內(nèi)燃機通常利用具有熱交換器的冷卻劑回路進(jìn)行操作，通過該熱交換器，由燃燒產(chǎn)生的內(nèi)燃機動力車輛的內(nèi)部空氣調(diào)節(jié)不需要的廢熱可釋放到環(huán)境中。如果內(nèi)燃機或汽車發(fā)動機起動，即，從非動力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到動力狀態(tài)，則發(fā)動機經(jīng)歷預(yù)熱過程，該預(yù)熱過程應(yīng)該保持盡可能短。

因此，馬達(dá)例如在與環(huán)境溫度和流過發(fā)動機的冷卻劑的溫度(該冷卻劑的溫度可例如在發(fā)動機的冷卻劑出口區(qū)域或另一個測量點處通過傳感器測量)對應(yīng)的冷卻劑溫度下起動，然后根據(jù)加熱曲線(該加熱曲線取決于例如發(fā)動機所需的負(fù)載)增加。

馬達(dá)的冷卻劑回路包括控制閥，該控制閥通常被命名為恒溫器或恒溫閥，其具有為閥板或類似形式的閥元件，并且被提供用于在冷卻劑流過熱交換器時控制存在于冷卻劑回路中的冷卻劑的通過。在預(yù)熱階段期間，閥元件被設(shè)計成防止冷卻劑流過熱交換器(即，所謂的大冷卻劑回路，該大冷卻劑回路包括熱交換器)，換句話說，保持閥元件關(guān)閉，使得冷卻劑僅流過所謂的小冷卻劑回路，該小冷卻劑回路包括用于冷卻劑流過發(fā)動機組和汽缸蓋的發(fā)動機的循環(huán)通道、以及用于車輛內(nèi)部的空氣調(diào)節(jié)的一個或多個熱交換器。

由諸如發(fā)動機控制單元的控制設(shè)備執(zhí)行的熱管理系統(tǒng)的任務(wù)是使用冷卻劑調(diào)節(jié)系統(tǒng)來控制熱傳輸。熱管理系統(tǒng)被設(shè)計成一方面確保車輛的足夠的內(nèi)部空氣調(diào)節(jié)，另一方面快速預(yù)熱發(fā)動機，以便減少在預(yù)熱過程期間在燃燒中排放的污染物，并且保持由發(fā)動機的冷運轉(zhuǎn)引起的發(fā)動機磨損盡可能低。

因此，在預(yù)熱過程期間，控制閥或恒溫閥起重要作用，并且其在預(yù)熱過程所需的時間段內(nèi)的打開狀態(tài)是至關(guān)重要的?？刂崎y被設(shè)計成在其預(yù)期的操作打開溫度(該操作打開溫度在發(fā)動機之間存在很大差異)以下保持大冷卻劑回路關(guān)閉，并且因此防止在預(yù)熱過程期間通過熱交換器的熱耗散，這有助于排放。車輛類型的污染排放物可以是與型式批準(zhǔn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，并且因此可需要在車輛的操作期間監(jiān)測控制閥的正常運行，例如使用車輛中現(xiàn)有的診斷設(shè)備，即，用于車載診斷(OBD診斷)的設(shè)備來監(jiān)測。

恒溫器的診斷旨在測試?yán)鋮s劑的加熱行為，以確定發(fā)動機是否將在合理的時間段內(nèi)達(dá)到其操作溫度。因此，監(jiān)測恒溫閥或控制閥的正確運行，并且識別任何故障。

如果冷卻劑的溫度在合理的時間內(nèi)還沒有達(dá)到最低溫度，則認(rèn)為存在故障，對于其他車輛特定OBD診斷程序，規(guī)定該溫度。如果測得的冷卻劑溫度沒有達(dá)到控制閥的操作打開溫度，則也認(rèn)為存在故障。

根據(jù)由于本申請人中的一個的方法，通過借助于冷卻劑出口傳感器測量發(fā)動機的冷卻劑出口區(qū)域處的冷卻劑的溫度來監(jiān)測冷卻回路中的控制閥的運行。將測得的溫度T_Mot與模擬冷卻劑發(fā)動機溫度(該模擬冷卻劑發(fā)動機溫度使用空氣質(zhì)量流量作為發(fā)動機負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)，使用環(huán)境溫度作為校正值，并且使用在起動發(fā)動機時測得的冷卻劑出口溫度作為迭代的起始值，以及作為當(dāng)前模擬冷卻劑發(fā)動機溫度)進(jìn)行比較。針對時間繪制的、用于如預(yù)期運行的控制閥的模擬冷卻劑發(fā)動機溫度的特性曲線位于控制閥的實際溫度特性之下的短距離。

