DE602004010210T2

DE602004010210T2 - Hydraulisches Ventilator-antriebssystem mit binäre Steuerung

Info

Publication number: DE602004010210T2
Application number: DE602004010210T
Authority: DE
Inventors: Neil E. Jackson Robb; James E. Ceresco Ignatovich; Dale M. Marshall Pickelman; Theodore A. Jackson Malott; Gary E. Indianapolis Hart
Original assignee: BorgWarner Inc; Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2024-08-19
Also published as: DE602004010210D1; US20050047567A1; US7047911B2; EP1510716A1; EP1510716B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft allgemein Ventilatorantriebssysteme und insbesondere ein hydraulisches Ventilatorantriebssystem mit binärer Steuerstrategie. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Eingriffs eines zum Antrieb eines Ventilators in einem hydraulisch gesteuerten Ventilatorantriebssystem verwendeten Kupplungspakets.
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft Reibkupplungsvorrichtungen und Fluidkupplungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Reibkupplungsanordnungen und Visko-Antriebe, wobei die Fluidkupplungsvorrichtungen jener Art sind, die sowohl eine Fluidarbeitskammer als auch eine Fluidspeicherkammer sowie ein Ventil zum Steuern der Fluidmenge in der Arbeitskammer umfasst.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorteilhaft in verschiedenen Konfigurationen und Anwendungsbereichen verwendet werden kann, ist sie insbesondere in einer Kupplungsvorrichtung der verwendeten Art zum Antreiben eines Kühlerkühlventilators einer Brennkraftmaschine für einen straßengängigen Lastwagen vorteilhaft, beispielsweise einen Lastwagen der Klasse 8, und wird in Verbindung mit diesem beschrieben.
Reibkupplungsvorrichtungen und Fluidkupplungsvorrichtungen, die Kühlerkühlventilatoren antreiben, umfassen allgemein trockene Reibkupplungsanordnungen bzw. Visko-Antriebskupplungsanordnungen.
Trockene Reibkupplungsanordnungen weisen meist zwei Betriebszustände „EIN und AUS" auf, welche dann gelten, wenn eine Reibkupplung entweder voll eingerückt oder voll ausgerückt ist. Wenn eine Reibkupplungsanordnung für Kühlung sorgt, ist die Kupplung voll eingerückt und rutscht nicht. Wenn die Reibkupplungsanordnung nicht für Kühlung sorgt, ist die Anordnung voll ausgerückt, und die Rutschgeschwindigkeit zwischen einer Kupplungsplatte und einer Eingriffsfläche liegt bei einem Höchstwert.
Die trockenen Reibkupplungsanordnungen weisen im Allgemeinen geringe Wärmekapazität auf, da sie typischerweise keine Kühlmechanismen für den Fluidstrom enthalten. Somit weisen die Kupplungsanordnungen eine minimale Kühlfähigkeit auf und können Zyklen nicht in kurzen Zeiträumen wiederholen. Des Weiteren sind die Kupplungsanordnungen auf Grund der geringeren Wärmekapazität auch in der Drehmomentkapazität derart eingeschränkt, dass sie nicht bei hohen Motorumdrehungszahlen pro Minute (U/min) oder hohen Motordrehzahlen eingerückt werden können. Durch die Wärmeenergie, die während des Einrückens bei hohen Motordrehzahlen (U/min) erzeugt wird, kann die Kupplungsanordnung „ausglühen" oder funktionsunfähig werden.
Dagegen sind Visko-Antriebskupplungsanordnungen sehr beliebt geworden, da sie Zyklen wiederholen, bei höheren Motordrehzahlen in Eingriff kommen und veränderliche Eingriffsgrade aufweisen können. Visko-Antriebe besitzen einen Eingriffsarbeitsbereich und werden bei höheren Motordrehzahlen weniger in Eingriff und bei niedrigeren Motordrehzahlen im Allgemeinen mehr in Eingriff gebracht. Visko-Antriebe werden für die Zwecke der inneren Flüssigkeitsscherwirkung niemals voll in Eingriff gebracht.
Leider sind Visko-Antriebe auch thermisch und torsionsmäßig beschränkt. Visko-Antriebe rutschen immer in bestimmtem Maße, was dazu führt, dass sie sich bei Betriebs-Spitzendrehzahlen bei vollem Eingriff oder bei höheren Drehzahlen als den ursprünglich ausgelegten nicht drehen können. Da Visko-Antriebe dauernd rutschen, erzeugen sie im Gegensatz zu Reibkupplungsanordnungen ständig Wärme. Visko-Antriebe sind außerdem dadurch beschränkt, dass der Visko-Antrieb und der Kühlventilator um so größer und kostspieliger sind, je mehr Kühlung für den Motor benötigt wird. Mithin können Visko-Antriebskupplungsanordnungen bei erhöhtem Motorkühlbedarf hinsichtlich Größe und Kosten unpraktisch sein.
Auf Grund von erhöhtem Motorkühlbedarf besteht derzeitig Bedarf an einem Ventilatorantriebssystem, welches nicht nur für ein erhöhtes Maß an Kühlung gegenüber traditionellen Ventilatorantriebssystemen sorgen kann, sondern dass dieses auch die zugehörigen Vorteile einer Reibkupplungsanordnung und von Visko-Antriebskupplungsanordnungen ohne die zugehörigen Nachteile aufweist. Das Ventilatorantriebssystem soll erwünschtermaßen auch praktisch und hinsichtlich Größe und Kosten angemessen sein, so dass diese annähernd ähnlich denen von traditionellen Ventilatorantriebssystemen sind und diese vorzugsweise nicht übersteigen.
Ein Ventilatorantriebssystem nach dem Stand der Tecknik nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US-A-5 667 045 bekannt.
Um diese Probleme anzusprechen, sind ein neues System und ein neues Verfahren zum Ineingriffbringen eines Ventilatorantriebs entwickelt worden. Dieses System, das in der am 21. Juli 2003 eingereichten US-Patentanmeldung mit der lfd. Nr. 10/624070 mit dem Titel „Hydraulic Controlled Fan Clutch with Integral Cooling" (Hydraulisch gesteuerte Ventilatorkupplung mit integrierter Kühlung) von Robb et al. und in der deren Priorität beanspruchenden entsprechenden europäischen Patentanmeldung EP 1 500 837 A , die keinen Teil des Stands der Technik gemäß Artikel 54(2) EPÜ bildet, beschrieben wird, offenbart ein hydraulisch gesteuertes Ventilatorantriebssystem mit einem bestimmten Eingriffsverfahren. Das hydraulisch gesteuerte System umfasst eine Gehäuseanordnung, die ein Hydraulikfluid und einen Eingriffskreis enthält. Der Eingriffskreis enthält ein in der Gehäuseanordnung gekoppeltes Pitotrohr, das mindestens einen Teil des Hydraulikfluids aufnimmt. Ein Eingriffskreis bringt als Reaktion auf die Zufuhr des Hydraulikfluids vom Pitotrohr die Gehäuseanordnung mit einer Ventilatorwelle in Eingriff.
Einer der mehreren Vorteile des oben angeführten Kupplungsmechanismus ist, dass er Fluidgeschwindigkeit durch Verwendung des Pitotrohres in Druck umwandelt, um eine normale Kraft für Eingriffszwecke zu erzeugen. Damit sorgt der Kupplungsmechanismus für einen variablen Eingriff über eine innere Steuerung des Hydraulikdrucks. Mit dem Pitotrohr wird eine kostengünstige Druckzuführungsquelle geschaffen, die minimalen Platz innerhalb des Ventilatorantriebssystems benötigt. Zum Ausrücken der Reibkupplung stellt eine Fluidsteuerung den von dem Kolben erhaltenen statischen Druck durch Steuerung des Fluidstroms durch einen Steuerzweig durch den mittleren Hauptkanal über den Rückführkanal ein, wonach das Fluid zum Behälter zurückkehrt. Die Fluidsteuerung wirkt im Wesentlichen als ein EIN/AUS-Mechanismus, um den statischen Druck gegebenenfalls abzubauen und dadurch den Kupplungsmechanismus entweder ein- oder auszurücken. Der Kupplungsmechanismus stellt keine statische Druckhöhe im mittleren Bereich im Pitotrohr bereit, die dazu verwendet werden kann, eine teilweise eingerückte Kupplung auf Grundlage eines Viskofluid- Kupplungsmechanismus zu schaffen, wodurch eine genauere Steuerung der Kühlfähigkeiten des Kühlsystems gestattet wird.
