SE1350514A1 - Förfarande och system för styrning av ett kylsystem - Google Patents

Abstract

Ett förfarande och ett system for styrning av det ettkylsystem i ett fordon presenteras. Styrsystemet innefattar enhastighetsprediktionsenhet, vilken ar anordnad att utfora enprediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vmædfor en hastighet for fordonet. Styrsystemet innefattar aven entemperaturprediktionsenhet, vilken ar anordnad att utfora enprediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpædfor en temperatur for åtminstone en komponent i fordonet,vilken år baserad åtminstone på en tågvikt for fordonet, påinformation relaterad till ett vågavsnitt framfor fordonet ochpå den åtminstone en framtida hastighetsprofilen vpæd.Styrsystemet innefattar också en kylsystemsstyrenhet, vilkenår anordnad att utfora styrningen av kylsystemet baserat påden åtminstone en framtida temperaturprofilen Tpæd och på engrånsvardestemperatur T@mR¿m1for respektive åtminstone enkomponent i fordonet. Enligt foreliggande uppfinning utforsstyrningen så att ett antal fluktuationer hos eningångstemperatur T@mR¿hu¿¿q¿æfiawr for kylvatskan kylarenreduceras och/eller så att en storlek på flodet Q in i kylarenreduceras då hos en stor temperaturderivata dT/dt for ingångstemperaturen T@mR¿hu¿¿q¿æüawr foreligger. Fig. 2

Description

15 20 25 30 och en styrenhet 300. De ihåliga pilarna 161, 162, 163 illustrerar luftfloden, vilket beskrivs nedan.

Kylvätskan passerar alltså genom motorn 200 och blir där, då motorn är varm, uppvärmd av överskottsvärmen. Den av motorn uppvärmda kylvätskan 152 kan även passera en eller flera ytterligare värmealstrande komponenter 210, såsom en retarderbroms, en avgasåtercirkulationsanordning, en turbo, en dubbelturbo, en växellåda, en kompressor for ett bromssystem, en anordning innefattande avgaser från motorn 200, en efterbehandlingsanordning for avgaser, ett luftkonditioneringssystem, eller någon annan värmealstrande komponent. I figur 1 visas alla dessa mojliga ytterligare värmealstrande komponenter som en komponent 210 i serie med motorn 200 längs kylvätskeledningen. Dock kan komponenten 210 vara anordnad som ett antal olika komponenter, vilka även kan vara serie- och/eller parallellkopplade till motorn 200 i kylvätskekretsloppet.

Kylvätskan värms upp ytterligare av de en eller flera ytterligare värmealstrande komponenterna 210 innan den transporteras vidare 153 till en termostat 120. Termostaten 120 styr flödet Q av kylvätska genom kylare/radiator 100.

Termostaten 120 kan styras 132 av en styrenhet 300.

Termostaten styr, när detta är lämpligt, varm kylvätska 154 till kylaren 100, och, när detta är lämpligt, kylvätska forbi 155 kylaren 100 och tillför den till en kylvätskeledning 156 ut från kylaren. Kylvätskan strommar genom kylaren 100 tack vare dess cirkulation i kylvätskekretsen, vilken kan skapas medelst en cirkulationspump 110. Kylaren 100 är en värmeväxlare, i vilken omgivningsluften, ofta genom att fartvinden 161, 162 trycks igenom kylaren 100, kyler ner varm kylvätska 154 då den passerar genom kylaren 100. Härigenom sänks temperaturen på kylvätskan innan den lämnar kylaren 156 10 15 20 25 30 och fortsätter 151 via en cirkulationspump 110 till motorn 200 för att kyla motorn och/eller ytterligare komponenter 210, varvid kylvätskan samtidigt blir varmare igen och påbörjar nästa cirkulation.

Kylsystemet innefattar alltså ofta en cirkulationspump 110, vilken driver på kylvätskans cirkulation i kylsystemet. Pumpen 110 kan styras 131 av en styrenhet 300, exempelvis baserat på ett aktuellt motorvarvtal, eller på andra lämpliga parametrar.

Kylvätskan pumpas 151 vidare till motorn 200. Kylsystemet 400 innefattar ofta även en fläkt 130, vilken kan drivas av en fläktmotor (ej visad), eller av motorn 200, ibland via cirkulationspumpen 110. Fläkten 130 är i figur 1 schematiskt inritad framför kylaren 100, det vill säga uppströms kylaren sett i luftströmmens flödesriktning. Dock kan fläkten 130 också vara placerad bakom kylaren 100, det vill säga nedströms kylaren 100. Fläkten 130 skapar en luftström 163, vilken hjälper till att trycka/suga luften genom kylaren 100, för att öka verkningsgraden för kylaren 100. Fläkten kan styras 133 av styrenheten 300. Kylsystemet 400 kan även innefatta ett eller flera kylarjalusier 140, vilka kan öppnas helt eller delvis för att styra flödet av omgivningsluft/fartvind 162 som når kylaren 100. De ett eller flera kylarjalusierna 140 kan styras 134 av styrenheten 300. Alltså kan verkningsgraden för kylaren 100, förutom styrningen medelst cirkulationspumpen 110, även styras genom öppning eller stängning av ett eller flera kylarjalusier 140 och/eller genom utnyttjande av fläkten 130.

Det är känt, exempelvis genom US2007/0261648, att styra ett kylsystem, baserat på positioneringsinformation och på en prediktion av kommande kylbehov, med avsikt att minska bränsleförbrukningen i ett fordon vilket innefattar kylsystemet. 10 15 20 25 30 Kortfattad beskrivning av uppfinningen Tidigare kända lösningar har ett problem i att de inte tar hänsyn till hur denna styrning påverkar själva kylaren och/eller själva kylsystemet.

Kylaren 100 innefattar ett antal kanaler och/eller rör vilka, vid varm motor 200, värms upp av det interna/primära flödet, det vill säga kylvätskan, och kyls av det externa/sekundära flödet, det vill säga den omgivande luften. Kanalernas/rörens temperatur bestäms av dessa två flöden i samverkan. Eftersom varken det interna eller det externa flödet är helt jämnt fördelat över kylaren 100 blir kanalernas/rörens temperaturer inbördes olika.

Materialet i kanalerna/rören, vilket exempelvis kan utgöras av koppar eller aluminium, påverkas av temperaturen på så sätt att de kanalernas/rörens längder utvidgas inbördes olika med ökande temperaturer. Detta inducerar spänningar i materialet, vilket leder till påfrestningar för kylaren 100. Detta ger alltså en termisk belastning för kylsystemet, och speciellt för kylaren 100, vilken förkortar dess livslängd. Typiskt ger de största förändringarna i temperatur, alltså då en kall kylare blir varm och/eller en helt stängd termostat 120 öppnar, också de största förändringarna i spänning. Kylaren 100 klarar endast av ett begränsat antal stora förändringar i temperatur och/eller flöde innan dess funktion försämras.

Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att minska den termiska belastningen för kylsystemet och därmed erhålla en ökad hållfasthet för de komponenter som ingår i kylsystemet.

Detta syfte uppnås genom det ovan nämnda förfarandet enligt den kännetecknande delen av patentkrav 1. Syftet uppnås även 10 15 20 25 30 genom ovan nämnda system enligt kännetecknande delen av patentkrav 32 samt av ovan nämnda datorprogram och datorprogramprodukt.

Det har vid försök visat sig vara främst antalet förändringar av materialspänningarnas storlek, frekvens och riktning som orsakar de skadliga påfrestningarna för kylaren 100. Dessa förändringar av spänningarna orsakas alltså genom förändringar hos det inre flödet, det vill säga kylvätskan, och hos det yttre flödet, det vill säga omgivningsluften, samt av temperaturförändringarnas amplitud och frekvens.

Det inre flödets storlek bestäms av termostaten 120 och av varvtal för vattenpumpen 110. Det inre flödets temperatur bestäms av värmeflödena i kylsystemet, till exempel motorbelastning samt utnyttjande av avgasbroms och retarderbroms. Det yttre flödet bestäms av varvtal för fläkt 130, fartvind 161 och/eller kylarjalusiets 140 öppningsgrad/ställning.

Genom utnyttjande av föreliggande uppfinning styrs de inre och/eller yttre flödena för att minska slitaget på kylaren 100 och/eller övriga komponenter i kylsystemet 400. Här regleras alltså de reglerbara aktuatorerna i kylsystemet 400 för att minska den degraderande påverkan på kylsystemet 400.

Exempelvis kan då termostaten 120, vattenpumpen 110, fläkten 130 och/eller kylarjalusiet 140 regleras så att storlek, frekvens och/eller riktning hos förändringar av materialspänningarna minskas. Härigenom ökas livslängden för kylaren 100 och/eller kylsystemets komponenter.

