WO2006066713A1 - System und verfahren zum temperieren eines motoröls einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs - Google Patents

System und verfahren zum temperieren eines motoröls einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2006066713A1
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internal combustion
engine oil
combustion engine
temperature
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Timo Blassnitz
Oliver Wiech
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Daimlerchrysler Ag
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    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
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    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for tempering an engine oil of an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 or. of claim 8.
  • the publications DE 199 43 002 C2, DE 102 26 928 A1 and DE 102 44 829 A1 for the temperature control of the engine oil describe a coolant-engine oil heat exchanger.
  • a portion of the coolant for cooling the engine of the motor vehicle is branched from the cooling circuit and passed through the coolant-motor oil heat exchanger to the also guided through this engine oil by a heat exchange between the coolant and the To temper engine oil.
  • the coolant is thereby discharged downstream of the internal combustion engine, d. H .
  • the coolant for tempering the engine oil has a relatively high temperature.
  • the coolant is also conducted through the coolant-motor oil heat exchanger by means of the coolant pump of the cooling circuit; a regulation of the cooling capacity of the coolant engine oil - heat exchanger according to the engine oil temperature is therefore not possible.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a system and a method for controlling the temperature of an engine oil of an internal combustion engine of a motor vehicle, which ensure a suitable temperature of the engine oil even in high-performance vehicles with a limited space for engine oil cooling devices.
  • a system for controlling the temperature of an engine oil of an internal combustion engine of a motor vehicle which comprises an engine oil circuit for controlling the temperature of the engine oil comprising the internal combustion engine and a coolant / engine oil heat exchanger; and a coolant circuit for controlling the temperature of the internal combustion engine, which comprises in a main branch the internal combustion engine, a coolant radiator and a first coolant pump.
  • the coolant circuit also has a secondary branch downstream of the coolant cooler, which separates the coolant Engine oil heat exchanger and a second coolant pump includes.
  • a coolant cooled in the coolant radiator and, on the other hand, a coolant of an adjustable amount are passed through the coolant / engine oil heat exchanger by the second coolant pump.
  • no large installation space is required for, for example, an air-motor oil cooler with a large air inflow area.
  • the coolant return line of the coolant-engine oil heat exchanger opens into the coolant supply line of the main branch upstream of the internal combustion engine.
  • the coolant return line of the coolant-engine oil heat exchanger may also be led into a coolant return line of the main branch downstream of the internal combustion engine.
  • a control and regulating unit which controls the operation of the second coolant pump in the secondary branch and in parallel the operation of a fan of the coolant radiator in dependence on an engine oil temperature.
  • the control unit can control the operation of the second coolant pump in the secondary branch also in Controlling dependence on a coolant temperature to prevent overheating of the coolant.
  • the second coolant pump is an electrically driven coolant pump which can be operated independently of the operation of the internal combustion engine and the first coolant pump in the main branch of the coolant circuit.
  • the engine oil circuit further includes an air engine oil cooler in series with the coolant engine oil heat exchanger.
  • this air-engine oil cooler requires only a smaller air inflow surface than in conventional systems, so that only a smaller space must be available for this purpose.
  • the method of tempering an engine oil of an internal combustion engine of a motor vehicle wherein the engine oil is passed through a coolant-engine oil heat exchanger through which a coolant of a coolant circuit for controlling the internal combustion engine with a coolant radiator is passed tempering the engine oil by a heat exchange between the engine oil and the coolant, characterized in that the cooled in the coolant radiator coolant is passed through the coolant-engine oil heat exchanger in response to a temperature of the engine oil.
  • the coolant -Motoröl- heat exchanger on the one hand cooled in the coolant radiator coolant and on the other hand by the second Coolant pump passed a coolant of an adjustable amount.
  • no large installation space is required for, for example, an air-motor oil cooler with a large air inflow area.
  • the cooled in the coolant radiator coolant is passed through the coolant - engine oil heat exchanger also in response to a temperature of the coolant.
  • the coolant is passed after flowing through the coolant -Motoröl -Wärme (2004) in adeffenzu slaughterhouse.
  • the coolant cooled in the coolant radiator is preferably conducted through the coolant-engine oil heat exchanger by means of an electrically driven coolant pump, which can be operated independently of the operation of the internal combustion engine and of the first coolant pump in the main branch of the coolant circuit.
  • the engine oil is also passed through an air motor oil cooler.