Es ist somit höchst wünschenswert, ein robustes Ventilatorantriebssystem zu schaffen, das bei den verschiedensten Ventilatorkupplungsanwendungen verwendet werden kann und in der Lage ist, bei irgendeiner gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit und irgendeinem gegebenen Riemenscheibenverhältnis statische Drücke in den Pitotrohren zu steuern, um eine Steuerung einer Drehgeschwindigkeit mittlerer Höhe zu schaffen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein robustes Ventilatorantriebssystem bereit, das bei den verschiedensten Ventilatorkupplungsanwendungen verwendet werden kann und in der Lage ist, bei irgendeiner gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit und irgendeinem gegebenen Riemenscheibenverhältnis statische Drücke in den Pitotrohren zu steuern, die verwendet werden, um den Kupplungsmechanismus einzurücken, teilweise einzurücken oder auszurücken. Somit schafft die Erfindung eine so genannte Steuerung einer Drehgeschwindigkeit mittlerer Höhe. Die vorliegende Erfindung stellt zwei oder mehr EIN/AUS-Betätigungsvorrichtungen bereit, die in Reihe koordiniert sind, um so viele Durchfluss/Druck-Kombinationen zu erhalten wie gewünscht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Paar Gleitventilkolben, einer innerhalb des anderen, als Betätigungsvorrichtungen verwendet. Jeder Ventilkolben ist mit einer Feder und einem magnetischen Spulenaufbau verbunden, der einen EIN/AUS-Betätigungsmechanismus verwendet. Des Weiteren weist der äußere Ventilkolben ein inneres und ein äußeres Dosierventil auf. Wenn sich beide Spulen in der AUS-Position befinden, ist jeder der Ventilkolben so vorgespannt, dass ein Körperbereich des inneren Ventilkolbens den Fluidstrom vom Pitotrohr zu einem Fluidbehälter durch das Dosierventil verhindert und dadurch maximalen Druck an den Ventilkolben bereitstellt, um den Ventilator über einen Reibkupplungsmechanimus in Eingriff zu bringen.
Wenn sich beide Spulen in der EIN-Position befinden, sind die Ventilkolben vorgespannt, um freien Fluidstrom (das heißt statischen Druck) vom Pitotrohr durch das äußere Dosierventil und zum Behälter zurück zu gestatten. Dieser abgebaute statische Druck gestattet, dass ein gekoppelter Kolben in eine nicht vorgespannte Position zurückkehrt, so dass der Kupplungsmechanismus (der Reib- oder Viskoart) nicht eingerückt ist.
Wenn sich die äußere Spule in der EIN-Position und die innere Spule in der AUS-Position befindet, wird ein gedrosselter Fluidstrom aus dem Pitotrohr durch das äußere Dosierventil zum Behälter erreicht. Der Kolben ist teilweise aus einer ganz eingerückten Kupplungsposition unvorgespannt, die so definiert ist, dass Kupplungsplatten zwar ausgerückt sind, aber sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Dies gestattet einen Kupplungseingriff über einen Visko-Antriebsmechanismus, wodurch eine Ausgangsgeschwindigkeit mittlerer Höhe oder Zwischenausgangsgeschwindigkeit erreicht wird.
Wenn sich die äußere Spule in der AUS-Position und die innere Spule in der EIN-Position befindet, wird ein gedrosselter Fluidstrom aus dem Pitotrohr durch das innere Dosierventil zum Behälter erreicht. Die Strommenge kann im Vergleich zur im vorherigen Absatz beschriebenen EIN/AUS-Position in Abhängigkeit von dem zwischen dem inneren und dem äußeren Ventilkolben an einer Stelle, an der Fluid durch das Dosierventil strömt, erzeugten Spalt größer oder kleiner sein. Der Kolben wird aus einer vollständig eingerückten Kupplungsposition teilweise unvorgespannt, die so definiert ist, dass die Kupplungsplatten ausgerückt sind, aber sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Dies gestattet Kupplungseingriff über einen Visko-Antriebsmechanismus, wodurch eine zweite Ausgangsgeschwindigkeit mittlerer Höhe oder Zwischenausgangsgeschwindigkeit erreicht wird.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform, der so genannten binären Steuerung mit festgelegter Parallelöffnung, ist der Zufuhrstrom in zwei oder mehr getrennte Kanäle oder Öffnungen mit unterschiedlichem Öffnungsdurchmesser aufgegliedert. Ein elektronisch gesteuertes Ventil ist in jeder der Öffnungen gekoppelt, das den Fluidstrom aus dem Pitotrohr zum Behälter schließen kann, wenn es aktiviert wird, oder den Strom gestatten kann, wenn es deaktiviert wird. Wie oben, wird durch Schließen beider Ventile Reibeingriff des Kupplungsmechanismus erreicht, wodurch bei einer gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit und einem gegebenen Riemenscheibenverhältnis maximaler statischer Druck im Pitotrohr erreicht wird. Durch Öffnen beider Ventile wird ein Abbau des maximalen statischen Drucks erreicht, wodurch der Kupplungsmechanismus ausgerückt wird. Durch Öffnen eines der zwei Ventile wird ein teilweiser Abbau des Drucks erreicht, wodurch Steuerung mittlerer Geschwindigkeit bei einer gegebenen Eingangsdrehgeschwindigkeit und einem gegebenen Riemenscheibenverhältnis gestattet wird. Um den Strom durch jeden Kanal weiter zu differenzieren kann eine Drossel anderer Größe in der Öffnung platziert werden.
Die vorliegende Erfindung als solche wird zusammen mit den innewohnenden Vorteilen am besten an Hand der folgenden ausführlichen Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den anliegenden Figuren verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, in dem ein hydraulisch gesteuertes Ventilatorantriebssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genutzt wird;
2 ist eine Querschnittsansicht des hydraulisch gesteuerten Ventilatorantriebssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Fluidsteuerung von 2, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei ein Paar elektronischer Stellglieder sich beide in einer AUS-Position befinden;
4 ist eine vergrößerte Ansicht der Fluidsteuerung von 2, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei ein Paar elektronischer Stellglieder sich beide in einer EIN-Position befinden; und
5 ist eine vergrößerte Ansicht der Fluidsteuerung von 3, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei das eine des Paars elektronischer Stellglieder, das mit dem äußeren Ventilkolben verbunden ist, sich in einer AUS-Position befindet, und das andere des Paars elektronischer Stellglieder, das mit dem inneren Ventilkolben verbunden ist, sich in einer EIN-Position befindet:
6 ist eine vergrößerte Ansicht der Fluidsteuerung von 3, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei das eine des Paars elektronischer Stellglieder, das mit dem inneren Ventilkolben verbunden ist, sich in einer AUS-Position befindet, und das andere des Paars elektronischer Stellglieder, das mit dem äußeren Ventilkolben verbunden ist, sich in einer EIN-Position befindet;
7 ist eine vergrößerte Ansicht eines hydraulisch gesteuerten Ventilatorantriebssystems gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESTE DURCHFÜHRUNGSWEISE(N) DER ERFINDUNG
In den folgenden Figuren werden zur Bezeichnung von gleichen Teilen die gleichen Bezugszahlen verwendet. Zwar wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein Verfahren und ein System für ein hydraulisch gesteuertes Ventilatorantriebssystem beschrieben, jedoch kann die vorliegende Erfindung an verschiedene Systeme angepasst und auf diese angewandt werden, zu denen Fahrzeugsysteme, Kühlsysteme, Ventilatorantriebssysteme, Reibantriebssysteme oder andere Systeme gehören.
In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Betriebsparameter und Teile für eine konstruierte Ausführungsform erläutert. Diese speziellen Parameter und Teile sind als Beispiele enthalten und sollen nicht einschränkend sein.
Ebenso werden in der folgenden Beschreibung verschiedene Ventilatorantriebsteile und -anordnungen als veranschaulichendes Beispiel beschrieben. Die Ventilatorantriebsteile und -anordnungen können abhängig von dem Anwendungszweck modifiziert werden.
In 1 wird nunmehr eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 10 gezeigt, bei welchem ein hydraulisch gesteuertes Ventilatorantriebssystem 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genutzt wird. Bei dem System 12 wird Drehungsenergie von einem flüssigkeitsgekühlten Motor 14 mit einem höheren Verhältnis zum Drehen eines Kühlerkühlventilators 16 verwendet, um für einen Luftstrom durch einen Kühler 18 zu sorgen. Das System 12 umfasst eine Gehäuseanordnung 20, welche an einer Riemenscheibe 22 befestigt ist, welche in einem Motorraum 25 über zwei Riemen 24 mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors 14 verbunden ist und sich relativ zu dieser dreht. Natürlich kann die vorliegende Erfindung im Verhältnis zu verschiedenen Teilen und über eine Anzahl von Riemen oder über andere Verbindungsvorrichtungen, beispielsweise eine Steuerkette, verhältnismäßig wirksam sein. Die Gehäuseanordnung 20 ist über eine Befestigungskonsole 26 an dem Motor 14 angebracht. Die Gehäuseanordnung 20 bringt den Ventilator 16 während gewünschter Kühlzeiträume hydraulisch in Eingriff, um die Temperatur des Motors 14 zu senken oder andere Aufgaben zu verrichten, die im Folgenden weiter erläutert werden.
Der Ventilator 16 kann mit jedem geeigneten Mittel, wie es allgemein in der Technik wohlbekannt ist, an der Gehäuseanordnung 20 befestigt werden. Es versteht sich jedoch, dass sich die Verwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf eine spezielle Gestaltung des Systems 12 oder der Ventilatorbefestigungsanordnung oder einen speziellen Anwendungszweck für das System 12 beschränkt, wenn es im Folgenden nicht ausdrücklich angemerkt ist.
