DE102013221396A1

DE102013221396A1 - Kondensationssteuerung in einem ladeluftkühler durch steuern der ladeluftkühlertemperatur

Info

Publication number: DE102013221396A1
Application number: DE102013221396.4A
Authority: DE
Inventors: Chris Paul Glugla; Garlan J. Huberts; Gopichandra Surnilla; David Joseph Styles; David Karl Bidner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: US9664104B2; DE102013221396B4; US20170260896A1; RU2013148090A; CN103790692A; US9976473B2; RU2650231C2; US20140120820A1; CN103790692B

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Reduzieren der Korrosion eines Ladeluftkühlers und zum Reduzieren der Motorfehlzündung aufgrund von Kondensatbildung bereitgestellt. Als Reaktion auf eine Ladeluftkühlerauslass-Temperatur wird der elektrische Gebläsebetrieb und die Kühlergrilllamellenöffnung angepasst. Der elektrische Gebläsebetrieb und die Kühlergrill-Lamellenöffnung können auch als Reaktion auf die Fahrzeugbetriebsbedingungen gesteuert werden.

Description

Turboladermotoren benutzen einen Ladeluftkühler (CAC) zum Kühlen von Druckluft aus dem Turbolader, bevor diese in den Motor eintritt. Die Umgebungsluft von außerhalb des Fahrzeugs strömt durch den CAC zum Kühlen der Einlassluft, die durch das Innere des CAC strömt. In dem CAC kann sich Kondensat ansammeln, wenn die Umgebungslufttemperatur abfällt, oder während feuchter und regnerischer Wetterbedingungen, wenn die Einlassluft unter den Wassertaupunkt abkühlt. Wenn die Einlassluft zurückgeführte Abgase enthält, kann das Kondensat sauer werden und das CAC-Gehäuse angreifen. Die Korrosion kann zu Leckagen zwischen der Ladeluft, Atmosphäre und möglicherweise dem Kühlmittel in dem Fall von Luft-Wasser-Kühlern führen. Das Kondensat kann sich am Boden des CAC ansammeln und dann plötzlich während des Beschleunigens (oder Öffnens der Drosselklappe) in den Motor gesaugt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Motorfehlzündung steigt.
Andere Versuche zum Beheben der Kondensatbildung schließen das Einschränken der Einlassluft ein, die durch den CAC strömt, oder das Einschränken des Stroms von Umgebungsluft zu dem CAC. Ein beispielhafter Ansatz wird von Craig et al. in der US-Patentschrift 6.408.831 aufgezeigt. Darin wird die Einlasslufttemperatur von einem System zur Einschränkung der Umgebungsluftströmung und einem System zur Einschränkung der Einlassluftströmung gesteuert. Eine Steuerung definiert die Position dieser Einschränkungsvorrichtungen und ist mit mehreren Sensoren verbunden, die verschiedene Variablen wie Umgebungsluft- und Einlasslufttemperaturen messen.
Die Erfinder haben jedoch mögliche Probleme mit solchen Systemen erkannt. Zum Beispiel wird sogar bei Einstellungen mithilfe der obigen Einschränkungsvorrichtungen die Kondensatbildung nicht ausreichend behoben. Insbesondere kann die Steuerung von Einschränkungsvorrichtungen als Reaktion auf die Einlass- und Umgebungslufttemperatur allein die Kondensatbildung nicht ausreichend steuern oder die Ladeluftkühlereffektivität verändern. Ferner kann die Steuerung der Einschränkungsvorrichtungen basierend auf der Einlass- und Umgebungslufttemperatur allein zu erhöhten Fahrzeugluftwiderstands- und Motorüberhitzungsbedingungen führen. Das Aufrechterhalten von Temperaturen an einem bestimmten Wert zum Geringhalten der Kondensatbildung kann dazu führen, dass die Einschränkungsvorrichtungen für lange Zeiträume geschlossen bzw. geöffnet sind. Wenn die Einschränkungsvorrichtungen für einen längeren Zeitraum geschlossen sind, kann dies zu einer Erhöhung der Motortemperaturen über die optimalen Werte führen.
Wenn hingegen die Vorrichtungen für einen längeren Zeitraum geöffnet sind, wird eine höhere Luftströmung durch die Fahrzeugvorderseite aufgenommen, was den aerodynamischen Luftwiderstand des Fahrzeugs erhöht.
In einem Beispiel können einige der oben beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeuggebläses behoben werden, das Folgendes umfasst: Anpassen einer Gebläsedrehzahl oder einer Drehrichtung als Reaktion auf eine Temperatur an einem Ladeluft-Kühlerauslass. Das Gebläse kann zum Erhöhen der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass (z. B. Verringern der Drehzahl, Drehung ausschalten oder Drehrichtung umkehren) während eines ersten Satzes von Bedingungen angepasst werden und kann zum Verringern der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass (z. B. Erhöhen der Drehzahl) während eines zweiten anderen Satzes von Bedingungen angepasst werden. Auf diese Weise kann als ein Beispiel durch Steuern der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass die Kondensatbildung verwaltet werden.
Zusätzlich zu der Kondensatbildung kann ein elektrisches Gebläse als Reaktion auf Motorkühlparameter, Wetterbedingungen und nicht angetriebene Fahrzeugbedingungen wie Abbremsen angepasst werden. Die Einstellung des elektrischen Gebläses kann mit dem Kühlergrill-Lamellenbetrieb koordiniert werden, um die Kondensatsteuerung sowie die Motorkühlung und Kraftstoffökonomie zu optimieren. Zum Beispiel haben die Erfinder hierin Ansätze erkannt, die es ermöglichen, dass das elektrische Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen immer noch auf eine Weise angepasst werden können, bei der die Kraftstoffökonomie (durch Verringern des Luftwiderstands) verbessert und die Energieverluste reduziert werden, aber gleichzeitig die Temperatursteuerung des Motorkühlmittels aufrechterhalten wird, um eine Überhitzung zu vermeiden und die Kondensatbildung zu reduzieren (durch Beibehalten der CAC-Auslasstemperatur innerhalb eines Schwellenbereichs).
Spezifisch können das elektrische Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden, die auf der Temperatur an dem CAC-Auslass und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren. Die Auswahl des Betriebsmodus kann ferner auf den Motorkühlmitteltemperaturen und nicht angetriebenen Fahrzeugbedingungen basieren. In jedem Modus können das elektrische Gebläse, die Kühlergrill-Lamellen oder sowohl das elektrische Gebläse als auch die Kühlergrill-Lamellen als Reaktion auf die oben aufgeführten Parameter angepasst werden. Auf diese Weise können das elektrische Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen angepasst werden, um die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen oder zu verringern und gleichzeitig die Fahrzeugkraftstoffökonomie und Energieeinsparung zu optimieren.
Man wird verstehen, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten bereitzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Es sollen keine Hauptmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifiziert werden, dessen Umfang einzig und allein in den Ansprüchen definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die mögliche Nachteile, die oben oder in einem beliebigen Teil der Offenbarung erwähnt sind, beseitigen.
Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Kühlergrill-Lamellensystems, eines elektrischen Gebläsesystems und der zugehörigen Komponenten in einem Fahrzeug.
2 ein Beispiel eines CAC, eines Autokühlers, eines elektrischen Gebläses und einer Motoranordnung innerhalb eines Fahrzeugs in Bezug auf die Kühlergrill-Lamellen und die zugehörige Umgebungsluftströmung.
3 ein schematisches Beispiel zum Verändern der Kondensatbildung in dem CAC, basierend auf der CAC-Auslasstemperatur.
4 ein Hochflussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines elektrischen Gebläses und Anpassen der Kühlergrill-Lamellenposition basierend auf einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung, einer Temperatur an dem CAC-Auslass, Wetterbedingungen und Motortemperaturen.
5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines elektrischen Gebläses und zum Anpassen der Kühlergrill-Lamellenposition basierend auf der CAC-Auslasstemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit.
6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anpassen der Kühlergrill-Lamellenposition basierend auf den Kondensatbildungsbedingungen, die von den Wetterbedingungen bestimmt werden.
7 ein Schaubild eines beispielhaften Vergleichs zwischen dem Betrieb eines elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen aufgrund der Motorkühlmitteltemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der CAC-Auslasstemperatur und Wetterbedingungen.
8 drei Betriebsarten für das elektrische Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen.
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Anpassen eines Fahrzeuggebläses wie ein mechanisches oder elektrisches Gebläse als Reaktion auf eine Temperatur an einem Ladeluft-Kühlerauslass (CAC-Auslass). Der Betrieb des elektrischen Gebläses kann mit dem Betrieb der Kühlergrill-Lamellen für ein Fahrzeugmotorsystem koordiniert werden, wie dem Motorsystem aus 1, um die Motorkühlung zu erhöhen, die Kondensatbildung in dem CAC zu reduzieren und die Fahrzeugkraftstoffökonomie zu optimieren. Drei Betriebsarten zum Anpassen des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen sind in 8 dargestellt. Durch das Öffnen der Kühlergrill-Lamellen und Erhöhen der Drehzahl des elektrischen Gebläses gemäß 2 wird die Luftströmung durch die Fahrzeugvorderseite erhöht, wodurch dem Autokühler und dem CAC ein kühlender Luftstrom zugeführt wird. Durch das Modifizieren der Drehzahl oder Drehrichtung des elektrischen Gebläses kann die Temperatur des CAC verändert werden. Dies kann die Kondensatbildung in dem CAC erhöhen oder verringern (wie in 3 dargestellt). Eine Motorsteuerung kann zum Durchführen einer Steuerroutine konfiguriert sein, wie die Routinen aus 4 bis 6, um den Status des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen basierend auf einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung, CAC-Auslasstemperatur, Wetterbedingungen und Motortemperaturen einzustellen. Auf diese Weise können die Kondensatbildung, CAC-Korrosion und Motorfehlzündung reduziert werden. Beispielhafte elektrische Gebläsebetriebe als Reaktion auf die Motorkühlmitteltemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, CAC-Auslasstemperatur und Wetterbedingungen sind mit Bezug auf 7 beschrieben.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Kühlergrill-Lamellensystems 110 und eines Motorsystems 100 in einem Kraftfahrzeug 102, das schematisch dargestellt ist. Das Motorsystem 100 kann in einem Fahrzeug aufgenommen sein, wie, u. a., in einem Kraftfahrzeug. Während die Beispielanwendungen des Motorsystems 100 mit Bezug auf ein Fahrzeug beschrieben werden, wird man zu schätzen wissen, dass verschiedene Arten von Motoren und Fahrzeugantriebssystemen verwendet werden können, einschließlich Passagierwagen, Lkws usw.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Motor 10 ein Ladeluftmotor, der mit einem Turbolader 13 gekoppelt ist, der den Verdichter 14 aufweist, der von einer Turbine 16 angetrieben wird. Insbesondere wird frische Luft entlang eines Ansaugkanals 42 in den Motor 10 über den Luftreiniger 11 eingeleitet und strömt zu dem Verdichter 14. Der Verdichter kann jeder geeignete Einlassluftverdichter sein, wie ein motorbetriebener oder antriebswellenbetriebener Superladerverdichter. In dem Motorsystem 100 ist der Verdichter als ein Turboladerverdichter dargestellt, der mechanisch über eine Welle 19 mit der Turbine 16 verbunden ist, wobei die Turbine 16 durch das Ausdehnen von Motorabgas angetrieben wird. In einer Ausführungsform können der Verdichter und die Turbine in einem Twin-Scroll-Turbolader gekoppelt sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Turbolader ein Turbolader mit variabler Geometrie (VGT) sein, in dem die Turbinengeometrie als eine Funktion der Motordrehzahl aktiv variiert wird.
