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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und insbesondere auf ein Verschlussklappensteuersystem.
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Aus der
US 2003/0184155 A1 ist ein Bremssystem bekannt geworden, das ein Steuermodul für regeneratives Bremsen umfasst, das einen Motorgenerator steuert, um regeneratives Bremsen durchzuführen.
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Auch die
DE 10 2008 000 673 T5 beschreibt eine Fahrzeugbremsvorrichtung, welche zur Bremsung sowohl die Bremswirkung aus regenerativem Bremsen als auch die Bremswirkung nutzt, die auf den Luftwiderstand einer Klappe zurückzuführen ist, wobei diese beiden Bremsanteile in Kombination insbesondere bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten die insgesamt benötigte Bremswirkung ergeben.
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Ferner ist es aus der
DE 39 16 907 A1 bekannt, dass durch das Öffnen der Lamellen eines Kühlergrills einerseits der Luftwiderstand zunimmt und andererseits der Raddruck der Vorderräder abnimmt.
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Die
EP 1 531 073 A1 offenbart die Durchführung von regenerativem Bremsen in Abhängigkeit von Mitteln zur Steuerung der Beschleunigung des Fahrzeugs.
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Die
DE 10 2007 062 591 A1 offenbart die Regelung einer Verschlussklappe zum Blockieren von Luftströmungen in den Maschinenraum eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Maschinenkühlmitteltemperatur und eines Klimaanlagenkompressordrucks.
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HINTERGRUND
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Die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemisches innerhalb einer Brennkraftmaschine erzeugt Wärme. Die Kühlung der Maschine ist ein zyklischer Prozess. Kühles Maschinenkühlmittel absorbiert Wärme von der Maschine, und das (erwärmte) Maschinenkühlmittel wird zu einem Kühler zirkuliert. Der Kühler erleichtert die Wärmeübertragung vom Maschinenkühlmittel auf Luft, die durch den Kühler strömt. Das (gekühlte) Maschinenkühlmittel wird vom Kühler zur Maschine zurück zirkuliert, um mehr Wärme von der Maschine zu absorbieren und diese zu kühlen.
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Außerdem kann ein Kühllüfter implementiert sein, um in Zeiten, in denen ansonsten wenig Luft durch den Kühler strömen kann, eine Luftströmung am Kühler vorbei zu schaffen. Nur als Beispiel kann der Kühllüfter aktiviert werden, um eine Luftströmung am Kühler vorbei zu schaffen, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist oder wenn eine aerodynamische Verschlussklappe offen ist und eine Luftströmung am Kühler vorbei gering ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verschlussklappensteuersystem anzugeben, dessen Klappen sich bei Bedarf schließen lassen und das einen Motorgenerator zur Energierückgewinnung bei geschlossenen Klappen aufweist, mit dem auch bei großen Verzögerungen die erforderliche Bremskraft zuverlässig erzielt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Aufgabe wird mit einem Verschlussklappensteuersystem gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur für Erläuterungszwecke bestimmt und sollen den Schutzbereich der Offenbarung nicht begrenzen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird vollständiger verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen, in denen:
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1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Maschinensystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
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2A, 2B Diagramme eines beispielhaften Fahrzeugs mit offenen bzw. geschlossenen aerodynamischen Verschlussklappen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
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3 ein beispielhafter Graph eines Luftwiderstandes als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
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4 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Verschlussklappensteuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Schließens von aerodynamischen Verschlussklappen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
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6 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Öffnens von aerodynamischen Verschlussklappen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Für die Zwecke der Deutlichkeit werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hier verwendet, sollte der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Selbstverständlich können die Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
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Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
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Ein Fahrzeug erfährt einen Luftwiderstand, während das Fahrzeug fährt. Der Luftwiderstand bezieht sich auf eine Kraft, die der Bewegung eines Objekts durch ein Fluid (z. B. Luft) entgegenwirkt. Ein Fahrzeug kann eine aerodynamische Verschlussklappe umfassen, die den Luftwiderstand am Fahrzeug verändert, indem sie die Luftströmung in einen Maschinenraum zulässt oder blockiert. Das Blockieren der Luftströmung in den Maschinenraum macht das Fahrzeug aerodynamischer. Anstelle der Strömung in den Maschinenraum und des Verursachens eines Luftwiderstandes kann die blockierte Luft über, unter und/oder um das Fahrzeug strömen.
