DE102016215659B4 - Hybridladeluftkühlersystem und Steuerverfahren desselben - Google Patents

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Abstract

Hybridladeluftkühlersystem, aufweisend:einen Luftkühler (100), der zum Austauschen vom Wärme mit Außenluft, die durch eine äußere Wand einer Vielzahl von Wegen einer verdichteten Ansaugluft strömt, konfiguriert ist, um eine verdichtete Ansaugluft zu kühlen, die durch die Innenseite der Wege der verdichteten Ansaugfluft strömt; undeinen Wasserkühler (200), der zum Austauschen von Wärme zwischen einem Wasserkühler-Kühlmittel, das die äußere Wand der Wege der verdichteten Ansaugluft umgibt, und der verdichteten Ansaugluft konfiguriert ist, die in dem Luftkühler (100) gekühlt wird, undeine Bypassleitung (220), die konfiguriert ist, um von einem Aufnahmetrockner (310) abgezweigt zu sein, durch den Wasserkühler-Kühlmittelbehälter (210) zu gehen und mit einer Kondensationsleitung (260) in Verbindung zu stehen, die einen Kompressor (320) und einen Klimaanlagen-Kondensator (340) verbindet,wobei der Wasserkühler (200) einen Wasserkühler-Kühlmittelbehälter (210) enthält, der die Wege der verdichteten Ansaugluft umgibt.

Description

  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridladeluftkühlersystem und ein Steuerverfahren desselben und genauer ein Hybridladeluftkühlersystem, das eine Temperatur einer durch einen Einlass eines Ladeluftkühlers strömenden Ansaugluft unter Verwendung eines Wasserkühlers stabilisiert und eine Kühlleistung des Ladeluftkühlers unter Verwendung eines Luftkühlers erheblich erhöht, und ein Steuerverfahren desselben.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Turbolader ist im Allgemeinen eine Aufladestruktur, die eine einer Kraftmaschine bzw. einem Motor zugeführte Ansaugluft mit Abgasleistung eines Abgases verdichtet, um die verdichtete Ansaugluft einem Zylinder zuzuführen, und dadurch eine Einlassladeeffizienz des Motors erhöht und einen mittleren Arbeitsdruck erhöht, um eine Ausgangsleistung des Motors zu erhöhen. Der Turbolader weist eine Struktur auf, bei der ein Kompressor und eine Turbine im Allgemeinen auf der gleichen axialen Linie angeordnet sind, die Turbine durch die Abgasleistung bzw. Abgasenergie des durch ein Abgasrohr abgegebenen Abgases gedreht wird, um den auf der gleichen axialen Linie wie die Turbine angeordneten Kompressor zu drehen, um folglich eine durch einen Einlasskrümmer zugeführte Luft zu verdichten, die dem Zylinder zuzuführen ist.
  • Indessen wird eine Temperatur der durch den oben beschriebenen Turbolader verdichteten Luft erhöht und daher wird beim Zuführen der verdichteten Luft einer Brennkammer eine Erhöhungsrate der Luftdichte verringert, wobei folglich eine Herabsetzung einer Ladeeffizienz verursacht wird oder ein Klopfen leicht verursacht werden kann. Ein Ladeluftkühler wurde geliefert, um die Temperatur der Ladeluft zu verringern. Insbesondere ist 1 eine Ansicht zum Beschreiben eines Ladeluftkühlers nach der verwandten Technik. In Bezug auf 1 wird eine Dichte einer Ansaugluft, die gekühlt wird, während dieselbe durch den Ladeluftkühler strömt, hoch gehalten und eine Temperatur derselben verringert, wobei dadurch eine Verbrennungsleistung verbessert wird.
