DE102007045272B4

DE102007045272B4 - Verfahren zum Kühlen eines Motorsteuergeräts und Anlage für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007045272B4
Application number: DE102007045272.3A
Authority: DE
Inventors: Bruce David Bryant; Suresh Sureshbabu; Van Nieuwstadt Michiel J.
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2027-09-22
Also published as: US8206204B2; DE102007045272A1; GB0716249D0; US20080076342A1; GB2442088A

Abstract

Ein Verfahren zum Kühlen eines Motorsteuergeräts (ECU), das mit einem Motor in einem eine Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage aufweisenden Fahrzeug verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst: das Betreiben der Fahrzeugfahrgastraum-Klimaregelungsanlage während einer ersten Betriebsbedingung nach einer kundenbasierten Klimaregelungseinstellung und das Aufheben der kundenbasierten Einstellung während einer zweiten Betriebsbedingung, die eine ECU-Übertemperaturbedingung umfasst.

Description

Hintergrund und Kurzdarlegung
Verbrennungsmotoren eines Kraftfahrzeugs können ein Motorsteuergerät (ECU) zum elektronischen Steuern von Motorbetrieb nutzen. Das ECU kann zum Beispiel die Motorzündanlage, den Motor sowie andere Fahrzeug- oder Motorkomponenten steuern und kann auch mit mehreren Sensoren verbunden sein. In einem Beispiel kann das ECU nahe oder in dem Motorraum angeordnet sein, so dass von dem Motor und verbundenen Komponenten erzeugte erhebliche Wärmeenergie zum ECU übertragen werden kann. Daher ist es möglich, dass aufgrund von Wärmeentwicklung im ECU ein unerwünschter Temperaturanstieg gegeben sein kann, der wiederum eine Verschlechterung des ECU und somit des Motor- oder eines anderen Fahrzeugbetriebs hervorrufen kann. Ferner kann diese Wärmeentwicklung durch Leiten oder andere Übertragung von Wärme von den Anlagen nahe einem umschlossenem Raum, in dem sich das ECU befindet, und durch die von dem ECU selbst erzeugte Wärme verschärft werden.
Zum Steuern oder Senken von ECU-Temperatur können verschiedene Formen von Wärmemanagement verwendet werden. Ein Ansatz ist auf das Kühlen des ECU, entweder passiv oder aktiv, gerichtet. Ein anderer Ansatz ist auf das Reduzieren des von dem ECU erzeugten Wärmebetrags gerichtet. In einem auf das Kühlen des ECU gerichteten Ansatz bei bestehendem Risiko von Überhitzung kann die Wärme in dem ECU durch Einschalten eines Gebläses, Anheben der Kühlmittelströmrate oder Ändern der Temperatur des mit der Motorkühlanlage verbundenen Thermostats abgeführt werden. Beim Kühlen des ECU kann ein Luftstrom durch ein Strömen von Luft durch das Gehäuse oder durch ein Gebläse zum Beibehalten der Sollbetriebstemperatur des ECU verwendet werden. Ein solcher Ansatz wird in US 6 655 326 B2 beschrieben.
Die vorliegenden Erfinder haben aber erkannt, dass in bestimmten Betriebssystemen, zum Beispiel wenn die Klimaregelungsanlage abgeschaltet ist oder ein Umluftbetrieb gewählt ist, der Luftstrom um das ECU und/oder durch dessen Gehäuse gemindert oder unterbunden sein kann. Daher kann dies zu ungenügendem Kühlen des ECU und möglicherweise einer größeren Möglichkeit einer wärmbedingten Verschlechterung des ECU führen. Wenn die Klimaregelungsanlage zum Beispiel abgeschaltet ist, können mit der Anlage verbundene Gebläse nicht arbeiten und es kann ein verminderter oder gar kein Luftstrom an dem ECU vorbei und/oder in den Fahrgastraum geblasen werden. Wenn der Umluftbetrieb gewählt ist, entweder automatisch oder durch eine Kundenwahl, kann analog ein geminderter oder gar kein Luftstrom von außen zu dem Fahrgastraum am ECU vorbei vorliegen, da die Klappen geschlossen sind. Daher kann in diesen und anderen Situationen eine ungenügende Kühlung des ECU vorliegen.
Damit eine Motorsteuereinheit (ECU) gekühlt werden kann, auch wenn eine Klimaanlage gestartet wird, sieht JP H10- 58 938 A ein Öffnungsloch, das das Innere mit dem Äußeren eines Kanals, der Luft in einen Fahrzeugraum einführt, verbindet, am unteren Stromende des Kanals vor und stellt einen Luftblaskanal zum Senden von Blasluft, die aus dem Öffnungsloch abgegeben wird zu einer außerhalb des Kanals angeordneten ECU bereit. Die Klimaanlage ist so eingestellt, dass sie in folgenden Modi arbeiten kann: ein Abblasöffnungs-Vollschließmodus, der alle Abblasöffnungen schließt, ein Super-Lo-Modus, der das Luftmengenniveau eines Gebläses niedriger als ein gewöhnlicher Lo-Modus senkt, ein maximaler Kühlmodus, der einen Luftdurchgang, der eine Heizung passiert, unterbricht, und ein Innenluftmodus, der Innenluft einführt, wenn ein Klimatisierungsschalter ausgeschaltet ist.
Ein Motor mit einer elektronischen Motorsteuereinheit (ECU) ist gemäß US 6 655 326 B2 mit einem Temperaturmanagementsystem für die ECU versehen, um einen Ausfall der ECU durch Überhitzung zu verhindern. Das Temperaturmanagementsystem umfasst Mittel zum Überwachen oder Auswerten der Temperatur der ECU, um festzustellen, wann sich die Temperatur der ECU einem vorbestimmten Grenzwert nähert, und Mittel zum Begrenzen der weiteren Erwärmung der ECU, um zu verhindern, dass der genannte Grenzwert überschritten wird.
Die oben genannten Probleme können zumindest teilweise durch zwangsweises Belüften des ECU-Gehäuses während ausgewählter Betriebsbedingungen, bei denen die ECU-Temperatur höher als erwünscht sein kann, und durch Aufheben von Kundeneinstellungen gelöst werden. Während ausgewählter höherer ECU-Temperaturbedingungen kann die Anlage zum Beispiel zeitweilig ein Klimaregelungs-Gebläse aktivieren, selbst wenn ein Kunde das Gebläse auf Aus gestellt hat. Alternativ kann die Anlage zeitweilig die Gebläsedrehzahl über die von dem Bediener gesetzte anheben. Analog kann die Anlage zeitweilig einen Umluftbetrieb deaktivieren (z.B. durch Öffnen oder Anpassen verschiedener Verbindungsklappen), selbst wenn ein Kunde den Betrieb auf Umluft gestellt hat.