  • FIG. 10 the structure of a system for controlling the temperature of an engine oil of an internal combustion engine according to a preferred, but non-limiting embodiment of the present invention is shown schematically.
  • the internal combustion engine 10 is for this purpose connected to a coolant circuit 11 and a motor oil circuit 25.
  • the coolant circuit 11 includes a main branch H 1 and a branch H 2 .
  • the main branch H 1 of the coolant circuit 11 comprises the internal combustion engine 10, a coolant cooler 12 and a first coolant pump 16 as in conventional systems
  • Coolant supply line 22, 24 of the internal combustion engine 10 is supplied, and the heated in the internal combustion engine 10 coolant is via a coolant return line 20 again returned to the coolant cooler 12 to be cooled again.
  • a bypass line 18 is further provided in the main branch Hi of the coolant circuit 11, through which the coolant in the coolant return line 20 to the coolant cooler 12 over and without Cooling via the coolant supply line 24 is directly returned to the internal combustion engine 10.
  • a control valve for example a two-way valve, is known to be arranged in the coolant supply line 22, 24.
  • the main branch Hi of the coolant circuit 11 of the internal combustion engine 10 may further include, in a known manner, a surge tank, a coolant-transmission oil heat exchanger, various pressure and temperature sensors, control valves, and the like.
  • the coolant circuit 11 further includes a sub-branch 1I 2 downstream of the coolant radiator 12.
  • This sub-branch 1I 2 of the coolant circuit 11 comprises a second coolant pump 36 and a coolant-engine oil heat exchanger 28.
  • the coolant cooled in the coolant radiator 12 flows through the second coolant Coolant pump 36 through a coolant supply line 38 in the coolant - engine oil heat exchanger 28 and is connected via a
  • the coolant return line 40 leads the sub-branch 1I 2 into the coolant supply line 24 of the main branch Hi upstream of the internal combustion engine 10.
  • the coolant from the coolant Engine Oil Heat Exchanger 36 via the coolant return line 40 of the sub-branch 1I 2 in the coolant return line 20 of the main branch Hi of the coolant circuit 11 is led back downstream of the internal combustion engine 10, d. H . is passed to the internal combustion engine 10 over.
  • the second coolant pump 36 in the secondary branch H 2 of the coolant circuit 11 is preferably an electrically driven pump which is connected to the vehicle electrical system or the battery of the motor vehicle is fed.
  • the operation of the second coolant pump 36 can basically be controlled independently of the operating state (on / off) of the internal combustion engine 10.
  • a control and regulating unit 42 For controlling the second coolant pump 36 and the fan 14 of the coolant cooler 12, a control and regulating unit 42 is provided.
  • This control and regulating unit 42 u. a. a coolant temperature T RM detected by a coolant temperature sensor 44 and an engine oil temperature T M a detected by an engine oil temperature sensor 46 are input.
  • the coolant temperature sensor 44 and the engine oil temperature sensor 46 preferably measure the coolant temperature T RM or engine oil temperature T M ⁇ _> at the output of the internal combustion engine 10.
  • the already mentioned engine oil circuit 25 comprises the internal combustion engine 10, an air engine oil cooler 26 and the coolant / engine oil heat exchanger 28.
  • the engine oil is first cooled in the air / engine oil cooler 26 by an air flow and then via an engine oil line 32 to the coolant / engine oil.
  • Heat exchanger 28 output In the coolant-engine oil heat exchanger 28, the engine oil in the engine oil circuit 25 is in heat exchange with the coolant in the side branch H 2 of the coolant circuit 11 and can be cooled during operation of the second coolant pump 36.
  • the engine oil cooled in the air motor oil cooler 26 and the coolant-motor oil heat exchanger 28 is supplied to the engine 10 via a motor oil supply line 34 by means of a pump device 48.
  • the heated in the internal combustion engine 10 engine oil is via a
  • the operation of the above-described system for tempering the engine oil of the internal combustion engine 10 will now be explained with reference to the single figure.
  • the mode of operation of the main branch Hi of the coolant circuit 11 corresponds to those of conventional systems and should therefore not be described in greater detail in the context of this invention.
  • the second coolant pump 36 is switched off, so that no coolant flows through the secondary branch H 2 of the coolant circuit 11.
  • the engine oil is therefore cooled only by the air engine oil cooler 26. If the engine oil temperature T MO detected by the engine oil temperature sensor 46 exceeds a first limit value (eg 12O 0 C), then the second coolant pump 36 is switched on by the control and regulation unit 42.