  • Auf dem Gebiet der Ladeluftkühlung kennt man aus der DE 26 55 017 A1 eine Brennkraftmaschine mit Aufladung und Ladeluftkühlung, wobei zur Abfuhr einer hohen Wärmemenge bei der Brennkraftmaschine mehrere Ladeluft-Kühler bzw. -Kühlsysteme mit unterschiedlichem Temperaturniveau vorgesehen sind, wobei die einzelnen Kühler sinngemäß auf der Ladeluftseite mit fallender und im Kühlluftstrom mit steigender Temperatur in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Die EP 2 257 705 B1 zeigt einen Wärmetauscher, wie einen wassergekühlten Ladeluftkühler (WC-CAC), zur Kühlung von Ladeluft mit Hilfe von Kühlmittel, wobei der Wärmetauscher Ladeluftrohre und Kühlmittelverwirbler aus gewelltem Metallblech aufweist, die zwischen den Rohren angeordnet sind, wobei die Verwirbler Kühlmittelkanäle bilden in denen Verwirbelungsmittel vorgesehen sind. Die DE 10 2011 080 208 A1 offenbart ein Wärmetauschersystem für ein Fahrzeug, das einen Verteiler zum Aufteilen eines Kühlmittelstroms in einen ersten Kühlmittelstrom und einen zweiten Kühlmittelstrom, einen durch den ersten Kühlmittelstrom kühlbaren Ladeluftkühler für einen Motor des Fahrzeugs, einen durch den zweiten Kühlmittelstrom kühlbaren Kondensator und einen Regler zum Regeln eines Massenstroms des ersten Kühlmittelstroms durch den Ladeluftkühler aufweist. Schließlich ist aus der DE 102 54 016 A1 eine Vorrichtung zur Kühlung von Ladeluft bei einem Kraftfahrzeug mit einem Turbolader mit einer ersten Kühlstufe bekannt, wobei in der Vorrichtung einer zweite Kühlstufe vorgesehen ist.
  • Basierend auf einem Kühlverfahren ist der Ladeluftkühler im Allgemeinen in einen Ladeluftkühler vom Luftkühlungstyp und einen Ladeluftkühler vom Wasserkühlungstyp unterteilt. Der Ladeluftkühler vom Luftkühlungstyp weist eine Struktur auf, bei der die Ladeluft durch eine Vielzahl von Rohren strömt und durch Kaltluft gekühlt wird, die durch eine mit den Rohren einstückig ausgebildete Kühlrippe strömt. Der Ladeluftkühler vom Wasserkühlungstyp weist eine Struktur auf, bei der die Luft durch einen Kühlkanal gekühlt wird, der die Rohre berührt. Im Allgemeinen weist der Ladeluftkühler vom Luftkühlungstyp eine ausgezeichnete Kühlleistung auf, aber dadurch ein Problem auf, dass die Kühlleistung aufgrund einer Veränderung der Temperatur der Außenluft oder dergleichen instabil sein kann. Der Ladeluftkühler vom Wasserkühlungstyp kann ferner eine stabile Effizienz beibehalten, aber weist dadurch ein Problem auf, dass die Kühlleistung desselben nicht so gut wie die des Ladeluftkühlers vom Luftkühlungstyp ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein mehrere Kühlmittel verwendendes Hybridladeluftkühlersystem, das die Kühlleistung eines Ladeluftkühlers durch Integrieren eines Ladeluftkühlers vom Luftkühlungstyp und eines Ladeluftkühlers vom Wasserkühlungstyp und Kühlen des Ladeluftkühlers vom Wasserkühlungstyp unter Verwendung eines Klimatisierungssystems bzw. einer Klimaanlage ohne separate Kühlleitung verbessern kann, und ein Steuerverfahren desselben gerichtet.
  • Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch die folgende Beschreibung verstanden werden und in Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offensichtlich werden. Für jemanden mit Fähigkeiten in der Technik, zu der die vorliegende Erfindung gehört, ist es offensichtlich, dass die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beanspruchten Mittel und Kombinationen derselben umgesetzt werden können.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Hybridladeluftkühlersystem Folgendes enthalten: einen Luftkühler 100, der zum Austauschen von Wärme mit Außenluft, die durch eine äußere Wand einer Vielzahl von Wegen 110 der verdichteten Ansaugluft strömt, konfiguriert ist, um eine durch die Innenseite der Wege 110 der verdichteten Ansaugluft strömende verdichtete Ansaugluft zu kühlen, und einen Wasserkühler 200, der zum Austauschen von Wärme zwischen einem Wasserkühler-Kühlmittel, das die äußere Wand der Wege 110 der verdichteten Ansaugluft umgibt, und der verdichteten Ansaugluft konfiguriert ist, die in dem Luftkühler 100 gekühlt wird, wobei der Wasserkühler 200 einen Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 aufweisen kann, der die Wege der verdichteten Ansaugluft umgibt. Das Hybridladeluftkühlersystem enthält überdies eine Bypassleitung 220, die von einem Aufnahmetrockner 310 abgezweigt ist, durch den Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 geht und konfiguriert ist, um mit einer Kondensationsleitung 260 in Verbindung zu stehen, die einen Kompressor 320 und einen Klimaanlagen-Kondensator 340 verbindet.
  • Die Bypassleitung 220 kann angeordnet sein, um zwischen den Wegen 110 der verdichteten Ansaugluft und einer Innenwand des Wasserkühler-Kühlmittelbehälters 210 hindurch einzudringen. Die Bypassleitung 220 kann in eine Vielzahl von Leitungen in einem Abschnitt verzweigt sein, in dem dieselbe zwischen den Wegen 110 der verdichteten Ansaugluft und der Innenwand des Wasserkühler-Kühlmittelbehälters 210 hindurch eindringt.