已知的方法在內(nèi)燃機起動之后(即，在內(nèi)燃機的操作狀態(tài)從非動力狀態(tài)變?yōu)閯恿顟B(tài)之后)開始，并且尤其確定作為測得的空氣質(zhì)量流量的函數(shù)的模擬溫度，并且通過形成差值將該溫度與在冷卻劑出口區(qū)域或任何其它合適的傳感器測量點處測得的實際冷卻劑溫度進(jìn)行比較。如果測得溫度和模擬溫度之間的δ大于預(yù)定閾值，則設(shè)置錯誤位，因為實際測得溫度實質(zhì)上偏離模擬溫度，并且這指示控制閥在冷卻劑僅僅應(yīng)當(dāng)流過小冷卻劑回路時未完全關(guān)閉(這意指卡在打開位置的控制閥的情況)。

由于通過熱交換器到車輛環(huán)境的熱耗散，卡在打開位置的這種控制閥導(dǎo)致預(yù)熱過程所需的時間比如預(yù)期運行的控制閥所需的時間長得多，并且污染物的排放大于在如預(yù)期運行的控制閥中發(fā)生的排放。車輛的車載診斷系統(tǒng)(OBD系統(tǒng))確認(rèn)故障，并且可通過維護指示形式的光信號來通知車輛的駕駛員，以便可能在從車輛內(nèi)部故障存儲器讀取之后消除故障的原因，控制閥卡住解除。

雖然該方法在實踐中證明是最好的方法，但是它有改進(jìn)的空間。這種已知的方法需要起動發(fā)動機，以用于測量空氣質(zhì)量流量和輸入發(fā)動機冷卻劑中的最小能量，從而在預(yù)熱階段期間測量實際冷卻劑溫度(該實際冷卻劑溫度受到例如為80℃的冷卻劑的上溫度閾值限制)。

在文獻(xiàn)DE 199 60 190A1中已經(jīng)公開了一種用于控制回路的控制閥，該控制回路可以是內(nèi)燃機的冷卻劑回路。控制閥具有閥元件，該閥元件可通過直流電馬達(dá)或成比例地起作用的電磁體進(jìn)行調(diào)整?？刂崎y的位置可通過位置測量設(shè)備來檢測，該位置測量設(shè)備具有用于感應(yīng)、電容或磁距離測量的設(shè)備。

基于上述已知的方法，本發(fā)明的目的是改進(jìn)用于監(jiān)測控制閥的方法，以及允許直接檢測控制閥的打開狀態(tài)。還提供了一種用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。

為了實現(xiàn)該目的，關(guān)于該方法，本發(fā)明具有權(quán)利要求1中詳細(xì)說明的特征。在附加的權(quán)利要求中描述了該方法的有利配置。此外，為了實現(xiàn)關(guān)于設(shè)備的目的，本發(fā)明具有權(quán)利要求11中詳細(xì)說明的特征。

本發(fā)明創(chuàng)建了一種用于監(jiān)測內(nèi)燃機的冷卻劑回路的控制閥的打開狀態(tài)的方法，所述控制閥具有閥元件，該閥元件可由致動器致動，用于允許和/或阻擋包括熱交換器的冷卻劑回路中的冷卻劑流，并且所述控制閥具有用于檢測閥元件的位置的設(shè)備，其中根據(jù)該方法，通過設(shè)備檢測表示在內(nèi)燃機的起動之前的閥元件的位置的第一實際值，并且將該實際值與對應(yīng)于閥元件的阻擋位置的參考值相比較。

換句話說，本發(fā)明創(chuàng)建了一種用于診斷內(nèi)燃機的冷卻劑回路的控制閥的打開狀態(tài)的方法，其中控制閥具有例如作為用于冷卻劑流的阻擋元件的閥板。致動閥元件的致動器可以是蠟盒(wax cartridge，蠟筒)或類似物，致動器也可被電加熱，以便能夠獨立于冷卻劑溫度來控制閥元件的位置。如果使用蠟盒作為致動器，則該蠟盒具有致動銷或類似物，該致動銷或類似物可在蠟由于通過冷卻劑的加熱而膨脹時直接地或間接地操作閥板形式的閥聯(lián)接件。例如，因此可使用致動器，該致動器可主動地釋放閥元件的阻擋位置，但是不可主動地確立阻擋位置，其中致動器然后抵抗復(fù)位彈簧的力操作閥元件。還可能將致動器設(shè)計成雙向地作用，使得致動器可主動地釋放阻擋位置并且使其實現(xiàn)。閥元件的位置可以通過用于檢測閥元件的位置的設(shè)備來確定，并且根據(jù)本發(fā)明的方法，在內(nèi)燃機的起動之前，檢測表示閥元件的位置的第一實際值，并且將該第一實際值與對應(yīng)于閥元件的阻擋位置的參考值進(jìn)行比較。比較操作可以通過該設(shè)備或通過另一個設(shè)備(諸如發(fā)動機控制單元)來執(zhí)行。

在僅僅以舉例方式引用的發(fā)動機控制單元中，存儲用于閥元件的阻擋位置的參考值，該參考值與在起動內(nèi)燃機之前檢測到的閥元件的位置的實際值進(jìn)行比較。該參考值可以是例如由傳感器輸出的電壓值。閥元件的變化位置則對應(yīng)于變化的電壓值。在起動內(nèi)燃機之前，則通過傳感器輸出與位置的實際值對應(yīng)的電壓值，該電壓值與對應(yīng)于閥元件的阻擋位置的電壓值進(jìn)行比較。通過形成在實際值和參考值之間的差值，則可在起動內(nèi)燃機之前確定閥板是否處于其阻擋位置。

