DE102014205758A1

DE102014205758A1 - Aktives kühlergrillklappensystem mit einer gestaffelten progressiven verbindung zum reduzieren von motorfehlzündungen durch ladeluftkühler-kondensation

Info

Publication number: DE102014205758A1
Application number: DE102014205758.2A
Authority: DE
Inventors: John Sowards; Jim Raymond Palm; Shuya Shark Yamada
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-10-09
Also published as: CN104097504B; CN104097504A; RU146306U1; US20140299077A1; US9670824B2

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Einstellen eines zweifachen Kühlergrillklappen- Systems basierend auf Motorbetriebsbedingungen bereitgestellt. Eine Position einer ersten Gruppe von Kühlergrillklappen kann durch einen Elektromotor als Reaktion auf Motortemperatur, CAC-Temperatur und Fahrbedingungen eingestellt werden. Eine Position einer zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen kann basierend auf der Position der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen eingestellt werden.

Description

Turbomotoren verwenden einen Ladeluftkühler (CAC), um Druckluft aus dem Turbolader abzukühlen, bevor sie in den Motor eindringt. Umgebungsluft von außerhalb des Fahrzeugs geht durch den CAC, um Ansaugluft abzukühlen, die durch das Innere des CAC hindurch geht. In dem CAC kann sich Kondensat bilden, wenn die Temperatur der Umgebungsluft abnimmt, oder unter feuchten oder regnerischen Wetterbedingungen, bei denen die Ansaugluft unter den Wassertaupunkt abgekühlt wird. Das Kondensat kann sich am Boden des CAC ansammeln und dann während einer Beschleunigung (oder beim Anlaufen) auf einmal in den Motor angesaugt werden, wodurch sich das Risiko einer Motorfehlzündung erhöht.
Ein mehrfach aktives Kühlergrillklappensystem, beispielsweise ein zweifaches Kühlergrillsystem, das sich an einem vorderen Ende eines Fahrzeugs befindet, kann die Umgebungsluftströmung zu den Motorkomponenten regeln. Eine obere Gruppe von Kühlergrillklappen kann die Luftströmung zu einem Kühler regeln, während eine untere Gruppe von Kühlergrillklappen die Luftströmung zum Ladeluftkühler regeln kann. Beispielsweise können die oberen und unteren Gruppen von Kühlergrillklappen zusammen mit einem einzigen Elektromotor betätigt werden. Die gemeinsame Betätigung der oberen und unteren Gruppen von Kühlergrillklappen kann jedoch eventuell nicht sowohl für verstärkte Motorkühlung (z.B. Kühlerkühlung) als auch verringerte CAC-Kühlung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen ermöglichen.
Andere Versuche, die Kondensatbildung in einem CAC anzugehen, umfassen das Regeln der unteren Gruppe von Kühlergrillklappen getrennt von der oberen Gruppe von Kühlergrillklappen. Auf diese Art und Weise kann die Kühlung für den CAC reduziert werden, während die geeignete Motorkühlung beibehalten wird. Beispielsweise kann man die individuelle Regelung der oberen und unteren Gruppen von Kühlergrillklappen mit zwei Elektromotoren erreichen, wobei jeder Elektromotor eine Gruppe von Kühlergrillklappen regelt. Die Erfinder haben dabei jedoch mögliche Probleme mit diesen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können zwei Motoren kompliziertere Regelroutinen und größere Motorsystemkomponenten benötigen.
Beispielsweise können die zuvor beschriebenen anscheinend widersprüchlichen Probleme durch ein Verfahren zum Einstellen eines mehrfachen Kühlergrillklappensystems mit einem einzigen Elektromotor angegangen werden, wobei der Elektromotor nur mit einer oberen Gruppe von Kühlergrillklappen gekoppelt ist. Insbesondere kann eine untere Gruppe von Kühlergrillklappen mit der oberen Gruppe von Kühlergrillklappen über eine gestaffelte Verbindung gekoppelt sein. Die gestaffelte Verbindung kann in Abhängigkeit von dem Öffnungsbetrag der oberen Gruppe von Kühlergrillklappen ein verzögertes Öffnen der unteren Gruppe von Kühlergrillklappen ermöglichen. Falls beispielsweise die obere Gruppe von Kühlergrillklappen um weniger als ein Schwellenbetrag geöffnet wird, kann die untere Gruppe von Kühlergrillklappen geschlossen bleiben. Falls alternativ die obere Gruppe von Kühlergrillklappen weiter als ein Schwellenbetrag geöffnet wird, öffnet sich die untere Gruppe von Kühlergrillklappen proportional zur oberen Gruppe von Kühlergrillklappen.
Zum Beispiel kann das mehrfache Kühlergrillklappensystem als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden. Die Motorbetriebsbedingungen können Motortemperatur, CAC-Temperatur und Fahrbedingungen umfassen. Beispielsweise wird vielleicht nur die obere Gruppe von Kühlergrillklappen eingestellt, während die untere Gruppe von Kühlergrillklappen als Reaktion auf eine Motortemperatur von mehr als einer ersten Schwellentemperatur geschlossen bleibt, wenn eine CAC-Temperatur geringer als eine Schwellentemperatur ist. Bei einem anderen Beispiel können die oberen und unteren Gruppen von Kühlergrillklappen als Reaktion auf die Motortemperatur von mehr als einer ersten Schwellentemperatur proportional eingestellt werden, wenn die CAC-Temperatur höher als die Schwellentemperatur ist. Auf diese Art und Weise kann eine angemessene Motorkühlung bereitgestellt werden und dabei können Kondensatbildung und Motorfehlzündungsereignisse reduziert werden.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um auf vereinfachte Art und Weise eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, deren Umfang allein durch die Ansprüche definiert wird, die auf die ausführliche Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen eingeschränkt, die beliebige zuvor oder in irgendeinem Teil der vorliegenden Offenbarung erwähnte Nachteile beheben.
Die Figuren zeigen:
1 ein schematisches Diagramm von einem Kühlergrillklappensystem, einem Motor und verknüpften Komponenten in einem Fahrzeug.
2 ein Beispiel der Position eines CAC, eines Kühlers und eines Motors innerhalb eines Fahrzeugs mit Bezug auf die Kühlergrillklappen und die dazugehörige Umgebungsluftströmung.
3 ein schematisches Beispiel eines Kühlergrillklappensystems, das obere und untere Kühlergrillklappen umfasst.
4 ein Beispiel eines Verfahrens zum Einstellen eines zweifachen Kühlergrillklappensystems als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen.
5 eine beispielhafte grafische Darstellung, die Einstellungen an einem Kühlergrillklappensystem basierend auf den Motorbetriebsbedingungen zeigt.
Die nachstehende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Einstellen eines mehrfachen Kühlergrill-(z.B. eines zweifachen Kühlergrill-)Klappensystems, um die Umgebungsluftströmung zu den Motorkomponenten eines Motorsystems, wie etwa des Motorsystems, das in 1 gezeigt wird, zu regeln. Das zweifache Kühlergrillklappensystem, wie etwa das in 2 gezeigte System, kann eine erste Gruppe von Kühlergrillklappen und eine zweite Gruppe von Kühlergrillklappen umfassen, die sich an einem vorderen Ende eines Fahrzeugs befinden. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen kann oberhalb der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen positioniert sein und über eine Schlitzverbindung mechanisch damit verbunden sein. Ein einziger Elektromotor kann die erste Gruppe von Kühlergrillklappen betätigen, während die Bewegung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen die Bewegung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen steuern kann. Das Öffnen der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen kann mit Bezug auf das Öffnen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen durch die Schlitzverbindung verzögert werden. 3 bildet diese Beziehung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen ab. Ein Öffnungsbetrag der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen kann einen Betrag von Umgebungsluftströmung zu einem Kühler regeln, während ein Öffnungsbetrag der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen einen Betrag von Umgebungsluftströmung zu einem CAC regeln kann. Somit wird in 4 ein Verfahren zum Einstellen der Öffnung der ersten und zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen basierend auf Motorbetriebsbedingungen gezeigt. Schließlich werden beispielhafte Einstellungen für das zweifache Kühlergrillklappensystem als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen in 5 präsentiert.
1 zeigt schematisch abgebildet ein Ausführungsbeispiel eines Kühlergrillklappensystems 110 und eines Motorsystems 100 in einem Elektromotorfahrzeug 102. Das Motorsystem 100 kann in einem Fahrzeug enthalten sein, wie etwa in einem Straßenfahrzeug, unter anderen Fahrzeugtypen. Obwohl die beispielhaften Anwendungen des Motorsystems 100 mit Bezug auf ein Fahrzeug beschrieben werden, versteht es sich, dass diverse Typen von Motoren und Fahrzeugantriebssystemen verwendet werden können, einschließlich Personenkraftwagen, Lastwagen usw.
Bei der abgebildeten Ausführungsform ist der Motor 10 ist ein aufgeladener Motor, der mit einem Turbolader 13 gekoppelt ist, der einen Kompressor 14 umfasst, der von einer Turbine 16 angetrieben wird. Insbesondere wird Frischluft entlang eines Ansaugkanals 42 in den Motor 10 über einen Luftfilter 11 eingeführt und strömt zum Kompressor 14. Der Kompressor kann ein geeigneter Ansaugluftkompressor sein, wie etwa ein Aufladekompressor, der von einem Elektromotor oder einer Antriebswelle angetrieben wird. In dem Motorsystem 100 wird der Kompressor als Turbolader-Kompressor gezeigt, der über die Welle 19 mit der Turbine 16 mechanisch gekoppelt ist, wobei die Turbine 16 durch expandierende Motorabgase angetrieben wird. Bei einer Ausführungsform können der Kompressor und die Turbine in einem Twin-Scroll-Turbolader gekoppelt sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Turbolader ein Turbolader mit variabler Geometrie (VGT) sein, wobei die Turbinengeometrie als Funktion der Motordrehzahl und anderen Betriebsbedingungen aktiv variiert wird.