Genom utnyttjande av föreliggande uppfinning minskas alltså antalet förändringar hos kylvätskeflödet och kylvätsketemperaturen. Antalet förändringar av kylvätskeflödet styrs aktivt med termostaten 120. Detta kan åstadkommas genom 10 15 20 25 30 en analys av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpæd för en temperatur för en eller flera komponenter samt av en gränsvärdestemperatur TmmR¿mlför dessa en eller flera komponenter i kylsystemet. Genom denna analys kan de största förändringarna i temperatur, exempelvis då en stängd termostat 120 öppnar och en kall kylare 100 blir varm, reduceras och/eller undvikas.

I detta dokument kan termostaten 120 vara stängd, det vill saga att termostaten har en öppningsgrad/termostatposition motsvarande att flödet genom termostaten 120 till kylaren 100 är lika med noll; Q=0, eller kan vara öppen, det vill säga att flödet Q genom termostaten 120 till kylaren 100 är större än noll; Q>0. När termostaten 120 är öppen kan flödet Q alltså vara allt från mycket litet, då termostaten 120 nästan är stängd, till stort, då termostaten 120 är helt öppen.

Förändringar hos kylvätskeflödet mellan två öppna lägen för termostaten, exempelvis från 100 l/min till 150 l/min, ger en avsevärt mindre förändring i kylartemperatur, och ger därför även en avsevärt lägre termisk belastning för kylaren och/eller kylsystemet, än förändringar mellan ett helt stängt och ett öppet läge för termostaten 120. Därför utnyttjas huvudsakligen sådana förändringar mellan två öppna termostatlägen för kylvätskeflödet vid styrning av kylsystemet enligt uppfinningen. Här kan noteras att en relativt liten förändring hos kylvätskeflödet från ett stängt läge, exempelvis en förändring från 0 l/min till 20 l/min, ger en större förändring av kylartemperaturen än en relativt stor förändring mellan två öppna lägen, exempelvis den ovan nämnda förändringen från 100 l/min till 150 l/min. Detta beror på att kylaren 100 blir nedkyld till temperaturen för den omgivande luften när termostaten 120 är stängd, där omgivningsluftens temperatur ofta är avsevärt lägre än kylvätsketemperaturen. 10 15 20 25 30 Alltså utformas styrningen av kylsystemet 400, det vill säga logiken för kylsystemet, baserat på en prediktion av kylsystemets framtida belastning, varigenom antalet stora förändringar i termostatposition/öppningsgrad minimeras.

Särskilt minimeras enligt föreliggande uppfinning antalet förändringar från stängd till någon öppen position för termostaten 120. I detta dokument innefattar begreppen öppen position/termostat såsom nämns ovan en åtminstone delvis öppen position/termostat, det vill säga väsentligen alla öppningsgrader från en position/termostat med mycket liten öppning till en helt öppen position/termostat.

Styrningen av kylsystemet 400 utformas enligt en utföringsform även baserat på en prediktion av komponenter vilka kan ge hög effekt i energiutbyte med kylkretsen, såsom prediktion av retarderanvändning, av kraftigt motorpådrag och/eller av avgasbromsning, så att termostaten 120 öppnar kontrollerat innan kylvätsketemperaturen hinner stiga exempelvis vid energiutbyte med retarderoljekylaren. Därigenom minskas storleken på förändringen och den termiska belastningen på kylvätskekylaren då kylvätsketermostaten går från stängt till öppet eller halvöppet läge.

För att erhålla en minskad derivata på kylvätsketemperaturen TmmR¿hn¿¿æhamr i kylaren 100 då termostaten 120 öppnas kan enligt en utföringsform även kylarjalusit 140 styras så luftflödet genom kylaren minimeras då termostaten öppnas.

Styrningen av kylsystemet kan enligt en utföringsform utformas så att kylfläkten inte tillåts starta om inte termostaten nått helt öppet läge, varigenom en inverkan av den externa olikformigheten i kylaren 100 minimeras. Detta beror på att endast vissa kylkanaler/tuber och/eller vissa delar av kylkanalerna/tuberna i kylaren kommer att hinna värmas upp om 10 15 20 25 fläkten 130 är aktiverad under tiden termostaten 120 häller på att öppna, eftersom den av fläkten dä ökade luftströmmen ger en väldigt stor kyleffekt.

Kortfattad figurförteckning Uppfinningen kommer att belysas närmare nedan med ledning av de bifogade ritningarna, där lika hänvisningsbeteckningar används för lika delar, och vari: Figur 1 schematiskt visar ett fordon innefattande ett kylsystem, Figur 2 visar ett flödesschema för uppfinningen, Figur 3 visar ett icke-begränsande exempel på utnyttjande av en utforingsform av uppfinningen, Figur 4 visar ett icke-begränsande exempel på utnyttjande av en utforingsform av uppfinningen, Figur 5 visar ett icke-begränsande exempel på utnyttjande av en utforingsform av uppfinningen, Figur 6 schematiskt visar en kylare, och Figur 7 schematiskt visar en styrenhet enligt föreliggande uppfinning.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Figur 2 visar ett flödesschema för förfarandet enligt föreliggande uppfinning. I ett första steg 201 av förfarandet utförs, exempelvis av en hastighetsprediktionsenhet 301 i styrenheten 300, en prediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil Vpmd för en hastighet för fordonet vilket innefattar styrsystemet. De en eller flera hastighetsprofilerna vpæd predikteras för ett vägavsnitt lO l5 20 25 30 framför fordonet och kan baseras på information relaterad till det framförliggande vägavsnittet, såsom exempelvis en väglutning för vägavsnittet och/eller en hastighetsbegränsning för vägavsnittet.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning predikteras de en eller flera framtida hastighetsprofiler vpæd för fordonets faktiska hastighet för vägavsnittet framför fordonet genom att prediktionen utgår från fordonets nuvarande position och situation och blickar framåt över vägavsnittet, varvid prediktionen görs baserat på en information om vägavsnittet.

Till exempel kan prediktionen utföras i fordonet med en förutbestämd frekvens, såsom exempelvis med frekvensen l Hz, vilket innebär att en ny prediktion är klar varje sekund, eller med frekvensen O.l Hz eller lO Hz. Vägavsnittet för vilken prediktionen utförs innefattar en förutbestämd sträcka framför fordonet, där denna exempelvis kan vara 0.5 km, l km eller 2km lång. Vägavsnittet kan även ses som en horisont framför fordonet, för vilken prediktionen skall utföras.

Förutom den ovan nämnda parametern väglutning kan prediktionen även baseras på en eller flera av en transmissionsmod, ett körsätt, en nuvarande faktisk fordonshastighet, åtminstone en motoregenskap, såsom maximalt och/eller minimalt motormoment, en fordonsvikt, ett luftmotstånd, ett rullmotstånd, en utväxling i växellådan och/eller drivlinan, samt en hjulradie.

Väglutningen som prediktionen kan baseras på kan erhållas på ett antal olika sätt. Väglutningen kan bestämmas baserat på kartdata, exempelvis från digitala kartor innefattande topografisk information, i kombination med positioneringsinformation, såsom exempelvis GPS-information (Global Positioning System). Med hjälp av positioneringsinformationen kan fordonets förhållande till 10 15 20 25 30 10 kartdatan fastställas så att vaglutningen kan extraheras ur kartdatan.

I flera idag förekommande farthållarsystem utnyttjas kartdata och positioneringsinformation vid farthållningen. Sådana system kan då tillhandahålla kartdata och positioneringsinformation till systemet för föreliggande uppfinning, vilket gör att komplexitetstillskottet for beståmmandet av våglutningen blir litet.

Vaglutningen som simuleringarna baseras på kan erhållas baserat på en karta i kombination med GPS-information, på radarinformation, på kamerainformation, på information från ett annat fordon, på i fordonet tidigare lagrad positioneringsinformation och våglutningsinformation, eller på information erhållen från trafiksystem relaterat till namnda vågavsnitt. I system dår informationsutbyte mellan fordon utnyttjas kan aven vaglutning uppskattad av ett fordon tillhandahållas andra fordon, antingen direkt, eller via en mellanliggande enhet såsom en databas eller liknande.

I ett andra steg 202 av förfarandet utförs, exempelvis av en temperaturprediktionsenhet 302 i styrenheten 300, en prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd för en temperatur för den åtminstone en komponenten under vågavsnittet. Predikteringen baseras har åtminstone på en tågvikt för fordonet, på den ovan beskrivna informationen relaterad till vagavsnittet framför fordonet och på den i första steget 201 predikterade åtminstone en framtida hastighetsprofilen vpæd.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar den åtminstone en komponenten en eller flera av kylvatskan, en motorolja i motorn 200, en retarderanordning, ett cylindergods i motor 200, en avgasåtercirkulationsanordning, en 10 15 20 25 30 ll turboanordning, en växellåda i fordonet, en kompressor för ett bromssystem i fordonet, avgaser från motorn 200, en efterbehandlingsanordning för avgaser, såsom en katalysator och/eller ett partikelfilter, och ett luftkonditioneringssystem.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan temperaturprofilen Tmædaven baseras på en eller flera av ett predikterat momentuttag från motorn 200, ett varvtal för motorn, ett vaxelval för vaxellådan i fordonet, en komponentanvåndning i fordonet, ett luftflöde genom kylaren 100, ett omgivnings/atmosfårs-lufttryck, en omgivningstemperatur och kanda egenskaper hos motor- och/eller kylsystemsenheter.

