DE102004057580A1

DE102004057580A1 - Cooling system for a heat engine and method for cooling a heat engine

Info

Publication number: DE102004057580A1
Application number: DE200410057580
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Martens (FH); Leopold Dipl.-Ing. Meyerhofer (FH)
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-01
Also published as: DE502005000500D1; EP1662112A1; EP1662112B1

Abstract

Beschrieben wird eine Kühlanlage für eine Wärmekraftmaschine, insbesondere für einen Kraftfahrzeugverbrennungsmotor, die einen mit einem Lüfterantrieb (4) in Wirkverbindung stehendes Lüfterrad (3) aufweist und die über wenigstens ein Messelement (5) zur Erfassung zumindest eines Zustandswertes der Wärmekraftmaschine sowie über eine Lüftersteuerung (6) verfügt. Hierbei ist in der Lüftersteuerung (6) unter Zugrundelegung des zumindest einen Zustandswertes und von wenigstens einem in der Lüftersteuerung (6) hinterlegten wärmekraftmaschinenspezifischen und/oder umgebungsrelevanten Regelparameter und/oder Kennfeld ein Steuersignal generierbar, ds über eine Datenstrecke (8) an den Lüfterantrieb (4) zur Beeinflussung einer Betriebsweise des Lüfterrades (3) übertragbar ist. DOLLAR A Die beschriebene Kühlanlage zeichnet sich dadurch aus, dass im Lüfterantrieb (4) und/oder in einem Modul, das zum Datenaustausch mit dem Lüfterantrieb (4) vorgesehen ist, ein den Lüfterantrieb (4) spezifizierendes Erkennungssignal generierbar und an die Lüftersteuerung (6) übertragbar ist, in der das Erkennungssignal auswertbar, unter Zugrundelegung des Erkennungssignals der Regelparameter und/oder das Kennfeld auswählbar sowie das Steuersignal generierbar ist.A cooling system is described for a heat engine, in particular for a motor vehicle internal combustion engine, which has a fan wheel (3) operatively connected to a fan drive (4) and which has at least one measuring element (5) for detecting at least one state value of the heat engine and via a fan control ( 6). In this case, a control signal can be generated in the fan controller (6) on the basis of the at least one state value and of at least one heat engine-specific and / or environment-relevant control parameter and / or characteristic field stored in the fan controller (6), ie via a data link (8) to the fan drive (FIG. 4) for influencing an operation of the fan wheel (3) is transferable. DOLLAR A The described cooling system is characterized in that in the fan drive (4) and / or in a module which is provided for data exchange with the fan drive (4), a the drive (4) specifying detection signal generated and the fan controller (6 ) is transferable, in which the detection signal can be evaluated, on the basis of the detection signal of the control parameters and / or the map selectable and the control signal can be generated.

Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung einer Wärmekraftmaschine sowie eine Kühlanlage für eine Wärmekraftmaschine, insbesondere für einen Kraftfahrzeugverbrennungsmotor, die einen mit einem Lüfterantrieb in Wirkverbindung stehendes Lüfterrad aufweist und die über wenigstens ein Messelement zur Erfassung zumindest eines Zustandswertes der Wärmekraftmaschine sowie über eine Lüftersteuerung verfügt, in der unter Zugrundelegung des zumindest einen Zustandswertes und von in der Lüftersteuerung hinterlegten wärmekraftmaschinenspezifischen und/oder umgebungsrelevanten Regelparametern und/oder Kennfeldern, ein Steuersignal generierbar ist, das über eine Datenstrecke an den Lüfterantrieb zur Beeinflussung einer Betriebsweise des Lüfterrades übertragbar ist.The The invention relates to a method for cooling a heat engine as well as a cooling system for one Heat engine especially for one Automotive internal combustion engine, the one with a fan drive operatively connected fan wheel has and over at least one measuring element for detecting at least one state value the heat engine as well as over a fan controller features, in the on the basis of at least one state value and from in the fan control deposited heat engine specific and / or environment-relevant control parameters and / or maps, a control signal can be generated, which via a data link to the fan drive for influencing an operation of the fan wheel is transferable.

Zur Wärmeabfuhr bei Wärmekraftmaschinen, insbesondere bei Nutzfahrzeug- sowie Pkw-Motoren, werden neben leistungsfähigen Kühlern auch Lüfter und Lüfterantriebe benötigt, die die Kühlluft effizient bereitstellen. Eine bedarfsgerechte Regelung der Kühlluftströme unter Minimierung von Geräuschentwicklung und aufzunehmender Leistung bewirkt hierbei letztendlich auch eine Reduzierung des jeweiligen Brenn- bzw. Kraftstoffverbrauchs sowie eine Reduzierung der Umweltbelastung.to heat dissipation in heat engines, Especially in commercial vehicle and passenger car engines, in addition to powerful coolers and fans fan drives needed the cooling air deploy efficiently. A needs-based control of the cooling air flows under Minimization of noise and recording power ultimately causes a Reduction of the respective fuel consumption as well as a reduction of the environmental impact.