Wie in 1 gezeigt, ist der Kompressor 14 über einen Ladeluftkühler (CAC) 18 mit dem Drosselventil 20 gekoppelt. Der CAC kann beispielsweise ein Luft/Luft- oder Luft/Wasser-Wärmetauscher sein. Das Drosselventil 20 ist mit einem Motoransaugrohr 22 gekoppelt. Aus dem Kompressor tritt die heiße Druckluftladung in den Einlass des CAC 18 ein, kühlt ab während sie durch den CAC geht, und tritt dann aus, um durch das Drosselventil zum Ansaugrohr zu gehen. Die Umgebungsluftströmung 116 von außerhalb des Fahrzeugs kann über einen Kühlergrill 112 am vorderen Ende des Fahrzeugs in den Motor 10 eindringen und durch den CAC gehen, um zum Abkühlen der Ladeluft beizutragen. Wenn die Umgebungslufttemperatur sinkt, oder bei feuchten oder regnerischen Wetterbedingungen, bei denen die Ladeluft unter den Wassertaupunkt abgekühlt wird, kann sich Kondensat bilden und in dem CAC ansammeln. Wenn die Ladeluft zurückgeführte Abgase umfasst, kann das Kondensat säurehaltig werden und das CAC-Gehäuse korrodieren. Die Korrosion kann zu Leckstellen zwischen der Luftladung, der Atmosphäre und möglicherweise dem Kühlmittel im Fall von Wasser/Luft-Kühlern führen. Zusätzlich kann sich das Kondensat auf dem Boden des CAC ansammeln und dann während einer Beschleunigung (oder beim Starten) auf einmal in den Motor angesaugt werden, wodurch sich das Risiko einer Motorfehlzündung erhöht. Wie hier mit Bezug auf 3 bis 5 erläutert, kann die kühlende Umgebungsluftströmung, die sich zu dem CAC begibt, somit durch das Kühlergrillklappensystem 110 derart geregelt werden, dass die Kondensatbildung und Motorfehlzündungsereignisse reduziert werden.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform wird der Druck der Luftladung im Innern des Ansaugrohrs durch einen Verteilerluftdruck-(MAP)Sensor 24 erfasst, und ein Aufladedruck wird von einem Aufladedrucksensor 124 erfasst. Ein Kompressor-Umgehungsventil (nicht gezeigt) kann zwischen dem Einlass und dem Auslass des Kompressors 14 in Reihe gekoppelt sein. Das Kompressor-Umgehungsventil kann ein normalerweise geschlossenes Ventil sein, das konfiguriert ist, um sich unter ausgewählten Betriebsbedingungen zu öffnen, um übermäßigen Aufladedruck abzulassen. Beispielsweise kann das Kompressor-Umgehungsventil unter Bedingungen abnehmender Motordrehzahl geöffnet werden, um ein Kompressorpumpen zu vermeiden.
Das Ansaugrohr 22 ist mit einer Reihe von Brennkammern 31 über eine Reihe von Ansaugventilen (nicht gezeigt) gekoppelt. Die Brennkammern sind ferner mit einem Auspuffkrümmer 36 über eine Reihe von Auspuffventilen (nicht gezeigt) gekoppelt. Bei der abgebildeten Ausführungsform wird ein einziger Auspuffkrümmer 36 gezeigt. Bei anderen Ausführungsformen kann der Auspuffkrümmer jedoch eine Vielzahl von Auspuffkrümmerabschnitten umfassen. Konfigurationen mit einer Vielzahl von Auspuffkrümmerabschnitten können es ermöglichen, dass der Ausfluss aus verschiedenen Brennkammern zu verschiedenen Stellen in dem Motorsystem geleitet wird. Ein universaler Abgassauerstoff-(UEGO)Sensor 126 wird gezeigt, wie er mit dem Auspuffkrümmer 36 stromaufwärts von der Turbine 16 gekoppelt ist. Alternativ kann ein bistabiler Abgassauerstoffsensor den UEGO-Sensor 126 ersetzen.
Wie in 1 gezeigt, werden die Abgase aus dem einen oder den mehreren Auspuffkrümmerabschnitten zu der Turbine 16 geleitet, um die Turbine anzutreiben. Wenn ein reduziertes Turbinendrehmoment erwünscht ist, kann ein Teil der Abgase stattdessen durch ein Ladedruckregelventil (nicht gezeigt) geleitet werden, das die Turbine umgeht. Die kombinierte Strömung aus der Turbine und dem Ladedruckregelventil strömt dann durch eine Emissionsregelvorrichtung 70. Im Allgemeinen kann bzw. können eine oder mehrere Emissionsregelvorrichtungen 70 einen oder mehrere Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung umfassen, der bzw. die konfiguriert ist bzw. sind, um die Abgasströmung katalytisch zu behandeln und dadurch eine Menge von einer oder mehreren Substanzen in der Abgasströmung zu reduzieren.
Alle behandelten Abgase aus der Emissionsregelvorrichtung 70 oder ein Teil davon können über eine Abgasleitung 35 an die Atmosphäre abgegeben werden. In Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen kann ein Teil der Abgase jedoch stattdessen zum EGR-Kanal 51 über den EGR-Kühler 50 und das EGR-Ventil 52 bis zum Einlass des Kompressors 14 umgeleitet werden. Auf diese Art und Weise wird der Kompressor konfiguriert, um Abgase anzusaugen, die stromabwärts von der Turbine 16 abgenommen werden. Das EGR-Ventil kann geöffnet werden, um eine geregelte Menge gekühlter Abgase für die gewünschte Verbrennung und Emissionsregelleistung in den Kompressoreinlass anzusaugen. Auf diese Art und Weise ist das Motorsystem 100 geeignet, um eine externe, Niederdruck-(LP)EGR bereitzustellen. Zusätzlich zu dem relativ langen LP-EGR-Strömungsweg in dem Motorsystem 100 sorgt die Rotation des Kompressors für eine ausgezeichnete Homogenisierung der Abgase in der Ansaugluftladung. Ferner sorgt die Anordnung der EGR-Abnahme- und Mischpunkte für eine effektive Kühlung der Abgase für eine vermehrte verfügbare EGR-Masse und verbesserte Leistung. Bei anderen Ausführungsformen kann das EGR-System ein Hochdruck-EGR-System mit einem EGR-Kanal 51 sein, der den Bereich stromaufwärts von der Turbine 16 mit dem Bereich stromabwärts von dem Kompressor 14 verbindet.
Das Kraftfahrzeug 102 umfasst ferner ein Kühlsystem 104, das Kühlmittel durch die Brennkraftmaschine 10 laufen lässt, um Abwärme zu absorbieren, und verteilt das erhitzte Kühlmittel auf den Kühler 80 und/oder Heizungskühler 90 jeweils über die Kühlmittelleitungen 82 und 84. Insbesondere zeigt 1 das Kühlsystem 104, das mit dem Motor 10 gekoppelt ist und Motorkühlmittel vom Motor 10 zum Kühler 80 über die motorisierte Wasserpumpe 86 und zurück zum Motor 10 über die Kühlmittelleitung 82 laufen lässt. Die motorisierte Wasserpumpe 86 kann mit dem Motor über einen Frontend-Zusatzantrieb (FEAD) 88 gekoppelt sein und kann anhand eines Riemens, einer Kette usw. proportional zur Motordrehzahl gedreht werden. Insbesondere lässt die motorisierte Wasserpumpe 86 Kühlmittel durch Kanäle im Motorblock, im Motorkopf usw. laufen, um Motorwärme zu absorbieren, die dann über den Kühler 80 auf die Umgebungsluft übertragen wird. Beispielsweise kann die motorisierte Wasserpumpe 86 eine Zentrifugalpumpe sein, bei der der erzeugte Druck (und die sich ergebende Strömung) proportional zur Kurbelwellendrehzahl ist, die bei dem Beispiel aus 1 direkt proportional zur Motordrehzahl ist. Bei einem anderen Beispiel kann eine durch einen Elektromotor gesteuerte Pumpe verwendet werden, die unabhängig von der Motordrehzahl eingestellt werden kann. Die Temperatur des Kühlmittels kann durch ein Thermostatventil 38 reguliert werden, das sich auf der Kühlleitung 82 befindet und das geschlossen bleiben kann, bis das Kühlmittel eine Schwellentemperatur erreicht.
Das Motorsystem 100 kann ein elektrisches Gebläse 92 zum Leiten der Kühlluftströmung in Richtung auf den CAC 18, das Motorkühlsystem 104 oder andere Motorsystemkomponenten umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das elektrische Gebläse 92 ein Motorkühlgebläse sein. Das Motorkühlgebläse kann mit dem Kühler 80 gekoppelt sein, um die Luftströmung durch den Kühler 80 aufrechtzuerhalten, wenn sich das Fahrzeug 102 langsam bewegt oder anhält, während der Motor läuft. Die Gebläsedrehzahl oder die Richtung kann durch einen Controller 12 geregelt werden, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Beispielsweise kann das Motorkühlgebläse auch eine Kühlluftströmung in Richtung auf den CAC 18 richten. Alternativ kann das elektrische Gebläse 92 mit dem Motorzusatzantriebssystem gekoppelt sein, das von der Motorkurbelwelle angetrieben wird. Bei anderen Ausführungsformen kann das elektrische Gebläse 92 als dediziertes CAC-Gebläse dienen. Bei dieser Ausführungsform kann das elektrische Gebläse mit dem CAC gekoppelt sein oder an einer Stelle angeordnet werden, um die Luftströmung direkt in Richtung auf den CAC zu richten. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann es zwei oder mehrere elektrische Gebläse geben. Beispielsweise kann eines mit dem Kühler (wie gezeigt) zur Motorkühlung gekoppelt sein, während das andere an einer anderen Stelle gekoppelt sein kann, um Kühlluft in Richtung auf den CAC zu richten. Bei diesem Beispiel können die zwei oder mehreren elektrischen Gebläse getrennt geregelt werden (z.B. auf unterschiedlichen Drehzahlen), um Kühlung für ihre jeweiligen Komponenten bereitzustellen.
