumpt und der Kreislauf beginnt von vorne.

In Situationen, in denen der Motor und das Kühlmittel kalt sind (z. B. bei Kaltstart eines Fahrzeugs) wird das in dieser Situation gewünschte schnelle Warmlaufen des Motors durch den zuvor beschriebenen Kühlmittelkreislauf verzögert. Deswegen sind in gattungsgemäßen Kühlmittelkreisläufen zur Regelung der Kühlmitteltemperatur ein Thermostat und eine Bypass-Leitung zwischen dem Motor und dem Kühler vorgesehen, durch die das Kühlmittel am Kühler vorbeigeleitet werden kann. Liegt die Temperatur des Kühlmittels nun unter einem Grenzwert, ist die Hauptleitung zwischen Motor und Kühler durch das Thermostat geschlossen und die Bypass-Leitung geöffnet. So wird das Kühlmittel am Kühler vorbeigeleitet und dementsprechend nicht gekühlt. Dadurch erhitzen sich der Motor und das Kühlmittel schneller, wodurch die Warmlaufzeit des Motors verkürzt wird. Haben der Motor und das Kühlmittel ihre Betriebstemperatur erreicht, öffnet das Thermostat die Hauptleitung im gleichen Maße wie es die Bypass-Leitung schließt. Als Folge fließt das Kühlmittel durch den Kühler und die Temperatur des Motors wird im Wesentlichen konstant gehalten.

Die DE 100 28 280 A1 offenbart eine Pump- und Heizvorrichtung in einem Kühlmittelkreislauf zum Kühlen eines Motors, in dem ein thermostatisches Ventil vorgesehen ist, das eine Bypass-Leitung öffnet, wenn eine Temperatur des Kühlmittels im thermostatischen Ventil niedriger als eine bestimmte voreingestellte Temperatur ist, und die Bypass-Leitung schließt und gleichzeitig eine Leitung zwischen Kühler und Motor freigibt, wenn die Temperatur des Kühlmittels im thermostatischen Ventil höher als die bestimmte voreingestellte Temperatur ist.

In gattungsgemäßen Kühlmittelkreisläufen wird zur oben beschriebenen Regelung der Kühlmitteltemperatur üblicherweise ein Zwei-Wege-Thermostat verwendet. Allerdings ist die Anordnung eines solchen Zwei-Wege-Thermostats im Motorraum beschränkt, da es entweder nahe am Motor oder nahe am Kühler liegen muss, damit die Anordnung der Bypass-Leitung einfach gestaltet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen Kühlmittelkreislauf mit einer eingebundenen Bypass-Leitung zu schaffen, der die zuvor erwähnten Nachteile gattungsgemäßer Kühlmittelkreisläufe vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kühlmittelkreislauf in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Im erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislauf sind anstatt eines Zwei-Wege- Thermostats zwei räumlich getrennt voneinander positionierte Durchfluss regelungseinheiten vorgesehen. Dadurch kann eine höhere Gestaltungsfreiheit der Anordnung von Bauteilen im Motorraum erzielt werden. Durch die Verwendung von zwei Durchflussregelungseinheiten ist es zudem möglich, den Durchfluss des Kühlmittels in Abhängigkeit des Motorbetriebszustandes (Kühlmittel-Temperatur, Motordrehzahl, o.Ä.) im Hauptkanal und Bypass-Kanal unabhängig voneinander zu steuern oder zu regeln. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs ist es möglich, dass die zweite Durchflussregelungseinheit aktiv den Bypass-Kanal unmittelbar abhängig von der Temperatur des Kühlmittels öffnet oder schließt. Das bedeutet, dass die zweite Durchflussregelungseinheit selbst die Temperatur des Kühlmittels durch einen Temperaturfühler fühlt und dementsprechend den Durchfluss des Kühlmittels einstellt. In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass die zweite Durchflussregelungseinheit aktiv den Durchfluss des Kühlmittels durch den Bypass-Kanal mittelbar abhängig von der Temperatur des Kühlmittels öffnet oder schließt. Das bedeutet, dass die zweite, passiv wirkende Durchflussregelungseinheit den Durchfluss des Kühlmittels durch den Bypass-Kanal als Folge des durch die erste Durchflussregelungseinheit temperaturabhängig eingestellten Durchflusses des Kühlmittels einstellt. Mit der Verwendung von zwei Durchflussregelungseinheiten anstatt eines Zwei-Wege-Thermostats kann also der Aufbau des erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs deutlich flexibler gestaltet und angepasst werden.

