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Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung zur Ladeluftkühlung an einem Verbrennungsmotor, die mit einem Kühlmittelkühler, einem Ladeluftkühler und einer Kühlmittelpumpe versehen ist, die über einen Kühlmittelkreislauf miteinander verbunden sind, in dem ein Kühlmittel zirkuliert.
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Solche Ladeluftkühlanordnungen mit einem eigenen Kühlmittelkreislauf finden neben den bekannten luftgekühlten Ladeluftkühlern immer mehr Verbreitung. Der Hauptvorteil liegt darin, dass der Einbauort überall im Motorraum eines Fahrzeugs gewählt werden kann, weil die Versorgung mit einem Kühlmittel über entsprechende Leitungen leicht darstellbar ist. Weitere Vorteile liegen darin, dass das Bauvolumen solcher kühlmittelgekühlten Ladeluftkühler wesentlich geringer ausfällt als bei den luftgekühlten Varianten, und darin, dass sie eine hohe Leistungsdichte aufweisen.
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Grundsätzlich dient die Ladeluftkühlung dazu, höhere Motorleistungen durch eine verbesserte Zylinderfüllung zu realisieren (wegen der mit der sinkenden Ladelufttemperatur erreichten Dichtesteigerung). Weiterhin senkt die niedrigere Ladelufttemperatur die thermische Belastung des Motors und reduziert in Verbindung mit einer Niederdruckabgasrückführung die NOx-Anteile im Abgas.
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Die hohe Kühlleistung der üblicherweise auf Volllast ausgelegten wassergekühlten Ladeluftkühler entzieht der Ladeluft auch bei minimalem Kühlmittelvolumenstrom oder sogar bei stehendem Kühlmittel große Wärmemengen. Dies kann im Kalt-/Schwachlast-/ und/oder Teillastbetrieb negative Auswirkungen auf das Brennverfahren und die Abgasnachbehandlung haben. Bei schnellen Lastwechseln können durch unerwünschte Temperaturschwankungen im Ansaug- und Verbrennungsbereich des Motors hohe Bauteilbelastungen in Folge von thermomechanischen Wechselbeanspruchungen auftreten. Dies ist insbesondere bei großen Wanddickenunterschieden von thermisch beanspruchten Bauteilen, z.B. in saugrohrintegrierten Ladeluftkühlern, der Fall.
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Wird die Ladeluft bei geringem Kühlbedarf zu stark herunter gekühlt, so dass der Taupunkt der Ladeluft unterschritten wird, können die in der Ladeluft enthaltenen Wasserbestandteile kondensieren und gegebenenfalls sogar vereisen. Dies kann neben den Korrosionsrisiken zu unerwünschten Verbrennungsgeräuschen und zu Emissionsnachteilen im Normal- und Dieselpartikelfilter-Regenerationsbetrieb führen.
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DE 10 2004 021 551 A1 betrifft ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem primären Aggregat-/Motorkühlkreislauf und mehreren Zusatzkühlkreisläufen, unter anderem mit einem Ladeluftkühlkreislauf, bei dem voneinander getrennt ein Hauptkühlmittelkühler für den Aggregatkühlkreislauf und ein Zusatzkühlmittelkühler für den Ladeluftkühlkreislauf vorgesehen ist. Die Kreisläufe sind zur Temperaturregelung miteinander gekoppelt. Dabei ist ein Vorlaufzweig des Kühlmittelkreislaufs, der Kühlmittel vom Zusatzkühlmittelkühler zum Ladeluftkühler führt, mit einem abgezweigten Rücklaufzweig gekoppelt, der Kühlmittel vom Aggregat (dem Motor) in einen Bypass-Zweig führt, der in den Vorlaufzweig des Kühlmittelkreislaufs vom Zusatzkühlmittelkühler zum Ladeluftkühler mündet. Einen ähnlichen Ansatz zeigt
WO 2007/122345 A1
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlanordnung zur Ladeluftkühlung bereitzustellen, bei der die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwunden werden.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Kühlanordnung zur Ladeluftkühlung nach Anspruch 1 und durch den Verbrennungsmotor nach Anspruch 10 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Kühlanordnung zur Ladeluftkühlung in einem Verbrennungsmotor zeichnet sich dadurch aus, dass neben einem Kühlmittelkühler, einem Ladeluftkühler und einer Kühlmittelpumpe ein Vorlaufzweig im Kühlmittelkreislauf, der vom Kühlmittelkühler zum Ladeluftkühler verläuft, über einen Bypass-Zweig mit einem Rücklaufzweig verbunden ist, der vom Ladeluftkühler zurück zum Kühlmittelkühler verläuft, und ein verstellbares Stellventil vorgesehen ist, über das ein erster Kühlmittelstrom durch den Kühlmittelkühler und/oder ein zweiter Kühlmittelstrom durch den Bypass-Zweig regelbar ist, und damit auch eine Mischtemperatur eines aus dem ersten und zweiten Kühlmittelstroms gebildeten dritten Kühlmittelstroms durch den Ladeluftkühler.
