DE69627828T2 - System zur aufrechthaltung des motoröls auf einer optimalen temperatur - Google Patents

System zur aufrechthaltung des motoröls auf einer optimalen temperatur Download PDF

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Description

  • Diese Anmeldung ist mit PCT-Anmeldeseriennummer PCT/US 95/11742 verwandt, die am 12. September 1995 eingereicht und mit dem Titel „System zur Regelung des Durchflusses von Temperatursteuerfluid" versehen wurde.
  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein System zum Halten von Motorschmieröl bei einer gewünschten Temperatur durch Steuerung des Zustandes eines oder mehrere Durchfluss-Steuerventile, die den Durchfluss von Temperatursteuerfluid innerhalb eines Benzinoder Diesel-Innenverbrennungsmotors, der mit einem Kühler ausgerüstet ist, regeln.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Auf Seite 169 von „Goodheart-Willcox Automotiv Encyclopedia, The Goodheart-Willcox Company, Inc., South-Holland, Illinois, 1995" ist beschrieben, dass, wenn Kraftstoff in einem Innenverbrennungsmotor verbrannt wird, etwa ein Drittel der Wärmeenergie des Kraftstoffs in Leistung umgewandelt wird. Ein weiteres Drittel geht ungenutzt durch den Auspuff und das verbleibende Drittel muss mit Hilfe eines Kühlsystems gehandhabt werden. Dieses Drittel wird oft unterschätzt und noch weniger verstanden.
  • Bei den meisten Innenverbrennungsmotoren wird ein unter Druck stehendes Kühlsystem verwendet, um die durch den Verbrennungsprozess erzeugte Wärmeenergie abzuführen. In dem Kühlsystem zirkuliert Wasser oder ein flüssiges Kühlmittel durch einen Wasser-Kühlmantel, der bestimmte Teile des Motors (z. B. Block, Zylinder, Zylinderkopf, Kolben) umgibt. Die Wärmeenergie wird von den Motorteilen zu dem Kühlmittel in dem Wasser-Kühlmantel übertragen. In Umgebung mit hoher Lufttemperatur, oder wenn der Motor schwer arbeitet, wird die übertragene Wärmeenergie so hoch, dass sie das flüssige Kühlmittel zum Kochen (d. h. zum Verdampfen) bringt und das Kühlsystem zerstört. Um zu verhindern, dass sich dies ereignet, zirkuliert das heiße Kühlmittel lange, bevor es seinen Siedepunkt erreicht, durch einen Kühler. Der Kühler führt genügend Wärmeenergie an die Umgebungsluft ab, um das Kühlmittel in dem flüssigen Zustand zu halten.
  • In Umgebungen mit kalter Umgebungsluft, insbesondere von unterhalb von Null Grad Fahrenheit (minus 17,8° Celsius) oder wenn ein kalter Motor angelassen wird, wird das Kühlmittel kaum heiß genug, um zu kochen. Somit braucht das Kühlmittel nicht durch den Kühler zu fließen. Es ist auch nicht wünschenswert, in derartigen Umgebungen die Wärmeenergie in dem Kühler abzuführen, weil Innenverbrennungsmotoren am wirkungsvollsten arbeiten und am wenigsten verschmutzen, wenn sie bei relativ heißer Temperatur laufen. Ein kalt laufender Motor wird eine bedeutend höhere Gleitreibung zwischen den Kolben und den jeweiligen Zylinderwänden als ein warmlaufender Motor aufweisen, weil die Ölviskosität mit steigender Temperatur sinkt. Ein kaltlaufender Motor wird also eine weniger vollständige Verbrennung in der Motorverbrennungskammer aufweisen und wird schneller Ablagerungen als ein warmlaufender Motor aufbauen. In einem Versuch, die Verbrennung zu steigern, wenn der Motor kalt ist, wird ein angereicherter Kraftstoff bereitgestellt. All diese Faktoren erniedrigen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und steigern den Grad an Kohlenwasserstoff-Abgasemissionen.
  • Um zu vermeiden, dass das Kühlmittel durch den Kühler läuft, verwenden Kühlmittelsysteme ein Thermostat. Der Thermostat arbeitet als Einweg-Ventil, das den Durchfluss zu dem Kühler blockiert oder zulässt. 2 des U.S. Patents Nr. 4,545,333 zeigt ein typisches Thermostat nach dem Stand der Technik, das Kühlmittelsysteme steuert. Die meisten Kühlmittelsysteme nach Stand der Technik verwenden Thermostaten eines Wachskügelchentyps oder Bimetall-Spulentyps. Diese Thermostate sind unabhängige Vorrichtungen, die sich entsprechend den vorkalibrierten Temperaturwerten öffnen oder schließen.
  • Praktische Konstruktionszwänge begrenzen die Möglichkeit des Kühlmittelsystems, sich an einen weiten Bereich von Betriebsumgebungen anzupassen. Zum Beispiel ist die Wärmeabführkapazität durch die Größe des Kühlers sowie durch das Volumen und die Geschwindigkeit des Kühlmitteldurchflusses begrenzt. Der Zustand der unabhängigen Thermostate eines Wachskügelchentyps oder Bimetall-Spulentyps nach dem Stand der Technik wird allein durch die Temperatur des Kühlmittels gesteuert. Somit können andere Faktoren, wie beispielsweise Umgebungslufttemperatur, bei der Einstellung des Zustandes eines solchen Thermostates nicht in Betracht gezogen werden. In dem Stand der Technik wurden zahlreiche Vorschläge dargelegt, um das Kühlmittelsystem sorgfältiger an die Erfordernisse des Kraftfahrzeuges anzupassen und gegenüber den relativ unflexiblen Thermostaten nach dem Stand der Technik zu bessern.
  • U.S. Patent Nr. 5,121,714 offenbarte ein System zum Einleiten von Kühlmittel in den Motor in zwei verschiedenen Strömen, wenn die Öltemperatur oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Ein Strom fließt durch den Zylinderkopf und der andere Strom fließt durch den Zylinderblock. Wenn die Öltemperatur unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt, sperrt ein Durchfluss-Steuerventil den Strom durch den Zylinderblock ab. Das Durchfluss-Steuerventil ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) verbunden. Die ECU sendet Steuersignale an das Durchfluss-Steuerventil und an andere Komponenten des Motorkühlmittelsys tems. U.S. Patent Nr. 5,121,714 verwendet ebenfalls ein typisches Thermostatventil 108 nach dem Stand der Technik zur Führung des Kühlmittelfluids durch einen Kühler, wenn seine Temperatur oberhalb eines vorgewählten Wertes liegt. Dieses Patent beschreibt ebenfalls, dass der Thermostatventil durch ein elektrisch gesteuertes Ventil ersetzt werden kann, obwohl keine spezifischen Beispiele offenbart werden.
  • U.S. Patent Nr. 4,744,336 offenbart ein Durchfluss-Steuerventil eines Typs mit elektromagnetisch bewegtem Kolben zum stufenlosen Verändern des Kühlmittel-Durchflusses in ein servogesteuertes Ventil. Die Elektromagnete empfangen Impulssignale von einer elektronischen Steuereinheit (ECU). Die ECU erhält Eingangssignale von Sensoren, die Umgebungsluft, Kühlmitteltemperatur am Motoreingang und Motorausgang, Verbrennungstemperatur, Druck in der Ansaugleitung und Heizvorrichtungstemperatur messen.
  • Das Ziel aller Motorkühlungssysteme ist, die innere Motortemperatur so nah als möglich an einem vorbestimmten Wert zu halten. Da die Motorkühlmitteltemperatur allgemein einer inneren Motortemperatur folgt, gibt es den Ansatz nach dem Stand der Technik zur Steuerung einer inneren Motortemperatursteuerung, die Motorkühlmitteltemperatur zu steuern. Viele Probleme entstehen durch diesen Ansatz. Zum Beispiel kann ein plötzlicher Lastanstieg an einem Motor die innere Motortemperatur signifikant über den optimalen Wert ansteigen lassen, bevor die Kühlmitteltemperatur auf diese Tatsache reagiert. Wenn sich der Thermostat gerade vor dem plötzlichen Lastanstieg in dem geschlossenen Zustand befindet, wird die zusätzliche Verzögerung durch Öffnen die Zeitdauer verlängern, in der Motor unnötigerweise überhitzt ist.
  • Andere Probleme erscheinen während eines Anfahrens oder Aufwärmens eines Motors. Während dieser Zeitdauer wächst die Kühlmitteltemperatur rascher als die innere Motortemperatur an. Da der Thermostat durch die Kühlmitteltemperatur betätigt wird, öffnet es häufig, bevor die innere Motortemperatur ihren vorbestimmten Wert erreicht hat, wodurch das Kühlmittel in dem Wasser-Kühlmantel veranlasst wird, den Motor vorzeitig zu kühlen. Noch andere Szenarien existieren, wo die Motorkühlmitteltemperatur nicht hinreichend geregelt werden kann, um die gewünschte innere Motortemperatur herbeizuführen.
  • Wenn die innere Motortemperatur nicht bei einem optimalen Wert gehalten wird, wird das Motoröl ebenfalls nicht bei einer optimalen Temperatur sein. Die Lebensdauer eines Motoröls ist weitgehend von Abnutzungsbedingungen abhängig. Die Lebensdauer eines Motoröles wird signifikant verkürzt, wenn ein Motor entweder zu kalt oder zu heiß läuft. Wie oben erwähnt, wird ein kaltlaufender Motor eine weniger vollständige Verbrennung in der Motorverbrennungskammer aufweisen und rascher Ablagerungen als ein heißlaufender Motor aufbauen. Die Ablagerungen verunreinigen das Öl. Ein heißlaufender Motor wird das Öl vorzeitig aufspalten. Somit sind häufigere Ölwechsel notwendig, wenn die innere Motortemperatur nicht durchweg an ihrem optimalen Wert gehalten wird.
  • Kühlsysteme nach dem Stand der Technik ziehen ebenfalls nicht die Tatsache in Betracht, dass sich die optimale Öltemperatur mit der Umgebungslufttemperatur ändert. Wenn die Umgebungslufttemperatur absinkt, verlieren die inneren Motorkomponenten rascher Wärme an die Umgebung und es tritt durch Zuführungsluft eine vergrößerte Kühlwirkung auf die inneren Motorkomponenten auf. Um diese Wirkung zu berechnen und so die inneren Motorkomponenten bei einer optimalen Betriebstemperatur zu halten, sollte das Motoröl bei kalten Umgebungslufttemperaturen heißer als bei heißen Umgebungslufttemperaturen sein. Gegenwärtige Kühlsysteme nach dem Stand der Technik können diesen Unterschied nicht in Betracht ziehen, weil das Kühlsystem nur auf eine Kühlmitteltemperatur anspricht.
  • Zusammenfassend ist der Ansatz nach dem Stand der Technik, eine Kühlmitteltemperatur zu verwenden, um die innere Motortemperatur zu steuern, grob und ungenau. Demgemäß gibt es trotz der großen Anzahl an vorgeschlagenen Ideen, die Durchführung eines Motorkühlsystems zu verbessern, noch einen Bedarf an einem Kühlsystem, das seine Leistung wirkungsvoller an die augenblicklichen Bedürfnisse des Motors anpasst, während es nach wie vor die Vielzahl anderer, oben erwähnten Funktionen, die von dem Kühlsystem verlangt werden, erfüllt. Es gibt insbesondere ein Bedarf an einem System und einer Technik zur Steuerung des Zustandes eines oder mehrerer Durchfluss-Steuerventile in Motorkühlsystemen in Hinsicht auf vorbestimmte Motor- und Umgebungstemperaturbedingungen, einschließlich der tatsächlichen inneren Motortemperatur. Die vorliegende Erfindung befriedigt diesen Bedarf.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen dieser Beschreibung definiert, zu denen nun der Bezug gemacht werden soll. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte, aber optionale Eigenschaften der Erfindung. So ist die vorliegende Erfindung ein Temperatursteuersystem in einem flüssigkeitsgekühlten Innenverbrennungsmotor, der mit einem Kühler ausgestattet ist, welches den Zustand des Durchfluss-/ Steuerventils zur Steuerung des Flusses des Temperatursteuerfluids durch einen Durchgang in den Motor steuert. Ein Sensor ermittelt eine Temperatur, die auf die Motoröltemperatur hinweist. Ein anderer Sensor ermittelt die Temperatur des Temperatursteuerfluids. Ein Motorcomputer empfängt Signale von den Sensoren. In einer Ausbildung vergleicht der Motorcomputer das Signal der Motoröltemperatur mit einem vorbestimmten Wert, um eine Betätigung des Ventils zu steuern.
  • In einer anderen Ausbildung vergleicht der Motorcomputer das Signal der Motoröltemperatur mit einem vorbestimmten Motoröltemperaturwert. Der Motorcomputer stellt, basierend auf dem Vergleich des Signales der Motoröltemperatur mit dem vorbestimmten Motoröltemperaturwert, einen vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ein. Der Computer vergleicht dann das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids mit der eingestellten Temperatur des Temperatursteuerfluids. Der Motorcomputer bewegt, basierend auf dem Vergleich des Temperatursignales des Temperatursteuerfluids mit der eingestellten Temperatur des Temperatursteuerfluids, das Durchfluss-Steuerventil.
  • Der vorbestimmte Wert der Motoröltemperatur und ein vorbestimmter Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ändern sich bevorzugt mit der Umgebungsluft. Demgemäss bestimmt der Motorcomputer den vorbestimmten Wert durch Vergleichen der erfassten Umgebungslufttemperatur mit einem oder mehrerer Sätze von Werten, die eine Kurve definieren.
  • Die vorhergehenden und andere Zieleigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher im Lichte der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausbildungen, wie in den begleitenden Zeichnungen erläutert wird.
  • Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
  • Zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung wird in den Zeichnungen eine Form gezeigt, die zur Zeit bevorzugt wird; es versteht sich jedoch, dass diese Erfindung nicht durch die gezeigten genauen Anordnungen und Ausrüstungen begrenzt wird.
  • 1 ist eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines hydraulisch betriebenen elektronischen Motortemperatur-/ Steuerventils zur Steuerung des Durchflusses eines Temperatursteuerfluids in einem Motor.
  • 2 ist eine geschnittene Seitenansicht des Ventils in 1, die entlang einer Linie 2-2 in 1 entnommen ist.
  • 3 ist eine weitere geschnittene Seitenansicht des Ventils in 1, die entlang einer Linie 3-3 in 1 entnommen ist.
  • 4 ist noch eine andere geschnittene Seitenansicht des Ventils in 1, die entlang einer Linie 4-4 in
  • 1 entnommen ist.
  • 5 ist eine horizontale Schnittansicht des Ventils in den 1 und 2, die entlang einer Linie 5-5 in 2 entnommen ist.
  • 6 ist eine schematische Ansicht des Ventils in 1, das mit Teilen eines Motors verbunden ist.
  • 7 ist eine geschnittene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines in einer ersten Stellung dargestellten Multifunktionsventils, das den Durchfluss von Temperatursteuerfluid zu mehreren Teilen eines Motors steuert.
  • 8 ist eine geschnittene Seitenansicht des Multifunktionsventiles von 7, das in einer zweiten Stellung dargestellt ist.
  • 9 ist eine geschnittene Seitenansicht eines hydraulisch betriebenen elektronischen Motortemperatur-Steuerventils eines Kolbentyps zur Steuerung des Durchflusses von Temperatursteuerfluid in einem Motor.
  • 12 ist eine Endansicht des Ventils in 11.
  • 13A ist eine vergrößerte Ansicht einer stationären Stangenabdichtung, die in der in 7 gezeigten Ausbildung der Erfindung verwendet wird.
  • 13B ist eine vergrößerte Ansicht eines Dichtungsverschlusses, der in der in 7 gezeigten Ausbildung der Erfindung angewandt wird.
  • 14A ist eine schematische Darstellung einer Ausbildung des Temperatursteuersystems in Hinsicht auf die vorliegende Erfindung, wobei das Temperatursteuerventil in einem GM 3800 V6 querliegenden Innenverbrennungsmotor während eines normalen Betriebes eingesetzt wird.
  • 14B ist eine schematische Darstellung des Temperatursteuersystems aus 14A während der Aufwärmphase.
  • 14C ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausbildung des Temperatursteuersystems der vorliegenden Erfindung, wobei das neuartige EETC-Ventil eingesetzt wird, um den Durchfluss zu dem Kühler in einem GM 3800 V6 querliegenden Innenverbrennungsmotor während der Aufwärmphase zu steuern.
  • 14D ist eine schematische Darstellung der zweiten Ausbildung des Temperatursteuersystems aus 14C während eines Normalbetriebes, wobei ein Teil des TCF dem Kühler zufließend und ein Teil durch die Ansaugleitung und die Ölwanne fließend gezeigt wird.
  • 14E ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausbildung des Temperatursteuersystems der vorliegenden Erfindung, wobei ein Fernabsperrventil (wie in 8 und 33 gezeigt) in einem GM 3800 V6 querliegenden Innenverbrennungsmotor während eines normalen Betriebes eingesetzt wird.
  • 14F ist eine schematische Darstellung der dritten Ausbildung des Temperatursteuersystems von 14E während eines normalen Betriebes, wobei das TCF zu dem Kühler strömend gezeigt wird.
  • 15 ist eine Explosionsansicht eines Teils des Ventils in 2, eine bevorzugte Ausbildung einer Membran und ihrer Befestigung an dem Ventilgehäuse zeigend.
  • 16A und 16B sind Schnittansichten eines Hydraulikfluidinjektors, der zur Steuerung des Zustandes oder Stellung der Ventile in der Erfindung geeignet ist.
  • 16C ist eine Schnittansicht eines alternativen Typs eines Hydraulikfluidinjektors, der zur Steuerung des Zustandes oder der Stellung der Ventile in der Erfindung geeignet ist.
  • 17 ist ein Blockschaltbild der Verbindungen zu und von einem Motorcomputer zur Steuerung des Zustandes oder Stellung der Ventile in der Erfindung.
  • 18 ist eine schematische Seitenansicht eines Motorblocks, wobei ein Durchgang für ein Temperatursteuerfluid durch den Motorblock zu einer Ölwanne zur Anwendung mit dem in 7 gezeigten Ventil gezeigt wird.
  • 19 und 20 sind graphische Darstellungen, die den Zustand eines Ventils bei ausgewählten Temperaturen des Temperatursteuerfluids und der Umgebungsluft in einem verbesserten System zeigen.
  • 21 ist eine graphische Darstellung, die den Zustand eines Thermostates eines Wachskügelchentyps oder eines Bimetall-Spulentyps nach Stand der Technik bei denselben ausgewählten Temperaturen des Temperatursteuerfluids und der Umgebungsluft der Temperaturen wie in 19 und 20 zeigen.
  • 22A und 22B sind graphische Darstellungen, die den Zustand einer Mehrzahl von Ventilen bei ausgewählten Temperaturen des Temperatursteuerfluids und der Umgebungsluft in einem verbesserten System zeigen.
  • 23 ist eine graphische Darstellung, die die tatsächliche Temperatur des Temperatursteuerfluids bei einer Steuerung der Vielzahl von Ventilen in Hinsicht auf in 22A gemäß dem Schema aus 22A zeigt, welche mit der tatsächlichen Temperatur eines Motorkühlmittels verglichen wird, wenn ein Thermostat nach Stand der Technik verwendet und gemäß dem Schema aus 21 gesteuert wird.
  • 24 ist eine graphische Darstellung, die den Zustand eines Ventils in der Erfindung bei ausgewählten Temperaturen des Temperatursteuerfluids und der Umgebungsluft für normale (niedrige) Motorlastbedingungen und hoher Motorlastbedingungen zeigt.
  • 25 zeigt ein Diagramm der optimalen Motoröltemperatur bei ausgewählten Umgebungslufttemperaturen.
  • 26 ist eine graphische Darstellung, die den Zustand eines Ventils in der Erfindung bei ausgewählten Temperaturen des Temperatursteuerfluids und der Umgebungsluft für normale (niedrige) Motorlastbedingungen und während des Hochfahrens/Aufwärmen zeigt.
  • 27 ist ein Ablaufdiagramm, das ein System zum Bestimmen von Ventilzuständen zeigt, basierend auf vielfältige in 24 und 26 gezeigten Motorbetriebsbedingungen.
  • 28 ist ein Blockschaltbild der Verbindungen zu und von einem Motorcomputer zur Steuerung des Zustandes oder der Stellung der Ventile in der Erfindung gemäß den vielfältigen in 24 und 26 gezeigten Motorbetriebsbedingungen.
  • 29 ist eine graphische Darstellung der tatsächlichen Motoröltemperatur bei ausgewählten Umgebungslufttemperaturen, wenn die Erfindung in 24 bis 28 angewandt wird.
  • 30 zeigt eine Tendenzlinie der Temperatur des Temperatursteuerfluids und der Motoröltemperatur während eines Fahrzeugbetriebes, wenn die Erfindung in 24 bis 28 angewandt wird.
  • 31A ist eine idealisierte schematische Ansicht der Durchflusspfade des Temperatursteuerfluids durch einen Motor während eines Aufwärmens, der die Ansaugleitung und die Ölwanne enthält.
  • 31B ist eine idealisierte schematische Darstellung der Durchflusspfade des Temperatursteuerfluids durch einen Motor, der die Ansaugleitung und die Ölwanne enthält, während eines Normalbetriebes mit dem teilweise offenen EETC-Ventil.
  • 32A ist eine idealisierte schematische Darstellung einer zweiten Ausbildung, die die Durchflusspfade des Temperatursteuerfluids durch einen Motor während des Aufwärmens zeigt, der die Ansaugleistung und die Ölwanne enthält.
  • 32B ist eine idealisierte schematische Ansicht einer zweiten Ausbildung von 32A, die die Durchflusspfade des Temperatursteuerfluids während eines Normalbetriebes zeigt.
  • 33 ist eine schematische Schnittansicht eines Motorblocks, ein Drossel/Absperr-Durchfluss-Steuerventile gemäß der Erfindung aufweisend.
  • 34 ist eine geschnittene Seitenansicht des Drossel/Absperr -Ventiles, das an einem Fluiddurchgang befestigt ist.
  • 35 ist eine Explosionsansicht der Teile des Drossel/Absperr -Ventiles in 34.
  • 36 ist eine Schnittansicht des Drossel/Absperr- Ventiles in 34, welche entlang einer Linie 36-36 in 34 entnommen ist.
  • 37 ist eine Schnittansicht des Drossel/Absperr -Ventiles in 34, welche entlang einer Linie 37-37 in 34 entnommen ist.
  • 38 ist eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausbildung des Drossel/Absperr -Ventiles in seiner Umgebung zur simultanen Steuerung des Fluiddurchflusses in zwei unterschiedlichen Durchgängen.
  • 39 ist eine schematische Schnittansicht des Wasserkühlmantels in einem Motorblock, welche zeigt, wie das Drossel/Absperr-Ventil einen Fluiddurchfluss in inneren und äußeren Durchgängen des Wasserkühlmantels steuert.
  • 40 ist eine schematische Ansicht des Kühlmittelkreislauf-Durchflusspfades durch einen Motor nach dem Stand der Technik, bei einem geschlossenen Thermostat.
  • 41 ist eine idealisierte schematische Ansicht des Kühlmittelkreislauf-Durchflusspfades durch einen Motor nach dem Stand der Technik bei einem geöffneten Thermostat.
  • 42 ist eine tatsächliche schematische Ansicht eines Kühlmittelkreislauf-Durchflusspfades durch einen Motor nach dem Stand der Technik bei einem geöffneten Thermostat.
  • 43 ist eine geschnittene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Vielfunktionsventils, dass den Durchfluss von Temperatursteuerfluid zu vielfachen Teilen eines Motors steuert.
  • 44A ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausbildung des Temperatursteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Innenverbrennungsmotor, der einen Beipass-Wasserkühlmantel zur Unterstützung beim Aufwärmen eines Motors enthält.
  • 44B ist eine schematische Darstellung des in 44A gezeigten Temperatursteuersystems während eines Normalbetriebes.
  • 45A ist eine graphische Darstellung eines Verfahrens zum Einstellen der Temperaturkomponenten des Temperatursteuerfluids.
  • 45B ist eine graphische Darstellung des Ergebnisses der Einstellung der Temperatursteuerkurve, um den Motorbedingungen Rechnung zu tragen.
  • 45C ist eine graphische Darstellung eines anderen Verfahrens zur Einstellung der Temperaturkomponenten des Temperatursteuerfluids.
  • 46 ist eine empirische Kurve, die die tatsächliche Motoröltemperatur und die Temperatur des Temperatursteuerfluids über eine Zeitperiode zeigt, während der der Motor veränderten Lastbedingungen ausgesetzt war.
  • 47 ist ein tatsächliches Diagramm der Daten, die auf einem GM 3800 V6-Motor während des Experimentierens mit variierenden Lastbedingungen erzeugt wurden.
  • 48 ist eine graphische Darstellung einer alternativen Ausbildung der vorliegenden Erfindung, wobei eine konstante gewünschte Öltemperatur eingesetzt wird.
  • 49 ist eine Darstellung eines elektronisch unterstützten Thermostates zum Einsatz in ein Temperatursteuersystem.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausbildung
  • Während die Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausbildung beschrieben werden wird, wird es selbstverständlich sein, dass nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese Ausbildung zu begrenzen. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abzudecken wie sie innerhalb des Gedankens und des Bereichs der durch die angefügten Ansprüche definierte Erfindung, enthalten sein können.
  • Hierbei wird eine bestimmte Terminologie nur aus Gründen der Zweckmäßigkeit verwendet und nicht als eine Begrenzung der Erfindung genommen. Insbesondere Ausdrücke wie zum Beispiel „obere" untere" links" rechts" horizontal" vertikal" „aufwärts" und „abwärts" beschreiben lediglich den Aufbau, der in den Figuren gezeigt wird. Die Ventile und zugehörigen Komponenten können in der Tat in jeder Richtung ausgerichtet sein. Während zum Beispiel ein vertikal ausgerichteter Kühler in den Figuren dargestellt ist, fällt ein horizontal ausgerichteter Kühler genauso gut innerhalb des Bereiches der Erfindung.
  • In den Zeichnungen sind Geräte dargestellt, die die bevorzugten Ausbildungen des neuen elektronischen Motortemperatur-Steuerventils beschreiben.
  • 1 zeigt eine Aufsicht eines elektronischen Motortemperatur-Steuerventils 10 (hiernach „EETC-Ventil 10" genannt), wie es an einem Motortemperatur-Steuerfluiddurchgang 12 angebracht erscheinen würde. (Nur ein Abschnitt des Durchgangs 12 ist in dieser Ansicht sichtbar.) Das EETC-Ventil 10 ist an dem Durchgang 12 durch Befestigungsbolzen 14 angebracht. Das EETC-Ventil 10 enthält zwei Haupt-Unterkomponenten, ein Ventilmechanismus 16 und ein Paar elektromagnetisch betätigter hydraulischer Fluidinjektoren 18 und 20. Der Injektor 18 ist ein Fluideinlassventil und der Injektor 20 ist ein Fluidauslassventil. In Wirklichkeit sind die Injektoren 18, 20 Einweg-Durchflussventile. Die Ansicht in 1 zeigt Teilbauteile des Ventilgehäuses einschließlich des Gehäuses 22 des Ventilmechanismus 16 und der Gehäuse 24 und 26 des jeweiligen Hydraulikfluidinjektors 18 und 20. Das EETC-Ventil 10 enthält auch einen Fluiddrucksensor 28, der durch ein Einsatzstück 30 hindurch an dem Ventilgehäuse befestigt ist. In der bevorzugten Ausbildung ist das Einsatzstück 30 ein Anschlussstück aus Messing.
  • Ebenfalls sichtbar in 1 sind elektrische Anschlüsse 32, 34 sowie Fluideinlass- und Auslassrohre 36, 38, die den jeweiligen Fluidinjektoren 18 und 20 zugeordnet sind. Diese Rohre sind an jeweils feste Rohre angeschlossen, die durch Einsatzstücke 30 in das Ventilgehäuse hineingeführt sind. Diese Einsatzstücke 30 sind in dieser Ansicht nicht sichtbar. Das Einsatzstück 30 jedoch, das dem Einlassrohr 36 zugeordnet ist, ist in 30 sichtbar. Das Einlassrohr 36 ist mit einer Quelle mit einem unter Druck stehenden Hydraulikfluid, beispielsweise Motorschmieröl, verbunden. Das Auslassrohr 38 ist mit einem unter niedrigem Druck stehenden Reservoir für Hydraulikfluid, wie beispielsweise eine Motor-/Schmierölwanne, verbunden. Jeder der elektrischen Anschlüsse 32, 34 ist mit einem Ende mit einem Elektromagnet innerhalb des jeweiligen Fluidinjektors (nicht dargestellt) und mit seinem anderen Ende mit einer einen Computer enthaltende, elektronische Motorsteuereinheit (ECU) verbunden (nicht dargestellt).
  • 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer Version des EETC-Ventils 10, welche entlang der Linie 2-2 in 1 entnommen ist. In dieser Version ist das EETC-Ventil 10 ein hydraulisch betätigtes Membranventil 40. Das Membranventil 40 bewegt sich innerhalb des Ventilgehäuses 22 entlang einer Achse A zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand oder Stellung hin und her. Die durchgezogenen Linien in 2 zeigen das Ventil 40 in der ersten Stellung, die mit dem „geschlossenen" Zustand des Ventils in Verbindung gebracht wird. 2 zeigt auch die zweite Stellung des Ventils in einer Phantomdarstellung, die mit dem „geöffneten" Zustand des Ventils in Verbindung gebracht wird. In der ersten „geschlossenen" Stellung verhindert das Ventil 40 den Durchfluss von Temperatursteuerfluid (im folgenden „TCF" genannt) durch die Durchgangsöffnung 42. In der zweiten „geöffneten" Stellung lässt das Ventil 40 einen Fluiddurchfluss durch die Öffnung 42 zu. Die Öffnung 42 führt zu dem Motorkühler (nicht gezeigt). Ebenfalls sichtbar in 2 ist der elektrische Anschluss 34 und das Auslassrohr 38, in Verbindung gebracht mit dem Elektromagneten 20 zugeordnet ist, dem Fluiddrucksensor 28 und einem der Befestigungsbolzen 14.
  • Das Temperatursteuerfluid (TCF), auf das hier Bezug genommen wird, ist in der Technik typischerweise als „Kühlmittel" bekannt. Kühlmittel ist eine Substanz, gewöhnlich ein Fluid, das zur Kühlung irgendeines Teiles eines Reaktors, in dem Wärme erzeugt wird, verwandt wird. Wie jedoch weiter unten beschrieben werden wird, führt das TCF nicht nur Wärmeenergie von den Motorkomponenten ab, sondern wird auch in bestimmten Ausbildungen eingesetzt, um bestimmten Motorkomponenten Wärmeenergie zuzuführen. Somit ist das TCF mehr als bloß ein Kühlmittel. Während sich der hier zitierte Stand der Technik gleichermaßen auf Motorkühlsysteme bezieht, verwendet hier die vorliegende Erfindung sein einziges Ventil (seine einzigen Ventile) in einem Motortemperatursteuersystem, wobei es beides, Kühl- und Heizfunktionen hinsichtlich der Motorkomponenten, aufweist.