Des Weiteren können in dem Beispiel einer Klimaautomatik, bei der die Anlage verschiedene Bedingungen wie Gebläsedrehzahl und/oder Umluftbetrieb als Reaktion auf einen Temperaturbefehl seitens des Kunden festlegt, diese Einstellungen zeitweilig aufgehoben werden, um die ECU-Kühlung zu verstärken. Zu beachten ist, dass die Bedingungen der ECU-Übertemperatur den Betrieb bei einer Motordrehzahl über einem Drehzahlgrenzwert umfassen und weiterhin den Betrieb bei hohen Motordrehzahlen (der mehr Wärme im ECU erzeugen kann), den Betrieb bei hoher Last (der Motoranlagenwärme erzeugen kann, die auf das ECU-Gehäuse übertragen werden kann), den Betrieb bei hoher Umgebungstemperatur (z.B. über 80°F bzw. 27°C) und/oder den Betrieb bei hohen gemessenen Temperaturen im oder nahe dem ECU umfassen können.
Auf diese Weise ist es möglich, die Wärmeübertragung von dem ECU zum Beispiel während ausgewählter ECU-Übertemperaturbedingungen zu verstärken.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Fahrzeugs und zugehöriger Komponenten;
2 zeigt beispielhafte Klimaregelungsschnittstellen;
3 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Steuergeräts und zugeordneter Treiber;
4 - 5 und 7 zeigen beispielhafte Übersichtsflussdiagramme eines beispielhaften Betriebs;
6 zeigt ein schematisches Motordiagramm; und
8 zeigt Diagramme beispielhafter Einspritzsteuerzeiten.

Eingehende Beschreibung
1 zeigt den Vorderteil eines Kraftfahrzeugs 100 mit einem einen Verbrennungsmotor 104 aufweisenden Motorraum 101. Der Motor 104 kann ein Benzin- oder Dieselmotor, beispielsweise ein in 6 gezeigter Direkteinspritzmotor, sein. Ein Motorsteuergerät (ECU) ist als 102 bezeichnet, wobei das ECU eine oder mehrere Funktionen des Motors wie Kraftstoffeinspritzsteuerzeiten und/oder -mengen, Zündsteuerzeiten und verschiedenes andere steuert. Das ECU kann sich an verschiedenen Positionen befindet, die nahe oder benachbart zum Motor oder Motorraum sein können. In dem Beispiel von 1 befindet sich das ECU neben und oben auf dem Motor in dem Motorraum 101. Das ECU kann sich aber auch hinter dem Motor oder nahe und/oder benachbart zu dem Fahrgastraum befinden. Ferner kann sich das ECU stromaufwärts, stromabwärts oder nahe Belüftungsöffnungen befinden, beispielsweise einer Umluftklappe 106, die zu oder von dem Fahrgastraum führt, und/oder an einer Stelle, an der ein Luftstrom um das oder nahe dem ECU mindestens durch einen Luftstrom in einer Klimaregelungsanlage des Fahrgastraums des Fahrzeugs beeinflusst wird, wobei der Luftstrom auch durch eine Belüftungsöffnung treten kann, beispielsweise eine Umluftklappe 106, und wobei mindestens ein Teil des Luftstroms durch ein Gebläse beeinflusst werden kann, beispielsweise Gebläse 112, bevor er durch eine oder mehrere Fahrgastraumbelüftungen(Belüftungsöffnungen), beispielsweise Innenraumbelüftung 114, in den Fahrgastraum eindringen kann.
Das Fahrzeug 100 kann weiterhin eine Fahrgast- oder Fahrzeuginnenraum-Klimaregelungsanlage aufweisen, die eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK) umfasst, wovon mindestens ein Teil bei 105 gezeigt ist. Die HLK-Anlage kann eine Umluftklappe 106 umfassen, die mit einem Klimaregelungsbedienfeld (Fahrerschnittstelle) 108 verbunden sein kann, sowie ein Gebläse 112 und eine Innenraumbelüftung 114 (wobei die Innenraumbelüftung 114 durch einen Kunden eingestellt oder durch die HLK-Anlage gesteuert werden kann oder beides). Das Klimaregelungsbedienfeld 108 kann sich im Innenraum eines Fahrzeugs 100 befinden, beispielsweise auf der Instrumentenanlage des (nicht dargestellten) Fahrzeugs. Das Klimaregelungsbedienfeld 108 kann verschiedene Fahrerschnittstellen umfassen, wie Tasten, Knöpfe, Einstellungen und dergleichen für das Entgegennehmen eines Fahrerbefehls oder einer Fahrerwahl, die zum Steuern eines oder mehrerer Merkmale der HLK-Anlage, einschließlich Umluftklappe 106 und/oder Gebläse 112, dient. Während 1 eine einzige Belüftung und ein einziges Gebläse zeigt, kann es ferner mehrere Belüftungen und/oder Gebläse geben, die entweder gemeinsam oder einzeln gesteuert werden.
In einem Beispiel sind das Gebläse 112 und die Belüftung mit einem oder mehreren Durchlässen fluidverbunden, die ins Innere des Fahrgastraums führen, beispielsweise durch die Innenraumbelüftung 114. Das Gebläse/die Belüftung können physikalisch in einem oder mehreren Durchlässen angeordnet sein, die schließlich zum Innenraum führen, oder können anderweitig mit diesen Durchlässen fluidverbunden sein, um den Luftstrom durch die Durchlässe und/oder in den Innenraum zu beeinflussen. Weiterhin können das Gebläse/die Belüftung sich in einem Durchlass befinden oder mit ihm verbunden sein, der abhängig von der Position der Belüftung Luft entweder von außerhalb des Fahrgastraums oder innen aus dem Fahrgastraum aufnimmt.
1 zeigt auch einen Kühler 110, der zum Übertragen von Wärme vom Motor mittels eines Arbeitsmediums, das als Motorkühlmittel bezeichnet werden kann, verwendet werden kann.
2A zeigt ein Beispiel eines Klimaregelungsbedienfelds, das in einem Fahrgastraum, beispielsweise in HLK-Anlage 105, verwendet werden kann. Ein Kunde, Fahrer oder Fahrgast kann eine Gebläsedrehzahl, eine Temperatureinstellung, einen Umluftbetrieb oder eine andere Einstellung in einem Klimaregelungsbedienfeld 200 wählen. In einem Beispiel stellt eine Umluftbetriebseinstellung eine Klappenumluftstellung (z.B. Öffnen, Schließen, etc. der Umluftklappe 106) ein, die die Fluidverbindung des Fahrgastinnenraums mit dem Raum außerhalb des Fahrzeugs einstellen kann. Wenn in einer Ausführung in 2A der Umluftbetrieb bei 206 auf dem Bedienfeld gemäß der Kundeneinstellung „aus“ ist, würde ein Luftstrom von außen durch die Umluftklappe 106 ins Innere des Fahrgastraums strömen. Wenn dagegen der Umluftbetrieb wie bei 208 gezeigt ist, kann ein Luftstrom von außen durch Abschalten der Umluftklappen unterbunden werden und der Luftstrom kann im umschlossenen Raum des Kraftfahrzeugs geleitet werden oder stillstehen.
2A zeigt ferner einen Gebläsedrehzahlwahlknopf 202, der zur Wahl einer Gebläsedrehzahl eines Gebläses in der HLK-Anlage, beispielsweise Gebläse 112, durch einen Kunden verwendet werden kann.
