WO2013092257A1 - Steuerung verstellbarer kühlluftklappen eines kraftfahrzeugs mit einem einen lader umfassenden verbrennungsmotor - Google Patents

Steuerung verstellbarer kühlluftklappen eines kraftfahrzeugs mit einem einen lader umfassenden verbrennungsmotor Download PDF

Info

Publication number
WO2013092257A1
WO2013092257A1 PCT/EP2012/074840 EP2012074840W WO2013092257A1 WO 2013092257 A1 WO2013092257 A1 WO 2013092257A1 EP 2012074840 W EP2012074840 W EP 2012074840W WO 2013092257 A1 WO2013092257 A1 WO 2013092257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling air
signal
air
flaps
boost pressure
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/074840
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Endisch
Andreas Klemm
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2013092257A1 publication Critical patent/WO2013092257A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0493Controlling the air charge temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • B60K11/085Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor with adjustable shutters or blinds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0425Air cooled heat exchangers
    • F02B29/0431Details or means to guide the ambient air to the heat exchanger, e.g. having a fan, flaps, a bypass or a special location in the engine compartment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/10Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/10Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers
    • F01P7/12Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers by thermostatic control
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Definitions

  • the invention relates to the control of adjustable cooling air dampers of a motor vehicle.
  • Motor vehicles typically include one or more air inlets for receiving cooling air for cooling power units, such as an air intake on the grille and an air intake in the front bumper, at the front.
  • cooling power units such as an air intake on the grille and an air intake in the front bumper, at the front.
  • Cooling air flaps the air flow through the air inlets is substantially prevented.
  • the actuation of the actuator for adjusting the cooling air dampers is typically carried out in response to a signal indicating the cooling requirement of the engine. This may be, for example, in the
  • Engine control unit anyway existing fan request signal act, which controls the speed of the fan of the engine cooling system.
  • Fan request signal is, for example, a signal with values in the range of 0% to 100%.
  • the fan request signal is generated from one or more temperature signals, for example a temperature signal for the engine coolant, and thus represents a measure of the need for cooling air.
  • the fan request signal is thus also suitable for controlling the actuators of the cooling air flaps. For example, in the case of an increase in the fan request signal upon reaching a
  • a charge air cooler can be provided, which compresses the air compressed via the charger before entering the
  • Cools engine cylinder so that the air density of the fresh gas filling is increased and a larger amount of fuel can be injected.
  • Intercooler is in turn cooled by the cooling air.
  • Cooling air can not cool the fresh air at the cylinder inlet sufficiently and the intake air temperature at the cylinder inlet after the loader and the
  • Intercooler is too high, for example, the maximum engine torque of the engine and thus the driving performance of the vehicle is reduced, for example, engine damage. due to knocking events or excessive exhaust gas temperatures.
  • an upper air inlet is provided on the grille with closableDEiuftklappen and a lower air inlet in the front bumper, the lower air inlet, which is mainly used to cool the intercooler, has no adjustable cooling air flaps and therefore continuously cooling air while driving receives.
  • a first aspect of the invention relates to a method of control
  • Adjustable cooling air flaps of a motor vehicle with internal combustion engine The internal combustion engine comprises a supercharger and a downstream intercooler. Cooling air for cooling the engine radiator and the intercooler is accepted via at least one air inlet, in particular on the front side of the vehicle. In this case, in the case of multiple air intakes, the intercooler must not be cooled via all inlets, the same applies to the engine radiator. For example, the intercooler can only be cooled via a lower air inlet in the bumper. The amount of cooling air depends on the position of the cooling air flaps.
  • the cooling air flaps are arranged, for example, behind or in one or more air inlets and can be rotated for example by a corresponding actuator to their longitudinal direction in different positions.
  • the position of the cooling air flaps is controlled as a function of a boost pressure signal.
  • the boost pressure signal is preferably determined by means of a boost pressure sensor, which is typically provided anyway for Laded ruckregel u ng. This is, for example, downstream behind the intercooler or arranged in front.
  • the boost pressure signal represents a measure of the degree of turbocharging.
  • the boost pressure signal reflects the expected heat input into the charge air and thus also the cooling requirement for the intercooler at an early stage. An increase of the boost pressure takes place before one by the
  • Boost pressure increase due to temperature increase for example, the intake air temperature, especially there for a measured Intake air temperature, the heat capacities of the intake tract and the Ansaug Kunststoffmassenstroms play a crucial role.
  • the boost pressure signal thus reacts much faster than the fan request signal or other temperature-based input signals (for example the intake air temperature or the temperature of the engine) based on a temperature measurement (for example in the intake tract of the engine)
  • Cooling air flaps are opened as needed and promptly with an increase in boost pressure, so that the intercooler is sufficiently cooled and an increase in the intake air temperature is prevented to critical levels. If, on the other hand, the control is only based on the evaluation of one or more temperature signals (for example the
  • Intake air temperature or the fan request signal is based, occurs at a high load requirement, the opening of the cooling air dampers late in time, so that then the cooling air for cooling the charge air cooler is no longer sufficient to prevent an increase in the intake air temperature to critical values.
  • the boost pressure signal is modified into a modified boost pressure signal and the position of the cooling air dampers is controlled on the basis of the modified boost pressure signal.
  • This modification takes place as a function of at least one temperature signal, preferably as a function of an outside temperature signal of the vehicle (ambient temperature) and / or as a function of an intake air temperature signal which describes the temperature of the intake air downstream of the charge air cooler.
  • the boost pressure signal is modified in response to the temperature signal such that the modified boost pressure signal one of the
  • a low-pass filter with at least one variable filter parameter is preferably used.