In den 2 und 3–6 werden nunmehr ein erster Teil und ein zweiter Teil einer Querschnittsansicht des Systems 12 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in voll eingerückter Kupplungsposition gezeigt. Das System 12 umfasst einen Eingangskreis 30, die Gehäuseanordnung 20, eine Kolbenanordnung 34, einen Eingriffskreis 36 mit einem mechanischen Teil 38 und einem elektrischen Teil 40 sowie einen variablen Kühl- und Schmierkreis 42. Der Eingangskreis 30 liefert Drehungsenergie zu der Gehäuseanordnung 20. Der Eingriffskreis 36 bringt die Gehäuseanordnung 20 über die Kolbenanordnung 34 mit der Ventilatorwelle 44 in Eingriff, um den Ventilator 16 in Drehung zu versetzen. Der Ventilator 16 kann über Keile 46, welche in die Ventilatorwelle 44 eingeschraubt sind, oder mit anderen in der Technik bekannten Methoden, wie beispielsweise einer Kopplung mit der Ventilatornabe 47, mit der Ventilatorwelle 44 verbunden werden. Die Ventilatorwelle 44 kann in der gezeigten Weise eine einzige Einheit sein oder kann in einen Ventilatorwellenabschnitt und einen Kupplungswellenabschnitt aufgeteilt sein. Der variable Kühlkreis 42 sorgt für die Verteilung des Hydraulikfluids 48 auf die gesamte Gehäuseanordnung 20 und wiederum auf die Kühl- und Schmierteile in dieser. Das Hydraulikfluid 48 kann ein Fluid auf Ölbasis oder ein ähnliches, in der Technik bekanntes Fluid sein.
Der Eingangskreis 30 enthält die Riemenscheibe 22, welche sich in einer Gruppe von Scheibenlagern 50 um die Befestigungskonsole 26 dreht. Die Scheibenlager 50 werden zwischen Scheibenlagervertiefungen 52 in einem inneren Stufenkanal 54 der Riemenscheibe 22 und Scheibenlagerhalteringen 56 gehalten, welche sich in Scheibenringschlitze 58 in einer Innenwand 60 der Riemenscheibe 22 hinein ausdehnen. Wie in der Technik bekannt ist, kann die Riemenscheibe 22 verschiedener Art und Ausführung sein. Der innere Kanal 54 entspricht einer ersten mittleren Öffnung 62 in der Gehäuseanordnung 20. Das Hydraulikfluid 48 fließt durch die mittlere Öffnung 62 hindurch in den inneren Kanal 54 und kühlt und schmiert die Lager 50. In dem inneren Kanal 54 auf einer Motorseite 66 der Riemenscheibe 22 sitzt eine erste Dichtung 64, um das Hydraulikfluid 48 in der Gehäuseanordnung 20 zu halten.
Die Gehäuseanordnung 20 umfasst ein druckgegossenes Körperglied 70 und ein druckgegossenes Abdeckungsglied 72, welche durch Kanäle 73 des Außenumfangs 74 des druckgegossenen Körperglieds 70 und des druckgegossenen Abdeckungsglieds 72 hindurch von (nicht gezeigten) Schrauben aneinander gesichert werden können. Das druckgegossene Körperglied 70 und das Abdeckungsglied 72 können auch unter Verwendung anderer in der Technik bekannter Verfahren aneinander gesichert werden. Es versteht sich, dass sich die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verwendung mit einem gegossenen Abdeckungsglied beschränkt, sondern auch mit anderen Gliedern, beispielsweise einem ausgestanzten Abdeckungsglied, verwendet werden kann. Die Gehäuseanordnung 20 ist über (nicht gezeigte) Befestiger, welche sich durch das Abdeckungsglied 20 hindurch in die Riemenscheibe 22 erstrecken, in bezeichneten Befestigerlöchern 76 an der Riemenscheibe 22 befestigt. Die Gehäuseanordnung 20 dreht sich in direktem Verhältnis zu der Riemenscheibe 22 und läuft in einem Gehäuselager 78, welches zwischen der Gehäuseanordnung 20 und der Ventilatorwelle 44 vorhanden ist. Das Gehäuselager 78 wird in der Gehäuseanordnung 20 zwischen einer entsprechenden Gehäuselagervertiefung 80 in dem Körperglied 70 und einem Gehäuselagerhaltering 82 gehalten, welcher sich in einen Gehäuseringschlitz 84 ausdehnt. In dem Körperglied 70 ist eine zweite mittlere Öffnung 86 vorhanden, damit das Hydraulikfluid 48 auch durch die Gehäuselager 78 zirkulieren und diese kühlen und schmieren kann. Auf einer Ventilatorseite 90 der Gehäuseanordnung 20 sitzt eine zweite Dichtung 88, um das Hydraulikfluid 48 in der Gehäuseanordnung 20 zu halten.
Das Körperglied 70 weist einen Fluidspeicher 92 auf, in welchem das Hydraulikfluid 48 enthalten ist. Mit einer Außenseite 96 des Körperglieds 70 sind Kühlrippen 94 verbunden und funktionieren als Wärmetauscher, indem sie Wärme aus dem Hydraulikfluid 48 abführen und sie in den Motorraum 25 abgeben. Das Abdeckungsglied 72 kann mit Hilfe verschiedener in der Technik bekannter Verfahren an dem Körperglied 70 befestigt werden. Man beachte, dass der Ventilator 16 zwar als an dem Körperglied 70 befestigt gezeigt ist, jedoch auch mit dem Abdeckungsglied 72 verbunden werden kann.
Die Kolbenanordnung 34 umfasst ein Kolbengehäuse 100, das starr mit einem Verteilungsblock 102 verbunden ist, welcher an einem ersten Ende 104 starr mit der Konsole 26 verbunden ist. An einem zweiten Ende 108 ist der Verteilungsblock 102 mit einem Ventilatorwellenlager 106 verbunden, wodurch sich die Ventilatorwelle 44 um das zweite Ende 108 herum drehen kann. Das Kolbengehäuse 100 weist einen Pitotrohr-Hauptkanal 110 auf, welcher einen Kolbenzweig 112 aufweist, damit das Hydraulikfluid 48 zu einem sich verschiebenden Kolben 116 und zu einem Hydraulikfluidregler 118 fließen kann. Der Kolben 116 ist mit einem toroidförmigen Kanal 120 des Gehäuses 100 verbunden und weist eine Druckseite 122 und eine Antriebsseite 124 jeweils mit einer Drucktasche 126 und einer Antriebstasche 128 auf.
Des Weiteren ist ein Eingriffskreis 36 in der Gehäuseanordnung 20 enthalten und enthält einen Hydraulikfluid-Zuführkreis 132, eine Kupplungsplattenanordnung 134, eine Rücklaufanordnung 136 und einen Steuerkreis 138.
Die Kupplungsplattenanordnung 134 umfasst ein Kupplungspaket 156 in einem Trommelgehäuse 158. Das Kupplungspaket 156 enthält die mehreren Kupplungsplatten 144 in Trennung in eine erste Reihe 160, oder Eingangskupplungsplatten 160, welche mit dem Trommelgehäuse 158 gekoppelt sind, und eine zweite Reihe 162, oder Ausgangskupplungsplatten 162, welche mit der Ventilatorwelle 44 gekoppelt sind. Natürlich kann eine beliebige Anzahl von Kupplungsplatten 144 verwendet werden. Die Anzahl von Kupplungsplatten 144, die die erste Reihe 160 sowie die zweite Reihe 162 definieren, kann in Abhängigkeit von der gewünschten Eingriffswirkung und in Abhängigkeit von Platzbeschränkungen von einer zu mehreren Kupplungsplatten variieren. Der Steuerkreis 138 steuert den Betrieb des Kolbens 116 und seinen Eingriff mit der Endplatte 140.
Obgleich eine Reihe von Kupplungsplatten 144 zur Ineingriffnahme des Ventilators 16 verwendet wird, können auch andere, in der Technik bekannte Eingriffstechniken verwendet werden.
Der Hydraulikkreis 132 legt an Kolben 116 Druck an, um die Endplatte 140 anzutreiben, welche in einem Trennlager 142 zwischen der Endplatte 140 und dem Kolben 116 läuft, um Druck an die Eingangskupplungsplatten 160 anzulegen. Die Eingangskupplungsplatten 160 nehmen die Ausgangskupplungsplatten 162 in Eingriff, die sich als Reaktion auf den Eingriffsgrad (entweder Reibeingriff oder Viskoeingriff) drehen. Die sich drehenden Ausgangskupplungsplatten 162 drehen wiederum als Reaktion die Ventilatorwelle 44 und den Ventilator 16. Die Ventilatorwelle 44 weist mehrere Kühldurchlässe 164 auf, welche sich zwischen einer Ventilatorwellenkammer 166 und einer inneren Trommelkammer 168 erstrecken, und die das Passieren von Fluid 48 darin ermöglichen. Nach dem Eintreten in die Trommelkammer 168 läuft das Fluid 48 über die Platten 144 hinweg und kühlt sie direkt und fließt durch Schlitze 170 in dem Trommelgehäuse 158 hindurch in den Fluidspeicher 92 zurück. Die Schlitze 170 können verschiedene Größe und Form und verschiedene Ausrichtungen relativ zu der mittleren Achse 130 aufweisen. Zwar sind die Kühldurchlässe 164 als senkrecht zu der mittleren Achse 130 verlaufend dargestellt, können jedoch ähnlich wie die Schlitze 170 auch parallel zu der mittleren Achse 130 verlaufen.
