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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Öltemperatur eines Verbrennungsmotors, insbesondere einer Öltemperatur in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung, insbesondere eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, und ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen-Kraftfahrzeug.
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Ein Verbrennungsmotor, z. B. eine Otto- oder eine Diesel-Brennkraftmaschine, weist aufgrund seiner inneren Reibung ein temperaturabhängiges Verlustmoment auf, wobei das Verlustmoment mit einer Motortemperatur, insbesondere einer Öltemperatur im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, degressiv abnimmt. D. h., dass ein Verbrennungsmotor nach einem Kaltstart bei einer geringen Motortemperatur ein vergleichsweise hohes Verlustmoment aufweist, wohingegen das Verlustmoment zeitlich nach Erreichen einer Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors deutlich geringer ist. Bei einem modernen Verbrennungsmotor wird daher eine Motortemperatur oder eine Öltemperatur ermittelt, aus der dann das temperaturabhängige Verlustmoment des Verbrennungsmotors anhand eines bekannten physikalischen Zusammenhangs zwischen dem Verlustmoment und der Motortemperatur berechnet wird. Bei einer Ansteuerung des Verbrennungsmotors wird dann das temperaturabhängige Verlustmoment der Brennkraftmaschine berücksichtigt.
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Ferner ist bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors eine Kenntnis einer Öltemperatur im Zylinderkopf von entscheidender Bedeutung für eine Nockenwellenverstellung des Verbrennungsmotors. Zur Ermittlung von Temperaturen werden Sensoren eingesetzt, die vergleichsweise teuer, fehleranfällig und konstruktiv teilweise schwer zu platzieren sind, was insbesondere bei den beengten Verhältnissen im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors der Fall sein kann. Daher wird die Öltemperatur im Zylinderkopf bevorzugt von Modellen ermittelt bzw. bestimmt. Bekannte Verfahren zum Modellieren bzw. Berechnen der Öltemperatur im Zylinderkopf beruhen meist auf einer starren Kopplung an eine Temperatur eines Kühlmittels in einem Kühlmittelkreislauf. Grund hierfür ist eine Kühlung eines Ölwärmetauschers durch das Kühlmittel des Verbrennungsmotors.
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Im Fall einer Stoppphase des Verbrennungsmotors läuft jedoch in der Regel eine Hauptwasserpumpe des Kühlmittelkreislaufs nicht mehr. In Folge dessen wird auch der Ölwärmetauscher nicht mehr vom Kühlmittel durchströmt, so dass eine starke Korrelation zwischen der Öltemperatur und der Kühlmitteltemperatur nicht mehr vorliegt. Die herkömmlichen Verfahren zum Modellieren bzw. Berechnen der Öltemperatur im Zylinderkopf versagen in einem solchen Fall. Problematisch an diesen Fällen ist, dass sie nicht nur bei einem Kaltstart auftreten, sondern insbesondere bei modernen Fahrzeugen mit einer Start-Stopp-Automatik auch nach einem Wiederstarten des Verbrennungsmotors. Daher werden bei Fahrzeugen mit einer solchen Start-Stopp-Automatik zur Ermittlung der Öltemperatur im Zylinderkopf vorwiegend Öltemperatur-Sensoren mit den oben genannten Nachteilen angewendet.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Öltemperatur eines Verbrennungsmotors, insbesondere einer Öltemperatur in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors anzugeben. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Steuereinrichtung, insbesondere eine verbesserte Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, und ein entsprechend verbessertes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen-Kraftfahrzeug anzugeben. Hierbei soll auf die Anwendung einer Öltemperatur-Sensorik im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors verzichtet werden können, und dennoch in im Wesentlichen allen Fahrsituationen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einer Start-Stopp-Automatik, eine zuverlässige Information über eine Temperatur des Öls im Zylinderkopf erhalten werden können. Hierbei soll die Erfindung kostengünstig und an sich verändernde Bedingungen einfach anpassbar sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Öltemperatur eines Verbrennungsmotors, insbesondere einer Öltemperatur in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, gemäß Anspruch 1; mittels einer Steuereinrichtung, insbesondere einer Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, gemäß Anspruch 9; und einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personen-Kraftfahrzeug, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen der Öltemperatur des Verbrennungsmotors wird für einen bestimmten Zustand oder eine bestimmte Betriebsphase des Verbrennungsmotors die Öltemperatur in Abhängigkeit einer Temperatur eines Ölsumpfs und/oder einer Temperatur eines Kühlmittels in einem Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors bestimmt. Bevorzugt erfolgt dies in einem Berechnungsmodus oder einer Mehrzahl von Berechnungsmodi, in welchem bzw. in welchen die Öltemperatur berechnet wird. Hierbei wird die Öltemperatur in Abhängigkeit der Temperatur des Ölsumpfs, der Temperatur des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf und/oder einer Temperatur eines Zylinderkopfs des Verbrennungsmotors berechnet bzw. modelliert.