I ett tredje steg 203 av förfarande enligt föreliggande uppfinning, vilket exempelvis kan utföras av en kylsystemsstyrenhet 303 i styrenheten 300, utförs styrningen av kylsystemet baserat på den i andra steget 202 predikterade åtminstone en framtida temperaturprofilen Tpæd och på en gransvardestemperatur TCm@¿¿m för åtminstone en av komponenterna i fordonet. Grånsvårdestemperaturen TCmm¿¿m år i detta dokument en samlingsgrånsvardestemperatur, vilken innefattar en eller flera grånsvårdestemperaturer för en eller flera av de i kylsystemet respektive ingående komponenterna.

Grånsvardestemperaturen Tcmmgjm jämförs i detta dokument exempelvis med den faktiska temperaturen Tcmw, vilken utgör en samlingstemperatur innefattande en eller flera temperaturer för motsvarande en eller flera av de i kylsystemet respektive ingående komponenterna, vilket beskrivs mer i detalj nedan.

Styrningen utförs enligt föreliggande uppfinning med avsikt att reducera ett antal fluktuationer, vilka kan vara stora fluktuationer, hos en ingångstemperatur Twm¿flun¿n¿mdmUm för kylvatskan i kylaren 100 och/eller med avsikt att reducera 10 15 20 25 30 12 flödet Q in i kylaren då en stor temperaturderivata dT/dt för ingångstemperaturen TmmR¿hu@¿n¿a@æwr för kylaren föreligger.

Genom föreliggande uppfinning kan välgrundade och aktiva val för styrningen av kylsystemetet göras, eftersom styrningen baseras både på den predikterade framtida temperaturprofilen Tpæd och på gränsvärdestemperaturen Tcmmgim för de ingående komponenterna. Härigenom kan komponenterna utnyttjas effektivt för den predikterade framtida temperaturprofilen Tpmfi utan att deras gränsvärdestemperaturer Tmmkjmlöver/under-skrids.

Utnyttjandet kan här optimeras med avseende på hållfastheten för de ingående komponenterna, det vill säga att beslut vid styrningen av kylsystemet som kan förlänga en livslängd för kylaren 100 prioriteras. För många komponenter är det avgörande att undvika alltför höga temperaturer. För vissa komponenter, exempelvis en EGR-kylare (Exhaust Gas Recirculation), är det dock viktigt att alltför låga temperaturer undviks för att undvika utfällningar i form av kondensat i oljan.

Exempelvis kan här alltså termostaten 120, vattenpumpen 110, fläkten 130 och/eller kylarjalusiet 140 regleras så att kylarslitage på grund av materialspänningarna minskas och så att en livslängd för kylaren 100 ökar, till exempel genom att minimera antalet förändringar från stängd till någon öppen position för termostaten 120.

I denna ansökan utnyttjas ett antal temperaturer för att beskriva föreliggande uppfinning och dess utföringsformer.

Faktiska temperaturer anger här momentana/föreliggande/rådande temperaturer, vilka även kan ses som prediktioner av temperaturer där fordonet just nu befinner sig, det vill säga 0 meter framför fordonet. Predikterade temperaturer anger här uppskattningar av hur temperaturen kommer att se ut i olika 13 punkter framför fordonet nar det förflyttar sig, exempelvis om 250 m, om 500 m, om 1 km eller om 2 km.

En del av dessa temperaturer definieras enligt följande: - Tamm beskriver en faktisk/föreliggande/rådande/momentan 5 temperatur för åtminstone en komponent i fordonet för vilken kylsystemet reglerar temperaturen, dar exempelvis motorn 200 och kylvåtskan kan vara sådana komponenter.

Alltså utgör faktiska temperaturen Tcmæ en samlingstemperatur innefattande en eller flera 10 temperaturer för en eller flera av de i kylsystemet ingående komponenterna.

- TCm@¿1m@ beskriver specifikt en faktisk temperatur för komponenten kylvatskan. Såsom anges nedan finns även specifika kylvatsketemperaturer för andra komponenter i 15 kylsystemet, eftersom denna kylvåtsketemperaturen TmmR¿hnd varierar långs kylvåtskans flöde genom kylkretsen. Alltså utgör faktiska temperaturen Tcmp¿hnd en samlingstemperatur innefattande en eller flera temperaturer för kylvåtskan vid en eller flera av de i kylsystemet ingående 20 komponenterna.

- TmmR¿hu@¿æfiaUm beskriver en faktisk kylvåtsketemperatur i komponenten kylaren 100, vilken utgör en medeltemperatur för kylvatskan i kylaren, dar denna medeltemperatur exempelvis kan estimeras baserat på en antagen kylvåtske- 25 och/eller temperaturdistribution i kylaren 100 och/eller på en omgivningstemperatur.

- TCmR¿h@¶p¿R@w¿m beskriver en faktisk kylvåtsketemperatur vid en ingång till komponenten kylaren 100.

- TCm@¿1md¿mUm beskriver en faktisk kylvåtsketemperatur i 30 komponenten motorn 200. 10 15 20 25 30 14 TamR¿mlbeskriver en gransvardestemperatur, vilken utgör en övre/undre grånsvårdestemperatur, för åtminstone en av komponenterna. Såsom beskrivs nedan finns aven specifika grånsvårdestemperaturer definierade för vissa av komponenterna, exempelvis för en turbo eller för en retarderolja. Grånsvårdestemperaturen TmmR¿m1ar alltså samlingsgransvardestemperatur, vilken innefattar en eller flera grånsvårdestemperaturer för en eller flera av de i kylsystemet respektive ingående komponenterna. Om exempelvis den faktiska temperaturen Tcmm jämförs med gransvardestemperaturen Tcm@¿¿m, så görs en jamförelse av de i den faktiska temperaturen Tcmw en eller flera ingående komponenttemperaturerna med respektive i gransvardestemperaturen Tcmmínm motsvarande ingående komponentgrånsvardestemperaturer.

Tpmd beskriver en prediktion av åtminstone en framtida temperaturprofil för den åtminstone en komponenten i fordonet under ett framför fordonet liggande vagavsnitt.

Med andra ord motsvarar Tpæd en uppskattning av hur den faktiska temperaturen Tcmw kommer att se ut för det framförliggande vagavsnittet. Alltså utgör den predikterade temperaturen Tpæd en samlingstemperatur innefattande en eller flera predikterade temperaturer för en eller flera av de i kylsystemet ingående komponenterna.

Tpæ¿¿@nd beskriver en prediktion av en specifik temperatur för komponenten kylvåtskan. Med andra ord motsvarar Tpm@¿@Äd en uppskattning av hur den faktiska kylvatsketemperaturen Tcm@¿hnd kommer att se ut för det framförliggande vagavsnittet. Alltså utgör den predikterade temperaturen Tpæ¿¿hnd en samlingstemperatur innefattande en eller flera predikterade temperaturer för 10 15 20 25 30 15 kylvätskan vid en eller flera av de i kylsystemet ingående komponenterna.

- Tæf beskriver en referenstemperatur, vilken indikerar när termostaten 120 ska öppna och/eller stänga.

Referenstemperaturen Tæf indikerar en temperatur Tmf vid vilken termostaten 120 ska öppnas när den nås nerifrån med en ökande temperatur, respektive ska stängas när den nås uppifrån med en sjunkande temperatur.

För ett kallt tillstånd, det vill säga då omgivningen till fordonet är kall, är enligt en utföringsform av uppfinningen en kyleffekt Pcmflhg för kylaren 100 högre än ett kyleffektgränsvärde POwln@¿hmS samtidigt som en kylvätsketemperatur TmmR¿hu@¿æüæwr i kylaren är lägre än ett lågt kylvätskegränsvärde TcMp¿bu@¿@Maw¿¿hmS¿@m_för kylvätskan i kylaren 100. Kylvätskegränsvärdet Tcompñfluidíradiator_threSícold kan här motsvara exempelvis cirka -10° C. Kyleffektgränsvärdet Pm@Ung¿hæS kan här motsvara exempelvis 100 kW.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning skall termostaten 120 hållas stängd så länge som möjligt vid det ovan definierade kalla tillståndet, där detta förlängda stängda tillstånd för termostaten 120 baseras på en analys av den predikterade framtida temperaturprofilen Tpmfi och på en eller flera gränsvärdestemperaturer TCmm¿¿m för en eller flera respektive ingående komponenter. Alltså analyseras hur den predikterade framtida temperaturprofilen Tpmd för var och en av respektive komponent förhåller sig till respektive motsvarande gränsvärdestemperatur Tcm@¿¿m.