  • Wieder zur 2 gewandt, bewegt sich das Ventil 40 innerhalb des Gehäuses 22 des Ventilmechanismus hin und her. Das Gehäuse 22 ist aus einem Grundkörper 44 und einem Deckel 46 aufgebaut, die durch eine Bandklemme oder Klammer 48 zusammengehalten werden. Der Grundkörper 44 enthält eine im Allgemeinen horizontale Trennwand 50, die den Grundkörper 44 in ein oberes Fach 52 und ein unteres Fach 54 teilt. (Es soll erkannt werden, dass die Trennwand 50 eine im Allgemeinen zylindrische Scheibe mit drei Dimensionen ist.) Die Mitte der Trennscheibe oder -Wand 50 hat eine kreisförmige Bohrung um einen Durchtritt eines sich hin und her bewegenden Ventilschaftes oder -Stange hierdurch zuzulassen, wie weiter unten beschrieben wird. Eine zylindrische Manschette 56 erstreckt sich von der inneren Kante der Trennwand 50 vertikal nach oben und nach unten, wodurch sie genau mit dem äußeren Umfang der kreisförmigen Bohrung übereinstimmt. Die Manschette 56 bildet mit der Trennwand 50 eine Einheit. Das untere Ende des unteren Faches 54 führt zu der Öffnung 42.
  • Wie oben erwähnt, bewegt sich das Ventil 40 zwischen einer ersten „geschlossenen" Stellung, in der das Ventil einen Durchfluss von TCF durch eine Durchgangsöffnung 42 verhindert, und einer zweiten „geöffneten" Stellung, in der das Ventil 40 einen Fluiddurchfluss durch die Öffnung 42 zulässt. Wenn das Ventil 40 „geschlossen" ist, lässt die Wasserpumpe das TCF nur durch den Wasserkühlmantel des Motorblocks zirkulieren. Wenn sich die Heiz- oder Entfrostungsvorrichtung in Betrieb befindet, zirkuliert das Fluid auch durch einen Wärmetauscher für die Heizvorrichtung des Fahrgastraumes, die typischerweise als Heizkern ausgebildet ist. Wenn das Ventil 40 „geöffnet" ist, fließt der größte Teil des TCF durch den Kühler, bevor es durch den Wasserkühlmantel des Motorblocks und dem Wärmetauscher der Heizvorrichtung zirkuliert.
  • So arbeitet das Ventil 40 in der Ausbildung der Erfindung, die in 2 gezeigt ist, in ähnlicher Weise wie ein Wachskügelchenthermostat nach dem Stand der Technik. Jedoch, anders als das auf eine feste Temperatur eingestellte Wachskügelchenthermostat, ist das Ventil 40 elektronisch gesteuert und kann somit entsprechend einem Steuersignal des Computers, das an spezifische Betriebsbedingungen und Umgebungsbedingungen angepasst ist, geöffnet und geschlossen werden.
  • Das Membranventil 40 enthält eine obere Kammer 58, eine Membran 60, eine Platte 62, eine untere Kammer 64, einen Schaft oder eine Stange 66, ein Ventilbauteil 68 und eine Rückholfeder 70. Die Membran 60, Platte 62 und Feder 70 sind in dem oberen Fach 52 des Gehäuses des Grundkörpers angeordnet. Die Membran 60 trennt das obere Fach 52 des Gehäuses des Grundkörpers in die obere und die untere Kammer 58, 64. Die Feder 70 sitzt auf einer Seite gegen eine untere Oberfläche der Platte 62 und auf der anderen Seite gegen eine obere Oberfläche der Trennwand 50 des Gehäuses des Grundkörpers. Die Stange 66 sitzt ebenfalls auf einer Seite gegen die untere Oberfläche der Platte 62 und erstreckt sich durch das obere und das untere Fach 52, 54 des Gehäuses des Grundkörpers. Die Membran 60 ist mechanisch durch die Platte 62 und die Stange 66 mit dem Ventilbauteil 68 verbunden. Die Stellung der Membran 60 wird somit durch die Platte 62 und die Stange 66 auf das Ventilbauteil 68 übertragen, wodurch das Ventilbauteil 68 veranlasst wird, sich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung hin- und her zu bewegen, wie jeweils in durchgezogene Linien und in Phantomdarstellungen gezeigt ist.
  • Der untere Kammerteil des Grundkörpers 44 enthält eine Entlüftungsöffnung 72, um hierdurch Luft in die untere Kammer 64 abzuführen und wiedereinzuführen, wenn das Membranventil 40 zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung bewegt wird. Ein radialer O-Ring 74 verhindert, dass Hydraulikfluid aus dem Durchtritt 76 austritt.
  • Das Ventil 40 enthält ebenfalls eine Flanschdichtung 78 um die Peripherie der Öffnung 42 herum, um es dem Ventilbauteil 68 zu ermöglichen, den Durchfluss durch die Öffnung 42 abzusperren, wenn das Ventil 40 sich in seiner ersten Stellung befindet. In der bevorzugten Ausbildung der Erfindung dient die Flanschdichtung 78 ebenfalls als Ventilsitz für das Ventilbauteil 68. Die Flanschdichtung 78 ist im Allgemeinen im vertikalen Querschnitt quadratförmig, wenn auch andere Formen durch die Erfindung in Erwägung gezogen werden. Ein bevorzugter Typ eines Flanschdichtungswerkstoffes ist Viton®, hergestellt durch E. I. Du Pont De Nemours & Co., Wilmington, DE. Ein O-Ring 80 ist innerhalb des äußeren Umfanges der Stange 80 angeordnet, um zu verhindern, dass TCF in das untere Fach 54 in die untere Kammer 64 des Ventils eindringt.
  • In der bevorzugten Ausbildung der Erfindung besitzt die Membran 60 spezielle Eigenschaften, die es ermöglichen, dass sie leichter sehr hohen Drücken standhält. Einzelheiten der Membran 60 sind ausführlicher erörtert unter Bezug auf 15.
  • Die obere Kammer 58 des Membranventils steht in Fluidverbindung mit dem Hydraulikfluiddurchgang 82 durch eine Öffnung 84 dazwischen. Der Fluiddurchgang 82 steht in Fluidverbindung mit dem Auslass des Hydraulikfluidinjektors 18 und dem Einlass des Hydraulikfluidinjektors 20 durch den Durchgang 76, wie am bes ten in 4 gezeigt ist. Der Fluiddurchgang steht ebenfalls in Fluidverbindung mit dem Fluiddrucksensor 28, um zu ermöglichen, dass der Druck in dem Durchgang zur Steuerung des Ventilzustandes überwacht wird. Membranventile dieser Größe, die zum Einbau in einen Motorfluiddurchgang geeignet sind, können typischerweise Drücken im Bereich von 200 psi (1378,8 kPa) standhalten. Die Membranfestigkeit ist typischerweise die erste Komponente, um durch einen übermäßig hohen Druck zu versagen. Die Überwachung des Druckes hilft sicherzustellen, dass Drücke nicht solche Werte übersteigen, die die Ventilkomponenten sicher bewältigen können.
  • Ein Warnsystem kann eingebaut werden, welches ein Signal von dem Drucksensor 28 zu der ECU sendet würde, wenn der Druck eine vorbestimmte Grenze überschreitet oder darunter fällt, wie wenn dort ein Verlust an hydraulischem Druck auftritt. Die ECU könnte dann eine geeignete Warnung anzeigen. Zusätzlich könnte ein Überdrehmechanismus, wie eine elektro-mechanische Vorrichtung, aktiviert werden, um das EETC-Ventil in der geöffneten Stellung zu schließen, wodurch der Durchfluss zu dem Kühler während eines Ventilversagens erhalten bleibt.
  • In der bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist die Membran bestimmte Eigenschaften auf, um zu ermöglichen, dass sie einer Umgebung mit hohem Druck besser standhalten kann. 15 zeigt eine bevorzugte Membran und eine Explosionsansicht der bevorzugten Art, in welcher die Membran in dem Gehäuse des Membranventilmechanismus befestigt ist, um die besten Resultate unter hohem Druck zu erzielen.
  • Ungleich Membranventilen nach dem Stand der Technik, wie in dem U.S. Patent Nr. 4,484,541 beschrieben, welche durch Zuführen und Wegnehmen eines Vakuums zu und von einer oberen Kammer aktiviert und deaktiviert werden, wird das hier offenbarte Membranventil 40 bevorzugt durch Druckbeaufschlagung und Druckherabsetzung der oberen Kammer 58 mit einem hydraulischen Fluid betätigt. Ein Hydraulikfluidsystem hat zahlreiche Vorteile ge genüber einem vakuumbetätigten System einschließlich einer geringeren Empfindlichkeit gegenüber Temperaturextremen sowie eine gesteigerte Genauigkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Dies sind außerordentliche Überlegungen, da das EETC-System unter einer Vielzahl von extremen Bedingungen, beides umwelt- und physikalische, arbeiten muss. Demgemäss ist eine verlässliche Energiequelle erforderlich und eine der verlässlichsten Quellen an hydraulischem Fluid in einem Motor ist mit Druck beaufschlagtes Motoröl.
  • Der interne Motorkreislauf von EETC arbeitet im Allgemeinen bei höheren Temperaturen, um die Motorleistung zu optimieren. Diese höheren Temperaturen erfordern höhere Drücke (d. h. ungefähr 10 Pfund Kraft), um das EETC-Ventil zu betätigen. Standardmäßige elektro-mechanische Elektromagneten- oder Vakuumventile können unter Bedingungen des ungünstigsten Falles Betriebsprobleme erleben. Das neuartige EETC-Ventil der vorliegenden Erfindung ist ausgelegt, um die Kraft hervorzubringen, die erforderlich ist, um das Ventil zu betätigen, wenn weniger als 50% eines normalen Motoröldruckes erhältlich ist, wie wenn eine geringe Menge an Öl vorhanden ist, eine hohe Öltemperatur herrscht oder die Ölpumpe verschlissen ist. Demgemäss ist das bevorzugte Ventil für das beschriebene System das beschriebene hydraulisch bewegte EETC-Ventil.
  • Im Betrieb arbeitet das Ventil 40 in folgender Weise. Wenn der Motor arbeitet und es erwünscht ist, das Ventil 40 zu öffnen, sendet die ECU ein Steuersignal zu dem Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 18, um das Ventil des Injektors zu öffnen. Gleichzeitig sendet die ECU ein Steuersignal zu dem Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 20, um das Ventil des Injektors zu schließen, falls es nicht schon geschlossen ist. Das mit Druck beaufschlagte hydraulische Fluid fließt von dem Fluideinlassrohr 36 durch den Fluidinjektor 18, den hydraulischen Fluiddurchgang 82, die Öffnung 84 und in die obere Kammer 58 des Ventils, wo es gegen die Membran 60 und die Platte 62 getrieben wird. Wenn der Fluiddruck gegen die Membran 60 und die Platte 62 die entgegengesetzte Kraft der Rückholfeder 70 übersteigt, bewegt sich die Membran 60 nach unten, wodurch das Ventilbauteil 68 veranlasst wird, sich nach unten zu bewegen. Die obere Kammer 58 dehnt sich aus, während sich die Membran 60 und die Platte 62 nach unten bewegen. Während die obere Kammer 58 sich mit Fluid füllt, steigt der Druck in der Kammer. Wenn der Drucksensor 28 feststellt, dass der Fluiddruck eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, bewirkt er, dass die ECU einen Zeitmesser startet, der für eine vorbestimmte Zeitdauer läuft. Nachdem diese Zeit verstrichen ist, sendet die ECU ein Steuersignal an den Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 18, um das Ventil des Injektors zu schließen. Das hydraulische Fluid in der oberen Kammer 58 bleibt somit darin eingeschlossen.
  • Die vorbestimmte Druckhöhe und Zeitdauer werden empirisch bestimmt, um es dem Ventilbauteil zu ermöglichen, seine geöffnete oder zweite Stellung zu erreichen. Um eine übermäßige Aktivierung des Elektromagneten des Injektors zu vermeiden, sollte das geöffnete Injektorventil geschlossen werden, sobald das Membranventil 40 den gewünschten Zustand erreicht hat. Es wird ebenfalls ein Membranventil 40 ausgewählt, das sich immer unter geringerem Druck als dem öffnet, der in dem hydraulischen Fluidsystem herrscht, an das der Einlassfluidinjektor 18 angeschlossen ist. Um die eingeschlossenen Luft in der oberen Kammer 58 und/oder in den verbundenen Durchgängen zu entfernen, kann die ECU programmiert werden, um das Ventil des Auslass-Fluidinjektors 20 für eine kurze Zeitdauer (z. B. eine Sekunde) zu öffnen. Dies ist ähnlich der Technik zum Entlüften eines hydraulischen Bremssystem eines Fahrzeuges.
  • Wenn das hydraulische Fluid aus der oberen Kammer 58 austritt, wird der Drucksensor 28 sofort diesen Zustand erfassen. Die ECU antwortet durch erneutes Senden eines Steuersignales an den Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 18, um das Ventil des Injektors zu öffnen. Wenn der Drucksensor 28 feststellt, dass der Fluiddruck erneut die vorbestimmte Höhe erreicht, veranlasst er die ECU, einen Zeitmesser zu starten, der erneut für eine vorbestimmte Zeitdauer läuft. Nachdem diese Zeit verstrichen ist, sendet die ECU ein Steuersignal zu dem Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 18, um das Ventil des Injektors zu schließen.
  • Der Vorgang des Öffnens des EETC-Ventils durch die ECU während des Hochlaufens des Motors automatisch verzögert, bis die Quelle für den hydraulischen Fluiddruck ein Betriebswert erreicht. In einer Ausbildung der Erfindung, die ein Motorschmieröl als hydraulisches Fluid verwendet, beträgt die Verzögerungsdauer ungefähr zwei oder drei Sekunden, um eine Schmierung aller kritischen Motorkomponenten zu ermöglichen.
  • Wenn es gewünscht ist, das Ventil 40 zu schließen, werden die oben aufgeführten Schritte umgekehrt, d. h. die ECU sendet ein Steuersignal zu dem Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 18, um das Ventil des Injektors zu schließen, falls es nicht schon geschlossen ist. Gleichzeitig sendet die ECU ein Steuersignal an den Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 20, um das Ventil des Injektors zu öffnen. Das mit Druck beaufschlagte Hydraulikfluid innerhalb der oberen Kammer 58 fließt aus der oberen Kammer 58 durch die Öffnung 84, in den hydraulischen Fluiddurchgang 82, durch das offene Ventil des Hydraulikfluidinjektors 20 und in das Fluidauslassrohr 38. Das Fluidauslassrohr 38 ist mit einem Reservoir (nicht gezeigt) mit Hydraulikfluid verbunden. Sowie sich das hydraulische Fluid aus der oberen Kammer 58 entleert, drückt die eine Vorspannung erzeugende Feder 70 die Membran 60 und die Platte 62 nach oben, damit bewirkend, dass das Ventilbauteil 68 sich nach oben bewegt bis das Ventil 40 geschlossen wird. Wenn der Drucksensor 28 feststellt, dass die obere Kammer 58 nicht länger unter Druck steht, veranlasst er, dass die ECU ein Steuersignal an den Elektromagneten des Hydraulikfluidinjektors 20 sendet, um das Ventil des Injektors zu schließen.
  • Der Motor des Fahrzeuges braucht nicht betätigt zu werden, um das Ventil 40 zu schließen. Somit bleibt das Ventil 40 während einer „Motornachwärmphase" (d. h. die Zeitdauer, die nach einem Abschalten eines heißen Motors folgt) geöffnet, da das Hydraulikfluid in der oberen Kammer 58 eingeschlossen bleibt. Diese Funktion imitiert Kühlungssysteme nach dem Stand der Technik, welche einen offenen Pfad zu dem Kühler aufrecht erhalten, bis das Wachskügelchen des Thermostaten wieder erhärtet ist. Nachdem der Motor heruntergekühlt ist, veranlasst die ECU (die durch die Fahrzeugbatterie betrieben wird), dass sich das Ventil 40, wie oben beschrieben ist, schließt.
  • 3 zeigt eine andersartige geschnittene Seitenansicht der Membranversion des EETC-Ventils 10, welche entlang der Linie 3–3 in 1 entnommen wurde. Diese Ansicht zeigt klarer den vollständigen Pfad des TCF von einem von dem Wasserkühlmantel des Motorblocks führenden Durchgang, durch das Ventil 40 und zu dem Kühler. Wie weiter oben erwähnt, zirkuliert das TCF, wenn das Ventil 40 geschlossen ist, direkt in den Wasserkühlmantel des Motorblockes zurück, ohne in den Kühler umgeleitet zu werden.
  • 3 zeigt ebenfalls den Einlass-Hydraulikfluidinjektor 18 und das dorthin führende Fluideinlassrohr 36, entlang mit dem damit angegliederten Einsetzteil 30. Wie weiter oben erwähnt, besteht das Einsetzstück 30 bevorzugt aus einem Anschlussstück aus Messing. Der Durchgang 82 von dem Auslass des Ventils des Injektors zu der oberen Kammer 58 ist in dieser Ansicht nicht sichtbar, aber in 4 deutlich gezeigt wird. Die Fluidverbindung oder der Fluidpfad zwischen dem Fluideinlassrohr 36 und dem Injektor 18 ist ebenfalls nicht in dieser Ansicht sichtbar, ist aber verständlich mit Hinsicht auf 6.
  • 4 zeigt noch eine andere geschnittene Seitenansicht der Membranversion des EETC-Ventils 10, die entlang eine Linie 3-3 in 1 entnommen wurde. Diese Ansicht zeigt einen Fluiddurchgang 86 von dem Auslass des Hydraulikfluidinjektor 18 zu dem zu der Membranoberkammer 58 führenden Durchtritt und von der oberen Kammer 58 zu dem von dem Hydraulikfluidinjektor 20 führen den Durchtritt 76. Die Fluidverbindungen oder -Pfade zwischen den Fluideinlass- und Fluidauslassrohren 36, 38 und die jeweiligen Injektoren 18,20 sind in dieser Ansicht wiederum nicht sichtbar, aber verständlich mit Hinsicht auf 6.
  • 5 ist eine horizontale Schnittansicht des EETC-Ventils 10 in den 1 und 2, die entlang einer Linie 5-5 in 2 entnommen ist. Diese Ansicht zeigt mehr von der inneren Struktur der Ventilteile.
  • 6 zeigt schematisch die bevorzugte Ausbildung und zwar wie das EETC-Ventil 10 mit einer Hydraulikfluidquelle verbunden ist. In dieser Ausbildung der Erfindung ist die Hydraulikfluidquelle Motorschmieröl. In 6 ist ein Teil einer Ölwanne 94 weggeschnitten, um eine Motorschmierölpumpe 90 und ein Motorschmierölreservoir 92 in einer Ölwanne 94 zu zeigen. Wie es nach dem Stand der Technik allgemein bekannt ist, versorgt ein Auslass 96 der Ölpumpe 90 praktisch alle sich bewegenden Teile des Motors unter Druck durch Verteilerköpfe (nicht gezeigt) mit Öl. Um eine Quelle mit druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid zu dem Einlassfluidinjektor 18 bereitzustellen, ist das Fluideinlassrohr 36 mit dem Ölpumpenauslass 96 verbunden. Ein optional austauschbarer Filter 98 kann in oder unter Druck stehenden Ölleitung angeordnet sein, um sicherzustellen, dass das Öl, das zu dem Ventil 10 fließt, nicht die Injektoren verstopft. Um einen Rückflusspfad für das von dem Auslassfluidinjektor 20 austretende Hydraulikfluid bereitzustellen, ist das Fluidauslassrohr 38 mit dem Ölreservoir 92 in der Ölwanne 94 verbunden.
  • 7, 8, 13A, 13B und 15 zeigen eine andere bevorzugte Ausführungsform eines EETC-Ventils (mit der Nummer 100 bezeichnet), das gleichzeitig den Fluss an TCF zu vielen Teilen eines Motors steuert. In einer Ausführung steuert das EETC-Ventil 100 den Fluidfluss zu dem Kühler und zu der Ölwanne. Dieses EETC-Ventil wird im Detail in U.S. Patient Nr. 5,458,096 diskutiert. (Es sollte erwähnt werden, dass die vorliegende Erfindung an jeder Ausbildung des EETC-Ventils anwendbar ist. Der Einfach heit halber wird ein Bezug zu EETC-Ventil 10 und/oder 100 gemacht).
  • 14A zeigt schematisch eine Ausbildung des Temperatursteuersystems in Hinsicht zu der vorliegenden Erfindung in einem GM 3800 V6 querliegendem Verbrennungsmotor. Das System beinhaltet eine modifizierte Version des multifunktionalen EETC-Ventils 100 mit Fluidpfaden zu der Ansaugleitung und der Ölwanne. Die Fluiddurchflusspfade zu und von der Heizvorrichtung des Automobils sind in diesem vereinfachten Diagramm nicht gezeigt. Das System zeigt in 13A folgende Funktionen.
  • Wenn sich das Ventil in der zweiten Stellung (d. h. offen gegenüber einem TCF-Durchfließen zu einem Kühler, geschlossen gegenüber einem TCF-Durchfließen zu der Ansaugleitung/Ölwanne) tritt das TCF in einen TCF-Kühlmantel 200, der in einem Zylinderblock gebildet ist. Von hier aus wird es durch die Durchgänge 202' zu dem Wasserkühlmantel 202 des Zylinderkopfes geliefert. Das die Kühlmäntel 200 und 202 verlassende TCF fließt durch das EETC-Ventil 100 und wird durch den Kühlereinlassdurchtritt 208 in den Kühler 206 eingespeist. Das TCF, welches in den Kühler 206 einfließt, wird während seines Durchtrittes durch den Luftstrom von einem Kühlventilator 210 gekühlt, der an der Rückseite des Kühlers 206 angeordnet ist. Das gekühlte TCF wird zu einer TCF-Pumpe 212 (d. h. eine Wasserpumpe) durch den Kühlerauslassdurchtritt 214 geliefert. Das TCF, das zu der Pumpe 212 geliefert wird, zirkuliert erneut zu den Kühlmänteln 200 und 202.
  • 14B stellt das Temperatursteuersystem dar, wenn das Ventil 100 sich in der ersten Stellung befindet (d. h. geschlossen gegenüber einem TCF-Durchfließen zu dem Kühler, offen gegenüber einem TCF-Durchfließen zu der Ansaugleitung/Ölwanne). In dieser Ausbildung werden bevorzugt Drosseln 400 genutzt, um den Durchfluss an TCF von dem Kühlmantel 200 des Motorblocks zu dem Zylinderkopf 202 z drosseln und/oder zu verhindern. Daher wird nur eine geringe Menge des TCF, das in den Kühlmantel 200 ein tritt, zu dem Kühlmantel 202 des Zylinderkopfes geliefert (angedeutet in den Figuren durch kleine Pfeile). Die kleinere Masse an TCF in dem Zylinderkopf wird demgemäss schnell erwärmt. Mittlerweile arbeitet die begrenzte Masse an TCF in dem Wasserkühlmantel 200 des Blocks als ein Isolator, um einen Wärmeverlust zu vermeiden. Das TCF, das den Kühlmantel des Zylinderkopfes verlässt, wird durch EETC-Ventil 100 daran gehindert, in den Kühlereinlassdurchtritt 208 einzuströmen. Infolge dessen umgeht das TCF den Kühler 206 und strömt in den Kühlmantel 204 der Ansaugleitung. Von dem Kühlmantel 204 der Ansaugleitung fließt das TCF zu der Ölwanne 94 durch den Beipassdurchgang 216 und in den Wärmetauscher 218. Der Wärmetauscher 218 weist bevorzugt ein U-förmiges wärmeleitendes Rohr 220 auf, das die Wärme von dem TCF in das Öl der Ölwanne 94 übergehen lässt. Andere Rohrformen sind ebenfalls geeignet. Das TCF, dass den Wärmetauscher 218 verlässt, fließt zu der Pumpe 212 zur Rückzirkulation in den Motorblock zurück.
  • Bei kalten Temperaturumgebungen oder wenn ein Motor zuerst aufgewärmt wird, sollte das Motorschmieröl so rasch wie möglich auf seine normale Betriebstemperatur erwärmt und auf dieser Temperatur gehalten werden. Bei Kühlungssystemen nach dem Stand der Technik wird ein Motorkühlmittel nicht verwendet, um bei diesem Ziel mitzuhelfen. Systeme nach dem Stand der Technik arbeiten im Gegenteil gegen dieses Ziel, indem ein Kühlmittel sofort durch den Kühlmantel zirkuliert und Wärme von dem Motorblock und somit von dem Motoröl abzieht, damit verhindernd, dass es seine optimale Temperatur so rasch wie möglich erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung hilft, das Ziel durch die Zirkulation eines Teils des TCF durch die Ölwanne 94 zu erreichen. Da das Ventil 100 sich wahrscheinlich in der ersten Stellung befindet, wenn sich der Motor in einer kalten Temperaturumgebung befindet oder wenn er zuerst aufgewärmt wird, wird das Öl in der Ölwanne 94 warmes oder heißes TCF erhalten, wenn das Öl es am meisten benötigt. Die Wärmeenergie, die von dem warmen oder heißen TCF in das Öl übertragen wird, lässt das Öl rascher seine ideale Betriebstemperatur erreichen. Das TCF, dass zu der Ölwanne 94 umgeleitet wird, gewinnt in der Tat einiges von dem schädlichen Motorwärmeverlust, der durch die Zirkulation des TCF verursacht wird, zurück.
  • Das hier beschriebene erfindungsgemäße System erlaubt, dass, nachdem der Motor ausgestellt worden ist, das Motoröl einiges der Wärmeenergie in dem TCF zurückgewinnt. Im Kontrast dazu wird die Wärmeenergie in dem Kühlmittel in einem Kühlungssystem nach dem Stand der Technik verschwendet, indem sie in die Umgebung abgegeben wird. Da in der vorliegenden Erfindung das Ventil 100 sich nach einer Motorabkühlung immer in der ersten Stellung befindet, kann die Wärmeenergie durch Konvektion durch die Durchgänge 216 und in die Ölwanne 94 gelangen. Wenn die Umgebungslufttemperatur sehr kalt ist, kann das Ventil 100 sogar während oder nach einem Motorbetrieb in der ersten Stellung verbleiben. So wird, nachdem der Motor abgestellt ist, die konvektive Erwärmung des Motoröles fortgesetzt. Die Menge an heißem TCF hat das Potential, das Motoröl nach dem Abschalten des Motors länger warm zuhalten. Als ein Ergebnis weist die vorliegende Erfindung eine wesentliche Verbesserung in Situationen auf, in denen ein Motor häufigen An/Aus-Zyklen unterliegt, wie zum Beispiel bei Lieferfahrzeugen.
  • Wie oben erwähnt, kann das EETC-Ventil 100 in verschiedenen Ausbildungen arbeiten. Eine zweite Ausbildung nimmt das EETC-Ventil 100 auf, um den Fluidfluss durch den Kühler physikalisch zu steuern. Als eine Konsequenz, den Durchfluss zu dem Kühler zu sperren und zu erlauben, ist der Durchfluss durch die Ansaugleitung und die Ölwanne gesteuert. Dies ist schematisch in 14C und 14D dargestellt und arbeitet wie folgt. Wenn das EETC-Ventil 100 sich in einer ersten Position befindet, ist der Durchfluss zu dem Kühler blockiert und der Durchfluss durch die Ölwanne und durch die Ansaugleitung ermöglicht, (d. h. Motoraufwärmphase). Wenn das EETC-Ventil 100 sich in einer zweiten Position (14D) befindet wird der Durchfluss zu dem Kühler ermöglicht. Der Durchfluss zu der Ansaugleitung und der Ölwanne ist physikalisch nicht gedrosselt, aber der Druck von der Wasserpumpe wird bewirken, dass eine signifikante Menge des TCF durch den Kühler mit einem Minimalmengendurchfluss durch die Ansaugleitung und die Ölwanne fließt.
  • Eine dritte Ausbildung des Temperatursteuersystems wird in 14E und 14F gezeigt. Ein Ventil 300 steuert den Durchfluss an Fluid durch den Kühlmantel 204 der Ansaugleitung, welche die Ansaugleitung (nicht gezeigt) umgibt. Zu diesem Zweck kann das Ventil 300 jedes Ventil sein, das von einer ersten Stellung zu einer zweiten Stellung durch einen Hydraulikfluiddruck bewegt wird, der auf eine Ventilkammer ausgeübt wird, wobei die erste Position mit einem ungedrosselten Fluiddurchfluss durch einen zugeordneten Durchgang verknüpft ist und die zweite Stellung mit entweder einem gedrosselten oder einem blockierten Durchfluss durch den Durchgang verknüpft ist. Ein Beispiel eines Ventils 300, das geeignet für diesen Zweck ist, wird in 33–39 dieser Offenbarung beschrieben. Das Ventil 300 kann jedoch jeden Typ eines durch Hydraulikfluid bewegten Ventiles aufweisen wie ein Kolbenventil, ein Membranventil oder Ähnliches. Weiterhin, während das bevorzugte Ventil durch hydraulischen Druck betätigt wird, sind andere Betätigungsmechanismen ??? im Bereich dieser Erfindung. Der Bequemlichkeit halber ist das Ventil in direkter Nachbarschaft mit dem EETC-Ventil 100 angeordnet gezeigt. Es sollte wohl verstanden sein, dass das Ventil 300 an jedem geeigneten Ort angeordnet sein kann, um einen Durchfluss in den Kühlmantel 204 der Ansaugleitung zu drosseln und/oder zu blockieren.
  • Es ist ebenfalls beabsichtigt, dass das Temperatursteuersystem so konfiguriert sein kann, dass das EETC-Ventil 100 ebenfalls den Durchfluss an Temperatursteuerfluid zu der Ansaugleitung steuert. Wenn es erwünscht wird, das Ventil 100 in die zweite Stellung zu bewegen, fließt das unter Druck stehende Hydraulikfluid gleichzeitig entlang der Fluidauslassröhre 174 und in die Kammern (nicht gezeigt) des Durchfluss-Steuerventils 300 der Ansaugleitung. Das unter Druck stehende Fluid in dieser Kammer bewirkt, dass sich das Ventil 300 von der ersten Stellung (ungedrosselter Durchfluss) zu der zweiten Stellung (gedrosselter oder blockierter Durchfluss) bewegt.
  • Wenn es erwünscht ist, das Ventil 100 in die erste Stellung zurückzubewegen, fließt das Hydraulikfluid von Ventil 300 zurück in das EETC-Ventil 100 und durch den Auslasshydraulikfluidinjektor heraus. Auf diese Weise bestimmt der Zustand des EETC-Ventils 100 den Zustand des Ventils 300.
