TR201900313A2 - Motor soğutma i̇çi̇n bi̇r akilli termal yöneti̇m modülü - Google Patents

Abstract

Buluş, motor kontrol ünitesinden (ECU) bağımsız bir şekilde, içerisine yerleştirilen bir sıcaklık sensörü (20) tarafından ölçülen sıcaklık değerine göre bypass devresi ve radyatör devresi arasındaki akış oranını otonom bir şekilde kontrol eden bir akıllı termal yönetim modülüne (1) ilişkindir.

Description

TARIFNAME MOTOR SOGUTMA içiN BIR AKILLI TERMAL YÖNETIM MODÜLÜ Teknik Alan Bulus, motor sogutma için bir akilli termal yönetim modülüyle ilgilidir.

Daha spesifik olarak mevcut bulus, motor kontrol ünitesinden bagimsiz bir sekilde, termostat içerisine yerlestirilen bir sicaklik sensörü tarafindan ölçülen sicaklik degerine göre bypass kanal ile radyatör kanal arasindaki akis oranini otonom bir sekilde kontrol eden elektromekanik bir termostatla ilgilidir.

Teknigin Bilinen Durumu Günümüz teknolojisinde yakittaki kimyasal enerjinin tamamen kullanilabilir enerjiye çevrilmesi mümkün degildir. Dolayisiyla yanma esnasinda hem yanma odasinin ve hem de ilgili parçalarin sicakligi, tüm motor sistemine geri dönüsümsüz biçimde zarar verebilecek ekstrem sicaklik degerlerine kadar yükselmektedir. Bu sebeple, motor ve motor parçalari üzerinde biriken asiri isinin uzaklastirilmasi kritik derecede öneme sahiptir. Asiri isinin uzaklastirilmasi motor sogutma sistemleri tarafindan saglanmaktadir.

Tüm motor sogutma sistemleri, motorun uygun çalisma sicaklik araliginda çalismasini saglamayi amaçlamaktadir. Bir sogutma sistemi genel olarak motor kanallari, radyatör kanali, bir termostat düzenegi ve sirkülasyon (su) pompasi içermektedir. Sogutma sistemi içerisindeki asil görev termostat düzenegine aittir. Termostat düzenegi, motor kanallari boyunca akan motor sogutucusunun sicakliginin motor için uygun çalisma sicaklik araliginda olup olmadigina karar vermektedir. Eger sogutucu sicakligi uygun çalisma sicaklik araliginin üzerinde ise termostat düzenegi sogutucuyu sogutulmak üzere isi degisim devresi (radyatör kanali, motor kanallari, termostat düzenegi, su pompasi) boyunca akacak sekilde yönlendirir ve böylece bypass devresi (motor kanallari, termostat düzenegi, su pompasi) boyunca sogutucu akisini azaltir veya tamamen engeller. Tam tersi durumda, eger sogutucu sicakligi uygun çalisma sicakligi araliginin altina düserse termostat düzenegi isi degisim devresi boyunca olan sogutucu akisini azaltir veya tamamen engeller ve böylece tekrardan bypass devresi boyunca sogutucu sirkülasyonuna müsaade eder. Bu demek oluyor ki termostat düzenegi, motor sogutucu sicaklik degerine göre iki sogutucu sirkülasyon devresi (bypass devresi ve isi degisim devresi) arasindaki sogutucu akis oranini belirlemektedir.

Termal genlesme valfi, elektrikle kontrol edilen termal genlesme valfi, elektrikle kontrol edilen valf gibi valf yapisinin kontrol edilme sekline göre farkli termostat düzenekleri mevcuttur. Geleneksel termostat düzenekleri, sogutucu sicakligini algilamak için vaks gibi genlesebilen bir malzeme içeren bir termo-aktüatöre sahiptir. Termostat iç boslugu boyunca geçen sogutucunun sicakligi arttiginda isi duyarli hazne içerisindeki genlesebilen malzeme hazne içerisinde genleserek pistonun ileri hareketine sebep olmaktadir. Dolayisiyla pistonun hareketi, termo-aktüatör tarafindan kilavuzlanan valf yapisinin hareketini mümkün kilmaktadir. Bu tarz termostat düzenekleri kendiliginden belirlenen (bagimsiz) islem saglamaktadir. Ancak, genlesmenin zaman almasindan dolayi geleneksel termostat düzeneklerinin, sicaklik degisimi karsisindaki reaksiyon hizlari oldukça düsüktür.