  • a first limit value eg 12O 0 C
  • the second coolant pump 36 controls the control unit 42 and the fan 14 of the coolant radiator 12 so that the speed of the radiator 14 is increased, d. H. the cooling capacity of the coolant cooler 12 is increased. This measure ensures that the heat absorbed from the engine oil can be released from the coolant to the environment.
  • the control and regulation unit is preferably also supplied with the coolant temperature T RM detected by the coolant temperature sensor 44. If this coolant temperature T RM exceeds an upper limit value, the control and regulating unit 42 can switch off the second coolant pump 36 and thus the intake of End heat from the engine oil to prevent overheating of the coolant and thus the internal combustion engine 10.
  • the controls of the second coolant pump 36 and the fan 14 of the coolant cooler 12 by the control and regulating unit 42 are usually load-dependent, d. H. Depending on the driving condition and driving speed of the motor vehicle, more or less cooling of the coolant and of the engine oil is required.
  • a suitable temperature of the engine oil can be ensured at any time, even if the air motor oil cooler 26 is dimensioned relatively small, d. H . has a relatively small Luftanström design, or the air flow of the air motor oil cooler 26 is limited due to the driving condition of the motor vehicle (eg. Mountain, wind sideways or from behind).
  • the coolant cooled in the coolant cooler 12 is used, and the flow rate of the coolant provided for the heat exchange is optimally controlled by the second coolant pump 36.
  • the coolant in the coolant circuit 11 can be effectively prevented from boiling off.
  • the control unit 42 via the second coolant pump 36 can cause a coolant flow through the coolant radiator 12.
  • the control valve 17 in the coolant supply line 22, 24 from the coolant cooler 12 to the internal combustion engine 10 prevents the coolant from circulating only through the secondary branch H 2 of the coolant circuit 11.
  • the second coolant pump 36 and the fan 12 of the coolant radiator 12 are turned off again by the control unit 42 to the electrical system too heavy a burden.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, das einen Motorölkreis (25) zum Temperieren eines Motoröls, der die Brennkraftmaschine (10) und einen Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher (28) umfasst; und einen Kühlmittelkreis (11) zum Temperieren der Brennkraftmaschine (10), der in einem Hauptzweig (111) die Brennkraftmaschine (10), einen Kühlmittelkühler (12) und eine erste Kühlmittelpumpe (16) und in einem Nebenzweig stromab des Kühlmittelkühlers (12) den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher (28) und eine zweite Kühlmittelpumpe (36) umfasst, enthält. Die Wärme des Motoröls kann so über den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher (28) an das Kühlmittel und weiter über den Kühlmittelkühler (12) an die Umgebung abgegeben werden. Selbst bei einer begrenzten Kühlkapazität des Luft-Motorölkühlers (26) kann so durch das Niedertemperatur-Kühlmittel und durch die gepumpte Kühlmittelmenge eine geeignete Motoröltemperierung gewährleistet werden.

Description

System und Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw . des Anspruchs 8.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt , zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs einen Luft-Motorölkühler zu verwenden, der durch einen auf seine Oberfläche auftreffenden Luftstrom das darin strömende Motoröl kühlt . Problematisch ist es dabei , eine ausreichend große Luftanströmfläche zur Verfügung zu stellen. Insbesondere bei Hochleistungsfahrzeugen ist der Bauraum für einen entsprechend großen erforderlichen Luft-Motorόlkühler nicht vorhanden .
Des weiteren beschreiben zum Beispiel die Druckschriften DE 199 43 002 C2 , DE 102 26 928 Al und DE 102 44 829 Al zur Temperierung des Motoröls einen Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher . Ein Teil des Kühlmittels zum Kühlen der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs wird aus dem Kühlkreis abgezweigt und durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher geleitet , um das ebenfalls durch diesen geleitete Motoröl durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Motoröl zu temperieren . Im Fall der DE 102 26 928 Al und der DE 102 44 829 Al wird das Kühlmittel dabei stromab der Brennkraftmaschine abgeleitet , d . h . das Kühlmittel zum Temperieren des Motoröls besitzt eine relativ hohe Temperatur . Ferner wird das Kühlmittel in den bekannten Systemen mittels der Kühlmittelpumpe des Kühlkreises auch durch den Kühlmittel-Motoröl -Wärmetauscher geleitet ; eine Regelung der Kühlleistung des Kühlmittel -Motoröl - Wärmetauschers entsprechend der Motoröltemperatur ist daher nicht möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , ein System und ein Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die auch bei Hochleistungsfahrzeugen mit einem begrenzten Bauraum für Motorölkühleinrichtungen eine geeignete Temperierung des Motoröls gewährleisten .
