СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРВЫМ ОТКРЫТИЕМ ТЕРМОСТАТА, РЕГУЛИРУЮЩЕГО ТЕМПЕРАТУРУ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F01P7/16 

Настоящее изобретение относится к устройствам управления двигателем, в частности к способу и устройству для управления первым открытием электронного термостата, регулирующего температуру двигателя внутреннего сгорания, в частности двигателя транспортного средства.

Управление двигателем относится к техническим аспектам регулирования работы двигателя внутреннего сгорания вместе со всеми его датчиками, приводами и межсистемными соединениями. Совокупность законов регулирования (программные средства) и характеристических параметров (калибровочные данные) двигателя содержится в вычислительном устройстве, называемом электронным блоком управления.

Двигатели внутреннего сгорания (карбюраторные или инжекторные) нуждаются в охлаждении, которое, как правило, обеспечивается за счет циркуляции воды или воздуха. При работе теплового двигателя, такого как ДВС, тепло выделяется от сгорания газов и трения различных подвижных деталей.

Чтобы не выходить за допустимые пределы температурных расширений в горячих зонах и сохранять характеристики смазочного масла, необходимо осуществлять охлаждение. Охлаждение осуществляют при помощи трех текучих сред, присутствующих в окружающем пространстве:

- воздухом в основном охлаждают обменные аппараты (радиатор, теплообменник типа воздух-воздух), а также наружные стороны двигателя и выхлопной трубы;

- водой охлаждают цилиндры и головку блока цилиндров;

- маслом отводят тепло на уровне поршней, кулачкового вала, головок шатунов, опорных подшипников коленчатого вала, клапанов.

Вода циркулирует по замкнутому контуру и охлаждается в радиаторе, который, в свою очередь, охлаждается потоком воздуха из окружающей среды, причем интенсивность обдува воздухом можно увеличить посредством вентилятора. Поскольку теплосъем зависит от режима работы и нагрузки на двигатель внутреннего сгорания, температура которого должна находиться в относительно узком диапазоне для обеспечения оптимальной производительности, система охлаждения должна быть регулируемой. Для обеспечения оптимальной температуры работы двигателя необходимо задать температуру регулирования.

Целью регулирования является снижение расхода топлива и, следовательно, количественное снижение выброса токсичных загрязняющих веществ, таких как оксиды азота.

При низкой температуре масло в системе смазки теплового двигателя имеет повышенную вязкость, что приводит к дополнительному трению в двигателе и, следовательно, к перерасходу топлива. Этот перерасход происходит, в частности, при трогании автомобиля с места, когда тепловой двигатель и масло являются холодными.

Что же касается выделения оксидов азота (NO_X), то оно связано, в частности, с температурой газовой смеси, поступающей в цилиндры теплового двигателя транспортного средства. Чем выше температура смеси, тем больше выделение оксидов азота.

Таким образом, повышение температуры охлаждающей воды в двигателе приводит к повышению температуры масла и, как следствие, снижению потерь на трение, с другой стороны, более низкая температура ограничивает выделение вредных веществ, в частности оксидов азота. Таким образом, необходимо поддерживать оптимальную температуру двигателя, что и осуществляют посредством системы охлаждения. Так, большинство современных транспортных средств снабжено классическим термостатом, который работает на принципе увеличения объема воска. Этот термостат можно устанавливать на входе в двигатель или на выходе из него. Под действием температуры воды за счет теплового расширения, калиброванного в температурных единицах, восковая капсула управляет открытием, посредством рабочего поршня, одного или двух клапанов. Клапан или два клапана открываются или закрываются и регулируют расход жидкости, циркулирующей через контур охлаждения и, в случае необходимости, через отводной контур.

Однако, например, во время первого запуска двигателя транспортного средства возникает проблема. Во время запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость обходит главный радиатор по отводному патрубку и возвращается непосредственно в двигатель внутреннего сгорания, поступая в его нижнюю часть, то есть на уровне блока цилиндров. При увеличении температуры охлаждающей жидкости клапан открывает второй путь для охлаждающей жидкости, проходящей через главный радиатор, который взаимодействует с вентилятором для отвода избыточного тепла из охлаждающей жидкости.