Ein Aspekt sieht vor, dass ein erster Temperaturfühler der ersten Durchflussregelungseinheit und zusätzlich der zweiten Durchflussregelungseinheit zugeordnet ist oder dass neben dem ersten Temperaturfühler, der der ersten Durchflussregelungseinheit zugeordnet ist, ein zweiter Temperaturfühler vorgesehen ist, der der zweiten Durchflussregelungseinheit zugeordnet ist. Ein gemeinsamer Temperaturfühler, der die Temperatur des Kühlmittels in einem Bereich für beide Durchflussregelungseinheiten fühlt, vereinfacht den Aufbau des Kühlmittelkreislaufs und minimiert die Anzahl an benötigten Bauteilen. Dieser Temperaturfühler ist vorzugsweise ein elektronischer Sensor, der den Aktuator jeweils einer Durchflussregelungseinheit elektronisch ansteuert. Die andere Option mit jeweils einem Temperaturfühler pro Durchflussregelungseinheit ermöglicht eine freiere Auswahl der Temperaturfühler und Aktuatoren. So kann z. B. anstatt eines elektronischen Temperatursensors und eines elektronisch angesteuerten Aktuators ein mechanischer, insbesondere thermomechanischer Aktuator verwendet werden, der über einen in der Durchflussregelungseinheit integrierten Temperaturfühler angesteuert wird oder selbst die Temperatur des Kühlmittels erfasst und sich davon abhängig einstellt. Die Eigenschaften der Temperaturfühler und Aktuatoren können für beide Durchflussregelungseinheiten ähnlich oder unterschiedlich sein, sodass z. B. die erste Durchflussregelungs einheit einen elektronischen Temperatursensor und einen elektronisch angesteuerten Aktuator hat und die zweite Durchflussregelungseinheit einen thermomechanischen Aktuator mit darin integrierten Temperaturfühler hat.

Gemäß einem weiteren Aspekt sind der erste Temperaturfühler und/oder der zweite Temperaturfühler im Motor oder in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem Motor angeordnet und erfassen dort die Temperatur des Kühlmittels. Durch die Anordnung des Temperaturfühlers im Motor oder nahe des Motors ist es möglich, die heißeste Temperatur im Kühlmittelkreislauf zu erfassen. Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der erste Temperaturfühler in der ersten Durchflussregelungseinheit und/oder der zweite Temperaturfühler in der zweiten Durchflussregelungseinheit integriert ist. Das vereinfacht zum einen den Aufbau und die Anordnung von elektronischen Signalübertragungsleitungen und zum anderen kann ein thermomechanischer Aktuator in den Durchflussregelungseinheiten verwendet werden.

Vorzugsweise ist das erste Ventil der ersten Durchflussregelungseinheit bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen, insbesondere niedriger als 80 °C, in einer maximal geschlossenen Stellung und ab Erreichen einer Betriebstemperatur des Kühlmittels, insbesondere ab 95 °C, in einer maximal geöffneten Stellung, wobei das erste Ventil zwischen den zwei Maximalstellungen abhängig von der Temperatur des Kühlmittels am ersten Temperaturfühler stufenlos in Zwischenstellungen bewegt wird. Somit wird bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen Kühlmittel nicht mehr in den Kühler geleitet, was dazu führt, dass das kühle Kühlmittel nicht zusätzlich im Kühler gekühlt wird, wodurch die Warmlaufzeit des Motors deutlich reduziert werden kann. Ab Erreichen der Betriebstemperatur des Kühlmittels wird ein maximaler Durchfluss zum Kühler gewährleistet, wodurch das Kühlmittel stetig im Kühler gekühlt wird und so eine im Wesentlichen konstante Betriebstemperatur des Kühlmittels sichergestellt werden kann. Die stufenlose Bewegung des ersten Ventils in Zwischenstellungen zwischen den zwei Maximalstellungen trägt zusätzlich dazu bei, dass die Betriebstemperatur des Kühlmittels im Wesentlichen konstant gehalten wird.

