DE102008007460A1

DE102008007460A1 - Fluidmodellsteuerung für eine elektroviskose Lüfterkupplung

Info

Publication number: DE102008007460A1
Application number: DE102008007460A
Authority: DE
Inventors: Michael A. Dexter Turley; James A. Farmington Hills Lasecki; Timothy P. Oakland Township Worthley; Michael J. Rochester Melaragni; Jeffrey A. Rochester Bozeman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2008-08-28
Also published as: US20080185254A1; CN101240739A; US7708127B2; CN101240739B

Abstract

Ein Steuersystem zum Steuern einer Viskosekupplung eines Lüfters ist vorgesehen. Das Steuersystem umfasst ein Delta-Drehzahlmodul, das einen von einem Überdrehzahlzustand, einem Unterdrehzahlzustand und einem stationären Zustand auf der Basis einer gewünschten Lüfterdrehzahl und einer tatsächlichen Lüfterdrehzahl ermittelt. Ein Modus-Modul ermittelt einen Modus der Kupplung auf der Basis des einen von dem Überdrehzahlzustand, dem Unterdrehzahlzustand und dem stationären Zustand, wobei der Modus einer von einem Hineinpump-Modus, einem Herauspump-Modus und einem Modus mit geschlossenem Kreislauf ist. Ein Ventilsteuermodul steuert einen Betriebszustand des Kupplungsventils auf der Basis des Modus.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenlegung betrifft Verfahren und Systeme zum Steuern einer elektroviskosen Lüfterkupplung.
Hintergrund
Die Angaben in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformation in Bezug auf die vorliegende Offenlegung und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
Moderne Verbrennungsmotoren erzeugen eine enorme Wärmemenge. Diese Wärme wird erzeugt, wenn ein Luft- und Kraftststoff-Gemisch im Inneren des Motorbrennraumes entzündet wird. Um ein Überhitzen der Zylinderwände, Kolben, Ventile und anderer Motorkomponenten zu verhindern, ist es notwendig, die Wärme abzuführen. Lüftersysteme versorgen den Motor mit Luft, um während eines Motorbetriebes geeignete Temperaturen aufrechtzuerhalten.
Fahrzeuge mit Heckantrieb, die längs eingebaute Motoren aufweisen, umfassen typischerweise einen motorbetriebenen Kühllüfter. Motorbetriebene Kühllüfter umfassen einen Lüfter und eine Viskosekupplung. Der Lüfter ist allgemein an der Vorderseite der Wasserpumpe angeordnet und wird über ein Riemen- und Riemenscheibensystem angetrieben, das mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist. Die Viskosekupplung ist an der Nabe des Lüfters positioniert. Die Viskosekupplung dient dazu, den Lüfter zu/von dem Motor einzurücken und auszurücken. Wenn der Motor kalt ist oder selbst bei normalen Betriebstemperaturen, rückt die Lüfterkupplung den Lüfter teilweise aus. Ein Ausrücken des Lüfters spart Energie, da der Motor den Lüfter nicht voll antreiben muss.
Zusammenfassung
Demgemäß ist ein Steuersystem zum Steuern einer Viskosekupplung eines Lüfters vorgesehen. Das Steuersystem umfasst ein Delta-Drehzahlmodul, das einen von einem Überdrehzahlzustand, einem Unterdrehzahlzustand und einem stationären Zustand auf der Basis einer gewünschten Lüfterdrehzahl und einer tatsächlichen Lüfterdrehzahl ermittelt. Ein Modus-Modul ermittelt einen Modus der Kupplung auf der Basis des einen von dem Überdrehzahlzustand, dem Unterdrehzahlzustand und dem stationären Zustand, wobei der Modus einer von einem Hineinpump-Modus, einem Herauspump-Modus und einem Modus mit geschlossenem Kreislauf ist. Ein Ventilsteuermodul steuert einen Betriebszustand des Kupplungsventils auf der Basis des Modus.
