內(nèi)燃機(jī)通常利用具有熱交換器的冷卻劑回路進(jìn)行操作，通過(guò)該熱交換器，由燃燒產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力車(chē)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(jī)或汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，即，從非動(dòng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到動(dòng)力狀態(tài)，則發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷預(yù)熱過(guò)程，該預(yù)熱過(guò)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(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑的溫度(該冷卻劑的溫度可例如在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑出口區(qū)域或另一個(gè)測(cè)量點(diǎn)處通過(guò)傳感器測(cè)量)對(duì)應(yīng)的冷卻劑溫度下起動(dòng)，然后根據(jù)加熱曲線(該加熱曲線取決于例如發(fā)動(dòng)機(jī)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(lèi)似形式的閥元件，并且被提供用于在冷卻劑流過(guò)熱交換器時(shí)控制存在于冷卻劑回路中的冷卻劑的通過(guò)。在預(yù)熱階段期間，閥元件被設(shè)計(jì)成防止冷卻劑流過(guò)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(shuō)，保持閥元件關(guān)閉，使得冷卻劑僅流過(guò)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(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)組和汽缸蓋的發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)通道、以及用于車(chē)輛內(nèi)部的空氣調(diào)節(jié)的一個(gè)或多個(gè)熱交換器。

由諸如發(fā)動(dòng)機(jī)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(lái)控制熱傳輸。熱管理系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成一方面確保車(chē)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(dòng)機(jī)，以便減少在預(yù)熱過(guò)程期間在燃燒中排放的污染物，并且保持由發(fā)動(dòng)機(jī)的冷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的發(fā)動(dòng)機(jī)磨損盡可能低。

因此，在預(yù)熱過(guò)程期間，控制閥或恒溫閥起重要作用，并且其在預(yù)熱過(guò)程所需的時(shí)間段內(nèi)的打開(kāi)狀態(tài)是至關(guān)重要的。控制閥被設(shè)計(jì)成在其預(yù)期的操作打開(kāi)溫度(該操作打開(kāi)溫度在發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)程期間通過(guò)熱交換器的熱耗散，這有助于排放。車(chē)輛類(lèi)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(chē)輛的操作期間監(jiān)測(cè)控制閥的正常運(yùn)行，例如使用車(chē)輛中現(xiàn)有的診斷設(shè)備，即，用于車(chē)載診斷(OBD診斷)的設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)。

恒溫器的診斷旨在測(cè)試?yán)鋮s劑的加熱行為，以確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否將在合理的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到其操作溫度。因此，監(jiān)測(cè)恒溫閥或控制閥的正確運(yùn)行，并且識(shí)別任何故障。

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

根據(jù)由于本申請(qǐng)人中的一個(gè)的方法，通過(guò)借助于冷卻劑出口傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑出口區(qū)域處的冷卻劑的溫度來(lái)監(jiān)測(cè)冷卻回路中的控制閥的運(yùn)行。將測(cè)得的溫度T_Mot與模擬冷卻劑發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(該模擬冷卻劑發(fā)動(dòng)機(jī)溫度使用空氣質(zhì)量流量作為發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)測(cè)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(dòng)機(jī)溫度)進(jìn)行比較。針對(duì)時(shí)間繪制的、用于如預(yù)期運(yùn)行的控制閥的模擬冷卻劑發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的特性曲線位于控制閥的實(shí)際溫度特性之下的短距離。

已知的方法在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)之后(即，在內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)從非動(dòng)力狀態(tài)變?yōu)閯?dòng)力狀態(tài)之后)開(kāi)始，并且尤其確定作為測(cè)得的空氣質(zhì)量流量的函數(shù)的模擬溫度，并且通過(guò)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(cè)量點(diǎn)處測(cè)得的實(shí)際冷卻劑溫度進(jìn)行比較。如果測(cè)得溫度和模擬溫度之間的δ大于預(yù)定閾值，則設(shè)置錯(cuò)誤位，因?yàn)閷?shí)際測(cè)得溫度實(shí)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(guò)小冷卻劑回路時(shí)未完全關(guān)閉(這意指卡在打開(kāi)位置的控制閥的情況)。