Прежде чем откроется клапан, температурный перепад по обе стороны от термостата увеличивается по мере увеличения температуры в двигателе. Поэтому, когда клапан открывается первый раз, происходит тепловой удар (резкое увеличение температуры). После начала циркуляции охлаждающей жидкости она уже не понижается до исходной температуры. Даже если двигатель подвергается другому тепловому удару, основной удар происходит все же во время первого открытия термостата.

Этот тепловой удар отрицательно сказывается на вспомогательных системах, расположенных вокруг двигателя и, в частности, на контуре охлаждения самого двигателя и других системах охлаждения (вентиляции салона, теплообменниках вода/масло, радиатора, кондиционера и его конденсатора, холодильника дополнительной подачи воздуха, радиатора BVA и т.д.), которые являются чувствительными к изменениям или колебаниям температуры от одного значения к другому относительно заданного значения рабочей температуры двигателя. Точно так же, взаимное расположение различных элементов влияет на качество регулирования температуры и связанные с ним напряжения. Например, находится ли клапанное устройство контура охлаждения на входе или на выходе двигателя.

Эти дополнительные напряжения вызывают деформацию вспомогательного оборудования двигателя, возникающую в результате температурных колебаний, и приводят к дополнительным механическим усилиям.

В документе US 2002/0053325 предложено ограничить тепловые удары при помощи устройства регулирования температуры двигателя путем управления потоком охлаждающей жидкости между двигателем и теплообменником, таким как радиатор. Это устройство содержит первый описанный выше классический термостат, температура срабатывания которого находится в области 102°С, и другой термостат, содержащий основное сопротивление, температура срабатывания которого превышает на 25°С температуру срабатывания первого термостата, то есть находится в области 127°С. Эти два термостата управляют степенью открытия клапана (проходным сечением), перепускающего охлаждающую жидкость в радиатор для охлаждения. Таким образом, когда температура охлаждающей жидкости достигает первой температуры срабатывания, расширяющийся материал, содержащийся в первом термостате, действует на поршень, который, в свою очередь, открывает клапан, перепускающий охлаждающую жидкость через радиатор с заданным значением расхода. Если температура жидкости является более высокой и находится в области 127°С, расширяющийся материал, находящийся во втором термостате, приводит в действие второй поршень, который обеспечивает более высокую степень открытия клапана. Таким образом, жидкость проходит через радиатор с большим расходом, поэтому за тот же промежуток времени охлаждается большее количество жидкости. Таким образом, это устройство позволяет быстрее охлаждать жидкость и исключить длительную работу двигателя при слишком высокой температуре.

Однако недостатком этого устройства является то, что оно действует только тогда, когда температура двигателя превышает идеальную рабочую температуру, находящуюся в области 90°С (или согласно калибровке термостата), следовательно, оно не позволяет полностью исключить тепловой удар. Поэтому различные детали двигателя, расположенные в зоне действия высокой температуры, будут подвергаться вышеуказанным напряжениям и деформациям.

Задачей настоящего изобретения является снижение указанных недостатков посредством использования устройства регулирования работы клапанного устройства (в данном случае термостата), позволяющего снизить амплитуду теплового удара по агрегатам, осуществляя управление согласно критерию, выбранному относительно температуры охлаждающей жидкости, и контролируя действительное открытие клапанного устройства относительно температуры.

Эта задача решена в устройстве для управления открытием клапанного устройства, расположенного в контуре охлаждения двигателя внутреннего сгорания на участке между двигателем и радиатором, при этом в указанном участке контура между выходом из двигателя и входом в клапанное устройство расположен датчик температуры, а клапанное устройство выполнено с возможностью автоматического открытия вследствие нагрева охлаждающей жидкости до стандартной температуры. Согласно изобретению устройство содержит средства, управляемые расположенными в вычислительном устройстве вычислительными средствами, для запуска опережающего управляемого открытия клапанного устройства, когда температура охлаждающей жидкости выше заранее определенного значения температуры срабатывания, и предохранительные средства для запуска опережающего управляемого открытия только при первом открытии клапанного устройства.

При этом средства, обеспечивающие запуск опережающего управляемого открытия клапанного устройства, могут быть выполнены в виде терморезистора, который заранее повышает температуру восковой капсулы клапанного устройства.

Имеющиеся в вычислительном устройстве вычислительные средства содержат по меньшей мере один первый модуль сравнения, позволяющий сравнивать температуру охлаждающей жидкости с температурой срабатывания, второй модуль сравнения, позволяющий измерять снижение температуры охлаждающей жидкости после открытия клапанного устройства и сравнивать его с заранее заданным значением снижения температуры, третий модуль сравнения, позволяющий сравнивать температуру охлаждающей жидкости на выходе двигателя после открытия клапанного устройства с пороговой температурой, указывающей на действительное открытие клапанного устройства, и запоминающие средства для сохранения этих различных значений температуры.