  • Das Hybridladeluftkühlersystem kann ferner ein Bypassventil 330, das auf der Bypassleitung 220 installiert ist, um die Bypassleitung 220 zu öffnen oder zu schließen, und eine Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350 enthalten, die auf der Bypassleitung 220 an einem hinteren Teil des Bypassventils 330 installiert ist, um ein Klimaanlagen-Kühlmittel in der Bypassleitung 220 zu der Kondensationsleitung 260 abzulassen. Das Hybridladeluftkühlersystem kann ferner eine Expansionsleitung 230 enthalten, die konfiguriert ist, um eine Verbindung zwischen dem Aufnahmetrockner 310 und einem Expansionsventil 360 zu liefern.
  • Zudem kann das Hybridladeluftkühlersystem eine Verdampfungsleitung 240 enthalten, die konfiguriert ist, um eine Verbindung zwischen dem Expansionsventil 360 und einem Heizkern 370 zu liefern. Eine Kompressionsleitung 250 kann konfiguriert sein, um eine Verbindung zwischen dem Heizkern 370 und dem Kompressor 320 zu liefern. Das Hybridladeluftkühlersystem kann ferner eine Gas-Flüssigkeits-Trennleitung 270 enthalten, die konfiguriert ist, um eine Verbindung zwischen dem Klimaanlagen-Kondensator 340 und dem Aufnahmetrockner 310 zu liefern. Der Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 kann einen Wasserkühler-Kühlmitteleinlass 211, der von einer Oberseite desselben hervorsteht, und eine Wasserkühler-Kühlmittelkappe 212 enthalten, die zum Öffnen oder Schließen des Wasserkühler-Kühlmitteleinlasses 211 konfiguriert ist.
  • Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Steuerverfahren eines Hybridladeluftkühlersystems Folgendes enthalten: Messen einer Temperatur einer Ansaugluft in einem Auslass des Hybridladeluftkühlersystems (S100), Bestimmen, ob die gemessene Temperatur der Ansaugluft höher als eine voreingestellte Bezugstemperatur ist (S200), wobei das Bypassventil (330) auf der Bypass-Leitung (220) installiert ist, um die Bypass-Leitung (220) zu öffnen oder zu schließen, und die Bypass-Leitung (220) so konfiguriert ist, dass sie von einem Aufnahmetrockner (310) abgezweigt wird, durch einen Wasserkühler-Kühlmittelbehälter (210) verläuft und mit einer Kondensationsleitung (260) in Verbindung steht, die einen Kompressor (320) und einen Klimaanlagen-Kondensator (340) miteinander verbindet, und Öffnen des Bypassventils 330 und Betätigen der Wasserkühler-Kühlmittekreislaufpumpe 350 (S300), wenn die gemessene Temperatur der Ansaugluft höher als die voreingestellte Bezugstemperatur ist. Das Steuerverfahren kann ferner Folgendes enthalten: Schließen des Bypassventils 330 und Beenden der Betätigung der Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350 (S400), wenn die gemessene Temperatur der Ansaugluft geringer als die voreingestellte Bezugstemperatur ist.
  • Figurenliste
  • Die oben erwähnten und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen derselben detailliert beschrieben werden, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind, die nachstehend nur zur Veranschaulichung aufgeführt sind und die vorliegende Erfindung folglich nicht beschränken und in denen:
    • 1 eine Ansicht ist, die einen Ladeluftkühler nach der verwandten Technik veranschaulicht;
    • 2 eine Teilansicht eines Hybridladeluftkühlersystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
    • 3 eine Querschnittsansicht eines Wasserkühlers in dem Hybridladeluftkühlersystem nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
    • 4 eine Querschnittsansicht des Wasserkühlers in dem Hybridladeluftkühlersystem nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
    • 5 ein Blockdiagramm des Hybridladeluftkühlersystems nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
    • 6 ein Ablaufplan eines Steuerverfahrens eines Hybridladeluftkühlersystems nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und Fahrzeuge mit anderen alternativen Brennstoffen enthält (z.B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Zwar wird eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, eine Vielzahl von Einheiten zum Durchführen des beispielhaften Prozesses zu verwenden, aber es ist klar, dass die beispielhaften Prozesse auch durch ein Modul oder eine Vielzahl von Modulen durchgeführt werden können. Zudem ist klar, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module vorgesehen und der Prozessor ist insbesondere zum Ausführen der Module vorgesehen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“ jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
  • Basierend auf einem Prinzip, dass die Erfinder die Konzepte der Ausdrücke angemessen definieren können, um ihre eigenen Erfindungen auf die beste Weise zu beschreiben, sind in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdrücke und Wörter nicht als eine allgemeine Bedeutung oder Wörterbuchbedeutung, sondern als Bedeutung und Konzepte auszulegen, die den technischen Ideen der vorliegenden Erfindung entsprechen. Daher sind die in den beispielhaften Ausführungsformen und Zeichnungen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Konfigurationen lediglich bevorzugteste Ausführungsformen, aber repräsentieren nicht das gesamte technische Wesen der vorliegenden Erfindung. Folglich sollte klar sein, dass es verschiedene Äquivalente und Modifikationen zum Ersetzen derselben beim Einreichen dieser Anmeldung geben kann. Außerdem werden detaillierte Beschreibungen in Bezug auf allgemein bekannte Funktionen oder Konfigurationen weggelassen werden, um den Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu verschleiern. Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden.
