Patent DE-102015109728-B4 (DE)
Title: System und verfahren zum thermischen management eines motors
Inventor: ZAHDEH AKRAM R
IPC: F01P3/02
Filed: 2015-06-18
Granted: 2022-05-12
Abstract: System (10) zum thermischen Management eines Motors (14) für ein Fahrzeug, das ein Abgassystem (12) und den Motor (14) mit einem Zylinderkopf (18) und einem integrierten Auslasskrümmer (IEM) (20) aufweist, umfassend:
 eine Kühlmittelpumpe (21);
 einen Motorwassermantel (59), der ausgebildet ist, um ein Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe (21) aufzunehmen, und der ferner ausgebildet ist, um das Kühlmittel aus einem IEM-Kühlmittelauslass (56) auszustoßen, wobei der lEM-Kühlmittelauslass (56) in den integrierten Auslasskrümmer (20) gegossen ist,
 wobei der Motorwassermantel (59) umfasst:
 einen Motorblock-Kühlmantel (22) und einen unteren Kopfkühlmantel (24), die jeweils ausgebildet sind, um ein Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe (21) aufzunehmen; und
 einen oberen Kopfkühlmantel (26), der ausgebildet ist, um das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe (21) und/oder dem unteren Kopfkühlmantel (24) aufzunehmen, und der ferner ausgebildet ist, um das Kühlmittel aus dem IEM-Kühlmittelauslass (56) auszustoßen;
 einen Controller (30) mit einem Prozessor und einem zugreifbaren, nicht vorübergehenden Speicher, in dem Anweisungen aufgezeichnet sind, wobei das Ausführen der aufgezeichneten Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor eine Strömung des Kühlmittels durch das System (10) zum thermischen Management des Motors (14) leitet; und 
 wobei das Kühlmittel, das durch den Motorwassermantel (59) strömt und aus dem IEM-Kühlmittelauslass (56) ausgestoßen wird, mit dem Zylinderkopf (18) des Motors (14) in einer Wärmeaustauschbeziehung steht, welcher mit einem aufgeheizten Abgas (58), das durch das Abgassystem (12) strömt, derart in einer Wärmeaustauschbeziehung steht, dass das Kühlmittel, das durch den Motorwassermantel (59) strömt, Wärme von dem aufgeheizten Abgas (58) über den Zylinderkopf (18) absorbiert, was zu einem aufgeheizten Kühlmittel führt, das aus dem IEM-Kühlmittelauslass (56) ausgestoßen wird und durch den Controller (30) selektiv zu einem Heizkern (34), einem Motoröl-Wärmetauscher (36), einem Getriebe-Wärmetauscher (38) oder einem Kühler (32) geleitet wird,
 mehrere Strömungssteuerventile (40, 42, 44, 100), die ausgebildet sind, um das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe (21) oder dem Motorwassermantel (59) aufzunehmen, wobei die Kühlmittelpumpe (21) und die mehreren Strömungssteuerventile (40, 42, 44, 100) durch den Controller (30) gesteuert werden;
 wobei der Heizkern (34) ausgebildet ist, um das Kühlmittel von zumindest einem der mehreren Strömungssteuerventile (40, 42, 44, 100) aufzunehmen;
 wobei der Getriebe-Wärmetauscher (38) ausgebildet ist, um das Kühlmittel über zumindest eines der mehreren Strömungssteuerventile (40, 42, 44, 100) von der Kühlmittelpumpe (21) oder dem Motorwassermantel (59) aufzunehmen;
 wobei der Motoröl-Wärmetauscher (36) ausgebildet ist, um das Kühlmittel über zumindest eines der mehreren Strömungssteuerventile (40, 42, 44, 100) von der Kühlmittelpumpe (21) oder dem Motorwassermantel (59) aufzunehmen; und