Wie in 1 dargestellt, ist der Verdichter 14 über den Ladeluftkühler (CAC) 18 mit der Drosselklappe 20 gekoppelt. Der CAC kann zum Beispiel ein Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Wärmetauscher sein. Die Drosselklappe 20 ist mit dem Motoransaugkrümmer 22 gekoppelt. Von dem Verdichter tritt die heiße, unter Druck stehende Ladeluft in den Einlass des CAC 18 ein, kühlt während des Passierens des CAC ab und tritt dann aus, um durch die Drosselklappe zu dem Einlasskrümmer zu strömen. Die Umgebungsluftströmung 116 von außerhalb des Fahrzeugs kann in den Motor 10 durch einen Kühlergrill 112 an der Fahrzeugvorderseite eintreten und den CAC passieren, um die Kühlung der Ladeluft zu unterstützen. In dem CAC kann sich Kondensat bilden und ansammeln, wenn die Umgebungslufttemperatur absinkt oder während feuchten und regnerischen Wetterbedingungen, wenn die Ladeluft unter den Wassertaupunkt abkühlt. Wenn die Ladeluft zurückgeführte Abgase enthält, kann das Kondensat sauer werden und das CAC-Gehäuse angreifen. Die Korrosion kann zu Leckagen zwischen der Ladeluft, der Atmosphäre und möglicherweise dem Kühlmittel in dem Fall von Luft-Wasser-Kühlern führen. Außerdem kann das Kondensat sich auf dem Boden des CAC ansammeln und dann während des Beschleunigens (oder Öffnen der Drosselklappe) plötzlich in den Motor gesaugt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Motorfehlzündung steigt. Wie hier mit Bezug auf 3 bis 8 beschrieben, kann die Temperatur an dem CAC-Auslass gesteuert werden, sodass die Kondensatbildung und Motorfehlzündungsereignisse reduziert werden.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform wird der Druck der Luftladung innerhalb des Einlasskrümmers durch den Krümmerluftdrucksensor (MAP-Sensor) 24 erfasst und ein Ladedruck wird von dem Ladedrucksensor 124 erfasst. Ein Verdichterumgehungsventil (nicht dargestellt) kann in Reihe zwischen dem Einlass und dem Auslass des Verdichters 14 angeordnet sein. Das Verdichterumgehungsventil kann ein normal geschlossenes Ventil sein, das zum Öffnen unter ausgewählten Betriebsbedingungen zum Ablassen von übermäßigem Ladedruck konfiguriert ist. Zum Beispiel kann das Kompressorumgehungsventil bei abnehmender Motordrehzahl geöffnet werden, um Kompressordruckstöße zu verhindern.
Der Einlasskrümmer 22 ist mit einer Reihe von Verbrennungskammern 31 über eine Reihe von Einlassventilen (nicht dargestellt) verbunden. Die Verbrennungskammern sind ferner über eine Reihe von Auslassventilen (nicht dargestellt) mit dem Auslasskrümmer 36 gekoppelt. In der dargestellten Ausführungsform ist ein einzelner Auslasskrümmer 36 dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann der Auslasskrümmer jedoch mehrere Auslasskrümmerabschnitte aufweisen. Konfigurationen mit mehreren Auslasskrümmerabschnitten können den Abfluss aus unterschiedlichen Verbrennungskammern zu unterschiedlichen Stellen in dem Motorsystem ermöglichen. Wie dargestellt, ist der UEGO(Universal Exhaust Gas Oxygen)-Sensor 126 mit dem Auslasskrümmer 36 stromaufwärts der Turbine 16 verbunden. Alternativ kann der UEGO-Sensor 126 durch einen Abgas-Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen ersetzt werden.
Wie in 1 dargestellt, wird das Abgas aus einem oder mehreren Auslasskrümmerabschnitten zu der Turbine 16 geleitet, um die Turbine anzutreiben. Wenn ein reduziertes Turbinendrehmoment gewünscht wird, kann stattdessen ein Teil des Abgases durch ein Überdruckventil (nicht dargestellt) geleitet werden, wobei die Turbine umgangen wird. Die vermischte Strömung aus der Turbine und dem Überdruckventil strömt dann durch die Emissionssteuervorrichtung 70. Allgemein können eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen 70 einen oder mehrere Abgas-Nachbehandlungskatalysatoren aufweisen, die zum katalytischen Behandeln der Abgasströmung konfiguriert sind und dadurch eine Menge einer oder mehrerer Substanzen in der Abgasströmung reduzieren.
Das gesamte oder ein Teil des behandelten Abgases aus der Emissionssteuervorrichtung 70 kann über die Abgasleitung 35 in die Atmosphäre abgegeben werden. Je nach den Betriebsbedingungen kann jedoch ein Teil des Abgases stattdessen in die AGR-Leitung 51 umgelenkt werden, durch den AGR-Kühler 50 und das AGR-Ventil 52 zu dem Einlass von Verdichter 14. Auf diese Weise ist der Verdichter zum Aufnehmen von Abgas konfiguriert, das stromabwärts der Turbine 16 angezapft wird. Das AGR-Ventil kann öffnen, um eine gesteuerte Menge von gekühltem Abgas in den Verdichtereinlass für die gewünschte Verbrennung und Emissionssteuerleistung zuzulassen. Auf diese Weise ist das Motorsystem 100 zum Bereitstellen von externer Niederdruck-AGR ausgelegt. Die Drehung des Verdichters zusätzlich zu dem relativ langen Niederdruck-AGR-Strömungsweg in das Motorsystem 100 stellt eine ausgezeichnete Homogenisierung von Abgas in der Einlassladeluft bereit. Ferner stellt das Anordnen von AGR-Abnahme und -Mischstellen eine effektive Kühlung von Abgas für eine erhöhte verfügbare AGR-Masse und verbesserte Leistung bereit.
Das Motorfahrzeug 102 weist ferner ein Kühlsystem 104 auf, das Kühlmittel durch den Verbrennungsmotor 10 zum Aufnehmen von Abwärme zirkuliert und das erwärmte Kühlmittel über die Kühlmittelleitungen 82 bzw. 84 auf den Autokühler 80 und/oder den Heizkern 90 verteilt. Insbesondere zeigt 1 das Kühlsystem 104 mit dem Motor 10 und Motorkühlmittel, das aus dem Motor 10 zu dem Autokühler 80 über die motorbetriebene Wasserpumpe 86 sowie zurück zu Motor 10 über die Kühlmittelleitung 82 zirkuliert. Die motorbetriebene Wasserpumpe 86 kann mit dem Motor über den vorderen Hilfsantrieb (FEAD) 88 gekoppelt sein und proportional zu der Motordrehzahl über einen Riemen, eine Kette usw. gedreht werden. Insbesondere zirkuliert die motorbetriebene Wasserpumpe 86 Kühlmittel durch Leitungen in den Motorblock, den Kopf usw., um die Motorwärme aufzunehmen, die dann über den Autokühler 80 in die Umgebungsluft abgegeben wird. In einem Beispiel, bei dem die motorbetriebene Wasserpumpe 86 eine Zentrifugalpumpe ist, kann der erzeugte Druck (und die resultierende Strömung) proportional zu der Kurbelwellendrehzahl sein, die in dem Beispiel aus 1 direkt proportional zu der Motordrehzahl ist. In einem anderen Beispiel kann eine motorgesteuerte Pumpe verwendet werden, die unabhängig von der Motordrehung angepasst werden kann. Die Temperatur des Kühlmittels kann von einem Thermostatventil 38 geregelt werden, das in der Kühlmittelleitung 82 angeordnet ist und geschlossen gehalten werden kann, bis das Kühlmittel eine Schwellentemperatur erreicht.
Das Motorsystem 100 kann ein elektrisches Gebläse 92 zum Leiten des Kühlmittelluftstroms zu dem CAC 18, dem Motorkühlsystem 104 oder zu anderen Motorsystemkomponenten aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann das elektrische Gebläse 92 ein Motorkühlgebläse sein. Das Motorkühlgebläse kann mit dem Autokühler 80 gekoppelt sein, um den Luftstrom durch den Autokühler 80 beizubehalten, wenn das Fahrzeug 102 sich langsam bewegt oder gestoppt wird, während der Motor läuft. Die Gebläsedrehzahl oder -richtung können von einer Steuerung 12 gesteuert werden, die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. In einem Beispiel kann das Motorkühlgebläse auch den Kühlmittelluftstrom zum CAC 18 leiten. Alternativ kann das elektrische Gebläse 92 mit dem Motorzubehörantriebssystem gekoppelt sein, das von der Motorkurbelwelle angetrieben wird. In anderen Ausführungsformen kann das elektrische Gebläse 92 als ein speziell dafür vorgesehenes CAC-Gebläse fungieren. In dieser Ausführungsform kann das elektrische Gebläse mit dem CAC gekoppelt sein oder an einer Stelle zum Lenken des Luftstroms direkt in dem CAC angeordnet sein. In noch einer anderen Ausführungsform können zwei oder mehrere elektrische Gebläse vorliegen. Zum Beispiel kann eines mit dem Autokühler (wie dargestellt) zur Motorkühlung gekoppelt sein, während das andere an einer anderen Stelle gekoppelt sein kann, um die Kühlluft direkt zu dem CAC zu leiten. In diesem Beispiel können die zwei oder mehreren elektrischen Gebläse getrennt gesteuert werden (z. B. mit unterschiedlichen Drehzahlen), um die Kühlung ihrer zugehörigen Komponenten bereitzustellen.
Das Kühlmittel kann durch die Kühlmittelleitung 82 strömen, wie oben beschrieben, und/oder durch die Kühlmittelleitung 84 des Heizkerns 90, wo die Wärme in den Fahrgastraum 106 übertragen werden kann, wonach das Kühlmittel zurück in den Motor 10 strömt. In einigen Beispielen kann die motorbetriebene Wasserpumpe 86 zum Zirkulieren von Kühlmittel durch beide Kühlmittelleitungen 82 und 84 betrieben werden.
1 zeigt ferner ein Steuersystem 28. Das Steuersystem 28 kann kommunikativ mit den verschiedenen Komponenten des Motorsystems 100 zum Ausführen der hierin beschriebenen Steuerroutinen und -vorgänge gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das Steuersystem 28, wie in 1 dargestellt, eine elektronische digitale Steuerung 12 aufweisen. Die Steuerung 12 kann ein Mikrocomputer sein, der eine Mikroprozessoreinheit, Eingabe- und Ausgabeanschlüsse, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, Direktzugriffsspeicher, Keep-Alive-Speicher und einen Datenbus aufweisen kann. Wie dargestellt, kann die Steuerung 12 die Eingabe von mehreren Sensoren 30 empfangen, die Benutzereingaben und/oder Sensoren (wie Getriebegangposition, Gaspedaleingabe, Bremseingabe, Getriebeauswahlposition, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Luftmassenstrom durch den Motor, Ladedruck, Umgebungstemperatur, Umgebungsluftfeuchtigkeit, Einlasslufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Gebläsedrehzahl, Fahrgastraumtemperatur, usw.), CAC-Sensoren 18 (wie CAC-Einlasslufttemperatur und -druck, CAC-Auslasstemperatur und -druck) usw. und andere aufweisen. Zusätzlich kann die Steuerung 12 Daten von dem GPS 34 und/oder dem fahrzeuginternen Kommunikations- und Unterhaltungssystem 26 von Fahrzeug 102 erhalten.
Das fahrzeuginterne Kommunikations- und Unterhaltungssystem 26 kann mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 40 über verschiedene drahtlose Protokolle wie drahtlose Netzwerke, Mobilfunkmasten und/oder Kombinationen davon verbunden sein. Die aus dem fahrzeuginternen Kommunikations- und Unterhaltungssystem 26 erhaltenen Daten können Echtzeit- und vorhergesagte Wetterbedingungen enthalten. Die Wetterbedingungen wie Temperatur, Niederschlag (z. B. Regen, Schnee, Hagel, usw.) und Luftfeuchtigkeit können über verschiedene drahtlose Anwendungen der Kommunikationsvorrichtung und Wettervorhersagewebsites erhalten werden. Die von dem fahrzeuginternen Kommunikations- und Unterhaltungssystem erhaltenen Daten können derzeitige und vorhergesagte Wetterbedingungen für den derzeitigen Standort enthalten, sowie für künftige Standorte auf einer geplanten Reiseroute. In einer Ausführungsform, bei der das fahrzeuginterne Kommunikations- und Unterhaltungssystem ein GPS aufweist, können derzeitige und künftige Wetterdaten mit derzeitigen und künftigen Reiserouten, die auf dem GPS angezeigt werden, zusammengeführt werden. In einer alternativen Ausführungsform, bei der das Fahrzeugsystem ein speziell dafür vorgesehenes GPS 34 aufweist, können das GPS und das fahrzeuginterne Kommunikations- und Unterhaltungssystem mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 40 sowie miteinander kommunizieren, um derzeitige und künftige Reiserouten zu kommunizieren. In einem Beispiel kann das Unterhaltungssystem auf mehrere Wetterkarten zugreifen, die im Internet oder in anderen Cloud-Rechnersystemen gespeichert sind. Die gespeicherten Wetterkarten können Regen-, Luftfeuchtigkeits-, Niederschlags- und/oder Temperaturinformationen enthalten, die zum Beispiel als Konturkarten bereitgestellt werden. In einem Beispiel kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 40 die Echtzeit-Luftfeuchtigkeitsdaten für das fahrzeuginterne Kommunikations- und Unterhaltungssystem 26 und/oder GPS 34 verzögern, wodurch diese für die Steuerung 12 verzögert werden. Die Steuerung 12 vergleicht die erhaltenen Luftfeuchtigkeitsdaten mit den Schwellenwerten und bestimmt die angemessene Anpassung des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen. Zum Beispiel kann, wenn die Luftfeuchtigkeit höher als ein definierter Schwellenwert ist, eine oder mehrere Kühlergrill-Lamellen geschlossen werden und das elektrische Gebläse ausgeschaltet werden.