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Eine für die Berechnung oder Modellierung notwendige Temperatur – insbesondere die Temperatur des Ölsumpfs, die Temperatur des Kühlmittels und/oder die Temperatur des Zylinderkopfs – kann gemessen, an Hand von zur Verfügung stehenden Größen berechnet und/oder modelliert werden. Bevorzugt wird die Temperatur des Kühlmittels mittels einer Sensorik bestimmt, wobei die Temperatur des Kühlmittels an einem Austritt des Kühlmittels am Verbrennungsmotor und/oder in einer Nähe des Zylinderkopfs bestimmt wird. Analoges kann für die Temperatur des Ölsumpfs und/oder die Temperatur des Zylinderkopfs gelten. – Ist eine Sensorik für eine Öltemperatur im Zylinderkopf oder anderweitig vorhanden, so kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Plausibilitätsprüfung einer gemessenen Öltemperatur am/im Zylinderkopf oder an/in einer anderen Stelle eines Ölkreislaufs angewendet werden.
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Gemäß der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart eingerichtet und/oder ausgebildet, dass mittels der Steuereinrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist und/oder durchgeführt wird. Ferner weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung, insbesondere eine erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung auf.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, ein Öltemperaturmodell unter Berücksichtigung zusätzlicher bzw. bisher unberücksichtigter Sensorik zu erweitern. D. h. aufgrund bekannter Systemgrößen ist es möglich, eine Öltemperatur in einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors zu bestimmen, ohne hierfür einen Öltemperatur-Sensor zu benötigen. Gemäß der Erfindung wird die Öltemperatur modelliert bzw. berechnet. Es ist nun insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einer Start-Stopp-Automatik möglich, auf eine zusätzliche Öltemperatur-Sensorik im Zylinderkopf zu verzichten, wobei dennoch eine zuverlässige Information über eine Temperatur des Öls im Zylinderkopf erhalten werden kann. Mittels des Modells ist die Erfindung kostengünstig realisierbar, da keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden. Ferner ist die Erfindung an sich verändernde Bedingungen einfach anpassbar, da lediglich das Modell zu ändern ist.
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Gemäß der Erfindung wird der bestimmte Zustand des Verbrennungsmotors bzw. wird der Berechnungsmodus der Öltemperatur in oder während einer Stoppphase des Verbrennungsmotors; bei und/oder zeitlich nach einem Start, insbesondere einem Kaltstart, des Verbrennungsmotors; bei einer vergleichsweise niedrigen Außentemperatur; in oder während einer Aufheizphase des Verbrennungsmotors; zeitlich nach einer vorausgegangenen Starkoder Volllastphase des Verbrennungsmotors; und/oder während eines Schubbetriebs, einer Langsamfahrt und/oder zeitlich nach einem Stilltand des Kraftfahrzeugs eingerichtet.