In weiteren Merkmalen ist ein Verfahren zum Steuern einer Viskosekupplung eines Lüfters, der mit einem Motor gekoppelt ist, vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte, dass: eine Differenz zwischen einer gewünschten Lüfterdrehzahl und einer tatsächlichen Lüfterdrehzahl berechnet wird; einer von einem Überdrehzahlzustand, einem Unterdrehzahlzustand und einem stationären Zustand aus der Differenz ermittelt wird; zumindest einer von einem Hineinpump-Modus, einem Herauspump-Modus und einem Modus mit geschlossenem Kreislauf der Kupplung auf der Basis des Zustands ermittelt wird; ein Zustand eines Kupplungsventils der Viskosekupplung auf der Basis des zumindest einen von dem Hineinpump-Modus, dem Herauspump-Modus und dem Modus mit geschlossenem Kreislauf gesteuert wird; und eine Fluidmenge in der Kupplung auf der Basis des zumindest einen von dem Hineinpump-Modus, dem Herauspump-Modus und dem Modus mit geschlossenem Kreislauf ermittelt wird.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur Illustrationszwecken dienen sollen und den Umfang der vorliegenden Offenlegung nicht einschränken sollen.
Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur Illustrationszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenlegung in keiner Weise einschränken.
1 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb veranschaulicht, das ein elektroviskoses Lüftersystem umfasst.
2 ist ein Datenflussdiagramm, das ein Viskosekupplung-Steuersystem veranschaulicht.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ermitteln der Fluidmenge in der Viskosekupplung und zum Steuern des Kupplungsventils veranschaulicht.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ermitteln, ob die Kupplungseingangsdrehzahl stabil ist, veranschaulicht.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Zurücksetzen der Fluidmenge veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung
Die nachfolgende Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen ist nur beispielhaft und soll die vorliegende Offenlegung, ihre Anwendung oder Verwendungen keinesfalls einschränken. Zum besseren Verständnis werden in den Zeichnungen dieselben Bezugsziffern verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (mehrfach genutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder weitere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktion bereitstellen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb allgemein bei 10 gezeigt. Ein Motor 12 verbrennt ein Luft- und Kraftstoff-Gemisch im Inneren von Zylindern 14, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Der beispielhafte Motor 12 umfasst sechs Zylinder 14, die in benachbarten Zylinderbänken 16 und 18 in eine V-Anordnung konfiguriert sind. Wenngleich sechs Zylinder (N = 6) gezeigt sind, ist einzusehen, dass der Motor 12 zusätzliche oder weniger Zylinder 14 umfassen kann. Zum Beispiel werden auch Motoren mit 2, 4, 5, 8, 10, 12 und 16 Zylindern in Erwägung gezogen. Es ist auch einzusehen, dass der Motor 12 alternativ eine Reihenzylinder-Konfiguration umfassen kann.
Ein durch den Motor 12 erzeugtes Drehmoment wird über einen Drehmomentwandler 22 auf ein Hinterradgetriebe 20 übertragen. Es ist einzusehen, dass das Getriebe 20 entweder ein manuelles oder ein automatisches sein kann. Das Getriebe 20 kann ein Freilaufgetriebe, ein Doppelkupplungs-(Clutch-to-Clutch)-Getriebe oder ein stufenloses Automatikgetriebe sein. Das Getriebe 20 umfasst eine einzelne Ausgangswelle, die mit einer Fahrzeugantriebswelle 24 gekoppelt ist. Die Antriebswelle 24 überträgt das Drehmoment von dem Getriebe 20 auf Achsen 26A und 26B und Räder 28A und 28B am Heck des Fahrzeugs 10.
Ein Lüfter 30 ist über ein Riemen- und Riemenscheibensystem angetrieben, das mit einer Kurbelwelle des Motors 12 gekoppelt ist. Der Lüfter 30 dient dazu, Komponenten des Motors 12 zu kühlen. Eine elektroviskose Kupplung 32 rückt ein und aus, um den Lüfter 30 mit dem Motor 12 zu koppeln. Fluid wird von einer geregelten Fluidquelle 34 an die Kupplung 32 geliefert. Die Kupplung 32 ist mit der Fluidquelle 34 über ein Kupplungsventil 36 gekoppelt. Das Kupplungsventil 36 steuert die Strömung des Fluids zu der Kupplung 32.