In anderen Ausführungsformen kann das Vorhandensein von Regen von anderen Signalen oder Sensoren abgeleitet werden (z. B. Regensensoren). In einem Beispiel kann Regen von einem Fahrzeug-Scheibenwischer-An/Aus-Signal abgeleitet werden. Insbesondere kann in einem Beispiel, wenn die Scheibenwischer eingeschaltet sind, ein Signal an die Steuerung 12 zum Anzeigen von Regen gesendet werden. Die Steuerung kann diese Information zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit einer Kondensatbildung in dem CAC verwenden und die Fahrzeugaktoren wie elektrisches Gebläse 92 und/oder Kühlergrill-Lamellensystem 110 anpassen. Die Anpassungen dieser Systeme sind unten mit Bezug auf 3 bis 8 ausführlicher beschrieben.
Des Weiteren kann die Steuerung 12 mit verschiedenen Aktoren 32 kommunizieren, die Motoraktoren (wie Kraftstoffeinspritzer, eine elektronisch gesteuerte Einlassluftdrosselklappe, Zündkerzen, usw.), Kühlsystemaktoren (wie Lüftungsgeräte und/oder Umlenkventile in dem Fahrgastraumklimasystem usw.) und andere aufweisen können. In einigen Beispielen kann das Speichermedium mit computerlesbaren Daten programmiert werden, die von dem Prozessor zum Durchführen der Verfahren, die unten beschrieben sind, ausführbar sind, sowie mit anderen Varianten, die antizipiert werden können, aber nicht spezifisch aufgeführt sind.
Wie hier angegeben, kann die Menge von Abwärme, die dem Kühlmittel aus dem Motor zugeführt wird, aufgrund der Betriebsbedingungen variieren und dadurch die Menge von Wärme, die in den Luftstrom übertragen wird, beeinflussen. Zum Beispiel kann, wenn das Motorausgabedrehmoment oder der Kraftstoffstrom reduziert werden, die Menge von erzeugter Abwärme proportional reduziert werden.
Das Kraftfahrzeug 102 weist ferner einen Kühlergrill 112 auf, der eine Öffnung (z. B. eine Kühlergrillöffnung, eine Stoßdämpferöffnung, usw.) zum Aufnehmen eines Umgebungsluftstroms 116 durch oder in der Nähe der Vorderseite des Fahrzeugs bereitstellt und in den Motorraum leitet. Dieser Umgebungsluftstrom 116 kann dann von dem Autokühler 80, dem elektrischen Gebläse 92 und anderen Komponenten benutzt werden, um den Motor und/oder das Getriebe kühl zu halten. Ferner kann der Umgebungsluftstrom 116 Wärme von der Fahrzeugklimaanlage abweisen und die Leistung von Turbolader- bzw. Superladermotoren verbessern, die mit einem CAC 18 ausgestattet sind, der die Temperatur der Luft, die in den Einlasskrümmer bzw. Motor eintritt, reduziert. Das elektrische Gebläse 92 kann angepasst werden, um den Luftstrom zu den Motorkomponenten weiter zu erhöhen oder zu verringern. Ferner kann ein speziell dafür vorgesehenes CAC-Gebläse in dem Motorsystem enthalten sein und zum Erhöhen oder Verringern des Luftstroms zu dem CAC verwendet werden.
2 zeigt ein Beispiel für die möglichen Stellen von CAC 18, Autokühler 80, elektrischem Gebläse 92 und Motorsystem 100 in einem Fahrzeug 102 mit Bezug auf die Kühlergrill-Lamellen und der zugehörigen Umgebungsluftströmung 116. Andere Motorraumkomponenten (Kraftstoffsystem, Batterien, usw.) können ebenfalls von dem Kühlmittelluftstrom profitieren. Daher können das Kühlergrill-Lamellensystem 110 und das elektrische Gebläse 92 das Kühlsystem 104 bei der Kühlung des Verbrennungsmotors 10 unterstützen. Das Kühlergrill-Lamellensystem 110 umfasst einen oder mehrere Kühlergrill-Lamellen 114, die zum Anpassen einer Menge des Luftstroms konfiguriert sind, der durch den Kühlergrill 112 aufgenommen wird.
Die Kühlergrill-Lamellen 114 können einen vorderen Bereich des Fahrzeugs abdecken, und sich zum Beispiel von unterhalb der Haube bis zu der Unterseite der Stoßstange erstrecken. Durch das Abdecken des CAC-Einlasses wird der Luftwiderstand reduziert und der Eintritt von externer Kühlluft in den CAC reduziert. In einigen Ausführungsformen können alle Kühlergrill-Lamellen koordiniert von der Steuerung bewegt werden. In anderen Ausführungsformen können die Kühlergrill-Lamellen in Unterbereiche unterteilt sein und die Steuerung kann das Öffnen bzw. Schließen jedes Bereiches unabhängig voneinander anpassen. Zum Beispiel kann ein erster Bereich Kühlergrill-Lamellen umfassen, die den Luftwiderstand stark beeinflussen, während andere den Eintritt von Luft in den CAC beeinflussen. In einem Beispiel kann sich der erste Unterbereich von direkt unter der Haube bis zur Oberseite der Stoßstange erstrecken, während sich der zweite Unterbereich von der Oberseite der Stoßstange zu der Unterseite der Stoßstange erstreckt. Jeder Unterbereich kann eine oder mehrere Kühlergrill-Lamellen aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann jeder Bereich die gleiche Anzahl von Kühlergrill-Lamellen aufweisen, während in anderen Beispielen ein Unterbereich mehr als der andere aufweist. In einer Ausführungsform kann der erste Unterbereich mehrere Kühlergrill-Lamellen aufweisen, während der zweite Unterbereich eine Kühlergrill-Lamelle aufweist. In einer alternativen Ausführungsform kann der erste Unterbereich nur eine Kühlergrill-Lamelle aufweisen, während der zweite Unterbereich mehrere Kühlergrill-Lamellen aufweist.
Die Kühlergrill-Lamellen 114 sind zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position beweglich und können in jeder Position oder in mehreren Zwischenpositionen dazwischen gehalten werden. Mit anderen Worten kann die Öffnung der Kühlergrill-Lamellen 114 angepasst werden, sodass die Kühlergrill-Lamellen 114 teilweise geöffnet sind, teilweise geschlossen sind, oder zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position bewegt werden, um einen Luftstrom zum Kühlen der Motorraumkomponenten bei geringstem Verlust der Kraftstoffökonomie bereitzustellen. Aufgrund des Schließens und/oder teilweise Schließens der Kühlergrill-Lamellen 114 wird eine Menge von Luftstrom, der durch den Kühlergrill 112 aufgenommen wird, reduziert und damit der aerodynamische Luftwiderstand des Fahrzeugs reduziert. Das Beibehalten der Kühlergrill-Lamellen in einer offenen Position ermöglicht eine ausreichende Motorkühlung; dies kann jedoch den Luftwiderstand des Fahrzeugs erhöhen und die Kraftstoffökonomie verringern. Andererseits verringert das Schließen der Kühlergrill-Lamellen den Luftwiderstand und verbessert die Kraftstoffökonomie; wodurch jedoch eine nicht ausreichende Motorkühlung möglich ist. Daher kann die Steuerung der Kühlergrill-Lamellen auf mehreren Fahrzeug-Betriebsbedingungen basieren, wie unten näher beschrieben. In einigen Ausführungsformen können die Kühlergrill-Lamellen nur für die CAC-Kondensatsteuerung verwendet werden. In diesem Fall kann der Kühlergrillbetrieb einen kleinen bis gar keinen aerodynamischen Nutzen aufweisen.
Wenn die Kühlergrill-Lamellen offen sind, kann das elektrische Gebläse 92 verwendet werden, um den Umgebungskühlluftstrom 116 für die Motorkomponenten zu erhöhen oder verringern. Zum Beispiel kann durch Erhöhen der Drehzahl des elektrischen Gebläses die Menge der Luftstromrate zu dem Motor erhöht werden. Demgegenüber verringert sich durch das Verringern der Gebläsedrehzahl die Luftstromrate zu dem Motor. In einem anderen Beispiel kann das elektrische Gebläse bei geringer Drehzahl eingeschaltet werden, um die CAC-Effizienz zu verringern und die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen. Spezifisch kann bei geringen Drehzahlen das elektrische Gebläse nicht effektiv kühlen. Die Gebläseflügel können jedoch zum Widerstehen des Luftstroms zu dem Autokühler und CAC dienen. Auf diese Weise können Umgebungsluftstromgeschwindigkeiten direkt die CAC-Effektivität und die CAC-Auslasstemperatur beeinflussen. Daher kann durch Verändern der Gebläsedrehzahl die CAC-Effizienz und Auslasstemperatur verändert werden. Wenn die Kühlergrill-Lamellen geschlossen sind, kann nur wenig kühlende Umgebungsluft in den Kühlergrill eintreten. Dennoch kann das elektrische Gebläse immer noch betrieben werden, um den Luftstrom bereitzustellen. Zusätzlich zum Steuern der Drehzahl kann das elektrische Gebläse auch die Drehrichtung verändern. Die Flügel des Gebläses können derart ausgestaltet sein, dass die Drehung in eine erste Richtung den Luftstrom zu den Motorkomponenten leitet. In den folgenden Beschreibungen dient dies als die normale oder Grundrichtung für den Gebläsebetrieb. Die Drehung der Gebläseflügel in eine zweite Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung kann den Luftstrom weg von den Motorkomponenten leiten. Auf diese Weise kann die Gebläsedrehrichtung auch verwendet werden, um den kühlenden Luftstrom, der die Motorkomponenten erreicht, zu verändern, und damit die CAC-Effizienz und Auslasstemperatur.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 28 zum Anpassen der Öffnung der Kühlergrill-Lamellen 114 als Reaktion auf die Fahrzeugbetriebsbedingungen konfiguriert sein. Das Anpassen der Öffnung der Kühlergrill-Lamellen 114 kann das Öffnen einer oder mehrerer Kühlergrill-Lamellen, das Schließen einer oder mehrerer Kühlergrill-Lamellen, das teilweise Öffnen einer oder mehrerer Kühlergrill-Lamellen, das teilweise Schließen einer oder mehrerer Kühlergrill-Lamellen, das Anpassen des Öffnungs- und Schließzeitpunkts usw. beinhalten. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 kommunikativ mit dem Kühlergrill-Lamellensystem 110 verbunden sein und darauf gespeicherte Anweisungen zum Anpassen der Öffnung der Kühlergrill-Lamellen 114 aufweisen. So kann die Steuerung 12 die Fahrzeug-Kühlergrill-Lamellen durch Erhöhen und Verringern der Kühlergrill-Lamellenöffnung anpassen.
Das Steuersystem 28 kann ferner zum Betreiben des elektrischen Gebläses 92 als Reaktion auf die Fahrzeugbetriebsbedingungen konfiguriert sein. Der Betrieb des elektrischen Gebläses 92 kann das Erhöhen der Gebläsedrehzahl, Verringern der Gebläsedrehzahl, Stoppen der Gebläsedrehzahl, Umkehren der Gebläsedrehrichtung, Anpassen des Zeitpunkts des Ein- bzw. Ausschaltens der Drehung usw. beinhalten. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 kommunikativ mit dem elektrischen Gebläse 92 verbunden sein und darauf gespeicherte Anweisungen zum Anpassen der Drehung des elektrischen Gebläses 92 aufweisen.
Der Betrieb des elektrischen Gebläses kann als Reaktion auf viele verschiedene Systemvariablen, einschließlich Motortemperaturen, Fahrzeugfahrbedingungen, Ladelufttemperatur an dem CAC-Auslass (CAC-Auslasstemperatur) und Wetterbedingungen angepasst werden. Die Kondensatbildung in dem CAC kann eine Menge Kondensat und/oder eine Kondensatbildungsrate einschließen, wobei die CAC-Auslasstemperatur eine von mehreren Variablen sein kann, die zum Schätzen und/oder Berechnen der Kondensatbildung verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können die Kühlergrill-Lamellen als Reaktion auf sämtliche oder einige der obigen Systemvariablen angepasst werden. Die Einstellung des elektrischen Gebläses kann mit dem Kühlergrill-Lamellenbetrieb koordiniert werden, um die CAC-Kondensatsteuerung und die Motorkühlung und Kraftstoffökonomie zu optimieren. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 kommunikativ sowohl mit dem elektrischen Gebläse 92 als auch mit dem Kühlergrill-Lamellensystem 110 verbunden sein. Die Steuerung 12 kann Anweisungen aufweisen, um den Betrieb des elektrischen Gebläses 92 oder des Kühlergrill-Lamellensystems 110 einzustellen, die auf dem derzeitigen Zustand und den oben aufgeführten Systemvariablen basieren. Der Betrieb des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen kann als Reaktion auf eine dieser Systemvariablen stattfinden, sogar wenn andere Variablen innerhalb des normalen Bereichs verbleiben. Auf diese Weise können alle Variablen beurteilt werden, um die optimale Drehzahl oder Richtung des elektrischen Gebläses sowie die Kühlergrill-Lamellenöffnung zur Fahrzeugkühlung, CAC-Korrosionsvermeidung, Fehlzündungsschutz und zur verbesserten Kraftstoffökonomie zu bestimmen. Zusätzliche Beispiele und die Erläuterung des Betriebs des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen sind in 7 bis 8 dargestellt und unten näher beschrieben.