2B zeigt ein Beispiel eines Teils einer Schnittstelle 230 für eine Klimaautomatik, bei der ein Bediener eine gewünschte Innenraumtemperatur eingibt, die von der Anlage aufrechtzuerhalten ist, und insbesondere separate Solltemperaturen (in den Anzeigen 232 und 234) für die linke und rechte Seite des Fahrzeugs mittels Eingaben 236 bzw. 238 eingeben kann. Als Reaktion kann die Klimaregelungsanlage eines oder mehrere von Gebläsedrehzahl, Klimaanlagen-Kompressorschaltzyklen, Umluftbetrieb usw. einstellen, um die Solltemperatureinstellung zu erreichen. Wie hierin erwähnt, können solche Einstellungen aber als Reaktion auf das Überwachen der ECU zeitweilig aufgehoben werden.
In 3 wird ein beispielhaftes ECU 300 gezeigt, das einen Hauptprozessor (CPU) 302 als Mikroprozessor zum Steuern eines oder mehrerer Motor- oder Fahrzeugaktoren umfasst. In diesem Beispiel umfasst das ECU mehrere Treiber 304, die externe Vorrichtungen 306 im Kraftfahrzeug steuern. Weiterhin kann das ECU einen Temperatursensor umfassen, der ein ECU-Temperatursensor sein kann, der die ECU- oder eine andere Treibertemperatur misst. Mit der CPU können mehrere zusätzliche Sensoren verbunden sein, so dass die CPU die Motorfunktion überwachen und steuern kann.
Die externen Vorrichtungen 306 können ein oder mehrere Motor-Einspritzventile umfassen und können auch eine Motorbremse, eine Zündeinrichtung und/oder mehrere Sensoren bezüglich der Fahrzeugfunktionen umfassen, wie Kühlmitteltemperatursensor und Umgebungstemperatursensor. In einem Beispiel kann ein Einspritzventil mit einem Piezo-Aktor eine der externen Vorrichtungen 306 sein, und eine Piezo-Einspritzventil-Treiberschaltung kann einer der Treiber 304 sein.
Daher kann das ECU den Motor als Reaktion auf Informationen von verschiedenen Sensoren steuern, die in verschiedenen Bereichen des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, indem es die Eingaben der Motorsensoren in Echtzeit verarbeitet. Selbst wenn aber das ECU zum Arbeiten innerhalb eines breiten Temperaturbereichs ausgelegt ist und/oder seine eigenen internen Kühlanlagen, Wärmesenken und/oder ECU-Gebläse umfasst, kann das ECU immer noch durch Übertemperaturbedingungen aufgrund von Wärme, die von umgebenden Komponenten wie dem Motor übertragen wird, und/oder von innen erzeugter Wärme beeinflusst werden. Da der Motor während des Betriebs erhebliche Wärme erzeugen kann und die Wärme die Funktion und/oder die Verschlechterung des ECU beeinflussen kann, können verschiedene zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, um die ECU- und/oder die Umgebungstemperatur innerhalb gewählter Betriebsbereiche zu halten und/oder die zum ECU übertragene Wärme zu senken und/oder die vom ECU übertragene Wärme zu verstärken, wobei verschiedene Beispiele hierfür hierin beschrieben werden.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Steuervorgehens, wobei ECU-Temperatur und/oder Wärmeübertragung überwacht und eingestellt werden können. Im Einzelnen kann die Routine den in dem ECU und/oder um den ECU erzeugten Luftstrom mittels HLK-Umluftklappen in der Klimaregelungsanlage des Fahrzeugfahrgastraums und/oder mittels Gebläsedrehzahl eines Gebläses in der HLK-Anlage der Klimaregelungsanlage des Fahrzeugfahrgastraums einstellen.
Zum Beispiel können bei einem Vorgehen die Klimaregelungseinstellungen eines Fahrzeugführers und/oder Fahrgasts zumindest zeitweilig aufgehoben werden (z.B. über weniger als die volle Betriebszeit der HLK oder für nur ein paar Sekunden oder Minuten) aufgehoben werden, um die ECU-Kühlung zu verstärken und/oder die ECU-Temperatur zu senken oder zu halten. In einem bestimmten Beispiel können die Kundeneinstellungen aufgehoben werden, um durch zunächst Öffnen von einer oder mehreren Umluftklappen und dann durch Anheben der Drehzahl des Gebläses der HLK-Klimaregelungsanlage einen Luftstrom über dem ECU zu erzeugen oder zu verstärken. Ein solcher aufhebender Betrieb kann fortgeführt werden, bis die ECU-Temperatur einen vorbestimmten Betriebstemperaturbereich erreicht. Alternativ kann eine solche aufhebende Maßnahme periodisch ausgeführt werden, wenn die ECU-Temperatur über einem Grenzwert liegt.
In einer Ausführung kann die ECU-Temperatur durch mehrere Sensoren gemessen werden, und ein Steuergerät kann ermitteln, ob entsprechend verschiedener Kriterien wie 1) Arbeiten bei hoher Motordrehzahl, die im ECU mehr Wärme erzeugt, 2) hoher Last, die Motoranlagenwärme erzeugt, die auf das ECU-Gehäuse übertragen werden kann, 3) hoher Umgebungstemperatur und/oder 4) hoher gemessener oder geschätzter Temperatur in oder nahe dem ECU, während die Klimaregelungsanlage auf „Aus“ gewählt ist und der Umluftbetrieb gewählt ist, die Temperatur über einem Grenzwert liegt und/oder ob eine aktuelle Situation innerhalb eines Bereichs ausgewählter ECU-Überhitzungsbedingungen liegt. Während des gesamten Fahrzeug- und Motorbetriebs überwacht das Steuergerät weiterhin die Temperaturen und/oder anderen Bedingungen bei vorbestimmten Intervallen, zum Beispiel bei einer gewählten Ausführungsrate. Während dieser Überwachung und Steuerung können die Kunden Einstellungen an einem Klimaregelungsbedienfeld wählen, die zum Beispiel eine Gebläsebetriebeinstellung und/oder -drehzahl, eine Sollfahrgastraumtemperatur und/oder einen Umluftbetrieb nach ihrem Wunsch umfassen können. Die Temperatur des ECU kann aber aufgrund von Wärmeentwicklung möglicherweise angehoben werden, so dass unter bestimmten Kundeneinstellungen eine temperaturbedingte ECU-Verschlechterung hervorgerufen wird. Zum Beispiel kann ein Kunde einen Umluftbetrieb wählen, wenn außerhalb des Fahrzeugs schlechte Luft vorhanden ist, um zu verhindern, dass diese Luft in den Fahrgastraum strömt, und er kann auch das Abschalten der Klimaregelungsanlage wählen, wenn kein Luftstrom in dem Fahrgastraum erwünscht ist. Diese Situationen können die Kundenzufriedenheit erfüllen, können aber auch unter ausgewählten Motor- oder Fahrzeugbetrieb erhöhte Erwärmung und/oder Temperatur des ECU erzeugen, da die Wärmeentwicklung beschleunigt sein kann. Daher kann zusätzliche Kühlung erforderlich sein, um die wärmebedingte Verschlechterung des ECU zu mindern, beispielsweise durch zeitweiliges Aufheben der Kundeneinstellungen der Umluftklappe und/oder der Gebläsedrehzahl, wie in 4 eingehender beschrieben wird.