Zur Kühlung von modernen Wärmekraftmaschinen und hier insbesondere bei Fahrzeugmotoren wird hauptsächlich die sogenannte Zwangsumlaufkühlung (Pumpenumlaufkühlung) eingesetzt. Bei dieser Kühlart wird die in der Wärmekraftmaschine entstehende Wärme mit Hilfe einer umlaufenden Flüssigkeit in einen Kühler, der als Luft-/Flüssigkeitswärmeübertrager ausgeführt ist, gefördert und dort mittels eines mit einem Ventilator bzw. Lüfter durch den Kühler geleiteten Luftstroms wieder abgekühlt. In diesem Zusammenhang hat der Lüfter die Aufgabe, den Kühler sowie den Motorraum mit einer ausreichenden Kühlluftmenge zu versorgen. Das für eine ausreichende Kühlung erforderliche Luftfördervolumen ist je nach Betriebszustand der Wärmekraftmaschine unterschiedlich. Daher werden in der Regel zuschaltbare Lüfter bzw. Ventilatoren verwendet, die mittels eines Lüfterantriebs angetrieben werden, sobald die Obergrenze der Betriebs- bzw. Kühlmitteltempe ratur erreicht ist. Dies kann bei Kraftfahrzeugmotoren bspw. der Fall sein, sobald der Fahrtwind nicht mehr für die Kühlung ausreicht.to cooling of modern heat engines and here especially in vehicle engines is mainly the so-called forced circulation cooling (Pump circulation cooling) used. With this type of cooling that will be in the heat engine resulting heat with the help of a circulating liquid in a cooler, as an air / liquid heat exchanger accomplished is, encouraged and there by means of one with a fan or fan through the cooler cooled air flow cooled again. In this context has the fan the task, the cooler and to provide the engine compartment with a sufficient amount of cooling air. The for one adequate cooling required air volume is different depending on the operating state of the heat engine. Therefore usually switchable fans or fans are used, the by means of a fan drive be driven as soon as the upper limit of the operating or Kühlmittelempe reached temperature is. This may be the case with motor vehicle engines, for example. As soon as the wind no longer for the cooling sufficient.

In Abhängigkeit der jeweiligen Betriebs- bzw. Kühlmitteltemperatur zuschaltbare Lüfterantriebe weisen üblicherweise zwischen Antriebswelle und Lüfternabe eine temperaturabhängig schaltende Kupplung auf. In Frage kommen hierbei vor allem Bimetall- oder Dehnstoffelementen betätigte Reibungskupplungen, über Thermoschalter geschaltete Elektromagnetkupplungen oder Visco^®kupplungen. Hierbei zeichnen sich Visco^®kupplungen dadurch aus, dass sich in der Lüfternabe ein Arbeits- und ein Vorratsraum befinden, die durch eine Zwischenscheibe getrennt sind, wobei sich im Arbeitsraum die mit der Antriebswelle fest verbundene Antriebsscheibe dreht und so eine Visco^®flüssigkeit zur Kraftübertragung zwischen Antriebswelle und Lüfternabe in Bewegung versetzt.Depending on the respective operating or coolant temperature switchable fan drives usually have between the drive shaft and fan hub a temperature-dependent switching clutch. In this case, in particular, bimetallic or expansion elements actuated friction clutches, electromagnetic clutches connected via thermal switches or Visco ^® clutches come into question. Here Visco ^® couplings are characterized by the fact that in the fan hub a working and a reservoir are separated by an intermediate disc, which rotates in the working space firmly connected to the drive shaft drive pulley and so a Visco ^® liquid for power transmission between Drive shaft and fan hub set in motion.

Eine weitere Möglichkeit, eine Lüfteranordnung in einer Wärmekraftmaschine anzutreiben besteht in der Verwendung von Hydrauliksystemen. Derartige hydrostatische Antrieben verfügen zum einen über zumindest eine hydraulische Pumpe, die von der Wärmekraftmaschine angetrieben wird, und zum anderen über einen hydraulischen Motor, der mit dem Lüfter verbunden ist. Problematisch ist allerdings die Regelung der hydrostatischen Lüfterantriebe.A another possibility a fan assembly in a heat engine To drive is the use of hydraulic systems. such Hydrostatic drives have on the one hand over at least one hydraulic pump powered by the heat engine becomes, and over to the other a hydraulic motor connected to the fan. Problematic is however the regulation of the hydrostatic fan drives.

Ferner ist aus der DE 197 28 814 A1 eine Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der in einer Steuer- und Regeleinheit in Abhängigkeit von Betriebs- oder Umgebungsparametern Informationssignale gebildet und an eine Lüftersteuerung übertragen werden, wobei die Lüftersteuerung unter Zugrundelegung dieser Informationssignale die Lüfterleistung bestimmt. Somit erfolgt die Regelung der Kühlanlage in diesem Fall, indem die Steuerung des Thermostatventils lediglich Informationssignale über das eingestellte Regelniveau der Kühlmitteltemperatur generiert, während die Lüftersteuerung hierzu die benötigte Lüfterleistung bestimmt.Furthermore, from the DE 197 28 814 A1 a cooling system for an internal combustion engine of a motor vehicle, in which information signals are formed in a control and regulation unit as a function of operating or environmental parameters and transmitted to a fan control, wherein the fan controller on the basis of these information signals determines the fan power. Thus, the control of the cooling system in this case takes place in that the control of the thermostatic valve only generates information signals about the set control level of the coolant temperature, while the fan controller determines the required fan power for this purpose.

Auch in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen werden Lüfterantriebe verwendet, die elektrisch von einem Steuergerät angesteuert werden. Hierzu sind in der Steuerelektronik im Umfang eines Temperaturmanagements unter anderem auch Regelparameter bzw. Kennfelder hinterlegt, die auf den zu regelnden Lüfterantrieb abgestimmt sind.Also in passenger cars and commercial vehicles are fan drives used, which are electrically controlled by a control unit. For this are in the control electronics in the scope of a temperature management Among other things, control parameters or maps deposited, the on the fan drive to be controlled are coordinated.