  • the one or more variable filter parameters and thereby also cut-off frequency of the filter are dependent on the at least one temperature signal.
  • the boost pressure signal is preferably modified, in particular filtered, in order to respond in a more timely manner and to prevent too frequent opening of the cooling air flaps under uncritical boundary conditions. This serves to maximize the potential of the cooling air dampers in terms of their air resistance reduction during driving.
  • Boost pressure signal if the boost pressure signal is not modified, a first flap position signal for indicating the position of the cooling air dampers with discrete values is determined.
  • the first flap position signal for example, only a two-valued signal to encode a
  • the value set of the flap position signal comprises more than two values, so that, for example, additional intermediate positions and / or a different position for upper cooling air flaps (for example, at an inlet to the grille) and lower cooling air flaps (for example, at an inlet in the front bumper, which in particular for cooling of Intercooler serves) are codable.
  • the flap position signal is at least a quadrivalent signal: a first value (eg, the value "0") is the state of the chilled air flaps
  • a second value (for example, the value "1") is associated with the condition of the cooling air valves that the lowerdeiuftklappen are in an intermediate position and the upperdeiuftklappen are substantially completely closed.
  • a third value (for example, the value "2") is the state associated with thedeiuftklappen that the lowerdeiuftklappen are substantially fully open and the upperdeiuftklappen are substantially completely closed.
  • a fourth value (for example, the value "3") is assigned to the state of thedeiuftklappen that both the lower
  • first and second flap position signals are preferably compared with each other, and a flap position signal is selected in response to the comparison to control the chilled flaps.
  • a second aspect of the invention relates to a control device for
  • the control device is set up to control the position of the cooling air flaps as a function of a boost pressure signal.
  • FIG. 1 shows the front area of an exemplary motor vehicle with an upper air inlet on the radiator grille and a lower air inlet in FIG
  • Fig. 2 shows an embodiment of a controller according to the invention
  • Fig. 1 shows schematically the front portion of an exemplary
  • the upper air inlet 1 has upper cooling air flaps 3 and the lower air inlet 2 has lower cooling air flaps 4, which, for example, around their corresponding actuators
  • the lower cooling air dampers 4 in a different position than the upper Cooling air flaps 3 are brought.
  • the cooling air received via the upper air inlet 1 cools an engine radiator 5 of the internal combustion engine through which cooling liquid flows.
  • a condenser 6 of the air conditioner is cooled by the cooling air.
  • the lower air inlet 2 serves for cooling a charge air cooler 7 of an exhaust gas turbocharger.
  • a radiator fan 8 is used to increase the cooling air flow when the airflow is insufficient for this purpose.
  • Cooling air flaps 4 are substantially completely closable, so that in the closed state substantially no fresh cooling air is absorbed by the upper air inlet 1 and the lower air inlet 2. In the open state of the upper cooling air flaps 3 and the lower
  • Cooling air flaps 4 flows fresh cooling air through the upper air inlet 1 and the lower air inlet 2.
  • the upper cooling air flaps 3 and / or lower cooling air flaps 4 preferably still occupy one or more intermediate positions in which the air supply is reduced by the respective air inlet relative to the open position ,
  • Fig. 2 shows an embodiment of an inventive control of the adjustable cooling air flaps 3 and 4 of the motor vehicle.
  • the controller is preferably integrated in an engine control unit. The position of
  • Cooling air flaps 3 and 4 is in dependence of a via a
  • Boost pressure sensor (not shown) controlled boost pressure signal P controlled, which in the intake tract of the engine downstream of the supercharger (for example, before or after the Ladeiuftkühler) and
  • the boost pressure signal P is filtered in a low-pass filter 10.
  • the filtering will depend on the outside temperature T out and the
  • Intake air temperature T ans influenced. There will be one or more
  • Filter parameters the "determine the cut-off frequency of the filter 10 and therefore the rise time of the filtered signal Pf, depending on the outside temperature T aU SEN and the intake air temperature T to the set.
  • Circumstances did not happen at all. As a result, it is possible to respond more promptly to the time required. In addition, such a too frequent opening of the
  • Cooling air flaps are prevented at low temperatures T outside and T ans , since the filtered boost pressure signal in this case often does not reach a sufficiently high value due to the short rise time at which the cooling air flaps 3 and 4 are opened.
  • a value of a discrete flap position signal Si is determined by means of a characteristic as a function of the filtered boost signal signal P fii .
  • the flap position signal Si is, for example, an at least quadrivalent signal with the value set 0, 1, 2, 3.
  • the value 0 is assigned to the state of the cooling air flaps 3, 4, in which both the upper cooling air flaps 3 and the lower cooling air flaps 4 in
  • the value 1 is assigned to the state of the cooling air flaps 3, 4, in which the lower cooling air flaps 4 are in an intermediate position and the upper cooling air flaps 3 in the
  • the value 2 is assigned to the state of the cooling air flaps 3, 4, in which the lower cooling air flaps 3 are substantially completely opened and the upper cooling air flaps 4 are substantially completely closed.
  • the value 3 is assigned to the state of the cooling air flaps 3, 4, in which both the lower cooling air flaps 4 a! S, the upper cooling air flaps 3 are substantially completely opened.
  • the characteristic curve of the block 14 has, for example, the following course:
  • the sizes Pfii, TH , i. ⁇ , ⁇ , 2 and ⁇ , ⁇ , 3 describe threshold values which, when reached (or alternatively exceeded), increase the flap position signal Si.
  • a second flap position signal S2 which corresponds to the first flap position signal S1 in its value range and its semantics, is determined in a block 11 by means of a characteristic as a function of the fan requirement LA of the fan 8.