由于通過(guò)熱交換器到車(chē)輛環(huán)境的熱耗散，卡在打開(kāi)位置的這種控制閥導(dǎo)致預(yù)熱過(guò)程所需的時(shí)間比如預(yù)期運(yùn)行的控制閥所需的時(shí)間長(zhǎng)得多，并且污染物的排放大于在如預(yù)期運(yùn)行的控制閥中發(fā)生的排放。車(chē)輛的車(chē)載診斷系統(tǒng)(OBD系統(tǒng))確認(rèn)故障，并且可通過(guò)維護(hù)指示形式的光信號(hào)來(lái)通知車(chē)輛的駕駛員，以便可能在從車(chē)輛內(nèi)部故障存儲(chǔ)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(shí)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以用于測(cè)量空氣質(zhì)量流量和輸入發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑中的最小能量，從而在預(yù)熱階段期間測(cè)量實(shí)際冷卻劑溫度(該實(shí)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(kāi)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(jī)的冷卻劑回路。控制閥具有閥元件，該閥元件可通過(guò)直流電馬達(dá)或成比例地起作用的電磁體進(jìn)行調(diào)整。控制閥的位置可通過(guò)位置測(cè)量設(shè)備來(lái)檢測(cè)，該位置測(cè)量設(shè)備具有用于感應(yīng)、電容或磁距離測(cè)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(cè)控制閥的方法，以及允許直接檢測(cè)控制閥的打開(kāi)狀態(tài)。還提供了一種用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。

為了實(shí)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(shuō)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(shí)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(shuō)明的特征。

本發(fā)明創(chuàng)建了一種用于監(jiān)測(cè)內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑回路的控制閥的打開(kāi)狀態(tài)的方法，所述控制閥具有閥元件，該閥元件可由致動(dòng)器致動(dòng)，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(cè)閥元件的位置的設(shè)備，其中根據(jù)該方法，通過(guò)設(shè)備檢測(cè)表示在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)之前的閥元件的位置的第一實(shí)際值，并且將該實(shí)際值與對(duì)應(yīng)于閥元件的阻擋位置的參考值相比較。

換句話說(shuō)，本發(fā)明創(chuàng)建了一種用于診斷內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑回路的控制閥的打開(kāi)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(dòng)閥元件的致動(dòng)器可以是蠟盒(wax cartridge，蠟筒)或類(lèi)似物，致動(dòng)器也可被電加熱，以便能夠獨(dú)立于冷卻劑溫度來(lái)控制閥元件的位置。如果使用蠟盒作為致動(dòng)器，則該蠟盒具有致動(dòng)銷(xiāo)或類(lèi)似物，該致動(dòng)銷(xiāo)或類(lèi)似物可在蠟由于通過(guò)冷卻劑的加熱而膨脹時(shí)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(dòng)器，該致動(dòng)器可主動(dòng)地釋放閥元件的阻擋位置，但是不可主動(dòng)地確立阻擋位置，其中致動(dòng)器然后抵抗復(fù)位彈簧的力操作閥元件。還可能將致動(dòng)器設(shè)計(jì)成雙向地作用，使得致動(dòng)器可主動(dòng)地釋放阻擋位置并且使其實(shí)現(xiàn)。閥元件的位置可以通過(guò)用于檢測(cè)閥元件的位置的設(shè)備來(lái)確定，并且根據(jù)本發(fā)明的方法，在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)之前，檢測(cè)表示閥元件的位置的第一實(shí)際值，并且將該第一實(shí)際值與對(duì)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(guò)該設(shè)備或通過(guò)另一個(gè)設(shè)備(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)來(lái)執(zhí)行。

在僅僅以舉例方式引用的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中，存儲(chǔ)用于閥元件的阻擋位置的參考值，該參考值與在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前檢測(cè)到的閥元件的位置的實(shí)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(duì)應(yīng)于變化的電壓值。在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前，則通過(guò)傳感器輸出與位置的實(shí)際值對(duì)應(yīng)的電壓值，該電壓值與對(duì)應(yīng)于閥元件的阻擋位置的電壓值進(jìn)行比較。通過(guò)形成在實(shí)際值和參考值之間的差值，則可在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前確定閥板是否處于其阻擋位置。