Im Einzelnen kann nun unter Bezug auf 4 bei 402 das ECU ermitteln, ob die von dem Sensor, einem Umgebungstemperatursensor und/oder einem Kühlmitteltemperatursensor gemessene ECU-Temperatur innerhalb gewählter Bereiche liegen, in denen eine wärmbedingte Verschlechterung des ECU gemindert ist. Wenn ja, z.B. wenn die ECU-Temperatur (T_ECU) über einer vorbestimmten Grenzwerttemperatur des ECU (Tt_ECU) liegt, rückt die Routine zu 406 vor, um zu messen, ob eine Klimaregelung inaktiv gewählt wurde, indem sie beispielsweise von dem Bediener zu einem „Aus“-Zustand gewählt wird. Andernfalls rückt 402 durch 404, wo Kundeneinstellungen von Temperaturregelungsmaßnahmen nicht beeinflusst werden, zu einem Ende der Routine vor, und die Kundenwahl bezüglich Gebläsedrehzahl, Solltemperatur und/oder Umluftbetrieb werden von dem Steuergerät vorgesehen.
Wenn, weiter mit 4, ein Fahrer bei 406 „Aus“ oder Inaktiv für die Klimaregelungsanlage wählt, prüft die Routine, ob bei 410 der Umluftbetrieb gewählt ist. In ausgewählten Bedingungen kann ein Fahrer zum Beispiel wählen, weder Heizung, Klimaanlage oder Gebläse einzuschalten, und kann ein Ausschalten der Anlage wählen, in welchem Fall wenig oder keine Frischluft durch die Umluftklappen in den Fahrgastraum aufgenommen wird (z.B. kann der Fahrer die Fahrzeugfenster offen haben). In dieser Situation rückt die Routine vor, um zu prüfen, ob der Umluftbetrieb gewählt ist, wie in 410 gezeigt wird, um zu bestimmen, ob ein Luftstrom von außen durch das ECU-Gehäuse und die Umluftklappen vorliegt, da eine Kundeneinstellung diesen Luftstrom sperren kann. Wenn entsprechend den Kundeneinstellung sowohl die Klimaregelung bei 406 Aus ist und der Umluftbetrieb bei 410 gewählt ist, kann es möglich sein, dass der Motor die Wärmeentwicklung steigen lässt, was eine wärmebedingte ECU-Verschlechterung bewirkt, und daher ergreift die Routine die bei 416 und 418 gezeigten Maßnahmen, die nachstehend genauer erläutert werden. Ferner können statt des Prüfens einer Klimaregelungsanlage auf Ein/Aus verschiedene alternative Vorgehen verwendet werden, beispielsweise ob ein Gebläse auf Aus gestellt ist, ob eine Bedingung vorliegt, die das Erzeugen eines Luftstroms durch die Klimaregelungsanlage über dem ECU anzeigt, usw.
Wenn dagegen die Klimaregelung auf „Ein“ gestellt ist, mit anderen Worten wenn bei 406 Nein vorliegt, kann durch das ECU-Gehäuse ein Luftstrom aufgenommen werden, da die Klimaregelung bis zu einem gewissen Grad einen Luftstrom zulässt. Dementsprechend wird der Luftstrom, der zum Beispiel durch das Gebläse 112 erzeugt werden kann, während des Fahrzeugbetriebs vorgesehen, um die Wärmeübertragung von dem ECU und/oder die ECU-Temperatur zu halten, wie in 408 gezeigt wird. Unter manchen Bedingungen kann aber der durch ein oder mehrere Gebläse erzeugte Luftstrom nicht ausreichend sein, um die ECU-Temperatur auf einen Sollbereich zu kühlen, insbesondere wenn die Klimaanlage und/oder vermehrte Motorlast vorliegt und/oder während hohen Umgebungstemperaturen. Unter solchen Bedingungen, die mittels einer gemessenen oder geschätzten ECU-Temperatur überwacht werden können, können weitere Maßnahmen ergriffen werden, um den Motor- oder Fahrzeugbetrieb so einzustellen, dass innen erzeugte ECU-Temperatur gesenkt wird und/oder die von dem Motor und/oder Antriebsstrang erzeugte Wärme gesenkt wird, wie nachstehend hierin eingehender erläutert wird, beispielsweise unter Bezug auf die 6-7.
Unter Bezug nun auf 412, wo der Umluftbetrieb nicht gewählt ist, kann der durch Fahrzeugbewegung erzeugte und durch die Umluftklappen von außerhalb des Fahrgastraums in den Fahrgastraum aufgenommene Luftstrom zum Kühlen von ECU-Temperaturen bis zu einem gewissen Grad genutzt werden. Eine solche Maßnahme kann aber wiederum nicht ausreichend sein, um unter manchen Bedingungen, wie während geringer oder gestoppter Fahrzeugbewegung und/oder während hohen Umgebungstemperaturen, ECU-Solltemperaturen zu halten. Zusätzliche Maßnahmen können wiederum ergriffen werden, um den Motor- oder Fahrzeugbetrieb so anzupassen, dass die innen erzeugte ECU-Temperatur gesenkt wird und/oder die von Motor und/oder Antriebsstrang erzeugte Wärme gemindert wird, wie hierin nachstehend eingehender erläutert wird, beispielsweise unter Bezug auf die 6-7.
Unter Bezug nun auf 414, kann, wenn die Antwort auf 410 Ja lautet, ungenügend Frischluft vorliegen, die von außerhalb des Fahrgastraums durch die Umluftklappe in den Fahrgastraum strömt, und die ECU-Temperatur kann eine gewählte Grenzwerttemperatur erreichen oder überschreiten, was eine wärmebedingte ECU-Verschlechterung bewirken kann. Daher ermittelt die Routine bei 414, ob ausgewählte Bedingungen vorliegen, darunter zum Beispiel eines oder mehr von 1) Arbeiten bei hoher Motordrehzahl, 2) Arbeiten bei hoher Motorlast, 3) Arbeiten bei hohen Umgebungstemperaturen und/oder 4) Arbeiten bei hoher gemessener oder geschätzter Temperatur in oder nahe dem ECU. Solche Bedingungen können auftreten, während die Klimaregelungsanlage auf „Aus“ gestellt ist und der Umluftbetrieb gewählt ist.
Wenn die Antwort auf 414 Ja lautet, rückt die Routine zu 416 vor. Bei 416 können ein oder mehrere Gebläse der HLK-Anlage, beispielsweise Gebläse 112, aktiviert werden, und ein oder mehrere geschlossene Umluftklappen, beispielsweise Umluftklappe 106, und/oder die Innenraumklappen können geöffnet bzw. weiter geöffnet werden, um vermehrten Luftstrom über dem ECU und/oder durch sein Gehäuse zu erzeugen. Daher können Kundeneinstellungen für Klimaregelung und/oder Umluftbetrieb aufgehoben werden, bis eine Solltemperatur, die unter einer Grenzwerttemperatur (z.B. Tt_ECU) liegt, erhalten ist oder eine vorbestimmte Bedingung entsprechend der Bedingung der ECU-Übertemperatur erreicht ist. Das Aufheben von Kundeneinstellungen kann zum Beispiel das Inbetriebsetzen und/oder Außerbetriebsetzen eines Luftkompressors, das Aufheben von Innenraumtemperatureinstellungen, das Abschalten des Umluftbetriebs und/oder das Aufheben einer Luftverteilungseinstellung umfassen.
