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HINTERGRUND
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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Fahrzeug und ein Steuerverfahren dafür, bei dem durch schnelles Aufwärmen eines Motors durch das Steuern der Durchflussrate von durch einen AGR-Kühler strömendem Kühlwasser der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert wird.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Für ein Kühlsystem, das ein mechanisches Thermostat vom Wachstyp verwendet, wird die Temperatur des Kühlwassers oder des Kühlfluids mit nur einem Wasser- oder Fluidtemperatursensor an der Auslassseite des Motors gemessen, wodurch die Starttemperatur des AGR-Kühlers bestimmt und gesteuert wird.
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Um dies zu erreichen, sollte die Temperatur des Kühlwassers am Motorauslass gleich der Temperatur des Kühlwassers sein, das tatsächlich in einen AGR-Kühler fließt. Daher ist der AGR-Kühler in der Nähe des Motorauslasses angeordnet.
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Eine derartige Anordnung des AGR-Kühlers kann jedoch dazu führen, dass sich die Steuerbarkeit anderer Ventile, die zum Steuern von Kühlwasser verwendet werden, verschlechtert, da der AGR-Kühler auf eine bestimmte Position beschränkt ist.
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Aus der
KR 10 1 730 987 B1 kennt man bereits ein Kühlsystem für ein Fahrzeug, umfassend einen Blockanschluss, der mit einem Kühlwasserauslass eines Zylinderblocks eines Motors in Verbindung steht; einen mit einem Radiator in Verbindung stehenden Radiatoranschluss; einen Ölwärmetauscheranschluss, der mit einem Ölwärmetauscher in Verbindung steht; ein Durchflussratensteuerventil, das mit einem Heizkernanschluss bereitgestellt ist, der mit einem Heizkern in Verbindung steht, wobei in einem vorbestimmten ersten Abschnitt ausgehend von einem ersten Ende in Richtung eines zweiten Endes eines gesamten Drehbetätigungsabschnitts des Durchflussratensteuerventils der Blockanschluss, der Radiatoranschluss, der Ölwärmetauscheranschluss und der Heizkernanschluss geschlossen werden; wobei in einem vorbestimmten zweiten Abschnitt ausgehend von dem ersten Abschnitt in Richtung des zweiten Endes des gesamten Drehbetätigungsabschnitts der Ölwärmetauscheranschluss geöffnet wird; und wobei in einem vorbestimmten dritten Abschnitt ausgehend von dem zweiten Abschnitt in Richtung des zweiten Endes des gesamten Drehbetätigungsabschnitts der Heizkernanschluss geöffnet wird.
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Die
DE 10 2008 048 373 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Kühl- und Heizungskreislaufs für Kraftfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine, die mittels einer Hauptmotorkühlmittelpumpe umgewälzten Kühlmittels gekühlt wird, mit einer Temperaturregelvorrichtung, welche zur Kontrolle der Kühlmitteltemperatur den Kühlmitteldurchsatz durch die Brennkraftmaschine und den Fahrzeugkühler regelt und einer bevorzugt von der elektronischen Motorsteuerung beeinflussbaren Absperrvorrichtung, welche den Kühlmitteldurchsatz durch die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von deren Kühlbedarf temporär unterbindet und/oder variiert.