內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)對(duì)應(yīng)于其中內(nèi)燃機(jī)從非動(dòng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到動(dòng)力狀態(tài)(即，例如，其通過(guò)電起動(dòng)馬達(dá)設(shè)置成獨(dú)立的操作)的狀態(tài)或時(shí)間。因此，在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)之前的閥元件的位置的實(shí)際值與對(duì)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(jī)的冷卻劑朝著熱交換器或從熱交換器朝著內(nèi)燃機(jī)的流動(dòng)分支，即，防止冷卻劑通過(guò)熱交換器的流動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

這種流動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng)在預(yù)熱階段期間將導(dǎo)致通過(guò)熱交換器的不期望的熱釋放，并且將意味著預(yù)熱過(guò)程將需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法允許監(jiān)測(cè)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑回路中的控制閥或恒溫閥或恒溫器的打開(kāi)狀態(tài)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際起動(dòng)之前的時(shí)間點(diǎn)，并且因此根據(jù)本發(fā)明的方法提供了無(wú)排放地監(jiān)測(cè)控制閥的打開(kāi)狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。因此，該方法允許在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(kuò)展或進(jìn)一步改進(jìn)，提供了在實(shí)際值偏離參考值的情況下將故障條目記錄在故障存儲(chǔ)器中，并且因此根據(jù)本發(fā)明的方法被設(shè)計(jì)成用于車(chē)輛的車(chē)載診斷。除了將故障記錄在車(chē)輛的內(nèi)部故障存儲(chǔ)器中之外，還可以在用于車(chē)輛的使用者的車(chē)輛內(nèi)部顯示設(shè)備上輸出清晰易讀的警告或提示。因?yàn)閰⒖贾祵?duì)應(yīng)于閥元件的阻擋位置，所以參考值和實(shí)際值之間的差值是卡在打開(kāi)的恒溫閥的指示，根據(jù)本發(fā)明的方法，可在診斷過(guò)程期間在沒(méi)有任何污染物的排放的情況下檢測(cè)該恒溫閥。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴(kuò)展或進(jìn)一步改進(jìn)，還提供了在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前，致動(dòng)閥元件以產(chǎn)生可由該設(shè)備檢測(cè)的閥元件的位置的變化。換句話說(shuō)，這意味著，根據(jù)本發(fā)明還提供了即使在發(fā)動(dòng)機(jī)通電之前，控制致動(dòng)器以產(chǎn)生閥元件相對(duì)于傳感器的相對(duì)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(gè)距離，該距離對(duì)應(yīng)于檢測(cè)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(dòng)，也就是說(shuō)，閥元件可通過(guò)致動(dòng)器移動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的方法的這種擴(kuò)展或進(jìn)一步改進(jìn)具有的優(yōu)點(diǎn)為，能夠在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前驗(yàn)證閥元件處于阻擋位置，即，不是閥元件卡在打開(kāi)的情況，也可驗(yàn)證閥元件是否實(shí)際上處于其阻擋位置，但是無(wú)法從阻擋位置釋放。通過(guò)閥元件的短移位移動(dòng)，在檢測(cè)設(shè)備的分辨率精度的范圍內(nèi)，可診斷閥元件自由移動(dòng)的能力。該移動(dòng)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(yàn)證閥元件的適當(dāng)?shù)淖钃跷恢?，以及可?yàn)證閥元件沒(méi)有卡在關(guān)閉位置的事實(shí)。這允許驗(yàn)證閥元件的適當(dāng)運(yùn)行，無(wú)論是關(guān)于其阻擋位置還是關(guān)于其通過(guò)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(jī)過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴(kuò)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(duì)應(yīng)的目標(biāo)值與通過(guò)設(shè)備檢測(cè)的修正的實(shí)際值進(jìn)行比較，并且如果目標(biāo)值偏離實(shí)際值，則將故障條目記錄在故障存儲(chǔ)器中。該擴(kuò)展允許實(shí)現(xiàn)雙功能性的優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)?，一方面，它允許被控制的致動(dòng)器的功能改變待檢查的閥元件的實(shí)際位置，另一方面，通過(guò)將位置目標(biāo)值與由距離測(cè)量設(shè)備測(cè)量的實(shí)際值進(jìn)行比較，其還允許距離測(cè)量參考閥元件，并且如果實(shí)際值位于包括目標(biāo)值的公差窗口內(nèi)，則距離測(cè)量被診斷為正確。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴(kuò)展或進(jìn)一步改進(jìn)，還提供了檢測(cè)冷卻劑的溫度，并且檢測(cè)第一實(shí)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(dòng)器根據(jù)冷卻劑相對(duì)于開(kāi)口的溫度來(lái)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(shí)處于打開(kāi)位置，則這對(duì)應(yīng)于閥元件的適當(dāng)運(yùn)行，并且不再需要測(cè)量第一實(shí)際值。

