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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm
und System zum Kühlen
eines Verbrennungsmotors, insbesondere ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt
und System zur Steuerung von Ventilatoren für einen Verbrennungsmotor auf
einem Fahrzeug.
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Ein
Verfahren zum Betrieb von Ventilatoren wird in der
Japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nummer
H11-107 753 angeführt. Insbesondere
beschreibt das Verfahren die Differenzierung bzw. Unterscheidung
einer Verbrennungsvibrationsfrequenz des Motors, welche die Frequenzkomponente
erster Ordnung der Motordrehzahl (beispielsweise eine Komponente
zweiter Ordnung), Vibration zweiter Ordnung (im Fall eines Vierzylinder-Viertaktmotors)
und eine Rotationsvibrationsfrequenz der Ventilatoren voneinander
ist, durch Senken der Drehgeschwindigkeit der zwei Ventilatoren, wenn
für die
Motoren die Kühlmitteltemperatur
geringer ist, und während
sich der Motor im Leerlauf befindet.
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Insbesondere
kann Senken der Vibratorgeschwindigkeit zum Vermindern von Kühlluftstrom
führen
und dadurch die Kühlkapazität des Motorkühlers und/oder
Dampfkühlers
vermindern. Und, obwohl es möglich
ist, die Kühlsystemkapazität durch
Erhöhen des
Ventilatordurchmessers zu verbessern, kann auch Erhöhen der
Lüfterträgheit die
Amplitude der Drehzahlfluktuation des Lüfters erhöhen. Außerdem kann Resonanz zwischen
den zwei Ventilatoren, die mit denselben Drehzahlen arbeiten, zu
einem Problem werden, als eine neue Quelle für Vibration und/oder Lärm während des
Motorleerlaufs, bei dem ein solcher Lärm unerwünscht sein würde.
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Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wirksame Kühlung bereitzustellen, während Vibration
und/oder Lärm-
bzw. Geräuscherzeugung
vermindert wird.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung
wird bereitgestellt: Ein Kühlsystem
für einen
Verbrennungsmotor mit zumindest ersten und zweiten Ventilatoren,
wobei in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitgestellt
wird, umfassend die Schritte des Betreibens des ersten Ventilators
bei einer ersten Drehzahl, die verschieden ist als oder von einer
Verbrennungsfrequenz des Verbrennungsmotors, und Betreiben des zweiten
Ventilators bei einer zweiten Drehzahl, die verschieden ist als
oder von der ersten Drehzahl und der Verbrennungsfrequenz, und ein System
mit einem Controller bzw. Regler, der das Verfahren ausführt. Durch
Betrieb der ersten und zweiten Ventilatoren mit einer Drehzahl verschieden voneinander
und von der Verbrennungsfrequenz kann das unerwünschte Summieren von Vibration und/oder
Geräusch,
das in dem Motor und/oder Lüfter
auftritt, vermieden werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind
die ersten und/oder zweiten Drehzahlen im Wesentlichen konstant.
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Vorzugsweise
ist die erste Drehzahl größer als
die Verbrennungsfrequenz und/oder die zweite Drehzahl ist geringer
als die Verbrennungsfrequenz.
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Außerdem umfasst
das Verfahren zudem die Schritte:
Ermitteln bzw. Bestimmen
einer Temperatur des Verbrennungsmotors; Einstellen bzw. Setzen
einer dritten Drehzahl des ersten Ventilators, basierend auf der
ermittelten Temperatur des Verbrennungsmotors; und wenn die dritte
Drehzahl größer als
die erste Drehzahl ist, Betreiben des ersten Ventilators bei der dritten
Drehzahl.
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Vor
allem umfasst das Verfahren weiterhin die Schritte von:
wenn
die dritte Drehzahl höher
ist als die erste Drehzahl, Kontrollieren, Steuern bzw. Regeln des
zweiten Ventilators, basierend auf der ermittelten Motortemperatur,
sodass der zweite Ventilator bei einer Drehzahl oberhalb der Verbrennungsfrequenz
betrieben wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Verfahren außerdem
einen ersten Modus, wobei der ersten Ventilator bei der ersten Drehzahl
betrieben wird und der zweite Ventilator bei der zweiten Drehzahl
betrieben wird; und einen zweiten Modus, wobei die Drehzahlen von
den ersten und zweiten Ventilatoren variieren, wenn eine Betriebsbedingung
variiert.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren zudem die Schritte von:
Ermitteln bzw.
Bestimmen einer Geschwindigkeit von einem Kraftfahrzeug, bestückt mit
dem Verbrennungsmotor;
wenn die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit
unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt, Betreiben der
ersten und zweiten Ventilatoren in dem ersten Modus; und
wenn
die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb der vorgegebenen
Geschwindigkeit liegt, Betreiben der ersten und zweiten Ventilatoren
in dem zweiten Modus.
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Bevorzugter
umfasst die Betriebsbedingung:
eine Geschwindigkeit von einem
Fahrzeug, bestückt mit
dem Verbrennungsmotor; einen Betriebszustand von einer Klimaanlage
für das
Fahrzeug; und/oder eine Temperatur von dem Verbrennungsmotor.