Указанная задача также решена в способе контроля открытия клапанного устройства контура охлаждения, использующем устройство в соответствии с настоящим изобретением, и состоящем в осуществлении управляемого открытия клапанного устройства системы охлаждения, находящегося перед входом в радиатор, до того как температура охлаждающей жидкости достигнет значения температуры срабатывания открытия клапанного устройства, при этом сама температура срабатывания ниже стандартной температуры, а управляемое открытие происходит только при первом открытии клапанного устройства и включает в себя следующую последовательность действий:

- определяют значение температуры срабатывания и сохраняют это значение в запоминающих средствах вычислительного устройства;

- определяют значение падения температуры и сохраняют это значение в запоминающих средствах вычислительного устройства;

- определяют условия, подтверждающие открытие клапанного устройства;

- измеряют температуру охлаждающей жидкости, содержащейся в контуре на выходе из двигателя и на выходе из клапанного устройства, посредством температурного датчика и сохраняют это значение температуры в запоминающих средствах вычислительного устройства;

- инициируют открытие клапанного устройства, когда температура охлаждающей жидкости превышает температуру срабатывания;

- закрывают клапанное устройство;

при этом указанные этапы осуществляют, когда двигатель работает автономно.

К условиям, подтверждающим открытие, относятся следующие:

- достаточное падение температуры охлаждающей жидкости,

- значение температуры охлаждающей жидкости превышает пороговую температуру, указывающую на срабатывание клапанного устройства.

При этом пороговая температура, указывающая на срабатывание клапанного устройства, превышает заданную температуру срабатывания.

Падение температуры является достаточным, когда разность между температурой, измеренной во время открытия клапанного устройства, и температурой, измеренной после открытия, превышает заранее определенное значение падения температуры.

Открытие клапанного устройства осуществляют путем подачи команды на включение средства нагревания, находящегося в клапанном устройстве, что позволяет заранее достичь стандартной температуры, обеспечивающей открытие клапанного устройства.

Закрытие клапанного устройства происходит, если реализуются условия, подтверждающие открытие, или по истечении промежутка времени Т, если условия, подтверждающие открытие, не реализуются.

Время Т определяют в зависимости от температуры охлаждающей жидкости при запуске согласно заранее определенному отношению и сохраняют в запоминающих средствах вычислительного устройства.

Инициализацию открытия клапанного устройства запускает предохранительный модуль при заранее определенном значении, указывающем на срабатывание открытия клапанного устройства.

Опережающее управляемое срабатывание только во время первого открытия обеспечивается за счет того, что предохранительный модуль имеет значение, соответствующее заранее определенному значению, при котором срабатывает клапанное устройство, и за счет того, что для его приведения в действие должны быть выполнены оба условия его срабатывания.

Изобретение, его отличительные признаки и преимущества будут более понятны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 приведен график зависимости температуры по времени для неуправляемого первого открытия;

на фиг.2 - график зависимости температуры по времени для управляемого первого открытия согласно изобретению;

на фиг.3 показано устройство в соответствии с настоящим изобретением.

на фиг.4 - показана схема осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.1 показано традиционное, то есть неуправляемое первое открытие клапанного устройства. Устройство, обеспечивающее такое открытие клапанного устройства, содержит описанный выше классический термостат, расширяющаяся жидкость которого обеспечивает открытие клапана при заданной температуре. На графике, показанном на фиг.1, кривая А1 показывает зависимость температуры охлаждающей жидкости по времени, что соответствует повышению температуры двигателя, начиная с момента запуска. В представленном примере термостат отрегулирован на 90°С. Во время запуска температура повышается, что приводит к открытию клапанного устройства. Это открытие обеспечивает подачу охлаждающей жидкости в теплообменную систему, например радиатор, температура которого резко повысится (показано кривой В1), тогда как температура, измеряемая на выходе из двигателя, упадет. Таким образом, наблюдается очень сильный тепловой удар (на фиг.1 скачок температуры составляет от 22°С до 92°С или выше в зависимости от нагрузки двигателя, поскольку термостат не может реагировать мгновенно).