Ein Motordrehzahlsensor 38 erfasst die Drehzahl des Motors 12 und erzeugt ein Motordrehzahlsignal 40. Ein Kupplungsausgangsdrehzahlsensor 42 erfasst die Drehzahl der Ausgangswelle 44 und erzeugt ein Ausgangsdrehzahlsignal 46. Ein Fluidtemperatursensor erfasst die Temperatur des Fluids und erzeugt ein Fluidtemperatursignal 50. Das Steuergerät 52 empfängt das Motordrehzahlsignal 40, das Ausgangsdrehzahlsignal 46 und das Fluidtemperatursignal 50 und steuert das Kupplungsventil 36, um Fluid an die Kupplung 32 zu liefern und/oder von dieser auszutragen. In verschiedenen Ausführungsformen stellt ein Fluidtemperaturmodell in dem Steuergerät 52 eine geschätzte Fluidtemperatur (alternativ zu dem Fluidtemperatursignal 50) bereit.
Unter Bezugnahme auf 2 veranschaulicht ein Datenflussdiagramm ein Viskosekupplung-Steuersystem. Verschiedene Ausführungsformen von Viskosekupplung-Steuersystemen gemäß der vorliegenden Erfindung können eine beliebige Anzahl an Untermodulen, die in dem Steuergerät 52 eingebettet sind, umfassen. Die gezeigten Untermodule können kombiniert und/oder weiter partitioniert sein, um eine ähnliche Steuerung des Kupplungsventils 36 vorzusehen. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Steuergerät 52 von 2 ein Delta-Drehzahlmodul 54, ein Kupplungsmodus-Modul 56, ein Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfmodul 58, ein Zurücksetzmodul 60 und ein Ventilsteuermodul 62. Das Delta-Drehzahlmodul 54, das Kupplungsmodus-Modul 56 und das Ventilsteuermodul 62 ermitteln ein an das Kupplungsventil 36 zu sendendes Steuersignal 64 (1) und ermitteln eine Fluidmenge 66 in einem Arbeitsraum der Kupplung 32 (1). Das Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfmodul 58 und das Zurücksetzmodul 60 setzen die Fluidmenge 66 periodisch zurück. Die Fluidmenge 66 kann in einem Datenspeicher 74 gespeichert werden.
Im Spezielleren empfängt das Delta-Drehzahlmodul 54 als Eingang eine gewünschte Lüfterdrehzahl 66 und ein Ausgangsdrehzahlsignal 46. Die Ausgangsdrehzahl stellt die tatsächliche Drehzahl des Lüfters dar. Es ist einzusehen, dass andere ähnliche Eingänge verwendet werden können, um eine tatsächliche Lüfterdrehzahl anzugeben. Das Delta-Drehzahlmodul 54 ermittelt eine Delta-Drehzahl durch Subtrahieren der Ausgangsdrehzahl 46 von der gewünschten Lüfterdrehzahl 68. Ein Lüfterdrehzahlzustand 70 wird aus der Delta-Drehzahl ermittelt. Wenn die Delta-Drehzahl größer ist als ein Maximum, dann liegt ein Überdrehzahlzustand vor. Wenn die Delta-Drehzahl kleiner ist als ein Minimum, dann liegt ein Unterdrehzahlzustand vor. Andernfalls gibt der Lüfterzustand an, dass der Lüfter innerhalb der Toleranz der aktuellen Betriebszustände arbeitet.
Das Kupplungsmodus-Modul 56 empfängt als Eingang den Lüfterzustand 70 und ermittelt einen Kupplungsmodus 72 auf der Basis des Lüfterzustands 70. Der Kupplungsmodus 72 kann zumindest einer von einem Herauspump-Modus, einem Hineinpump-Modus und einem Modus mit geschlossenem Kreislauf sein. Der Zustand der Kupplung wird als der Herauspump-Modus festgelegt, wenn ein Überdrehzahlzustand vorliegt. Der Zustand der Kupplung wird als der Hineinpump-Modus festgelegt, wenn ein Unterdrehzahlzustand vorliegt. Die Kupplung wird als der Modus mit geschlossenem Kreislauf festgelegt, wenn der Lüfterzustand angibt, dass die Kupplung innerhalb der Toleranz arbeitet.