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Außerdem umfasst
das Verfahren vorzugsweise die Schritte:
Ermitteln bzw. Bestimmen
einer Geschwindigkeit von einem Fahrzeug, bestückt mit dem Verbrennungsmotor;
Ermitteln
bzw. Bestimmen, ob eine Klimaanlage für das Fahrzeug in Betrieb ist;
und wenn ermittelt ist, dass die Klimaanlage in Betrieb ist und
die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer ersten vorgegebenen
Geschwindigkeit liegt, Betreiben der ersten und zweiten Ventilatoren
in dem ersten Modus.
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Vor
allem umfasst das Verfahren die Schritte:
Ermitteln bzw. Bestimmen
einer Temperatur von dem Verbrennungsmotor;
Ermitteln bzw.
Bestimmen eines Kühlmitteldrucks von
der Klimaanlage; und
wenn die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit
höher ist
als eine zweite vorgegebene Geschwindigkeit, die höher ist
als die erste vorgegebene Geschwindigkeit, der Kühlmitteldruck unterhalb eines
vorbestimmten Werts ermittelt wird und die ermittelte Motorkühlmitteltemperatur
unterhalb einer vorbestimmten Temperatur ist, Stoppen des Betriebs
der ersten und/oder zweiten Ventilatoren in dem zweiten Modus.
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Gemäß der Erfindung
wird außerdem
ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, insbesondere gespeichert
auf einem Computer-lesbaren Speichermedium, einschließlich Computer-lesbare
Instruktionen, das bei Ausführung
auf einem geeigneten System gemäß der Erfindung
oder einer bevorzugten Ausführungsform
davon ein Verfahren zur Regelung bzw. Steuerung eines Kühlsystems
für einen
Verbrennungsmotor ausführt.
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Gemäß der Erfindung
wird außerdem
ein Kühlsystem
für einen
Verbrennungsmotor bereitgestellt, insbesondere zum Ausführen eines
Verfahrens gemäß der Erfindung
oder einer bevorzugten Ausführungsform
davon, umfassend:
einen Wärmetauscher;
einen
ersten Ventilator bzw. Lüfter
bzw. Lüfterrad, der/das
für den
Wärmetauscher
Kühlluft
bereitstellt;
einen zweiten Ventilator bzw. Lüfter bzw.
Lüfterrad, der/das
für den
Wärmetauscher
Kühlluft
bereitstellt;
und einen Controller, der den ersten Ventilator
bei einer ersten Drehzahl bzw. -frequenz betreibt, die von einer
Verbrennungsfrequenz des Verbrennungsmotors verschieden ist, und
den zweiten Ventilator bei einer zweiten Drehzahl bzw. -frequenz
betreibt, die von der ersten Drehzahl und der Verbrennungsfrequenz
verschieden ist.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch Einstellen
der Drehzahl des ersten Ventilators oberhalb der Verbrennungsfrequenz
des Motors und durch Einstellen der Drehzahl des zweiten Ventilators
unterhalb der Verbrennungsfrequenz des Motors beispielsweise unerwünschte Summierung
von Frequenzen, die in dem Motor und/oder in den Lüftern vorliegen,
verhindert werden, und außerdem
kann die gesamte Kühlkapazität des Kühlsystems
aufrecht erhalten werden.
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Da
folglich die Drehzahlen der ersten und zweiten Ventilatoren von
der Verbrennungs Vibrations-Frequenz des Verbrennungsmotors verschieden
sind, kann die Summierung der Frequenzen oder die Resonanz zwischen
der Drehvibration der Ventilatoren und der Verbrennungsvibration
des Verbrennungsmotors verhindert werden. Da auch die Drehzahlen
der ersten und zweiten Ventilatoren voneinander verschieden sind,
kann die Resonanz zwischen ihren Drehvibrationen verhindert werden,
sodass unerwünschte
Vibration und/oder Geräuschentwicklung,
die durch den Motor und die Ventilatoren hervorgerufen werden können, verhindert
werden können.
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Da
außerdem
die Drehgeschwindigkeit von dem ersten Ventilator erhöht werden
kann, während die
Drehgeschwindigkeit von dem zweiten Ventilator vermindert werden
kann, kann der gesamte Luftstrom so beibehalten werden, dass genügend Kühl luft für den Wärmetauscher
bereitgestellt wird, während
die unerwünschte
Vibration und/oder Lärmentwicklung,
wie vorstehend beschrieben, verhindert werden kann.
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Die
hierin beschriebenen Vorteile werden durch Lesen eines Beispiels
einer Ausführungsform näher verständlich,
worin die Erfindung vorteilhaft eingesetzt wird, hierin als Beschreibung
im Einzelnen bezeichnet, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es
sollte selbstverständlich
sein, dass, auch wenn Ausführungsformen
separat beschrieben wurden, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen
Ausführungsformen
kombiniert werden können.
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1 ist
eine schematische Darstellung des Kühlsystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Kurve, die das Verhältnis
zwischen Motortemperatur und dem Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis, das
die Ventilatoren ansteuert, zeigt.
