DE102017122339A1

DE102017122339A1 - Verfahren und systeme für ein kühlmittelsystem

Info

Publication number: DE102017122339A1
Application number: DE102017122339.8A
Authority: DE
Inventors: Amey Y. Karnik; John Smiley III; Zhaoyang Zeng; David Karl Bidner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2018-03-29
Also published as: US10690042B2; RU2017131564A; CN107869381A; CN107869381B; US20180087450A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern eines Kühlmitteldurchflusses durch parallele Verzweigungen eines Kühlmittelkreislaufs, der einen AC-Kondensator und einen Ladeluftkühler beinhaltet, bereitgestellt. Der Durchfluss wird als Reaktion auf einen AC-Kopfdruck und eine CAC-Temperatur aufgeteilt, um parasitäre Verluste zu reduzieren und die Kraftstoffökonomie zu verbessern. Der Durchfluss wird über Einstellungen an einer Kühlmittelpumpenleistung und einem Proportionalventil aufgeteilt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme zum Steuern eines Durchflusses von Kühlmittel durch mehrere Motorkomponenten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK UND KURZDARSTELLUNG
Fahrzeugsysteme können mehrere Kühlmittelschleifen beinhalten, um Kühlmittel durch verschiedene Sätze von Motorkomponenten zirkulieren zu lassen. Der Kühlmitteldurchfluss kann Wärme aus einigen Komponenten absorbieren (wodurch eine Abkühlung dieser Komponenten beschleunigt wird) und die Wärme an andere Komponenten übertragen (wodurch eine Erwärmung dieser Komponenten beschleunigt wird). Zum Beispiel kann eine Hochtemperatur-Kühlmittelschleife Kühlmittel durch einen Motor zirkulieren lassen, um Motorabwärme zu absorbieren. Das Kühlmittel kann zudem Wärme aufnehmen, die von einem oder mehreren eines AGR-Kühlers, eines Abgaskrümmerkühlers, eines Turboladerkühlers und eines Getriebeölkühlers abgeführt wurde. Wärme aus dem erwärmten Kühlmittel kann an einen Heizungswärmetauscher (zum Beheizen einer Fahrzeugkabine) übertragen werden und/oder nach dem Strömen durch einen Autokühler, der einen Lüfter beinhaltet, an die Atmosphäre abgeleitet werden. Als ein anderes Beispiel kann eine Niedertemperatur-Kühlmittelschleife Kühlmittel durch einen Ladeluftkühler zirkulieren lassen. Bei Bedarf (wie etwa, wenn eine Klimatisierung der Kabine gefordert ist) kann das Kühlmittel in der Niedertemperaturschleife zusätzlich durch den Kondensator des Klimatisierungs-(air conditioning – AC-)Systems gepumpt werden, um Wärme aufzunehmen, die durch ein Kältemittel des AC-Systems an dem Kondensator abgeführt wurde. Wärme aus dem erwärmten Kühlmittel kann nach dem Strömen durch einen weiteren Autokühler, der einen Lüfter beinhaltet, an die Atmosphäre abgeleitet werden. Ein Beispiel für ein derartiges Fahrzeugkühlmittelsystem wird von Ulrey et al. in US20150047374 gezeigt. Ein anderes Beispiel für ein Kühlmittelsystem wird von Isermeyer et al. in US20150040874 gezeigt. Darin ermöglicht ein Wärmetauscher den Wärmeaustausch zwischen einem Kühlmittelkreislauf zur Ladeluftkühlung und einem Kältemittelkreislauf des Kondensators.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass durch Koordinieren der Betätigung einer elektrischen Kühlmittelpumpe und eines Proportionalventils der Durchfluss zwischen den unterschiedlichen Komponenten eines Kühlmittelkreislaufs, die Kühlmitteldurchfluss erfordern (wie etwa einem AC-Kondensator und einem Ladeluftkühler), besser aufgeteilt werden kann, was eine verbesserte Kühlung mit reduzierten parasitären Verlusten ermöglicht. Insbesondere kann für einen gegebenen Kühlbedarf eine konkrete Kombination aus Kühlmittelpumpenleistung und Kühlmitteldurchflussrate durch das AC-System relativ zu einem Kühlmitteldurchfluss durch einen CAC bestehen, die parasitäre Verluste reduziert. An diesem Betriebspunkt kann der Motor dazu betrieben werden, alle Kühlbedarfe mit höherer Kraftstoffökonomie zu erfüllen. Durch Abbilden der Beziehung zwischen Kühlmitteldurchflussrate, Pumpenleistung und AC-Kopfdruck kann ein Betriebspunkt erkannt und bei höherer Kraftstoffökonomie bereitgestellt werden, an dem sowohl die Kühlmittelpumpeneffizienz hoch ist als auch die AC-Kondensatoreffizienz hoch ist.
In einem Beispiel kann dies durch ein Verfahren erreicht werden, das Folgendes umfasst: Schätzen einer angefragten Kühlmitteldurchflussrate durch einen Kühlmittelkreislauf auf Grundlage eines Kühlbedarfs an jedem eines Klimatisierungskondensators, eines Ladeluftkühlers (charge air cooler – CAC) und eines Getriebeölkühlers (transmission oil cooler – TOC) des Kühlmittelkreislaufs; Schätzen eines effektiven Strömungswiderstands durch den Kühlmittelkreislauf auf Grundlage einer Position eines ersten Ventils, das an den Kondensator und den CAC gekoppelt ist, und eines zweiten Ventils, das an den TOC gekoppelt ist; und Einstellen einer Kühlmittelpumpenleistung auf Grundlage des geschätzten Strömungswiderstands zum Bereitstellen der angefragten Kühlmitteldurchflussrate. Auf diese Art und Weise kann der Kühlmitteldurchfluss besser auf Grundlage von Bedarf und Leistung zwischen Komponenten des Kühlmittelkreislaufs zugeteilt werden, während die Kraftstoffökonomie verbessert wird.
Als ein Beispiel kann jeder eines Kondensators eines AC-Systems und eines CAC an verschiedene Verzweigungen eines Kühlmittelkreislaufs stromabwärts von einem Proportionalventil gekoppelt sein, wobei Kühlmittel über eine Kühlmittelpumpe in den Kreislauf geleitet wird. Der Kondensator kann ferner an einen Kältemittelkreislauf des AC-Systems gekoppelt sein, während der Kühlmittelkreislauf ferner an einem Getriebeölkühler (TOC) an einen Ölkreislauf eines Getriebes gekoppelt sein kann. Der AC-Kondensator kann in Richtung eines hinteren Endes des Motorraumbereichs positioniert sein. Während des Fahrzeugbetriebs kann die Aufteilung des Kühlmitteldurchflusses zu jeder Verzweigung variiert werden, wenn sich der Fahrerbedarf und Kabinenkühlbedarf ändern. Wenn zum Beispiel Kabinenkühlung angefordert wird, wird eine gewünschte Kühlmitteltemperatur bestimmt. Dann kann durch Bezugnahme auf eine 2D-Abbildung oder ein Modell, die bzw.
das eine Beziehung zwischen der Kühlmitteldurchflussrate, der gewünschten Kühlmitteltemperatur und einem AC-Kopfdruck abbildet, unter Berücksichtigung parasitärer Verluste eine Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den AC-Kondensator bestimmt werden (als der Punkt von Minima der Asymptote der 2D-Abbildung). Insbesondere kann eine Kühlmitteldurchflussrate vorliegen, über der die Änderung der Kühlmitteltemperatur aufgrund einer Zunahme parasitärer Verluste an dem CAC nicht erheblich ist. Diese Kühlmitteldurchflussrate kann als die gewünschte Kühlmitteldurchflussrate durch die AC-Schleife festgelegt werden. Zusätzlich kann ein entsprechender Referenz-AC-Kopfdruck bestimmt werden. Die Kühlmitteldurchflussrate kann bestimmt werden, während der Strömungswiderstand durch die unterschiedlichen Kühlmittelkreislaufkomponenten aufgrund der Position entsprechender Ventile berücksichtigt wird. Zum Beispiel wird der effektive Strömungswiderstand des Kreislaufs verringert, wenn ein an den TOC gekoppeltes Ventil geöffnet wird, um Kühlmitteldurchfluss durch den TOC zu ermöglichen, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass Getriebeöl überkocht. Als ein anderes Beispiel kann auf Grundlage der Position des Proportionalventils ein Strömungswiderstand durch den Kondensator und den CAC variieren. Die Steuerung kann eine Pumpenleistung bestimmen, die die Soll-Kühlmitteldurchflussrate bei der gegebenen Position der Ventile bereitstellt. Dann kann die Steuerung auf Grundlage eines relativen Prioritätsstatus der unterschiedlichen Komponenten (der eine Funktion ihres relativen Kühlbedarfs ist) ferner die Proportionalventilposition aktualisieren. Zum Beispiel kann die Proportionalventilposition so eingestellt werden, dass der Kühlmitteldurchflussbedarf der Komponente mit höherer Priorität erfüllt wird, während die verbleibende Komponente mit niedrigerer Priorität überschüssigen Durchfluss erhält. Ferner kann während Bedingungen, bei denen keine Kabinenkühlung angefordert wird, eine minimale Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator bereitgestellt werden. Während Bedingungen, bei denen sowohl Kabinenkühlbedarf als auch Motorkühlbedarf gedeckt ist, kann eine feste, kalibrierte Kühlmitteldurchflussrate durch sowohl den AC-Kondensator als auch den CAC bereitgestellt werden.
Auf diese Art und Weise kann der Kühlmitteldurchfluss zu unterschiedlichen Komponenten aufgeteilt werden, um ihre Kühlbedarfe auf kraftstoffeffiziente Weise zu erfüllen. Durch Stützen auf ein inverses Modell zum Bestimmen einer Kühlmittelpumpen- und Proportionalventileinstellung, die eine Kühlmitteldurchflussrate ermöglicht, während Strömungswiderständen durch die unterschiedlichen Strömungspfade des Kühlmittelkreislaufs Rechnung getragen wird, kann die Steuerung mit offener Regelschleife des Kühlmitteldurchflusses vereinfacht werden. Insbesondere kann das Modellieren mit einem einfacheren Modell durchgeführt werden, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen. Ferner stell das Modell einen zentralen Ort bereit, an dem Einstellungen geändert werden können, um unterschiedliche hydraulische Anordnungen unterzubringen. Indem Verzweigungswiderstand und Viskosität Rechnung getragen werden, können Verzweigungsdurchflussanfragen erfüllt werden, während auch ein minimaler Durchfluss in der Parallelverzweigung erfüllt wird. Dies reduziert demnach parasitäre Verluste, während dennoch der erforderlichen Kühlung nachgekommen wird. Insgesamt wird die Motorkühlleistung verbessert.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Ansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines aufgeladenen Fahrzeugsystems.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Kühlmittelsystems, das an das Motorsystem aus 1 gekoppelt ist.
3 zeigt ein Zustandsdiagramm, das die unterschiedlichen Betriebsmodi des Kühlmittelsystems darstellt.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm auf höherer Ebene, das eine Routine veranschaulicht, die zum Betrieben des Kühlmittelsystems auf Grundlage von Kühlbedarf und Motorbetriebsbedingungen umgesetzt werden kann.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm auf höherer Ebene, das eine Routine veranschaulicht, die zum Aufteilen eines Kühlmitteldurchflusses zwischen unterschiedlichen Motorkomponenten umgesetzt werden kann.
6A–6B zeigen beispielhafte Abbildungen, die das Verhältnis zwischen Kühlmittelpumpenleistung, AC-Kopfdruck und Kühlmitteldurchflussrate darstellen.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm auf höherer Ebene, das eine Routine veranschaulicht, die zum Diagnostizieren einer Beeinträchtigung des AC-Systems umgesetzt werden kann.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm auf höherer Ebene, das eine Routine veranschaulicht, die zum Einstellen des Kühlmitteldurchflusses durch einen TOC auf Grundlage eines Drehmomentwandlerschlupfes umgesetzt werden kann.
9–12 zeigen beispielhafte Einstellungen der Kühlmittelpumpenleistung und der Aufteilung des Kühlmitteldurchflusses zwischen einer AC und einem Ladeluftkühler eines Kühlmittelsystems als Reaktion auf eine Veränderung bei Kühlbedarf und Motorbetriebsbedingungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden Verfahren und Systeme zum Verbessern der Leistung von Komponenten bereitgestellt, die durch ein Motorkühlmittelsystem gekühlt werden, wie etwa das Kühlmittelsystem aus 2, das an das Motorsystem aus 1 gekoppelt ist. Das Kühlmittelsystem kann in einem einer Vielzahl von Betriebszuständen betrieben werden, wobei das Kühlmittelsystem als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen und Veränderungen beim Kühlbedarf zwischen den unterschiedlichen Zuständen übergehen (wie in 3 gezeigt). Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine durchzuführen, wie etwa die beispielhafte Routine aus 4–5, um Einstellungen an einer Kühlmittelpumpenleistung und der Position eines Proportionalventils zu koordinieren, um einen Durchfluss von Kühlmittel durch die verschiedenen Komponenten des Kühlmittelystems zu variieren, um den Kühlbedarf mit reduzierten parasitären Verlusten zu erfüllen. Zum Beispiel kann sich die Steuerung auf eine Abbildung berufen, wie etwa die beispielhaften Abbildungen aus 6A–6B, um eine Pumpenleistung und eine Kühlmitteldurchflussrate zu bestimmen, bei denen die Klimatisierungsleistung optimiert ist. Zusätzlich kann die Steuerung den Anteil von durch einen Getriebeölkühler strömendem Kühlmittel in der Kühlmittelschleife auf Grundlage eines Drehmomentwandlerschlupfes einstellen. Beispielhafte Einstellungen sind unter Bezugnahme auf 9–12 gezeigt. Zusätzlich kann die Steuerung Differenzen zwischen einem erwarteten AC-Kopfdruck und einem Ist-AC-Kopfdruck dazu verwenden, eine Beeinträchtigung des AC-Systems zu diagnostizieren, wie unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
1 zeigt schematisch Aspekte eines beispielhaften Motorsystems 100, das einen Motor 10 beinhaltet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Motor 10 ein aufgeladener Motor, der an einen Turbolader 13 gekoppelt ist, der einen Verdichter 114 beinhaltet, der durch eine Turbine 116 angetrieben wird. Konkret wird Frischluft entlang eines Ansaugkanals 42 über einen Luftreiniger 112 in den Motor 10 eingespeist und strömt zu dem Verdichter 114. Der Verdichter kann ein beliebiger geeigneter Ansaugluftverdichter, wie etwa ein von einem Elektromotor angetriebener oder von einer Antriebswelle angetriebener Kompressorverdichter, sein. In dem Motorsystem 10 ist der Verdichter jedoch ein Turboladerverdichter, der mechanisch über eine Welle 19 an die Turbine 116 gekoppelt ist, wobei die Turbine 116 durch sich ausdehnende Motorabgase angetrieben wird. In einer Ausführungsform können der Verdichter und die Turbine innerhalb eines Twin-Scroll-Turboladers gekoppelt sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Turbolader ein Variable-Turbinengeometrie-Lader (VTG-Lader) sein, wobei die Turbinengeometrie aktiv als eine Funktion der Motordrehzahl variiert wird.
Wie in 1 gezeigt, ist der Verdichter 114 durch den Ladeluftkühler (CAC) 18 (hier auch als Zwischenkühler bezeichnet) an das Drosselventil 20 gekoppelt. Das Drosselventil 20 ist an den Motoransaugkrümmer 22 gekoppelt. Aus dem Verdichter strömt die verdichtete Luftfüllung durch den Ladeluftkühler 18 und das Drosselventil zu dem Ansaugkrümmer. Der Ladeluftkühler kann zum Beispiel ein Luft-Luft-Wärmetauscher sein. Eine ausführliche Beschreibung des an den CAC gekoppelten Kühlkreislaufs ist nachstehend unter Bezugnahme auf 2 bereitgestellt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform wird der Druck der Luftfüllung innerhalb des Ansaugkrümmers durch den Krümmerluftdruck-(manifold air Pressure – MAP-)Sensor 124 erfasst. Da der Durchfluss durch den Verdichter die verdichtete Luft erwärmen kann, ist ein stromabwärts angeordneter CAC 18 bereitgestellt, sodass eine aufgeladene angesaugte Luftfüllung vor der Einspeisung in den Motoreinlass abgekühlt werden kann.
Ein oder mehrere Sensoren können an einen Einlass des Verdichters 114 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor 55 zum Schätzen einer Verdichtereinlasstemperatur an den Einlass gekoppelt sein und ein Drucksensor 56 kann zum Schätzen eines Verdichtereinlassdrucks an den Einlass gekoppelt sein. Als ein anderes Beispiel kann ein Feuchtigkeitssensor 57 zum Schätzen einer Feuchtigkeit einer in den Verdichter eintretenden Luftfüllung an den Einlass gekoppelt sein. Zu wiederum anderen Sensoren können zum Beispiel Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren etc. gehören. In anderen Beispielen können eine oder mehrere der Verdichtereinlassbedingungen (wie etwa Feuchtigkeit, Temperatur, Druck etc.) auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen abgeleitet werden. Zusätzlich können die Sensoren, wenn AGR aktiviert ist, eine Temperatur, einen Druck, eine Feuchtigkeit und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luftfüllungsgemisches, einschließlich Frischluft, zurückgeführter verdichteter Luft und Restabgase, die an dem Verdichtereinlass aufgenommen wurden, schätzen.
Das Motorsystem 100 kann ferner ein Klimatisierungs-(AC-)System 82 beinhalten, zum Beispiel als Teil eines Fahrzeug-HLK-Systems 84. Das AC-System 82 kann verschiedene Komponenten beinhalten, wie etwa einen Verdichter zum Pumpen von Kältemittel, einen Verdampfer zum Verdampfen von Kältemittel, einen Kondensator zum Kondensieren von Kältemittel und verschiedene Temperatursensoren. Das AC-System kann als Reaktion auf eine Fahrzeugführeranforderung zum Kühlen der Fahrzeugkabine, zum Entfeuchten der Kabinenluft und/oder zum Enteisen eingeschaltet oder betrieben werden. Wie hier ausgeführt, kann bei eingeschaltetem AC-System durch den Betrieb des AC-Systems (konkret durch den Kondensator des AC-Systems) erzeugte Wärme in einen (ersten) kühlmittelbasierten Kühlkreislauf abgeführt werden, der an den CAC, das HLK-System und einen Autokühler gekoppelt ist, wobei der erste Kühlkreislauf nicht an den Motorkrümmer, den Zylinderkopf oder einen AGR-Kühler gekoppelt ist. Insbesondere kann der Kondensator dazu verwendet werden, die Wärme abzuführen, während der AC-Verdampfer die Wärme absorbiert, die aufgrund des AC-Betriebs erzeugt wird. Insgesamt wandelt das AC-System Wärme in Arbeit um (Q_evap + W_mech). Der Abgaskrümmer, Zylinderkopf und AGR-Kühler können stattdessen an einen anderen kühlmittelbasierten Kühlkreislauf (z. B. einen anderen Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf) gekoppelt sein. Zusätzlich kann das Motoröl durch den Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf abgekühlt und erwärmt werden. Durch Einstellen der Leistung einer Pumpe des ersten Kühlkreislaufs sowie eines Proportionalventils kann der Kühlmitteldurchfluss durch das AC-System und den CAC auf Grundlage ihres Kühlbedarfs mit reduzierten parasitären Verlusten an das System und verbesserter Kraftstoffökonomie aufgeteilt werden. Zusätzlich kann die Steuerung des Kühlkreislaufs und der CAC-Temperatur beschleunigt werden, während Überhitzung reduziert wird. Insbesondere wird ein AC-Kopfdruck für das AC-System bestimmt, wobei der AC-Kopfdruck ein Druck des AC-Systems an einer Stelle stromabwärts von dem AC-Verdichter und stromaufwärts von einem Expansionsventil ist. Demnach handelt es sich hierbei um einen Druck auf der „Hochdruckseite” des AC-Systems, die nach dem Verdichter und im Allgemeinen vor dem Kondensator angeordnet ist. Wie hier ausgeführt, wird der AC-Kopfdruck bei der Steuerung des luftgekühlten AC-Systems für Kupplung, Verdichter mit variabler Verdrängung und Lüftersteuerung verwendet.
Der Ansaugkrümmer 22 ist durch eine Reihe von Einlassventilen (nicht gezeigt) an eine Reihe von Brennkammern 30 gekoppelt. Die Brennkammern sind ferner über eine Reihe von Auslassventilen (nicht gezeigt) an den Abgaskrümmer 36 gekoppelt. In der dargestellten Ausführungsform ist ein einzelner Abgaskrümmer 36 gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann der Abgaskrümmer jedoch eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten beinhalten. Konfigurationen, die eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten aufweisen, können ermöglichen, dass Abwasser aus unterschiedlichen Brennkammern an unterschiedliche Stellen in dem Motorsystem geleitet wird.
In einer Ausführungsform kann jedes der Auslass- und Einlassventile elektronisch betätigt oder gesteuert werden. In einer anderen Ausführungsform kann jedes der Auslass- und Einlassventile über Nocken betätigt oder gesteuert werden. Egal ob elektronisch betätigt oder über Nocken betätigt, kann die zeitliche Abstimmung des Öffnens und Schließens der Auslass- und Einlassventile wie für die gewünschte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung erforderlich eingestellt werden.