  • the fan request LA determines the speed of the fan 8 of the
  • Engine cooling system is for example a signal with values in the range of 0% to 1 00%.
  • the fan request signal is derived from one or more temperature signals (for example, the temperature of the
  • Fan requirement LA is used as a further input variable, the driving speed of the vehicle.
  • Damper position signal S2 increases as the fan demand LA increases. With optional use of the vehicle speed as the input, the value of the second damper position signal S2 decreases as the speed increases, so that at low speeds
  • Cooling air dampers 3, 4 tend to be more open, since the consumption advantage by closing the cooling air flaps at low speeds is low.
  • two different characteristic curves or characteristic diagrams can be provided in block 11 and selected depending on the value of the signal AC of one of the two.
  • one or more flap position signals Sj may be provided, associated with, for example, an external request (such as a request from the generator or brakes), a request for air conditioning, or frost protection of the cooling air flaps.
  • the flap position signals S 1 , Sa and S are compared with each other, and one of the flap position signals S1, S2 and Sj is turned on
  • flap position signals S 1 , Sa and Sj are subjected to a maximum operation in block MAX and the largest value of
  • Damper position signals Si, S 2 and S is used to control the cooling air flaps 3, 4.
  • the block MAX is optionally followed by a block 13, which is used for the complete closing of the cooling air flaps 3, 4.
  • a block 13 which is used for the complete closing of the cooling air flaps 3, 4.
  • a block 15 is optionally provided, which delays a closing movement in time. As long as the signal at the input of the block 15 is not reduced, the block 15 outputs the input side signal at the output of the block 15 without modification. Upon reduction of the signal at the input of the block 15, the block 15 outputs the reduced signal with a time delay.
  • FIG. 3 shows in diagram (a) an exemplary schematic time (see the solid line) of the boost pressure signal P and a
  • Cooling air flap position signal KS (see diagram (e)).
  • the lower Cooling air flaps 4 go from the substantially completely closed
  • the filtered boost pressure ⁇ reaches the threshold value P f nj H , 2 and the cooling air flap position signal Si switches from 1 to 2. This also applies to the resulting cooling air flap position signal KS.
  • the lower cooling air flaps 4 are substantially fully opened, while the upper cooling air flaps 3 remain substantially completely closed.
  • the filtered charge pressure ⁇ ⁇ reaches the threshold value ⁇ , ⁇ , 3 and the cooling air flap position signal Si switches from 2 to 3. This also applies to the resulting cooling air flap position signal KS. Now, the upper cooling air valves 4 are opened substantially completely.
  • resulting cooling air flap position signal KS but delayed in time until the time t 6 of 3 to 2 in order and the upper cooling air flaps 3 are closed.
  • Cooling air dampers are substantially completely closed.
  • Cooling air flaps can be quickly responded to a load request and sufficient cooling air for the charge air cooler 7 can be provided by opening the cooling air flaps 3, 4 in a short time. Since the charge air cooler 7 due to the cooling air, the fresh air can cool sufficiently in the cylinder intake remains the intake air temperature t ans the cylinder inlet below the critical threshold value T to s, TH, i (see Fig. Chart (c)), from which the maximum
  • the cooling air flap control according to the invention makes it possible, even with supercharged engines, in particular with an exhaust gas turbocharger, to temporarily close all front air inlets. As a result, the consumption advantage can be fully exhausted by the cooling air flap control.

Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung verstellbarer Kühlluftklappen eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor umfasst einen Lader und einen nachgeschalteten Ladeluftkühler. Über mindestens einen Lufteinlass an der Frontseite des Fahrzeugs wird Kühlluft zum Kühlen des Motorkühlers und des Ladeluftkühlers entgegen genommen. Die Menge der Kühlluft hängt von der Stellung der Kühlluftklappen ab. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Stellung der Kühlluftklappen in Abhängigkeit eines Ladedrucksignals gesteuert.

Description

Steuerung verstellbarer Kühfiuftkiappen eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Lader umfassenden Verbrennungsmotor
Die Erfindung betrifft die Steuerung verstellbarer Kühlluftklappen eines Kraftfahrzeugs.
Kraftfahrzeuge umfassen an der Frontseite typischerweise einen oder mehrere Lufteinlässe zur Entgegennahme von Kühlluft zum Kühlen von Antriebsaggregaten, beispielsweise einen Lufteinlass am Kühlergrill und einen Lufteinlass im vorderen Stoßfänger.
Es sind Fahrzeuge mit verstellbaren Kühlluftklappen bekannt, mit denen die Menge der Kühlluft beeinflusst werden kann. Bei geschlossenen
Kühlluftklappen wird der Luftstrom durch die Lufteinlässe im Wesentlichen unterbunden. Durch das Schließen der Kühlluftklappen wird der
Luftwiderstand des Fahrzeugs gesenkt und der Motor kann bei Fahrbeginn schneller auf die nötige Betriebstemperatur gebracht werden. Durch
Verringerung des Luftwiderstands des Fahrzeugs in Fahrzuständen mit geringem Kühlluftbedarf kann der Energieverbrauch des Fahrzeugs reduziert werden.