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der j eweiligen Unteransprüche .
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein System zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, das einen Motorölkreis zum Temperieren des Motoröls , der die Brennkraftmaschine und einen Kühlmittel-Motoröl -Wärmetauscher umfasst ; und einen Kühlmittelkreis zum Temperieren der Brennkraftmaschine , der in einem Hauptzweig die Brennkraftmaschine , einen Kühlmittelkühler und eine erste Kühlmittelpumpe umfasst , enthält . Der Kühlmittelkreis weist ferner einen Nebenzweig stromab des Kühlmittelkühlers auf , der den Kühlmittel- Motoröl -Wärmetauscher und eine zweite Kühlmittelpumpe umfasst .
Bei diesem Aufbau wird durch den Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher einerseits ein in dem Kühlmittelkühler gekühltes Kühlmittel und andererseits durch die zweite Kühlmittelpumpe ein Kühlmittel einer regelbaren Menge geleitet . Hierdurch ist es möglich, das Motoröl entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und einer Temperatur des Motoröls optimal zu temperieren . Bei dem erfindungsgemäßen System ist hierzu außerdem kein großer Bauraum für zum Beispiel einen Luft-Motorölkühler mit einer großen Luftanströmfläche erforderlich .
In einer Ausführungsform der Erfindung mündet die Kühlmittelrückführleitung des Kühlmittel-Motoröl - Wärmetauschers in die Kühlmittelzuführleitung des Hauptzweiges stromauf der Brennkraftmaschine . In einer alternativen Ausführungsform kann die Kühlmittelrückführleitung des Kühlmittel-Motoröl - Wärmetauschers auch in eine Kühlmittelrückführleitung des Hauptzweiges stromab der Brennkraftmaschine geleitet werden .
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen, die den Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe im Nebenzweig und parallel den Betrieb eines Lüfters des Kühlmittelkühlers in Abhängigkeit von einer Motoröltemperatur steuert . Hierdurch kann eine Temperaturerhöhung des Kühlmittels aufgrund des Wärmeaustausches im Kühlmittel -Motoröl-Wärmetauscher durch eine höhere Kühlleistung des Kühlmittelkühlers ausgeglichen werden . Zusätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit den Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe im Nebenzweig auch in Abhängigkeit von einer Kühlmitteltemperatur steuern, um eine Überhitzung des Kühlmittels zu verhindern .
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Kühlmittelpumpe eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe , die unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine und der ersten Kühlmittelpumpe im Hauptzweig des Kühlmittelkreises betrieben werden kann .
Zur Verbesserung der Temperierleistung des Motoröls enthält der Motorölkreis ferner einen Luft-Motorölkühler in Reihe mit dem Kühlmittel -Motoröl-Wärmetauscher . Dieser Luft - Motorölkühler benötigt jedoch aufgrund des oben beschriebenen Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauschers nur eine kleinere Luftanströmfläche als bei herkömmlichen Systemen, sodass hierfür auch nur ein kleineren Bauraum zur Verfügung stehen muss .
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs , bei dem das Motoröl durch einen Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher geleitet wird, durch welchen ein Kühlmittel eines Kühlmittelkreises zum Temperieren der Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelkühler geleitet wird, um das Motoröl durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Motoröl und dem Kühlmittel zu temperieren, dadurch gekennzeichnet , dass das in dem Kühlmittelkühler gekühlte Kühlmittel durch den Kühlmittel-Motoröl -Wärmetauscher in Abhängigkeit von einer Temperatur des Motoröls geleitet wird.
Wie bereits oben erwähnt , wird durch den Kühlmittel -Motoröl- Wärmetauscher einerseits ein in dem Kühlmittelkühler gekühltes Kühlmittel und andererseits durch die zweite Kühlmittelpumpe ein Kühlmittel einer regelbaren Menge geleitet . Hierdurch ist es möglich, das Motoröl entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und einer Temperatur des Motoröls optimal zu temperieren . Bei dem erfindungsgemäßen System ist hierzu außerdem kein großer Bauraum für zum Beispiel einen Luft-Motorölkühler mit einer großen Luftanströmfläche erforderlich .