Если термостат установлен на более высокую температуру, например 110°С, то при его открытии наблюдается точно такое же явление, и радиатор подвергнется еще более сильному тепловому удару - в данном случае до 110°С вместо 90°С или выше в зависимости от нагрузки двигателя (термостат не может реагировать мгновенно).

На фиг.2 показано первое открытие клапанного устройства, но управляемое в соответствии с настоящим изобретением.

Как и в предыдущем случае, кривая А2 показывает изменение температуры охлаждающей жидкости, соответствующее изменению температуры двигателя с момента его запуска. Из графика видно, что повышение температуры частично прекращается по достижении заданной температуры термостата, установленной, например, на 110°С. Момент понижения температуры соответствует моменту срабатывания управляемого открытия при изменении заданного значения температуры термостата (показанного кривой С2), которое переходит в данном случае со 110°С на 90°С, чтобы избежать достижения слишком высокого уровня температуры и одновременно избежать слишком значительного повышения температуры охлаждающей жидкости на входе в радиатор (показанной кривой В2) вследствие открытия термостата, вызывающего резкий скачок температуры на входе в радиатор.

На фиг.3 показан вариант выполнения устройства, позволяющий получить результаты, показанные на фиг.2. Двигатель 1 внутреннего сгорания и радиатор 2 соединены между собой участками 11, 11' замкнутого контура, по которому циркулирует охлаждающая жидкость 10. Этот контур позволяет охлаждающей жидкости протекать от двигателя 1 к радиатору 2, а затем от радиатора к двигателю по другому участку 11'. Участок 11 контура выполнен с перепускным трубопроводом 12, позволяющим охлаждающей жидкости возвращаться в двигатель 1 напрямую, минуя радиатор 2. На пути первого участка 11 контура между двигателем 1 и радиатором 2 и после перепускного трубопровода 12 установлено клапанное устройство 3 типа термостата. Это клапанное устройство 3, изображенное в виде квадрата, содержит канал (не показан) для прохода охлаждающей жидкости от двигателя 1 к радиатору 2, перекрываемый клапаном, и термостатический элемент управления этим клапаном. Этот термостатический элемент управления обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости от двигателя 1 в направлении радиатора 2, только в том случае, когда температура в последнем достигает заданного значения.

Термостатический элемент управления является элементом описанного выше типа. Принцип его работы основан на расширении объема воска, содержащегося в капсуле. Под действием температуры охлаждающей жидкости восковая капсула за счет теплового расширения, откалиброванного по температуре, управляет открытием клапана 32 через рабочий поршень. Таким образом, клапан 32 открывается или закрывается, регулируя расход охлаждающей жидкости и, в случае необходимости, перепуская жидкость через перепускной трубопровод 12. В соответствии с настоящим изобретением термостат - клапанное устройство 3 - открывается, когда температура охлаждающей жидкости достигает стандартной заданной температуры 110°С. Этот термостат содержит нагревательное средство в виде терморезистора 31, позволяющее искусственно повышать температуру воска и менять, таким образом, его заданную температуру. Иначе говоря, термостат (клапанное устройство 3), который обычно приводит в действие клапан 32, когда охлаждающая жидкость нагревается до 110°С, теперь срабатывает, когда охлаждающая жидкость достигает температуры 90°С, благодаря терморезистору 31, которое искусственно доводит термостат до 110°С. Этот терморезистор 31 предназначен для опережающего открытия клапанного устройства 3. Терморезистор 31 соединен с вычислительным устройством 4 транспортного средства, которое подает команды, необходимые для осуществления процесса.

Контур охлаждения содержит также по меньшей мере один датчик 101 температуры, установленный в участке 11 контура на выходе из двигателя 1 и на входе в клапанное устройство 3. Второй датчик 102 можно установить в участке 11 контура охлаждения между выходом из клапанного устройства 3 и входом в радиатор 2. Эти два датчика температуры тоже соединены с вычислительным устройством 4. Первый датчик 101 позволяет измерять температуру Т1 охлаждающей жидкости на выходе из двигателя. Результат измерения направляется в вычислительное устройство 4, которое сохраняет его в запоминающих средствах, находящихся в запоминающем модуле 47. Второй датчик 102 позволяет измерять температуру охлаждающей жидкости на входе в радиатор 2, а на выходе из радиатора температура может быть измерена датчиком 103. Из соображений экономии классические автотранспортные средства не оборудуют вторым датчиком 102, используемым только во время испытаний двигателя. Все измерения, необходимые для регулирования температуры двигателя во время эксплуатации автомобиля, производятся первым датчиком 101 температуры.