Das Kühlmittel kann, wie zuvor beschrieben, durch die Kühlmittelleitung 82 und/oder durch die Kühlmittelleitung 84 zum Heizungskühler 90 strömen, wo die Wärme auf den Fahrgastraum 106 übertragen werden kann, und das Kühlmittel zum Motor 10 zurückströmt. Bei einigen Beispielen kann die motorisierte Wasserpumpe 86 funktionieren, um das Kühlmittel durch die beiden Kühlmittelleitungen 82 und 84 fließen zu lassen.
1 zeigt ferner ein Steuersystem 28. Das Steuersystem 28 kann kommunikationsmäßig mit diversen Komponenten des Motorsystems 100 gekoppelt sein, um die hier beschriebenen Steuerroutinen und Aktionen auszuführen. Beispielsweise, wie in 1 gezeigt, kann das Steuersystem 28 einen elektronischen digitalen Controller 12 umfassen. Der Controller 12 kann ein Mikrocomputer sein, der eine Mikroprozessoreinheit, Ein-/Ausgangsanschlüsse, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, einen Arbeitsspeicher, einen Bereitschaftsspeicher und einen Datenbus umfasst. Wie abgebildet, kann der Controller 12 eine Eingabe von einer Vielzahl von Sensoren 30 empfangen, wozu Benutzereingaben und/oder Sensoren (wie etwa Getriebeschaltposition, Gaspedaleingabe (z.B. Pedalposition), Bremseingabe, Getriebeschalthebelposition, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Massenluftströmung durch den Motor, Aufladedruck, Umgebungstemperatur, Umgebungsfeuchtigkeit, Ansauglufttemperatur, Gebläsegeschwindigkeit usw.), Kühlsystemsensoren (wie etwa Kühlmitteltemperatur, Gebläsegeschwindigkeit, Fahrgastraumtemperatur, Umgebungsfeuchtigkeit usw.), CAC-Sensoren 18 (wie etwa Temperatur und Druck der CAC-Einlassluft, Temperatur und Druck der CAC-Auslassluft usw.) und dergleichen gehören können. Zusätzlich kann der Controller 12 Daten von einem Navigationssystem 34 und/oder einer Bordkommunikations- und Unterhaltungsanlage 26 des Fahrzeugs 102 empfangen.
Die Bordkommunikations- und Unterhaltungsanlage 26 kann mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 40 über diverse drahtlose Protokolle, wie etwa über drahtlose Netzwerke, Mobilfunkmastübertragungen und/oder Kombinationen davon, kommunizieren. Die Daten, die von der Bordkommunikations- und Unterhaltungsanlage 26 erzielt werden, können Wetterbedingungen in Echtzeit und als Vorhersage umfassen. Die Wetterbedingungen, wie etwa Temperatur, Niederschlag (z.B. Regen, Schnee, Hagel usw.) und Feuchtigkeit, können über diverse drahtlose Kommunikationsgerät-Anwendungen und Wettervorhersage-Webseiten erzielt werden. Die Daten, die von der Bordkommunikations- und Unterhaltungsanlage erzielt werden, können aktuelle und vorhergesagte Wetterbedingungen für den aktuellen Standort sowie für zukünftige Standorte auf einer geplanten Reiseroute umfassen. Bei einer Ausführungsform, bei der die Bordkommunikations- und Unterhaltungsanlage ein Navigationssystem umfasst, können aktuelle und zukünftige Wetterdaten mit aktuellen und zukünftigen Reiserouten, die auf dem Navigationssystem angezeigt werden, korreliert werden. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der die Fahrzeuganlage ein dediziertes Navigationssystem 34 umfasst, kann jedes von dem Navigationssystem und der Bordkommunikations- und Unterhaltungsanlage mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 40 sowie miteinander kommunizieren, um aktuelle und zukünftige Wetterdaten mit aktuellen und zukünftigen Reiserouten mitzuteilen. Beispielsweise kann die Unterhaltungsanlage auf diverse Wetterkarten zugreifen, die auf dem Internet oder anderen Cloud-Computersystemen gespeichert sind. Die gespeicherten Wetterkarten können Informationen über Regen, Feuchtigkeit, Niederschlag und/oder Temperatur umfassen, die beispielsweise als Höhenlinienkarten bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 40 Echtzeit-Feuchtigkeitsdaten an die Bordkommunikations- und Unterhaltungsanlage 26 und/oder das Navigationssystem 34 weitergeben, die dann an den Controller 12 weitergegeben werden. Der Controller 12 vergleicht die empfangenen Feuchtigkeitsdaten mit Schwellenwerten und bestimmt die geeigneten Motorbetriebsparametereinstellungen. Beispielsweise können diese Einstellungen das Einstellen des Kühlergrillklappensystems 110 umfassen. Falls beispielsweise die Feuchtigkeit größer als eine definierte Schwelle ist, kann bzw. können eine oder mehrere Kühlergrillklappen geschlossen werden.
Bei anderen Ausführungsformen kann das Vorliegen von Regen aus anderen Signalen oder Sensoren (z.B. Regensensoren) hergeleitet werden. Beispielsweise kann Regen aus einem Ein-/Aus-Signal der Fahrzeugscheibenwischer hergeleitet werden. Wenn insbesondere beispielsweise die Scheibenwischer eingeschaltet sind, kann ein Signal an den Controller 12 gesendet werden, um Regen anzugeben. Der Controller kann diese Informationen verwenden, um die Wahrscheinlichkeit der Kondensatbildung in dem CAC vorherzusagen und die Fahrzeugstellglieder, wie etwa das elektrische Gebläse 92 und/oder das Kühlergrillklappensystem 110, einzustellen.
Ferner kann der Controller 12 kann mit diversen Stellgliedern 32 kommunizieren, wozu Motorstellglieder (wie etwa Kraftstoffeinspritzdüsen, eine elektronisch gesteuerte Ansaugluft-Drosselscheibe, Zündkerzen usw.), Kühlsystem-Stellglieder (wie etwa Luftleitungsöffnungen und/oder Umlenkventile in die Klimaanlage im Fahrgastraum usw.) und dergleichen gehören können. Bei einigen Beispielen kann das Speichermedium mit computerlesbaren Daten programmiert werden, die Anweisungen darstellen, die von dem Prozessor ausführbar sind, um die nachstehend beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten auszuführen, die vorweggenommen jedoch nicht spezifisch aufgeführt werden.
Wie hier angemerkt, kann die Menge der Abwärme, die von dem Motor auf das Kühlmittel übertragen wird, mit den Betriebsbedingungen variieren, wodurch sie sich auf die Wärmemenge auswirkt, die auf die Luftströmungen übertragen wird. Wenn sich beispielsweise das Motorausgangsdrehmoment oder die Kraftstoffströmung reduziert, kann die generierte Menge von Abwärme proportional reduziert werden.
Das Kraftfahrzeug 102 umfasst ferner einen Kühlergrill 112, der eine Öffnung aufweist (z.B. eine Kühlergrillöffnung, eine Stoßstangenöffnung usw.) zum Aufnehmen einer Umgebungsluftströmung 116 durch oder in der Nähe des vorderen Endes des Fahrzeugs und in den Motorraum. Eine derartige Umgebungsluftströmung 116 kann dann von dem Kühler 80, dem elektrischen Gebläse 92 und anderen Komponenten verwendet werden, um den Motor und/oder das Getriebe kühl zu halten. Ferner kann die Umgebungsluftströmung 116 Wärme aus der Fahrzeugklimaanlage ausstoßen und kann die Leistung von turbogeladenen/aufgeladenen Motoren verbessern, die mit dem CAC 18 ausgestattet sind, der die Temperatur der Luft reduziert, die in das Ansaugrohr/ den Motor geht. Beispielsweise kann das elektrische Gebläse 92 eingestellt werden, um ferner die Luftströmung zu den Motorkomponenten zu steigern oder zu verringern. Bei einem anderen Beispiel kann ein dediziertes CAC-Gebläse in dem Motorsystem enthalten sein und verwendet werden, um die Luftströmung zum CAC zu steigern oder zu verringern.
2 zeigt ein Beispiel der Positionen des CAC 18, des Kühlers 80, des elektrischen Gebläses 92 und des Motorsystems 100 innerhalb eines Fahrzeugs 102 mit Bezug auf das Kühlergrillklappensystem 110 und die dazugehörige Umgebungsluftströmung 116. Andere Komponenten unter der Motorhaube (Kraftstoffanlage, Batterien usw.) können ebenfalls aus der Kühlluftströmung Nutzen ziehen. Somit können das Kühlergrillklappensystem 110 und das elektrische Gebläse 92 das Kühlsystem 104 beim Kühlen der Brennkraftmaschine 10 unterstützen. Das Kühlergrillklappensystem 110 kann ein zweifaches aktives Kühlergrillklappensystem sein, das zwei Gruppen von einer oder mehreren Kühlergrillklappen 114 umfasst, die konfiguriert sind, um die Luftströmungsmenge einzustellen, die durch den Kühlergrill 112 empfangen wird.