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Der Begriff „Stellventil“ bezeichnet in diesem Zusammenhang jede Stellvorrichtung, die geeignet ist, den ersten und/oder zweiten Wärmestrom zu regeln, indem eine Ventilwirkung erzielt wird. Der Begriff umfasst hier Pumpenkombinationen, Drosselventile, Mischventile, die in unterschiedlicher Weise betätigbar/verstellbar sind (z.B. elektrisch, pneumatisch, thermostatisch) und unterschiedliche Absperrkörper aufweisen können (z.B. Kugeln, Küken, Scheiben, Teller).
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Damit steht neben der reinen Volumenstromregelung über die Kühlmittelpumpe zusätzlich eine Kühlmitteltemperaturregelung zur Verfügung, die über das Stellventil realisiert wird, in dem dieses den Kühlmittelstrom durch den Kühlmittelkühler und durch den Bypass-Zweig regelt. Diese beiden Kühlmittelströme werden vermischt und gelangen dann mit der gewünschten Misch-/Vorlauftemperatur, die sich durch die Mischung des wärmeren (zweiten) Bypass-Stroms mit dem abgekühlten (ersten) Kühlmittelstrom ergibt, in den Ladeluftkühler, der einen Wärmetauscher im Ladeluftstrom bildet.
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Gleichzeitig bzw. ergänzend wird über die Kühlmittelpumpe der Gesamtvolumenstrom gesteuert/geregelt, um so zusätzlich zur Temperatursteuerung/-regelung die maßgebliche Ladelufttemperatur in einer Saugrohrstrecke entsprechend einer gewünschten Soll-Ladelufttemperatur (Saugrohrtemperatur-Sollwert) volumengesteuert einzustellen.
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Mit der erfindungsgemäßen Kühlanordnung zur Ladeluftkühlung ist es sogar möglich, für extreme Betriebsbereiche (sehr kalte Umgebung) die Ladeluft über dieses System bedarfsweise zu beheizen, indem beispielsweise im Extremfall das gesamte Kühlmittelvolumen vollständig über den Bypass-Zweig unter Umgehung des Kühlmittelkühlers in den Ladeluftkühler geführt wird. Für einen gezielten Heizbetrieb können auch andere Wärmequellen aus dem Motor genutzt werden.
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In einer Ausführung ist die Kühlmittelpumpe derart einstellbar ausgebildet, dass der Kühlmittelstrom, der durch den Ladeluftkühler geführt wird über einen Saugrohrtemperatursollwert einstellbar ist. Damit steht neben der oben beschriebenen Temperaturregelung auch eine Volumenstromregelung zur Verfügung, mit der die Saugrohrtemperatur auch bei wechselnden Betriebsbedingungen und bei sich ändernden Umgebungsbedingungen genau, zeitnah und bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Diese verbesserte Regelungsmöglichkeit ist insbesondere dann hilfreich, wenn neben dem eigentlichen Ladeluftkühlmittelkühler auch noch andere Komponenten, wie z. B. ein Ladeluftverdichter (z.B. ein Abgasturbolader) und/oder Komponenten zur Abgasnachbehandlung, (z.B. ein Harnstoffeinspritzventil) gekühlt werden sollen.