Den Brennkammern 30 können über die Einspritzung 66 ein oder mehrere Kraftstoffe wie etwa Benzin, Alkohol-Kraftstoff-Gemische, Diesel, Biodiesel, verdichtetes Erdgas etc. zugeführt werden. Der Kraftstoff kann den Brennkammern über Direkteinspritzung, Saugrohreinspritzung, Drosselventilkörpereinspritzung oder eine Kombination davon zugeführt werden. In den Brennkammern kann die Verbrennung über Fremdzündung und/oder Kompressionszündung eingeleitet werden.
Wie in 1 gezeigt, wird Abgas aus einem oder mehreren Abgaskrümmerabschnitten zu der Turbine 116 geleitet, um die Turbine anzutreiben. Wenn reduziertes Turbinendrehmoment gewünscht ist, kann etwas Abgas stattdessen durch das Wastegate 90 geleitet werden und damit die Turbine umgehen. Insbesondere kann der Wastegate-Aktor 92 zum Öffnen betätigt werden, um mindestens einen Teil des Abgasdrucks von stromaufwärts von der Turbine 116 über das Wastegate 90 zu einer Stelle stromabwärts von der Turbine abzulassen. Indem der Abgasdruck stromaufwärts von der Turbine reduziert wird, kann die Turbinendrehzahl reduziert werden, was wiederum bei der Aufladungssteuerung hilft. Der kombinierte Durchfluss aus der Turbine und dem Wastegate strömt dann durch die Emissionssteuerung 170. Im Allgemeinen können eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen 170 einen oder mehrere Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung beinhalten, die dazu konfiguriert sind, den Abgasstrom katalytisch zu behandeln und dadurch eine Menge einer oder mehrerer Substanzen im Abgasstrom zu reduzieren. Zum Beispiel kann ein Katalysator zur Abgasnachbehandlung dazu konfiguriert sein, NO_x aus dem Abgasstrom zu speichern, wenn der Abgasstrom mager ist, und die gespeicherten NO_x zu reduzieren, wenn der Abgasstrom fett ist. In weiteren Beispielen kann ein Katalysator zur Abgasnachbehandlung dazu konfiguriert sein, NO_x zu disproportionieren oder NO_x mithilfe eines Reduktionsmittels selektiv zu reduzieren. In noch weiteren Beispielen kann ein Katalysator zur Abgasnachbehandlung dazu konfiguriert sein, Kohlenwasserstoff- und/oder Kohlenstoffmonoxidrückstände im Abgasstrom zu oxidieren. Unterschiedliche Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung mit solcher Funktionalität können in Washcoats oder andernorts in den Abgasnachbehandlungsstufen entweder separat oder gemeinsam angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die Abgasnachbehandlungsstufen einen regenerierbaren Rußfilter beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Rußpartikel im Abgasstrom zu speichern und zu oxidieren.
Das behandelte Abgas aus der Emissionssteuerung 170 kann ganz oder teilweise über den Abgaskanal 35 an die Atmosphäre abgegeben werden. Je nach Betriebsbedingungen kann stattdessen jedoch ein Teil der Restabgase zu dem AGR-Kanal 50, durch den AGR-Kühler 51 und das AGR-Ventil 52, zum Einlass des Verdichters 114 umgeleitet werden. Demnach koppelt der AGR-Kanal 50 den Motorabgaskrümmer stromabwärts von der Turbine 116 mit dem Motoransaugkrümmer stromaufwärts von dem Verdichter 114.
Das AGR-Ventil 52 kann geöffnet werden, um eine kontrollierte Menge von gekühltem Abgas für eine gewünschte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung in den Verdichtereinlass einzulassen. Auf diese Art und Weise ist das Motorsystem 10 dazu ausgelegt, eine externe Niederdruck-(low-Pressure – LP-)AGR durch Entnehmen von Abgas von stromabwärts von der Turbine 116 bereitzustellen. Das AGR-Ventil 52 kann zudem als ein stufenlos verstellbares Ventil konfiguriert sein. In einem alternativen Beispiel kann das AGR-Ventil 52 jedoch als ein Auf-/Zu-Ventil konfiguriert sein. Die Drehung des Verdichters zusätzlich zu dem relativ langen LP-AGR-Strömungspfad in dem Motorsystem 10 stellt eine hervorragende Homogenisierung des Abgases in die angesaugte Luftfüllung bereit. Ferner stellt die Anordnung der AGR-Abnahme- und -Mischpunkte eine sehr effektive Kühlung des Abgases für eine erhöhte verfügbare AGR-Masse und verbesserte Leistung bereit. In weiteren Ausführungsformen kann das Motorsystem ferner einen Hochdruck-AGR-Strömungspfad beinhalten, wobei Abgas von stromaufwärts von der Turbine 116 angesaugt und stromabwärts von dem Verdichter 114 zu dem Motoransaugkrümmer zurückgeführt wird.
Der AGR-Kühler 51 kann zum Kühlen der dem Verdichter zugeführten AGR an den AGR-Kanal 50 gekoppelt sein. Zusätzlich können ein oder mehrere Sensoren an den AGR-Kanal 50 gekoppelt sein, um Details hinsichtlich der Zusammensetzung und des Zustands der AGR bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor bereitgestellt sein, um eine Temperatur der AGR zu bestimmen, kann ein Drucksensor bereitgestellt sein, um einen Druck der AGR zu bestimmen, kann ein Feuchtigkeitssensor bereitgestellt sein, um eine Feuchtigkeit oder einen Wassergehalt der AGR zu bestimmen, und kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 54 bereitgestellt sein, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der AGR zu schätzen. Alternativ können AGR-Bedingungen durch den einen oder die mehreren Temperatur-, Druck, Feuchtigkeits- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 55–57 abgeleitet werden, die an den Verdichtereinlass gekoppelt sind. Eine Öffnung des AGR-Ventils kann auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen und der AGR-Bedingungen eingestellt werden, um eine gewünschte Menge von Motorverdünnung bereitzustellen.
Das Motorsystem 100 kann ferner das Steuersystem 14 beinhalten. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Beispielsweise können die Sensoren 16 den stromaufwärts von der Emissionssteuervorrichtung angeordneten Abgassensor 126, den MAP-Sensor 124, den Abgastemperatursensor 128, den Abgasdrucksensor 129, den Verdichtereinlasstemperatursensor 55, den Verdichtereinlassdrucksensor 56, den Verdichtereinlassfeuchtigkeitssensor 57 und den AGR-Sensor 54 beinhalten. Weitere Sensoren wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren können an verschiedene Stellen in dem Motorsystem 100 gekoppelt sein. Die Aktoren 81 können zum Beispiel die Drossel 20, das AGR-Ventil 52, ein Verdichterrückführventil, das Wastegate 92 und die Kraftstoffeinspritzung 66 beinhalten. Das Steuersystem 14 kann eine Steuerung 12 beinhalten. Die Steuerung kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und verschiedene Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer darin programmierten Anweisung oder eines darin programmierten Codes gemäß einer oder mehrerer Routinen auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen sind hier in Bezug auf 4, 5 und 7 beschrieben.
Nun wird unter Bezugnahme auf 2 ein beispielhaftes Kühlsystem 200 gezeigt, das an den Motor aus 1 gekoppelt ist. Demnach kann der Motor an einen Personenkraftwagen oder ein anderes Straßenfahrzeug gekoppelt sein. Das Kühlsystem ermöglicht, dass aus dem Betrieb in einem Enteisungsmodus wiedergewonnene Enteisungswärme an einen CAC weitergegeben wird, sodass eine Erwärmung des Motors beschleunigt wird. Konkret wird der Durchfluss durch den erwärmten CAC dazu verwendet, die Kühlmittelkühlung zu beschränken, was es ermöglicht, dass die Luft aus dem Verdichter, die bereits warm ist, und Wärmeleitung/Konvektion aus dem Motor die Luft erwärmen, was die Motorleistung während kalter Bedingungen verbessert.
Das Kühlmittelsystem 200 beinhaltet einen ersten Kühlmittelkreis oder eine erste Kühlmittelschleife 202 und einen zweiten Kühlmittelkreis oder eine zweite Kühlmittelschleife 204, die jeweils an unterschiedliche Sätze von Motorsystemkomponenten gekoppelt sind. Der erste Kühlmittelkreislauf 202 stellt eine Niedertemperatur-Kühlmittelschleife dar, die einen Niedertemperatur-(low temperature – LT-)Autokühler 206 und zugehörigen Lüfter 207, eine Kühlmittelpumpe 208, einen Wasser-Luft-Ladeluftkühler (CAC) 210 und einen AC-System-Kondensator 260 beinhaltet. Die Kühlmittelpumpe 208 kann eine elektrische Pumpe mit variabler Leistung sein, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Der erste Kühlmittelkreislauf 202 beinhaltet ferner ein Proportionalventil 250, das in dem dargestellten Beispiel als Dreiwegeventil konfiguriert ist. Zusätzlich ist ein Getriebeölkühler (TOC) 220 an den ersten Kühlmittelkreislauf gekoppelt. Der AC-System-Kondensator 260 kann an das Klimatisierungssystem 270 gekoppelt sein, das Teil eines größeren Fahrzeug-HLK-Systems ist (wie etwa des AC-Systems aus 1). Das AC-System 270 kann einen Kältemittelkreislauf 272 beinhalten, der Kältemittel durch das AC-System zirkulieren lässt, um über die Verdichtungs- und Ausdehnungszyklen des Kältemittels Kühlung bereitzustellen, wobei der Kältemittelkreislauf 270 an dem Kondensator 260 mit dem Kühlmittelkreislauf verbunden ist. Der Kältemittelkreislauf kann ein thermisches Expansionsventil 272, eine AC-Kupplung 274 und einen AC-Verdichter 276 beinhalten. Das Expansionsventil ist dazu konfiguriert, die Menge von Kältemittel zu steuern, die in den Kondensator strömt, wodurch das Überhitzen an dem Auslass des Verdampfers gesteuert wird. Das thermische Expansionsventil wirkt dadurch als Messvorrichtung des AC-Systems. Die AC-Kupplung ist dazu konfiguriert, den Kältemittelstrom aus dem AC-Verdichter zu steuern. Auf diese Art und Weise kann jedes von Kältemittel und Kühlmittel durch den AC-Kondensator zirkulieren.
Der TOC 220 beinhaltet einen Kühler und einen Heizer zum Regulieren der Temperatur von hindurchströmendem Getriebeöl. Ein Getriebeölkreislauf 280 kann an dem TOC an jede der ersten Kühlmittelschleife 202 und der zweiten Kühlmittelschleife 204 gekoppelt sein. Der Getriebeölkreislauf 280 lässt aus der Ölwanne 282 angesaugtes Öl durch ein Getriebe 284 strömen. Ein etwa an der Ölwanne an den Getriebekreislauf gekoppelter Temperatursensor 286 stellt der Steuerung 12 eine Schätzung der Getriebeöltemperatur (TOT) bereit. Die TOT kann durch die Steuerung 12 als Eingabe verwendet werden, um die Leistung der Pumpe 208 zu variieren und um zudem die Aufteilung von Kühlmittel über Einstellungen der Position des Proportionalventils 250 variieren. Durch Wärmeaustausch mit den Kühlmittelkreisläufen 202, 204 kann eine Temperatur von Öl an dem Getriebe innerhalb eines Schwellenbereichs gehalten werden, wodurch die Getriebeleistung optimiert wird. Die an dem Getriebe in das Öl abgeleitete Wärme kann vorteilhaft zur Erwärmung des Motors verwendet werden. Gleichermaßen kann die über den Motor in den Kühlmittelkreislauf abgeleitete Wärme vorteilhaft zum Erwärmen des Getriebeöls verwendet werden und dadurch den Motor erwärmen.
Während Bedingungen, unter denen ein Kühlbedarf an dem AC-Kondensator (wie etwa, wenn das AC-System während einer Anforderung von Kabinenkühlung oder Enteisung eingeschaltet wird) oder ein Kühlbedarf an dem CAC (wie etwa, wenn der Motoransaugverdichter betrieben wird) oder ein Kühlbedarf an dem Getriebeölkühler (TOC) (wie etwa, wenn die Temperatur des Getriebeöls über einem Schwellenwert liegt) besteht, kann die Kühlmittelpumpe 208 betätigt werden, um Kühlmittel in den Kreislauf 202 strömen zu lassen. Zusätzlich wird die Position des Proportionalventils 250 eingestellt, um die Durchflussrate von Kühlmittel durch die unterschiedlichen Kreislaufkomponenten auf Grundlage ihres jeweiligen Kühlbedarfs zu variieren. Zum Beispiel kann das Proportionalventil 250 so eingestellt werden, dass es eine erste Kühlmittelmenge in eine erste Unterschleife 242, die den CAC 210 beinhaltet, eine zweite Kühlmittelmenge in die zweite Unterschleife 244, die den AC-Kondensator 260 beinhaltet, und eine verbleibende dritte Kühlmittelmenge in die Hauptschleife 246, die den TOC 220 beinhaltet, leitet. Wie hier ausgeführt, kann durch Einstellen einer Leistung der Pumpe 208 in Koordination mit dem Einstellen der Position des Proportionalventils 250 eine Kühlmitteldurchflussrate durch jede Komponente so eingestellt werden, dass sie einen jeweiligen Kühlbedarf erfüllt, während parasitäre Verluste an der Pumpe reduziert werden und die Kraftstoffökonomie des Motors insgesamt verbessert wird.
Die gewünschte Kühlmitteldurchflussrate für den AC-Kondensator kann gemäß der gemessenen Kühlmitteltemperatur festgelegt werden. Die gewünschte Kühlmitteldurchflussrate kann eine Durchflussrate sein, die minimalen parasitären Verlusten entspricht, wie unter Verwendung von Abbildung und Kalibrierung bestimmt. Die Durchflussrate kann ferner auf Grundlage der Differenz zwischen dem erwarteten AC-Kopfdruck und dem Ist-AC-Kopfdruck eingestellt werden. Die gewünschte Kühlmitteldurchflussrate in allen Verzweigungen wird dann an ein inverses Hydraulikmodell weitergegeben, das die Position des Proportionalventils und die Kühlmittelpumpendrehzahl festlegt, um die erforderliche Durchflussrate zu erlangen. Auf diese Art und Weise wird die minimale Pumpendurchflussrate angesichts der verzweigungsspezifischen Durchflussanforderungen und Gesamtdurchflussanforderungen erreicht.
Zum Beispiel kann das Kühlmittelsystem während Bedingungen, unter denen CAC-Kühlbedarf, AC-Kühlbedarf und TOC-Kühlbedarf besteht und keiner der Kühlbedarfe gedeckt ist, in einem kontinuierlichen Steuermodus betrieben werden, wobei der Durchfluss durch jede Schleife auf Grundlage der vorwärtsgekoppelten und rückwärtsgekoppelten Komponenten bestimmt wird. Zum Beispiel kann der Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife vorwärtsgekoppelt auf Grundlage des Luftmassenstroms (z. B. MAF, stromabwärts von dem CAC gemessen) und CAC-Kühlmitteltemperatur (an dem Einlass zu dem CAC) bestimmt werden. Der erste vorwärtsgekoppelte Wert des AC-Kopfdrucks kann von der CAC-Kühlmitteltemperatur abgeleitet werden. Der vorwärtsgekoppelte Wert des Kühlmitteldurchflusses kann ferner auf TCT (stromaufwärts angeordneter Luftstrom in den CAC) beruhen und rückwärtsgekoppelt auf Grundlage der Krümmerladungstemperatur (manifold charge temperature – MCT) eingestellt werden. Als ein Beispiel wird, falls die MCT über einer Soll-Temperatur liegt, mehr Kühlmittel strömen gelassen, um diese abzukühlen. Als ein anderes Beispiel wird, falls die MCT kühler als die Soll-Temperatur ist, weniger Kühlmittel strömen gelassen, um die Kühlung zu beschränken. Gleichermaßen kann der Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife auf Grundlage von AC-Kopfdruck vorwärtsgekoppelt bestimmt werden und auf Grundlage des AC-Kopfdrucks rückwärtsgekoppelt eingestellt werden. Als ein Beispiel kann, falls der AC-Kopfdruck über einem Soll-Druck liegt, mehr Kühlmittel durch das AC-System strömen, um das AC-System zu kühlen und den Druck herabzusetzen. Als ein anderes Beispiel kann, falls der AC-Kopfdruck unter dem Soll-Druck liegt, der Kühlmitteldurchfluss durch das AC-System beschränkt werden, um die Kühlung des AC-Systems zu begrenzen und den AC-Kopfdruck zu steigern. Ferner kann der Kühlmitteldurchfluss durch die TOC-Schleife auf Grundlage von Drehmomentwandlerschlupf vorwärtsgekoppelt bestimmt werden und auf Grundlage der Getriebeöltemperatur rückwärtsgekoppelt eingestellt werden. Als ein Beispiel kann, falls das Getriebe überhitzt (was bei Automatikgetrieben häufig vorkommen kann, wenn das Antriebsdrehmoment durch eine offene Fluidkopplung, wie etwa einen offenen Drehmomentwandler, verläuft), der Kühlmitteldurchfluss eingestellt werden. Das Überhitzen des Getriebes kann durch eine Getriebeöltemperatur (TOT) angegeben werden. Somit kann mit zunehmender TOT die Menge des Kühlmitteldurchflusses erhöht werden. Demnach kann, falls eine der Schleifen keinen Kühlbedarf aufweist, zum Beispiel, wenn kein Bedarf nach Klimatisierung besteht und der Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife nicht erforderlich ist, der Kühlmitteldurchfluss durch diese Verzweigung auf einen minimalen Durchfluss reduziert werden. Nach dem Bestimmen des erforderlichen Kühlmitteldurchflusses durch jede Verzweigung kann ein Pumpenleistungsbefehl bestimmt werden und ferner eine Positionierung des Proportionalventils bestimmt werden. In einem Beispiel kann, falls an allen Verzweigungen kein Kühlbedarf besteht, jeder Verzweigung ein Kühlmitteldurchfluss mit einer minimalen Durchflussrate zugeführt werden, und die Pumpe kann mit einer minimalen Drehzahl betrieben werden. Dies ermöglicht, dass die Kühlung schnell gesteigert wird, wenn der Kühlbedarf anschließend zunimmt (wie etwa als Reaktion auf einen plötzlichen Bedarf an Klimatisierung). 6A zeigt eine 3D-Abbildung des Verhältnisses zwischen der optimalen Kühlmitteldurchflussrate, der CACCT-Kühlmitteltemperatur und dem AC-Kopfdruck. 6B zeigt einen 2D-Ausschnitt der Abbildung aus 6A und Punkt 614 entspricht einem Punkt auf der optimalen Kurve 602 aus 6A, die eine optimale Durchflussrate, eine spezifische CACCT-Kühlmitteltemperatur und den entsprechenden Referenz-AC-Kopfdruck (ACPRES) zeigt. Mit einem minimalen Durchfluss kann die für einen Übergangszustand oder gar einen Bedarf verfügbare Kühlmitteltemperatur schnell bekannt sein, was die Zufuhr des exakten Kühldurchflusses beschleunigt. Zusätzlich ist, falls der Durchfluss in einer beliebigen Verzweigung stillsteht, das Risiko des Uberkochens vorhanden, das durch Einstellen zum Bereitstellen des minimalen Durchflusses angegangen wird. Es versteht sich, dass der Stillstand des Kühlmitteldurchflusses lediglich unter konkreten, sorgfältig quantifizierten Bedingungen vorgenommen wird.
In dem ersten Kühlmittelkreislauf 202 ist die Kühlmittelpumpe 208 dazu konfiguriert, aus dem Kondensator 260 und CAC 210 aufgenommenes heißes Kühlmittel in den Autokühler 206 zu pumpen, sodass Wärme an die Umgebung abgeführt werden kann. Konkret kann Umgebungsluft durch den Autokühler 206 strömen und dabei an dem Autokühler abgeführte Luft aufnehmen. Der CAC 210 kann dazu konfiguriert sein, eine von einem Verdichter aufgenommene, verdichtete angesaugte Luftfüllung abzukühlen, bevor die Luftfüllung dem Motoreinlass zugeführt wird. Während des aufgeladenen Motorbetriebs wird an einem Verdichter verdichtete Ansaugluft dem Motor zugeführt, nachdem sie den CAC (wie etwa den CAC 18 aus 1) durchströmt hat. Wärme aus der Luft wird in das Kühlmittel abgeführt, das durch den CAC strömt.
Wenn der Kühlbedarf an dem CAC 210 gedeckt ist, wird das Proportionalventil 250 durch eine Motorsteuerung in eine derartige Position eingestellt, dass der Betrieb der Kühlmittelpumpe 208 mehr Kühlmittel entlang der ersten Unterschleife 242 drängt und Kühlmittel von dem AC-Kondensator 260 und TOC 220 weg umleitet. Wenn im Vergleich dazu der Kühlbedarf an dem AC-Kondensator 260 gedeckt ist, wird das Proportionalventil 250 durch die Motorsteuerung in eine derartige Position eingestellt, dass der Betrieb der Kühlmittelpumpe 208 mehr Kühlmittel entlang der zweiten Unterschleife 244 drängt und Kühlmittel von dem CAC 210 und TOC 220 weg umleitet. Auf diese Art und Weise wirkt das Ventil 250 auf den TOC-Durchfluss ein, da der Ventilwiderstand über seine Bewegung hinweg variiert.