內(nèi)燃機的起動對應(yīng)于其中內(nèi)燃機從非動力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到動力狀態(tài)(即，例如，其通過電起動馬達(dá)設(shè)置成獨立的操作)的狀態(tài)或時間。因此，在內(nèi)燃機的起動之前的閥元件的位置的實際值與對應(yīng)于閥元件的阻擋位置的參考值進(jìn)行比較，在該位置中，閥元件阻擋用于內(nèi)燃機的冷卻劑朝著熱交換器或從熱交換器朝著內(nèi)燃機的流動分支，即，防止冷卻劑通過熱交換器的流動運動。

這種流動運動在非阻擋閥元件的情況下將由通常存在于冷卻劑回路中的冷卻劑泵引起，該流動運動在預(yù)熱階段期間將導(dǎo)致通過熱交換器的不期望的熱釋放，并且將意味著預(yù)熱過程將需要更長的時間。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法允許監(jiān)測燃燒發(fā)動機的冷卻劑回路中的控制閥或恒溫閥或恒溫器的打開狀態(tài)，直到發(fā)動機實際起動之前的時間點，并且因此根據(jù)本發(fā)明的方法提供了無排放地監(jiān)測控制閥的打開狀態(tài)的優(yōu)點。因此，該方法允許在起動發(fā)動機之前并且在任何污染物的排放發(fā)生之前診斷閥元件的位置。

根據(jù)本發(fā)明的擴展或進(jìn)一步改進(jìn)，提供了在實際值偏離參考值的情況下將故障條目記錄在故障存儲器中，并且因此根據(jù)本發(fā)明的方法被設(shè)計成用于車輛的車載診斷。除了將故障記錄在車輛的內(nèi)部故障存儲器中之外，還可以在用于車輛的使用者的車輛內(nèi)部顯示設(shè)備上輸出清晰易讀的警告或提示。因為參考值對應(yīng)于閥元件的阻擋位置，所以參考值和實際值之間的差值是卡在打開的恒溫閥的指示，根據(jù)本發(fā)明的方法，可在診斷過程期間在沒有任何污染物的排放的情況下檢測該恒溫閥。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴展或進(jìn)一步改進(jìn)，還提供了在起動內(nèi)燃機之前，致動閥元件以產(chǎn)生可由該設(shè)備檢測的閥元件的位置的變化。換句話說，這意味著，根據(jù)本發(fā)明還提供了即使在發(fā)動機通電之前，控制致動器以產(chǎn)生閥元件相對于傳感器的相對位置的變化。為此目的足夠的是，將閥元件的位置變化了一個距離，該距離對應(yīng)于檢測閥元件的位置的設(shè)備或傳感器的分辨率精度。因此，閥元件的最小偏離足以確定閥元件自由移動，也就是說，閥元件可通過致動器移動。

根據(jù)本發(fā)明的方法的這種擴展或進(jìn)一步改進(jìn)具有的優(yōu)點為，能夠在起動內(nèi)燃機之前驗證閥元件處于阻擋位置，即，不是閥元件卡在打開的情況，也可驗證閥元件是否實際上處于其阻擋位置，但是無法從阻擋位置釋放。通過閥元件的短移位移動，在檢測設(shè)備的分辨率精度的范圍內(nèi)，可診斷閥元件自由移動的能力。該移動可足夠小，使得設(shè)置在閥元件上并抵靠在用于冷卻劑的恒溫閥的通路上的彈性體部件確保通路繼續(xù)保持關(guān)閉，并且以這種方式能夠驗證閥元件的適當(dāng)?shù)淖钃跷恢?，以及可驗證閥元件沒有卡在關(guān)閉位置的事實。這允許驗證閥元件的適當(dāng)運行，無論是關(guān)于其阻擋位置還是關(guān)于其通過功能，并且因此也可避免由于閥元件卡在關(guān)閉位置而導(dǎo)致的內(nèi)燃機過熱的風(fēng)險。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴展或進(jìn)一步改進(jìn)還提供了將與閥元件的修正位置相對應(yīng)的目標(biāo)值與通過設(shè)備檢測的修正的實際值進(jìn)行比較，并且如果目標(biāo)值偏離實際值，則將故障條目記錄在故障存儲器中。該擴展允許實現(xiàn)雙功能性的優(yōu)點。這是因為，一方面，它允許被控制的致動器的功能改變待檢查的閥元件的實際位置，另一方面，通過將位置目標(biāo)值與由距離測量設(shè)備測量的實際值進(jìn)行比較，其還允許距離測量參考閥元件，并且如果實際值位于包括目標(biāo)值的公差窗口內(nèi)，則距離測量被診斷為正確。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴展或進(jìn)一步改進(jìn)，還提供了檢測冷卻劑的溫度，并且檢測第一實際值，至少直到溫度已經(jīng)達(dá)到預(yù)定溫度閾值。如果致動器根據(jù)冷卻劑相對于開口的溫度來控制閥元件，并且如果處于高于預(yù)定溫度閾值的溫度下，閥元件在按預(yù)期使用時處于打開位置，則這對應(yīng)于閥元件的適當(dāng)運行，并且不再需要測量第一實際值。