Problematisch an den aus dem Stand der Technik bekannten Kühlsystemen ist allerdings, dass sowohl bei Kühlanlagen für stationäre Wärmekraftmaschinen als auch bei den im Fahrzeugbau, insbesondere in Nutzfahrzeugen oder leistungsstarken Pkw, eingesetzten Kühlsystemen oftmals in der Serienfertigung unterschiedliche Lüfterantriebssysteme mit einem Steuergerät kombiniert werden, so dass jeweils eine Umprogrammierung des Steuergeräts für den verwendeten Lüfterantrieb vorgenommen werden muss. Vor allem bei Wartungs- und Reparaturarbeiten, bei denen auch die Lüfterkupplung getauscht wird, kann bei den bekannten Systemen im Regelfall eine Umprogrammierung des Steuergerätes erforderlich werden.However, a problem with the cooling systems known from the prior art is that different fan drive systems are often combined with a control unit both in cooling systems for stationary heat engines and in cooling systems used in vehicle construction, in particular in commercial vehicles or high-performance passenger cars in each case a reprogramming of the control unit for the fan drive used must be made. Especially during maintenance and repair work, in which the fan clutch is replaced is, in the known systems usually reprogramming of the control unit will be required.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kühlung einer Wärmekraftmaschine sowie eine Kühlanlage für eine Wärmekraftmaschine, insbesondere für einen Fahrzeugverbrennungsmotor, anzugeben, bei der auf einfache Weise und ohne aufwendige Vorkehrungen in der Fertigung treffen zu müssen, unterschiedliche Lüfterantriebe mit einer Steuerung kombiniert werden können. Vor allem soll die erfindungsgemäße technische Lösung sicher stellen, dass keine zusätzliche Programmierung eines Steuergerätes bei der Fertigung bzw. Montage der Wärmekraftmaschine mit Kühlanlage erforderlich ist.outgoing from the known prior art, the invention has the object underlying, a method of cooling a heat engine as well a cooling system for one Heat engine especially for a vehicle internal combustion engine, specify in the simple Way and without making expensive arrangements in the production to have to, different fan drives can be combined with a controller. Above all, the inventive technical solution make sure that no extra Programming a control unit in the manufacture or assembly of the heat engine with cooling system is required.

Die vorgenannte Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 10 sowie einer Kühlanlage, die die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung zu entnehmen.The The aforementioned object is achieved by a method according to claim 10 and a cooling system that those listed in claim 1 Has features solved. Advantageous embodiments are the dependent claims and the following description.

Die Erfindung basiert auf einer Kühlanlage für eine Wärmekraftmaschine, insbesondere für einen Krafffahrzeugverbrennungsmotor, die einen mit einem Lüfterantrieb in Wirkverbindung stehendes Lüfterrad aufweist und die über wenigstens ein Messelement zur Erfassung zumindest eines Zustandswertes der Wärmekraftmaschine sowie über eine Lüftersteuerung verfügt. Hierbei ist in der Lüftersteuerung unter Zugrundelegung des zumindest einen Zustandswertes und von wenigstens einem in der Lüftersteuerung hinterlegten wärmekraftmaschinenspezifischen und/oder umgebungsrelevanten Regelparameter und/oder Kennfeld, ein Steuersignal generierbar, das über eine Datenstrecke an den Lüfterantrieb zur Beeinflussung einer Betriebsweise des Lüfterrades übertragbar ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Kühlanlage dadurch aus, dass im Lüfterantrieb und/oder in einem Modul, das zum Datenaustausch mit dem Lüfterantrieb vorgesehen ist, ein den Lüfterantrieb spezifizierendes Erkennungssignal generierbar und an die Lüftersteuerung übertragbar ist, wobei in der Lüftersteuerung das Erkennungssignal auswertbar, unter Zugrundelegung des Erkennungssignals der Regelparameter und/oder das Kennfeld auswählbar sowie das Steuersignal generierbar ist.The Invention is based on a cooling system for a heat engine, especially for a Krafffahrzeugverbrennungsmotor, the one with a fan drive operatively connected fan wheel has and over at least one measuring element for detecting at least one state value the heat engine as well as over a fan controller features. Here is the fan control on the basis of the at least one state value and of at least one in the fan control deposited heat engine specific and / or environmental control parameters and / or map, a Control signal can be generated via a data link to the fan drive for influencing an operation of the fan wheel is transferable. The invention is characterized the cooling system characterized in that in the fan drive and / or in a module used for data exchange with the fan drive is provided, a fan drive Specifying detection signal can be generated and transferred to the fan control is, being in the fan control the detection signal evaluable, based on the detection signal the control parameter and / or the map selectable and the control signal can be generated.

Bei der erfindungsgemäßen technischen Lösung erfolgt die Erkennung des jeweiligen Lüfterantriebs automatisch beim Einschalten bzw. Anfahren der Wärmekraftmaschine. Hierzu wird ein für den verwendeten Lüfterantrieb typisches Signal von der Lüftersteuerung ausgewertet und die passenden Regelparameter bzw. Kennfelder ausgewählt, die der Ansteuerung des Lüfterantriebs zugrunde gelegt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Lüftersteuerung nicht um eine separate Komponente, sondern die Lüftersteuerung ist in eine zentrale Motor- oder Fahrzeugsteuerung, also in ein zentrales Steuergerät, intergriert.at the technical invention solution the detection of the respective fan drive takes place automatically when Switching on or starting the heat engine. This is a for the used fan drive typical signal from the fan control evaluated and selected the appropriate control parameters or maps, the the control of the fan drive be based on. Preferably, the fan controller not a separate component, but the fan control is in a central Motor or vehicle control, ie in a central control unit, integrated.

In einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlanlage ist der Lüfterantrieb derart ausgeführt, dass eine Drehmomentübertragung mittels eines Fluids in einer Flüssigkeitsreibungskupplung, insbesondere in einer Visco^®-Kupplung, erfolgt. Der Visco^®-Antrieb zeichnet sich hierbei dadurch aus, dass es keine mechanische Verbindung zwischen Eingangs- und Ausgangswelle gibt. Vielmehr erfolgt bei diesem Antrieb die Leistungsübertragung über ein Fluid, insbesondere ein Silikon-Öl, mit dem die Visco^®-Kupplung in Abhängigkeit der jeweiligen Auslegung befüllt ist.In a specific embodiment of the cooling system according to the invention, the fan drive is designed such that a torque transmission takes place by means of a fluid in a fluid friction clutch, in particular in a ^Visco® clutch. The Visco ^® drive is characterized by the fact that there is no mechanical connection between the input and output shaft. Rather, in this drive, the power transmission via a fluid, in particular a silicone oil, with which the Visco ^® coupling is filled depending on the particular design.

Eine weitere ganz spezielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlanlage sieht vor, dass der Lüfterantrieb als hydrostatischer Antrieb ausgeführt ist. Bei derartigen Antrieben werden hydraulische Pumpen eingesetzt, die von der Wärmekraftmaschine, wie etwa einem Verbrennungsmotor, angetrieben werden und eine Hydraulikflüssigkeit in einen hydraulischen Motor fördern, der mit dem Lüfter bzw. der Lüfternabe in Wirkverbindung steht.A another very special embodiment of the cooling system according to the invention provides that the fan drive is designed as a hydrostatic drive. In such drives Hydraulic pumps used by the heat engine, such as an internal combustion engine, and a hydraulic fluid into a hydraulic engine, the one with the fan or the fan hub is in active connection.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Datenstrecke, über die das den Lüfterantrieb spezifizierende Erkennungssignal an die Lüftersteuerung übertragen wird, als zusätzliche Datenleitung ausgebildet. Vornehmlich eignen sich hierbei Datenleitungen, mit denen entweder elektrische oder optische Signale übertragbar sind. Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang ebenfalls denkbar, die Datenstrecke in ein BUS-System zu integrieren oder die Datenstrecke als Funkdatenstrecke auszuführen.In another particular embodiment is the data link, about that's the fan drive specifying detection signal to the fan controller will, as additional Data line formed. Primarily suitable here are data lines, with which either electrical or optical signals can be transmitted are. Of course It is also conceivable in this context, the data path to integrate into a BUS system or the data link as a radio data link perform.

Um den Betriebszustand des Lüfters erfassen zu können, ist vorzugsweise ein Drehzahlsensor vorgesehen, mit dem die Drehzahl des Lüfterrades erfassbar ist. Aus der Anzahl der mit dem Sensor erfassten Impulse wird in der Lüftersteuerung die Drehzahl des Lüfterrades ermittelt. In einer ganz besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein spezielles Impulssignal auch als Erkennungssignal genutzt, wobei das spezielle Impulssignal einem bestimmten Lüfterantrieb zuzuordnen ist. Auf diese Weise erkennt die Lüftersteuerung, wel cher Lüfterantrieb verwendet wird, so dass die Steuerung des Lüfters an den verwendeten Lüftertyp angepasst werden kann.Around the operating status of the fan to be able to capture a speed sensor is preferably provided, with which the speed the fan wheel detected is. From the number of pulses detected by the sensor is in the fan control the speed of the fan wheel determined. In a very particular embodiment of the invention a special pulse signal also used as a detection signal, wherein the special pulse signal is assigned to a specific fan drive. In this way, the fan controller detects wel cher fan drive is used, allowing the control of the fan to the type of fan used can be adjusted.

In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Kühlanlage eignet sich hierbei besonders ein Hall-Sensor für die Verwendung als Drehzahlsensor.In Connection with the cooling system according to the invention This is particularly suitable for a Hall sensor for use as a speed sensor.

Neben einer Kühlanlage bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Kühlung einer Wärmekraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors, bei dem

– ein mit einem Lüfterantrieb in Wirkverbindung stehender Lüfter eine Luftströmung zur Kühlung eines Kühlmediums, das zumindest zeitweise Wärme der Wärmekraftmaschine abführt, erzeugt,
– zumindest ein Zustandswert der Wärmekraftmaschine mit wenigstens einem Messelement erfasst und an eine Lüftersteuerung übertragen wird, und
– in der Lüftersteuerung unter Zugrundelegung des Zustandswertes und wenigstens eines in der Lüftersteuerung hinterlegten wärmekraftmaschinenspezifischen und/oder umgebungsrelevanten Regelparameters und/oder Kennfeldes, ein Steuersignal generiert wird, das über eine Datenstrecke an den Lüfterantrieb zur Beeinflussung einer Betriebsweise des Lüfters übertragen wird,

und dass sich dadurch auszeichnet, dass im Lüfterantrieb und/oder in einem Modul, das zum Datenaustausch mit dem Lüfterantrieb vorgesehen ist, ein den Lüfterantrieb spezifizierendes Erkennungssignal hinterlegt oder erzeugt sowie an die Lüftersteuerung übertragen wird, und dass in der Lüftersteuerung das Erkennungssignal ausgewertet sowie unter Zugrundelegung des ausgewerteten Erkennungssignals der Regelparameter und/oder das Kennfeld ausgewählt und das Steuersignal generiert wird.In addition to a cooling system, the invention also relates to a method for cooling a heat engine, in particular a motor vehicle internal combustion engine, in which

A fan operatively connected to a fan drive generates an air flow for cooling a cooling medium which at least temporarily dissipates heat from the heat engine,
- At least one state value of the heat engine is detected with at least one measuring element and transmitted to a fan control, and
A control signal is generated in the fan controller on the basis of the state value and at least one heat engine-specific and / or environment-relevant control parameter and / or characteristic field stored in the fan control, which is transmitted via a data link to the fan drive for influencing an operating mode of the fan,

and that it is characterized in that in the fan drive and / or in a module which is provided for data exchange with the fan drive, a fan drive specifying detection signal deposited or generated and transmitted to the fan control, and that evaluated in the fan control the detection signal and under Based on the evaluated detection signal of the control parameters and / or the map selected and the control signal is generated.