Die Kühlergrillklappen 114 können einen vorderen Bereich des Fahrzeugs abdecken, der beispielsweise von genau unter der Motorhaube bis zum unteren Teil der Stoßstange reicht. Durch die Abdeckung des vorderen Endes des Fahrzeugs reduziert sich der Luftwiderstand, und der Eintritt externer Kühlluft in den CAC wird reduziert. Eine erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 kann vor dem Kühler 80 positioniert sein, und eine zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 kann vor dem CAC 18 positioniert sein. Wie in 2 gezeigt, ist die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 mit Bezug auf eine Oberfläche, auf der das Fahrzeug 102 steht, senkrecht oberhalb der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen 206 positioniert. Somit kann man die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 als obere Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 als untere Kühlergrillklappen bezeichnen. Ein Öffnungsbetrag der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen 204 regelt einen Betrag der Umgebungsluftströmung 216, die sich bis zu dem Kühler 80 begibt, und ein Öffnungsbetrag der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen 206 regelt einen Betrag der Umgebungsluftströmung, die sich bis zu dem CAC 18 begibt. Somit können sich die oberen Kühlergrillklappen weitgehend auf den Luftwiderstand des Fahrzeugs und die Motorkühlung auswirken, während sich die unteren Kühlergrillklappen auf die CAC-Kühlung auswirken.
Bei einigen Beispielen kann jede Gruppe von Kühlergrillklappen die gleiche Anzahl von Kühlergrillklappen 114 enthalten, während bei anderen Beispielen eine Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die andere enthalten kann. Bei einer Ausführungsform kann die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 mehrere Kühlergrillklappen enthalten, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 eine Kühlergrillklappe enthält. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die erste Gruppe von Kühlergrillklappen nur eine Kühlergrillklappe enthalten, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen mehrere Kühlergrillklappen enthält.
Die Kühlergrillklappen 114 sind zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar und können in der einen oder anderen Position oder in einer Vielzahl von Zwischenpositionen gehalten werden. Mit anderen Worten kann die Öffnung der Kühlergrillklappen 114 derart eingestellt werden, dass die Kühlergrillklappen 114 teilweise geöffnet sind, teilweise geschlossen sind oder zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position gewechselt werden, um eine Luftströmung zum Kühlen der Komponenten des Motorraums bereitzustellen. Ein Öffnungsbetrag der Kühlergrillklappen 114 oder der Gruppe von Kühlergrillklappen (z.B. der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen 204 oder der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen 206) kann als Prozentwert angegeben werden. Wenn sich die Kühlergrillklappen beispielsweise auf halbem Weg zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position befinden, können die Kühlergrillklappen zu 50 % geöffnet sein. Wenn die Kühlergrillklappen bis zu einem oberen Schwellenbetrag geöffnet sind (z.B. bis zum maximalen Öffnungsbetrag), können die Kühlergrillklappen zu 100 % geöffnet sein.
Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 (z.B. die oberen Kühlergrillklappen) kann durch einen Elektromotor 202 betätigt werden. Der Elektromotor 202 kann betriebsfähig mit dem Steuersystem 28 gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Controller 12 kommunikationsmäßig an das Kühlergrillklappensystem 110 angeschlossen sein und kann Anweisungen aufweisen, die darauf gespeichert sind, um die Öffnung der Kühlergrillklappen 114 einzustellen. Der Controller 12 kann Signale zum Einstellen des Kühlergrillklappensystems 110 an den Elektromotor 202 senden. Diese Signale können Befehle umfassen, um die Öffnung der oberen Kühlergrillklappen zu vergrößern oder zu verkleinern. Beispielsweise kann der Controller 12 dem Elektromotor 202 befehlen, die oberen Kühlergrillklappen zu 30 % zu öffnen. Der Elektromotor 202 ist nur an die oberen Kühlergrillklappen 204 und nicht an die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 (z.B. untere Kühlergrillklappen) angeschlossen. Die unteren Kühlergrillklappen sind stattdessen über eine Verbindung 208 mit den oberen Kühlergrillklappen gekoppelt. Somit kann die Bewegung der oberen Kühlergrillklappen 204 die Bewegung der unteren Kühlergrillklappen 206 steuern. Weitere Einzelheiten über diesen Verbindungsmechanismus werden nachstehend mit Bezug auf 3 präsentiert.
3 zeigt ein Schema 300 eines zweifachen Kühlergrillklappensystems, wie etwa des in 2 gezeigten Kühlergrillklappensystems 110. Das Kühlergrillklappensystem 110 verfügt über eine erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 (z.B. den oberen Kühlergrillklappen), die mit Bezug auf eine Oberfläche, auf der das Fahrzeug 102 steht, senkrecht oberhalb einer unteren Gruppe von Kühlergrillklappen 206 (z.B. den unteren Kühlergrillklappen) positioniert ist. Jede Gruppe von Kühlergrillklappen umfasst eine oder mehrere Kühlergrillklappen 114. Wie in 3 gezeigt, umfassen die oberen Kühlergrillklappen 204 und die unteren Kühlergrillklappen 206 jeweils vier einzelne Kühlergrillklappen 114. Bei anderen Ausführungsformen kann jede Gruppe von Kühlergrillklappen mehr oder weniger als vier Kühlergrillklappen aufweisen. Bei noch einer anderen Ausführungsform können die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 eine ungleiche Anzahl von Kühlergrillklappen 114 aufweisen.
Die Kühlergrillklappen 114 in der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen 204 sind an einem Ende mit einem ersten Träger 310 gekoppelt. Die Kühlergrillklappen 114 in der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen 206 sind an einem Ende mit einem zweiten Träger 312 gekoppelt. Beispielsweise, wie in 3 gezeigt, verfügt der erste Träger 310 über einen Schlitz 314, und der zweite Träger 312 verfügt über einen Betätigungspunkt 316. Eine Verbindung 208 ist an einem ersten Ende mit dem Schlitz 314 des ersten Trägers 310 und an einem zweiten Ende mit dem Betätigungspunkt 316 des zweiten Trägers 312 gekoppelt. Auf diese Art und Weise koppelt die Verbindung 208 die unteren Kühlergrillklappen mit den oberen Kühlergrillklappen.
Der Elektromotor 202 empfängt Signale von dem Controller 12, um die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 zu betätigen. Insbesondere kann der Elektromotor eine Position des ersten Trägers 310 bewegen, wodurch er die Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen 204 vergrößert oder verkleinert. Sobald das erste Ende der Verbindung 208 einen unteren Teil 320 des Schlitzes 314 erreicht, bewirkt eine Bewegung des ersten Trägers 314 nach oben mit Bezug auf die Oberfläche, auf der das Fahrzeug steht (in der Richtung, die durch den Pfeil 318 gezeigt wird), über die Verbindung 208 eine Bewegung des zweiten Trägers 312 nach oben. Eine Bewegung des zweiten Trägers 312 nach oben bewirkt, dass sich die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 mit dem zweiten Träger 312 bewegt, wodurch sich die Öffnung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen 206 vergrößert.
Das Schema 300 zeigt vier Positionen des zweifachen Kühlergrillklappensystems. In einer ersten Position 302 sind sowohl die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 als auch die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 geschlossen (z.B. zu 0 % offen). Somit kann keine Umgebungsluftströmung über die Kühlergrillklappen in das Fahrzeug eindringen, um den Kühler und den CAC zu kühlen. Die erste Position 302 kann eine Ausgangsposition für das Kühlergrillklappensystem sein.
Der Elektromotor 202 kann einen Befehl von dem Controller 12 empfangen, um die Öffnung der oberen Kühlergrillklappen zu vergrößern. Als Reaktion darauf kann der Elektromotor 202 den ersten Träger 310 betätigen, um sich in der Richtung, die durch den Pfeil 318 gezeigt wird, nach oben zu bewegen. Diese Einstellung kann das Kühlergrillklappensystem in eine zweite Position 304 bewegen. In der zweiten Position 304 ist die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 teilweise offen (z.B. in einer Zwischenposition zwischen ganz geschlossen und ganz offen). Somit kann etwas Umgebungsluftströmung in das Fahrzeug durch die Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen eindringen und sich in Richtung auf den Kühler des Motors begeben. Das erste Ende der Verbindung 208 befindet sich noch über dem unteren Teil 320 des Schlitzes 314. Somit hat sich der zweite Träger 312 nicht von der ersten Position 302 in die zweite Position 304 bewegt, und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 bleibt geschlossen.
Der Elektromotor 202 kann den ersten Träger 310 weiter in der Richtung, die durch den Pfeil 318 gezeigt wird, nach oben bewegen, wodurch das Kühlergrillklappensystem in eine dritte Position 306 bewegt wird. In der dritten Position 306 ist die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 teilweise offen, wobei eine Kühlergrillklappenöffnung größer als die Öffnung in der zweiten Position 304 ist. Das erste Ende der Verbindung 208 befindet sich nun an dem unteren Teil 320 des Schlitzes 314. Dies bewirkt, dass sich der zweite Träger 312 mit dem ersten Träger 310 nach oben bewegt. Wenn sich der zweite Träger 312 nach oben bewegt, vergrößert sich eine Öffnung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen. Daher sind in der dritten Position 306 sowohl die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 als auch die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 teilweise offen.
Der Controller 12 kann einen Befehl an das Kühlergrillklappensystem senden, um sich ganz zu öffnen, so dass möglichst viel Luftströmung in den Motor eindringen kann. Als Reaktion darauf kann der Elektromotor 202 das Kühlergrillklappensystem in eine vierte Position 308 bewegen. In der vierten Position 308 bewegt sich der erste Träger 310 nach oben, bis die oberen Kühlergrillklappen bis zu einem oberen Schwellenwert geöffnet sind. Beispielsweise kann der obere Schwellenwert ein maximaler Öffnungsbetrag sein. In der vierten Position 308 sind die unteren Kühlergrillklappen ebenfalls bis auf einen oberen Schwellenwert geöffnet. Somit können sowohl die oberen als auch die unteren Kühlergrillklappen in der vierten Position 308 zu 100 % offen sein.