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das in dem Kühlmittelkühler gekühlte Kühlmittel durch den Kühlmittel - Motoröl-Wärmetauscher auch in Abhängigkeit von einer Temperatur des Kühlmittels geleitet wird .
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kühlmittel nach Durchströmen des Kühlmittel -Motoröl -Wärmetauschers in eine Kühlmittelzuführleitung stromauf der Brennkraftmaschine geleitet oder alternativ in eine Kühlmittelrückführleitung stromab der Brennkraftmaschine geleitet .
Das in dem Kühlmittelkühler gekühlte Kühlmittel wird bevorzugt mittels einer elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe durch den Kühlmittel -Motoröl-Wärmetauscher geleitet , die unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine und der ersten Kühlmittelpumpe im Hauptzweig des Kühl - mittelkreises betrieben werden kann .
Es ist hierdurch zum Beispiel auch möglich, nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine im Fall eines überhitzten Kühlmittels das Kühlmittel mittels der elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe durch den Kühlmittelkühler zu leiten und gleichzeitig einen Lüfter des Kühlmittelkühlers zu betreiben, um ein Abkochen des Kühlmittels zu vermeiden . Der Betrieb der elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe und des Lüfters des Kühlmittelkühlers werden nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit abgeschaltet , um die Bordnetzspannung zu schonen.
Vorzugsweise wird das Motoröl ferner durch einen Luft- Motorölkühler geleitet .
Obige sowie weitere Vorteile , Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung . Darin zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Systems zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung .
In der Figur ist schematisch der Aufbau eines Systems zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine gemäß einem bevorzugten, aber nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt . Die Brennkraftmaschine 10 ist hierzu mit einem Kühlmittelkreis 11 und einem Motorölkreis 25 verbunden .
Der Kühlmittelkreis 11 enthält einen Hauptzweig H1 und einen Nebenzweig H2. Der Hauptzweig H1 des Kühlmittelkreises 11 umfasst wie bei herkömmlichen Systemen die Brennkraftmaschine 10 , einen Kühlmittelkühler 12 und eine erste Kühlmittelpumpe 16. Das in dem Kühlmittelkühler 12 mittels eines Lüfters 14 gekühlte Kühlmittel (im Allgemeinen Motorkühlwasser) wird durch die Kühlmittelpumpe 16 durch eine
Kühlmittelzuführleitung 22 , 24 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt , und das in der Brennkraftmaschine 10 erwärmte Kühlmittel wird über eine Kühlmittelrückführleitung 20 wieder dem Kühlmittelkühler 12 zurückgeführt , um wieder gekühlt zu werden .
Um zum Beispiel bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 die Brennkraftmaschine 10 möglichst schnell auf die optimalen Betriebstemperaturen zu bringen, ist in dem Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 ferner eine Bypassleitung 18 vorgesehen, durch welche das Kühlmittel in der Kühlmittelrückführleitung 20 an dem Kühlmittelkühler 12 vorbei und ohne Abkühlung über die Kühlmittelzuführleitung 24 direkt wieder in die Brennkraftmaschine 10 geleitet wird. Zur Einstellung der Strömungsmengen des durch den Kühlmittelkühler 12 strömenden Kühlmittels und des durch die Bypassleitung 18 strömenden Kühlmittels ist bekanntermaßen in der Kühlmittelzuführleitung 22 , 24 ein Regelventil , beispielsweise ein ZweiWegeventil , angeordnet .
Obwohl nicht dargestellt , kann der Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 der Brennkraftmaschine 10 ferner in bekannter Weise einen Ausgleichsbehälter, einen Kühlmittel- Getriebeöl -Wärmetauscher, verschiedene Druck- und Temperatursensoren, Regelventile und dergleichen enthalten.