根據(jù)本發(fā)明的方法還通過以下事實而有利地進(jìn)一步發(fā)展，即，如果在冷卻劑回路中檢測到的冷卻劑溫度低于預(yù)定閾值，則通過致動器致動閥元件。所述閾值可具有小于或等于閥元件的服從公差范圍的正常操作打開溫度的值。因此，只要測得的冷卻劑溫度低于例如為105攝氏度的閥元件的操作打開溫度，例如，服從5攝氏度的公差，則即使在幾乎處于操作打開溫度下的冷卻劑回路中也可檢測閥元件的阻擋位置，并且可執(zhí)行致動器的脈動，以實現(xiàn)閥元件的最小距離變化。這意味著，即使在利用起動-停止系統(tǒng)操作的車輛中，根據(jù)本發(fā)明的方法也可用來例如在紅燈階段期間驗證閥元件的阻擋位置，并且還可驗證致動器如預(yù)期地操作，并且可參考工具設(shè)備的距離測量系統(tǒng)。

這允許根據(jù)本發(fā)明的方法在內(nèi)燃機已經(jīng)幾乎完成實際的發(fā)動機預(yù)熱過程時也是可用的，但是冷卻劑在低于閥元件的正常操作打開溫度的溫度下在閥元件周圍流動。例如，這還意味著，可在短的起動-停止階段期間執(zhí)行對距離測量系統(tǒng)的參考，利用該距離測量系統(tǒng)確定致動閥元件的致動器的致動元件的位置。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的有利擴展，還提供了檢測將冷卻劑供應(yīng)到內(nèi)燃機的加料設(shè)備的冷卻劑泵的操作狀態(tài)，并且根據(jù)檢測到的操作狀態(tài)通過致動器致動閥元件，以引起閥元件的打開位置。加料設(shè)備可以是例如排氣渦輪增壓器，該排氣渦輪增壓器的軸承座利用來自冷卻劑回路的冷卻劑主動地冷卻。如果發(fā)動機在暖操作狀態(tài)下關(guān)閉，則存在軸承座中存在的發(fā)動機油被焦化的風(fēng)險。為了防止這種焦化，軸承座通過冷卻劑泵主動地供應(yīng)有來自冷卻劑回路的冷卻劑，并且被冷卻，這使得冷卻劑需要以這種方式通過熱交換器將吸收的熱從軸承座再次散發(fā)到環(huán)境中。

如果冷卻劑回路中的溫度下降到低于閥元件的操作打開溫度，則例如通過復(fù)位彈簧預(yù)張緊的閥元件返回到其阻擋位置，這將導(dǎo)致冷卻劑回路變得被阻擋，并且因此來自加料設(shè)備的軸承座的熱將不再通過冷卻劑回路中的熱交換器散發(fā)。為了防止這種情況，當(dāng)冷卻劑泵在泵送模式下操作時，監(jiān)測將冷卻劑供應(yīng)到加料設(shè)備的冷卻劑泵的操作狀態(tài)，并且通過致動器將閥元件保持在打開狀態(tài)。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法，檢測例如通過加料設(shè)備的軸承座的區(qū)域中的恒溫開關(guān)激活的冷卻劑泵的操作狀態(tài)，并且當(dāng)恒溫開關(guān)操作時，控制閥的致動器被激活，以在操作打開溫度之下也打開閥元件，使得控制閥保持在打開位置，并且引導(dǎo)冷卻劑流通過熱交換器，并且因此軸承座可繼續(xù)主動地冷卻，即使冷卻劑回路中的冷卻劑的溫度已經(jīng)下降到控制閥的打開操作溫度之下。

除了檢測用于軸承座的冷卻劑泵的操作狀態(tài)之外，根據(jù)本發(fā)明的擴展或進(jìn)一步改進(jìn)還提供了如果閥元件的打開位置小于或等于打開位置的預(yù)定閾值，則通過致動器致動閥元件。換句話說，這意味著在冷卻劑泵的操作期間也監(jiān)測閥元件的打開位置，并且如果所確定的打開位置已經(jīng)下降到預(yù)定打開位置以下，則致動器激活閥元件以打開閥元件，因為復(fù)位彈簧已經(jīng)將閥元件在其阻擋位置的方向上激活。用于增加閥元件的打開通路的尺寸的致動器的這種致動不僅僅在閥元件已經(jīng)呈現(xiàn)其阻擋位置時發(fā)生，而是在閥元件在阻擋位置的方向上移動但是還沒有達(dá)到它時的時刻。這確保了當(dāng)冷卻劑泵泵送時不發(fā)生通過熱交換器的冷卻劑的流動的中斷。因此，當(dāng)恒溫閥中的流動橫截面還沒有通過例如復(fù)位彈簧再次完全關(guān)閉時，用于保持閥元件打開的致動器的對應(yīng)的控制已經(jīng)發(fā)生，以便防止冷卻劑回路中的熱的累積。