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Das Vorstehende soll lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrundes der vorliegenden Offenbarung dienen und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Offenbarung innerhalb des Bereiches des Standes der Technik fällt, der dem Durchschnittsfachmann bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dementsprechend erfolgt die vorliegende Offenbarung unter Berücksichtigung der obigen Probleme, die im Stand der Technik auftreten. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Steuerverfahren für ein Kühlsystem für ein Fahrzeug vorzuschlagen, wobei der Kraftstoffwirkungsgrad durch schnelles Aufwärmen eines Motors verbessert wird. Ein schnelles Aufwärmen wird dadurch erreicht, dass die Durchflussmenge von Kühlwasser, das durch einen AGR-Kühler strömt, mittels an einem Einlass und einem Auslass des Motors angeordneter Wassertemperatursensoren und eines Durchflussmengensteuerventils gesteuert wird.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Steuerverfahren für ein Kühlsystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Kühlsystem umfasst einen Blockanschluss, der mit einem Kühlwasserauslass eines Zylinderblocks eines Motors in Verbindung steht, einen Radiatoranschluss, der mit einem Radiator in Verbindung steht, einen Ölwärmetauscheranschluss, der mit einem Ölwärmetauscher und einem AGR-Kühler in Verbindung steht, und ein Durchflussratensteuerventil, das mit einem Heizkernanschluss versehen ist, der mit einem Heizkern in Verbindung steht. An einer Einlassseite und einer Auslassseite des Motors sind jeweils ein Einlasswassertemperatursensor und ein Auslasswassertemperatursensor angeordnet, die über eine Steuerung mit dem Durchflussratensteuerventil in Verbindung stehen. Das Durchflussratensteuerventil ist an dem hinteren Ende des Auslasswassertemperatursensors angeordnet. Wenn eine Außentemperatur beim Start des Fahrzeugs eine vorgegebene Temperatur überschreitet, umfasst das Steuerverfahren das Stoppen des Durchflusses des Kühlwassers durch Schließen von Anschlüssen des Durchflussratensteuerventils, während die Steuerung die zu betreibende AGR steuert. Wenn eine von dem Auslasswassertemperatursensor gemessene Auslasskühlwassertemperatur eine vorgegebene Temperatur zum Freigeben des Stoppens des Durchflusses übersteigt, umfasst das Steuerverfahren ferner das Bestimmen einer Kühlwassertemperatur, die von der Steuerung durch den AGR-Kühler geleitet wird, in Bezug auf die Auslasskühlwassertemperatur und die AGR-Kühler-Einlass-/ Auslasstemperaturdifferenz-Kennfelddaten einer Kühlwasserdurchflussrate, die durch den AGR-Kühler fließt. Das Steuerverfahren umfasst ferner das Öffnen der Ölwärmetauscheröffnung, an der der AGR-Kühler angeordnet ist, um zu verhindern, dass die durch den AGR-Kühler geleitete Kühlwassertemperatur eine Siedekühlwassertemperatur überschreitet, die so eingestellt ist, dass eine Überhitzung des AGR-Kühlers verhindert wird.
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Beim Stoppen des Durchflusses kann ein Feuchtigkeitswert ermittelt werden.
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In dem anfänglichen Abschnitt des Öffnens der Ölwärmetauscheranschlusses kann das Durchflussratensteuerventil zur Feinsteuerung der dem AGR-Kühler zugeführten Kühlwasserdurchflussrate derart gesteuert werden, dass der Ölwärmetauscheranschluss für eine vorgegebene Zeit mit einer Mindestöffnungsrate geöffnet wird.
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Nach dem anfänglichen Abschnitt des Öffnens des Ölwärmetauscheranschlusses kann die Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses gemäß der Auslasskühlwassertemperatur bestimmt werden, um das Durchflussratensteuerventil zu steuern.
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Wenn eine nach dem Anfangsabschnitt durch den Einlasswassertemperatursensor gemessene Einlasskühlwassertemperatur gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur und höher als die von dem Auslasswassertemperatursensor gemessene Auslasskühlwassertemperatur ist, kann der Schritt des Öffnens des Ölwärmetauscheranschlusses das Bestimmen eines Öffnungsraten-Kompensationswerts des Ölwärmetauscheranschlusses beinhalten. Der Öffnungsraten-Kompensationswert basiert auf einer Funktion eines Differenzwerts zwischen der Einlasskühlwassertemperatur und der Auslasskühlwassertemperatur. Der Schritt des Öffnens des Ölwärmetauscheranschlusses kann ferner das kompensierende Steuern des zu öffnenden Ölwärmetauscheranschlusses