Die Ansteuerung der Aktorik zur Verstellung der Kühlluftklappen erfolgt typischerweise in Abhängigkeit eines Signals, welches den Kühlbedarf des Motors angibt. Hierbei kann es sich beispielsweise um das im
Motorsteuergerät ohnehin vorhandene Lüfteranforderungssignal handeln, welches die Drehzahl des Lüfters des Motorkühlsystems steuert. Das
Lüfteranforderungssignal ist beispielsweise ein Signal mit Werten im Bereich von 0 % bis 100 %. Das Lüfteranforderungssignal wird aus einem oder mehreren Temperatursignalen, beispielsweise einem Temperatursignal für die Motorkühlflüssigkeit, generiert und stellt damit ein Maß für den Bedarf an Kühlluft dar. Das Lüfteranforderungssignal eignet sich damit auch für die Ansteuerung der Aktorik der Kühlluftklappen. Beispielsweise werden im Fall einer Zunahme des Lüfteranfordungssignals bei Erreichen einer
Lüfteranforderung von x % (beispielsweise x = 30) die Kühlluftklappen geöffnet und im Fall einer Abnahme des Lüfteranfordungssignals bei
Erreichen einer Lüfteranforderung von x - y % (beispielsweise y = 25) die Kühlluftklappen wieder geschlossen.
Bei einem verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeug mit Lader, insbesondere einem Abgasturbolader, kann ein Ladeluftkühler vorgesehen werden, der die über den Lader verdichtete Luft vor Eintritt in die
Motorzylinder abkühlt, so dass die Luftdichte der Frischgasfüllung erhöht wird und eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt werden kann. Der
Ladeluftkühler wird wiederum über die Kühlluft gekühlt.
Für eine im Wesentlichen vollständige Schließung sämtlicher vorderen Lufteinlässe durch Kühlluftklappen ist die Ansteuerung der Aktorik der Kühlluftklappen über die Lüfteranforderung - und damit indirekt über Temperatursignale - jedoch zu träge, da bei hoher Lastanforderung in kurzer Zeit genügend Kühlluft für die Ladeluftkühlung bereitgestellt werden muss. Wenn der Ladeluftkühler aufgrund mangelnder Wärmeabfuhr über die
Kühlluft die Frischluft am Zylindereinlass nicht ausreichend kühlen kann und die Ansauglufttemperatur am Zylindereinlass nach dem Lader und dem
Ladeluftkühler zu hoch wird, wird beispielsweise das maximale Motormoment des Verbrennungsmotors und damit die Fahrleistung des Fahrzeugs reduziert, um beispielsweise Motorschäden z.B. durch Klopfereignisse oder zu hohe Abgastemperaturen zu vermeiden.
Zur Bereitstellung ausreichender Kühlluft für die Ladeluftkühlung wird beispielsweise ein oberer Lufteinlass am Kühlergrill mit verschließbaren Kühliuftklappen und ein unterer Lufteinlass im vorderen Stoßfänger vorgesehen, wobei der untere Lufteinlass, der hauptsächlich der Kühlung des Ladeluftkühlers dient, keine verstellbaren Kühlluftklappen aufweist und daher während der Fahrt kontinuierlich Kühlluft aufnimmt.
Dadurch, dass der untere Lufteinlass bei einem Verbrennungsmotor mit Lader aufgrund der Ladeluftkühlung nicht verschlossen wird und damit einen zusätzlichen Beitrag zum Luftwiderstand des Fahrzeugs leistet, kann der
Verbrauchsvorteil durch die Kühlluftklappensteuerung nicht voll ausgeschöpft werden und der Verbrauchsvorteil fällt deutlich geringer als bei einer vollständigen Schließung aus. Wenn alternativ der untere Lufteinlass durch verstellbare Kühlluftklappen verschließbar ausgeführt ist, ist dieser aber bei Verwendung einer
Ladeluftkühlung (beispielsweise durch eine Vorsteuerung) fast immer offen zu halten, um schnell genug Kühlluft bereit zu stellen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Kühlluftklappensteuerung bereitzustellen, welche trotz vorzugsweise im Wesentlichen vollständiger Verschiießbarkeit sämtlicher vorderer
Lutteinlässe eine ausreichende Kühlung des Ladeluftkühlers erlaubt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung
verstellbarer Kühlluftklappen eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor umfasst einen Lader und einen nachgeschalteten Ladeluftkühler. Über mindestens einen Lufteinlass insbesondere an der Frontseite des Fahrzeugs wird Kühlluft zum Kühlen des Motorkühlers und des Ladeluftkühlers entgegen genommen. Hierbei muss im Fall mehrerer Lutteinlässe der Ladeluftkühler nicht über sämtliche Einlässe gekühlt werden, gleiches gilt für den Motorkühler. Beispielsweise kann der Ladeluftkühler nur über einen unteren Lufteinlass im Stoßfänger gekühlt werden. Die Menge der Kühlluft hängt von der Stellung der Kühlluftklappen ab. Die Kühlluftklappen sind beispielsweise hinter oder in einem oder mehreren Lufteinlässen angeordnet und können beispielsweise durch eine entsprechende Aktorik um ihre Längsrichtung in unterschiedliche Stellungen gedreht werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Stellung der Kühlluftklappen in Abhängigkeit eines Ladedrucksignals gesteuert. Das Ladedrucksignal wird vorzugsweise mittels eines Ladedruck-Sensors bestimmt, der typischerweise ohnehin zur Laded ruckregel u ng vorgesehen ist. Dieser ist beispielsweise stromabwärts hinter dem Ladeluftkühler oder davor angeordnet.
Das Ladedrucksignal stellt ein Maß für den Grad der Aufladung dar. Das Ladedrucksignal gibt den zu erwartenden Wärmeeintrag in die Ladeluft und damit auch den Kühlbedarf für den Ladeluftkühler frühzeitig wieder. Eine Zunahme des Ladedrucks erfolgt zeitlich vor einer durch die
Ladedruckzunahme bedingten Temperaturzunahme, beispielsweise der Ansauglufttemperatur, vor allem da für eine gemessene Ansauglufttemperatur die Wärmekapazitäten des Ansaugtrakts und des Ansaugluftmassenstroms eine entscheidende Rolle spielen.
