RU2650211C2 - Способ управления пластинами решетки транспортного средства - Google Patents

Способ управления пластинами решетки транспортного средства Download PDF

Info

Publication number
RU2650211C2
RU2650211C2 RU2013146806A RU2013146806A RU2650211C2 RU 2650211 C2 RU2650211 C2 RU 2650211C2 RU 2013146806 A RU2013146806 A RU 2013146806A RU 2013146806 A RU2013146806 A RU 2013146806A RU 2650211 C2 RU2650211 C2 RU 2650211C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vehicle
plates
engine
grill
condensate
Prior art date
Application number
RU2013146806A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013146806A (ru
Inventor
Дэниэл Джозеф СТАЙЛС
Гопичандра СУРНИЛЛА
Кристофор Роберт НОРМАН
Крис Пол ГЛУГЛА
Крэйг Алан СМИТ
Джозеф Патрик УАЙТХЕД
Original Assignee
Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК filed Critical Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Publication of RU2013146806A publication Critical patent/RU2013146806A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2650211C2 publication Critical patent/RU2650211C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/10—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/42—Intake manifold temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

Изобретение относится к охладителям надувочного воздуха для двигателей внутреннего сгорания. Представлен способ снижения коррозии охладителя наддувочного воздуха и предотвращения пропусков зажигания из-за образования конденсата. При образовании конденсата в охладителе наддувочного воздуха выполняют регулировку системы пластин решетки транспортного средства, перемещая область образования конденсата в другое место в охладителе наддувочного воздуха. Ориентацию пластин решетки также можно менять в зависимости от рабочих условий транспортного средства и погодных условий, способствующих образованию конденсата. Изобретение обеспечивает регулирование ориентации пластин решетки в зависимости от параметров охлаждения двигателя, образования конденсата в охладителе надувочного воздуха. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к охладителям наддувочного воздуха для двигателей внутреннего сгорания.
Уровень техники
Известно использование для двигателей с турбонаддувом охладителей наддувочного воздуха ("charge air cooler", далее - САС), предназначенных для охлаждения сжатого воздуха, поступающего от турбонагнетателя, до его поступления в двигатель. Воздух окружающей среды, поступающий снаружи транспортного средства, проходит через САС, охлаждая впускной воздух, проходящий через внутреннюю часть САС. При понижении температуры воздуха окружающей среды, в условиях повышенной влажности или при дождливой погоде, когда температура впускного воздуха становится ниже точки росы, в САС может образоваться конденсат. Когда впускной воздух содержит рециркулирующие выхлопные газы, конденсат может стать кислотным и начать разъедать корпус САС. Коррозия может привести к утечке наддувочного воздуха, воздуха окружающей среды и, возможно, хладагента (при использовании воздушно-водяных охладителей). Конденсат может накапливаться в нижней части САС, а потом попадать в двигатель во время ускорения, что приведет к увеличению вероятности возникновения пропусков зажигания.
Предложенные ранее варианты решения проблемы образования конденсата относились к ограничению потока впускного воздуха, проходящего через САС, или ограничению потока воздуха окружающей среды, поступающего в САС. Один пример описан в US 6,408,831, где раскрыто управление температурой впускного воздуха, осуществляется системой ограничения потока воздуха окружающей среды и системой ограничения потока впускного воздуха. Контроллер определяет положение этих ограничительных устройств и соединен с рядом датчиков, которые измеряют различные параметры, например, температуру воздуха окружающей среды и впускного воздуха.
Однако авторы изобретения выявили потенциальные проблемы подобных систем. В частности, описанный выше способ управления ограничителями в зависимости от температуры впускного воздуха или воздуха окружающей среды может уменьшать общий уровень конденсата, одновременно потенциально увеличивая аэродинамическое сопротивление транспортного средства и вызывая перегрев двигателя. Поддержание температур на таком уровне, чтобы образование конденсата оставалось низким, может привести к тому, что ограничители будут оставаться в закрытом или открытом положении в течение длительного времени. Если ограничители закрыты в течение продолжительного времени, это может привести к повышению температуры двигателя выше оптимальных значений. В свою очередь, если они открыты в течение продолжительного времени, усиливается поток воздуха, проходящий через переднюю часть транспортного средства, и растет аэродинамическое сопротивление.
Раскрытие изобретения
В одном примере описанные выше проблемы могут быть решены с помощью регулирования ориентации пластин решетки транспортного средства в зависимости от параметров охлаждения двигателя, образования конденсата в САС и условия отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства, например, при замедлении. Таким образом, можно не только решить проблему образования конденсата в САС, но и обеспечить необходимое охлаждение двигателя и снижение потребления топлива транспортным средством. Например, предложены методики, которые обеспечивают регулировку пластин решетки таким образом, чтобы снизить потребление топлива (путем уменьшения аэродинамического сопротивления), поддерживать температуру охлаждающей жидкости, предотвращая перегрев двигателя, и сократить образование конденсата.
В частности, можно предусмотреть предварительное охлаждение охлаждающей жидкости двигателя во время замедления путем открывания пластин решетки, чтобы при последующем ускорении их можно было сохранять закрытыми в течение более длительного времени без перегрева охлаждающей жидкости. Однако предварительное охлаждение может также негативно повлиять на образование конденсата, поскольку температура охладителя наддувочного воздуха может слишком сильно понизиться. Следовательно, в одном примере положение пластин решетки может быть отрегулировано в зависимости от образования конденсата во время замедления, обеспечивая предварительное охлаждение охлаждающей жидкости двигателя (благодаря чему достигается снижение потребления топлива во время ускорения) и снижение количества образовавшегося конденсата. В одном примере положение пластин решетки может быть отрегулировано с учетом текущих или прогнозируемых погодных условий с целью увеличения точности определения условий конденсации, что позволит эффективно уменьшить образование конденсата.
Одним аспектом изобретения является способ управления пластинами решетки транспортного средства, в котором регулируют положение по меньшей мере одной пластины решетки, расположенной в передней части транспортного средства в зависимости от параметров охлаждения двигателя, образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха и условий отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства.
При этом, отверстие между пластинами решетки увеличивают, когда температура двигателя поднимается выше порогового значения.
При этом, регулируют положение по меньшей мере одной пластины решетки при обнаружении локализации конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
При этом, для перемещения места конденсации в первом направлении увеличивают размер отверстия между пластинами решетки, а для перемещения места конденсации в противоположном направлении уменьшают размер отверстия между пластинами решетки в зависимости от рабочих параметров двигателя и транспортного средства.
При этом, пластины решетки закрывают при погодных условиях, указывающих на превышение порогового значения влажности.
При этом, пластины решетки закрывают при погодных условиях, указывающих на то, что температура ниже определенного порогового значения.
При этом, пластины решетки закрывают при погодных условиях, указывающих на превышение определенного порогового значения количества осадков.
При этом, при замедлении транспортного средства пластины решетки закрывают и удерживают в закрытом положении во время замедления до тех пор, пока образование конденсата не превысит пороговое значение, а при ускорении транспортного средства, которое следует непосредственно за замедлением, пластины решетки открывают.
Другим аспектом изобретения является способ управления ориентацией пластин решетки в транспортном средстве, в котором закрывают пластины решетки из открытого положения, когда существует риск коррозии охладителя наддувочного воздуха и при погодных условиях, способствующих образованию конденсата, даже если транспортное средство замедляется или если температура охлаждающей жидкости двигателя ниже соответствующего нижнего порогового значения.
При этом, риск коррозии устанавливают, когда время, в течение которого точка конденсации находилась в определенном месте САС, превышает установленное предельное значение.
При этом, погодные условия, способствующие образованию конденсата, включают в себя превышение соответствующих пороговых значений количества осадков, температуры воздуха окружающей среды и влажности.