Förlängningen av termostatens 120 stängda tillstånd tdoæd åstadkoms genom att en referenstemperatur Tmf, som utnyttjas för öppning och stängning av termostaten 120 genom att referenstemperaturen Tæf indikerar när termostaten ska växla 10 15 20 25 30 16 mellan ett öppet och ett stängt tillstånd, tilldelas ett maximalt tillåtet värde Tmfißæçom den framtida temperaturprofilen Tmedindikerar att den faktiska temperaturen Tcmm för var och en av de en eller flera komponenterna kommer att ligga under gränsvärdestemperaturen TCm@¿¿m för åtminstone en av komponenterna om en begränsad kylning medelst kylaren tillämpas. Alltså får exempelvis den faktiska temperaturen T@mR¿hnd för komponenten kylvätskan inte överstiga gränsvärdestemperaturen TCm@¿um på grund av termostatens 120 förlängda stängning; T@mR¿hnd < TCmm¿¿m. Det maximalt tillåtna värdet Tæ¿_mm kan här exempelvis motsvara cirka 105° C.

Härigenom åstadkoms alltså en förlängd tid tdoæd med stängd termostat innan termostaten 120 växlar över till sitt öppna tillstånd.

Efter den förlängda tiden tdoæd, då termostaten 120 varit i sitt stängda tillstånd, öppnas termostaten om den faktiska temperaturen T@mR¿hnd för kylvätskan överträffar det maximalt tillåtna värdet Tmäflw. Under detta öppna tillstånd för termostaten 120 ska enligt en utföringsform av uppfinningen, vid det ovan definierade kalla tillståndet, referenstemperaturen Tmf tilldelas ett minimalt tillåtet värde Trfi¿mn, exempelvis ett värde motsvarande cirka 70° C, vilket gör att termostaten 120 växlar från det öppna tillståndet till det stängda tillståndet vid detta minimala tillåtna värde Tm¿_ mn. Den begränsade kylningen ska här, enligt utföringsformen, utnyttjas för att förmå den faktiska temperaturen Tcmp¿bnd för kylvätskan att långsamt sjunka ner till det minimalt tillåtna värdet Tæ¿_mm, vid vilket termostaten 120 växlar till sitt stängda tillstånd. Genom att tilldela referenstemperaturen Tæf det minimalt tillåtna värdet Tæ¿_mm förlängs en förlängd tid tqæn för termostaten 120 i dess öppna tillstånd innan termostaten stängs. Om dock temperaturprofilen Tmedindikerar 10 15 20 25 30 17 att den faktiska temperaturen Tcmw kommer att ligga över gränsvärdestemperaturen Tcmm¿Um för åtminstone en komponent Temp > TumR¿m1så är villkoret för den begränsade kylningen inte längre uppfyllt, varvid termostaten 120 måste möta kylbehovet genom att öppna mer, det vill säga genom att styra ett större flöde Q genom kylaren 100. Efter det att det större kylbehovet har hanterats genom en större öppningsgrad av termostaten 120 sker en återgång till den begränsade kylningen om temperaturprofilen Tmedindikerar att den faktiska temperaturen Tcmw kommer att ligga under gränsvärdestemperaturen TCm@¿¿m för alla komponenter Tcmw < T comp_l im - Alltså styrs den faktiska temperaturen T@mR¿hnd för kylvätskan att ligga mellan de minimalt Tm¿ßn1och maximalt Tm¿_mw tillåtna värdena; Tr@¿mn < T@mR¿hnd < Tníínmx; om temperaturprofilen Tmedindikerar att den faktiska temperaturen Tcmm kommer att ligga under gränsvärdestemperaturen TCm@¿¿m; Toomp < Tcomp_lim- Med andra ord styrs termostaten 120 till att ha en längre periodtid genom att höja/sänka referenstemperaturen Tæf så att resultatet blir att så få cyklingar av kylaren 100 som möjligt erhålls om temperaturprofilen Tmedindikerar att temperaturen Tcmm för komponenterna under minkylning kommer att ligga under gränsvärdestemperaturen Tcm@¿um; Tcmw < Tcm@¿¿m. Termostaten 120 öppnar här då först vid ett förhöjt referensvärde; T@mR¿h¿d > Tnfi¿mX; respektive stänger först vid ett sänkt referensvärde; Tcompffluid < Treffmin- Alltså erhålls, genom det kontrollerade tilldelandet av det maximalt tillåtna värdet Tpfi¿wX till referenstemperaturen Trä då termostaten 120 befinner sig i sitt stängda tillstånd, den förlängda tiden tdßæd med termostaten 120 stängd. På 10 15 20 25 30 18 motsvarande sätt erhålls, genom det kontrollerade tilldelandet av referenstemperaturen Tflfi det minimalt tillåtna värdet Tnfi¿mn då termostaten befinner sig i sitt öppna tillstånd, den förlängda tiden tomm med termostaten 120 öppen. Detta tillsammans ger en förlängd periodtid mellan två efterföljande öppningar av termostaten 120 på grund av att större variationer i den faktiska temperaturen Tcmmyflum för kylvätskan tillåts. Med andra ord erhålls färre cyklingar av kylaren 100 eftersom varje period tar längre tid, vilket är mer skonsamt för kylaren 100. Samtidigt kommer temperaturen Tcmw för komponenterna inte att överstiga gränsvärdestemperaturen Tcmw¿¿m för respektive komponent, eftersom tilldelningarna av värden till referenstemperaturen Tæf görs baserat på temperaturprofilen Tpæd. En robust och tillförlitlig styrning av kylsystemet, vilken aven minskar slitaget på kylaren 100 och/eller kylsystemet, erhålls därför genom utnyttjande av föreliggande uppfinning.

Enligt en utföringsform erhålls den ovan nämnda begränsade kylningen, som ska utnyttjas vid det kalla tillståndet, av ett kylvätskeflöde Q understigande exempelvis 5 liter per minut, eller understigande ett annat lämpligt värde inom intervallet 3-6 liter per minut, genom kylaren 100. Den begränsade kylningen kan även åstadkommas genom utnyttjande av ett passivt luftflöde genom kylaren, det vill säga att flödet och kylningen i kylsystemet 400 erhålls utan påverkan av energikonsumerande aggregat, såsom pumpen 110 och/eller fläkten 130. Den begränsade kylningen kan även åstadkommas genom en aktiv styrning, det vill säga genom utnyttjande av pumpen 110 och/eller fläkten 130, mot en fördefinierad relativt låg referenstemperatur Tmf.

Figur 3 illustrerar schematiskt ett icke-begränsande exempel av hur en faktisk temperatur TCmm¿mtm¿UW@mpm vid komponenten 10 15 20 25 30 19 motorn 200 enligt föreliggande uppfinning (heldragen kurva) kan se ut då referenstemperaturen Tnfi enligt utföringsformen tilldelas det minimalt tillåtna värdet Trfi¿mn respektive det maximalt tillåtna värdet TRfi¿mX. För jämförelse visas även en öppnings/stängnings-temperatur Tæ¿}n@fam (streckad linje) för en tidigare känd termostat, vilken öppnar/stänger då temperaturvillkoret Tm¿¿mmrafl¿uppfylls på känt satt.

Temperaturen Tmmgmmoppnoram för motorn 200 som användandet av denna tidigare kända villkorsstyrda termostat baserat på öppnings/stängnings-temperaturen skulle resultera i visas även (punkt-streckad kurva). Det framgår tydligt av exemplet illustrerat i figur 3 att tiden tqæn för termostaten 120 i dess öppna tillstånd innan termostaten stängs förlängs, varvid färre cyklingar erhålls, genom utföringsformen jämfört med tidigare känd teknik; tqßn > tmæmpnoram.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning förvärms kylaren 100 om ett predikterat inflöde Qpmd in i kylare 100 överstiger ett gränsvärde Qhm för det ovan definierade kalla tillståndet, det vill säga då omgivningen till fordonet är kall så att kyleffekten Pcmflng för kylaren 100 är högre än ett kyleffektgränsvärde PmwUnq¿hmS samtidigt som en kylvätsketemperatur TCmQ¿bn¿¿@üawr i kylaren är lägre än ett lågt kylvätskegränsvärde T@mR¿hn¿¿whaw¿¿hæ3§Om för kylvätskan i kylaren 100. Det predikterade inflödet Qpæd in i kylaren 100 bestäms här baserat på den framtida temperaturprofilen Tpmd, vilken i sin tur bestäms baserat bland annat på den framtida hastighetsprofilen vpæd. Härigenom värms kylaren 100 upp skonsamt innan det predikterade stora inflödet Qpæd in i kylaren, det vill säga inflödet som överstiger gränsvärdet Qhm, når in i kylaren 100.

Enligt en utföringsform åstadkoms förvärmningen genom att flödet Q in i kylaren 100 gradvis ökas, varigenom 10 15 20 25 30 20 kylvätsketemperaturen Tcw@¿fluM¿mdmtM i kylaren också gradvis höjs. Detta gör att det predikterade stora temperaturskiftet i kylaren 100 kan reduceras avsevärt, vilket minskar slitaget på kylaren.