In noch anderen Beispielen, wenn der Kühlbedarf an dem CAC und der AC jeweils gedeckt ist, können die Pumpenleistung und die Position des Proportionalventils so eingestellt werden, dass das verfügbare Kühlmittel geteilt wird, während der Kühlbedarf jeder Komponente erfüllt wird. Wenn zum Beispiel beide Bedarfe gedeckt sind, kann das Kühlmittelsystem in einem Extremmodus betrieben werden, wobei die Pumpenleistung auf eine maximale Leistung (z. B. eine maximale Drehzahl) festgelegt ist und das Proportionalventil auf eine Position festgelegt ist, die eine kalibrierte Verteilung des Kühlmitteldurchflusses zwischen der AC und dem CAC bereitstellt. In einem Beispiel beinhaltet die kalibrierte Verteilung, dass die AC und der CAC jeweils 50% des Kühlmitteldurchflusses aufnehmen. Falls zum Beispiel die Summe des AC- und des CAC-Bedarfs mehr Durchfluss ergibt, als das System bereitstellen kann, dann kann die Steuerung die Pumpe auf eine maximale Einstellung (vollständig an) festlegen und die Verzweigungsströme nach einer vorbestimmten Verteilung der Ressource aufteilen, wie etwa durch Festlegen des Ventils auf 50% (in Richtung des CAC) (siehe zum Beispiel „Extremmodus 308” aus 3).
Als ein anderes Beispiel wird, falls kein AC-Bedarf besteht (AC ist aus) und der CAC-Bedarf größer ist, als das System bereitstellen kann (wie etwa bei schnellem Fahren auf einer Rennstrecke), das Ventil auf 100% festgelegt (was 100% Durchfluss in Richtung des CAC beinhaltet) (siehe zum Beispiel „Priorität-CAC-Modus 310 bei 3). Als noch ein anderes Beispiel kann, falls der AC-Kopfdruck (ACPRES) über einem Schwellenwert liegt (z. B. kritisch hoch) und die CAC-Last gering ist, das Ventil auf 5% festgelegt werden (was 5% Durchfluss in Richtung des CAC beinhaltet, und die verbleibenden 95% strömen in Richtung der AC) (siehe zum Beispiel „Priorität-AC-Modus 312” aus 3). Somit geht die Kühlmittelpumpenleistung sowohl an den AC-Kondensator als auch den CAC und den TOC, und die Leistung jedes des AC-Kondensators, des CAC und des TOC mischt sich an dem Einlass der Pumpe. Wenn der Motor nicht aufgeladen ist, tritt folglich heißeres Kühlmittel aus dem Kondensator aus, und es würde kälteres Kühlmittel aus dem CAC austreten, das an dem Pumpeneinlass in warmes Kühlmittel gemischt wird.
Der zweite Kühlmittelkreislauf 204 stelle einen Hochtemperatur-Kreislauf dar und beinhaltet den Hochtemperatur-Autokühler 216 und zugehörigen Lüfter 217 und den Motorblock 218. Zusätzlich kann der Getriebeölkühler (der zudem als Getriebeölheizer wirkt) 220 an die Verbindung des Kühlmittelkreislaufs 202 und Kühlmittelkreislaufs 204 gekoppelt sein. Eine durch den Motor angetriebene mechanische Kühlmittelpumpe kann an den Motorblock 218 gekoppelt sein, um Kühlmittel durch den Hochtemperatur-(high temperature – HT)Kühlmittelkreislauf 204 zu pumpen. Zu zusätzlichen an den HT-Kreislauf 204 gekoppelten Komponenten können ein AGR-Kühler, ein Heizungswärmetauscher, ein Turboladerkühler 290 und ein Abgaskrümmerkühler 292 gehören.
Der zweite Kühlmittelkreislauf 204 ist ein herkömmlicher Kühlmittelkreislauf und lässt Kühlmittel durch den Verbrennungsmotor 218 zirkulieren, um Motorabwärme zu absorbieren und das erwärmte Kühlmittel an den Autokühler 216 und/oder den Heizungswärmetauscher zu verteilen. Der Autokühler 216 kann einen Autokühlerlüfter 217 beinhalten, um die Kühleffizienz zu verbessern. Der zweite Kühlkreislauf kann zudem Kühlmittel durch einen AGR-Kühler zirkulieren lassen, der an das AGR-System (aus 1) gekoppelt ist. Konkret wird Abwärme an dem AGR-Kühler während AGR-Zufuhr abgeführt. Der zweite Kühlmittelkreislauf lässt zudem Kühlmittel durch den Getriebeölkühler 220 und einen Turbolader zirkulieren und nimmt von diesen abgeführte Wärme auf.
Es versteht sich, dass die dargestellte Konfiguration zwar konkrete Komponenten an den ersten, Niedertemperatur-(LT-)Kühlkreislauf gekoppelt und andere Komponenten an den zweiten, Hochtemperatur-(HT-)Kühlkreislauf gekoppelt zeigt, dies jedoch keine Einschränkung sein soll. In alternativen Beispielen kann die Auswahl der Komponenten für den HT- oder LT-Kühlkreislauf auf einer zweckmäßigen Leitungsführung und/oder Platzierung der Komponenten relativ zu einander in dem Motorsystem beruhen. In einem Beispiel können der AC-Kondensator, der CAC, eine Dieselkraftstoffkühlkomponente (wenn eingeschlossen) an den LT-Kreislauf gekoppelt bereitgestellt sein, da diese Komponenten in dem LT-Kühlmittelkreislauf aufgrund der dort vorkommenden niedrigeren Temperaturen effektiver sein können sowie um den LT-Kühlmittelkreislauf auf Umgebungstemperatur herabzusetzen.
Die durch den Motor angetriebene Wasserpumpe lässt Kühlmittel durch Kanäle in dem Motorblock 218 zirkulieren, konkret durch den Ansaug- und Abgaskrümmer, durch den Motorkopf und dann durch den Motorblock, um Motorwärme zu absorbieren. Von dem Motor strömt das Kühlmittel zurück zu dem Motor, nachdem es den AGR-Kühler und Autokühler 216 durchströmt hat. Wärme wird über den Autokühler 216 und Lüfter 217 an die Umgebungsluft übertragen. Somit kann während Bedingungen, unter denen AGR zugeführt wird, an dem AGR-Kühler abgeführte Wärme durch den Motor 218 zirkulieren und vorteilhafterweise dazu verwendet werden, den Motor zu erwärmen, wie etwa während kalter Umgebungsbedingungen. Die durch den Motor angetriebene Wasserpumpe kann über einen Frontend-Nebenaggregatantrieb (front end accessory drive – FEAD, nicht gezeigt) an den Motor gekoppelt sein und proportional zu der Motordrehzahl über einen Riemen, eine Kette etc. gedreht werden. In einem Beispiel, bei dem die Pumpe eine Kreiselpumpe ist, kann der erzeugte Druck (und resultierende Durchfluss) proportional zu der Kurbelwellendrehzahl sein, die im Beispiel aus 2 direkt proportional zu der Motordrehzahl ist. Eine Hilfspumpe kann ebenfalls in dem zweiten Kühlkreislauf eingeschlossen sein, um zu dem Kühlmitteldurchfluss durch das AGR-System und den Turbolader beizutragen. Die Temperatur des Kühlmittels kann durch ein Thermostatventil reguliert werden, das geschlossen gehalten werden kann, bis das Kühlmittel eine Schwellentemperatur erreicht.
Die Lüfter 207, 217 können an die Autokühler 206 bzw. 216 gekoppelt sein, um einen Luftstrom durch die Autokühler aufrechtzuerhalten, wenn sich das Fahrzeug langsam bewegt oder angehalten wird, während der Motor läuft. In einigen Beispielen kann die Lüfterdrehzahl durch eine Steuerung gesteuert werden. Alternativ kann ein Lüfter 217 an die durch den Motor angetriebene Wasserpumpe gekoppelt sein. Noch ferner können in einigen Beispielen die Wärmetauscher 206 und 216 nah zueinander eingebaut sein, sodass ein einzelner Lüfter verwendet werden kann, um Luft durch beide Wärmetauscher zu saugen.
Heißes Kühlmittel kann zudem über eine Hilfspumpe zu dem Heizungswärmetauscher strömen. Eine Hilfspumpe kann eingesetzt werden, um Kühlmittel während Situationen durch den Heizungswärmetauscher zirkulieren zu lassen, in denen der Motor 218 aus ist (z. B. nur elektrischer Betrieb), und/oder um die durch den Motor angetriebene Pumpe bei laufendem Motor zu unterstützen. Wie die durch den Motor angetriebene Pumpe kann die Hilfspumpe eine Kreiselpumpe sein; der durch die Hilfspumpe erzeugte Druck (und resultierende Durchfluss) kann jedoch proportional zu einer Energiemenge sein, die der Pumpe durch eine Systemenergiespeichervorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt wird.
Das Kühlmittelsystem aus 2 kann in einem einer Vielzahl von Modi betrieben werden und kann auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen zwischen den Modi übergehen. Ein Zustandsdiagramm 300 der unterschiedlichen möglichen Modi und Bedingungen, die einen Übergang zwischen den Modi auslösen, ist bei 3 dargestellt.
Zum Beispiel kann sich das Kühlmittel in einem Aus-Modus 302 befinden, wobei die elektrische Pumpe des ersten Kühlkreislaufs ausgeschaltet ist und das Proportionalventil auf eine Position zum Absperren des Kühlmitteldurchflusses zu jedem des AC-Systems und des CAC eingestellt ist. Auf diese Art und Weise kann mehr des Kühlmitteldurchflusses von der AC- und CAC-Schleife weg geleitet werden, und es kann mehr Kühlmitteldurchfluss durch die Hauptschleife geleitet werden. Als ein anderes Beispiel kann das Kühlmittelsystem als Reaktion auf schnelles Fahren des Fahrzeugs ohne Kabinenkühlung zu einem Priorität-CAC-Modus 310 übergehen, wobei die Pumpenleistung erhöht wird und das Proportionalventil zum Priorisieren des Durchflusses zu dem CAC positioniert wird. Das AC-System kann in einen kontinuierlichen Steuermodus 304 übergehen, wobei die Pumpe und das Ventil über die vorhergehend beschriebene Steuerstrategie gesteuert werden, um den Kühlbedarf aller Vorrichtungen zu erfüllen. Als ein anderes Beispiel kann das Kühlmittelsystem als Reaktion darauf, dass eine Turboladerauslasstemperatur über einer verfügbaren Kühlmitteltemperatur liegt und die Kondensationstemperatur der Einlassluft an einem Schwellenwert für den Feuchtigkeitsgehalt und -druck liegt, in einen Kondensationssteuermodus 306 übergehen, wobei das Proportionalventil auf eine Position eingestellt wird, bei der der Durchfluss unter Verwendung der Pumpe und des Ventils gesteuert wird, um die an dem Einlass erzeugte Kondensation zu minimieren oder beseitigen. Als noch ein anderes Beispiel kann das Kühlmittelsystem als Reaktion auf sowohl einen hohen AC- als auch CAC-Bedarf, wobei beide selbst unter Verwendung der vollständigen Leistung der Pumpe nicht vollständig erfüllt werden können, in einen Extremverteilungsmodus 308 übergehen, wobei die elektrische Pumpe des ersten Kühlmittelkreislaufs vollständig an ist (mit einer maximalen Leistung) und das Proportionalventil auf eine Position eingestellt wird, bei der der Kühlmitteldurchfluss zu jedem des AC-Systems und des CAC auf eine vorbestimmten Menge aufgeteilt wird, wie etwa 50% in Richtung des CAC und 50% in Richtung des AC-Systems oder 45% in Richtung des CAC und 55% in Richtung des AC-Systems. Das feste Verhältnis beinhaltet ein höheres Verhältnis von Kühlmitteldurchfluss durch den Kondensator relativ zu dem Ladeluftkühler. Aus dem Extremmodus kann das Kühlmittelsystem als Reaktion auf einen AC-Kopfdruck über dem Schwellenwert und einer CAC-Last unter dem Schwellenwert, wie etwa, wenn keine CAC-Kühlanfrage mehr vorliegt und die AC-Kühlanfrage hoch genug ist, um die Pumpe zu sättigen (z. B. mehr Kühlung als bereitgestellt werden kann), in einen Priorität-AC-Modus 312 übergehen, wobei die elektrische Pumpe des ersten Kühlkreislaufs vollständig an ist (Betrieb mit einer höchsten Leistung) und das Proportionalventil auf eine Position eingestellt wird, um den Kühlmitteldurchfluss zu dem AC-System (z. B. Ventileinstellung bei 100% in Richtung des AC-Systems) zu maximieren. Alternativ kann das Kühlmittelsystem als Reaktion auf einen CAC-Bedarf über dem Schwellenwert (das heißt, wenn der CAC bei der maximal verfügbaren Kühlkapazität ist) bei keinerlei Kabinenkühlbedarf (wie etwa bei schnellem Fahren auf einer Rennstrecke) in einen Priorität-CAC-Modus 310 übergehen, wobei die elektrische Pumpe des ersten Kühlkreislaufs vollständig an ist (Betrieb mit einer höchsten Leistung) und das Proportionalventil auf eine Position eingestellt wird, um den Kühlmitteldurchfluss zu dem CAC (z. B. Ventileinstellung bei 100% in Richtung des CAC) zu maximieren.
Nun wird unter Bezugnahme auf 4 eine beispielhafte Routine 400 zum Einstellen des Betriebs eines Motorkühlmittelsystems wie etwa des Kühlmittelsystems aus 2 gezeigt, sodass es den Kühlbedarf von Motorkomponenten erfüllt, während parasitäre Verluste reduziert werden und die Kraftstoffökonomie verbessert wird. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 400 und der übrigen hier beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen. Zum Beispiel kann eine Motorsteuerung auf Grundlage eines oder mehrerer von einem AC-Kopfdruck, einer CAC-Temperatur und einer Getriebeöltemperatur die Leistung einer elektrischen Pumpe variieren und eine Position des Proportionalventils des Niedertemperaturkreislaufs des Kühlmittelsystems einstellen.
Bei 402 beinhaltet das Verfahren Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Zum Beispiel kann die Steuerung Motordrehzahl, Motorlast, Fahrerbedarf, Ladedruck, MAP, MAF, CAC-Temperatur, Kabinenkühlbedarf, Motortemperatur, Motoröltemperatur, Getriebeöltemperatur etc. bestimmen.
Bei 404 beinhaltet das Verfahren Bestimmen eines Soll-Kühlmitteldurchflusses durch jede Komponente des Kühlmittelsystems. Zum Beispiel kann die Steuerung einen Soll-(gewünschten)Kühlmitteldurchfluss durch jede der AC-Unterschleife, CAC-Unterschleife und TOC-Schleife des ersten Kühlmittelkreislaufs berechnen. Wie bei 5 ausgeführt, kann der gewünschte Kühlmitteldurchfluss durch jede Schleife auf Grundlage des Kühlbedarfs jeder Komponente sowie eines Prioritätsfaktors auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden. In einem Beispiel kann sich die Steuerung auf eine Abbildung berufen, wie etwa die beispielhafte Abbildung aus 6A und/oder 6B, um den erforderlichen Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife zum Aufrechterhalten eines gegebenen AC-Kopfdrucks bei einer gegebenen CAC-Kühlmitteltemperatur zu bestimmen. Darin entspricht Punkt 614 dem gewünschten vorwärtsgekoppelten Kühlmitteldurchfluss nach Punkt 616. Falls der ACPRES höher ist als der Referenzdruck (Punkt 618), dann wird dem rückwärtsgekoppelten Durchfluss mehr Kühlmittel zugeführt, was in einem größeren Nettodurchfluss als bei Punkt 616 resultiert.
Zum Beispiel kann die Steuerung zum Bestimmen des erforderlichen Kühlmitteldurchflusses zur optimalen Kraftstoffökonomie, wenn die Pumpe mit einer Beharrungsdrehzahl betrieben wird und der AC-Kühlmitteldurchfluss maximal ist, die Kühlmitteldurchflussrate und Umgebungstemperatur abtasten, um die gesamten parasitären Verluste zu berechnen. Insbesondere wird die Abbildung aus 6A zum Abbilden und Kalibrieren verwendet. Durch Bezugnahme auf die Abbildung aus 6A und 6B kann die Steuerung den Durchfluss mit dem geringsten parasitären Verlust für eine gegebene CAC-Kühlmitteltemperatur (CAC coolant temperature – CACCT), wie an dem Auslass des Niedertemperatur-Wärmetauschers gemessen, bestimmen. Die Steuerung kann die Kurve 602 und eine Funktion der CACCT, des idealen/Soll-AC-Kopfdrucks (ACPRES_ideal) und eines Soll-/idealen Kühlmitteldurchflusses zur Kühlmitteldurchflusssteuerung verwenden. Die geschätzten geringsten parasitären Verluste können als Basisdurchflussrate durch die AC-Schleife für die offene Regelschleife festgelegt werden. Ein entsprechender AC-Kopfdruck für die gegebene CACCT kann zudem aus der Abbildung bestimmt werden und als Referenzdruck für die Steuerung mit geschlossener Regel schleife des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife verwendet werden. Ein Gewinnterm Kp kann dann auf Grundlage eines Fehlers zwischen dem gemessenen Ist-AC-Kopfdruck und dem Referenz-/erwarteten AC-Kopfdruck bestimmt werden. Der Gewinnterm und der Fehler können für eine Korrektur bei geschlossener Regelschleife der Kühlmitteldurchflussrate durch die AC-Schleife verwendet werden.
In einem Beispiel kann die Einschaltung der Steuerung mit offener Regelschleife des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife als Reaktion darauf ausgelöst werden, dass die AC eingeschaltet wird und/oder eine Anfrage für Kabinenkühlung empfangen wird. Als Reaktion auf den Klimatisierungsbedarf kann die Steuerung die in dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf für den AC-Kondensator verfügbare Kühlmitteltemperatur messen. Dann kann die Steuerung die gewünschte optimale Kühlmitteldurchflussrate auf Grundlage der gemessenen Temperatur nachschlagen, bei der Kraftstoffökonomieverluste minimal sind, wie etwa durch Berufung auf die Abbildung 600 aus 6A. Ansonsten, falls kein Klimatisierungsbedarf besteht, kann die Steuerung die Steuerung mit offener Regelschleife des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife ausschalten. Dabei kann die Steuerung die in dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf für den AC-Kondensator verfügbare Kühlmitteltemperatur bestimmen und dann eine gewünschte Kühlmitteldurchflussrate bei ausgeschalteter AC nachschlagen, um die Vorbedingungen für die nächste Einschaltung der AC zu schaffen. Diese Schleifen können dann kontinuierlich laufen, um die AC-Effizienz zu verbessern. Durch Aufrechterhalten eines geringen (niedrigere Schwellenmenge) Kühlmitteldurchflusses auch dann, wenn das AC-System nicht in Verwendung ist, kann der AC-Kondensator in Bezug auf die Temperatur auf die nächste Bedarfsanfrage vorbereitet werden. Gleichermaßen kann durch Aufrechterhalten eines geringen (niedrigere Schwellenmenge) Kühlmitteldurchflusses auch dann, wenn das AC-System nicht in Verwendung ist, während Start-/Stopp-Bedingungen, unter denen der Rest-AC-Druck abnimmt, die AC in Bezug auf den Druck und die Temperatur auf den nächsten Motorstart und Verdichterstart vorbereitet werden.
Bei 406 kann auf Grundlage des gewünschten Kühlmitteldurchflusses durch jede Komponente eine Leistung der elektrischen Kühlmittelpumpe in Koordination mit einer Position des Proportionalventils eingestellt werden. Wie unter Bezugnahme auf 5 ausgeführt, können die Pumpe und das Proportionalventil auf Grundlage der CAC-Temperatur und des AC-Kopfdrucks so gesteuert werden, dass sie die Kühlbedarfe erfüllen. Wenn zum Beispiel eine Zunahme des Fahrerbedarfsdrehmoments und Ladedrucks vorliegt (wie etwa während Beschleunigung des Fahrzeugs), kann bestimmt werden, dass CAC-Kühlung priorisiert werden muss, und die Pumpenleistung kann dazu eingestellt werden, eine gewünschte Kühlmitteldurchflussrate bereitzustellen, während das Proportionalventil dazu eingestellt wird, der CAC-Schleife eine Menge des Kühlmittels zuzuführen. Wenn als ein anderes Beispiel der Kabinenkühlbedarf zunimmt, kann bestimmt werden, dass AC-Kühlung priorisiert werden muss, und die Pumpenleistung kann dazu eingestellt werden, eine gewünschte Kühlmitteldurchflussrate bereitzustellen, während das Proportionalventil dazu eingestellt wird, der AC-Schleife eine Menge des Kühlmittels zuzuführen. In noch anderen Beispielen kann, wenn die Getriebeöltemperatur (TOT) zunimmt, bestimmt werden, dass TOC-Kühlung priorisiert werden muss, und die Pumpenleistung kann dazu eingestellt werden, eine gewünschte Kühlmitteldurchflussrate bereitzustellen, während das Proportionalventil dazu eingestellt wird, der TOC-Schleife eine Menge des Kühlmittels zuzuführen.
Bei 408 kann ein erwarteter AC-Kopfdruck auf Grundlage des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife modelliert werden. Insbesondere kann der AC-Kopfdruck als eine Funktion der CACCT (Temperatur des Kühlmittels aus dem Niedertemperatur-Autokühler), des Kühlmitteldurchflusses durch den CAC und der Motorleistung bestimmt werden. Als ein Beispiel kann sich die Steuerung auf eine 3D-Abbildung berufen, wie etwa die beispielhafte Abbildung aus 6A, um den erwarteten AC-Kopfdruck zu modellieren. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich der AC-Kopfdruck auf den Druck des AC-Systems stromabwärts von dem AC-Verdichter und stromaufwärts von dem Expansionsventil, das heißt auf der Hochdruckseite des AC-Systems. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass der AC-Kopfdruck im Vergleich zu der AC-Temperatur und insbesondere der Verdampfertemperatur stärker auf thermische Belastung an dem AC-Kondensator reagiert. Durch Verwendung des AC-Kopfdrucks zum Bestimmen des Kühlmitteldurchflusses kann der Kühlmitteldurchfluss als Reaktion auf Veränderungen des Kühlbedarfs schneller geändert werden.