Bevorzugt ist das zweite Ventil der zweiten Durchflussregelungseinheit bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen, insbesondere niedriger als 80 °C, in einer maximal geöffneten Stellung und ab Erreichen einer Betriebstemperatur des Kühlmittels, insbesondere ab 95 °C, in einer maximal geschlossenen Stellung. Bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen wird das Kühlmittel somit durch den Bypass- Kanal am Kühler vorbei zurück zum Motor geleitet. Durch diesen kurzgeschlossenen Kühlmittelkreislauf wird das Kühlmittel deutlich schneller erwärmt und folglich die Warmlaufzeit des Motors verkürzt. Ab Erreichen einer Betriebstemperatur des Kühlmittels werden der Bypass-Kanal und somit der kurzgeschlossene Kühlmittelkreislauf durch das zweite Ventil geschlossen, wodurch der maximal zur Verfügung stehende Kühlmitteldurchfluss nun im Hauptkanal zum Kühler geleitet werden kann. Insbesondere weist die erste Durchflussregelungseinheit ein Dehnstoff- Thermostat auf. Diese Art von Thermostaten ist zuverlässig und einfach im Aufbau, da der Temperaturfühler im Aktuator integriert sein kann oder der Aktuator selbst die Temperatur des Kühlmittels fühlt. Zudem kann das Ventil solcher Thermostate sehr genau gesteuert oder geregelt werden. Somit kann der Durchfluss des Kühlmittels abhängig von der Temperatur des Kühlmittels zwischen den Maximalstellungen des ersten Ventils sehr genau geregelt werden, was zur Beibehaltung einer im Wesentlichen konstanten Kühlmitteltemperatur im Kühlmittelkreislauf beiträgt.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die zweite Durchflussregelungseinheit ein Dehnstoff-Thermostat aufweist. Die Vorteile eines Dehnstoff-Thermostats wurden oben bereits beschrieben. Bei der Verwendung von jeweils einem Thermostat pro Durchflussregelungseinheit (z. B. ein Dehnstoff-Thermostat in der ersten Durchflussregelungseinheit und ein Dehnstoff-Thermostat in der zweiten Durchflussregelungseinheit) kann vorgesehen sein, dass die zwei Durchfluss regelungseinheiten elektronisch oder mechanisch so miteinander kommunizieren können, dass beim Schließen des Ventils der einen Durchflussregelungseinheit das Ventil der anderen Durchflussregelungseinheit im gleichen Maße geöffnet wird. Dies ist auch für die anderen Ausführungsformen denkbar.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das zweite Ventil der zweiten Durchflussregelungseinheit ein Druckventil, insbesondere ein Druckbegrenzungs ventil ist. So wird der Durchfluss des Kühlmittels durch den Bypass-Kanal von der zweiten Durchflussregelungseinheit nicht thermostatisch, sondern mit einem Druckventil geregelt. Die zweite Durchflussregelungseinheit ist dadurch mittelbar temperaturabhängig. Denn bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen wird der Durchfluss im Hauptkanal durch die erste Durchflussregelungseinheit geschlossen, was dazu führt, dass sich der Kühlmitteldruck vor dem geschlossenen Ventil der ersten Durchflussregelungseinheit erhöht, bis er einen voreingestellten Grenzwert überschreitet und das Druckventil dadurch geöffnet wird. Wird das geschlossene Ventil der ersten Durchflussregelungseinheit aufgrund eines Anstiegs der Temperatur des Kühlmittels geöffnet, verringert sich der Druck auf das Druckventil, wodurch dieses geschlossen wird. Rein mechanische Druckventile sind zuverlässig und haben sich bereits bewährt und sind zudem einfach im Aufbau, da hier kein Druck- oder Temperaturfühler sowie Aktuator benötigt werden.