Таким образом, первый датчик 101 измеряет температуру Т1 охлаждающей жидкости на выходе из двигателя в момент запуска, то есть перед первым открытием клапанного устройства 3, и температуру Т2 охлаждающей жидкости на выходе из двигателя после включения 230 открытия клапанного устройства 3, как показано на фиг.4.

Измеренная в момент запуска температура Т1 сохраняется в запоминающем модуле 47 вычислительного устройства 4. Именно эту температуру Т1 сравнивают посредством первого сравнивающего модуля 41, расположенного в вычислительном устройстве 4, с температурой срабатывания Т3 клапанного устройства 3. Температура Т3 соответствует температуре, начиная с которой будет включено 230 открытие клапанного устройства 3. Поскольку оптимальная рабочая температура двигателя находится в области 90°С, температура срабатывания Т3 открытия находится в диапазоне от 80°С до 95°С и предпочтительно равна 85°С. Если заданная температура термостата должна быть 90°С, то температуру Т3 срабатывания устанавливают примерно на 85°С, чтобы дать время терморезистору 31 нагреться для включения 230 открытия, когда температура охлаждающей жидкости оказывается равной 90°С. Если установить температуру срабатывания на 90°С, то, учитывая время, необходимое для нагревания терморезистора 31, а также время реагирования узла «контур охлаждения - термостат», открытие произойдет, когда температура охлаждающей жидкости превысит 90°С. Значение температуры Т3 вводится в запоминающий модуль 47 вычислительного устройства 4 до запуска двигателя 1. Таким образом, если температура Т1 превышает заданную температуру срабатывания Т3, первый сравнивающий модуль 41 подает сигнал на модуль 46 управления терморезистором для изменения заданной температуры ТТ термостата с 110°С на 90°С, то есть, чтобы клапанное устройство 3 открывалось при температуре охлаждающей жидкости 90°С, а не 110°С, что позволяет привести в действие терморезистор 31 для искусственного повышения температуры воска и открытия клапана 32.

После срабатывания открытия клапанного устройства 3 температуру Т2 охлаждающей жидкости на выходе двигателя измеряют непрерывно при помощи датчика 101 температуры, начиная с момента, когда срабатывает открытие и до по меньшей мере первого закрытия клапанного устройства 3.

После срабатывания открытия температуру Т2 анализирует вычислительное устройство 4 во втором сравнивающем модуле 42 вычислительного устройства 4. В ходе этого анализа температуру Т2 после срабатывания открытия сравнивают с температурой Т1 до срабатывания открытия, чтобы определить отклонение Е1, соответствующее падению температуры. После этого падение температуры Е1 сравнивают с заданным значением падения температуры Т5, заранее сохраненным в запоминающем модуле 47 вычислительного устройства 4.

Третий сравнивающий модуль 43 вычислительного устройства 4 сравнивает температуру Т2 с пороговой температурой Т4, указывающей на то, что произведено открытие клапанного устройства. Пороговая температура Т4, указывающая на срабатывание открытия клапанного устройства 3, является заранее определенной величиной и превышает заданную температуру срабатывания Т3. Ее вводят в запоминающий модуль 47 до запуска двигателя.

Все три сравнивающих модуля 41, 42 и 43 соединены с запоминающим модулем 47.

Сравнения, осуществляемые вторым 42 и третьим 43 сравнивающими модулями, используют для определения закрытия клапанного устройства. Действительно, чтобы клапанное устройство 3 могло закрыться, необходимо выполнить два условия. Первое условие выполняется, когда значение падения температуры Е1 превышает заданное значения падения температуры Т5. Второе условие выполняется, когда температура Т2 после открытия клапанного устройства 3 превышает пороговую температуру Т4, указывающую на срабатывание открытия клапанного устройства 3. Если оба этих условия выполнены, на модуль управления 46 терморезистором 31 подается сигнал на остановку его работы, при этом заданная температура ТТ термостата увеличивается с 90°С до 110°С. Таким образом, при прекращении нагрева объем воска уменьшается и позволяет клапану 32 закрыться. Начиная с этого момента, терморезистор 31 больше не нагревается, и клапан 32 откроется, только если температура охлаждающей жидкости превысит 110°С.

