VERFAHREN ZUR ÜBERWACHUNG DES ÖFFNUNGSZUSTANDS EINES REGELVENTILS EINES KÜHLMITTELKREISLAUFS EINER BRENNKRAFTMASCHINE UND VORRICHTUNG DAFÜR

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Öffnungszustands eines Regelventils eines Kühlmittelkreislaufs einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 11.

[0002] Brennkraftmaschinen werden üblicherweise mit einem Kühlmittelkreislauf betrieben, der einen Wärmetauscher aufweist, über den bei der Verbrennung entstehende und zur Innenraumklimatisierung des mit der Brennkraftmaschine betriebenen Fahrzeugs nicht benötigte Abwärme an die Umgebung abgegeben werden kann. Wird die Brennkraftmaschine, beziehungsweise der Motor gestartet, also vom nicht befeuerten Zustand in den befeuerten Zustand versetzt, durchläuft der Motor einen Warmlaufvorgang, der möglichst kurz gehalten werden soll.

[0003] Der Motor wird also beispielsweise bei einer der Umgebungstemperatur entsprechenden Kühlmitteltemperatur gestartet und dann steigt die Temperatur des den Motor durchströmenden Kühlmittels, die beispielsweise am Kühlmittelaustrittsbereich oder einer anderen Messstelle des Motors mittels eines Sensors gemessen werden kann, entsprechend einer Aufheizkurve an, die beispielsweise von der vom Motor geforderten Last abhängt.

[0004] Im Kühlmittelkreislauf des Motors befindet sich ein üblicherweise als Thermostat oder Thermostatventil bezeichnetes Regelventil, welches ein Ventilglied in der Form eines Ventiltellers oder dergleichen aufweist und dafür vorgesehen ist, die Durchströmung des Wärmetauschers vom im Kühlmittelkreislauf vorhandenen Kühlmittel zu beeinflussen. Während des Warmlaufvorgangs soll das Ventilglied den Durchfluss von Kühlmittel durch den Wärmetauscher verhindern, den so genannten großen Kühlkreislauf, der den Wärmetauscher umfasst, also geschlossen halten, so dass nur der so genannte kleine Kühlkreislauf durchströmt wird, der die Zirkulationskanäle des Motors für den Durchfluss von Kühlmittel durch Motorblock und Zylinderkopf und einen oder mehrere Wärmetauscher für die Innenraumthematisierung des Fahrzeugs umfasst.

[0005] Es ist die Aufgabe des durch ein Steuergerät, also beispielsweise das Motorsteuergerät, ausgeübten Wärmemanagements anhand der Kühlmittelregulierung den Wärmetransport zu beeinflussen. Das Wärmemanagement soll einerseits für eine ausreichende Innenraumklimatisierung des Fahrzeugs und andererseits für ein schnelles Aufwärmen des Motors sorgen, um die während des Warmlaufvorgangs bei der Verbrennung emittierten Schadstoffe zu verringern und den beim Kaltlauf des Motors bedingten Verschleiß so gering wie möglich zu halten.

[0006] Eine beim Warmlaufvorgang wesentliche Rolle kommt also dem Regelventil oder Thermostatventil zu, dessen Öffnungszustand für die für den Warmlaufvorgang benötigte Zeitdauer maßgeblich ist. Das Regelventil soll unterhalb seiner von Motor zu Motor durchaus unterschiedlichen bestimmungsgemäßen Betriebsöffnungstemperatur den großen Kühlkreislauf geschlossen halten und so die emissionsrelevante Abfuhr von Wärme über den Wärmetauscher während des Warmlaufvorgangs vermeiden. Die Schadstoffemission eines Fahrzeugtyps kann ein für die Typzulassung relevantes Kriterium sein, weshalb es gefordert sein kann, die bestimmungsgemäße Funktionsweise des Regelventils beim Betrieb des Fahrzeugs zu überwachen, beispielsweise mittels im Fahrzeug vorhandener Diagnoseeinrichtungen, also Einrichtungen zur on board Diagnose (OBD Diagnose).

[0007] Mit der Diagnose des Thermostat soll das Aufheizverhalten des Kühlmittels dahingehend überprüft werden, ob der Motor in angemessener Zeit seine Betriebstemperatur erreicht. Die korrekte Funktion des Thermostatventils oder Regelventils ist also zu überwachen und eine etwaige Fehlfunktion festzustellen.

[0008] Eine Fehlfunktion liegt unter anderem dann vor, wenn die Temperatur des Kühlmittels nicht innerhalb einer angemessenen Zeit eine Mindesttemperatur erreicht hat, die für weitere fahrzeugspezifische OBD Diagnosen festgesetzt ist. Eine Fehlfunktion liegt auch dann vor, wenn die ermittelte Kühlmitteltemperatur nicht die Betriebsöffnungstemperatur des Regelventils erreicht.

[0009] Nach einem auf eine der Anmelderinnen zurückgehenden Verfahren wird die Funktion des Regelventils im Kühlkreislauf durch eine Messung der Temperatur des Kühlmittels am Kühlmittelaustrittsbereich des Motors mittels eines Kühlmittelaustrittsensors überwacht. Die gemessene Temperatur T_Mot wird mit einer modellierten Kühlmittelmotortemperatur verglichen, die den Luftmassendurchsatz als Kriterium für die Motorlast, die Umgebungstemperatur als Korrekturgröße und die beim Starten des Motors gemessene Kühlmittelaustrittstemperatur als Startwert für eine Iteration und die aktuelle modellierte Kühlmittelmotortemperatur benutzt. Aufgetragen über der Zeit verläuft die Kennlinie der modellierten Kühlmittelmotortemperatur bei einem bestimmungsgemäß funktionierenden Regelventil in geringem Abstand unterhalb der realen Temperaturkennlinie des Regelventils.

[0010] Das bekannte Verfahren setzt nach dem Starten der Brennkraftmaschine, also nach der Änderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine vom nicht befeuerten Zustand in den befeuerten Zustand ein und bestimmt unter anderem in Abhängigkeit des gemessenen Luftmassendurchsatzes die modellierte Temperatur und vergleicht diese Temperatur mit der tatsächlich am Kühlmittelaustrittsbereich oder einer anderen geeigneten Sensormessstelle gemessenen Kühlmitteltemperatur mittels Differenzbildung. Wenn das Delta zwischen der gemessenen und der modellierten Temperatur größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, wird ein Fehlerbit gesetzt, da die tatsächlich gemessene Temperatur wesentlich von der modellierten Temperatur abweicht und dies ein Hinweis dafür ist, dass das Regelventil zu der Zeit, zu der vom Kühlmittel nur der kleine Kühlkreislauf durchströmt werden soll, nicht vollständig geschlossen ist, also die Situation eines offen klemmenden Regelventils vorliegt.

[0011] Ein solches offen klemmendes Regelventil sorgt aufgrund der Abfuhr von Wärme über den Wärmetauscher an die Fahrzeugumgebung dafür, dass die für den Warmlaufvorgang benötigte Zeit wesentlich länger ist als die bei einem bestimmungsgemäß funktionierenden Regelventil benötigte Zeit und der Schadstoffausstoß größer ist als der bei einem bestimmungsgemäß funktionierenden Regelventil anfallende Schadstoffausstoß. Im on board Diagnosesystem (OBD System) des Fahrzeugs wird der Fehler vermerkt und kann dem Fahrer des Fahrzeugs mittels eines optischen Hinweises als Wartungshinweis mitgeteilt werden, die Fehlerursache offen klemmendes Regelventil nach etwaigem Auslesen des fahrzeugeigenen Fehlerspeichers zu beseitigen.