根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)測控制閥的打開狀態(tài)的方法的特征在于以下事實，即，檢測起動內(nèi)燃機之前的閥元件的位置的實際值，并且將該實際值與目標(biāo)值進(jìn)行比較。術(shù)語內(nèi)燃機的起動相當(dāng)普遍地理解為意味著內(nèi)燃機的操作模式的變化，其中內(nèi)燃機從非動力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到動力狀態(tài)。用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的觸發(fā)信號可以是例如用于激活內(nèi)燃機的電起動馬達(dá)的允許信號，或用于內(nèi)燃機的燃料輸送泵的允許信號，或甚至相當(dāng)普遍地，來源于從車輛的車載電壓網(wǎng)絡(luò)的激活的觸發(fā)信號。

本發(fā)明還創(chuàng)建了一種用于執(zhí)行該方法的設(shè)備，該設(shè)備具有帶有閥板的恒溫閥，該閥板可通過冷卻劑通路中的彈簧加載的定位元件移位到內(nèi)燃機的冷卻劑回路的熱交換器，或者從該熱交換器移位，并且該設(shè)備具有蠟元件，通過致動定位元件的可電致動的加熱元件可向該蠟元件施加熱，并且該設(shè)備還具有通過無接觸裝置檢測閥板和/或定位元件行進(jìn)的距離的傳感器、以及用于將行進(jìn)距離的實際值與行進(jìn)距離的目標(biāo)值進(jìn)行比較的設(shè)備。

因此，恒溫閥具有用于移位閥板的彈簧加載的定位元件，并且被布置在冷卻劑回路上游中，即，在到熱交換器的供應(yīng)管線中的冷卻劑回路的流動方向上，或者被布置在冷卻劑回路下游中，即，在遠(yuǎn)離熱交換器的回流管線中的冷卻劑回路的流動方向上。通過閥板，流向或遠(yuǎn)離熱交換器的冷卻劑流可受到以下事實影響，即，閥板的移位運動完全阻擋或完全打開恒溫閥的殼體中的通路，或者占據(jù)這兩個極端位置之間的位置。致動元件可以是接收蠟元件并且填充有作為膨脹介質(zhì)的蠟的套筒，該套筒被支撐在加熱元件上。如果蠟膨脹，這使得蠟抵靠加熱元件的前表面，該加熱元件保持靜止，繼而引起使套筒與閥板一起移位的反作用力。致動銷也可以與閥盤一起布置，使得它們可一起移位，因此膨脹的蠟使致動銷與閥板一起移動。

在這兩種情況下，蠟元件被冷卻劑加熱，并且響應(yīng)于熱的供應(yīng)而膨脹，使得蠟元件的膨脹運動引起移位運動，該移位運動使得恒溫閥的殼體中的閥板克服復(fù)位彈簧的作用而移位，以改變流體可流過的通路的橫截面。如果通過可電致動的加熱元件將熱施加到蠟元件，則這導(dǎo)致與復(fù)位彈簧的作用相反的閥板的打開運動，而與冷卻劑的溫度無關(guān)。通過向電加熱元件供應(yīng)短電流脈沖，可觸發(fā)致動銷以及因此閥板的移位運動，該移位運動通過用于非接觸地檢測閥板的位置的傳感器檢測，并且由設(shè)備記錄，用于將關(guān)于行進(jìn)距離的實際值與關(guān)于行進(jìn)距離的目標(biāo)值進(jìn)行比較。

這意味著可驗證恒溫閥的閥板沒有卡在阻擋位置，這將帶來內(nèi)燃機過熱的風(fēng)險。使用閥板的零距離測量，還可以驗證閥板處于阻擋位置，并且因此沒有卡在打開位置，這將導(dǎo)致在內(nèi)燃機的預(yù)熱過程期間通過冷卻劑回路的熱交換器的不期望的熱耗散。

現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。這在以下示出：

圖1是具有熱交換器和冷卻劑泵的內(nèi)燃機的冷卻劑回路的示意圖；

圖2是具有用于預(yù)熱內(nèi)燃機的其中關(guān)閉的閥板就位的恒溫閥的剖視圖；

圖3是類似于圖2的視圖，其具有完全移位的閥板，以允許來自熱交換器的冷卻劑的流動；

圖4是布置在冷卻劑泵的殼體中并由發(fā)動機圖控制的可加熱恒溫閥的剖視圖；

圖5是根據(jù)圖4的恒溫閥的細(xì)節(jié)的放大圖；以及

圖6是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。

圖1是示出內(nèi)燃機2的冷卻劑回路1的示意圖，該內(nèi)燃機是V型布置的八缸發(fā)動機。

冷卻劑回路1包括熱交換器3，環(huán)境空氣可通過該熱交換器流動，以將熱散發(fā)到環(huán)境中，為此目的，提供吸動式電風(fēng)扇4。冷卻劑回路1還包括用于冷卻變速器油的熱交換器5，并且為此目的，所述熱交換器可將熱散發(fā)到熱交換器6，冷卻劑流過該熱交換器6，并且熱交換器6耦接到熱交換器3用于交換流體，使得來自變速器油回路的熱可被耗散到環(huán)境中。