Der Hydraulikkreis 132 kann eine Trennplatte 146 enthalten, welche eine verhältnismäßig heiße Hohlraumseite 148 von einer verhältnismäßig kalten Hohlraumseite 150 des Fluidspeichers 92 und von einem Druckpitotrohr 152 trennt. Das Druckrohr 152 ist zwar in Rohrform gezeigt, kann jedoch verschiedene Größen und Formen aufweisen. Das Druckrohr 152 nimmt Hydraulikfluid 48 aus der kühlen Seite 150 heraus auf, sorgt aufgrund des Stroms des Fluids 48 infolge der Drehung der Gehäuseanordnung 20 für das Kühlen des Eingriffskreises 36 und befördert das Fluid 48 in einem radialen Muster um einen Innenumfang 154 der Gehäuseanordnung 20 herum. Das Druckrohr 152 ist starr mit dem Hauptkanal 110 verbunden und ist deshalb ortsfest. Wenn Fluid 48 um den Innenumfang 154 herum zirkuliert, tritt ein Teil des Fluids 48 in das Druckrohr 152 ein und bringt Druck auf die Druckseite 122 des Kolbens 116 auf. Die von dem durch das Druckrohr 152 fließenden Fluid 48 erzeugte Differentialgeschwindigkeit kann nach der Bernoullischen Gleichung ausgedrückt werden, welche als Gleichung 1 gezeigt ist.
Bei Verwendung von Gleichung 1 wird die entstandene Geschwindigkeit V an der Kupplungsplattenanordnung 134 in Bezug auf Geschwindigkeitsdruck P, Dichte ρ und Schwerkraft g dargestellt. Mithin nimmt dann, wenn die Drehgeschwindigkeit der Gehäuseanordnung 20 zunimmt, der auf die Kupplungsanordnung 134 aufgebrachte Druck ebenfalls zu und sorgt für eine variable Antriebsdrehzahl des Ventilators 16, wie im Folgenden weiter erläutert wird. Der Druck P in dem Druckrohr 152 ändert sich proportional zu dem Quadrat der Geschwindigkeit V, und da sich das Drehmoment des Ventilators 16 ebenfalls mit dem Quadrat der Geschwindigkeit V ändert, dreht sich der Ventilator 16 mit einem annähernd proportional konstanten Prozentsatz der Eingangsdrehzahl oder Geschwindigkeit V.
Da der Ventilator 16 auf Grund des Proportionaldrucks in dem Druckrohr 152 bei niedrigen Motordrehzahlen, beispielsweise während eines Leerlaufzustands, eine variable Antriebsdrehzahl aufweist, dreht sich der Ventilator 16 mit einer niedrigen Drehzahl. Wenn der Motor 14 auf AUS geschaltet ist, herrscht ein minimales Drehmoment in dem Ventilator 16, welches im Gegensatz zu demjenigen in Systemen nach dem Stand der Technik von den Riemen 24 aufgenommen werden kann. Wenn sich in einem herkömmlichen Ventilatorkupplungssystem ein Ventilator dreht oder im Eingriff steht, dreht sich der Ventilator typischerweise mit einer hohen Drehzahl. Wenn ein Motor auf AUS geschaltet ist, wird das in dem herkömmlichen Ventilator und dem Ventilatorkupplungssystem herrschende Drehmoment in die Motorriemen übertragen, was die Riemen beeinträchtigt und beschädigt. In manchen herkömmlichen Systemen sind elektronische Steuervorrichtungen derart eingebaut, dass dann, wenn ein Zündsystem auf AUS geschaltet wird, das Ventilatorkupplungssystem ausgerückt wird, bevor der Motor auf AUS geschaltet wird. Die zusätzlichen elektronischen Steuervorrichtungen erhöhen Kompliziertheit und Kosten. Ebenso ist es im Allgemeinen unerwünscht, dass ein Motor über einen Zeitraum weiterlaufen kann, nachdem die Zündung auf AUS geschaltet ist. Die vorliegende Erfindung macht zusätzliche elektronische Steuervorrichtungen und das anfängliche Ausrücken eines Ventilatorkupplungssystems auf Grund der Konstruktion von dessen proportionalem Ventilatordrehzahlsystem unnötig.
Die Rücklaufanordnung 136 umfasst eine Gruppe von Rückstellfedern 172 und eine Federhalterung 174. Die Federn 172 sitzen in der Ventilatorwellenkammer 166 und sind zwischen der Ventilatorwelle 44 und der Federhalterung 174 gekoppelt. Die Federhalterung 174 weist einen Viertelquerschnitt auf, der eine "L"-Form besitzt und zwischen der Antriebsseite 124 und der Endplatte 140 gekoppelt ist. Die Federn 172 sind zusammengedrückt und üben Kraft auf den Kolben 116 aus, so dass die Kupplungsplatten 144 ausgerückt werden, wenn der Fluiddruck auf der Druckseite 122 unterhalb einer vorgegebenen Höhe liegt.
Der Steuerkreis 138 umfasst den Verteilungsblock 102, die Fluidsteuerung 118 und eine Hauptsteuerung 176. Der Verteilungsblock 102 kann verschiedene Konfigurationen aufweisen, welche von Art und Ausführung der Fluidsteuerung 118 abhängen, wobei nur eine gezeigt ist. Der Verteilungsblock 102 enthält einen Rücklaufkanal 177. Die Fluidsteuerung 118 kann in einen mittleren Hauptkanal 178 des Blocks 102 gekoppelt werden, den durch den Rücklaufkanal 177 laufenden Fluidstrom einstellen, in die Konsole 26 gekoppelt werden oder außerhalb des Blocks 102 und der Konsole 26 liegen. In der gezeigten Weise stellt die Fluidsteuerung 118 den Fluidstrom über den mittleren Hauptkanal 178 durch den Rücklaufkanal 177 ein, wonach das Fluid 48 in den Behälter 92 zurückfließt. Wenn der Fluidstrom 48 durch den Rücklaufkanal 177 eingestellt wird, stellt die Fluidsteuerung 118 den von dem Kolben 116 aufgenommenen Druck ein. Wenn die Fluidsteuerung 118 den Fluidstrom durch den Rücklaufkanal 177 hindurch vermindert, steigt der Druck in dem Kolbenzweig 112 und an dem Kolben 116 an.
Die Fluidsteuerung 118 wird dazu verwendet, den statischen Druck des im Pitotrohr 152 enthaltenen Fluids 48 zu steuern. Die Fluidsteuerung 118 gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie hier beschrieben, setzt eine binäre Steuerstrategie ein, um unterschiedlichen Druckabbau vom Druckpitotrohr 152 bereitzustellen, die dazu ausgeführt sind, das Eingriffsausmaß eines nassen Reibkupplungssystems zu ändern.
Mit der Fluidsteuerung 118 kann eine Hauptsteuerung 176 elektrisch verbunden sein und kann in dem System 12 enthalten oder kann in der gezeigten Weise von dem System 12 getrennt sein. Die Hauptsteuerung 176 basiert vorzugsweise auf einem Mikroprozessor, beispielsweise einem Computer mit einer Zentraleinheit, einem Speicher (RAM und/oder ROM), und zugeordneten Eingangs- und Ausgangsbussen. Die Hauptsteuerung 176 kann Teil einer zentralen Fahrzeug-Hauptsteuereinheit, ein interaktives Fahrzeugdynamikmodul und ein Kühlsystemregler sein oder kann in der gezeigten Weise eine selbständige Steuerung sein. Die Hauptsteuerung 176 erzeugt ein Kühlungssignal mit Informationen darin, beispielsweise wenn Kühlung erwünscht ist und der gewünschte Grad der Kühlung. Als Reaktion auf das Kühlungssignal stellt die Fluidsteuerung 118 den Strom des Fluids 48 vom Druckpitotrohr 152 zum Hauptkanal 178 und zum Fluidbehälter 92 zurück ein.
Des Weiteren kann die Hauptsteuerung 176 zum Unterlasten oder Vermindern der Drehzahl des Motors 14 und zum Vermindern der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 verwendet werden. Selbst dann, wenn keine Kühlung gewünscht ist, kann die Hauptsteuerung 176 die Fluidsteuerung 118 aktivieren, um den Druck auf den Kolben 116 zu erhöhen und den Ventilator 16 in Eingriff zu bringen. Da mindestens ein minimaler Drehmomentbetrag zum Betreiben des Ventilators 16 genutzt wird, kann dadurch die Drehzahl des Motors 14 vermindert werden, wobei alles andere gleich bleibt.