Другим аспектом изобретения является вариант способа управления ориентацией пластин решетки в транспортном средстве, в котором пластины решетки открывают при возникновении риска коррозии охладителя наддувочного воздуха, если до этого они были открыты или во время замедления, даже если двигатель или температуры двигателя, или охлаждающей жидкости двигателя не превышают соответствующих верхних пороговых значений.
При этом, риск коррозии устанавливают, когда время, в течение которого точка конденсации находилась в определенном месте САС, превышает установленное предельное значение.
Другим аспектом изобретения является вариант способа управления пластинами решетки транспортного средства, в котором регулируют размер отверстия для одной или более пластин решетки, расположенных в передней части транспортного средства, при образовании конденсата, которое определяют на основании данных об условиях окружающей среды, полученных из источника, внешнего для транспортного средства.
При этом, регулируют размер отверстия в зависимости от того, ускоряется или замедляется транспортное средство, а также в зависимости от температуры двигателя.
При этом, при первом условии образования малого количества конденсата, определенном на основании данных об условиях окружающей среды,
пластины решетки во время замедления транспортного средства открывают, даже если температура двигателя ниже порогового значения, при котором пластины решетки должны быть закрыты; а при втором условии образования большего конденсата,
определенном на основании данных об условиях окружающей среды, пластины решетки во время замедления транспортного средства закрывают, если температура двигателя ниже порогового значения, при котором пластины решетки должны быть закрыты.
При этом, осуществляют наддув впускного воздуха с помощью турбонагнетателя до того, как он попадает в охладитель наддувочного воздуха, где происходит образование конденсата.
При этом, осуществляют наддув впускного воздуха с помощью турбонагнетателя до того, как он попадает в охладитель наддувочного воздуха, где происходит образование конденсата.
При этом, внешние данные получают от встроенной коммуникационно-развлекательной системы.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показано схематическое изображение системы пластин решетки, двигателя и связанных с ними компонентов транспортного средства.
На Фиг. 2 приведен пример расположения САС, радиатора и двигателя внутри транспортного средства относительно пластин решетки и проходящий через нее поток воздуха окружающей среды.
На Фиг. 3 приведено схематическое место точки росы и ее смещение внутри САС.
На Фиг. 4 изображена высокоуровневая блок-схема способа регулировки положения пластин решетки на основании условий отсутствия приводного усилия транспортного средства, образования конденсата в САС, внешних погодных условий и температуры двигателя.
На Фиг. 5 изображена блок-схема способа регулировки положения пластин решетки на основании образования конденсата внутри САС.
На Фиг. 6 изображена блок-схема способа регулировки положения пластин решетки на основании условий образования конденсата, определенных по внешним погодным условиям.
На Фиг. 7 приведены графики, иллюстрирующие сравнение функционирования пластин решетки в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя, скорости транспортного средства, образования конденсата и внешних погодных условий.
Осуществление изобретения
Следующее описание относится к системам и способам регулировки пластин решетки транспортного средства в зависимости от показателей охлаждения двигателя, образования конденсата в САС и условий отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства. Использование пластин решетки для системы двигателя транспортного средства, например, для системы двигателя, изображенной на Фиг. 1, может усилить охлаждение двигателя, уменьшить образование конденсата в САС и снизить расход топлива транспортным средством. Открывание пластин решетки, как показано на Фиг. 2, увеличивает поток воздуха, проходящий через переднюю часть транспортного средства, обеспечивая подачу охлаждающего потока воздуха в радиатор и САС. Регулировка потока воздуха, поступающего к САС через пластины решетки, может привести к изменению эффективности САС путем смещения точки росы (конденсации) (как показано на Фиг. 3), тем самым уменьшая коррозию. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять управляющую программу,
проиллюстрированную на Фиг. 4-6, для того, чтобы регулировать открывание пластин решетки на основании условия отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства, образования конденсата в САС, внешних погодных условий и температуры двигателя. Таким образом, вероятность образования конденсата, коррозии САС и пропусков зажигания в двигателе может быть уменьшена. Пример регулировки пластин решетки в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, скорости транспортного средства, образования конденсата и внешних погодных условий показан на Фиг. 7.
На Фиг. 1 схематически изображен вариант компоновки системы 110 пластин решетки и системы 100 двигателя в транспортном средстве 102. Система 100 двигателя может входить в состав транспортного средства, например дорожного транспортного средства или любого другого типа транспортных средств. Хотя примеры использования системы 100 двигателя будут описаны применительно к транспортному средству, необходимо понимать, что она может быть использована в различных типах двигателей и двигательных систем транспортных средств, включая легковые автомобили, грузовики и т.д.
В изображенном варианте двигатель 10 представляет собой двигатель с наддувом, соединенный с турбонагнетателем 13, включающим в себя компрессор 14, приводимый в действие турбиной 16. В частности, свежий воздух попадает в двигатель 10 по впускному каналу 42 через очиститель 11 воздуха, и поступает на компрессор 14. Компрессор может представлять собой любой подходящий компрессор впускного воздуха, например, компрессор с приводом от двигателя или компрессор нагнетателя с приводом от карданного вала. В системе 100 двигателя компрессор изображен в виде компрессора турбонагнетателя, механически соединенного с турбиной 16 через вал 19, турбина 16 приводится в действие расширяющимися выхлопными газами двигателя. В одном варианте компрессор и турбина могут быть установлены в турбонагнетателе с двойной улиткой. В другом варианте воплощения турбонагнетатель может представлять собой турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT), где геометрия турбины активно изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя и других рабочих параметров.
Как показано на Фиг. 1, компрессор 14 соединен через охладитель (САС) 18 наддувочного воздуха с дроссельным клапаном 20. Дроссельный клапан 20 соединен с впускным коллектором 22 двигателя. Из компрессора заряд сжатого воздуха проходит через охладитель наддувочного воздуха и дроссельный клапан, а затем попадает во впускной коллектор. Охладитель наддувочного воздуха может представлять собой, например, теплообменник «воздух-воздух» или «воздух-вода». В варианте, показанном на Фиг. 1, давление заряда воздуха внутри впускного коллектора измеряют с помощью датчика 24 давления воздуха в коллекторе (MAP). Перепускной клапан компрессора (не показан) может быть последовательно соединен с впускным и выпускным отверстиями компрессора 14. Перепускной клапан компрессора может представлять собой обычно закрытый клапан, выполненный с возможностью открываться при выбранных рабочих условиях для понижения избыточного давления наддува. Например, перепускной клапан компрессора может быть открыт при понижении частоты вращения двигателя для предотвращения помпажа компрессора.
Впускной коллектор 22 соединен с несколькими камерами 31 сгорания с помощью нескольких впускных клапанов (не показаны). Камеры сгорания также соединены с выпускным коллектором 36 с помощью нескольких выпускных клапанов (не показаны). В изображенном варианте показан один выпускной коллектор 36, однако в других вариантах выпускной коллектор может включать в себя несколько секций. Конфигурация, имеющая несколько секций выпускного коллектора, позволяет направлять продукты сгорания из различных камер сгорания в различные участки системы двигателя.
Как показано на Фиг. 1, выхлопные газы из одного или более выпускных коллекторов направляются в турбину 16, обеспечивая ее вращение. При необходимости уменьшения крутящего момента турбины некоторые выхлопные газы могут быть направлены через перепускную заслонку (не показана) в обход турбины. Затем смешанный поток из турбины и от перепускной заслонки проходит через устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов. Как правило, одно или более устройств 70 снижения токсичности выхлопных газов может включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов доочистки выхлопных газов, способных каталитически очистить поток выхлопных газов и, таким образом, уменьшить количество одного или более веществ в потоке выхлопных газов.