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Ein Steuermodul steuert, ob die aerodynamische Verschlussklappe offen oder geschlossen ist. Nur als Beispiel kann das Steuermodul die aerodynamische Verschlussklappe schließen, um die Luftströmung in den Maschinenraum zu blockieren und den Luftwiderstand zu verringern, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Das Steuermodul kann die aerodynamische Verschlussklappe unter einigen Umständen öffnen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit, trotz der zugehörigen Zunahme des Luftwiderstandes. Nur als Beispiel kann das Steuermodul die aerodynamische Verschlussklappe während des Fahrzeugbremsens und/oder wenn eine Maschinenkühlmitteltemperatur größer ist als eine vorbestimmte Temperatur, öffnen. Das Steuermodul kann die aerodynamische Verschlussklappe während des Fahrzeugbremsens öffnen, da die zugehörige Erhöhung des Luftwiderstandes helfen kann, das Fahrzeug zu verlangsamen. Das Steuermodul kann die aerodynamische Verschlussklappe öffnen, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur größer ist als die vorbestimmte Temperatur, um eine Überhitzung der Maschine und/oder des Maschinenkühlmittels zu verhindern.
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Während des Fahrzeugbremsens schließt das Steuermodul der vorliegenden Offenbarung selektiv die aerodynamische Verschlussklappe und steuert einen Motorgenerator, um regeneratives Bremsen durchzuführen. Das Schließen der aerodynamische Verschlussklappe verringert den Luftwiderstand am Fahrzeug, aber das regenerative Bremsen bringt ein Bremsdrehmoment auf, das der Verringerung des Luftwiderstandes entgegenwirkt. In dieser Weise kann die Energie, die ansonsten an den Luftwiderstand verloren gehen würde, wenn die aerodynamische Verschlussklappe offen gelassen werden würde, über das regenerative Bremsen in elektrische Energie umgesetzt werden. Das Durchführen des regenerativen Bremsens während des Fahrzeugbremsens kann auch den Verschleiß an den mechanischen Bremsen des Fahrzeugs verringern.
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Mit Bezug auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems 100 dargestellt. Eine Maschine 102 verbrennt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in einem oder mehreren Zylindern, um ein Drehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Obwohl nur ein Zylinder 103 gezeigt ist, kann die Maschine 102 mehr als einen Zylinder umfassen. Luft wird durch ein Drosselventil 104 und einen Einlasskrümmer 106 in die Maschine 102 gesaugt.
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Ein Drosselklappenaktuatormodul 108 steuert das Öffnen des Drosselventils 104 auf der Basis von Signalen von einem Maschinensteuermodul (ECM) 110. Ein Drosselklappenpositionssensor (TP-Sensor) 112 misst eine TP (z. B. Öffnungsprozentsatz) und erzeugt ein TP-Signal auf der Basis der Position. Das durch die Maschine 102 erzeugte Drehmoment kann über eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) ausgegeben werden.
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Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugt Wärme. Ein Kühlmittel kann verwendet werden, um die Wärme selektiv von der Maschine 102 abzuführen und diese zu kühlen. Eine Kühlmittelpumpe 120 zirkuliert das Kühlmittel. Wenn sich ein Thermostat 122 in einem geschlossenen Zustand befindet, zirkuliert die Kühlmittelpumpe 120 das Kühlmittel durch Kühlmittelkanäle (nicht dargestellt) innerhalb der Maschine 102. Wenn sich der Thermostat 122 in einem offenen Zustand befindet, wird das Kühlmittel innerhalb der Maschine 102 zu einem Kühler 124 zirkuliert und das Kühlmittel innerhalb des Kühlers 124 wird zur Maschine 102 zirkuliert. Der Thermostat 122 kann sich öffnen, wenn eine Temperatur des Kühlmittels größer ist als eine vorbestimmte Öffnungstemperatur. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte Öffnungstemperatur ungefähr 85–95°C sein.