Das Ventilsteuermodul 62 empfangt den Kupplungsmodus 72. Auf der Basis des Kupplungsmodus 72 legt das Ventilsteuermodul 62 das Ventilsteuersignal 64 auf ein vorbestimmtes Tastverhältnis fest. Wenn der Kupplungsmodus 72 dem Herauspump-Modus entspricht, wird das Ventilsteuersignal 64 derart festgelegt, dass es dem Ventil befiehlt, zu schließen, um die Lüfterdrehzahl zu verringern oder gegen eine Sättigung vorzugehen. Der Sättigungspunkt wird auf der Basis einer Eingangsdrehzahl der Kupplung ermittelt und stellt die Menge an Fluid im Arbeitsraum der Kupplung dar, die einen „überfüllten" Zustand begründen würde. Wenn der Kupplungsmodus 72 dem Hineinpump-Modus entspricht, wird das Ventilsteuersignal 64 derart festgelegt, dass es dem Ventil befiehlt, vollständig zu öffnen, um zuzulassen, dass Fluid in die Kupplung strömt, um die Lüfterdrehzahl zu erhöhen. Das Steuersignal befiehlt der Kupplung solange vollständig zu öffnen, bis die Kupplung innerhalb der Toleranz arbeitet. Wenn der Kupplungsmodus 72 dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht, wird das Ventilsteuersignal 64 derart festgelegt, dass es moduliert, sodass diese Position beibehalten wird.
Das Ventilsteuermodul 62 empfängt auch ein Fluidtemperatursignal 50, ein Ausgangsdrehzahlsignal 46 und ein Motordrehzahlsignal 40 als Eingang. Das Ventilsteuermodul 62 ermittelt eine Fluidmenge 66 in der Kupplung aus einem Profil, das dem Kupplungsmodus 72 entspricht. Das Profil kann zumindest eines von einem Hineinpump-Profil und einem Herauspump-Profil sein. Die Profile basieren auf mindestens einer von einer Fluidtemperatur 50, einer Ausgangsdrehzahl 46 und einer Motordrehzahl 40. Das Hineinpump-Profil definiert, wie das Fluid in den Arbeitsraum der Kupplung strömt. Das Herauspump-Profil definiert, wie das Fluid aus dem Arbeitsraum der Kupplung strömt. Wenn der Kupplungsmodus dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht, kann die Fluidmenge unter Verwendung des Zurücksetzmoduls 60 ermittelt werden, um das Fluidniveau auf der Basis der aktuellen Betriebszustände periodisch zurückzusetzen (siehe Abschnitt [0023]).
Es ist wünschenswert, die ermittelte Fluidmenge 66 periodisch zurückzusetzen, um die Genauigkeit der Fluidmenge 66 zu verbessern, während der Kupplungsmodus 72 dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht. Die Fluidmenge 66 wird auf der Basis eines stationären Profils zurückgesetzt. Das stationäre Profil definiert die Menge an Fluid in der Kupplung relativ zu den aktuellen Betriebszuständen. Das stationäre Profil basiert auf der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl 46. Die Eingangsdrehzahl kann aus der Motordrehzahl 40 und einem Wasserpumpen-Riemenscheibenverhältnis berechnet werden, wobei die Motordrehzahl 40 mit dem Verhältnis multipliziert wird.
Die Fluidmenge 66 kann periodisch zurückgesetzt werden, wenn die Eingangsdrehzahl stabil ist. Das Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfmodul 58 und das Zurücksetzmodul 60 ermitteln, ob die Eingangsdrehzahl stabil ist, und setzen die Fluidmenge 66 zurück. Im Spezielleren empfängt das Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfmodul 58 als Eingang das Motordrehzahlsignal 40. Da die Eingangsdrehzahl gleich der Motordrehzahl 40 multipliziert mit einem Wasserpumpen-Riemenscheibenverhältnis ist und das Verhältnis konstant bleibt, kann das Motordrehzahlsignal beurteilt werden. Das Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfmodul 58 ermittelt, ob die Eingangsdrehzahl stabil ist, indem es das Motordrehzahlsignal 40 beurteilt, um zu ermitteln, ob eine Änderung eingetreten ist. Wenn eine wesentliche Änderung der Motordrehzahl 40 eingetreten ist, ist die Eingangsdrehzahl nicht stabil und ein Drehzahlstabilitäts-Flag 76 wird auf FALSCH gesetzt. Wenn die Motordrehzahl relativ konstant bleibt, wird das Drehzahlstabilitäts-Flag 76 auf WAHR gesetzt.