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Gemäß der Erfindung wird das Verfahren in Abhängigkeit eines Kühlmittelstroms und/oder einer Förderleistung einer Kühlmittelpumpe des Verbrennungsmotors, einer Stellung eines Stellund/oder eines Steuerglieds im Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors, eines Durchflusses des Kühlmittels durch einen Ölwärmetauscher des Verbrennungsmotors; und/oder einer Position eines Nockenwellenstellers des Verbrennungsmotors durchgeführt.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein erster Berechnungsmodus eingerichtet, wenn der Ölwärmetauscher im Wesentlichen nicht oder nur geringfügig vom Kühlmittel durchströmt ist. D. h. durch den Ölwärmetauscher kann ein im Wesentlichen minimaler Kühlmittelstrom fließen. Ferner kann ein zweiter Berechnungsmodus eingerichtet werden, wenn der Kühlmittelstrom durch den Ölwärmetauscher hindurch ein hauptsächlich oder im Wesentlichen mittlerer Kühlmittelstrom ist. D. h. durch den Ölwärmetauscher strömt kein minimaler bzw. kein maximaler Kühlmittelstrom. Darüber hinaus kann ein dritter Berechnungsmodus eingerichtet werden, wenn der Ölwärmetauscher hauptsächlich oder im Wesentlichen voll vom Kühlmittel durchströmt ist. D. h. durch den Ölwärmetauscher kann ein im Wesentlichen maximaler Kühlmittelstrom strömen.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Öltemperatur im ersten Berechnungsmodus in Abhängigkeit der Temperatur des Ölsumpfs und/oder der Temperatur des Kühlmittels bestimmt bzw. berechnet. Ferner kann die Öltemperatur im zweiten Berechnungsmodus in Abhängigkeit der Temperatur des Ölsumpfs und der Temperatur des Zylinderkopfs und/oder der Temperatur des Kühlmittels bestimmt bzw. berechnet werden. Darüber hinaus kann die Öltemperatur im dritten Berechnungsmodus in Abhängigkeit eines Mittelwerts der Temperatur des Ölsumpfs und der Temperatur des Zylinderkopfs und/oder der Temperatur des Kühlmittels bestimmt bzw. berechnet werden.
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In einem Berechnungsmodus oder einer Mehrzahl von Berechnungsmodi kann eine Annäherung der Öltemperatur an eine Zieltemperatur, also eine tatsächliche Öltemperatur bevorzugt im Zylinderkopf, durch ein PT1-Verhalten angenähert werden. Hierbei ist es bevorzugt, dass eine jeweilige Zeitkonstante bevorzugt durch einen Wärmetransport bestimmt und insbesondere empirisch ermittelt wird.
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Gemäß der Erfindung kann zu einem einzelnen Berechnungsmodus der Öltemperatur ein einzelner bestimmter Zustand bzw. eine einzelne bestimmte Betriebsphase des Verbrennungsmotors korrespondieren. Der Kühlmittelstrom durch den Ölwärmetauscher hindurch kann dabei aufgrund einer Förderleistung einer Kühlmittelpumpe bestimmt werden, wobei das Verfahren zum Bestimmen der Öltemperatur bevorzugt als ein Verfahren zum Berechnen bzw. Modellieren der Öltemperatur durchführbar ist und/oder durchgeführt wird. Insbesondere ist und/oder wird das Verfahren in einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Verbrennungsmotors bzw. des Kraftfahrzeugs durchgeführt, wobei der Verbrennungsmotor bzw. das Kraftfahrzeug in einem Start/Stopp-Modus betreibbar ist und/oder betrieben wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer Öltemperatur eines Verbrennungsmotors in Form eines Flussdiagramms;
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2 ein Zeit-Temperatur-Diagramm mit Verläufen von relevanten Temperaturgrößen des Verbrennungsmotors sowie einem ersten erfindungsgemäß berechneten Verlauf einer Öltemperatur in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors;
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3 ein Zeit-Temperatur-Diagramm analog 2 jedoch mit einem zweiten erfindungsgemäß berechneten Verlauf einer Öltemperatur im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors; und
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4 in einem Zeit-Temperatur-Diagramm eine idealisierte Darstellung von Verläufen einer gemessenen Zylinderkopftemperatur und einer gemessenen Ölsumpftemperatur sowie dem Verlauf einer erfindungsgemäß berechneten Öltemperatur.
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In einem Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors sind in der Regel ein Kühler, mindestens ein Steuerelement des Kühlmittelkreislaufs, z. B. ein Thermostat, ein Drehschieber, ein Ventil etc., und meist ein Ölwärmetauscher enthalten. Aufgrund des Ölwärmetauschers korreliert eine Öltemperatur, im Folgenden auch Zieltemperatur genannt, im Verbrennungsmotor relativ gut zu einer Kühlmitteltemperatur, jedoch nur für den Fall, dass der Ölwärmetauscher im Wesentlichen voll vom Kühlmittel durchflossen wird. Ferner werden sowohl das Kühlmittel als auch das Motoröl von einer Verbrennung innerhalb des Verbrennungsmotors mit Wärmeenergie versorgt.