Unter gewissen Bedingungen können das elektrische Gebläse 92 und das Kühlergrill-Lamellensystem 110 als Reaktion auf die Fahrzeugfahrbedingungen angepasst werden, wie zum Beispiel, ob das Fahrzeug sich in einem angetriebenen oder nicht angetriebenen Zustand befindet. Der angetriebene Zustand kann beinhalten, dass die Räder eine positive Kraft ausüben, die das Fahrzeug vorantreibt. Der nicht angetriebene Zustand kann beinhalten, dass die Räder die Fahrzeugträgheit absorbieren und eine negative Kraft gegen die Vorwärtsfahrzeugbewegung ausüben. In einer Ausführungsform kann die nicht angetriebene Fahrzeugbedingung eine Abbremsbedingung, eine Bremsbedingung, eine Drosselklappenschließbedingung, eine Kombination davon oder eine andere Art Bedingung beinhalten, die signalisiert, dass eine nicht angetriebene Fahrzeugbedingung stattfindet, oder kurz davor ist, stattzufinden. Zum Beispiel kann ein automatisches Tempomat-Bremssignal ebenfalls verwendet werden. Ferner können globale Positionssignale verwendet werden, um einen langsameren Bereich vorne anzuzeigen, oder eine sich nähernde Neigung, usw.
In einigen Fällen kann während der Abbremsung das Fahrzeug abgeschaltet werden und das Getriebe von dem Motor getrennt werden, um die Kraftstoffökonomie zu verbessern. In dieser Situation wird eine zusätzliche Kühlung des Motors benötigt. Das Öffnen der Kühlgrill-Lamellen und das Erhöhen der Drehzahl des elektrischen Gebläses zu Anfang der Abbremsung kann in diesem Fall eine Vorkühlung des Motors ermöglichen und die Motortemperaturen niedrig halten. Dies kann auch ermöglichen, dass die Kühlergrill-Lamellen während der folgenden angetriebenen Bedingungen für einen längeren Zeitraum geschlossen bleiben, wodurch der Fahrzeug-Luftwiderstand reduziert und erneut die Kraftstoffökonomie verbessert wird.
Ferner können das elektrische Gebläse 92 und das Kühlergrill-Lamellensystem 110 angepasst werden, um die Kondensatbildung innerhalb des CAC 18 zu ändern. Mehrere Sensoren 30 können CAC-Daten empfangen, wie Einlass- und Auslassdrücke und -temperaturen. Eine Steuerung 12 kann diese Daten zusammen mit den Umgebungsluftbedingungen (z. B. Temperatur und relative oder spezifische Luftfeuchtigkeit) und Fahrzeugdaten (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit) verwenden, um die Rate und die Menge der Kondensation in dem CAC zu bestimmen. In einigen Fällen kann die relative Umgebungsluftfeuchtigkeit bei allen Umgebungstemperaturbedingungen mit 100 % berechnet und geschätzt werden. Dies beseitigt den Bedarf nach einem Luftfeuchtigkeitssensor. Wenn jedoch ein Luftfeuchtigkeitssensor zur Verfügung steht, können ebenfalls (z. B. Echtzeit-) Luftfeuchtigkeitsdaten verwendet werden.
Die Steuerung 12 kann die oben beschriebenen Sensordaten zusammen mit einem Algorithmus verwenden, um die Menge an Kondensat in dem CAC zu berechnen. Die Kondensationsberechnung kann durch Berechnen des Sättigungsdampfdrucks an dem CAC-Auslass in Abhängigkeit von der/dem CAC-Auslasstemperatur und -druck beginnen. Der Algorithmus berechnet danach die Masse von Wasser bei diesem Sättigungsdampfdruck. Die Masse von Wasser in der Luft wird dann von den Umgebungsluftbedingungen bestimmt. Abschließend wird die Kondensationsrate (Rate der Kondensatbildung) an dem CAC-Auslass durch Subtrahieren der Masse von Wasser bei der Sättigungsdampfdruckbedingung an dem CAC-Auslass von der Masse von Wasser in der Umgebungsluft bestimmt. Durch das Bestimmen der Zeitmenge zwischen den Kondensatmessungen kann die Steuerung 12 die Menge von Kondensat innerhalb des CAC seit der letzten Messung bestimmen. Die derzeitige Kondensatmenge in dem CAC kann durch Addieren dieses Wertes zu dem vorherigen Kondensatwert und danach Subtrahieren der Kondensatverluste seit der letzten Berechnung (Menge des entfernten Kondensats) berechnet werden. Die Kondensatverluste können mit null geschätzt werden, wenn die CAC-Auslasstemperatur über dem Taupunkt verblieben ist.
In einer anderen Ausführungsform können das elektrische Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen zum Verändern der Temperatur am CAC-Auslass angepasst werden. Insbesondere kann durch Anpassen des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen zum Verändern des Kühlluftstroms zu dem CAC die CAC-Auslasstemperatur erhöht oder verringert werden. Die Steuerung kann die Sensordaten (z. B. CAC-Temperaturen und Ladedrucktemperaturen) zusammen mit den Umgebungsluftbedingungen (z. B. Temperatur und relative oder spezifische Luftfeuchtigkeit) und den Fahrzeugdaten (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Motorlast) bestimmen. Danach kann durch Verwenden der Algorithmen und Verfahren zum Schätzen und/oder Berechnen der Kondensatbildung ein Schwellenwert-CAC-Auslasstemperaturbereich definiert werden. In einem Beispiel wird ein Kondensatbildungswert einer CAC-Auslasstemperatur und einem Verhältnis zwischen CAC-Druck und Umgebungsdruck zugeordnet. In einem anderen Beispiel kann ein Kondensationsratenanteil der Luftmasse der CAC-Auslasstemperatur zugeordnet werden. Die Motorlast kann zum Umwandeln des Kondensationsratenanteils von Luftmasse in eine Kondensatbildungsrate in dem CAC verwendet werden. Die Motorlast kann von der Luftmasse, dem Drehmoment, der Gaspedalposition und der Drosselklappenposition abhängig sein und daher eine Anzeige der Luftstromgeschwindigkeit durch den CAC bereitstellen. Zum Beispiel kann aufgrund der kühlen Oberflächen des CAC und der relativ geringen Einlassluftstromgeschwindigkeit eine mäßige Motorlast in Verbindung mit einer relativ kühlen CAC-Auslasstemperatur einen hohen Kondensatbildungswert anzeigen. Die Zuordnung kann ferner einen Modifikator für die Umgebungstemperatur und den Ladedruck einschließen. Die Steuerung 12 kann diese Zuordnung zum Bestimmen einer ersten Schwellenwert-CAC-Auslasstemperatur verwenden. Diese erste Schwellentemperatur T1 kann derart definiert sein, dass sich über dieser Temperatur Kondensat bei einer Rate bildet, die die Gefahr einer CAC-Korrosion und/oder von Motorfehlzündungsereignissen erhöht. Auf diese Weise kann eine Schwellenkondensatbildungsrate gesetzt werden und ferner auf der Umgebungsluftfeuchtigkeit, den Wetterbedingungen und den Motorbetriebsbedingungen basieren. Eine zweite, höhere Schwellen-CAC-Auslasstemperatur kann basierend auf den Motorbetriebsbedingungen definiert werden. Zum Beispiel kann diese zweite Schwellentemperatur T2 basierend auf der minimalen Ladelufttemperatur, die für die Verbrennung erforderlich ist, definiert sein.
In einer noch anderen Ausführungsform kann die erste Schwellentemperatur T1 basierend auf der Taupunkttemperatur definiert werden. Insbesondere kann die Steuerung die Taupunkttemperatur des CAC-Auslasses basierend auf dem Druck und der Luftfeuchtigkeit bestimmen. Die erste Schwellentemperatur T1 kann dann derart definiert werden, dass die CAC-Auslasstemperatur über der Taupunkttemperatur verbleibt. In einem Beispiel kann die erste Schwellentemperatur T1 die Taupunkttemperatur am CAC-Auslass sein. In einem anderen Beispiel kann die erste Schwellentemperatur T1 eine etwas höhere als die Taupunkttemperatur am CAC-Auslass sein.
Auf diese Weise können der Betrieb des elektrischen Gebläses und die Kühlergrill-Lamellenöffnung angepasst werden, um die CAC-Auslasstemperatur zwischen der ersten Schwellentemperatur T1 und der zweiten Schwellentemperatur T2 beizubehalten. In einem Beispiel kann, wenn die CAC-Auslasstemperatur geringer ist als die Schwellentemperatur T1, die Steuerung die Kühlung des CAC durch Verringern der Gebläsedrehzahl, Ausschalten des Gebläses oder Umkehren der Gebläsedrehrichtung verringern. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung die Kühlergrill-Lamellenöffnung verringern oder die Kühlergrill-Lamellen zum Reduzieren der CAC-Kühlung schließen. In einem anderen Beispiel kann, wenn die CAC-Auslasstemperatur größer als die zweite Schwellentemperatur T2 ist, die Steuerung die Kühlung des CAC durch Einschalten des Gebläses oder Erhöhen der Gebläsedrehzahl erhöhen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung die Kühlergrill-Lamellenöffnung erhöhen.
Die Position der Kühlergrill-Lamellen 114 kann ferner durch derzeitige oder vorhergesagte Wetterbedingungen verändert werden. Zum Beispiel kann das Anpassen des Schließens einer oder mehrerer der Kühlergrill-Lamellen 114 die Reaktion auf kondensatbildende Wetterbedingungen sein. Kondensatbildende Wetterbedingungen können Regen, Luftfeuchtigkeit, kühle Temperaturen oder eine Kombination daraus einschließen. Die Wetterbedingungen können über das fahrzeuginterne Kommunikations- und Unterhaltungssystem 26 oder GPS 34 bereitgestellt werden. Auch der Betrieb des elektrischen Gebläses 92 kann als Reaktion auf derzeitige oder vorhergesagte Wetterbedingungen angepasst werden. Zum Beispiel kann sich die Gebläsedrehung als Reaktion auf kondensatbildende Wetterbedingungen verlangsamen oder stoppen. In anderen Ausführungsformen kann das Vorhandensein von Regen von den Regensensoren abgeleitet werden (z. B. Ein-/Aus-Signal der Scheibenwischer) und zum Anpassen des Betriebs des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellenposition verwendet werden.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen die Anpassmenge des elektrischen Gebläses 92 und der Kühlergrill-Lamellen 114 von dem Grad der nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung, der Gradzahl außerhalb des CAC-Auslasstemperatur-Schwellenbereichs oder dem Grad der kondensatbildenden Wetterbedingungen abhängig sein. Zum Beispiel kann bei einer stärkeren Abbremsung ein Grad der Öffnung der Kühlergrill-Lamellen 114 erhöht werden und/oder ein Zeitpunkt der Öffnung der Kühlergrill-Lamellen 114 kann früher sein, wodurch ein größerer Luftstrom die Kühlung des Motors ermöglicht, sodass die folgende Beschleunigung mit geschlossenen Kühlergrill-Lamellen verlängert werden kann. In diesem Beispiel kann sich die Drehzahl des elektrischen Gebläses 92 in stärkerem Maße erhöhen oder früher beginnen, wodurch eine zusätzliche Motorkühlung bereitgestellt wird. Als anderes Beispiel kann, wenn das GPS 34 oder das fahrzeuginterne Kommunikations- und Unterhaltungssystem 26 eine geringe Menge von Regen und nur mäßig feuchte Bedingungen vorhersagt, eine Öffnung der Kühlergrill-Lamellen 114 reduziert werden. In diesem Fall kann die Gebläsedrehung bis zu einem gewissen Grad verlangsamt werden, gestoppt werden oder möglicherweise die Richtung umgekehrt werden.
Des Weiteren können in einigen Ausführungsformen das elektrische Gebläse 92 und das Kühlergrill-Lamellensystem 110 basierend auf der Motortemperatur, einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung, Kondensatbildung innerhalb des CAC und CAC-Auslasstemperatur angepasst werden. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 zum Überwachen der Motortemperatur konfiguriert sein, zum Beispiel zum Überwachen einer Kühlmitteltemperatur und Vergleichen davon mit den Schwellenwerten. In diesem Beispiel kann das elektrische Gebläse eingeschaltet werden, wenn die Motorkühlmitteltemperaturen über einen Schwellenwert ansteigen. In einigen Ausführungsformen kann sich das elektrische Gebläse jedoch als Reaktion auf die Kondensatbildung in dem CAC einschalten, oder weil die CAC-Auslasstemperatur über einem Schwellenwert liegt, sogar dann, wenn die Motorkühlmitteltemperaturen nicht über den angepassten Schwellenwert angestiegen sind. Auf diese Weise kann sich das elektrische Gebläse als Reaktion auf die Kondensatbildung in einem CAC und die CAC-Auslasstemperatur an- oder ausschalten, wenn der normale Gebläsebetrieb als Reaktion auf die Motortemperaturen allein eine gegenteilige Gebläsesteuerung vorgegeben hätte. Zusätzliche Verfahren zum Anpassen des elektrischen Gebläses 92 und des Kühlergrill-Lamellensystems 110 sind ausführlicher mit Bezug auf 4 bis 8 beschrieben. Das Anpassen des Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen auf diese Weise stellt eine ausreichende Motorkühlung bereit und reduziert gleichzeitig den Fahrzeug-Luftwiderstand, reduziert die Kondensatbildung und vermeidet eine Stagnierung des Taubpunkts in dem CAC. Dies kann die Verbesserung der Fahrzeugkraftstoffökonomie unterstützen und die Korrosion des CAC und eine Motorfehlzündung reduzieren.