Все или часть очищенных выхлопных газов из устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть выпущена в атмосферу через выпускной трубопровод 35. Однако в зависимости от рабочих условий, часть выхлопных газов может вместо этого быть направлена в канал 51 рециркуляции выхлопных газов (EGR), через охладитель 50 EGR и клапан 52 EGR к впускному отверстию компрессора 14. Следовательно, компрессор выполнен с возможностью впускать отводимые выхлопные газы из участка ниже по потоку относительно турбины 16. Клапан EGR может быть открыт, впуская регулируемое количество охлажденных выхлопных газов во впускное отверстие компрессора, обеспечивая необходимый уровень сгорания и требуемые характеристики выбросов. Следовательно, система 100 двигателя может быть использована как внешняя система для системы EGR низкого давления. Вращение компрессора наряду с относительно длинным путем движения потока EGR низкого давления в системе 100 двигателя позволяет достичь превосходной гомогенизации выхлопных газов в заряде впускного воздуха. Кроме того, расположение точек забора и смешивания EGR обеспечивает эффективное охлаждение выхлопных газов, позволяя увеличить массу EGR и повысить эффективность.
Транспортное средство 102 также включает в себя систему 104 охлаждения, в которой циркулирует охлаждающая жидкость, проходящая через двигатель 10 внутреннего сгорания и поглощающая избыточное тепло, и которая распределяет охлаждающую жидкость между радиатором 80 и/или сердцевиной 90 обогревателя через трубопроводы 82 и 84 охлаждающей жидкости соответственно. В частности, на Фиг. 1 показана система 104 охлаждения, соединенная с двигателем 10, и траектория движения циркулирующей охлаждающей жидкости двигателя из двигателя 10 к радиатору 80 через водяной насос 86 с приводом от двигателя, и обратно в двигатель 10 по трубопроводу 82 охлаждающей жидкости. Водяной насос 86 может быть соединен с двигателем через привод навесного оборудования переднего расположения (FEAD) 88 и может вращаться пропорционально скорости вращения двигателя с помощью приводного ремня, цепи и т.д. В частности, в водяном насосе 86 циркулирует охлаждающая жидкость, проходящая через каналы в блоке цилиндров двигателя, головке двигателя и т.д., для поглощения тепла двигателя, которое потом передается через радиатор 80 в воздух окружающей среды. В примере, где водяной насос 86 представляет собой центробежный насос, созданное давление (и итоговый поток) может быть пропорционально скорости вращения коленчатого вала, как показано в примере на Фиг. 1, и прямо пропорционально скорости вращения двигателя. В другом примере насос может быть использован для регулировки, не зависящей от скорости вращения двигателя. Температура охлаждающей жидкости может быть отрегулирована с помощью клапана 38 термостата, расположенного в трубопроводе 82 охлаждающей жидкости, который может оставаться закрытым до тех пор, пока охлаждающая жидкость не достигнет пороговой температуры.
Для поддержания расхода воздуха, проходящего через радиатор 80, когда транспортное средство 102 двигается медленно или не двигается при работающем двигателе, с радиатором 80 может быть соединен вентилятор 92. В некоторых примерах скоростью вращения вентилятора можно управлять с помощью контроллера 12, рассмотренного ниже более подробно. В ином случае вентилятор 92 может быть соединен со вспомогательной системой привода двигателя, приводимой в движение коленчатым валом двигателя.
Охлаждающая жидкость может проходить через трубопровод 82 охлаждающей жидкости, как рассмотрено выше, и/или через трубопровод 84 охлаждающей жидкости к сердцевине 90 обогревателя, откуда тепло может быть направлено в салон 106 транспортного средства, после чего поток охлаждающей жидкости возвращается в двигатель 10. В некоторых примерах, для циркуляции охлаждающей жидкости через трубопроводы 82 и 84 охлаждающей жидкости может использоваться водяной насос 86 с приводом от двигателя.
На Фиг. 1 также показана система 28 управления. Система 28 управления может быть подключена к различным компонентам системы 100 двигателя для выполнения описываемых управляющих процедур и действий. Например, как показано на Фиг. 1, система 28 управления может включать в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может представлять собой микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный носитель информации для извлекаемых программ и эталонных значений, оперативную память, оперативную энергонезависимую память и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от ряда датчиков 30, которые могут включать в себя средства и/или датчики входного сигнала от водителя (например, датчики положения передаточного механизма, нажатия педали газа, нажатия педали тормоза, положения рычага переключения передач, скорости транспортного средства, скорости вращения двигателя, массового расхода воздуха, проходящего через двигатель, температуры окружающей среды, влажности окружающей среды, температуры впускного воздуха, скорости вращения вентилятора и т.д.), датчики охлаждающей системы (например, датчики охлаждающей жидкости, скорости вращения вентилятора, температуры в салоне транспортного средства, влажности окружающей среды и т.д.), датчики САС 18 (например, датчики температуры и давления воздуха на впуске в САС, температуры и давления воздуха на выпуске из САС и т.д.) и другие. Кроме того, контроллер 12 может получать данные от GPS 34 и/или встроенной коммуникационно-развлекательной системы 26 транспортного средства 102.
Встроенная коммуникационно-развлекательная система 26 может быть подключена к устройству 40 беспроводной связи через различные протоколы беспроводной связи, например сети беспроводной связи, вышки-ретрансляторы сотовой связи и/или их комбинации. Данные, получаемые от встроенной коммуникационно-развлекательной системы 26, могут включать в себя текущие или прогнозируемые погодные условия. Информация о таких погодных условиях, как температура, осадки (например, дождь, снег, град и т.д.) и влажность, может быть получена через различные приложения устройства беспроводной связи и сайты с прогнозом погоды. Данные, полученные от встроенной коммуникационно-развлекательной системы, могут включать в себя текущие или прогнозируемые погодные условия для текущего местоположения, а также для всего планируемого маршрута. В одном варианте воплощения, в котором встроенная коммуникационно-развлекательная система включает в себя GPS, данные о текущих и прогнозируемых погодных условиях могут быть согласованы с текущим и будущим маршрутами движения, показанными на дисплее GPS. В альтернативном варианте воплощения, в котором система транспортного средства включает в себя специализированную GPS 34, каждая GPS и встроенная коммуникационно-развлекательная система может быть подключена к устройству 40 беспроводной связи, а также они могут быть соединены друг с другом для сопоставления данных о текущих и прогнозируемых погодных условиях с текущим и будущим маршрутами. В одном примере развлекательная система может иметь доступ к различным синоптическим картам, хранящимся в интернете или в других «облачных» вычислительных системах. Данные синоптические карты могут содержать информацию о дожде, влажности, осадках и/или температуре, приведенных, например, в виде контурных карт. В одном примере устройство 40 беспроводной связи может передавать данные о влажности в режиме реального времени встроенной коммуникационно-развлекательной системе 26 и/или GPS 34, которые затем передаются на контроллер 12. Контроллер 12 сравнивает полученные данные о влажности с пороговыми значениями и определяет необходимое положение пластин решетки. Например, если влажность выше установленного порогового значения, одна или несколько пластин решетки могут быть закрыты.
Помимо параметров влажности, получаемых от встроенной коммуникационно-развлекательной системы 26 и GPS 34, контроллер 12 может получать данные о влажности от альтернативных или дополнительных датчиков. К ним можно отнести датчики влажности или показания влажности от датчиков приточного кислорода. Контроллер 12 может также определять влажность при получении информации от набора датчиков или сигналов системы транспортного средства. К ним можно отнести датчики дождя, сигналы включения/выключения дворников или датчик содержания кислорода в отработавших газах (UEGO) и систему отключения подачи топлива при замедлении (DFSO). Контроллер может использовать один или несколько таких датчиков и сигналов для определения уровня влажности, а затем регулировать систему пластин решетки соответствующим образом.