Eine spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht hierbei vor, dass eine Drehzahl des Lüfters mit einer Drehzahlmesseinheit erfasst und die Drehzahlinformation als Impulssignal an die Lüftersteuerung übertragen wird. Darüber hinaus wird das Impulssignal vorzugsweise als das den Lüfterantrieb spezifizierende Erkennungssignal verwendet, das schließlich in der Lüftersteuerung ausgewertet wird, bzw. das der Auswahl eines die Betriebsweise des Lüfters beeinflussenden Regelparameters und/oder Kennfeldes zugrunde gelegt wird.A special embodiment the method according to the invention hereby provides that a speed of the fan with a speed measuring unit detected and transmit the speed information as a pulse signal to the fan controller becomes. About that In addition, the pulse signal is preferable to that of the fan drive specifying detection signal used in the finally the fan control is evaluated, or the selection of the operation of the fan underlying control parameters and / or characteristic map becomes.

Bei der Auswertung des als Impulssignal ausgeführten Erkennungssignals wird vorzugsweise ein Impuls/Pausenverhältnis des Impulssignals in der Lüftersteuerung ausgewertet. Alternativ oder in Kombination mit der vorgenannten Auswertungsmöglichkeit ist es ferner denkbar eine Amplitude und/oder eine geometrische Form des Erkennungs bzw. Impulssignals zur Bestimmung des jeweils eingesetzten Lüfterantriebs in der Lüftersteuerung auszuwerten.at the evaluation of the executed as a pulse signal detection signal is preferably a pulse / pause ratio of the pulse signal in the fan control evaluated. Alternatively or in combination with the aforementioned evaluation option it is also conceivable an amplitude and / or a geometric Form of the detection or pulse signal for determining each used fan drive in the fan control evaluate.

Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.in the The invention is described below without limiting the general inventive concept of exemplary embodiments explained in more detail with reference to the figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 Schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors, der eine Zwangsumlaufkühlung mit einem Lüfter mit Flüssigkeitreibungskupplung aufweist 1 Schematic representation of an internal combustion engine having a forced circulation cooling with a fan with fluid friction clutch

2 Schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors, der eine Zwangsumlaufkühlung mit einem elektrisch betriebenen Lüfter aufweist 2 Schematic representation of an internal combustion engine having a forced circulation cooling with an electrically operated fan

In der 1 ist eine Zwangsumlaufkühlung zur Kühlung eines Nutzfahrzeugverbrennungsmotors 1, der mit Hilfe einer zentralen Motorsteuereinheit 7 betrieben wird, dargestellt. Bei einer derartigen Motorkühlung wird mit Hilfe einer Pumpe (nicht dargestellt) eine Kühlflüssigkeit umgewälzt, die sich im Motor 1 erwärmt und im Kühler 2 wieder auf die ursprüngliche Temperatur abgekühlt wird. Bei einer derartigen Kühlung wird sicher gestellt, dass die Überschusswärme zügig abgeleitet wird, so dass der Temperaturunterschied zwischen Kühlmittelein- 9 und Kühlmittelaustritt 10 am Motor 1 etwa 5 bis 10 K beträgt. Auf diese Weise werden Wärmespannungen im Motor 1 verhältnismäßig klein gehalten.In the 1 is a forced circulation cooling system for cooling a commercial vehicle combustion engine 1 Using a central engine control unit 7 is operated, shown. In such an engine cooling, a coolant (not shown) is circulated by means of a pump, which is located in the engine 1 heated and in the cooler 2 is cooled back to the original temperature. With such cooling, it is ensured that the excess heat is dissipated quickly, so that the temperature difference between the coolant inlet 9 and coolant outlet 10 at the engine 1 about 5 to 10 K. In this way, thermal stresses in the engine 1 kept relatively small.

Die in 1 dargestellte Kühlanlage verfügt einerseits über einen Kühler 2, der die Aufgabe hat, die von der Kühlflüssigkeit aufgenommene Wärme an die Umgebungsluft abzuführen, sowie andererseits über einen als Lüfterrad ausgebildeten Ventilator 3, der über die Lüfternabe 11, eine Flüssigkeitsreibungskupplung, über die der Lüfterantrieb 4 realisiert wird, und eine Antriebswelle 12 mit dem Motor 1 in Wirkverbindung steht. Durch den als Flüssigkeitreibungskupplung ausgebildeten Lüfterantrieb 4, der über die Lüftersteuerung 6 gesteuert wird, ist sicher gestellt, dass keine mechanische Verbindung zwischen der Antreibswelle 12 und der Lüfternabe 11 existiert. So erfolgt bei diesem Antrieb die Leistungsübertragung über ein Silikon-Öl, mit dem die Kupplung befüllt ist. Hierbei überträgt die Kupplung je nach zwischen Antriebswelle 12 und Lüfternabe 11 anliegender Drehzahldifferenz ein anderes Drehmoment, wodurch letztendlich auch die Drehzahl des Ventilators 3 beeinflussbar ist.In the 1 shown cooling system has on the one hand a cooler 2 , which has the task to dissipate the heat absorbed by the cooling liquid to the ambient air, and on the other hand via a fan designed as a fan 3 that's about the fan hub 11 , a fluid friction clutch, via which the fan drive 4 is realized, and a drive shaft 12 with the engine 1 is in active connection. By trained as a fluid friction clutch fan drive 4 who has the fan control 6 is controlled, it is ensured that no mechanical connection between the drive shaft 12 and the fan hub 11 exist. Thus, in this drive, the power transmission via a silicone oil, with which the clutch is filled. Here, the clutch transmits depending on between the drive shaft 12 and fan hub 11 adjacent rotational speed difference another torque, which ultimately the speed of the fan 3 can be influenced.