Förvärmningen av kylaren genom en gradvis ökning av flöde Q genom kylaren kan även kompletteras med en stängning av kylarjalusiet 140, vilket ger ett minskat luftflöde, och/eller en styrning av kylvätskeflödet genom kylaren 100 medelst en reglerbar kylvätskepump 110. Förvärmningen resulterar i en skonsam och i förtid utförd höjning av kylvätsketemperaturen Tcomp_fluid_radiator kylaren Nar förvärmningen av kylaren är slutförd kan en begränsad kylning medelst kylaren 100 tillämpas om en temperaturderivata dT/dt hos temperaturen Tcm@¿hud för kylvätskan överstiger ett förändringsgränsvärde (dT/dt)lm¿@¿d. I detta dokument utgör en temperaturderivata en tidsderivata av temperaturen, det vill säga en förändring av temperaturen under ett tidsintervall.

Alltså utnyttjas här den begränsade kylningen när temperaturderivatan dT/dt för temperaturen TmmR¿hnd predikteras bli stor.

Den begränsade kylningen kan här erhållas genom att en öppning av termostaten 120 begränsas så pass mycket att den predikterade framtida temperaturprofilen Tpmd indikerar att en temperatur Tcmm för den åtminstone en komponenten är lägre än gränsvärdestemperaturen TCw@¿¿m för respektive komponent; Temp < TCm@¿¿m. Förvärmningen fungerar här som en buffert, eftersom den faktiska temperaturen TmmR¿hud för kylvätskan minskas genom förvärmning om dess predikterade temperaturderivata dT/dt är större än det låga gränsvärdet för temperaturderivatan (dT/dt)lm¿mfld. Förvärmningen kan sedan pågå till dess att termostaten 120 kan hållas stängd samtidigt som 10 15 20 25 30 21 temperaturderivatan dT/dt för den faktiska temperaturen T@mR¿hnd för kylvätskan är större än det låga gränsvärdet för temperaturderivatan (dT/dt)nm¿Qm, eller om den faktiska temperaturen TmmR¿hfld för kylvätskan når sin gränsvärdestemperatur TCm@¿¿m.

Effekten in i kylaren 100 kan alltså styras genom att styra flödet Q genom kylaren 100, varvid ett reducerat flöde Q minskar värmeväxlingen i kylaren. Alltså minimeras flödet Q genom kylaren 100 om temperaturderivatan dT/dt är större än det låga gränsvärdet för temperaturderivatan (dT/dt)lm¿wh@ Genom att ta ut energi ur kylkretsen i förtid, vilket åstadkoms genom att sänka den faktiska temperaturen Tcmm¿Üum för kylvätskan, byggs en buffert upp, vilken kan utnyttjas då flödet ska minimeras då temperaturderivatan dT/dt är större än det låga gränsvärdet för temperaturderivatan (dT/dt)lm¿wb@ Bufferten byggs här alltså upp genom utnyttjande av förvärmningen. Villkoret att temperaturen Tcmm för den åtminstone en komponenten ska vara lägre än gränsvärdestemperaturen Tcmm¿Um för respektive komponent; Tcmw < Tmmaimfi bestämmer hur mycket flödet Q genom kylaren 100 kan begränsas.

Alltså öppnas termostaten 120 här innan den enligt känd teknik hade öppnats om det konstateras, baserat på prediktionen av temperaturprofil Tpæd, att flödet Q genom kylaren 100 kommer att överstiga flödesgränsvärdet Qnm. Detta ger en skonsam kylning eftersom ”temperaturspikar”, det vill säga korta perioder med mycket stor temperaturderivata dT/dt hos temperaturen T@mR¿hmLn¿R@mtM för kylvätskan vid kylarens ingång, vilka hade uppstått med känd teknik, kan reduceras avsevärt om termostaten 120 kan hållas stängd. Om termostaten 120 på grund av kylbehovet inte kan hållas stängd erhålls den 10 15 20 25 30 22 skonsamma kylningen genom den minskade effekten vilken ästadkoms genom det reducerade flödet Q genom kylaren 100.

Enligt en utföringsform av uppfinningen begränsas termostatens öppning så mycket att termostaten förblir stängd, varvid temperaturderivatan dT/dt for kylvätsketemperaturen TCmm;ÜuM¿U¿mdmïM vid ingången till kylaren 100 blir lika med noll, dT/dt=0.

Figur 4 illustrerar schematiskt ett icke-begränsande exempel av hur en kylvätsketemperatur T@mR¿huqflmmr vid komponenten motorn 200 enligt föreliggande uppfinning (heldragen kurva) och kylvätsketemperaturen Twm¿flum¿m¿fi@fiUm i komponenten kylaren 100 (heldragen kurva) kan se ut då utföringsformen tillämpas. För jämförelse illustreras även en kylvätsketemperatur TmmR¿hu@flm@¿Pn@¿@m vid komponenten motorn 200 enligt tidigare kända lösningar (streckad kurva) och motsvarande kylvätsketemperatur Tcompífluid_in_radiatoäprior art i kylaren 100 (streckad kurva), vilka resulterar av tidigare känd reglering baserad på användning av en termotstat och en öppnings/stängnings-temperatur Tæ¿¿ÜßraÜ för termostaten 120 (heldragen linje). Det framgår tydligt ur figuren att förvärmningen medelst kylaren och den begränsade kylningen för att ”temperaturspikar” som förekommit med tidigare kända lösningar kan reduceras då föreliggande uppfinning tillämpas; dT/dTUW@mKm < dT/dtpn@¿@m; vilket minskar slitaget pä kylaren 100.

En förkylning av kylvätskan, det vill säga en sänkning av den faktiska kylvätsketemperaturen TmmR¿hud, kan enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, tillämpas då omgivningstemperaturen är hög, för att utgöra en energibuffert i kylsystemet. Bufferten kan utnyttjas vid reducerat flöde Q in i kylaren 100 om temperaturderivatan dT/dt för den faktiska lO l5 20 25 30 23 temperaturen Tcmæ för någon av komponenterna är större an det höga gränsvärdet för temperaturderivatan (dT/dt)lm¿Wmm.

Temperaturförändringen över tid, det vill säga temperaturderivatan dT/dt kan exempelvis vara stor då en retarderbroms utnyttjas i en nedförsbacke, vid kraftigt motorpådrag och/eller vid avgasbromsning. Retarderbromsar genererar mycket värme under kort tid, vilket resulterar i en stor derivata för kylvätsketemperaturen T@mR¿hnd. Här anordnas, för att minska slitaget på kylaren lOO, en förkylning av kylvätskan T@mR¿hud om den framtida temperaturprofilen Tpmd indikerar att en temperaturderivata dT/dt hos temperaturen TmmR¿hud för någon komponent kommer att överskrida ett högt gränsvärde för temperaturderivatan (dT/dt)lm¿WHm samtidigt som en faktisk kylvätsketemperatur Tcm@¿hn¿¿a@@Um i kylaren lOO är högre än ett högt kylvätskegränsvärde TmmR¿hn@¿wüaw¿¿hm¿flæm för kylvätskan i kylaren lOO. Detta höga kylvätskegränsvärde T@mR¿hu¿¿wfiaw¿¿hm¿flæm för kylvätskan kan exempelvis motsvara cirka 60° C, eller en annan lämplig temperatur inom intervallet 50° C till 65° C. Enligt utföringsformen kan förkylning av kylvätskan med fördel utföras samtidigt som en passiv kylning utnyttjas, det vill säga med termostaten l20 åtminstone delvis öppen.

Förkylningen åstadkoms enligt denna utföringsform genom att öppna termostaten 120, varefter en passiv kylning medelst kylaren lOO utförs till dess att den faktiska kylvätsketemperaturen Tcwyjbnd når ett temperaturgränsvärde T@mR¿hn@¿mU exempelvis cirka 60 °C, beroende av hårdvarugränser, exempelvis för när utfällningar av kondensat i oljan uppstår och inte kan förångas, och/eller den faktiska temperaturen Tcmw för någon komponent når dess gränsvärdestemperaturen Tcm@¿¿m och/eller att den framtida temperaturprofilen Tpæd indikerar att en temperatur Tcmw för en 10 15 20 25 30 24 eller flera komponenter understiger gränsvärdestemperaturen T@mR¿m1för respektive komponent. Som ett exempel kan nämnas att om gränsvärdestemperaturen Tcm@¿mflw_nm för en turbo har ett värde motsvarande cirka 125 °C så kan den kyleffekt som behövs för att inte överstiga denna gränsvärdestemperatur Tcm@¿uflw*nm kräva en faktisk temperatur för kylvätskan TmmR¿hnd motsvarande cirka 90 °C samt ett flöde Q till kylaren motsvarande 400 liter per minut. Genom förkylningen enligt utföringsformen skapas en buffert i kylsystemet, vilken enligt utföringsformen kan utnyttjas för att minska flödet Q genom kylaren 100 under tiden då förändringen över tid dT/dt hos temperaturen Tcmm¿1md för kylvätskan kommer att överskrida det höga gränsvärdet för temperaturderivatan (dT/dt)1m¿mmm, så att en skonsam begränsad kylning medelst kylaren 100 erhålls.