  • 2 ist eine Teilansicht eines Hybridladeluftkühlersystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 3 ist eine Querschnittsansicht eines Wasserkühlers in dem Hybridladeluftkühlersystem nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine Querschnittsansicht des Wasserkühlers in dem Hybridladeluftkühlersystem nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 5 ist ein Blockdiagramm des Hybridladeluftkühlersystems nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Bezug auf die 2 bis 5 kann ein Hybridladeluftkühlersystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Luftkühler 100 und einen Wasserkühler 200 enthalten.
  • Insbesondere kann der Luftkühler 100 zum Austauschen von Wärme mit der Außenluft, die durch eine äußere Wand einer Vielzahl von Wegen 110 der verdichteten Ansaugluft strömt, konfiguriert sein, um die durch die Innenseite des Weges 110 der verdichteten Ansaugluft strömende verdichtete Ansaugluft zu kühlen. Der Wasserkühler 200 kann ferner zum Austauschen von Wärme zwischen einem Kühlmittel des Wasserkühlers, das die äußere Wand der Wege 110 der verdichteten Ansaugluft umgibt, und der verdichteten Ansaugluft konfiguriert sein, die in dem Luftkühler 100 gekühlt wird. Wie oben beschrieben wurde, kann die in dem Turbolader verdichtete Ansaugluft zuerst durch den Luftkühler 100 strömen, der eine hohe Kühlleistung aufweist, um primär gekühlt zu werden, und dann konfiguriert sein, um durch den Wasserkühler 200 zu strömen, um sekundär und stabiler gekühlt zu werden. Mit anderen Worten kann eine Temperatur der Ansaugluft in einem Auslass des Hybridladeluftkühlersystems effektiv gesteuert werden, während eine verbrauchte Energie erheblich verringert wird, indem der Wasserkühler in einem Bereich angeordnet wird, in dem eine Temperatur der verdichteten Ansaugluft von einer Zwischentemperatur auf eine geringe Temperatur in dem Prozess verringert wird, in dem das Hybridladeluftkühlersystem die Temperatur der verdichteten Ansaugluft von einer hohen Temperatur (ca. 120°C - 150°C) auf eine Zwischentemperatur (ca. 45°C) und von der Zwischentemperatur auf eine niedrige Temperatur (weniger als 35°C) verringert. Nachstehend wird der Wasserkühler 200 der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben werden.
  • Der Wasserkühler 200 kann einen Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 und eine Bypassleitung 220 enthalten. Der Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 kann angeordnet sein, um die Wege 110 der verdichteten Ansaugluft zu umgeben. Ferner kann ein Wasserkühler-Kühlmittel in den Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 gefüllt werden. Verschiedene Wasserkühler-Kühlmittel können unter Berücksichtigung einer spezifischen Wärme verwendet werden, wobei insbesondere bei Verwendung eines Mittels ähnlich einem Getriebeöl das Wasserkühler-Kühlmittel semipermanent verwendet werden kann. Zudem kann der Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 einen Wasserkühler-Kühlmitteleinlass 211, der von einer Oberseite desselben hervorsteht oder sich von derselben erstreckt, und eine Wasserkühler-Kühlmittelkappe 212 enthalten, die zum Öffnen und Schließen des Wasserkühler-Kühlmitteleinlasses 211 konfiguriert ist. Wenn das Wasserkühler-Kühlmittel kein Kühlmittel ist, das semipermanent verwendet werden kann, kann das Wasserkühler-Kühlmittel folglich durch den Wasserkühler-Kühlmitteleinlass 211 ergänzt bzw. aufgefüllt werden und der Wasserkühler-Kühlmitteleinlass 211 kann auch durch die Wasserkühler-Kühlmittelkappe 212 nach dem Auffüllen verschlossen werden.