In dem erfindungsgemäßen System enthält der Kühlmittelkreis 11 ferner einen Nebenzweig 1I2 stromab des Kühlmittelkühlers 12. Dieser Nebenzweig 1I2 des Kühlmittelkreises 11 umfasst eine zweite Kühlmittelpumpe 36 und einen Kühlmittel-Motoröl- Wärmetauscher 28. Das in dem Kühlmittelkühler 12 gekühlte Kühlmittel strömt mittels der zweiten Kühlmittelpumpe 36 durch eine Kühlmittelzuführleitung 38 in den Kühlmittel - Motoröl-Wärmetauscher 28 und wird über eine
Kühlmittelrückführleitung 40 des Nebenzweiges H2 wieder in den Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 zurück geleitet . In dem dargestellten Ausführungsbeispiel mündet die Kühlmittelrückführleitung 40 des Nebenzweiges 1I2 in die Kühlmittelzuführleitung 24 des Hauptzweiges Hi stromauf der Brennkraftmaschine 10. Alternativ ist es auch möglich, dass das Kühlmittel aus dem Kühlmittel-Motoröl -Wärmetauscher 36 über die Kühlmittelrückführleitung 40 des Nebenzweiges 1I2 in die Kühlmittelrückführleitung 20 des Hauptzweiges Hi des Kühlmittelkreises 11 stromab der Brennkraftmaschine 10 zurück geführt , d . h . an der Brennkraftmaschine 10 vorbei geleitet wird.
Während die erste Kühlmittelpumpe 16 im Hauptzweig H1 des Kühlmittelkreises zum Beispiel eine Pumpe ist , die über einen Abtrieb der Brennkraftmaschine 10 angetrieben wird, wird als zweite Kühlmittelpumpe 36 im Nebenzweig H2 des Kühlmittelkreises 11 bevorzugt eine elektrisch angetriebene Pumpe verwendet , die von dem Bordnetz bzw. der Batterie des Kraftfahrzeugs gespeist wird . Hierdurch kann der Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe 36 grundsätzlich unabhängig von dem Betriebszustand (Ein/Aus) der Brennkraftmaschine 10 gesteuert werden.
Zur Steuerung der zweiten Kühlmittelpumpe 36 und des Lüfters 14 des Kühlmittelkühlers 12 ist eine Steuer- und Regeleinheit 42 vorgesehen . Dieser Steuer- und Regeleinheit 42 werden u . a . eine von einem Kühlmittel -Temperatursensor 44 erfasste Kühlmitteltemperatur TRM und eine von einem Motoröl - Temperatursensor 46 erfasste Motoröltemperatur TMa eingegeben. Der Kühlmittel -Temperatursensor 44 und der Motoröl -Temperatursensor 46 messen die Kühlmitteltemperatur TRM bzw. Motoröltemperatur TM<_> vorzugsweise am Ausgang der Brennkraftmaschine 10. Der bereits erwähnte Motorölkreis 25 umfasst die Brennkraftmaschine 10 , einen Luft-Motorölkühler 26 und den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28. Das Motoröl wird zunächst in dem Luft-Motorδlkühler 26 durch einen Luftström gekühlt und dann über eine Motorölleitung 32 an den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28 ausgegeben. In dem Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28 steht das Motoröl im Motorölkreis 25 mit dem Kühlmittel im Nebenzweig H2 des Kühlmittelkreises 11 in Wärmeaustausch und kann so bei Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe 36 gekühlt werden . Das in dem Luft-Motorölkühler 26 und dem Kühlmittel-Motoröl - Wärmetauscher 28 gekühlte Motoröl wird mittels einer Pumpeinrichtung 48 über eine Motorölzuführleitung 34 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt . Das in der Brennkraftmaschine 10 erwärmte Motoröl wird über eine
Motorölrückführleitung 30 wieder zu dem Luft-Motorölkühler 26 zurückgeführt .
Aufgrund des Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauschers 28 ist es möglich, den Luft-Motorölkühler 26 kleiner zu dimensionieren oder sogar ganz wegzulassen . Wie nachfolgend beschrieben, kann jedoch jederzeit , insbesondere selbst bei hohen Lastzuständen der Brennkraftmaschine 10 eine geeignete Temperierung des Motoröls gewährleistet werden.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die einzige Figur die Funktionsweise des oben beschriebenen Systems zum temperieren des Motoröls der Brennkraftmaschine 10 erläutert . Die Funktionsweise des Hauptzweiges Hi des Kühlmittelkreises 11 entspricht dabei derj enigen von herkömmlichen System und soll deshalb im Rahmen dieser Erfindung nicht näher beschrieben werden . Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 ist die zweite Kühlmittelpumpe 36 abgeschaltet , sodass kein Kühlmittel durch den Nebenzweig H2 des Kühlmittelkreises 11 strömt . Das Motoröl wird daher nur durch den Luft-Motorölkühler 26 gekühlt . Übersteigt die von dem Motoröl-Temperatursensor 46 erfasste Motoröltemperatur TMÖ einen ersten Grenzwert ( z . B . 12O0C) , so wird durch die Steuer- und Regeleinheit 42 die zweite Kühlmittelpumpe 36 zugeschaltet . Hierdurch wird ein Teil des in dem Kühlmittelkühler 12 gekühlten Kühlmittels durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher 28 geleitet , und dieses Kühlmittel nimmt Wärme von dem Motoröl auf . Die Abführung der aufgenommenen Wärme an die Umgebung erfolgt dann über den Kühlmittelkühler 12. Fällt die von dem Motoröl- Temperatursensor 46 erfasste Motoröltemperatur TMÖ unter einen zweiten Grenzwert (z . B . 115°C) gleich oder niedriger als der obige erste Grenzwert , so wird durch die Steuer- und Regeleinheit 42 die zweite Kühlmittelpumpe 36 wieder abgeschaltet .