Der Kühlkreis 42 umfasst ein zweites Pitotrohr oder Schmierrohr 182. Zwar ist nur ein einziges Schmierrohr gezeigt, jedoch kann jede beliebige Anzahl von Schmierrohren verwendet werden, insbesondere in Anwendungsbereichen, in denen ein erhöhter Strom erwünscht ist. Das Schmierrohr 182 sorgt für hohe Durchflussmengen bei niedrigen Drücken und kann wie bei dem ersten Rohr eine verschiedene Größe und Form aufweisen. Das Fluid 48 tritt von der kalten Seite 150 aus in das Schmierrohr 182 ein und wird in die Ventilatorwellenkammer 166 geführt, wo es dann durch die Kühldurchlässe 164 läuft und das Kupplungspaket 156 kühlt. Das Fluid 48 kann auch durch die Schlitze 170 hindurch aus der Ventilatorwellenkammer 166 austreten. Das aus der Ventilatorwellenkammer 166 oder dem Trommelgehäuse 158 austretende Fluid tritt in die heiße Seite 148 ein, in welcher die Kühlrippen 94 Wärme aus dieser in den Motorraum 25 ableiten. Der Kühlkreis 42 kühlt und schmiert nicht nur das Kupplungspaket 156, sondern auch andere Teile des Eingriffskreises 36.
Wie oben erwähnt, wird bei der Fluidsteuerung 118 der vorliegenden Erfindung eine binäre Steuerstrategie zur Steuerung des Ausmaßes des Aufbaus des statischen Drucks im Druckpitotrohr 152 und somit des Ausmaßes des Eingriffs der Kupplungsplatten 144 bei einem zum Antrieb der Ventilatorwelle 44 und des damit verbundenen Ventilators 16 verwendeten gegebenen Drehzahlverhältnis der Riemenscheibe 22 verwendet. Somit kann das Kupplungspaket 156 vollständig eingerückt (ein Reibeingriff), an zwei oder mehr relativen Eingriffsstellen (zum Beispiel über Viskofluideingriff) teilweise eingerückt oder ausgerückt sein.
Wie für den Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, treibt eine vollständig eingerückte Kupplung den Ventilator 16 mit der maximal möglichen Drehzahl auf Grundlage einer gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit, wodurch der Motor 14 mit maximaler Kühlwirkung beaufschlagt wird. Ebenso treibt eine ausgerückte Kupplung den Ventilator 16 mit minimaler (oder ohne) Drehzahl an und stellt keine wesentliche Kühlung des Motors 14 bereit. Schließlich treibt eine teilweise eingerückte Kupplung den Ventilator 16 mit einer Drehzahl zwischen vollständig eingerückt und ausgerückt an und stellt somit weniger Kühlung des Motors 14 bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 als eine vollständig eingerückte Kupplung bereit.
Unten werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der Fluidsteuerung 118 beschrieben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform steuert, wie in den 3–6 gezeigt, ein in Reihe geschalteter binärer Ventilmechanismus den Strom des Hydraulikfluids 48 vom Rücklaufkanal 177 zum Hauptkanal 178. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird, wie in 7 gezeigt, eine binäre Steuerstrategie mit festgelegter Parallelöffnung dazu verwendet, den Strom des Hydraulikfluids 48 vom Rücklaufkanal 177 zum Hauptkanal 178 zu drosseln. Jede wird unten beschrieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht, wie in den 3–6 gezeigt, die Fluidsteuerung 118 aus einem äußeren Ventilkolben 200 und einem inneren Ventilkolben 202, der mit einem mittleren Hauptkanal 178 des Blocks 102 verbunden ist. Jeder Ventilkolben 200, 202 wird durch ein Paar Federn 204 bzw. 206 in eine erste Position vorgespannt.
Der äußere Ventilkolben 200 weist einen abgestuften Bereich 214 und einen Körperbereich 216 auf, der so im mittleren Hauptkanal 178 positioniert ist, dass der Körperbereich 216 an einer Stelle näher an der Befestigungskonsole 26 eng an die Feder 204 gekoppelt ist. Des Weiteren weist der äußere Ventilkolben 200 ein inneres Dosierventil 220, das im Körperbereich 216 angeordnet ist, und ein äußeres Dosierventil 222, das im abgestuften Bereich 214 angeordnet ist, auf.
Des Weiteren ist am Federende 200a des äußeren Ventilkolbens 200 eine elektrische Spule 230 gekoppelt, die mit der Hauptsteuerung 176 elektrisch verbunden ist. Wenn die elektrische Spule 230 nicht erregt ist, wie in den 3 und 5 gezeigt, hält die Feder 204 den äußeren Ventilkolben 200 in einer ersten Position, die dadurch gekennzeichnet ist, dass darin das innere Dosierventil 220 eng an den Rücklaufkanal 177 gekoppelt ist. Wenn die elektrische Spule 230 elektrisch erregt ist, wie in den 4 und 6 gezeigt, bewirkt das erzeugte Magnetfeld, dass sich der äußere Ventilkolben 200 in einer Richtung zur Feder 204 in eine zweite Position bewegt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das äußere Dosierventil 222 darin eng an den Rücklaufkanal 177 gekoppelt ist.
Der innere Ventilkolben 202 weist einen abgestuften Bereich 224 und einen Körperbereich 226 auf, der im mittleren Hauptkanal 178 so positioniert ist, dass der Körperbereich 226 an einer Stelle näher an der Befestigungskonsole 26 eng an die Feder 206 gekoppelt ist.
Des Weiteren ist am Federende 202a des inneren Ventilkolbens 202 eine elektrische Spule 240 gekoppelt, die mit der Hauptsteuerung 176 elektrisch verbunden ist. Wenn die elektrische Spule 240 nicht erregt ist, wie in den 3 und 6 gezeigt, hält die Feder 204 den inneren Ventilkolben 202 in einer ersten Position, die dadurch gekennzeichnet ist, dass darin das Ende des Körperbereichs 226 eng an den Rücklaufkanal 177 gekoppelt ist. Wenn die elektrische Spule 240 elektrisch erregt ist, wie in den 4 und 5 gezeigt, bewirkt das erzeugte Magnetfeld, dass sich der innere Ventilkolben 200 in einer Richtung zur Feder 206 in eine zweite Position bewegt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der abgestufte Bereich 224 eng an den Rücklaufkanal 177 gekoppelt ist.
Wieder auf 3 Bezug nehmend, auch als Eingriffsposition oder Standardmodus bekannt, wobei beide elektrischen Spulen 230, 240 nicht erregt sind (die AUS/AUS-Position) und in Druckpitotrohr 152 enthaltenes Hydraulikfluid 48 durch den Rücklaufkanal 177 in das innere Dosierventil 220 strömen kann. Der Strom von Hydraulikfluid 48 wird jedoch durch den Körperbereich 226 des inneren Ventilkolbens 202 daran gehindert, in den mittleren Hauptkanal 178 einzutreten. Somit wird der statische Druck des Hydraulikfluids 48 bei der gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 im Druckpitotrohr 152 auf einem Höchstwert gehalten, wodurch wiederum der Druck am Kolben 116 aufrechterhalten wird, um maximalen Eingriff der Kupplungsplatten 144 (das heißt einen Reibkupplungsantrieb) zum Antrieb der Ventilatorwelle 44 bereitzustellen.
Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, auch als teilweise eingerückte Kupplungsposition 1 (oder Position 1 mittlerer Drehzahl) bekannt, wobei die elektrische Spule 230 erregt wird, während die elektrische Spule 240 unerregt bleibt. In der teilweise eingerückten Kupplungsposition 1 kann Hydraulikfluid 48 durch den Rücklaufkanal 177 und das äußere Dosierventil 222 in den zwischen dem äußeren Dosierventil 222 und dem Körperbereich 226 des inneren Ventilkolbens 202 erzeugten Spalt 270 strömen. Dann strömt das Hydraulikfluid 48 durch den Spalt 270 zum mittleren Hauptkanal 178. Wie für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, steuert die Größe des Spalts 270 den Abbau des statischen Drucks im Pitotrohr, wodurch wiederum die relative Positionierung der Kupplungsplatten 144 gesteuert wird. Die Ausgabe wird über einen herkömmlichen Visko-Antriebsmechanismus gesteuert, in dem die Ausgabe vom Kupplungsmechanismus durch die Menge an zwischen den Kupplungsplatten 144 enthaltenem viskosem Fluid, den Abstand zwischen den Kupplungsplatten 144 und die Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 gesteuert wird. In der teilweise eingerückten Kupplungsposition 1 ist der statische Druck am Kolben 116 verringert, wodurch die Bewegung der Eingangskupplungsplatten 160 zum Wegbewegen von der Ausgangskupplung 162 bewirkt wird. Da die Drehgeschwindigkeit der zweiten Reihe 162 und somit die Ausgabe der Ventilatorwelle 44 und des Ventilators 16 eine Funktion des Abstands (sowie der Menge an zwischen den ersten Kupplungsplatten 160 und der zweiten Reihe 162 enthaltenem viskosem Fluid 48) und der Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 ist, die beide jederzeit festgelegt sind, wird das Ausmaß des Kühlvermögens durch den Abstand zwischen den in den ersten Kupplungsplatten 160 enthaltenen einzelnen Kupplungsplatten 144 und der zweiten Reihe 162 entsprechend verringert.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, auch als teilweise eingerückte Kupplungsposition 2 (oder Position 2 mittlerer Drehzahl) bekannt, wobei die elektrische Spule 230 unerregt ist, während die elektrische Spule 240 erregt ist. In der teilweise eingerückten Kupplungsposition 2 kann Hydraulikfluid 48 durch den Rücklaufkanal 177 und das innere Dosierventil 220 in den zwischen dem inneren Dosierventil 220 und dem abgestuften Bereich 224 des inneren Ventilkolbens 202 erzeugten Spalt 280 strömen. Der Spalt 280 ist größer dimensioniert als der Spalt 270, wodurch mehr Hydraulikfluid 48 durch den Spalt 280 zum mittleren Hauptkanal 178 strömen kann als möglich ist gemäß der Darstellung von 3. Wie für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, erhöht der vergrößerte Spalt 280 das Ausmaß des Druckabbaus zum Pitotrohr 152, wodurch wiederum die Kupplungsausgabe bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 reduziert wird, weil die Kupplungsplatten 144 der ersten Kupplungsplatten 160 und der zweiten Reihe 162 weiter voneinander beabstandet sind. Somit ist die Kupplungsausgangsdrehgeschwindigkeit und somit die Drehgeschwindigkeit des Ventilators 16 in der teilweise eingerückten Kupplungsposition 2 geringer als die Kupplungsausgangsgeschwindigkeit in der teilweise eingerückten Kupplungsposition 1.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, auch als vollständig ausgerückte Kupplungsposition bekannt, wobei die elektrische Spule 230 und 240 erregt ist. In der vollständig ausgerückten Kupplungsposition kann Hydraulikfluid 48 durch den Rücklaufkanal 177 und das äußere Dosierventil 222 in den mittleren Hauptkanal 178 strömen. Dies gestattet einen maximalen Druckabbau im Pitotrohr 152, wodurch der Kupplungsausgang durch ausreichendes Auseinanderbewegen der Kupplungsplatten 144, um, wenn überhaupt, eine geringe Visko-Antriebsausgangsreaktion zu erzeugen, ausgerückt wird. Somit wird an die Ventilatorwelle 44 und die Ventilatoren 16 gekoppelte Ausgabe und somit die Kühlreaktion an den Motor 14 miniert.
Wie die 3–6 beschreiben, wird ein hydraulisches Ventilatorantriebssystem 12 gezeigt, in dem vier mögliche Kupplungsausgaben bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22, die zum Drehen der Ventilatorwelle 44 und der Ventilatoren 16 verwendet wird, vorhanden sind. Dies gestattet eine genauere Steuerung der Kühlfähigkeiten des Ventilators 16 bei einer gegebenen Motordrehzahl. Jedes mögliche Szenario gemäß der Offenbarung in den 3–6 wird durch die Hauptsteuerung 176 gesteuert, die die elektrische Erregung der Spulen 230, 240 auf Grundlage einer Drehzahl des Ventilators 16, die zum Kühlen des Motors 14 verwendet wird, auf Grundlage zahlreicher erwünschter Motorbetriebszustände, wie oben beschrieben, regelt.
Obgleich die in den 3–6 beschriebene vorliegende Erfindung zwei Ventilkolben und vier mögliche Kupplungsausgaben bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe zeigt, ist für den Durchschnittsfachmann schnell ersichtlich, dass zusätzliche teilweise eingerückte Kupplungspositionen leicht in die Ausführung mit aufgenommen werden könnten.
Zum Beispiel könnten zusätzliche teilweise eingerückte Kupplungspositionen durch Hinzufügen zusätzlicher elektronisch gesteuerter Ventilkolben in das Innere des mittleren Hauptkanals 178 erreicht werden. Durch Steuern, welche inneren Ventilkolben aktiviert werden sollen, kann eine Vielzahl von möglichen Spaltgrößen zwischen den Dosierventilen 220, 222 und den Körper- oder abgestuften Bereichen der inneren Ventilkolben erzeugt werden, um den Abbau von statischem Druck vom Pitotrohr 152 durch den Kanal 177 und zum mittleren Hauptkanal 178 und Behälter 98 genauer zu steuern.
Des Weiteren könnten zusätzliche teilweise eingerückte Kupplungspositionen durch Hinzufügen zusätzlicher abgestufter Bereiche, die jeweils ein Dosierventil aufweisen, zum äußeren Ventilkolben 200 und Gestatten einer elektrischen Erregung der Spule 230 durch die Hauptsteuerung 176 im mittleren Bereich erreicht werden. Dies würde zwei zusätzliche Kupplungseingriffe im mittleren Bereich pro zusätzlichem Stufenbereich erzeugen, um weitere Ausgabesteuerung zu erzielen.
Ebenso könnten zusätzliche abgestufte Bereiche dem inneren Ventilkolben 202 hinzugefügt werden. Durch Gestatten einer elektrischen Erregung der Spule 240 im mittleren Bereich können zusätzliche Spaltgrößen und somit Drehzahlpositionen im mittleren Bereich für den Ventilator 16, die durch teilweisen Eingriff des Kupplungspakets 156 (das heißt einen Visko-Fluidantriebsmechanismus) erzeugt werden, zwischen dem jeweiligen Dosierventil 200, 202 und einem jeweiligen abgestuften Bereich erzeugt werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform, wie in 7 beschrieben, wird gesteuerter statischer Druckfluss von dem Rücklaufkanal 177 zum mittleren Hauptkanal 178 durch die Fluidsteuerung 118 erreicht, indem die Fluidsteuerung 118 so hergestellt wird, dass sie ein Paar paralleler eingeschränkter Strömungskanäle enthält, die jeweils elektronisch geöffnet oder geschlossen werden können, um verschiedene Kupplungsoptionen im mittleren Bereich ähnlich den in den 3–6 beschriebenen zu erzeugen.
In 7 besteht die Fluidsteuerung 118 aus einem Par paralleler Strömungskanäle 302, 304, die mit einem Hauptströmungskanal 300 strömungsverbunden sind, wobei der Hauptströmungskanal 300 des Weiteren mit dem Rücklaufkanal 177 strömungsverbunden ist.
Des Weiteren ist in jedem Strömungskanal 302, 304 ein elektronisch gesteuertes Ventil 310, 312 gekoppelt. Jedes Ventil 310, 312 wird von der Hauptsteuerung 176 zwischen einer geöffneten Position, die Fluidstrom von dem Rücklaufkanal zum Hauptkanal 178 gestattet, und einer geschlossenen Position, die keinen Fluidstrom vom Rücklaufkanal 177 zum Hauptkanal 178 gestattet, gesteuert. 8 zeigt beide Ventile 310, 312 in der geöffneten Position oder ausgerückten Kupplungsposition.
Der Strom des Hydraulikfluids 48 durch die Strömungskanäle 302, 304 kann gedrosselt werden, wenn die Ventile 310, 312 in einem von zwei bevorzugten Verfahren geöffnet werden. Zunächst kann die Öffnungsgröße jedes Strömungskanals unterschiedlich bemessen werden, um einer unterschiedlichen Durchflussrate 48 Rechnung zu tragen. Zum Beispiel ist die Öffnungsgröße des Strömungskanals 302 größer als die des Strömungskanals 304.
Als Alternative könnten die Strömungskanäle 302, 304, wie in 7 gezeigt, Öffnungen gleicher Größe aufweisen, und einer oder beide der Strömungskanäle 302, 304 könnten) eine Drossel 306, 308 aufweisen, die in einem Teil des jeweiligen Kanals gekoppelt ist und das Durchflussvolumen drosselt. Die Größe der Drossel 306 ist etwas größer bemessen (wodurch eine kleinere Öffnung, durch die Fluid 48 strömen kann, erzeugt wird) als die der Drossel 308, um den Strom des Fluids 48 durch den Strömungskanal 304 im Vergleich zum Strömungskanal 302 zu drosseln.
Bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 kann die Hauptsteuerung 176 in Abhängigkeit von der gewünschten Drehzahl des Ventilators 16 das Schließen oder das Öffnen eines der Ventile 310, 312 regeln. Dadurch werden vier mögliche Betriebszustände, einschließlich einer eingerückten Kupplungsposition, einer teilweise eingerückten Kupplungsposition 1, einer teilweise eingerückten Kupplungsposition 2 und einer ausgerückten Kupplungsposition erzeugt. Jede wird unten beschrieben.
In der ausgerückten Kupplungsposition regelt die Steuerung 176 die Ventile 310, 312 in die geöffnete Position. Dadurch wird ein Strom des Fluids 48 aus dem Pitotrohr 152 durch den Rücklaufkanal 177 und den Hauptströmungskanal 300 und durch beide Strömungskanäle 302, 304 gestattet. Dies gestattet einen maximalen Druckabbau im Pitotrohr 152, wodurch der Kupplungsausgang durch ausreichendes Auseinanderbewegen der Kupplungsplatten 144, um, wenn überhaupt, eine geringe Visko-Antriebsausgabereaktion zu erzeugen, ausgerückt wird. Somit wird die gekoppelte Ausgabe an die Ventilatorwelle 44 und die Ventilatoren 16 und somit die Kühlreaktion an den Motor 14 minimiert.