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In einer Ausführung ist dabei zur genauen Regelung der Vorlauftemperatur ein Temperatursensor vorgesehen, der die Temperatur des Kühlmittels in einem Vorlaufzweigabschnitt erfasst, der den dritten Kühlmittelstrom zum Ladeluftkühler führt. Hier wird die Temperatur des Kühlmittels vor dem Eintritt in den Ladeluftkühler erfasst. Das entsprechende Signal kann in einem entsprechenden Steuer-/Regelsystem so verarbeitet werden, dass die Temperatur und die Menge des Kühlmittels entsprechend eingestellt werden.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Stellventil (9) als Mischventil ausgebildet ist und den aus dem Ladeluftkühler zugeführten dritten Kühlmittelstrom in den ersten und zweiten Kühlmittelstrom aufteilt. Hier ist eine direkt und einfache Ansteuerung möglich und die Stromaufteilung mit einem Signal realisierbar.
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Es gibt Ausführungen, bei denen die Kühlanordnung mit einer Steuereinheit versehen ist, das eine Ventilregelung aufweist, die mittels des Stellventils die Mischtemperatur des Kühlmittels regelt, welches in den Ladeluftkühler geführt wird, und eine Pumpenregelung, die mittels der Kühlmittelpumpe eine Saugrohrtemperatur regelt. Ein Koordinatorbauteil stimmt die beiden Regelungen miteinander ab.
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So ein Regelsystem erlaubt es, unter Berücksichtigung der maßgeblichen Systemgrößen wie z. B. Umgebungstemperatur, Ventilstellung, Pumpen-Ist-Tastverhältnis, Mischtemperatur, Ladelufttemperatur und Saugrohrtemperatur über die Ventilregelung (erster Regelkreis) und die Pumpenregelung (zweiter Regelkreis) die gewünschte Saugrohrtemperatur einzustellen.
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In einer anderen Ausführung wird dabei die Einstellung des Stellventils ausgehend von einer Voreinstellung, die auf einer modellierten Kühlmittelkühler-Austrittstemperatur und einer modellierten Ladeluft-Austrittstemperatur beruht, über einen Mischtemperatursollwert geregelt. Dabei sind die modellierten Werte in Simulationen und/oder Versuchen ermittelt und im Steuer-/Regelsystem hinterlegt oder generierbar. So stehen bedarfsgerechte Voreinstellungen zur Verfügung, die dann im eigentlichen Motorbetrieb auf den Mischtemperatursollwert nachgeregelt werden.
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Dabei gibt es Ausführungen, bei denen die Abweichungen zwischen der Mischtemperatur und dem Mischtemperatursollwert über einen PID-Regler ausgeregelt werden.
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Es gibt Ausführungen, bei denen die Pumpenregelung die Saugrohrtemperatur und damit die maßgebliche Ladelufttemperatur regelt, indem über die Ansteuerung der Kühlmittelpumpe der dritte Kühlmittelstrom eingestellt wird, der den eigentlichen Wärmeaustausch im Ladeluftkühler bestimmt.
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In einer Ausführung wird dabei der Kühlmittelstrom über einen Saugrohrtemperatursollwert eingestellt. Die Einstellung des Kühlmittelstroms über einen Saugrohrtemperatursollwert hat Vorteile, da die Temperatur des Saugrohres der Temperatur der Ladeluft im Saugrohr entspricht, mit der diese in den Motor eintritt.
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Ein Verbrennungsmotor mit einer Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 weist eine verbesserte Temperaturführung der Ladeluft auf und bietet daher Vorteile gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Darin zeigt
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1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung zur Ladeluftkühlung und
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2 eine schematische Darstellung der Steuereinheit, die den Signalfluss zwischen Regelungen, Kühlkreislauf (Modell) und den Sensorsignalen verdeutlicht.
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1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kühlanordnung 1. Sie umfasst einen Ladeluftkühler 2, in den über eine Ladeluftstrecke 3 von einem Verdichter 4 kommend Ladeluft 5 zugeführt wird, dort gekühlt wird und in eine Saugrohrstrecke 6 geleitet wird, aus der die Zylinder eines Verbrennungsmotors gefüllt werden.