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3 ist
eine Kurve, die das Verhältnis
zwischen dem Klimaanlagen-Kühlmitteldruck
und dem Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis für die Ventilatoren zeigt.
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4 ist
eine Kurve, die das Verhältnis
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis für den ersten
Ventilator zeigt.
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5 ist
eine Kurve, die das Verhältnis
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis des
zweiten Ventilators zeigt.
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6 ist
ein Fließdiagramm,
das die Einstellung der Regelung für die Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
zum Antreiben der Ventilatoren zeigt.
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In 1 wird
eine schematische Darstellung eines Kühlsystems für einen Verbrennungsmotor (nicht
dargestellt) an einem Fahrzeug, wie ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt),
gezeigt, mit einem Motorkühler 1,
der das Motorenkühlmittel
kühlt,
insbesondere durch Wärmetausch
zwischen Motorenkühlmittel
und Luftstrom dadurch (Wärmetauscher
für Motorenkühlmittel),
und einen Dampfkühler 2,
der Teil eines Kühlkreises
für eine
Klimaanlage für
eine Fahrgastzelle zeigt, welche Klimaanlagen kühlmittel kühlt und kondensiert, insbesondere
durch Wärmetausch
zwischen dem Klimaanlagenkühlmittel
und dem Luftstrom dort hindurch (Wärmetauscher für Klimaanlagenkühlmittel).
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Der
Motorkühler 1 und
der Dampfkühler 2 sind
in einem Motorraum des Fahrzeugs anzuordnen, wo sie einen Luftstrom
von dem Lufteinlass des Fahrzeugs erlangen, wie ein vorderer Lufteinlass
in einem Frontgrill oder einer Vorderstoßstange, sodass mehr Luft durch
sie hindurch strömt,
während
sich das Fahrzeug bewegt. Es wird auch ein erster Ventilator 3A und/oder
ein zweiter Ventilator 3B bereitgestellt, sodass der Motorkühler 1 und/oder
der Dampfkühler 2 auch
Luftstrom, geblasen durch die Ventilatoren 3A und 3B,
erhält.
Blaskapazitäten
der ersten und zweiten Ventilatoren, wie Lüfterdurchmesser oder -Zahl
und/oder Form der Lüfterblätter, können dieselben
sein wie miteinander verglichen oder nicht.
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Die
Ventilatoren 3A bzw. 3B werden durch erste und
zweite elektrische Motoren 4A bzw. 4B angetrieben.
Es gibt erste und zweite Ventilatorantriebskreise 6 und 7,
wie Leistungstransistoren, die elektrischen Strom, gespeist zu den
Elektromotoren 4A und 4B, regeln bzw. steuern.
Ein Controller bzw. Regler 5 ist vorzugsweise auf der Basis
eines Mikrocomputers und gibt Impulssignale zu den Antriebskreisen 6 und/oder 7 aus,
um die Elektromotoren 4A und/oder 4B zu steuern
bzw. zu regeln, vorzugsweise in Impulsbreiten-Modulationsweise (PPM).
In den Treiberkreisen 6 und/oder 7 werden Impulssignale verstärkt und
den Elektromotoren 4A und 4B für die ersten und zweiten Ventilatoren 3A und 3B zugeführt. Für die Kontrolle
bzw. Regelung der Ventilatoren 3A und 3B eines
oder mehrerer Signale, insbesondere von einem Motorentemperatursensor 8,
der die Temperatur des Motorkühlmittels
detektiert, ist ein A/C-Schalter 9 einzuschalten auf Ein,
wenn die Klimaanlage in Betrieb ist, ein Drucksensor 11,
der den Druck des Klimaanlagenkühlmittels
in dem Dampfkühler 2 detektiert,
und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12, der die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs detektiert, und andere sind in den Controller einzuspeisen.
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Der
Controller 5 weist vorzugsweise einen Motorentemperaturkontrollblock,
einen Luftkonditioniererkontrollblock, einen Vergleichsblock und
einen Ausgangsblock auf, während
sie physisch getrennte Blöcke
sind oder physisch eins sind oder eine Ein heit sind, aber tatsächlich getrennte
Blöcke
sind oder, in anderen Worten, getrennte Schritte eines Computerprogramms,
ausgeführt
von einem einzigen Computer.
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Der
Motorentemperaturregelungsblock stellt vorzugsweise ein erstes Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B1
von den Impulssignalen für
die Elektromotoren 4A und/oder 4B, basierend auf
der Motorentemperatur von dem Sensor 8, ein.
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Der
Klimaanlagenregelungsblock stellt vorzugsweise ein zweites Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B2
von den Impulssignalen für
die Elektromotoren 4A und/oder 4B, basierend auf
dem Druck des Klimaanlagenkühlmittels
von dem Drucksensor 11 sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit
von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12, ein.