In der ersten Position 302 sind sowohl die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 als auch die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 zu 0 % offen (z.B. geschlossen). In der zweiten Position 304 bleibt die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 zu 0 % offen, während die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 teilweise offen ist. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 an dem Punkt, an dem die Verbindung 208 den unteren Teil 320 des Schlitzes 314 erreicht, und der zweite Träger 312 beginnt, sich mit dem ersten Träger 310 nach oben zu bewegen, zu X % offen sein. Somit kann die erste Gruppe von Kühlergrillklappen in der zweiten Position 304 um weniger als X % und in der dritten Position 306 um mehr als X % offen sein. Somit können X % ein Schwellenprozentwert sein, bei dem die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen beginnt, sich mit der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen zu bewegen. Die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen ist in der dritten Position 306 ebenfalls teilweise offen. In die vierten Position 308 sind sowohl die erste Gruppe von Kühlergrillklappen 204 als auch die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen 206 zu 100% offen.
Die erste Position 302 und die zweite Position 304 erläutern eine erste Beziehung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen. Während der ersten Beziehung bewegt sich die erste Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen. Beispielsweise kann während der ersten Beziehung eine Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen zunehmen, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen geschlossen bleibt (wie gezeigt in 3). Bei einem anderen Beispiel kann während der ersten Beziehung eine Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen um einen ersten Betrag zunehmen, während eine Öffnung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen um einen zweiten Betrag zunimmt, wobei der zweite Betrag kleiner als der erste Betrag ist. Die erste Beziehung kann ferner durch einen Öffnungsbetrag der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen definiert sein. Beispielsweise während der ersten Beziehung kann die erste Gruppe von Kühlergrillklappen weniger geöffnet sein als ein erster Öffnungsschwellenbetrag, und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen kann weniger geöffnet sein als ein zweiter Öffnungsschwellenbetrag. Bei diesem Beispiel ist der zweite Schwellenbetrag kleiner als der erste Schwellenbetrag.
Die dritte Position 306 und die vierte Position 308 erläutern eine zweite Beziehung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen. Während der zweiten Beziehung bewegt sich die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die erste Gruppe von Kühlergrillklappen. Das Bewegen der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen um mehr als die erste Gruppe von Kühlergrillklappen kann ein schnelleres Öffnen der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen als der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen umfassen. Wenn beispielsweise die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen zu öffnen beginnt, ist die erste Gruppe von Kühlergrillklappen bereits teilweise geöffnet. Damit somit die erste und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen zusammen um 100 % geöffnet sind, muss sich die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen schneller öffnen. Mit anderen Worten kann während der zweiten Beziehung ein Zunahmebetrag der Öffnung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen größer sein als ein Zunahmebetrag der Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen. Die Öffnungsgeschwindigkeit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen kann auf einer Position des Betätigungspunktes 316 basieren. Falls beispielsweise der Betätigungspunkt näher an einen Schwenkpunkt der Kühlergrillklappen bewegt wird (z.B. wo die Kühlergrillklappen 114 den zweiten Träger 312 berühren), kann die Öffnungsgeschwindigkeit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen zunehmen. Die zweite Beziehung kann ferner durch einen Öffnungsbetrag der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen definiert sein. Beispielsweise kann die erste Gruppe von Kühlergrillklappen während der zweiten Beziehung um einem ersten Schwellenöffnungsbetrag oder mehr geöffnet sein.
Somit kann während einer ersten Beziehung zwischen einer ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und einer zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen die erste Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen bewegt werden. Alternativ kann während einer zweiten Beziehung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die erste Gruppe von Kühlergrillklappen bewegt werden. Wie zuvor beschrieben, regelt die erste Gruppe von Kühlergrillklappen die Luftströmung zu einem Kühler, und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen regelt die Luftströmung zu einem Ladeluftkühler. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen ist senkrecht oberhalb der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen positioniert, und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen ist mit der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen durch eine gestaffelte Verbindung verbunden. Die erste Beziehung umfasst, dass die erste Gruppe von Kühlergrillklappen weniger offen ist als ein erster Schwellenöffnungsbetrag, und die zweite Beziehung umfasst, dass die erste Gruppe von Kühlergrillklappen weiter geöffnet ist als der erste Schwellenöffnungsbetrag. Die Tatsache, dass die ersten Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen bewegt wird, kann das Vergrößern einer Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen umfassen, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen geschlossen bleibt. Alternativ kann die Tatsache, dass die erste Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen bewegt wird, das Vergrößern einer Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen um einen ersten Betrag und das Vergrößern einer Öffnung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen um einen zweiten Betrag umfassen, wobei der zweite Betrag kleiner als der erste Betrag ist. Die Tatsache, dass die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen mehr als die erste Gruppe von Kühlergrillklappen bewegt wird, kann das schnellere Öffnen der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen als der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen umfassen.
Ferner bildet 3 einen ersten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen in der ersten Position 302 und der zweiten Position 304 und einen zweiten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen in der dritten Position 306 und der vierten Position 308 ab. Über den ersten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen kann nur die erste Gruppe von Kühlergrillklappen eingestellt werden, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen geschlossen bleibt. Der erste Öffnungsbereich kann ein Öffnungsbereich zwischen 0 und X % sein. Über einen zweiten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen können die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen proportional eingestellt werden. Der zweite Öffnungsbereich kann ein Öffnungsbereich zwischen X % und 100 % sein. Somit kann X % ein Schwellenprozentwert der Öffnung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen sein, der zum Öffnen der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen und zum proportionalen Einstellen der beiden Gruppen von Kühlergrillklappen zusammen führt. Daher kann der erste Öffnungsbereich ein Bereich unter dem Schwellenprozentwert sein, und der zweite Öffnungsbereich kann ein Bereich auf oder über dem Schwellenprozentwert sein. Der Schwellenprozentwert kann auf der Größe und/oder der Form des Schlitzes 320 basieren. Beispielsweise kann man durch Verlängern des Schlitzes den Schwellenprozentwert erhöhen. (Proportionale Einstellung basierend auf der Position des Betätigungspunktes 316 an dem zweiten Träger 312 der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen 206 und der Größe/Form des Schlitzes 320 an dem ersten Träger 310 der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen 204).
In 3 ist die Verbindung als gestaffelte oder geschlitzte Verbindung abgebildet, wobei der Schlitz mit der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen gekoppelt ist. Bei einem anderen Beispiel kann eine andersartige Verbindung die erste Gruppe von Kühlergrillklappen mit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen koppeln und ein verzögertes Öffnen und/oder eine gestaffelte Bewegung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen zu ermöglichen. Beispielsweise kann die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen einen Schlitz aufweisen, während die erste Gruppe von Kühlergrillklappen einen einzigen Kopplungspunkt aufweist.
Das System aus 1 bis 3 kann ein zweifaches Kühlergrillklappensystem bereitstellen, das eine erste Gruppe von Kühlergrillklappen und eine zweite Gruppe von Kühlergrillklappen umfasst, wobei die erste Gruppe von Kühlergrillklappen durch eine Schlitzverbindung mechanisch mit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen verbunden ist. Ferner kann das System einen einzigen Elektromotor umfassen, der die Betätigung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen steuert. Ein Öffnungsgrad der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen kann einen Öffnungsgrad der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen steuern. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen kann sich an einem vorderen Ende eines Fahrzeugs befinden, wobei die erste Gruppe von Kühlergrillklappen mit Bezug auf eine Oberfläche, auf der das Fahrzeug steht, senkrecht oberhalb der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen positioniert ist. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen kann vor einem Kühler positioniert sein, und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen kann vor einem CAC positioniert sein. Die Schlitzverbindung kann eine Verbindung umfassen, die an einem ersten Ende mit einem Schlitz gekoppelt ist, wobei der Schlitz mit der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen gekoppelt ist, und an einem zweiten Ende mit einem Betätigungspunkt gekoppelt ist, wobei der Betätigungspunkt mit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen gekoppelt ist. Ferner kann die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen aus der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen ausgerückt werden, wenn die erste Gruppe von Kühlergrillklappen unter einem Schwellenprozentwert geöffnet ist. Alternativ kann die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen durch die Schlitzverbindung mit der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen in Eingriff gebracht und damit bewegt werden, wenn die erste Gruppe von Kühlergrillklappen zu oder über dem Schwellenprozentwert geöffnet ist.
Wie zuvor beschrieben, kann das zweifache Kühlergrillklappensystem, das in 1 bis 3 gezeigt wird, durch einen einzigen Elektromotor betätigt werden, der von einem Controller gesteuert werden kann. Ein Controller kann das zweifache Kühlergrillklappensystem basierend auf den Motorbetriebsbedingungen steuern. Die Motorbetriebsbedingungen können Motortemperaturen, CAC-Temperaturen, Pedalposition (PP), Drosselklappenposition usw. umfassen. Beispielsweise kann das zweifache Kühlergrillklappensystem basierend auf einer Motortemperatur, wie etwa der Motorkühlmitteltemperatur (ECT), eingestellt werden. Beispielsweise kann die Tatsache, dass eine Motortemperatur oder Motorkühlmitteltemperatur höher ist als eine erste Schwellentemperatur, angeben, dass eine stärkere Motorkühlung benötigt wird. Somit kann der Controller die Öffnung der oberen Kühlergrillklappen als Reaktion auf eine Motortemperatur von mehr als einer ersten Schwellentemperatur umfassen. Durch das Vergrößern der Öffnung der oberen Kühlergrillklappen (z.B. der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen) kann mehr Umgebungsluftströmung den Kühler erreichen und zur Motorkühlung beitragen. Falls alternativ die Motortemperatur geringer ist als die erste Schwellentemperatur, können die oberen Kühlergrillklappen geschlossen bleiben. Falls die oberen Kühlergrillklappen bereits offen sind, kann sich der Controller schließen oder die Öffnung der oberen Kühlergrillklappen als Reaktion auf eine Motortemperatur von weniger als der ersten Schwellentemperatur verringern. Bei einem anderen Beispiel können sich als Reaktion auf eine Motorkühlmitteltemperatur, die geringer als die erste Schwellentemperatur ist, die oberen Kühlergrillklappen schließen oder geschlossen bleiben.