Кроме того, контроллер 12 может быть подключен к различным исполнительным механизмам 32, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (например, топливные форсунки, дроссельные заслонки для впускного воздуха с электронным управлением, свечи зажигания и т.д.), исполнительные механизмы охлаждающей системы (например, вентили подачи воздуха и/или клапаны дозирования в системе кондиционирования воздуха салона транспортного средства и т.д.) и другие. В некоторых примерах для выполнения способов, описанных ниже, запоминающее устройство может быть запрограммировано при помощи машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, выполняемые процессором, а также с помощью других подразумеваемых, но не указанных конкретно вариантов.
Количество тепла выхлопных газов, передаваемое охлаждающей жидкости от двигателя, может варьироваться в зависимости от рабочих условий, влияя, таким образом, на количество тепла, передаваемое потокам воздуха. Например, количество выделяемого тепла выхлопных газов может понижаться пропорционально уменьшению крутящего момента на выходном валу двигателя или расходу топлива.
Транспортное средство 102 также имеет решетку 112, имеющую отверстия (например, отверстия между пластинами решетки, отверстие в бампере и т.д.) для прохождения воздушного потока 116 через или рядом с передней частью транспортного средства и в отсек двигателя. Такой воздушный поток 116 может затем быть использован радиатором 80 и другими компонентами для поддержания охлаждения двигателя и/или коробки передач. Кроме того, поток 116 воздуха может выводить тепло из системы кондиционирования воздуха транспортного средства и повышать производительность двигателей с нагнетателем/турбонагнетателем, которые оборудованы САС 18, снижающим температуру воздуха, поступающего во впускной коллектор/двигатель. На Фиг. 2 приведен пример расположения САС 18, радиатора 80 и системы 100 двигателя внутри транспортного средства 102 относительно пластин решетки, и проходящего через нее воздушного потока 116 окружающей среды. Другие компоненты, расположенные под капотом (топливная система, аккумуляторы и т.д.), могут работать эффективнее, благодаря потоку охлаждающего воздуха. Таким образом, система 110 пластин решетки может помочь охлаждающей системе 104 охлаждать двигатель 10 внутреннего сгорания. Система 110 пластин решетки включает в себя одну или более пластин 114 решетки, выполненных с возможностью регулировать количество воздуха, проходящего через решетку 112.
Например, пластины 114 решетки могут закрывать переднюю часть транспортного средства, от нижней части капота до нижней части бампера. При закрывании впуска САС понижается аэродинамическое сопротивление и количество наружного охлаждающего воздуха, попадающего в САС. В некоторых вариантах воплощения все пластины решетки могут быть передвинуты в соответствии с командой контроллера. В других вариантах воплощения пластины решетки могут быть разделены на подгруппы, а контроллер может независимо регулировать открывание/закрывание каждой группы. Например, первая группа может включать в себя пластины решетки, которые сильно влияют на аэродинамическое сопротивление, а другая группа - пластины решетки, которые сильно влияют на впуск воздуха в САС. В одном примере первая подгруппа может находиться между нижней частью капота и верхней частью бампера, а вторая подгруппа может находиться между верхней частью бампера и нижней частью бампера. Каждая подгруппа может включать в себя одну или более пластин решетки. В некоторых примерах каждая группа может включать в себя одинаковое количество пластин решетки, при этом в других примерах одна подгруппа содержит больше пластин, чем другая. В одном варианте воплощения первая подгруппа может содержать несколько пластин решетки, а вторая подгруппа - только одну заслонку решетки. В альтернативном варианте воплощения первая подгруппа может содержать одну заслонку решетки, а вторая подгруппа - несколько пластин решетки.
Пластины 114 решетки могут перемещаться между открытым и закрытым положениями, также они могут удерживаться в одном из этих положений или в промежуточных положениях. Другими словами, степень открытия пластин 114 решетки может быть отрегулирована таким образом, чтобы пластины 114 решетки были частично открыты, частично закрыты или циклически перемещались между открытым и закрытым положениями, обеспечивая подачу потока воздуха для охлаждения компонентов отсека двигателя с минимальным увеличением расхода топлива. Это вызвано тем, что закрывание и/или частичное закрывание пластин 114 решетки снижает количество воздуха, проходящего через решетку 112, уменьшая, таким образом, аэродинамическое сопротивление транспортного средства. Удерживание пластин решетки в открытом положении обеспечивает достаточное охлаждение двигателя; однако это может также увеличить аэродинамическое сопротивление транспортного средства и увеличить расход топлива. С другой стороны, закрывание пластин решетки снижает аэродинамическое сопротивление и снижает расход топлива; однако это может помешать достаточному охлаждению двигателя. Таким образом, управление пластинами решеток может быть основано на нескольких рабочих условиях транспортного средства, описанных ниже. В некоторых вариантах воплощения пластины решетки могут быть использованы только для управления образованием конденсата в САС. В этом случае функционирование пластин решетки может обеспечить небольшой выигрыш с точки зрения аэродинамики.
В некоторых вариантах система 28 управления может быть выполнена с возможностью регулировать размер отверстия между пластинами 114 решетки в зависимости от рабочих условий транспортного средства. Регулировка размера отверстия между пластинами 114 решетки может включать в себя открывание одной или более пластин решетки, закрывание одной или более пластин решетки, частичное открывание одной или более пластин решетки, частичное закрывание одной или более пластин решетки, регулировку моментов открывания и закрывания и т.д. В качестве примера контроллер 12 может быть подключен к системе 110 пластин решетки и может содержать команды по регулировке отверстия между пластинами 114 решетки.
Пластины решетки могут быть отрегулированы в соответствии с несколькими переменными значениями системы, включая температуру двигателя, условия движения транспортного средства, образование конденсата в САС и внешние погодные условия. Открывание одной или более пластин решетки может быть выполнено под влиянием значения только одной из описанных выше переменных, даже если остальные переменные будут оставаться в допустимых пределах. Таким образом, для определения оптимальный размер отверстия между пластинами решетки для охлаждения транспортного средства, предотвращения коррозии САС, пропусков зажигания и снижения расхода топлива можно оценивать значения всех переменных.
При некоторых условиях система 110 пластин решетки может быть отрегулирована под влиянием условий движения транспортного средства, например, наличия или отсутствия передаваемого приводного усилия. Условие наличия передаваемого приводного усилия транспортного средства может включать в себя приложение колесами положительной силы, обеспечивающей движение транспортного средства вперед. Условие отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства может включать в себя ситуацию, когда колеса поглощают инерцию транспортного средства и создают отрицательную силу, направленную против движения транспортного средства вперед. В одном варианте условия отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства могут включать в себя замедление, торможение, уменьшение нагрузки на двигатель при постоянных оборотах, их комбинацию или другой тип состояния, свидетельствующий об отсутствии или о скором прекращении передачи приводного усилия транспортного средства. Например, также может быть использован сигнал торможения от системы круиз-контроля. Кроме того, могут быть использованы сигналы глобальной системы позиционирования, указывающие на приближение к участку с более медленным движением, к спуску и т.д.
В некоторых случаях во время замедления двигатель транспортного средства может быть заглушён, а коробка передач отсоединена от двигателя для снижения расхода топлива. В такой ситуации необходимо дополнительное охлаждение двигателя. В данном случае открывание пластин решетки в начале замедления может обеспечить предварительное охлаждение двигателя, поддерживая низкую температуру двигателя. За счет этого можно также оставить пластины решетки в закрытом положении в течение более длительного времени при последующих условиях движения, снижая аэродинамическое сопротивление транспортного средства и расход топлива.