根據(jù)本發(fā)明的方法還通過(guò)以下事實(shí)而有利地進(jìn)一步發(fā)展，即，如果在冷卻劑回路中檢測(cè)到的冷卻劑溫度低于預(yù)定閾值，則通過(guò)致動(dòng)器致動(dòng)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(kāi)溫度的值。因此，只要測(cè)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(kāi)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(kāi)溫度下的冷卻劑回路中也可檢測(cè)閥元件的阻擋位置，并且可執(zhí)行致動(dòng)器的脈動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)閥元件的最小距離變化。這意味著，即使在利用起動(dòng)-停止系統(tǒng)操作的車(chē)輛中，根據(jù)本發(fā)明的方法也可用來(lái)例如在紅燈階段期間驗(yàn)證閥元件的阻擋位置，并且還可驗(yàn)證致動(dòng)器如預(yù)期地操作，并且可參考工具設(shè)備的距離測(cè)量系統(tǒng)。

這允許根據(jù)本發(fā)明的方法在內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)幾乎完成實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱過(guò)程時(shí)也是可用的，但是冷卻劑在低于閥元件的正常操作打開(kāi)溫度的溫度下在閥元件周?chē)鲃?dòng)。例如，這還意味著，可在短的起動(dòng)-停止階段期間執(zhí)行對(duì)距離測(cè)量系統(tǒng)的參考，利用該距離測(cè)量系統(tǒng)確定致動(dòng)閥元件的致動(dòng)器的致動(dòng)元件的位置。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的有利擴(kuò)展，還提供了檢測(cè)將冷卻劑供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)的加料設(shè)備的冷卻劑泵的操作狀態(tài)，并且根據(jù)檢測(cè)到的操作狀態(tài)通過(guò)致動(dòng)器致動(dòng)閥元件，以引起閥元件的打開(kāi)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(lái)自冷卻劑回路的冷卻劑主動(dòng)地冷卻。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在暖操作狀態(tài)下關(guān)閉，則存在軸承座中存在的發(fā)動(dòng)機(jī)油被焦化的風(fēng)險(xiǎn)。為了防止這種焦化，軸承座通過(guò)冷卻劑泵主動(dòng)地供應(yīng)有來(lái)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(guò)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(kāi)溫度，則例如通過(guò)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(lái)自加料設(shè)備的軸承座的熱將不再通過(guò)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(shí)，監(jiān)測(cè)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(guò)致動(dòng)器將閥元件保持在打開(kāi)狀態(tài)。

依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法，檢測(cè)例如通過(guò)加料設(shè)備的軸承座的區(qū)域中的恒溫開(kāi)關(guān)激活的冷卻劑泵的操作狀態(tài)，并且當(dāng)恒溫開(kāi)關(guān)操作時(shí)，控制閥的致動(dòng)器被激活，以在操作打開(kāi)溫度之下也打開(kāi)閥元件，使得控制閥保持在打開(kāi)位置，并且引導(dǎo)冷卻劑流通過(guò)熱交換器，并且因此軸承座可繼續(xù)主動(dòng)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(kāi)操作溫度之下。