Der Öffnungsbetrag oder Öffnungsgrad der oberen Kühlergrillklappen als Reaktion auf die Motortemperatur kann auf zusätzlichen Motorbetriebsbedingungen basieren. Falls beispielsweise die Motorkühlmitteltemperatur höher ist als die erste Schwellentemperatur, können die oberen Kühlergrillklappen um einen ersten Betrag oder Prozentwert geöffnet werden. Dieser erste Prozentwert kann bei steigender Motorkühlmitteltemperatur zunehmen. Zusätzlich kann dieser erste Prozentwert ein Prozentwert in einem ersten Öffnungsbereich sein (z.B. 0 bis X %). Somit können die unteren Kühlergrillklappen geschlossen oder relativ wenig geöffnet bleiben (z.B. weniger geöffnet als die oberen Kühlergrillklappen). Auf diese Art und Weise stellt das Öffnen der oberen Kühlergrillklappen eine Kühlung für den Kühler und den Motor bereit, während die Kühlung für den CAC reduziert wird. Dies kann die Kondensatbildung in dem CAC reduzieren und dabei weiter eine Kühlung anderer Motorkomponenten erlauben. Falls jedoch die Motorkühlmitteltemperatur höher als eine zweite Schwellentemperatur ist, können die oberen Kühlergrillklappen über den Schwellenprozentwert hinaus geöffnet werden. Die zweite Schwellentemperatur ist größer als die erste Schwellentemperatur und kann einen größeren Bedarf an Motorkühlung angeben. Somit kann der Controller die oberen Kühlergrillklappen betätigen, damit sie sich als Reaktion auf eine Motorkühlmitteltemperatur, die höher als die zweite Schwellentemperatur ist, auch wenn eine CAC-Temperatur nicht höher als eine Schwellentemperatur ist, zwischen X % und 100 % öffnen (die CAC-Schwellentemperatur wird nachstehend näher beschrieben).
Das zweifache Kühlergrillklappensystem kann ferner basierend auf einer CAC-Temperatur eingestellt werden. Eine CAC-Temperatur kann eine oder mehrere von einer Ladelufttemperatur am Einlass oder Auslass des CAC und/oder einer Taupunkttemperatur des CAC umfassen. Beispielsweise kann eine CAC-Auslasstemperatur, die höher als eine Schwellentemperatur ist, einen Bedarf an verstärkter Kühlung der Ladeluft angeben. Somit kann der Controller dem Elektromotor befehlen, die Öffnung der oberen Kühlergrillklappen derart zu vergrößern, dass die Öffnung der unteren Kühlergrillklappen als Reaktion auf eine CAC-Temperatur, die höher als eine Schwellentemperatur ist, ebenfalls vergrößert wird. Wie zuvor beschrieben, wenn die oberen Kühlergrillklappen weiter als ein Schwellenprozentwert (z.B. X %) geöffnet sind, können sich die unteren Kühlergrillklappen ebenfalls öffnen. Damit sich somit die unteren Kühlergrillklappen öffnen und Umgebungsluft bis zu dem CAC gehen lassen, müssen die oberen Kühlergrillklappen betätigt werden, um sich mehr als der Schwellenprozentwert zu öffnen. Falls beispielsweise der Schwellenprozentwert 50 % beträgt, können die oberen Kühlergrillklappen zu 80 % geöffnet werden (z.B. etwas mehr als 50 %), um eine teilweise Öffnung der unteren Kühlergrillklappen zu ermöglichen. Um bei diesem Beispiel noch mehr CAC-Kühlung zu ermöglichen, können die oberen Kühlergrillklappen bis zu 90 % geöffnet werden, um ein weiteres Öffnen der unteren Kühlergrillklappen zu ermöglichen. Auf diese Art und Weise vergrößert das Vergrößern der Öffnung der oberen Kühlergrillklappen auch die Öffnung der unteren Kühlergrillklappen.
Falls alternativ die CAC-Temperatur nicht höher als die Schwellentemperatur ist, können die oberen Kühlergrillklappen in dem ersten Öffnungsbereich gehalten werden, so dass die unteren Kühlergrillklappen geschlossen bleiben. Das Bewahren der unteren Kühlergrillklappen in einer geschlossenen Position kann die Umgebungsluftströmung zum CAC reduzieren und dadurch die CAC-Auslasstemperatur erhöhen und die Kondensatbildung reduzieren. Falls jedoch, wie zuvor besprochen, die Motortemperatur höher als eine zweite Schwellentemperatur ist, können die oberen Kühlergrillklappen weiter geöffnet sein als der Schwellenprozentwert, wodurch die unteren Kühlergrillklappen teilweise geöffnet werden. Auch unter diesen Umständen ermöglicht das gestaffelte oder verzögerte Öffnen der unteren Kühlergrillklappen die Öffnung der unteren Kühlergrillklappen um einen kleineren Prozentwert als der oberen Kühlergrillklappen (z.B. 30 % gegenüber 70 %), wodurch die Umgebungsluftströmung zum CAC reduziert wird.
Das zweifache Kühlergrillklappensystem kann ferner basierend auf den Fahrzeug-Fahrbedingungen eingestellt werden, wie etwa ob sich das Fahrzeug in einem Leerlaufoder einem Vollgas-(WOP)Zustand befindet. Ein Fahrzustand kann beispielsweise umfassen, dass die Räder eine positive Kraft ausüben, die das Fahrzeug nach vorne antreibt. Der Leerlaufzustand kann umfassen, dass die Räder die Fahrzeugträgheit absorbieren und eine negative Kraft gegen die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs ausüben. Bei einer Ausführungsform kann der Leerlaufzustand des Fahrzeugs einen Verzögerungszustand, einen Bremszustand, einen Auslaufzustand, eine Kombination davon oder einen andersartigen Zustand, der angibt, dass ein Leerlaufzustand des Fahrzeugs vorkommt oder bevorsteht, umfassen. Beispielsweise kann auch ein automatisches Tempomatbremssignal verwendet werden. Ferner können noch globale Positionsbestimmungssignale verwendet werden, um einen sich nähernden langsameren Bereich, eine sich nähernde Gefällstrecke usw. anzugeben.
Manchmal kann das Fahrzeug während der Verzögerung ausgeschaltet werden und das Getriebe kann vom Motor getrennt werden, um die Kraftstoffeinsparung zu verbessern. In diesem Fall wird eine zusätzliche Kühlung des Motors benötigt. Das Öffnen der oberen Kühlergrillklappen zu Beginn der Verzögerung kann in diesem Fall ein Vorkühlen des Motors ermöglichen und die Motortemperaturen tief halten. Auch kann dies ermöglichen, dass die Kühlergrillklappen während der folgenden Fahrzustände länger geschlossen bleiben, wodurch sich der Luftwiderstand des Fahrzeugs reduziert und die Kraftstoffeinsparung verbessert. Somit kann als Reaktion auf einen Leerlaufzustand des Fahrzeugs der Controller die oberen Kühlergrillklappen betätigen, damit sie sich öffnen. Beispielsweise kann dieses Öffnen der oberen Kühlergrillklappen mit dem ersten Öffnungsbereich derart erfolgen, dass die unteren Kühlergrillklappen geschlossen bleiben.
Die Pedalposition kann ebenfalls verwendet werden, um einen Bedarf einer Einstellung der Kühlergrillklappen anzugeben. Beispielsweise kann eine Pedalposition jenseits einer Schwellenposition einen Vollgas-(WOP)Zustand angeben. Unter diesen Umständen kann eine Spitzenmotorleistung benötigt werden, wodurch eine stärkere Umgebungsluftströmung zum Motor erforderlich wird. Somit kann als Reaktion auf eine Pedalposition, die größer als eine Schwellenposition ist, der Controller ein Signal an den Elektromotor senden, um die erste Gruppe von Kühlergrillklappen bis zu einem oberen Schwellenwert zu öffnen. Das Öffnen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen bis zu dem oberen Schwellenwert kann auch die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen bis zu dem oberen Schwellenwert öffnen. Wie zuvor besprochen, kann der obere Schwellenwert ein maximaler Öffnungsbetrag sein (z.B. zu 100 % offen). Somit können sowohl die oberen als auch die unteren Kühlergrillklappen während eines WOP-Zustands zu 100 % offen sein.
Auf diese Art und Weise können die Kühlergrillklappen des Fahrzeugs als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden. Insbesondere kann nur eine erste Gruppe von Kühlergrillklappen eingestellt werden, und eine zweite Gruppe von Kühlergrillklappen kann über einen ersten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen geschlossen bleiben. Bei einem anderen Beispiel können die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen über einen zweiten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen proportional eingestellt werden. Der erste Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen kann einen Öffnungsbetrag unter einem Schwellenprozentwert umfassen, und der zweite Öffnungsbereich kann einen Öffnungsbetrag auf oder über dem Schwellenprozentwert umfassen. Der Schwellenprozentwert kann auf einer Größe eines Schlitzes einer Schlitzverbindung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen basieren. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen kann eingestellt werden, wenn ein Elektromotor betriebsmäßig mit einem Steuersystem gekoppelt ist, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen durch eine mechanische Verbindung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen eingestellt wird. Das Einstellen nur der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und das Geschlossen halten der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen können als Reaktion auf eines oder mehreres von einer Motortemperatur, die höher als eine erste Schwellentemperatur ist, und einem Leerlaufzustand des Fahrzeugs, wenn eine Ladeluftkühlertemperatur tiefer als eine Schwellentemperatur ist, erfolgen. Das proportionale Einstellen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen kann als Reaktion auf eines oder mehreres von einer Motortemperatur, die höher als eine erste Schwellentemperatur ist, und/oder einem Leerlaufzustand des Fahrzeugs, wenn eine Ladeluftkühlertemperatur höher als eine Schwellentemperatur ist und eine Motortemperatur höher als eine zweite Schwellentemperatur ist, wenn die Ladeluftkühlertemperatur nicht höher als die Schwellentemperatur ist, erfolgen. Ferner können die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen als Reaktion auf eine Pedalposition jenseits einer Schwellenposition bis zu einem oberen Schwellenwert geöffnet werden.