Termostat düzeneginin termo-aktüatörü içerisinde harici kaynakli isitici kullanan harita kontrollü motor sogutma sistemleri de mevcuttur. Bu Isiticilar, termo-aktüatörün isi duyarli kismi içerisindeki vaks bilesiginin, bir seyahat sirasinda tahmin edilen motor sartlarina göre motor kontrol ünitesi tarafindan harici olarak isitilmasini saglamaktadir. Motor çalisma sartlarini iyi bilen motor tasarimcilari çalisma esnasinda motorun soguma gereksinimini tahmin edebilmektedirler.

Dolayisiyla motorun olasi durumlarina göre sogutma haritasi tanimlamaktadirlar. Ancak, her ne kadar harita-kontrollü motor sogutma sistemleri motorun uygun çalisma sicaklik araliginda çalismasini saglayarak mükemmel performans gösterseler de kompleks bir teskilatlandirmayi gerektirmektedir. Harita-kontrollü sistem içerisinde kullanilan termo-aktüatörler çekirdeklerinde harici kaynakli isitici içermektedir. Bu sebeple, söz konusu termal elemanlarin üretim süreçleri, geleneksel termostat düzeneklerinde kullanilan vaks-bazli termal elemanlarin üretim süreçlerinden daha komplike ve maliyetlidir. Dahasi, geleneksel termostat düzenegindeki gibi, genlesmenin zaman almasindan dolayi bu tip termostat düzeneklerinin de sicaklik degisimi karsisindaki reaksiyon hizlari düsüktür.

Elektrikle kontrol edilen valfler, termostat düzeneginin açilmasini veya kapanmasini kontrol etmek için manyetik bir aki üretmek üzere ayarlanmis bir sarimdan geçen bir elektrik akimi ile kumanda edilmektedir. Akimin olmadigi durumda, bu tip valfler genellikle ilk belirlenmis olan konumlarinda kalir. Valfi diger pozisyonlarinda tutmak için sürekli akim beslemesi gerekmektedir. Burada, valf pozisyonunu belirleyen elektrik akimi, tahmin edilen motor sartlarina göre motor kontrol ünitesi tarafindan saglandigindan bu tarz termostat düzenekleri bagimsiz islem saglayamamaktadir.

Bu sebeple, sicaklik degisimi karsisinda yüksek reaksiyon hizi sergileyen, bagimsiz islem saglayan bir motor sogutma sistemine ve buna iliskin bir termostat düzenegine ihtiyaç duyulmaktadir. nitelendirilebilir. Temel olarak bir üç-yollu valf, kontrol ünitesi tarafindan kontrol edilen bir akis düzenleyiciden olusmakta ve bypass ve radyatör arasindaki akisin oransal dagilimi kontrol ünitesi tarafindan kontrol edilmektedir. Ancak burada bagimsiz operasyondan söz edilmemektedir.

Sonuç olarak, sicaklik degisimi karsisinda yüksek reaksiyon hizi sergileyen, motor kontrol ünitesinden bagimsiz bir sekilde çalisan kompakt bir termal yönetim modülüne ihtiyaç duyulmaktadir.

Bulusun Amaci ve Kisa Açiklamasi Bulusun amaci, içerisine yerlestirilen bir sicaklik sensörü tarafindan algilanan sicakliga göre motor kanallarinin hizli ve bagimsiz sicaklik kontrolünü saglayan akilli bir termal yönetim modülü ortaya koymaktir.

Mevcut bulusun bir baska amaci, motor kontrol ünitesinden bagimsiz olarak kendiliginden belirlenen islem saglayan bir elektromekanik termostat düzenegi sunmaktir.

Mevcut bulusun bir baska amaci, hepsi bir yapida olan akilli bir termal yönetim modülü sunmaktir.

Sekillerin Kisa Açiklamasi Sekil 1”de mevcut akilli termal yönetim modülünün sistem içerisindeki konumunu gösteren bir motor sogutma sistem diyagrami verilmektedir.

Sekil 2'de bir girisli-iki çikisli, girisinde sicaklik sensörü içeren mevcut termal yönetim modülünün bir yapilanmasi gösterilmektedir.

Sekil 3”te iki girisli-bir çikisli, çikisinda sicaklik sensörü içeren mevcut termal yönetim modülünün bir yapilanmasi gösterilmektedir.