umfassen, indem der Öffnungsraten-Kompensationswert der Auslasskühlwassertemperatur zu der Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses zurückgeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird, da das Kühlwasser mit der erhöhten Temperatur durch die Steuerung der Durchflussstagnation zunächst der Öl-Wärmetauscherseite zugeführt wird, die vom Motor erzeugte Wärmeenergie genutzt, um die Kühlwassertemperatur und die Öltemperatur rasch zu erhöhen. Durch die Funktion der Abwärmerückgewinnung durch Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Kühlwasser in dem AGR-Kühler wird die Aufwärmeigenschaft verbessert, wodurch der Kraftstoffwirkungsgrad durch Verringern der Motorreibung und des Wärmeverlustes verbessert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden, in denen:
- 1 eine Ansicht ist, die eine Konfiguration zeigt, in der ein AGR-Kühler in einem Durchflusspfad mit einem in dem Durchflusspfad angeordneten Ölwärmer in einem Kühlsystem für ein Fahrzeug angeordnet ist;
- 2 und 3 Ansichten sind, die den Steuerdurchfluss des Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen;
- 4 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Durchflussratensteuerventil zeigt, das auf die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist;
- 5 eine Ansicht ist, die eine Form eines im Durchflussratensteuerventil von 4 bereitgestellten Ventilkörpers zeigt und eine Anschlussanordnung zeigt; und
- 6 ein Diagramm ist, das eine Öffnungsrate des Durchflussratensteuerventils gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
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1 ist eine Ansicht, die schematisch eine Ausgestaltung eines nicht zur Erfindung gehörigen Kühlsystems für ein Fahrzeug zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist auf einem Durchflusspfad an der Einlassseite eines Motors ein Einlasswassertemperatursensor WTS2 vorgesehen. Ein Auslasswassertemperatursensor WTS1 ist auf einem Durchflusspfad an einer Auslassseite des Motors vorgesehen.
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Ferner ist an dem hinteren Ende des Auslasswassertemperatursensors WTS1 ein Durchflussratensteuerventil 1 vorgesehen. Das Durchflussratensteuerventil 1 kann eine 4-Anschluss-Steuerung durchführen, in der vier Anschlüsse gleichzeitig durch Betätigen eines in dem Ventil vorgesehenen Ventilkörpers variabel steuerbar sind.
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Beispielsweise sind zumindest drei Auslassanschlüsse in dem Durchflussratensteuerventil 1 vorgesehen. Jeder der Auslassanschlüsse ist mit einem Ölwärmetauscher, wie etwa einem Radiator 30, einem Ölwärmer 40 und dergleichen, bzw. mit einem Durchflusspfad mit einem darauf angeordneten Heizkern 50 verbunden, wodurch die Durchflussrate des an den Durchflusspfad abgegebenen Kühlwassers gesteuert wird.
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Insbesondere in Durchflusspfaden zwischen dem Durchflussratensteuerventil 1 und einer Wasserpumpe kann ein AGR-Kühler 60 auf dem Durchflusspfad angeordnet sein, auf dem der Ölwärmer 40 angeordnet ist. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann der AGR-Kühler 60 in einigen Fällen in dem Durchflusspfad angeordnet sein, in dem ein Heizkern 50 angeordnet ist.
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Ferner stehen der Kühlwasserauslass eines Zylinderblocks 20a des Motors 20 und der Kühlwasserauslass eines Zylinderkopfes 20b unabhängig mit dem Durchflussratensteuerventil 1 in Verbindung. Ferner ist an einem Abschnitt des Durchflussratensteuerventils 1 ein Blockanschluss 13 bereitgestellt. Der Blockanschluss 13 steht mit dem Kühlwasserauslass des Zylinderblocks 20a in Verbindung, wodurch die Durchflussrate des in das Durchflussratensteuerventils 1 eingebrachten Kühlwassers gesteuert werden kann.
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Des Weiteren sind 4 und 5 Ansichten, die das Durchflussratensteuerventil 1 zeigen, das auf eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist. In dieser Ausführungsform kann das Durchflussratensteuerventil 1 ein Ventilgehäuse 10, einer Antriebseinheit 11 und einen Ventilkörper 12 umfassen.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen kann das Ventilgehäuse 10 den Blockanschluss 13 umfassen, in den das von dem Motor 20 abgegebene Kühlwasser eingebracht wird und durch das das eingebrachte Kühlwasser abgeleitet wird. Das Ventilgehäuse kann auch einen Radiatoranschluss 14, einen Ölwärmetauscheranschluss 15 und einen Heizkernanschluss 16 umfassen.