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Der Kühler 124 erleichtert die Wärmeübertragung vom Kühlmittel auf Luft, die durch den Kühler 124 strömt. In dieser Weise erleichtert der Kühler 124 das Kühlen des Kühlmittels. Ein oder mehrere Lüfter, wie z. B. der Lüfter 126, können Luft über den Kühler 124 drücken oder saugen, um die durch den Kühler 124 strömende Luftströmung zu erhöhen. Nur als Beispiel kann der Lüfter 126 aktiviert (d. h. EIN-geschaltet) werden, um die durch den Kühler 124 strömende Luftströmung zu erhöhen, wenn wenig Luft durch den Kühler 124 strömen würde, wie z. B. wenn das Fahrzeug gestoppt ist, oder bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Ein Lüfteraktuatormodul 128 kann den Lüfter 126 auf der Basis von Signalen vom ECM 110 steuern (z. B. EIN oder AUS). Nur als Beispiel kann das ECM 110 den Lüfter 126 aktivieren, wenn die Kühlmitteltemperatur größer ist als eine vorbestimmte Lüftereinschalttemperatur. Die vorbestimmte Lüftereinschalttemperatur kann größer sein als die vorbestimmte Öffnungstemperatur und kann beispielsweise ungefähr 105°C sein. In verschiedenen Implementierungen kann der Lüfter 126 einen Lüfter mit variabler Drehzahl umfassen.
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Wenn mehr als ein Lüfter implementiert wird, kann das ECM 110 die Lüfter bei verschiedenen vorbestimmten Lüftereinschalttemperaturen aktivieren. Nur als Beispiel kann das ECM 110, wenn zwei Lüfter implementiert werden, einen der Lüfter aktivieren, wenn die Kühlmitteltemperatur größer ist als die vorbestimmte Lüftereinschalttemperatur, und den anderen der Lüfter aktivieren, wenn die Kühlmitteltemperatur größer ist als eine zweite vorbestimmte Lüftereinschalttemperatur. Die zweite vorbestimmte Lüftereinschalttemperatur kann größer sein als die vorbestimmte Lüftereinschalttemperatur und kann beispielsweise ungefähr 113°C sein.
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Der Lüfter 126 kann auch verwendet werden, um die Luftströmung innerhalb eines Maschinenraums 129 zu erhöhen, in dem die Maschine 102 angeordnet ist. Das Erhöhen der Luftströmung innerhalb des Maschinenraums 129 kann andere Komponenten als die Maschine 102, das Maschinenkühlmittel und den Kühler 124 kühlen, die innerhalb des Maschinenraums 129 angeordnet sind. Nur als Beispiel können andere Komponenten, die innerhalb des Maschinenraums 129 implementiert werden können und die durch den Lüfter 126 gekühlt werden können, eine Klimaanlageneinheit (AC-Einheit) 130, einen Motorgenerator 132, eine Energiespeichervorrichtung (ESD) 134 und andere Komponenten, die innerhalb des Maschinenraums 129 implementiert werden, umfassen. Obwohl das Lüfteraktuatormodul 128 als durch das ECM 110 gesteuert gezeigt und beschrieben wird, kann das Lüfteraktuatormodul 128 den Lüfter 126 auf der Basis von Signalen von einem anderen Steuermodul (nicht dargestellt), wie z. B. einem Fahrwerksteuermodul, einem Karosseriesteuermodul, einem Hybridsteuermodul oder einem anderen geeigneten Modul, steuern.
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Ein AC-Steuermodul 136 kann die AC-Einheit 130 auf der Basis von Signalen vom ECM 110 steuern. Ein Kompressor (nicht dargestellt) der AC-Einheit 130 komprimiert selektiv ein Kältemittel und der Kompressor kann durch die Kurbelwelle angetrieben werden. Die AC-Einheit 130 kann eine Kühlung für eine Fahrgastkabine des Fahrzeugs schaffen. Ein AC-Drucksensor 137 misst den Druck des Kältemittels und erzeugt ein AC-Drucksignal auf der Basis des Drucks. Obwohl das AC-Steuermodul 136 als durch das ECM 110 gesteuert gezeigt und beschrieben wird, kann das AC-Steuermodul 136 die Lüfter-AC-Einheit 130 auf der Basis von Signalen von einem anderen Steuermodul (nicht dargestellt), wie Z. B. einem Fahrwerksteuermodul, einem Karosseriesteuermodul, einem Hybridsteuermodul oder einem anderen geeigneten Modul, steuern.