In einem bestimmten Beispiel können abhängig von Betriebsbedingungen Maßnahmen nacheinander oder gleichzeitig ergriffen werden. Zum Beispiel können Klappeneinstellungen aufgehoben werden, bevor die Gebläsedrehzahl aufgehoben wird oder umgekehrt, wie zum Beispiel in 5 erläutert wird. Ferner kann die Einstellung von Gebläsedrehzahl, falls gegeben, abhängig von einem Grad der ECU-Übertemperatur geändert werden. Zum Beispiel kann das Anheben von Gebläsedrehzahlen über die Kundeneinstellung hinaus als Reaktion auf einen Grad von ECU-Übertemperatur verglichen zum Beispiel mit der Grenzwerttemperatur vorgesehen werden. Die Gebläsedrehzahlanpassung kann zum Beispiel mit dem Übertemperaturbetrag linear in Verbindung stehen.
Auf diese Weise ist es möglich, einen oder mehrere Fahrgastraum-Klimaregelungsparameter anzupassen, um vermindere Erwärmung einer oder mehrerer Steuergeräte, beispielsweise des ECU 102, vorzusehen.
Unter Bezug nun auf 5 wird eine Routine beschrieben, die ein bestimmtes Beispiel eines Arbeitsablaufs zeigt, der bei 416 von 4 ausgeführt werden kann.
Zunächst ermittelt die Routine bei 502, ob die aktuellen Betriebsbedingungen innerhalb der gewählten Betriebsbedingungen zum Aufheben von Kundeneinstellungen liegen, wie hierin erläutert wird. Die Routine kann zum Beispiel ermitteln, ob die ECU-Temperatur über einem ersten Temperaturgrenzwert liegt. Wenn ja, geht die Routine weiter zu 504, um eine oder mehrere geschlossene Umluft- oder andere Fahrgastraum-HLK-Klappen von der aktuellen Einstellung (die eine Kundenaufhebung einschließen kann) zu einer offenen oder weiter offenen Stellung anzupassen und eines oder mehrere der Fahrgastraum-HLK-Gebläse bei einer vorbestimmten Drehzahl zu betätigen. Die vorbestimmte Drehzahl kann zum Beispiel auf dem Wert der ECU-Übertemperatur beruhen und kann weiterhin die Klappenstellung oder Gebläsedrehzahl basierend auf einem oder mehreren von Motor-, Fahrzeug- und/oder Umgebungsbedingungen anpassen. Weiterhin kann die vorbestimmte Gebläsedrehzahl eine Aus-Stellung oder keine Anpassung an die kundenbasierte Gebläsedrehzahleinstellung umfassen. Wenn dann bei 506 aufgrund eines Ansteigens der ECU-Temperatur über einen zweiten höheren Grenzwert (Tt_ECU) kein zusätzliches Kühlen oder Strömen erforderlich ist, kann die Routine die Gebläsedrehzahl bei 508 weiter anheben.
Auf diese Weise können während weniger akuter ECU-Übertemperaturbedingungen Klappenanpassungen (möglicherweise ohne Gebläsedrehzahlanpassungen) der kundenbasierten Einstellungen verwendet werden, was für den Fahrzeugfahrer und/oder Passagiere weniger wahrnehmbar sein kann. Bei Bedarf können dann stärker wahrnehmbare Änderungen des Betriebs (z.B. Gebläsebetrieb und/oderdrehzahl) verwendet werden. Daher kann eine geringere Ablenkung des Kunden erreicht werden.
Die oben erwähnten Ausführungen können auf verschiedene Klimaregelungsanlagen angewendet werden, darunter manuelle Gebläse- und Klappeneinstellungen, automatische Einstellungen basierend auf Solltemperatur und verschiedene andere. Statt oder zusätzlich zu den gemessenen ECU-Temperaturen von einem oder mehreren Sensoren können die Routinen hierin ferner eine erwartete oder geschätzte Temperatur nach einem programmierten Modell beruhend auf verschiedenen Motor-, Umgebungs- und/oder Fahrzeugbetriebsparametern verwenden.
Wie hierin erwähnt können zusätzliche Maßnahmen unter ausgewählten Bedingungen ergriffen werden, um die ECU-Temperatur und/oder Wärmeübertragung weiter anzugehen. Im Einzelnen kann in einer Ausführung ein Motorbetrieb eines Diesel- und/oder Benzinmotors angepasst werden, um mindestens intern erzeugte Wärme im ECU zu mindern, beispielsweise durch Anpassen einer Anzahl von Einspritzungen, die für einen Zylinder während eines oder mehrerer Motorzyklen ausgeführt werden.
Zum Beispiel können Pilot- und Nacheinspritzungen in einem Dieselmotor verwendet werden, um unter festgelegten Bedingungen ausgewählte Leistung zu liefern. Die Piloteinsspritzung kann zum Senken von Emissionen und Verbessern von Verbrennung genutzt werden, da sie kurz vor einer Haupteinspritzung eingespritzt wird, und die Nacheinspritzung kann zum weiteren Senken von Emissionen durch Abbrennen von während der Verbrennung erzeugtem Ruß genutzt werden.
6 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylinder-Dieselmotors 104 zeigt, der in einer Antriebsanlage eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 104 kann zumindest teilweise durch eine Steueranlage gesteuert werden, die ein Steuergerät 102 umfasst, sowie durch Eingabe seitens eines Fahrzeugbedieners 682 mittels einer Eingabevorrichtung 680. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 680 ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor 684 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Der Brennraum (d.h. Zylinder) 630 des Motors 104 kann Brennraumwände 632 mit einem darin angeordneten Kolben 636 umfassen. Der Kolben 636 kann so mit einer Kurbelwelle 640 verbunden sein, dass eine Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 640 kann mittels einer Getriebeanlage mit mindestens einem Antriebsrad des Personenfahrzeugs verbunden sein. Ferner kann ein Startermotor mittels einer Schwungscheibe mit der Kurbelwelle 640 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 104 zu ermöglichen.
Der Brennraum 630 kann mittels eines Ansaugkrümmers 642 Ansaugluft vom Einlasskanal 644 aufnehmen und kann mittels eines Auslasskanals 648 Verbrennungsgase ablassen. Der Einlasskanal 644 und der Auslasskanal 648 können mit dem Brennraum 630 mittels eines jeweiligen Einlassventils 652 und Auslassventils 654 selektiv kommunizieren. In manchen Ausführungen kann der Brennraum 630 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile umfassen.
In diesem Beispiel können das Einlassventil 652 und die Auslassventile 654 durch Nockenbetätigung mittels jeweiliger Nockenbetätigungseinrichtungen 651 und 653 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungseinrichtungen 651 und 653 können jeweils einen oder mehrere Nocken umfassen und können eines oder mehrere von: Einrichtungen für Nockenprofilwechsel (CPS, vom engl. Cam Profile Switching), veränderliche Nockensteuerzeiten (VCT, vom engl. Variable Cam Timing), veränderliche Ventilsteuerzeiten (WT, vom engl. Variable Valve Timing) und/oder veränderlichen Ventilhub (WL, vom engl. Variable Valve Lift) nutzen, die von dem Steuergerät 102 zum Verändern des Ventilbetriebs betrieben werden können. Die Stellung des Einlassventils 652 und des Auslassventils 654 kann durch Stellungssensoren 655 bzw. 657 ermittelt werden. In alternativen Ausführungen können das Einlassventil 652 und/oder das Auslassventil 654 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Der Zylinder 630 kann zum Beispiel abwechselnd ein mittels elektrischer Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein mittels Nockenbetätigung einschließlich CPS- und/oder VCT-Einrichtungen gesteuertes Auslassventil umfassen.