Gleichzeitig oder zeitlich etwas verzögert zu dem Einschalten der zweiten Kühlmittelpumpe 36 steuert die Steuer- und Regeleinheit 42 auch den Lüfter 14 des Kühlmittelkühlers 12 so an, dass die Drehzahl des Kühlers 14 erhöht wird, d . h. die Kühlleistung des Kühlmittelkühlers 12 vergrößert wird. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt , dass die aus dem Motoröl aufgenommene Wärme von dem Kühlmittel an die Umgebung abgegeben werden kann .
Vorzugsweise wird der Steuer- und Regeleinheit auch die von dem Kühlmittel-Temperatursensor 44 erfasste Kühlmitteltemperatur TRM zugeführt . Falls diese Kühlmitteltemperatur TRM einen oberen Grenzwert übersteigt , kann die Steuer- und Regeleinheit 42 die zweite Kühlmittelpumpe 36 abschalten und damit die Aufnahme von Wärme aus dem Motoröl beenden, um ein Überhitzen des Kühlmittels und damit der Brennkraftmaschine 10 zu verhindern .
Die Steuerungen der zweiten Kühlmittelpumpe 36 und des Lüfters 14 des Kühlmittelkühlers 12 durch die Steuer- und Regeleinheit 42 erfolgen üblicherweise lastabhängig, d . h. j e nach Fahrzustand und Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird mehr oder weniger Kühlung des Kühlmittels und des Motoröls benötigt .
Mit dem oben beschriebenen System kann jederzeit eine geeignete Temperierung des Motoröls sichergestellt werden, selbst wenn der Luft-Motorölkühler 26 relativ klein dimensioniert ist , d. h . eine relativ kleine Luftanströmfläche aufweist , oder die Luftanströmung des Luft-Motorölkühlers 26 aufgrund des Fahrzustandes des Kraftfahrzeugs (z . B . Bergfahrt , Wind seitlich oder von hinten) eingeschränkt ist . Für den Wärmeaustausch zwischen dem Motoröl und dem Kühlmittel wird das in dem Kühlmittelkühler 12 gekühlte Kühlmittel benutzt , und die Strömungsmenge des für den Wärmeaustausch zur Verfügung gestellten Kühlmittels wird durch die zweite Kühlmittelpumpe 36 optimal geregelt .
Mit dem oben beschriebenen System ist eine weitere vorteilhafte Betriebsweise durchführbar, die nachfolgend beschrieben wird.
Falls die Brennkraftmaschine 10 zum Beispiel beim Abstellen des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird und gleichzeitig das Kühlmittel sehr heiß ist (z . B . TKM > 1180C) kann ein Abkochen des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreis 11 wirksam verhindert werden. Obwohl die erste Kühlmittelpumpe 16 im Hauptzweig Hi des Kühlmittelkreises 11 zusammen mit der Brennkraftmaschine 10 abgeschaltet wird, kann die Steuer- und Regeleinheit 42 über die zweite Kühlmittelpumpe 36 einen Kühlmittelstrom durch den Kühlmittelkühler 12 bewirken . Das Regelventil 17 in der Kühlmittelzuführleitung 22 , 24 vom Kühlmittelkühler 12 zur Brennkraftmaschine 10 verhindert , dass das Kühlmittel nur durch den Nebenzweig H2 des Kühlmittelkreises 11 zirkuliert . Durch das gleichzeitige Zuschalten des Lüfters 14 des Kühlmittelkühlers 12 wird das Kühlmittel gekühlt .