  • Die Bypassleitung 220 kann von einem Aufnahmetrockner 310 abgezweigt sein, durch den Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 hindurch gehen und konfiguriert sein, um mit einer Kondensationsleitung 260 in Verbindung zu stehen, die einen Kompressor 320 und einen Klimaanlagen-Kondensator 340 verbindet. Mit anderen Worten kann ein Klimaanlagen-Kühlmittel in einem flüssigen Zustand bzw. Flüssigzustand, das von dem Aufnahmetrockner 310 abgelassen wird, in die Bypassleitung 220 fließen, zu der Kondensationsleitung 260 abgelassen werden und in den Klimaanlagen-Kondensator 340 zugeführt werden. Insbesondere kann der Kompressor 320 zum Verdichten des Klimaanlagen-Kühlmittels in einem gasförmigen Zustand bzw. Gaszustand und Ablassen des Klimaanlagen-Kühlmittels in einem Hochdruck-Gaszustand konfiguriert sein. Ferner kann der Klimaanlagen-Kondensator 340 zum Kondensieren des Klimaanlagen-Kühlmittels in dem Hochdruck-Gaszustand, das von dem Kompressor 320 abgelassen wird, in den flüssigen Zustand konfiguriert sein. Zudem kann der Aufnahmetrockner 310 zum Trennen des Klimaanlagen-Kühlmittels in dem gasförmigen Zustand unter den Klimaanlagen-Kühlmitteln, die von dem Klimaanlagen-Kondensator 340 abgelassen werden, konfiguriert sein, um das Klimaanlagen-Kühlmittel in dem flüssigen Zustand abzulassen.
  • Ferner kann die Bypassleitung 220 angeordnet sein, um zwischen dem Weg 110 der verdichteten Ansaugluft und einer Innenwand des Wasserkühler-Kühlmittelbehälters 210 hindurch einzudringen. Folglich kann das Wasserkühler-Kühlmittel zum Kühlen der verdichteten Ansaugluft konfiguriert sein, die in dem Weg 110 der verdichteten Ansaugluft strömt, und das Kühlmittel in dem flüssigen Zustand in der Bypassleitung 220 kann konfiguriert sein, um das Wasserkühler-Kühlmittel zu kühlen. Insbesondere kann die Bypassleitung 220 in eine Vielzahl von Leitungen in einem Abschnitt verzweigt sein, in dem dieselbe zwischen dem Weg 110 der verdichteten Ansaugluft und der Innenwand des Wasserkühler-Kühlmittelbehälters 210 hindurch eindringt. Folglich kann das Klimaanlagen-Kühlmittel in dem Abschnitt gleichmäßig zirkuliert werden, in dem die Bypassleitung 220 die Innenseite des Wasserkühler-Kühlmittelbehälters 210 durchdringt.
  • Zudem kann der Wasserkühler 200 ein Bypassventil 330 und eine Wasserkühler-Kühlmittekreislaufpumpe 350 enthalten. Das Bypassventil 330 kann auf der Bypassleitung 220 angeordnet sein, um die Bypassleitung 220 zu öffnen oder zu schließen. Die Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350 kann auf der Bypassleitung 220 an dem hinteren Teil (z.B. ein hinterer Abschnitt) des Bypassventils 330 angeordnet sein, um das Klimaanlagen-Kühlmittel in der Bypassleitung 220 zu dem Klimaanlagen-Kondensator 340 abzulassen. Mit anderen Worten kann bei der vorliegenden Erfindung der Wasserkühler 200 durch die Klimaanlage gekühlt werden, wobei folglich das Klimaanlagen-Kühlmittel, wenn der Wasserkühler 200 eine Kühlung erfordert, unter Berücksichtigung der Innenraum-Kühlleistung einschränkend in die Bypassleitung 220 fließen kann. Folglich können das Bypassventil 330 und die Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350 verwendet werden, um zu ermöglichen, dass das Klimaanlagen-Kühlmittel in die Bypassleitung 220 fließt oder nicht fließt (z.B., um die Strömung des Kühlmittels einzuschränken). Ein Steuerverfahren des Hybridladeluftkühlersystems, das oben beschrieben wurde, wird nachstehend beschrieben werden.