  • Der Zweck des Steuersystems ist, die Menge an Wärmeenergiefluss durch die Ansaugleitung zu reduzieren, wenn der Motor heiß ist. In einem typischen Innenverbrennungsmotor besitzt die Ansaugleitung eine ideale Temperatur von ungefähr 120° Fahrenheit (48.9° Celsius). In solchen Motoren existiert kein signifikanter Vorteil im Aufheizen der Ansaugleitung zu Temperaturen höher als ungefähr 130° Fahrenheit (54.5° Celsius). Tatsächlich reduzieren extrem heiße Temperaturen der Ansaugleitung die Verbrennungseffektivität. Dies kommt von der Tatsache, dass die Luft sich ausdehnt, wenn sie erhitzt wird. Wenn das Luftvolumen sich ausdehnt, vermindert sich folglich die Anzahl an Sauerstoffmolekülen pro Volumeneinheit. Da die Verbrennung Sauerstoff benötigt, vermindert eine Reduzierung des Gehaltes an Sauerstoffmolekülen in einem gegebenen Volumen die Verbrennungseffektivität. Kühlungsmäntel nach dem Stand der Technik liefern zu jedem Zeitpunkt Kühlungsmittel durch die Ansaugleitung. Wenn ein Motor heißläuft, liegt die Kühlungsmitteltemperatur typischerweise in einem Bereich von ungefähr 220–260° Fahrenheit (104.4°C–126.7° Celsius). Somit kann das Kühlungsmittel signifikant heißer sein als die ideale Temperatur der Ansaugleitung. Nichtsdestotrotz wird das Kühlungssystem nach dem Stand der Technik fortfahren, heißes Kühlungsmittel durch die Ansaugleitung zu liefern, wodurch die Ansaugleitungstemperatur in einem übermäßig hohen Bereich verbleibt.
  • Die zweite Ausbildung der hier beschriebenen Erfindung wendet das EETC-Ventil 100 an, um den Fluss an TCF durch die Ansaugleitung zu drosseln oder zu blockieren, wodurch die oben beschriebenen unerwünschten Bedingungen vermieden werden. Wenn sich das EETC-Ventil 100 in der ersten Stellung befindet, ist es wahrscheinlich, dass die Temperatur des TCF unterhalb der ist, die bewirken würde, dass die Ansaugleitung über ihre ideale Betriebstemperatur hinausgeht. Somit, wenn sich das EETC-Ventil 100 in der ersten Stellung befindet, ist ein Durchfluss an TCF durch die Ansaugleitung zugelassen. Dieses Schema funktioniert mit oder ohne Modifikation hinsichtlich des Temperatursteuerfluiddurchganges der Umleitung des Fluids zu der Ölwanne.
  • Das Ventil 300 kann stattdessen an dem Ende des Kühlmantels 204 (nicht gezeigt in den Figuren) der Ansaugleitung befestigt sein, wodurch der Durchfluss an Fluid durch den Kühlmantel 204 „totgeführt" wird. Der Begriff „totgeführt" wird hier verwendet, um den Zustand zu beschreiben, wodurch der Durchfluss an Fluid blockiert ist, aber das Fluid durch das fortwährende Pumpen von Fluid durch die Wasserpumpe des Motors noch in dem Durchtritt des Wasserkühlmantels verbleibt. Der Begriff „drosseln" wird in dieser Ausbildung verwendet, um den Zustand zu beschreiben, wodurch der Fluss an Fluid partiell blockiert ist aber ein Teil des Fluids durch das kontinuierliche Pumpen von Fluid durch die Wasserpumpe des Motors noch in den Durchtritt des Wasserkühlmantels fließt. Da Wärmeenergie primär durch den Fluss an Fluid zu- und von dem Motorblock übertragen wird, wird ein Totführen des Durchflusses fast die gleiche Wirkung wie ein Absperren des Durchflusses haben. Dies wird teilweise durch die Kühlwirkung bewirkt, die durch die Ansaugleitung strömende Luft geleistet wird, die tätig ist, um Wärme aus dem „stagnierenden" TCF in dem Wasserkühlmantel der Ansaugleitung herauszuziehen. Eine minimale Menge an konvektivem Fluidwärmefluss wird in dieser Konfiguration noch zwischen dem Kühlmantel 204 der Ansaugleitung und den Kühlmänteln 204 und 202 des Zylinderkopfes und -Blockes auftreten, da die Kanäle zwischen dem Zylinderkopf und der Ansaugleitung noch offen sind. Bevorzugter ist jedoch das Ventil 300 in dem Durchgang anzuordnen, der zu dem Anfang des Kühlmantels 204 (gezeigt in 14E und 14F) der Ansaugleitung führt, wodurch beides, ein Fluiddurchfluss durch den Kühlmantel 204 der Ansaugleitung und ein konvektiver Fluidwärmefluss zwischen Kühlmantel 204 und den Kühlmänteln 200 und 202, verhindert wird.
  • Die Anordnung in den 14A bis 14B, worin das EETC-Ventil 100 den Fluidfluss zu dem Kühler, der Ölwanne und einem Teil des Wasserkühlmantels des Motorblocks (d. h. ein Teil um die Ansaugleitung herum) steuert, erzeugt in einem weiten Bereich von Umgebuilgsluftbedingungen sowie während einer Motorerwärmung ein hochwirkungsvolles Motortemperatursteuersystem. In kalten Temperaturumgebungen und während eines Aufwärmens lässt das EETC-Ventil 100 einen Durchfluss an TCF zu der Ölwanne und der Ansaugleitung zu, wodurch bewirkt wird, dass das Motoröl und die Ansaugleitung rascher ihre idealen Betriebstemperaturen erreichen. Sebald der Motor genügend aufgewärmt ist oder wenn der Motor bei gehr hohen Umgebungslufttemperaturen arbeitet, sperrt das EETC-Ventil 100 den Fluss des TCF zu beiden, der Ölwanne und der Ansaugleitung, ab, bis weder das Öl noch die Ansaugleitung zusätzliche Energie bei einer dieser Bedingungen benötigen.
  • Das EETC-Ventil 100 kann ebenfalls den Fluss von TCF zu Abschnitten des Wasserkühlmantels des Motorblockes anders als zu dem Abschnitt um die Ansaugleitung herum steuern. Das in 14E und 14F gezeigte Ventil 300 kann alternativ angeordnet sein, um den Durchfluss durch Abschnitte des Kühlmantels 200 des Zylinderblocks oder des Kühlmantels 202 des Zylinderkopfes zu blockieren oder zu drosseln. In anderen Ausbildungen kann eine Vielzahl von Wasserkühlmantel absperrenden/drosselnden Ventilen gleichzeitig von dem Hydraulikfluidsystem des Membranventils 102 gesteuert werden. 14A bis 14B zeigen solche zusätzliche Ventile 400 in Phantomdarstellung. 14F stellt das Drosseln/Absperren von einigen der Kanäle 202' zwischen dem Kühlmantel 200 des Motorblocks und dem Kühlmantel 202 des Zylinderkopfes dar.
  • Die alternativen Ausbildungen, die in 14A bis 14F gezeigt sind, stellen den Einsatz von Drossel/Absperr-Ventilen dar, um den Durchtritt an Fluid zu einem Abschnitt des Zylinderkopfes und/oder der Ansaugleitung zu verhindern oder zu reduzieren. Wie oben ausgeführt, sind diese Anordnungen vorteilhaft, wenn der Motor kalt ist, wie beispielsweise während des Hochfahrens, da sie das Öl auf seine optimale Betriebstemperatur sobald als möglich erhitzen. Obwohl eine konstante Zirkulation des TCF-Fluids durch den Motor, ohne den Kühler einzuschließen, letzten Endes das Motoröl aufheizen wird, wird dieses Vorgehen erheblich länger als erwünscht dauern. Demgemäß wird in diesen Ausbildungen die Wärme von dem Zylinderkopf und/oder der Ansaugleitung zu dem Motoröl geleitet, um es direkt aufzuheizen. Das EETC-Ventil würde in diesen Ausbildungen bevorzugt ähnlich dem Ventil sein, das in 43 abgebildet ist. Der Durchfluss würde jedoch direkt zu der Ansaugleitung gelenkt sein, bevor er zu der Ölwanne weitergeht.
  • Die gesteuerten Durchgänge sowie die Lage der EETC- und Drossel/Absperr-Ventile wird natürlich, abhängig in der Konfiguration des gewählten Motors, variieren. Der Fachmann wird beim Lesen dieser Offenbarung ohne weiteres in der Lage sein, die offenbarten bevorzugten Ausbildungen zu variieren, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
  • Das EETC- Ventil 100 kann auch dazu verwendet werden, einen Konstruktionskompromiss bei Motorkühlsystemen nach dem Stand der Technik, welche Thermostaten nach dem Stand der Technik verwenden, zu erzielen. Die den Stand der Technik darstellenden 40 und 41 zeigen eine vereinfachte schematische Darstellung von Durchflusspfaden einer Kühlungsmittelzirkulation durch solch einen Motor. Die Kühlungsmitteltemperatur ist durch Dichten in der Punktierung dargestellt, wobei ein heißes Kühlungsmittel die größte Dichte und ein kaltes Kühlungsmittel die geringste Dichte besitzt. 40 zeigt, dass, wenn der Ther mostat 1200 geschlossen ist, das Kühlungsmittel, das den Wasserkühlmantel 1202 verlässt, durch eine Mündung 1204 in die Einlassseite einer Wasserpumpe 1206 und dann zurück in den Wasserkühlmantel 1202 strömt. Einen Kühler 1208 vermeidend, zirkuliert das Kühlungsmittel somit vollständig innerhalb des Wasserkühlmantels 1202 des Motors. 41 zeigt, dass, wenn der Thermostat 1200 offen ist, das gesamte Kühlmittel durch den Kühler 1208, in die Einlassseite der Wasserpumpe 1206 und dann zurück zu dem Wasserkühlmantel 1202 zirkuliert.
  • 41 ist ein idealisiertes Diagramm eines Kühlungsmitteldurchflusses. Da ein Fluid den Weg des geringsten Widerstandes nimmt, wird der größte Teil des Kühlungsmittels durch die dem Thermostaten 1200 zugeordnete größere Öffnung, die der stärker drosselnden Mündung 1204 gegenüberliegt, strömen. Eine geringe Menge an Kühlungsmittel tritt jedoch noch durch die Mündung 1204 durch und in die Einlassseite der Wasserpumpe 1206 ein, wie in den Stand der Technik darstellenden 42 gezeigt ist. Da diese geringe Menge an Kühlungsmittel nicht durch den Kühler 1208 gekühlt wird, hebt sie die Gesamttemperatur des Kühlungsmittels, das wieder in den Wasserkühlungsmantel eintritt, auf eine Stufe an, die höher als erwünscht ist.
  • Um dieses Problem zu minimieren, wird die Öffnung, die dem Thermostaten 1200 zugeordnet ist, so groß als möglich und die Mündung 1204 so klein als möglich gefertigt. Wenn die Mündung 1204 jedoch zu klein gemacht wird, wird die Zirkulation durch den Wasserkühlmantel 1202 stark behindert werden, wenn der Thermostat 1200 geschlossen ist. Dies kann potenziell eine frühzeitige Überhitzung von Teilen des Motorblockes bewirken und die Menge an Wärmeenergie reduzieren, die für die Heizvorrichtung und die Ansaugleitung während des Motorhochfahrens und bei Umgebungen mir kalter Temperatur verfügbar ist. Wenn die Mündung 1204 zu groß gehalten ist, wird der prozentuale Anteil an Kühlungsmitteldurchfluss hoch sein, wenn der Thermostat 1200 offen ist. Demgemäss wird die Durchschnittstemperatur des Kühlungsmittels, das zu dem Wasserkühlmantel 1202 zurückkehrt, zu hoch sein, um den Motor richtig zu kühlen.
  • Somit müssen Motorkühlungssysteme nach dem Stand der Technik immer versuchen, die richtige Balance zwischen Extremen zu treffen, wenn man die Mündung 1204 dimensioniert und dadurch eine einen Kompromiss machende aber niemals idealisierte Größe erhält. In einem idealisierten System ist die Mündung 1204 offen und groß, wenn der Thermostat 1200 geschlossen ist, und es ist geschlossen, wenn der Thermostat 1200 offen ist.
  • 43 zeigt, wie das EETC-Ventil 100 angewandt werden kann, um dieses idealisierte System zu schaffen. Diese Ausbildung wird in U.S. Patent Nr. 5,458,096 beschrieben.
  • Das EETC-Ventil 100 kann ebenfalls in einer voraussehenden Weise eingesetzt werden, um sich einem Problem der Motorkühlsysteme nach dem Stand der Technik zuzuwenden, insbesondere dem plötzlicher Temperaturspitzen des Motorblocks, die hervorgerufen werden, wenn ein Turbolader oder Superlader aktiviert wird. Diese plötzlichen Spitzen können wiederum einen raschen Anstieg in der Kühlungsmitteltemperatur und Motoröltemperatur auf Werte bewirken, die über den idealen Bereich hinausgehen. Da Kühlungssysteme nach dem Stand der Technik typischerweise den Durchfluss an Kühlungsmittel zu der Ansaugleitung nicht absperren können, bewirkt der Anstieg in der Motorblocktemperatur sogar, dass mehr unnötige Wärmeenergie um die schon überhitzte Saugleitung herum fliest. Weiterhin, falls der Motor noch aufgewärmt wird, kann ein Thermostat eines Wachskügelchentyps nach dem Stand der Technik sogar nicht offen sein. Durch die Hysterese, die mit einem Schmelzen des Wachses verbunden ist, kann der Thermostat ebenfalls sogar geschlossen sein, wenn die Kühlungsmitteltemperatur einen Bereich erreicht hat, in dem es öffnen sollte.
  • Die Erfindung kann hierbei das EETC-Ventil 100 anwenden, um die Temperaturanstiegsauswirkungen des Turboladers oder Superladers zu vermindern. Wenn der Turbolader oder Superlader aktiviert wird, kann ein Signal sofort zu dem EETC-Ventil 100 gesandt werden, um es in seine zweite Stellung bewegen zu lassen, wenn es sich nicht schon in dieser Stellung befindet. In dem bevorzugten System wird dies in Vorwegnahme eines raschen Temperaturanstieges durch die Tätigkeit des Turboladers oder Superladers in dem Öl und in der Ansaugleitung den Durchfluss an TCF zu dem Motoröl und durch die Ansaugleitung stoppen. Gleichermaßen wird der Durchfluss an TCF durch den Kühler jede Spitzenwertbildung der Motorblocktemperatur vermindern. Kurze Zeit, nachdem der Turbolader oder Superlader deaktiviert wurde, kann das EETC-Ventil dann zu dem Zustand zurückkehren, der durch die ECU vorgegeben wird.
  • 9 bis 12 offenbaren alternative Ausbildungen des EETC-Ventils, welche einen Kolben zur Durchflusssteuerung nutzen. Diese Ausbildungen sind in U.S. Patent Nr. 5,458,096 beschrieben.
  • 16A und 16B zeigen im Querschnitt einen bevorzugten hydraulischen Fluidinjektor 700, der zur Steuerung des Zustandes oder der Stellung des EETC-Ventils in der Erfindung geeignet ist. Wie oben erwähnt, wird der Fluidinjektor 700 elektromagnetisch aktiviert und beinhaltet einen elektrischen Anschluss 702, der an einem Ende mit einem Injektor Elektromagneten 704 und an dem anderen Ende mit einer ECU (nicht gezeigt) verbunden ist. Wenn der Elektromagnet 704 erregt wird, bewirkt er, dass ein Nadelventil 706 sich nach oben bewegt, wobei es sich dadurch von dem Sitz 708 fortbewegt und eine Mündung 710 für den Fluiddurchfluss öffnet. Wenn der Elektromagnet 704 abgeschaltet wird, bewirkt eine unter Vorspannung stehende Feder 712, dass das Nadelventil 706 in die geschlossene Stellung zurückkehrt.
  • 16A zeigt einen Enlass-Fluiddurchflusspfad von einer Quelle mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid, durch den Injektor und zu der Ventilkammer. Das Ventil in dieser Figur erfüllt somit die Funktion des Ventils 18 in 4. 16B zeigt den Auslass-Fluiddurchflusspfad von der Ventilkammer, durch den In jektor und zu einem Reservoir mit Hydraulikfluid. Das Ventil in dieser Figur erfüllt somit die Funktion des Ventils 20 in 4.
  • Der Fluidinjektor 700 ist ähnlich dem eines DEKA-Typs II Boden gespeisten Fluidinjektor, der kommerziell durch Siemens Automotive, Newport News, VA hergestellt wird. Obwohl dieser Injektor typischerweise angewandt wird, um dosierte Mengen an Kraftstoff in die Verbrennungskammer eines Motors einzuspritzen, kann es ebenfalls als ein Ventil funktionieren, um andere Arten von Hydraulikfluid dadurch zu führen.
  • Wenn das Hydraulikfluid ein Motorschmieröl ist, kann der Injektor von Simens mit nur geringen Modifikationen, wie z. B. mit einem vergrößerten Hubweg oder Hub (d. h. 0.016 Inches (0.004 mm) anstatt von 0.010 Inches (0.0025 mm)) und einer größeren Durchflussmündung 710 (d. h. 0.060" Durchmesser (0.015mm)) für eine gesteigerte Durchflusskapazität. Die unter Vorspannung stehende Feder 712 ist bevorzugt eine schwere Ankerfeder, um gegen einen Druck von bis zu 80 psi (551 kPa) in einer entgegengesetzten Stellung abzudichten. Das Nadelventil 706 weist bevorzugt einen Anker 707 aus 3%-igem Siliziumeisen auf, um einen angemessenen Hubweg zu erhalten. Das Metallgehäuse des Injektors ist leicht modifiziert und angepasst, um eine Dreh-Einrast-Anordnung zu erlauben. Die O-Ringe sind kleiner und versetzt, um auf dem Ventilkörper angeordnet zu sein. Da Motoröl nicht so korrosiv wie Kraftstoff ist, brauchen die inneren Komponenten des Siemens Injektors nicht beschichtet zu sein. Weiterhin wird der Filter, der einem kommerziell erhältlichen Injektor zugeordnet ist, nicht verwendet.
  • Der Einlassfluidinjektor 700 arbeitet bevorzugt nach einem Rückflussmodell. Das heißt, dass Fluid durch den Einlassinjektor 700 in einer entgegengesetzten Richtung als der Injektor fließt, der normalerweise in einem Kraftstoffmotor verwendet wird. Wenn Einlassinjektor 700 in dieser Weise arbeitet, tendiert Druck von der Ventilkammer dazu, das Nadelventil 706 ge gen seinen Sitz abzudichten, wobei die Tendenz des Injektors 700, undicht zu sein, vermindert wird. Dieses gewährleistet auch, dass das EETC-Ventil während eines Motoraus „durchhitzt" wird, wenn die Bedingungen einen offenen Zustand rechtfertigen.
  • 16C zeigt einen alternativen Typ eines Hydraulikfluidinjektors 800 in einem Querschnitt, welcher zur Steuerung des Zustandes oder der Stellung des EETC-Ventils in der Erfindung geeignet ist. Der Injektor 800 ist ähnlich eines DEKA Typs I von oben gespeisten Injektor, der durch Siemens Automotive, Newport News, VA. gefertigt wird. In diesem Injektortyp fließt das Hydraulikfluid durch die vollständige Länge. Obwohl 16C beide Fluiddurchflusspfade durch den selben Injektor 800 zeigt, wird nur ein Injektor 800 für jeden Pfad angewandt. Der Injektor 800 wird ebenfalls bevorzugt in einem Rückflussmodell und ohne einen Filter betrieben. Dieser Injektortyp hat zahlreiche Vorteile gegenüber dem DEKA Typ II Injektor.
  • Wenn der Injektor 800 in einem EETC-Ventil angewandt wird, ist das Oberteil des Injektors 800 direkt mit der oberen Kammer des EETC-Ventils und nicht mit einem üblichen Durchtritt verbunden. Dieses lässt eine vielseitigere Packungsanordnung zu, da das Einlass- und das Auslass-Einspritzventil nicht physikalisch nah beieinander zu sein brauchen. Es reduziert ebenfalls die Menge an enthaltener eingeschlossener Luft in dem EETC-Ventil, wobei potenziell das Erfordernis, eingeschlossene Luft, wenn die Kammer gefüllt ist, zu entlüften, eliminiert ist. Das Einspritzventil 800 ist auch kleiner und billiger als das Einspritzventil 700. Ein Nachteil dieses Einspritzventiltyps ist, dass es schwieriger, ein Hydraulikfluid wie ein Öl, um dadurch reibungslos durchzuströmen, zu bekommen.
  • 17 zeigt ein Blockschaltbild der Verbindungen zu und von ECU 900 zur Steuerung des Zustandes oder der Stellung der EETC-Ventile. Die bevorzugte Ausbildung der ECU 900 erhält Sensorausgangssignale von mindestens den folgenden Quellen:
    • 1. einen Umgebungsluftsensor in einem Luftfilter (saubere Seite) oder an einem anderen geeigneten Ort;
    • 2. einen Temperatursensor an dem Ende des Temperatursteuerfluid-Wasserkühlmantels des Motorblocks (oder des Einlasses zu dem Zylinderkopf);
    • 3. einen Drucksensor in einem Temperatursteuerfluid-Wasserkühlmantel des Motorblocks;
    • 4. einen Temperatursensor zur Bereitstellung eines Temperaturwertes, der auf die Temperatur des Motorblocks oder des Motoröls hinweist;
    • 5. einen Drucksensor in der Motorblocköllinie; und
    • 6. einen Drucksensor in dem Hydraulikfluiddurchgang des EETC-Ventils.
  • Die ECU 900 nutzt einige oder alle dieser Sensorensignale, um ein Öffnen/Schließen-Befehlssignal für den Fluidinjektor des EETC-Ventils zu erzeugen. Wie oben erwähnt, werden die Drucksignale des Hydraulikfluids auch angewandt, um unsichere Betriebsbedingungen festzustellen. Das Drucksignal des Motorölfluids kann angewandt werden, um unsichere Betriebsbedingungen festzustellen und/oder um zu bestimmen, wann das Ölschmierungssystem ungenügend unter Druck gesetzt ist, um einen einwandfreien Betrieb des EETC-Ventils zu gewährleisten.
  • Eine typische Steuerroutine zum Öffnen eines EETC-Ventil eines Membrantyp-EETC-Ventils, dass ausgelegt ist, um ein Thermostat eines Wachskügelchentyps oder eines Bimetallspulentyps nach dem Stand der Technik zu ersetzen und Fluid-Einspritzventile verwendet, die mit dem Motorschmierölsystem verbunden sind, verläuft wie folgt:
    • 1. wenn der Motor gestartet wird, eine angemessene Zeit war ten, bis das Motoröl unter einem ausreichenden Druck steht. Es wird typischerweise zwei bis drei Sekunden in Anspruch nehmen, um es einen minimalen Druck von 40 psi (275.8 kPa) erreichen zu lassen.
    • 2. Aktivieren eines Elektromagneten des Einlassfluidinjektors, um sein Ventil zu öffnen (Schließen des Ventils des Auslassfluidinjektors, wenn es nicht schon geschlossen ist.)
    • 3. Warten bis der Kammerdruck (wie er durch den Fluiddrucksensor gemessen wird) ungefähr 25 psi (172.3 kPa) erreicht.
    • 4. Aktivieren eines zwei Sekunden Zeitgebers in der ECU.
    • 5. Nach zwei Sekunden deaktivieren des Elektromagneten des Einlassfluidinjektors, um sein Ventil zu schließen.
    • 6. Wenn der Fluiddrucksensor einen Druckabfall unter 25 psi feststellt, Wiederholen der Schritte 2–5.
  • Wenn das Motoröl warm ist, wird die Gesamtzeit, um die Schritte 2–5 zu vollenden, etwa sechs Sekunden betragen. Wenn das Motoröl kalt ist, wird Schritt 2 länger dauern, wodurch die Gesamtzeit verlängert wird.
  • Die ECU 900 kann auch andere Notfallsteuerfunktionen erfüllen, um das TCF in einem sicheren Bereich zu halten. Zum Beispiel kann die Temperatur des TCF bei extrem heißen Umgebungsluftbedingungen einen sicheren Bereich verlassen, sogar wenn das EETC-Ventil vollständig offen ist. In typischen Fahrzeugen nach dem Stand der Technik wird dem Fahrer ein Überhitzungszustand durch ein an dem Armaturenbrett befestigten Warnlicht oder ähnliches angezeigt. Das neuartige System, das in 17 gezeigt ist, kann auf diesen Zustand durch zeitweiliges Öffnen des Heizvorrichtungskernventils und/oder Abschalten des Klimaanla gensystems des Fahrzeugs antworten. Die erste dieser Maßnahmen wird helfen, die überschüssigen Hitze von dem Motorblock abzuführen. Die zweite dieser Maßnahmen wird die Belastung des Motors reduzieren, um dadurch seinen Ausstoß an Wärmeenergie reduzieren. Wenn diese Maßnahmen noch fehlschlagen, die Temperatur des TCF in einen sicheren Bereich zu reduzieren, kann das System das Motorwarnlicht aktivieren. Ein anderes, am Armaturenbrett montiertes Lichtsignal kann anzeigen, wenn die ECU die Notsteuerung des Klimasteuersystems des Fahrzeuges übernommen hat.
  • Gleichermaßen in extremen kalt, unter Null betragenen Umgebungslufttemperaturen kann das Heizvorrichtungskernventil automatisch deaktiviert oder gedrosselt werden, um ein Abziehen von Wärmeenergie von dem Motorblock zu vermeiden, bis die Temperatur des TCF einen annehmbaren, minimalen Wert erreicht.
  • Ein Beispiel, wie die ECU 900 den Zustand oder die Stellung eines EETC-Ventils auf spezifische Parameter basierend steuert, ist in den 19–21 dieser Offenbarung beschrieben und wird hiernach detaillierter erörtert. Diese Ausbildung ist gegenüber einem herkömmlichen Thermostatsystem verbessert und ist offenbart sowie beansprucht in EP 0 787 249 . Die vorliegende Erfindung ist, wie beansprucht, eine Verbesserung gegenüber dem System, dass in den 17–22B gezeigt ist, und wird weiter erörtert werden.
  • 18 zeigt schematisch den Durchflusspfad des TCF von dem Durchgang 160 durch einen Wärmetauscher in der Ölwanne. Der Durchgang 160 kann auch zu anderen Durchtritten und Rohren führen, die in anderen Motorteilen angeordnet sind, wodurch es dem TCF ermöglicht wird, diese anderen Teile auch zu erwärmen oder zu erhitzen. Zum Beispiel können zusätzliche TCF-Durchtritte zu den Rohren führen, die in dem Reservoir des Automatikgetriebes, des Hauptzylinder des Bremssystems oder des ABS-Systems, des Scheibenwischerfluids oder ähnlichen angeordnet sind. Das TCF kann dann zu diesen Teilen fließen, wann immer es zu der Ölwan ne fließt. Alternativ kann der Durchfluss zu einem oder mehreren dieser Teile durch eine separates Durchflusssteuerventil gesteuert werden, so dass, wenn das TCF durch die Ölwanne fließt, das Fluid wahlweise zu gewünschten Teilen in Übereinstimmung mit unterschiedlichen Temperaturparametern fließt.
  • Die hierbei beschriebenen EETC-Ventile sind ausgelegt, um Thermostate eines Wachskügelchentyps oder eines Bimetallspulentyps nach dem Stand der Technik zu ersetzen. Diese Thermostate sind typischerweise in einer Öffnung angeordnet, die einen Einlassdurchtritt eines Kühlers mit einem Auslass eines Motorwasserkühlmantels verbindet. Demgemäss sind EETC-Ventile ausgelegt, um in diese Öffnung zu passen. Gleichermaßen weist das EETC-Ventil-Gehäuse Löcher auf, um zu ermöglichen, dass die Ventile in dieser Öffnung in gleicher Weise befestigt werden, wie Thermostate nach dem Stand der Technik innerhalb des Motors befestigt werden. Somit können EETC-Ventile in existierende TCF-Durchgänge des Motors nachgerüstet werden. Die einzig zusätzliche Ausrüstung, die erforderlich ist, um das EETC-Ventil zu installieren, sind die Hydraulikfluidleitungen und elektrischen Drähte zur Verbindung des Einlasses und des Auslasses der Hydraulikfluideinspritzventile. Diese Leitungen und Drähte können innerhalb des Motorfaches angeordnet werden, wo immer der Raum es erlaubt. Es kann wünschenswert sein, den TCF-Durchgang zu modifizieren, um die zusätzlichen Durchgänge 160 und/oder 216 bereitzustellen, die schematisch in 14A bis 14F und 18 gezeigt sind. Gleichermaßen, wenn das EETC-Ventil angewandt wird, um das Durchfluss-Steuerventil 300 der Ansaugleitung und/oder das Zylinderkopfventil 400 zu steuern, muss das Fluidauslassrohr 174 von dem EETC-Ventil zu dem Ventil 300 vorgesehen sein.
  • Ungeachtet der obigen Diskussion über den Einbauort des Ventils kann das EETC-Ventil alternativ eingebaut werden, wo immer es die Funktionen, die ihm zugeordnet sind, richtig erfüllen kann. Gleichermaßen kann das EETC-Ventil andere Größen aufweisen, die für seinen alternativen Einbauort angemessen sind.
  • Die EETC-Ventile sind für jede Form eines inneren Verbrennungsmotors geeignet, der einen TCF-Durchgang des Motorblocks zu einem Kühler öffnet und schließt. Somit fallen beide, Benzin- und Dieselmotorausstattungen innerhalb des Bereiches der Erfindung.
  • Obwohl das Hydraulikfluid, das den Zustand oder die Position des EETC-Ventils steuert, bevorzugt aus Motoröl besteht, kann es aus jedem Typ eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids bestehen, das einem durch einen Innenverbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeug zugeordnet ist. In einer alternativen Ausbildung ist das Hydraulikfluid ein Fluid für Servolenkung, wobei die Quelle des unter Druck stehenden Hydraulikfluids eine Hochdruckleitung einer Pumpe für die Servolenkung ist. Das Hydraulikfluid, das sich aus dem EETC-Ventil entleert, fließt in das Reservoir des Fluids für Servolenkung. In dieser Ausbildung ist die Pumpe für die Servolenkung so modifiziert, dass sie jederzeit einen hohen Druck bereitstellt. Das heißt, ein hoher Druck kann von der Pumpe eingeschlossen werden, wenn das Rad nicht gedreht wird und wenn der Motor aus ist, zusätzlich, wenn das Rad gedreht wird. Diese Version wendet ebenfalls ein druckregulierendes Ventil nach dem Stand der Technik in der Hochdruckleitung an, um einen konstanten Ausgangsdruck von ungefähr 10 bis ungefähr 120 psi (69 kPa–83 kPa) ungeachtet des sich verändernden Eingangsdruckes der Servolenkungseinheit zu erhalten, der auf 1000 psi (6894 kPa) hochwandern kann. In dieser Weise ist das EETC-Ventil niemals Drücken ausgesetzt, die ungefähr 120 psi (827 kPa) ungeachtet des Ausgangsdruckes der Servolenkungseinheit übersteigen.
  • Die Erfindung rechnet ebenfalls mit dem Gebrauch alternativer Mittel zur Steuerung des EETC-Ventils, obwohl diese nicht bevorzugt sein können. Zum Beispiel kann TCF-Fluid einer separaten Pumpe, die das Fluid unter Druck setzt, zugeführt werden. Das unter Druck gesetzte TCF wird dann in das Einspritzventil zur Betätigung der Membran eingespeist. In einer noch anderen Ausbildung der Erfindung kann eine elektromechanische Servoein richtung das Ventil betätigen. Der Fachmann wird leicht die Variationen einschätzen können, die innerhalb des Bereiches dieser Erfindung möglich sind.