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Bei bestimmten Betriebszuständen bzw. in bestimmten Betriebsphasen des Verbrennungsmotors, z. B. in einer Aufheizphase, einer Stoppphase, bei niedrigen Außentemperaturen etc., wird der Ölwärmetauscher nicht mehr oder nur noch teilweise, d. h. nicht mehr mit einem vollen Volumenstrom, vom Kühlmittel durchströmt und kann sich somit insbesondere bei vorausgegangenen Volllastphasen stark von der Kühlmitteltemperatur abkoppeln. Allerdings hat sich bei Versuchen herausgestellt, dass sich in diesen Betriebszuständen die Öltemperatur im Zylinderkopf der Öltemperatur im Ölsumpf annähert, diese also eine gewisse Korrelation zueinander aufweisen. Bei dieser Korrelation setzt die Erfindung an.
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Dieses Verhalten kann bevorzugt unter einer Einbeziehung der Strömungsverhältnisse des Kühlmittels durch den Ölwärmetauscher hindurch, zur Bestimmung, bevorzugt also einer Berechnung, der Öltemperatur TOIL_CAL (siehe Zeichnung) im Zylinderkopf herangezogen werden. Das in 1 dargestellte Flussdiagramm zeigt eine Ausführungsform einer möglichen Vorgehensweise. Für einen Verlauf der jeweiligen Temperaturen T bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors siehe auch die 2 bis 4.
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Hierbei können die Temperaturen T – bevorzugt eine insbesondere in der Nähe des Zylinderkopfs oder am Motoraustritt gemessene oder modellierte Kühlmitteltemperatur TCO_RAW, eine gemessene oder modellierte Zylinderkopftemperatur TCYLH, eine gemessene oder modellierte Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL und/oder eine gemessene oder modellierte andere Öl- oder Kühlmitteltemperatur – für das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden. Bevorzugt sind diese Temperaturen oder auch nur eine oder manche davon gemessen. Die in den 2 und 3 dargestellte Öltemperatur T_MOT_OIL_OUT stellt die Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT dar, an welche sich die modellierte Öltemperatur TOIL_CAL annähern soll. Hierbei repräsentiert die Öltemperatur T_MOT_OIL_OUT eine am oder in Strömungsrichtung hinter dem Zylinderkopf gemessene Öltemperatur.
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1 stellt den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens da. Zunächst wird nach einem Start des Verfahrens eine Durchströmung des Ölwärmetauschers, insbesondere aufgrund einer Förderleistung einer Kühlmittelpumpe und/oder bevorzugt aufgrund eines Zustands eines oder einer Mehrzahl von Steuergliedern im Kühlmittelkreis bestimmt.
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Ist der Ölwärmetauscher hauptsächlich oder im Wesentlichen maximal durchströmt (1 rechts oben), so erfolgt ein Bestimmen bzw. ein Annähern der Öltemperatur TOIL_CAL an die Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT in einem dritten Berechnungsmodus (Modus 3) einer Modellierung der Öltemperatur TOIL_CAL. Der dritte Berechnungsmodus ermittelt die Öltemperatur TOIL_CAL anhand einer Korrelation zur Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL mit der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW (siehe 1) und/oder der Zylinderkopftemperatur TCYLH (in 1 nicht dargestellt, siehe unten).
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Ist der Ölwärmetauscher nicht voll vom Kühlmittel durchströmt, so erfolgt eine weitere Fallunterscheidung in einen im Wesentlichen minimalen oder keinen Kühlmittelstrom („nein“ => „ja“ in 1) oder einen im Wesentlichen mittleren Kühlmittelstrom, der weder minimal noch maximal ist („nein“ => „nein“ in 1).
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Ist der Ölwärmetauscher im Wesentlichen minimal oder nicht durchströmt (1 rechts unten), so erfolgt ein Bestimmen bzw. ein Annähern der Öltemperatur TOIL_CAL an die Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT in einem ersten Berechnungsmodus (Modus 1) der Modellierung der Öltemperatur TOIL_CAL. Der erste Berechnungsmodus ermittelt die Öltemperatur TOIL_CAL anhand einer Korrelation zur Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL (siehe 1) und/oder zur Kühlmitteltemperatur TCO_RAW (in 1 nicht dargestellt, siehe unten).