[0012] Obwohl sich dieses Verfahren in der Praxis bereits bestens bewährt, zeigt es Raum für Verbesserungen. Dieses bekannte Verfahren erfordert die Inbetriebnahme des Motors zur Luftmassendurchsatzmessung und einen Mindestenergieeintrag in das Kühlmittel des Motors zur Messung der tatsächlichen Kühlmitteltemperatur während der von einem oberen Temperaturschwellenwert des Kühlmittels von beispielsweise 80°C begrenzten Warmlaufphase.

[0013] Anhand der DE 199 60 190 A1 ist ein Regelventil für einen Regelkreislauf bekannt geworden, bei dem es sich um einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine handeln kann. Das Regelventil besitzt ein Ventilglied, welches über einen elektrischen Gleichstrommotor oder einen proportional wirkenden Elektromagneten verstellt werden kann. Die Position des Regelventils kann mittels einer Positionsmesseinrichtung erfasst werden, die über die Möglichkeit einer induktiven, kapazitiven oder magnetischen Wegmessung verfügt.

[0014] Anhand der DE 10 2012 018 255 A1 ist ein Thermostatventil bekannt geworden, welches eine berührungslos arbeitende Überwachungseinrichtung für die Position des Hauptventils besitzt, die ein Sensorelement aufweist, welches in einem Ventilgehäuseteil enthalten ist und mindestens einen zugeordneten Permanentmagneten zur Erzeugung eines Magnetfelds aufweist, dem das Sensorelement ausgesetzt ist. Das Sensorelement ist an einer Auswerteeinrichtung, zum beispielsweise an einer Motorsteuerung angeschlossen. Die Motorsteuerung kann somit die Geschlossen-Position des Hauptventils beziehungsweise eine Öffnungsposition bei einer Signaländerung detektieren.

[0015] Anhand der WO 03 042 514 A1 ist ein Proportionalventil vorgesehen, welches zur Steuerung von Volumenströmen im Heiz- und/oder Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist und ein Ventilgehäuse mit mindestens einem Ventilglied aufweist, welches mit mindestens einem Ventilsitz einer Ventilkammer zusammenwirkt, wobei der Volumenstrom durch das Ventil im Wesentlichen proportional zu der Stellgröße des Ventilgliedes ist.

[0016] Ausgehend von dem vorstehend geschilderten bekannten Verfahren, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, das Verfahren zur Überwachung des Regelventils zu verbessern und die direkte Erfassung des Öffnungszustands des Regelventils zu ermöglichen. Auch soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden.

[0017] Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale auf.

[0018] Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Überwachung des Öffnungszustands eines Regelventils eines Kühlmittelkreislaufs einer Brennkraftmaschine, wobei das Regelventil ein von einem Aktor betätigbares Ventilglied zur Freigabe und/oder Sperrung eines Kühlmittelstroms in dem einen Wärmetauscher aufweisenden Kühlmittelkreislauf und eine Einrichtung zur Erfassung der Stellung des Ventilglieds aufweist, wobei nach dem Verfahren von der Einrichtung ein die Stellung des Ventilglieds darstellender erster Istwert vor dem Starten der Brennkraftmaschine erfasst wird und der Istwert mit einem Referenzwert verglichen wird, der einer Sperrstellung des Ventilglieds entspricht.

[0019] Die Erfindung schafft mit anderen Worten ein Verfahren zur Diagnose des Öffnungszustands eines Regelventils eines Kühlkreislaufs einer Brennkraftmaschine, wobei das Regelventil beispielsweise einen Ventilteller als Sperrglied für den Kühlmittelstrom besitzt. Bei dem Aktor kann es sich um eine das Ventilglied betätigende Wachspatrone oder dergleichen handeln, die auch elektrisch beheizt werden kann, um die Stellung des Ventilglieds unabhängig von der Kühlmitteltemperatur beeinflussen zu können. Wird als Aktor eine Wachspatrone eingesetzt, so besitzt diese Wachspatrone einen Stellstift oder dergleichen, der das Ventilglied in der Form des Ventiltellers direkt oder indirekt betätigen kann, wenn sich das Wachs aufgrund einer Erwärmung durch das Kühlmittel ausdehnt. Es kann also ein Aktor eingesetzt werden, der die Sperrstellung des Ventilglieds aktiv freigeben kann, aber nicht aktiv eine Sperrstellung herstellen kann, wobei dann der Aktor das Ventilglied beispielsweise gegen die Kraft einer Rückstellfeder betätigt. Es ist auch möglich, den Aktor bidirektional wirkend auszugestalten, so dass er aktiv sowohl die Sperrstellung aufheben als auch herbeiführen kann. Die Stellung des Ventilglieds kann mittels einer Einrichtung zur Erfassung seiner Position festgestellt werden und ein die Stellung des Ventilglieds darstellender erster Istwert wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Starten der Brennkraftmaschine erfasst und mit einem Referenzwert verglichen, der einer Sperrstellung des Ventilglieds entspricht. Die Vergleichsoperation kann von der Einrichtung oder einer anderen Einrichtung, wie beispielsweise dem Motorsteuergerät durchgeführt werden.

[0020] In dem lediglich als Beispiel zu nennenden Motorsteuergerät wird ein Referenzwert für die Sperrstellung des Ventilglieds hinterlegt, der mit dem Istwert der Stellung des Ventilglieds verglichen wird, der vor dem Starten der Brennkraftmaschine erfasst wird. Dieser Referenzwert kann beispielsweise ein Spannungswert sein, der von einem Sensor ausgegeben wird. Eine sich verändernde Stellung des Ventilglieds entspricht dann einem sich veränderndem Spannungswert. Vor dem Starten der Brennkraftmaschine wird dann vom Sensor ein dem Istwert der Stellung entsprechender Spannungswert ausgegeben, der mit dem der Sperrstellung des Ventilglieds entsprechenden Spannungswert verglichen wird. Über eine Differenzbildung zwischen dem Istwert und dem Referenzwert kann dann bereits vor dem Starten der Brennkraftmaschine festgestellt werden, ob sich der Ventilteller in seiner Sperrstellung befindet.

[0021] Das Starten der Brennkraftmaschine entspricht dem Zustand oder Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine vom nicht befeuerten Zustand in den befeuerten Zustand überführt wird, also beispielsweise mittels eines elektrischen Startermotors zum selbsttätigen Laufen gestartet wird. Der Istwert der Position des Ventilglieds vor dem Starten der Brennkraftmaschine wird also mit einem Referenzwert verglichen, der einer Sperrstellung des Ventilglieds entspricht, einer Stellung also, bei der das Ventilglied einen Strömungszweig für das Kühlmittel von der Brennkraftmaschine in Richtung zum Wärmetauscher oder vom Wärmetauscher in Richtung zur Brennkraftmaschine versperrt, also eine Strömungsbewegung von Kühlmittel durch den Wärmetauscher hindurch verhindert ist.

[0022] Eine solche Strömungsbewegung würde bei nicht sperrendem Ventilglied durch die im Kühlmittelkreislauf üblicherweise vorhandene Kühlmittelpumpe herbeigeführt werden, wodurch während der Warmlaufphase eine nicht gewünschte Abgabe von Wärme durch den Wärmetauscher stattfinden würde, wodurch der Warmlaufvorgang wesentlich länger dauern würde.

[0023] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also die Überwachung des Öffnungszustands des Regelventils oder Thermostatventils oder Thermostats im Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine noch zu einem Zeitpunkt, bevor der Motor überhaupt gestartet wird, das erfindungsgemäße Verfahren bietet also den Vorteil einer emissionsfreien Überwachung des Öffnungszustands des Regelventils. Das Verfahren ermöglicht also die Diagnose der Stellung des Ventilglieds noch bevor der Motor gestartet wird und bevor es zur Schadstoffemission kommt.