In der teilweise eingerückten Kupplungsposition 2 regelt die Hauptsteuerung 176 das Ventil 310 in die geschlossene Position und hält das Ventil 312 in der geöffneten Position. Dadurch kann das Fluid 48 nur durch den Strömungskanal 304 strömen. Da die Entspannung des Fluids 48 im Vergleich zur ausgerückten Kupplungsposition eingeschränkt ist, wird dadurch wiederum das Ausmaß des Druckabbaus zum Pitotrohr 152 verringert, wodurch wiederum die Kupplungsausgabe bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 erhöht wird, weil die Kupplungsplatten 144 der ersten Kupplungsplatten 160 und der zweiten Reihe 162 in einem engeren Abstand zueinander angeordnet sind als in der ausgerückten Kupplungsposition. Somit ist die Kupplungsausgangsdrehgeschwindigkeit (das heißt die Drehzahl des Ventilators 16) in der teilweise eingerückten Kupplungsposition 2 größer als in der ausgerückten Kupplungsposition.
In der teilweise eingerückten Kupplungsposition 1 regelt die Hauptsteuerung 176 das Ventil 312 in die geschlossene Position und hält das Ventil 310 in der geöffneten Position. Dadurch kann das Fluid 48 nur durch den Strömungskanal 302 strömen. Da der Strom des Fluids 48 vom Pitotrohr 152 zum Hauptkanal 178 im Vergleich zur ausgerückten Kupplungsposition eingeschränkt ist, wird dadurch wiederum das Ausmaß des Druckabbaus zum Pitotrohr 152 im Vergleich zur ausgerückten Kupplungsposition verringert, wodurch wiederum die Ausgabe des Kupplungspakets 156 bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 erhöht wird, weil die Kupplungsplatten 144 der ersten Kupplungsplatten 160 und der zweiten Reihe 162 in einem engeren Abstand zueinander angeordnet sind als in der ausgerückt Kupplungsposition. Da die Öffnungsgröße des Strömungskanals 302 kleiner ist als die des Strömungskanals 304 (entweder aufgrund des eingeschränkten Durchmessers des Strömungskanals 302 oder durch Verwendung der großen Drossel 306), kann in der teilweise eingerückten Kupplungsposition 1 weniger statischer Druck vom Pitotrohr 152 abgebaut werden als in der teilweise eingerückten Kupplungsposition 2. Somit ist die Kupplungsausgangsdrehgeschwindigkeit (hinsichtlich der Drehzahl des Ventilators 16) in der teilweise eingerückten Kupplungsposition 1 größer als die Kupplungsausgabedrehgeschwindigkeit in der teilweise eingerückten Kupplungsposition 2.
In der eingerückten Kupplungsposition werden die Ventile 310, 312 in einer geschlossenen Position gehalten (dies ist die Standardposition), wodurch ein Strom des Hydraulikfluids 48 vom Pitotrohr 152 verhindert wird und so statischer Druck im Pitotrohr 152 auf einer maximalen Höhe aufrechterhalten wird, die bei der Riemenscheibenistdrehgeschwindigkeit und beim Riemenscheibenistverhältnis erreicht werden kann. Dadurch wird wiederum ein maximaler Eingriff der Kupplungsplatten 144 (das heißt ein Reibkupplungsantrieb) bereitgestellt, um die Ventilatorwelle 44 und den Ventilator 16 anzutreiben, wodurch der Motor 14 mit maximaler Kühlung beaufschlagt wird. Wie oben beschrieben, handelt es sich bei der eingerückten Kupplungsposition um die Standardposition, wodurch gewährleistet wird, dass sich der Ventilator dreht, um den Motor 14 auf Kühltemperaturen zu halten, selbst wenn die Hauptsteuerung 176 deaktiviert ist.
Gemäß der Darstellung des hydraulischen Ventilatorantriebssystems 12 nach den 1, 2 und 7 werden vier mögliche Kupplungsausgaben bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 dazu verwendet, die Ventilatorwelle 44 und die Ventilatoren 16 zu drehen. Dies gestattet eine genauere Steuerung der Kühlfähigkeiten des Ventilators 16 bei einer gegebenen Motordrehzahl. Jedes mögliche Szenario, das in 7 dargestellt wird, wird durch die Hauptsteuerung 176 gesteuert, welche das Öffnen und Schließen der Ventile 310, 312 regelt, um die gewünschte Drehgeschwindigkeit des Ventilators 16 bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der Riemenscheibe 22 und bei einem gegebenen Riemenscheibenverhältnis auf Grundlage zahlreicher erwünschter Motorbetriebszustände, die oben beschrieben werden, bereitzustellen.
Obgleich die vorliegende Erfindung, wie in 7 beschrieben, zwei Kanäle und zwei Ventile zeigt, ist für den Durchschnittsfachmann schnell ersichtlich, dass zusätzliche teilweise eingerückte Kupplungspositionen leicht in die Ausführung mit aufgenommen werden könnten, indem mehr Strömungskanäle eingeführt werden, die jeweils ein zusätzliches Ventil aufweisen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein robustes, hydraulisch angetriebenes Ventilatorantriebssystem bereit, das in den verschiedensten Ventilatorkupplungsanwendungen verwendet werden und die statischen Drücke in den Pitotrohren steuern kann, die zum Einrücken, teilweisen Einrücken oder Ausrücken des Kupplungsmechanismus bei einer gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit und einem gegebenen Riemenscheibenverhältnis verwendet werden, wodurch eine Steuerung einer so genannten Geschwindigkeit mittlerer Höhe erzeugt wird, die bei einer beliebigen gegebenen Motordrehzahl genauere Kühlfähigkeiten gestattet. Dadurch wird wiederum die Motorleistung in bezug auf Brennstoffverbrauch und Abgas z. B. maximiert.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben, es versteht sich jedoch, dass die beschriebenen speziellen Mechanismen und Techniken die Prinzipien der Erfindung lediglich veranschaulichen, und an den beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zahlreiche Modifizierungen ohne Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung vorgenommen werden können, wie dieser in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Hydraulisch gesteuertes Ventilatorantriebssystem (12) für einen Motor, das Folgendes umfasst: eine Gehäuseanordnung (20), die ein Hydraulikfluid in einem Fluidbehälter (92) enthält; einen Eingangskreis (30), der die Gehäuseanordnung mit einer gegebenen Drehgeschwindigkeit drehen kann; eine in der Gehäuseanordnung enthaltende Kupplungsplattenanordnung (134); eine mit der Kupplungsplattenanordnung (134) verbundene Ventilatorwelle (44); einen mit der Ventilatorwelle (44) verbundenen Ventilator (16); ein mit der Gehäuseanordnung (20) verbundenes Pitotrohr (152), das bei der gegebenen Drehgeschwindigkeit mindestens einen Teil des Hydraulikfluids von dem Fluidbehälter aufnimmt, wobei der Teil des Hydraulikfluids bei der gegebenen Drehgeschwindigkeit in dem Pitotrohr einen statischen Druck definiert; dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch gesteuerte Ventilatorantriebssystem weiterhin Folgendes umfasst: einen mit dem Pitotrohr (152) strömungsverbundenen Kolben (116), wobei sich der Kolben als Funktion des statischen Druckes zur Kupplungsplattenanordnung bewegen und diese in Eingriff nehmen kann, wobei der Eingriff der Kupplungsanordnung als Reaktion eine Drehung der Ventilatorwelle (44) und des Ventilators (16) bewirkt; und eine mit dem Pitotrohr (152) und dem Fluidbehälter (92) strömungsverbundene Fluidsteuerung (118), wobei die Fluidsteuerung (118) eine binäre Steuerstrategie verwendet, um ein Eingriffsausmaß der Kupplungsplattenanordnung (134) zwischen einer vollständig eingerückten Position, mindestens zwei teilweise eingerückten Kupplungspositionen und einer ausgerückten Kupplungsposition zu steuern; wobei das Eingriffsausmaß die Drehgeschwindigkeit des Ventilators steuert, der dazu verwendet wird, den Motor als Funktion der gegebenen Drehgeschwindigkeit auf einer gewünschten Betriebstemperatur zu halten.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidsteuerung (118) Folgendes umfasst: einen federbelasteten äußeren Ventilkolben (200), der in einem mittleren Hauptkanal der Gehäuseanordnung gekoppelt ist, wobei der äußere Ventilkolben ein mit einem Körperbereich des äußeren Ventilkolbens verbundenes inneres Dosierventil (220) und ein mit einem abgestuften Bereich (214) des äußeren Ventilkolbens verbundenes äußeres Dosierventil (222) aufweist; einen im äußeren Ventilkolben gekoppelten federbelasteten inneren Ventilkolben (202) mit einem Körperbereich (226) des inneren Ventilkolbens und einem abgestuften Bereich des inneren Ventilkolbens; eine mit dem äußeren Ventilkolben verbundene erste elektrische Spule (230); eine mit der inneren Spule verbundene zweite elektrische Spule (240); und eine mit der ersten elektrischen Spule (230) und mit der zweiten elektrischen Spule (240) verbundene Hauptsteuerung (176), die als Funktion der gewünschten Motorbetriebstemperatur bei der gegebenen Drehgeschwindigkeit eine erste elektrische Ladung durch die erste elektrische Spule leiten kann und des Weiteren eine zweite elektrische Ladung durch die zweite elektrische Spule leiten kann; wobei die elektrische Erregung der ersten elektrischen Spule bewirkt, dass sich der äußere Ventilkolben (200) aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt; wobei die elektrische Erregung der zweiten elektrischen Spule (230) bewirkt, dass sich der innere Ventilkolben aus einer dritten Position in eine vierte Position bewegt.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 2, wobei die erste Position so definiert ist, dass das innere Dosierventil (220) durch ein Rückschlagventil mit dem Pitotrohr (152) strömungsverbunden ist.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Position so definiert ist, dass das äußere Dosierventil (222) durch ein Rückschlagventil mit dem Pitotrohr (152) strömungsverbunden ist.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die dritte Position so definiert ist, dass der Körperbereich (226) des inneren Ventilkolbens durch ein Rückschlagventil mit dem Pitotrohr eng verbunden ist.
Ventilatorantriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die vierte Position so definiert ist, dass der abgestufte Bereich (224) des inneren Ventilkolbens durch ein Rückschlagventil mit dem Pitotrohr eng verbunden ist.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 6, wobei die eingerückte Kupplungsposition so definiert ist, dass sich der äußere Ventilkolben (200) in der ersten Position und der innere Ventilkolben (202) in der dritten Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die ausgerückte Kupplungsposition so definiert ist, dass sich der äußere Ventilkolben (200) in der zweiten Position und der innere Ventilkolben (202) in der vierten Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei eine erste teilweise eingerückte Kupplungsposition der mindestens zwei teilweise eingerückten Kupplungspositionen so definiert ist, dass sich der äußere Ventilkolben (200) in der zweiten Position und der innere Ventilkolben (202) in der dritten Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 9, wobei eine zweite teilweise eingerückte Kupplungsposition der mindestens zwei teilweise eingerückten Kupplungspositionen so definiert ist, dass sich der äußere Ventilkolben (200) in der ersten Position und der innere Ventilkolben (202) in der vierten Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 10, wobei die zweite teilweise eingerückte Kupplungsposition bei der gegebenen Drehgeschwindigkeit eine geringere Drehung des Ventilators (16) als in der ersten teilweise eingerückten Kupplungsposition gestattet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidsteuerung Folgendes umfasst: einen durch das Rückschlagventil mit dem Pitotrohr strömungsverbundenen Hauptströmungskanal; einen mit dem Hauptströmungskanal und mit dem Fluidbehälter strömungsverbundenen ersten Strömungskanal (302); einen mit dem Hauptströmungskanal und dem Fluidbehälter strömungsverbundenen zweiten Strömungskanal (304); ein mit dem ersten Strömungskanal verbundenes erstes Ventil (310), wobei sich das erste Ventil aus einer ersten geöffneten Position in eine erste geschlossene Position bewegen kann, wobei die erste geöffnete Position eine Strömung des Teils des Hydraulikfluids aus dem Pitotrohr (152) durch den Hauptströmungskanal und den zweiten Strömungskanal zum Fluidbehälter gestattet und wobei die erste geschlossene Position die Strömung des Hydraulikfluids durch den zweiten Strömungskanal verhindert; ein mit dem zweiten Strömungskanal verbundenes zweites Ventil (312), wobei sich das zweite Ventil aus einer zweiten geöffneten Position in eine zweite geschlossene Position bewegen kann, wobei die zweite geöffnete Position eine Strömung des Teils des Hydraulikfluids aus dem Pitotrohr (152) durch den Hauptströmungskanal und den zweiten Strömungskanal zum Fluidbehälter gestattet und wobei die zweite geschlossene Position die Strömung des Hydraulikfluids durch den zweiten Strömungskanal verhindert; und eine Hauptsteuerung (176), die mit dem ersten Ventil und dem zweiten Ventil elektrisch verbunden ist, wobei die Hauptsteuerung das erste Ventil aus der ersten geschlossenen Position in die erste geöffnete Position elektrisch betätigen kann; wobei die Hauptsteuerung des Weiteren das zweite Ventil aus der zweiten geschlossenen Position in die erste geschlossene Position elektrisch betätigen kann.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 12, wobei die eingerückte Kupplungsposition so definiert ist, dass sich das erste Ventil (310) in der ersten geschlossenen Position befindet und sich das zweite Ventil (312) in der zweiten geschlossenen Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei die ausgerückte Kupplungsposition so definiert ist, dass sich das erste Ventil (310) in der ersten geöffneten Position und das zweite Ventil (312) in der zweiten geöffneten Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei eine erste teilweise eingerückte Kupplungsposition der mindestens zwei teilweise eingerückten Kupplungspositionen so definiert ist, dass sich das erste Ventil (310) in der ersten geöffneten Position und das zweite Ventil (312) in der zweiten geschlossenen Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 15, wobei eine zweite teilweise eingerückte Kupplungsposition der mindestens zwei teilweise eingerückten Kupplungspositionen so definiert ist, dass sich das erste Ventil (310) in der ersten geöffneten Position und das zweite Ventil (312) in der zweiten geschlossenen Position befindet.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 16, wobei eine zweite teilweise eingerückte Kupplungsposition bei der gegebenen Drehgeschwindigkeit eine geringere Drehung des Ventilators (16) gestattet als in der ersten teilweise eingerückten Kupplungsposition.
Ventilatorantriebssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Fluidsteuerung weiterhin eine erste Drossel (306) umfasst, die im ersten Hauptkanal gekoppelt ist.
Ventilatorantriebssystem nach Anspruch 18, wobei die Fluidsteuerung weiterhin eine zweite Drossel (308) umfasst, die im zweiten Hauptkanal gekoppelt ist, wobei die zweite Drossel bei der gegebenen Drehgeschwindigkeit eine geringere Drehung des Ventilators gestattet als die erste Drossel.
Verfahren zur Steuerung des Einrückens eines Kupplungspakets, das zum Antrieb eines Ventilators (44) in einem hydraulisch gesteuerten Ventilatorantriebssystem verwendet wird, um einen Motor bei einer gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit auf einer idealen Betriebstemperatur zu halten, wobei das Ventilatorsystem (12) einen Eingriffskreis aufweist, der mit der Riemenscheibe verbunden ist und bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit durch statischen Druck mit einem Pitotrohr (152) angetrieben wird, wobei das verfahren Folgendes umfasst: Verbinden einer Fluidsteuerung (118) zwischen dem Pitotrohr (152) und einem Fluidbehälter (92), wobei die Fluidsteuerung eine vollständig eingerückte Kupplungsposition, eine vollständig ausgerückte Kupplungsposition und mindestens zwei teilweise eingerückte Kupplungspositionen aufweist; elektrisches Verbinden einer Hauptsteuerung (176) mit der Fluidsteuerung (118), wobei die Hauptsteuerung (176) die Temperatur des Motors bei der gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit steuern kann; und Leiten eines elektrischen Signals von der Hauptsteuerung an die Fluidsteuerung als Funktion der Motortemperatur bei der gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit, wobei die Fluidsteuerung unter Verwendung einer binären Steuerstrategie das elektrische Signal zum Bewegen aus einer ersten Position in eine zweite Position interpretiert; wobei die erste Position aus der aus der vollständig eingerückten Kupplungsposition, der vollständig ausgerückten Kupplungsposition und den beiden teilweise eingerückten Kupplungspositionen bestehenden Gruppe ausgewählt wird und wobei die zweite Position aus der aus der vollständig eingerückten Kupplungsposition, der vollständig ausgerückten Kupplungsposition und den beiden teilweise eingerückten Kupplungspositionen bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die vollständig eingerückte Kupplungsposition so ist, dass sich der Ventilator (16) mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit dreht, und wobei die ausgerückte Kupplungsposition so ist, dass sich der Ventilator bei der gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit mit einer minimalen Drehgeschwindigkeit dreht.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei eine der beiden teilweise eingerückten Kupplungspositionen so ist, dass sich der Ventilator (16) mit einer ersten Geschwindigkeit dreht, und wobei eine andere der mindestens zwei teilweise eingerückten Kupplungspositionen so ist, dass sich der Ventilator (16) mit einer zweiten Geschwindigkeit dreht, wobei die zweite Geschwindigkeit größer ist als die erste Geschwindigkeit und wobei sich die erste Geschwindigkeit und die zweite Geschwindigkeit bei der gegebenen Riemenscheibendrehgeschwindigkeit mit einer Geschwindigkeit zwischen der minimalen Geschwindigkeit und der maximalen Geschwindigkeit des Ventilators drehen.