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Der Ladeluftkühler 2 ist in einen Kühlmittelkreislauf 7 integriert, der eine Kühlmittelpumpe 8, ein Stellventil 9 sowie einen Kühlmittelkühler 10 umfasst. Ein Vorlaufzweig 11 des Kühlmittelkreislaufs 7 führt vom Kühlmittelkühler 10 zum Ladeluftkühler 2. Ein Rücklaufzweig 12 führt vom Ladeluftkühler 2 über die Kühlmittelpumpe 8 und das Stellventil 9 zum Kühlmittelkühler 10. Vom Stellventil 9 ausgehend verläuft ein Bypass-Zweig 13 zu einem Mischpunkt 14 im Vorlaufzweig 11.
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Das im Kühlmittelkreislauf 7 vorhandene Kühlmittel (z. B. Wasser mit Frostschutz und Inhibitoren) wird über die Kühlmittelpumpe 8 durch den Rücklaufzweig zum Stellventil 9 gefördert und wird dort zwischen dem Bypass-Zweig 13 und dem durch den Kühlmittelkühler 10 verlaufenden Vorlaufzweig 11 aufgeteilt. Die beiden Kühlmittelströme vermischen sich im Mischpunkt 14 wieder und werden dann weiter durch einen Vorlaufzweigabschnitt 11d durch den Ladeluftkühler 2 und zurück zur Kühlmittelpumpe 8 geführt.
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Im Kühlmittelkühler 10, der beispielsweise als Niedertemperaturkühler ausgelegt ist, wird das Kühlmittel durch anströmende Umgebungsluft gekühlt. Dabei wird dem Kühlmittel, die im Ladeluftkühler 2 aufgenommene Wärme aus der Ladeluft 5 wieder entzogen. Die Kühlmittelpumpe 8 ist über einen Motor 15 angetrieben, über dessen Drehzahl der durch die Kühlmittelpumpe 8 geförderte Volumenstrom einstellbar ist.
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Über das Stellventil 9 wird die Verteilung des Kühlmittels zwischen dem Bypass-Zweig 13 und dem Vorlaufzweig 11 eingestellt. Dazu kann das Stellventil auch optional am Mischpunkt 14 angeordnet werden.
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Stellventil 9 und der Motor 15 sind über eine Steuereinheit 16 ansteuerbar. Die Steuereinheit 16 führt Steuerungs- und Regelungsfunktionen aus, um eine gewünschte Ladelufttemperatur tSRsoll in der Saugrohrstrecke 6 einzustellen. Dazu umfasst die Steuereinheit 16 eine Ventilregelung 17 sowie eine Pumpenregelung 18. Über die Pumpenregelung 18 wird die Gesamtfördermenge mfPumpe geregelt und über die Ventilregelung 17 die Verteilung der Gesamtfördermenge oder des Kühlmittelstroms mfPumpe auf den Kühlmittelstrom mfFEK durch den Kühlmittelkühler 10, der beispielsweise als Front-End-Kühler-Modul ausgebildet ist, und den Kühlmittelstrom mfBY durch den Bypass-Zweig 13, der ungekühlt bleibt. Über diese Aufteilung nimmt der Kühlmittelstrom mfPumpe nach dem Mischpunkt 14 eine Mischtemperatur tM an, mit der das Kühlmittel in den Ladeluftkühler 2 eintritt. Die Mischtemperatur tM wird über einen Temperatursensor 19 erfasst, der ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 16 abgibt.
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Ein weiterer Temperatursensor 20 erfasst die Umgebungstemperatur tU und signalisiert diese ebenfalls an die Steuereinheit 16, gleiches gilt für Temperatursensoren 21 und 22, die jeweils an oder in der Ladeluftstrecke 3 und der Saugrohrstrecke 6 angeordnet sind und die entsprechenden Temperatursignale zur Ladelufttemperatur tLL und zur Saugrohrtemperatur tSR an die Steuereinheit 16 signalisieren. Weiterhin umfasst die Steuereinheit 16 ein Koordinatorelement 23 sowie eine Modelleinheit 24, welche die Temperatursteuerung und – regelung der Kühlanordnung 1 weiter verbessern.
