Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs einen Luft-Motorölkühler zu verwenden, der durch einen auf seine Oberfläche auftreffenden Luftstrom das darin strömende Motoröl kühlt. Problematisch ist es dabei, eine ausreichend große Luftanströmfläche zur Verfügung zu stellen. Insbesondere bei Hochleistungsfahrzeugen ist der Bauraum für einen entsprechend großen erforderlichen Luft-Motorόlkühler nicht vorhanden.

Des weiteren beschreiben zum Beispiel die Druckschriften DE 199 43 002 C2, DE 102 26 928 Al und DE 102 44 829 Al zur Temperierung des Motoröls einen Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher. Ein Teil des Kühlmittels zum Kühlen der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs wird aus dem Kühlkreis abgezweigt und durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher geleitet, um das ebenfalls durch diesen geleitete Motoröl durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem

Motoröl zu temperieren. Im Fall der DE 102 26 928 Al und der DE 102 44 829 Al wird das Kühlmittel dabei stromab der Brennkraftmaschine abgeleitet, d.h. das Kühlmittel zum Temperieren des Motoröls besitzt eine relativ hohe Temperatur. Ferner wird das Kühlmittel in den bekannten Systemen mittels der Kühlmittelpumpe des Kühlkreises auch durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher geleitet; eine Regelung der Kühlleistung des Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauschers entsprechend der Motoröltemperatur ist daher nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die auch bei Hochleistungsfahrzeugen mit einem begrenzten Bauraum für Motorölkühleinrichtungen eine geeignete Temperierung des Motoröls gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein System zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, das einen Motorölkreis zum Temperieren des Motoröls, der die Brennkraftmaschine und einen Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher umfasst; und einen Kühlmittelkreis zum Temperieren der Brennkraftmaschine, der in einem Hauptzweig die Brennkraftmaschine, einen Kühlmittelkühler und eine erste Kühlmittelpumpe umfasst, enthält. Der Kühlmittelkreis weist ferner einen Nebenzweig stromab des Kühlmittelkühlers auf, der den Kühlmittel-

Motoröl-Wärmetauscher und eine zweite Kühlmittelpumpe umfasst .

Bei diesem Aufbau wird durch den Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher einerseits ein in dem Kühlmittelkühler gekühltes Kühlmittel und andererseits durch die zweite Kühlmittelpumpe ein Kühlmittel einer regelbaren Menge geleitet. Hierdurch ist es möglich, das Motoröl entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und einer Temperatur des Motoröls optimal zu temperieren. Bei dem erfindungsgemäßen System ist hierzu außerdem kein großer Bauraum für zum Beispiel einen Luft-Motorölkühler mit einer großen Luftanströmfläche erforderlich.

In einer Ausführungsform der Erfindung mündet die Kühlmittelrückführleitung des Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauschers in die Kühlmittelzuführleitung des Hauptzweiges stromauf der Brennkraftmaschine. In einer alternativen Ausführungsform kann die Kühlmittelrückführleitung des Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauschers auch in eine Kühlmittelrückführleitung des Hauptzweiges stromab der Brennkraftmaschine geleitet werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen, die den Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe im Nebenzweig und parallel den Betrieb eines Lüfters des Kühlmittelkühlers in Abhängigkeit von einer Motoröltemperatur steuert. Hierdurch kann eine Temperaturerhöhung des Kühlmittels aufgrund des Wärmeaustausches im Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher durch eine höhere Kühlleistung des Kühlmittelkühlers ausgeglichen werden. Zusätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit den Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe im Nebenzweig auch in

Abhängigkeit von einer Kühlmitteltemperatur steuern, um eine Überhitzung des Kühlmittels zu verhindern.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Kühlmittelpumpe eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe, die unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine und der ersten Kühlmittelpumpe im Hauptzweig des Kühlmittelkreises betrieben werden kann.

Zur Verbesserung der Temperierleistung des Motoröls enthält der Motorölkreis ferner einen Luft-Motorölkühler in Reihe mit dem Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher. Dieser Luft- Motorölkühler benötigt jedoch aufgrund des oben beschriebenen Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauschers nur eine kleinere Luftanströmfläche als bei herkömmlichen Systemen, sodass hierfür auch nur ein kleineren Bauraum zur Verfügung stehen muss.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem das Motoröl durch einen Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher geleitet wird, durch welchen ein Kühlmittel eines Kühlmittelkreises zum Temperieren der Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelkühler geleitet wird, um das Motoröl durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Motoröl und dem Kühlmittel zu temperieren, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Kühlmittelkühler gekühlte Kühlmittel durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher in Abhängigkeit von einer Temperatur des Motoröls geleitet wird.