Referans Numaralari 1. Termal yönetim modülü . Sicaklik sensörü . Termal kontrol ünitesi 40. Elektrik motoru 50. Disli kademesi 60. Valf Ei. Motor giris Eo. Motor çikis WP. Su pompasi R. Radyatör Ch. Hidrolik baglanti Ce. Elektriksel baglanti P. Güç ünitesi ECU. Motor kontrol ünitesi Bulusun Detayli Açiklamasi Bulus, motor kontrol ünitesinden (ECU) bagimsiz olarak, içerisine yerlestirilen sicaklik sensörü (20) tarafindan ölçülen sicaklik degerine göre bypass devresi ve radyatör devresi arasindaki akis oranini otonom bir sekilde kontrol eden bir akilli termal yönetim modülüne (1) iliskindir.

Elektrikle kontrol edilen valfler, geleneksel termal genlesme valflerin dezavantajini (düsük reaksiyon hizi) ortadan kaldirmak üzere ortaya konmustur. Ancak, elektrikle kontrol edilen valfler yüksek tepki hizina sahip olmalarina ragmen termal genlesme valflerinin aksine otonom bir sekilde çalismamaktadir. Motor kontrol ünitesi (ECU) tarafindan kablolar boyunca iletilen sinyaller vasitasiyla kontrol edilmektedir. Bu sebeple elektrikle kontrol edilen valfler komplike ve bagimli yapilardir.

Mevcut bulus, içerisine yerlestirilen sensör tarafindan algilanan sicakliga göre bir motor vasitasiyla kontrol edilen bir valf (60) yapisi içeren bir termal yönetim modülü (1) sunmaktir. Böylece mevcut valf (60), motor sogutucusunun sicaklik degisimlerine göre otonom bir sekilde çalismaktadir. Dahasi, mevcut termal yönetim modülü (1) hepsi bir yapida olan, komplike olmayan bir yapi ortaya koymaktadir.

Mevcut termal yönetim modülü (1) bir gövde, bahsedilen gövdenin içerisinde konumlandirilan bir valf (60) yapisi, bahsedilen valf (60) yapisini hareket ettiren bir elektrik motoru (40), giris veya çikisa yerlestirilen en az bir adet sicaklik sensörü (20), bahsedilen sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan sicakliga göre bahsedilen elektrik motorunu (40) kontrol eden bir termal kontrol ünitesi (30), tork degerini valf (60) yapisinin hareketi için yeterli oluncaya kadar elektrik motoru (40) tarafindan üretilen torku arttiran bir disli kademesi (50) bilesenlerini içermektedir.

Bahsedilen sicaklik sensörü (20), sogutucu sicakliginin algilanmasini saglayan bir bilesendir. NTC, PTC, termokupl vb. gibi herhangi çesit sicaklik sensörünün (20) kullanilmasi mümkündür. Mevcut bulusun tercih edilen bu yapilanmasinda NTC, sicaklik sensörü (20) olarak kullanilmaktadir.