In einem Beispiel kann, wenn die Luftmassenstromraten über einen Schwellenwert ansteigen, das Kondensat aus dem CAC in den Motor abgezogen werden (aus dem CAC gespült). Daher können, wenn der Luftmassenstrom über der Geschwindigkeit (Schwellenwert) des Kondensats zum Ansammeln in dem CAC liegt, die Kühlergrill-Lamellen und/oder das elektrische Gebläse geöffnet werden, um eine ausreichende Ladeluftkühlung bereitzustellen, die für einen Motorbetrieb bei hoher Luftmassenflussrate benötigt wird. Insbesondere kann die mäßige bis hohe Wärme, die von dem Motor unter hohen Luftmasseflussbedingungen erzeugt wird, eine zusätzliche Motorkühlung erfordern. Daher können die Kühlergrill-Lamellen geöffnet werden und/oder das Gebläse kann eingeschaltet werden, um die Kühlung des Motors zu erhöhen, ohne sich Sorgen über die erhöhte Kondensatbildung in dem CAC machen zu müssen.
3 zeigt ein schematisches Beispiel der Kondensatbildung in dem CAC. Zwei CAC-Beispiele (302, 304) sind bei 300 mit unterschiedlichen CAC-Auslasstemperaturen (Ladelufttemperaturen) dargestellt. In dem ersten CAC 302 gelangt heiße Ladeluft von dem Verdichter 306 in den CAC, kühlt sich während des Durchlaufens des CAC ab und tritt dann aus dem CAC-Auslass 310 aus, um durch die Drosselklappe 20 zu dem Motoreinlasskrümmer 22 zu strömen. Der Umgebungsluftstrom 308 tritt über die Kühlergrill-Lamellenöffnungen ein und strömt durch den CAC in seitliche Richtung, um die Kühlung der Ladeluft zu unterstützen. Die Geschwindigkeit dieser Ladeluft kann von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und elektrischen Gebläses 92 abhängig sein. Stromabwärts in horizontaler Richtung des CAC-Einlasses bildet sich eine relativ große Menge Kondensat 314 in dem CAC 302. In diesem Fall kann die Temperatur des CAC-Auslasses 310 geringer sein als die erste Schwellentemperatur T1. Durch das Anpassen der Position der Kühlergrill-Lamellen 114 und/oder der Drehzahl oder Richtung des elektrischen Gebläses 92 kann der Umgebungsluftstrom 308 verändert werden, wodurch die Effektivität des CAC und die Temperatur am CAC-Auslass 310 verändert werden. In diesem Beispiel des CAC 302 führt das Schließen einer oder mehrere Kühlergrill-Lamellen zu einem verringerten Umgebungsluftstrom 308, wodurch die Kühlungseffektivität des CAC 302 verringert wird und die Temperatur am CAC-Auslass 310 erhöht wird. Das Reduzieren der Drehzahl, Stoppen oder Umkehren der Drehrichtung des elektrischen Gebläses 92 (sodass dieses die Kühlluft weg von dem CAC bläst) kann auch den Umgebungsluftstrom 308 verringern, wodurch die Temperatur am CAC-Auslass 310 ansteigt. Durch das Erhöhen der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass kann die Kondensatbildung in dem CAC verringert werden.
In dem zweiten beispielhaften CAC-Kühler 304 kann die Temperatur an dem CAC-Auslass 316 höher sein als die zweite Schwellentemperatur T2. In diesem Beispiel kann die Temperatur an dem CAC-Auslass 316 durch Erhöhen des Umgebungsluftstroms 318 verringert werden. Durch Anpassen der Position der Kühlergrill-Lamellen 114 und/oder der Drehzahl oder Richtung des elektrischen Gebläses 92 kann der Umgebungsluftstrom 318 erhöht werden. Das Öffnen von einer oder mehreren Kühlergrill-Lamellen kann zu einem erhöhten Umgebungsluftstrom 318 führen, der die Kühlungseffektivität des CAC 302 erhöht und die Temperatur an dem CAC-Auslass 310 verringert. Durch Einschalten oder Erhöhen der Drehzahl des elektrischen Gebläses 92 kann der Umgebungsluftstrom 318 erhöht werden, wodurch die Temperatur an dem CAC-Auslass 316 verringert wird.
Das Bestimmen, ob der Gebläsebetrieb, die Kühlergrill-Lamellenposition oder beide zum Verändern der CAC-Auslasstemperatur und -effizienz angepasst werden, kann von anderen Fahrzeug- oder äußeren Bedingungen abhängig sein. Zum Beispiel kann sich, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, die Drehzahl des elektrischen Gebläses zunächst erhöhen, während die Kühlergrill-Lamellen geschlossen bleiben. Dies kann eine erhöhte Kühlung ermöglichen, während gleichzeitig die Fahrzeugaerodynamik und die Kraftstoffökonomie verbessert werden. Wenn das Gebläse allein jedoch keine ausreichende Kühlung bereitstellt, kann die Kühlergrill-Lamellenöffnung erhöht werden. Alternativ können, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, die Kühlergrill-Lamellen zunächst zum Erhöhen der Kühlung geöffnet werden. Dadurch, dass das Gebläse ausgeschaltet bleibt, kann die Fahrzeugenergieeinsparung erhöht werden. Wenn die Kühlergrill-Lamellen alleine jedoch keine ausreichende Kühlung bereitstellen, kann das elektrische Gebläse eingeschaltet werden, um den Kühlungsluftstrom zu erhöhen. In einem anderen Beispiel kann es sein, dass die CAC-Auslasstemperatur erhöht werden muss, während die Motortemperaturen hoch sind. In diesem Fall kann die Kühlung des CAC durch Ausschalten des Gebläses verringert werden. Die Kühlergrill-Lamellen können jedoch geöffnet bleiben, um gleichzeitig eine Motorkühlung zu ermöglichen. Weitere Details zu der koordinierten Kühlergrill-Lamellen- und elektrischen Gebläsesteuerung sind in 8 dargestellt.
In einigen Ausführungsformen kann die Kondensatmenge oder Kondensatbildungsrate zu einer Anpassung des elektrischen Gebläses und/oder der Kühlergrill-Lamellen führen. Zum Beispiel kann im Hinblick auf 3 die Temperatur der Luft am CAC-Auslass 310 unter die erste Schwellentemperatur T1 abfallen. In einigen Beispielen kann dies dazu führen, dass sich die Gebläsedrehzahl verringert und/oder die Kühlergrill-Lamellen schließen, wodurch der Luftstrom zum CAC reduziert wird, wodurch die Effizienz des CAC reduziert wird und sich die Temperatur der CAC-Auslassluft erhöht. In anderen Beispielen können sich die Gebläsedrehzahl verringern und/oder die Kühlergrill-Lamellen schließen, nachdem die Temperatur an der Stelle des CAC-Auslasses 310 für länger als eine Schwellendauer unter die erste Schwellentemperatur T1 abgefallen ist. Die Schwellendauer kann basierend auf den Fahrzeugbetriebsbedingungen angepasst werden. Zum Beispiel kann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, die Rate der Kondensatbildung zunehmen, wodurch eine kürzere Schwellendauer an dieser Stelle erfordert wird. Alternativ kann, wenn die Rate der Kondensatbildung gering ist, die Schwellendauer an dieser Position erhöht werden.
Der Betrieb des elektrischen Gebläses 92 und des Kühlergrill-Lamellensystems 110 kann auf dem derzeitigen Zustand des jeweils anderen basieren, zusammen mit Motortemperaturen, Fahrzeugfahrbedingungen, der Menge oder Rate der Kondensatbildung in dem CAC, der CAC-Auslasstemperatur und den Wetterbedingungen. Auf diese Weise können alle Variablen beurteilt werden, um die optimale Kombination aus elektrischem Gebläsebetrieb und Kühlergrill-Lamellenposition zur Fahrzeugkühlung, CAC-Korrosionsvermeidung, Fehlzündungsschutz und verbesserten Kraftstoffökonomie zu bestimmen. Beispiele dieses Betriebs werden unten mit Bezug auf 4 bis 8 beschrieben.
Mit Bezug auf 4 ist ein Beispielsverfahren 400 zum Anpassen des elektrischen Gebläsebetriebs (hierin auch einfach als „Gebläsebetrieb“ bezeichnet) und der Kühlergrill-Lamellenposition basierend auf einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung, CAC-Auslasstemperatur, Wetterbedingungen und Motortemperaturen, dargestellt. Bei 402 beinhaltet die Routine das Schätzen und/oder Messen der Motorbetriebsbedingungen. Sie beinhaltet zum Beispiel Motordrehzahl und -last, Drehmomentanforderung, Verstärkung, Krümmerdruck (MAP), Krümmer-Ladelufttemperatur (MCT), Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambda), Kraftstoffalkoholgehalt, Luftdruck, Umgebungsbedingungen (z. B. Umgebungslufttemperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, usw.), Motor-Vorzündungsverlauf, usw. Bei 404 kann basierend auf den geschätzten Bedingungen bestimmt werden, ob eine nicht angetriebene Fahrzeugbedingung vorliegt. Eine solche Bestimmung kann das Erfassen einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung wie eine Abbremsbedingung, Bremsbedingung, Drosselklappenschließbedingung, Rate einer Motordrehzahl, die geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, Bremssignal von einem Adaptive Cruise Control-System (das einen Abstand zu einem Fahrzeug direkt vor dem betreffenden Fahrzeug erfasst und automatisch die Fahrzeugbremsen betätigt, um einen Schwellenabstand von dem Fahrzeug davor einzuhalten), oder eine andere Art von Signalisierung einer Bedingung in einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung beinhalten. Als Beispiel kann die nicht angetriebene Fahrzeugbedingung vorliegen, wenn die Eindrückmenge des Fahrerbremspedals geringer als ein Schwellenwert ist. Als anderes Beispiel kann die nicht angetriebene Fahrzeugbedingung vorliegen, wenn das Bremsbemühen des Fahrers (z. B. eine Kraft auf dem Bremspedal) höher als der Schwellenwert ist. Noch ein anderes Beispiel der nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung kann vorliegen, wenn der Bremsdruck größer als ein Schwellenwert ist. Ein noch anderes Beispiel der nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung kann vorliegen, wenn der Betätigungsgrad der Fahrzeugbremsen (z. B. elektrisch betätigte Bremsen) größer als ein Schwellenwert ist.
Wenn das Fahrzeug keine nicht angetriebene Fahrzeugbedingung aufweist (z. B., wenn das Fahrzeug fährt) geht das Verfahren 400 zu 406 und 434, wo die Steuerung die Kühlergrill-Lamellen-Grundbedingung auf geschlossen bzw. die Gebläsegrundbedingung auf aus stellt. Wenn das Fahrzeug jedoch eine nicht angetriebene Fahrzeugbedingung aufweist, geht das Verfahren 400 zu 408 und 436, wo die Steuerung die Kühlergrill-Lamellengrundbedingung auf geöffnet und die Gebläsegrundbedingung auf an stellt. Die Gebläsedrehzahl kann an diesem Punkt ebenfalls je nach der nicht angetriebenen Fahrbedingung angepasst werden. Zum Beispiel kann die Gebläsedrehzahl bei höheren Abbremsgraden höher sein. Sowohl von 434 als auch von 436 geht das Verfahren 400 zu 410, wo die Temperatur am CAC-Auslass beurteilt wird. Die Routine bestimmt, ob die CAC-Auslasstemperatur zwischen den Temperaturschwellenwerten T1 und T2 liegt (erste Schwellentemperatur T1 und zweite Schwellentemperatur T2, wie oben beschrieben). Dieses Verfahren wird auf 5 ausgedehnt, wie unten beschrieben. Wenn bei 410 bestimmt wird, dass die CAC-Auslasstemperatur zwischen den Temperaturschwellenwerten T1 und T2 liegt, geht das Verfahren 400 zu 412, um zu bestimmen, ob die Kühlergrill-Lamellenposition und der Gebläsebetrieb bei ihrer Grundbedingung gehalten werden. Wenn bei 410 jedoch bestimmt wird, dass die CAC-Auslasstemperatur nicht zwischen den Temperaturschwellenwerten T1 und T2 liegt, geht das Verfahren 400 zu 414, um die Anpassung der Kühlergrill-Lamellen und/oder des Gebläses zu bestimmen, die erforderlich ist, um die Kondensatbildung zu reduzieren oder zu ändern (5). Bei 416 wird diese Anpassung vorgenommen und die neuen Bedingungen werden als die grundlegenden Kühlergrill-Lamellen- und Gebläsebedingungen gesetzt.