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Optional ist der Vorlaufzweig 11b weiter aufgeteilt in einen Teilzweig 26 zur Kühlung einer weiteren Komponente 27 (z. B. ein Harnstoffeinspritzventil) und in einen Teilzweig 28 zur zusätzlichen Kühlung des Verdichtergehäuses 4 des Abgasturboladers und/oder dessen Lagergehäuses über das durch den Teilzweig 8 geführte Kühlmittel gekühlt werden). Optional sind weitere Teilzweige mit anderen Komponenten wie Abgaswärmetauscher oder EGR-Kühler ausgebildet.
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Zusätzlich zu den Temperatursensoren 19 bis 22 sind Sensoren vorgesehen, welche die Motordrehzahl und damit ein Pumpenisttastverhältnis PITVp sowie die Ventilposition Posv des Stellventils 9 an die Steuereinheit liefern.
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Im Betrieb wird ausgehend von einem Mischtemperatursollwert tMsoll des Kühlmediums die Verteilung der Kühlmittelströme mfFEK und mfBY am Stellventil 9 eingestellt, um die Mischtemperatur tM am Sensor 19 im Vorlaufzweig 11b entsprechend einzustellen. Der Mischtemperatursollwert tMsoll wird ausgehend von einem Saugrohrtemperatursollwert tSRsoll festgelegt. Über die Fördermenge mfPumpe wird die Saugrohrtemperatur tSR entsprechend eingestellt. Die dargestellte Kühlanordnung 1 erlaubt es, die Temperatur der aus der Saugrohrstrecke 6 in den Verbrennungsmotor gelangende Ladeluft 5 sehr schnell und genau einzustellen.
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Je nach Betriebszustand und Umgebungsbedingungen ist es sogar möglich gegebenenfalls die zugeführte Ladeluft zu erwärmen. Dazu kann beispielsweise die Abwärme aus den Komponenten 27 und dem Verdichtergehäuse 4 und/oder dem Lagergehäuse sowie aus anderen Komponenten genutzt werden, die über die Teilzweige 26 und 28 in den Kühlkreislauf 7 gelangen.
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Über das Stellventil 9 kann die Verteilung zwischen dem Kühlmittelkühler 10 und dem Bypass-Zweig 13 so eingestellt werden, dass gegebenenfalls der Kühlmittelstrom vollständig über den Bypass-Zweig 13 und damit ohne Kühlung in den Ladeluftkühler 2 geführt wird. In einer anderen Extremstellung wird der Kühlmittelstrom vollständig durch den Kühlmittelkühler 10 geführt.
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In anderen Ausführungen kann die dargestellte Kühlanordnung mit ihrem Kühlmittelkreislauf 7 über einen weiteren optionalen Wärmetauscher 50 (siehe 1) mit anderen Komponenten bzw. Wärmequellen des Motors gekoppelt werden, beispielsweise mit dem Primärkühlkreislauf oder dem Ölkreislauf. Dieser Wärmetauscher 50 kann dazu z.B. im Rücklaufzweig 12 vor oder nach der Kühlmittelpumpe 8 oder auch im Bypass-Zweig 13 vorgesehen werden. Er kann parallel zum oder wie dargestellt seriell zum Ladeluftkühler angeordnet sein.
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Das Stellventil 9 kann in unterschiedlichen Bauformen realisiert werden:
Es können beispielsweise im Bypass-Zweig 13 und im Vorlaufzweig 11 jeweils unabhängige Pumpen vorgesehen werden, welche den Kühlmittelstrom mfPumpe entsprechend verteilen. Es können aber auch klassische Verteilerventile in Teller- oder Kugel- oder anderer Form ausgebildet sein, die elektrisch, pneumatisch oder auf andere Weise angesteuert werden. Auch eine thermostatgesteuerte Verteilung (z. B. über ein Dehnwachselement) kann hier vorgesehen werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Steuereinheit 16, anhand derer das Zusammenwirken zwischen dem Koordinatorelement 23, der Ventilregelung 17, der Pumpenregelung 18 sowie der Modelleinheit 24 unter Berücksichtigung der im Betrieb gelieferten Systemdaten erklärbar ist.