Enligt en utföringsform av uppfinningen tillämpas den begränsade kylningen av kylvätskan Tcwm¿flUm efter det att förkylningen medelst kylaren 100 är slutförd. Den framtida temperaturprofilen Tpæd, baserad på vilken den begränsade kylningen styrs, bestäms här med hänsyn tagen till att temperaturderivatan dT/dt för temperaturen TmmR¿hud för kylvätskan överskrider det höga gränsvärdet för temperaturderivatan (dT/dt)nmflæm.

Den begränsade kylningen medelst kylaren 100 kan då erhållas genom att termostaten 120 öppnas så pass lite, det vill säga att dess öppning begränsas så mycket, att den framtida temperaturprofilen Tpæd indikerar att en faktisk temperatur Tamm för en eller flera komponenter är lägre än gränsvärdestemperaturen TCmm¿Um för respektive komponent. Den begränsade öppningen av termostaten 120 kan här utgöra en minimal öppning, vilken kan motsvaras av en stängd termostat 120. Alltså kan även den begränsade kylningen medelst kylaren utgöras av en minimal kylning medelst kylaren 100, vilken kan 10 15 20 25 30 25 motsvaras av en icke-kylning medelst kylaren (det vill saga att termostaten är stängd).

Genom utföringsformen styrs alltså termostaten 120 till att hålla en reducerad öppning av termostaten 120 under hela förloppet med den stora temperaturderivatan dT/dt för temperaturen TmmR¿hnd för kylvätskan.

Figur 5 illustrerar schematiskt ett icke-begränsande exempel av hur en faktisk kylvatsketemperatur T@mR¿hn¿flmmrimænUOnför komponenten motorn 200 enligt föreliggande uppfinning (heldragen kurva) blir resultatet av en topografi med en nedförsbacke där exempelvis retarderbromsning används och av en begränsad termostatöppning oqæQ¿mæm¿w (heldragen kurva) då utföringsformen tillämpas. För jämförelse illustreras även en kylvatsketemperatur T@mR¿hu@flmmrpÜ@rafl;för komponenten motorn enligt tidigare kända lösningar (streckad kurva) och motsvarande termostatöppningar @%æqPÛO¿@m (streckad kurva) för samma topografi.

Det framgår ur figur 5 att förkylningen enligt utföringsformen skapar en buffert genom att kylvätsketemperaturen TUmR¿hu¿mmOr nwmmim enligt uppfinningen sjunker till ett betydligt lägre värde än kylvatsketemperatur T@mR¿hn¿mmOrpnOran enligt tidigare kända lösningar. När temperaturökningen börjar kommer därför kylvätsketemperaturen T@mR¿hu@flmmrimæm¿m enligt uppfinningen börja ökningen från en avsevärt lägre nivå, vilket kan utnyttjas för att hålla ett minimalt flöde Q genom kylaren så att en skonsam begränsad kylning medelst kylaren 100 erhålls. Tidigare kända lösningar hade här riskerat att resultera i ett kraftigt ökat flöde Q till kylaren på kort tid, med stora förändringar över tid dT/dt hos temperaturen T@mR¿hnd, vilket påverkar på kylarens hållfasthet negativt. För tidigare kända lösningar hade även en omfattande användning av lO l5 20 25 30 26 fläkten 130 förmodligen blivit nödvändig för att hålla nere temperaturen, vilket förbrukar bränsle. Kylvätsketemperaturen TmmR¿hu@flmmrimænUm¶vid komponenten motorn har enligt en utföringsform av uppfinningen högre prioritet än att optimalt styra flödet Q genom kylaren 100 vid stora temperaturderivator dT/dt för temperaturen TmmR¿hnd. Alltså får inte flödet genom kylaren hållas nere på bekostnad av att en eller flera komponenter riskerar att överhettas då deras respektive gränsvärden överskrids på grund av det lägre flödet.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning hålls en ingångstemperatur TCm@¿1md¿n¿ÉüaUm för kylvätskan in i kylaren 100, det vill säga den temperatur kylvätskan har när den går in i kylaren, väsentligen konstant då omgivningstemperaturen är hög och om en temperaturobalans predikteras kommer att uppstå i kylsystemet. Den kommande temperaturobalansen i kylsystemet identifieras alltså enligt utföringsformen genom analys av den framtida temperaturprofilen TpKfl.En sådan temperaturobalans kan exempelvis uppstå vid körfall med varierande karaktär, exempelvis på grund av variationer i topografi eller hastighet. Ett exempel på ett sådant körfall är böljande motorvägar, för vilka exempelvis motorlasten ändras under framfarten på grund av topografin.

Omgivningstemperaturen är här hög om en faktisk kylvätsketemperatur TCm@¿bnd är högre än ett högt kylvätskegränsvärde TCmm¿üwm*tm@¿flæm för kylvätskan i kylaren 100, där det höga kylvätskegränsvärdet TumR¿hud_ÜmæJwm1kan ha ett värde motsvarande cirka 90 °C. En väsentligen konstant ingångstemperatur TmmR¿hm¿n¿m@w¿N för kylaren 100 kan åstadkommas genom en förstyrning av kylsystemet för att möta ett predikterat kylbehov. Det predikterade kylbehovet bestäms här baserat på den framtida temperaturprofilen Tpæd. Genom att prediktera det framtida kylbehovet kan ett beslut tas om att 10 15 20 25 30 27 utnyttja en aktiv styrning av kylvätskepumpen och/eller av termostaten 120, vilka då styrs så att de små fluktuationerna i kylbehovet kan mötas av den varierbara kylprestandan.

Härigenom kan en väsentligen konstant ingångstemperatur TmmR¿hm¿n¿mdwtm för kylaren erhållas genom förstyrningen.

Figur 6 visar schematiskt en kylare 600, vilken har ett inlopp 601 och ett utlopp 602, där kylvätska kan passera in 601 respektive ut 602 ur kylaren 600. Vid inloppet 601, och anslutet med inloppet 601, finns en första behållare 611, från vilken ett antal kylkanaler 620 sträcker sig till en andra behållare 612, vilken är ansluten till kylkanalerna 620.

Kylvätskan som kommer till kylaren 600 har en ingångstemperatur TCm@¿1md¿m¿ÉüaUm vid inloppet 601. Inloppet är anordnat i en första ände av den första behållaren 611. När kylvätskan passerar genom den första behållaren 611 ändras dess temperatur och vid behållarens andra ände har kylvätskan en andra temperatur TmmR¿hn¿¿, vilken är lägre än ingångstemperaturen TcmQ¿bnd¿m¿fiwÅUm vid inloppet 601. Genom att, enligt utföringsformen, förstyra kylsystemet för att möta ett predikterat kylbehov erhålls en väsentligen konstant ingångstemperatur TmmR¿hm¿n¿Kmmim för kylaren, vilket också gör att en jämvikt mellan den andra temperaturen Tcm@¿bn@¿ och ingångstemperaturen T@mR¿hu@¿Q¿a@aUm erhålls, där jämvikten ger en relativt liten temperaturskillnad mellan den andra temperaturen TmmR¿hn¿¿ och ingångstemperaturen T comp_fluid_in_radiator - Utan förstyrningen av kylsystemet enligt utföringsformen skulle ingångstemperatur T@mR¿hm¿n¿mdmtM vid inloppet 601 kunna variera avsevärt mer än då utföringsformen av uppfinningen utnyttjas. Större variationer skulle ge en högre temperaturderivata dT/dt, vilket också skulle resultera i skadlig cykling av kylaren 600. 10 15 20 25 30 28 Fackmannen inser att ett förfarande för styrning av ett kylsystem enligt föreliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datorn utför metoden. Datorprogrammet utgör vanligtvis en del av en datorprogramprodukt 703, där datorprogramprodukten innefattar ett lämpligt digitalt lagringsmedium på vilket datorprogrammet är lagrat. Nämnda datorläsbara medium består av ett lämpligt minne, såsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read- Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc.

Figur 7 visar schematiskt en styrenhet 300. Styrenheten 300 innefattar en beräkningsenhet 701, vilken kan utgöras av väsentligen någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).

Beräkningsenheten 701 är förbunden med en, i styrenheten 300 anordnad, minnesenhet 702, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 701 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 701 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 701 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 702.

Vidare är styrenheten 300 försedd med anordningar 711, 712, 713, 714 för mottagande respektive såndande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 711, 713 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlas av beräkningsenheten 701. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 701. Anordningarna 712, 10 15 20 25 30 29 714 för sandande av utsignaler ar anordnade att omvandla signaler erhållna från beråkningsenheten 701 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av kylsystemet.

Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport bus), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. Även anslutningarna 131, 132, 133, 134 visade i figur 1 kan utgöras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller trådlösa anslutningar.