除了檢測(cè)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(kuò)展或進(jìn)一步改進(jìn)還提供了如果閥元件的打開(kāi)位置小于或等于打開(kāi)位置的預(yù)定閾值，則通過(guò)致動(dòng)器致動(dòng)閥元件。換句話說(shuō)，這意味著在冷卻劑泵的操作期間也監(jiān)測(cè)閥元件的打開(kāi)位置，并且如果所確定的打開(kāi)位置已經(jīng)下降到預(yù)定打開(kāi)位置以下，則致動(dòng)器激活閥元件以打開(kāi)閥元件，因?yàn)閺?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(kāi)通路的尺寸的致動(dòng)器的這種致動(dòng)不僅僅在閥元件已經(jīng)呈現(xiàn)其阻擋位置時(shí)發(fā)生，而是在閥元件在阻擋位置的方向上移動(dòng)但是還沒(méi)有達(dá)到它時(shí)的時(shí)刻。這確保了當(dāng)冷卻劑泵泵送時(shí)不發(fā)生通過(guò)熱交換器的冷卻劑的流動(dòng)的中斷。因此，當(dāng)恒溫閥中的流動(dòng)橫截面還沒(méi)有通過(guò)例如復(fù)位彈簧再次完全關(guān)閉時(shí)，用于保持閥元件打開(kāi)的致動(dòng)器的對(duì)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(cè)控制閥的打開(kāi)狀態(tài)的方法的特征在于以下事實(shí)，即，檢測(cè)起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前的閥元件的位置的實(shí)際值，并且將該實(shí)際值與目標(biāo)值進(jìn)行比較。術(shù)語(yǔ)內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)相當(dāng)普遍地理解為意味著內(nèi)燃機(jī)的操作模式的變化，其中內(nèi)燃機(jī)從非動(dòng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)換到動(dòng)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(hào)可以是例如用于激活內(nèi)燃機(jī)的電起動(dòng)馬達(dá)的允許信號(hào)，或用于內(nèi)燃機(jī)的燃料輸送泵的允許信號(hào)，或甚至相當(dāng)普遍地，來(lái)源于從車(chē)輛的車(chē)載電壓網(wǎng)絡(luò)的激活的觸發(fā)信號(hào)。

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(guò)冷卻劑通路中的彈簧加載的定位元件移位到內(nèi)燃機(jī)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(guò)致動(dòng)定位元件的可電致動(dòng)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(guò)無(wú)接觸裝置檢測(cè)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(shí)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(dòng)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(dòng)方向上。通過(guò)閥板，流向或遠(yuǎn)離熱交換器的冷卻劑流可受到以下事實(shí)影響，即，閥板的移位運(yùn)動(dòng)完全阻擋或完全打開(kāi)恒溫閥的殼體中的通路，或者占據(jù)這兩個(gè)極端位置之間的位置。致動(dòng)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(dòng)銷(xiāo)也可以與閥盤(pán)一起布置，使得它們可一起移位，因此膨脹的蠟使致動(dòng)銷(xiāo)與閥板一起移動(dòng)。

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(yùn)動(dòng)引起移位運(yùn)動(dòng)，該移位運(yùn)動(dòng)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(guò)的通路的橫截面。如果通過(guò)可電致動(dòng)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(kāi)運(yùn)動(dòng)，而與冷卻劑的溫度無(wú)關(guān)。通過(guò)向電加熱元件供應(yīng)短電流脈沖，可觸發(fā)致動(dòng)銷(xiāo)以及因此閥板的移位運(yùn)動(dòng)，該移位運(yùn)動(dòng)通過(guò)用于非接觸地檢測(cè)閥板的位置的傳感器檢測(cè)，并且由設(shè)備記錄，用于將關(guān)于行進(jìn)距離的實(shí)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(yàn)證恒溫閥的閥板沒(méi)有卡在阻擋位置，這將帶來(lái)內(nèi)燃機(jī)過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。使用閥板的零距離測(cè)量，還可以驗(yàn)證閥板處于阻擋位置，并且因此沒(méi)有卡在打開(kāi)位置，這將導(dǎo)致在內(nèi)燃機(jī)的預(yù)熱過(guò)程期間通過(guò)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(jī)的冷卻劑回路的示意圖；

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

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

圖4是布置在冷卻劑泵的殼體中并由發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)2的冷卻劑回路1的示意圖，該內(nèi)燃機(jī)是V型布置的八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

冷卻劑回路1包括熱交換器3，環(huán)境空氣可通過(guò)該熱交換器流動(dòng)，以將熱散發(fā)到環(huán)境中，為此目的，提供吸動(dòng)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(guò)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(lái)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(shí)的緩沖容器。