Кроме того, система 110 пластин решетки может быть отрегулирована таким образом, чтобы изменять условия образования конденсата внутри САС 18. Несколько датчиков 30 и контроллер 12 отслеживают положение точки конденсации внутри САС 18, а также другие факторы риска коррозии (например, время, в течение которого точка конденсации находилась в одном месте внутри САС). Таким образом, в одном примере, одна или более пластин решетки может быть отрегулирована, когда точка конденсации находится в определенном месте в течение достаточно длительного времени. С помощью такой регулировки пластин решетки можно сместить точку конденсации в другое место внутри САС 18, обеспечивая снижение степени коррозии. Например, если точка конденсации находится в одном месте внутри САС в течение времени, превышающего предварительно определенный период, можно изменить положение пластин 114 решетки для изменения эффективности САС 18. Таким образом, точка конденсации будет смещена. Данный процесс изображен на Фиг. 3 и описан ниже. Положение пластин 114 решетки может быть также изменено с учетом текущих или прогнозируемых погодных условий. Например, одну или более пластин 114 решетки можно закрывать при наличии погодных условий, способствующих образованию конденсата. К погодным условиям, способствующим образованию конденсата, можно отнести дождь, влажность, низкие температуры, или их комбинации. Погодные условия могут быть получены с помощью встроенной коммуникационно-развлекательной системы 26 или GPS 34.
Также в некоторых вариантах регулировка пластин 114 решетки может зависеть от степени влияния таких условий, как отсутствие передаваемого приводного усилия транспортного средства, положение точки конденсации, погодных условий, способствующих образованию конденсата, а также их комбинаций. Например, во время сильного торможения, размер отверстия между пластинами 114 решетки может быть увеличен, и/или пластины 114 решетки могут быть открыты раньше, что позволит увеличить поток воздуха для обеспечения охлаждения двигателя таким образом, чтобы продлить последующее ускорение при закрытых заслонках решетки. В другом примере, если GPS 34 или встроенная коммуникационно-развлекательная система 26 прогнозирует погоду с небольшим количеством осадков в виде дождя и средним уровнем влажности, размер отверстия между пластинами 114 решетки может быть уменьшен.
Более того, в некоторых вариантах система 110 пластин решетки может быть отрегулирована на основании температуры двигателя, условий отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства и образования конденсата внутри САС 18. В одном примере контролер 12 может быть выполнен с возможностью контролировать температуру двигателя, например температуру охлаждающей жидкости, и сравнивать ее с пороговыми значениями. Дополнительные способы регулировки системы 110 пластин решетки описаны более подробно со ссылкой на Фиг. 4-6. Такая регулировка пластин решетки позволяет выполнить эффективное охлаждение двигателя при снижении аэродинамического сопротивления транспортного средства и образования конденсата, а также предотвращении длительного нахождения точки конденсации в одном месте в САС. Это может помочь уменьшить расход топлива и предотвратить коррозию САС и пропуски зажигания.
На Фиг. 3 приведено схематическое расположение точки конденсации и ее смещение внутри САС. На изображении 300 приведено два примера САС при различном количестве конденсата. В первом САС 302 горячий наддувочный воздух от компрессора 306 поступает в САС, охлаждается по мере прохождения через САС, а затем выходит из отверстия 310, чтобы пройти через дроссельный клапан 20 во впускной коллектор 22 двигателя. Поток 308 воздуха окружающей среды входит через отверстия между пластинами решетки и проходит через САС в продольном направлении для охлаждения наддувочного воздуха. Точка конденсации находится в месте 312 у ближнего конца САС. В данной точке может образоваться высококонцентрированный раствор воды и кислоты, что приведет к возникновению большого риска коррозии. Ниже по потоку относительно места 312 расположения точки конденсации в САС 302 образуется достаточно большое количество конденсата 314. Путем регулировки положения пластин 114 решетки можно изменить поток 308 воздуха окружающей среды, тем самым изменив эффективность САС и место расположения точки конденсации. Для САС 302 закрывание одной или более пластин решетки приводит к уменьшению потока 308 воздуха окружающей среды, снижая эффективность охлаждения САС 302 и перемещая точку конденсации вниз по потоку в горизонтальном направлении. Новое место 316 расположения точки конденсации показано для САС 304. Температуры наддувочного воздуха в данном случае выше, за счет чего количество конденсата 318 в САС 304 меньше.
Для управления пластинами решетки могут быть использованы различные подходы. Как описано со ссылкой на Фиг. 3, пластины решетки могут быть отрегулированы на основании места образования конденсата в САС. Например, если место расположения точки конденсации в САС остается в заданных пределах по горизонтальной оси в течение периода, превышающего пороговое значение, положение пластин решетки может быть отрегулировано таким образом, чтобы сместить место образования конденсата в зависимости от различных факторов, как описано в данном документе. Указанный диапазон может быть отрегулирован на основании рабочих условий. Например, если температуры двигателя высоки и необходимо чаще открывать пластины решетки, то диапазон может быть расширен, чтобы обеспечить дополнительное охлаждение двигателя. С другой стороны, при низкой температуре воздуха окружающей среды или во время дождя указанный диапазон может быть уменьшен, чтобы избежать коррозии в САС. Указанное выше пороговое значение периода может представлять собой период времени, количество миль, количество оборотов двигателя или другой измеряемый параметр.
Со ссылкой на Фиг. 3, система 28 управления может вычислять место расположения точки конденсации, определять, в каком направлении по горизонтальной оси его лучше смещать, и соответствующим образом регулировать положение пластин решетки. Например, если точка росы находится слева от обозначенного среднего положения, можно закрыть пластины решетки, чтобы уменьшить охлаждение, за счет чего точка конденсации сместится в направлении стрелки 322 вправо. В противном случае, если точка конденсации находится справа от обозначенного среднего положения, можно открыть пластины решетки, чтобы увеличить охлаждение, за счет чего точка конденсации сместится в направлении стрелки 320 влево. Таким образом, с помощью смещения точки росы вправо и последующего открывания пластин решетки также можно обеспечить улучшение охлаждения двигателя. С помощью перемещения точки росы влево и последующего закрывания пластин решетки сопротивление транспортного средства снижается, уменьшая расход топлива. Таким образом, подобное управление заслонками решетки может замедлить износ САС при снижении расхода топлива и улучшения охлаждения двигателя.
На Фиг. 4 показан пример способа 400 регулировки положения пластин решетки, на основании таких условий, как отсутствие передаваемого приводного усилия транспортного средства, образование конденсата в САС, внешние погодные условия и температура двигателя. На этапе 402 процедура предусматривает оценку и/или измерение рабочих параметров двигателя. К таким параметрам относятся, например, скорость вращения и нагрузка двигателя, запрашиваемый крутящий момент, наддув, давление в коллекторе (MAP), температура воздуха турбонаддува в коллекторе (МСТ), воздушно-топливное соотношение (лямбда), содержание топливного спирта, барометрическое давление, условия окружающей среды (например, температура, давление, влажность воздуха окружающей среды и т.д.), история раннего зажигания и т.д. На этапе 404 на основании оцененных условий может быть определено, имеется ли передаваемое приводное усилие транспортного средства. Такое определение может включать в себя обнаружение таких характеристик отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства, как замедление, торможение, уменьшение нагрузки на двигатель при неизменных оборотах, темп изменения скорости вращения двигателя ниже предварительно определенного значения, подача сигнала на торможение от системы адаптивного управления круиз-контролем (которая определяет расстояние до транспортного средства, едущего непосредственно перед транспортным средством, о котором идет речь, и автоматически включает тормоза транспортного средства для поддержания порогового расстояния до транспортного средства, едущего впереди) или иной тип условий, свидетельствующих об отсутствии передаваемого приводного усилия транспортного средства. В качестве примера к условиям отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства можно отнести ситуации, когда степень нажатия водителем педали тормоза превышает пороговое значение. В качестве другого примера к условиям отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства можно отнести ситуации, когда усилие торможения, примененного водителем (усилие, прилагаемое к педали тормоза), превышает пороговое значение. В качестве еще одного примера к условиям отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства можно отнести ситуации, когда давление в тормозной системе превышает пороговое значение. В качестве другого примера к условиям отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства можно отнести ситуации, когда степень задействования тормозов (например, тормоза с электрическим приводом) превышает пороговое значение.