[0024] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass beim Abweichen des Istwerts von dem Referenzwert ein Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher eingetragen wird, das erfindungsgemäße Verfahren ist also zur on board Diagnose von Fahrzeugen ausgebildet. Neben dem Eintrag eines Fehlers in den fahrzeugeigenen Fehlerspeicher kann auch ein klar lesbarer Hinweis an einer fahrzeugeigenen Anzeigeeinrichtung für den Benutzer des Fahrzeugs ausgegeben werden. Da der Referenzwert der Sperrstellung des Ventilglieds entspricht, ist eine Differenz zwischen dem Referenzwert und dem Istwert ein Hinweis für ein offen klemmendes Thermostatventil, was nach dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt werden kann, ohne dass es zu einem Schadstoffausstoß während des Diagnoseverfahrens kommt.

[0025] Es ist nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen, dass das Ventilglied vor dem Starten der Brennkraftmaschine zu einer von der Einrichtung erfassbaren Veränderung der Stellung des Ventilglieds betätigt wird. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass es nach der Erfindung auch vorgesehen ist, den Aktor zu einer Veränderung der Relativposition des Ventilglieds relativ zum Sensor anzusteuern, noch bevor der Motor befeuert wird. Es ist dabei eine Veränderung der Position des Ventilglieds um eine Wegstrecke ausreichend, die der Auflösegenauigkeit der Einrichtung beziehungsweise des Sensors entspricht, der die Position des Ventilglieds erfasst. Es reicht also eine minimale Auslenkung des Ventilglieds, um festzustellen, dass das Ventilglied freigängig ist, sich vom Aktor also bewegen lässt.

[0026] Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt den Vorteil, dass nicht nur festgestellt werden kann, dass sich das Ventilglied vor dem Starten der Brennkraftmaschine in einer Sperrstellung befindet, also nicht der Fall des offen klemmenden Ventilglieds vorliegt und auch nicht der Fall vorliegt, dass sich das Ventilglied zwar in seiner Sperrstellung befindet, nicht aber aus der Sperrstellung lösen lässt. Über eine kurze, im Bereich der Auflösegenauigkeit der erfassenden Einrichtung liegende Verfahrbewegung des Ventilglieds kann also die Freigängigkeit des Ventilglieds diagnostiziert werden. Diese Bewegung kann so klein sein, dass ein am Ventilglied vorgesehenes und an einem Durchlass des Thermostatventils für das Kühlmittel anliegendes Elastomerbauteil den Durchlass nach wie vor geschlossen hält und sich auf diese Weise sowohl die bestimmungsgemäße Sperrstellung des Ventilglieds verifizieren lässt als auch verifiziert werden kann, dass sich das Ventilglied nicht in einer geschlossen klemmenden Stellung befindet. Damit kann die bestimmungsgemäße Funktion des Ventilglieds sowohl bezüglich seiner Sperrstellung als auch bezüglich seiner Durchlassfunktion verifiziert werden, also auch die Gefahr einer Überhitzung der Brennkraftmaschine bedingt durch eine geschlossen klemmende Stellung des Ventilglieds vermieden werden.

[0027] Es ist nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen, dass ein der veränderten Stellung des Ventilglieds entsprechender Sollwert mit dem von der Einrichtung erfassten veränderten Istwert verglichen wird und bei einer Abweichung des Sollwerts vom Istwert ein Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher eingetragen wird. Mit dieser Weiterbildung lässt sich der Vorteil einer Doppelfunktionalität erzielen. Es kann nämlich damit einerseits die Funktion des Aktors überprüft werden, der zur Veränderung der Istposition des Ventilglieds angesteuert wurde und andererseits kann damit auch die Wegmessung am Ventilglied referenziert werden, indem der Positionssollwert mit dem von der Wegmesseinrichtung gemessenen Istwert verglichen wird und die Wegmessung für als in Ordnung diagnostiziert wird, sofern der Istwert innerhalb eines den Sollwert einschließenden Toleranzfensters liegt.

[0028] Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Temperatur des Kühlmittels erfasst wird und der erste Istwert zumindest solange erfasst wird, bis die Temperatur einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert erreicht hat. Wenn der Aktor das Ventilglied in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmittels zur Öffnung ansteuert und sich das Ventilglied bei einer Temperatur oberhalb des vorbestimmten Temperaturschwellenwerts bestimmungsgemäß in einer Offenstellung befindet, entspricht dies einer bestimmungsgemäßen Funktion des Ventilglieds und der erste Istwert muss nicht mehr gemessen werden.

[0029] Das erfindungsgemäße Verfahren erfährt auch eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch, dass das Ventilglied vom Aktor betätigt wird, wenn eine im Kühlmittelkreislauf erfasste Kühlmitteltemperatur unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt. Bei dem Schwellenwert kann es sich um einen Wert kleinergleich einer toleranzfeldbehafteten bestimmungsgemäßen Betriebsöffnungstemperatur des Ventilglieds handeln. Solange also die gemessene Kühlmitteltemperatur unterhalb der beispielsweise mit einem Toleranzfeld von 5 Grad Celsius behafteten Betriebsöffnungstemperatur von beispielsweise 105 Grad Celsius des Ventilglieds liegt, kann eine Sperrstellung des Ventilglieds auch bei nahezu Betriebsöffnungstemperatur aufweisendem Kühlmittelkreislauf detektiert werden und das Anpulsen des Aktors zur Herbeiführung einer minimalen Wegänderung des Ventilglieds durchgeführt werden. Damit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei Fahrzeugen, die mit einem Start-Stoppsystem arbeiten, die Sperrstellung des Ventilglieds beispielsweise während einer Rotlichtphase verifiziert werden und es kann auch festgestellt werden, dass der Aktor bestimmungsgemäß arbeitet und das Wegmesssystem der Einrichtung kann referenziert werden.

[0030] Damit lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch dann noch nutzen, wenn die Brennkraftmaschine den eigentlichen Warmlaufvorgang schon nahezu abgeschlossen hat, aber das Ventilglied von Kühlmittel mit noch unterhalb der bestimmungsgemäßen Betriebsöffnungstemperatur des Ventilglieds umstömt wird. Damit kann auch die Referenzierung des Wegmesssystems, mit dem die Position eines das Ventilglied betätigenden Stellglieds des Aktors ermittelt wird, während beispielsweise einer kurzen Start-Stop-Phase durchgeführt werden.

[0031] Es ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen, dass der Betriebszustand einer Kühlmittel zu einer Aufladeeinrichtung der Brennkraftmaschine fördernden Kühlmittelpumpe erfasst wird und das Ventilglied vom Aktor in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand zur Herbeiführung einer Öffnungsstellung des Ventilglieds betätigt wird. Bei der Aufladeeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Abgasturbolader handeln, dessen Lagerstuhl mit Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf aktiv gekühlt wird. Wenn der Motor im betriebswarmen Zustand abgestellt wird, besteht die Gefahr, dass das im Lagerstuhl befindliche Motoröl verkokt. Um das Verkoken zu vermeiden, wird der Lagerstuhl von der Kühlmittelpumpe aktiv mit Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf versorgt und gekühlt, was es erforderlich macht, dass das Kühlmittel die so aus dem Lagerstuhl aufgenommene Wärme über den Wärmetauscher wieder an die Umgebung abgibt.