 wobei der Kühler (32) ausgebildet ist, um das Kühlmittel von zumindest einem der mehreren Strömungssteuerventile (40, 42, 44, 100) oder dem Getriebe-Wärmetauscher (38) und dem Motoröl-Wärmetauscher (36) aufzunehmen;
 wobei die mehreren Strömungssteuerventile (40, 42, 44, 100) umfassen:
 ein erstes Strömungssteuerventil (40), das ausgebildet ist, um eine offene Position oder eine geschlossene Position einzunehmen, wobei das erste Strömungssteuerventil (40) ferner ausgebildet ist, um das Kühlmittel von dem Motorblock-Kühlmantel (22) aufzunehmen;
 ein zweites Strömungssteuerventil (42), das ausgebildet ist, derart eine erste Position (80), eine zweite Position (82), eine dritte Position (84) oder eine vierte Position (86) einzunehmen, dass das zweite Strömungssteuerventil (42) das Kühlmittel von dem oberen Kopfkühlmantel (26) aufnimmt und warmes Kühlmittel zu jedem von dem Getriebe-Wärmetauscher (38) und dem Motoröl-Wärmetauscher (36) ausstößt, wenn es die zweite Position (82) einnimmt, Kühlmittel zu dem Heizkern (34) ausstößt, wenn es die dritte Position (84) einnimmt, und Kühlmittel zu einem dritten Strömungssteuerventil (44) ausstößt, wenn es die vierte Position (86) einnimmt; und
 ein Modusauswahlventil (100), das ausgebildet ist, um derart eine erste Position (101) oder eine zweite Position (102) einzunehmen, dass das Modusauswahlventil (100) dann, wenn das Modusauswahlventil (100) die erste Position (101) einnimmt, das Kühlmittel von dem zweiten Strömungssteuerventil (42) aufnimmt und das Kühlmittel zu jedem von dem Getriebe-Wärmetauscher (38) und dem Motoröl-Wärmetauscher (36) ausstößt, um das Aufwärmen sowohl des Getriebes als auch des Motoröls zu unterstützen, und dass das Modusauswahlventil (100) dann, wenn das Modusauswahlventil (100) die zweite Position (102) einnimmt, das Kühlmittel direkt von der Kühlmittelpumpe (21) aufnimmt und das Kühlmittel zu jedem von dem Getriebe-Wärmetauscher (38) und dem Motoröl-Wärmetauscher (36) ausstößt, um das Kühlen sowohl des Getriebes als auch des Motoröls zu unterstützen;
 wobei das dritte Strömungssteuerventil (44) ausgebildet ist, um eine erste Position (94), eine zweite Position (96) oder eine dritte Position (98) einzunehmen, wobei das dritte Strömungssteuerventil (44) ferner ausgebildet ist, um das Kühlmittel von dem unteren Kopfkühlmantel (24), dem ersten Strömungssteuerventil (40) oder dem zweiten Strömungssteuerventil (42) aufzunehmen, und ferner ausgebildet ist, um das Kühlmittel zu der Kühlmittelpumpe (21) auszustoßen, wenn es die zweite Position (96) einnimmt, und um das Kühlmittel zu dem Kühler (32) auszustoßen, wenn es die dritte Position (98) einnimmt; und
 zumindest ein Ein/Aus-Ventil (46), das ausgebildet ist, um das Kühlmittel direkt von der Kühlmittelpumpe (21) aufzunehmen und derart betätigt zu werden, dass es eine offene Position einnimmt, wobei der Controller (30) das Kühlmittel selektiv von der Kühlmittelpumpe (21) über das zumindest eine Ein/Aus-Ventil (46) zu einem Turboladerkühler (48) leitet, um das Kühlen eines Turboladers zu unterstützen, wobei der Turboladerkühler (48) ausgebildet ist, um das Kühlmittel von dem Ein/Aus-Ventil (46) aufzunehmen, und ausgebildet ist, um das Kühlmittel zu dem Kühler (32) auszustoßen.