6A–6B zeigen Abbildungsdaten an einer Reihe von Beharrungspunkten, aus denen der optimale Basisbetriebswert für den Kühlmitteldurchfluss im Beharrungszustand und erwartete AC-Kopfdruck als Referenz bestimmt werden können. Diese werden dann mit dem Ist-AC-Kopfdruck verglichen, um abzuleiten, wie intensiv das System arbeitet (das heißt die Leistungszahl oder COP (coefficient of performance)). Dieser Parameter wird als Angabe zum Korrigieren der Kühlmitteldurchflussrate verwendet. Insbesondere ist mit zunehmender Differenz zwischen dem Ist- und dem erwarteten AC-Kopfdruck und dadurch mit zunehmender COP eine größere Korrektur der Kühlmitteldurchflussrate erforderlich, um das System schneller zu dem optimalen/effizientesten Punkt zurückzuführen. Die COP wird negativ durch erhöhten AC-Kopfdruck beeinflusst, was darauf hindeutet, dass die Verdichtungsarbeit für eine gegebene Kühllast erhöht ist. Zusätzlich wird die COP negativ durch parasitäre Verluste in der Kühlmittelpumpe beeinflusst (somit ein optimaler Beharrungsdurchfluss).
Zusätzlich wird durch Verwendung des gleichen AC-Kopfdrucks für die AC-Kupplungssteuerung die AC-Leistung verbessert. Falls insbesondere der AC-Kopfdruck über einem (normalen) Schwellenbereich liegt, aber der AC-Verdichter aufgrund des höheren Drucks nicht gefährdet ist, wird die AC-Kupplung eingerückt gehalten und der Kühlmitteldurchfluss auf die maximale von der Pumpe zuführbare Menge erhöht. Falls der Kühlmitteldurchfluss jedoch immer noch nicht hoch genug ist und der AC-Kopfdruck ferner bis zu dem Punkt zunimmt, an dem es zu Schäden an dem Kondensator kommen kann, wird die AC-Kupplung geöffnet.
Die Abbildung 600 stellt eine 3D-Abbildung 610 der Veränderung des AC-Kopfdrucks mit dem Kühlmitteldurchfluss (in gpm) und der Kühlmitteltemperatur in dem Ladeluftkühler (charge air cooler coolant temperature – CACCT) dar. Wenn die Kühlmitteltemperatur (in dem Niedertemperaturkreislauf) zunimmt, nimmt der AC-Kopfdruck zu. Wenn zudem die Kühlmitteldurchflussrate zunimmt, fällt der AC-Kopfdruck. Bei einer konstanten Kühlmitteltemperatur nähert sich der AC-Kopfdruck einer Asymptote (siehe auch 6B). Somit führt eine große Zunahme der Kühlmitteldurchflussrate zu einer geringen Reduzierung des AC-Kopfdrucks. Parasitäre Verluste können als die Summe der Verluste an dem AC-Verdichter und der Verluste an der Kühlmittelpumpe in Watt ermittelt werden. Wenn der Kühlmitteldurchfluss zunimmt, fallen die parasitären Verluste und nehmen dann zu. Der minimale parasitäre Verlust der AC-Pumpe kommt bei einer Kühlmitteltemperatur vor, die unter Verwendung der Abbildung 610 abgebildet werden kann.
Zum Beispiel wird die CACCT gemessen und die entsprechende optimale Kühlmitteldurchflussrate und der erwartete AC-Kopfdruck werden von zwei separaten, aber koordinierten Funktionen der CACCT abgeleitet. Diese Funktionen sind in dem Steuersystem enthalten und 6A–6B werden zum Füllen dieser Funktionen verwendet:
AC_Druck_Ref = 2D_Tabelle(CACCT_Kühlmitteltemperatur);
Basis_AC_Kühlmitteldurchfluss = 2D_Tabelle(CACCT_Kühlmitteltemperatur).
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 kann bei 410 bestimmt werden, ob der Ist-AC-Kopfdruck bei einem Schwellenwert oder innerhalb eines Schwellenbereichs des erwarteten AC-Drucks liegt. Falls ja, dann beinhaltet das Verfahren bei 412 kontinuierliches Einstellen jeder der Position des Proportionalventils und der Leistung der elektrischen Kühlmittelpumpe, wenn sich der Durchflussbedarf durch jede Schleife ändert.
Falls nicht, beinhaltet das Verfahren bei 414 Bestimmen, ob der Ist-Kopfdruck geringer ist als der erwartete Druck. Falls ja, dann kann bei 416 auf Grundlage des Ist-AC-Drucks relativ zu dem erwarteten Druck eine Beeinträchtigung des AC-Systems diagnostiziert werden. Wie unter Bezugnahme auf 7 ausgeführt, kann eine Motorsteuerung einen Grund für den Druckabfall diagnostizieren und zwischen einem aufgrund von Komponentenbeeinträchtigung (wie etwa Beeinträchtigung der AC-Kondensatorpumpe), Kältemittelverlust aus dem AC-System und dem Vorhandensein einer abgeklemmten Leitung verursachten Druckabfall unterscheiden. Bei 418 können auf Grundlage der Angabe der AC-Systembeeinträchtigung eine Kühlmitteldurchflussrate und ein Anteil des Kühlmitteldurchflusses durch die AC aktualisiert werden.
Falls der Ist-Kopfdruck höher ist als der erwartete Druck, kann die Steuerung bei 420 AC-Systembelastung ableiten. Zum Beispiel kann bestimmt werden, dass die AC-Effizienz gefallen ist und dass der AC-Kondensator thermodynamisch intensiver arbeitet als erforderlich, zum Beispiel aufgrund von Schwankungen bei der Motorraumtemperatur. Insbesondere wird der Luftstrom durch den Autokühler und im Motorraum reduziert, wenn das Fahrzeug anhält. Dies führt dazu, dass die Temperatur aller Motorraumkomponenten allmählich zunimmt, einschließlich der Kühlmittel und Kältemittel. Dies resultiert in einer Notwendigkeit von erhöhtem Kühlmitteldurchfluss, um die gleiche Kühlfunktion zu erreichen, die bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten (z. B. bei 20 mph) mit weniger Kühlmittel erreicht werden könnte. Entsprechend können auf Grundlage der Angabe der AC-Systembelastung eine Kühlmitteldurchflussrate und ein Anteil des Kühlmitteldurchflusses durch die AC aktualisiert werden. Zum Beispiel kann die Pumpenleistung verringert werden und der Kühlmitteldurchfluss durch die AC kann erhöht werden, um den AC-Kopfdruck zu senken. Dann endet die Routine.
In einem Beispiel kann die Steuerung ein „inverses” Hydraulikmodell verwenden, dass gewünschte Durchflösse berücksichtigt und die Vorrichtungseinstellungen dementsprechend bestimmt. Bei dem hydraulischen Ansatz können Verzweigungswiderstand und Viskosität Rechnung getragen werden. Im Wesentlichen wird das 3-Wege-Proportionalventil auf Grundlage der Zuteilung des Durchflusses in den Verzweigungen eingestellt. Nachdem Auswirkungen des Verzweigungswiderstands Rechnung getragen wurde, wird der Durchfluss summiert und dies wird zum Bestimmen des Pumpenbefehls verwendet. Sowohl die Pumpe als auch das Ventil können eine „Kompensation von Hardware-Eigenschaften” durchgehen, um Änderungen an der Hardware einzukalkulieren. Die zwei stufenlos verstellbaren Durchflussvorrichtungen (die elektrische Pumpe und das 3-Wege-Proportionalventil) werden derart eingestellt, dass die Verzweigungsdurchflussanfragen exakt erfüllt sind und ein minimaler Durchfluss in der Parallelverzweigung erfüllt ist. Dies resultiert darin, dass die elektrische Pumpe mit der minimalen Pumpeneinstellung und mit minimierten parasitären Verlusten betrieben wird, während dennoch der erforderlichen Kühlung nachgekommen wird. Durch Hinzufügen mehrerer Funktionen kann ein einzelnes Modell (nachstehend beschrieben) durch Kalibrierung für vielfältige hydraulische Konfigurationen konfiguriert werden.
Wie unter Bezugnahme auf 2 erörtert, weist die Niedertemperaturschleife des Kühlmittelsystems mindestens drei Vorrichtungen auf, die einen Kühlmitteldurchfluss erfordern: der Ladeluftkühler, der wassergekühlte AC-Kondensator und der Getriebeölkühler. Der Kreislauf weist zwei stufenlos verstellbare Aktoren, die Pumpe und das 3-Wege-(Umleit/Proportional-)Ventil auf. Der Getriebeölkühler selbst weist einen An/Aus-Schalter auf. Der hydraulische Kreislauf trennt ventilgesteuerte Kühlmittelabnehmer von dem übrigen Kühlmittelsystem. An sich könnten andere Komponenten an der anderen Schleife ventilgesteuert sein, doch diese Schleife ist für Niedertemperatur-Kühlabnehmer vorgesehen. Insbesondere teilen sich drei unterschiedliche Abnehmer die Leistung aus dem LT-Autokühler, nämlich der wassergekühlte AC-Kondensator, der Ladeluftkühler und der Automatikgetriebekühler (oder Aufwärmeinheit, hier auch als ATWU bezeichnet). Die Abnehmer sind parallel zueinander, aber in Reihe zu der Kühlmittelpumpe und dem Autokühler angeordnet. Die ventilgesteuerten Abnehmer sind in den ventilgesteuerten Weg gruppiert. Es wird dann angenommen, dass jede Verzweigung eine kleinere gedachte Pumpe zum Bereitstellen des Durchflusses dieser Verzweigung aufweist. Wenn die Durchflösse der gedachten Pumpen kombiniert werden, kann man die tatsächlich gewünschte Einstellung einer einzelnen großen Pumpe erlangen. Dem Konzept nach wird die Gesamtdurchflussanforderung für den ventilgesteuerten Pfad unter Verwendung der (großen) gedachten Pumpe bereitgestellt, wohingegen das Ventil dazu verwendet wird, den Durchfluss zwischen den in dem Steuerpfad gruppierten Vorrichtungen zuzuteilen. Somit steuert das Ventil die Durchflussverteilung zwischen dem CAC und der AC, dann erfolgt eine Prüfung durch die Steuerung, um sicherzustellen, dass die minimale TOC-Durchflussrate erfüllt ist. Die TOC-Durchflussrate wird dann durch die Pumpe gesteuert.
In dem erörterten Ansatz wird die Analogie zu elektrischen Schaltungen zum Analysieren des Kühlmittelsystems verwendet. Die Pumpe wird als äquivalent zu einer Spannungsquelle betrachtet, was auf Flügelradpumpen wie etwa solche in dem Kühlmittelsystem zutrifft. Der Durchfluss in den einzelnen Verzweigungen wird als äquivalent zu einem Strom, I_(.), betrachtet (und so bezeichnet), und die Strömungswiderstände in den einzelnen Vorrichtungen werden durch R_(.) bezeichnet. Die tiefgestellten Angaben bezeichnen den Namen des Abnehmers oder der Vorrichtung (wobei sich „rad” auf den LT-Autokühler bezieht, „cac” auf den Ladeluftkühler bezieht, „pump” auf die elektrische Kühlmittelpumpe bezieht, „atwu” auf den Getriebeölkühler bezieht und „cond” auf den AC-Kondensator bezieht). Unter Anwendung der Spannungs- und Stromgesetze erhalten wir die folgenden Gleichungen: V = I_pump(R_rad + R_pump) + I_atwuR_atwu V = I_pump(R_rad + R_pump) + I_cacR_cac V = I_pump(R_rad + R_pump) + I_condR_cond I_pump = I_atwu + I_cac + I_cond
Die vorstehenden Gleichungen können dann dazu verwendet werden, den Strom in dem ATWU und die Pumpendurchflussrate zu eliminieren. Die resultierenden Verhältnisse sind wie folgt:
Die Widerstände in den zwei Verzweigungen des ventilgesteuerten Pfads sind nicht unabhängig, sondern hängen vielmehr vorrangig von der Ventilposition, u, ab. Unter Berücksichtigung der Nichtlinearitäten des Systems könnten diese Widerstände möglicherweise auch von den Durchflüssen in den zwei Verzweigungen abhängen. Für den allgemeinsten Fall können die Widerstände folgendermaßen gekennzeichnet sein:
Gleichung (4) bezieht sich auf den Durchflussanteil durch die CAC-Verzweigung (oder die Prioritätsverzweigung) und die zweite Gleichung bezieht sich auf den äquivalenten Widerstand des ventilgesteuerten Wegs, R_v,eq.
Um die Widerstände auf den Strom durch jede Verzweigung zu beziehen, definieren wir den Durchflussanteil durch das Ventil, der durch eine der Verzweigungen fließt. Dieser Anteil steht zudem mit den Strömungswiderständen der zwei Verzweigungen in Beziehung. Die Beziehung für den Durchflussanteil durch den CAC wird durch Folgendes gegeben:
Das Pumpenpotential, V, hängt von der eingegebenen Pumpendrehzahl, u_p, und dem Strömungswiderstand des Kreislaufs ab. Man kann sich vorstellen, dass das Pumpenpotential oder der Durchfluss für eine gegebene Drehzahl ein Ergebnis des Schnittpunkts der Kurven für Pumpeneigenschaften und Strömungswiderstand des Kreislaufs sind.
Die Steuereingaben, u_p und u_v, können unter Verwendung von Gleichung (1) bis (4) bestimmt werden, falls die Folgenden bekannt sind:

1. Angefragte Werte für I_cac und I_cond
2. Beziehung zwischen dem Durchflussanteil und der Ventilposition f_v{u_v, I_cac, I_cond}
3. Äquivalenter Widerstand des ventilgesteuerten Pfads f_v,Req{u_v, I_cac, I_cond}
4. Widerstand in dem ATWU-Weg
5. Widerstände in den Pumpen- und Autokühlerteilen des Kreislaufs sind bekannt
6. Aufgelöste Beziehung zwischen den Eigenschaften und dem Strömungswiderstand f_pump des Kreislaufs

In einem ersten Fall, der sich auf die Pumpe bezieht, können die äquivalenten Widerstände von der Ventilposition unabhängig, das heißt f_v,Req{u_v, I_cac, I_cond} = R_v,eq eine Konstante sein. Durch Umformulieren des Problems des Steuerns von Durchflüssen in die CAC- und COND-Verzweigung als Steuern des Gesamtdurchflusses durch die ventilgesteuerten Verzweigungen I_cac + I_cond = I_v,total erhalten wir Folgendes:
In einem zweiten Fall, der sich auf das Ventil bezieht, hängen die Widerstände in den einzelnen Verzweigungen nicht von den Absolutwerten von I_cac und I_cond ab. f_v{u_v, I_cac, I_cac} = f_v{u_v}.
In dem vorliegenden Szenario gibt es einen parallelen Pfad, der die Beziehung zwischen dem Pumpendurchfluss und dem Durchfluss durch den ventilgesteuerten Kreislauf beeinflusst. Auf Grundlage von Gleichung (2) gibt es eine Beziehung zwischen dem Gesamtdurchfluss durch den ventilgesteuerten Pfad und dem Pumpendurchfluss. Unter Verwendung des äquivalenten Widerstands und der Gesamtventildurchflussvariablen können wir die Gleichung folgendermaßen vereinfachen:
Falls der Getriebekühlerkreislauf geschlossen ist, besteht kein Luftstrom durch die ATWU-Verzweigung und daher gilt I_pump = I_v,total. Daher wird die resultierende Beziehung zwischen dem Pumpenbefehl und dem Gesamtdurchfluss durch das Ventil durch Folgendes gegeben: u_p = f –1 / pump = I_v,total, R_v,eq + R_rad + R_pump)} (11)
Daher beeinflusst Öffnen oder Schließen des ATWU-Teils des Kreislaufs den Gesamtwiderstand des Kreislaufs und somit die Beziehung zwischen dem Durchfluss durch das 3-Wege-Ventile und dem Pumpenbefehl.
In einem Beispiel für einen eingeschränkten Zustand kann der angefragte Gesamtventildurchfluss den an der Verzweigung verfügbaren Durchfluss übersteigen. Dies kann vorkommen, falls der angefragte Durchfluss derart ist, dass der Pumpe ihr Maximalwert u max / p = 1 befohlen wird, doch der Durchfluss an dem Ventil unter der Gesamtdurchflussanforderung liegt. Alternativ kann dies vorkommen, falls der an die Pumpe befohlene Wert durch einen anderen Abnehmer/eine andere Vorrichtung als den ventilgesteuerten Pfad begrenzt ist. Es kann gelten, dass ( u max / p < 1).
Falls die Pumpe auf u * / p festgelegt ist, dann kann der erwartete Durchfluss durch das Ventil unter Verwendung von Gleichung (5) und der Beziehung zwischen Pumpen- und Ventildurchflussraten folgendermaßen gekennzeichnet sein:
In diesem Szenario werden die Anforderungen des Prioritätsabnehmers erfüllt, wohingegen der verbleibende Durchfluss zu dem anderen Abnehmer umgeleitet wird. Darauf wird eingegangen, indem ein neuer Term als revidierter Kondensatordurchfluss (Durchfluss durch Nicht-Prioritätspfad) definiert wird. Der erwartete Durchfluss durch die Verzweigung ist durch Folgendes gegeben:
In diesem Szenario werden die Anforderungen des Prioritätsabnehmers erfüllt, wohingegen der verbleibende Durchfluss zu dem anderen Abnehmer umgeleitet wird. Der resultierende revidierte Kondensatordurchfluss (Durchfluss durch Nicht-Prioritätspfad) wäre dann folgendermaßen:
In einem anderen Beispiel für einen eingeschränkten Zustand kann der angefragte Gesamtventildurchfluss unter dem an der Verzweigung verfügbaren Durchfluss liegen. Dies kann darauf zurückgehen, dass der angefragte Durchfluss derart ist, dass der Pumpe ihr Minimalwert u min / p befohlen wird, doch der Durchfluss an dem Ventil über der Gesamtdurchflussanforderung liegt. Alternativ kann dies vorkommen, falls der minimale an die Pumpe befohlene Wert durch einen anderen Abnehmer/eine andere Vorrichtung als den ventilgesteuerten Pfad bestimmt ist.
Falls zum Beispiel der ATWU eine bestimmte minimale Durchflussrate, I min / atwu , anfordert, kann eine ATWU-Verzweigung mit minimalem gefordertem Durchfluss unter Verwendung der vorstehenden Gleichung in minimalen Gesamtdurchfluss durch den ventilgesteuerten Pfad umgesetzt werden. Der Gesamtdurchfluss in dem ventilgesteuerten Pfad steht mit dem ATWU durch die nachstehende Beziehung in Beziehung.
Oder falls dem Pumpenbefehl ein bestimmter Minimalwert auferlegt ist:
Falls diese minimale Durchflussanfrage größer ist als der Gesamtdurchfluss, dann können die Anforderungen beider Pfade nicht gleichzeitig erfüllt werden. Erneut wird das Ventil in diesem Fall so festgelegt, dass es den überschüssigen Durchfluss zu dem Nicht-Prioritätspfad umleitet.
In einem anderen Beispiel für einen eingeschränkten Zustand kann der Pumpenbefehl fest sein. Dann kann der befohlene Wert durch einen anderen Abnehmer/eine andere Vorrichtung als den ventilgesteuerten Pfad bestimmt sein. In diesem Fall gilt:
Falls eine Änderung der Priorität der Abnehmer in dem ventilgesteuerten Pfad vorliegt, kann die Berechnung umgekehrt werden, wobei der CAC-Wert erneut berechnet wird, falls sich die Priorität ändert. Falls zum Beispiel die AC Priorität hat, dann gilt:
In einem Beispiel kann dies als 2D-Lookup-Tabelle umgesetzt sein, wobei die Tabelle die Ventileinstellung bereitstellt. Die Tabelle kann die vollständige Fähigkeit des in der Steuerung verfügbaren Speichers verwenden. Der erwartete Gesamtdurchfluss kann als Eingabe verwendet werden, um nichtlineares Ventilverhalten zu kompensieren. Die Umsetzung kann für ein 3-Wege-Ventil fest einprogrammiert werden.
Die Eingaben für die Berechnung können angefragte Werte für den Kühlmitteldurchfluss durch die CAC- und AC-Schleife aufweisen. Falls I_cac und I_cond normalisierte Durchflussvariablen sind, dann sollten sie mit der gleichen Zahl normalisiert werden, zum Beispiel dem maximalen Durchfluss durch das Ventil. Die Steuerung kann zudem TOC-Einstellungen (die den Strömungswiderstand in dem nicht durch das Ventil gesteuerten Pfad beeinflussen) erlangen. Die Steuerung kann ferner die Abbildung zwischen Pumpendurchfluss und Durchfluss durch den ventilgesteuerten Pfad erlangen. Der Pumpenbefehl wird dann unter Verwendung der vorstehenden Gleichungen aus dem Gesamtdurchfluss durch die Pumpe und den Widerständen in den einzelnen Verzweigungen bestimmt. Der Gesamtdurchfluss an dem Ventil wird dann auf den Pumpendurchfluss abgebildet. Die Lookup-Tabelle kann verwendet werden, falls die Beziehung erheblich nichtlinear ist. Die Ventilposition kann als Eingabe verwendet werden, falls es eine erhebliche Wechselwirkung gibt, die zur Notwendigkeit einer numerischen Iterationslösung führen könnte. Die Tabellen können auf Grundlage von ATWU-Einstellungen kalibriert werden.