Das Einspritzventil 667 wird direkt mit dem Brennraum 630 verbunden gezeigt, um Kraftstoff direkt in diesen proportional zur Impulsbreite eines von dem Steuergerät 102 mittels eines elektronischen Treibers 668 empfangenen Signals FPW zu liefern. Auf diese Weise liefert das Einspritzventil 667 das, was als Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 630 bekannt ist. Das Einspritzventil kann zum Beispiel in der Seite des Brennraums oder oben in dem Brennraum angebracht sein. Durch eine (nicht dargestellte) Kraftstoffanlage mit einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einem Verteilerrohr kann dem Einspritzventil 667 Kraftstoff zugeführt werden. In manchen Ausführungen kann der Brennraum in einer Konfiguration alternativ oder zusätzlich ein im Einlasskanal 644 angeordnetes Einspritzventil umfassen, das eine als Saugrohrspritzung von Kraftstoff bekannte Einspritzung in den Einlasskanal stromaufwärts des Brennraums 630 vorsieht.
Der Ansaugkrümmer 642 kann eine Drossel 662 mit einer Drosselklappe 664 umfassen. In diesem bestimmten Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 664 durch das Steuergerät 102 mittels eines Signals geändert werden, das einem mit der Drossel 662 enthaltenen Elektromotor oder Aktor geliefert wird, eine Konfiguration, die üblicherweise als elektronische Drosselsteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 662 so betrieben werden, dass die dem Brennraum 630 neben anderen Motorzylindern gelieferte Ansaugluft verändert wird. Die Stellung der Drosselklappe 664 kann dem Steuergerät 102 durch das Drosselstellungssignal TP geliefert werden. Der Ansaugkrümmer 642 kann einen Luftmengenmesser 685 und einen Krümmerluftdrucksensor 687 zum Liefern von eingeleiteter Luftmasse MAF und des Ansaugunterdrucksignals MAP zum Steuergerät 102 umfassen.
Ein Abgassensor 689 wird stromaufwärts einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 670 mit dem Auslasskanal 648 verbunden gezeigt. Der Abgassensor 689 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Liefern einer Angabe zum Kraftstoff-/Luftverhältnis des Abgases sein, beispielsweise ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (unbeheizte Lambdasonde), ein Zweizustand-Sauerstoffsensor oder EGO, eine HEGO (beheizte EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 670 wird entlang des Auslasskanals 648 stromabwärts des Abgassensors 689 angeordnet gezeigt. Die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 670 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), ein NOx-Filter, ein Partikelfilter, verschiedene andere Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen oder Kombinationen derselben sein. In manchen Ausführungen kann während des Betriebs von Motor 104 die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 670 periodisch durch Betreiben mindestens eines Zylinders des Motors innerhalb eines bestimmten Kraftstoff-/Luftverhältnisses zurückgesetzt werden.
In 6 wird das Steuergerät 102 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, welcher umfasst: einen Mikroprozessor 692, Input/Output-Ports 694, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerten, das in diesem bestimmten Beispiel als Festwertspeicher 696 gezeigt wird, einen Arbeitsspeicher 698, einen Dauerspeicher 690 und einen Datenbus. Das Steuergerät 102 kann verschiedene Signale von mit dem Motor 104 verbundenen Sensoren zusätzlich zu den bereits erläuterten Signalen empfangen, einschließlich: Messung der eingeleiteten Luftmasse MAF von einem Luftmengensensor 685; Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 693 verbundenen Temperaturfühler 695; ein Zündungsprofil-Aufnehmersignal (PIP) von einem mit der Kurbelwelle 640 verbundenen Hallgeber 691 (oder anderer Ausführung), ein Drosselstellungssignal TP von einem Drosselstellungssensor und ein Ansaugunterdrucksignal MAP vom Krümmerluftdrucksensor 687. Das Motordrehzahlsignal RPM kann vom Steuergerät 102 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Ansaugunterdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann zum Liefern einer Angabe zu Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer verwendet werden. Zu beachten ist, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, beispielsweise ein Sensor für die eingeleitete Luftmasse MAF ohne einen Sensor für das Ansaugunterdrucksignal MAP oder umgekehrt. Während stöchiometrischen Betriebs kann der Sensor für das Ansaugunterdrucksignal MAP einen Hinweis auf Motordrehmoment liefern. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Motordrehzahl eine Schätzung der Füllung (einschließlich Luft) liefern, die in den Zylinder eingelassen wird. In einem Beispiel kann der Hallgeber 691, der auch als Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse pro Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen.
Wie vorstehend beschrieben zeigt 6 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors und dass jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz an Einlass-/Auslassventilen, Einspritzventil etc. umfassen kann.
Das Einspritzventil 667 kann durch einen integrierten Piezo-Aktor mit einem PiezoElement oder -Stack betätigt werden. Der Piezo-Aktor kann eine verbesserte Wiederholbarkeit von Kraftstoffeinspritzung mit Hochfrequenz-Piezomaterialeigenschaften ermöglichen. Da aber der Betrag der durch die Piezo-Einspritzventil-Treiberschaltungen erzeugten Wärme in etwa proportional zur Anzahl an Einspritzungen pro Zeiteinheit oder pro Kurbelwinkelgrad bei einer vorgegebenen Drehzahl ist, kann die in einem Piezo-Einspritzventiltreiber erzeugte Wärme größer als die von anderen Einspritzventiltreiberschaltungen erzeugte sein. Die Wärme kann auf elektronische Leistungsschwächen während des Ladens und Entladens des Piezomaterials in dem Einspritzventil und die schnelle Schaltfähigkeit eines Piezo-Aktoreinspritzventils zurückzuführen sein. Demgemäß kann ein Dieselmotorsteuergerät mit einer integrierten Piezo-Einspritzventiltreiberschaltung vermehrte Wärme erzeugen, was etwa 50% bis 60% der gesamten Wärme beitragen kann, die von einem mit einem Dieselmotor verbundenen ECU erzeugt wird. Noch mehr Wärme kann bei Verwendung von mehreren Einspritzungen pro Zyklus (z.B. pro 720 Grad Kurbelumdrehung) erzeugt werden, beispielsweise bei Verwenden von Pilot- und/oder Nacheinspritzungen oder geteilten Haupteinspritzungen (z.B. zwei oder mehr Haupteinspritzungen während des Ansaug- und/oder Verdichtungstakts).