膨脹箱32用作用于被加熱的冷卻劑膨脹時的緩沖容器。

機械或電致動的冷卻劑泵7確保了冷卻劑流過內(nèi)燃機2的冷卻劑通道8并在回路中循環(huán)。冷卻劑泵7的殼體9具有連接凸緣10，該連接凸緣被設(shè)計成容納控制閥或恒溫閥11，該控制閥或恒溫閥通過參考隨后的附圖更詳細(xì)地示出。

在圖1中所示的恒溫閥11的實施例中，閥板12處于阻擋位置，即，冷卻劑從熱交換器3通過冷卻劑回流管路20進(jìn)入形成在冷卻劑泵7的殼體9中的混合室13中的反向流動是不可能的，并且在預(yù)熱階段中所示的恒溫閥11的位置中，冷卻劑僅僅通過所謂的小冷卻劑回路被輸送，該小冷卻劑回路包括內(nèi)燃機2和由用于車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷卻劑泵14操作的空氣調(diào)節(jié)回路15。

在該預(yù)熱位置中，電冷卻劑泵7以其泵送功率的大約10％操作，以避免在內(nèi)燃機2的冷卻劑通道8中形成熱窩。恒溫閥11的所謂的短路板16位于打開位置，使得冷卻劑在小冷卻回路中的循環(huán)是可能的。

使用傳感器17測量從內(nèi)燃機2逸出的冷卻劑的溫度T_Mot。

圖2是示出了在預(yù)熱階段中處于在短路操作中占據(jù)的位置中的恒溫閥或控制閥11的剖視圖。在該操作位置中，從內(nèi)燃機2逸出的冷卻劑通過打開的短路板16引導(dǎo)到控制閥11的混合室13中，并且再次從混合室13送出到圖1中可見的饋送管線18，以便重新進(jìn)入內(nèi)燃機2的冷卻劑通道8，使得內(nèi)燃機2盡可能快地達(dá)到其操作溫度。如從圖2明顯看出的，已通過內(nèi)燃機2加熱的冷卻劑可引導(dǎo)到空氣調(diào)節(jié)回路15中，并且在回流管線19中再次流回到混合室13。

恒溫閥11包括上述閥板12，該閥板通過復(fù)位彈簧21保持在阻擋位置?？刂崎y或恒溫閥11具有致動器22，閥板12形式的閥元件可利用該致動器從其阻擋位置轉(zhuǎn)換到圖3中所示的打開位置。

致動器22是蠟元件23，該蠟元件包含在加熱時熔化和膨脹的蠟，并且被布置在套筒24中，在該蠟元件的內(nèi)部布置有致動銷形式的致動元件25，該蠟元件的圓柱形端面被膨脹的蠟撞擊，并且因此當(dāng)蠟膨脹時，套筒24克服復(fù)位彈簧21的作用而移位，并且耦接到套筒24的閥板12從阻擋位置致動到打開位置。在該圖中所示的實施例中，致動銷具有加熱元件的功能和致動元件的功能。

在圖3中所示的打開位置，冷卻劑通過冷卻劑回流管路20從熱交換器3返回到混合室13中、并且通過饋送管線18從那里再次返回到內(nèi)燃機2的冷卻劑通道8中是可能的。

恒溫閥11具有可電致動的加熱元件26(圖3)，該加熱元件可通過電插塞連接器27被供應(yīng)有來自車輛的車載電壓源的電壓，以便通過輸入到蠟元件23中的熱來確保閥頭12克服復(fù)位彈簧21的作用的移位運動，這獨立于冷卻劑的溫度發(fā)生。以這種方式，通過例如由未詳細(xì)示出的內(nèi)燃機2的電子控制設(shè)備執(zhí)行的控制操作，在發(fā)動機圖的控制下對蠟元件23施加熱，以便例如在內(nèi)燃機2的高負(fù)載條件下，擴大可由閥板12釋放的開口橫截面，并且因此滿足內(nèi)燃機2的增加的冷卻要求。

圖4是示出了恒溫閥11的剖視圖。通過供應(yīng)管線28，冷卻劑也可從內(nèi)燃機2的未詳細(xì)示出的排氣渦輪增壓器的軸承座的回流管線引入到混合室13中。在所示的恒溫閥11的位置中，閥板12處于阻擋位置，即，在內(nèi)燃機2的預(yù)熱階段期間所占據(jù)的位置，在該位置中通過冷卻劑回流管路20的來自熱交換器2的冷卻劑的進(jìn)入被禁止。電阻加熱元件26可通過電插塞連接器27通電，以便產(chǎn)生以保持在套筒24中的熱蠟形式的可膨脹物質(zhì)的膨脹。