Das Zurücksetzmodul 60 empfängt als Eingang das Stabilitäts-Flag 76 und den Kupplungsmodus 72. Das Zurücksetzmodul 60 setzt die Fluidmenge 66 zurück, wenn die Eingangsdrehzahl stabil ist und die Kupplung in dem Modus mit geschlossenem Kreislauf arbeitet. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Fluidmenge 66, gleich nachdem die Eingangsdrehzahl stabil geworden ist, und periodisch danach zurückgesetzt. Die Fluidmenge 66 kann in einem Datenspeicher 74, der einen nichtflüchtigen Speicher enthält, gespeichert werden. Der nicht-flüchtige Speicher lässt zu, dass die Fluidmenge 66 in dem Speicher gesichert bleibt, wenn das Steuergerät 52 von der Energie getrennt ist wie z. B. während eines Schlüsselzyklus des Fahrzeugs 10. Dies lässt zu, dass die Fluidmenge 66 zu Beginn eines jeden Schlüsselzyklus bekannt ist.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 3 veranschaulicht ein Flussdiagramm beispielhafte Verfahren, die von dem Kupplungsmodus-Modul 56 und dem Ventilsteuermodul 62 ausgeführt werden. Das Verfahren kann kontinuierlich während eines Motorbetriebes ausgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren derart geplant sein, dass es jede halbe Sekunde abläuft. In 3 wird der Kupplungsmodus, wenn die Delta-Drehzahl bei 100 größer als ein maximaler Schwellenwert ist, bei 110 als der Hineinpump-Modus festgelegt. Wenn die Delta-Drehzahl bei 120 kleiner als ein minimaler Schwellenwert ist, wird der Kupplungsmodus bei 130 als der Herauspump-Modus festgelegt. Andernfalls wird der Kupplungsmodus 72 bei 140 als der Modus mit geschlossenem Kreislauf festgelegt. Wenn der Modus gleich dem Hineinpump-Modus festgelegt ist, wird bei 150 ein Sättigungspunkt für die aktuelle Eingangsdrehzahl ermittelt. Wenn die aktuelle Fluidmenge bei 160 größer als der Sättigungspunkt ist, wird der Kupplungsmodus bei 170 zurück als der Herauspump-Modus festgelegt. Andernfalls bleibt die Kupplung in dem Hineinpump-Modus. Sobald der Kupplungsmodus bestimmt ist, wird bei 180 ein Ventilsteuersignal gesetzt. Das Steuersignal kann ein pulsweitenmoduliertes Signal sein, welches das Kupplungsventil bei null Prozent Tastverhältnis in eine vollständig geschlossene Position, bei einhundert Prozent Tastverhältnis in eine offene Position und irgendwo dazwischen steuert, wenn das Tastverhältnis moduliert wird.