Nun wird unter Bezugnahme auf 5 eine beispielhafte Routine 500 zum Aufteilen des Kühlmitteldurchflusses durch die unterschiedlichen Komponenten eines Kühlmittelsystems auf Grundlage des Kühlbedarfs gezeigt. Das Verfahren ermöglicht, dass unterschiedliche Kühlbedarfe erfüllt werden, während bestimmte Kühlbedarfe während ausgewählter Bedingungen gegenüber anderen priorisiert werden. Dies kann erforderlich sein, wenn einzelne Schleifen widersprüchliche Kühlanforderungen aufweisen oder die momentanen Kühlanforderungen für einzelne Schleifen aufgrund von Kapazitätsbeschränkungen nicht erfüllt werden können.
Bei 502 beinhaltet das Verfahren Bestimmen komponentenspezifischer Durchflussanforderungen. Zum Beispiel kann eine an jeder der AC-Schleife, der CAC-Schleife und der TOC-Schleife erforderliche Kühlmenge auf Grundlage von Parametern wie etwa MAF, MCT, TCT, CACCT, Kühlbedarf des Fahrzeugführers und Schätzungen für Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit bestimmt werden. Als ein anderes Beispiel kann die AC-Anforderung von Kabinenkühlbedürfnissen abhängen, während die CAC-Anforderung von der Temperatur der Luft, die in den Ladeluftkühler eintritt, abhängen kann. Zusätzlich kann die CAC-Anforderung variieren, wenn der Fahrerbedarf variiert, wobei die CAC-Anforderung zunimmt, wenn der Fahrerbedarf zunimmt und Ladedruck angefordert wird. Der gesteigerte Betrieb des Ansaugverdichters führt dazu, dass eine wärmere Ladung in den CAC eintritt. Das Bestimmen der Kühlanforderungen kann Bestimmen einer Kühlmitteldurchflussmenge, eines gewünschten Kühlmitteldrucks an der Komponente sowie einer gewünschten Temperaturänderung an jeder Komponente beinhalten. Bei 504 können komponentenspezifische Kühlmitteldurchflussraten auf Grundlage der komponentenspezifischen Kühlanforderungen und der komponentenspezifischen Durchflussanforderungen bestimmt werden.
Bei 506 kann der durch den TOC erforderliche Kühlmitteldurchfluss auf Grundlage des Schlupfzeitplans des Drehmomentwandlers aktualisiert werden. Wie unter Bezugnahme auf 8 ausgeführt, kann während Bedingungen, unter denen der Drehmomentwandler (torque converter – TC) Schlupf aufweist und übermäßige Wärme erzeugt, die Temperatur des Getriebeöls an dem Ausgang des TC höher sein als die Temperatur des Getriebeöls an der Ölwanne. Während dieser Bedingungen kann der Kühlmitteldurchfluss durch den TOC auf Grundlage einer abgeleiteten TC-Temperatur anstelle der an der Ölwanne geschätzten TOT eingestellt werden, um die Wahrscheinlichkeit dessen zu reduzieren, dass die Temperatur unterschätzt wird und Kühlmitteldurchfluss unzureichend bereitgestellt wird. Demnach kann, falls die Getriebeöltemperatur unterschätzt wird, Kochen des Kühlmittels auftreten. Zum Beispiel kann der Kühlmitteldurchfluss auf Grundlage einer Getriebeöltemperatur bestimmt werden, die eine geschätzte Getriebeöltemperatur beinhaltet, die über einen Temperatursensor geschätzt wird, der an eine Ölwanne gekoppelt ist, wenn der Getriebedrehmomentwandlerschlupf unter einem Schwellenwert liegt, wobei die Getriebeöltemperatur eine abgeleitete Getriebeöltemperatur beinhaltet, die auf Grundlage des Drehmomentwandlerschlupfes modelliert wird, wenn der Getriebedrehmomentwandlerschlupf über dem Schwellenwert liegt.
Bei 507 kann auf Grundlage der komponentenspezifischen Durchflussanforderungen ein Pumpenbefehl für die elektrische Kühlmittelpumpe bestimmt werden. Zum Beispiel kann ein Pumpenbefehl über ein Strömungsmodell bestimmt werden, wie hier ausgeführt, das die kombinierte Durchflussanforderung für jede der Komponenten bereitstellt. In einem Beispiel kann eine Pumpeneinstellung als das Maximum der TOC-Durchflussanforderung und der CAC- und AC-Kondensator-Durchflussanforderungen bestimmt werden.
Bei 508 kann bestimmt werden, ob Kühlmitteldurchfluss zu dem CAC priorisiert werden muss (hier auch als CAC-Priorität bezeichnet). In einem Beispiel muss der CAC möglicherweise als Reaktion auf einen AC-Kühlbedarf unter dem Schwellenwert (z. B. wenn keine AC-Kühlung angefragt wird) oder einen AC-Kopfdruck unter dem Schwellenwert neben einer MCT über dem Schwellenwert (die aus nicht ausreichender CAC-Kühlung und erhöhtem Fahrerbedarf resultiert) priorisiert werden. Falls ja, dann beinhaltet das Verfahren bei 510 Einstellen des Proportionalventils zum Strömen von Kühlmittel durch die AC mit einer minimalen Durchflussrate, während Kühlmittel mit einer maximalen Durchflussrate durch den CAC geströmt wird. Zusätzlich kann eine Leistung der Pumpe erhöht werden.
Falls die CAC-Priorität nicht bestätigt wird, kann bei 512 bestimmt werden, ob Kühlmitteldurchfluss zu dem AC priorisiert werden muss (hier auch als AC-Priorität bezeichnet). In einem Beispiel muss die AC möglicherweise als Reaktion auf eine MCT unter dem Schwellenwert (die aus CAC-Kühlung resultiert) oder einen CAC-Kühlbedarf unter dem Schwellenwert (z. B. wenn keine CAC-Kühlung angefragt wird) neben einem hohen AC-Kopfdruck priorisiert werden. Diese Bedingungen können eine Notwendigkeit zusätzlicher AC-Kühlung angeben. Falls ja, dann beinhaltet das Verfahren bei 514 Einstellen des Proportionalventils zum Strömen von Kühlmittel durch den CAC mit einer minimalen Durchflussrate, während Kühlmittel mit einer maximalen Durchflussrate durch die AC geströmt wird. Zusätzlich kann eine Leistung der Pumpe erhöht werden.
Falls weder AC-Priorität noch CAC-Priorität bestätigt wird, aber beide einen Kühlbedarf aufweisen, dann beinhaltet das Verfahren bei 516 Einstellen einer Position des Proportionalventils zum Verteilen der Pumpenleistung zwischen den unterschiedlichen Schleifen und Unterschleifen des Kühlmittelsystems zum Bereitstellen der komponentenspezifischen Durchflussraten. Zum Beispiel kann unter extremer Kühllast, wie etwa, wenn das Fahrzeug unter Wüstenbedingungen bergaufwärts abschleppt, nicht ausreichend Kühlung vorhanden sein, um das AC-System entweder effizient oder mit maximaler Kapazität zu betreiben und gleichzeitig eine angemessene Kühlung bei optimaler Motorleistung bereitzustellen. An dieser Stelle wird ein Kompromiss kalibriert. Der Kompromiss kann vorbestimmt und in dem Speicher der Steuerung gespeichert sein. Zum Beispiel kann der kalibrierte Kompromiss beinhalten, dass 45% des Kühlmitteldurchflusses zu dem CAC geleitet werden und die verbleibenden 55% des Kühlmitteldurchflusses zu der AC-Schleife geleitet werden. Auf diese Art und Weise wird eine Modulation des Durchflusses bereitgestellt, bei der alle minimalen Durchflussanforderungen erfüllt werden.
Nun wird unter Bezugnahme auf 7 ein beispielhaftes Verfahren 700 zum Diagnostizieren von AC-Systembeeinträchtigung auf Grundlage des Ist-AC-Kopfdrucks relativ zu dem erwarteten/modellierten AC-Kopfdruck (wie etwa unter Verwendung der Abbildung aus 6 modelliert) gezeigt. In einem Beispiel kann das Verfahren aus 7 als Teil des Verfahrens aus 4, wie etwa bei 416, durchgeführt werden. Das Verfahren ermöglicht es, einen Abfall des AC-Drucks aufgrund eines Abfalls des Kältemittelstands besser von einer abgeklemmten Kühlmittelleitung zu unterscheiden.
Bei 702 beinhaltet das Verfahren Bestätigen, dass der (gemessene) Ist-AC-Kopfdruck geringer ist als ein erwarteter (modellierter) Druck. Der erwartete Druck ist ein Druck auf Grundlage der aktuellen CAC-Kühlmitteltemperatur des Systems. In einigen Beispielen kann zusätzlich dazu, dass bestätigt wird, dass der AC-Kopfdruck geringer ist als der erwartete Druck, bestätigt werden, dass der Ist-Druck über eine Dauer unter dem erwarteten Druck bleibt. Falls nicht, dann kann bei 704 bestätigt werden, dass der Ist-Kopfdruck angesichts der bestehenden CAC-Kühlmitteltemperatur des Systems höher als der erwartete Druck ist. Zusätzlich können ein oder mehrere Schwellenwerte festgesetzt werden. In einigen Beispielen, falls der Druck nicht nahe dem Referenzdruck ist (z. B. innerhalb eines Schwellenabstands zu dem Schwellendruck), können präventiv Steuermaßnahmen ergriffen werden.
Bei 706 kann als Reaktion darauf, dass der Ist-Kopfdruck höher ist als der erwartete Druck, abgeleitet werden, dass AC-Systembelastung aufgrund erhöhter Kabinenkühllast vorliegt. Zum Beispiel kann bestimmt werden, dass das AC-System aufgrund höherer Kabinentemperaturen, wie etwa aufgrund höherer Last durch die Sonne (oder höherer Umgebungstemperaturen) intensiver arbeitet als erwartet. Dementsprechend kann als Reaktion auf die Angabe von AC-Systembelastung der Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife erhöht werden, indem mehr Verzweigungsdurchfluss zu der AC-Schleife angefragt wird und die Pumpenleistung und die Ventilposition dazu koordiniert werden, die angefragte Verzweigungsdurchflussrate zuzuführen. Zum Beispiel können die Leistung der elektrischen Kühlmittelpumpe und eine Position des Proportionalventils unter Verwendung des inversen Hydraulikmodells eingestellt werden. In einem Beispiel kann die Steuerung die angefragte Erhöhung des Kühlmitteldurchflusses durch Erhöhen der Pumpenleistung um eine größere Menge und Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife um eine kleinere Menge bereitstellen. Alternativ kann die Steuerung die gleiche angefragte Erhöhung des Kühlmitteldurchflusses durch Erhöhen der Pumpenleistung um eine kleinere Menge und Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife um eine größere Menge bereitstellen. Die Steuerung kann die Kraftstoffökonomie und Zeit zur Verbesserung des AC-Kopfdrucks bei beiden Optionen vergleichen und dementsprechend eine Kombination auswählen. Die Auswahl kann zudem die resultierende Änderung des CAC-Durchflusses relativ zu dem CAC-Kühlmitteldurchflussbedarf einkalkulieren.
Unter erneuter Bezugnahme auf 702 kann, falls der Ist-Kopfdruck geringer ist als erwartet, bei 707 der Fehler zwischen dem Ist-AC-Kopfdruck und dem erwarteten Druck über die Dauer integriert werden. In einem Beispiel entspricht die Dauer einem erheblichen Abschnitt eines Fahrzyklus, wie etwa ungefähr 700 Sekunden. Bei 708 kann bestimmt werden, ob die Ist-CAC-Kühlmitteltemperatur innerhalb eines erwarteten Bereichs liegt. Falls ja, dann kann bestimmt werden, dass das AC-System nicht beeinträchtigt ist, und die Routine kann enden. Alternativ kann, falls die CACCT innerhalb des Bereichs liegt, abgeleitet werden, dass möglicherweise ein Problem mit dem AC-Kondensator vorliegt, und falls die CACCT außerhalb des Bereichs liegt, dann kann dies das schlechte Systemverhalten erklären.
Falls die Ist-CAC-Kühlmitteltemperatur angesichts der bestehenden CAC-Kühlmitteltemperatur des Systems außerhalb des erwarteten Bereichs liegt, dann kann bei 710 bestimmt werden, ob der integrierte Fehler über einem ersten Schwellenfehler (Schwelle_1) liegt. Falls die Kühlmitteltemperatur außerhalb des erwarteten Bereichs liegt und der integrierte Fehler über dem ersten Schwellenfehler liegt, dann kann bei 712 AC-Systembeeinträchtigung angegeben werden. Insbesondere kann angegeben werden, dass die Wärmetauscherfunktion des AC-Systems (z. B. an dem Kondensator) beeinträchtigt ist, zum Beispiel aufgrund einer abgeklemmten Leitung. Zusätzlich kann bei 714 als Reaktion auf die Angabe einer abgeklemmten Leitung der Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife verringert werden, während der Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife dementsprechend erhöht wird, ohne dass dies eine erhebliche CAC-Auswirkung außer Unterkühlung aufweist.
Falls die Ist-CAC-Kühlmitteltemperatur angesichts der bestehenden CAC-Kühlmitteltemperatur des Systems außerhalb des erwarteten Bereichs liegt und der integrierte Fehler nicht über dem ersten Schwellenfehler liegt, dann kann bei 717 bestimmt werden, ob der integrierte Fehler über einem zweiten Schwellenfehler (Schwelle_2) liegt, der kleiner ist als der erste Schwellenfehler (Schwelle_1). Falls nicht, dann kehrt die Routine zu 709 zurück, um keine AC-Systembeeinträchtigung anzugeben, und die Routine endet. Ansonsten, falls die Ist-CAC-Kühlmitteltemperatur angesichts der bestehenden CAC-Kühlmitteltemperatur des Systems außerhalb des erwarteten Bereichs liegt und der integrierte Fehler über dem zweiten Schwellenfehler (aber unter dem ersten Schwellenfehler) liegt, dann kann bei 718 angegeben werden, dass eine AC-Systembeeinträchtigung aufgrund niedriger Kältemittelstände vorliegt. Zum Beispiel kann der niedrige Kältemittelstand auf das Vorhandensein eines Lecks zurückgehen, was etwa aufgrund loser Armaturen auftreten kann. Bei 720 kann als Reaktion auf die Angabe niedriger Kältemittelstände der Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife erhöht werden, während der Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife aufrechterhalten wird, um die AC-Leistung bereitzustellen, obwohl bestimmt wird, dass das AC-System beeinträchtigt ist. Insbesondere wird der Kühlmitteldurchfluss verringert, um elektrische Energie der Pumpe zu sparen. Da bestimmt wird, dass das AC-System beeinträchtigt ist, weist die Kühlung durch die AC keine Auswirkung von der reduzierten Pumpenleistung auf. Insbesondere wird die AC-Leistung nicht nachteilig durch eine reduzierte Pumpenleistung beeinflusst.
Nun wird unter Bezugnahme auf 8 ein beispielhaftes Verfahren 800 zum Einstellen des Kühlmitteldurchflusses durch einen TOC gezeigt. Das Verfahren verbessert die Getriebeölkühlung und reduziert die Wahrscheinlichkeit von Kochen des Kühlmittels. In einem Beispiel kann das Verfahren aus 8 als Teil des Verfahrens aus 5, wie etwa bei 506, durchgeführt werden.
Bei 802 kann bestimmt werden, ob die Bedingungen zum Erzeugen von Überschusswärme an dem Drehmomentwandler erfüllt sind. Demnach ist der Drehmomentwandler (TC) eine Viskokupplungsvorrichtung, die Fluidträgheit austauscht, um Drehmoment zwischen dem Motor und dem Getriebe zu übertragen. Folglich kann er erhebliche Wärmemengen erzeugen. Während ausgewählter Bedingungen, wie etwa, wenn Bremsmoment auf den Motor angewendet wird (das heißt, es werden sowohl ein Bremspedal als auch ein Gaspedal gleichzeitig durch einen Fahrzeugführer betätigt) oder wenn das Fahrzeug mit geringer bis keiner Fahrzeuggeschwindigkeit einer Steigung entgegenwirkt (wobei der Steigung entgegengewirkt wird, da das Gaspedal des Fahrzeugführers betätigt wird), kann der TC Schlupf aufweisen und wegen eines Mangels an Drehzahl nicht zum Überbrücken in der Lage sein. Während dieser Bedingungen kann die Temperatur des aus dem TC austretenden Öls erheblich höher sein als die des Öls an der Ölwanne. Insbesondere kann das in den TOC eintretende 01 aufgrund der langen Zeitkonstante in Zusammenhang mit der gesamten Masse des Getriebes erheblich wärmer sein als die Temperatur an der Ölwanne. Falls der Kühlmitteldurchfluss durch den TOC auf Grundlage der an der Ölwanne geschätzten TOT eingestellt wird, kann der bereitgestellte Kühlmitteldurchfluss geringer sein als der erforderliche Kühlmitteldurchfluss, was dazu führt, dass das Kühlmittel überkocht. Zusätzlich zu einer Beeinträchtigung des Getriebes kann das Überkochen des Kühlmittels zudem zu einer Beeinträchtigung aller Motorkomponenten führen, die sich über die Kühlmittelschleife Kühlmittel mit dem Getriebe teilen, wie etwa des AC-Systems, des Ladeluftkühlers, des Zylinderkopfes etc.
Falls die Bedingungen für TC-Schlupf/Wärmeerzeugung bestätigt werden, kann bei 804 die Getriebeöltemperatur an dem TC-Ausgang abgeleitet werden. Zum Beispiel kann die TC-Ausgangstemperatur auf Grundlage der Getriebeölwannentemperatur und des jüngsten Verlaufs des Getriebes abgeleitet werden. Ferner kann die TC-Ausgangstemperatur auf Grundlage des Drehmomentwandlerschlupfverhältnisses (Ausgangsdrehzahl relativ zu Eingangsdrehzahl des TC) bestimmt werden. Zusätzlich kann bei 806 die Zuteilung von Kühlmitteldurchfluss durch den TOC (relativ zu der AC und dem CAC) auf Grundlage der TC-Ausgangstemperatur eingestellt werden. Die Zuteilung kann ferner auf Grundlage eines Schlupfverhältnisses an dem TC und einer Motordrehzahl eingestellt werden. Da der TOC parallel zu den der AC und dem CAC zugeteilten Verzweigungen ist, kann die maximale Durchflussrate so eingestellt werden, dass sie die größere des Durchflusses zu der TOC-Verzweigung oder der Summe der AC- und CAC-Verzweigung ist.
Falls die Bedingungen für TC-Schlupf/Wärmeerzeugung nicht bestätigt werden, kann bei 808 die Getriebeöltemperatur an der Ölwanne abgeleitet und/oder geschätzt und/oder gemessen werden. Zum Beispiel kann die TOT an der Ölwanne durch einen an die Ölwanne gekoppelten Temperatursensor gemessen werden. Zusätzlich kann bei 810 die Zuteilung von Kühlmitteldurchfluss durch den TOC (relativ zu der AC und dem CAC) auf Grundlage der Olwannentemperatur eingestellt werden. Als ein Beispiel kann das Fahrzeug angehalten werden, da die Bremse betätigt wird (Anwenden von Bremsmoment), oder das Fahrzeug kann sich an einer Steigung befinden oder einen größeren Anhänger schleppen, oder es kann ein anderer Zustand vorliegen, aufgrund dessen das Fahrzeug anderweitig Widerstand erfährt. Während das Fahrzeug Widerstand erfährt, kann der Fahrer erhebliches Drehmoment oder erhebliche Energie anfordern, und der Getriebedrehmomentwandler kann offen sein, sodass im Wesentlichen die gesamte Energie des Motors Wärme erzeugt. Während dieser Bedingungen kann die CAC-Kühllast gering sein und die AC-Kühllast kann gering sein, aber die Getriebekühlung kann hoch sein (z. B. höher als ein Grenzwert, wie etwa kritisch hoch). Während dieser Bedingungen kann eine vollständige Pumpenkühlung erforderlich sein. Auch wenn die vollständige Pumpenkühlung zu einer Unterkühlung der AC und des CAC mit geringen Einbußen bei der Kraftstoffeffizienz führen kann, können derartige Einbußen annehmbar sein, um die angefragte Getriebekühlung bereitzustellen. Auf diese Art und Weise kann durch Einstellen der Kühlmittelverteilung durch einen TOC auf Grundlage von Drehmomentwandlerbedingungen einschließlich eines TC-Schlupfverhältnisses Kochen des Kühlmittels besser abgewendet werden.
Nun werden unter Bezug auf 9–12 beispielhafte Einstellungen des Durchflusses von Kühlmittel durch verschiedene Komponenten einer Motorkühlmittelschleife während unterschiedlicher Betriebsmodi des Kühlmittelsystems gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 9 stellt zunächst Abbildung 900 einen beispielhaften Übergang von einem Kondensationssteuermodus des Kühlmittelsystembetriebs zu einem kontinuierlichen Steuermodus des Kühlmittelsystembetriebs dar. Abbildung 900 stellt die Einstellung des Proportionalventils bei Verlauf 902, die Kühlmittelpumpenleistung bei Verlauf 904, den Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife (CAC_Durchfluss) bei Verlauf 906, den Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife (AC_Durchfluss) bei Verlauf 908, den Kühlmitteldurchfluss durch den TOC (TOC_Durchfluss) bei Verlauf 910 und den Kabinenkühlbedarf bei Verlauf 912 dar. Alle Verläufe sind gegen die Zeit dargestellt.