Zur Regelung des Lüfterantriebs 4 befinden sich bei dieser Anlagenvariante in der Lüfternabe 11 der Flüssigkeitsreibungskupplung, durch eine Zwischenscheibe 13 getrennt, ein Arbeits- 14 und ein Vorratsraum 15. In der Zwischenscheibe 13 ist ein Regelventil 18 vorgesehen, durch das zwischen den beiden vorgenannten Räumen eine hydraulische Verbindung herstellbar ist. Sobald der Motor 1 läuft, dreht sich im Arbeitsraum 14 eine mit der Antriebswelle 12 fest verbundene Antriebsscheibe 16. Bei kaltem Motor 1 ist die Ventilöffnung des Regelventils 18 verschlossen. Die sich drehende Antriebsscheibe 16 drückt die in der Kupplung befindliche Hydraulikflüssigkeit gegen einen als Staukörper 17 wirkenden Pumpenkörper, der die Flüssigkeit in den Vorratsraum 15 leitet. Da die Antriebsscheibe 16 in diesem Fall keine Verbindung zur Lüfternabe 11 hat, ist der Ventilator 3 ausgekuppelt. Bei zunehmender Erwärmung öffnet ein Regelelement die Ventilöffnung des Regelventils 18, so dass Hydraulikflüssigkeit vom Vorratsraum 15 in den Arbeitsraum 14 strömt. Im Arbeitsraum 14 sammelt sich die Hydraulikflüssigkeit in einem Spaltraum 19 zwischen Antriebsscheibe 16 und Lüfternabe 11, ein Drehmoment wird auf die Lüfternabe 11 übertragen und der Ventilator 3 in Bewegung versetzt.For controlling the fan drive 4 are in this fan variant in the fan hub 11 the fluid friction clutch, through an intermediate disc 13 separated, a working 14 and a pantry 15 , In the washer 13 is a control valve 18 provided by the between the two aforementioned spaces a hydraulic connection can be produced. Once the engine 1 runs, turns in the workroom 14 one with the drive shaft 12 firmly connected drive pulley 16 , at cold engine 1 is the valve opening of the control valve 18 locked. The rotating drive pulley 16 pushes the hydraulic fluid in the clutch against a baffle 17 acting pump body, the liquid in the pantry 15 passes. Because the drive pulley 16 in this case, no connection to the fan hub 11 has, is the fan 3 disengaged. With increasing heating, a control element opens the valve opening of the control valve 18 , so that hydraulic fluid from the storage room 15 in the workroom 14 flows. In the workroom 14 the hydraulic fluid collects in a gap 19 between drive pulley 16 and fan hub 11 , a torque is applied to the fan hub 11 transferred and the fan 3 set in motion.

Auf diese Weise ist es möglich, den Ventilator 3 durch den als Flüssigkeitsreibungskupplung ausgeführten Lüfterantrieb 4 stufenlos zuzuschalten.In this way it is possible to use the fan 3 by the fan drive designed as a fluid friction clutch 4 infinitely switch on.

Sobald der Motor 1 gestartet wird, wird zunächst die Antriebswelle 12 und somit, wie vorbeschrieben auch die Lüfternabe 11 in Bewegung versetzt. An der Lüfternabe 11 ist ein als Hall-Sensor ausgebildeter Drehzahlsensor 5 vorgesehen, der zum einen die Drehzahl der Lüfternabe 11 erfasst und zum anderen ein den in diesem Fall als Flüssigkeitreibungskupplung 4 ausgebildeten Lüfterantrieb spezifizierendes, elektrisches Impulssignal an die Lüftersteuerung 6, die in die zentrale Motorsteuerung 7 integriert ist, überträgt. Die Übertragung des elektrischen Impulssignals erfolgt mittels einer Datenleitung 8.Once the engine 1 is started, first the drive shaft 12 and thus, as previously described, the fan hub 11 set in motion. At the fan hub 11 is designed as a Hall sensor speed sensor 5 provided, on the one hand the speed of the fan hub 11 recorded and on the other a in this case as a fluid friction clutch 4 trained fan drive specifying, electrical pulse signal to the fan control 6 in the central engine control 7 integrated, transmits. The transmission of the electrical pulse signal takes place by means of a data line 8th ,

In der Lüftersteuerung 6 wird das Impuls/Pausenverhältnis des Impulssignals ausgewertet und somit zunächst die Art des für den vorliegenden Motortyp verwendeten Lüfterantriebs 4 bestimmt. Anhand des bestimmten Lüfterantriebs 4 werden nunmehr alle für eine effiziente Kühlung des Motors 1 erforderlichen Regelparameter sowie Kennfelder, die bereits in der Lüftersteuerung 6 hinterlegt sind, ausgewählt und so der Lüfter stets in einem optimalen Betriebspunkt betrieben.In the fan control 6 the pulse / pause ratio of the pulse signal is evaluated and thus initially the type of fan drive used for the present motor type 4 certainly. Based on the specific fan drive 4 Now all are for efficient cooling of the engine 1 Required control parameters and maps already in the fan control 6 are selected, and so the fan is always operated at an optimal operating point.