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Der Motorgenerator 132 kann eine oder mehrere Funktionen für das Fahrzeug bereitstellen. Nur als Beispiel kann der Motorgenerator 132 das Ausgangsdrehmoment der Maschine 102 unter einigen Umständen ergänzen. Der Motorgenerator 132 kann unter einigen Umständen, wie z. B. während des regenerativen Bremsens, ein Bremsdrehmoment auf die Maschine 102 aufbringen. Elektrische Energie, die vom Motorgenerator 132 während des regenerativen Bremsens erzeugt wird, kann in der ESD 134 gespeichert werden und/oder kann zu einem oder mehreren Fahrzeugsystemen zur Verwendung zugeführt werden. In einigen Implementierungen kann der Motorgenerator 132 auch als Starter der Maschine 102 fungieren, um die Maschine 102 anzukurbeln, wenn die Maschine 102 nicht läuft. In solchen Implementierungen kann der Motorgenerator 132 als riemengetriebener Startergenerator (BAS) bezeichnet werden. Obwohl nur der Motorgenerator 132 gezeigt ist, kann das Fahrzeug mehr als einen Motorgenerator 132 umfassen und mehr als ein Motorgenerator oder ein anderer Elektromotor kann enthalten sein. Ein Hybridsteuermodul 138 kann den Motorgenerator 132 auf der Basis von Signalen vom ECM 110 steuern.
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Mit Bezug auf 2A–2B kann Luft durch einen Kühlergrill 202 in den Maschinenraum 129 strömen. Wenn sich Verschlussklappen 204 in einem offenen Zustand befinden, kann Luft auch durch die Verschlussklappen 204 in den Maschinenraum 129 strömen. Wenn sie sich in einem geschlossenen Zustand befinden, blockieren die Verschlussklappen 204 die Luftströmung in den Maschinenraum 129. Anstelle der Strömung in den Maschinenraum 129 kann die durch die Verschlussklappen 204 blockierte Luft über, um und/oder unter das Fahrzeug gelenkt werden.
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Der Luftwiderstand bezieht sich auf eine Kraft, die durch ein Fluid (z. B. Luft) auferlegt wird, die der Bewegung des Fahrzeugs in der Vorwärtsrichtung entgegenwirkt, während das Fahrzeug durch das Fluid fährt. Der offene/geschlossene Zustand der Verschlussklappen 204 wirkt sich auf den erfahrenen Luftwiderstand aus. Insbesondere kann der Luftwiderstand niedriger sein, wenn die Verschlussklappen 204 geschlossen sind als wenn die Verschlussklappen 204 offen sind. 2A ist eine beispielhafte Darstellung dessen, wenn die Verschlussklappen 204 geschlossen sind. 2B ist eine beispielhafte Darstellung dessen, wenn die Verschlussklappen 204 offen sind.
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Mit Bezug auf 3 ist ein Graph der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Luftwiderstand eines Fahrzeugs dargestellt. Im Allgemeinen nimmt der Luftwiderstand mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Nur als Beispiel kann ein erster Luftwiderstand 302 bei einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeit 304 erfahren werden und ein zweiter Luftwiderstand 306 kann bei einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit 308 erfahren werden. Nur als Beispiel kann der Luftwiderstand auf der Fahrzeuggeschwindigkeit im Quadrat basieren. Obwohl die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Luftwiderstand exponentiell sein kann, wie in der beispielhaften Ausführungsform von 3 dargestellt, kann die Beziehung zwischen dem Luftwiderstand und der Fahrzeuggeschwindigkeit andere Formen annehmen.
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Das Öffnen der Verschlussklappen 204 erhöht den Luftwiderstand. Die beispielhafte Linie 310 führt den Luftwiderstand nach, wenn die Verschlussklappen 204 offen sind. Die beispielhafte gestrichelte Linie 312 führt den Luftwiderstand nach, wenn die Verschlussklappen 204 geschlossen sind. Wie gezeigt, ist der Luftwiderstand bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die Verschlussklappen 204 offen sind, größer als der Luftwiderstand bei der gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die Verschlussklappen 204 geschlossen sind. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, nimmt die Größe der Zunahme des Luftwiderstandes, die den offenen Verschlussklappen 204 zuzuschreiben ist, auch zu. Dies ist durch beispielhafte Pfeile 314 und 316 dargestellt.