Vor t1 wird das Kühlmittelsystem als Reaktion auf bestimmte Ansaugluftbedingungen, wie etwa hohe Feuchtigkeit, bei der sich Kondensation bilden kann, falls die Ansaugluft in dem CAC unterkühlt wird, in dem Kondensationssteuermodus betrieben. Zum Reduzieren der Nebenwirkungen, wie etwa Wasseransammlung und potentielle Probleme durch Schäden an der Hardware, wird der Kondensationssteuermodus verwendet, um den Kühlmitteldurchfluss zu dem CAC zu minimieren. Darin wird die Pumpenleistung und die Ventileinstellung auf Grundlage des höheren Kabinenkühlbedarfs und des geringeren CAC-Kühlbedarfs eingestellt. In dem dargestellten Beispiel wird die gewünschte Kühlmitteldurchflussrate durch Betreiben der Kühlmittelpumpe mit einer geringeren Leistung bei Festlegen der Ventilöffnung auf 100% bereitgestellt, sodass ein großer Anteil des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife geleitet wird.
Bei t1 geht das Kühlmittelsystem als Reaktion darauf, dass die Bedingungen für die Kondensationsbildung nicht mehr vorliegen, in den kontinuierlichen Steuermodus über. Darin wird die Pumpenleistung und die Ventileinstellung auf Grundlage der Zunahme des CAC-Kühlbedarfs bei dem gleichen Kabinenkühlbedarf eingestellt. Insbesondere wird die Pumpenleistung allmählich gesteigert, während die Ventileinstellung allmählich (hier schrittweise) gesenkt wird, sodass ein kalibrierter Anteil des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife erfolgt und ein übriger Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife erfolgt. In einem Beispiel wird die Ventileinstellung von 100% auf 45% gesenkt. Auf diese Art und Weise wird der Durchfluss zu sowohl dem CAC (z. B. 45%) als auch der AC (z. B. 55%) umgeleitet. In einem alternativen Beispiel kann das kalibrierte Verhältnis 35% des Durchflusses zu dem CAC und 65% des Durchflusses zu der AC beinhalten. Noch andere kalibrierte Verhältnisse können auf Grundlage der Marke und des Modells des Fahrzeugs oder der Konfiguration des Kühlmittelsystems möglich sein. In einem anderen Beispiel können die Positionen und Befehle auf Grundlage aller Durchflussanforderungen der Komponenten und des inversen Strömungsmodells bestimmt werden, die vorstehend beschrieben sind.
Nun stellt unter Bezugnahme auf 10 Abbildung 1000 einen beispielhaften Übergang von einem Extremverteilungsmodus zu einem Priorität-AC-Modus des Kühlmittelsystembetriebs dar. Abbildung 1000 stellt die Einstellung des Proportionalventils bei Verlauf 1002, die Kühlmittelpumpenleistung bei Verlauf 1004, den Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife (CAC Durchfluss) bei Verlauf 1006, den Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife (AC_Durchfluss) bei Verlauf 1008 und den Kabinenkühlbedarf bei Verlauf 1010 dar. Alle Verläufe sind gegen die Zeit dargestellt.
Vor t11 wird das Kühlmittelsystem als Reaktion darauf, dass Kühlung sowohl in der AC- als auch der CAC-Schleife angefordert wird, in dem Extremverteilungsmodus betrieben. Darin wird die Pumpenleistung und die Ventileinstellung dazu eingestellt, ein kalibriertes Verhältnis des Kühlmitteldurchflusses durch sowohl die AC- als auch die CAC-Schleife bereitzustellen. Das kalibrierte Verhältnis beinhaltet in dem dargestellten Beispiel eine Ventileinstellung mit 45% Öffnung, die 45% des Kühlmitteldurchflusses durch die CAC-Schleife und 55% des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife bereitstellt. Zudem wird in dem Extremverteilungsmodus die Pumpenleistung auf 100% festgelegt (maximale Leistung). Die Ventilposition von 100% bezieht sich auf 100% Durchfluss zu dem CAC.
Bei t11 geht das Kühlmittelsystem als Reaktion auf eine Zunahme des Kabinenkühlbedarfs zu dem Priorität-AC-Modus über, um den Kühlmitteldurchfluss zu der AC-Schleife zu priorisieren. Unter Verwendung des inversen Modells werden die Pumpen- und Ventileinstellungen dazu eingestellt, den gewünschten Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife bereitzustellen. Insbesondere wird die Pumpenleistung bei 100% gehalten, während die Ventileinstellung gesenkt wird, in dem dargestellten Beispiel von 45% auf 20%, sodass ein größerer Anteil des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife geleitet wird und ein kleinerer übriger Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife geleitet wird. Auf diese Art und Weise kann der Kabinenkühlbedarf von dem Abnehmer erfüllt werden. Nun stellt unter Bezugnahme auf 11 Abbildung 1100 einen beispielhaften Übergang von dem Extremverteilungsmodus zu einem Priorität-CAC-Modus des Kühlmittelsystembetriebs dar. Abbildung 1100 stellt die Motordrehzahl bei Verlauf 1101, die Einstellung des Proportionalventils bei Verlauf 1102, die Kühlmittelpumpenleistung bei Verlauf 1104, den Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife (CAC_Durchfluss) bei Verlauf 1106, den Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife (AC_Durchfluss) bei Verlauf 1108 und den Kühlmitteldurchfluss durch den TOC (TOC_Durchfluss) bei Verlauf 1110 dar. Alle Verläufe sind gegen die Zeit dargestellt.
Vor t21 wird das Kühlmittelsystem als Reaktion auf hohen Kühlbedarf sowohl in der AC- als auch der CAC-Schleife in dem Extremverteilungsmodus betrieben. Darin werden die Pumpenleistung und die Ventileinstellung dazu eingestellt, ein kalibriertes Verhältnis des Kühlmitteldurchflusses durch sowohl die AC- als auch die CAC-Schleife bereitzustellen. Das kalibrierte Verhältnis beinhaltet in dem dargestellten Beispiel eine Ventileinstellung mit 45% Öffnung, die 45% des Kühlmitteldurchflusses durch die CAC-Schleife und 55% des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife bereitstellt. Zudem wird in dem Extremverteilungsmodus die Pumpenleistung auf 100% festgelegt (maximale Leistung).
Bei t21 geht das Kühlmittelsystem als Reaktion auf eine Zunahme der Motordrehzahl zu dem Priorität-CAC-Modus über, um den Kühlmitteldurchfluss zu der CAC-Schleife zu priorisieren. Hier gibt 100% Durchfluss eine Priorität des Kühlmitteldurchflusses zu dem CAC an. Die Zunahme der Motordrehzahl kann als Reaktion auf einen erhöhten Bedarf an Ladedruck erfolgen, wie etwa aufgrund von Fahrzeugbeschleunigung, eines Pedalbetätigungsereignisses oder einer Erhöhung des Fahrerbedarfsdrehmoments. Unter Verwendung des inversen Modells werden die Pumpen- und Ventileinstellungen dazu eingestellt, den gewünschten Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife bereitzustellen. Insbesondere wird die Pumpenleistung bei 100% gehalten, während die Ventileinstellung gesteigert wird, in dem dargestellten Beispiel von 45% auf 100%, sodass ein größerer Anteil des Kühlmitteldurchflusses durch die CAC-Schleife geleitet wird und ein kleinerer übriger Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife geleitet wird. Auf diese Art und Weise können die Kühlanforderungen der durch den CAC strömenden verdichteten Ansaugluft erfüllt werden.
Unter Bezugnahme auf 12 stellt zunächst Abbildung 1200 einen beispielhaften Übergang von einem kontinuierlichen Steuermodus des Kühlmittelsystembetriebs zu dem Extremverteilungsmodus des Kühlmittelsystembetriebs dar. Abbildung 1200 stellt die Einstellung des Proportionalventils bei Verlauf 1202, die Kühlmittelpumpenleistung bei Verlauf 1204, den Kühlmitteldurchfluss durch die CAC-Schleife (CAC_Durchfluss) bei Verlauf 1206, den Kühlmitteldurchfluss durch die AC-Schleife (AC_Durchfluss) bei Verlauf 1208, den Kühlmitteldurchfluss durch den TOC (TOC_Durchfluss) bei Verlauf 1210, den Kabinenkühlbedarf bei Verlauf 1212 und die Motordrehzahl bei Verlauf 1214 dar. Alle Verläufe sind gegen die Zeit dargestellt.
Vor t31 wird das Kühlmittelsystem als Reaktion auf einen unter dem Maximum liegenden Kühlbedarf sowohl in der AC- als auch der CAC-Schleife und variierender Motorbetriebsbedingungen in dem kontinuierlichen Steuermodus betrieben. Darin wird die Pumpenleistung und die Ventileinstellung auf Grundlage des variierenden Kabinenkühlbedarfs und CAC-Kühlbedarfs eingestellt, wobei während einiger Bedingungen der CAC-Kühlbedarf zunehmen kann, während der AC-Kühlbedarf abnimmt, während anderer Bedingungen der CAC-Kühlbedarf abnehmen kann, während der AC-Kühlbedarf zunimmt, und während noch anderer Bedingungen sowohl der CAC-Kühlbedarf als auch der AC-Kühlbedarf zunehmen oder abnehmen können (während sie unter maximalen Grenzwerten bleiben). In dem dargestellten Beispiel wird die gewünschte Kühlmitteldurchflussrate durch Betreiben der Kühlmittelpumpe mit einer kontinuierlich variierenden Leistung (wie etwa bei oder um 45%, z. B. zwischen 25% und 45%) bei ebenso kontinuierlichem Variieren der Ventileinstellung (wie etwa bei oder um 45%, z. B. zwischen 25% und 45%) bereitgestellt.
Bei t31 geht das Kühlmittelsystem als Reaktion auf eine Zunahme sowohl des Kabinenkühlbedarfs als auch der Motordrehzahl zu dem Extremverteilungsmodus über. Die Zunahme der Motordrehzahl kann als Reaktion auf einen erhöhten Bedarf an Ladedruck erfolgen, wie etwa aufgrund von Fahrzeugbeschleunigung, eines Pedalbetätigungsereignisses oder einer Erhöhung des Fahrerbedarfsdrehmoments. Die Zunahme des Kabinenkühlbedarfs kann als Reaktion auf eine Zunahme der Umgebungstemperatur erfolgen. Insbesondere wird als Reaktion auf die Zunahme sowohl des CAC- als auch des AC-Kühlbedarfs die Pumpenleistung gesteigert, während die Ventileinstellung ebenfalls geändert und festgesetzt wird, zum Beispiel gesteigert, sodass ein vordefinierter kalibrierter Anteil des Kühlmitteldurchflusses durch die AC-Schleife erfolgt. In dem dargestellten Beispiel wird die Ventileinstellung auf 45% gesteigert, während die Pumpenleistung auf 100% (maximale Leistung) gesteigert wird. In einem alternativen Beispiel kann der Wert gesenkt werden. Auf diese Art und Weise werden sowohl der CAC- als auch der AC-Kondensator-Kühlbedarf bestmöglich erfüllt. Auf diese Art und Weise kann Kühlmittel durch jeden eines CAC, eines AC-Kondensators und eines Getriebeölkühlers strömen, wobei der Durchfluss auf Grundlage von Kühlbedarfen aufgeteilt wird. Durch Einstellen des Durchflusses als Reaktion auf einen AC-Kopfdruck (statt einer Temperatur) kann eine raschere Reaktion auf Änderungen des Kühlbedarfs bereitgestellt werden, was die Kühlreaktionszeiten verbessert. Zusätzlich können Änderungen zwischen dem Ist-AC-Kopfdruck und einem erwarteten Kopfdruck vorteilhaft dazu verwendet werden, die AC-Effizienz und -Belastung besser einzuschätzen. Durch Verwendung des gleichen Kopfdrucks für die AC-Kupplungssteuerung wird die Notwendigkeit von zusätzlichen Sensoren reduziert. Durch Teilen des Kühlmittels zwischen den verschiedenen Komponenten mit Kühlbedarf wird die Notwendigkeit von zusätzlichen Autokühlern und Lüftern reduziert, wodurch Vorteile durch Komponentenreduktion bereitgestellt werden. Durch Einstellen der Kühlmittelverteilung durch einen TOC auf Grundlage von Drehmomentwandlerbedingungen einschließlich eines TC-Schlupfverhältnisses kann Kochen des Kühlmittels besser abgewendet werden. Zusätzlich wird der Einbauraum im Motorraumbereich verbessert. Ferner kann durch Verbessern der AC-Kühlung durch Verwendung des Kühlmittels der AC-Kondensator von einer Vorderseite des Fahrzeugs wegbewegt werden, was Probleme bezüglich der Gewährleistung reduziert. Durch Korrelieren von Fehlern bei dem AC-Kopfdruck mit Änderungen bei der Funktion des AC-Verdichters kann eine Beeinträchtigung eines AC-Systems aufgrund von Verdichterproblemen besser von solchen aufgrund niedriger Kältemittelstände unterschieden werden, was es ermöglicht, geeignete Behebungsmaßnahmen zu ergreifen. Insgesamt kann die Motorkühlleistung für mehrere Komponenten, die Kühlung erfordern, bei einer Verbesserung der Kraftstoffökonomie gesteigert werden.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugklimatisierungssystems umfasst Folgendes: Einstellen, über eine Pumpe und ein an jeden eines Ladeluftkühlers und eines Klimaanlagenkondensators gekoppeltes Proportionalventil, eines Durchflusses von Kühlmittel durch den Kondensator, in dem von dem Kühlmittel abweichendes Kältemittel strömt, wobei das Einstellen als Reaktion auf eine Kühlmitteltemperatur in dem Ladeluftkühler und einen Ist-Kopfdruck eines Klimaanlagenverdichters erfolgt. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet Einstellen als Reaktion auf den Referenzkopfdruck zusätzlich oder optional Einstellen als Reaktion auf eine Differenz zwischen dem Ist-Kopfdruck und einem Referenzkopfdruck, wobei der Durchfluss von Kühlmittel durch den Kondensator erhöht wird, wenn der Ist-Kopfdruck den Referenzkopfdruck übersteigt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der Referenzkopfdruck zusätzlich oder optional über eine zweidimensionale Abbildung modelliert, wobei die Abbildung als eine Funktion der Kühlmitteltemperatur und Kühlmitteldurchflussrate gespeichert ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Ist-Kopfdruck zusätzlich oder optional einen Druck an einer Stelle stromabwärts von dem AC-Verdichter und stromaufwärts von jedem eines Expansionsventils und des Kondensators in einem an das AC-System gekoppelten Kältemittelkreislauf. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele sind die Pumpe und das Proportionalventil zusätzlich oder optional selektiv an einen Kühlmittelkreislauf des AC-Systems gekoppelt, wobei jeder des Kühlmittelkreislaufs und des Kältemittelkreislaufs an den Kondensator gekoppelt ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgt das Einstellen zusätzlich oder optional ferner als Reaktion auf eine Temperatur von 01 in einem Getriebekühlerkreislauf, wobei der Getriebekühlerkreislauf an einem Getriebekühler an den Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der Getriebekühler stromaufwärts von dem Proportionalventil und stromabwärts von der Pumpe angeordnet ist, wobei der Getriebekühler ferner an einen Motorkühlmittelkreislauf gekoppelt ist, der sich von dem Kühlmittelkreislauf des AC-Systems unterscheidet. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional, wenn die Temperatur des Öls in dem Getriebekühlerkreislauf zunimmt, Erhöhen einer Leistung der Pumpe zum Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses zu dem Kondensator durch den Getriebekühler, wobei die Zunahme der Öltemperatur als Reaktion auf erhöhten Drehmomentwandlerschlupf erfolgt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional für einen gegebenen Kabinenkühlbedarf Aufrechterhalten oder Verringern des Durchflusses durch den Kondensator bei Erhöhen des Durchflusses durch den Ladeluftkühler, wenn die Ladelufttemperatur zunimmt, und Erhöhen des Durchflusses durch den Kondensator bei Aufrechterhalten oder Verringern des Durchflusses durch den Ladeluftkühler, wenn der Ist-Kopfdruck einen Referenzkopfdruck übersteigt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass jedes des Ist-AC-Kopfdrucks und der Ladelufttemperatur jeweilige Schwellenwerte übersteigt, Erhöhen einer Leistung der Pumpe auf einen oberen Grenzwert bei Festlegen des Proportionalventils auf eine Position, die ein kalibriertes festes Verhältnis des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator relativ zu dem Ladeluftkühler bereitstellt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional vorwärtsgekoppeltes Auswählen einer Pumpen- und Proportionalventileinstellung, die eine Kühlmitteldurchflussrate bereitstellt, die als eine Funktion der Kühlmitteltemperatur in dem Ladeluftkühler bestimmt wird, und rückwärtsgekoppeltes Einstellen der Pumpen- und Proportionalventileinstellung auf Grundlage eines Fehlers zwischen dem Ist-Kopfdruck und einem Referenzkopfdruck, wobei der Referenzkopfdruck als eine andere Funktion der Kühlmitteltemperatur bestimmt wird.
Ein anderes beispielhaftes Verfahren für ein Fahrzeug umfasst Folgendes: Strömen von Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf, der einen Klimatisierungs-(AC-)Kondensator beinhaltet; Strömen von Kühlmittel durch eine erste Verzweigung eines Kühlmittelkreislaufs, die den Kondensator beinhaltet, und durch eine zweite Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die einen Ladeluftkühler (CAC) beinhaltet, wobei der Kühlmitteldurchfluss durch die erste Verzweigung relativ zu der zweiten Verzweigung auf Grundlage eines AC-Kopfdrucks in dem Kältemittelkreislauf, einer Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittelkreislauf und eines CAC-Kühlbedarfs eingestellt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele sind die erste und zweite Verzweigung zusätzlich oder optional stromabwärts von jedem einer Kühlmittelpumpe und eines Proportionalventils angeordnet, und wobei die erste und zweite Verzweigung parallel zu einem Getriebeölkühler sind. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der Kühlmitteldurchfluss durch die erste Verzweigung relativ zu der zweiten Verzweigung zusätzlich oder optional über Einstellungen an einer Pumpenleistung und einer Position des Proportionalventils eingestellt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Kältemittelkreislauf zusätzlich oder optional einen AC-Verdichter, ein thermisches Expansionsventil, eine AC-Kupplung, den Kondensator und einen AC-Verdampfer, und wobei der Kopfdruck in dem Kältemittelkreislauf auf einer Position der AC-Kupplung, einer Temperatur des AC-Kondensators, einer Position des thermischen Expansionsventils und einem Fahrzeugkabinenkühlbedarf beruht. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beruht der Kühlmitteldurchfluss durch die erste Verzweigung relativ zu der zweiten Verzweigung zusätzlich oder optional ferner auf einer Getriebeöltemperatur von Öl, das durch den Getriebeölkühler zirkuliert. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional Betreiben mit einer Anfangseinstellung der Pumpenleistung und der Proportionalventilposition auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur und dann Übergehen von der Anfangseinstellung zu einer Endeinstellung der Pumpenleistung und der Proportionalventilposition auf Grundlage des AC-Kopfdrucks relativ zu einem Referenz-AC-Kopfdruck, wobei der Referenz-AC-Kopfdruck als eine zweidimensionale Funktion der Kühlmitteltemperatur, Kühlmitteldurchflussrate und Änderung des CAC-Kühlbedarfs modelliert wird.