In 2 ist ebenfalls ein Lkw-Verbrennungsmotor 1, der mittels einer Zwangsumlaufkühlung gekühlt wird, dargestellt. In diesem Fall ist der Lüfterantrieb 4 als hydrostatischer Antrieb ausgeführt, der mit Hilfe der in die Motorsteuerung 7 integrierten Lüftersteuerung 6 angesteuert wird. Der Lüfterantrieb 4 verfügt hierbei über eine vom Motor 1 angetriebene Pumpeneinheit 4a, die einen mit der Lüfternabe 11 gekoppelten Hydraulikmotor 4b mit Hydrauliköl versorgt. In der Lüftersteuerung 6 sind wiederum Kennfelder hinterlegt, mit denen die Betriebsweise des Lüfterantriebs 4 beeinflussbar ist. Zur Beeinflussung der Betriebsweise des Lüfterantriebs 4 kann die Pumpeneinheit 4a als Bypassventil mit einer Konstantpumpe, als Verstellpumpe oder als ein aus mindestens zwei Konstantpumpen, die wahlweise zu- bzw. abschaltbar sind, bestehendes Pumpensystem ausgeführt sein. In diesem Zusammenhang zeigt die 2 eine Pumpeneinheit 4a, die über eine Konstantpumpe 23 und ein Bypassventil 24 verfügt. Die Konstantpumpe 23 fördert hierbei während des Kühlbetriebs eine konstante Menge Hydrauliköl und durch eine entsprechende Einstellung des Bypassventils 24 ist der den Hydraulikmotor 4b antreibende Fluidstrom mengenmäßig variierbar. Zur Versorgung des hydraulisches Antriebs mit der nötigen Menge bzw. zur Aufnahme des in Abhängigkeit des Betriebszustandes nicht erforderlichen Hydrauliköls ist ein Vorratsbehälter 25 vorgesehen, der über eine Versorgungsleitung hydraulisch mit der Pumpeneinheit 4a verbunden ist.In 2 is also a truck combustion engine 1 , which is cooled by forced circulation cooling. In this case, the fan drive 4 designed as a hydrostatic drive, with the help of the engine control 7 integrated fan control 6 is controlled. The fan drive 4 has one from the engine 1 driven pump unit 4a one with the fan hub 11 coupled hydraulic motor 4b supplied with hydraulic oil. In the fan control 6 in turn maps are stored, with which the operation of the fan drive 4 can be influenced. For influencing the operation of the fan drive 4 can the pump unit 4a be designed as a bypass valve with a constant pump, as a variable or as one of at least two fixed displacement pumps, which are either switched on or off, existing pump system. In this context, the shows 2 a pump unit 4a that have a constant pump 23 and a bypass valve 24 features. The constant pump 23 promotes during the cooling operation, a constant amount of hydraulic oil and by a corresponding adjustment of the bypass valve 24 this is the hydraulic motor 4b driving fluid flow variable in volume. To supply the hydraulic drive with the necessary amount or for receiving the hydraulic oil not required depending on the operating state is a reservoir 25 provided, via a supply line hydraulically to the pump unit 4a connected is.

Bei kaltem Motor 1 fördert die Kühlmittelpumpe 20 das Kühlmittel die für die Kühlung des Motors 1 vorgesehenen Bereiche, insbesondere im den Kühlmantel um die Zylinder bzw. zum Zylinderkopf. Anschließend fließt das Kühlmedium über das noch geschlossene Thermostatventil 21 zurück zur Kühlmittelpumpe 20. Sobald die Wagenheizung 22 eingeschaltet ist, strömt zumindest ein Teil des Kühlmittels, je nach Stellung des Thermostatventils 21, über den für die Wagenheizung 22 vorgesehenen Wärmetauscher zurück zur Kühlmittelpumpe 20. Ist die Betriebstemperatur des Motors 1 erreicht, wird über das Thermostatventil 21 auch der Kühler 2 in den Kreislauf des Kühlmittels einbezogen.When the engine is cold 1 promotes the coolant pump 20 the coolant used for cooling the engine 1 provided areas, in particular in the cooling jacket around the cylinder or to the cylinder head. Subsequently, the cooling medium flows through the still closed thermostatic valve 21 back to the coolant pump 20 , Once the car heater 22 is turned on, flows at least a portion of the coolant, depending on the position of the thermostatic valve 21 , about the for the car heater 22 provided heat exchanger back to the coolant pump 20 , Is the operating temperature of the engine 1 achieved, is via the thermostatic valve 21 also the cooler 2 included in the cycle of the coolant.

Sobald der Motor 1 gestartet wird, sendet der als hydrostatischer Antrieb ausgeführte Lüfterantrieb 4 ein elektrisches Erkennungssignal über die Datenleitung 8 an die Lüftersteuerung 6. Die Generierung eines Erkennungssignals erfolgt in diesem Fall direkt im bzw. am Hydraulikmotor 4b, der ein Modul aufweist, in dem ein bauartspezifisches, also den hydrostatischen Antrieb spezifüzierendes Signal erzeugt wird. In der Lüftersteuerung 6 wird die Signalamplitude des als Spannungssignal ausgeführten Erkennungssignals ausgewertet und anhand des jeweiligen Spannungsniveaus der für den vorliegenden Motortyp verwendete Lüfterantrieb 4 bestimmt. Unter Berücksichtigung des von der Lüftersteuerung 6 auf diese Weise detektierten Lüfterantriebs 4 werden spezielle, in der Lüftersteuerung 6 hinterlegte Kennfelder ausgewählt, die der Regelung des Lüfterantriebs 4 bzw. des Ventilators 3 während des Betriebs des Motors 1 zugrunde gelegt werden.Once the engine 1 is started, sends the designed as a hydrostatic drive fan drive 4 an electrical detection signal via the data line 8th to the fan control 6 , The generation of a detection signal is in this case directly in or on the hydraulic motor 4b , which has a module in which a design-specific, ie the hydrostatic drive speciierende signal is generated. In the fan control 6 the signal amplitude of the detection signal designed as a voltage signal is evaluated and based on the respective voltage level of the fan drive used for the present motor type 4 certainly. In consideration of the fan control 6 in this way detected fan drive 4 become special, in the fan control 6 stored maps selected, the control of the fan drive 4 or the fan 3 during operation of the engine 1 be based on.