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Beispielsweise kann der Blockanschluss 13 mit dem Kühlwasserauslass des Zylinderblocks 20a in Verbindung stehen. Der Radiatoranschluss 14 kann mit dem Durchflussweg mit dem darauf angeordneten Radiator 30 in Verbindung stehen. Der Ölwärmetauscheranschluss 15 kann mit dem Durchflusspfad mit dem darauf angeordneten Ölwärmer 40 in Verbindung stehen. Der Heizkernanschluss 16 kann mit dem Durchflusspfad mit dem darauf angeordneten Heizkern 50 in Verbindung stehen.
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Zur Bezugnahme bezeichnet das Bezugszeichen 13a in 4 eine Rohrleitung, die mit dem Blockanschluss 13 in Verbindung steht. Das Bezugszeichen 14a bezeichnet eine Rohrleitung, die mit dem Radiatoranschluss 14 in Verbindung steht. Das Bezugszeichen 15a bezeichnet eine Rohrleitung, die mit dem Ölwärmetauscheranschluss 15 in Verbindung steht. Das Bezugszeichen 16a bezeichnet eine Rohrleitung, die mit dem Heizkernanschluss 16 in Verbindung steht.
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Die Antriebseinheit 11 ist an einem oberen Abschnitt des Ventilgehäuses 10 angeordnet, um ein Drehmoment bereitzustellen. In einem Beispiel ist die Antriebseinheit 11 ein Motor.
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Der Ventilkörper 12 ist in dem Ventilgehäuse 10 vorgesehen. Der Ventilkörper 12 wird innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs durch Aufnahme des Drehmoments von der Antriebseinheit 11 durch Rotation betätigt.
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Der Ventilkörper 12 weist eine hohlzylindrische Form auf. Der Ventilkörper 12 kann wahlweise mit dem Blockanschluss 13, dem Radiatoranschluss 14 und dem Ölwärmetauscheranschluss 15 in Verbindung stehen, wenn sich der Drehwinkel des Ventilkörpers 12 ändert.
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Mit anderen Worten, der Öffnungsgrad jedes Anschlusses wird beim Drehen des Ventilkörpers 12 gesteuert, wodurch die Durchflussrate des Kühlwassers gesteuert werden kann.
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Der untere Abschnitt des Ventilkörpers 12 ist jedoch so gebildet, dass er offen ist und mit dem Auslass des Zylinderkopfs 20b in Verbindung steht, wodurch das aus dem Zylinderkopf 20b abgeführte Kühlwasser stets in den Ventilkörper 12 eingebracht werden kann.
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In einer Ausführungsform ist 6 ein Diagramm, das eine Öffnungsrate jedes Anschlusses als Betätigungswinkel des Durchflussratensteuerventils 1 ändert. In dieser Ausführungsform repräsentiert die X-Achse des Diagramms den gesamten Drehwinkel (den Abschnitt zwischen dem linken Ende und dem rechten Ende) des Ventilkörpers, und die Y-Achse repräsentiert die Öffnungsrate jedes Anschlusses.
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Mit anderen Worten, der gesamte Drehwinkel des Durchflussratensteuerventils 1 kann innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs bestimmt werden. Der Betätigungswinkel ändert sich innerhalb des gesamten Drehwinkels entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeugs. Die Öffnungsgrade des Radiatoranschlusses 14, des Ölwärmetauscheranschlusses 15, des Heizkernanschlusses 16 und des Blockanschlusses 13 ändern sich entsprechend dem sich verändernden Winkel.
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Da der Blockanschluss 13 durch die Betätigung des Durchflussratensteuerventils 1 geöffnet oder geschlossen wird, ist es ferner möglich, eine separate Kühlung des Zylinderkopfes 20b und des Zylinderblocks 20a durchzuführen. Ferner werden die Öffnungsgrade des Radiatoranschlusses 14, des Ölwärmetauscheranschlusses 15 und des Heizkernanschlusses 16 gesteuert, wobei eine 4-Anschluss-Steuerung durchgeführt werden kann, bei der durch Betätigen des Durchflussratensteuerventils 1 vier Anschlüsse gleichzeitig variabel gesteuert werden können.
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Bezug nehmend auf 1 und 6 werden weitere Details des Kühlsystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. In einem vorbestimmten ersten Abschnitt ausgehend von dem ersten Ende in Richtung eines zweiten Endes eines gesamten Drehbetätigungsabschnitts des Durchflussratensteuerventils 1 können sowohl der Blockanschluss 13, der Radiatoranschluss 14, der Ölwärmetauscheranschluss 15 als auch der Heizkernanschluss 16 geschlossen werden.