Es ist alternativ auch denkbar, dass das Druckventil von einem elektronischen Drucksensor elektronisch angesteuert oder geregelt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die erste Durchflussregelungseinheit und/oder die zweite Durchflussregelungseinheit je ein Drosselthermostat auf. Im Allgemeinen wird bei einem Drosselthermostat der Durchfluss des Kühlmittels so lange gedrosselt, bis die gewünschte, im Thermostat vorgesehene Öffnungstemperatur erreicht wird. Erst dann erfolgt wiederum über die Temperatur die Öffnung des Ventils, welches den Durchfluss des Kühlmittels freigibt.

In einer weiteren Ausführungsform des Kühlmittelkreislaufs ist ein Öl- Kühlmittel-Wärmetauscher vorgesehen. Die Einbindung des Öl-Kühlmittel- Wärmetauschers kann zu einer weiteren Verbesserung des Motorwarmlaufs führen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 einen schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs,

Figur 2 einen schematischen Aufbau einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs,

Figur 3 einen schematischen Aufbau einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs, und

Figur 4 einen schematischen Aufbau einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs.

Der in Figur 1 gezeigte Kühlmittelkreislauf 10 umfasst einen Motor 12, einen Kühler 14, einen Öl-Kühlmittel-Wärmetauscher 16 und eine Pumpe 18. Ein Hauptkanal 20 verbindet strömungstechnisch den Motor 12 mit dem Kühler 14, den Kühler 14 mit dem Öl-Kühlmittel-Wärmetauscher 16, den Öl-Kühlmittel- Wärmetauscher 16 mit der Pumpe 18 und die Pumpe 18 mit dem Motor 12.

Zwischen dem Motor 12 und dem Kühler 14 ist eine erste

Durchflussregelungseinheit 22 vorgesehen.

Zwischen dem Motor 12 und der ersten Durchflussregelungseinheit 22 zweigt vom Hauptkanal 20 ein Bypass-Kanal 24 ab. Der Bypass-Kanal 24 ist strömungstechnisch parallel zum Kühler 14 geschaltet und mündet nach dem Kühler 14 in den Hauptkanal 20.

Im Bypass-Kanal 24 ist eine zweite Durchflussregelungseinheit 26 angeordnet.

Die beiden Durchflussregelungseinheiten 22, 26 sind lagebezogen und strömungstechnisch entfernt voneinander im Kühlmittelkreislauf 10 angeordnet.

In der hier gezeigten Ausführungsform umfasst die erste

Durchflussregelungseinheit 22 einen ersten, integrierten Temperaturfühler 28, einen ersten Aktuator 30 und ein erstes Ventil 32, die alle in der ersten Durchflussregelungseinheit 22 integriert sind.

Der erste Temperaturfühler 28 kann z. B. ein elektronischer Temperatursensor sein, der den ersten Aktuator 30 elektronisch ansteuert.

Optional kann der erste Temperatursensor 28 aber auch ein Teil des ersten Aktuators 30 sein, der mechanisch oder insbesondere thermomechanisch das erste Ventil 32 steuert oder regelt, z. B. indem ein Dehnstoffsensor gleichzeitig als Aktuator 30 wirkt. Der erste Temperaturfühler 28 ist dabei in den ersten Aktuator 30 integriert, sodass der erste Aktuator 30 selbst die Temperatur des Kühlmittels fühlt und so der erste Temperaturfühler 28 nicht länger ein zusätzliches externes Bauteil ist. Der Einfachheit halber werden in der vorliegenden Anmeldung der Aktuator und der dem Aktuator zugeordnete Temperaturfühler als zwei einzelne Bauteile bezeichnet.

Das erste Ventil 32 ist mit dem ersten Aktuator 30 gekoppelt und wird von dem ersten Aktuator 30 in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur stufenlos verstellt.

Da in der ersten Durchflussregelungseinheit 22 das erste Ventil 32 auf Grundlage der von dem ersten Temperaturfühler 28 gemessenen Temperatur des Kühlmittels verstellt wird, ist die erste Durchflussregelungseinheit 22 unmittelbar abhängig von der Temperatur des Kühlmittels.

Die erste Durchflussregelungseinheit 22 kann als Dehnstoff-Thermostat (z. B. Wachs-Aktuator) und insbesondere als Drosselthermostat ausgebildet sein.