Ein anderes beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst Folgendes: eine Fahrzeugkabine; ein Klimatisierungs-(AC-)System, das einen Verdampfer und einen Kondensator zum Kühlen der Kabinenluft beinhaltet; ein aufgeladenes Motorsystem, das einen Motor und einen stromaufwärts von einem Ladeluftkühler (CAC) gekoppelten Turboladerverdichter beinhaltet; einen Kältemittelkreislauf, der Kältemittel durch den Kondensator zirkulieren lässt, wobei der Kreislauf einen Drucksensor beinhaltet; einen ersten Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Kondensators, des CAC und eines Getriebeölkühlers (TOC) zirkulieren lässt, wobei der erste Kühlmittelkreislauf eine elektrische Pumpe, ein Proportionalventil und einen Temperatursensor beinhaltet; und einen zweiten Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Motors, eines Abgaskrümmerkühlers und des TOC zirkulieren lässt, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf eine mechanische Pumpe beinhaltet. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Kältemittelkreislauf zusätzlich oder optional an dem Kondensator an den ersten Kühlmittelkreislauf gekoppelt, wobei der erste Kühlmittelkreislauf an dem TOC an den zweiten Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der TOC 01 aus einem Drehmomentwandlerausgang aufnimmt, und wobei der Kondensator stromabwärts von dem Proportionalventil an eine erste Verzweigung des ersten Kühlmittelkreislaufs gekoppelt ist und der CAC stromabwärts von dem Proportionalventil an eine zweite Verzweigung des ersten Kühlmittelkreislaufs gekoppelt ist, wobei sich die erste Verzweigung von der zweiten Verzweigung unterscheidet und parallel zu dieser ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das System zusätzlich oder optional ferner eine Steuerung mit auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zu Folgendem: Auswählen eines Betriebsmodus auf Grundlage eines AC-Kühlbedarfs relativ zu einem CAC-Kühlbedarf, wobei der AC-Kühlbedarf auf einer durch den Fahrzeugführer angefragten Kabinenkühlung beruht, wobei der CAC-Kühlbedarf auf einem durch den Fahrzeugführer angefragten Drehmoment beruht; und als Reaktion auf den ausgewählten Betriebsmodus, Betreiben der Pumpe mit einer Leistung und dem Proportionalventil, die als eine Funktion des CAC-Kühlbedarfs in dem ersten Kühlmittelkreislauf und des AC-Kopfdrucks in dem Kältemittelkreislauf bestimmt werden. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: als Reaktion auf eine Zunahme eines des AC-Kühlbedarfs und des CAC-Kühlbedarfs, Erhöhen der Pumpenleistung in Richtung einer Schwellenleistung und Festlegen des Proportionalventils auf eine Position zum Bereitstellen eines variablen Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses durch die erste Verzweigung relativ zu der zweiten Verzweigung, das eine Funktion des AC-Kühlbedarfs relativ zu dem CAC-Kühlbedarf ist; und als Reaktion auf eine Zunahme jedes des AC-Kühlbedarfs und des CAC-Kühlbedarfs, Erhöhen der Pumpenleistung auf die Schwellenleistung und Festlegen des Proportionalventils auf eine Position zum Bereitstellen eines festen Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses durch die erste Verzweigung relativ zu der zweiten Verzweigung.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugklimatisierungssystems umfasst Folgendes: als Reaktion darauf, dass jeder eines Kabinenkühlbedarfs und eines Ladeluftkühler-(CAC-)Kühlbedarfs über einem Schwellenwert liegt, paralleles Einstellen des Kühlmitteldurchflusses durch jeden eines Klimatisierungs-(AC-)Kondensators und eines Ladeluftkühlers (CAC) eines Kühlmittelkreislaufs zum Erfüllen des CAC-Kühlbedarfs und Kabinenkühlbedarfs, wobei der Kühlmitteldurchfluss auf Grundlage eines AC-Kopfdrucks und ferner auf Grundlage einer CAC-Ladeluft-Auslasstemperatur eingestellt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional Einstellen des Kühlmitteldurchflusses über Einstellungen an einem Proportionalventil, das stromaufwärts von jedem des AC-Kondensators und des CAC-Kühlers angeordnet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional ferner Einstellen des Kühlmitteldurchflusses über Einstellungen an einer Leistung einer Kühlmittelpumpe, die das Kühlmittel über das Proportionalventil durch jeden des AC-Kondensators und CAC-Kühlers pumpt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird das Einstellen zusätzlich oder optional zum Halten eines AC-Kopfdrucks des AC-Kondensators bei einem Soll-Druck durchgeführt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird eine Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator zusätzlich oder optional über eine zweidimensionale Abbildung modelliert, die als eine Funktion einer CAC-Kühlmitteltemperatur und des AC-Kopfdrucks gespeichert ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der AC-Kondensator zusätzlich oder optional an einen Kältemittelkreislauf gekoppelt, der einen AC-Verdichter, eine AC-Kupplung und ein thermisches Expansionsventil beinhaltet, und wobei der Kopfdruck stromabwärts von dem AC-Verdichter und stromaufwärts von dem thermischen Expansionsventil in dem Kältemittelkreislauf geschätzt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Folgendes: als Reaktion darauf, dass der AC-Kopfdruck einen Schwellendruck übersteigt, Eingerückthalten der AC-Kupplung und Erhöhen der Pumpenleistung; und als Reaktion darauf, dass der AC-Kopfdruck nach dem Erhöhen der Pumpenleistung weiterhin den Schwellendruck übersteigt, Ausrücken der AC-Kupplung. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele sind die Pumpe und das Proportionalventil zusätzlich oder optional selektiv an den Kühlmittelkreislauf gekoppelt und wobei jeder des Kühlmittelkreislaufs und des Kältemittelkreislaufs an den Kondensator gekoppelt ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird der Kühlmitteldurchfluss zusätzlich oder optional ferner als Reaktion auf eine Temperatur von Öl in einem Getriebekühlerkreislauf eingestellt, wobei der Getriebekühlerkreislauf an einem Getriebekühler an den Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der Getriebekühler stromaufwärts von dem Proportionalventil und stromabwärts von der Pumpe angeordnet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional, wenn die Temperatur des Öls in dem Getriebekühlerkreislauf zunimmt, Erhöhen einer Leistung der Pumpe, wobei die Zunahme der Öltemperatur als Reaktion auf erhöhten Drehmomentwandlerschlupf erfolgt.
Ein anderes beispielhaftes Verfahren umfasst Folgendes: während einer ersten Bedingung, wenn der Kühlbedarf an einem Klimatisierungs-(AC-)Kondensator unter einem niedrigeren Schwellenwert liegt, Einstellen einer Leistung einer Kühlmittelpumpe und einer Position eines Proportionalventils eines Kühlmittelkreislaufs zum Strömen von Kühlmittel durch den Kondensator mit einer ersten, festen Durchflussrate bei Strömen von Kühlmittel durch einen Ladeluftkühler (CAC) mit einer zweiten, variablen Durchflussrate, die auf dem CAC-Kühlbedarf beruht; und während einer zweiten Bedingung, wenn der Kühlbedarf an dem Kondensator über einem höheren Schwellenwert liegt, Einstellen der Leistung der Kühlmittelpumpe und der Position des Proportionalventils zum Strömen von Kühlmittel durch den CAC mit einer dritten, festen Durchflussrate bei Strömen von Kühlmittel durch den Kondensator mit einer vierten, variablen Durchflussrate, die auf dem Kabinenkühlbedarf beruht. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional während der zweiten Bedingung die Leistung der Kühlmittelpumpe auf einen oberen Grenzwert erhöht, und wobei während der ersten Bedingung die Leistung der Kühlmittelpumpe unter dem oberen Grenzwert liegt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional während der ersten Bedingung die zweite variable Durchflussrate als eine Funktion des AC-Kopfdrucks und der Kühlmitteltemperatur abgebildet und wobei während der zweiten Bedingung die vierte variable Durchflussrate als eine Funktion des AC-Kopfdrucks und der Kühlmitteltemperatur abgebildet wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Kühlmittelkreislauf zusätzlich oder optional ferner einen Getriebeölkühler (TOC) parallel zu dem Kondensator und dem CAC, die jeweils stromabwärts von dem Proportionalventil an verschiedene Verzweigungen des Kühlmittelkreislaufs gekoppelt sind, wobei der Kühlmittelkreislauf an dem Kondensator an einen Kältemittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf an dem TOC an einen Getriebeölkreislauf gekoppelt ist, und wobei der AC-Kopfdruck an dem Kältemittelkreislauf geschätzt wird und die Kühlmitteltemperatur an dem Kühlmittelkreislauf geschätzt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional während der ersten Bedingung die zweite variable Durchflussrate ferner auf Grundlage einer Getriebeöltemperatur des TOC eingestellt und wobei während der zweiten Bedingung die vierte variable Durchflussrate ferner auf Grundlage der Getriebeöltemperatur des TOC eingestellt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Getriebeöltemperatur zusätzlich oder optional eine geschätzte Temperatur, die über einen Temperatursensor geschätzt wird, der an eine Ölwanne gekoppelt ist, wenn der Drehmomentwandlerschlupf geringer ist, und wobei die Getriebeöltemperatur eine modellierte Temperatur auf Grundlage einer Änderung der Drehmomentwandlertemperatur ist, wenn der Drehmomentwandlerschlupf größer ist.
Ein anderes beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst Folgendes: eine Fahrzeugkabine; ein Klimatisierungs-(AC-)System, das einen Verdampfer und Kondensator zum Kühlen der Kabinenluft beinhaltet; ein aufgeladenes Motorsystem, das einen Motor und einen stromaufwärts von einem Ladeluftkühler (CAC) gekoppelten Turboladerverdichter beinhaltet; einen Kältemittelkreislauf, der Kältemittel durch den Kondensator zirkulieren lässt, wobei der Kreislauf einen Drucksensor beinhaltet; einen ersten Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Kondensators, des CAC und eines Getriebeölkühlers (TOC) zirkulieren lässt, wobei der erste Kühlmittelkreislauf eine elektrische Pumpe, ein Proportionalventil und einen Temperatursensor beinhaltet; und einen zweiten Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Motors, eines Abgaskrümmerkühlers und des TOC zirkulieren lässt, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf eine mechanische Pumpe beinhaltet; und eine Steuerung, die computerlesbare Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: als Reaktion auf einen Kabinenkühlbedarf, Schätzen einer Basiskühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur; Schätzen einer korrigierenden Kühlmitteldurchflussrate auf Grundlage eines Ist-AC-Kopfdrucks relativ zu einem Referenz-AC-Kopfdruck, wobei der Referenz-AC-Kopfdruck als eine Funktion der Kühlmitteltemperatur bestimmt wird; Addieren der korrigierenden Kühlmitteldurchflussrate zu der Basiskühlmitteldurchflussrate zum Bestimmen einer Nettokühlmitteldurchflussrate durch den AC-Kondensator; und Betätigen der Pumpe und des Proportionalventils zum Bereitstellen der Nettokühlmitteldurchflussrate durch den AC-Kondensator. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: als Reaktion auf keinen Kabinenkühlbedarf, Schätzen der Basiskühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur relativ zu der Umgebungstemperatur; und Betätigen der Pumpe und des Proportionalventils zum Bereitstellen der Basiskühlmitteldurchflussrate durch den AC-Kondensator. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: als Reaktion auf einen gleichzeitigen Motorkühlbedarf, Schätzen einer Basiskühlmitteldurchflussrate durch den CAC auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur; und Einstellen einer Leistung der Pumpe und einer Position des Proportionalventils zum Bereitstellen der Basiskühlmitteldurchflussrate durch den CAC bei Aufrechterhalten der Nettokühlmitteldurchflussrate durch den AC-Kondensator. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: als Reaktion darauf, dass jeder des Kabinenkühlbedarfs und des Motorkühlbedarfs einen Schwellenwert übersteigt, Erhöhen der Leistung der Pumpe auf einen oberen Grenzwert und Festlegen der Position des Proportionalventils auf eine Position, die ein festes kalibriertes Verhältnis des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator relativ zu dem CAC bereitstellt, wobei das feste kalibrierte Verhältnis von dem AC-Kühlbedarf relativ zu dem Motorkühlbedarf unabhängig ist.
Ein beispielhaftes Verfahren für ein Fahrzeugsystem umfasst Folgendes: Schätzen einer angefragten Kühlmitteldurchflussrate durch einen Kühlmittelkreislauf auf Grundlage eines Kühlbedarfs an jedem eines Klimatisierungskondensators, eines Ladeluftkühlers (CAC) und eines Getriebeölkühlers (TOC) des Kühlmittelkreislaufs; Schätzen eines effektiven Strömungswiderstands durch den Kühlmittelkreislauf auf Grundlage einer Position eines ersten Ventils, das an den Kondensator und den CAC gekoppelt ist, und eines zweiten Ventils, das an den TOC gekoppelt ist; und Einstellen einer Kühlmittelpumpenleistung auf Grundlage des geschätzten Strömungswiderstands zum Bereitstellen der angefragten Kühlmitteldurchflussrate. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist das erste Ventil zusätzlich oder optional ein Dreiwegeproportionalventil, das dazu konfiguriert ist, Kühlmittel zwischen einer ersten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den Kondensator beinhaltet, und einer zweiten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den CAC beinhaltet, aufzuteilen, wobei die zweite Verzweigung parallel zu der ersten Verzweigung angeordnet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist das zweite Ventil zusätzlich oder optional an eine dritte Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den TOC beinhaltet, gekoppelt, wobei die dritte Verzweigung parallel zu jeder der ersten und der zweiten Verzweigung ist und diese umgeht. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Kühlmittelkreislauf zusätzlich oder optional an dem TOC an einen Getriebeölkreislauf gekoppelt, wobei der Getriebeölkreislauf einen Getriebedrehmomentwandler beinhaltet, und wobei der Kühlmittelkreislauf an dem Kondensator an einen Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems gekoppelt ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Öffnen des zweiten Ventils als Reaktion auf ein Getriebedrehmomentwandlerschlupfverhältnis über einem Schwellenwert und Schließen des zweiten Ventils als Reaktion auf ein Getriebedrehmomentwandlerschlupfverhältnis unter einem Schwellenwert, wobei der effektive Strömungswiderstand durch den Kühlmittelkreislauf größer ist, wenn das zweite Ventil geschlossen ist, und der effektive Strömungswiderstand geringer ist, wenn das zweite Ventil offen ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Schätzen der angefragten Kühlmitteldurchflussrate zusätzlich oder optional Abbilden der Kühlmitteldurchflussrate als eine Funktion der Kühlmitteltemperatur an einem Auslass eines Niedertemperatur-Autokühlers und eines AC-Kopfdrucks in dem Kältemittelkreislauf. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen der Kühlmittelpumpenleistung zusätzlich oder optional Einstellen der Kühlmittelpumpenleistung zwischen einem niedrigeren Grenzwert und einem höheren Grenzwert, wobei der niedrigere Grenzwert in Abwesenheit von Kühlbedarf an dem Kondensator mindestens etwas Kühlmitteldurchfluss durch den Kondensator ermöglicht. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Folgendes: Zuweisen eines Prioritätsstatus zu einer der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung auf Grundlage des Kühlbedarfs an dem Kondensator relativ zu dem Kühlbedarf an dem CAC. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, wenn die Kühlmittelpumpenleistung an dem niedrigeren Grenzwert liegt, Einstellen des ersten Ventils zum Bereitstellen eines Kühlmitteldurchflusses, der den Kühlbedarf einer der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen höheren Prioritätsstatus aufweist, erfüllt, bei Umleiten von übermäßigem Kühlmitteldurchfluss zu der anderen der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen niedrigeren Prioritätsstatus aufweist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, wenn die Kühlmittelpumpenleistung an dem höheren Grenzwert liegt, Einstellen des ersten Ventils zum Bereitstellen eines Kühlmitteldurchflusses, der den Kühlbedarf einer der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen höheren Prioritätsstatus aufweist, erfüllt, bei Umleiten von übermäßigem Kühlmitteldurchfluss zu der anderen der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen niedrigeren Prioritätsstatus aufweist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, wenn die Kühlmittelpumpenleistung an dem höheren Grenzwert liegt, Einstellen des ersten Ventils zum Bereitstellen eines festen Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses durch die erste Verzweigung und die zweite Verzweigung, wenn die erste Verzweigung und die zweite Verzweigung den gleichen Prioritätsstatus aufweisen.
Ein anderes beispielhaftes Verfahren für ein Fahrzeugklimatisierungs-(AC-)System umfasst Folgendes: Schätzen eines Kühlbedarfs an jedem des Klimatisierungskondensators und eines Ladeluftkühlers (CAC), die an verschiedene Verzweigungen eines Kühlmittelkreislaufs gekoppelt sind; Schätzen einer Gesamtkühlmitteldurchflussrate durch den Kühlmittelkreislauf und eines Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses durch die verschiedenen Verzweigungen auf Grundlage des Kühlbedarfs; wenn der geschätzte Kühlbedarf bis zu einem Grenzwert zunimmt, Einstellen jeder einer Kühlmittelpumpenleistung und einer Position eines Ventils, das Kühlmitteldurchfluss zwischen den verschiedenen Verzweigungen aufteilt, zum Variieren des Verhältnisses als eine Funktion des AC-Kopfdrucks und eines über den Kondensator angeforderten Anteils des Durchflusses relativ zu dem CAC; und wenn der geschätzte Kühlbedarf über den Grenzwert hinaus zunimmt, Betreiben der Kühlmittelpumpe mit einer maximalen Leistung und Einstellen der Position des Ventils zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses zwischen den verschiedenen Verzweigungen. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist das Ventil zusätzlich oder optional ein Dreiwegeventil, das Kühlmitteldurchfluss zwischen einer ersten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den CAC beinhaltet, und einer zweiten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den Kondensator beinhaltet, aufteilt, wobei die zweite Verzweigung parallel zu der ersten Verzweigung angeordnet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Schätzen des Kühlbedarfs zusätzlich oder optional Schätzen des Kühlbedarfs an dem Klimatisierungskondensator auf Grundlage jedes von Kabinenkühlbedarf des Fahrzeugführers, Umgebungstemperatur und Umgebungsfeuchtigkeit und Schätzen des Kühlbedarfs an dem CAC auf Grundlage von Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers und Krümmerladungstemperatur. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der AC-Kondensator zusätzlich oder optional ferner an einen von dem Kühlmittelkreislauf abweichenden Kältemittelkreislauf gekoppelt, wobei der Kältemittelkreislauf ein thermisches Expansionsventil, einen AC-Verdichter und eine AC-Kupplung beinhaltet, und wobei der AC-Kopfdruck an dem Kältemittelkreislauf geschätzt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Variieren des Verhältnisses als eine Funktion des AC-Kopfdrucks zusätzlich oder optional Erhöhen des Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses durch die zweite Verzweigung, die den AC-Kondensator beinhaltet, wenn der an dem Kältemittelkreislauf geschätzte AC-Kopfdruck einen Referenz-AC-Kopfdruck übersteigt, wobei der Referenz-AC-Kopfdruck als eine Funktion der Kühlmitteldurchflussrate und Kühlmitteltemperatur an einem Auslass eines Niedertemperatur-Autokühlers, der fluidisch an den CAC gekoppelt ist, abgebildet ist.
Ein anderes beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst Folgendes: eine Fahrzeugkabine; ein Klimatisierungs-(AC-)System, das einen Kondensator zum Kühlen der Kabinenluft beinhaltet; ein aufgeladenes Motorsystem, das einen Motor und einen stromaufwärts von einem Ladeluftkühler (CAC) gekoppelten Turboladerverdichter beinhaltet; einen Kältemittelkreislauf, der Kältemittel durch den Kondensator zirkulieren lässt, wobei der Kreislauf einen Drucksensor beinhaltet; einen Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Kondensators, des CAC und eines Getriebeölkühlers (TOC) zirkulieren lässt, wobei der Kühlmittelkreislauf eine elektrische Pumpe, ein Proportionalventil und einen Temperatursensor beinhaltet; und eine Steuerung, die computerlesbare Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Abbilden einer Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur, wenn sich ein Kabinenkühlbedarf zwischen einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert ändert; Einstellen einer Leistung der Pumpe auf Grundlage der geschätzten Kühlmitteldurchflussrate; und Einstellen der Position des Ventils auf Grundlage eines Ist-AC-Kopfdrucks, der an dem Kältemittelkreislauf geschätzt wird, relativ zu einem Referenz-AC-Kopfdruck, der auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur abgebildet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: wenn der Kabinenkühlbedarf unter den unteren Grenzwert fällt, Einstellen der Position des Ventils zum Aufrechterhalten einer Kühlmitteldurchflussrate eines niedrigeren Schwellenwerts durch den Kondensator; und wenn der Kabinenkühlbedarf den oberen Grenzwert übersteigt, Einstellen der Position des Ventils zum Aufrechterhalten der Kühlmitteldurchflussrate des niedrigeren Schwellenwerts durch den CAC. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: als Reaktion darauf, dass jeder des Kabinenkühl- und eines Motorkühlbedarfs den oberen Grenzwert übersteigt, Erhöhen der Leistung der Pumpe bei Einstellen der Position des Ventils zum Aufrechterhalten eines festen Verhältnisses der Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator relativ zu dem CAC. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: Abbilden der Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator als eine erste Funktion der Kühlmitteltemperatur; und Abbilden des Referenz-AC-Kopfdrucks als eine zweite, unterschiedliche Funktion der Kühlmitteltemperatur.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugklimatisierungssystems umfasst Folgendes: Schätzen einer Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch einen Kühlmittelkreislauf auf Grundlage eines Kühlbedarfs an jedem eines Klimatisierungskondensators, eines Ladeluftkühlers (CAC) und eines Getriebeölkühlers (TOC) des Kühlmittelkreislaufs; Modellieren eines Referenz-Klimatisierungs-(AC-)Kopfdrucks in einem Kätemittelkreislauf, der an den Kondensator gekoppelt ist, auf Grundlage jedes der Soll-Kühlmitteldurchflussrate und einer Kühlmitteltemperatur; Angeben von Beeinträchtigung des Kältemittelkreislaufs als Reaktion auf den Referenz-AC-Kopfdruck relativ zu einem Ist-AC-Kopfdruck; und als Reaktion auf die Angabe, Einstellen eines Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator relativ zu dem CAC. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Angeben zusätzlich oder optional Angeben von erhöhter Kondensatorbelastung, wenn der Ist-AC-Kopfdruck den Referenz-AC-Kopfdruck übersteigt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen des Verhältnisses zusätzlich oder optional als Reaktion auf die Angabe von erhöhter Kondensatorbelastung Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, wenn der Ist-AC-Kopfdruck unter dem Referenz-AC-Kopfdruck liegt, Integrieren eines Fehlers zwischen dem Ist-AC-Kopfdruck und dem Referenz-AC-Kopfdruck über eine Dauer und Angeben von Beeinträchtigung des Kältemittelkreislaufs auf Grundlage des integrierten Fehlers. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Angeben zusätzlich oder optional Angeben von Kältemittelkreislaufverstopfung, wenn der integrierte Fehler über einem ersten Schwellenfehler liegt, und Angeben von Kältemittelkreislaufleckage, wenn der integrierte Fehler über einem zweiten Schwellenfehler und unter dem ersten Schwellenfehler liegt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen des Verhältnisses zusätzlich oder optional als Reaktion auf die Angabe von Kältemittelkreislaufverstopfung Verringern des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator bei Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch den CAC und als Reaktion auf die Angabe von Kältemittelkreislaufleckage Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator bei Aufrechterhalten oder Verringern des Kühlmitteldurchflusses durch den CAC. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Kühlmittelkreislauf zusätzlich oder optional eine erste Verzweigung, die den Kondensator beinhaltet, eine zweite Verzweigung, die den CAC beinhaltet, wobei die zweite Verzweigung parallel zu der ersten Verzweigung angeordnet ist, und wobei Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator Vorspannen eines Proportionalventils, das stromaufwärts von der ersten und zweiten Verzweigung gekoppelt ist, in Richtung der ersten Verzweigung beinhaltet, und wobei Verringern des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator Vorspannen des Proportionalventils in Richtung der zweiten Verzweigung beinhaltet. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die geschätzte Soll-Kühlmitteldurchflussrate zusätzlich oder optional erhöht, wenn eine oder mehrere einer Zunahme des Kühlbedarfs des Klimatisierungskondensators als Reaktion auf einen Kabinenkühlbedarf des Fahrzeugführers, einer Zunahme des Kühlbedarfs des CAC als Reaktion auf den Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers auftreten und wenn der Kühlbedarf des TOC als Reaktion auf Getriebedrehmomentwandlerschlupf zunimmt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Unterscheiden von Kältemittelkreislaufbeeinträchtigung aufgrund von Verstopfung von Beeinträchtigung aufgrund von Leckage auf Grundlage einer Fehlergröße und -richtung zwischen dem Referenz-AC-Kopfdruck und dem Ist-AC-Kopfdruck. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Kühlmittelkreislauf zusätzlich oder optional an dem Kondensator an den Kältemittelkreislauf gekoppelt.