Mevcut akilli termal yönetim modülünün (1) motor sogutma sistemi içerisindeki konumunu gösteren bir diyagram sekil 1'de verilmektedir. Mevcut bulusun bu yapilanmasinda, bahsedilen gövde bir giris- iki çikisa (giris, bypass çikis, radyatör çikis) sahiptir ve söz konusu sicaklik sensörü (20) giriste konumlandirilmistir. Böylece, girise konumlandirilan sicaklik sensörü (20) motor çikistan (Eo) gelen sogutucunun sicakligini algilamaktadir. Sekil 2ide gösterildigi gibi, motor çikis (Eo) sogutucusunun sicaklik degeri bahsedilen termal kontrol ünitesine (30) iletilmektedir. Söz konusu termal kontrol ünitesine (30) V+ ve V- güç girisleri araciligiyla bir güç ünitesi (P) tarafindan güç verilmektedir. Ayrica, motor kontrol ünitesi (ECU) ile mevcut akilli termal yönetim modülü (1) arasindaki kontrol ve geri bilgi akisi sinyali için bir baska giris daha mevcuttur. Söz konusu sinyal, mevcut modülün motor kontrol ünitesi (ECU) ile iletisimini saglamaktadir. Motor sogutucu sicaklik bilgisi bu kanal üzerinden motor kontrol ünitesine (ECU) iletilir veya motor sogutucusunun ayar degeri motor kontrol ünitesinden (ECU) modüle aktarilir. Bu sekilde, elektriksel baglanti (Ce) ile hidrolik baglanti (Ch) ayri çizgilerle gösterilmektedir. Kesikli çizgiler elektriksel baglantiyi (Ce) temsil ederken sürekli çizgiler hidrolik baglantiyi (Ch) temsil etmektedir. Termal kontrol ünitesi (30), sicaklik sensöründen (20) iletilen sicaklik degerini ve valf (60) yapisinin pozisyonunu degerlendirerek elektriksel sinyal üretmektedir. Üretilen elektrik sinyali elektrik motoruna (40) iletilir. Böylece elektrik motoru (40), termal kontrol ünitesinden (30) iletilen elektrik sinyaline göre mekanik enerji (tork) üretmektedir. Üretilen mekanik enerji, bahsedilen disli kademesi (50) üzerinden valf (60) yapisina iletilmektedir. Söz konusu disli kademesi (50), valf (60) yapisinin hareketi için gereken uygun tork degeri elde edilene kadar torku arttiracak sekilde ayarlanmistir. Sonuç olarak valf (60) yapisi istenilen pozisyona getirilmekte ve böylece valf (60) yapisinin istenilen pozisyonu, sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan motor çikis (Eo) sicakligina göre bypass devresi ile radyatör devresi arasindaki güncel akis oranini belirlemektedir. Eger sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan sicaklik degeri sogutucusunun istenen sicaklik degerinden büyükse, termal kontrol ünitesi (30) daha fazla valf (60) açilmasina izin verir. Böylece, radyatör çikis vasitasiyla radyatöre (R) giden sogutucu miktari arttirilarak sogutucunun daha fazla sogutulmasi saglanmaktadir. Eger sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan sicaklik degeri sogutucusunun istenen sicaklik degerinden küçükse, termal kontrol ünitesi (30) daha az valf (60) açilmasina izin verir. Böylece, bypass çikis vasitasiyla motor girise (Ei) giden sogutucu miktari arttirilarak sogutucunun daha az sogutulmasi saglanmaktadir.

Mevcut bulusun bir diger yapilanmasinda, bahsedilen gövde iki giris-bir çikisa (bypass giris, radyatör giris, çikis) sahiptir ve söz konusu sicaklik sensörü (20) çikista konumlandirilmistir. Böylece, çikisa konumlandirilan sicaklik sensörü (20) motor girise (Ei) giden sogutucunun sicakligini algilamaktadir.

Sekil 3'te gösterildigi gibi, motor giris (Ei) sogutucusunun sicaklik degeri bahsedilen termal kontrol ünitesine (30) iletilmektedir. Söz konusu termal kontrol ünitesine (30) V+ ve V- güç girisleri araciligiyla bir güç ünitesi (P) tarafindan güç verilmektedir. Ayrica, motor kontrol ünitesi (ECU) ile mevcut akilli termal yönetim modülü (1) arasindaki kontrol ve geri bilgi akisi sinyali için bir baska giris daha mevcuttur. Söz konusu sinyal, mevcut modülün motor kontrol ünitesi (ECU) ile iletisimini saglamaktadir. Motor sogutucu sicaklik bilgisi bu kanal üzerinden motor kontrol ünitesine (ECU) iletilir veya motor sogutucusunun ayar degeri motor kontrol ünitesinden (ECU) modüle aktarilir. Bu sekilde, elektriksel baglanti (Ce) ile hidrolik baglanti (Ch) ayri çizgilerle gösterilmektedir. Kesikli çizgiler elektriksel baglantiyi (Ce) temsil ederken sürekli çizgiler hidrolik baglantiyi (Ch) temsil etmektedir.