Eine Fluidmenge wird bei 190 auf der Basis des Hineinpump-Profils und des Herauspump-Profils ermittelt. Das Hineinpump-Profil basiert auf der Ausgangsdrehzahl. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Hineinpump-Profil als eine vordefinierte zweidimensionale Nachschlagtabelle mit der Ausgangsdrehzahl als Index und dem Fluidvolumen als Ausgang realisiert sein. Die Fluidmenge wird dem Fluidvolumen (oder im Spezielleren der Änderung des Fluidvolumens) plus der aktuellen Fluidmenge gleichgesetzt. Das Herauspump-Profil basiert auf der Fluidtemperatur und einer Differenz zwischen einer Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl. Die Eingangsdrehzahl kann aus der Motordrehzahlsignal und einem Wasserpumpen-Riemenscheibenverhältnis berechnet werden, wobei die Motordrehzahl mit dem Verhältnis multipliziert wird. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Herauspump-Profil als eine vordefinierte dreidimensionale Nachschlagtabelle mit der Differenz und der Fluidtemperatur als Indizes und dem Fluidvolumen als Ausgang realisiert sein. Die Fluidmenge wird der aktuellen Fluidmenge minus dem Fluidvolumen (oder im Spezielleren der Änderung der Fluidmenge) gleichgesetzt. Die Fluidmenge wird bei 200 in dem Speicher gespeichert.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 4 veranschaulicht ein Flussdiagramm ein beispielhaftes Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfverfahren, das von dem Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfmodul 58 ausgeführt wird. Das Verfahren kann kontinuierlich während eines Motorbetriebes ausgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren derart geplant sein, dass es jede halbe Sekunde abläuft. In 4 wird, wenn die Motordrehzahl bei 210 größer als ein maximaler Schwellenwert ist, ein Motordrehzahl-Maximum bei 220 als die Motordrehzahl festgelegt. Wenn die Motordrehzahl kleiner als ein minimaler Schwellenwert ist, wird ein Motordrehzahl-Minimum bei 230 als die Motordrehzahl festgelegt. Eine Differenz zwischen dem Motordrehzahl-Maximum und dem Motordrehzahl-Minimum wird bei 240 berechnet. Wenn die Differenz bei 250 kleiner als ein maximaler Schwellenwert ist und die Motordrehzahl bei 260 kleiner als ein maximaler Schwellenwert ist, wird eine Zeitmesseinrichtung bei 270 aktualisiert. Andernfalls wird die Zeitmesseinrichtung bei 280 zurückgesetzt und das Stabilitäts-Flag wird bei 290 auf FALSCH gesetzt. Wenn nach der Aktualisierung der Zeitmesseinrichtung bei 270 der Wert der Zeitmesseinrichtung bei 292 größer als ein Schwellenwert ist, wird das Stabilitäts-Flag bei 294 auf WAHR gesetzt. Andernfalls wird das Stabilitäts-Flag bei 290 auf FALSCH gesetzt.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5 veranschaulicht ein Flussdiagramm ein beispielhaftes Zurücksetzverfahren, das von dem Zurücksetzmodul 60 ausgeführt wird. Das Verfahren kann kontinuierlich während eines Motorbetriebes ausgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren derart geplant sein, dass es jede halbe Sekunde abläuft. In 5 wird, wenn die Eingangsdrehzahl bei 300 stabil ist, der Kupplungsmodus bei 310 dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht und das Ventil bei 320 nicht gesteuert wird, zu schließen, eine Basis-Zeitmesseinrichtung bei 330 aktualisiert. Andernfalls wird die Basis-Zeitmesseinrichtung bei 370 zurückgesetzt. Wenn nach der Aktualisierung der Basis-Zeitmesseinrichtung der Wert der Zeitmesseinrichtung bei 340 größer als ein Schwellenwert ist oder die Eingangsdrehzahl bei 350 gerade stabil wurde, wird die Fluidmenge bei 360 zurückgesetzt. Die Fluidmenge wird auf der Basis eines stationären Profils zurückgesetzt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das stationäre Profil als eine vordefinierte dreidimensionale Nachschlagtabelle mit der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl als Indizes und dem Fluidvolumen als Ausgang realisiert sein. Die Fluidmenge ist derart festgelegt, dass sie dem Fluidvolumen entspricht. Die Fluidmenge wird bei 380 in dem Speicher gespeichert und die Basis-Zeitmesseinrichtung wird bei 370 zurückgesetzt.
Es ist einzusehen, dass alle in den verschiedenen Ausführungsformen der 3, 4 und 5 angestellten Vergleiche in Abhängigkeit von den gewählten Werten für die Minima, die Maxima und die Schwellenwerte in verschiedenen Formen ausgeführt sein können. Zum Beispiel kann ein Vergleich „größer als" in verschiedenen Ausführungsformen als „größer als oder gleich" realisiert sein. Gleichermaßen kann ein Vergleich „kleiner als" in verschiedenen Ausführungsformen als „kleiner als oder gleich" realisiert sein.