Das Ladedrucksignal reagiert also deutlich schneller als das auf einer Temperaturmessung (beispielsweise im Ansaugtrakt des Motors) basierte Lüfteranforderungssignal oder andere temperaturbasierte Eingangssignale (beispielsweise die Ansauglufttemperatur oder die Temperatur der
Motorkühlflüssigkeit) und eignet sich daher besonders gut als Eingangssignal zur Steuerung der Kühlluftklappen für den Fall, dass bei einer
Lastanforderung die geschlossenen Kühlluftklappen geöffnet werden sollen. Basierend auf der Auswertung des Ladedrucksignals können die
Kühlluftklappen kühlbedarfsgerecht und rechtzeitig bei einer Zunahme des Ladedrucks geöffnet werden, so dass der Ladeluftkühler ausreichend gekühlt wird und eine Zunahme der Ansauglufttemperatur auf kritische Werte verhindert wird. Wenn hingegen die Steuerung lediglich auf der Auswertung eines oder mehrerer Temperatursignale (beispielsweise die
Ansauglufttemperatur) oder des Lüfteranforderungssignals basiert, erfolgt bei einer hohen Lastanforderung die Öffnung der Kühlluftklappen zeitlich zu spät, so dass dann die Kühlluft zur Kühlung des Ladeluftkühlers nicht mehr ausreicht, einen Anstieg der Ansauglufttemperatur auf kritische Werte zu verhindern.
Vorzugsweise wird das Ladedrucksignal in ein modifiziertes Ladedrucksignal modifiziert und die Stellung der Kühlluftklappen auf Basis des modifizierten Ladedrucksignals gesteuert. Diese Modifikation erfolgt in Abhängigkeit zumindest eines Temperatursignals, vorzugsweise in Abhängigkeit eines Außentemperatursignals des Fahrzeugs (Umgebungstemperatur) und/oder in Abhängigkeit eines Ansauglufttemperatursignals, welches die Temperatur der Ansaugluft stromabwärts des Ladeluftkühlers beschreibt. Vorzugsweise wird das Ladedrucksignal in Abhängigkeit des Temperatursignals derart modifiziert, dass das modifizierte Ladedrucksignal eine von dem
Temperatursignal abhängige Anstiegszeit aufweist. Hierbei ist die Anstiegszeit von dem Temperatursignal derart abhängig, dass die
Anstiegszeit umso kleiner ist, je größer die über das Temperatursignal beschriebene Temperatur ist. Bei hoher Temperatur ist die Anstiegszeit also gering, so dass bei einer hohen Lastanforderung das modifizierte
Ladedrucksignal schnell ansteigt und die Steuerung schnell die
Kühlluftklappen öffnet. Bei geringerer Temperatur ist die Anstiegszeit größer, so dass bei einer hohen Lastanforderung das modifizierte Ladedrucksignal langsamer ansteigt und die Öffnung der Kühlluftklappen verzögert (im
Vergleich zum Fall einer hohen Temperatur) oder unter Umständen überhaupt nicht erfolgt. Zur Modifikation wird vorzugsweise ein Tiefpassfilter mit zumindest einem variablem Filterparamater verwendet. Der oder die variablen Filterparameter und dadurch auch Grenzfrequenz des Filters sind von dem zumindest einen Temperatursignal abhängig. Abhängig von der Außentemperatur und der aktuellen Ansauglufttemperatur wird das Ladedrucksignal vorzugsweise modifiziert, insbesondere gefiltert, um zeitlich bedarfsgerechter zu reagieren und ein zu häufiges öffnen der Kühlluftklappen bei unkritischen Randbedingungen zu verhindern. Dies dient der Maximierung des Potentials der Kühlluftklappen im Hinblick auf deren Luftwiderstandsreduzierung im Fahrbetrieb.
In Abhängigkeit des modifizierten Ladedrucksignais (oder des
Ladedrucksignals, falls das Ladedrucksignal nicht modifiziert wird) wird ein erstes Klappenstellungssignal zur Angabe der Stellung der Kühlluftklappen mit diskreten Werten bestimmt. Das erste Klappenstellungssignal kann beispielsweise nur ein zweiwertiges Signal zur Kodierung einer
geschlossenen und einer geöffneten Stellung sein. Vorzugsweise umfasst die Wertemenge des Klappenstellungssignals mehr als zwei Werte, so dass hierdurch beispielsweise auch zusätzliche Zwischenstellungen und/oder eine unterschiedliche Stellung für obere Kühlluftklappen (beispielsweise an einem Einlass am Kühlergrill) und untere Kühlluftklappen (beispielsweise an einem Einlass im Frontstoßfänger, welcher insbesondere zur Kühlung des Ladeluftkühlers dient) kodierbar sind. Beispielsweise ist das Klappenstellungssignal mindestens ein vierwertiges Signal: Ein erster Wert (beispielsweise der Wert„0") ist dem Zustand der Kühliuftklappen
zugeordnet, dass sowohl die oberen als auch die unteren Kühliuftklappen im Wesentlichen vollständig geschlossen sind. Ein zweiter Wert (beispielsweise der Wert„1 ") ist dem Zustand der Kühliuftklappen zugeordnet, dass die unteren Kühliuftklappen in einer Zwischenstellung sind und die oberen Kühliuftklappen im Wesentlichen vollständig geschlossen sind. Ein dritter Wert (beispielsweise der Wert„2") ist dem Zustand der Kühliuftklappen zugeordnet, dass die unteren Kühliuftklappen im Wesentlichen vollständig geöffnet sind und die oberen Kühliuftklappen im Wesentlichen vollständig geschlossen sind. Ein vierter Wert (beispielsweise der Wert„3") ist dem Zustand der Kühliuftklappen zugeordnet, dass sowohl die unteren
Kühliuftklappen als auch die oberen Kühliuftklappen im Wesentlichen vollständig geöffnet sind.