Если оба условия не выполнены, устройство закрывается по истечении промежутка времени Т, которое определено заранее и сохранено в запоминающем модуле вычислительного устройства. Это время Т определяют в зависимости от значения температуры охлаждающей жидкости при запуске согласно заранее определенному отношению, и оно выполняет предохраняющую роль, чтобы устройство не оставалась открытым слишком долго. Заранее определенное отношение представляет собой эталонную кривую, показывающую зависимость температуры от времени открытия, и позволяет оценить время открытия, необходимое для получения достаточного снижения температуры. Чтобы определить, что время Т достигнуто, вычислительное устройство 4 снабжено счетчиком 44, установленным на ноль перед открытием клапанного устройства 3, который начинает работать после срабатывания открытия. Для этого на счетчик 44 подается сигнал через первый сравнивающий модуль 41. Когда счетчик доходит до времени Т, клапанное устройство 3 закрывается.

Вычислительное устройство 4 содержит также предохранительное средство, позволяющее убедиться, что срабатывание первого открытия после запуска произошло только один раз. С одной стороны, предохранительное средство предназначено для выполнения двух условий, указывающих на открытие клапанного устройства 3. С другой стороны, оно сверяет значение предохранительного модуля 45, установленного на заранее определенное значение во время открытия клапанного устройства 3. Если значение модуля соответствует заранее определенному значению и если оба условия, указывающие на открытие клапанного устройства 3, соблюдены, то срабатывает предохранительное средство.

Как вариант, счетчик 44 может быть использован в качестве предохранительного модуля 44 после проверки, что он стоит не на нуле.

Подробное описание работы этого устройства показано на фиг.4.

Перед запуском двигателя 1 определяют значения температуры срабатывания Т3, порога срабатывания Т4, заданного падения температуры Т5 и сохраняют 203, 204, 205 в запоминающем модуле 47 вычислительного устройства.

Во время запуска двигателя 1 его температура быстро повышается, и повышается также температура охлаждающей жидкости Т1 на выходе из двигателя 1. Эту температуру Т1 измеряют 210 на выходе из двигателя посредством датчика температуры, установленного в контуре охлаждения, и сохраняют 210 в запоминающем модуле 47 вычислительного устройства 4. Первый сравнивающий модуль 41 использует эту температуру для сравнения 220 с температурой срабатывания Т3. Если температура Т1 при запуске превышает значение температуры Т3 срабатывания, равной 85°С, и если двигатель 1 работает на холостом ходу, начинается процесс открытия 230. Двигатель 1 работает на холостом ходу, если включено зажигание и если скорость вращения двигателя является достаточной, чтобы стартер можно было больше не использовать. В этот момент первый сравнивающий модуль 41 подает сигнал на модуль 46 управления терморезистором для перехода от заданной температуры 110°С к 90°С и для включения терморезистора 31, находящегося в термостате 3. Тепло, выделяемое терморезистором 31, приводит к открытию клапана 32 клапанного устройства. Охлаждающая жидкость начинает циркулировать в направлении радиатора 2 и охлаждаться. Охлажденная радиатором 2 жидкость затем подается к двигателю 1 по участку 11' замкнутого контура, соединяющему радиатор 2 с двигателем 1, и охлаждает двигатель 1. Температура Т2 охлаждающей жидкости измеряется 240 после срабатывания открытия 230. Чтобы понижение температуры двигателя было не слишком большим, то есть, чтобы она не снижалась ниже порогового значения оптимальной рабочей температуры двигателя, устройство 3 после этого закрывается 260.

Для начала процесса закрытия 260 клапанного устройства 3 необходимо, чтобы были выполнены два условия, подтверждающие открытие клапанного устройства.

Первое условие 251 состоит в том, чтобы падение температуры Е1 охлаждающей жидкости после открытия было достаточным, то есть превышало заранее определенное минимальное заданное значение падения температуры Т5. Падение температуры соответствует разности между температурой Т1 охлаждающей жидкости в момент открытия клапанного устройства 3 и температурой Т2 охлаждающей жидкости после открытия клапанного устройства 3 и после прохождения в радиатор и двигатель. Второе условие 252 состоит в том, что значение температуры Т2 системы охлаждения после открытия должно превышать пороговую температуру Т4, указывающую на срабатывание устройства. Таким образом, температура не снижается ниже порога срабатывания.