En fackman inser att den ovan nåmnda datorn kan utgöras av berakningsenheten 701 och att det ovan namnda minnet kan utgöras av minnesenheten 702.

Allmänt består styrsystem i moderna fordon av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er), eller controllers, och olika på fordonet lokaliserade komponenter. Ett dylikt styrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler ån en styrenhet. Fordon av den visade typen innefattar alltså ofta betydligt fler styrenheter ån vad som visas i figur 7, vilket år valkant för fackmannen inom teknikområdet.

Föreliggande uppfinning ar i den visade utföringsformen implementerad i styrenheten 300. Uppfinningen kan dock även implementeras helt eller delvis i en eller flera andra vid fordonet redan befintliga styrenheter eller i någon för föreliggande uppfinning dedikerad styrenhet. 10 15 20 25 30 30 Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett styrsystem anordnat för styrning av det ovan beskrivna kylsystemet i ett fordon. Styrsystemet innefattar en hastighetsprediktionsenhet 301 (visad i figur 1), vilken år anordnad att, på så satt som beskrivs ovan, utföra en prediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vpæd för en hastighet för fordonet, dar denna prediktion kan vara baserad på information relaterad till det framförliggande vagavsnittet. Styrsystemet innefattar även en temperaturprediktionsenhet 302 (visad i figur 1), vilken år anordnad att utföra en prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpæd för en temperatur för den åtminstone en komponenten 200, 210, vilken år baserad åtminstone på en tågvikt för fordonet, på information relaterad till nåmnda framför fordonet liggande vågavsnitt och på den åtminstone en framtida hastighetsprofilen vpmd. Styrsystemet innefattar också en kylsystemsstyrenhet 303 (visad i figur 1), vilken år anordnad att utföra styrningen av kylsystemet baserat på den åtminstone en framtida temperaturprofilen Tpæd och på en gransvardestemperatur Tcmm¿um för respektive åtminstone en komponent 200, 210 i fordonet. Styrningen utförs så att ett antal fluktuationer hos en ingångstemperatur TCm@¿bnd¿fl¿fidmtM för kylvåtskan in i kylaren 100 reduceras och/eller så att en storlek för flödet Q in i kylaren 100 reduceras då en stor temperaturderivata dT/dt för ingångstemperaturen Tcomp_fluid_in_radiator re]- j-gger ° Genom utnyttjande av styrsystemet enligt föreliggande uppfinning styrs flödena i kylsystemet så att slitaget på kylaren 100 och/eller övriga komponenter i kylsystemet minskas. Exempelvis kan termostaten 120, vattenpumpen 110, fläkten 130 och/eller kylarjalusiet 140 regleras så att storlek, frekvens och/eller riktning för föråndringar av 10 31 materialspänningarna hos komponeter minskas. Härigenom okas livslängden för kylaren l0O och/eller kylsystemet 400.

Fackmannen inser också att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utforingsformerna av metoden enligt uppfinningen.

Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon 500, till exempel en lastbil eller en buss, innefattande åtminstone ett kylsystem.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna utforingsformerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utforingsformer inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfäng.

Claims (32)

lO l5 20 25 30 32 Patentkrav

1. l. Förfarande för styrning av ett kylsystem (400) i ett fordon (500), där nämnda kylsystem reglerar en temperatur Tcmm för åtminstone en komponent (200, 2l0) i nämnda fordon (500) och innefattar en kylare (l00) ansluten till en termostat (l20), där nämnda termostat (120) styr ett flöde av kylvätska genom nämnda kylare (l00); varvid - en prediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vpæd för en hastighet för nämnda fordon (500) under ett vägavsnitt framför nämnda fordon (500) utförs; - en prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd för en temperatur för nämnda åtminstone en komponent (200, 2l0) under nämnda vägavsnitt utförs, där nämnda prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd är baserad åtminstone på en tågvikt för nämnda fordon (500), på information relaterad till nämnda vägavsnitt och på nämnda åtminstone en framtida hastighetsprofil vpæd; kännetecknat av att - nämnda styrning av nämnda kylsystem (500) utförs baserat på nämnda åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd och på en gränsvärdestemperatur TmmR¿m1för nämnda åtminstone en komponent (200, 2l0) i nämnda fordon; varvid, om en stor temperaturderivata dT/dt för nämnda ingångstemperatur TmmR¿hm¿n¿mdmtM föreligger, nämnda styrning av nämnda kylsystem (500) utförs så att en reducering åstadkoms för åtminstone en av: - ett antal fluktuationer hos en ingångstemperatur TmmR¿hm¿n¿mdmtM för nämnda kylvätska in i nämnda kylare (l00); och - och en storlek för ett flöde Q in i nämnda kylare (l00).

2. Förfarande enligt patentkrav l, varvid en kyleffekt PCMÄHQ för nämnda kylare (l00) överstiger ett 10 15 20 25 30 33 kyleffektgränsvärde POwlUg¿hmS och en kylvätsketemperatur T@mR¿hu@¿wfiawr i nämnda kylare (100) är lägre än ett lågt kylvätskegränsvärde Tcm@¿bn@¿@fiam¿¿hæ¿¿Om_för nämnda kylvätska i nämnda kylare (100).

3. Förfarande enligt patentkrav 2, varvid nämnda kyleffektgränsvärde POwlUg¿hmS motsvarar 100 kW och nämnda kylvätskegränsvärde TCmW¿fiJi¿¿æfiaUfl_ÜueäpMd motsvarar en temperatur i ett intervall av cirka O° C till cirka -10° C.

4. Förfarande enligt något av patentkrav 2-3, varvid, när nämnda termostat (120) är stängd, en referenstemperatur Tmf, vilken indikerar när nämnda termostat (120) ska växla från ett stängt till ett öppet tillstånd, baserat på nämnda framtida temperaturprofil Tmfidtilldelas ett maximalt tillåtet värde Tæ¿*mæ,om nämnda framtida temperaturprofil Tmædindikerar att nämnda temperatur TmmR¿hnd för nämnda kylvätska vid åtminstone en komponent (200, 210) kommer att ligga under nämnda gränsvärdestemperatur TmmR¿n(för respektive komponent (200, 210) om en begränsad kylning medelst nämnda kylare (100) tillämpas, varigenom en förlängd tid tdoæd med stängd termostat (120) erhålls innan nämnda termostat (120) öppnas.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, varvid, när nämnda termostat (120) har öppnats, nämnda referenstemperatur Tæf tilldelas ett minimalt tillåtet värde Tæ¿*mm och varvid nämnda begränsade kylning utnyttjas under tiden nämnda temperatur TqmR¿hnd för nämnda kylvätska sjunker mot nämnda minimalt tillåtna värde Tn¶¿mn, varigenom en förlängd tid tomm med nämnda termostat (120) öppen erhålls innan nämnda termostat (120) stängs.

6. Förfarande enligt patentkrav 5, varvid nämnda förlängda tid tdoæd med nämnda termostat (120) stängd och nämnda förlängda tid tqæn med nämnda termostat (120) öppen 10 15 20 25 30 34 tillsammans ger en förlängd periodtid mellan två efterföljande öppningar av nämnda termostat (120).

7. Förfarande enligt något av patentkrav 5-6, varvid nämnda maximalt tillåtna värde Tæ¿_mfl motsvarar cirka 105° C och nämnda minimalt tillåtna värde Tæ¿_mm motsvarar cirka 70° C.

8. Förfarande enligt något av patentkrav 4-7, varvid nämnda begränsade kylning definieras av en eller flera i gruppen av: - ett flöde understigande 5 liter per minut genom nämnda kylare (100); - ett luftflöde genom nämnda kylare (100) är passivt; och - nämnda begränsade kylning aktivt styrs så att en kylvätsketemperatur Tpæ@¿bud styrs mot en fördefinierad relativt låg referenstemperatur Tmf.

9. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid en förvärmning av nämnda kylvätska tillämpas om ett predikterat inflöde Q in i nämnda kylare (100), vilket bestäms baserat på nämnda framtida temperaturprofil Tpæd, överstiger ett gränsvärde Qhm och då en kyleffekt Pcmflng för nämnda kylare (100) överstiger ett kyleffektgränsvärde Pcm¿Hg¿hæS och en kylvätsketemperatur T@mR¿hu¿¿wflawr i nämnda kylare (100) är lägre än ett lågt kylVätSk@gräHSVärdG T@m@;rna;@mam;;hm;;@m.fÖf nämnda kYlVätSka i nämnda kylare (100).

10. Förfarande enligt patentkrav 9, varvid nämnda förvärmning åstadkoms genom att ett flöde Q in i nämnda kylare (100) gradvis ökas, varigenom nämnda kylvätsketemperatur Tcomp_fluidíradiator S '

11. Förfarande enligt något av patentkrav 9-10, varvid nämnda gradvist ökande flöde Q in i nämnda kylare (100) utförs 10 15 20 25 30 35 i kombination med en eller flera åtgärder i gruppen av: - en stängning av ett kylarjalusi (140); - en styrning av ett kylvätskeflöde Q in i nämnda kylare (100) medelst en reglerbar kylvätskepump.