Die zweite Durchflussregelungseinheit 26 umfasst ein zweites Ventil 34, das durch eine Feder 36 gegen eine Strömungsrichtung des Kühlmittels vorgespannt ist.

Das zweite Ventil 34 kann als rein mechanisches Druckventil und insbesondere als Druckbegrenzungsventil ausgebildet sein.

Da die zweite Durchflussregelungseinheit 26 keinen T emperaturfühler umfasst, der die Temperatur des Kühlmittels misst, und auf Grundlage dessen den Durchfluss des Kühlmittels steuert oder regelt, ist die zweite

Durchflussregelungseinheit 26 mittelbar, d. h. indirekt abhängig von der Temperatur des Kühlmittels. Mit anderen Worten wird die zweite

Durchflussregelungseinheit 26 von einer von der Temperatur des Kühlmittels abhängigen Verstellung des ersten Ventils 32 der ersten Durchflussregelungseinheit 22 ausgelösten Durchflussänderung beeinflusst und ist eine passiv arbeitende Durchflussregelungseinheit.

In der in Figur 1 dargestellten Situation ist das Kühlmittel kalt, wie es z. B. bei einem Kaltstart eines Fahrzeugs vorkommt. In der hier beschriebenen Ausführungsform umfasst die erste Durchflussregelungseinheit 22 ein Dehnstoff- Thermostat, insbesondere ein Drosselthermostat, z. B. mit einem Wachsaktuator.

Der erste Aktuator 30 wird somit nicht extern angesteuert und erfasst„von selbst“ die Temperatur des Kühlmittels und verstellt dementsprechend das erste Ventil 32.

Solange die Temperatur des Kühlmittels unter einem bestimmten, voreingestellten Grenzwert (z. B. 80 °C) liegt, ist das erste Ventil 32 in einer maximal geschlossenen Stellung. Folglich ist der Durchfluss des Kühlmittels zum Kühler unterbunden und das Kühlmittel staut sich vor dem ersten Ventil 32.

Das führt zu einer Drucksteigerung vor der ersten Durchflussregelungseinheit 22 und vor der zweiten Durchflussregelungseinheit 26. Sobald der Druck vor der ersten Durchflussregelungseinheit 22 einen bestimmten Grenzwert überschreitet, der z. B. durch die Vorspannkraft der Feder 36 eingestellt werden kann, öffnet sich das zweite Ventil 34 und das Kühlmittel kann durch den Bypass-Kanal 24 fließen.

Das Kühlmittel mündet nach dem Bypass-Kanal 24 in den Hauptkanal 20 nach dem Kühler 14 und wird weiter in den Öl-Kühlmittel-Wärmetauscher 16 gepumpt.

Dort kann ein Wärmetausch zwischen Öl und Kühlmittel stattfinden.

Danach wird das Kühlmittel zur Pumpe 18 geleitet, wo es weiter in den Motor 12 gepumpt wird. Dort findet ein Wärmetransfer vom sich aufwärmenden Motor 12 zum kühleren Kühlmittel statt.

Das aufgewärmte Kühlmittel fließt danach zur ersten Durchflussregelungseinheit 22 und zur zweiten Durchflussregelungseinheit 26.

Falls das Kühlmittel den Grenzwert der Temperatur noch nicht erreicht hat, bleibt das erste Ventil 32 geschlossen. Solange das erste Ventil 32 geschlossen ist, zirkuliert das Kühlmittel im kurzgeschlossenen Kühlmittelkreislauf über den Bypass-Kanal 24 vorbei am Kühler 14.

Ab Erreichen des unteren Temperaturgrenzwerts des Kühlmittels öffnet der erste Aktuator 30 stufenlos das erste Ventil 32 der ersten Durchflussregelungseinheit 22, wodurch ein Teildurchfluss des Kühlmittels zum Kühler 14 freigegeben wird. Dort wird das Kühlmittel abgekühlt und vermischt sich nach der Mündung des Bypass-Kanals 24 in den Hauptkanal 20 mit dem wärmeren Kühlmittel. Die Erwärmung des Kühlmittels im kurzgeschlossenen Kühlmittelkreislauf wird dadurch verringert.