Ferner kann die Steuerung der Kühliuftklappen neben dem Ladedrucksignal als Eingangsgröße auch ein den Bedarf an Kühlluft angebendes Signal verwenden, beispielsweise das Signal der Lüfteranforderung. In Abhängigkeit dieses Signals wird dann ein zweites Klappenstellungssignal zur Angabe der Stellung der Kühliuftklappen bestimmt, dessen Wertebereich dem
Wertebereich des vorstehend beschriebenen ersten Klappenstellungssignals entspricht. Das erste und das zweite Klappenstellungssignal werden vorzugsweise miteinander verglichen und ein Klappenstellungssignal wird in Abhängigkeit des Vergleichs zur Steuerung der Kühliuftklappen ausgewählt.
Beispielsweise werden das erste und das zweite Klappenstellungssignal einer Maximum-Operation unterzogen und das Klappenstellungssignal mit dem größeren Wert wird zur Steuerung der Kühliuftklappen herangezogen. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur
Steuerung verstellbarer Kühlluftklappen eines Kraftfahrzeugs mit
Verbrennungsmotor. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, die Stellung der Kühlluftklappen in Abhängigkeit eines Ladedrucksignals zu steuern.
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung; vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:
Fig. 1 den Frontbereich eines beispielhaften Kraftfahrzeug mit einem oberen Lufteinlass am Kühlergrill und einem unteren Lufteinlass im
Stoßfänger;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerung
verstellbarer Kühlluftklappen eines Kraftfahrzeugs; und
Fig. 3 verschiedene Zeitverläufe.
Fig. 1 zeigt schematisch den Frontbereich eines beispielhaften
Kraftfahrzeugs mit einem oberen Lufteinlass 1 am Kühlergrill und einem unteren Lufteinlass 2 im Stoßfänger. Der obere Lufteinlass 1 weist obere Kühlluftklappen 3 und der unteren Lufteinlass 2 weist untere Kühlluftklappen 4 auf, die über eine entsprechende Aktorik beispielsweise um ihrer
Längsrichtung in unterschiedliche Stellungen gedreht werden. Vorzugsweise können die unteren Kühlluftklappen 4 in einer andere Stellung als die oberen Kühlluftklappen 3 gebracht werden. Die über den oberen Lufteinlass 1 entgegengenommene Kühlluft kühlt einen mit KühSflüssigkeit durchströmten Motorkühler 5 des Verbrennungsmotors. Außerdem wird durch die Kühlluft ein Kondensator 6 der Klimaanlage gekühlt. Der untere Lufteinlass 2 dient zum Kühlen eines Ladeluftkühlers 7 eines Abgasturboladers. Ein Kühlerlüfter 8 wird dazu verwendet, den Kühlluftstrom zu erhöhen, wenn der Fahrtwind hierfür nicht ausreicht. Die oberen Kühlluftklappen 3 und die unteren
Kühlluftklappen 4 sind im Wesentlichen vollständig verschließbar, so dass im verschlossenen Zustand durch den oberen Lufteinlass 1 und den unteren Lufteinlass 2 im Wesentlichen keine frische Kühlluft aufgenommen wird. Im offenen Zustand der oberen Kühlluftklappen 3 bzw. der unteren
Kühlluftklappen 4 fließt frische Kühlluft durch den oberen Lufteinlass 1 bzw. den unteren Lufteinlass 2. Außerdem können die oberen Kühlluftklappen 3 und/oder unteren Kühlluftklappen 4 vorzugsweise noch ein oder mehrere Zwischenstellungen einnehmen, bei denen die Luftzufuhr durch den jeweiligen Lufteinlass gegenüber der Offenstellung reduziert ist.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerung der verstellbaren Kühlluftklappen 3 und 4 des Kraftfahrzeugs. Die Steuerung ist vorzugsweise in einem Motorsteuergerät integriert. Die Stellung der
Kühlluftklappen 3 und 4 wird dabei in Abhängigkeit eines über einen
Ladedrucksensor (nicht dargestellt) gemessene Ladedrucksignals P gesteuert, welcher im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors stromabwärts des Laders (beispielsweise vor oder nach dem Ladeiuftkühler) und
insbesondere stromaufwärts der Drosselklappe (nicht dargestellt) angeordnet ist. Das Ladedrucksignal P wird in einem Tiefpassfilter 10 gefiltert. Die Filterung wird in Abhängigkeit der Außentemperatur TaUßen und der
Ansauglufttemperatur Tans beeinflusst. Es werden ein oder mehrere
Filterparameter, die die Grenzfrequenz des Filters 10 und damit auch die Anstiegszeit des gefilterten Signals Pf» bestimmen, in Abhängigkeit der Außentemperatur TaUßen und der Ansauglufttemperatur Tans eingestellt.