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Während des Fahrzeugbremsens kann regeneratives Bremsen durchgeführt werden. Durch das Durchführen von regenerativem Bremsen wird die Energie, die ansonsten an den Luftwiderstand verloren gehen würde, in elektrische Energie umgesetzt. Das Durchführen von regenerativem Bremsen kann auch die Menge an Bremsung, die durch mechanische Bremsen durchgeführt wird, verringern oder beseitigen. Wenn die Verschlussklappen 204 während des Fahrzeugbremsens offen sind, werden die Verschlussklappen 204 selektiv geschlossen. Die Menge an durchgeführtem regenerativem Bremsen wird erhöht, um die Verringerung des Luftwiderstandes, die dem Schließen der Verschlussklappen 204 zuzuschreiben ist, zu kompensieren.
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Wenn das Fahrzeug einer schnellen Verlangsamung unterzogen wird, wenn die Verschlussklappen 204 geschlossen sind, werden die Verschlussklappen 204 selektiv wieder geöffnet. Das Öffnen der Verschlussklappen 204 während einer schnellen Verlangsamung erhöht den Luftwiderstand. Folglich kann das Öffnen der Verschlussklappen 204 einen Bremsweg des Fahrzeugs verringern.
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Mit erneutem Bezug auf 1 kann ein Verschlussklappenaktuatormodul 140 das Öffnen und Schließen der Verschlussklappen 204 auf der Basis von Signalen vom ECM 110 steuern. Das Öffnen und Schließen der Verschlussklappen 204 kann elektrisch, durch ein Vakuum, mechanisch, elektromechanisch oder in einer anderen geeigneten Weise gesteuert werden.
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Das ECM 110 kann verschiedene Steuerentscheidungen auf der Basis von Signalen von einem oder mehreren Sensoren treffen. Ein Maschinenkühlmittel-Temperatursensor (ECT-Sensor) 160 misst die Temperatur des Kühlmittels und erzeugt ein ECT-Signal auf der Basis der Kühlmitteltemperatur. Obwohl der ECT-Sensor 160 als innerhalb der Maschine 102 angeordnet gezeigt ist, kann der ECT-Sensor 160 an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet sein, wo das Kühlmittel zirkuliert wird, wie z. B. innerhalb des Kühlers 124.
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Ein Bremspedalpositionssensor (BPP-Sensor) 162 misst eine Position eines Bremspedals und erzeugt dementsprechend ein BPP-Signal. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 164 misst die Fahrzeuggeschwindigkeit und erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit. Nur als Beispiel kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 164 die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis einer Raddrehzahl, einer Getriebeausgangsdrehzahl, einer Getriebeeingangsdrehzahl, einer Maschinendrehzahl oder eines anderen geeigneten Maßes der Fahrzeuggeschwindigkeit messen. Ein Verlangsamungssensor 166 misst eine Verlangsamung des Fahrzeugs in Bezug auf eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und erzeugt ein Verlangsamungssignal auf der Basis der Verlangsamung.
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Das ECM 110 kann ein Verschlussklappensteuermodul 180 umfassen. Obwohl das Verschlussklappensteuermodul 180 als durch das ECM 110 gesteuert gezeigt und beschrieben wird, kann das Verschlussklappensteuermodul 180 in einem anderen Steuermodul oder unabhängig implementiert werden. Nur als Beispiel kann das Verschlussklappensteuermodul 180 in einem Fahrwerksteuermodul, einem Karosseriesteuermodul, einem Hybridsteuermodul oder einem anderen geeigneten Modul implementiert werden.
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Wenn die Verschlussklappen 204 während des Fahrzeugbremsens offen sind, schließt das Verschlussklappensteuermodul 180 selektiv die Verschlussklappen 204 und leitet die Durchführung des regenerativen Bremsens ein. Die Menge an durchgeführtem regenerativem Bremsen kann auf der Verringerung des Luftwiderstandes basieren, die mit dem Schließen der Verschlussklappen 204 verbunden ist. Wenn die Verschlussklappen 204 während einer schnellen Verlangsamung geschlossen sind, öffnet das Verschlussklappensteuermodul 180 selektiv die Verschlussklappen 204, um den Luftwiderstand zu erhöhen und das Fahrzeug mit einer schnelleren Rate zu verlangsamen.
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Mit Bezug auf 4 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Verschlussklappensteuermoduls 180 dargestellt.