Wie bereits oben erwähnt, wird durch den Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher einerseits ein in dem Kühlmittelkühler gekühltes Kühlmittel und andererseits durch die zweite

Kühlmittelpumpe ein Kühlmittel einer regelbaren Menge geleitet. Hierdurch ist es möglich, das Motoröl entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und einer Temperatur des Motoröls optimal zu temperieren. Bei dem erfindungsgemäßen System ist hierzu außerdem kein großer Bauraum für zum Beispiel einen Luft-Motorölkühler mit einer großen Luftanströmfläche erforderlich.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das in dem Kühlmittelkühler gekühlte Kühlmittel durch den Kühlmittel- Motoröl-Wärmetauscher auch in Abhängigkeit von einer Temperatur des Kühlmittels geleitet wird.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kühlmittel nach Durchströmen des Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauschers in eine Kühlmittelzuführleitung stromauf der Brennkraftmaschine geleitet oder alternativ in eine Kühlmittelrückführleitung stromab der Brennkraftmaschine geleitet.

Das in dem Kühlmittelkühler gekühlte Kühlmittel wird bevorzugt mittels einer elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher geleitet, die unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine und der ersten Kühlmittelpumpe im Hauptzweig des Kühl- mittelkreises betrieben werden kann.

Es ist hierdurch zum Beispiel auch möglich, nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine im Fall eines überhitzten Kühlmittels das Kühlmittel mittels der elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe durch den Kühlmittelkühler zu leiten und gleichzeitig einen Lüfter des Kühlmittelkühlers zu betreiben, um ein Abkochen des Kühlmittels zu vermeiden. Der Betrieb der elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe und des

Lüfters des Kühlmittelkühlers werden nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit abgeschaltet, um die Bordnetzspannung zu schonen.

Vorzugsweise wird das Motoröl ferner durch einen Luft- Motorölkühler geleitet.

Obige sowie weitere Vorteile, Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung. Darin zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Systems zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung.

In der Figur ist schematisch der Aufbau eines Systems zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine gemäß einem bevorzugten, aber nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Brennkraftmaschine 10 ist hierzu mit einem Kühlmittelkreis 11 und einem Motorölkreis 25 verbunden.

Der Kühlmittelkreis 11 enthält einen Hauptzweig H ₁ und einen Nebenzweig H ₂ . Der Hauptzweig H ₁ des Kühlmittelkreises 11 umfasst wie bei herkömmlichen Systemen die Brennkraftmaschine 10, einen Kühlmittelkühler 12 und eine erste Kühlmittelpumpe 16. Das in dem Kühlmittelkühler 12 mittels eines Lüfters 14 gekühlte Kühlmittel (im Allgemeinen Motorkühlwasser) wird durch die Kühlmittelpumpe 16 durch eine

Kühlmittelzuführleitung 22, 24 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt, und das in der Brennkraftmaschine 10 erwärmte Kühlmittel wird über eine Kühlmittelrückführleitung 20 wieder

dem Kühlmittelkühler 12 zurückgeführt, um wieder gekühlt zu werden.

Um zum Beispiel bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 die Brennkraftmaschine 10 möglichst schnell auf die optimalen Betriebstemperaturen zu bringen, ist in dem Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 ferner eine Bypassleitung 18 vorgesehen, durch welche das Kühlmittel in der Kühlmittelrückführleitung 20 an dem Kühlmittelkühler 12 vorbei und ohne Abkühlung über die Kühlmittelzuführleitung 24 direkt wieder in die Brennkraftmaschine 10 geleitet wird. Zur Einstellung der Strömungsmengen des durch den Kühlmittelkühler 12 strömenden Kühlmittels und des durch die Bypassleitung 18 strömenden Kühlmittels ist bekanntermaßen in der Kühlmittelzuführleitung 22, 24 ein Regelventil, beispielsweise ein ZweiWegeventil, angeordnet.

Obwohl nicht dargestellt, kann der Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 der Brennkraftmaschine 10 ferner in bekannter Weise einen Ausgleichsbehälter, einen Kühlmittel- Getriebeöl-Wärmetauscher, verschiedene Druck- und Temperatursensoren, Regelventile und dergleichen enthalten.