Bei 418 bestimmt die Routine basierend auf den Wetterbedingungen die Wahrscheinlichkeit, dass sich Kondensat im CAC bildet. Dieses Verfahren wird auf 6 ausgedehnt, wie weiter unten erläutert. Wenn basierend auf den Wetterbedingungen eine Kondensatbildung nicht wahrscheinlich ist, werden die Kühlergrill-Lamellen und das Gebläse auf der angepassten Grundbedingung bei 420 gehalten. Wenn jedoch die Wahrscheinlichkeit einer Kondensatbildung besteht, werden die Kühlergrill-Lamellen bei 422 geschlossen und ersetzen die alte Grundbedingung. Die Gebläsegrundbedingung kann bei 423 beibehalten werden. Das Verfahren 400 geht zu 424 weiter, um die Motortemperaturen in Bezug auf die Schwellenwerte zu überprüfen. Wenn zum Bespiel die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) über einen maximalen Wert ansteigt, ist eine Motorkühlungsunterstützung erforderlich. Wenn diese Temperaturen nicht über einem Schwellenwert (T3) liegen, werden bei 426 die Kühlergrill-Lamellenposition und der Gebläsebetrieb bei ihren angepassten Grundbedingungen gehalten und die Routine endet. Wenn die Temperaturen jedoch über einem ersten Schwellenwert T3 liegen, wird das Gebläse bei 428 eingeschaltet. Die Motortemperaturen werden bei 430 erneut überprüft. Wenn die Temperaturen über einem zweiten Schwellenwert T4 liegen, werden die Kühlergrill-Lamellen bei 432 geöffnet und die Routine endet. Anderenfalls bleibt das Gebläse an und die angepasste Grundposition der Kühlergrill-Lamellen wird bei 426 beibehalten. In einigen Ausführungsformen ist der zweite Schwellenwert höher als der erste Schwellenwert. In anderen Ausführungsformen können der erste und der zweite Schwellenwert gleich sein.
Ein beispielhaftes Verfahren 500 ist in 5 zum Anpassen des Betriebs des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellenposition basierend auf einer Temperatur an dem CAC-Auslass dargestellt. Bei 502 bestimmt die Routine die Ladelufttemperatur am CAC-Auslass. Die Routine vergleicht die CAC-Auslasstemperatur mit der ersten Schwellentemperatur T1 bei 504. Wenn die CAC-Auslasstemperatur geringer als die erste Schwellentemperatur T1 ist, geht die Routine zu 506, wo eine nicht angetriebene Fahrzeugbedingung (wie oben in Verfahren 400 beschrieben) bestimmt wird. Wenn eine nicht angetriebene Fahrzeugbedingung bei 506 bestätigt wird, kann die Steuerung das elektrische Gebläse bei 508 ausschalten. Alternativ kann die Steuerung bei 508 die Gebläsedrehzahl oder umgekehrte Gebläsedrehrichtung zum Erhöhen der CAC-Auslasstemperatur verringern. Das Verringern der Gebläsedrehzahl, Ausschalten des Gebläses oder umgekehrte Gebläsedrehrichtung können von der CAC-Auslasstemperatur und/oder anderen Motorbetriebsbedingungen abhängig sein. Wenn die CAC-Auslasstemperatur nur leicht unter der ersten Schwellentemperatur T1 liegt, kann die Gebläsedrehzahl verringert werden, statt ausgeschaltet. In einem anderen Beispiel kann, wenn das Fahrzeug weniger stark abgebremst wird, das Gebläse ausgeschaltet oder in die Gegenrichtung gedreht werden. So kann sich die CAC-Auslasstemperatur verringern, während die Kühlergrill-Lamellen geöffnet bleiben, um die Motorkühlung während der nicht angetriebenen Bedingung zu erhöhen (sodass die Lamellen länger bei folgenden Beschleunigungen geschlossen bleiben können). In einem noch anderen Beispiel kann, wenn die Kühlergrill-Lamellen in dem Fahrzeug nicht vorhanden sind oder nicht funktionieren (z. B., wenn die geöffneten Kühlergrill-Lamellen klemmen), das elektrische Gebläse in die Gegenrichtung gedreht werden, um die Wärme zurück aus dem Motorraum zu ziehen und den CAC zu erwärmen.
Das Verfahren 500 geht zu 510, um die CAC-Temperaturen erneut zu prüfen. Die Routine kann eine Zeitdauer Δt1 zwischen 508 und 510 warten, damit die Temperaturen sich ändern und angleichen können. Die Zeitdauer Δt1 kann auf einer Kondensatmenge oder Kondensatbildungsrate im CAC und/oder auf den Motorbetriebsbedingungen basieren. Alternativ kann Δt1 eine eingestellte Zeitdauer sein. Zum Beispiel kann, wenn die Rate der Kondensatbildung hoch ist, die Dauer Δt1 kürzer sein, um die erhöhte Kondensatbildung zu reduzieren. In einem anderen Beispiel kann die Dauer Δt1 länger sein, wenn die Motortemperaturen höher sind und eine erhöhte Motorkühlung erfordert wird. Die CAC-Auslasstemperatur wird erneut bei 512 beurteilt. Wenn die CAC-Auslasstemperatur immer noch unter der ersten Schwellentemperatur T1 liegt, kann die Steuerung die Öffnung der Kühlergrill-Lamellen verringern. Alternativ kann die Steuerung die Kühlergrill-Lamellen vollständig basierend auf den Motorbetriebsbedingungen schließen. Zum Beispiel können, wenn die CAC-Auslasstemperatur eine Schwellenwertmenge unter dem ersten Temperaturschwellenwert T1 liegt, die Kühlergrill-Lamellen vollständig schließen. Wenn die CAC-Auslasstemperatur bei 512 jedoch nicht unter der ersten Schwellentemperatur T1 liegt, geht das Verfahren zu 516, um den Gebläsebetrieb und die Kühlergrill-Lamellenposition beizubehalten, wodurch das Verfahren beendet wird.
Zurück bei 506 kann, wenn die CAC-Auslasstemperatur unter der ersten Schwellentemperatur T1 liegt und keine nicht angetriebene Fahrzeugbedingung vorliegt, die Steuerung die Kühlergrill-Lamellen bei 518 schließen. Das Verfahren geht zu 520, um zu bestimmen, ob das elektrische Gebläse aus ist. Wenn das Gebläse aus ist, schaltet die Routine bei 522 das Gebläse mit geringer Drehzahl an. Bei geringen Drehzahlen können die Gebläseflügel zum Widerstehen des Luftstroms und Erhöhen der Temperatur am CAC-Auslass dienen. Alternativ kann die Routine bei 522 eine Zeitdauer warten und dann die CAC-Auslasstemperatur vor dem Einschalten des Gebläses erneut überprüfen. Wenn das Gebläse bei 520 nicht ausgeschaltet ist, kann das Gebläse bei 524 ausgeschaltet werden, um die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen. Alternativ kann die Steuerung die Gebläsedrehzahl verringern oder die Gebläsedrehrichtung umkehren. Nach dem Vornehmen der Gebläseanpassungen endet die Routine.
Zurück bei 504 geht die Routine, wenn die CAC-Auslasstemperatur nicht unter der ersten Schwellentemperatur T1 liegt, zu 526, um zu bestimmen, ob die CAC-Auslasstemperatur höher als die zweite Schwellentemperatur T2 ist. Wenn die CAC-Auslasstemperatur über der zweiten Schwellentemperatur T2 liegt, hält die Routine bei 528 die Gebläsegrundbedingung und die Kühlergrill-Lamellenposition bei, die in Verfahren 400 bestimmt wurden. Wenn die Routine jedoch bestätigt, dass die CAC-Auslasstemperatur über der zweiten Schwellentemperatur T2 liegt, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit bei 530 beurteilt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als der Geschwindigkeitsschwellenwert S1 ist, erhöht die Routine die Öffnung der Kühlergrill-Lamellen bei 532 (oder öffnet die Kühlergrill-Lamellen). Der Geschwindigkeitsschwellenwert S1 kann auf den Motorbetriebsbedingungen und den Fahrzeugkraftstoff- und Energieeinsparungen basieren. Zum Beispiel kann der Geschwindigkeitsschwellenwert S1 derart eingestellt werden, dass sich über dieser Geschwindigkeit das Öffnen der Kühlergrill-Lamellen die Fahrzeugaerodynamik und die Kraftstoffökonomie verringern können. Alternativ kann der Geschwindigkeitsschwellenwert S1 derart eingestellt werden, dass unter dieser Geschwindigkeit das Einschalten des elektrischen Gebläses der Fahrzeugenergieaufwand zunimmt. Dieser Energieaufwand kann die Fahrzeugeffizienz mehr als die geringere Aerodynamik verringern, die durch das Öffnen der Kühlergrill-Lamellen verursacht wird. Daher können als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Geschwindigkeitsschwellenwert S1 bei 530 die Fahrzeug-Kühlergrill-Lamellen zuerst bei 532 geöffnet werden, statt das Gebläse anzuschalten. Bei 534 wartet die Routine eine Zeitdauer Δt2 und überprüft dann erneut die CAC-Auslasstemperatur. Die Zeitdauer Δt2 kann auf den Motorbetriebsbedingungen wie Fahrzeuggeschwindigkeit basieren oder kann eine eingestellte Zeitdauer sein. Wenn die CAC-Auslasstemperatur über der zweiten Schwellentemperatur T2 bei 536 bleibt, kann die Steuerung bei 538 die Gebläsedrehzahl erhöhen (oder die Gebläsedrehung einschalten). Wenn die Temperatur am CAC-Auslass jedoch nicht länger über der zweiten Schwellentemperatur T2 liegt, geht das Verfahren zu 540, um den Gebläsebetrieb und die Kühlergrill-Lamellenposition beizubehalten.
Zurück bei 530 geht die Routine, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als der Geschwindigkeitsschwellenwert S1 ist, zu 542, um die Gebläsedrehzahl zu erhöhen (oder das Gebläse einzuschalten). Bei 544 wartet die Routine eine Zeitdauer Δt3 und überprüft dann erneut die CAC-Auslasstemperatur. Wie die Zeitdauer Δt2, kann Δt3 auf den Motorbetriebsbedingungen, wie Fahrzeuggeschwindigkeit, basieren oder kann eine eingestellte Zeitdauer sein. Wenn die CAC-Auslasstemperatur bei 546 immer noch über der zweiten Schwellentemperatur T2 liegt, kann die Steuerung die Öffnung der Kühlergrill-Lamellen bei 548 erhöhen. Wenn die CAC-Auslasstemperatur jedoch nicht länger über der zweiten Schwellentemperatur T2 liegt, setzt die Routine das Beibehalten des Gebläsebetriebs und der Kühlergrill-Lamellenposition bei 540 fort und endet dann.
Auf diese Weise können ein elektrisches Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen als Reaktion auf die Temperatur am CAC-Auslass angepasst werden. Anpassungen können ferner basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung gesteuert werden. Beispielsanpassungen des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen werden in 7 bis 8 dargestellt.
Mit Bezug auf 6 ist ein beispielhaftes Verfahren 600 zum Anpassen der Kühlergrill-Lamellenposition basierend auf den Kondensatbildungsbedingungen, die von den Wetterbedingungen bestimmt werden, dargestellt. Bei 602 erhält die Steuerung 12 Daten von mehreren Sensoren 30, einem GPS 34 und dem fahrzeuginternen Kommunikations- und Unterhaltungssystem 26. Die empfangenen Daten können die Umgebungslufttemperatur und -luftfeuchtigkeit, abgeleiteten Regenbedingungen (von einem Scheibenwischer-An/Aus-Signal) und vorhergesagten Wetterbedingungen für die vorherige Straße oder Fahrzeugreiseroute beinhalten. Die Steuerung 12 analysiert dann die Daten für die CAC-Kondensatbildungsbedingungen bei 604. Diese Bedingungen können Regen, hohe Luftfeuchtigkeit, geringe Lufttemperatur oder eine Kombination davon beinhalten. Wenn bei 606 bestimmt wird, dass die Kondensatbildungsbedingungen über den Schwellenwerten liegen, werden die Kühlergrill-Lamellen bei 610 geschlossen. Anderenfalls hält das Verfahren die derzeitige Kühlergrill-Lamellenposition bei 608. Die Schwellenwerte können eine Schwellentemperatur, einen Luftfeuchtigkeitsanteil oder eine Niederschlagsmenge beinhalten, bei denen sich wahrscheinlich Kondensat im CAC bildet. Nach 610 und 608 endet die Routine. Wenn die Motortemperaturen während kondensatbildender Wetterbedingungen über die Schwellenwerte ansteigen, kann das elektrische Gebläse eingeschaltet werden, um die Motorkühlung bereitzustellen und gleichzeitig die Kondensatbildung in dem CAC zu reduzieren.