Hierbei sind die Grenzfrequenz und die Anstiegszeit von den einzelnen Temperatursignalen TaUßen und Tans derart abhängig, dass die
Grenzfrequenz umso größer und die Anstiegszeit umso kleiner sind, je größer die Temperaturen TauBen und Tans jeweils sind. Bei hohen
Temperaturen Taußen und Tans ist die Anstiegszeit also gering, so dass bei einer hohen Lastanforderung das modifizierte Ladedrucksignal Pm schnell ansteigt und die Steuerung schnell die Kühlluftklappen 3, 4 öffnet. Bei geringeren Temperaturen Taußen und Tans ist die Anstiegszeit größer, so dass bei einer hohen Lastanforderung das modifizierte Ladedrucksignal Pfn langsamer ansteigt und die Öffnung der Kühlluftklappen verzögert (im
Vergleich zum Fall hoher Temperaturen TaUßen und Tans) oder unter
Umständen überhaupt nicht erfolgt. Hierdurch kann zeitlich bedarfsgerechter reagiert werden. Außerdem kann so ein zu häufiges Öffnen der
Kühlluftklappen bei geringen Temperaturen Taußen und Tans verhindert werden, da das gefilterte Ladedrucksignal Ρ«ι in diesem Fall aufgrund der geringen Anstiegszeit häufig überhaupt nicht einen ausreichend hohen Wert erreicht, bei dem die Kühlluftklappen 3 und 4 geöffnet werden.
In dem Block 14 wird ein Wert eines diskreten Klappenstellungssignals Si mittels einer Kennlinie in Abhängigkeit des gefilterten Ladedrucksignals Signals Pfii bestimmt. Das Klappenstellungssignal Si ist beispielsweise ein mindestens vierwertiges Signal mit den Wertemenge 0, 1 , 2, 3. Der Wert 0 ist dem Zustand der Kühlluftklappen 3, 4 zugeordnet, bei dem sowohl die oberen Kühlluftklappen 3 als auch die unteren Kühlluftklappen 4 im
Wesentlichen vollständig geschlossen sind. Der Wert 1 ist dem Zustand der Kühlluftklappen 3, 4 zugeordnet, bei dem die unteren Kühlluftklappen 4 in einer Zwischenstellung sind und die oberen Kühlluftklappen 3 im
Wesentlichen vollständig geschlossen sind. Der Wert 2 ist dem Zustand der Kühlluftklappen 3, 4 zugeordnet, bei dem die unteren Kühlluftklappen 3 im Wesentlichen vollständig geöffnet sind und die oberen Kühlluftklappen 4 im Wesentlichen vollständig geschlossen sind. Der Wert 3 ist dem Zustand der Kühlluftklappen 3,4 zugeordnet, bei dem sowohl die unteren Kühlluftklappen 4 a!s auch die oberen Kühlluftklappen 3 im Wesentlichen vollständig geöffnet sind.
Die Kennlinie des Blocks 14 weist beispielsweise folgenden Verlauf auf:
Figure imgf000013_0001
Die Größen Pfii,TH,i . ΡΑΙ,ΤΗ,2 und ΡΑΙ,ΤΗ,3 beschreiben Schwellwerte, bei deren Erreichen (oder alternativ Überschreiten) das Klappenstellungssignal Si zunimmt.
In einem optionalen parallelen Pfad wird in einem Block 1 1 ein zweites Klappenstellungssignal S2, welches in seinem Wertebereich und seiner Semantik dem ersten Klappenstellungssignal S1 entspricht, in Abhängigkeit der Lüfteranforderung LA des Lüfters 8 mittels einer Kennlinie bestimmt. Die Lüfteranforderung LA bestimmt die Drehzahl des Lüfters 8 des
Motorkühlsystems und ist beispielsweise ein Signal mit Werten im Bereich von 0 % bis 1 00 %. Das Lüfteranforderungssignal wird aus einem oder mehreren Temperatursignalen (beispielsweise der Temperatur der
Motorkühlflüssigkeit und/oder einer Steuergerätetemperatur) generiert und stellt damit ein Maß für den Bedarf an Kühlluft dar. Optional kann statt einer Kennlinie in Block 1 1 auch ein Kennfeld zur Bestimmung des zweiten Klappenstellungssignals S2 verwendet werden, wobei neben der
Lüfteranforderung LA als weitere Eingangsgröße die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet wird. Der Wert des zweiten
Klappenstellungssignals S2 nimmt mit Zunahme der Lüfteranforderung LA zu. Bei optionaler Verwendung der Fahrgeschwindigkeit als Eingangsgröße nimmt der Wert des zweiten Klappenstellungssignals S2 mit Zunahme der Geschwindigkeit ab, so dass bei kleinen Geschwindigkeiten die
Kühlluftklappen 3, 4 tendenziell eher offen sind, da der Verbrauchsvorteil durch Verschließen der Kühlluftklappen bei kleinen Geschwindigkeiten gering ist.
Ferner kann optional eine zusätzliche Möglichkeit zur Beeinflussung der Steuerung in Abhängigkeit des Betriebs der Klimaanlagen vorgesehen sein: Das Klappenstellungssignal S2 hängt optional davon ab, ob die Klimaanalage in Betrieb ist (Signal AC = 1 ) oder nicht (Signal AC = 0). Dazu können zwei unterschiedliche Kennlinien oder Kennfelder im Block 11 vorgesehen werden und je nach Wert des Signals AC eines der beiden ausgewählt werden.
Ferner können ein oder mehrere Klappenstellungssignale Sj vorgesehen sein, die beispielsweise einer externen Anforderung (wie beispielsweise eine Anforderung durch den Generator oder die Bremsen), einer Anforderung der Klimaanalage oder dem Vereisungsschutz der Kühlluftklappen zugeordnet sind. Die Klappenstellungssignale S1 , Sa und S, werden miteinander verglichen und eines der Klappenstellungssignale S1 , S2 und Sj wird in
Abhängigkeit des Vergleichs zur Steuerung der Kühlluftklappen ausgewählt. Dazu werden Klappenstellungssignale S1, Sa und Sj einer Maximum- Operation in Block MAX unterzogen und der größte Wert der
Klappenstellungssignale S-i , S2 und S, wird zur Steuerung der Kühlluftklappen 3, 4 herangezogen.