Nach Erreichen einer Kühlmitteltemperatur TKM von zum Beispiel 1100C oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer von zum Beispiel 10 Minuten werden die zweite Kühlmittelpumpe 36 und der Lüfter 12 des Kühlmittelkühlers 12 durch die Steuer- und Regeleinheit 42 wieder abgeschaltet , um das elektrische Bordnetz nicht zu stark zu belasten.

Claims

Patentansprüche
1. System zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs , mit einem Motorölkreis (25) zum Temperieren des Motoröls , der die Brennkraftmaschine (10) und einen Kühlmittel -Motoröl- Wärmetauscher (28) umfasst ; und einem Kühlmittelkreis (11) zum Temperieren der Brennkraftmaschine (10 ) , der in einem Hauptzweig ( lli) die Brennkraftmaschine (10) , einen Kühlmittelkühler (12 ) und eine erste Kühlmittelpumpe (16) umfasst , dadurch gekennzeichnet , dass der Kühlmittelkreis ( 11) ferner einen Nebenzweig (H2) stromab des Kühlmittelkühlers (12 ) aufweist , der den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher (28) und eine zweite Kühlmittelpumpe (36) umfasst .
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass eine Kühlmittelrückführleitung (40) des Kühlmittel - Motoröl -Wärmetauschers (28) in eine Kühlmittelzuführleitung (24 ) des Hauptzweiges ( lli) stromauf der Brennkraftmaschine (10) mündet .
3. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass eine Kühlmittelrückführleitung (40) des Kühlmittel - Motoröl -Wärmetauschers (28 ) in eine
Kühlmittelrückführleitung (20) des Hauptzweiges (lli) stromab der Brennkraftmaschine ( 10) mündet .
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass ferner eine Steuer- und Regeleinheit (42 ) vorgesehen ist , die den Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe (36) im Nebenzweig (II2) und parallel den Betrieb eines Lüfters ( 14 ) des Kühlmittelkühlers (12 ) in Abhängigkeit von einer Motoröltemperatur steuert .
5. System nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Steuer- und Regeleinheit (42 ) den Betrieb der zweiten Kühlmittelpumpe (36) im Nebenzweig ( H2) auch in Abhängigkeit von einer Kühlmitteltemperatur steuert .
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Kühlmittelpumpe (36) eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe ist .
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der Motorölkreis (25) ferner einen Luft- Motorölkühler (26) in Reihe mit dem Kühlmittel -Motoröl - Wärmetauscher (28 ) enthält .
8. Verfahren zum Temperieren eines Motoröls einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs , bei dem das Motoröl durch einen Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher (28 ) geleitet wird, durch welchen ein Kühlmittel eines Kühlmittelkreises (11) zum Temperieren der Brennkraftmaschine (10) mit einem Kühlmittelkühler ( 12 ) geleitet wird, um das Motoröl durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Motoröl und dem Kühlmittel zu temperieren, dadurch gekennzeichnet , dass das in dem Kühlmittelkühler (12 ) gekühlte Kühlmittel durch den Kühlmittel -Motoröl -Wärmetauscher (28) in Abhängigkeit von einer Temperatur des Motoröls geleitet wird .
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass das in dem Kühlmittelkühler (12 ) gekühlte Kühlmittel durch den Kühlmittel-Motoröl-Wärmetauscher (28) auch in Abhängigkeit von einer Temperatur des Kühlmittels geleitet wird .
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet , dass das Kühlmittel nach Durchströmen des Kühlmittel - Motoröl -Wärmetauschers (28) in eine Kühlmittelzuführleitung (24 ) stromauf der Brennkraftmaschine (10) geleitet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet , dass das Kühlmittel nach Durchströmen des Kühlmittel- Motoröl-Wärmetauschers (28) in eine Kühlmittelrückführleitung (20 ) stromab der Brennkraftmaschine (10) geleitet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass das in dem Kühlmittelkühler (12 ) gekühlte Kühlmittel mittels einer elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe (36) durch den Kühlmittel -Motoröl-Wärmetauscher (28 ) geleitet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet , dass nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine (10) in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur das Kühlmittel mittels der elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe (36) durch den Kühlmittelkühler ( 12 ) geleitet und ein Lüfter ( 14 ) des Kühlmittelkühlers (12 ) betrieben wird .
14. Verfahren nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet , dass der Betrieb der elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe (36) und des Lüfters (14 ) des Kühlmittelkühlers ( 12 ) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit abgeschaltet werden .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 , dadurch gekennzeichnet , dass das Motoröl ferner durch einen Luft-Motorölkühler (26) geleitet wird .
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