  • Ein Totführen oder Drosseln des TCF-Flusses durch Teile des Wasserkühlmantels reduziert Hitzeverluste von dem Motorblock. Es reduziert ebenfalls die Masse an TCF, das durch den Wasserkühlmantel zirkuliert, wobei dadurch die Temperatur der zirkulierenden Masse oberhalb dessen ansteigt, was sein würde, wenn die Masse größer wäre. Beide dieser Effekte ermöglichen, dass der Motorblock rascher aufheizt. Wie oben erwähnt, wird Wärmeenergie primär zu und von dem Motorblock durch den Durchfluss an Fluid übertragen. Daher wird ein Totführen oder ein Drosseln des Durchflusses meistens dieselbe Wirkung haben wie ein Absperren des Durchflusses. Da ein Totführen oder Drosseln des TCF-Durchflusses wirkungsvoll alles TCF oder Teile des TCF in dem totgeführten oder gedrosselten Durchgang einschließt, wirkt das eingeschlossene TCF wie ein Isolator. Das heißt, dass das heiße Fluid in dem Wasserkühlmantel verhindert, dass Motorwärme leicht in die Umgebung abgeführt wird. Dies kommt primär durch die Tatsache, dass das TCF ein besserer Isolator als ein Leiter ist. Demgemäß reduzieren diese Isolationsfunktionen weiterhin die Hitzeverluste von dem Motorblock.
  • Einige bevorzugte Materialien zur Konstruktion des EETC-Ventils und Betriebsparameter sind in U.S. Patent 5,458,096 beschrieben.
  • Die ECU 900 kann mit spezifischen Informationen programmiert werden, um den Zustand der EETC-Ventile und beliebige Drossel/Absperr-Ventile 300 und/oder 400, die denen zugeordnet sind, zu steuern.
  • 19 und 20 zeigen ein Beispiel, wie die ECU 900 mit Informationen programmiert wird, um, gestützt auf der Temperatur des TCF und der Umgebungslufttemperatur, den Zustand eines EETC-Ventils zu steuern, während 21 den Zustand von Ther mostaten eines Wachskügelchen- oder Bimetallspulentyps nach dem Stand der Technik innerhalb desselben Temperaturbereiches zeigt.
  • Zuerst zur 21 gewandt, sind Thermostate eines Wachskügelchen- oder Bimetallspulentyps nach dem Stand der Technik werkseingestellt, um bei einer vorgewählten Kühlungsmitteltemperatur zu öffnen und zu schließen. Somit ist der Zustand dieser Thermostate nicht durch die Umgebungslufttemperatur beeinflusst. Das heißt, ganz gleich, wie kalt die Umgebungslufttemperatur wird, werden diese Thermostate öffnen, wenn die Kühlungsmitteltemperatur den fabrikseitig eingestellten Wert erreicht. Ein Thermostat, das für den Einsatz in einem Kühlungssystem ausgelegt ist und ein Frostschutzmittel eines Permanenttyps (im Gegensatz zu einem Frostschutzmittel eines Alkoholtyps) anwendet, ist typischerweise geeicht, um bei etwa 188 bis ungefähr 195° Fahrenheit (86,7°C bis 90,6°C) und vollständig zwischen ungefähr 210 bis ungefähr 212° Fahrenheit (98,9°C bis 100°C) zu öffnen.
  • Da die EETC-Ventile computergesteuert sind, können ihre Zustände eingestellt werden, um die Motortemperaturbedingungen über einen weiten Bereich der Umgebungslufttemperaturen und der TCF-Temperaturen zu optimieren. In einer Ausbildung ist die ECU 900 in 17 mit der Kurve programmiert, die in 19 gezeigt wird. Die Kurve wird durch eine zweidimensionale mathematische Funktion von t1 = f(t2) definiert, in der t1 die Temperatur des TCF in dem Motorblock und t2 die Umgebungslufttemperatur ist, t1 und t2 die Achsen eines orthogonalen Koordinatensystems sind (d. h. definiert durch einen Satz von vorbestimmten Werten, die eine TCF-Komponente und eine Umgebungsluftkomponente aufweisen). Die Kurve teilt das Koordinatensystem in zwei Bereiche, eine an jede Seite der Kurve.
  • Im Betrieb überwacht die ECU 900 fortwährend die Umgebungslufttemperatur und die TCF-Temperatur, um festzulegen, welcher Zustand des EETC-Ventils da sein sollte. Wenn Koordinatenpaare dieser Werte in Region 1 des Graphs von 19 liegen, wird das EETC-Ventil geschlossen (oder bleibt geschlossen, wenn es sich bereits in diesem Zustand befindet). Gleichermaßen, wenn Koordinatenpaare dieser Werte in Region 2 liegen, wird das EETC-Ventil geöffnet (oder bleibt offen, wenn es sich schon in diesem Zustand befindet). Wenn Koordinatenpaare genau auf der Kurve liegen, ist die ECT programmiert, entweder automatisch einen der zwei Bereiche auszuwählen oder einen oder beide der Werte zu modifizieren, so dass das Koordinatenpaar nicht exakt auf der Kurve liegt.
  • Alternativ kann der Zustand des EETC-Ventils einfach aufgrund der tatsächlichen Motoröltemperatur gesteuert werden. In solch einer Ausbildung sollte die tatsächliche Motoröltemperatur mit einer vorbestimmten optimalen Motortemperatur verglichen werden, die bevorzugt eine Funktion der Umgebungslufttemperatur ist, wie in 25 gezeigt (d. h. eine Kurve, die durch einen Satz von vorbestimmten Werten definiert ist, die eine Umgebungslufttemperaturkomponente und eine Motoröltemperaturkomponente aufweisen). Wenn die tatsächliche Motoröltemperatur kälter als die erwünschte/optimale Temperatur ist, kann das EETC-Ventil geschlossen werden, wobei dadurch die Motortemperatur ansteigt. Ähnlich, wenn die tatsächliche Motoröltemperatur geringer als die erwünschte / optimale Temperatur ist, kann das EETC-Ventil geöffnet werden, wobei dadurch das TCF durch den Kühler zirkuliert, um herunterzukühlen. Ein Manko bei dem Einsatz der Motoröltemperatur als Steuerungsfaktor ist die Verzögerungszeit, die mit dem Bringen des Öls auf eine vorgeschriebene Temperatur verknüpft ist. Zusätzlich existieren bei dem TCF eine obere und eine untere Temperaturgrenze, die in einem laufenden Autokühlungssystem nicht überschritten werden sollten.
  • Die in 19 gezeigte Kurve ist experimentell bestimmt worden, um eine verbesserte Temperatursteuerung in einem typischen inneren Verbrennungsmotor bereitzustellen, wenn ein EETC-Ventil die typischen oben beschriebenen Thermostate nach dem Stand der Technik ersetzt. Wie gezeigt, weist zumindest ein Teil der Kurve eine Steigung von ungleich Null auf. Die Kurve kann jedoch, abhängig von den gewünschten Betriebsparametern des Motors und seinen Zubehörteilen, unterschiedlich sein. Ein Motor, der ein EETC-Ventil verwendet, das gemäß der Kurve in 19 gesteuert wird, wird geringere Emissionen, eine bessere Brennstoffverwertung und ein stärker ansprechendes Steuersystem für die Motorklimaanlage als derselbe Motor, der den Thermostat verwendet. Diese Verbesserungen werden in Bereichen mit geringer Umgebungslufttemperatur am größten sein.
  • Um einige Vorteile des EETC-Systems darzustellen, stellen Sie sich ein Fahrzeug vor, welches erst hochgefahren wird, wenn die Umgebungslufttemperatur Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) beträgt. Bis die Kühlungsmitteltemperatur oder TCF-Temperatur ungefähr 188 Grad Fahrenheit (86,7°C) erreicht, werden beide, das System nach dem Stand der Technik in 21 und das EETC-System in 19, verhindern, dass das Kühlmittel oder TCF durch den Kühler fließt. Wenn jedoch die Kühlmitteltemperatur ungefähr 188 Grad Fahrenheit (86,7°C) übersteigt, wird das System nach dem Stand der Technik den Thermostat öffnen und entweder einiges an oder praktisch alles Kühlmittel durch den Kühler fließen lassen, wodurch die Kühlungsmitteltemperatur erniedrigt wird. Dieses vermindert das Vermögen der Heizung/Entrostungs-Einrichtung des Fahrzeuges, heiße Luft (d. h. Wärme) zu dem Inneren des Fahrzeuges und den Fenstern zu liefern, weil das Kühlungsmittel, das durch den Heizungseinrichtungskern fließt, kälter sein wird, als wenn es nicht durch den Kühler fließt. Weiterhin zieht dies unnötig wertvolle Wärmeenergie von dem Motorblock ab.
  • Wenn die Umgebungslufttemperatur Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) beträgt, brauchen typische innere Verbrennungsmotoren nicht durch einen Kühlungsmitteldurchfluss durch den Wasserkühlmantel gekühlt werden, da die Umgebungslufttemperatur eine signifikante Wärmesenke darstellt. Wenn weiterhin die Umgebungslufttemperatur ungefähr Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) beträgt, hebt die Wärmeenergie, die durch die Motorverbrennung frei wird, die Öltemperatur oder den Motorblock oft nicht über den Wert an, der für einen sicheren und optimalen Betrieb erwünscht ist. Tatsächlich wird ein Motorblock eines typischen inneren Verbrennungsmotors bei Umgebungslufttemperaturen unter Null eine Durchschnittstemperatur von weniger als 150 Grad Fahrenheit (65,6°C) aufweisen, welche geringer als die ideale Betriebstemperatur ist. Demgemäß sind hohe Ölviskosität und Ablagerung von Ölrückständen, die Emissionen erhöhen und eine Brennstoffökonomie erniedrigen, praktisch unvermeidbare Gegebenheiten, wenn betriebene Motoren ein Thermostat nach dem Stand der Technik aufweisen, dass das Kühlungssystem bei Umgebungslufttemperaturen von unter Null Grad Fahrenheit steuert.
  • Betrachtet man das selbe Fahrzeug, das bei der selben Umgebungstemperatur mit einem EETC-Ventil-System arbeitet. Wie in 19 gezeigt, wird das EETC-Ventil geschlossen bleiben, bis das TCF ungefähr 260 Grad Fahrenheit (126,7°C) übersteigt, eine Bedingung, die nicht auftreten würde, ausgenommen wenn der Motor sehr hart und/oder sehr schnell gefahren wird. Folglich wird das TCF, dass durch den Wasserkühlmantel des Motors fließt, nicht unnötig wertvolle Wärmeenergie von dem Motorblock und dem Motorschmieröl abziehen. Weiterhin wird das TCF, dass durch den Kern der Heizvorrichtung fließt, schneller heiß und wird heißer als das Kühlungsmittel in dem 21-Szenarium bleiben, wobei dadurch verbesserte Leistungsfähigkeit im Enteisen und Aufheizen des Fahrzeuginneren erzielt wird.
  • In einem Steuersystem, dass die Kurve in 19 anwendet, kann das EETC-Ventil jedes der Ventile sein, die in der Erfindung beschrieben sind. Wenn das EETC-Ventil in Verbindung mit einem oder mehrere der Drossel/Absperr-Durchflusssteuerventile 300 oder 400 angewandt wird, kann die Kurve leicht verändert werden, um optimale Temperatursteuerbedingungen zu erhalten. Speziell der Abschnitt der Kurve zwischen etwa 58 Grad Fahrenheit bis etwa 80 Grad Fahrenheit (etwa 14,4°C bis etwa 26,7°C) in 19 kann die selbe Steigung wie der Abschnitt der Kurve zwischen etwa 60° bis etwa Null Grad Fahrenheit (etwa 15,6°C bis etwa –17,8°C) aufweisen, wie in 20 gezeigt wird.
  • Wenn das EETC-Ventil in Verbindung mit dem zusätzlichen Durchfluss-Steuerventilen angewandt wird, werden die Emissionsgrade sogar geringer sein, die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffes sogar größer und das Klimaanlagesteuersystem des Fahrzeuges sogar leichter ansprechen als das System, das nur das EETC-Ventil anwendet. Wenn das EETC-Ventil 100 in dem System angewandt wird, wird heißes TCF zu praktisch allen Zeiten durch die Ölwanne fließen, wenn die Umgebungslufttemperatur Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) beträgt. Dies wird die Ölviskosität verbessern und Ablagerung von Motorölrückständen reduzieren.
  • Wenn das EETC-Ventil in Verbindung mit dem Durchfluss-Steuerventil 300 der Ansaugleitung angewandt wird, werden Verbesserungen der Motorleistungen bei Umgebungen mit hohen Temperaturen als ein Ergebnis des Vermeidens überschüssiger Erwärmung der Ansaugleitung auftreten, wie es oben in Hinsicht auf das System in 14A bis 14C erörtert ist.
  • Wenn, wie oben in Hinsicht auf 14A–14C erörtert wird, das EETC-Ventil in Verbindung mit Durchfluss-Steuerventilen, die mit dem Zylinderkopf und/oder Zylinderblock verbunden sind, angewandt wird, kann eine sehr genaue Anpassung der Motortemperatur erreicht werden. Wenn zum Beispiel die Umgebungslufttemperatur sehr gering und das EETC-Ventil geschlossen ist, sind das eine oder mehrere Durchfluss-Steuerventile gleichermaßen geschlossen, um das TCF, das normalerweise durch bestimmte Abschnitte des Motorblocks fließen würde, zu drosseln und/oder totzuführen. Bevorzugt wird es dem TCF ermöglicht, nur durch die heißesten Abschnitte des Motorblocks zu fließen, wie zum Beispiel die den Zylindern am nächsten Gebiete des Kühlmantels des Zylinderkopfes. Dies erzielt zumindest zwei erwünschte Effekte: Erstens wird der TCF-Fluss durch die begrenzten Abschnitte des Wasserkühlmantels des Motors nicht unnötig wertvolle Wärmeenergie von dem Motorblock und dem Motorschmieröl abziehen. Zweitens wird die begrenzte Menge an TCF, welche den Wasserkühlmantel verlässt, heißer sein, als wenn das TCF durch alle Teile des Motorblocks fließt. Somit wird das TCF, das durch den Heizvorrichtungskern fließt, schneller heiß werden und heißer bleiben, als wenn das TCF, das durch alle Teile des Motorblocks fließt, wodurch eine verbesserte Leistungsfähigkeit beim Entfrosten und Aufheizen des Inneren des Fahrzeugs erzielt wird.
  • 22A zeigt einen Ventilzustandsgraph, der eine Kurve ähnlich der Kurve in 20 verwendet, aber welcher die Ventilzustände anwendet, um den Zustand des EETC-Ventils und zweier Drossel/Absperr-Ventile zu steuern. Im Bereich 1 ist das EETC-Ventil geschlossen und die Drossel/Absperr-Ventile sind in einem gedrosselten/blockierten Zustand. In Region 2 ist das EETC-Ventil offen und die Drossel/Absperr-Ventile sind in einem ungedrosselten/abgesperrten Zustand.
  • 23 gibt eine punktierte Kurve mit der tatsächlichen Temperatur des Temperatursteuerfluids wieder, die in einen Motorblock eines GM 3800 querliegenden Motor, der mit einem EETC-Ventil und zwei Drossel/Absperrventilen ausgerüstet ist, gemessen wurde, wenn der Zustand der Ventile gemäß dem Schema in 22A gesteuert wird. Die Drossel/Absperr-Ventile sind auf beiden Seiten eines V-förmigen Motorblockes in den äußeren TCF-Durchfluss-Durchtritten um die Zylinderleitung herum angeordnet und drosseln in ihrem vollständig gedrosselten Zustand gemeinsam den Durchfluss durch den Motorblock um etwa 50 Prozent. 23 zeigt auch eine gestrichelte Kurve mit der tatsächlichen Temperatur des Motorkühlmittels, die in dem Motorblock gemessen wird, wenn ein Thermostat eines Wachskügelchentyps oder eines Bimetallspulentyps nach dem Stand der Technik angewandt wird und ihr Zustand gemäß dem Schema in der 21 nach dem Stand der Technik festgelegt wird.
  • Der Thermostat nach dem Stand der Technik arbeitet, um zu versuchen, eine konstante Kühlmitteltemperatur in einem Bereich von ungefähr 180 bis ungefähr 190 Grad Fahrenheit (ungefähr 82,2°C bis ungefähr 87,8°C) zu halten. Wenn jedoch die Umgebungslufttemperatur sehr heiß ist, (d. h. 100°F (37,8°C)), wird die Kühlmitteltemperatur den gewünschten Bereich sogar verlassen, wenn der Thermostat vollständig offen ist und wenn der Motor unter fortwährend hohen Lastbedingungen läuft. Dies kommt dadurch, dass die Leistungsfähigkeit des Kühlungsmittels des Fahrzeuges, ein Kühlmittel zu kühlen, von der Kapazität des Kühlers abhängig ist. Es ist gewöhnlich unpraktisch und zu teuer, einen Kühler zu installieren, der groß genug ist, jederzeit Temperaturen unterhalb 200 Grad Fahrenheit (93,3°C) zu halten. Somit werden, ungeachtet des Typs von Durchfluss-Steuerventilen, die in dem Motor des Fahrzeugs angewandt werden, unter Heißwetterbedingungen die Kühlungsmitteltemperaturen den optimalen Bereich verlassen.
  • Unter sehr kalten Umgebungstemperaturen, wie zum Beispiel unter Temperaturen unter Null, wird die Kühlungsmitteltemperatur in Systemen nach dem Stand der Technik unterhalb des erwünschten Bereiches sein und wird mit abnehmenden Umgebungslufttemperaturen weiter abzunehmen. Dies wird wegen all der oben erörterten Gründe einen signifikanten Abfall in der Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffes und einen signifikanten Anstieg in der Abgasemission hervorrufen. Eine Bildung von Ölrückständen wird ebenfalls ein signifikantes Problem sein.
  • Das System, das das EETC-Ventil und die Drossel-Absperrventile anwendet, zeigt eine verbesserte TCF – Temperaturkurve, da es die TCF-Temperatur dichter an dem optimalen Bereich durch einen größeren Umgebungslufttemperaturbereich hindurch hält. Wenn die Umgebungslufttemperatur sehr heiß ist (z. B. 100 Grad Fahrenheit (37,8°C)) und der volle Durchfluss durch den Kühler begonnen hat, wird die TCF-Temperatur etwas geringer als die Kühlmitteltemperatur in dem System nach dem Stand der Technik sein, hauptsächlich als ein Ergebnis des im Vergleich zu einem Thermostat eines Wachskügelchentyps nach dem Stand der Technik größeren Durchflusses, der durch das EETC-Ventil ermöglicht wird.
  • Die Leistungsfähigkeit der Kühlung des Systems in der Erfindung wird jedoch auch noch durch die feste Kapazität des Kühlers begrenzt.
  • Unter kalten Umgebungslufttemperaturen, speziell unter Temperaturen unter Null, hält das System in der Erfindung die TCF-Temperatur auf Werte, die signifikant höher als die Kühlmitteltemperatur in dem System nach dem Stand der Technik sind. Dies tritt auf, weil Drossel-Absperrventile in dem Zustand platziert worden sind, wo sie einen Abschnitt des Durchflusses durch den Motorblock drosseln oder absperren. Diese Durchflussdrosselung reduziert den Wärmeenergieverlust von dem Motorblock dadurch, indem sie eine begrenzte Menge an Durchfluss von TCF zulässt, um eine höhere Temperatur zu erreichen. Der Wärmeenergieverlust des Motorblocks wird auf zumindest zwei verschiedenen Wegen reduziert. Erstens fließt weniger Masse an TCF durch den Wasserkühlmantel, daher wird weniger Wärmeenergie auf das TCF übertragen, wo sie an die Atmosphäre verloren geht. Zweitens wirkt das gedrosselte und/oder eingeschlossene TCF als ein Isolator um Abschnitte des Motorblocks herum. Da die begrenzte Menge an durchfließendem TCF auf einer größeren Temperatur als das Kühlungsmittel nach dem Stand der Technik ist, verbessert das TCF die Betriebsleistungsfähigkeit der Heizung und des Entfrosters des Fahrzeuginneren. Da weiterhin der Motor bei einer heißeren Temperatur arbeitet, sind Motorabgasemissionen geringer und die Wirtschaftlichkeit des Brennstoffes größer als in dem System nach dem Stand der Technik. Eine in dem Motor gebildete Motorölablagerung ist ebenfalls weniger wahrscheinlich.
  • Anstatt der Steuerung des Zustandes des EETC-Ventils und der Drossel/Absperr-Ventile in Übereinstimmung mit der in 22A gezeigten Kurve, können, wie in 22B gezeigt, das EETC-Ventil und die Drossel-Absperrventile gemäß separater Kurven gesteuert werden. Durch Anwendung separater Kurven kann der Fluss an TCF genauer angepasst werden, um eine optimalere tatsächliche TCF-Temperatur in 23 zu erreichen. Bei sehr hohen Umgebungslufttemperaturen sollte das EETC-Ventil normaler weise vollständig offen und das Drossel/Absperr-Ventil sollte normalerweise vollständig ungedrosselt/unblockiert sein. Bei sehr niedrigen Umgebungslufttemperaturen sollte das EETC-Ventil normalerweise vollständig geschlossen und die Drossel-/Absperr-Ventile sollten normalerweise vollständig gedrosselt / blockiert sein. Es kann jedoch für ideale Motorbetriebsbedingungen wünschenswert sein, ein oder beide Drossel/ Absperr-Ventile in Mitteltemperaturbereichen offenzuhalten, sogar nachdem das EETC-Ventil geschlossen ist. 22B zeigt einen Bereich 3, worin diese Doppelzustände erreicht sind. In einer Ausbildung wird eine TCF-Temperaturdifferenz von ungefähr 15 Grad (8,3°C) verwandt.
  • Ein System, das die in 22B gezeigten Kurven anwendet, wird dem (den) Drossel-/ Absperr-Ventil(en) ermöglichen, den TCF-Durchgangsweg, kurz bevor das EETC-Ventil bei einer gegebenen Umgebungslufttemperatur einen Durchfluss zu dem Kühler öffnet, zu öffnen oder zu entblockieren. Ein Vorteil dieses Systems ist, dass die Temperatur des TCF, das durch den Wasserkühlmantel des Motorblocks zirkuliert, durch Öffnen der Drossel-/Absperrventile, bevor das EETC-Ventil geöffnet wird, homogener werden, wodurch die Gesamtgenauigkeit des Systems in der Bestimmung, wenn das EETC-Ventil zu öffnen ist, verbessert wird. Dieses ist, weil die gesamte Masse an TCF auf die erwünschte programmierte Temperatur (die durch die Kurve des EETC-Ventil bestimmt wird) erhitzt sein wird, bevor ein TCF-Fluss in den Kühler eingeleitet wird. Zeitverzögerungen können aufgenommen werden, um zu verhindern, dass das EETC- und/oder Drosselventil zwischen offenen und geschlossenen Zuständen oszilliert. Alternativ können zusätzliche Kurven genutzt werden, wie weiter unten diskutiert werden wird.
  • Wenn sich die Drossel-/Absperrventile in ihrer gedrosselten oder blockierten Stellung befinden, kann das Temperatur-TCF in verschiedenen Abschnitten des Motorblocks signifikant variieren. Wenn z. B. das Fluid in den äußeren Durchgängen des Wasserkühlmantels totgeführt ist, wird es kälter als das Fluid in den inneren Durchgängen des Wasserkühlmantels sein. Wenn die Drossel-/Absperrventile geöffnet sind, beginnt sich heißeres und kälteres Fluid sofort zu mischen, wodurch die Schwankung in der Temperatur des TCF in verschiedenen Abschnitten des Wasserkühlmantels reduziert wird. Somit wird, wenn das TCF weiter erhitzt wird, die TCF-Temperatur, die bestimmt, wann das EETC-Ventil zu öffnen ist, genauer sein.
  • Einige Motoren, wie der GM 3800 V-6 Motor, benutzen ein Zufallsmuster an Öffnungen, um die Wasserkühlmäntel zwischen dem Motorblock und dem Zylinderblock zu verbinden. Demgemäss müssen die Drossel/Absperr-Steuerventile richtig angeordnet sein, um so den kontinuierlichen Durchflusspfad zwischen Block- und Zylinderkopf zu drosseln oder zu blockieren sowie um eine Masse an TCF in dem Block zum schnelleren Aufwärmen zu halten. Alternativ können die Motorwasserkühlmäntel an sich gestaltet sein, um mit dem EETC-Ventil zu bewirken, eine zusätzliche Effizienz bereitzustellen. Ein Beispiel einer solchen Ausbildung ist in 44A und 44B dargestellt und wird im Allgemeinen als 1400 bezeichnet, wobei zwei individuelle Wasserkühlmanteldurchflusspfade, jeweils 1402 und 1404, in dem Motor eingebaut sind. Der Klarheit wegen sind die Wasserkühlmäntel schematisch außerhalb der zugeordneten Motorkomponenten gezeigt. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Wasserkühlmäntel bevorzugt mit den Motorkomponenten zusammengefasst sind. Ein Durchflusspfad 1402 würde der normale Wasserkühlmantelpfad von der Wasserpumpe 1406 durch den Motorblock 1408 in den Zylinderkopf 1410 und in die Ansaugleitung 1412 sein. Der zweite Wasserkühlmantel würde, den Motorblock 1408 umgehend, von der Wasserpumpe 1406 direkt zu dem Zylinderkopf 1410, der Ansaugleitung 1412, dem Kreislauf der Heiz-/Enteisungsvorrichtung (nicht gezeigt) und der Ölwanne 1414 fließen. Ein EETC-Ventil, wie hier oben beschrieben, oder alternativ ein Drehventil 1416 würde eingebaut sein, um das TCF, abhängig von den betriebsbedingten Zuständen des Motors, zwischen den zwei Wasserkühlmänteln zu leiten. 44A stellt das neuartige System während der Aufwärmphase des Motors dar. Das EETC-Ventil 100 befindet sich in seinem geschlossenen Zu stand, wobei es den TCF-Durchfluss zum Kühler verhindert. Daher wird im wesentlichen alles TCF zu der Ansaugleitung und der Ölwanne 1414, wo es Wärme mit dem Öl austauscht, geleitet. Das TCF wird dann durch die Wasserpumpe 1406 zu einem zweiten Steuerventil 1416 geleitet. Steuerventil 1416 befindet sich während der Aufwärmehase in einem Zustand, worin bevorzugt alles TCF entlang des Beipasswasserkühlmantels 1404 in den Zylinderkopf 1410 und die Ansaugleitung geleitet wird. Wasserkühlmantel 1402 wird wirkungsvoll blockiert, wodurch eine Masse an TCF innerhalb des Motorblocks angeschlossen wird. Das TCF-Fließen durch den Beipasswasserkühlmantel 1404 in dem Zylinderkopf wird rasch in der Temperatur ansteigen, da eine geringere Masse der Wärme der Zylinderköpfe ausgesetzt ist. Währenddessen wird das TCF, das in dem Motorblock 1408 eingeschlossen ist, als ein Isolator fungieren, wobei es einen unnötigen Wärmeverlust verhindert und folglicherweise eine geringere Abgasemission, eine bessere Kraftstoffökonomie und rascheres Leistungsvermögen der Heiz/Enteisungsvorrichtung ergeben. Drosselventile können zwischen dem Zylinderkopf 1410 und der Ansaugleitung 1412 (ähnlich wie in 14E und 14F) eingebaut werden. Diese Ventile können betätigt werden, um TCF-Fluss dadurch zu verhindern oder zu reduzieren, wenn das TCF eine vorbestimmte Temperatur erreicht, die eine entgegengesetzte Wirkung auf die Verbrennung des Kraftstoffes aufweisen kann, wie oben beschrieben ist. Alternativ und mehr bevorzugt steuert das EETC-Ventil 100 den TCF-Fluss in die Ansaugleitung sowie in die Ölwanne.
  • Drosselventile (nicht gezeigt) können ebenfalls zwischen dem Motorblock 1408 und dem Zylinderkopf 1410 eingebaut sein, um den Fluss an TCF zwischen den beiden während eines Aufwärmens zu verhindern. Der kontinuierliche Durchfluss an TCF durch den Beipasswasserkühlmantel 1404 wird jedoch den Durchtritt an TCF von dem Motorblock 1408 zu dem Zylinderkopf 1410 behindern. Demgemäss, abhängig von dem Aufbau des Wasserkühlmantels, können Drosselventile nicht erforderlich sein.
  • Der letzte Abschnitt des Hintergrundes der Erfindung be schreibt, dass die Technik nach dem Stand der Technik zum Steuern einer inneren Motortemperatur allein durch die Steuerung der Kühlungsmitteltemperatur grob und ungenau ist. Der Hintergrund der Erfindung beschreibt ebenfalls, wie diese Technik oftmals ein Überhitzen oder Unterkühlen des Motors bewirkt, sogar wenn die Kühlungsmitteltemperatur bei einem im voraus gewünschten Wert gehalten wird. Die Erfindung, die in den 19 bis 23 beschrieben wird, reduziert signifikant den Umfang an Überhitzen und Unterkühlen eines Motors.
  • Um noch genauer die interne Motortemperatur zu steuern, wird, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, das System, das in 19 bis 23 beschrieben wird, abgewandelt, um zwei oder mehrere unterschiedliche Kurven zur Steuerung des Zustandes des EETC-Ventils und der Drossel/Absperr-Ventile zu verwenden. Die geeignete Kurve wird durch Vergleich der tatsächlichen Motoröltemperatur mit einem vorgewählten Motoröltemperaturwert ausgewählt. In der bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der vorgewählte Wert eine Temperatur, die mit einer optimalen Leistung eines inneren Motors verbunden ist (z. B. die Temperatur, die eine Brennstoffökonomie maximiert und Abgasemissionen eines Motors minimiert). In einer Ausbildung der Erfindung kann dieser Wert festgelegt sein. In der bevorzugten Ausbildung der Erfindung steht dieser Wert jedoch in einem Verhältnis zu der augenblicklichen Umgebungslufttemperatur.
  • Ein Auswählen zwischen zwei unterschiedlichen Kurven verbessert weiterhin die Leistungsfähigkeit des Steuersystems der Motortemperatur, weil der Zustand des EETC-Ventils und der Drossel/Absperr-Ventile stärker auf die tatsächliche innere Motortemperatur (wie sie durch eine Motoröltemperatur gemessen wird) anspricht, als wenn allein eine einzige Kurve zur Steuerung jedes der Ventile verwandt wird.