  • Der Wasserkühler 200 kann des Weiteren eine Expansionsleitung 230, eine Verdampfungsleitung 240 und eine Kompressionsleitung 250 enthalten. Die Expansionsleitung 230, die Verdampfungsleitung 240 und die Kompressionsleitung 250 können innerhalb der Klimaanlage eines Fahrzeugs verwendet werden. Die Expansionsleitung 230 kann konfiguriert sein, um eine Verbindung zwischen dem Aufnahmetrockner 310 und einem Expansionsventil 360 zu liefern. Insbesondere kann das Expansionsventil 360 das Kühlmittel in dem Hochdruck-Flüssigzustand ausdehnen, um leichter verdampft zu werden. Das Kühlmittel in einem flüssigen Zustand, das in dem Klimaanlagen-Kondensator 340 kondensiert wird, kann insbesondere in die Expansionsleitung 230 fließen.
  • Die Verdampfungsleitung 240 kann zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem Expansionsventil 360 und einem Heizkern 370 konfiguriert sein. Insbesondere kann der Heizkern 370 das Kühlmittel in dem flüssigen Zustand verdampfen und zum Kühlen der Luft extern zu dem Heizkern 370 unter Verwendung einer endothermen Reaktion konfiguriert sein, die während der Verdampfung des Kühlmittels erzeugt wird. Das Kühlmittel in dem flüssigen Zustand, das in der Expansionsventil 360 ausgedehnt wird, kann in die Verdampfungsleitung 240 strömen.
  • Ferner kann die Kompressionsleitung 250 zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen den Heizkern 370 und dem Kompressor 320 konfiguriert sein. Insbesondere kann das Kühlmittel in dem gasförmigen Zustand, das in dem Heizkern 370 verdampft wird, in die Kompressionsleitung 250 strömen. Die Kondensationsleitung 260 kann zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem Kompressor 320 und dem Klimaanlagen-Kondensator 340 konfiguriert sein. Insbesondere kann das Kühlmittel in dem Hochdruck-Gaszustand, das in dem Kompressor 320 verdichtet wird, in die Kondensationsleitung 260 strömen. Zudem kann eine Gas-Flüssigkeits-Trennleitung 270 zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem Klimaanlagen-Kondensator 340 und dem Aufnahmetrockner 310 konfiguriert sein. Insbesondere können das Klimaanlagen-Kühlmittel in dem flüssigen Zustand, das in dem Klimaanlagen-Kondensator 340 kondensiert wird, und das Klimaanlagen-Kühlmittel in dem gasförmigen Zustand, das nicht kondensiert wird, in die Gas-Flüssigkeits-Trennleitung 270 strömen, während dieselben miteinander vermischt werden.
  • 6 ist ein Ablaufplan eines Steuerverfahrens eines Hybridladeluftkühlersystems nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Bezug auf 6 kann das Steuerverfahren eines Hybridladeluftkühlersystems nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes enthalten: Messen einer Temperatur einer Ansaugluft in dem Auslass des Hybridladeluftkühlersystems unter Verwendung eines Sensors durch eine Steuerung (S100); Bestimmen durch die Steuerung, ob die gemessene Temperatur der Ansaugluft höher als eine voreingestellte Bezugstemperatur ist, (S200); und Öffnen des Bypassventils 330 und Betätigen der Wasserkühler-Kühlmittelkreisluftpumpe 350 (S300), wenn die gemessene Temperatur der Ansaugluft höher als die voreingestellte Bezugstemperatur ist. Das Öffnen des Bypassventils 330 und die Betätigung der Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350, wie oben beschrieben, können als ein erster Steuerschritt bekannt sein.
  • Mit anderen Worten kann die Temperatur der Luft (z.B. Ansaugluft), die durch den Turbolader verdichtet wird, ansteigen und folglich kann, wenn die Luft mit einer hohen Temperatur der Brennkammer zugeführt wird, eine Erhöhungsrate der Luftdichte abnehmen, wobei folglich eine Herabsetzung einer Ladeeffizienz verursacht wird oder ein Klopfen verursacht werden kann. Um solch ein Problem zu verhindern, kann folglich durch Vergleichen der Temperatur der Ansaugluft in dem Auslass des Hybridladeluftkühlersystems und der voreingestellten Bezugstemperatur bestimmt werden, ob das Wasserkühler-Kühlmittel eine Kühlung erfordert. Insbesondere kann die voreingestellte Bezugstemperatur eine Temperatur sein, bei der die Ladeeffizienz herabgesetzt oder ein Klopfen verursacht wird, und die voreingestellte Bezugstemperatur kann basierend auf einem Fahrzeugtyp oder dergleichen verschieden festgelegt werden.