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Das Verschlussklappensteuermodul 180 kann ein Verschlussklappenbefehlsmodul 402, ein Verschlussklappenschließmodul 404 und ein Verschlussklappenöffnungsmodul 406 umfassen. Das Verschlussklappensteuermodul 180 kann auch ein Steuermodul 408 für regeneratives Bremsen umfassen.
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Das Verschlussklappenbefehlsmodul 402 erzeugt selektiv Befehle zum Steuern des Öffnens und Schließens der Verschlussklappen 204. Das Verschlussklappenbefehlsmodul 402 kann die Befehle an das Verschlussklappenaktuatormodul 140 ausgeben. Das Verschlussklappenaktuatormodul 140 steuert die Verschlussklappen 204 auf der Basis der Befehle. Das Verschlussklappenbefehlsmodul 402 kann die Befehle auf der Basis von Anforderungen beispielsweise vom Verschlussklappenschließmodul 404 und vom Verschlussklappenöffnungsmodul 406 erzeugen.
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Wenn die Verschlussklappen 204 offen sind, fordert das Verschlussklappenschließmodul 404 selektiv das Schließen der Verschlussklappen 204 während des Fahrzeugbremsens an. Das Verschlussklappenschließmodul 404 kann auf der Basis von Befehlen vom Verschlussklappenbefehlsmodul 402 und/oder einem anderen geeigneten Indikator dessen, ob die Verschlussklappen 204 offen oder geschlossen sind, feststellen, ob die Verschlussklappen 204 offen sind.
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Das Verschlussklappenschließmodul 404 fordert selektiv das Schließen der Verschlussklappen 204 an, um den Luftwiderstand während des Fahrzeugbremsens zu verringern. Das durch den Motorgenerator 132 beim Durchführen von regenerativem Bremsen aufgebrachte Bremsdrehmoment kompensiert die Verringerung des Luftwiderstandes.
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Das Verschlussklappenschließmodul 404 kann selektiv das Schließen der Verschlussklappen 204 auf der Basis eines Ladungszustandes (SOC) der ESD 134, der BPP, der Fahrzeuggeschwindigkeit, des AC-Drucks, der TP und/oder der ECT anfordern. Nur als Beispiel kann das Verschlussklappenschließmodul 404, wenn die Verschlussklappen 204 offen sind, das Schließen der Verschlussklappen 204 anfordern, wenn die BPP größer ist als eine vorbestimmte Bremspedalposition, der SOC geringer ist als ein vorbestimmter SOC und die TP geringer ist als eine vorbestimmte TP. Vor dem Anfordern des Schließens der Verschlussklappen 204 kann das Verschlussklappenschließmodul 404 auch überprüfen, ob die ECT geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur, der AC-Druck geringer ist als ein vorbestimmter Druck und die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit.
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Das Hybridsteuermodul 138 kann den SOC der ESD 134 abschätzen und den SOC zum Verschlussklappenschließmodul 404 liefern. Der vorbestimmte SOC kann nahe einem maximalen SOC der ESD 134 liegen und kann beispielsweise ungefähr 90% sein. In dieser Weise kann das Verschlussklappenschließmodul 404 die Anforderung des Schließens der Verschlussklappen 204 für das regenerative Bremsen vermeiden, wenn die ESD 134 wenig oder keine Energie speichern kann. Die vorbestimmte BPP kann beispielsweise ungefähr 1% sein. In dieser Weise wird die Anforderung zum Schließen der Verschlussklappen und zur Durchführung des regenerativen Bremsens durchgeführt, wenn der Fahrer ein Fahrzeugbremsen angefordert hat.
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Die vorbestimmte Temperatur kann geringer sein als die vorbestimmte Lüftereinschalttemperatur, beispielsweise ungefähr 105°C. In dieser Weise werden die Verschlussklappen 204 nicht geschlossen, wenn die Luftströmung in den Maschinenraum 129 helfen kann, das Maschinenkühlmittel, die Maschine 102 und/oder Komponenten innerhalb des Maschinenraums 129 zu kühlen. Der vorbestimmte Druck kann beispielsweise ungefähr 1200 kPa sein. In dieser Weise werden die Verschlussklappen 204 nicht geschlossen, wenn die Luftströmung in den Maschinenraum 129 helfen kann, die AC-Einheit 130 zu kühlen. In verschiedenen Implementierungen kann das Verschlussklappenschließmodul 402 feststellen, dass der AC-Druck geringer ist als der vorbestimmte Druck, wenn der AC-Kompressor von der Maschine 102 gelöst ist und kein Kältemittel komprimiert.