  • 24 ist im Allgemeinen ähnlich der 20, ausgenommen dass 24 drei EETC-Ventil-Kurven zeigt, eine durchgezogene Linie „Normalkurve", eine gepunktete Linie „Hochlastkurve" und eine Linie „extreme Hochlastkurve" aus X-Zeichen. Die „normale Kurve" ist im Allgemeinen ähnlich der Kurve, die in 20 gezeigt ist. Die Kurven in 24 basieren jedoch auf empirischen Daten für den GM 3800 querliegenden Motor. Somit unterscheidet sich die „normale Kurve" in 24 etwas von der in 20 gezeigten Kurve, die für diesen Motor nicht notwendigerweise optimiert werden muss. (Um die Erläuterung der Ausbildung mit den Mehrfachkurven zu vereinfachen, sind die Ventilzustande und Regionen in den Figuren mit den Mehrfachkurven nicht gecennzeichnet.) Der Zustand des EETC-Ventils wird in Übereinstimmung mit der „Normalkurve" gesteuert, wann immer die tatsächliche Motoröltemperatur bei oder unterhalb einer vorgewählten Motoröltemperatur ist. Der Zustand des EETC-Ventils wird in Übereinstimmung der Hochlast oder der „Hochlastkurve" gesteuert, wann immer die tatsächliche Motoröltemperatur die vorgewählte Motoröltemperatur übersteigt. Der Zustand des EETC-Ventils wird in Übereinstimmung mit der „extremen Hochlastkurve gesteuert, wann immer eine häufige Veränderungsrate zwischen der „Normalkurve" und der „Hochlastkurve" auftritt. Solch eine häufige Veränderung zeigt an, dass das EETC-Ventil zu häufig geschlossen ist, um, wie weiter unten beschrieben wird, die gewünschte Motoröltemperatur zu halten.
  • Die „normale Kurve" wird typischerweise angewandt, wenn das Fahrzeug unter Leichtlastbedingungen gefahren wird. Dies wird bei etwa 80% der Zeit auftreten. Die „Hochlastkurve" wird typischerweise während der verbleibenden Zeit angewandt. Hochlastbedingungen können auftreten, wenn ein Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit gefahren wird, wenn das Fahrzeug vollständig beladen ist oder einen Anhänger zieht oder während es unter heißen Umgebungslufttemperaturen einen Berg hochklettert.
  • Die „Hochlastkurve" kann das gleiche allgemeine Gesamtaussehen wie die „Normalkurve" aufweisen, außer dass die „Hochlastkurve" von der „Normalkurve" um ungefähr 50 Grad Fahrenheit (27,8°C) nach unten verschoben ist. Gleichermaßen kann die „extreme Hochlastkurve" das gleiche allgemeine Gesamtaussehen wie die „Hochlastkurve" aufweisen, außer dass die „extreme Hochlastkurve" von der „Hochlastkurve" um ungefähr 20 Grad Fahrenheit (11,1°C) nach unten verschoben ist.
  • Die vorgewählte Motoröltemperatur ist ein Wert, der mit der bevorzugten Betriebstemperatur des Motors verbunden ist. Jeder Motor weist eine optimale Betriebstemperatur zur Maximierung der Leistungsfähigkeit (d. h. des Leistungsausgangs an Pferdestärken), zur Maximierung der Brennstoffwirtschaftlichkeit und zur Minimierung der Abgasemissionen des Motors auf. Die optimale Betriebstemperatur kann für jeden dieser Parameter unterschiedlich sein, obwohl die optimale Temperatur zur Maximierung der Brennstoffwirtschaftlichkeit dazu neigt, ähnlich der zur Minimierung der Emissionen zu sein. Die Beispiele, die hierin beschrieben werden, fokussieren sich primär auf Brennstoffwirtschaftlichkeit und Emissionen, nicht auf Motorleistung. Somit ist der hierin beschriebene vorgewählte Wert ein Wert, welcher die Leistung eines inneren Motors, wie sie durch Brennstoffwirtschaftlichkeit und Motorabgasemissionen definiert wird, optimiert. Bei niedrigen Temperaturen sollte ein System mit dem EETC-Ventil und den Drosseln ebenfalls eine gesteigerte Motorpferdestärke erzeugen.
  • In einer Ausbildung der Erfindung wird dieser Wert festgelegt. Das heißt, eine einzige optimale Motoröltemperatur wird ausgewählt, die die größte Brennstoffwirtschaftlichkeit und die geringsten Motorabgasemissionen für eine am häufigsten begegneten Umgebungslufttemperatur zur Folge hat. In dieser Ausführung wird die tatsächliche Motoröltemperatur (wie sie in der Ölwanne gemessen wird) mit dem vorgewählten optimalen Wert verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs wird angewandt, um eine angemessene Kurve auszuwählen, wie weiter unten beschrieben wird.
  • In der bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der vorgewählte Wert nicht festgelegt. Stattdessen ist er von der augenblicklichen Umgebungslufttemperatur abhängig. Der Hintergrund der Erfindung erläutert, dass, wenn die Umgebungslufttemperatur ab fällt, die Komponenten des inneren Motors Wärme rascher an die Umgebung verlieren. Es existiert ebenfalls eine erhöhte Kühlwirkung auf die inneren Motorkomponenten durch Zuführungsluft. Um diesen Wirkungen Rechnung zu tragen und somit die inneren Motorkomponenten bei einer optimalen Betriebstemperatur zu halten, sollte das Motoröl in kalten Umgebungslufttemperaturen heißer als in heißen Umgebungslufttemperaturen sein. Die optimale Motoröltemperatur kann gegen die Umgebungslufttemperatur, die auf empirische Daten und auf bekannte Motorspezifikationen basiert, aufgetragen werden. Um den vorgewählten optimalen Wert zur Anwendung in dem Vergleich zu bestimmen, wird die augenblickliche Umgebungslufttemperatur gemessen und die optimale Motoröltemperatur ausgewählt, die auf dem Wert basiert, der in der graphischen Darstellung angezeigt wird.
  • 25 zeigt eine solche empirisch bestimmte graphische Darstellung für einen GM 3800 querliegenden Motor. Die graphische Darstellung zeigt, dass die optimale Motoröltemperatur ansteigt, wenn die Umgebungslufttemperatur sinkt. Die graphische Darstellung in 25 kann oben oder nach unten verschoben sein, wenn das Fahrzeug in hohen oder geringen Höhen arbeitet. Eine empirische Erprobung jedes Motors in Zuständen unter hoher und geringer Höhe ist erforderlich, um zu bestimmen, ob die graphische Darstellung nach oben oder nach unten verschoben sein wird. Die graphische Darstellung wird natürlich etwas unterschiedlich sein, wenn ein spezifischer Parameter entscheidender ist (z. B. Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Motorabgasemissionen, Motorleistung). Daher ist es möglich, die in 25 gezeigte Kurve während eines typischen Motorbetriebes zu verändern. Zum Beispiel kann die ECU Signale aufnehmen, die anzeigen, dass ein starker plötzlicher Anstieg in einer Beschleunigung angeordnet worden ist, z. B. ein signifikantes Niederdrücken des Gaspedals beim Auffahren auf eine Autobahn. Demgemäss kann die Kurve zu einer Kurve abgeändert oder geändert werden, die eine höhere Leistung mit geringerem Schwerpunkt auf eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist. Der Fachmann wird leicht die Veränderungen zu dem System einschätzen, die innerhalb des Bereichs dieser Erfindung praktiziert werden können.
  • Wie in dem Hintergrund der Erfindung besonders erwähnt, steigt eine Motorkühlungstemperatur während des Hochfahrens oder Aufwärmens eines Motors rascher als die innere Motortemperatur an. Da ein Thermostat nach dem Stand der Technik durch eine Kühlungsmitteltemperatur betätigt wird, öffnet es oftmals, bevor die innere Motortemperatur ihren optimalen Wert erreicht hat, dadurch bewirkend, dass ein Kühlmittel in dem Wasserkühlmantel frühzeitig den Motor kühlt. Wie oben beschrieben, sind Abgasemissionen von kaltlaufenden Motoren eine Hauptquelle von Luftverschmutzung. Ein Lieferwagen oder ein Taxi z. B., die in einer städtischen Umgebung während der Kaltwettersaison in Betrieb sind, decken gewöhnlich kurze Distanzen bei geringen Geschwindigkeiten ab und halten häufig. Demgemäss wird der Motor selten heiß genug, um das Wasser und den Dampf aus dem Kurbelgehäuse zu treiben, wobei sich die Ausbildung von Ölablagerung ergibt. Um die Ölablagerung aus einer Bildung in dem Öl heraus zu verhindern, ist es wünschenswert, das Motoröl bei einer erhöhten Temperatur zu halten. Thermostate nach dem Stand der Technik sind jedoch eingestellt, um bei ungefähr 195 Grad Fahrenheit (90,6°C) zu öffnen, welches während der Hochfahrphase einer Motoröltemperatur entspricht, die beträchtlich unterhalb der erwünschten Temperatur zur Verhinderung von Ölablagerungen liegt. Weiterhin verlangsamt ein Öffnen des Thermostates und ein Zulassen, dass ein Kühlmittel mit niedriger Temperatur in den Motorblock fließt, das Erwärmen des Öls. Dies ergibt eine „verlangsamende" Wirkung im Erhalten des optimalen Motoröltemperaturwertes.
  • Durch die Anwendung des neuen EETC-Ventils und einer speziellen Kurve während des Hochfahrens des Motors wird die optimale Motoröltemperatur schneller als mit einem Thermostatsystem nach dem Stand der Technik erreicht. Als ein Ergebnis arbeitet das Motoröl während des Motorbetriebes für eine längere Zeitdauer bei oder nahe seines optimalen Temperaturwertes. Darüber hinaus verhindert das Halten des Motoröles auf eine höhere Temperatur für eine längere Dauer des Motorbetriebes fast vollständig die Bildung von Motorölablagerungen in dem Kurbelgehäuse und der Ölwanne. Ein schnelleres Aufwärmen des Öls weist ebenfalls eine verbesserte Motorabgasemission während der Aufwärmphase und in kalten Umgebungen auf, dadurch signifikante Umweltnutzen aufweisend. Als ein zusätzlicher Nutzen verbessert das raschere Aufwärmen des Motors stark die Ansprechbarkeit und Wirksamkeit der Heiz-/Enteisungsvorrichtung des Fahrzeuges. Ein Motor, der bei oder nahe einer optimalen Temperatur arbeitet, wird somit, wenn er mit einem kaltlaufenden Motor verglichen wird, eine bessere Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweisen. Daher weisen das EETC-Ventil und die Drosselventile in Kombination mit den Betriebskurven ein optimales System zur Steuerung der Motorleistung auf. Wann immer der Motor gestartet wird, wird keine Wärme durch den Kühler entweichen, bis die TCF-Temperatur ihre maximale Höhe (z. B. ein Bereich von ungefähr 240 Grad Fahrenheit bis 250 Grad Fahrenheit (115,6°C bis 121,1°C)) erreicht und bei dieser Temperaturhöhe bleibt, bis das Motoröl, bevorzugt so in der Ölwanne gemessen, seine optimale Lauftemperatur erreicht und hält.
  • 26 zeigt zwei EETC-Ventil-Kurven, eine „normale Kurve" ähnlich der, die in 24 gezeigt ist, und eine „Hochfahr/Aufwärmkurve" die „Hochfahr-/Aufwärmkurve" ist im Allgemeinen ähnlich der „normalen Kurve", außer dass die „Hochfahr/Aufwärmkurve" eine „Erhöhungsregion" von ungefähr 110 Grad Fahrenheit bis ungefähr 20 Grad Fahrenheit (ungefähr 43,3°C bis ungefähr –6,7°C) aufweist. Die Erhöhungsregion weist ein maximales Hochfahren von ungefähr 100 Grad Fahrenheit (36,1°C) auf, wenn die Umgebungslufttemperatur ungefähr 85 Grad Fahrenheit (29,4°C) beträgt. Das Hochfahren wird geringer bei Umgebungslufttemperaturen, die sich an ungefähr 20 Grad Fahrenheit (– 6,7°C) annähern. Im Vergleich mit dem Thermostat nach dem Stand der Technik beträgt die maximale Erhöhung ungefähr 50 Grad Fahrenheit (27,8°C).
  • Während des Hochfahrens oder Aufwärmens wird das Motoröl fast immer kälter als die optimale Temperatur sein. Somit wird in den meisten Situationen die „Hochfahr-/Aufwärmkurve" während des Anfangsbetriebs des Fahrzeuges angewandt werden. Erreicht das Motoröl seine optimale Temperatur, wie sie durch 25 bestimmt wird, schaltet das System zu der „Normalkurve" um. In seltenen Fällen wird während des Hochfahrens des Motors die Anfangsöltemperatur bei oder größer als die optimale Temperatur sein. Dies kann auftreten, wenn der Motor nur für einige Sekunden abgeschaltet oder wenn der Motor kurz nach einer Dauer der Schwerlast gestartet wird. In diesen Fällen arbeitet das EETC-Ventil gemäß der „Normalkurve" anstatt der „Hochfahr/Aufwärmkurve".
  • Die Erfindungen, die in 24 und 26 dargestellt sind, werden bevorzugt in dem selben System angewandt. Somit folgt das EETC-Ventil sogar mindestens drei Kurven während des Fahrzeugbetriebes, eine Kurve während eines Aufwärmens/Hochfahrens, eine Kurve während eines Normalbetriebes, der auf das Aufwärmen/Hochfahren nachfolgt, und eine Kurve während Hochlastbedingungen auf Aufwärmen/Hochfahren folgend. Eine vierte Kurve für extreme Hochlastbedingungen kann mit eingeschlossen sein, wenn es erwünscht ist.
  • Obwohl 24 und 26 den Betrieb eines EETC-Ventils darstellen, können die Drossel-/Absperrventile ebenfalls in gleicher Weise gesteuert werden. Bevorzugt folgen die Drossel/Absperrventile ihren eigenen Kurven, wie sie in 22B gezeigt sind. Diese Kurven sind nach unten verschobene Versionen der EETC-Ventil-Kurve. Wenn diese Eigenschaft in 24 gezeigt würde, würde dort eine Gesamtmenge von vier Kurven sein. Die Extrakurve würde die normale Kurve für die Drossel/Absperrventile repräsentieren. (Dort wird keine Hochlastkurve für die Drossel-/Absperrventile auftreten, weil unter einer Hochlastbedingung die Drossel-/Absperrventile vollständig zurückgenommen sein würden.) 26 würde eine Gesamtmenge von vier Kurven (ausgenommen der Kurve nach dem Stand der Technik) zeigen. Die zwei Extrakurven in dieser Figur würden die Normal kurve und die Hochfahr-/Aufwärmkurve für die Drossel/Absperrventile repräsentieren. Zur Vereinfachung ist diese Eigenschaft lediglich beschrieben, aber nicht dargestellt.
  • 27 ist ein Ablaufdiagramm des Systems zur Anwendung der Hochfahr-/Aufwärmkurve, der normalen Kurve und der Hochlastkurve der 24 und 26. Die Schritte in dem Ablaufdiagramm sind vollständig in der obigen Erörterung erklärt.
  • 28 zeigt ein Blockschaltbild der Verbindungen zu und von einer ECU 900 zur Steuerung des Zustandes oder der Stellung des EETC-Ventils. 28 ist im Allgemeinen ähnlich 17, ausgenommen, dass die ECU 900 in 28 die erhaltenen Sensorausgangssignale gemäß dem Ablaufdiagramm in 27 abarbeitet. Die ECU 900 kann ebenfalls ein Höhensignal zum Verschieben der graphischen Darstellung in 25 nach oben oder nach unten erhalten, wenn das Fahrzeug in einer großen Höhe in Betrieb ist. 28 zeigt nicht die Drucksignale des Hydraulikfluids und das Drucksignal des Motorölfluids in 17. Diese Eigenschaften können jedoch optional in einer vollständig arbeitenden Ausbildung der 28 eingeschlossen sein.
  • Die ECU 900 in 28 empfängt bevorzugt Sensorausgangssignale von zumindest den folgenden Quellen:
    • 1. Ein Umgebungsluftsensor in einem Luftfilter (saubere Seite) oder an anderen geeigneten Stellen;
    • 2. ein Temperatursensor an dem Ende des Steuerfluid-Wasserkühlmantels des Motorblocks oder an einer anderen geeigneten Stelle;
    • 3. ein Öltemperatursensor in der Motorölwanne oder eine Temperatur, die auf die Temperatur des Motorblocks oder des Motoröls hinweist,
    • 4. ein Höhensensor; und
    • 5. einen optionalen „Hochmotorlast-Sensor".
  • Die ECU 900 gebraucht einige oder alle dieser Sensorsignale, um Öffnen/Schließen-Befehlssignale für die Fluid-Einspritzventile des EETC-Ventils zu erzeugen. Obwohl 27 und 28 nicht den Betrieb der Drossel/Absperr-Ventile beschreiben, versteht es sich, dass diese Ventile ebenfalls in Übereinstimmung mit den selben Prinzipien wie die des EETC-Ventils arbeiten.
  • Ein zusätzlicher Nutzen eines Systems, das die oben diskutierten Vielfachkurven nutzt, ist, dass die Zeit zwischen Ölwechseln verlängert werden kann. Häufige Ölwechsel werden notwendig, wenn die innere Motortemperatur nicht bei ihrem optimalen Wert während eines signifikanten Prozentsatzes der Fahrzeit gehalten wird. Das Mehrfachkurvensystem reduziert diesen Prozentsatz, wodurch die Lebensdauer des Öls verlängert wird.
  • 29 zeigt graphisch den Nutzen beim Betrieb eines Motors in Übereinstimmung mit Mehrfachkurven. 29 zeigt eine graphische Darstellung der optimalen Motoröltemperaturen mit durchgezogener Linie bei ausgewählten Umgebungslufttemperaturen. (Dies ist die selbe graphische Darstellung, die in 25 gezeigt ist). 29 zeigt ebenfalls eine graphische Darstellung der tatsächlichen Temperatur des Motorschmieröles mit gestrichelter Linie, die gemessen in der Ölwanne eines GM 3800 querliegenden Motor ist, der mit einem EETC-Ventil ausgestattet ist, wenn der Zustand des EETC-Ventiles gemäß den in den 24 und 26 gezeigten Kurven gesteuert wird. (Es wird keine „extreme Hochlastkurve" in dem System angewandt, das die graphischen Darstellungen in 29 erzeugt.) Zum Vergleich zeigt 29 ebenfalls eine gestrichelte/gepunktete graphische Darstellung der tatsächlichen Temperatur des Motorschmieröles, wenn ein Kühlmittelfluss zu dem Kühler durch einen Thermostat nach dem Stand der Technik gesteuert wird, das geeicht ist, bei ungefähr 195 Grad Fahrenheit (90,6°C) zu öffnen.
  • Wenn die Umgebungslufttemperatur geringer als ungefähr 60 Grad Fahrenheit (15,6°C) ist, übertrifft das EETC-Ventilsystem signifikant der Thermostat nach dem Stand der Technik. Das heißt, das EETC-Ventilsystem hält die tatsächliche Motoröltemperatur dichter an dem optimalen Wert. Wenn die Umgebungslufttemperatur mehr als ungefähr 70 Grad Fahrenheit (21,1°C) ist, begrenzt die Kapazität des Kühlers die Leistungsfähigkeit des Kühlsystems, um die Motoröltemperatur bei ihrem optimalen Wert zu halten. Somit ganz gleich, welche Art von Durchfluss-Steuerventil verwandt wird, wird das Motoröl heißer als erwünscht laufen. Wie in 29 gezeigt, wird ein Motor, in dem die vorliegende Erfindung eingebaut ist, im Vergleich zu einem Thermostatsystem nach dem Stand der Technik dichter an der optimalen Motorkurve bei höheren Temperaturen arbeiten. Dies beruht auf der besseren Durchflusskapazität, die durch das EETC-Ventil bereitgestellt wird, d. h. 50% mehr Durchflusskapazität als ein Drosselthermostat. Das EETC-Ventil der vorliegenden Erfindung öffnet sich also, wenn ein Betrieb unter heißeren Temperaturen erfolgt, schneller als das Thermostatiksystem und hält daher den Motor bei den kühlsten möglichen Betriebsbedingungen (wie in 24 gezeigt).
  • Wenn sich die Umgebungslufttemperatur in einem Bereich von unter Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) befindet, lässt ein Thermostat nach dem Stand der Technik zu, dass eine Motoröltemperatur in einen Temperaturbereich mit Bildung von Ölablagerungen absinkt. Dies tritt auf, weil die Kühlmitteltemperatur einen hinreichenden Wert erreichen kann, um das Thermostat nach dem Stand der Technik öffnen zu lassen, wenn die innere Motortemperatur sogar signifikant unterhalb ihres optimalen Betriebswertes liegt.
  • 29 zeigt ebenfalls eine graphische Darstellung mit einer Linie aus x-Zeichen, welche die tatsächliche Motoröltemperatur in einem System wiedergibt, das ein EETC-Ventil, Drossel/Absperrventile und ein Ölwannenrohr zur Beförderung von Wärme zu dem Motoröl verwendet. Solch ein System hält eine tatsächli the Motoröltemperatur sehr dicht an dem optimalen Wert, sogar bei Umgebungslufttemperaturen von unter Null Grad Fahrenheit (– 17,8°C). Bei Umgebungslufttemperaturen oberhalb von ungefähr Grad Fahrenheit (–17,8°C) folgt die graphische Darstellung eines solchen Systems im Allgemeinen der graphischen Darstellung eines Systems, das nur das EETC-Ventil verwendet.
  • 30 zeigt eine Tendenzlinie der TCF-Temperatur und der Öltemperatur während eines Fahrzeugbetriebes (und nach einer Hochfahr-/Aufwärmehase eines Motors). In diesem Beispiel beträgt die Umgebungslufttemperatur ungefähr 40 Grad Fahrenheit (4,4°C). Gemäß der graphischen Darstellung in 25 beträgt die optimale Motoröltemperatur bei dieser Temperatur ungefähr 240 Grad Fahrenheit (115,6°C).
  • Von Zeit t0 zu t1 arbeitet der Motor unter Niedriglastbedingungen und folgt somit der „Normalkurve" in 24. Die tatsächliche TCF-Temperatur beträgt ungefähr 220 Grad Fahrenheit (104,4°C). Wie durch die „Normalkurve" vorgegeben, ist das EETC-Ventil geschlossen. Wie von 29 erwartet wird, beträgt die tatsächliche Motoröltemperatur ungefähr 238 Grad Fahrenheit (114,4°C).
  • Bei Zeit t1 beginnt der Fahrzeugmotor Hochlastbedingungen durchzumachen. Beinahe sofort erwärmt sich das Motoröl und überschreitet den optimalen Wert in 25. Demgemäss verschiebt sich das System zu der „Hochlastkurve" in 24. Dies veranlasst das EETC-Ventil sich zu öffnen, wobei es dadurch das TCF zu dem Kühler durchfließen lässt. Zwischen Zeiten t1 und t2 fällt die TCF-Temperatur rasch ab und stabilisiert sich bei einem niedrigeren Wert von ungefähr 180 Grad Fahrenheit (82,2°C). Während dieser Zeitdauer bewirkt die niedrige TCF-Temperatur, dass die Motoröltemperatur nach ihrem raschen Anstieg langsam abfällt. Bei Zeit t2 kehrt die Motoröltemperatur auf 238 Grad Fahrenheit (114,4°C) zurück und das System verschiebt sich zurück zu der „Normalkurve". Dies veranlasst das EETC-Ventil sich zu schließen. Zwischen Zeiten t2 und t3 steigt die TCF-Temperatur langsam an. Zwischen Zeiten t2 und t3 kann die Motoröltemperatur fortfahren, langsam abzufallen und dann in Folge einer Verzögerungszeit, bis das wärmere TCF anfängt das Öl zu erwärmen, abzufallen. Schließlich stabilisiert sich die Motoröltemperatur bei 238 Grad Fahrenheit (114,4°C).
  • Nach Zeit t3 wiederholen sich die Tendenzlinien so lang, wie die Hochlastbedingung noch vorhanden ist. Somit zirkuliert das System zwischen der „Normalkurve" und der „Hochlastkurve". Wenn das System mit der optionalen „Extremen Hochlastkurve" ausgestattet ist, wird die Frequenz des Kreislaufes nachverfolgt. Wenn die Frequenz zu hoch ist, beginnt das System zwischen der „Normalkurve" und der „extremen Hochlastkurve" umzuschalten und ignoriert die „Hochlastkurve". Wenn die Hochlastbedingung endet, kehrt das System zu der „Normalkurve" zurück und das Motoröl sowie die TCF-Temperaturen stabilisieren sich bei den Werten der Zeit t0.
  • Obwohl die Ausbildungen mit Mehrfachkurven sich auf eine Motoröltemperatur stützen um zu bestimmen, wenn die Kurven umzuschalten sind, können stattdessen andere innere Motortemperaturparameter angewandt werden und liegen innerhalb des Bereichs der Erfindung. Zum Beispiel kann ein Thermistor, der in dem Motorblock eingebettet ist, verwendet werden, um ein exakteres Ablesen der tatsächlichen Motorbetriebstemperatur zu erzielen.
  • 31A und 31B stellen eine neuartige optionale Eigenschaft der Ölbeheizung für das in 24 bis 30 beschriebene System dar. 31A ist eine idealisierte schematische Ansicht des Durchflusspfades des TCF-Kreislaufes durch einen GM 3800 V6 querliegenden Motor, der mit einem EETC-Ventil ausgestattet ist, das sich im geschlossenen Zustand befindet. 31A ist ähnlich 40 nach dem Stand der Technik, ausgenommen dass der Thermostat 1200 nach dem Stand der Technik in 40 durch das EETC-Ventil 100 ersetzt ist. In 31A fließt der Auslass des Wasserkühlmantels 1202 ebenfalls nicht, wie in 40, direkt in den Einlass der Wasserpumpe 1206. Stattdessen fließt der Auslass des Wasserkühlmantels 1202 direkt in den TCF Durchflusspfad 1300. Diese Anordnung wurde zuvor mit Bezug auf 14A bis 14B erörtert. Daher entspricht der TCF-Durchflusspfad 1300 einem Durchgang 216 in diesen Figuren. Der TCF-Durchflusspfad 1300 fließt in Folge durch eine Ölwanne 1302 und in den Einlass der Wasserpumpe 1206. Somit fließt bevorzugt sämtliches TCF, das den Wasserkühlmantel 1202 verlässt, durch die Ölwanne 1302, bevor es zu der Wasserpumpe 1206 zur Rezirkulation zurückkehrt. Der TCF-Durchflusspfad 130 enthält ein wärmeleitendes Rohr 1304, das dem wärmeleitenden Rohr 220, das in 18 gezeigt ist, ähnlich ist. Allein zum Zweck der Darstellung übertreibt 31 die Länge des leitenden Rohres 1304 und die Größe der Ölwanne 1302.
  • Im Betrieb fließt bevorzugt sämtliches TCF an dem Auslass des Wasserkühlmantels 1202 durch das wärmeleitende Rohr 1304, wann immer das EETC-Ventil 100 geschlossen ist. Während der Hochfahr-/Aufwärmphase des Motors ist das EETC-Ventil 100 in der Regel geschlossen und die innere Motortemperatur ist meist etwas kälter als der optimale Wert. Da die TCF-Temperatur in dem Wasserkühlmantel 1202 während der Hochfahr-/Aufwärmphase des Motors rascher als die Motoröltemperatur ansteigt, wird Wärmeenergie von dem heißeren TCF in dem leitenden Rohr 1304 zu dem Motoröl in der Ölwanne 1302 übertragen, wodurch eine schnellere Aufwärmphase des Motors begünstigt wird.
  • 31B stellt das Temperatursteuersystem von 31A dar, wenn das EETC-Ventil 100 sich in der offenen Stellung befindet. Im wesentlichen wird alles TCF durch das Ventil zu dem Kühler 208 weitergeleitet. Eine kleine Menge an TCF kann jedoch noch durch die Ansaugleitung zu der Ölwanne weitergeleitet werden, wenn das EETC-Ventil so ausgelegt ist, dass es nicht vollständig den Fluss hierdurch blockiert.
  • 32A und 32B stellen eine alternative Ausbildung des Temperatursteuersystems dar, worin das TCF benutzt werden kann, das Motoröl zu kühlen. 32A ist eine idealisierte schematische Ansicht des Durchflusspfads der TCF-Zirkulation durch einen GM 3800 V6 Motor, der mit einem EETC-Ventil ausgestattet ist, in dem geschlossenen Zustand und ist ähnlich der 31A. 32B gibt das Ventil in seinem offenen Zustand wieder, welches den Durchtritt von TCF in die Ansaugleitung und die Ölwanne vollständig blockiert. Demgemäss wird in diesem Zustand das ganze TCF durch den Kühler 208 fließen.
  • Erneut zur 30 gewandt, verschiebt sich das System zu der „Hochlastkurve", wenn der Motor Hochlastbedingungen durchmacht und das Motoröl seinen optimalen Wert überschreitet. Wenn das EETC-Ventil 100 nicht bereits offen ist, wird es höchstwahrscheinlich öffnen, wobei es zu einem relativ raschen und scharfen Anstieg in der TCF-Temperatur führt. Wenn das TCF in dem TCF-Durchflusspfad 1300 kühler ist als das Motoröl, wird das TCF, das durch das leitfähige Rohr 1304 zirkuliert, eine Motorölabkühlung vorantreibend, Wärme von dem Motoröl abziehen. Dies wird die Zeitdauer zwischen t1 und t2 in 30 verkürzen.
  • Es kann Fälle geben, in dem das EETC-Ventil 100 offen ist und die Motoröltemperatur schon an oder nahe dem optimalen Wert ist. In diesem Fall ist ein Durchfluss durch den Durchflusspfad 1300 nicht wünschenswert, weil er eine unnötige Kühlung des Motoröls verursachen wird. Obwohl der Durchflusspfad 1300 in 32A kein Durchfluss-Steuerventil einschließt, kann ein solches Ventil verwendet werden, um sicherzustellen, dass ein Durchfluss nur auftritt, wenn die Motoröltemperatur den optimalen Wert übersteigt.
  • Ein zusätzlicher Nutzen des extra Durchflusspfades 1300 besteht darin, dass die Wärmeenergie in dem TCF zu der Ölwanne transferiert wird, wenn der Motor aus ist. Dies hilft die Öltemperaturen oberhalb der Bedingungen zur Bildung von Ölablagerungen zu halten, wenn das Fahrzeug nicht in Gebrauch ist. Das in 32A und 32B gezeigte System wird auch zu einer gleichmäßigeren Temperaturdifferenz überall in dem vollständigen System führen, wobei es dadurch zu einer niedrigeren Temperatur des TCF als des Öls führt.
  • Das hier beschriebene EETC-Ventil kann mit einem oder mehreren Drossel/Absperr-Durchfluss-Steuerventilen verwendet werden, um die Temperatursteuerfunktion über das hinaus zu verbessern, welches erreicht werden würde, wenn nur das EETC-Ventil ohne seine optionalen Fähigkeiten zum Aufheizen der Ölwanne verwendet wird. Wie oben erwähnt, können die Drossel/Absperr-Durchfluss-Steuerventile 300 und 400, die in 14A gezeigt sind, in jeder Bauart geeignet für diese Aufgabe sein. Eine Bauart eines neuen Drossel/Absperr-Durchflusssteuerventils, welche besonders für diese Aufgabe geeignet ist, wird in 33–39 gezeigt und in U.S. Patent 5,458,096 offenbart.