  • In dem ersten Steuerschritt (S300) kann ferner das Bypassventil 330 geöffnet und die Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350 betätigt werden. Folglich kann ein Teil des Klimaanlagen-Kühlmittel in dem flüssigen Zustand, das durch den Aufnahmetrockner 310 getrennt wird, durch den Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 hindurch durch die Bypassleitung 220 strömen, um das Wasserkühler-Kühlmittel in dem Wasserkühler-Kühlmittelbehälter 210 zu kühlen. Zur gleichen Zeit kann ein Teil des Klimaanlagen-Kühlmittels in dem flüssigen Zustand, das durch den Aufnahmetrockner 310 getrennt wird, dem Expansionsventil 360 zugeführt werden und dann in dem Heizkern 370 verdampft werden, um eine Innenraumluft eines Fahrzeugs zu kühlen.
  • Das Steuerverfahren eines Hybridladeluftkühlersystems kann ferner Folgendes enthalten: Schließen des Bypassventils 330 und Beenden der Betätigung der Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350 (S400), wenn die gemessene Temperatur der Ansaugluft geringer als die voreingestellte Bezugstemperatur ist. Das Schließen des Bypassventils 330 und die Beendigung der Betätigung der Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe 350, wie oben beschrieben, können als zweiter Steuerschritt bekannt sein. Da die Temperatur der Ansaugluft in dem Auslass des Hybridladeluftkühlersystems geringer als die voreingestellte Bezugstemperatur ist, kann mit anderen Worten, wenn das Wasserkühler-Kühlmittel keine Kühlung erfordert, das gesamte Klimaanlagen-Kühlmittel in dem flüssigen Zustand, das durch den Aufnahmetrockner 310 getrennt wird, dem Expansionsventil 360 zugeführt werden und dann in dem Heizkern 370 verdampft werden, um die Innenraumluft eines Fahrzeugs zu kühlen. Daher kann die Innenraum-Kühlleistung eines Fahrzeugs erhöht werden.
  • Insbesondere kann das Steuerverfahren eines Hybridladeluftkühlersystems durch Wiederholen des Messens der Temperatur der Ansaugluft (S100), der Bestimmung, ob die gemessene Temperatur der Ansaugluft höher als die voreingestellte Bezugstemperatur ist, (S200) und des Steuerschrittes (S300 oder S400) bis zu einer Abschaltung (z.B. bis das Fahrzeug ausgeschaltet oder abgeschaltet wird) durchgeführt werden. Daher kann das Hybridladeluftkühlersystem in einem Einschaltzustand kontinuierlich betätigt werden, um folglich die Motorleistung und Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
  • Nach den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur der Ansaugluft, die durch den Einlass des Ladeluftkühlers strömt, unter Verwendung des Wasserkühlers stabilisiert werden und die Kühlleistung des Ladeluftkühlers unter Verwendung des Luftkühlers erheblich erhöht werden, wobei dadurch die Motorleistung und Kraftstoffeffizienz erheblich verbessert werden. Ferner kann der Ladeluftkühler vom Wasserkühlungstyp durch die Klimaanlage ohne die separate Kühlleitung zum Kühlen des Wasserkühlers gekühlt werden, wobei dadurch eine Erhöhung des Gewichts und der Kosten verhindert wird. Die Temperatur der zu der Brennkammer des Motors zugeführten Ansaugluft kann stabilisiert werden, wobei dadurch das Klopfereignis des Motors verringert wird. Gemäß der Erhöhung der Kühlleistung des Ladeluftkühlers kann zudem eine Größe eines Öffnungsteils einer Stoßstange verringert werden und folglich ein Luftwiderstand verringert werden, um eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern, und ein Freiheitsgrad der Ausgestaltung verbessert werden.
  • Die vorangehenden beispielhaften Ausführungsformen sind nur Beispiele, um jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik, zu der die vorliegende Erfindung gehört, (nachstehend als „jemand mit Fähigkeiten in der Technik“ bezeichnet) zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung leicht auszuüben. Folglich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorangehenden beispielhaften Ausführungsformen und die beiliegenden Zeichnungen beschränkt und daher ist ein Bereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorangehenden beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Folglich wird es für jemanden mit Fähigkeiten in der Technik offensichtlich sein, dass Ersetzungen, Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen und Bereich der Erfindung abzuweichen, die durch die beiliegenden Ansprüche definiert sind, und auch zu dem Bereich der vorliegenden Erfindung gehören können.