Termal kontrol ünitesi (30), sicaklik sensöründen (20) iletilen sicaklik degerini ve valf (60) yapisinin pozisyonunu degerlendirerek elektriksel sinyal üretmektedir. Üretilen elektrik sinyali elektrik motoruna (40) iletilir. Böylece elektrik motoru (40), termal kontrol ünitesinden (30) iletilen elektrik sinyaline göre mekanik enerji üretmektedir. Üretilen mekanik enerji, bahsedilen disli kademesi (50) üzerinden valf (60) yapisina iletilmektedir. Söz konusu disli kademesi (50), valf (60) yapisinin hareketi için gereken uygun tork degeri elde edilene kadar torku arttiracak sekilde ayarlanmistir. Sonuç olarak valf (60) yapisi istenilen pozisyona getirilmekte ve böylece valf (60) yapisinin istenilen pozisyonu, sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan motor giris (Ei) sicakligina göre bypass devresi ile radyatör devresi arasindaki güncel akis oranini belirlemektedir. Eger sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan sicaklik degeri sogutucusunun istenen sicaklik degerinden büyükse, termal kontrol ünitesi (30) daha fazla valf (60) açilmasina izin verir. Böylece, radyatör giris vasitasiyla radyatörden (R) gelen sogutucu miktari arttirilarak sogutucunun daha fazla sogutulmasi saglanmaktadir. Eger sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan sicaklik degeri sogutucusunun istenen sicaklik degerinden küçükse, termal kontrol ünitesi (30) daha az valf (60) açilmasina izin verir. Böylece, bypass giris vasitasiyla motor çikistan (Eo) gelen sogutucu miktari arttirilarak sogutucunun daha az sogutulmasi saglanmaktadir.

Mevcut bulusun bir diger tercih edilen yapilanmasinda termal kontrol ünitesi (30), dis ortam sicakligini algilayacak sekilde sase üzerindeki uygun pozisyona konumlandirilmis olan bir ikinci sicaklik sensörün (20) girisine olanak veren bir baska elektriksel baglanti (Ce) içermektedir. Bu durumda, ortam sicakligi da elektrik sinyali üretilirken termal kontrol ünitesi (30) tarafindan degerlendirilmektedir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Bulus bir gövde, bahsedilen gövdenin içerisine yerlestirilen bir valf (60) yapisi içeren, motor kontrol ünitesinden (ECU) bagimsiz bir sekilde bypass kanal ile radyatör kanal arasindaki akis oranini otonom bir sekilde kontrol eden bir akilli termal yönetim modülü (1) olup, özelligi; sogutucunun otonom sicaklik kontrolünü saglamak üzere; söz konusu gövde içerisine yerlestirilmis en az bir sicaklik sensörü (20), valf (60) yapisinin pozisyonunu ayarlayarak akis oranini kontrol etmek için bahsedilen sicaklik sensörü (20) tarafindan algilanan sicakligi degerlendirerek elektriksel sinyal üreten bir termal kontrol ünitesi (30), bahsedilen termal kontrol ünitesi (30) tarafindan iletilen elektriksel sinyallere göre mekanik enerji üreten bir elektrik motoru (40), tork degeri valf (60) yapisinin hareketi için yeterli oluna kadar, bahsedilen elektrik motorundan (40) elde edilen mekanik enerjiyi arttiran bir disli kademesi (50) içermesiyle karakterize edilmesidir. Istem 1”e göre bir akilli termal yönetim modülü (1) olup, mevcut bulusun tercih edilen bir yapilanmasinda gövdenin bir giris- iki çikisa sahip olmasi, sicaklik sensörünün (20) girise yerlestirilmesi ve söz konusu çikislar boyunca oransal akisi kontrol edecek sekilde valfin (60) radyatör (R) ve motor giris (Ei) arasindaki çikisa yerlestirilmesiyle karakterize edilmektedir. istem 1'e göre bir akilli termal yönetim modülü (1) olup, mevcut bulusun tercih edilen bir yapilanmasinda gövdenin bir çikis- iki girise sahip olmasi, sicaklik sensörünün (20) çikisa yerlestirilmesi ve söz konusu girisler boyunca oransal akisi kontrol edecek sekilde valfin (60) radyatör (R) ve motor çikis (Eo) arasindaki girise yerlestirilmesiyle karakterize edilmektedir. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir akilli termal yönetim modülü (1) olup, mevcut bulusun tercih edilen bir yapilanmasinda, motor sogutucu sicakligini motor kontrol ünitesine (ECU) iletmek ve motor sogutucusunun ayar degerini motor kontrol ünitesinden (ECU) modüle aktarmak veya bunlardan yalnizca birisini saglamak üzere termal kontrol ünitesi (30) ile motor kontrol ünitesi (ECU) arasinda bir elektriksel baglanti (Ce) bulunmasiyla karakterize edilmesidir. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir akilli termal yönetim modülü (1) olup, mevcut bulusun tercih edilen bir yapilanmasinda termal kontrol ünitesinin (30), dis ortam sicakligini algilayacak sekilde sase üzerindeki uygun pozisyona konumlandirilmis olan bir ikinci sicaklik sensörün (20) girisine olanak veren bir baska elektriksel baglanti (Ce) içermesiyle karakterize edilmesidir.