7 zeigt ein beispielhaftes Schaubild 700, das den Betrieb eines elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen aufgrund der Motorkühlmitteltemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der CAC-Auslasstemperatur und den Wetterbedingungen vergleicht. Das Schaubild 700 zeigt einen beispielhaften Betrieb eines elektrischen Gebläses (Gebläse) und der Kühlergrill-Lamellen (Lamellen) bei variierenden Kombinationen von Fahrzeuggeschwindigkeit (VS) und Wetterbedingungen (OC) in Abhängigkeit von der Zeit (X-Achse). Das Ein- und Ausschalten des elektrischen Gebläses und Öffnen und Schließen der Kühlergrill-Lamellen basieren auf der Motorkühlmitteltemperatur (ECT), der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Temperatur am CAC-Auslass (CAC-Auslasstemp.) und den Wetterbedingungen. Das Schaubild 700 beinhaltet einen elektrischen Gebläsestatus (an oder aus) bei 702, einen Kühlergrill-Lamellenstatus (geöffnet oder geschlossen) bei 704, ECT bei 706, VS bei 708, CAC-Auslasstemperatur bei 710 und eine Anzeige der Wetterbedingen (OC) bei 712. In diesem Beispiel werden als Reaktion auf die System- und äußeren Variablen das elektrische Gebläse bzw. die Kühlergrill-Lamellen ein- bzw. ausgeschaltet und geöffnet bzw. geschlossen. In einigen Ausführungsformen können die Gebläse- und Lamellensteuerung jedoch auch Anpassungen zwischen An/Aus bzw. Geöffnet/Geschlossen aufweisen. In diesem Fall können die elektrische Gebläsedrehzahl und der Grad der Kühlergrill-Lamellenöffnung durch die Systemvariablen gemäß Schaubild 700 angepasst werden. Zum Beispiel kann die elektrische Gebläsedrehzahl zunehmen (z. B. proportional), sobald ECT über einen Schwellenwert ansteigt. In einem anderen Beispiel kann die elektrische Gebläsegeschwindigkeit sich um mehrere Grade der Abbremsung oder unterschiedlicher Temperaturen am CAC-Auslass verändern.
Vor der Zeit t1 kann das Kühlergebläse ausgeschaltet sein und die Kühlergrill-Lamellen geschlossen sein. Zum Zeitpunkt t1 wird als Reaktion auf die CAC-Auslasstemperatur, die eine zweite Schwellentemperatur T2 (710) und eine VS über dem Geschwindigkeitsschwellenwert S1 erreicht, das elektrische Gebläse eingeschaltet (702). Nach einer Zeitdauer Δt3 bleibt die CAC-Auslasstemperatur über einer zweiten Schwellentemperatur T2 und bewirkt, dass sich die Kühlergrill-Lamellen zu Zeitpunkt t2 öffnen (704). Die CAC-Auslasstemperatur verringert sich bis zum Zeitpunkt t3 und fällt dann unter die erste Schwellentemperatur T1. Als Ergebnis werden die Kühlergrill-Lamellen geschlossen und das Gebläse ausgeschaltet. Zwischen der Zeit t3 und der Zeit t4 sind kondensatbildende Wetterbedingungen durch Zunahme der OC angezeigt (712). Die Kühlergrill-Lamellen bleiben während dieser Zeit geschlossen. Als Reaktion darauf, dass die ECT den Schwellenwert T3 zum Zeitpunkt t4 erreicht, wird das elektrische Gebläse eingeschaltet (702). Die ECT nimmt bis zum Zeitpunkt t5 weiter zu, wenn die ECT den Schwellenwert T4 erreicht (706). Als Reaktion werden die Kühlergrill-Lamellen geöffnet (704), um den Kühlluftstrom zu erhöhen. Bei Zeitpunkt t6 zeigt die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Abbremsung oder Fahrzeugbremsbedingung an (708). Zur gleichen Zeit fällt die CAC-Auslasstemperatur unter die erste Schwellentemperatur T1. Als Reaktion auf die nicht angetriebene Fahrzeugbedingung und CAC-Auslasstemperatur, die geringer als die erste Schwellentemperatur T1 ist, wird das Gebläse ausgeschaltet (702). Die Kühlergrill-Lamellen bleiben geöffnet, um die Motorkühlung während des Abbremsereignisses zu erhöhen. Zum Zeitpunkt t7 (nach Abwarten der Dauer Δt1) kann die CAC-Auslasstemperatur unter der ersten Schwellentemperatur T1 bleiben (710). Daher werden, obwohl das Fahrzeug immer noch abbremst, die Kühlergrill-Lamellen geöffnet (704), um die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen und die Kondensatbildung zu reduzieren.
Zwischen dem Zeitpunkt t7 und t8 nimmt die Temperatur an dem CAC-Auslass zu. Zum Zeitpunkt t8 werden als Reaktion auf die CAC-Auslasstemperatur, die über eine zweite Schwellentemperatur T2 ansteigt, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des Geschwindigkeitsschwellenwertes S1 die Kühlergrill-Lamellen geöffnet. Das Gebläse kann geschlossen bleiben, um Energieeinsparungen des Fahrzeugs zu erhöhen. Die Kühlluft aus den offenen Kühlergrill-Lamellen verringert die CAC-Auslasstemperatur unter die zweite Schwellentemperatur T2, bevor die Zeitdauer Δt2 erreicht wird. Das Gebläse bleibt also aus. Zum Zeitpunkt t9 empfängt die Steuerung die Anzeige von kondensatbildenden Wetterbedingungen (712). Als Reaktion werden die Kühlergrill-Lamellen zum Zeitpunkt t9 geschlossen, um die Kondensatbildung zu reduzieren.
Mit Bezug auf 8 sind drei Betriebsarten des elektrischen Gebläses und der Fahrzeugkühlergrill-Lamellen eines Motorkühlsystems gemäß Tabelle 800 dargestellt. Das Motorkühlsystem kann in drei Grundbetriebsarten betrieben werden, die auf den Fahrzeugfahrbedingungen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit und nicht angetriebene Bedingungen), einer Temperatur am CAC-Auslass, Wetterbedingungen und Motortemperaturen basieren. In jedem der Kühlsystembetriebsarten kann das elektrische Gebläse ein- oder ausgeschaltet werden und die Kühlergrill-Lamellen können als Reaktion auf die aufgeführten Bedingungen und Systemvariablen geöffnet oder geschlossen werden. Außerdem oder zusätzlich kann die elektrische Gebläsedrehzahl erhöht oder verringert werden, die elektrische Gebläsedrehrichtung kann verändert werden und die Kühlergrill-Lamellenöffnung erhöht oder verringert werden. Als Reaktion auf die obigen Bedingungen und Variablen können das elektrische Gebläse, die Kühlergrill-Lamellen oder beide angepasst werden. Eine Steuerung (wie das Steuersystem 28 aus 1) kann einen Betriebsmodus für das Motorkühlsystem auswählen, einschließlich Einstellungen für das elektrische Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen, um die Motorkühlung, die Fahrzeugaerodynamik, den Fahrzeugenergieaufwand und die CAC-Auslasstemperaturen zu optimieren.
Zum Beispiel kann das Motorkühlsystem in einem ersten Modus betrieben werden (Modus 1). Während des Betriebs in dem ersten Modus (Modus 1) wird der elektrische Gebläsebetrieb angepasst, während die Kühlergrill-Lamellenposition beibehalten wird. In einem Beispiel kann das Motorkühlsystem in Modus 1 als Reaktion auf eine Temperatur an dem CAC-Auslass, die größer ist als eine zweite Schwellentemperatur (wie die zweite Schwellentemperatur T2 gemäß 4, 5 und 7) betrieben werden, während das Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit gefahren wird, die höher ist als eine Schwellengeschwindigkeit (wie die Schwellengeschwindigkeit S1 gemäß 5 und 7). In diesem Beispiel kann das Gebläse eingeschaltet werden (oder die Gebläsedrehzahl erhöht), bevor die Kühlergrill-Lamellen zum Erhöhen der Fahrzeugaerodynamik und Kraftstoffökonomie geöffnet werden, während die CAC-Auslasstemperatur verringert wird. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten können die Kraftstoffökonomieverluste (aufgrund des Fahrens bei geöffneten Lamellen) größer sein als die Energieverluste (aufgrund des elektrischen Gebläsebetriebs). In einem anderen Beispiel kann das Motorkühlsystem in Modus 1 als Reaktion auf die Temperatur am CAC-Auslass, die geringer ist als eine erste Schwellentemperatur (wie die erste Schwellentemperatur T1 gemäß 4, 5 und 7) betrieben werden, während die Drosselklappe durch das Fahrerpedal geschlossen wird (nicht angetriebene Bedingung). Durch Ausschalten des Gebläses und Beibehalten der Kühlergrill-Lamellenposition (geöffnet) während einer nicht angetriebenen Bedingung, kann die CAC-Auslasstemperatur erhöht werden und gleichzeitig eine zusätzliche Kühlung des Motors ermöglicht werden. Dies kann die Verringerung der Motorkühlmitteltemperaturen unterstützen, sodass während der folgenden Fahrzeugbeschleunigung die Kühlergrill-Lamellen geschlossen bleiben können (um die Aerodynamik zu verbessern). Alternativ kann die Gebläsedrehung in diesem Beispiel verringert oder die Richtung umgekehrt werden, um die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen. In noch einem anderen Beispiel kann das Motorkühlsystem in Modus 1 als Reaktion auf eine Motorkühlmitteltemperatur, die größer ist als ein erster Schwellenwert (wie ein erster Schwellenwert T3 gemäß 4) ist, betrieben werden. In diesem Beispiel kann das elektrische Gebläse eingeschaltet (oder die Drehzahl erhöht) werden, um die Motortemperatur zu verringern.
Als anderes Beispiel kann das Motorkühlsystem in einem zweiten Modus betrieben werden (Modus 2). Während des Betriebs in Modus 2 wird der Betrieb des elektrischen Gebläses beibehalten, während die Kühlergrill-Lamellenöffnung angepasst wird. In einem Beispiel kann das Motorkühlsystem in Modus 2 als Reaktion auf eine Temperatur am CAC-Auslass betrieben werden, die höher ist als die zweite Schwellentemperatur, während das Fahrzeug bei einer geringeren Geschwindigkeit gefahren wird, als eine Schwellengeschwindigkeit. In diesem Beispiel kann die Erhöhung der Kühlergrill-Lamellenöffnung bei Beibehalten des Gebläsebetriebs (aus) die CAC-Auslasstemperatur reduzieren, während der Energieaufwand reduziert wird. Bei geringeren Fahrzeuggeschwindigkeiten können Energieverluste (aufgrund des elektrischen Gebläsebetriebs) größer sein als die Kraftstoffökonomieverluste (aufgrund des Fahrens bei geöffneten Lamellen). In einem anderen Beispiel kann das Motorkühlsystem in Modus 2 als Reaktion auf kondensatbildende Wetterbedingungen über einem Schwellenwert betrieben werden. Wenn zum Beispiel Regen vorhergesagt oder von den Sensoren oder einem GPS-System abgeleitet wird, können die Kühlergrill-Lamellen zum Reduzieren der erhöhten Kondensatbildung geschlossen werden (und die CAC-Auslasstemperatur verringern). Der Gebläsebetrieb kann zum Erhöhen oder Verringern der Motorkühlung nach Bedarf beibehalten werden.