Claims (9)

  1. Hybridladeluftkühlersystem, aufweisend: einen Luftkühler (100), der zum Austauschen vom Wärme mit Außenluft, die durch eine äußere Wand einer Vielzahl von Wegen einer verdichteten Ansaugluft strömt, konfiguriert ist, um eine verdichtete Ansaugluft zu kühlen, die durch die Innenseite der Wege der verdichteten Ansaugfluft strömt; und einen Wasserkühler (200), der zum Austauschen von Wärme zwischen einem Wasserkühler-Kühlmittel, das die äußere Wand der Wege der verdichteten Ansaugluft umgibt, und der verdichteten Ansaugluft konfiguriert ist, die in dem Luftkühler (100) gekühlt wird, und eine Bypassleitung (220), die konfiguriert ist, um von einem Aufnahmetrockner (310) abgezweigt zu sein, durch den Wasserkühler-Kühlmittelbehälter (210) zu gehen und mit einer Kondensationsleitung (260) in Verbindung zu stehen, die einen Kompressor (320) und einen Klimaanlagen-Kondensator (340) verbindet, wobei der Wasserkühler (200) einen Wasserkühler-Kühlmittelbehälter (210) enthält, der die Wege der verdichteten Ansaugluft umgibt.
  2. Hybridladeluftkühlersystem nach Anspruch 1, wobei die Bypassleitung (220) angeordnet ist, um zwischen den Wegen der verdichteten Ansaugluft und einer Innenwand des Wasserkühler-Kühlmittelbehälters (210) hindurch einzudringen.
  3. Hybridladeluftkühlersystem nach Anspruch 2, wobei die Bypassleitung (220) in eine Vielzahl von Leitungen in einem Abschnitt verzweigt ist, in dem die Bypassleitung (220) zwischen den Wegen der verdichteten Ansaugluft und der Innenwand des Wasserkühler-Kühlmittelbehälters (210) hindurch eindringt.
  4. Hybridladeluftkühlersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Bypassventil (330), das auf der Bypassleitung (220) installiert ist, um die Bypassleitung (220) zu öffnen oder zu schließen.
  5. Hybridladeluftkühlersystem nach Anspruch 4, ferner aufweisend: eine Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe (350), die auf der Bypassleitung (220) an einem hinteren Teil des Bypassventils (330) installiert ist, um ein Klimaanlagen-Kühlmittel in der Bypassleitung (220) zu der Kondensationsleitung (260) abzulassen.
  6. Hybridladeluftkühlersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Expansionsleitung (230), die zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem Aufnahmetrockner (310) und einem Expansionsventil (360) konfiguriert ist; eine Verdampfungsleitung (240), die zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem Expansionsventil (360) und einem Heizkern (370) konfiguriert ist; eine Kompressionsleitung (250), die zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem Heizkern (370) und dem Kompressor (320) konfiguriert ist; und eine Gas-Flüssigkeits-Trennleitung (270), die zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem Klimaanlagen-Kondensator (340) und dem Aufnahmetrockner (310) konfiguriert ist.
  7. Hybridladeluftkühlersystem nach Anspruch 1, wobei der Wasserkühler-Kühlmittelbehälter (210) einen Wasserkühler-Kühlmitteleinlass (211), der von einer Oberseite desselben hervorsteht, und eine Wasserkühler-Kühlmittelkappe (212) enthält, die zum Öffnen und Schließen des Wasserkühler-Kühlmitteleinlasses (211) konfiguriert ist.
  8. Steuerverfahren eines Hybridladeluftkühlersystems, aufweisend: Messen (S100) einer Temperatur einer Ansaugluft in einem Auslass des Hybridladeluftkühlersystems durch eine Steuerung; Bestimmen (S200) durch die Steuerung, ob die gemessene Temperatur der Ansaugluft höher als eine voreingestellte Bezugstemperatur ist; und Öffnen (S300) eines Bypassventils (330) durch die Steuerung und Betätigen einer Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe (350), wenn die gemessene Temperatur der Ansaugluft höher als die voreingestellte Bezugstemperatur ist, wobei das Bypassventil (330) auf der Bypass-Leitung (220) installiert ist, um die Bypass-Leitung (220) zu öffnen oder zu schließen, und die Bypass-Leitung (220) so konfiguriert ist, dass sie von einem Aufnahmetrockner (310) abgezweigt wird, durch einen Wasserkühler-Kühlmittelbehälter (210) verläuft und mit einer Kondensationsleitung (260) in Verbindung steht, die einen Kompressor (320) und einen Klimaanlagen-Kondensator (340) miteinander verbindet.
  9. Steuerverfahren nach Anspruch 8, ferner aufweisend: Schließen (S400) des Bypassventils (330) durch die Steuerung und Beenden der Betätigung der Wasserkühler-Kühlmittelkreislaufpumpe (350), wenn die gemessene Temperatur der Ansaugluft geringer als die voreingestellte Bezugstemperatur ist.
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