機(jī)械或電致動(dòng)的冷卻劑泵7確保了冷卻劑流過(guò)內(nèi)燃機(jī)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(jì)成容納控制閥或恒溫閥11，該控制閥或恒溫閥通過(guò)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(shí)施例中，閥板12處于阻擋位置，即，冷卻劑從熱交換器3通過(guò)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(dòng)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(guò)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(jī)2和由用于車(chē)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(jī)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(kāi)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(cè)量從內(nèi)燃機(jī)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(jī)2逸出的冷卻劑通過(guò)打開(kāi)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(jiàn)的饋送管線18，以便重新進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)2的冷卻劑通道8，使得內(nèi)燃機(jī)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(guò)內(nèi)燃機(jī)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(guò)復(fù)位彈簧21保持在阻擋位置。控制閥或恒溫閥11具有致動(dòng)器22，閥板12形式的閥元件可利用該致動(dòng)器從其阻擋位置轉(zhuǎn)換到圖3中所示的打開(kāi)位置。

致動(dòng)器22是蠟元件23，該蠟元件包含在加熱時(shí)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(dòng)銷(xiāo)形式的致動(dòng)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(shí)，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(dòng)到打開(kāi)位置。在該圖中所示的實(shí)施例中，致動(dòng)銷(xiāo)具有加熱元件的功能和致動(dòng)元件的功能。

在圖3中所示的打開(kāi)位置，冷卻劑通過(guò)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(guò)饋送管線18從那里再次返回到內(nèi)燃機(jī)2的冷卻劑通道8中是可能的。

恒溫閥11具有可電致動(dòng)的加熱元件26(圖3)，該加熱元件可通過(guò)電插塞連接器27被供應(yīng)有來(lái)自車(chē)輛的車(chē)載電壓源的電壓，以便通過(guò)輸入到蠟元件23中的熱來(lái)確保閥頭12克服復(fù)位彈簧21的作用的移位運(yùn)動(dòng)，這獨(dú)立于冷卻劑的溫度發(fā)生。以這種方式，通過(guò)例如由未詳細(xì)示出的內(nèi)燃機(jī)2的電子控制設(shè)備執(zhí)行的控制操作，在發(fā)動(dòng)機(jī)圖的控制下對(duì)蠟元件23施加熱，以便例如在內(nèi)燃機(jī)2的高負(fù)載條件下，擴(kuò)大可由閥板12釋放的開(kāi)口橫截面，并且因此滿足內(nèi)燃機(jī)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(guò)供應(yīng)管線28，冷卻劑也可從內(nèi)燃機(jī)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(jī)2的預(yù)熱階段期間所占據(jù)的位置，在該位置中通過(guò)冷卻劑回流管路20的來(lái)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(guò)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(shí)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(duì)于傳感器30的位置可通過(guò)檢測(cè)永磁體29的場(chǎng)強(qiáng)無(wú)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(guò)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(duì)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(shí)，永磁體29和傳感器30之間的距離基于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是已知的。根據(jù)本發(fā)明的方法可用于通過(guò)將與由傳感器30測(cè)得的閥板12的位置相對(duì)應(yīng)的從傳感器30至閥頭12的距離的實(shí)際值與對(duì)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(lái)確定閥板12是否處于阻擋位置。因此，如果由傳感器30測(cè)得的實(shí)際值在關(guān)于參考值的測(cè)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(jī)2的預(yù)熱過(guò)程期間通過(guò)熱交換器3的不期望的熱耗散。

因此，即使在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2之前(即，在內(nèi)燃機(jī)被供電，并且因此甚至完全開(kāi)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(jī)2的預(yù)熱過(guò)程期間進(jìn)行閥板12是否處于目標(biāo)阻擋位置的驗(yàn)證，并且因此需要花費(fèi)幾分鐘時(shí)間，但是依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法，該驗(yàn)證在內(nèi)燃機(jī)被供電之前已經(jīng)執(zhí)行，并且沒(méi)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(kuò)展，甚至在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前，可確定閥板12是否處于“卡在關(guān)閉”位置，這將帶來(lái)內(nèi)燃機(jī)2過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。

為此目的，提供了使為可電加熱的蠟元件23形式的致動(dòng)器通電，以產(chǎn)生可由傳感器30檢測(cè)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(guò)流動(dòng)橫截面31(圖3)的通過(guò)的位置朝著其釋放流動(dòng)橫截面31的位置移動(dòng)，使得傳感器30可檢測(cè)閥板12在其測(cè)量分辨率范圍內(nèi)的位置的變化。如果這種最小可檢測(cè)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(dòng)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(jī)在此后立即起動(dòng)，閥板12的自由移動(dòng)的這種驗(yàn)證也不會(huì)導(dǎo)致通過(guò)熱交換器3的任何不期望的熱耗散。