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Der
Vergleichsblock vergleicht vorzugsweise das Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B1,
eingestellt an dem Motorentemperatur- bzw. -Regelungsblock, und
das zweite Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B2, eingestellt am Klimaanlagenkontroll-
bzw. -Regelungsblock, und wenn es einen Unterschied zwischen dem
ersten und zweiten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B1 und B2 gibt, wählt vorzugsweise
ein größeres von
den Relativ-Einschaltdauer-Verhältnissen
als ein Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D zum Steuern bzw. Regeln
der Elektromotoren 4A und/oder 4B aus.
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Der
Ausgangsblock erzeugt und gibt Impulssignale mit dem ausgewählten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D
aus.
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Drehgeschwindigkeiten
von den Ventilatoren 3A und/oder 3B, die gleich
oder proportional Geschwindigkeiten der Elektromotoren 4A und/oder 4B sind,
entsprechen dem Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D, sodass Einstellen
des Relativ-Einschalt-dauer-Verhältnisses
D Einstellen der Lüfterrotationsgeschwindigkeit
oder -Drehgeschwindigkeit bedeutet.
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Hinsichtlich
der Beschreibung des Einstellens der Lüftergeschwindigkeit bestimmt
zunächst der
Temperaturkontrollblock insbesondere ein Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D1,
das vorzugsweise zwischen den ersten und zweiten Elektromotoren 4A und/oder 4B gemeinsam
ist. Wie in 2 dargestellt, wird das Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D1
grundsätzlich
zur Erhöhung
ermittelt, wenn die Motoren temperatur T höher ist, obwohl bei der niederen
Temperaturseite es zwischen einem Wert D1-1 und 0, mit einer Hysterese
zwischen Motorentemperaturen T1. und T2, schrittweise geändert wird,
während
bei der höheren
Temperaturseite es zwischen Blöcken
D1-2 und D1-3 mit einer Hysterese zwischen Motorentemperaturen T3
und T4 schrittweise geändert
wird.
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Der
Klimaanlagenkontroll- bzw. -Regelungsblock bestimmt die Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
D2 vorzugsweise separat für
die ersten und zweiten Elektromotoren 4A und 4B,
sodass grundsätzlich
das Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis
D2 für den
ersten Elektromotor 4A höher ist, das Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D2
für den
zweiten Elektromotor 4B niedriger ist, und das Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D2
erhöht
ist, wenn der Kühlmitteldruck
höher ist.
Wie in 3 gezeigt, wird das Relativ-Einschaltdauer Verhältnis D2
für den
ersten Elektromotor 4A mit einer Hysterese zwischen Kühlmitteldruck
P1 und P2 so bestimmt, dass er im Wesentlichen einem Wert HA gleich
ist, wenn der Kühlmitteldruck
P erhöht
wurde, um P1 zu sein, und im Wesentlichen einem Wert LA gleich ist,
wenn der Kühlmitteldruck
P gesenkt wurde, um der P2 zu sein, wobei das HA im Wesentlichen
größer als
das LA ist. Das Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D2 für den zweiten Elektromotor 4B wird
auch mit einer Hysterese zwischen den Kühlmitteldrücken P1 und P2 so bestimmt,
dass er im Wesentlichen einem Wert HB gleich ist, wenn der Kühlmitteldruck
P erhöht
worden ist, um der P1 zu sein, und im Wesentlichen einem Wert LB
gleich ist, wenn der Kühlmitteldruck
P gesenkt wurde, um P2 zu sein, wobei das HB im Wesentlichen größer als
das LB ist und das HA größer als
das HB ist.
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Die
hohen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse HA und HB für die ersten
und zweiten Elektromotoren 4A und 4B sind im Wesentlichen
Konstantwerte und werden so bestimmt, dass sie die Geschwindigkeit
von den ersten und zweiten Ventilatoren 3A und 3B sind,
keine Resonanz mit der Vibration erster Ordnung oder Verbrennungsvibration
des Verbrennungsmotors während
seines Leerlaufs erzeugen. Hier werden eine Frequenz FR der Drehzahl
von dem Ventilator und eine Frequenz FC der Verbrennungsvibration
eines Viertaktmotors mit einer Vielzahl von Zylindern, wie durch
die nachstehenden Formeln bestimmt: (FR)(Hz)
= (Lüftergeschwindigkeit
(U/min))/60 (FC)(Hz) = (Motorengeschwindigkeit
(U/min)) × Zahl der
Zylinder/(60 × 2).
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Insbesondere
sind die Komponente (Hz) n-ter Ordnung der Verbrennungs-Oszillierungs-Frequenz
des Motors während
des Leerlaufbetriebs Komponenten zweiter Ordnung für Vierzylindermotoren
und für
Sechszylindermotoren Komponenten dritter Ordnung.