圖5是示出了根據(jù)圖4的恒溫閥11的細(xì)節(jié)的放大視圖。如可容易地看到的，在蠟元件23的上端區(qū)域處提供有密封帽32，該密封帽封閉蠟填充的套筒24。在密封帽33上方布置有永磁體29，該永磁體距在所示實施例中以霍爾傳感器形式提供的傳感器30的距離、以及因此該永磁體相對于傳感器30的位置可通過檢測永磁體29的場強無接觸地確定。永磁體29具有O形環(huán)35可插入其中的內(nèi)凹口，該O形環(huán)通過簧環(huán)36將永磁體29固定在位。電子電路部件37可集成到插塞連接器27的殼體34中，用于記錄由永磁體29相對于傳感器30的位置的變化引起的傳感器電壓，并且該傳感器電壓根據(jù)套筒24、以及因此閥頭12的移位而變化。

當(dāng)閥板12位于阻擋位置時，永磁體29和傳感器30之間的距離基于設(shè)計數(shù)據(jù)是已知的。根據(jù)本發(fā)明的方法可用于通過將與由傳感器30測得的閥板12的位置相對應(yīng)的從傳感器30至閥頭12的距離的實際值與對應(yīng)于閥頭12的阻擋位置的作為參考值的距離進(jìn)行比較來確定閥板12是否處于阻擋位置。因此，如果由傳感器30測得的實際值在關(guān)于參考值的測量的公差范圍內(nèi)，則閥板12處于期望的阻擋位置，使得可防止在內(nèi)燃機2的預(yù)熱過程期間通過熱交換器3的不期望的熱耗散。

因此，即使在起動內(nèi)燃機2之前(即，在內(nèi)燃機被供電，并且因此甚至完全開始產(chǎn)生污染物排放之前)，也可確定閥板12是否處于期望的目標(biāo)阻擋位置。根據(jù)上述已知的方法，在內(nèi)燃機2的預(yù)熱過程期間進(jìn)行閥板12是否處于目標(biāo)阻擋位置的驗證，并且因此需要花費幾分鐘時間，但是依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法，該驗證在內(nèi)燃機被供電之前已經(jīng)執(zhí)行，并且沒有任何污染物排放為此而必須釋放。

另外，依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的有利擴展，甚至在起動內(nèi)燃機之前，可確定閥板12是否處于“卡在關(guān)閉”位置，這將帶來內(nèi)燃機2過熱的風(fēng)險。

為此目的，提供了使為可電加熱的蠟元件23形式的致動器通電，以產(chǎn)生可由傳感器30檢測的閥頭12的位置的變化，使得閥板12精確地移位到這樣遠(yuǎn)，即，該閥板從其阻擋冷卻劑穿過流動橫截面31(圖3)的通過的位置朝著其釋放流動橫截面31的位置移動，使得傳感器30可檢測閥板12在其測量分辨率范圍內(nèi)的位置的變化。如果這種最小可檢測的位置變化如此小以致形成在閥板12上并且在阻擋位置的方向上預(yù)張緊的未詳細(xì)示出的彈性體部件仍然封閉流動橫截面31，甚至在執(zhí)行閥頭12的位置的微小變化之后，則即使內(nèi)燃機在此后立即起動，閥板12的自由移動的這種驗證也不會導(dǎo)致通過熱交換器3的任何不期望的熱耗散。

另外，在該驗證過程期間通過加熱元件26的脈動的閥板12朝向流動橫截面31的“打開”位置的移位不會導(dǎo)致通過熱交換器3的顯著量的熱損失，因為在加熱元件26的脈動之后，閥板12通過復(fù)位彈簧21朝著阻擋位置立即移位。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得有可能檢測閥頭12處于“卡在打開”位置的位置，允許在內(nèi)燃機2的預(yù)熱過程期間通過熱交換器3的不期望的熱耗散，并且檢測閥頭12處于阻擋位置的同樣不期望的“卡在關(guān)閉”狀態(tài)，甚至在即使起動內(nèi)燃機2之前。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的另一擴展，還可能當(dāng)內(nèi)燃機2已經(jīng)幾乎完成預(yù)熱過程并且恒溫閥11還沒有達(dá)到操作打開溫度，或者由于內(nèi)燃機2關(guān)閉了一段時間而導(dǎo)致冷卻劑的溫度、以及因此恒溫閥11的溫度還沒有回落到恒溫閥11的操作打開溫度以下時，利用如預(yù)期的處于阻擋位置的恒溫閥11監(jiān)測恒溫閥11的打開狀態(tài)。這種情況可例如在具有起動-停止系統(tǒng)的車輛的情況下發(fā)生，其中甚至在達(dá)到恒溫閥11的操作打開溫度之前，內(nèi)燃機2從動力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到非動力狀態(tài)，即，例如，當(dāng)車輛處于紅色交通燈時。