Der Fachmann wird nun aus der vorhergehenden Beschreibung einsehen, dass die umfassende Lehre der vorliegenden Offenbarung in einer Vielfalt von Formen ausgeführt werden kann. Daher soll, während die Offenlegung in Verbindung mit speziellen Beispielen davon beschrieben wurde, der wahre Umfang der Offenbarung nicht in dieser Weise begrenzt sein, da für den praktischen Fachmann nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche weitere Abwandlungen offensichtlich sein werden.

Claims

Steuersystem zum Steuern eines Kupplungsventils eines Viskosekupplung-Lüftersystems, das umfasst: ein Delta-Drehzahlmodul, das einen von einem Überdrehzahlzustand, einem Unterdrehzahlzustand und einem stationären Zustand auf der Basis einer gewünschten Lüfterdrehzahl und einer tatsächlichen Lüfterdrehzahl ermittelt; ein Modus-Modul, das einen Modus der Kupplung auf der Basis des einen von dem Überdrehzahlzustand, dem Unterdrehzahlzustand und dem stationären Zustand ermittelt, wobei der Modus einer von einem Hineinpump-Modus, einem Herauspump-Modus und einem Modus mit geschlossenem Kreislauf ist; und ein Ventilsteuermodul, das einen Betriebszustand des Kupplungsventils auf der Basis des Modus steuert.
System nach Anspruch 1, wobei das Delta-Drehzahlmodul eine Differenz zwischen der tatsächlichen Lüfterdrehzahl und der gewünschten Lüfterdrehzahl ermittelt und den einen von dem Überdrehzahlzustand, dem Unterdrehzahlzustand und dem stationären Zustand auf der Basis der Differenz ermittelt.
System nach Anspruch 2, wobei dann, wenn die Differenz größer als ein maximaler Wert ist, der Überdrehzahlzustand vorliegt, dann, wenn die Differenz kleiner ist als ein minimaler Wert, der Unterdrehzahlzustand vorliegt und andernfalls der stationäre Zustand vorliegt.
System nach Anspruch 1, wobei das Ventilsteuermodul eine Fluidmenge in der Kupplung auf der Basis des Modus und eines von einem Hineinpump-Profil und einem Herauspump-Profil ermittelt und wobei das Hineinpump-Profil und das Herauspump-Profil dem Hineinpump-Modus bzw. dem Herauspump-Modus entsprechen.
System nach Anspruch 1, wobei die tatsächliche Lüfterdrehzahl gleich einer Ausgangsdrehzahl ist und wobei die Ausgangsdrehzahl auf einer Drehzahl einer Ausgangswelle, die sich von der Kupplung weg erstreckt, basiert.
System nach Anspruch 4, wobei das Hineinpump-Profil definiert, wie das Fluid in den Arbeitsraum der Viskosekupplung strömt, und auf einer Ausgangsdrehzahl basiert.
System nach Anspruch 4, wobei das Herauspump-Profil definiert, wie das Fluid aus dem Arbeitsraum der Kupplung strömt, und auf einer Fluidtemperatur und einer Differenz zwischen einer Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl basiert.
System nach Anspruch 7, wobei die Eingangsdrehzahl berechnet wird, indem eine Motordrehzahl mit einem Verhältnis multipliziert wird, und wobei die Ausgangsdrehzahl auf einer Drehzahl einer Ausgangswelle, die sich von der Kupplung weg erstreckt, basiert.
System nach Anspruch 4, ferner umfassend ein Zurücksetzmodul, das die Fluidmenge periodisch zurücksetzt, wenn der Modus dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht.
System nach Anspruch 9, wobei das Zurücksetzmodul die Fluidmenge auf der Basis eines stationären Profils zurücksetzt und wobei das stationäre Profil die Menge an Fluid in der Kupplung relativ zu den aktuellen Betriebsbedingungen definiert und auf einer Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl basiert.