[0032] Wenn die Temperatur im Kühlmittelkreis unter die Betriebsöffnungstemperatur des Ventilglieds absinkt, nimmt das Ventilglied beispielsweise über eine Rückstellfeder vorgespannt seine Sperrstellung wieder ein, was dazu führen würde, dass der Kühlkreislauf gesperrt wird und so die Wärme aus dem Lagerstuhl der Aufladeeinrichtung nicht mehr über den Wärmetauscher im Kühlmittelkreislauf abgegeben werden kann. Um dem vorzubeugen, wird der Betriebszustand der Kühlmittel zur Aufladeeinrichtung fördernden Kühlmittelpumpe überwacht und das Ventilglied mittels des Aktors im geöffneten Zustand gehalten, wenn die sich die Kühlmittelpumpe im Förderbetrieb befindet.

[0033] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Betriebszustand der beispielsweise von einem Thermoschalter im Bereich des Lagerstuhls der Aufladeeinrichtung angesteuerten Kühlmittelpumpe erfasst und dann, wenn sich diese im Betrieb befindet, der Aktor des Regelventils zum Öffnen des Ventilglieds auch unterhalb der Betriebsöffnungstemperatur angesteuert, so dass das Regelventil in einer geöffneten und den Kühlmittelstrom über den Wärmetauscher führenden Stellung verbleibt, und so der Lagerstuhl auch dann weiter aktiv gekühlt werden kann, wenn die Temperatur des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf unterhalb die Betriebsöffnungstemperatur des Regelventils angesunken ist.

[0034] Neben der Erfassung des Betriebszustands der Kühlmittelpumpe für den Lagerstuhl ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Ventilglied vom Aktor betätigt wird, wenn die Öffnungsstellung des Ventilglieds kleinergleich einem vorbestimmten Schwellenwert der Öffnungsstellung ist. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass auch die Öffnungsstellung des Ventilglieds während des Betriebs der Kühlmittelpumpe überwacht wird und der Aktor das Ventilglied zum Öffnen des Ventilglieds betätigt, wenn die festgestellte Öffnungsstellung unterhalb einer vorbestimmten Öffnungsstellung abgesunken ist, da die Rückstellfeder das Ventilglied wieder in Richtung zu seiner Sperrstellung betätigt hat. Ein solche Betätigung des Aktors zur Vergrößerung des Öffnungsdurchlasses des Ventilglieds erfolgt nicht erst dann, wenn das Ventilglied seine Sperrstellung eingenommen hat, sondern schon dann, wenn sich das Ventilglied in Richtung zur Sperrstellung bewegt, diese aber noch nicht eingenommen hat. Damit wird erreicht, dass keine Unterbrechung der Kühlmittelströmung über den Wärmetauscher stattfindet, wenn die Kühlmittelpumpe fördert. Eine entsprechende Ansteuerung des Aktors zum Offenhalten des Ventilglieds kann also schon dann stattfinden, wenn der Durchströmungsquerschnitt im Thermostatventil von beispielsweise der Rückstellfeder noch nicht vollständig wieder geschlossen worden ist, um einen Wärmestau im Kühlmittelkreislauf zu verhindern.

[0035] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung des Öffnungszustands des Regelventils zeichnet sich dadurch aus, dass der Istwert der Stellung des Ventilglieds vor dem Starten der Brennkraftmaschine erfasst und mit dem Sollwert verglichen wird. Unter dem Begriff des Startens der Brennkraftmaschine wird ganz allgemein ein Betriebszustandswechsel der Brennkraftmaschine verstanden, bei dem diese vom nicht befeuerten Zustand in den befeuerten Zustand übergeht. Ein Auslösesignal für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise ein Freigabesignal für die Aktivierung eines elektrischen Startermotors der Brennkraftmaschine sein oder ein solches Freigabesignal für eine Kraftstoffförderpumpe der Brennkraftmaschine oder auch ganz allgemein ein sich aus der Aktivierung des Bordspannungsnetzes des Fahrzeugs ableitendes Auslösesignal.

[0036] Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Thermostatventil mit einem mittels eines federbelasteten Stellelements verlagerbaren Ventilteller im Kühlmitteldurchlass zu oder von einem Wärmetauscher eines Kühlmittelkreislaufs einer Brennkraftmaschine und einer mittels eines elektrisch betätigbaren Heizelements mit Wärme beaufschlagbaren und das Stellelement betätigenden Wachselements sowie eines den Verfahrweg des Ventiltellers und/oder Stellelements berührungslos erfassenden Sensors und einer Einrichtung zum Vergleich eines Istwerts des Verfahrwegs mit einem Sollwert des Verfahrwegs.

[0037] Das Thermostatventil weist also ein federbelastetes Stellelement zur Verlagerung des Ventiltellers auf und ist im Kühlmittelkreislauf stromaufwärts, also in Durchströmungsrichtung des Kühlmittelkreislaufs im Zulauf zum Wärmetauscher oder stromabwärts, also in Durchströmungsrichtung des Kühlmittelkreislaufs im Rücklauf des Wärmetauschers angeordnet. Mit dem Ventilteller kann der Kühlmittelstrom zum oder vom Wärmetauscher weg dadurch beeinflusst werden, dass die Verlagerungsbewegung des Ventiltellers einen Durchlass in einem Gehäuse des Thermostatventils vollständig versperrt oder vollständig öffnet oder eine Stellung zwischen diesen beiden Extremalstellungen einnimmt. Das Stellelement kann eine das Wachselement aufnehmende Hülse sein, die mit dem Wachs als Ausdehnungsmedium gefüllt ist, das sich gegen das Heizelement abstützt. Dehnt sich das Wachs aus, so führt dies dazu, dass sich das Wachs gegen die Stirnfläche des stationär verbleibenden Heizelements abstützt, was eine die Hülse samt Ventilteller verlagernde Reaktionskraft hervorruft. Auch kann der Stellstift zusammen mit dem Ventilteller verlagerbar angeordnet sein, so dass das sich ausdehnende Wachs den Stellstift zusammen mit dem Ventilteller verlagert.

[0038] In beiden Fällen wird das Wachselement vom Kühlmittel mit Wärme beaufschlagt und dehnt sich unter Wärmezufuhr ausdehnt, so dass die Ausdehnungsbewegung des Wachselements eine Verlagerungsbewegung hervorruft, die den Ventilteller im Gehäuse des Thermostatventils gegen die Wirkung einer Rückstellfeder zur Veränderung des durchströmbaren Querschnitts des Durchlasses verschiebt. Wird das Wachselement mittels des elektrisch betätigbaren Heizelements mit Wärme beaufschlagt, führt dies zu einer Öffnungsbewegung des Ventiltellers entgegen der Wirkung der Rückstellfeder unabhängig von der Temperatur des Kühlmittels. Über eine Versorgung des elektrischen Heizelements mit kurzen Stromimpulsen kann eine Verlagerungsbewegung des Stellstifts und damit des Ventiltellers ausgelöst werden, die von dem die Stellung des Ventiltellers berührungslos erfassenden Sensor detektiert wird und von der Einrichtung zum Vergleich eines Istwerts des Verfahrwegs mit einem Sollwert des Verfahrwegs erfasst wird.

[0039] Damit kann sichergestellt werden, dass der Ventilteller des Thermostatventils nicht in einer Sperrstellung klemmt, was die Gefahr einer Überhitzung der Brennkraftmaschine nach sich ziehen würde. Auch kann über eine Nullwegmessung des Verfahrwegs des Ventiltellers festgestellt werden, dass sich der Ventilteller in der Sperrstellung und daher auch nicht in einer offen klemmenden Stellung befindet, was zu einer unerwünschten Wärmeabfuhr über den Wärmetauscher des Kühlmittelkreislaufs während des Warmlaufvorgangs der Brennkraftmaschine führen würde.