Если условий отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства не обнаружено (например, происходит передача приводного усилия), то способ 400 переходит к этапу 406, а контроллер устанавливает закрытое положение в качестве основного положения пластин решетки. При обнаружении условий отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства способ 400 переходит к этапу 408, а контроллер устанавливает открытое положение в качестве основного положения пластин решетки. После выполнения этапов 406 и 408 способ 400 переходит к этапу 410, где оценивают образование конденсата в САС. Методика оценки более подробно рассмотрена применительно к Фиг. 5, как описано ниже. Если на этапе 410 будет определено, что конденсат не образуется, то способ 400 переходит к этапу 412, где пластины решетки сохраняют в основном положении. Однако если на этапе 410 определено, что происходит образование конденсата, способ 400 переходит к этапу 414, где определяют степень регулировки пластин решетки, необходимой для снижения или изменения образования конденсата. На этапе 416 выполняют такую регулировку и устанавливают новое положение в качестве основного положения пластин решетки. На этапе 418 определяют вероятность того, что на основании условий окружающей среды в САС образуется конденсат. Методика такого определения более подробно рассмотрена в отношении Фиг. 6, как описано ниже. Если на основании погодных условий вероятность образования конденсата в САС мала, пластины решетки сохраняют в ранее отрегулированном основном положении. Однако при наличии вероятности образования конденсата пластины решетки закрывают, изменяя прежнее основное положение. Способ 400 переходит к этапу 424, где сравнивают температуру двигателя с пороговыми значениями. Например, если температура охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) превышает максимальное значение, необходимо обеспечить дополнительное охлаждение двигателя. Если температура не превышает порогового значения, то сохраняют основное положение пластин решетки, после чего процедура завершается. Однако если температура превышает пороговое значение, то заслонки решетки открывают, после чего процедура завершается.
Пример способа 500 показан на Фиг. 5, на которой проиллюстрирован процесс регулирования положения пластин решетки на основании образования конденсата внутри САС. На этапе 502 определяют условия в САС. Такими условиями могут быть данные, получаемые от нескольких датчиков 30, например, температура воздуха окружающей среды, влажность воздуха окружающей среды, температура наддувочного воздуха на впуске и выпуске, а также давление наддувочного воздуха на впуске и выпуске. На этапе 504 эти переменные используют для определения вероятности образования конденсата в САС. Если конденсат не образуется, способ предусматривает сохранение текущего положения пластин решетки, после чего завершается. Однако если конденсат образуется, способ переходит к этапу 508, где определяют место расположения точки конденсации внутри САС. Контроллер 12 может определить место расположения точки конденсации с помощью анализа условий в САС, как было описано выше, а также на основании других переменных значений (например, скорости транспортного средства, скорости вращения вентилятора, положения пластин решетки и т.д.). Контроллер может использовать алгоритмы для анализа данных и определить место расположения точки конденсации, время, в течение которого точка конденсации находилась в данном месте, количество конденсата внутри САС и другие значения. Если время, в течение которого точка конденсации находилась в данном месте, превышает установленное предельное значение, то на этапе 514 способ определяет направление смещения точки конденсации (как было описано выше и показано в отношении Фиг. 3). На этапе 516 контроллер 12 и исполнительные механизмы 32 регулируют ориентацию пластин решетки для смещения точки конденсации в нужное место. После регулировки пластин решетки процедура завершается.
На Фиг. 6 изображен пример способа 600 регулировки положения пластин решетки на основании условий образования конденсата, определяемых внешними погодными условиями. На этапе 602 контроллер 12 принимает данные от множества датчиков 30, GPS 34 и встроенной коммуникационно-развлекательной системы 26. К получаемым данным можно отнести температуру и влажность воздуха окружающей среды, прогнозируемые погодные условия на дороге и по маршруту следования транспортного средства. Затем на этапе 604 контроллер 12 анализирует данные об условиях образования конденсата в САС. К подобным погодным условиям можно отнести дождь, высокую влажность, низкую температуру воздуха или их комбинации. Если на этапе 606 будет определено, что условия образования конденсата превышают пороговые значения, то пластины будут закрыты. В противном случае способ предусматривает сохранение пластин решетки в текущем положении.
Пороговые значения могут включать в себя установленную температуру, процент влажности или количество осадков, при которых вероятно образование конденсата внутри САС. После этапов 610 и 608 процедура завершается.
На Фиг. 7 приведены графики, иллюстрирующие сравнение 700 функционирования пластин решетки в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя, скорости транспортного средства, образования конденсата и внешних погодных условий. Пример иллюстрирует сравнение схем 702 и 704 зависимости скорости транспортного средства (VS) и внешних погодных условий (ОС) от времени. На схеме 702 показан первый пример функционирования пластин решетки вне зависимости от образования (CF) конденсата. Открывание и закрывание пластин решетки показано на основании температуры двигателя и условий отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства, которые представлены на данном чертеже через температуру (ЕСТ) охлаждающей жидкости двигателя и скорость транспортного средства соответственно. Для альтернативного варианта на схеме 704 представлен второй пример регулируемой системы пластин решетки, в котором работа пластин решетки основана на температуре охлаждающей жидкости двигателя, замедлении двигателя, образовании конденсата и внешних погодных условий.
На схеме 702 кривая CF достигает порогового значения непосредственно перед моментом времени t1. Однако в данной точке температура охлаждающей жидкости превышает пороговое значение Т2, вызывая открывание пластин решетки. Из-за этого кривая CF опускается ниже линии СТ, пока не будут достигнуты условия риска коррозии. Пластины остаются открытыми, а образование конденсата увеличивается выше линии СТ до тех пор, пока в момент времени t2 температура охлаждающей жидкости не упадет ниже другого порогового значения T1.
В момент времени t3 скорость транспортного средства свидетельствует о замедлении или торможении транспортного средства, указывая на необходимость открывания пластин решетки. В этот момент температура охлаждающей жидкости двигателя продолжает падать, а образование конденсата снова увеличивается выше линии СТ. В момент времени t4 транспортное средство ускоряется и из-за повышенного образования конденсата в области 710 происходит пропуск зажигания. Поскольку транспортное средство продолжает ускоряться, температура охлаждающей жидкости двигателя увеличивается вместе с образованием конденсата. Пластины решетки открываются после достижения температуры Т2 охлаждающей жидкости двигателя в момент времени t5.
В момент времени t1 на схеме 704 пластины решетки открываются снова, когда температура охлаждающей жидкости двигателя превышает пороговое значение Т2. С течением времени образование конденсата увеличивается выше порогового значения СТ. Пластины решетки остаются открытыми до момента времени t1, когда кривая CF находится над линией СТ в течение установленного предельного значения времени Δt2. В момент времени t1- пластины решетки закрываются, обеспечивая повторное уменьшение образования конденсата. Между моментами времени t1 и t3 внешние погодные условия изменяются на условия, которые, наиболее вероятно, способствуют образованию конденсата. Поскольку пластины решетки уже закрыты, на этапе 728 они остаются в закрытом положении. В момент времени t3 пластины решетки открываются снова, реагируя на замедление транспортного средства, и остаются в открытом положении до момента времени t4, когда транспортное средство начинает ускоряться. Необходимо отметить, что в данном примере на этапе 722 пропуска зажигания не происходит, поскольку количество конденсата в САС поддерживалось на низком уровне за счет предыдущих изменений положения пластин решетки. В момент времени t4, пластины решетки открываются снова, реагируя на то, что кривая CF находилась над линией СТ в течение установленного предельного значения времени Δt3. В момент времени t5 внешние погодные условия снова меняются на условия, которые способствуют образованию конденсата. Это приводит к закрыванию пластин решетки в области 730. Пластины решетки остаются закрытыми, пока температура охлаждающей жидкости двигателя достигнет значения Т2 в момент времени t6, после чего пластины решетки будут открыты все оставшееся время.