System nach Anspruch 10, wobei die Eingangsdrehzahl berechnet wird, indem eine Motordrehzahl mit einem Verhältnis multipliziert wird, und die Ausgangsdrehzahl von einem an einer Ausgangswelle der Kupplung befestigten Drehzahlsensor empfangen wird.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend ein Eingangsdrehzahlstabilitäts-Prüfmodul, das ermittelt, ob die Eingangsdrehzahl stabil ist, und wobei das Zurücksetzmodul die Fluidmenge periodisch zurücksetzt, wenn die Eingangsdrehzahl stabil ist.
System nach Anspruch 9, wobei das Zurücksetzmodul die Fluidmenge zurücksetzt, gleich nachdem die Eingangsdrehzahl stabil geworden ist, und der Modus dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht.
System nach Anspruch 1, wobei das Ventilsteuermodul einen Sättigungspunkt ermittelt und den Betriebszustand der Kupplung auf der Basis des Sättigungspunktes steuert, wobei der Sättigungspunkt auf einer Eingangsdrehzahl der Kupplung basiert.
Verfahren zum Steuern einer Viskosekupplung eines Lüfters, der mit einem Motor gekoppelt ist, umfassend die Schritte, dass: eine Differenz zwischen einer gewünschten Lüfterdrehzahl und einer tatsächlichen Lüfterdrehzahl berechnet wird; einer von einem Überdrehzahlzustand, einem Unterdrehzahlzustand und einem stationären Zustand aus der Differenz ermittelt wird; zumindest einer von einem Hineinpump-Modus, einem Herauspump-Modus und einem Modus mit geschlossenem Kreislauf der Kupplung auf der Basis des Zustands ermittelt wird; ein Zustand eines Kupplungsventils der Viskosekupplung auf der Basis des zumindest einen von dem Hineinpump-Modus, dem Herauspump-Modus und dem Modus mit geschlossenem Kreislauf gesteuert wird; und eine Fluidmenge in der Kupplung auf der Basis des zumindest einen von dem Hineinpump-Modus, dem Herauspump-Modus und dem Modus mit geschlossenem Kreislauf ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ermitteln der Fluidmenge auf zumindest einem von einem Hineinpump-Profil, das definiert, wie das Fluid in die Kupplung strömt, einem Herauspump-Profil, das definiert, wie das Fluid aus der Kupplung strömt, und einem stationären Profil, das die Menge an Fluid in der Kupplung relativ zu den aktuellen Betriebsbedingungen definiert, basiert.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend die Schritte, dass: ein Ausgangsdrehzahlsignal von einem an einer Ausgangswelle der Kupplung befestigten Drehzahlsensor empfangen wird; und das Hineinpump-Profil auf der Basis des Ausgangsdrehzahlsignals definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend die Schritte, dass: ein Ausgangsdrehzahlsignal von einem an einer Ausgangswelle der Kupplung befestigten Drehzahlsensor empfangen wird; ein Fluidtemperatursignal von einem Temperatur-Untermodul empfangen wird; ein Motordrehzahlsignal von einem an dem Motor befestigten Motordrehzahlsensor empfangen wird; eine Eingangsdrehzahl berechnet wird, indem eine Motordrehzahl mit einem Verhältnis multipliziert wird; eine Differenz zwischen der Eingangsdrehzahl und dem Ausgangsdrehzahlsignal berechnet wird; und das Herauspump-Profil auf der Basis eines Fluidtemperatursignals und der Differenz zwischen der Eingangsdrehzahl und dem Ausgangsdrehzahlsignal definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend die Schritte, dass: eine Ausgangsdrehzahl von einem an einer Ausgangswelle des Lüfters befestigten Drehzahlsensor empfangen wird; eine Eingangsdrehzahl berechnet wird, indem eine Motordrehzahl mit einem Verhältnis multipliziert wird; und das stationäre Profil auf der Basis der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend, dass die Fluidmenge auf der Basis des stationären Profils periodisch zurückgesetzt wird, wenn der Modus dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, dass ermittelt wird, wann eine Eingangsdrehzahl stabil ist, und die Fluidmenge zurückgesetzt wird, wenn der Modus dem Modus mit geschlossenem Kreislauf entspricht und die Eingangsdrehzahl stabil ist.