[0040] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufs einer Brennkraftmaschine mit Wärmetauscher und Kühlmittelpumpe;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Thermostatventils mit geschlossenem Ventilteller in der Stellung zum Warmlaufen der Brennkraftmaschine;

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 mit zur Freigabe einer Kühlmittelströmung vom Wärmetauscher vollständig verlagertem Ventilteller;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines im Gehäuse der Kühlmittelpumpe angeordneten kennfeldgesteuerten und beheizbaren Thermostatventils;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Thermostatventils nach Fig. 4; und

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0041] Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufs 1 einer Brennkraftmaschine 2, bei der es sich um einen Achtzylindermotor in V-Anordnung handelt.

[0042] Der Kühlmittelkreislauf 1 umfasst einen Wärmetauscher 3, der von Umgebungsluft zur Abgabe von Wärme an die Umgebung durchströmt werden kann, wobei zu diesem Zweck auch ein saugender elektrischer Lüfter 4 vorgesehen ist. Im Kühlmittelkreislauf 1 befindet sich auch ein Wärmetauscher 5 zur Kühlung von Getriebeöl angeordnet, der zu diesem Zweck Wärme an einen von Kühlmittel durchströmten Wärmetauscher 6 abgeben kann, der mit dem Wärmetauscher 3 zum Fluidaustausch gekoppelt ist, so dass die Wärme aus dem Getriebeölkreislauf an die Umgebung abgeführt werden kann.

[0043] Ein Ausgleichsbehälter 32 dient als Ausgleichsgefäß für das sich ausdehnende erwärmte Kühlmittel.

[0044] Eine mechanisch oder elektrisch betätigte Kühlmittelpumpe 7 sorgt dafür, dass das Kühlmittel durch Kühlmittelkanäle 8 der Brennkraftmaschine 2 hindurchströmt und im Kreislauf zirkuliert. Ein Gehäuse 9 der Kühlmittelpumpe 7 weist einen Anschlussflansch 10 auf, der zur Aufnahme eines näher anhand der weiteren Figuren ersichtlichen Regelventils beziehungsweise Thermostatventils 11 ausgebildet ist.

[0045] Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Thermostatventils 11 befindet sich ein Ventilteller 12 in Sperrstellung, d.h. eine Rückströmung von Kühlmittel aus dem Wärmetauscher 3 über die Kühlmittelrücklaufleitung 20 in eine im Gehäuse 9 der Kühlmittelpumpe 7 ausgebildete Mischkammer 13 ist nicht möglich und das Kühlmittel wird bei der dargestellten Stellung des Thermostatventils 11 in der Warmlaufphase nur durch den so genannten kleinen Kühlkreislauf befördert, der die Brennkraftmaschine 2 und einen durch eine Kühlmittelpumpe 14 für die Fahrzeugklimatisierung betriebenen Klimatisierungskreislauf 15 umfasst.

[0046] Bei dieser Warmlaufstellung wird die elektrische Kühlmittelpumpe 7 mit etwa 10 % ihrer Förderleistung betrieben, um die Ausbildung von Wärmenestern in den Kühlmittelkanälen 8 der Brennkraftmaschine 2 zu vermeiden. Ein so genannter Kurzschlussteller 16 des Thermostatventils 11 befindet sich in einer geöffneten Stellung, damit die Zirkulation von Kühlmittel innerhalb des kleinen Kühlkreislaufs möglich ist.

[0047] Mittels eines Sensors 17 wird die Temperatur T_Mot des aus der Brennkraftmaschine 2 austretenden Kühlmittels gemessen.

[0048] Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung des Thermostatventils beziehungsweise Regelventils 11 in der Stellung im Kurzschlussbetrieb in der Warmlaufphase. Bei dieser Betriebstellung wird das aus der Brennkraftmaschine 2 austretende Kühlmittel über den geöffneten Kurzschlussteller 16 in die Mischkammer 13 des Regelventils 11 geleitet und aus der Mischkammer 13 wieder dem in Fig. 1 der Zeichnung ersichtlichen Vorlauf 18 zugeführt, um wieder in die Kühlmittelkanäle 8 der Brennkraftmaschine 2 zu gelangen, so dass die Brennkraftmaschine 2 möglichst rasch ihre Betriebstemperatur erreicht. Wie es anhand von Fig. 2 der Zeichnung ersichtlich ist, kann von der Brennkraftmaschine 2 bereits erwärmtes Kühlmittel in den Klimatisierungskreislauf 15 geleitet werden und strömt im Rücklauf 19 wieder der Mischkammer 13 zu.

[0049] Das Thermostatventil 11 weist den bereits erwähnten Ventilteller 12 auf, der von einer Rückstellfeder 21 in der Sperrstellung gehalten wird. Das Regelventil beziehungsweise Thermostatventil 11 weist einen Aktor 22 auf, mit dem das Ventilglied in der Form des Ventiltellers 12 von seiner Sperrstellung in eine geöffnete Stellung überführt werden kann, die in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt ist.

[0050] Bei dem Aktor 22 handelt es sich um ein Wachselement 23, welches ein sich bei Wärmebeaufschlagung verflüssigendes und ausdehnendes Wachs enthält, das in einer Hülse 24 angeordnet ist, in deren Innenraum ein Stellelement 25 in der Form eines Stellstifts angeordnet ist, dessen kreiszylindrische Stirnfläche von dem sich ausdehnenden Wachs beaufschlagt wird und so die Hülse 24 bei einer Ausdehnung des Wachses gegen die Wirkung der Rückstellfeder 21 verlagert wird und dabei der mit der Hülse 24 gekoppelte Ventilteller 12 von der Sperrstellung in die geöffnete Stellung betätigt wird. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform übt der Stellstift die Funktion sowohl der Heizelements als auch die Funktion des Stellelements aus.

[0051] In der in Fig. 3 der Zeichnung dargestellten geöffneten Stellung ist der Kühlmittelrücklauf aus dem Wärmetauscher 3 über die Kühlmittelrücklaufleitung 20 in die Mischkammer 13 möglich und von dort wieder über den Vorlauf 18 in die Kühlmittelkanäle 8 der Brennkraftmaschine 2.

[0052] Das Thermostatventil 11 besitzt ein elektrisch betätigbares Heizelement 26 (Fig. 3), welches über eine elektrische Steckverbindung 27 mit Spannung aus dem Bordspannungsnetz eines Fahrzeugs versorgt werden kann, um über den Wärmeeintrag in das Wachselement 23 für eine unabhängig von der Temperatur des Kühlmittels stattfindende Verlagerungsbewegung des Ventiltellers 12 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 21 zu sorgen. Auf diese Weise kann über eine beispielsweise von einer nicht näher dargestellten elektronischen Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine 2 ausgeführte Steueroperation die Wärmebeaufschlagung des Wachselements 23 kennfeldgesteuert durchgeführt werden, um beispielsweise bei hoher Lastanforderung an die Brennkraftmaschine 2 den vom Ventilteller 12 freigebbaren Öffnungsquerschnitt zu vergrößern und somit dem erhöhten Kühlungsbedarf der Brennkraftmaschine 2 gerecht zu werden.

[0053] Fig. 4 der Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung des Thermostatventils 11. Über eine Zulaufleitung 28 kann in die Mischkammer 13 auch Kühlmittel aus dem Rücklauf eines Lagerstuhls eines nicht näher dargestellten Abgasturboladers der Brennkraftmaschine 2 eingeleitet werden. Der Ventilteller 12 befindet sich bei der dargestellten Stellung des Thermostatventils 11 in der Sperrstellung, also in der Stellung, die während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 2 eingenommen wird, bei der das Eintreten von Kühlmittel aus dem Wärmetauscher 2 über die Kühlmittelrücklaufleitung 20 unterbunden ist. Über die elektrische Steckverbindung 27 kann das Widerstandsheizelement 26 bestromt werden, um für eine Ausdehnung des in der Hülse 24 aufgenommenen Dehnstoffes in der Form von Thermowachs zu sorgen.