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Mit anderen Worten, der erste Abschnitt kann der erste Abschnitt sein, der an dem linken Ende von 6 angeordnet ist. Wenn der Motor 20 kalt gestartet wird, werden zum beispielsweise alle Anschlüsse geschlossen, so dass das Kühlwasser so gesteuert wird, dass es innerhalb des Motors stagniert. Dies trägt dazu bei, den Verlust an Wärmenergie nach außen zu verhindern und ein schnelles Aufwärmen des gesamten Motors zu realisieren. Somit ist es möglich, den Kraftstoffwirkungsgad und die Emissionen zu verbessern.
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Zudem kann in einem vorbestimmten zweiten Abschnitt ausgehend von dem ersten Abschnitt in Richtung des zweiten Endes des gesamten Drehbetätigungsabschnitts lediglich der Ölwärmetauscheranschluss 15 geöffnet werden.
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Mit anderen Worten, der zweite Abschnitt kann ein durch den ersten Abschnitt begrenzter Abschnitt sein. Beispielsweise kann an einer Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt eine Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses 15 0% übersteigen, so dass der Ölwärmetauscheranschluss beginnt, sich zu öffnen.
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In einem Beispiel nimmt die Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses 15 im zweiten Abschnitt linear gemäß Änderungen des Drehbetätigungswinkels des Durchflussratensteuerventils 1 zu.
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Ferner kann in einem vorbestimmten dritten Abschnitt ausgehend von dem zweiten Abschnitt in Richtung des zweiten Endes des gesamten Drehbetätigungsabschnitts der Heizkernanschluss 16 mit dem maximal geöffneten Ölwärmetauscheranschluss 15 geöffnet werden.
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Mit anderen Worten, der dritte Abschnitt kann ein durch den zweiten Abschnitt begrenzter Abschnitt sein. Beispielsweise kann an einer Grenze zwischen dem zweiten Abschnitt und dem dritten Abschnitt die Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses 15 100% betragen, so dass der Ölwärmetauscheranschluss vollständig geöffnet wird.
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In dieser Ausführungsform kann die Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses 15 in dem dritten Abschnitt auf 100% gehalten werden, um den vollständig geöffneten Zustand aufrechtzuerhalten.
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Ferner kann an einer Grenze zwischen dem zweiten Abschnitt und dem dritten Abschnitt die Öffnungsrate des Heizkernanschlusses 16 0% übersteigen, so dass der Heizkernanschluss beginnt, sich zu öffnen. In einem Beispiel nimmt die Öffnungsrate des Heizkernanschlusses 16 in dem dritten Abschnitt entsprechend den Änderungen des Drehbetätigungswinkels des Durchflussratensteuerventils 1 linear zu.
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In dieser Ausführungsform kann in dem dritten Abschnitt die Öffnungsrate des Heizkernanschlusses 16 100% betragen, so dass der Heizkernanschluss vollständig geöffnet wird, oder kann bis zu einer vorbestimmten Öffnungsrate von weniger als 100% zunehmen, so dass der Heizkernanschluss teilweise geöffnet wird.
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Mit anderen Worten, der erste Abschnitt ist ein Abschnitt, in dem der Durchfluss des Kühlwassers gestoppt wird. An den ersten Abschnitt schließt sich der zweite Abschnitt an, in dem der Ölwärmetauscheranschluss 15 geöffnet wird. Nachdem der Ölwärmetauscheranschluss 15 vollständig geöffnet ist, folgt der dritte Abschnitt, in dem der Heizkernanschluss 16 geöffnet wird.
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Dementsprechend wird das Kühlwasser mit der erhöhten Temperatur mittels der Durchflussstagnationssteuerung zunächst der Ölwärmetauscherseite zugeführt. Die von dem Motor erzeugte Wärmeenergie wird verwendet, um die Kühlwassertemperatur und die Öltemperatur rasch zu erhöhen, was vorteilhaft ist, um den Kraftstoffwirkungsgrad zu verbessern.