Das Motorkühlsystem kann ferner in einem dritten Modus (Modus 3) betrieben werden. Während des Betriebs in dem dritten Modus können sowohl der Betrieb des elektrischen Gebläses als auch die Kühlergrill-Lamellenöffnung angepasst werden. In einem ersten Beispiel kann der Betrieb in Modus 3 als Reaktion auf die Temperatur am CAC-Auslass unter der ersten Schwellentemperatur für eine Zeitdauer (wie die Zeitdauer Δt1 gemäß 5 und 7) während des Öffnens der Drosselklappe durch das Fahrerpedal eingeleitet werden. In diesem Beispiel kann das Gebläse anfangs ausgeschaltet sein, um die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen, während die Kühlergrill-Lamellen geöffnet bleiben. Wenn das Ausschalten des Gebläses nicht ausreicht, um die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen, kann nach der Zeitdauer Δt1 die Öffnung der Kühlergrill-Lamellen verringert werden (oder geschlossen), um die CAC-Auslasstemperatur weiter zu erhöhen. In einem zweiten Beispiel kann der Betrieb in Modus 3 als Reaktion auf die Temperatur an dem CAC-Auslass, die geringer ist als die erste Schwellentemperatur, während das Fahrzeug gefahren wird, ausgelöst werden. In diesem Beispiel können die Kühlergrill-Lamellen geschlossen werden und das Gebläse ausgeschaltet werden (oder bei geringer Drehzahl eingeschaltet, wenn es bereits ausgeschaltet ist), um die CAC-Auslasstemperatur zu erhöhen. In einem dritten Beispiel kann das Motorkühlsystem in Modus 3 betrieben werden, wenn die Temperatur am CAC-Auslass über der zweiten Schwellentemperatur für eine Zeitdauer bleibt (wie die Dauer Δt2 oder Δt3 gemäß 5 und 7). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als eine Schwellengeschwindigkeit ist, kann eine Steuerung zunächst die Kühlergrill-Lamellenöffnung erhöhen, um die CAC-Auslasstemperatur zu verringern. Das Gebläse kann dann eingeschaltet werden, um die Kühlung weiter zu erhöhen, wenn die CAC-Auslasstemperatur unter der zweiten Schwellentemperatur für die Zeitdauer Δt2 bleibt. Alternativ kann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die Schwellengeschwindigkeit ist, die Gebläsedrehung anfangs erhöht (oder eingeschaltet) werden, während die Kühlergrill-Lamellen geschlossen bleiben. Wenn nach der Dauer Δt3 die CAC-Auslasstemperatur über der zweiten Schwellentemperatur bleibt, können die Kühlergrill-Lamellen geöffnet werden, um die Kühlung zu erhöhen. In einem vierten Beispiel kann das Motorkühlsystem in Modus 3 betrieben werden, wenn die Motorkühlmitteltemperatur größer ist als ein zweiter Schwellenwert. In diesem Beispiel kann das elektrische Gebläse eingeschaltet werden und die Kühlergrill-Lamellen geöffnet werden, um die Motorkühlung zu erhöhen. In einem fünften Beispiel kann das Motorkühlsystem während einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung in Modus 3 betrieben werden, während alle anderen Parameter (z. B. CAC-Auslasstemperatur, Motorkühlmitteltemperatur, usw.) innerhalb ihrer Schwellenwerte liegen. Zum Beispiel kann, wenn alle Parameter innerhalb der Schwellenwerte während einer nicht angetriebenen Fahrzeugbedingung liegen, die Steuerung die Kühlergrill-Lamellen öffnen und das Gebläse einschalten.
Auf diese Weise können die Betriebe des elektrischen Gebläses als Reaktion auf die Motortemperaturen, Fahrzeugfahrbedingungen, CAC-Auslasstemperatur und Wetterbedingungen gesteuert werden. Durch Anpassen des elektrischen Gebläsebetriebs zusammen mit dem Kühler-Lamellenbetrieb kann die CAC-Auslasstemperatur besser gesteuert werden, während gleichzeitig die Motorkühlung, Kraftstoffökonomie und Energieeinsparungen verbessert werden. Durch das selektive Erhöhen einer elektrischen Gebläsedrehzahl können die Motorsystemkomponenten gekühlt werden. Die Kühlergrill-Lamellen können auch separat oder gleichzeitig geöffnet werden, um die Kühlung durch weiteres Erhöhen des Umgebungsluftstromes zu unterstützen. Während anderer Bedingungen können die Kühlergrill-Lamellen geschlossen sein und eine Menge des Kühlluftstroms, der zu einem CAC geleitet wird, durch Verringern der Temperatur am CAC-Auslass einschränken. Außerdem kann der Betrieb des elektrischen Gebläses zum Ändern der Temperatur an dem CAC-Auslass und zum Steuern der Kondensatbildung angepasst werden. Durch das Steuern eines elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen auf diese Weise wird eine adäquate Motorkühlung ermöglicht, während die Fahrzeugkraftstoffökonomie und Energieeinsparungen optimiert, Motorfehlzündungen reduziert und die CAC-Korrosion reduziert werden.
Wie ein Durchschnittsfachmann zu schätzen weiß, können die hierin beschriebenen Routinen eine oder mehrere Anpassungssteuerungen des elektrischen Gebläses oder der Kühlergrill-Lamellen repräsentieren. An sich können die verschiedenen Schritte oder Funktionen in der beschriebenen Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Steuerung für die Erfüllung der hierin beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile nicht unbedingt ausschlaggebend, sondern wird zwecks einer besseren Erläuterung und Beschreibung angegeben. Wenngleich nicht ausdrücklich dargestellt, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden können, je nach der bestimmten und jeweils verwendeten Strategie.
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Verfahren, Systeme und Konfigurationen sowie andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen, Abläufe und/oder Eigenschaften ein, sowie jedes beliebige Äquivalent davon.
Bezugszeichenliste
Fig. 4

start: Start
402: Schätzen und/oder Messen der Motorbetriebsbedingungen
404: Nicht betriebene Fahrzeugbedingung?
N: Nein
406: Kühlergrill-Lamellen-Grundbedingung auf geschlossen setzen
434: Gebläsegrundbedingung auf aus setzen
408: Kühlergrill-Lamellen-Grundbedingung auf geöffnet setzen
436: Gebläsegrundbedingung auf an setzen
410: T1 < CAC aus Temp. < T2
412: Grundbedingung für Kühlergrill-Lamelle und Gebläse beibehalten
414: Einstellung zum Erhöhen/Verringern der CAC-Auslasstemperatur bestimmen (5)
416: Als Grundbedingung für Kühlergrill-Lamelle und Gebläse anpassen und ersetzen
418: Wahrscheinlichkeit der CAC-Kondensatbildung basiert auf Außenbedingungen? (6)
420: Angepasste Grundbedingung für Kühlergrill-Lamelle und Gebläse beibehalten
423: Angepasste Gebläsegrundbedingung beibehalten
422: Kühlergrill-Lamellen schließen und als Grundbedingung ersetzen
424: Motortemperatur > T3?
426: Angepasste Grundbedingung für Kühlergrill-Lamelle und Gebläse beibehalten
428: Gebläse einschalten
430: Motortemperatur > T4?
432: Kühlergrill-Lamellen öffnen

start: Start
502: CAC-Auslasstemperatur bestimmen
504: CAC-Auslasstemperatur < T1?
N: Nein
506: Nicht betriebene Fahrzeugbedingung?
508: Gebläse ausschalten
510: Zeit Δt1 abwarten und Temperaturen erneut prüfen
512: CAC-Auslasstemperatur < T1?
514: Öffnung die Kühlergrill-Lamellen verringern
516: Gebläsebetrieb und Kühlergrill-Lamellenposition beibehalten
526: CAC-Auslasstemperatur > T2?
530: Fahrzeuggeschwindigkeit < S1
532: Öffnung die Kühlergrill-Lamellen erhöhen
534: Zeit Δt2 abwarten und Temperaturen erneut prüfen
536: CAC-Auslasstemperatur > T2?
538: Gebläsedrehzahl erhöhen
518: Kühlergrill-Lamellen schließen
520: Elektrisches Gebläse aus?
524: Gebläse ausschalten
522: Bei geringer Drehzahl Gebläse einschalten
528: Gebläsebetrieb und Kühlergrill-Lamellenposition beibehalten
542: Gebläsedrehzahl erhöhen
544: Zeit Δt3 abwarten und Temperatur erneut prüfen
546: CAC-Auslasstemperatur > T2?
548: Öffnung die Kühlergrill-Lamellen erhöhen
540: Gebläsebetrieb und Kühlergrill-Lamellenposition beibehalten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6408831 [0002]

Claims

Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuggebläses, umfassend: Anpassen eines Gebläsebetriebs als Reaktion auf eine Temperatur an einem Ladeluft-Kühlerauslass.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei des Gebläse ein elektrisches Gebläse ist, das zum Erhöhen der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass während eines ersten Bedingungssatzes und zum Verringern der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass während eines zweiten anderen Bedingungssatzes angepasst ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste Bedingungssatz beinhaltet, dass die Temperatur an dem Ladeluftkühler geringer ist als eine erste Schwellentemperatur.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der zweite Bedingungssatz beinhaltet, dass die Temperatur an dem Ladeluftkühler höher ist als eine zweite Schwellentemperatur.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Schwellentemperatur auf einer Schwellenrate der Kondensatbildung basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Schwellentemperatur ferner auf einem oder mehreren von Umgebungstemperatur, Umgebungsluftfeuchtigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motorlast, Taupunkttemperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass, Verhältnis zwischen Ladeluftkühlerdruck und Umgebungsdruck und Ladedruck basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erhöhen der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass eines von Senken der Gebläsedrehzahl, Abschalten des Gebläses und Umkehren der Gebläsedrehrichtung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Erhöhen der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass ferner das Einschalten des Gebläses bei einer geringen Drehzahl, wenn das Gebläse abgeschaltet ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verringern der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass eines von Einschalten des Gebläses und Erhöhen der Gebläsedrehzahl beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gebläse mindestens entweder ein elektrisches Gebläse oder ein speziell dafür vorgesehenes Ladeluftkühlergebläse ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Anpassen einer Kühlergrill-Lamelle als Reaktion auf die Ladeluftkühlerauslasstemperatur.
Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeuggebläses und Kühlergrill-Lamellen, umfassend: als Reaktion auf eine Temperatur an einem Ladeluft-Kühlerauslass, Anpassen nur des elektrischen Gebläsebetriebs während eines ersten Modus, Anpassen nur der Kühlergrill-Lamellenöffnung während eines zweiten Modus und Anpassen sowohl des elektrischen Gebläsebetriebs als auch der Kühlergrill-Lamellenöffnung während eines dritten Modus.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das elektrische Gebläse und die Kühlergrill-Lamellen zum Erhöhen der Temperatur am Ladeluft-Kühlerauslass, wenn die Temperatur geringer als ein erster Schwellenwert ist, und zum Verringern der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass, wenn die Temperatur höher als ein zweiter anderer Schwellenwert ist, angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Erhöhen der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass eines oder mehrere von Verringern der Gebläsedrehzahl, Abschalten des Gebläses, Umkehren der Gebläsedrehrichtung und Verringern einer Öffnung der Kühlergrill-Lamellen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Erhöhen der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass ferner das Einschalten des Gebläses bei einer geringen Drehzahl und das Verringern einer Öffnung der Kühlergrill-Lamellen beinhaltet, wenn das Gebläse abgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verringern der Temperatur an dem Ladeluft-Kühlerauslass eines oder mehrere von Einschalten des Gebläses, Erhöhen der Gebläsedrehzahl und Erhöhen einer Öffnung der Kühlergrill-Lamellen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend das Anpassen des elektrischen Gebläses und der Kühlergrill-Lamellen als Reaktion auf Motorkühlparameter, das Schließen der Drosselklappe durch das Fahrerpedal und kondensatbildende Wetterbedingungen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der erste Modus beinhaltet, dass die Temperatur an dem CAC-Auslass höher als die zweite Schwellentemperatur ist, während das Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit gefahren wird, die höher als eine Schwellengeschwindigkeit ist; dass die Temperatur an dem CAC-Auslass während eines Schließens der Drosselklappe durch ein Fahrerpedal geringer als die erste Schwellentemperatur ist; und, dass eine Motorkühlmitteltemperatur höher als ein erster Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der zweite Modus beinhaltet, dass die Temperatur an dem CAC-Auslass höher als die zweite Schwellentemperatur ist, während das Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit gefahren wird, die geringer als eine Schwellengeschwindigkeit ist, und dass kondensatbildende Wetterbedingungen größer als ein Schwellenwert sind.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der dritte Modus beinhaltet, dass die Temperatur für eine Zeitdauer während des Schließens der Drosselklappe durch das Fahrerpedal an dem CAC-Auslass unter der ersten Schwellentemperatur bleibt; dass die Temperatur an dem CAC-Auslass geringer ist als die erste Schwellentemperatur, während das Fahrzeug gefahren wird; dass die Temperatur an dem CAC-Auslass für eine Zeitdauer über der zweiten Schwellentemperatur bleibt; und dass eine Motorkühlmitteltemperatur höher ist als ein zweiter Schwellenwert.
Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeuggebläses und von Kühlergrill-Lamellen, umfassend: Verringern der elektrischen Gebläsedrehzahl und der Kühlergrilllamellenöffnung als Reaktion auf eine Ladeluftkühlertemperatur, die geringer als ein erster Schwellenwert ist; und Erhöhen der elektrischen Gebläsedrehzahl und der Kühlergrilllamellenöffnung als Reaktion auf eine Ladeluftkühlertemperatur, die höher ist als ein zweiter Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Verringern der elektrischen Gebläsedrehzahl und der Kühlergrilllamellenöffnung ferner auf die motorbetriebene Fahrzeugbeschleunigung reagiert.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Erhöhen der elektrischen Gebläsedrehzahl und der Kühlergrilllamellenöffnung ferner auf das Schließen der Drosselklappe durch das Fahrerpedal und die erhöhte Motortemperatur reagiert.