  • Die Drossel-/Absperrventile können in einem vorwegnehmenden Modus verwendet werden, um plötzliche Temperaturspitzen am Motorblock zu verringern, die entstehen, wenn ein Turbolader oder Superlader in der gleichen Weise wie bei dem oben mit Bezug auf die EETC-Ventile beschriebenen vorwegnehmenden Modus aktiviert wird. Wenn der Turbolader oder der Superlader aktiviert wird, kann ein Signal unmittelbar den Drossel/Absperr-Ventilen zugeführt werden, um zu bewirken, dass die Ventile in ihren ungedrosselten/unabgesperrten Zustand versetzt werden, wenn sie sich nicht schon in diesem Zustand befinden. Kurze Zeit nachdem der Turbolader oder Superlader deaktiviert ist, können die Ventile dann zu dem Zustand zurückversetzt werden, der durch die ECU vorgegeben wird.
  • Unter Bedingungen mit extrem heißer Umgebungsluft wird ein System, in dem die Zustände des EETC-Ventils und der Drossel/Absperr-Ventile gemäß einer oder mehrerer Kurven gesteuert werden, besser beim Hochfahren eines Motors als ein Kühlsystem funktionieren, das ein Thermostat aufweist, das allein durch eine Kühlungsmitteltemperatur gesteuert wird. Dies tritt auf, weil die Kurven dem Konstrukteur ermöglichen, voraussichtliche Motorbetriebsbedingungen, die auf dem vorliegenden TCF und der Umgebungslufttemperatur beruhen, vorwegzunehmen. In Vorwegnahme einer voraussichtlichen Motorbetriebsbedingung, die solche Zustände verlangen würde, kann das EETC-Ventil demgemäss sofort geöffnet werden und können die Drossel/Absperr-Ventile sofort in einen unblockierten/ungedrosselten Zustand versetzt werden.
  • Betrachtet man zum Beispiel ein Fahrzeug nach dem Stand der Technik, das im Sonnenlicht gestanden hat, wenn die Umgebungslufttemperatur 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) beträgt. In solch einer Umgebung wird es unter der Motorhaube und in dem Innere des Fahrzeuges wahrscheinlich mindestens 120 Grad Fahrenheit (48,9°C) sein. Die Kühlmitteltemperatur wird wahrscheinlich mindestens 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) betragen. Wenn der Fahrer in das Fahrzeug einsteigt und den Motor anlässt, wird die Klimaanlage typischerweise sofort auf ihre maximale Stufe eingestellt. Aufgrund der Hitzebedingungen und der besonderen Beanspruchung des Motors aufgrund des Klimaanlagesystems steigt die Kühlmitteltemperatur rasch an. Obwohl es so gut wie sicher ist, dass das Kühlmittel zum Kühler fließen müsste, um den Motorblock bei einer optimalen Betriebstemperatur zu halten, muss der Thermostat dennoch warten, bis die Temperatur den entsprechenden Wert erreicht hat, bevor es öffnet, um einen Durchfluss zu dem Kühler zuzulassen. Das Ergebnis ist, dass die vollständige Motorkühlung zeitlich verzögert ist. Wenn das Fahrzeug mit einem Thermostat eines Wachskügelchentyps oder eines Bimetallspulentyps nach dem Stand der Technik ausgerüstet ist, wird eine sogar größere Verzögerung auftreten, bevor das Kühlungsmittel infolge der Thermostathysterese zu dem Kühler fließen kann. Diese Verzögerungen können eine plötzliche Temperaturspitze in dem Motorblock verursachen, die wiederum bewirken kann, dass die Kühlungsmitteltemperatur und die Motoröltemperatur vorübergehend Werte erreicht, die über den Idealbereich hinausgehen.
  • Wenn jedoch das Fahrzeug mit einem neuen EETC-Ventil und/oder mit Drossel/Absperr-Ventilen ausgerüstet ist, die durch die programmierte Kurve gesteuert werden, wird das ganze TCF beim Hochfahren des Motors durch den Kühler fließen. Demgemäss wird die Wahrscheinlichkeit einer plötzlichen Temperaturspitze im Motorblock reduziert werden. Dies tritt auf, weil die Kurven, die in 19, 29, 22A, 22B, 24 und 26 gezeigt sind, darauf hinweisen, dass bei einer Umgebungslufttemperatur von 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) und einer TCF-Temperatur oberhalb von 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) das EETC-Ventil in einem offenen Zustand und das Drossel/Absperr-Ventil in dem unblockierten/ ungedrosselten Zustand sein sollte. Es werden natürlich zwei oder drei Sekunden Verzögerung auftreten, bevor die Ventile nach dem Anlassen des Motors in diese Zustände versetzt werden können, um das Hydraulikfluidsystem einen angemessenen Betriebsdruck erreichen zu lassen. Diese vorwegnehmende Eigenschaft ist ein inhärenter Vorteil der Steuerung des Zustandes eines Durchfluss-Steuerventiles gemäss einer programmierten Kurve.
  • Wie oben erörtert, empfängt die ECU in einer Ausbildung der Erfindung Signale, die auf die Umgebungslufttemperatur die Motoröltemperatur und die Temperatur des Temperatursteuerfluids hinweisen. Die ECU vergleicht die Signale mit einer oder mehreren Temperatursteuerkurven. In der bevorzugten Ausbildung vergleicht die ECU die Motoröltemperatur mit einer optimalen Motoröltemperaturkurve. Die ECU bestimmt aufgrund dieses Vergleiches (z. B. normale, hohe oder extrem hohe Last) den Betriebszustand des Motors. Die ECU vergleicht dann zur Bestimmung des erwünschten Zustandes oder der erwünschten Stellung des Durchfluss-Steuerventils (z. B. EETC-Ventil, Drosselventile) die tatsächlichen Temperaturen der Umgebungsluft und des Temperatursteuerfluids mit einer Kurve oder einem Satz von vorbestimmten Werten. Der Satz an vorbestimmten Werten definiert bevorzugt eine Kurve, welche eine Funktion von zumindest der Umgebungslufttemperatur und der Temperatur des Temperatursteuerfluids ist. Ein Abschnitt der bevorzugten Kurve weist eine Steigung von ungleich Null auf. Die ECU sendet Steuersignale zu einem Elektromagneten, um die Hydraulikfluidinjektoren zu öffnen und zu schließen. Dies wiederum bewirkt, wie benötigt, das Öff nen und Schließen der Durchfluss-Steuerventile.
  • In einer alternativen Ausführung der Verbindung vergleicht die ECU die tatsächliche Öltemperatur gegen einen optimalen Motoröltemperaturwert oder Reihen von Werten, die eine Kurve definieren. Wenn die tatsächliche Öltemperatur oberhalb des optimalen oder erwünschten Motoröltemperaturwertes liegt, dann stellt die ECU die Steuerkurve der Normaltemperatur ein, anstatt zu einer Hochlastkurve umzuschalten. Speziell verschiebt die ECU die Normaltemperaturkurve um einen vorbestimmten Betrag nach unten, um die Temperatur des Temperatursteuerfluids, welche eine Betätigung der Ventile zwischen ihren Zuständen oder Stellungen bewirken würde, zu reduzieren. In einer Ausführung der Erfindung existiert für jedes einzelne Grad Fahrenheit (0,56°C), um das die tatsächliche Motoröltemperatur oberhalb der optimalen Motoröltemperatur liegt, eine entsprechende Verminderung in der Temperatur des Temperatursteuerfluids um 2 Grad Fahrenheit (1,1°C), welche eine Betätigung der Ventile hervorruft. Dieses führt in wirksamer Weise zu einer Verschiebung der Temperatursteuerkurve nach unten. Unterschiedliche Motorkonfigurationen werden natürlich zu unterschiedlichen Beträgen führen, um die die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids für einen Anstieg um ein Grad in der tatsächlichen Motoröltemperatur nach unten verschoben wird. Zum Beispiel kann ein Grad Anstieg in einer tatsächlichen Öltemperatur oberhalb des optimalen Öltemperaturwertes eine Verminderung in der tatsächlichen Temperatur des Temperatursteuerfluids innerhalb eines Bereiches von zwischen ungefähr 1 bis 10 Grad hervorrufen. Es wird weiterhin in Erwägung gezogen, dass der Betrag der Verschiebung der Temperaturkomponente nach unten nicht konstant sein kann (z. B. der Betrag der Verschiebung nach unten kann anwachsen, wenn die Differenz zwischen der tatsächlichen Öltemperatur und der optimalen Öltemperatur anwächst).
  • In einer noch anderen Ausbildung kann sich der Betrag der Verschiebung nach unten der Temperaturkomponente der Temperatursteuerkurve auch mit Umgebungstemperaturwechseln ändern. Zum Beispiel bei Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) Umgebungslufttemperatur erzeugt jedes eine Grad, um das die tatsächliche Öltemperatur oberhalb der optimalen Öltemperatur liegt, in der Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids einen Abfall um ein Grad. Bei 50 Grad Fahrenheit (10°C) Umgebungslufttemperatur erzeugt jedes eine Grad, um das die tatsächliche Öltemperatur oberhalb der optimalen Öltemperatur liegt, in der Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids einen Abfall um zwei Grad. Bei 80 Grad Fahrenheit (26,7°C) Umgebungslufttemperatur erzeugt jedes eine Grad, um das die tatsächliche Öltemperatur oberhalb der optimalen Öltemperatur liegt, in der Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids einen Abfall um drei Grad. Diese Ausbildung der Erfindung kann, wie in 45A, graphisch dargestellt werden, worin, abhängig von der erfassten Umgebungstemperatur, von der ECU eine Steuerkurve ausgewählt wird. Eine Vielzahl an Steuerkurven kann graphisch darstellt werden, welche einen Bereich von Umgebungslufttemperatur repräsentieren. Zum Beispiel können Steuerkurven von ungefähr –60 Grad Fahrenheit (–51,1°C) bis ungefähr 110 Grad Fahrenheit (43,3°C) aufgetragen werden, wobei jede einen verknüpften Einstellfaktor zum Einstellen der Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids und / oder zur Verschiebung des Satzes von vorbestimmten Werten aufweist. Die Einstellfaktoren können variieren. Die ECU kann auch konfiguriert sein, um zwischen angelegten Kurven zu interpolieren, um einen genauen Einstellfaktor bereitzustellen. Obwohl in den beispielhaften Ausbildungen lineare Kurven dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass alternativ nichtlineare Kurven für jede Umgebungstemperatur einbezogen werden können. Es wird auch in Betracht gezogen, dass eine einzelne Kurve genutzt werden kann, um die Temperatursteuerkurve zu verschieben. Eine Achse der graphischen Darstellung würde die erfasste Umgebungstemperatur abbilden. Die zweite Achse würde das Verhältnis von einem Ein-Grad-Abfall im Motoröl zu dem entsprechenden Verschieben der Temperatursteuerkurve nach unten wiedergeben (zum Beispiel 1/1, 1/2, oder 1/3).
  • Alternativ kann es vorzuziehen sein zu warten, bis die tatsäch liche Motoröltemperatur den optimalen Motoröltemperaturwert um einen gesetzten Betrag überschreitet, bevor die Temperatursteuerkurve geändert wird. Zum Beispiel gibt es für jede Zunahme um 3 oder 5 Grad in der tatsächlichen Motoröltemperatur oberhalb des optimalen Motoröltemperaturwertes eine entsprechende Abnahme in der Einstellpumptemperatur des Temperatursteuerfluids, die eine Betätigung des Ventils anweist. 45B stellt diesen Aspekt der Erfindung graphisch dar. Eine Reihe von identischen Temperatursteuerkurven ist für eine Vielzahl von tatsächlich erfassten Motoröltemperaturen gezeigt. Jede gestrichelte Linie (NC') repräsentiert eine nach unten verschobene Version der durchgezogenen „normalen" Temperatursteuerkurve (NC). Es sollte leicht ersichtlich sein, dass nur eine besondere Kurve oder Wert für eine gegebene erfasste Motoröltemperatur genutzt sein würde. In einer alternativen Anordnung kann ein Ausgleichs- und/oder Skalierungsfaktor anstatt einer separaten Kurve genutzt werden, um den Wert, bei dem eine Betätigung gemäß der normalen Kurve auftritt, zu ändern.
  • In vielen Fällen würde es ausreichend sein, die Temperatursteuerfluidkurve, die nur auf dem Betrag beruht, um den die tatsächliche Motoröltemperatur den optimalen Motorölwert überschreitet, zu verändern. Es ist jedoch auch in der bevorzugten Ausbildung wünschenswert, die Motorlast zu überwachen, um zu bestimmen, wie groß eine Veränderung der Temperatursteuerkurve erforderlich ist, um die tatsächliche Motoröltemperatur bei oder nahe der optimalen Öltemperatur zu halten.
  • Ein Verfahren zur Veränderung oder zur Abänderung der Temperatursteuerkurve als eine Funktion der Motorlast erfolgt durch Überwachung der Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Motoröltemperatur. In Hinsicht auf 45C wird eine beispielhafte Kurve dargestellt, die die Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Motoröltemperatur gegen den Skalierungs- oder Einstellfaktor für die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids und/oder zur Bestimmung des Verschiebens des Satzes von vorbestimmten Werten nach unten beschreibt. Wenn die er fasste Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Öltemperatur relativ niedrig (R1) ist, ist die Verschiebung der Temperatursteuerkurve nach unten ebenfalls gering (S1). Wenn auf der anderen Seite die erfasste Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Öltemperatur groß (R2) ist, was auf eine Hochlastbedingung hinweist, dann ist die Verschiebung der Temperatursteuerkurve nach unten ebenfalls relativ groß (S2). Obwohl die beispielhafte Kurve eine lineare Kurve beschreibt, können andere Kurvenformen, wie expotentielle, logarithmische, gekrümmte etc. hierfür ausgetauscht werden. Weiterhin kann stattdessen eine Treppenfunktion genutzt werden, die für unterschiedliche erfasste Änderungsgeschwindigkeiten der tatsächlichen Öltemperatur einen unterschiedlichen Verschiebungsbetrag der Temperatursteuerkurve nach unten vorsieht.
  • Wenn während der Anwendung der Motorcomputer erfasst, dass die tatsächlich erfasste Öltemperatur die optimale Öltemperatur übersteigt, bestimmt der Computer eine Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Motoröltemperatur. Der Motorcomputer bestimmt einen Skalierungs- oder Einstellfaktor aus dieser Änderungsgeschwindigkeit. Der Einstellfaktor wird dann auf die Normaltemperaturkurve angewandt, um die Kurve nach unten zu verschieben. Der Motorcomputer fährt fort, die Änderungsgeschwindigkeit in der tatsächlichen Motortemperatur zu überwachen, und verschiebt dementsprechend die Temperatursteuerkurve. Verzögerungen können in das System eingebaut werden, um den auftretenden Verschiebungsbetrag der Temperatursteuerkurve zu minimieren.
  • Eine analytisch bestimmte Kurve, die die Wirkung auf die obige Ausbildung darstellt, ist in 46 gezeigt. Die gezeigte Kurve bezieht sich auf eine konstante Umgebungstemperatur von 60 Grad Fahrenheit (15,6°C). Von Zeit t0 zu Zeit t1 steuert der Motorcomputer das Öffnen und Schließen des EETC-Ventils und der Drosselventile entsprechend einer normalen Temperatursteuerkurve (Stufe 1). Bei Zeit t1 erfasst der Motorcomputer ein Anwachsen in der tatsächlichen Öltemperatur oberhalb des optimalen Motoröltemperaturwertes (angenähert 235°F (112,8°C) in der dargestellten Ausbildung), der bevorzugt aus einer optimalen Motoröltemperaturkurve, die ähnlich der in 25 gezeigten ist, bestimmt wird. Der Motorcomputer wendet entweder einen vorbestimmten Faktor zur Verschiebung der Temperatursteuerkurve nach unten (zum Beispiel 2 Grad Abfall im TCF für jeden Anstieg in der Motoröltemperatur um ein Grad) an oder, bevorzugter, bestimmt der Motorcomputer eine Änderungsgeschwindigkeit der Motoröltemperatur und errechnet aus dieser Geschwindigkeit den erforderlichen Betrag für die Verschiebung der Temperaturkurve nach unten.
  • Das EETC-Ventil wird gemäß der neuen verschobenen Temperatursteuerkurve (Stufe 2) geöffnet, wobei es, wie zwischen Zeit t1 und t2 gezeigt, den plötzlichen Abfall in dem Temperatursteuerfluid bewirkend. Das Motoröl wird jedoch weiter ansteigen, bis die Kühlwirkung des Temperatursteuerfluids einsetzt, um das Motoröl zu kühlen.
  • Der Motorcomputer fährt fort, die tatsächliche Motoröltemperatur zu überwachen. Bei Zeit t2 stabilisiert sich die Temperatur des Temperatursteuerfluids an dem neuen verschobenen Wert des Temperatursteuerfluids. Wenn die tatsächliche Motoröltemperatur noch oberhalb der optimalen Motoröltemperatur liegt, bestimmt der Motorcomputer die Änderungsgeschwindigkeit der Motoröltemperatur zwischen Zeit t1 und t2. Die hohe Änderungsgeschwindigkeit weist auf eine fortgesetzte hohe Motorlastbedingung hin. Gestützt auf diese bestimmte Geschwindigkeit, bestimmt der Motorcomputer demgemäss einen zusätzlichen Betrag, der für die Verschiebung der Temperatursteuerkurve nach unten erforderlich ist. Das Durchfluss-Steuerventil oder die Durchfluss-Steuerventile werden dann gestützt auf diese zweite Temperatursteuerkurve (Stufe 3) gesteuert.
  • Bei einer Zeit t3 bestimmt der Motorcomputer die Änderungsgeschwindigkeit der Motoröltemperatur zwischen Zeit t2 und t3. Da die neue Änderungsgeschwindigkeit in dem dargestellten Beispiel geringer als die vorhergehende Änderungsgeschwindigkeit ist, verschiebt der Motorcomputer die Temperatursteuerkurve nicht nach unten. Stattdessen fährt der Motorcomputer fort, gestützt auf der Stufe 3 der Temperatursteuerkurve, das Durchfluss-Steuerventil oder die Durchfluss-Steuerventile zu steuern.
  • Bei einer Zeit t5 bestimmt der Motorcomputer die Änderungsgeschwindigkeit der Motoröltemperatur zwischen Zeit t4 und t5. Da die neue Änderungsgeschwindigkeit in dem dargestellten Beispiel absinkt, verschiebt der Motorcomputer die Temperatursteuerkurve nach oben zurück zu der ersten oder normalen Stufe. Als ein Ergebnis erwärmt sich weiter die Temperatur des Temperatursteuerfluids, während das Motoröl in der Temperatur absinkt und beginnt, zu seiner optimalen Betriebstemperatur zurückzukehren.
  • Da, wie durch die Zeitdauer zwischen Zeit t5 und t6 dargestellt, die Wiedererwärmung des Temperatursteuerfluids ein langsamer Prozess ist, ist es wichtig, das Temperatursteuerfluid nicht zu einer unnötig niedrigen Temperatur abfallen zu lassen, um das Motoröl so dicht als möglich an dem optimalen Motoröl aufrecht zu halten.
  • Es sollte selbstverständlich sein, dass die erfasste Umgebungslufttemperatur die Geschwindigkeit oder Steigung der Temperaturkurve des Temperatursteuerfluids in 46 beeinflussen wird. Zum Beispiel wird die Temperatursteigung des Temperatursteuerfluids zwischen Zeit t5 und t6 bei heißen Umgebungstemperaturen steiler als bei niedrigen Umgebungstemperaturen sein. Dies beruht auf der Tatsache, dass es bei niedrigen Temperaturen (z. B. bei einer Null-Grad-Umgebung) mehr zu bevorzugen ist, dass das Motoröl für eine längere Zeitdauer bei einer höheren Temperatur bleibt, um die Leistungsfähigkeit der Heizund Enteisungsvorrichtung zu erhöhen. Die kalte Umgebungslufttemperatur reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass das Motoröl übermäßig heiß wird. In wärmeren Umgebungstemperaturen ist es wünschenswert, das Motoröl enger an seinem optimalen Wert zu halten, um eine Überhitzung zu verhindern. Die Temperatursteigung des Temperatursteuerfluids ist somit bei diesen wärmeren Temperaturen steiler.
  • Ein alternatives Verfahren zur Bestimmung der Motorlast erfolgt durch Überwachung des Unterdrucks in der Ansaugleitung. Der erfasste Druck in der Ansaugleitung bietet im Allgemeinen einen genauen Hinweis auf die augenblickliche Motorlast. Wenn zum Beispiel der erfasste Unterdruck in der Ansaugleitung geringer ist als ungefähr 4 inches Hg (13,5 kPa) ist, arbeitet der Motor unter einer Hochlastbedingung. Demgemäss kann ein erster vorbestimmter Einstellfaktor oder Kurve ausgewählt werden, um die Temperatursteuerkurve zu reduzieren oder zu ersetzen. Wenn jedoch der Unterdruck in der Ansaugleitung geringer als ungefähr 2 inches Hg (6,77 kPa) ist, dann arbeitet der Motor unter einer extremen Lastbedingung. In diesem Fall wird ein zweiter Einstellfaktor ausgewählt, um die Normaltemperatursteuerkurve zu variieren.
  • Noch ein anderes Verfahren zur Bestimmung der Motorlast erfolgt durch die Überwachung der befohlenen Motorbeschleunigung. Zum Beispiel verweist eine hohe befohlene Motorbeschleunigung auf eine hohe Motorlastbedingung. Der Betrag der Motorbeschleunigung kann durch eine Vielfalt von Verfahren bestimmt werden, wie beispielsweise durch die Verschiebung des Beschleunigungspedals, ein Signal von dem Kraftstoffeinspritzsystem etc. Abhängig von der befohlenen Beschleunigung, wird ein vorbestimmter Faktor und/oder eine vorbestimmte Kurve ausgewählt, um die normale Temperatursteuerkurve zu verändern.
  • Bei beiden, dem Verfahren mit befohlener Motorbeschleunigung und dem Verfahren mit dem Unterdruck in der Ansaugleitung, kann ebenfalls ein Geschwindigkeitsüberwachungssystem ähnlich dem, das in Hinsicht auf die Motoröltemperatur weiter oben erörtert wird, eingebaut werden, um diese Verfahren weiter zu optimieren.
  • 47 ist eine tatsächliche graphische Darstellung der vorliegenden Erfindung, die in einem GM 3800 V6 Motor eingebaut ist. Die Daten wurden aufgenommen, als das Fahrzeug eine sehr steile Steigung hinaufgefahren wurde. Die gezeigten Daten sind die Motoröltemperatur (Kurve A), die Temperatur des Temperatursteuerfluids (Kurve B), die Temperatur der Umgebungsluft (Kurve C), die Geschwindigkeit des Fahrzeuges (Kurve D) und der Unterdruck (Kurve E. Die X-Achse gibt eine Zeitdauer von mehreren Minuten wieder. Bei Punkt Z1 wurde durch das Fahrzeug eine Beschleunigung befohlen, wobei seine Geschwindigkeit von ungefähr 55 Meilen pro Stunde zu über 90 Meilen pro Stunde (88 km/h bis 145 km/h) zunimmt. Die Zunahme an Motorgeschwindigkeit und -Beschleunigung ergibt eine korrespondierende Abnahme im Unterdruck und eine Zunahme in der Temperatur des Motoröls. Das Temperatursteuersystem stellt die Zunahme in der Motoröltemperatur fest und reduziert entsprechend die Temperatur des Temperatursteuerfluids. An Punkt Z2 beginnt die untere Temperatur des Temperatursteuerfluids die Temperatur des Motoröls zu reduzieren. 47 stellt in Zusammenhang zwischen erfassten Motorlastbedingungen (Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder Unterdruck) und den Temperaturen des Motoröls und des Temperatursteuerfluids klar dar.
  • Gestützt auf die obige Erörterung, würde der Fachmann leicht verstehen und abschätzen, dass verschiedene Modifikationen nach den offengelegten beispielhaften Ausbildungen gemacht werden können und dass sie gut innerhalb des Bereichs der Erfindung fallen. Zum Beispiel können die Temperatursteuerkurven selbst durch eine oder mehrere Gleichungen zur Steuerung der Betätigung der Ventile ersetzt werden. In einer noch anderen Ausbildung, können Regler mit einer Fuzzy-Logik zur Steuerung der Bewegung der Ventile und/oder Veränderung der Temperatursteuerkurven eingesetzt werden.
  • Das Verändern oder nach unten Verschieben der Temperatursteuer kurven, wie oben erörtert, wird bevorzugt begrenzt auf zwischen angenähert 50 Grad Fahrenheit bis 70 Grad Fahrenheit (27,8°C bis 38,8°C. Dies wird intendiert, um eine wesentliche Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Heiz-/Enteisungssysteme zu verhindern, indem das Temperatursteuerfluid bei einer sinnvoll hohen Temperatur gehalten wird.
  • Die obigen Verfahren zur Einstellung der Temperatursteuerkurven können auch in der Hochfahr-/Aufwärmphase genutzt werden. Wenn zum Beispiel die tatsächliche Motoröltemperatur unterhalb der gewünschten oder optimalen Motoröltemperatur bis zu einem vorbestimmten Betrag liegt, kann ein Einstellfaktor auf die Temperatursteuerkurve angewandt werden, um einen voreingestellten Betrag nach oben zu verschieben. Bevorzugt würde der Betrag der Einstellung sich auch mit der Umgebungslufttemperatur ändern, so dass die verschobene Temperatursteuerkurve ähnlich der in 26 gezeigten Hochfahr-/Aufwärmkurve sein.
  • Die obige Diskussion wurde in Richtung auf ein Temperatursteuersystem geführt, das eine Motoröltemperatur steuert, um sie bei oder nahe ihrer optimalen Temperatur zu halten. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass in bestimmten Fällen eine optimale Steuerung nicht notwendig sein muss. In diesem Licht wird eine andere Ausbildung der vorliegenden Erfindung offenbart, welche keine Kurven genutzt, die sich zur Steuerung der Betätigung der Ventile mit einer Umgebungsluft verändert. Stattdessen werden vorbestimmte Temperaturwerte des Motoröls und/oder des Temperatursteuerfluids ungeachtet einer Umgebungslufttemperatur zur Steuerung der Ventile genutzt. Die vorbestimmten Temperaturen des Motoröls und des Temperatursteuerfluids werden bevorzugt ausgewählt, um einen akzeptablen Temperaturzustand für den Motor über einen weiten Bereich von Umgebungstemperaturen bereitzustellen. Ein Durchschnittsmotoröltemperaturwert von angenähert 260 Grad Fahrenheit (126,7°C) kann zum Beispiel als der vorbestimmte Wert genutzt werden.
  • In Hinsicht auf 48 ist eine graphische Darstellung dieser Ausbildung der Erfindung gezeigt. In dieser Ausbildung wird das Temperatursteuersystem betrieben, um das Motoröl bei oder nahe mindestens eines Motoröltemperaturwertes zu halten (bezeichnet durch den Buchstaben „A"). Der Betrieb des Systems erfolgt wie folgt. Ein Sensor innerhalb des Motors erfasst eine Temperatur, die auf die Temperatur des Motoröls hinweist. Dies kann zum Beispiel durch direkte Erfassung der Temperatur des Öls innerhalb der Ölwanne oder durch Erfassung der Temperatur des Motorblocks oder der Motorwanne an sich bewerkstelligt werden. Dieses Signal wird an den Motorcomputer gesendet. Der Motorcomputer vergleicht das Signal mit einem vorbestimmten Temperaturwert des Motoröls. Wenn das erfasste Öltemperatursignal geringer als der vorbestimmte Motoröltemperaturwert ist, ist das Motoröl in einem relativ kalten Zustand. In diesem Zustand ist es nicht wünschenswert, einen Fluss an Temperatursteuerfluid zirkulieren zu lassen. Der Motorcomputer kann angewandt werden, um die Position des Ventils zu bestimmen, das den Fluss an Temperatursteuerfluid zwischen dem Kühler und dem Motor (z. B. EETC-Ventil) steuert. Der Motorcomputer kann die Position des Ventils auf vielen verschiedenen Wegen bestimmen. Ein Weg schließt eine Bereitstellung von Signalen von dem Ventil ein, die auf seine Stellung hinweisen. Wenn sich das Ventil in seiner offenen Stellung befindet (Zulassen eines Flusses an Temperatursteuerfluid zwischen dem Kühler und dem Motor), dann ist es für den Motorcomputer wünschenswert, Signale zu senden, um zu bewirken, dass das Ventil schließt (Sperrung des Durchflusses an Temperatursteuerfluid von dem Kühler).
  • In der obigen Diskussion bestimmt der Motorcomputer die Stellung des Ventils und schließt, allein auf die Temperatur des Motoröls gestützt, automatisch das Ventil. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass der Motorcomputer ebenfalls die Temperatur des Temperatursteuerfluids nutzen kann, um das Öffnen und Schließen des Ventils zu steuern. Durch die Nutzung der Temperatur des Temperatursteuerfluids kann das System leichter die Verzögerungszeit berücksichtigen, die mit einem Aufheizen des Öls verbunden ist (d. h. Motor erwärmt sich schneller als Motor öl). In dieser Ausbildung wird ein Signal, das auf die tatsächliche oder erfasste Temperatur des Temperatursteuerfluids hinweist, zu dem Motorcomputer gesendet. Der Motorcomputer vergleicht dieses Signal (oder Temperatur) gegen mindestens einen vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids. Wenn die tatsächlich erfasste Temperatur unterhalb des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids liegt, dann befindet sich das Ventil wahrscheinlich in seiner geschlossenen Position, wobei es den Fluss zwischen Kühler und Motor verhindert. Indem das Ventil in seiner geschlossenen Position gelassen wird, wird die Temperatur des Motoröls ansteigen, da es keine Kühlung mehr gibt, die durch Fluid von dem Kühler bereitgestellt wird.
  • Wenn auf der anderen Seite die erfasste Temperatur des Temperatursteuerfluids größer als der vorbestimmte Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ist, dann befindet sich das Ventil in seiner offenen Stellung, die das Temperatursteuerfluid von dem Kühler in den Motor zirkulieren lässt. Da jedoch die Temperatur des Motoröls verhältnismäßig kalt ist, ist es wünschenswert, dass das Ventil in seine geschlossene Position versetzt ist. Um das Ventil zu schließen (falls es sich nicht schon in seiner geschlossenen Position befindet), verschiebt der Motorcomputer den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids um einen vorgeschriebenen Betrag nach oben. Dies ist äquivalent zu einem Einstellen oder Anwachsen des vorbestimmten Temperaturwertes. Der Betrag des Verschiebens oder Einstellens kann von verschiedenen Faktoren abhängen. Bevorzugt ist der Betrag des Verschiebens nach oben eine Funktion des Betrages, um den die tatsächliche Motoröltemperatur unterhalb des vorbestimmten Temperaturwertes des Motoröls liegt. Eine detaillierte Diskussion über ein Verschieben oder Einstellen vorbestimmter Temperaturwerte oder -Komponenten ist hier bereits weiter oben geleistet worden: Es kann stattdessen wünschenswert sein, den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids um einen Betrag zu ver schieben oder zu erhöhen, der ihn, ungeachtet des Vergleichs der tatsächlichen Motoröltemperatur mit dem vorbestimmten Motoröltemperaturwert, oberhalb der tatsächlichen Temperatur des Temperatursteuerfluids setzen wird. Der Motorcomputer würde dann den vorbestimmten Wert des Temperatursteuerfluids bei dieser Temperatur (oder oberhalb) halten, bis die tatsächliche Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert erreicht. In einer anderen Ausbildung stellt der Motorcomputer nicht den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ein, sondern hält einfach das Ventil in der geschlossenen Position, bis die tatsächliche Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert erreicht.