Unter manchen Bedingungen kann die Wärmeentwicklung durch Abschalten unwesentlicher Treiber, die eingeschaltet Wärme abführen, vermindert werden. Unter manchen Bedingungen können die die Kraftstoffzufuhr steuernden Treiber und/oder Einspritzventile beschränkt oder deaktiviert werden, um die Wärmeerzeugung durch Betreiben des Motors bei Teillast mit einer verminderten Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern oder Abschalten von Kraftstoffzufuhr zu ausgewählten Zylindern zu vermindern. Wie vorstehend erwähnt kann eine solche Maßnahme aber von dem Fahrzeugbediener wahrgenommen werden und kann das Fahrgefühl und/oder die Fahrleistung mindern, zumindest unter manchen Bedingungen wie hohe Motordrehmoment- oder Motorlastforderungen.
Somit kann unter ausgewählten Bedingungen die Anzahl der Einspritzungen pro Zyklus in einem oder mehreren Zylindern während Bedingungen von ECU-Übertemperatur wie Betrieb bei hoher Motordrehzahl (der mehr Wärme in dem ECU erzeugen kann), Betrieb bei hoher Last (der Motoranlagenwärme erzeugen kann, die auf das ECU-Gehäuse übertragen werden kann), Betrieb bei hoher Umgebungstemperatur, Betrieb bei hoher gemessener Temperatur in oder nahe dem ECU, und/oder Bedingungen, die einen Luftstrom um das ECU oder durch dessen Gehäuse hemmen können, angepasst (z.B. beschränkt oder reduziert) werden.
Unter Bezug nun auf 7 zeigt diese ein beispielhaftes Flussdiagramm zum Anpassen von Kraftstoffeinspritzung zur Minderung von Wärmeerzeugung in einem ECU neben anderen Maßnahmen. Zunächst überwacht die Routine bei 710 Bedingungen für das Potential eines ECU-Übertemperaturbetriebs. Dies kann das Schätzen von Temperatur bei oder in dem ECU oder das Feststellen von Bedingungen, bei denen die ECU-Temperatur über eine Grenzwerttemperatur steigen kann, umfassen. Zum Beispiel können die Bedingungen den Betrieb bei hoher Motordrehzahl (der mehr Wärme in dem ECU erzeugen kann), Betrieb bei hoher Last (der Motoranlagenwärme erzeugen kann, die auf das ECU-Gehäuse übertragen werden kann), Betrieb bei hoher Umgebungstemperatur, Betrieb bei hoher gemessener Temperatur in oder nahe dem ECU, und/oder Bedingungen, die einen Luftstrom um das ECU oder durch dessen Gehäuse hemmen können, umfassen.
In einem Beispiel kann die ECU-Temperatur basierend auf mehreren Betriebsbedingungen, einschließlich der Anzahl an Einspritzungen pro Zylinder und der Steuerzeiten der Einspritzungen, geschätzt werden. Im Einzelnen kann der von den Piezo-Einspritzventil-Treiberschaltungen erzeugte Wärmebetrag in etwa proportional zur Anzahl an Einspritzungen pro Zeiteinheit sein, was ausgedrückt werden kann als: Anzahl an Einspritzungen pro Zylinderereignis x Anzahl an Zylinderereignissen pro Umdrehung x Umdrehungen pro Minute X Joules Überschusswärme werden durch jede Einspritzung erzeugt, was in Y Watt bei Z RPM umgesetzt wird, wenn W Einspritzungen pro Zylinderereignis befohlen werden.
Als Nächstes ermittelt die Routine bei 712, ob eine oder mehrere Übertemperaturbedingungen festgestellt wurden, und wenn Ja, geht sie weiter zu 714, um eine oder mehrere geeignete Temperatursteuermaßnahmen zu wählen. Zum Beispiel kann die Routine abhängig vom Schweregrad des Übertemperaturbetriebs (z.B. basierend auf dem Betrag, um den die geschätzte ECU-Temperatur über einem Grenzwert liegt) und basierend auf Fahrzeug- und/oder Motorbetriebsbedingungen eine oder mehrere der Maßnahmen von 716 bis 722 wählen. Während Bedingungen, bei denen zum Beispiel nicht mehrere Einspritzungen pro Zyklus ausgeführt werden, kann die Routine bei 716 ein Aufheben von Klimaregelungseinstellungen des Kunden wählen, was hierin zum Beispiel unter Bezug auf die 4-5 beschrieben wird. Wenn mehrere Einspritzungen in einem oder mehreren Zylindern ausgeführt werden, kann die Routine alternativ bei 718 die Anzahl an Einspritzungen pro Zyklus anpassen und dann den Betrag der verbleibenden Einspritzungen bei 720 anpassen, um die Sollmotorleistung zu halten. In einem noch anderen Beispiel, bei dem nicht mehrere Einspritzungen vorliegen und Kundeneinstellungen bereits aufgehoben wurden, kann die Routine bei 722 die Einspritzung zu einem oder mehreren Motorzylindern deaktivieren. Auf diese Weise kann ein Übererhitzen des ECU reduziert werden, während immer noch eine annehmbare Fahrzeug- und Motorleistung vorgesehen wird.
Zu beachten ist, dass es viele Vorgehen zum Reduzieren oder Anpassen der Anzahl an Einspritzungen pro Zyklus gibt, wovon mehrere bezüglich zum Beispiel 8 näher gezeigt werden.
Im Einzelnen zeigen die 8A, 8B und 8C ein erstes Beispiel, bei dem drei Einspritzungen pro Zyklus (810, 812 und 814) verwendet werden, die eine Piloteinspritzung, eine Haupteinspritzung bzw. eine Nacheinspritzung umfassen können. Als erstes Beispiel einer Anpassung der Anzahl von Einspritzungen zeigt 8B das Eliminieren der Nacheinspritzung und das Vorsehen einer größeren (z.B. längeren) Haupteinspritzung 818 zusammen mit einer Piloteinspritzung 816. Weiterhin können die Steuerzeiten von Einspritzungen ebenso angepasst werden, zum Beispiel kann die Haupteinspritzung von 8B früher und/oder später als die von 8A sein. Weiterhin zeigt 8C, wie die drei Einspritzungen von 8A zu einer einzigen Haupteinspritzung 820 eines noch größeren Betrags (z.B. längerer Dauer) kombiniert werden können.
Analog zeigen die 8D, 8E und 8F ein anderes Beispiel, bei dem zwei Piloteinspritzungen (822 und 824) zuerst zu einer einzigen Piloteinspritzung 828 größeren Betrags/längerer Dauer kombiniert werden können und dann zu einer einzigen Haupteinspritzung 832 weiter kombiniert werden können.
Schließlich zeigen die 8G, 8H und 8I noch weitere Beispiele für das Kombinieren von Nacheinspritzungen.
In einem noch anderen Beispiel können mehrere Haupteinspritzungen verwendet werden, wobei zum Reduzieren der Wärmeerzeugung des Piezo-Treibers die Anzahl an Haupteinspritzungen reduziert werden kann. Des Weiteren kann die Routine von 7 verschiedene Prioritäten zum Anpassen und/oder Reduzieren der Anzahl an Einspritzungen umfassen, beispielsweise ein erstes Reduzieren einer Anzahl an Vor- und Nacheinspritzungen und dann Reduzieren einer Anzahl an Haupteinspritzungen. Natürlich können auch andere Änderungen genutzt werden.