關(guān)于閥板12是否能夠移位、或者說是否卡在適當(dāng)?shù)淖钃跷恢弥械臋z驗也可以根據(jù)由車輛的使用者發(fā)起的動作來執(zhí)行。因此，如果使用者在低于恒溫閥11的操作打開溫度的冷卻劑溫度下選擇由車輛提供的運動行駛程序(即，例如，選擇具有高發(fā)動機速度下的換擋點的車輛變速箱的換檔特性)，則可觸發(fā)加熱元件26的脈動、以及因此閥頭12的檢查。在其中在內(nèi)燃機2上預(yù)期高負(fù)載需求的情況下，甚至在由于高負(fù)載要求引起的冷卻劑溫度升高之前，可驗證要打開的閥頭12的適當(dāng)運行。

然后例如通過用于內(nèi)燃機2的電起動馬達(dá)的允許信號，可觸發(fā)根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)測處于阻擋位置的閥板12的打開位置的方法，并且然后可驗證閥板12在低于恒溫閥11的操作打開溫度是否如預(yù)期地處于阻擋位置。

另外，通過使加熱元件26短暫地通電，可驗證位于阻擋位置的恒溫閥11是否能夠如預(yù)期地打開，即，閥板12是否可從阻擋位置朝著釋放流動橫截面31的位置移位，從而防止內(nèi)燃機2的過熱。

對于在所有上述情況下的驗證結(jié)果表明閥板12處于“卡在打開”位置的情況，可在車輛內(nèi)部故障存儲器中記錄故障條目，這導(dǎo)致用于恒溫閥11的對應(yīng)的維護警報。另外，如果閥板12不能如預(yù)期地通過使加熱元件26脈動而移位以產(chǎn)生可由傳感器30監(jiān)測的位置的變化，則可將指示特定維護報警“恒溫閥卡在關(guān)閉”的故障條目記錄在故障存儲器中。

圖6是示出了用于解釋根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。傳感器30根據(jù)測得的場強來輸出電壓信號，該電壓信號指示永磁體29距傳感器30的距離，以及由此閥板12形式的閥元件相對于傳感器30的位置。在該實施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法的實施由內(nèi)燃機2的控制設(shè)備控制。

在步驟S1中，通過指示內(nèi)燃機2的電起動馬達(dá)的通電的信號觸發(fā)，通過傳感器30測量從永磁體29到傳感器30的距離，并且然后在步驟S2中，從車輛存儲器中讀出對應(yīng)于閥板12的阻擋位置的參考值。

在下一步驟S3中，因此，將測得的閥板12的位置的實際值與參考值進(jìn)行比較。如果確定閥板12處于其適當(dāng)?shù)淖钃跷恢?，則在下一步驟S4中，在車輛存儲器中記錄條目“正常”。

另一方面，如果在步驟S3中確定閥板12不處于其適當(dāng)?shù)淖钃跷恢?，則在步驟S5中，在車輛內(nèi)部故障存儲器中記錄對應(yīng)的故障條目，并且對于車輛的使用者在車輛內(nèi)部顯示設(shè)備上輸出維修警報。

在依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴展或進(jìn)一步改進(jìn)的下一步驟S6中，在步驟S4中已經(jīng)檢測到存在“正?！鼻闆r之后，發(fā)動機控制單元向控制設(shè)備輸出信號，用于使加熱元件26通電，以執(zhí)行蠟元件23的短暫加熱，并且然后在下一步驟S7中，確定閥板12的位置的實際值，然后在下一步驟S8中，將測得的實際值與從步驟S2已知的參考值進(jìn)行比較。

如果發(fā)現(xiàn)閥板12的位置的實際值與參考值不同，則將在下一步驟S9中在車輛存儲器中記錄“正?！睏l目。另一方面，如果在步驟S8中確定閥板12的實際值仍然與參考值匹配，則在步驟S10中，將對應(yīng)的故障條目記錄在車輛內(nèi)部故障存儲器中，并且對車輛的使用者輸出維修警報。

關(guān)于未單獨詳細(xì)描述的本發(fā)明的特征，明確參考專利權(quán)利要求和附圖。

參考標(biāo)號表

1.冷卻劑回路 32.膨脹箱

2.內(nèi)燃機 33.密封帽

3.熱交換器 34.殼體

4.風(fēng)扇 35.O形環(huán)

5.熱交換器 36.簧環(huán)

6.熱交換器 37.電路部件

7.冷卻劑泵

8.冷卻劑通道

9.殼體

10.連接凸緣

11.控制閥、恒溫閥

12.閥板、閥元件

13.混合室

14.用于車輛空氣調(diào)節(jié)的冷卻劑泵

15.空氣調(diào)節(jié)回路

16.短路板

17.傳感器

18.饋送管線

19.回流管線

20.冷卻劑回流管路

21.復(fù)位彈簧

22.致動器

23.蠟元件

24.套筒

25.致動元件

26.加熱元件

27.插塞連接器

28.供應(yīng)管路

29.永磁體

30.傳感器

31.流動橫截面