  • Wenn der Motorcomputer ein Signal der Motoröltemperatur erhält, welches oberhalb des vorbestimmten Motoröltemperaturwertes liegt, dann befindet sich der Motor in einem relativ heißen Zustand. In diesem Zustand ist es wünschenswert, kühles Temperatursteuerfluid von dem Kühler durch die Wasserkühlmäntel, die den Motor umgeben, zirkulieren zu lassen. Wie oben erörtert, kann der Motorcomputer genutzt werden, um die Stellung des Ventils zu bestimmen und dann automatisch das Ventil in eine gewünschte Stellung (z. B. offen) zu versetzen. In einer bevorzugten Ausbildung jedoch nutzt der Motorcomputer die tatsächliche oder erfasste Temperatur des Temperatursteuerfluids. Der Motorcomputer vergleicht die Temperatur des Temperatursteuerfluids mit zumindest einem vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids. Wenn die tatsächlich erfasste Temperatur oberhalb des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids liegt, dann sollte sich das Ventil bereits in seiner offenen Position befinden, in der das Temperatursteuerfluid zwischen dem Kühler und dem Motor fließen darf. Wenn jedoch die erfasste Temperatur des Temperatursteuerfluids geringer als der vorbestimmte Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ist, dann muss sich das Ventil wahrscheinlich in seiner geschlossenen Stellung befinden. Es ist daher wünschenswert, das Ventil zu öffnen wie auch den Motor zu kühlen. Um dieses so zu tun, verschiebt oder stellt der Motorcomputer den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids um einen vorgeschriebenen Betrag in einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben nach unten. Wenn die tatsächliche Temperatur des Temperatursteuerfluids den verschobenen oder eingestellten vorbestimmten Temperatursteuerwert übersteigt, wird das Ventil öffnen.
  • 48 stellt ebenfalls eine obere und eine untere Temperaturgrenze (Buchstaben „C" und „D") des Temperatursteuerfluids dar. Diese Temperaturgrenzen bewahren das Temperatursteuersystem vor einem signifikanten Vermindern der Wirksamkeit des Heizungs-/Enteisungssystems.
  • Das bevorzugte Temperatursteuersystem nutzt den Motorcomputer, um, gestützt auf den Vergleich des tatsächlichen Motoröltemperaturwertes mit dem vorbestimmten Motoröltemperaturwert, fortlaufend den vorbestimmten Temperaturwert der Temperatursteuerung zu verschieben oder einzustellen. Somit kann der verschobene oder eingestellte vorbestimmte Temperatursteuerwert nicht notwendigerweise eine plötzliche Betätigung des Ventils verursachen. Stattdessen, eine raschere Betätigung des Ventils ergebend, kann der neu verschobene Wert temperaturgemäß schlicht dichter an der tatsächlichen Temperatur liegen. In einer alternativen, aber nicht bevorzugten Ausbildung wird der vorbestimmte Temperaturwert des Temperatursteuerfluids nicht eingestellt. Stattdessen wird die erfasste oder tatsächliche Temperatur des Temperatursteuerfluids eingestellt und dann gegen den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids verglichen. Der Fachmann wird leicht dazu in der Lage sein, alternative Verfahren zum Steuern des Temperatursteuersystems, das auf der Motoröltemperatur basiert, zu praktizieren. Diese alternativen Verfahren befinden sich ganz innerhalb des Bereichs der Ansprüche.
  • Im Betrieb funktioniert das obige System wie folgt. Wenn der Motorcomputer während des anfänglichen Hochfahrens erfasst, dass die Motoröltemperatur geringer als angenähert 230 Grad Fahrenheit (110°C) ist, erhöht oder setzt der Motorcomputer den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids auf angenähert 240°F (115,6°C), bis der Motorcomputer feststellt, dass die Motoröltemperatur bei oder nahe angenähert 230°F (110°C) ist, welches seine normale Betriebstemperatur darstellt.
  • Wenn der Motorcomputer anschließend ermittelt, dass die Motoröltemperatur größer als angenähert 230 Grad Fahrenheit (110°C) ist, verschiebt der Computer den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids von seinem normalen Betriebswert (z. B. angenähert 200 Grad Fahrenheit (93,3°C)) auf einen niedrigeren Wert. Die Verschiebung wird durch Verminderung des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids um 2 Grad Fahrenheit (1,1°C) für jedes eine Grad Fahrenheit (0,56°C), um das die tatsächliche Motoröltemperatur über den vorbestimmten Motoröltemperaturwert hinaus geht, erreicht. Die Verschiebung des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids nach unten wird auf angenähert 170 Grad Fahrenheit (76,7°C) begrenzt.
  • Wenn nach Erreichen der normalen Motorölbetriebstemperatur der Motorcomputer anschließend ermittelt, dass die Motoröltemperatur geringer als angenähert 230 Grad Fahrenheit (110°C) ist, verschiebt der Computer den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids von seinem normalen Betriebswert (z. B. angenähert 200 Grad Fahrenheit (93,3°C)) zu einem höheren Wert. Die Verschiebung wird durch Erhöhung des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids um 2 Grad Fahrenheit (1,1°C) für jedes eine Grad Fahrenheit (0,56°C), um das die tatsächliche Motoröltemperatur unterhalb der vorbestimmten Motoröltemperatur liegt, erreicht. Das Verschieben des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids nach oben wird auf angenähert 240 Grad Fahrenheit (115,6°C) begrenzt.
  • Es wird ebenfalls in Betracht gezogen, dass die Steuerungslogik für das Temperatursteuersystem in Computerchips oder – Prozessoren eingebaut werden kann, die direkt in dem Ventil anstatt in dem Motorcomputer montiert sind. Während die obige Diskussion sich auf eine Nutzung eines Motorcomputers zur Steuerung der Ventile konzentrierte, wird daher auch in Betracht gezogen, dass statt seiner anderen elektronische Steuerungsmechanismen genutzt werden können.
  • Obwohl die EETC-Ventile Fluidinjektoren offenbaren, die in das Ventilgehäuse integriert sind, schließt der Bereich der Erfindung eine Ausbildung ein, worin die Fluidinjektoren physikalisch von den sich hin und her bewegenden EETC-Ventilkomponenten getrennt und dazwischen durch Fluidleitungen verbunden sind. Gleichermaßen können die Fluidinjektoren, die mit den Drossel/Absperr-Ventilen verknüpft sind, entweder, wie in 38 gezeigt, in das Ventilgehäuse integriert oder, wie in 33 und 34 gezeigt, physikalisch von den sich hin und her bewegenden Ventilkomponenten getrennt sein. Alternativ können Fluidinjektoren, die, wie in 38 gezeigt, mit einem integrierten Ventil verknüpft sind, den Zustand anderer Drossel-/Absperrventile steuern, die keine eigenen Fluidinjektoren aufweisen.
  • Während die bevorzugte Ausbildung eine ECU nutzt, um zur Betätigung des Ventilbauteils 146 an das EETC-Ventil unter Druck stehendes Hydrauliköl zu liefern, besteht ein einfacheres und weniger genaues Mittel zur Bereitstellung von unter Druck stehendem Fluids durch Einbau einer Thermostatvorrichtung innerhalb der Hydraulikfluidleitungen, die zu und von dem EETC führen. Das Thermostat würde ein unter Druck stehendes Hydraulikfluid bereitstellen, wenn das Öl in der Leitung oder in der Wanne eine vorgeschriebene Temperatur überschreitet, die, in der bevorzugten Ausbildung, ausgewählt ist, um hinweisend auf die Motoröltemperatur zu sein. Ein Nachteil dieses Systemtyps besteht darin, dass zu dem System ein Mechanismus hinzugefügt werden muss, der das Öl in dem EETC-Ventil zurückbewegt oder entlässt, wenn es erwünscht ist, das Ventil zu schließen, d. h. die Membran von Druck zu entlasten.
  • Wie oben festgestellt, wird das bevorzugte Ventil in der vorliegenden Erfindung durch den Gebrauch von Hydraulikfluid betrieben. Es können jedoch innerhalb des Bereichs dieser Erfindung auch andere Ventiltypen genutzt werden. In Hinblick auf 49 wird beispielsweise ein elektronisch gestütztes Thermostat 950 dargestellt, dass in einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung genutzt werden kann. Das elektronisch gestützte Thermostat 950 ist bis zu einem Umfang konfiguriert und arbeitet ähnlich einem herkömmlichen Thermostat. Der herkömmliche Teil des elektronisch gestützten Thermostates 950 beinhaltet ein äußeres Gehäuse 952, ein Ventilbauteil 954, ein Wachskügelchen 956 und eine Rückholfeder 958. Das Wachskügelchen 956 ist konzipiert, um das Ventilbauteil 954 in einer geschlossenen Stellung zu halten, wenn das Wachskügelchen 956 erstarrt ist. Die Rückholfeder 958 ist konzipiert, um das Ventilbauteil 954 in einer offenen Stellung vorzuspannen, wenn das Wachskügelchen 956 geschmolzen ist. Die Einzelheiten des Aufbaus und des Betriebs herkömmlicher Thermostate sind dem Fachmann bekannt.
  • Der elektronisch gestützte Thermostat 950 beinhaltet ebenfalls ein Heizelement 960, wie zum Beispiel eine Spule, die sich um oder durch das Wachskügelchen 956 erstreckt. Das Heizelement 960 ist durch ein elektrisches Kabel 962 elektrisch mit einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) verbunden. Ein Computer, wie die ECU 900, steuert die Übertragung von elektrischem Strom entlang des Kabels 962 zu dem Heizelement 960. Das Heizelement 960 ist konzipiert, um, wenn Strom zu ihm geliefert wird, auf eine ausgewählte Temperatur aufzuheizen. Die Wärme von dem Heizelement 960 setzt das Wachskügelchen 956 einem Temperaturanstieg von angenähert 80 Grad Fahrenheit (44,4°C) aus. Dies hilft das Wachskügelchen 956 eher aufzuschmelzen, als es sonst aufschmelzen würde. Heizelemente wie dielektrische Erhitzer und Widerstandserhitzer, sind in dem Stand der Technik bekannt und somit sind keine weiteren Einzelheiten erforderlich.
  • Um wirkungsvoller in dem vorliegenden System zu arbeiten, ist das Wachskügelchen 956 geeicht, um zu beginnen, zwischen 220 Grad Fahrenheit und 226 Grad Fahrenheit (104,4°C und 107,8°C) zu öffnen und um bei einer Fluitemperatur zwischen 236 Grad Fahrenheit und 240 Grad Fahrenheit (113,3°C und 115,6°C) vollständig zu öffnen. Diese Temperaturen sind höher als bei gegenwärtigen Thermostatausführungen (z. B. angenähert 180 Grad Fahrenheit (82,2°C)). Jedoch erzeugt ein Halten des Temperatursteuersystems wie zum Beispiel ein geschlossener Kreislauf (d. h. kein Kühler), bis das Temperatursteuerfluid 220 Grad Fahrenheit (104,4°C) erreicht, in dem System einen erhöhten Druck (angenähert 7 psi (48,263 kPa)). Um diesen erhöhten Druck aufzunehmen, wird das Wachskügelchen 956 bevorzugt etwas größer als herkömmliche Kügelchen gefertigt. Eine größere Rückholfeder 958 und ein Gehäuse 952 können ebenfalls notwendig sein.
  • Die Fähigkeit des Heizelementes 960, das Wachskügelchen 956 80 Grad Fahrenheit (44,4°C) aufzuschmelzen, bevor es normalerweise schmilzt, lässt eine Steuerung über den Fluss des Temperatursteuerfluids für eine Vielfalt an Temperaturen des Temperatursteuerfluids zu. Die Temperaturgrenze von 80 Grad Fahrenheit (44,4°C) bei dem Heizelement 960 bildet eine untere Grenze, an der das Ventilbauteil 954 geöffnet werden kann (z. B. eine untere Temperaturgrenze von 160 Grad Fahrenheit (71,1°C)). Dies hilft einen Verlust an Heiz-/ und Enteisungsressourcen des Systems zu verhindern. Die obere Temperaturgrenze wird durch die Schmelztemperatur des Wachskügelchens 956 an sich bei 240°F (115,6°C) gehalten.
  • Der Betrieb einer bevorzugten Ausbildung des elektronisch unterstützten Thermostates 950 wird nun erörtert werden. Die ECU 900 erhält ein Signal, das auf die tatsächliche Motoröl-/ oder Motorblocktemperatur hinweist. Wenn die tatsächliche Motortemperatur geringer als der vorbestimmte Motortemperaturwert ist (z. B., der gewünschte Motoröltemperaturwert für eine gegebene erfasste Umgebungslufttemperatur), arbeitet der Thermostat in einer herkömmlichen Weise (z. B. anfängliches Öffnen, wenn das Temperatursteuerfluid 220 Grad Fahrenheit/226 Grad Fahrenheit (104,4°C/107,8°C) erreicht. Wenn jedoch die tatsächliche Motortemperatur größer als der vorbestimmte Motortemperaturwert ist, steuert die ECU 900 die Übertragung des Stroms entlang des Kabels 962. Der Strom führt zu einem Aufheizen des Heizelementes 960, das wiederum verursacht, dass das Wachskügelchen 956 zu schmelzen beginnt, wobei es dadurch ein Öffnen des Thermostates einleitet.
  • Das oben beschriebene elektronisch unterstützte Thermostat 950 bietet eine einfache, leichtgewichtige Vorrichtung zum wirkungsvollen Steuern des Flusses des Temperatursteuerfluids.
  • Der Einlass-Hydraulikfluidinjektor, der in dem neuen EETC-Ventil und den Drossel/Absperr-Ventilen angewandt wird, muss eine Quelle mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid anzapfen, um die jeweiligen Ventilkammern zu füllen. Typische Ventile werden diese Quelle für ungefähr 6 sec anzapfen, um vollständig einen Zustand zu wechseln. Eine etwas längere Zeitdauer kann für Systeme erforderlich sein, wo ein einzelner Injektor die Kammern von mehrfachen Drossel/Absperr-Ventilen füllt. Diese Zeitdauern sind, verglichen mit der Durchschnittslänge einer Autofahrt, sehr kurz. Da es unwahrscheinlich ist, dass Ventilzustände mehr als einige Male während einer normalen Autofahrt geändert werden müssen, ist der Prozentsatz an Zeit, in der die unter Druck stehende Quelle angezapft wird, voraussichtlich sehr klein, typischerweise unter einer Minute für jede Fahrstunde oder weniger als 2 Prozent. Folglich sollte es eine, wenn überhaupt, geringe Wirkung auf das normale Funktionieren des Hydraulikfluidsystems geben. Wenn die Auslassleitungen der Motorschmierölpumpe die Quelle des Hydraulikfluid sind, sollte somit der Betrieb der neuen Ventile keine signifikante Wirkung auf den normalen Betrieb des Schmiersystems haben. Noch sollte es notwendig sein, vorhandene Ölpumpen- oder Schmiersysteme zu modifizieren, um die neuen Ventile aufzunehmen. Wenn erwünscht, können die Leitungen von dem Zylinderkopf oder dem Block selbst abgehen, wobei somit ein sehr geringer Wechsel an den existierenden Motorumhüllung erforderlich ist.
  • Die oben beschriebenen, bevorzugten, neuen EETC- und Drossel/Absperr-Ventile bewegen sich zwischen einer ersten Stellung, um einen ungedrosselten Fluss an Fluid durch zumindest einen Durchgang zuzulassen, und einer zweiten Stellung, um den Durchfluss durch den Durchgang zu drosseln, hin und her. Die Durchflussdrosselung ist entweder partiell oder vollständig (d. h. 100%). Jedes der Ventile ist in einer der Stellungen durch eine vorgespannte Feder vorgespannt und wird durch einen Hydraulikfluiddruck, der gegen ein Kolbenbauteil drückt, in die andere Stellung gebracht. In den EETC-Ventilen ist das Kolbenbauteil bevorzugt entweder eine Membran oder ein Kolbenschaft. In dem Drossel/Absperrventil weist das Kolbenbauteil eine Kombination von einem separaten Kolben und einem Schaftes auf.
  • Obwohl die EETC- und Drossel/Absperr-Ventile gezeigt werden, wenn sie eine erste Stellung aufweisen, die mit einer unter Druck stehenden, vollständig gefüllten Kammer verbunden ist, und eine zweite Stellung aufweisen, die mit einer drucklosen, leeren Kammer verbunden ist, kann jedes der Ventile ausgeführt sein, um auf umgekehrte Weise zu arbeiten. Das heißt, dass die Stellung der Kammern und der unter Vorspannung stehenden Federn kann so umgekehrt werden kann, dass das Ventil sich in einer ersten Position befindet, wenn die Kammer drucklos und leer ist, und sich in einer zweiten Stellung befinden, wenn die Kammer unter Druck steht und vollständig gefüllt ist. Der Bereich der Erfindung umfasst solche umgekehrten Anordnungen.
  • Gleichermaßen umfasst der Bereich der Erfindung Ausbildungen, worin die EETC-und Drossel/Absperr-Ventile in Stellungen zwischen der ersten und der zweiten Stellung durch nur teilweises Füllen und Unterdrucksetzen der jeweiligen Kammern eingestellt werden. Um eine erwünschte Mittelstellung für ein bestimmtes Ventil zu erhalten, müssen Kammerdruckwerte und/oder Füllungsoder Entleerungszeitdauern empirisch für dieses Ventil bestimmt werden. Wenn z. B. ein bestimmtes EETC-Ventil durch Beaufschlagen der Kammer mit Druck von 25 psi (172kPa) vollständig geöff net wird und fortgefahren wird, nachdem die Kammer 25 psi (172kPa) erreicht, für 2 Sekunden weiter mit Druck zu beaufschlagen, würde ein Vorgang des mit Druck Beaufschlagens, bis die Kammer 15 psi (103kPa) erreicht, das Ventil in die gewünschte Mittelposition versetzen. Wenn es erwünscht ist, ein offenes EETC-Ventil in eine Mittelposition zu bewegen, kann alternativ eine teilweise Druckentlastung der Kammer angewandt werden. Die besonderen Druckwerte und zusätzliche Zeitdauern müssen wiederum empirisch für ein gegebenes neuartiges Ventil bestimmt werden. Sind solche Werte einmal bestimmt, kann die ECU mit den Werten vorprogrammiert werden, um die gewünschte Mittelposition (gewünschten Mittelpositionen) zu erhalten. Alternativ kann ein Rückkopplungssteuersystem verwendet werden, das mit der ECU verbundene Messwertumwandler für die Ventilstellung anwendet.
  • Während das Temperatursteuersystem der vorliegenden Erfindung als ein Austauschen des Thermostaten eines Innenverbrennungsmotors, kann das System ebenfalls in Verbindung mit einem Standardthermostat genutzt werden. Eine Ausbildung dieses Typs würde bevorzugt ein EETC-Ventil in Reihe mit dem Thermostat aufnehmen. Das heißt, dass die Fluidleitung zu dem Kühler würde beides, ein hierauf befestigtes Standardthermostat sowie ein EETC-Ventil, aufweisen. Eine ECU würde festlegen, wann das EETC-Ventil die Steuerung über den Fluiddurchfluss haben wird. Bevorzugt würde das EETC-Ventil den anfänglichen Hochfahr/Aufwärm-Modus des Motors steuern, der auftritt, wenn das Thermostat nicht wirkungsvoll arbeitet. In diesem Modus würden Mittel zur Blockierung des Thermostates eingebaut werden müssen, um zu verhindern, dass das Thermostat die Leitung zu dem Kühler öffnet, bevor der Motor seine optimale Temperatur erreicht. Z. B. könnte ein Bolzen betätigt werden, um das Ventil des Thermostaten in der geschlossenen Position zu arretieren. Die Betätigung des Bolzens könnte durch die ECU, gestützt auf eine oder mehrere oben diskutierten Ventilsteuerkurven, gesteuert werden. Folglich würde das EETC-Ventil sich in der Steuerung des Systems befinden, bis das TCF-Fluid seine normale Betriebstempera tur erreicht, worauf das EETC-Ventil an einer weiteren Steuerung gehindert und das Thermostat gelöst werden würde, um das System zu steuern, wie es gewöhnlich durchgeführt wird. Das Thermostat könnte ebenfalls ausgeschlaltet werden, wenn die Umgebungstemperatur unter eine vorbestimmte Temperatur fällt, wie z. B. Null Grad Fahrenheit (–17,8°C).
  • Es ist vorstellbar, dass diese Ausbildung in Situationen genutzt würde, wo eine Rückanpassung an einen bestehenden Motor erwünschter als ein vollständiges Realisieren des offenbarten Temperatursteuersystems ist. Da das offenbarte Temperatursteuersystem signifikante Vorteile während des Hochfahrens/Aufwärmens und bei niedrigen Temperaturen aufweist, hat die oben erörterte modifizierte Ausbildung Vorteile gegenüber einem Standardsystem.
  • Eine andere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, verschiedene andere Motorparameter in Kombination mit der Steuerung des TCF zu steuern. Es ist zum Beispiel möglich, den elektrischen Ventilator, der eine Kühlen für den Kühler bereitstellt, zu steuern. Wenn die Temperatur des TCF, die an dem Auslass des Radiators gemessen wird, angenähert zwischen ungefähr 150 Grad und 160 Grad Fahrenheit (65,6°C bis 71,1°C) und die Fahrzeuggeschwindigkeit weniger als ungefähr 35 Meilen pro Stunde (56,3 km/h) beträgt, ist der Ventilator ausgelegt zu arbeiten. Dies entspricht dem Betriebszustand, in dem das Auto sich verhältnismäßig langsam bewegt und das TCF im Begriff ist heiß (hot car) zu werden. Dies ist typischerweise in dem Betriebszustand, in dem zumeist ein Überhitzen auftreten wird. Wenn das Auto über 35 Meilen pro Stunde (56, 3 km/h) fährt, wird die Luft, die durch den Kühler und um den Motorblock herum strömt, tätig sein, um die TCF-Temperatur zu reduzieren. Variationen zur Steuerung des Ventilators sind ebenfalls möglich. Die ECU kann programmiert werden, um die Ventilatorsteuerung zu versehen, oder stattdessen kann eine separate Ventilatorsteuerung genutzt werden.
  • Es ist ebenfalls möglich, den Zündfunken, der durch die Zündkerze erzeugt wird, zu steuern, indem Signale von der ECU genutzt werden. Zum Beispiel können die Temperatur des TCF in dem Kühler und die Umgebungslufttemperatur überwacht werden um zu bestimmen, wie groß ein Zündfunke benötigt wird, um die optimale Verbrennung des Brennstoffes zu erzielen. Es ist vorteilhaft, die TCF-Temperatur in dem Kühler zu nutzen, da dieses Ventil im Vergleich mit der TCF-Temperatur aus dem Motorblock, die sich signifikant ändern kann, verhältnismäßig stabil sein sollte. Der Fachmann würde leicht verstehen, dass andere Modifikationen in Hinsicht auf den Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors geschaffen werden können, wenn das offenbarte neuartige System genutzt wird.
  • Das Temperatursteuersystem der vorliegenden Erfindung weist zusätzliche daraus folgende Vorteile auf. Durch ein Bereitstellen der Mittel, um die tatsächliche Temperatur des TCF-Fluids in kalten Temperaturumgebungen (siehe 23) zu erhöhen, kann die physikalische Größe der Heizvorrichtung verringert werden. Denn je heißer die Temperatur des TCF ist, desto geringer ist die erforderliche Oberfläche des Heizkerns, um die notwendige Menge an Wärmeenergie aus dem TCF herauszuziehen, um die Fahrgastkabine des Fahrzeuges zu wärmen.
  • Ein Motor, der das EETC-Ventil oder eines oder mehrere Drossel/Absperrventile anwendet, wird geringere Motorabgasemissionen und größere Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweisen als ein Motorkühlungssystem nach dem Stand der Technik, das nur ein Thermostat nach dem Stand der Technik anwendet. Da die Reduktion in Emissionen und die Verbesserung in Kraftstoffwirtschaftlichkeit am größten in kalten Temperaturumgebungen und während der Hochfahrphase des Motors sein wird, bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Verschmutzungsgrade von Fahrzeugabgasen signifikant zu vermindern. Ein Motor, der die neuen EETC- und Drosselventile aufnimmt, sollte ebenfalls eine gestiegene Pferdestärkenleistung bei niedrigen Temperaturen produzieren.
  • Zur Zeit führt die Behörde der Vereinigten Staaten für Umweltschutz ihre Emissionsversuche bei relativ warmen Umgebungslufttemperaturen durch. Versuche bei diesen warmen Temperaturen decken nicht die tatsächlichen Verschmutzungseffekte von Fahrzeugen auf, wenn sie gestartet und in einem Klima mit kalter Temperatur betrieben werden. Zum Beispiel erfordert der gegenwärtige Versuchsablauf, dass ein Fahrzeug bei einer Umgebungslufttemperatur von 68–80 Grad Fahrenheit (20°C–26,7°C) für 12 Stunden „durchkaltet". Das heißt, das Fahrzeug muss für 12 Stunden bei dieser Temperaturumgebung unbenutzt stehen, so dass sich die Motorteile zu diesen Umgebungslufttemperaturen hin stabilisieren können. Dann wird der Motor angelassen und die Emissionen werden gemessen, um zu verifizieren, dass sie innerhalb akzeptabler Grenzen liegen. Da die Umgebungslufttemperatur relativ warm ist, erhitzen sich der Motor und der Katalysator rasch auf eine wirkungsvolle Betriebstemperatur. Die meisten heutigen Fahrzeuge würden die augenblicklichen Emissionsstandards verfehlen, wenn gefordert würde, den „Durchkaltungstest" bei signifikant niedrigen Umgebungslufttemperaturen durchzuführen, wie zum Beispiel bei 28–40 Grad Fahrenheit (–2,2°C– 4,4°C). Ein Motor, der das EETC-Ventil zusammen mit Drossel/Absperr-Ventilen oder dem Motorblockdurchgangsystem, das in 44A und 44B dargestellt ist, verwendet, wird eine wesentliche Verbesserung zu augenblicklichen Systemen in Hinsicht einer Erfüllung gegenwärtiger Emissionsstandards gemäß eines „Durchkaltungs-Test" bei solch niedrigeren Umgebungslufttemperaturen zeigen.
  • Die oben offenbarten Erfindungen bieten einen wirkungsvollen Weg, um das unterbewertete eine Drittel der Wärmeenergie, das durch ein Kühlungssystem eines Fahrzeuges bearbeitet wird, nutzbar zu machen. (Siehe den Auszug in dem Hintergrund der Erfindung von Seite 169 der Goodheart-Willcox Automotive Encyclopedia). Das EETC-Ventil, das Drossel/Absperr-Ventil und der Gebrauch von programmierten Kurven zur Bestimmung ihres Zustandes sind die Grundbausteine für ein Motortemperatursteuersystem, das wirkungsvoll die Funktionsweise des Motorkühlsystems auf die Gesamtnotwendigkeiten des Fahrzeuges abstimmt.
  • Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgebildet sein, ohne von dem Geist oder von grundlegenden Eigenschaften der Erfindung abzuweichen, und folglich sollte ein Bezug zu den anhängenden Ansprüchen eher als zu den vorhergehenden Ausführungen gemacht werden, weil sie den Bereich der Erfindung angeben.

Claims (99)

  1. Temperatur-Steuersystem in einem flüssigkeitsgekühlten Innenverbrennungsmotor, der mit einem Kühler und einem Motor ausgestattet ist, wobei das System aufweist: ein Durchfluss-Steuerventil zur Steuerung des Durchflusses eines Temperatursteuerfluids durch einen Durchgang, der mit dem Kühler in Verbindung steht, wobei das Durchfluss-Steuerventil einen ersten Zustand zur Verhinderung des Durchflusses und einen zweiten Zustand zur Zulassung des Durchflusses hat; einen ersten Sensor zum Erfassen einer Temperatur, die auf eine Motoröltemperatur hinweist, und zum Bereitstellen eines Signales der Motoröltemperatur; einen zweiten Sensor zum Erfassen einer Temperatur, die auf die Temperatur des Temperatursteuerfluids hinweist, und zum Bereitstellen eines Temperatursignales des Temperatursteuerfluids; und einem Motorcomputer zum Empfang des Signales der Motoröltemperatur und des Temperatursignales des Temperatursteuerfluids, dadurch gekennzeichnet dass: der Motorcomputer, der das Signal der Motoröltemperatur mit einem vorbestimmten Wert der Motoröltemperatur vergleicht, dass der Motorcomputer einen Temperaturwert des Temperatursteuerfluids als Funktion von zumindest dem Vergleich des Signals von der Motoröltemperatur mit dem vorbestimmten Wert der Motoröltemperatur bestimmt, dass der Motorcomputer das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids mit dem Temperaturwert des Temperatursteuerfluids vergleicht, um einen gewünschten Ventilzustand zu bestimmen, dass der Motorcomputer Signale zur Steuerung der Betätigung des Durchfluss-Steuerventiles zwischen seinem ersten und zweiten Zustand als Funktion von mindestens dem Vergleich des Temperatursignales des Temperatursteuerfluids mit dem Temperaturwert des Temperatursteuerfluids bereitstellt.
  2. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Motorcomputer das Durchfluss-Steuerventil so steuert, dass sich das Ventil in seinem ersten Zustand befindet, wenn das Signal der Motoröltemperatur kleiner als der vorbestimmte Wert der Motoröltemperatur ist, und dass sich das Ventil in seinem zweiten Zustand befindet, wenn das Signal der Motoröltemperatur größer als der vorbestimmte Wert der Motoröltemperatur ist und das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids größer als der Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ist.
  3. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, das weiterhin aufweist: einen Sensor, um die Umgebungstemperatur zu erfassen und um ein Signal, das auf die Umgebungslufttemperatur hinweist, bereitzustellen; und den Motorcomputer, der das Signal der Umgebungslufttemperatur aufnimmt, und wobei der Motorcomputer den vorbestimmten Wert der Motoröltemperatur durch Vergleichen des Signals der Umgebungslufttemperatur mit einem Satz von Werten der Motoröltemperatur bestimmt, welche sich als eine Funktion der Umgebungslufttemperatur verändern.
  4. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Motorcomputer einen Temperaturwert des Temperatursteuerfluids durch Einstellen eines vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids basierend auf dem Vergleich des Signals von der Motoröltemperatur mit dem vorbestimmten Wert der Motoröltemperatur bestimmt.