Während die obigen Figuren verschiedene Beispiele zeigen, bei denen ein oder zwei oder drei Einspritzungen pro Zyklus kombiniert werden können, kann das obige Vorgehen auf verschiedene Einspritzbetriebe und -steuerzeiten angewendet werden, um die Anzahl an Piezo-Betätigungen pro Motorzyklus zu reduzieren und dadurch die von der Treiberschaltung erzeugte Wärme in und/oder um ein Steuergerät, beispielsweise das ECU, zu mindern. Weiterhin kann die Anpassung des Einspritzbetrags zwischen den verschiedenen Einspritzbetrieben verschiedene Wirkungen der Drehmomenterzeugungsleistung pro eingespritzten Kraftstoffbetrag bei verschiedenen Steuerzeiten des Kurbelwinkels (CA) berücksichtigen. Auf diese Weise kann selbst bei Änderung einer Anzahl an Einspritzungen pro Zyklus eine Motordrehmomentleistung gehalten werden. Weiterhin zeigen die obigen Beispiele eine Anpassung der Steuerzeiten für einen einzigen Zylinder, wenngleich die Abwandlungen abhängig von den Betriebsbedingungen wie Grad der ECU-Übertemperatur in mehreren, z.B. allen, Motorzylindern oder nur einem Teil der Motorzylinder ausgeführt werden können.
Zu beachten ist, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen bei verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeuganlagenkonfigurationen eingesetzt werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können verschiedene gezeigte Schritte oder Funktionen in der gezeigten Abfolge oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungen zu verwirklichen, wird aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Ein oder mehrere der gezeigten Schritte oder Funktionen können abhängig von der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Weiterhin können die beispielhaften Routinen einen in das maschinenlesbare Speichermedium in der Motorsteueranlage einzuprogrammierenden Code graphisch darstellen.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungen nicht einschränkend auszulegen sind, da zahlreiche Abänderungen möglich sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie auf verschiedene Fahrzeugsteuergeräte angewendet werden, beispielsweise Motor, Getriebe, Batterie, Elektromotor oder ein anderes Steuergerät. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen auf, welche als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder eine Entsprechung desselben verweisen. Diese Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie das Integrieren eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder fordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie nun gegenüber dem Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich oder unterschiedlich sind, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren zum Kühlen eines Motorsteuergeräts (102), das mit einem Motor (104) in einem eine Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage aufweisenden Fahrzeug (100) verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben der Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage während einer ersten Betriebsbedingung nach einer kundenbasierten Einstellung; und Aufheben der kundenbasierten Einstellung während einer zweiten Betriebsbedingung, die eine Motorsteuergerät-Übertemperaturbedingung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betriebsbedingung eine Motordrehzahl über einem Drehzahlgrenzwert erfordert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kundenbasierte Einstellung einen Umluftbetrieb umfasst und die erste Betriebsbedingung eine Motorsteuergerät-Temperatur unter einem Aufhebungsgrenzwert umfasst und die zweite Betriebsbedingung eine Motorsteuergerät-Temperatur über dem Aufhebungsgrenzwert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kundenbasierte Einstellung das Stellen der Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage auf Aus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kundenbasierte Einstellung eine Gebläsedrehzahl umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage eine eine kundenbasierte Temperatureinstellung aufweisende Klimaautomatik ist, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: automatisches Anpassen mindestens eines von: Gebläsedrehzahl und einer Klappenstellung als Reaktion auf die kundenbasierte Temperatureinstellung während der ersten Betriebsbedingung; und Aufheben der kundenbasierten Temperatureinstellung während der zweiten Betriebsbedingung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheben das Aktivieren eines Gebläses (112), das den Luftstrom von außerhalb des Fahrgastraums zu einem Fahrgastinnenraum und durch ein Gehäuse des Motorsteuergeräts (102) verstärkt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheben das Anpassen einer Umluftklappe (106), die den Luftstrom von außerhalb des Fahrgastraums zu einem Fahrgastinnenraum und durch ein Gehäuse des Motorsteuergeräts (102) verstärkt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betriebsbedingung weiterhin mindestens eines von hoher Motordrehzahl und hoher Last umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betriebsbedingung weiterhin hohe Umgebungstemperatur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin die Rückkehr zu den kundenbasierten Einstellungen umfasst, nachdem die Motorsteuergerät-Temperatur unter die Grenzwerttemperatur zurückfällt.
Anlage für ein Fahrzeug (100), welche umfasst: einen Fahrzeugfahrgastraum zum Aufnehmen von in dem Fahrzeug (100) reisenden Insassen; einen Luftdurchlass, der Luftstrom von außerhalb des Fahrzeugfahrgastraums ins Innere des Fahrzeugfahrgastraums leitet; eine mit dem Luftdurchlass fluidverbundene Belüftungsöffnung (114); ein in der Nähe des Luftstroms so angeordnetes Motorsteuergerät (102), dass der Luftstrom die Wärmeübertragung von dem Motorsteuergerät (102) beeinflusst; eine Fahrerschnittstelle (108) mit mindestens einer Einstellung, die den Betrieb mindestens eines von: Gebläse (112) und Belüftungsöffnung (114) beeinflusst; und eine Steueranlage, die während einer ersten Betriebsbedingung, die eine Motorsteuergerät-Temperatur in einem ersten Bereich umfasst, mindestens eines von: Gebläse (112) und Belüftungsöffnung (114) als Reaktion auf die Einstellung betätigt und während einer zweiten Betriebsbedingung, die die Motorsteuergerät-Temperatur in einem zweiten Bereich umfasst, die Einstellung aufhebt und den Betrieb des mindestens einen von: Gebläse (112) und Belüftungsöffnung (114) anpasst, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betriebsbedingung eine Motordrehzahl über einem Drehzahlgrenzwert erfordert.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranlage das Motorsteuergerät (102) umfasst.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranlage vor dem Anpassen des Betriebs des Gebläses (112) zuerst den Betrieb der Belüftungsöffnung (114) anpasst.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranlage während der zweiten Betriebsbedingung eine Gebläsedrehzahl anhebt.
Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranlage während der zweiten Betriebsbedingung Luftstrom von Außen in den Innenraum strömen lässt.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsöffnung (114) eine Umluftklappe (106) ist.
Verfahren zum Kühlen eines Motorsteuergeräts (102), das mit einem Motor (104) in einem eine Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage aufweisenden Fahrzeug (100) verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben der Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage während einer ersten Betriebsbedingung, die eine Motorsteuergerät-Temperatur unter einem Aufhebungsgrenzwert umfasst, nach einer kundenbasierten Einstellung; Aufheben der kundenbasierten Einstellung während mindestens eines Teils eines Betriebs bei einer Motordrehzahl über einem Drehzahlgrenzwert; Aufheben der kundenbasierten Einstellung während mindestens eines Teils eines Betriebs bei einer Motorlast über einem Lastgrenzwert; Aufheben der kundenbasierten Einstellung während mindestens eines Teils eines Betriebs bei einer Umgebungstemperatur über einem Umgebungstemperaturgrenzwert; Aufheben der kundenbasierten Einstellung während mindestens eines Teils eines Betriebs bei einer gemessenen oder geschätzten Temperatur nahe oder über einem Motorsteuergerät-Temperaturgrenzwert und wenn die Fahrgastraum-Klimaregelungsanlage auf „Aus“ gestellt und ein Umluftbetrieb gewählt ist.