12. Förfarande enligt något av patentkrav 9-11, varvid när nämnda förvärmning av nämnda kylvätska är genomförd, en begränsad kylning medelst nämnda kylare (100) tillämpas om en temperaturderivata dT/dt för en temperatur TCM®¿hnd för nämnda kylvätska vid nämnda åtminstone en komponent (200, 210) predikteras överstiga ett gränsvärde för temperaturderivatan (dT/dt)1m¿mua-

13. Förfarande enligt patentkrav 12, varvid nämnda begränsade kylning erhålls genom att en öppning av nämnda termostat (120) begränsas så att nämnda framtida temperaturprofil Tpmd indikerar att den för var och en av nämnda åtminstone en komponent (200, 210) är lägre än nämnda gränsvärdestemperatur TmmR¿m1för respektive komponent (200, 210).

14. Förfarande enligt patentkrav 13, varvid nämnda begränsning av nämnda öppning resulterar i att nämnda termostat (120) är stängd.

15. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid en förkylning av nämnda kylvätska anordnas om nämnda framtida temperaturprofil Tpæd indikerar att en temperaturderivata dT/dt för en faktisk temperatur Tcmw för någon av nämnda åtminstone en komponent (200, 210) är större än ett högt gränsvärde för temperaturderivata (dT/dt)lm¿Wum då en kylvätsketemperatur T@mR¿hu¿¿whawr i nämnda kylare (100) är högre än ett högt kylvätskeqränsvärde Tcomp_fiuid_fadiator_thfeÄwafm för nämnda kylvätska i nämnda kylare (100). 10 15 20 25 30 36

16. Förfarande enligt patentkrav 15, varvid nämnda höga kylvätskegränsvärde TCmm¿flum;mdmim¿ÜHe¿Wflm för nämnda kylvätska motsvarar cirka 60° C.

17. Förfarande enligt något av patentkrav 15-16, varvid nämnda förkylning åstadkoms genom en öppning av nämnda termostat (120) följt av en passiv kylning av nämnda kylvätska.

18. Förfarande enligt något av patentkrav 15-17, varvid nämnda förkylning fortgår till dess att en eller flera inträffar i gruppen: - nämnda kylvätsketemperatur TmmR¿hud når ett temperaturgränsvärde Twm¿flMm;nm; - nämnda kylvätsketemperatur TmmR¿hud når nämnda gränsvärdestemperatur TmmR¿mlför nämnda kylvätska; och - nämnda framtida temperaturprofil Tpmd indikerar att en temperatur Tcmæ för någon av nämnda åtminstone en komponent (200, 210) inte överstiger nämnda gränsvärdestemperatur T comp_l im -

19. Förfarande enligt något av patentkrav 15-18, varvid nämnda framtida temperaturprofil Tpmfi bestäms baserat på att nämnda temperaturderivata dT/dt för nämnda temperatur Tcmp¿hnd för nämnda kylvätska överskrider ett högt gränsvärde för temperaturderivatan (dT/dt)hmflæm, och varvid en begränsad kylning medelst nämnda kylare (100) tillämpas efter nämnda förkylning av nämnda kylvätska är genomförd.

20. Förfarande enligt något av patentkrav 15-19, varvid nämnda begränsade kylning erhålls, då nämnda temperaturderivata dT/dt för nämnda temperatur TmmR¿hnd för nämnda kylvätska överskrider ett högt gränsvärde för temperaturderivatan (dT/dt)hmflmm, genom att en öppning av nämnda termostat (120) begränsas så att nämnda framtida 10 15 20 25 30 37 temperaturprofil Tpmd indikerar att en temperatur Tcmm for nämnda åtminstone en komponent (200, 210) är lägre än nämnda gränsvärdestemperatur TmmR¿m(for nämnda åtminstone en komponent (200, 210).

21. Forfarande enligt patentkrav 20, varvid nämnda begränsning av nämnda öppning resulterar i att nämnda termostat (120) är stängd.

22. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid en ingångstemperatur TCm@¿1md¿m¿É@aüm för nämnda kylare (100) bringas att vara väsentligen konstant om en kylvätsketemperatur TmmR¿hu@¿æüæmr i nämnda kylare (100) är hogre än ett hogt kylvätskegränsvärde TmmR¿hu@¿æüaw¿¿hæ3Jam for nämnda kylvätska i nämnda kylare (100) och om nämnda framtida temperaturprofil Tpmd indikerar en framtida temperaturobalans i nämnda kylsystem (400).

23. Forfarande enligt patentkrav 22, varvid nämnda hoga kylvätskegränsvärde TcmQ¿hu¿¿@fiam¿¿mæâflæm har ett värde motsvarande cirka 90 °C.

24. Forfarande enligt något av patentkrav 22-23, varvid nämnda väsentligen konstanta ingångstemperatur Twm¿flum¿m¿3@fiw, åstadkoms genom att förstyra nämnda kylsystem (400) for att möta ett predikterat kylbehov, där nämnda predikterade kylbehov bestäms baserat på nämnda framtida temperaturprofil Tpred -

25. Forfarande enligt något av patentkrav 1-24, varvid nämnda åtminstone en komponent (200, 210) innefattar en eller flera i gruppen av: - nämnda kylvätska; - en motorolja; - en retarderanordning; 10 15 20 25 30 38 - ett cylindergods i en motor (200); - en avgasåtercirkulationsanordning; - en turbo; - en dubbelturbo; - en växellåda; - en kompressor for ett bromssystem; - avgaser från en motor (200); - en efterbehandlingsanordning för avgaser; och - ett luftkonditioneringssystem.

26. Forfarande enligt något av patentkrav 1-25, varvid nämnda information relaterad till nämnda vägavsnitt innefattar en väglutning.

27. Forfarande enligt något av patentkrav 1-26, varvid nämnda information relaterad till nämnda vägavsnitt innefattar en väglutning, vilken bestäms baserat på någon information i gruppen av: radarbaserad information; kamerabaserad information; - information erhållen från annat fordon än nämnda fordon; - i fordonet (500) tidigare lagrad väglutningsinformation och positioneringsinformation; och - information erhållen från trafiksystem relaterat till nämnda vägavsnitt.

28. Forfarande enligt något av patentkrav 1-27, varvid nämnda information relaterad till nämnda vägavsnitt innefattar åtminstone en i gruppen av: - ett kormotstånd vilket verkar på nämnda fordon (500); - en hastighetsbegränsning for nämnda vägavsnitt; - en hastighetshistorik for nämnda vägavsnitt; och - trafikinformation. 10 15 20 25 30 39

29. Förfarande enligt något av patentkrav 1-28, varvid nämnda prediktering av nämnda åtminstone en framtida temperaturprofil Tmædäven baseras på en eller flera i gruppen av: - ett predikterat momentuttag från nämnda motor (200); - ett varvtal för nämnda motor (200); - ett växelval för en växellåda i nämnda fordon; - en komponentanvändning i nämnda fordon; - ett luftflöde genom nämnda kylare (100); - ett omgivningslufttryck; och - en omgivningstemperatur.

30. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför förfarandet enligt något av patentkrav 1-29.

31. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 30, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.

32. System anordnat för styrning av ett kylsystem (400) i ett fordon (500), där nämnda kylsystem är anordnat att reglera en temperatur Tamm för åtminstone en komponent (200, 210) i nämnda fordon och innefattar en kylare (100) ansluten till en termostat (120), där nämnda termostat (120) styr ett flöde av kylvätska genom nämnda kylare (100); innefattande - en hastighetsprediktionsenhet (301), anordnad att utföra en prediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vpæd för en hastighet för nämnda fordon (500) under ett vägavsnitt framför nämnda fordon utförs; - en temperaturprediktionsenhet (302), anordnad att utföra en prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd för en temperatur för nämnda åtminstone en komponent (200, 10 15 40 210) under nämnda vägavsnitt, där nämnda prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpæd är baserad åtminstone på en tågvikt för nämnda fordon, på information relaterad till nämnda vägavsnitt och på nämnda åtminstone en framtida hastighetsprofil vpmd; kännetecknat av en kylsystemsstyrenhet (303) anordnad att utföra nämnda styrning av nämnda kylsystem baserat på nämnda åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd och på en gränsvärdestemperatur TmmR¿m(för nämnda åtminstone en komponent (200, 210) i nämnda fordon; varvid, om en stor temperaturderivata dT/dt för nämnda ingångstemperatur Twm¿fiuM¿H¿R@miM föreligger, nämnda styrning av nämnda kylsystem (500) utförs så att en reducering åstadkoms för åtminstone en av: - ett antal fluktuationer hos en ingångstemperatur TUmR¿mp¿n¿mdmtM för nämnda kylvätska in i nämnda kylare (100); och - och en storlek för ett flöde Q in i nämnda kylare (100).