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Fließt durch den Ölwärmetauscher ein im Wesentlichen mittlerer Kühlmittelstrom, d. h. ist der Kühlmittelstrom weder maximal noch minimal (1 unten), so erfolgt ein Bestimmen bzw. ein Annähern der Öltemperatur TOIL_CAL an die Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT in einem zweiten Berechnungsmodus (Modus 2) der Modellierung der Öltemperatur TOIL_CAL. Der zweite Berechnungsmodus ermittelt die Öltemperatur TOIL_CAL anhand einer Korrelation zur Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL mit der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW (siehe 1) und/oder der Zylinderkopftemperatur TCYLH (in 1 nicht dargestellt, siehe unten).
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Die Annäherung der ermittelten, berechneten bzw. modellierten Öltemperatur TOIL_CAL an die jeweilige Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT des Motoröls im Zylinderkopf kann durch ein PT1-Verhalten approximiert werden. Eine jeweilige Zeitkonstante ist durch einen Wärmetransport determiniert und muss empirisch ermittelt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann einen Wärmetransport durch Einbeziehung der wesentlichen Einflussgrößen, d. h. Betriebs- und/oder Umweltgrößen, berücksichtigen.
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Solche Einflussgrößen sind z. B. ein inneres Drehmoment des Verbrennungsmotors, eine Geschwindigkeit eines vom Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeugs, eine Einspritzmenge einer Einspritzanlage des Verbrennungsmotors, eine Drehzahl, eine Abgastemperatur, eine Ansteuerung eines Motorgebläses, eine Einstellung einer Innenraumheizung des Kraftfahrzeugs, eine von einem separaten Heizer, insbesondere einen Blockheizer, erzeugbare bzw. erzeugte Wärme, eine Umgebungstemperatur, eine Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft etc. Eine grundlegende Vorgehensweise hierzu ist in der
DE 10 2008 020 933 A1 erläutert, deren Offenbarungsgehalt hier mit aufgenommen sein soll.
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Bei einer eingeschalteten Kühlmittelpumpe, d. h., dass der Ölwärmetauscher vom Kühlmittel durchflossen wird, korreliert die gemessene Öltemperatur T_MOT_OIL_OUT sehr gut mit einem Mittelwert aus der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW im Zylinderkopf und der Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL. Ferner nähert sich die Öltemperatur T_MOT_OIL_OUT bei ausgeschalteter Kühlmittelpumpe der Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL an. Gemäß der Erfindung erfolgt dann eine Bestimmung einer Öltemperatur TOIL_CAL in Annäherung an die Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT, also eine reale Temperatur T_MOT_OIL_OUT des Motoröls, unter der Berücksichtigung des Kühlmittelstroms wenigstens durch den Ölwärmetauscher.
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Aufgrund diesen Verhaltens ergeben sich die oben schon genannten drei Berechnungsmodi der Öltemperatur (siehe 2 bis 4). Im ersten Berechnungsmodus ergibt sich eine Korrelation zur Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL, im zweiten Berechnungsmodus ergibt sich ein Übergang zur Korrelation mit der Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL und der Zylinderkopftemperatur TCYLH (3) bzw. ein Übergang zur Korrelation mit der Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL, der Zylinderkopftemperatur TCYLH und der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW (2). Im dritten Berechnungsmodus ergibt sich eine Korrelation zur Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL und der Zylinderkopftemperatur TCYLH (3) bzw. eine Korrelation zur Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL, der Zylinderkopftemperatur TCYLH und der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW (2). Die 4 zeigt eine der 2 analoge Modellierung.
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Im ersten Berechnungsmodus (Modus 1) erfolgt also eine Annäherung über die Ölsumpfstemperatur TOIL_SRV_INTL als Führungsgröße, welcher sich eine aktuelle Öltemperatur T_MOT_OIL_OUT bevorzugt über ein PT1-Verhalten annähert. Analog kann auch die Kühlmitteltemperatur TCO_RAW herangezogen werden, wobei auch ein gemeinsames Verwenden der Ölsumpfstemperatur TOIL_SRV_INTL und der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW in Frage kommt.