Если эти два условия реализованы 258, клапанное устройство 3 закрывается 260, и температура остается равной значению, обеспечивающему оптимальную работу двигателя.

Если эти два условия не реализованы, клапанное устройство все равно закроется. Для этого устройство использует 233 счетчик 44, приведенный в действие во время открытия 230 клапанного устройства 3, и заранее определенное время Т с температурой Т1 охлаждающей жидкости при запуске. Это значит, что если условия не реализованы, по истечении времени Т счетчик 44 направляет 233 сигнал на модуль 46 управления терморезистором 31 для его выключения. Этот счетчик 44 выполняет функцию предохранительного средства, чтобы устройство не оставалось открытым слишком долго.

Чтобы клапанное устройство закрылось 260, модуль 46 управления, который получил необходимые сигналы, меняет заданное значение температуры термостата с 90°С на 110°С, что приводит к остановке управления терморезистором 31 и позволяет закрыть клапан 32.

Когда клапанное устройство 3 закрылось 260, охлаждающая жидкость поступает через перепускной трубопровод 12 к двигателю 1.

Предусмотрено, чтобы этот способ приводился в действие только один раз 270 за один цикл движения. Для этого во время срабатывания 210 первого открытия клапанного устройства предохранительный модуль 45 принимает значение, указывающее на открытие 230 клапанного устройства 3. Таким образом, если этот предохранительный модуль 45 установлен на определенное значение 234 и если оба условия 258 выполнены, возможность повторного срабатывания устройства будет исключена.

Таким образом, работа устройства в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие этапы:

- определение значения температуры срабатывания Т3 и сохранение 203 ее в запоминающих средствах 47 вычислительного устройства 4;

- определение 205 значения падения температуры Т5 и сохранение его в запоминающих средствах 47 вычислительного устройства 4;

- определение условий, подтверждающих открытие клапанного устройства;

- измерение 210 температуры Т1 охлаждающей жидкости, содержащейся в контуре на выходе из двигателя 1 и на выходе из клапанного устройства 3, посредством датчика 101 температуры и сохранение 201 в запоминающих средствах 47 вычислительного устройства 4;

- открытие 230 клапанного устройства 3 в случае, когда температура Т1 охлаждающей жидкости превышает температуру срабатывания Т3;

- закрытие 270 клапанного устройства.

В представленном примере клапанное устройство 3 является устройством типа термостата, однако можно использовать и другое клапанное устройство перепуска охлаждающей жидкости, например электрически управляемый клапан, и, следовательно, производить регулирование по другим дополнительным критериям, кроме температуры.

Для специалиста очевидно, что в настоящее изобретение можно вносить варианты выполнения в других специфических версиях, не выходя за рамки изобретения, следовательно, различные варианты выполнения следует рассматривать в качестве иллюстрации, но их можно изменять в объеме прилагаемой формулы изобретения, а изобретение не следует ограничивать представленными выше примерами его осуществления.

Изобретение относится к способу и устройству для управления открытием клапанного устройства контура охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащего охлаждающую жидкость, в которых открытие устройства происходит под действием нагревания охлаждающей жидкости до стандартной температуры. Согласно изобретению опережающее управляемое открытие клапанного устройства, установленного в контуре охлаждения на входе в теплообменник, осуществляют до того как температура охлаждающей жидкости достигнет значения температуры срабатывания открытия клапанного устройства, при этом сама температура срабатывания ниже стандартной температуры, а управляемое открытие происходит только при первом открывании клапанного устройства. Изобретение обеспечивает снижение расхода топлива, а также снижение токсичных загрязняющих веществ, как, например, оксиды азота. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для управления открытием клапанного устройства (3), расположенного в контуре охлаждения двигателя (1) внутреннего сгорания на участке (11) между двигателем (1) и радиатором (2), при этом в указанном участке (11) контура между выходом из двигателя (1) и входом в клапанное устройство (3) расположен датчик (101) температуры, а клапанное устройство (3) выполнено с возможностью автоматического открытия вследствие нагрева охлаждающей жидкости до стандартной температуры, отличающееся тем, что содержит средства, управляемые расположенными в вычислительном устройстве (4) вычислительными средствами, для запуска опережающего управляемого открытия (230) клапанного устройства (3), когда температура (Т1) охлаждающей жидкости выше заранее определенного значения температуры (Т3) срабатывания, и предохранительные средства для запуска опережающего управляемого открытия только при первом открытии клапанного устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства для запуска опережающего управляемого открытия (230) клапанного устройства представляют собой терморезистор (31), выполненный с возможностью предварительного увеличения температуры восковой капсулы клапанного устройства (3), вызывающей открытие клапана (32).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что размещенные в вычислительном устройстве (4) вычислительные средства содержат по меньшей мере один первый сравнивающий модуль (41), выполненный с возможностью сравнения температуры (Т1) охлаждающей жидкости с температурой срабатывания (Т3), второй сравнивающий модуль (42), выполненный с возможностью измерения падения температуры (Е1) охлаждающей жидкости после открытия клапанного устройства и сравнения его с заранее определенным заданным значением падения температуры (Т5), третий сравнивающий модуль (43), выполненный с возможностью сравнения температуры (Т2) охлаждающей жидкости на выходе двигателя после открытия клапанного устройства (3) с пороговой температурой, указывающей на действительное открытие клапанного устройства (3), и запоминающие средства (47) для сохранения этих различных значений температуры.