  5. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, das weiterhin aufweist: einen Sensor zur Messung der Umgebungstemperatur und zum Bereitstellen eines auf diese hinweisenden Signales; wobei der Motorcomputer den Temperaturwert des Temperatursteuerfluids durch Auswählen einer Temperatursteuerkurve basierend auf dem Vergleich des Signales der Motoröltemperatur mit einem vorbestimmten Wert der Motoröltemperatur bestimmt, wobei die Temperatursteuerkurve durch einen Satz von Punkten definiert wird, der eine Temperaturkomponente der Umgebungsluft und eine Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids aufweist, wobei eine erste Kurve ausgewählt wird, wenn das Signal der Motoröltemperatur an oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes der Motoröltemperatur ist, und eine zweite Kurve ausgewählt wird, wenn das Signal der Motoröltemperatur oberhalb eines vorbestimmten Wertes der Motoröltemperatur ist, wobei der Motorcomputer das Signal der Umgebungslufttemperatur und das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids mit der ausgewählten Kurve vergleicht, um den gewünschten Ventilzustand zu bestimmen.
  6. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 5, wobei die zweite Kurve im Allgemeinen eine nach unten verschobene Version der ersten Kurve ist, wenn die Umgebungslufttemperatur auf der X-Achse und das Temperatursteuerfluid auf der Y-Achse aufgetragen ist.
  7. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Teil der ersten und der zweiten Kurve eine Steigung von im Allgemeinen ungleich Null in einem Gebiet aufweist, das durch einen Temperaturbereich des Temperatursteuerfluids von ungefähr 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) bis ungefähr 260 Grad Fahrenheit (126,7°C) sowie durch einen Bereich der Umgebungslufttemperatur von ungefähr 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) bis ungefähr Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) gekennzeichnet ist.
  8. Temperatur–Steuersystem nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Teil der ersten und der zweiten Kurve eine Steigung von im Allgemeinen gleich Null in einem Gebiet aufweist, wo die Umgebungslufttemperatur im Allgemeinen kleiner als Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) ist.
  9. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 5, wobei die erste Kurve bis auf eine Erhöhungs-Region in der ersten Kurve in einem ausgewählten Bereich der Umgebungslufttemperaturen im Allgemeinen ähnlich der zweiten Kurve ist, wenn die Umgebungslufttemperatur auf der X-Achse und das Temperatursteuerfluid auf der Y-Achse aufgetragen ist.
  10. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 3, das weiterhin aufweist: Mittel zum Speichern des Satzes von Motoröltemperaturwerten für einen Bereich von Umgebungslufttemperaturen.
  11. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 5, das weiterhin aufweist: ein zweites Durchfluss-Steuerventil zum Steuern des Durchflusses von Temperatursteuerfluid durch einen zweiten Durchgang, wobei das zweite Durchfluss-Steuerventil einen ersten Zustand zur Begrenzung des Durchflusses und einen zweiten Zustand zum Zulassen eines uneingeschränkten Zuflusses aufweist, und wobei der Motorcomputer Steuersignale sendet, um das zweite Ventil in den ersten Zustand zu versetzen, wenn das Signal der Umgebungslufttemperatur und das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids einen Punkt definieren, der oberhalb der ausgewählten Kurve liegt, und das Steuersignal sendet, um das Ventil in den zweiten Zustand zu versetzen, wenn die gemessenen Temperatursignale einen Punkt definieren, der unterhalb der ausgewählten Kurve liegt.
  12. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die zweite Kurve gegenüber der ersten Kurve um etwa 50 Grad Fahrenheit (27,8°C) nach unten verschoben ist.
  13. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 9, wobei sich die Erhöhungs-Region von ungefähr 110 Grad Fahrenheit (43,3°C) bis ungefähr 20 Grad Fahrenheit (–6,7°C) erstreckt.
  14. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 9, wobei die Erhöhungs-Region eine maximale Erhöhung von ungefähr 65 Grad Fahrenheit (36,1°C) aufweist und kleiner wird, wenn die Umgebungslufttemperatur sinkt.
  15. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 13, wobei die Erhöhungs-Region eine maximale Erhöhung von ungefähr 65 Grad Fahrenheit (36,1°C) bei einer Umgebungstemperatur von ungefähr 85 Grad Fahrenheit (29,4°C) aufweist und kleiner wird, wenn sich die Umgebungslufttemperatur an 20 Grad Fahrenheit (–6,7°C) annähert.
  16. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Motorcomputer das Ventil in seinen zweiten Zustand versetzt, wenn die Motoröltemperatur oberhalb des vorbestimmten Wertes der Motoröltemperatur ist und die Temperatur des Temperatursteuerfluids größer als eine erste Temperaturgrenze ist.
  17. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 5, das weiterhin aufweist: Mittel zum Speichern von Motoröltemperaturwerten für einen Bereich von Umgebungslufttemperaturen und zum Ausgeben eines ausgewählten Motoröltemperaturwertes für die gemessene Umgebungslufttemperatur, wobei der vorbestimmte Motoröltemperaturwert der ausgewählte Motoröltemperaturwert bei der gegenwärtig gemessenen Umgebungslufttemperatur ist.
  18. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 16, wobei die erste Temperaturgrenze etwa 170 Grad Fahrenheit (76,67°C) beträgt.
  19. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 3, wobei sich der Temperaturwert des Temperatursteuerfluids als eine Funktion der Umgebungslufttemperatur ändert und wobei der Motorcomputer den Temperaturwert des Temperatursteuerfluids basierend auf dem Signal der Umgebungslufttemperatur und auf dem Vergleich des Signals von der Motoröltemperatur mit dem vorbestimmten Wert der Motoröltemperatur bestimmt.
  20. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei, wenn die Motoröltemperatur geringer als der vorbestimmte Motoröltemperaturwert ist, der Motor das Ventil in seinem ersten Zustand hält, bis die Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert erreicht und während die Temperatur des Temperatursteuerfluids kleiner als eine zweite Temperaturgrenze ist.
  21. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Durchfluss-Steuerventil den Durchfluss des Temperatursteuerfluids zwischen dem Motor und dem Kühler steuert.
  22. Temperatur-Steuersystem nach den Ansprüchen 1, 3, 4, 5 oder 19, das weiterhin aufweist: einen Wärmetauscher in einer Ölwanne, wobei der Wärmetauscher einen Einlass und einen Auslass aufweist; eine Rohrleitung, die mit dem Einlass des Wärmetauschers verbunden ist und mit dem Durchgang in Verbindung steht; und eine Wasserpumpe, die einen Einlass, der mit dem Kühler und dem Auslass des Wärmetauschers verbunden ist, und einen Auslass aufweist, der mit dem Durchgang verbunden ist, wobei mindestens ein Zustand des Durchfluss-Steuerventiles einen Durchfluss mindestens eines Teils des Temperatursteuerfluids zu dem Wärmetauscher ermöglicht.
  23. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 22, wobei der Wärmetauscher eine wärmeleitfähige Röhre ist.
  24. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, 3, 4, 5, 10, 17 oder 19, das weiterhin einen Höhensensor und Mittel zum Einstellen des vorbestimmten Motoröltemperaturwertes in Übereinstimmung mit der Höhe aufweist.
  25. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 10, 17 oder 19, wobei die auf die Motoröltemperatur hinweisende Temperatur die Temperatur des Motoröls ist.
  26. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 20, wobei die zweite Temperaturgrenze ungefähr 240 Grad Fahrenheit (115,6°C) beträgt.
  27. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 25, wobei der Motor eine Ölwanne enthält, und wobei die Motoröltemperatur die Öltemperatur in der Ölwanne ist.
  28. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 10, 17 oder 19, wobei der Motor ebenfalls einen Motorblock enthält und wobei die Temperatur, die auf die Motoröltemperatur hinweist, die Temperatur des Motorblocks ist.
  29. Temperatur-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 10, 16 bis 20, 25, 26 und 27, wobei das Durchfluss-Steuerventil ein hydraulisch gesteuertes Membranventil ist.
  30. Temperatur-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 10, 16 bis 20, 25, 26 und 27, wobei das Durchfluss-Steuerventil ein elektronisch unterstütztes Thermostat ist.
  31. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 30, wobei das elektronisch unterstützte Thermostat enthält: ein Gehäuse; ein Ventilbauteil, das innerhalb des Gehäuses zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand hin und her bewegbar ist; eine Rückholfeder zum Vorspannen des Ventilbauteiles in den offenen Zustand; ein Wachskügelchen, das an dem Ventilbauteil angebracht ist und einen festen und einen flüssigen Zustand aufweist, wobei das Wachskügelchen das Ventilbauteil in seinem geschlossenen Zustand hält, wenn sich das Wachskügelchen in seinem festen Zustand befindet, und das Wachskügelchen die Rückholfeder das Ventilbauteil in seine offene Position vorspannen lässt, wenn sich das Wachskügelchen in seinem flüssigen Zustand befindet; ein Heizelement, das innerhalb des Gehäuses befestigt und ausgelegt ist, um Wärme zum Wachskügelchen zu übertragen, wobei das Heizelement eine elektrische Übertragung zur Erzeugung von Wärme des Heizelementes erhält; und wobei die Signale von dem Motorcomputer die elektrische Übertragung zu dem Heizelement steuern.
  32. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 31, wobei das Heizelement eine Heizspule ist, die sich um das Wachskügelchen herum windet.
  33. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 31, wobei das Heizelement innerhalb des Wachskügelchens angeordnet ist.
  34. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 31, wobei das Wachskügelchen einen Schmelzpunkt von angenähert 220 Grad Fahrenheit (104,9°C) aufweist.
  35. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 31, wobei der Motorcomputer die elektrische Übertragung steuert, um ein Aufheizen des Heizelementes hervorzurufen, wenn das Signal der Motoröltemperatur größer als der vorbestimmte Motoröltemperaturwert ist.
  36. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 4, wobei der Motorcomputer einen Betrag bestimmt, um den das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert übersteigt, und wobei der Motorcomputer den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids als Funktion der Höhe des Überschusses abstimmt.
  37. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 4, wobei der Motorcomputer den vorbestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids um eine voreingestellte Höhe für jedes einzelne Grad nach unten abstimmt, mit dem das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert überschreitet.
  38. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 37, wobei die voreingestellte Höhe der Abstimmung einen Wert innerhalb eines Bereiches von zwischen ungefähr ein Grad Fahrenheit (0,56°C) und ungefähr zehn Grad Fahrenheit (5,6°C) ist.
  39. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, das weiterhin aufweist: einen Sensor zum Erfassen einer tatsächlichen Umgebungstemperatur und zum Bereitstellen eines darauf hinweisenden Signales; und wobei der Motorcomputer das Signal der tatsächlichen Umgebungslufttemperatur erhält, wobei der Motor computer den vorbestimmten Motoröltemperaturwert basierend auf dem Signal der Umgebungslufttemperatur bestimmt, der vorbestimmte Motoröltemperaturwert sich als eine Funktion der tatsächlichen Umgebungslufttemperatur ändert, der Motorcomputer einen Satz vorbestimmter Werten basierend auf dem Vergleich von dem Signal der Motoröltemperatur zu dem vorbestimmten Motoröltemperaturwert abstimmt, der Satz vorbestimmter Werte eine Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids und eine Umgebungslufttemperaturkomponente aufweist, der Satz vorbestimmter Werten eine Kurve bestimmt, die den Zustand des Durchfluss-Steuerventiles definiert, und wobei der Motorcomputer den Temperaturwert des Temperatursteuerfluids durch Vergleich des Signales der Umgebungslufttemperatur mit dem abgestimmten Satz vorbestimmter Werte bestimmt, wobei sich das Durchfluss-Steuerventil in dem ersten Zustand befindet, wenn das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids geringer als der Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ist, und sich das Durchfluss-Steuerventil in dem zweiten Zustand befindet, wenn Temperatursignal des Temperatursteuerfluids größer als der Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ist.
  40. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motorcomputer eine Motorlastbedingung basierend auf einem Vergleich des Signals von der Motoröltemperatur mit dem vorbestimmten Motoröltemperaturwert bestimmt, und wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte als eine Funktion der Lastbedingung abstimmt.
  41. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motorcomputer eine Höhe bestimmt, um die das Signal der Motoröltemperatur einen vorbestimmten Motoröltemperaturwert übersteigt, und wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte als eine Funktion der Höhe des Überschusses abstimmt.
  42. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte nach unten mit einer voreingestellten Höhe für jedes einzelne Grad abstimmt, um das das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert überschreitet.
  43. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte herab mit einer voreingestellten Höhe für jede drei Grad Fahrenheit (1,67°C) abstimmt, um die das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert überschreitet.
  44. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte herab mit einer voreingestellten Höhe für jede fünf Grad Fahrenheit (2,78°C) abstimmt, um die das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert überschreitet.
  45. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motorcomputer eine Änderungsgeschwindigkeit des Signales der Motoröltemperatur bestimmt und wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte als eine Funktion der Änderungsgeschwindigkeit abstimmt.
  46. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motorcomputer einen Abstimmungsfaktor zum Abstimmen der Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte bestimmt, wobei sich der Abstimmungsfaktor als eine Funktion der Umgebungslufttemperatur verändert, und wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte gemäß dem Abstimmungsfaktor abstimmt.
  47. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 39, wobei der Motor eine Ansaugleitung enthält und wobei der Motorcomputer Signale von der Ansaugleitung erhält, die auf einen Unterdruck in der Ansaugleitung hinweisen, und wobei der Motorcomputer eine Motorlastbedingung basierend auf dem Unterdruck in der Ansaugleitung bestimmt und die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte in Übereinstimmung mit der Lastbedingung abstimmt.
  48. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 42, wobei die festgesetzte Höhe der Abstimmung ein Wert innerhalb eines Bereiches zwischen ungefähr ein Grad Fahrenheit (0,56°C) und ungefähr zehn Grad Fahrenheit (5,6°C) ist.
  49. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 45, wobei sich die Abstimmung der Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte linear mit der Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Motoröltemperatur ändert.
  50. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 45, wobei sich die Abstimmung der Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte nichtlinear mit der Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Motoröltemperatur ändert.
  51. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 46, wobei sich der Abstimmungsfaktor linear mit der Umgebungslufttemperatur ändert.
  52. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 46, wobei sich der Abstimmungsfaktor nichtlinear mit der Umgebungslufttemperatur ändert.
  53. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 47, wobei die Motorlastbedingung eine Hochlastbedingung ist, wenn der Unterdruck in der Ansaugleitung geringer als ungefähr 4 Inches Hg (13,55 kPa) ist, und wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte herab mit einer ersten voreingestellten Höhe abstimmt.
  54. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 47, wobei die Motorlastbedingung eine Extremhochlastbedingung ist, wenn der Unterdruck in der Ansaugleitung geringer als ungefähr 2 Inches Hg (6,77 kPa) ist, und wobei der Motorcomputer die Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids des Satzes vorbestimmter Werte mit einer zweiten voreingestellten Höhe herab abstimmt.
  55. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 48, wobei die voreingestellte Höhe der Abstimmung ungefähr drei Grad Fahrenheit (1,67°C) beträgt.
  56. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 55, wobei die voreingestellte Höhe der Abstimmung ungefähr zwei Grad Fahrenheit (1,22°C) beträgt.
  57. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 56, wobei die voreingestellte Höhe der Abstimmung ein Grad Fahrenheit (0,56°C) beträgt.
  58. Temperatur-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Durchgang mit einem Zylinderkopf und einer Ansaugleitung in Verbindung steht und wobei das Durchfluss-Steuerventil einen Durchfluss zumindest zwischen dem Zylinderkopf und der Ansaugleitung steuert.
  59. Ein Verfahren zum Steuern des Zustandes eines Durchfluss-Steuerventiles in einem Innenverbrennungsmotor, wobei das Durchfluss-Steuerventil einen Durchfluss von Temperatursteuerfluid durch einen Durchgang steuert und ei nen ersten Zustand zur Verhinderung des Durchflusses von Temperatursteuerfluid durch den Durchgang und einen zweiten Zustand zur Zulassung des Durchflusses von Temperatursteuerfluid durch den Durchgang aufweist, mit den Verfahrensschritten: Empfangen eines Temperatursignales, das auf eine Motoröltemperatur hinweist; Empfangen eines Temperatursignales des Temperatursteuerfluids, das auf eine Temperatur des Temperatursteuerfluids hinweist; gekennzeichnet durch die Schritte. Vergleichen des Signales der Motoröltemperatur mit einem vorbestimmten Motoröltemperaturwert; Bestimmten eines Temperaturwertes des Temperatursteuerfluid basierend zumindest auf dem Vergleich des Signales der Motoröltemperatur mit einem vorbestimmten Motoröltemperaturwert; Vergleichen des Temperatursignales des Temperatursteuerfluids mit dem Temperaturwert des Temperatursteuerfluids und Betätigen des Durchfluss-Steuerventils zwischen seinem ersten und seinem zweiten Zustand basierend auf zumindest dem Vergleich des Temperatursignales des Temperatursteuerfluids mit dem Temperaturwert des Temperatursteuerfluid basiert.
  60. Verfahren nach Anspruch 59, die weiterhin den Schritt des Bereitstellens von Signalen zum Betätigen des Durchfluss-Steuerventils aufweist.
  61. Verfahren nach Anspruch 59, wobei das Motorölsignal im wesentlichen bei einem vorbestimmten Motoröltemperaturwert durch Betätigung des Durchfluss-Steuerventiles in seinen zweiten Zustand gehalten wird, wenn das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids größer als der Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ist, und durch Betätigung des Durchfluss-Steuerventils in seinen ersten Zustand, wenn das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids kleiner als der Temperaturwert des Temperatursteuerfluids ist.
  62. Verfahren nach Anspruch 59, wobei der Wert des Temperatursteuerfluids bestimmt wird, um die Motoröltemperatur gegen den vorbestimmten Motoröltemperaturwert zu fahren.
  63. Verfahren nach Anspruch 59, das weiterhin den Schritt des Aufnehmens eines Temperatursignals aufweist, das auf die Umgebungslufttemperatur hinweist, und wobei der Schritt der Bestimmung des Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids auch ein Vergleichen des Signals der Umgebungslufttemperatur mit einer Temperatursteuerkurve einschließt, die eine Umgebungslufttemperaturkomponente und eine Temperaturkomponente des Temperatursteuerfluids aufweist.
  64. Verfahren nach Anspruch 63, wobei mindestens ein Teil der Temperatursteuerkurve eine Steigung von im Allgemeinen ungleich Null aufweist, wobei sich mindestens ein Teil von ihr in einem Gebiet befindet, das durch einen Temperaturbereich des Temperatursteuerfluids von ungefähr 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) bis ungefähr 260 Grad Fahrenheit (126,7°C) und einen Bereich der Umgebungslufttemperatur von ungefähr 100 Grad Fahrenheit (37,8°C) bis ungefähr Null Grad Fahrenheit (–17,8°C) definiert ist.
  65. Verfahren nach Anspruch 63, wobei mindestens ein Teil der Temperaturkontrollkurve eine Steigung von im Allgemeinen gleich Null aufweist, wobei sich ein Teil von ihr in einem Gebiet befindet, wo eine Umgebungslufttemperatur im Allgemeinen geringer als Null Grad Fahrenheit (– 17,8° C) ist.
  66. Verfahren nach Anspruch 63, wobei es min destens zwei Temperatursteuerkurven gibt, wobei die zweite Kurve im Allgemeinen eine nach unten verschobene Version der ersten Kurve ist, wenn die Umgebungslufttemperatur auf der x-Achse und die Temperatur des Temperatursteuerfluids auf der y-Achse aufgetragen ist.
  67. Verfahren nach Anspruch 66, wobei die erste Kurve im Allgemeinen ähnlich der zweiten Kurve ist, ausgenommen für eine Erhöhungs-Region der ersten Kurve in einem ausgewählten Bereich von Umgebungslufttemperaturen, wenn die Umgebungslufttemperatur auf der x-Achse und das Temperatursteuerfluid auf der y-Achse aufgetragen ist.
  68. Verfahren nach Anspruch 67, wobei die Erhöhungs-Region von ungefähr 110 Grad Fahrenheit (43,3°C) bis ungefähr 20 Grad Fahrenheit (–6,7°C) reicht.
  69. Verfahren nach Anspruch 67, wobei die Erhöhungs-Region eine maximale Erhöhung von ungefähr 65 Grad Fahrenheit (36,1°C) aufweist und kleiner wird, wenn die Umgebungslufttemperatur absinkt.
  70. Verfahren nach Anspruch 68, wobei die Erhöhungs-Region eine maximale Erhöhung von ungefähr 65 Grad Fahrenheit (36,1°C) bei einer Umgebungstemperatur von ungefähr 85 Grad Fahrenheit (29,4°C) aufweist und kleiner wird, wenn sich die Umgebungslufttemperatur an 20 Grad Fahrenheit (–6,7°C) annähert.
  71. Verfahren nach Anspruch 59, das weiterhin den Schritt aufweist: Halten des Ventils in dem ersten Zustand beim Motoranlaufen bis das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert erreicht, wobei, ungeachtet der Temperatur des Temperatursteuerfluids, der Motorcomputer das Ventil in den zweiten Zustand betätigen lässt, wenn das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Mo toröltemperaturwert erreicht.
  72. Verfahren nach Anspruch 59 oder 71, das weiterhin die Schritte aufweist: Speichern der optimalen Motoröltemperaturen für einen Bereich von Umgebungslufttemperaturen; und Messen der Umgebungslufttemperatur mit einem Sensor und Bestimmung der optimalen Motoröltemperatur für die gemessene Umgebungslufttemperatur, wobei der vorbestimmte Motoröltemperaturwert die optimale Motoröltemperatur bei der gegenwärtig gemessenen Umgebungslufttemperatur ist.
  73. Verfahren nach Anspruch 59, das weiterhin die Schritte aufweist: Empfangen eines Signales von der Umgebungslufttemperatur; und Bestimmung eines vorbestimmten Motoröltemperaturwertes für das Signal der Umgebungslufttemperatur, wobei der vorbestimmte Motoröltemperaturwert sich als eine Funktion der Umgebungslufttemperatur ändert.
  74. Verfahren nach Anspruch 73, wobei die Betätigung des Ventils in den ersten Zustand einen Durchfluss zu einem Kühler verhindert und einen Durchfluss zu einer Ölwanne zulässt.
  75. Verfahren nach Anspruch 73, wobei die Betätigung des Ventils in den ersten Zustand einen Durchfluss zu einer Ansaugleitung zulässt.
  76. Verfahren nach Anspruch 59, das weiterhin den Schritt aufweist: Empfangen eines Temperatursignales, das auf die Umgebungslufttemperatur hinweist; wobei der Temperaturwert des Temperatursteuerfluids sich als eine Funktion der Umgebungslufttemperatur ändert und wobei der Schritt der Bestimmung eines Temperaturwertes des Temperatursteuerfluid ein Bestimmen des mit dem Signal der Umgebungslufttemperatur korrespondierenden Wertes des Temperatursteuerfluid einschließt.
  77. Verfahren nach Anspruch 59, wobei das Ventil betätigt wird, um einen Durchfluss von Temperatursteuerfluid durch einen Wasser-Kühlmantel des Zylinderkopfes und einen Wasser-Kühlmantel der Ölwanne zuzulassen, und um einen Durchfluss durch einen Kühler zuzulassen, wenn das Signal der Motoröltemperatur geringer ist als der vorbestimmte Wert der Motoröltemperatur, wodurch Wärme durch das Temperatursteuerfluid von dem Zylinderkopf in die Ölwanne übertragen wird, und wobei das Ventil betätigt wird, um einen Fluss des Temperatursteuerfluids durch einen Wasser-Kühlmantel des Motorblocks und den Wasser-Kühlmantel des Zylinderkopfes zuzulassen, wenn das Signal der Motoröltemperatur größer als der vorbestimmte Wert der Motoröltemperatur ist.
  78. Verfahren nach Anspruch 77, wobei der Motor weiterhin einen Wasser-Kühlmantel in einer Ansaugleitung enthält, wobei das Verfahren weiter den Schritt des Zulassens eines Durchflusses des Temperatursteuerfluids durch die Ansaugleitung aufweist, wenn das Signal der Motoröltemperatur geringer als der vorbestimmte Wert der Motoröltemperatur ist.
  79. Verfahren nach Anspruch 59, das weiterhin die Schritte aufweist: Empfangen eines Signales, das auf die Temperatur der Umgebungsluft hinweist; Vergleichen des Signales von der Umgebungslufttemperatur mit einem Satz vorbestimmter Werte der Motoröltemperatur, welche sich als Funktion der Umgebungslufttemperatur ändern; und Bestimmen eines vorbestimmten Wertes der Mo toröltemperatur, der mit dem empfangenen Signal der Umgebungslufttemperatur korrespondiert.
  80. Verfahren nach Anspruch 59, 61, 62, 73, 76, 77 oder 79, wobei die Temperatur, die auf das Motoröl hinweist, die Motoröltemperatur ist.
  81. Verfahren nach Anspruch 80, wobei die Motoröltemperatur die Öltemperatur in einer Ölwanne ist.
  82. Verfahren nach Anspruch 59, 61, 62, 72, 73, 76, 77 oder 79, das weiterhin die Schritte aufweist: Messen der Höhe mit einem Höhensensor; und Abstimmen des vorbestimmten Wertes der Motoröltemperatur in Übereinstimmung mit der erfassten Höhe.
  83. Verfahren nach Anspruch 59, 61, 62, 72, 73, 76 oder 79, wobei der Motor weiterhin mit einem Wärmetauscher in einer Ölwanne ausgestattet ist, wobei der Wärmetauscher einen Einlass und einen Auslass aufweist; ein Wasser-Kühlmantel einen Auslass aufweist, der mit dem Einlass des Wärmetauschers verbunden ist; und wobei eine Wasserpumpe einen Einlass, der mit dem Auslass des Kühlers und dem Auslass des Wärmetauschers verbunden ist, sowie einen Auslass aufweist, der mit dem Einlass des Wassermantels verbunden ist, wobei das Verfahren weiterhin aufweist den Schritt des Leitens mindestens eines Teiles des Durchflusses des Temperatursteuerfluids von dem Wasser-Kühlmantel durch den Wärmetauscher, wenn das Signal der Motoröltemperatur kleiner ist als der vorbestimmte Motoröltemperaturwert.
  84. Verfahren nach Anspruch 59, wobei der Schritt des Bestimmens eines Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids die Schritte aufweist: Bereitstellen eines vorbestimmten Temperatur wertes des Temperatursteuerfluids; und Abstimmen des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids basierend auf dem Vergleich des Motorölsignals mit dem vorbestimmten Motoröltemperaturwert basiert.
  85. Verfahren nach Anspruch 84, wobei der vorbestimmte Temperaturwert des Temperatursteuerfluids aus einer Vielzahl von vorbestimmten Temperaturwerten des Temperatursteuerfluids ausgewählt wird.
  86. Verfahren nach Anspruch 84, wobei das Abstimmen des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids die Schritte aufweist: Bestimmen der Höhe, um die das Signal der Motoröltemperatur den vorbestimmten Motoröltemperaturwert übersteigt; Bestimmen eines Abstimmungsfaktors zum Abstimmen des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids basierend auf diesem Überschussbetrag; und Kombinierung des Abstimmungsfaktors und des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids, um einen abgestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids zu bilden.
  87. Verfahren nach einem der Ansprüche 59 bis 79 und 84 bis 86, wobei das Durchfluss-Steuerventil ein elektronisch unterstütztes Thermostat ist und wobei der Schritt des Betätigens des Durchfluss-Steuerventils ein Senden einer elektrischen Übertragung an ein Heizelement einschließt, um ein Aufheizen des Elementes und ein Aufschmelzen eines Wachskügelchens, indem es dem erhitzten Element ausgesetzt wird, hervorzurufen, wobei das Schmelzen des Wachskügelchens eine Betätigung des Ventiles hervorruft.
  88. Verfahren nach Anspruch 87, wobei die e lektrische Übertragung zu dem Heizelenent geeicht ist, um zu beginnen, das Ventil bei einer Temperatur von ungefähr 220° Fahrenheit (104,4°C) zu öffnen.
  89. Verfahren nach Anspruch 84, wobei der erste Zustand einen Fluiddurchfluss zu dem Kühler verhindert.
  90. Verfahren nach Anspruch 84, wobei der erste Zustand einen Durchfluss zu der Ansaugleitung zulässt.
  91. Verfahren nach Anspruch 88, wobei das Ventil bei einer Temperatur von ungefähr 240 Grad Fahrenheit (115,6°C) vollständig offen ist.
  92. Verfahren nach Anspruch 84, wobei das Abstimmen des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids die Schritte aufweist: Bestimmen einer Änderungsgeschwindigkeit des Signales der Motoröltemperatur in Hinsicht auf den vorbestimmten Motoröltemperaturwert; Bestimmen eines Abstimmungsfaktors zum Abstimmen des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids basierend auf der Änderungsgeschwindigkeit des Signales der Motoröltemperatur; und Kombinierung des Abstimmungsfaktors und des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids, um den abgestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids zu bilden.
  93. Verfahren nach Anspruch 84, wobei die Abstimmung des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids die Schritte aufweist: Bestimmen eines Abstimmungsfaktors zum Abstimmen des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids basierend auf dem Signal der Ungebungslufttemperatur basiert, wobei sich der Abstimmungsfaktor als eine Funktion von mindestens einer Umgebungslufttemperatur än dert; und Kombinierung des Abstimmungsfaktors und des vorbestimmten Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids, um den abgestimmten Temperaturwert des Temperatursteuerfluids zu bilden.
  94. Verfahren nach Anspruch 59, wobei der vorbestimmte Wert der Motoröltemperatur aus einem Satz vorbestimmter Motoröltemperaturwerte ausgewählt wird.
  95. Verfahren nach Anspruch 94, wobei der Satz vorbestimmter Werte eine Kurve definiert, wobei mindestens ein Teil der Kurve eine Steigung ungleich Null aufweist.
  96. Verfahren nach Anspruch. 87, wobei das Heizelement gesteuert wird, um das Ventil bei einer Temperatur des Temperatursteuerfluids oberhalb von 160 Grad Fahrenheit (71,1°C) zu öffnen.
  97. Verfahren nach Anspruch 84, wobei die Bestimmung des Abstimmungsfaktors weiterhin die Schritte aufweist: Bestimmen der Höhe, um den die tatsächliche Motoröltemperatur die gewünschte Motoröltemperatur übersteigt; und Bestimmen eines Abstimmungsfaktors basierend auf der Überschusshöhe.
  98. Verfahren nach Anspruch 59, wobei das Verfahren vor Betätigung des Durchfluss-Steuerventiles den Schritt des Vergleichens des Temperatursignales des Temperatursteuerfluids mit einer oberen Temperaturgrenze aufweist und wobei das Durchfluss-Steuerventil in den ersten Zustand betätigt wird, wenn das Signal der Motoröltemperatur unterhalb eines vorbestimmten Motoröltemperaturwertes ist und das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids oberhalb des Temperaturwertes des Temperatursteuerfluids und unterhalb der oberen Temperaturgrenze ist.
  99. Verfahren nach Anspruch 59, wobei das Verfahren vor Betätigung des Durchfluss-Steuerventiles den Schritt des Vergleichens des Temperatursignales des Temperatursteuerfluids mit einer unteren Temperaturgrenze aufweist und wobei das Durchfluss-Steuerventil in den zweiten Zustand betätigt wird, wenn das Signal der Motoröltemperatur oberhalb des vorbestimmten Motoröltemperaturwertes ist und das Temperatursignal des Temperatursteuerfluids oberhalb der oberen Temperaturgrenze ist.
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