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Zwischenzeitlich kann ein Steuerverfahren für ein mit dem oben beschriebenen Durchflussratensteuerventil 1 versehenes Kühlsystem das Anhalten des Durchflusses, das Bestimmen der Kühlwassertemperatur und das Öffnen des Ölwärmetauscheranschlusses umfassen.
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Bezug nehmend auf 1, 2 und 6 kann in dem Schritt des Stoppens des Durchflusses, wenn die Außentemperatur beim Starten des Fahrzeugs eine vorgegebene Temperatur überschreitet, der Durchfluss des Kühlwassers durch das Schließen von Anschlüssen des Durchflussratensteuerventils 1 gestoppt werden, während eine Steuerung C die zu betreibende AGR steuert.
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Mit anderen Worten, das Durchflussratensteuerventil 1 wird innerhalb des ersten Abschnitts betrieben, so dass alle Anschlüsse des Durchflussratensteuerventils 1 geschlossen werden, wodurch der Durchfluss des Kühlwassers gestoppt wird.
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Zudem kann in dem Schritt des Stoppens des Durchflusses, wenn ein Feuchtigkeitssensor bereitgestellt ist, zusammen mit der Außentemperatur ein Feuchtigkeitswert bestimmt werden.
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Ferner kann in dem Schritt des Bestimmens der Kühlwassertemperatur, wenn eine von dem Auslasswassertemperatursensor WTS1 gemessene Auslasskühlwassertemperatur eine vorgegebene Temperatur zum Freigeben des Stoppens des Durchflusses übersteigt, die Steuerung C eine durch den AGR-Kühler 60 geführte Kühlwassertemperatur in Bezug auf die Auslasskühlwassertemperatur und die AGR-Kühler-Einlass-/Auslasstemperaturdifferenz-Kennfelddaten einer durch den AGR-Kühler 60 fließenden Kühlwasserdurchflussrate bestimmen.
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Ferner kann im Schritt des Öffnens des Ölwärmetauscheranschlusses der Ölwärmetauscheranschluss 15, an dem der AGR-Kühler 60 angeordnet ist, geöffnet werden, um zu verhindern, dass die durch den AGR-Kühler 60 geleitete Kühlwassertemperatur eine Siedekühlwassertemperatur überschreitet, die eingestellt ist, um die Überhitzung des AGR-Kühlers zu verhindern.
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In dieser Ausführungsform kann in einem Anfangsabschnitt des Schritts des Öffnens des Ölwärmetauscheranschluss zur Feinsteuerung der dem AGR-Kühler 60 zugeführten Kühlwasserdurchflussrate das Durchflussratensteuerventil 1 so gesteuert werden, dass der Ölwärmetauscheranschluss 15 für eine vorgegebene Zeit mit einer Mindestöffnungsrate geöffnet wird.
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Ferner kann nach dem Anfangsabschnitt des Schritts des Öffnens des Ölwärmetauscheranschlusses die Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses 15 entsprechend der Auslasskühlwassertemperatur zur Steuerung des Durchflussratensteuerventils 1 bestimmt werden.
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Mit anderen Worten, zu Beginn des Motorstarts können basierend auf der Außentemperatur und der anfänglichen Kühlwassertemperatur ein Heizprioritätsmodus, in dem die Erwärmung durchgeführt wird, und ein Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Prioritätsmodus, in der die Kraftstoffwirtschaftlichkeit als Priorität angesehen wird, bestimmt werden. Wenn sowohl die Außentemperatur als auch die anfängliche Kühlwassertemperatur mehr als eine vorgegebene Temperatur beträgt, wird der Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Prioritätsmodus durchgeführt, um die AGR zu betreiben.
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Genauer gesagt, zur Verwendung der AGR ist es erforderlich, dass die Außentemperatur über einer vorgegebenen Temperatur liegt, und wenn ein Feuchtigkeitssensor bereitgestellt ist, ist es auch erforderlich, dass der Feuchtigkeitswert unterhalb einer vorbestimmten Feuchtigkeit liegt (Schritt S10 in 2) .