In dem erfindungsgemäßen System enthält der Kühlmittelkreis 11 ferner einen Nebenzweig 1I ₂ stromab des Kühlmittelkühlers 12. Dieser Nebenzweig 1I ₂ des Kühlmittelkreises 11 umfasst eine zweite Kühlmittelpumpe 36 und einen Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher 28. Das in dem Kühlmittelkühler 12 gekühlte Kühlmittel strömt mittels der zweiten Kühlmittelpumpe 36 durch eine Kühlmittelzuführleitung 38 in den Kühlmittel- Motoröl-Wärmetauscher 28 und wird über eine

Kühlmittelrückführleitung 40 des Nebenzweiges H ₂ wieder in den Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 zurück geleitet.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel mündet die Kühlmittelrückführleitung 40 des Nebenzweiges 1I ₂ in die Kühlmittelzuführleitung 24 des Hauptzweiges Hi stromauf der Brennkraftmaschine 10. Alternativ ist es auch möglich, dass das Kühlmittel aus dem Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 36 über die Kühlmittelrückführleitung 40 des Nebenzweiges 1I ₂ in die Kühlmittelrückführleitung 20 des Hauptzweiges Hi des Kühlmittelkreises 11 stromab der Brennkraftmaschine 10 zurück geführt, d.h. an der Brennkraftmaschine 10 vorbei geleitet wird.

Während die erste Kühlmittelpumpe 16 im Hauptzweig H ₁ des Kühlmittelkreises zum Beispiel eine Pumpe ist, die über einen Abtrieb der Brennkraftmaschine 10 angetrieben wird, wird als zweite Kühlmittelpumpe 36 im Nebenzweig H ₂ des Kühlmittelkreises 11 bevorzugt eine elektrisch angetriebene Pumpe verwendet, die von dem Bordnetz bzw. der Batterie des Kraftfahrzeugs gespeist wird. Hierdurch kann der Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe 36 grundsätzlich unabhängig von dem Betriebszustand (Ein/Aus) der Brennkraftmaschine 10 gesteuert werden.

Zur Steuerung der zweiten Kühlmittelpumpe 36 und des Lüfters 14 des Kühlmittelkühlers 12 ist eine Steuer- und Regeleinheit 42 vorgesehen. Dieser Steuer- und Regeleinheit 42 werden u.a. eine von einem Kühlmittel-Temperatursensor 44 erfasste Kühlmitteltemperatur T _RM und eine von einem Motoröl- Temperatursensor 46 erfasste Motoröltemperatur T _M a eingegeben. Der Kühlmittel-Temperatursensor 44 und der Motoröl-Temperatursensor 46 messen die Kühlmitteltemperatur T _RM bzw. Motoröltemperatur T _M< _> vorzugsweise am Ausgang der Brennkraftmaschine 10.

Der bereits erwähnte Motorölkreis 25 umfasst die Brennkraftmaschine 10, einen Luft-Motorölkühler 26 und den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28. Das Motoröl wird zunächst in dem Luft-Motorδlkühler 26 durch einen Luftström gekühlt und dann über eine Motorölleitung 32 an den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28 ausgegeben. In dem Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28 steht das Motoröl im Motorölkreis 25 mit dem Kühlmittel im Nebenzweig H ₂ des Kühlmittelkreises 11 in Wärmeaustausch und kann so bei Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe 36 gekühlt werden. Das in dem Luft-Motorölkühler 26 und dem Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher 28 gekühlte Motoröl wird mittels einer Pumpeinrichtung 48 über eine Motorölzuführleitung 34 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. Das in der Brennkraftmaschine 10 erwärmte Motoröl wird über eine

Motorölrückführleitung 30 wieder zu dem Luft-Motorölkühler 26 zurückgeführt .

Aufgrund des Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauschers 28 ist es möglich, den Luft-Motorölkühler 26 kleiner zu dimensionieren oder sogar ganz wegzulassen. Wie nachfolgend beschrieben, kann jedoch jederzeit, insbesondere selbst bei hohen Lastzuständen der Brennkraftmaschine 10 eine geeignete Temperierung des Motoröls gewährleistet werden.

Es wird nun unter Bezugnahme auf die einzige Figur die Funktionsweise des oben beschriebenen Systems zum temperieren des Motoröls der Brennkraftmaschine 10 erläutert. Die Funktionsweise des Hauptzweiges Hi des Kühlmittelkreises 11 entspricht dabei derjenigen von herkömmlichen System und soll deshalb im Rahmen dieser Erfindung nicht näher beschrieben werden.

Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 ist die zweite Kühlmittelpumpe 36 abgeschaltet, sodass kein Kühlmittel durch den Nebenzweig H ₂ des Kühlmittelkreises 11 strömt. Das Motoröl wird daher nur durch den Luft-Motorölkühler 26 gekühlt. Übersteigt die von dem Motoröl-Temperatursensor 46 erfasste Motoröltemperatur T _MÖ einen ersten Grenzwert (z.B. 12O ⁰ C) , so wird durch die Steuer- und Regeleinheit 42 die zweite Kühlmittelpumpe 36 zugeschaltet. Hierdurch wird ein Teil des in dem Kühlmittelkühler 12 gekühlten Kühlmittels durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28 geleitet, und dieses Kühlmittel nimmt Wärme von dem Motoröl auf. Die Abführung der aufgenommenen Wärme an die Umgebung erfolgt dann über den Kühlmittelkühler 12. Fällt die von dem Motoröl- Temperatursensor 46 erfasste Motoröltemperatur T _MÖ unter einen zweiten Grenzwert (z.B. 115°C) gleich oder niedriger als der obige erste Grenzwert, so wird durch die Steuer- und Regeleinheit 42 die zweite Kühlmittelpumpe 36 wieder abgeschaltet .

Gleichzeitig oder zeitlich etwas verzögert zu dem Einschalten der zweiten Kühlmittelpumpe 36 steuert die Steuer- und Regeleinheit 42 auch den Lüfter 14 des Kühlmittelkühlers 12 so an, dass die Drehzahl des Kühlers 14 erhöht wird, d.h. die Kühlleistung des Kühlmittelkühlers 12 vergrößert wird. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass die aus dem Motoröl aufgenommene Wärme von dem Kühlmittel an die Umgebung abgegeben werden kann.

Vorzugsweise wird der Steuer- und Regeleinheit auch die von dem Kühlmittel-Temperatursensor 44 erfasste Kühlmitteltemperatur T _RM zugeführt. Falls diese Kühlmitteltemperatur T _RM einen oberen Grenzwert übersteigt, kann die Steuer- und Regeleinheit 42 die zweite Kühlmittelpumpe 36 abschalten und damit die Aufnahme von

Wärme aus dem Motoröl beenden, um ein Überhitzen des Kühlmittels und damit der Brennkraftmaschine 10 zu verhindern.

Die Steuerungen der zweiten Kühlmittelpumpe 36 und des Lüfters 14 des Kühlmittelkühlers 12 durch die Steuer- und Regeleinheit 42 erfolgen üblicherweise lastabhängig, d.h. je nach Fahrzustand und Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird mehr oder weniger Kühlung des Kühlmittels und des Motoröls benötigt.

Mit dem oben beschriebenen System kann jederzeit eine geeignete Temperierung des Motoröls sichergestellt werden, selbst wenn der Luft-Motorölkühler 26 relativ klein dimensioniert ist, d.h. eine relativ kleine Luftanströmfläche aufweist, oder die Luftanströmung des Luft-Motorölkühlers 26 aufgrund des Fahrzustandes des Kraftfahrzeugs (z.B. Bergfahrt, Wind seitlich oder von hinten) eingeschränkt ist. Für den Wärmeaustausch zwischen dem Motoröl und dem Kühlmittel wird das in dem Kühlmittelkühler 12 gekühlte Kühlmittel benutzt, und die Strömungsmenge des für den Wärmeaustausch zur Verfügung gestellten Kühlmittels wird durch die zweite Kühlmittelpumpe 36 optimal geregelt.

Mit dem oben beschriebenen System ist eine weitere vorteilhafte Betriebsweise durchführbar, die nachfolgend beschrieben wird.

Falls die Brennkraftmaschine 10 zum Beispiel beim Abstellen des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird und gleichzeitig das Kühlmittel sehr heiß ist (z.B. T _KM > 118 ⁰ C) kann ein Abkochen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreis 11 wirksam verhindert werden. Obwohl die erste Kühlmittelpumpe 16 im Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 zusammen mit der Brennkraftmaschine

10 abgeschaltet wird, kann die Steuer- und Regeleinheit 42 über die zweite Kühlmittelpumpe 36 einen Kühlmittelstrom durch den Kühlmittelkühler 12 bewirken. Das Regelventil 17 in der Kühlmittelzuführleitung 22, 24 vom Kühlmittelkühler 12 zur Brennkraftmaschine 10 verhindert, dass das Kühlmittel nur durch den Nebenzweig H ₂ des Kühlmittelkreises 11 zirkuliert. Durch das gleichzeitige Zuschalten des Lüfters 14 des Kühlmittelkühlers 12 wird das Kühlmittel gekühlt.

Nach Erreichen einer Kühlmitteltemperatur T _KM von zum Beispiel 110 ⁰ C oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer von zum Beispiel 10 Minuten werden die zweite Kühlmittelpumpe 36 und der Lüfter 12 des Kühlmittelkühlers 12 durch die Steuer- und Regeleinheit 42 wieder abgeschaltet, um das elektrische Bordnetz nicht zu stark zu belasten.