4 bildet ein Beispiel eines Verfahrens 400 zum Einstellen eines zweifachen Kühlergrillklappensystems als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen ab. Ein Controller, wie etwa der in 1 gezeigte Controller 12, kann Anweisungen aufweisen, die darauf gespeichert sind, um ein Verfahren 400 auszuführen. Das Verfahren 400 beginnt in Schritt 402 mit dem Schätzen und/oder Messen der Motorbetriebsbedingungen. Die Motorbetriebsbedingungen können die Motordrehzahl und Motorbelastung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Pedalposition (PP), die CAC-Temperatur (z.B. Ladelufttemperatur am CAC-Auslass), die Motortemperatur (z.B. Motorkühlmitteltemperatur), die Drosselklappenposition, die Kühlergrillklappenposition usw. umfassen. In Schritt 404 umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob die Motortemperatur höher als eine erste Schwellentemperatur T1 ist. Beispielsweise kann die Motortemperatur eine Motorkühlmitteltemperatur sein. Falls die Motortemperatur nicht höher als die erste Schwellentemperatur T1 ist, fährt das Verfahren in Schritt 406 damit fort, zu bestimmen, ob ein Leerlaufzustand des Fahrzeugs vorliegt. Wie zuvor beschrieben, kann ein Leerlaufzustand des Fahrzeugs einen Brems- oder Verzögerungszustand umfassen. Somit kann dieser Zustand als eine Verringerung der Pedalposition oder der Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet werden. Falls in Schritt 406 ein Leerlaufzustand des Fahrzeugs vorliegt, kann der Controller in Schritt 414 die oberen Kühlergrillklappen (KGK) betätigen, damit sie sich zwischen 0 und X % öffnen. Wie zuvor besprochen, kann X % ein Schwellenprozentwert der Öffnung der oberen Kühlergrillklappen sein. Falls die oberen Kühlergrillklappen über diesen Schwellenprozentwert hinaus geöffnet sind, können die unteren Kühlergrillklappen zu öffnen beginnen oder sich weiter öffnen. Somit können als Reaktion darauf, dass sich die oberen Kühlergrillklappen bis zu einem Wert unter dem Schwellenprozentwert öffnen, die unteren Kühlergrillklappen (KGK) in Schritt 416 geschlossen bleiben. Bei einem anderen Beispiel können sich die unteren Kühlergrillklappen um einen Betrag öffnen, der geringer als der Öffnungsbetrag der oberen Kühlergrillklappen ist. Dieser geringere Betrag kann eine Öffnung sein, die nur eine geringe Menge von Umgebungsluft durch die unteren Kühlergrillklappen in das Fahrzeug eindringen lässt.
Zurück zu Schritt 406, falls kein Leerlaufzustand des Fahrzeugs vorliegt, fährt das Verfahren mit Schritt 408 fort, um zu bestimmen, ob die Pedalposition größer als eine Schwellenposition ist. Falls die Pedalposition größer als die Schwellenposition ist, fährt das Verfahren mit Schritt 412 fort. Falls sich das Kühlergrillklappensystem in der Ausgangsposition (z.B. sind sowohl die oberen als auch die unteren Kühlergrillklappen geschlossen) befindet, bleiben die oberen und unteren Kühlergrillklappen geschlossen. Falls sich alternativ das Kühlergrillklappensystem in einer anderen Position befindet, werden die oberen und unteren Kühlergrillklappen in ihren aktuellen Positionen gehalten. Falls jedoch in Schritt 408 die Pedalposition größer als die Schwellenposition ist, betätigt der Controller in Schritt 410 die oberen Kühlergrillklappen, damit sie sich zu 100 % öffnen (z.B. ganz öffnen). Die Öffnung der oberen Kühlergrillklappen bis zu 100 % offen bewirkt, dass sich die unteren Kühlergrillklappen in Schritt 444 bis zu 100 % öffnen. Bei einem alternativen Beispiel können als Reaktion auf eine Pedalposition, die größer als eine Schwellenposition ist, die oberen und unteren Kühlergrillklappen bis zu einem Prozentwert von weniger als 100 % öffnen. Beispielsweise können sich die oberen und unteren Kühlergrillklappen bis zu 95 % öffnen. Dieser Öffnungsprozentwert kann auf der Pedalposition und dem Drehmomentbedarf des Motors basieren.
Zurück zu Schritt 404, falls die Motortemperatur nicht höher als die erste Schwellentemperatur T1 ist, kann der Controller in Schritt 414 die oberen Kühlergrillklappen (KGK) betätigen, damit sie sich zwischen 0 und X %. Als Reaktion darauf, dass sich die oberen Kühlergrillklappen bis zu einem Wert unter dem Schwellenprozentwert (X %) öffnen, können die unteren Kühlergrillklappen (KGK) in Schritt 416 geschlossen bleiben. Das Verfahren fährt mit Schritt 418 fort, um zu bestimmen, ob die CAC-Temperatur höher als eine Schwellentemperatur T3 ist. Beispielsweise kann die CAC-Temperatur eine Temperatur der Ladeluft sein, die den CAC verlässt und in das Ansaugrohr des Motors eintritt. Falls die CAC-Temperatur höher als die Schwellentemperatur T3 ist, werden die oberen Kühlergrillklappen in Schritt 424 bis zu einem Betrag über dem Schwellenprozentwert geöffnet (z.B. zwischen X % und 100 %). Als Reaktion darauf, dass sich die oberen Kühlergrillklappen bis zu einem Wert zwischen X % und 100 % öffnen, öffnen sich die unteren Kühlergrillklappen in Schritt 426 teilweise. Wie zuvor beschrieben, ist dies darauf zurückzuführen, dass die unteren Kühlergrillklappen mit den oberen Kühlergrillklappen durch die Verbindung in Eingriff kommen, wenn sich die oberen Kühlergrillklappen um einen Betrag oberhalb des Schwellenprozentwertes öffnen. Somit kann nun Umgebungsluft sowohl durch die oberen als auch die unteren Kühlergrillklappen strömen.
Falls alternativ die CAC-Temperatur nicht höher als die Schwellentemperatur T3 ist, fährt das Verfahren mit Schritt 420 fort, um zu bestimmen, ob die Motortemperatur höher als eine zweite Schwellentemperatur T2 ist. Die zweite Schwellentemperatur T2 ist höher als die erste Schwellentemperatur T1. Somit kann die zweite Schwellentemperatur T2 angeben, dass eine stärkere Motorkühlung notwendig ist, wodurch eine stärkere Umgebungsluftströmung benötigt wird. Falls die Motortemperatur höher als die zweite Schwellentemperatur T2 ist, fährt das Verfahren mit Schritt 424 fort, um die oberen Kühlergrillklappen zwischen X % und 100 % zu öffnen. Beispielsweise können sich die oberen Kühlergrillklappen bis zu einem Wert öffnen, der näher bei 100 % liegt, falls die Motortemperatur um einen größeren Betrag oberhalb der zweiten Schwellentemperatur T2 liegt. Bei einem anderen Beispiel können sich die oberen Kühlergrillklappen bis zu einem Wert öffnen, der näher bei X % liegt, falls die Motortemperatur um einen kleineren Betrag oberhalb der zweiten Schwellentemperatur T2 liegt. Als Reaktion darauf, dass sich die oberen Kühlergrillklappen bis zu einem Wert zwischen X % und 100 % öffnen, öffnen sich die unteren Kühlergrillklappen in Schritt 426 teilweise. Der Öffnungsbetrag der unteren Kühlergrillklappen in Schritt 426 kann auf dem Öffnungsbetrag der oberen Kühlergrillklappen, einer Position des Betätigungspunktes an den unteren Kühlergrillklappen und einer Größe des Schlitzes an den oberen Kühlergrillklappen basieren. Beispielsweise können sich die unteren Kühlergrillklappen um einen höheren Öffnungsprozentwert bei einem zunehmenden Öffnungsprozentwert der oberen Kühlergrillklappen öffnen. Bei einem anderen Beispiel können sich die unteren Kühlergrillklappen um einen größeren Betrag öffnen, falls der Betätigungspunkt näher an dem Schwenkpunkt der unteren Kühlergrillklappen liegt. Zurück zu Schritt 420, falls die Motortemperatur nicht höher als die zweite Schwellentemperatur T2 ist, kann der Controller in Schritt 422 die oberen Kühlergrillklappen zwischen 0 und X % halten, wodurch die unteren Kühlergrillklappen in einer geschlossenen Position gehalten werden.
In Schritt 428 bestimmt das Verfahren, ob die Pedalposition größer als eine Schwellenposition ist. Falls die Pedalposition nicht größer als die Schwellenposition ist, werden die oberen Kühlergrillklappen in Schritt 430 in einem Öffnungsbereich zwischen X % und 100 % gehalten. Somit werden die unteren Kühlergrillklappen ebenfalls in ihrer aktuellen Position gehalten. Falls alternativ die Pedalposition größer als die Schwellenposition ist (z.B. WOP-Zustand), kann der Controller den Elektromotor des Kühlergrillklappensystems betätigen, um die oberen Kühlergrillklappen in Schritt 432 bis zu 100 % zu öffnen. Durch das Öffnen der oberen Kühlergrillklappen zu 100 % öffnen sich die unteren Kühlergrillklappen in Schritt 434 zu 100 %. In Schritt 436 bestimmt das Verfahren, ob die Pedalposition geringer als die Schwellenposition ist (z.B. WOP-Zustand beendet). Falls die Pedalposition nicht geringer als die Schwellenposition ist, werden die oberen und unteren Kühlergrillklappen in Schritt 438 beibehalten. Falls die Pedalposition jedoch in Schritt 436 geringer als die Schwellenposition ist, werden die oberen Kühlergrillklappen in Schritt 440 geschlossen. Daraufhin werden die unteren Kühlergrillklappen in Schritt 442 ebenfalls geschlossen. Somit können die oberen und unteren Kühlergrillklappen in ihre Ausgangspositionen zurückkehren.