Если сравнивать схемы 702 и 704, то очевидна разница с точки зрения образования конденсата в САС. На схеме 702 кривая CF превышает пороговое значение для конденсата четыре раза, в трех случаях существует риск коррозии САС (области 712, 714 и 716). Однако на схеме 704 время, в течение которого кривая CF находится выше порогового значения конденсата, уменьшено (области 724 и 726). Таким образом, управление пластинами решетки в зависимости от образования конденсата и внешних погодных условий снижает риск коррозии и образования конденсата внутри САС. На схеме 704 пластины решетки также находятся большую часть времени в закрытом положении (промежутки 718, 720, 734 и 736) по сравнению с графиком 702 (промежутки 706, 708 и 732). Это уменьшает аэродинамическое сопротивление транспортного средства, снижая расход топлива.
Как описано выше, ориентацией пластин решетки можно управлять в зависимости от температуры двигателя, условий движения транспортного средства, образования конденсата в САС и внешних погодных условий. Пластины решетки открывают, охлаждая компоненты системы двигателя, если необходимо сдвинуть точку конденсации внутри САС влево, если температуры высоки или если отсутствует передаваемое приводное усилие транспортного средства, например, имеет место замедление. Пластины решетки закрывают, перекрывая поток охлаждающего воздуха, если необходимо сдвинуть точку конденсации внутри САС вправо, если существуют погодные условия, способствующие образованию конденсата, или если происходит передача приводного усилия. Подобное управление пластинами решетки позволяет обеспечить соответствующее охлаждение двигателя, снижая потребление топлива транспортным средством, предотвращая пропуски зажигания в двигателе и коррозию САС.
Специалистам в данной области техники понятно, что процедуры, описанные в данном документе, могут представлять собой один или несколько этапов регулировки пластин решетки. Таким образом, различные представленные этапы или функции могут быть выполнены в указанной последовательности или параллельно, а некоторые из них могут быть опущены. Аналогичным образом, для обеспечения достижения технического результата порядок этапов сохранять необязательно. Хотя этого явно и не показано, специалистам в данной области техники понятно, что один или более изображенных этапов или функций может быть выполнен несколько раз в зависимости от конкретной используемой стратегии.

Claims (21)

1. Способ управления пластинами решетки транспортного средства, в котором регулируют положение по меньшей мере одной пластины решетки, расположенной в передней части транспортного средства в зависимости от параметров охлаждения двигателя, образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха и отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства.
2. Способ по п. 1, в котором отверстие между пластинами решетки увеличивают, когда температура двигателя поднимается выше порогового значения.
3. Способ по п. 1, в котором регулируют положение по меньшей мере одной пластины решетки при обнаружении места конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
4. Способ по п. 3, в котором для перемещения места конденсации в первом направлении увеличивают размер отверстия между пластинами решетки, а для перемещения места конденсации в противоположном направлении уменьшают размер отверстия между пластинами решетки.
5. Способ по п. 1, в котором пластины решетки закрывают при погодных условиях, указывающих на превышение порогового значения влажности.
6. Способ по п. 1, в котором пластины решетки закрывают при погодных условиях, указывающих на то, что температура ниже определенного порогового значения.
7. Способ по п. 1, в котором пластины решетки закрывают при погодных условиях, указывающих на превышение определенного порогового значения количества осадков.
8. Способ по п. 1, в котором при замедлении транспортного средства пластины решетки закрывают и удерживают в закрытом положении во время замедления до тех пор, пока образование конденсата не превысит пороговое значение, а при ускорении транспортного средства, которое следует непосредственно за замедлением, пластины решетки открывают.
9. Способ управления ориентацией пластин решетки в транспортном средстве, в котором закрывают пластины решетки из открытого положения, когда существует риск возникновения места конденсации в охладителе наддувочного воздуха, если транспортное средство замедляется или если температура охлаждающей жидкости двигателя ниже соответствующего нижнего порогового значения.
10. Способ по п. 9, в котором риск коррозии устанавливают, когда время, в течение которого точка конденсации находилась в определенном месте охладителя наддувочного воздуха, превышает установленное предельное значение.
11. Способ по п. 9, в котором погодные условия, способствующие образованию конденсата, включают в себя превышение соответствующих пороговых значений количества осадков, температуры воздуха окружающей среды и влажности.
12. Способ управления ориентацией пластин решетки в транспортном средстве, в котором пластины решетки открывают при возникновении риска образования места конденсации в охладителе наддувочного воздуха, если до этого они были открыты или во время замедления, даже если двигатель или температуры двигателя или охлаждающей жидкости двигателя не превышают соответствующих верхних пороговых значений.
13. Способ по п. 12, в котором риск коррозии устанавливают, когда время, в течение которого точка конденсации находилась в определенном месте охладителя наддувочного воздуха, превышает установленное предельное значение.
14. Способ управления пластинами решетки транспортного средства, в котором регулируют размер отверстия для одной или более пластин решетки, расположенных в передней части транспортного средства, при образовании конденсата, которое определяют на основании данных об условиях окружающей среды, полученных из источника, внешнего для транспортного средства.
15. Способ по п. 14, в котором регулируют размер отверстия в зависимости от того, ускоряется или замедляется транспортное средство, а также в зависимости от температуры двигателя.
16. Способ по п. 15, в котором при первом условии образования малого количества конденсата, определенном на основании данных об условиях окружающей среды,
пластины решетки во время замедления транспортного средства открывают, даже если температура двигателя ниже порогового значения, при котором пластины решетки должны быть закрыты; а при втором условии образования большего конденсата,
определенном на основании данных об условиях окружающей среды, пластины решетки во время замедления транспортного средства закрывают, если температура двигателя ниже порогового значения, при котором пластины решетки должны быть закрыты.
17. Способ по п. 15, в котором осуществляют наддув впускного воздуха с помощью турбонагнетателя до того, как он попадает в охладитель наддувочного воздуха, где происходит образование конденсата.
18. Способ по п. 14, в котором осуществляют наддув впускного воздуха с помощью турбонагнетателя до того, как он попадает в охладитель наддувочного воздуха, где происходит образование конденсата.
19. Способ по п. 14, в котором внешние данные получают от встроенной коммуникационно-развлекательной системы.