[0054] Fig. 5 der Zeichnung zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts gemäß Fig. 4 der Zeichnung mit dem Thermostatventil 11. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, ist am oberen Endbereich des Wachselement 23 eine Verschlusskappe 32 vorgesehen, welche die mit Wachs gefüllte Hülse 24 verschließt. Oberhalb der Verschlusskappe 33 befindet sich ein Permanentmagnet 29 angeordnet, dessen Abstand von einem Sensor 30 in der Form eines bei der dargestellten Ausführungsform vorgesehenen Hallssensors und damit Position relativ zum Sensor 30 mittels Erfassung der Feldstärke des Permanentmagneten 29 berührungslos bestimmt werden kann. Der Permanentmagnet 29 weist eine Innenausnehmung auf, in die ein O-Ring 35 eingebracht werden kann, der mittels eines Sicherungsrings 36 den Magneten 29 festlegt. Elektronische Schaltungskomponenten 37 zur Aufnahme der sich bei einer Veränderung der Position des Permanentmagneten 29 relativ zum Sensor 30 ergebenden und sich in Abhängigkeit der Hubbewegung der Hülse 24 und damit des Ventiltellers 12 verändernden Sensorspannung können in das Gehäuse 34 der Steckverbindung 27 integriert werden.

[0055] Der Abstand zwischen dem Permanentmagneten 29 und dem Sensor 30 ist bei einem sich in Sperrstellung befindenden Ventilteller 12 aufgrund der konstruktiven Daten bekannt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann festgestellt werden, ob sich der Ventilteller 12 in Sperrstellung befindet, indem der der Stellung des Ventiltellers 12 entsprechende und vom Sensor 30 gemessene Istwert des Abstands des Ventiltellers 12 vom Sensor 30 mit dem der Sperrstellung des Ventiltellers 12 entsprechenden Abstandswert als Referenzwert verglichen wird. Liegt der vom Sensor 30 so gemessene Istwert innerhalb eines Toleranzfelds der Messung um den Referenzwert, so befindet sich der Ventilteller 12 in der gewünschten Sperrstellung, so dass eine nicht erwünschte Dissipation von Wärme während des Warmlaufvorgangs der Brennkraftmaschine 2 über den Wärmetauscher 3 vermieden werden kann.

[0056] Auf diese Weise kann bereits vor dem Starten der Brennkraftmaschine 2, also bevor diese befeuert wird und damit überhaupt beginnt, Schadstoffemissionen zu erzeugen, festgestellt werden, ob sich der Ventilteller 12 in der gewünschten Soll-Sperrstellung befindet oder nicht. Die nach dem vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren während des Warmlaufvorgangs der Brennkraftmaschine 2 und damit eine Zeitdauer von mehreren Minuten in Anspruch nehmende Überprüfung, ob sich der Ventilteller 12 in der Soll-Sperrstellung befindet oder nicht, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits durchgeführt, bevor die Brennkraftmaschine befeuert wird, ohne dass hierzu Schadstoffemissionen freigesetzt werden müssen.

[0057] Darüber hinaus kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch bevor die Brennkraftmaschine gestartet wird, festgestellt werden, ob sich der Ventilteller 12 in einer Stellung "klemmt geschlossen" befindet, was die Gefahr einer Überhitzung der Brennkraftmaschine 2 mit sich bringen würde.

[0058] Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, den Aktor in der Form des elektrisch beheizbaren Wachselements 23 zu einer von dem Sensor 30 erfassbaren Veränderung der Stellung des Ventiltellers 12 zu bestromen, so dass der Ventilteller 12 gerade so weit verlagert wird, also von der einen Durchtritt von Kühlmittel durch den Durchströmungsquerschnitt 31 (Fig. 3) sperrenden Stellung in Richtung zu einer den Durchströmungsquerschnitt 31 frei gebenden Stellung bewegt wird, dass der Sensor 30 die Positionsveränderung des Ventiltellers 12 im Rahmen seiner Messauflösung erfassten kann. Ist diese minimal erfassbare Positionsveränderung so klein, dass ein am Ventilteller 12 angeformtes und in Richtung zur Sperrstellung vorgespanntes und nicht näher dargestelltes Elastomerbauteil den Durchströmungsquerschnitt 31 auch nach der Durchführung der geringfügigen Positionsveränderung des Ventiltellers 12 noch verschließt, so führt diese Überprüfung der Freigängigkeit des Ventiltellers 12 auch beim unmittelbar darauf folgenden Starten der Brennkraftmaschine nicht zu einer unerwünschten Dissipation von Wärme über den Wärmetauscher 3.

[0059] Darüber hinaus führt auch eine Verlagerung des Ventiltellers 12 in Richtung zur Stellung "offen" des Durchströmungsquerschnitts 31 durch das Anpulsen des Heizelements 26 während dieses Überprüfungsvorgangs nicht zu einem betragsmäßig relevanten Verlust von Wärme über den Wärmetauscher 3, da nach dem Anpulsen des Heizelements 26 der Ventilteller 12 von der Rückstellfeder 21 sofort wieder in Richtung zur Sperrstellung verlagert wird.

[0060] Das erfindungsgemäße Verfahren macht es also möglich, sowohl die eine unerwünschte Abfuhr von Wärme über den Wärmetauscher 3 beim Warmlaufvorgang der Brennkraftmaschine 2 ermöglichende Stellung des Ventiltellers 12 in der Position "klemmt offen" als auch den ebenfalls unerwünschten Zustand des Ventiltellers 12 "klemmt geschlossen" in der Sperrstellung zu detektieren, noch bevor die Brennkraftmaschine 2 überhaupt gestartet wird.

[0061] Nach einer ebenfalls vorgesehenen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch die Überwachung des Öffnungszustands des Thermostatventils 11 bei sich bestimmungsgemäß in der Sperrstellung befindendem Thermostatventil 11 möglich, wenn die Brennkraftmaschine 2 den Warmlaufvorgang bereits nahezu abgeschlossen hat und das Thermostatventil 11 die Betriebsöffnungstemperatur noch nicht erreicht hat oder die Temperatur des Kühlmittels und damit des Thermostatventils 11 aufgrund einer nicht befeuerten Stillstandszeit der Brennkraftmaschine 2 wieder unter die Betriebsöffnungstemperatur des Thermostatventils 11 abgesunken ist. Eine solche Situation kann beispielsweise bei Fahrzeugen mit Start-Stoppsystemen eintreten, bei denen die Brennkraftmaschine 2 noch vor dem Erreichen der Betriebsöffnungstemperatur des Thermostatventils 11 vom befeuerten Zustand in den nicht befeuerten Zustand versetzt wird, also beispielsweise vor einer Rotlicht zeigenden Signalanlage.

[0062] Die Überprüfung, ob der Ventilteller 12 verlagert werden kann oder etwa in der bestimmungsgemäßen Sperrstellung klemmt, kann auch in Abhängigkeit von einer vom Benutzer eines Fahrzeugs ausgelösten Aktion durchgeführt werden. So kann das Anpulsen des Heizelements 26 und damit die Überprüfung des Ventiltellers 12 ausgelöst werden, wenn der Benutzer bei einer Kühlmitteltemperatur unterhalb der Betriebsöffnungstemperatur des Thermostatventils 11 ein vom Fahrzeug bereitgestelltes Sportfahrprogramm wählt, also beispielsweise Schaltkennlinien des Fahrzeuggetriebes mit Schaltpunkten bei hoher Motordrehzahl wählt. In einem solchen Fall mit erwarteter hoher Lastanforderung an die Brennkraftmaschine 2 kann die bestimmungsgemäße Funktion des zu öffnenden Ventiltellers 12 verifiziert werden, schon bevor die Kühlmitteltemperatur durch die hohe Lastanforderung ansteigt.