5 zeigt eine beispielhafte grafische Darstellung 500, welche die Einstellungen für ein Kühlergrillklappen-System basierend auf den Motorbetriebsbedingungen abbildet. Insbesondere zeigt die grafische Darstellung 500 Änderungen der Position der oberen Kühlergrillklappen mit der Kurve 502, Änderungen der Position der unteren Kühlergrillklappen mit der Kurve 504, Änderungen der Motortemperatur mit der Kurve 506, Änderungen der Pedalposition (PP) mit der Kurve 508, Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Kurve 510 und Änderungen der CAC-Temperatur mit der Kurve 512. Die Positionen der oberen und unteren Kühlergrillklappen werden mit den Kurven 502 und 504 jeweils prozentual gezeigt. Die Prozentwerte geben einen Öffnungsprozentwert wieder, wobei 0 % keine Öffnung ist (z.B. eine geschlossene Position) und 100 % eine ganz offene Position sind.
Vor dem Zeitpunkt t1 befinden sich die oberen und unteren Kühlergrillklappen in einer geschlossenen Position, so dass wenig oder gar keine Umgebungsluft durch die Kühlergrillklappen in das Fahrzeug eindringen kann (Kurven 502 und 504). Die Motortemperatur liegt unter einer ersten Schwellentemperatur T1 (Kurve 506), Die Pedalposition befindet sich unter einer Schwellenposition 514 (Kurve 508), und die CAC-Temperatur ist tiefer als eine Schwellentemperatur T3 (Kurve 512). Zum Zeitpunkt t1 steigt die Motortemperatur über die erste Schwellentemperatur T1 an, während die CAC-Temperatur unter der Schwellentemperatur T3 bleibt. Als Reaktion darauf betätigt der Controller die oberen Kühlergrillklappen, damit sie sich um einen Betrag unter einem Schwellenprozentwert von X % öffnen (z.B. sich zwischen 0 und X % öffnen). Daraufhin bleiben die unteren Kühlergrillklappen geschlossen (Kurve 504).
Zum Zeitpunkt t2 steigt die CAC-Temperatur über die Schwellentemperatur T3 (Kurve 512) an, während die Motorkühlmitteltemperatur weiter über der ersten Schwellentemperatur T1 liegt (Kurve 506). Daraufhin öffnen sich die oberen Kühlergrillklappen bis zu einer Position, die größer als der Schwellenprozentwert X % ist. Daraufhin öffnen sich die unteren Kühlergrillklappen um einen ersten Betrag 518. Der erste Betrag 518 ist größer als ein zweiter Öffnungsbetrag 516 der oberen Kühlergrillklappen. Zum Zeitpunkt t3 erhöht sich die Pedalposition über die Schwellenposition 514 (Kurve 508), wodurch sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht (Kurve 510). Dies kann einen WOP-Zustand angeben. Als Reaktion auf eine Pedalposition jenseits der Schwellenposition 514 werden die oberen Kühlergrillklappen durch den Elektromotor auf 100 % offen eingestellt (Kurve 502). Daraufhin öffnen sich die unteren Kühlergrillklappen ebenfalls auf 100 % offen (Kurve 504). Zum Zeitpunkt t4 verringert sich die Pedalposition unter die Schwellenposition 514, was das Ende des WOP-Zustands angibt. Daraufhin werden die oberen und unteren Kühlergrillklappen in eine geschlossene Ausgangsposition zurückgebracht (Kurven 502 und 504).
Beispielsweise, wie zum Zeitpunkt t1 gezeigt, wird als Reaktion auf eine Motortemperatur unter einer ersten Schwellentemperatur, wenn eine CAC-Temperatur tiefer als eine Schwellentemperatur ist, nur die erste Gruppe von Kühlergrillklappen (z.B. die oberen Kühlergrillklappen) eingestellt, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen (z.B. die unteren Kühlergrillklappen) in einer geschlossenen Position bleiben. Bei einem anderen Beispiel, wie zum Zeitpunkt t2 gezeigt, werden als Reaktion auf eine Motortemperatur, die höher als eine erste Schwellentemperatur ist, wenn eine CAC-Temperatur höher als eine Schwellentemperatur ist, die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen proportional eingestellt. Diese proportionale Einstellung umfasst das Vergrößern der Öffnung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen um einen größeren Betrag als der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen (z.B. größere Bewegung der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen als der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen). Schließlich werden, wie zum Zeitpunkt t3 gezeigt, die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen als Reaktion auf eine Pedalposition jenseits einer Schwellenposition bis zu einem oberen Schwellenwert (z.B. 100 %) geöffnet.
Auf diese Art und Weise kann man eine erste Gruppe von Kühlergrillklappen und eine zweite Gruppe von Kühlergrillklappen eines Fahrzeugs mit einem einzigen Elektromotor basierend auf Motorbetriebsbedingungen einstellen. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen kann die Umgebungsluftströmung zu einem Kühler regeln, während die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen die Umgebungsluftströmung zu einem CAC regelt. Die erste Gruppe von Kühlergrillklappen kann über eine gestaffelte Verbindung mit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen gekoppelt sein. Der Elektromotor kann eine Position der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen steuern, während die Position der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen eine Position der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen steuert. Wenn die Position der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen in einem ersten Öffnungsbereich liegt, kann die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen geschlossen bleiben. Wenn alternativ die Position der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen in einem zweiten Öffnungsbereich liegt, wobei der zweite Bereich größer als der erste Bereich ist, stellt sich die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen proportional zu der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen ein. Der Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen kann auf Motorbetriebsbedingungen basieren, wie etwa auf der Motortemperatur, der CAC-Temperatur und den Fahrbedingungen. Somit können die erste und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen eingestellt werden, um die Motorkühlung zu verstärken und dabei die Umgebungsluftströmung zum CAC verringern, wodurch sich die Kondensatbildung verringert und das Risiko einer Motorfehlzündung reduziert wird.

Claims

Verfahren zum Steuern von Fahrzeug-Kühlergrillklappen, umfassend folgende Schritte: – Einstellen nur einer ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und Geschlossenhalten einer zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen über einen ersten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen; und – proportionales Einstellen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen über einen zweiten Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen an einem vorderen Ende eines Fahrzeugs befinden, und wobei die erste Gruppe von Kühlergrillklappen vor einem Kühler positioniert ist und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen vor einem Ladeluftkühler positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Gruppe von Kühlergrillklappen ferner mit Bezug auf eine Oberfläche, auf der das Fahrzeug steht, senkrecht oberhalb der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Einstellen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen mit einem Elektromotor, der betriebsmäßig mit einem Steuersystem gekoppelt ist, und Einstellen der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen durch eine mechanische Verbindung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einstellen nur der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und das Geschlossenhalten der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen als Reaktion auf eines oder mehrere von einer Motortemperatur, die höher als eine erste Schwellentemperatur ist, und einem Leerlaufzustand des Fahrzeugs, wenn eine Ladeluftkühlertemperatur niedriger als eine Schwellentemperatur ist, erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das proportionale Einstellen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen als Reaktion auf eines oder mehrere von einer Motortemperatur, die höher als eine erste Schwellentemperatur ist, und/oder einem Leerlaufzustand des Fahrzeugs, wenn eine Ladeluftkühlertemperatur höher als eine Schwellentemperatur ist, und einer Motortemperatur, die höher als eine zweite Schwellentemperatur ist, wenn die Ladeluftkühlertemperatur nicht höher als die Schwellentemperatur ist, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend das Öffnen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen bis zu einem oberen Schwellenwert als Reaktion auf eine Pedalposition jenseits einer Schwellenposition.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Öffnungsbereich der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen einen Öffnungsbetrag unter einem Schwellenprozentwert umfasst und der zweite Öffnungsbereich einen Öffnungsbetrag auf oder über dem Schwellenprozentwert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schwellenprozentwert auf einer Größe eines Schlitzes einer Schlitzverbindung zwischen der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen und der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen basiert.
System zum Steuern eines zweifachen Kühlergrillklappen-Systems, umfassend: – eine erste Gruppe von Kühlergrillklappen und eine zweite Gruppe von Kühlergrillklappen, wobei die erste Gruppe von Kühlergrillklappen durch eine Schlitzverbindung mechanisch mit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen verbunden ist; und – einen einzigen Elektromotor, der die Betätigung der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen steuert.
System nach Anspruch 10, wobei sich die erste Gruppe von Kühlergrillklappen und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen an einem vorderen Ende eines Fahrzeugs befinden, wobei die erste Gruppe von Kühlergrillklappen mit Bezug auf eine Oberfläche, auf der das Fahrzeug steht, senkrecht oberhalb der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen positioniert ist, und wobei die erste Gruppe von Kühlergrillklappen vor einem Kühler positioniert ist und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen vor einem Ladeluftkühler positioniert ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Schlitzverbindung eine Verbindung umfasst, die an einem ersten Ende mit einem Schlitz gekoppelt ist, wobei der Schlitz mit der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen gekoppelt ist, und an einem zweiten Ende mit einem Betätigungspunkt gekoppelt ist, wobei der Betätigungspunkt mit der zweiten Gruppe von Kühlergrillklappen gekoppelt ist.
System nach Anspruch 12, wobei die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen aus der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen ausgerückt wird, wenn die erste Gruppe von Kühlergrillklappen unter einem Schwellenprozentwert geöffnet ist, und die zweite Gruppe von Kühlergrillklappen über die Schlitzverbindung mit der ersten Gruppe von Kühlergrillklappen in Eingriff gebracht und bewegt wird, wenn die erste Gruppe von Kühlergrillklappen um den Schwellenprozentwert oder mehr geöffnet ist.