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Das
hohe Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis HA
für den
ersten Elektromotor 4A kann vorzugsweise bestimmt oder
eingestellt werden, so, dass die Rotations/Vibrationsfrequenz (Zahl
der Lüfterrotationen pro
Zeiteinheit) FR1 von dem ersten Ventilator 3A verschieden
oder höher
ist als die Verbrennungs/Vibrationsfrequenz (Zahl der Verbrennungen
pro Zeiteinheit FC des Motors im Leerlauf, wie 23 Hz im Fall einer
700 U/min Leerlaufgeschwindigkeit eines Vierzylinder-Viertaktmotors,
um zumindest einen spezifizierten (vorbestimmten oder vorermittelbaren)
Wert, beispielsweise einige Hertz, die mit einer solchen Rotationsfrequenz
bzw. Drehzahl von 30 Hz, oder einer Lüfterdrehgeschwindigkeit von
1800 U/min im Fall einer Motorenleerlaufgeschwindigkeit von 700
U/min vorkommen. Auch kann das hohe Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis H-B
von dem zweiten Elektromotor 4B so bestimmt werden, dass
die Rotations/Vibrationsfrequenz FR2 von dem zweiten Ventilator 3B verschieden
ist oder geringer ist als die Verbrennungs/Vibrationsfrequenz FC
während
des Motorenleerlaufs, um einen vorbestimmten Wert, beispielsweise
einige Hertz, die mit einer solchen Rotations/Vibrationsfrequenz
von 16 Hz, oder einer Lüfterrotationsgeschwindigkeit
von 960 U/min in dem vorstehenden Fall von 700 U/min in Motorenleerlaufgeschwindigkeit
vorkommen.
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Andererseits
können
die niedrigen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse LA und LB von den ersten
und zweiten Elektromotoren 4A und 4B vorzugsweise
auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V eingestellt oder bestimmt
werden. Das heißt, als
eine Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur von dem ersten Ventilator 3A,
dargestellt in 4, wird das untere Relativ-Einschaltdauer
Verhältnis
LA grundsätzlich
kleiner eingestellt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist.
Es sollte angemerkt werden, dass in dieser Ausführungsform das niedrige Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis LA
vorzugsweise in zwei oder mehreren Schritten, vorzugsweise in drei Schritten,
in Ab hängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V, eingestellt wird und bei der
niederen Fahrzeuggeschwindigkeitsseite wird sie stufenweise zwischen
Werten FR1 mit FR2 geändert,
mit einer Hysterese zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit V1 und V2,
und auch bei der höheren
Fahrzeuggeschwindigkeitsseite wird sie stufenweise zwischen den
Werten FR1 und 0 mit einer Hysterese zwischen Fahrzeuggeschwindigkeiten
V3 und V4 geändert.
Es ist anzumerken, dass das hohe Relativ-Einschalt-dauer-Verhältnis HA
als das niedere Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis LA2 von der unteren Fahrzeuggeschwindigkeitsseite
gegeben wird.
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Die
Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur von dem unteren Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis LB wird
in 5 dargestellt. Auch in diesem Fall wird das niedere
Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis
LB vorzugsweise grundsätzlich
kleiner eingestellt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist
(ist invers proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V), außerdem vorzugsweise,
wird das niedere Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis LB in einem oder mehreren (beispielsweise
drei) Schritten, in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit 5 eingestellt, bei der niederen Fahrzeuggeschwindigkeitsseite
wird es stufenweise zwischen Werten LB1 und LB2, mit einer Hysterese zwischen
Fahrzeuggeschwindigkeiten V1 und V2 geändert, und bei der höheren Fahrzeuggeschwindigkeitsseite
wird es stufenweise zwischen den Werten LB1 und 0, mit einer Hysterese
zwischen Fahrzeuggeschwindigkeiten V3 und V4 geändert. Es ist anzumerken, dass
das hohe Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis HB gegeben ist, wenn
das niedere Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis LB2 bei der geringeren Fahrzeuggeschwindigkeitsseite
ist.
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6 zeigt
ein Fließdiagramm
einer Kontroll- bzw. Regelungsroutine für Elektromotoren 4A und/oder 4B für die Ventilatoren 3A und/oder 3B.
Bei dem Schritt S1 nach dem Start der Routine werden eines oder
mehrere Signale von einem oder mehreren der Motorsensoren 8,
der AA/C-Schalter 9, der Drucksensor 11, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 und
die anderen abgelesen und bei einem nachfolgenden Schritt S2 werden
das allgemeine Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis P1, für die Elektromotoren 4A und/oder 4B bestimmt
oder berechnet, oder ermittelt, vorzugsweise basierend auf der Motorentemperatur,
wie vorstehend beschrieben, mit Bezug auf 2. Dann
schreitet die Routine fort zu einem Schritt S3, wo bestimmt wird,
ob die Klimaanlage in Betrieb ist oder nicht, vorzugsweise durch
Bestimmen eines Zustands des A/C-Schalters 9, der Kühlmitteldruck
P, detektiert durch Drucksensor 11 und/oder eine andere
geeignete Maßnahme
zum Detektieren des Betriebszustands der Klimaanlage, wie Detektionssignale
von der Motorregelungs- bzw. -Steuerungsanlage. Wenn die Klimaanlage
in Betrieb ist, schreitet die Routine fort zu Schritt S7, wo das erste
Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis
B1 als das Kontroll- bzw. Regelungs-Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D
für beide
der Elektromotoren 4A und/oder 4B gegeben ist,
dann werden die Ventilatoren 3A und 3B nur mit
der Motortemperatur kontrolliert.