RU2013146806A 2012-10-19 2013-10-21 Способ управления пластинами решетки транспортного средства RU2650211C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/656,542 US9650942B2 (en) 2012-10-19 2012-10-19 Engine control coordination with grille shutter adjustment and ambient conditions
US13/656,542 2012-10-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013146806A RU2013146806A (ru) 2015-04-27
RU2650211C2 true RU2650211C2 (ru) 2018-04-11

Family

ID=50437174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146806A RU2650211C2 (ru) 2012-10-19 2013-10-21 Способ управления пластинами решетки транспортного средства

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9650942B2 (ru)
CN (1) CN103821607B (ru)
DE (1) DE102013111447A1 (ru)
RU (1) RU2650211C2 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9605587B2 (en) * 2012-12-04 2017-03-28 Ford Global Technologies, Llc Boosted engine charge air cooler condensation reduction device
US9506430B2 (en) * 2012-12-05 2016-11-29 Ford Global Technologies, Llc Charge air cooler component diagnostics
US9051890B2 (en) * 2013-10-28 2015-06-09 Ford Global Technologies, Llc Method for estimating charge air cooler condensation storage with an intake oxygen sensor
US10190812B2 (en) * 2014-02-20 2019-01-29 Ford Global Technologies, Llc Method and system for reducing the possibility of vehicle heat exchanger freezing
US9416740B2 (en) 2014-02-27 2016-08-16 Ford Global Technologies, Llc Method for estimating charge air cooler condensation storage with an intake oxygen sensor while exhaust gas recirculation is flowing
US9234476B2 (en) 2014-04-14 2016-01-12 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for determining a fuel concentration in engine oil using an intake oxygen sensor
US9441564B2 (en) 2014-04-14 2016-09-13 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for adjusting EGR based on an impact of PCV hydrocarbons on an intake oxygen sensor
US9950612B2 (en) 2015-06-17 2018-04-24 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for adjusting vehicle grille shutters based on engine operation
DE102015212833B4 (de) 2015-07-09 2023-06-01 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Turbolader
US9896089B2 (en) 2016-04-07 2018-02-20 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for adjusting engine operation based on weather data
US9926833B2 (en) 2016-05-06 2018-03-27 General Electric Company System and method for controlling a vehicle
US11512623B2 (en) 2017-07-17 2022-11-29 Kohler Co. Apparatus for controlling cooling airflow to an intenral combustion engine, and engines and methods utilizing the same
US10471966B2 (en) * 2017-07-31 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Ambient air temperature sensor correction method
DE102018215024B4 (de) * 2018-09-04 2021-01-07 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage für ein Fahrzeug sowie Kälteanlage

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408831B1 (en) * 2000-12-20 2002-06-25 Caterpillar Inc. System for controlling the temperature of an intake air
US20080115493A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Wolf Eric P Diesel combustion engine having a low pressure exhaust gas recirculation system employing a corrosion resistant aluminum charge air cooler
WO2010090866A2 (en) * 2009-01-21 2010-08-12 Appollo Wind Technologies Llc Turbo-compressor-condenser-expander
RU2416764C1 (ru) * 2009-11-02 2011-04-20 Юрий Яковлевич Печенегов Теплоутилизатор

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992019851A2 (en) 1991-05-07 1992-11-12 Stephen Molivadas Airtight two-phase heat-transfer systems
US5566745A (en) * 1993-05-10 1996-10-22 General Electric Company Shuttered radiator system with control
US6301887B1 (en) 2000-05-26 2001-10-16 Engelhard Corporation Low pressure EGR system for diesel engines
US6367256B1 (en) 2001-03-26 2002-04-09 Detroit Diesel Corporation Exhaust gas recirculation with condensation control
US6681171B2 (en) 2001-12-18 2004-01-20 Detroit Diesel Corporation Condensation control for internal combustion engines using EGR
JP2003343312A (ja) 2002-05-22 2003-12-03 Hitachi Ltd ターボ過給機を備えた筒内噴射型内燃機関の制御方法及びターボ過給機を備えた筒内噴射型内燃機関
US20060095178A1 (en) 2004-10-29 2006-05-04 Freightliner Llc Controlling the flow of air through at least one vehicle opening at a front portion of the vehicle
CN101389839B (zh) 2006-02-23 2010-12-15 马克卡车公司 具有冷却器旁路的中冷器配置结构和方法
US7533651B2 (en) 2006-03-17 2009-05-19 Ford Global Technologies, Llc System and method for reducing knock and preignition in an internal combustion engine
US7621126B2 (en) 2006-04-05 2009-11-24 Ford Global Technoloigies, LLC Method for controlling cylinder air charge for a turbo charged engine having variable event valve actuators
EP2044301B1 (en) 2006-04-28 2015-07-15 Scania CV AB Cooling fan arrangement at a vehicle
US7424868B2 (en) 2006-05-15 2008-09-16 Daimler Trucks North America Llc Predictive auxiliary load management (PALM) control apparatus and method
SE530033C2 (sv) 2006-06-30 2008-02-12 Scania Cv Abp Kylanordning för ett motorfordon
EP1918546B1 (de) 2006-10-30 2011-10-19 Wärtsilä Schweiz AG Ladeluftkühler für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine
US7707991B2 (en) 2007-02-09 2010-05-04 Denso Corporation Intake control device for internal combustion engine
JP2008221997A (ja) * 2007-03-12 2008-09-25 Toyota Motor Corp 車両用空調装置
SE532709C2 (sv) * 2008-03-06 2010-03-23 Scania Cv Ab Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE532245C2 (sv) * 2008-04-18 2009-11-24 Scania Cv Ab Kylarrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE533750C2 (sv) * 2008-06-09 2010-12-21 Scania Cv Ab Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
US8795135B2 (en) 2009-09-01 2014-08-05 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling an engine during a restart
US9010112B2 (en) 2009-10-27 2015-04-21 Ford Global Technologies, Llc Condensation trap for charge air cooler
US8707935B2 (en) 2009-10-28 2014-04-29 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas recirculation system with a NOx sensor
US8311708B2 (en) 2010-02-16 2012-11-13 Ford Global Technologies, Llc Adjustable grill shutter system
US8463493B2 (en) 2010-04-01 2013-06-11 GM Global Technology Operations LLC Powertrain thermal control with grille airflow shutters
JP5163698B2 (ja) 2010-06-09 2013-03-13 日産自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
US8914173B2 (en) 2010-12-21 2014-12-16 GM Global Technology Operations LLC Method and system for conditioning an energy storage system (ESS) for a vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408831B1 (en) * 2000-12-20 2002-06-25 Caterpillar Inc. System for controlling the temperature of an intake air
US20080115493A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Wolf Eric P Diesel combustion engine having a low pressure exhaust gas recirculation system employing a corrosion resistant aluminum charge air cooler
WO2010090866A2 (en) * 2009-01-21 2010-08-12 Appollo Wind Technologies Llc Turbo-compressor-condenser-expander
RU2416764C1 (ru) * 2009-11-02 2011-04-20 Юрий Яковлевич Печенегов Теплоутилизатор

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WO 2010/090866 A2|, 12.08.2010. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013146806A (ru) 2015-04-27
DE102013111447A1 (de) 2014-04-24
CN103821607A (zh) 2014-05-28
US9650942B2 (en) 2017-05-16
CN103821607B (zh) 2018-06-22
US20140110488A1 (en) 2014-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2650211C2 (ru) Способ управления пластинами решетки транспортного средства
RU2638695C2 (ru) Способ управления вентилятором охлаждения двигателя
RU146306U1 (ru) Система для управления сдвоенной системой радиаторных заслонок
US9976473B2 (en) Condensation control in a charge air cooler by controlling charge air cooler temperature
RU2666697C2 (ru) Способ управления работой двигателя (варианты)
RU2623280C2 (ru) Способ управления пластинами решетки транспортного средства
US9394858B2 (en) Charge air cooling control for boosted engines to actively maintain targeted intake manifold air temperature
RU2668457C2 (ru) Способ и система для настройки заслонок облицовки радиатора на основании обратной связи по температуре и положению
US9938914B2 (en) Methods and systems for charge air cooler operation
RU2678384C2 (ru) Способ (варианты) и система регулировки радиаторных заслонок транспортного средства.
CN106256586B (zh) 基于发动机运行来调整车辆格栅关闭装置的方法和系统
RU2639412C2 (ru) Способ управления системой двигателя при идентификации ухудшения работы компонентов охладителя наддувочного воздуха (варианты)
RU150961U1 (ru) Воздуховод перед компрессором двигателя
US9004046B2 (en) System and method to identify ambient conditions

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20171109

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20171109