另外，在該驗(yàn)證過(guò)程期間通過(guò)加熱元件26的脈動(dòng)的閥板12朝向流動(dòng)橫截面31的“打開(kāi)”位置的移位不會(huì)導(dǎo)致通過(guò)熱交換器3的顯著量的熱損失，因?yàn)樵诩訜嵩?6的脈動(dòng)之后，閥板12通過(guò)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(cè)閥頭12處于“卡在打開(kāi)”位置的位置，允許在內(nèi)燃機(jī)2的預(yù)熱過(guò)程期間通過(guò)熱交換器3的不期望的熱耗散，并且檢測(cè)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(dòng)內(nèi)燃機(jī)2之前。

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

關(guān)于閥板12是否能夠移位、或者說(shuō)是否卡在適當(dāng)?shù)淖钃跷恢弥械臋z驗(yàn)也可以根據(jù)由車(chē)輛的使用者發(fā)起的動(dòng)作來(lái)執(zhí)行。因此，如果使用者在低于恒溫閥11的操作打開(kāi)溫度的冷卻劑溫度下選擇由車(chē)輛提供的運(yùn)動(dòng)行駛程序(即，例如，選擇具有高發(fā)動(dòng)機(jī)速度下的換擋點(diǎn)的車(chē)輛變速箱的換檔特性)，則可觸發(fā)加熱元件26的脈動(dòng)、以及因此閥頭12的檢查。在其中在內(nèi)燃機(jī)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(yàn)證要打開(kāi)的閥頭12的適當(dāng)運(yùn)行。

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

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

對(duì)于在所有上述情況下的驗(yàn)證結(jié)果表明閥板12處于“卡在打開(kāi)”位置的情況，可在車(chē)輛內(nèi)部故障存儲(chǔ)器中記錄故障條目，這導(dǎo)致用于恒溫閥11的對(duì)應(yīng)的維護(hù)警報(bào)。另外，如果閥板12不能如預(yù)期地通過(guò)使加熱元件26脈動(dòng)而移位以產(chǎn)生可由傳感器30監(jiān)測(cè)的位置的變化，則可將指示特定維護(hù)報(bào)警“恒溫閥卡在關(guān)閉”的故障條目記錄在故障存儲(chǔ)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(cè)得的場(chǎng)強(qiáng)來(lái)輸出電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)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(duì)于傳感器30的位置。在該實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施由內(nèi)燃機(jī)2的控制設(shè)備控制。

在步驟S1中，通過(guò)指示內(nèi)燃機(jī)2的電起動(dòng)馬達(dá)的通電的信號(hào)觸發(fā)，通過(guò)傳感器30測(cè)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(chē)輛存儲(chǔ)器中讀出對(duì)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(cè)得的閥板12的位置的實(shí)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(chē)輛存儲(chǔ)器中記錄條目“正?！薄?/p>

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(chē)輛內(nèi)部故障存儲(chǔ)器中記錄對(duì)應(yīng)的故障條目，并且對(duì)于車(chē)輛的使用者在車(chē)輛內(nèi)部顯示設(shè)備上輸出維修警報(bào)。

在依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的擴(kuò)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(cè)到存在“正?！鼻闆r之后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元向控制設(shè)備輸出信號(hào)，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(shí)際值，然后在下一步驟S8中，將測(cè)得的實(shí)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(shí)際值與參考值不同，則將在下一步驟S9中在車(chē)輛存儲(chǔ)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(shí)際值仍然與參考值匹配，則在步驟S10中，將對(duì)應(yīng)的故障條目記錄在車(chē)輛內(nèi)部故障存儲(chǔ)器中，并且對(duì)車(chē)輛的使用者輸出維修警報(bào)。

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

參考標(biāo)號(hào)表

1.冷卻劑回路 32.膨脹箱

2.內(nèi)燃機(jī) 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(chē)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(dòng)器

23.蠟元件

24.套筒

25.致動(dòng)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(dòng)橫截面