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Im Gegenteil, wenn die Außentemperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur liegt, oder der Feuchtigkeitswert über einer vorbestimmten Feuchtigkeit liegt, wird in dem Ansaugkrümmer Kondensat erzeugt. Beim Erzeugen von Kondensat im AGR-Kühler 60 können Kühlerrohre oder -stifte korrodieren, was eine Beschädigung des Motors bewirken kann, so dass das Durchflussratensteuerventil 1 so gesteuert wird, dass es lediglich die Durchflussstoppsteuerung ohne Verwendung der AGR durchführt (Schritt S70 in 2).
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Wie oben beschrieben wird, wenn die Außentemperatur über einer vorbestimmten Temperatur liegt, das Durchflussratensteuerventil 1 innerhalb des ersten Abschnitts betrieben, um das Durchflussstoppen des Motors aufrechtzuerhalten (Schritt S20 in 2), und es wird beurteilt, ob die an einer Auslassseite des Motors gemessene Auslasskühlwassertemperatur eine vorbestimmte Temperatur (eine Durchflussstagnation-Aus-Referenztemperatur) erreicht (Schritt S30 in 2). Wenn die vorgegebene Temperatur unter Verwendung der Motordrehzahl, des Motordrehmoments, der Durchflussrate des durch den AGR-Kühler 60 fließenden Kühlwassers, der Einlass-/Auslasstemperaturdifferenzdaten des AGR-Kühlers 60 und der Auslasskühlwassertemperatur erreicht ist, wird die durch den AGR-Kühler strömende Kühlwassertemperatur bestimmt (Schritt S40 in 2).
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Ferner wird das Durchflussratensteuerventil 1 so betrieben, dass es in den zweiten Abschnitt gelangt, so dass das Kühlwasser dem AGR-Kühler 60 zugeführt wird (Schritt S50 in 2). Hier wird die Durchflussrate des dem AGR-Kühler 60 zugeführten Kühlwassers durch Berechnen des Öffnungsgrades des Ölwärmetauscheranschlusses 15 fein gesteuert, wobei die Kühlwassertemperatur so rasch wie möglich erwärmt werden kann, während die im Schritt S40 bestimmte Kühlwassertemperatur eine vorgegebene Siedetemperatur nicht überschreitet.
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In dieser Ausführungsform repräsentiert bei dem Kühlsystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, da der AGR-Kühler 60 am hinteren Ende des Durchflussratensteuerventils 1 angeordnet ist, die Auslasskühlwassertemperatur, die in dem Auslasswassertemperatursensor WTS1, der am Motorauslass angeordnet ist, gemessen wird, die dem AGR-Kühler 60 zugeführte Kühlwassertemperatur. Die Auslasskühlwassertemperatur kann verwendet werden, um die Durchflussrate des dem AGR-Kühler 60 zugeführten Kühlwassers zu steuern.
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Unter der Bedingung, dass der AGR-Kühler 60 zu 100% geöffnet ist, wenn die Einlass-/Auslasstemperaturdifferenz des AGR-Kühlers 60 6°C beträgt und die Auslasskühlwassertemperatur am Motorauslass (eine Temperatur zum Freigeben des Stoppens des Durchflusses) 70°C beträgt, wenn die Kühlwasserdurchflussrate, die durch den AGR-Kühler 60 strömt, im Vergleich zum vollständig geöffneten AGR-Kühler 60 25% beträgt, beträgt beispielsweise die Einlass-/Auslasstemperaturdifferenz des AGR-Kühlers 60 24°C. Die Kühlwassertemperatur am Auslass des AGR-Kühlers 60 kann auf 94°C (70° + 24°C) berechnet werden.
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Auf diese Weise wird innerhalb des Bereichs, in dem die Kühlwassertemperatur eine voreingestellte Siedetemperatur nicht überschreitet, die Durchflussrate des dem AGR-Kühler 60 zugeführten Kühlwassers durch Einstellen des Öffnungsgrads des Ölwärmetauscheranschlusses 15 gesteuert.
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Um es zu ermöglichen, dass das am Motorauslass erwärmte Kühlwasser in den AGR-Kühler 60 eingebracht wird, wird im Schritt S50 ferner die Ölwärmetauscheröffnung 15 bei einer voreingestellten Mindestöffnungsrate etwa 1 bis 2 Sekunden lang geöffnet. Ferner wird zusätzlich zu der Mindestöffnungsrate das Erwärmen durch schrittweises Erhöhen der Öffnungsrate der Ölwärmetauscheröffnung 15 entsprechend der Auslasskühlwassertemperatur durchgeführt (Schritt S60).