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Wenn
in dem Schritt S3 bestimmt wird, dass die Klimaanlage in Betrieb
ist, schreitet die Routine fort zu einem Schritt S4, wo es ermittelt
wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V eine ausgewiesene, vorbestimmte
oder vorbestimmbare Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist oder weniger.
Diese spezifizierte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist derselbe Wert
wie V1 zu den Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturen, dargestellt in 4 und 5,
obwohl sie auf unterschiedliche Werte eingestellt werden kann. Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, dass sie geringer als
die ausgewiesene Fahrzeuggeschwindigkeit V1 bei dem Schritt S4 ist,
schreitet die Routine fort zu einem Schritt S5, wo die hohen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
HA und HB gegeben sind, als die zweiten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse B2
für die
jeweiligen Elektromotoren 4A und 4B. Das heißt, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer als die ausgewiesene Fahrzeuggeschwindigkeit
V1 ist, werden die geringen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
LA und LB für
die zweiten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse 12 für die Elektromotoren 4A und/oder
4B eingestellt, die Werte LA-2 und LB-2, oder, in anderen Worten,
die hohen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse HA und HB, wie in 4 und 5 dargestellt.
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Dann
schreitet die Routine zu einem Schritt S6 fort, wo ermittelt wird,
ob das erste Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B1 größer als das zweite Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B2
für den
ersten Elektromotor 4A ist. Wenn das erste Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D1
größer als
für das
zweite Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D2 für den ersten Elektromotor 4A ist,
schreitet sie fort zu einem Schritt S7, wo das erste Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B1
als das Kontroll- bzw. Steuerungs-Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D für beide ersten und zweiten
Elektromotoren 4A und 4B übernommen wird. In diesem Fall
werden beide, erste und zweite, Elektromotoren bei der Drehzahl,
höher als
die Motorenverbrennungsfrequenz angetrieben, sodass die Resonanz
zwischen der Drehvibration von den Ventilatoren 3A und 3B und/oder
der Verbrennungsvibration von dem Motor verhindert werden kann;
außerdem kann
das Kontroll- bzw. Steuerungsbelastungsverhältnis D nur für den ersten
Elektromotor 4A eingestellt werden, sodass es das erste
Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis
B1 ist, und für
den zweiten Elektromotor kann ein Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis eingestellt
werden, das von dem D1 verschieden ist, wie das zweite Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D2 für den zweiten
Elektromotor 4B, sodass die Resonanz zwischen der Lüfterrotationsvibration
und der Motorverbrennungsvibration und/oder die Resonanz zwischen
den Lüfterrotationsvibrationen
mit den anderen verhindert werden können.
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Wenn
das zweite Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B2 für den ersten Elektromotor 4A ermittelt
wird, dass es größer als
das erste Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis B1 bei dem Schritt S6
ist, schreitet die Routine zu Schritt S8 fort, wo die zweiten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
B2 für
die jeweiligen ersten und zweiten Elektromotoren 4A und 4B als
die jeweiligen Kontroll-Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
D übernommen
werden.
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Wenn
ermittelt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher als
die spezifizierte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 bei dem Schritt S4
ist, schreitet die Routine fort zu Schritt S9, wo die zweiten Steuerverhältnisse
D2 für
die jeweiligen elektrischen Lüfter 3A und/oder 3B bestimmt
werden, basierend auf dem Kühlmitteldruck
P, detektiert durch den Drucksensor 11, und der Fahrzeuggeschwindigkeit
V, detektiert durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12,
wie vorstehend beschrieben, mit Bezug auf 3 bis 5,
dann schreitet die Routine fort zu Schritt S6.
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Wie
vorstehend beschrieben, wenn die Klimaanlage in Betrieb ist, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer als die spezifizierte Fahrzeuggeschwindigkeit
V1 ist, werden die jeweiligen Relativ-Einschaltdauer Verhältnisse
B2 von den ersten und zweiten Elektromotoren 4A und/oder
4B als die hohen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
HA und HB eingestellt. Da bei diesem Einstellen der Ventilator 3A eine
Rotations/Vibrationsfrequenz FR höher als die Motorverbrennungs-Vibrationsfrequenz FC
um zumindest einen vorbestimmten oder vorbestimmbaren Wert (wie
etwa 7 Hz) während
des Motorleerlaufs hat, wird selbst wenn danach der Motor im Leerlaufzustand
ist, seine Resonanz mit der Motorverbrennungsvibration verhindert.
Auch hinsichtlich des Ventilators 3B, wenn seine Rotations/Vibrationsfrequenz
FR geringer als die Verbrennungs/Vibrationsfrequenz FC um einen
zumindest vorbestimmten oder vorbestimmbaren Wert während des
Motorleerlaufs ist, selbst wenn danach der Motor in dem Leerlaufzustand
ist, kann seine Resonanz mit der Motorverbrennungsvibration verhindert
werden.