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Ausgehend von Simulations- und Versuchsdaten ist die zu steuernde Kühlanordnung 1 als Modell in der Modelleinheit 24 hinterlegt (z.B. in Form von Kennfeldern, einer Datenbank und/oder einer Modellierungssoftware).
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Im Betrieb stellt die Modelleinheit Daten für die Steuerung und Regelung der maßgeblichen Kühlmittelströme zur Verfügung, nämlich:
| mfFEK: | Kühlmittelstrom durch den Kühlmittelkühler, |
| mfPumpe: | durch die Kühlmittelpumpe 8 geförderter Kühlmittelstrom, |
| mfSillk: | durch den Kühlmittelkühler 10 geführter Kühlmittelstrom, |
| mfSCR: | durch die Komponente (Einspritzventil) 27 geführter Kühlmittelstrom und |
| mfCmpr: | durch den Verdichter 4 geführten Kühlmittelstrom. |
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Daneben werden auch die maßgeblichen Temperaturen modelliert, nämlich:
| tFEK: | Temperatur des aus dem Kühlmittelkühler 10 austretenden Kühlmittels, |
| tSillk: | Temperatur des aus dem Ladeluftkühler 2 austretenden Kühlmittels, |
| tSCR: | Temperatur des aus der Komponente 27 austretenden Kühlmittels, |
| tCmpr: | Temperatur des aus dem Verdichter austretenden Kühlmittels und |
| tmix: | Temperatur des Kühlmittels, das nach den Komponenten 2, 4 und 27 zusammengeführt worden ist und in die Kühlmittelpumpe 8 eintritt |
| tBY: | Temperatur des Kühlmittels im Bypass-Zweig 11 |
| tM: | Kühlmitteltemperatur des in den Ladeluftkühler eintretenden Kühlmittels. |
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Zur Modellierung dieser Größen sind Modelle der tatsächlich vorhandenen Komponenten erfasst, welche deren strömungs- und wärmetechnischen Eigenschaften abbilden. Dazu ist ein Ladeluftkühlermodell 2a, ein Kühlmittelpumpenmodell 8a und ein Stellventilmodell 9a ausgebildet. Weiterhin ist ein Ladeluftkühlermodell 2a, ein Komponentenmodell 27a und ein Verdichtermodell 4a vorgesehen. Daneben sind die Eigenschaften des Kühlmittelkreislaufs 7 über ein Verzweigungsmodell 29, ein Mischstellenmodell 30 und ein Schlauchmodell 31 erfasst.
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Bei der Steuerung und Regelung berücksichtigte Betriebs- und Systemgrößen sind:
| tU: | Umgebungstemperatur |
| PosV: | Ventilstellung des Stellventils 9 |
| tM: | Mischtemperatur des Kühlmittels |
| tLL: | Ladelufttemperatur in der Ladeluftstrecke 3 |
| tSR: | Ladelufttemperatur in der Saugrohrstrecke 6 |
| PITVP: | Isttastverhältnis (Betriebszustand) der Kühlmittelpumpe 8 aus der sich der Massenstrom mfPumpe ableiten lässt. |
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Ausgehend von der Modellierung können zur Steuerung der Ladelufttemperatur tSR in der Saugrohrstrecke 6 unter Berücksichtigung der Betriebs- und Systemgrößen und eines gewünschten Betriebszustandes des Verbrennungsmotors (z.B. Drehmoment und Drehzahl) aus der Modeleinheit 24 Voreinstellungen für die Kühlmittelpumpe 8 und das Stellventil 9 abgefragt werden, die dann über die Ventilregelung 17 und die Pumpenregelung 18 im Betrieb ausgeregelt werden.
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Für die Ventilregelung 17 wird dazu aus dem Saugrohrtemperatursollwert tSRsoll ein Mischtemperatursollwert tMsoll abgeleitet. Auf der Grundlage der weiteren Werte tFEK, tM und tPipe und ggf. tBY regelt dann die Ventilregelung 17 über die Verstellung der Ventilposition PosV die Mischtemperatur tM aus. Dabei wird beispielweise ein PID Regler 17b verwendet.