4. Способ управления открытием клапанного устройства контура охлаждения, использующий устройство по п.1 и включающий управляемое открытие (230) расположенного на входе радиатора (2) клапанного устройства (3) контура охлаждения до того, как температура (Т1) охлаждающей жидкости достигнет значения температуры срабатывания (Т3) открытия клапанного устройства (3), при этом температура срабатывания ниже стандартной температуры, а управляемое открытие осуществляют только при первом открытии клапанного устройства, отличающийся тем, что при работе двигателя на холостом ходу (7):
определяют (203) значение температуры срабатывания (Т3) и сохраняют (203) это значение в запоминающих средствах (47) вычислительного устройства (4),
определяют (205) значение падения температуры (Т5) и сохраняют это значение в запоминающих средствах (47) вычислительного устройства (4),
определяют условия, подтверждающие открытие клапанного устройства,
измеряют (210) температуру (Т1) охлаждающей жидкости в контуре охлаждения на выходе из двигателя (1) и на выходе из клапанного устройства (3) посредством датчика (101) температуры и сохраняют (201) ее значение в запоминающих средствах (47) вычислительного устройства (4),
подают команду на срабатывание открытия (230) клапанного устройства (3), когда температура (Т1) охлаждающей жидкости превышает температуру срабатывания (Т3),
закрывают (260) клапанное устройство.

5. Способ управления по п.4, отличающийся тем, что условиями (251, 252), подтверждающими открытие, являются:
достаточное падение температуры (Е1) охлаждающей жидкости и
превышение температурой (Т2) охлаждающей жидкости пороговой температуры (Т4), указывающей на срабатывание клапанного устройства.

6. Способ управления по п.5, отличающийся тем, что пороговая температура (Т4), указывающая на срабатывание клапанного устройства (3), превышает заданную температуру срабатывания (Т3).

7. Способ управления по п.5, отличающийся тем, что падение температуры является достаточным, когда разность между температурой (Т1), измеренной во время открытия клапанного устройства, и температурой (Т2), измеренной после открытия, превышает заранее определенное значение падения температуры (Т5).

8. Способ управления по п.4, отличающийся тем, что открытие (230) клапанного устройства осуществляют путем подачи команды на включение средства нагревания, находящегося в клапанном устройстве (3), что позволяет заранее достичь стандартной температуры, обеспечивающей открытие клапанного устройства.

9. Способ управления по п.4, отличающийся тем, что закрытие (260) клапанного устройства производят, если реализуются условия, подтверждающие открытие, или по истечении промежутка времени Т, если условия, подтверждающие открытие, не реализуются.

10. Способ управления по п.9, отличающийся тем, что время Т определяют в зависимости от температуры охлаждающей жидкости при запуске согласно заранее определенному отношению и сохраняют в запоминающих средствах вычислительного устройства.

11. Способ управления по п.4, отличающийся тем, что срабатывание открытия (230) клапанного устройства устанавливает предохранительный модуль (45) на заранее определенное значение, указывающее на срабатывание открытия (230) клапанного устройства.

12. Способ управления по п.4, отличающийся тем, что опережающее управляемое срабатывание только во время первого открытия (270) обеспечивается за счет установки предохранительного модуля (45) на заранее определенное значение, указывающего на открытие клапанного устройства, и выполнения (258) обоих условий (251, 252), подтверждающих это открытие.