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Auch
die Situation, wo die Rotations/Vibrationsfrequenz FR von dem ersten
Ventilator 3A um den zumindest vorbestimmten oder vorbestimmbaren
Wert höher
ist als die Verbrennungs/Vibrationsfrequenz FC während des Motorleerlaufs, und
die Rotations/Vibrationsfrequenz FR2 von dem zweiten Ventilator 3B um
den zumindest vorbestimmten oder vorbestimmbaren Wert geringer ist
als die Verbrennungs/Vibrationsfrequenz FC während des Motorleerlaufs, kann
festgestellt werden, dass die Resonanz mit jedem anderen zwischen
den ersten und zweiten Ventilatoren 3A und 3B in
vorteilhafter Weise auch nicht stattfindet. Außerdem kann festgestellt werden,
dass die Gesamtluftstromrate durch die beiden Ventilatoren 3A und 3B im
Wesentlichen von einem Fall, wo die Lüfterrotationsgeschwindigkeiten von
den beiden Lüftern 3A und 3B dieselben
sind wie im Fall der Resonanz mit der Motorvibration, nicht verschieden
ist.
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Als
solches wurde gemäß der vorliegenden Erfindung
festgestellt, dass ohne wesentliche Verminderung der Kühlungskapazität von dem
Motorkühler 1 und
dem Dampfkühler 2 durch
die Lüfter 3A und 3B die
Resonanz von den Lüftern 3A und 3B mit der
Motorvibration, und/oder die Resonanz zwischen den Lüftern miteinander
verhindert werden kann, sodass die Ruhe während des Motorleerlaufs, wenn das
Antriebsgeräusch
von dem eigenen Fahrzeug null ist, erreicht werden kann, ohne Verstopfen
der Motorkühlung
oder der Klimaanlage für
die Fahrgastzelle.
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Auch
wenn während
des Klimaanlagenbetriebs die Fahrgeschwindigkeit V geringer als
die spezifizierte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist, und die hohen
Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
HA und HB als die zweiten Relativ-Einschaltdauer Verhältnisse D2
für die
Ventilatoren 3A und 3B übernommen werden, wenn das
erste Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis D1, bestimmt von dem
Motorkühlungserfordernis, hö her ist,
werden die Lüfter 3A und 3B jedoch
mit dem ersten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis
D1 gesteuert, sodass die Motorkühlung
nicht verstopft oder abbaut.
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Außerdem,
obwohl in der vorstehend genannten Ausführungsform die zweiten Relativ-Einschaltdauer
Verhältnisse
D2 für
die ersten und zweiten Ventilatoren 3A und 3B vorzugsweise
eingestellt werden, sodass die Resonanz mit der Lüfterrotationsvibration
und/oder Motorenverbrennungsvibration während des Motorleerlaufs verhindert
wird, können
die hohen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse HA und HB für die Ventilatoren 3A und 3B zur
Verhinderung der Resonanz zwischen der Lüfterrotationsvibration und/oder
Motorverbrennungsvibration in einem breiteren Bereich der Motorenrotationsgeschwindigkeit,
einschließlich
einer Motorenrotationsgeschwindigkeit während des Leerlaufs so eingestellt werden.
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Auch,
obwohl in der vorstehend genannten Ausführungsform die zweiten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
D2 für
die ersten und zweiten Ventilatoren 3A und 3B eingestellt
werden, dass sie die hohen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
HA und HB, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer als die spezifizierte
Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist, unter Berücksichtigung eines Übergangs
von dem Fahrzeug zu einem Fahrzeugstopp-Leerlaufzustand, können die
zweiten Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse D2
für die
Ventilatoren 3A und 3B für das hohe Relativ-Einschaltdauer-Verhältnis HA
und HB eingestellt werden, wenn die Motorenrotationsgeschwindigkeit auf
einen vorbestimmten oder vorbestimmbaren Wert oder weniger abfällt, oder
wenn der Motor in den Fahrzeugstopp-Leerlaufzustand fällt.
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Zusammengefasst
kann in der vorliegenden Beschreibung bereitgestellt werden, das
Verfahren umfassend den Schritt des Betriebs des ersten Ventilators 3A bei
einer ersten Rotationsfrequenz FR, die von einer Verbrennungsfrequenz
FC von dem Verbrennungsmotor verschieden ist, und Betrieb des zweiten
Ventilators 3B bei einer zweiten Rotationsfrequenz FR,
die von der ersten Rotationsfrequenz FR1 oder der Verbrennungsfrequenz
FC verschieden ist, ein Kühlungssystem
für den
Verbrennungsmotor, umfassend den Wärmetauscher, beispielsweise
ein Motorkühler 1 und
ein Dampfkühler 2,
für eine
Klimaanlage, der erste Ventilator 3A und der zweite Ventilator 3B und
eine Controller- bzw. Steuerungsvorrichtung, die dieses vorstehend
genannte Verfahren implementiert, und ein Computer-lesbares Speichermedium
mit gespeicherten Daten, die Instruktionen repräsentieren (oder ein Computerprogramm,
umfassend Computer-lesbare Instruktionen) zum Implementieren des
vorstehend genannten Verfahrens, das in den Controller 5 implementiert
werden kann. Die ersten und zweiten Drehzahlen FR1 und FR2 können im
Wesentlichen konstant sein, weil die hohen Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisse
HA und HB für
die ersten und zweiten Motoren 4A und 4B im Wesentlichen
konstant eingestellt werden können,
wie vorstehend beschrieben, sodass konsistent das Summieren von
unerwünschten
Frequenzen, die in dem Motor und/oder Lüfter vorliegen, verhindert
wird. Außerdem
kann die erste Drehzahl FR1 größer als die
Verbrennungsfrequenz FC sein und die zweite Rotationsfrequenz bzw.