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Die vorbestimmte Geschwindigkeit kann beispielsweise ungefähr 32,2–48,3 Kilometer pro Stunde sein. Bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter der vorbestimmten Geschwindigkeit kann die Verringerung des Luftwiderstandes, die durch Schließen der Verschlussklappen 204 erreicht wird, klein oder vernachlässigbar sein und folglich kann wenig regeneratives Bremsen durchgeführt werden. Die vorbestimmte TP kann nahe einer minimalen TP liegen, wie z. B. ungefähr 2–3% größer als die minimale TP. In dieser Weise werden die Verschlussklappen 204 nicht geschlossen, wenn die Maschine 102 Wärme und ein Drehmoment gemäß der Anforderung eines Fahrers erzeugt (wie es angegeben werden würde, wenn die TP größer ist als die vorbestimmte TP). Das Verschlussklappenbefehlsmodul 402 befiehlt das Schließen der Verschlussklappen 204, wenn das Verschlussklappenschließmodul 404 die Anforderung erzeugt.
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Das Verschlussklappenschließmodul 404 kann einen Indikator für regeneratives Bremsen zusammen mit der Anforderung zum Schließen der Verschlussklappen 204 erzeugen. Das Steuermodul 408 für regeneratives Bremsen kann eine Anforderung für regeneratives Bremsen erzeugen, wenn der Indikator für regeneratives Bremsen erzeugt wird. Das Steuermodul 408 für regeneratives Bremsen kann die Anforderung für regeneratives Bremsen zum Hybridsteuermodul 138 liefern und das Hybridsteuermodul 138 kann den Motorgenerator 132 auf der Basis der Anforderung für regeneratives Bremsen steuern, um das regenerative Bremsen durchzuführen. Wenn der Indikator für regeneratives Bremsen erzeugt wird, kann das Steuermodul 408 für regeneratives Bremsen die Anforderung für regeneratives Bremsen erhöhen. Die Durchführung des regenerativen Bremsens kann für einen vorbestimmten Verzögerungszeitraum verzögert werden, nachdem die Anforderung zum Schließen der Verschlussklappen 204 erzeugt wird. Das Verzögern des regenerativen Bremsens, bis der vorbestimmte Verzögerungszeitraum vergangen ist, kann sicherstellen, dass die Verschlussklappen 204 geschlossen werden, bevor das regenerative Bremsen durchgeführt wird.
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Das Steuermodul 408 für regeneratives Bremsen kann die Anforderung für regeneratives Bremsen auf der Basis der Verringerung des Luftwiderstandes, die dem Schließen der Verschlussklappen 204 zuzuschreiben ist, festlegen. Nur als Beispiel kann das Steuermodul 408 für regeneratives Bremsen die Verringerung des Luftwiderstandes auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit abschätzen und die Anforderung für regeneratives Bremsen auf der Basis der abgeschätzten Verringerung festlegen. In dieser Weise wird die Verringerung des Luftwiderstandes, die mit den geschlossenen Verschlussklappen 204 erreicht wird, durch das Bremsdrehmoment, das durch den Motorgenerator 132 während des regenerativen Bremsens aufgebracht wird, kompensiert.
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Wenn die Verschlussklappen 204 geschlossen sind, kann das Verschlussklappenöffnungsmodul 406 das Öffnen der Verschlussklappen 204 selektiv anfordern. Das Verschlussklappenöffnungsmodul 406 fordert in diesem Falle das Öffnen der Verschlussklappen 204 auf der Basis der Verlangsamung selektiv an. Insbesondere fordert das Verschlussklappenöffnungsmodul 406 das Öffnen der Verschlussklappen 204 an, wenn die Verlangsamung größer ist als eine vorbestimmte Verlangsamung.
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In verschiedenen Implementierungen kann, ob ein Antiblockierbremssystem (ABS) das Fahrzeugbremsen steuert, als Indikator dessen verwendet werden, ob die Verlangsamung größer ist als die vorbestimmte Verlangsamung. Nur als Beispiel kann die Verlangsamung als größer als die vorbestimmte Verlangsamung erachtet werden, wenn das ABS das Fahrzeugbremsen steuert.