Ab Erreichen einer vorgegebenen Betriebstemperatur des Kühlmittels (z. B.

95 °C) ist das erste Ventil 32 in einer maximal geöffneten Stellung, wodurch sich kein Kühlmittel mehr vor der ersten Durchflussregelungseinheit 22 und der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 staut und infolgedessen der Druck vor der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 unter einen Grenzwert fällt, bei dem die Spannungskraft der Feder 36 größer ist als der vom Kühlmittel erzeugte Druck auf das zweite Ventil 34. Als Folge ist das zweite Ventil 34 in einer maximal geschlossenen Stellung und der Durchfluss des Kühlmittels durch die zweite Durchflussregelungseinheit 26 unterbunden. Der komplette Kühlmittelvolumenstrom fließt nun im Hauptkanal 20 über den Kühler 14. Das Kühlmittel wird somit stetig im Motor 12 erhitzt und im Kühler 14 abgekühlt, wodurch die Kühlmitteltemperatur konstant gehalten werden kann.

In Figur 2 ist eine Ausführungsform des Kühlmittelkreislaufs 10' gezeigt, die im Wesentlichen identisch zu der in Figur 1 ist. Deshalb wird von einer Wiederholung der Erklärung von gleichen Bauteilen abgesehen.

Im Kühlmittelkreislauf 10' aus Figur 2 sind die Durchflussregelungseinheiten 22, 26 anders aufgebaut.

In der hier gezeigten Ausführungsform ist der erste Temperaturfühler 28 nicht mehr in der ersten Durchflussregelungseinheit 22 integriert, sondern ist entfernt von der ersten Durchflussregelungseinheit 22 im Motor 12 positioniert.

Es ist von Vorteil, den ersten Temperatursensor 28 im Motor 12 oder in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem Motor 12 anzuordnen, da es so möglich ist, die wärmsten Kühlmitteltemperaturen zu erfassen.

Über eine Signalübertragung 38, die insbesondere unidirektional sein kann, wird der erste Aktuator 30 vom ersten Temperaturfühler 28, der z. B. als elektronischer Temperatursensor ausgebildet sein kann, elektronisch angesteuert.

Das Öffnen und Schließen des ersten Ventils 32 erfolgt, wie bereits zum Kühlmittelkreislauf 10 der Figur 1 beschrieben wurde, stufenlos und unmittelbar abhängig von der Temperatur des Kühlmittels.

Im Kühlmittelkreislauf 10' wird anstatt eines mechanischen Druckventils ein elektronisch angesteuertes Druckventil verwendet. In der hier dargestellten Ausführungsform wird der Druck mittels eines Drucksensors 40 in Strömungsrichtung vor der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 erfasst.

Über eine Signalübertragung 42, die insbesondere unidirektional ausgebildet sein kann, wird ein zweiter Aktuator 44 vom Drucksensor 40 angesteuert.

Die zweite Durchflussregelungseinheit 26 kann so ausgebildet sein, dass sie nur in zwei Betriebszuständen (offen oder geschlossen) operiert, d. h. bei einem Unterschreiten oder Überschreiten eines bestimmten, voreingestellten Grenzwerts ist die zweite Durchflussregelungseinheit 26 geschlossen bzw. geöffnet. Optional kann das zweite Ventil 34 der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 zwischen einem unteren Druckgrenzwert und einem oberen Druckgrenzwert stufenlos geschlossen oder geöffnet werden.

Der Drucksensor 40 kann zwischen dem Motor 12 und der ersten Durchflussregelungseinheit 22 oder der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 frei positioniert werden.

Die erste Durchflussregelungseinheit 22 und die zweite Durchflussregelungs einheit 26 können hier z. B. als jeweils ein elektronisch angesteuertes Drossel thermostat ausgebildet sein.

In der hier gezeigten Situation sind der Motor 12 und das Kühlmittel in Betriebstemperatur. Der Durchfluss durch die erste Durchflussregelungseinheit 22 zum Kühler 14 ist geöffnet und der Durchfluss durch den Bypass-Kanal 24 ist durch die zweite Durchflussregelungseinheit 26 geschlossen.