Drehzahl FR2 kann geringer als die Verbrennungsfrequenz FC sein,
wie vorstehend beschrieben, sodass ausreichend Kühlung bereitgestellt wird,
während
die Resonanz oder Vibrationen der zwei Lüfter verhindert werden kann.
Das Verfahren kann außerdem
Bestimmen einer Temperatur des Motors, beispielsweise für den Motortemperatursensor 8,
Einstellen einer dritten Drehzahl FR3 des ersten Ventilators 3A,
basierend auf der vorbestimmten Temperatur des Verbrennungsmotors,
beispielsweise Einstellen des Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisses
D1 an dem Schritt S2 in 6, umfassen, und vorzugsweise,
wenn die dritte Drehzahl FR3 größer als
die erste Drehzahl FR1 ist, wird Betrieb des ersten Ventilators 3A bei
der dritten Drehzahl FR3, wenn das Erfordernis der Verminderung der
Temperatur des Motors das Erfordernis für geringeres Geräusch von
den Ventilatoren überwindet,
sodass der verlässliche
Motorbetrieb und/oder die Kühlung
gesichert ist. In dieser Hinsicht kann außerdem der zweite Ventilator 3B auch
bei einer Drehzahl, die höher
als die Verbrennungsvibrationsfrequenz des Verbrennungsmotors ist,
betrieben werden.
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Es
wird auch in der vorliegenden Beschreibung ein Verfahren bereitgestellt,
umfassend einen ersten Modus, worin der erste Ventilator 3A bei
einer ersten Drehzahl FR1 betrieben wird, die von einer Verbrennungsfrequenz
FC des Verbrennungsmotors verschieden ist, und der zweite Ventilator 3B bei
einer zweiten Drehzahl FR2 betrieben wird, die von der ersten Drehzahl
FR1 von der Verbrennungsfrequenz FC verschieden ist, und einen zweiten
Modus, wobei diese Drehzahlen der ersten und zweiten Ventilatoren
variiert werden, wenn sich die Betriebsbedingungen ändern, beispielsweise
durch Einstellen des Relativ-Einschaltdauer-Verhältnisses D2, basierend auf dem
Kühlmitteldruck
P und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit V bei dem Schritt S9, und/oder
die Motortemperatur bei dem Schritt S3, wenn bestimmt wird, dass
die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die
spezifizierte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 bei dem Schritt S4 in 6 ist.
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Folglich
kann das Verfahren vorteilhaft die Vibration und/oder das Geräusch, hervorgerufen durch
den Ventilator und den Verbrennungsmotor, vermindern, während effizient
andere Erfordernisse für
das Kühlsystem
getroffen werden, da aufgrund des geringeren Antriebsgeräusches Insassen
in dem Fahrzeug eher Vibration und/oder Geräusch aus dem Fahrzeug empfinden,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist. In dieser Hinsicht
kann die Motorendrehgeschwindigkeit unterhalb eines vorbestimmten
oder vorbestimmbaren Werts oder Motorleerlaufbedingung anstelle
der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.
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In
diesem Fall kann das vorstehend genannte Verfahren in den ersten
Modus eingestellt werden, wenn die Klimaanlage in Betrieb ist und
die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist unter der ersten spezifizierten
Geschwindigkeit, wie bei den Schritten S3 bis S5 in 6.
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Folglich
kann das Verfahren vorteilhaft mehr effiziente Energiehandhabung
durch Übereinstimmung
mit dem Kühlungserfordernis
von dem Wärmetauscher
und/oder Kühlmittel
von der Klimaanlage erreichen. Außerdem können in dem zweiten Modus, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb der vorbestimmten Geschwindigkeit
ist und der Kühlmitteldruck
P unterhalb des vorbestimmten oder vorbestimmbaren Werts ist, wenn
die Temperatur des Verbrennungsmotors T unterhalb einer vorbestimmten Temperatur
ist, aufgrund geringeren Erfordernisses für die Kühlluft zu dem Wärmetauscher
für den
Motor und/oder die Klimaanlage in der vorstehend genannten Beschreibung,
die sind oder ein/einen Motorkühler 1 und
den Dampfkühler 2 umfassen,
die ersten und zweiten Ventilatoren 3A und/oder 3B gestoppt werden.
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Es
ist nicht notwendig, zu sagen, dass diese Erfindung nicht auf die
veranschaulichten Ausführungsformen
begrenzt ist und dass verschiedene Verbesserungen und alternative
Entwicklungen möglich
sind, ohne von dem Wesen dieser Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht,
abzuweichen.