[0063] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Öffnungsstellung des Ventiltellers 12 in der Sperrstellung kann dann beispielsweise von einem Freigabesignal für den elektrischen Startermotor der Brennkraftmaschine 2 ausgelöst werden und es kann dann überprüft werden, ob sich der Ventilteller 12 unterhalb der Betriebsöffnungstemperatur des Thermostatventils 11 in der bestimmungsgemäßen Sperrstellung befindet.

[0064] Auch kann durch ein kurzes Bestromen des Heizelements 26 überprüft werden, ob sich das in der Sperrstellung befindende Thermostatventil 11 bestimmungsgemäß öffnen lässt, ob sich also der Ventilteller 12 aus der Sperrstellung in Richtung zu einer den Durchströmungsquerschnitt 31 frei gebenden Position verlagern lässt, wodurch einer Überhitzung der Brennkraftmaschine 2 vorgebeugt werden kann.

[0065] Für den Fall, dass die Überprüfung in allen genannten Fällen ergibt, dass sich der Ventilteller 12 in einer Stellung "klemmt offen" befindet, kann ein Fehlereintrag in den fahrzeugeigenen Fehlerspeicher eingetragen werden, aus dem sich ein entsprechender Wartungsbedarf am Thermostatventil 11 ergibt. Auch kann in den Fehlerspeicher ein den Wartungsbedarf konkret angebender Fehlereintrag "Thermostatventil klemmt geschlossen" eingetragen werden, wenn sich der Ventilteller 12 über ein bestimmungsgemäßes Anpulsen des Heizelements 26 nicht zu einer vom Sensor 30 erfassbaren Positionsveränderung verlagern lässt.

[0066] Fig. 6 der Zeichnung zeigt den Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Sensor 30 gibt in Abhängigkeit der gemessenen Feldstärke ein Spannungssignal aus, welches den Abstand des Permanentmagneten 29 vom Sensor 30 und damit die Position des Ventilglieds in Form des Ventiltellers 12 relativ zum Sensor 30 angibt. Bei dieser Ausführungsform wird die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von einer Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine 2 gesteuert.

[0067] In einem Schritt S1 wird, ausgelöst durch ein die Bestromung des elektrischen Startermotors der Brennkraftmaschine 2 anzeigendes Signal, mittels des Sensors 30 der Abstand des Permanentmagneten 29 zum Sensor 30 gemessen und dann in einem Schritt S2 ein der Sperrstellung des Ventiltellers 12 entsprechender Referenzwert aus einem Fahrzeugspeicher ausgelesen.

[0068] In einem nächsten Schritt S3 wird der so gemessene Istwert der Position des Ventiltellers 12 mit dem Referenzwert verglichen. Wird auf diese Weise festgestellt, dass sich der Ventilteller 12 in seiner bestimmungsgemäßen Sperrstellung befindet, wird in einem nächsten Schritt S4 ein Eintrag "in Ordnung" in den Fahrzeugspeicher eingetragen.

[0069] Wird im Schritt S3 hingegen festgestellt, dass sich der Ventilteller 12 nicht in seiner bestimmungsgemäßen Sperrstellung befindet, wird in einem Schritt S5 ein entsprechender Fehlereintrag in den fahrzeugeigenen Fehlerspeicher vorgenommen und ein Wartungshinweis an einer fahrzeugeigenen Anzeigeeinrichtung für den Benutzer des Fahrzeugs ausgegeben.

[0070] In einem nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nächsten Schritt S6 wird, nachdem die Bedingung "in Ordnung" gemäß Schritt S4 als vorliegend festgestellt wurde, vom Motorsteuergerät an eine Steuereinrichtung zur Bestromung des Heizelements 26 ein Signal zur kurzfristigen Beheizung des Wachselements 23 ausgegeben und dann in einem nächsten Schritt S7 der Istwert der Position des Ventiltellers 12 bestimmt und sodann in einem nächsten Schritt S8 der so gemessene Istwert mit dem bereits aus dem Schritt S2 bekannten Referenzwert verglichen.

[0071] Dabei festgestellt, dass sich der Istwert der Position des Ventiltellers 12 vom Referenzwert unterscheidet, wird in einem nächsten Schritt S9 ein Eintrag "in Ordnung" in den Fahrzeugspeicher eingetragen. Wird im Schritt S8 dahingegen festgestellt, dass der Istwert des Ventiltellers 12 nach wie vor dem Referenzwert entspricht, wird in einem Schritt S10 ein entsprechender Fehlereintrag in den fahrzeugeigenen Fehlerspeicher eingetragen und ein Wartungshinweis an den Benutzer des Fahrzeugs ausgegeben.

[0072] Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnung verwiesen.

Bezugszeichenliste

1.	Kühlmittelkreislauf	32.	Ausgleichsbehälter
2.	Brennkraftmaschine	33.	Verschlußkappe
3.	Wärmetauscher	34.	Gehäuse
4.	Lüfter	35.	O-Ring
5.	Wärmetauscher	36.	Sicherungsring
6.	Wärmetauscher	37.	Schaltungskomponenten
7.	Kühlmittelpumpe
8.	Kühlmittelkanäle
9.	Gehäuse
10.	Anschlussflansch
11.	Regelventil, Thermostatventil
12.	Ventilteller, Ventilglied
13.	Mischkammer
14.	Kühlmittelpumpe für die Fahrzeugklimatisierung
15.	Klimatisierungskreislauf
16.	Kurzschlussteller
17.	Sensor
18.	Vorlauf
19.	Rücklauf
20.	Kühlmittelrücklaufleitung
21.	Rückstellfeder
22.	Aktor
23.	Wachselement
24.	Hülse
25.	Stellelement
26.	Heizelement
27.	Steckverbindung
28.	Zulaufleitung
29.	Permanentmagnet
30.	Sensor
31.	Durchströmungsquerschnitt

Ansprüche

1. Verfahren zur Überwachung des Öffnungszustands eines Regelventils (11) eines Kühlmittelkreislaufs (1) einer Brennkraftmaschine (2), wobei das Regelventil (11) ein von einem Aktor (22) betätigbares Ventilglied (12) zur Freigabe und/oder Sperrung eines Kühlmittelstroms in dem einen Wärmetauscher (3) aufweisenden Kühlmittelkreislauf (1) und eine Einrichtung zur Erfassung der Stellung des Ventilglieds (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Einrichtung ein die Stellung des Ventilglieds (12) darstellender erster Istwert vor dem Starten der Brennkraftmaschine (2) erfasst wird und der Istwert mit einem Referenzwert verglichen wird, der einer Sperrstellung des Ventilglieds (12) entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abweichen des Istwerts von dem Referenzwert ein Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher eingetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (12) vor dem Starten der Brennkraftmaschine (2) von dem Aktor (22) zu einer von der Einrichtung erfassbaren Veränderung der Stellung des Ventilglieds (12) betätigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein der veränderten Stellung des Ventilglieds (12) entsprechender Sollwert mit dem von der Einrichtung erfassten veränderten Istwert verglichen wird und bei einer Abweichung des Sollwerts vom Istwert ein Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher eingetragen wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Kühlmittels erfasst wird und der erste Istwert zumindest solange erfasst wird, bis die Temperatur einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert erreicht hat.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (12) vom Aktor (22) betätigt wird, wenn eine im Kühlmittelkreislauf (1) erfasste Kühlmitteltemperatur unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert kleinergleich einer toleranzfeldbehafteten bestimmungsgemäßen Betriebsöffnungstemperatur des Ventilglieds (12) ist.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand einer Kühlmittel zu einer Aufladeeinrichtung der Brennkraftmaschine (2) fördernden Kühlmittelpumpe erfasst wird und das Ventilglied vom Aktor (22) in Abhängigkeit vom Betriebszustand zur Herbeiführung einer Öffnungsstellung des Ventilglieds (12) betätigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel zumindest zu einer Lagereinrichtung der Aufladeeinrichtung gefördert wird und das Ventilglied vom Aktor (22) betätigt wird, wenn die Öffnungsstellung kleinergleich einem vorbestimmten Schwellenwert der Öffnungsstellung ist.