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Das Öffnen der Verschlussklappen 204 erhöht den Luftwiderstand und folglich kann sich das Fahrzeug mit einer schnelleren Rate verlangsamen. Die Verlangsamung, die schneller ist als die vorbestimmte Verlangsamung, kann darauf hindeuten, dass der Fahrer das Fahrzeug so schnell wie möglich stoppen will. Durch Öffnen der Verschlussklappen 204 und Erhöhen des Luftwiderstandes kann das Fahrzeug einen kürzeren Bremsweg erreichen. Der Bremsweg kann sich auf einen Abstand zwischen einem aktuellen Ort und einem Ort beziehen, an dem das Fahrzeug zu einem Stopp kommt (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit = 0). Das Verschlussklappenbefehlsmodul 402 befiehlt dem Verschlussklappenaktuatormodul 140, die Verschlussklappen 204 zu öffnen, wenn das Verschlussklappenöffnungsmodul 406 die Anforderung erzeugt.
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Einer Anforderung zum Öffnen der Verschlussklappen 204, die vom Verschlussklappenöffnungsmodul 406 erzeugt wird, kann eine höhere Priorität gegeben werden als einer Anforderung zum Schließen der Verschlussklappen 204, die vom Verschlussklappenschließmodul 404 erzeugt wird. Mit anderen Worten, eine Anforderung zum Öffnen der Verschlussklappen vom Verschlussklappenöffnungsmodul 406 kann eine Anforderung zum Schließen der Verschlussklappen 204 vom Verschlussklappenschließmodul 404 außer Kraft setzen. Folglich kann das Verschlussklappenbefehlsmodul 402 die Verschlussklappen 204 öffnen, wenn das Verschlussklappenöffnungsmodul 406 eine Anforderung erzeugt, selbst wenn das Verschlussklappenschließmodul 404 angefordert hat, dass die Verschlussklappen 204 geschlossen werden.
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Mit Bezug auf 5 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 500 darstellt, dargestellt. Die Steuerung kann mit 502 beginnen, wo die Steuerung feststellt, ob die Verschlussklappen 204 offen sind. Falls dies gilt, kann die Steuerung mit 506 fortfahren; falls dies falsch ist, kann die Steuerung enden. Bei 506 kann die Steuerung feststellen, ob die BPP größer ist als die vorbestimmte BPP. Falls dies gilt, kann die Steuerung mit 510 fortfahren; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden.
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Bei 510 kann die Steuerung feststellen, ob der SOC der ESD 134 geringer ist als der vorbestimmte SOC. Falls dies gilt, kann die Steuerung mit 514 fortfahren; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden. Die Steuerung kann bei 514 feststellen, ob die ECT größer ist als die vorbestimmte Temperatur. Falls dies gilt, kann die Steuerung mit 518 fortfahren; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden. Bei 518 kann die Steuerung feststellen, ob der AC-Druck geringer ist als der vorbestimmte Druck. Falls es gilt, kann die Steuerung mit 522 fortfahren; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden.
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Die Steuerung kann in Schritt 522 feststellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit. Falls dies gilt, kann die Steuerung mit 526 fortfahren; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden. Bei 526 kann die Steuerung feststellen, ob die TP geringer ist als die vorbestimmte TP. Falls dies gilt, kann die Steuerung bei 530 die Verschlussklappen 204 schließen; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden. Wenn die Verschlussklappen 204 geschlossen sind, kann die Steuerung die Menge an regenerativem Bremsen, das durch den Motorgenerator 132 durchgeführt wird, erhöhen.
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Mit Bezug auf 6 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 600 darstellt, dargestellt. Die Steuerung kann mit 602 beginnen, wo die Steuerung feststellt, ob die Verschlussklappen 204 geschlossen sind. Falls dies gilt, kann die Steuerung mit 606 fortfahren; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden. Die Steuerung kann bei 606 feststellen, ob die Verlangsamung größer ist als die vorbestimmte Verlangsamung. Falls dies gilt, kann die Steuerung die Verschlussklappen 204 bei 510 öffnen und enden; falls es falsch ist, kann die Steuerung enden.