Ein anderes beispielhaftes Verfahren umfasst Folgendes: während einer ersten Bedingung, Ableiten eines Kältemittelstands unter einem Schwellenwert an einem AC-Kältemittelkreislauf auf Grundlage dessen, dass ein Ist-Kopfdruck an einem AC-Kondensator unter einem erwarteten Kopfdruck liegt, wobei der erwartete Kopfdruck auf einer Durchflussrate und Temperatur von Kühlmittel beruht, das durch einen Kühlmittelkreislauf strömt, der sich von dem Kühlmittelkreislaufunterscheidet und an den AC-Kondensator gekoppelt ist; und während einer zweiten Bedingung, Ableiten einer Verstopfung in dem AC-Kältemittelkreislauf auf Grundlage dessen, dass der Ist-Kopfdruck an dem AC-Kondensator unter dem erwarteten Kopfdruck liegt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der erwartete Kopfdruck auf Grundlage der Durchflussrate von Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf strömt, zusätzlich oder optional auf Grundlage der Durchflussrate von Kühlmittel, das parallel durch jeden des Kondensators und eines Ladeluftkühlers (CAC) strömt, und ferner auf Grundlage einer Kühlmitteltemperatur an einem Auslass eines Niedertemperatur-Autokühlers, der fluidisch an den CAC gekoppelt ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele liegt zusätzlich oder optional während der ersten Bedingung ein integrierter Fehler zwischen dem Ist-Kopfdruck und dem erwarteten Kopfdruck über eine Dauer unter einem Schwellenwert und liegt der integrierte Fehler während der zweiten Bedingung über dem Schwellenwert. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner während der ersten Bedingung, als Reaktion auf den Kältemittelstand unter dem Schwellenwert, Erhöhen eines Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator, und während der zweiten Bedingung, als Reaktion auf die Verstopfung, Verringern des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner während der ersten Bedingung, Setzen eines Diagnosecodes, um einen Fahrzeugführer dazu aufzufordern, Kältemittel nachzufüllen, und während der zweiten Bedingung, Setzen eines Diagnosecodes, um einen Fahrzeugführer dazu aufzufordern, eine Kältemittelleitung auszutauschen. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator zusätzlich oder optional Einstellen eines Proportionalventils des Kühlmittelkreislaufs zum Vorspannen des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator und wobei Verringern des Kühlmittelkreislaufs durch den Kondensator Einstellen des Proportionalventils zum Vorspannen des Kühlmitteldurchflusses durch den CAC beinhaltet. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, während einer dritten Bedingung, Ableiten erhöhter Pumparbeit an dem Kondensator auf Grundlage dessen, dass ein Ist-Kopfdruck an dem Kondensator höher ist als der erwartete Kopfdruck, und als Reaktion auf das Ableiten, Erhöhen des Kühlmitteldurchflusses durch den Kondensator.
Ein anderes beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst Folgendes: eine Fahrzeugkabine; ein Klimatisierungs-(AC-)System, das einen Verdampfer zum Kühlen der Kabinenluft beinhaltet; ein aufgeladenes Motorsystem, das einen Motor und einen stromaufwärts von einem Ladeluftkühler (CAC) gekoppelten Turboladerverdichter beinhaltet; einen Kältemittelkreislauf, der Kältemittel durch den Kondensator zirkulieren lässt, wobei der Kreislauf einen Drucksensor beinhaltet; einen Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Kondensators, des CAC und eines Getriebeölkühlers (TOC) zirkulieren lässt, wobei der Kühlmittelkreislauf eine elektrische Pumpe, ein Proportionalventil und einen Temperatursensor beinhaltet; und eine Steuerung, die computerlesbare Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Abbilden jedes einer Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator und eines Referenz-AC-Kopfdrucks an dem Kältemittelkreislauf auf Grundlage einer Kühlmitteltemperatur, wenn sich ein Kühlbedarf von Kühlmittelkreislaufkomponenten ändert; Einstellen einer Leistung der Pumpe auf Grundlage der geschätzten Kühlmitteldurchflussrate; Angeben von Beeinträchtigung des Kältemittelkreislaufs auf Grundlage eines Fehlers zwischen einem Ist-Kopfdruck und dem Referenzkopfdruck; und Einstellen einer Position des Ventils auf Grundlage der Angabe. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Angeben zusätzlich oder optional Folgendes: wenn der Ist-Kopfdruck höher ist als der Referenzkopfdruck, Angeben von Kondensatorbelastung und Vorspannen der Ventilposition in Richtung des Kondensators; wenn der Ist-Kopfdruck geringer ist als der Referenzkopfdruck und ein integrierter Fehler kleiner ist, Angeben von Kältemittelleitungsleckage und Vorspannen der Ventilposition in Richtung des Kondensators; und wenn der Ist-Kopfdruck geringer ist als der Referenzkopfdruck und der integrierte Fehler größer ist, Angeben von Kältemittelleitungsverstopfung und Vorspannen der Ventilposition in Richtung des CAC. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: Abbilden der Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator als eine erste Funktion der Kühlmitteltemperatur; und Abbilden des Referenz-AC-Kopfdrucks als eine zweite, unterschiedliche Funktion der Kühlmitteltemperatur.
Ein beispielhaftes Verfahren umfasst Folgendes: Einstellen eines Durchflusses von Kühlmittel durch jeden eines Klimatisierungskondensators, eines Ladeluftkühlers (CAC) und eines Getriebeölkühlers (TOC) eines Kühlmittelkreislaufs zum Halten einer geschätzten Getriebeöltemperatur (TOT) unter einem Schwellenwert, wobei die TOT auf Grundlage eines Drehmomentwandlerschlupfverhältnisses geschätzt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional Strömen von Kühlmittel durch den Kondensator, CAC und TOT mit einer Kühlmitteldurchflussrate, die als eine Funktion der Kühlmitteltemperatur, des AC-Kopfdrucks, des CAC-Kühlbedarfs und der TOT abgebildet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional Einstellen einer Leistung einer elektrischen Kühlmittelpumpe zum Strömen von Kühlmittel mit der Kühlmitteldurchflussrate. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist das Proportionalventil zusätzlich oder optional stromaufwärts von einer ersten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den Kondensator beinhaltet, und einer zweiten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den CAC beinhaltet, gekoppelt, wobei die zweite Verzweigung parallel zu der ersten Verzweigung angeordnet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional ferner Einstellen der Position eines Proportionalventils, das dazu konfiguriert ist, Kühlmittel zwischen dem Kondensator und dem CAC aufzuteilen, wobei die Position des Proportionalventils in Richtung des Kondensators in der ersten Verzweigung vorgespannt ist, wenn ein TOT-Kühlbedarf den in der ersten und zweiten Verzweigung erforderlichen Kühlmitteldurchfluss übersteigt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der TOC zusätzlich oder optional in einer dritten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs gekoppelt, wobei die dritte Verzweigung parallel zu jeder der ersten und der zweiten Verzweigung ist und diese umgeht, wobei die dritte Verzweigung ein Einwegventil beinhaltet. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Kühlmittelkreislauf zusätzlich oder optional an dem TOC an einen Getriebeölkreislauf gekoppelt, wobei der Getriebeölkreislauf ein Getriebe und einen Drehmomentwandler beinhaltet, und wobei der Kühlmittelkreislauf an dem Kondensator an einen Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems gekoppelt ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die Position des Proportionalventils zusätzlich oder optional ferner auf Grundlage eines geschätzten AC-Kopfdrucks, der an dem Kältemittelkreislauf geschätzt wird, relativ zu einem Referenzkopfdruck eingestellt, der auf Grundlage einer Funktion der Kühlmitteltemperatur abgebildet ist, wobei das Proportionalventil in Richtung des Kondensators vorgespannt ist, wenn der geschätzte AC-Kopfdruck den Referenzkopfdruck übersteigt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner als Reaktion darauf, dass die geschätzte Getriebeöltemperatur (TOT) den Schwellenwert übersteigt, Öffnen des Einwegventils, und als Reaktion darauf, dass die geschätzte Getriebeöltemperatur (TOT) unter den Schwellenwert fällt, Schließen des Einwegventils. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die geschätzte Getriebeöltemperatur zusätzlich oder optional erhöht, wenn das Drehmomentwandlerschlupfverhältnis zunimmt.
Ein anderes beispielhaftes Verfahren für ein Fahrzeugsystem umfasst Folgendes: Schätzen einer ersten Getriebeöltemperatur eines Getriebeölkreislaufs über einen Temperatursensor; Schätzen einer zweiten Getriebeöltemperatur des Getriebeölkreislaufs als eine Funktion eines Drehmomentwandlerschlupfverhältnisses; und Einstellen eines Kühlmitteldurchflusses durch einen Kühlmittelkreislauf, der einen Getriebeölkühler (TOC), einen Klimatisierungs-(AC)Kondensator und einen Ladeluftkühler (CAC) beinhaltet, auf Grundlage einer höheren der ersten und zweiten Getriebeöltemperatur. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele gibt die erste Getriebeöltemperatur zusätzlich oder optional eine Öltemperatur an einer Ölwanne des Getriebeölkreislaufs an und wobei die zweite Getriebeöltemperatur eine Öltemperatur an einem Ausgang eines Drehmomentwandlers des Getriebeölkreislaufs angibt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen des Kühlmitteldurchflusses zusätzlich oder optional Einstellen einer Leistung einer elektrischen Kühlmittelpumpe des Kühlmittelkreislaufs zum Strömen von Kühlmittel mit einer Soll-Kühlmitteldurchflussrate, wobei die Soll-Kühlmitteldurchflussrate als eine Funktion der Kühlmitteltemperatur, des AC-Kopfdrucks, des CAC-Kühlbedarfs und der TOT abgebildet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Getriebeölkreislauf zusätzlich oder optional an dem TOC an den Kühlmittelkreislauf gekoppelt, wobei der Kühlmittelkreislauf ferner an dem Kondensator an einen Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems gekoppelt ist, wobei der AC-Kopfdruck an dem Kältemittelkreislauf geschätzt wird. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Einstellen des Kühlmitteldurchflusses zusätzlich oder optional ferner Einstellen der Position eines Proportionalventils, das dazu konfiguriert ist, Kühlmittel zwischen dem Kondensator und dem CAC aufzuteilen, wobei die Position des Proportionalventils in Richtung eines des Kondensators und des CAC vorgespannt ist, der einen geringeren Kühlbedarf aufweist, wobei der Kühlbedarf an dem Kondensator auf einem Kabinenkühlbedarf beruht und wobei der Kühlbedarf an dem CAC auf einem Fahrerdrehmomentbedarf beruht. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird die zweite Getriebeöltemperatur zusätzlich oder optional ferner als eine Funktion der Motordrehzahl und der ersten Getriebeöltemperatur geschätzt, wobei die geschätzte zweite Getriebeöltemperatur erhöht wird, wenn eines oder mehrere der Motordrehzahl, des Drehmomentwandlerschlupfverhältnisses und der geschätzten ersten Getriebeöltemperatur zunimmt.
Ein anderes beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst Folgendes: eine Fahrzeugkabine; ein Klimatisierungs-(AC-)System, das einen Kondensator, Verdampfer und Verdichter zum Kühlen der Kabinenluft beinhaltet; ein aufgeladenes Motorsystem, das einen Motor und einen stromaufwärts von einem Ladeluftkühler (CAC) gekoppelten Turboladerverdichter beinhaltet; einen Kältemittelkreislauf, der Kältemittel durch den Kondensator zirkulieren lässt, wobei der Kreislauf einen Drucksensor beinhaltet; einen Ölkreislauf, der aus einer Ölwanne gesaugtes Öl durch jedes des Getriebes, eines Drehmomentwandlers und eines Getriebeölkühlers (TOC) zirkulieren lässt, wobei der Ölkreislauf einen Öltemperatursensor und ein Getriebeventil beinhaltet; einen Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Kondensators, CAC und TOC zirkulieren lässt, wobei der Kühlmittelkreislauf eine elektrische Pumpe, ein Proportionalventil und einen Kühlmitteltemperatursensor beinhaltet; und eine Steuerung, die computerlesbare Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: wenn das Drehmomentwandlerschlupfverhältnis über einem Schwellenwert liegt, Öffnen des Getriebeventils, um Kühlmittel durch den TOC zirkulieren zu lassen, und Einstellen einer Leistung der Pumpe, um eine Kühlmitteldurchflussrate durch den TOC bereitzustellen, die als eine Funktion einer modellierten Getriebeöltemperatur abgebildet ist; und wenn das Drehmomentwandlerschlupfverhältnis unter dem Schwellenwert liegt, Öffnen des Getriebeventils, um Kühlmittel durch den TOC zirkulieren zu lassen, und Einstellen der Leistung der Pumpe und der Position des Proportionalventils, um eine Kühlmitteldurchflussrate durch den TOC bereitzustellen, die als eine Funktion einer geschätzten Getriebeöltemperatur abgebildet ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: Schätzen der geschätzten Getriebeöltemperatur über den Öltemperatursensor; und Modellieren der modellierten Getriebeöltemperatur als eine Funktion von jedem der Motordrehzahl, des Drehmomentwandlerschlupfverhältnisses und der geschätzten Getriebeöltemperatur. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen zusätzlich oder optional Folgendes: wenn die geschätzte Getriebeöltemperatur oder die modellierte Getriebeöltemperatur eine Schwellentemperatur übersteigt, Erhöhen einer Leistung der Pumpe; Vorspannen des Proportionalventils in Richtung des Kondensators, wenn ein CAC-Kühlbedarf einen Kabinenkühlbedarf übersteigt; und Vorspannen des Proportionalventils in Richtung des CAC, wenn der Kabinenkühlbedarf den CAC-Kühlbedarf übersteigt. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: Schließen des Getriebeventils zum Unterbrechen des Kühlmitteldurchflusses durch den TOC als Reaktion darauf, dass die geschätzte Getriebeöltemperatur oder die modellierte Getriebeöltemperatur unter die Schwellentemperatur fällt.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der auf nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem programmiert wird, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und weitere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein” Element oder „ein erstes” Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Patentansprüche sollten dahingehend verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente beinhalten und zwei oder mehr solcher Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20150047374 [0002]
US 20150040874 [0002]

Claims

Verfahren, umfassend: Schätzen eines Strömungswiderstands durch einen Kühlmittelkreislauf, der einen Klimatisierungskondensator, einen Ladeluftkühler (CAC) und einen Getriebeölkühler (TOC) beinhaltet, auf Grundlage einer Position eines ersten Ventils, das an den Kondensator und den CAC gekoppelt ist, und eines zweiten Ventils, das an den TOC gekoppelt ist; und Einstellen einer Kühlmittelpumpenleistung auf Grundlage des Widerstands zum Bereitstellen einer Kühlmitteldurchflussrate auf Grundlage eines Kühlbedarfs an jeder Komponente des Kühlmittelkreislaufs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Ventil ein Dreiwegeproportionalventil ist, das dazu konfiguriert ist, Kühlmittel zwischen einer ersten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den Kondensator beinhaltet, und einer zweiten Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den CAC beinhaltet, aufzuteilen, wobei die zweite Verzweigung parallel zu der ersten Verzweigung angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das zweite Ventil an eine dritte Verzweigung des Kühlmittelkreislaufs, die den TOC beinhaltet, gekoppelt ist, wobei die dritte Verzweigung parallel zu jeder der ersten und der zweiten Verzweigung ist und diese umgeht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kühlmittelkreislauf an dem TOC an einen Getriebeölkreislauf gekoppelt ist, wobei der Getriebeölkreislauf einen Getriebedrehmomentwandler beinhaltet, und wobei der Kühlmittelkreislauf an dem Kondensator an einen Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend Öffnen des zweiten Ventils als Reaktion auf ein Getriebedrehmomentwandlerschlupfverhältnis über einem Schwellenwert und Schließen des zweiten Ventils als Reaktion auf ein Getriebedrehmomentwandlerschlupfverhältnis unter einem Schwellenwert, wobei der effektive Strömungswiderstand durch den Kühlmittelkreislauf größer ist, wenn das zweite Ventil geschlossen ist, und der effektive Strömungswiderstand geringer ist, wenn das zweite Ventil offen ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei Schätzen der angefragten Kühlmitteldurchflussrate Abbilden der Kühlmitteldurchflussrate als eine Funktion der Kühlmitteltemperatur an einem Auslass eines Niedertemperatur-Autokühlers und eines AC-Kopfdrucks in dem Kältemittelkreislauf beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Einstellen der Kühlmittelpumpenleistung Einstellen der Kühlmittelpumpenleistung zwischen einem niedrigeren Grenzwert und einem höheren Grenzwert beinhaltet, wobei der niedrigere Grenzwert in Abwesenheit von Kühlbedarf an dem Kondensator mindestens etwas Kühlmitteldurchfluss durch den Kondensator ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Zuweisen eines Prioritätsstatus zu einer der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung auf Grundlage des Kühlbedarfs an dem Kondensator relativ zu dem Kühlbedarf an dem CAC.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, wenn die Kühlmittelpumpenleistung an dem niedrigeren Grenzwert liegt, Einstellen des ersten Ventils zum Bereitstellen eines Kühlmitteldurchflusses, der den Kühlbedarf einer der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen höheren Prioritätsstatus aufweist, erfüllt, bei Umleiten von übermäßigem Kühlmitteldurchfluss zu der anderen der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen niedrigeren Prioritätsstatus aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, wenn die Kühlmittelpumpenleistung an dem höheren Grenzwert liegt, Einstellen des ersten Ventils zum Bereitstellen eines Kühlmitteldurchflusses, der den Kühlbedarf einer der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen höheren Prioritätsstatus aufweist, erfüllt, bei Umleiten von übermäßigem Kühlmitteldurchfluss zu der anderen der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung, die einen niedrigeren Prioritätsstatus aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, wenn die Kühlmittelpumpenleistung an dem höheren Grenzwert liegt, Einstellen des ersten Ventils zum Bereitstellen eines festen Verhältnisses des Kühlmitteldurchflusses durch die erste Verzweigung und die zweite Verzweigung, wenn die erste Verzweigung und die zweite Verzweigung den gleichen Prioritätsstatus aufweisen.
Fahrzeugsystem, umfassend: eine Fahrzeugkabine; ein Klimatisierungs-(AC-)System, das einen Kondensator zum Kühlen der Kabinenluft beinhaltet; ein aufgeladenes Motorsystem, das einen Motor und einen stromaufwärts von einem Ladeluftkühler (CAC) gekoppelten Turboladerverdichter beinhaltet; einen Kältemittelkreislauf, der Kältemittel durch den Kondensator zirkulieren lässt, wobei der Kreislauf einen Drucksensor beinhaltet; einen Kühlmittelkreislauf, der Kühlmittel durch jeden des Kondensators, des CAC und eines Getriebeölkühlers (TOC) zirkulieren lässt, wobei der Kühlmittelkreislauf eine elektrische Pumpe, ein Proportionalventil und einen Temperatursensor beinhaltet; und eine Steuerung, die computerlesbare Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Abbilden einer Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur, wenn sich ein Kabinenkühlbedarf zwischen einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert ändert; Einstellen einer Leistung der Pumpe auf Grundlage der geschätzten Kühlmitteldurchflussrate; und Einstellen der Position des Ventils auf Grundlage eines Ist-AC-Kopfdrucks, der an dem Kältemittelkreislauf geschätzt wird, relativ zu einem Referenz-AC-Kopfdruck, der auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur abgebildet ist.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: wenn der Kabinenkühlbedarf unter den unteren Grenzwert fällt, Einstellen der Position des Ventils zum Aufrechterhalten einer Kühlmitteldurchflussrate eines niedrigeren Schwellenwerts durch den Kondensator; und wenn der Kabinenkühlbedarf den oberen Grenzwert übersteigt, Einstellen der Position des Ventils zum Aufrechterhalten der Kühlmitteldurchflussrate des niedrigeren Schwellenwerts durch den CAC.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: als Reaktion darauf, dass jeder des Kabinenkühl- und eines Motorkühlbedarfs den oberen Grenzwert übersteigt, Erhöhen der Leistung der Pumpe bei Einstellen der Position des Ventils zum Aufrechterhalten eines festen Verhältnisses der Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator relativ zu dem CAC.
System nach Anspruch 14, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Abbilden der Soll-Kühlmitteldurchflussrate durch den Kondensator als eine erste Funktion der Kühlmitteltemperatur; und Abbilden des Referenz-AC-Kopfdrucks als eine zweite, unterschiedliche Funktion der Kühlmitteltemperatur.