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Im zweiten Berechnungsmodus (Modus 2) nähert sich anhand des Durchflusses von Kühlmittel durch den Ölwärmetauscher, bevorzugt bestimmt durch einen Schaltzustand STATE der Kühlmittelpumpe, die Öltemperatur TOIL_CAL der Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT an. Dies kann z. B. mittels folgender Formel erfolgen, in welcher der Durchfluss des Kühlmittels durch den Ölwärmetauscher durch die Größe α verdeutlicht ist. Eine Berechnung der Öltemperatur TOIL_CAL anhand der Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL und der Zylinderkopftemperatur TCYLH kann z. B. folgendermaßen erfolgen: TOIL_CAL – α·( TCYLH + TOIL_SRV_INTL / 2) +
(1 – α)·TOIL_SRV_INTL
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Oder unter Verwendung der Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL und der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW, wobei β ein empirischer Parameter ist: TOIL_CAL = α·( β·TCO_RAW + TOIL_SRV_INTL / 2)
+ (1 – α)·TOIL_SRV_INTL
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Alternativen zu diesen Gleichungen, u. a. durch Anwendung der Ölsumpftemperatur TOIL_SRV_INTL, der Zylinderkopftemperatur TCYLH und der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW, wie in der 2 dargestellt sind natürlich möglich.
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Im dritten Berechnungsmodus (Modus 3) kann eine Berechnung der Öltemperatur TOIL_CAL, bevorzugt im Zylinderkopf, folgendermaßen erfolgen: TOIL_CAL = γ·TOIL_SRV_INTL + φ·TCYLH / 2 oder TOIL_CAL = γ·TOIL_SRV_INTL + η·TCO_RAW / 2
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Im dritten Berechnungsmodus erfolgt also eine Mittelwertbildung der Ölsumpfstemperatur TOIL_SRV_INTL mit der Zylinderkopftemperatur TCYLH oder der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW, wobei die Parameter γ, φ, η empirische Parameter sind. Die reale Öltemperatur T_MOT_OIL_OUT nähert sich bevorzugt über ein PT1-Verhalten an diese Mitteltemperatur an. Auch ein gemeinsames Verwenden der Zylinderkopftemperatur TCYLH und der Kühlmitteltemperatur TCO_RAW zusammen mit der Ölsumpfstemperatur TOIL_SRV_INTL ist möglich (2).
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Die 4 verdeutlicht, dass die drei Berechnungsmodi fließend ineinander übergehen bzw. sich überlappen können. D. h. die durchgezogenen Linien, welche die Grenzen des jeweiligen Modus darstellen, können sich jeweils nach rechts bzw. nach links auf die gestrichelten Linien zubewegen, was durch die Pfeile an den durchgezogenen Linien verdeutlicht ist. In 4 berechnet sich die Öltemperatur TOIL_CAL aus einem Mittelwert der Zylinderkopftemperatur TCYLH und der Ölsumpfstemperatur TOIL_SRV_INTL. Die eigentliche Zielgröße T_MOT_OIL_OUT der Öltemperatur, also die reale Öltemperatur (~ T_MOT_OIL_OUT), ist in der 4 nicht dargestellt. Vgl. hierzu die 2 und 3. – Gemäß der Erfindung können natürlich auch nur ein einzelner, zwei, vier oder mehr Berechnungsmodi analog eingerichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- α
- Durchflussfunktion/-kennzahl/-größe des Kühlmittels durch den Ölwärmetauscher
- β, γ, φ, η
- empirische Parameter/Funktionen
- STATE
- Schaltzustand Kühlmittelpumpe
- T
- Temperatur allgemein
- T_MOT_OIL_OUT
- Öltemperatur gemessen, insbesondere am Zylinderkopf, Zieltemperatur, reale Temperatur des Motoröls, aktuelle Öltemperatur
- TCO_RAW
- Kühlmitteltemperatur gemessen/modelliert, bevorzugt gemessen, insbesondere am Motoraustritt oder in der Nähe des Zylinderkopfs
- TCYLH
- Zylinderkopftemperatur gemessen/modelliert, bevorzugt gemessen
- TOIL_CAL
- Öltemperatur erfindungsgemäß berechnet bevorzugt für Zylinderkopf, nähert sich der Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT an, ist also Modell für die Zieltemperatur T_MOT_OIL_OUT
- TOIL_SRV_INTL
- Ölsumpftemperatur gemessen/modelliert, bevorzugt gemessen
- t
- Zeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008020933 A1 [0033]