Aufgrund des Vorsehens eines entsprechenden Erkennungssignals ist es somit möglich, mit einer Lüftersteuerung 6 unterschiedliche Lüfterantriebe 4 zu verwenden, ohne dass bei der Montage der Kühlanlage oder einem Austausch des Lüfterantriebs 4, insbesondere eines Austausches der in der Beschreibung der 1 erläuterten Kupplung, zusätzliche Einstellungen oder Umprogrammierungen in der Lüftersteuerung vorgenommen werden müssen.Due to the provision of a corresponding detection signal, it is thus possible with a fan control 6 different fan drives 4 to use without having to install the cooling system or replace the fan drive 4 , in particular an exchange in the description of the 1 explained coupling, add settings or reprogrammings must be made in the fan control.

11: Motorengine
22: Kühlercooler
33: Ventilatorfan
44: Lüfterantriebfan drive
4a4a: Pumpeneinheitpump unit
4b4b: Hydraulikmotorhydraulic motor
55: DrehzahlsensorSpeed sensor
66: Lüfterantriebfan drive
77: Motorsteuerungmotor control
88th: Datenleitungdata line
99: KühlmitteleintrittCoolant inlet
1010: KühlmittelaustrittCoolant outlet
1111: Lüfternabefan hub
1212: Antriebswelledrive shaft
1313: Zwischenscheibewasher
1414: Arbeitsraumworking space
1515: Vorratsraumpantry
1616: Antriebsscheibesheave
1717: Staukörperbaffle
1818: Regelventilcontrol valve
1919: Spaltraumgap
2020: KühlmittelpumpeCoolant pump
2121: Thermostatventilthermostatic valve
2222: Wagenheizungcar heater
2323: Konstantpumpefixed displacement pump
2424: Bypassventilbypass valve
2525: Vorratsbehälterreservoir

Claims

Cooling system for a heat engine, in particular for a motor vehicle internal combustion engine, which has a fan wheel operatively connected to a fan and which has at least one measuring element for detecting at least one state value of the heat engine and a fan control, in which on the basis of at least one state value and at least a control signal which can be transmitted via a data link to the fan drive for influencing an operating mode of the fan wheel, characterized in that in the fan drive and / or in a module, a control signal can be generated which is stored in the fan control specific heat and engine-specific and / or environmental control parameters and / or map is provided for data exchange with the fan drive, a fan drive specifying detection signal can be generated and to the fan control, in which the detection signal evaluable, under reason tion of the detection signal of the control parameters and / or the characteristic field selectable and the control signal can be generated, is transferable.

refrigeration Equipment according to claim 1, characterized in that the fan control is integrated into a central engine or vehicle control.

refrigeration Equipment according to claim 1 or 2, characterized in that the fan drive executed in such a way is that a torque transmission by means of a fluid.

Cooling system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fan drive is a Visco ^® drive.

refrigeration Equipment according to claim 1 or 2, characterized in that the fan drive an electro-magnetic drive.

refrigeration Equipment according to claim 1 or 2, characterized in that the fan drive an electric motor.

refrigeration Equipment according to claim 1 or 2, characterized in that the fan drive is designed as a hydrostatic drive.

refrigeration Equipment according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the data link as additional Data line is formed.

refrigeration Equipment according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the data link as a radio data link is trained.

refrigeration Equipment according to one of the claims 1 to 9, characterized in that a speed sensor for detecting a speed of the fan wheel is provided.

refrigeration Equipment according to claim 10, characterized in that the speed sensor a Hall sensor is.

refrigeration Equipment according to claim 10, characterized in that the speed sensor is a cylinder sensor.

Method for cooling a heat engine, in particular a motor vehicle internal combustion engine, in which - a fan operatively connected to a fan fan an air flow for cooling a cooling medium, which at least temporarily dissipates heat of the heat engine generates, - detects at least one state value of the heat engine with at least one measuring element and is transmitted to a fan control, and - in the fan controller on the basis of the state value and at least one stored in the fan controller heat engine specific and / or environmental control parameter and / or map, a control signal genes is transmitted, which is transmitted over a data link to the fan drive for influencing a mode of operation of the fan, characterized in that stored in the fan drive and / or in a module which is provided for data exchange with the fan drive, a fan drive specifying detection signal or generated and is transmitted to the fan control, and that in the fan control, the detection signal is evaluated and selected on the basis of the evaluated detection signal of the control parameters and / or the map and the control signal is generated.

Method according to claim 13, characterized in that that a speed of the fan is detected with a speed measuring unit.

Method according to claim 13 or 14, characterized in that a pulse signal is generated as the detection signal.

Method according to one of claims 13 to 15, characterized that in the fan control a pulse / pause ratio the pulse signal is evaluated.

Method according to one of claims 13 to 16, characterized that in the fan control an amplitude of the detection signal is evaluated.

Method according to one of claims 13 to 17, characterized that in the fan control a form of the detection signal is evaluated.