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Für die Pumpenregelung 18 wird auf der Grundlage des Saugrohrtemperatursollwerts tSRsoll und des modellierten Werte tFEK und ggf. tBY sowie der Systemgrößen tM, tLL und tSR ein Wert für den durch die Kühlmittelpumpe 8 geförderter Kühlmittelstrom mfPumpe bestimmt, der im Betrieb über die Pumpenregelung 18, die die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 8 bzw. des Motors 15 einstellt, weiter ausgeregelt wird.
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Das Koordinatorelement 23 koordiniert dabei die Ventilregelung 17 und die Pumpenregelung 18, so dass die Ladelufttemperatur tSR in der Saugrohrstrecke 6 temperatur- und volumengesteuert eingestellt und ausgeregelt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlanordnung
- 2
- Ladeluftkühler
- 2a
- Ladeluftkühlermodell
- 3
- Ladeluftstrecke
- 4
- Verdichtergehäusekühlung
- 4a
- Verdichtergehäusekühlungsmodell
- 5
- Ladeluft
- 6
- Saugrohrstrecke
- 7
- Kühlmittelkreislauf (Niedertemperatur)
- 8
- el. Kühlmittelpumpe
- 9
- Stellventil (Mischventil)
- 9a
- Ventilmodell
- 10
- Kühlmittelkühler (Frontendkühler)
- 10a
- Kühlmittelkühlermodell
- 11
- Vorlaufzweig
- 11b
- Vorlaufzweig nach Sensor
- 12
- Rücklaufzweig
- 13
- Bypass-Zweig
- 14
- Mischpunkt
- 15
- Motor
- 16
- Steuereinheit
- 17
- Ventilregelung
- 18
- Pumpenregelung
- 19
- Temperatursensor (Kühlmittelmischtemperatur)
- 20
- Temperatursensor (Umgebungstemperatur)
- 21
- Temperatursensor (Ladelufttemperatur vor Ladeluftkühler)
- 22
- Temperatursensor (Ladelufttemperatur nach Ladeluftkühler)
- 23
- Koordinatorelement
- 24
- Modelleinheit
- 26
- Teilzweig
- 27
- Komponente
- 27a
- Komponentenmodell
- 28
- Teilzweig
- 29
- Einspritzventilmodell
- 30
- Mischstellenmodell
- 31
- Schlauchmodell
- 50
- optionaler Wärmetauscher
- mfFEK
- Kühlmittelstrom durch den Kühlmittelkühler
- mfPumpe
- geförderter Kühlmittelstrom
- mfSillk
- durch den Kühlmittelkühler 10 geführter Kühlmittelstrom
- mfSCR
- durch die Komponente (Einspritzventil) 27 geführter Kühlmittelstrom
- mfCmpr
- durch den Verdichter 4 geführten Kühlmittelstrom
- tFEK
- Temperatur des aus dem Kühlmittelkühler 10 austretenden Kühlmittels
- tSillk
- Temperatur des aus dem Ladeluftkühler 2 austretenden Kühlmittels
- tSCR
- Temperatur des aus der Komponente 27 austretenden Kühlmittels
- tCmpr
- Temperatur des aus dem Verdichter austretenden Kühlmittels
- tmix
- Temperatur des Kühlmittels, das nach den Komponenten 2, 4 und 27 zusammengeführt wurde
- tBY
- Temperatur des Kühlmittels im Bypass-Zweig 11
- tu
- Umgebungstemperatur
- Posv
- Ventilposition
- tM
- Vorlauf-/Mischtemperatur
- tLL
- Ladelufttemperatur in der Ladeluftstrecke 3
- tSR
- Saugrohrtemperatur (maßgebliche Ladelufttemperatur in der Saugrohrstrecke 6)
- PITVp
- Pumpenisttastverhältnis
- tSRsoll
- Saugrohrtemperatur Sollwert
- tMsoll
- Mischtemperatur Sollwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004021551 A1 [0006]
- WO 2007/122345 A1 [0006]