10. Verfahren nach einem der vorbestimmten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung von einem das Starten der Brennkraftmaschine (2) einleitenden Auslösesignal ausgelöst wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Thermostatventil (11) mit einem mittels eines federbelasteten Stellelements verlagerbaren Ventilteller (12) im Kühlmitteldurchlass zu oder von einem Wärmetauscher (3) eines Kühlmittelkreislaufs (1) einer Brennkraftmaschine (2) und einem mittels eines elektrisch betätigbaren Heizelements (26) mit Wärme beaufschlagbaren und das Stellelement betätigenden Wachselement (23) sowie einem den Verfahrweg des Ventiltellers (12) und/oder Stellelements berührungslos erfassenden Sensor (30) und einer Einrichtung zum Vergleich eines Istwerts des Verfahrwegs mit einem Sollwert des Verfahrwegs, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung aufweist, welche zum Vergleich des Istwerts mit dem Sollwert in einem Zustand der Brennkraftmaschine vor dem Starten der Brennkraftmaschine ausgebildet ist.

Claims

1. Method for monitoring the opening state of a control valve (11) of a coolant circuit (1) of an internal combustion engine (2), wherein the control valve (11) has a valve member (12) that can be actuated by an actuator (22) for releasing and/or blocking a coolant flow in the coolant circuit (1) having a heat exchanger (3) and a device for recording the position of the valve member (12), characterised in that a first actual value representing the position of the valve member (12) is recorded by the device before starting the internal combustion engine (2), and the actual value is compared to a reference value which corresponds to a blocking position of the valve member (12).

2. Method according to claim 1, characterised in that an error entry is registered in an error memory when the actual value deviates from the reference value.

3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that the valve member (12) is actuated by the actuator (22) before starting the internal combustion engine (2) to form a change of the position of the valve member (12) that can be detected by the device.

4. Method according to claim 3, characterised in that a target value corresponding to the changed position of the valve member (12) is compared to the changed actual value detected by the device and, if the target value deviates from the actual value, an error entry is registered in an error memory.

5. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the temperature of the coolant is recorded, and the actual value is recorded at least until the temperature has reached a predetermined temperature threshold value.

6. Method according to one of claims 3 to 5, characterised in that the valve member (12) is actuated by the actuator (22) when a coolant temperature recorded in the coolant circuit (1) lies below a predetermined threshold value.

7. Method according to claim 6, characterised in that the threshold value is less than or equal to an intended operating opening temperature of the valve member (12) afflicted by a tolerance field.

8. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the operating state of a coolant pump conveying coolant to a charging device of the internal combustion engine (2) is recorded, and the valve member is actuated by the actuator (22) depending on the operating state for causing an opening position of the valve member (12).

9. Method according to claim 8, characterised in that the coolant is conveyed at least to a storage device of the charging device, and the valve member is actuated by the actuator (22) when the opening position is less than or equal to a predetermined threshold value of the opening position.

10. Method according to one of the predetermined claims, characterised in that the monitoring is triggered by a triggering signal introducing the start of the internal combustion engine (2).

11. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterised by a thermostat valve (11) having a valve plate (12) that can be shifted by means of a spring-loaded actuating element in the coolant passage to or from a heat exchanger (3) of a coolant circuit (1) of an internal combustion engine (2) and a wax element (23) that can be supplied with heat by means of an electrically actuatable heating element (26) and actuates the actuating element and a sensor (30) recording the shifting path of the valve plate (12) and/or actuating element without contact and a device for comparing an actual value of the shifting path to a target value of the shifting path, wherein the device has apparatus, which is designed to compare the actual value to the target value in a state of the internal combustion engine before starting the internal combustion engine.

Revendications

1. Procédé de surveillance de l'état d'ouverture d'une soupape de régulation (11) d'un circuit de réfrigérant (1) d'un moteur à combustion interne (2), dans lequel la soupape de régulation (11) présente un élément de soupape (12), actionnable par un actionneur (22), permettant la libération ou le blocage d'un écoulement de réfrigérant dans un circuit de réfrigérant (1) présentant un échangeur de chaleur (3), et un système permettant la détection du réglage de l'élément de soupape (12), caractérisé en ce qu'une première valeur réelle représentant le réglage de l'élément de soupape (12) est détectée par le système avant le démarrage du moteur à combustion interne (2) et la valeur réelle est comparée à une valeur de référence qui correspond à un réglage de blocage de l'élément de soupape (12).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la déviation de la valeur réelle par rapport à la valeur de référence, une entrée d'erreur est consignée dans une mémoire d'erreurs.

3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de soupape (12) est actionné par l'actionneur (22) avant le démarrage du moteur à combustion interne (2) pour une modification du réglage de l'élément de soupape (12) détectable par le système.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une valeur souhaitée correspondant au réglage de l'élément de soupape (12) modifié est comparée avec la valeur réelle modifiée détectée par le système et qu'une entrée d'erreur est consignée dans une mémoire d'erreurs lors d'une déviation de la valeur souhaitée par rapport à la valeur réelle.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température du réfrigérant est détectée et que la première valeur réelle continue d'être détectée au moins aussi longtemps que la température n'a pas atteint une valeur limite de température prédéterminée.

6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'élément de soupape (12) est actionné par l'actionneur (22) lorsqu'une température de réfrigérant détectée dans le circuit de réfrigérant (1) se situe en-dessous d'une valeur limite prédéterminée.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur limite est inférieure à une température de démarrage de fonctionnement de l'élément de soupape (12) spécifiée soumise à une plage de tolérance.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'état de fonctionnement d'une pompe de réfrigérant véhiculant du réfrigérant vers un dispositif de charge du moteur à combustion interne (2) est détecté et l'élément de soupape est actionné par l'actionneur (22) en fonction de l'état de fonctionnement pour le passage vers un réglage d'ouverture de l'élément de soupape (12).

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réfrigérant est transporté au moins vers un dispositif de stockage du dispositif de charge et l'élément de soupape est actionné par l'actionneur (22) lorsque le réglage de l'ouverture est inférieur à une valeur limite prédéterminée du réglage d'ouverture.

10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surveillance est déclenchée par un signal de déclenchement provoquant le démarrage du moteur à combustion interne (2).

11. Dispositif permettant l'exécution d'un procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par une soupape thermostatique (11) pourvue d'une tête de soupape (12) pouvant être déplacée avec l'élément de réglage soumis à un ressort dans le passage du réfrigérant vers ou à partir d'un échangeur de chaleur (3) d'un circuit de réfrigérant (1) d'un moteur à combustion interne (2) et d'un élément de surveillance (23) pouvant être soumis à de la chaleur au moyen d'un élément de chauffage (26) actionnable électriquement et actionnant l'élément de réglage, ainsi qu'un capteur (30) détectant sans contact le parcours de la tête de soupape (12) et/ou de l'élément de réglage et un système permettant la comparaison d'une valeur réelle du parcours avec une valeur souhaitée du parcours, où le dispositif présente un système, lequel est conçu pour la comparaison de la valeur réelle avec la valeur souhaitée dans un état du moteur à combustion interne avant le démarrage du moteur à combustion interne.

Zeichnung