Der in Figur 3 gezeigte Kühlmittelkreislauf 10" ist im Wesentlichen ähnlich zu den davor gezeigten Kühlmittelkreisläufen 10, 10', weshalb auch im Folgenden von einer Wiederholung der Erklärung von gleichen Bauteilen abgesehen wird.

Der erste Temperaturfühler 28 ist in der hier gezeigten Ausführungsform des Kühlmittelkreislaufs 10" der ersten Durchflussregelungseinheit 22 und der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 zugeordnet.

Der erste Aktuator 30 und der zweite Aktuator 44 werden jeweils durch eine Signalübertragung 38 vom ersten Temperaturfühler 28 elektronisch angesteuert.

Der erste Temperaturfühler 28 ist im Motor 12 positioniert und kann z. B. als elektronischer Temperatursensor ausgeführt sein.

Optional kann der erste Temperaturfühler 28 unmittelbar nach dem Motor 12 positioniert werden.

Auch ein zweiter Temperaturfühler 48, der der zweiten Durchflussregelungseinheit zugeordnet ist und ebenfalls im Motor 12 oder unmittelbar nach dem Motor 12 positioniert ist, wäre denkbar.

Die erste Durchflussregelungseinheit 22 und die zweite Durchflussregelungs einheit 26 können jeweils z. B. als Drosselthermostat ausgeführt sein. Die beiden Durchflussregelungseinheiten 22, 26 sind optional in einer Kommunikationsverbindung 46. Das bedeutet, dass die beiden Durchflussregelungseinheiten 22, 26 insbesondere bidirektional Informationen über ihren Zustand (z. B. Grad der Öffnung) austauschen können.

Dadurch ist es möglich, das Öffnen und Schließen einer Durchflussregelungseinheit mit dem Schließen und Öffnen der anderen Durchflussregelungseinheit abzustimmen. So wird z. B. beim Öffnen des ersten Ventils 32 der ersten Durchflussregelungseinheit 22 das zweite Ventil 34 der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 im gleichen Maße geschlossen.

Beim Vorhandensein einer solchen Kommunikationsverbindung 46 müssen nicht beide Durchflussregelungseinheiten 22, 26 über die Signalübertragung 38 mit dem ersten Temperaturfühler 28 verbunden sein. Es reicht aus, wenn nur eine Durchflussregelungseinheit über die Signalübertragung 38 mit dem ersten Temperaturfühler 28 verbunden ist und seinen Zustand über die Kommunikationsverbindung 46 mit der anderen Durchflussregelungseinheit kommuniziert.

Das Öffnen und Schließen des der Ventile 32, 34 der Durchflussregelungseinheiten 22, 26 erfolgt in der hier gezeigten Ausführungsform stufenlos und unmittelbar abhängig von der Temperatur des Kühlmittels.

Der in Figur 4 gezeigte Kühlmittelkreislauf 10"' ist im Wesentlichen ähnlich zu den davor gezeigten Kühlmittelkreisläufen 10, 10', 10" weshalb auch im Folgenden von einer Wiederholung der Erklärung von gleichen Bauteilen abgesehen wird.

Im Kühlmittelkreislauf 10'" ist der erste Temperaturfühler 28 in der ersten Durchflussregelungseinheit 22 integriert und ein zweiter Temperaturfühler 48 in der zweiten Durchflussregelungseinheit 26 integriert. Beide Temperaturfühler 28,

48 erfassen somit die Temperatur des Kühlmittels im unmittelbaren Bereich der jeweiligen Durchflussregelungseinheit 22, 26.

Die beiden Durchflussregelungseinheiten 22, 26 können jeweils als Dehnstoff- Thermostat (z. B. Drosselthermostat) ausgebildet sein. Die Temperaturfühler 28, 48 sind hier im jeweiligen Aktuator 30, 44 integriert, sodass die Aktuatoren 30, 44 die Temperatur des Kühlmittels„selbst“ fühlen und davon abhängig das ihnen zugeordnete Ventil 32, 34 stufenlos verstellen.

Folglich sind die beiden Durchflussregelungseinheiten 22, 26 unmittelbar abhängig von der Temperatur des Kühlmittels.