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Zusätzlich kann der Schritt des Öffnens in der vorliegenden Offenbarung das Bestimmen des Öffnungsraten-Kompensationswerts und eine Kompensationssteuerung umfassen.
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Bezug nehmend auf 3 kann in dem Schritt des Bestimmens eines Öffnungsraten-Kompensationswerts, wenn die durch den Einlasswassertemperatursensor WTS2 nach dem Anfangsabschnitt der Öffnungssteuerung gemessene Einlasskühlwassertemperatur gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur und höher als die vom Auslasswassertemperatursensor WTS1 gemessene Auslasskühlwassertemperatur ist, der Öffnungsraten-Kompensationswert des Ölwärmetauscheranschlusses 15 ermittelt werden. Der Öffnungsraten-Kompensationswert kann auf einer Funktion eines Differenzwertes zwischen der Einlasskühlwassertemperatur und der Auslasskühlwassertemperatur basieren.
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Ferner kann in dem Schritt der Kompensationssteuerung der Ölwärmetauscheranschluss 15 so gesteuert werden, dass er durch kompensierendes Zuführen des Öffnungsraten-Kompensationswerts der Auslasskühlwassertemperatur zurück zu der Öffnungsrate des Ölwärmetauscheranschlusses 15 geöffnet wird.
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Mit anderen Worten, es wird in dem zweiten Abschnitt bei der Steuerung des Öffnungsgrades des Ölwärmetauscheranschlusses 15, wenn die durch den AGR-Kühler 60 geleitete und von dem Einlasswassertemperatursensor WTS2 gemessene Einlasskühlwassertemperatur über der Auslasskühlwassertemperatur liegt, festgestellt, dass der Ölwärmetauscheranschluss 15 aus unbekannten Gründen leicht geöffnet ist. In diesem Fall wird unter Verwendung der Einlasskühlwassertemperatur der Öffnungsgrad des Ölwärmetauscheranschlusses 15 kompensiert. Basierend auf der kompensierten Öffnungsrate wird der Öffnungsgrad des Ölwärmetauscheranschlusses 15 durch Rückkopplungskompensation erhöht, wodurch die Durchflussrate des Kühlwassers an der Seite des AGR-Kühlers 60 erhöht wird.
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Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung so ausgestaltet, dass die Durchflussrate des dem AGR-Kühler 60 zugeführten Kühlwasser gemäß der Auslasstemperatur des Motors gesteuert wird. Die Rückkopplungskompensation der dem AGR-Kühler 60 zugeführten Kühlwasserdurchflussrate wird basierend auf der Einlasstemperatur des Motors gleichzeitig durchgeführt, wodurch die dem AGR-Kühler 60 zugeführte KühlwasserDurchflussrate optimiert wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird, da das Kühlwasser mit der erhöhten Temperatur durch die Durchfluss-Stagnationssteuerung zunächst der Ölwärmetauscherseite zugeführt wird, die von dem Motor erzeugte Wärmeenergie genutzt, um die Kühlwassertemperatur und die Öltemperatur rasch zu erhöhen. Ferner wird die Aufwärmeigenschaft durch die Abwärme-Rückgewinnungsfunktion durch Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Kühlwasser im AGR-Kühler 60 verbessert, wobei durch das Verringern von Reibung und Wärmeverlust der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert werden kann.
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Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu illustrativen Zwecken beschrieben worden ist, wird der Durchschnittsfachmann verstehen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen möglich sind, ohne vom Umfang und Grundgedanken der Offenbarung abzuweichen, wie in den begleitenden Ansprüchen beschrieben.
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<Bezugszeichenliste>
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- 1
- Durchflussratenventil
- 13
- Blockanschluss
- 14
- Radiatoranschluss
- 15
- Ölwärmetauscheranschluss
- 16
- Heizkernanschluss
- 20
- Motor
- 20a
- Zylinderblock
- 30
- Radiator
- 50
- Heizkern
- 60
- AGR-Kühler
- C
- Steuerung
- WTS1
- Auslasswassertemperatursensor
- WTS2
- Einlasswassertemperatursensor