Ferner ist dem Block MAX optional ein Block 13 nachgeschaltet, welcher für das vollständige Schließen des Kühlluftklappen 3, 4 verwendet wird. Solange das Signal Smax am Eingang des Blocks 13 nicht auf den Wert Smax = 0 umschaltet, gibt der Bock 13 das eingangsseitige Signal Smax am Ausgang des Blocks 13 ohne Modifikation aus.
Bei Umschalten des Signals Smax am Eingang des Blocks 13 von einem der Werte Smax = 1 , Smax = 2, Smax = 3 auf den Wert Smax = 0, der im Wesentlich vollständig geschlossenen Kühlluftklappen 3, 4 zugeordnet ist, wird ausgangsseitig des Blocks 13 nur dann auf den Wert 0 umgeschaltet, wenn die Ansauglufttemperatur Tans kleiner als eine Temperaturschwelle Tans,TH,2 (beispielsweise 45°C) ist (oder alternativ kleiner gleich). Dies ermöglicht eine Nachkühlung über zumindest teilweise geöffnete Kühiluftklappen, obwohl am Eingang des Blocks 13 bereits das Signal Smax = 0 die vollständige
Schließung anzeigt.
Ferner ist optional noch ein Block 15 vorgesehen, der eine Schließbewegung zeitlich verzögert. Solange das Signal am Eingang des Blocks 15 nicht verringert wird, gibt der Bock 15 das eingangsseitige Signal am Ausgang des Blocks 15 ohne Modifikation aus. Bei Verringerung des Signals am Eingang des Blocks 15, gibt der Block 15 das verringerte Signal mit einer zeitlichen Verzögerung aus.
Aus dem resultierenden Klappenstellungssignal KS am Ausgang des Blocks 15 werden das oder die direkten Ansteuersignale für die Aktorik der oberen Kühiluftklappen und das oder die direkten Ansteuersignale für die Aktorik der unteren Kühiluftklappen abgeleitet.
Fig. 3 zeigt in Diagramm (a) einen beispielhaften schematischen Zeitveriauf (s. die durchgezogene Linie) des Ladedrucksignals P und einen
beispielhaften schematischen Zeitverlauf (s. die gestrichelte Linie) des tiefpassgefilterten Ladedrucksignals bei Betätigung des Fahrpedals, wobei der Zeitverlauf der Fahrpedalstellung FP in Diagramm (b) dargestellt ist. Bei Betätigung des Fahrpedals zum Zeitpunkt nimmt der Ladedruck P zu. Gegenüber dem Ladedruck P verzögert nimmt auch der gefilterte Ladedruck
Pfil zu.
Zum Zeitpunkt t2 erreicht der gefilterte Ladedruck Ρ«ι den Schwellwert PfiijH,i und das Kühlluftklappenstellungssignal Si schaltet von 0 auf 1 um (s.
Diagramm (d)). Dies gilt auch für das resultierende
Kühlluftklappenstellungssignal KS (s. Diagramm (e)). Die unteren Kühlluftklappen 4 gehen von der im Wesentlichen vollständig geschlossenen
Stellung in die Zwischenstellung, während die oberen KühSluftklappen 3 im Wesentlichen vollständig geschlossen bleiben. Zum Zeitpunkt t3 erreicht der gefilterte Ladedruck Ρ«ι den Schwellwert PfnjH,2 und das Kühlluftklappenstellungssignal Si schaltet von 1 auf 2 um. Dies gilt auch für das resultierende Kühlluftklappenstellungssignal KS. Die unteren Kühlluftklappen 4 werden im Wesentlichen vollständig geöffnet, während die oberen Kühlluftklappen 3 im Wesentlichen vollständig geschlossen bleiben.
Zum Zeitpunkt t4 erreicht der gefilterte Ladedruck Ρ«ι den Schwellwert Ρηι,τΗ,3 und das Kühlluftklappenstellungssignal Si schaltet von 2 auf 3 um. Dies gilt auch für das resultierende Kühlluftklappenstellungssignal KS. Nun werden auch die oberen Kühlluftklappen 4 im Wesentlichen vollständig geöffnet.
Zum Zeitpunkt t5 unterschreitet der gefilterte Ladedruck Ρ«ι den Schwellwert Pfii,TH,3 und das Kühlluftklappenstellungssignal Si schaltet von 3 auf 2 um. Aufgrund der zeitlichen Verzögerung des Blocks 15 schaltet das
resultierende Kühlluftklappenstellungssignal KS aber zeitlich verzögert erst zum Zeitpunkt t6 von 3 auf 2 um und die oberen Kühlluftklappen 3 werden geschlossen.
Zum Zeitpunkt t7 unterschreitet der gefilterte Ladedruck Pfü den Schwell wert Pfii,TH,2 und das Kühlluftklappenstellungssignal Si schaltet von 2 auf 1 um. Aufgrund der zeitlichen Verzögerung des Blocks 15 schaltet das
resultierende Kühlluftklappenstellungssignal KS aber zeitlich verzögert erst zum Zeitpunkt t8 von 2 auf 1 um und die unteren Kühlluftklappen 4 werden in die Zwischenstellung gebracht. Zum Zeitpunkt t9 unterschreitet der gefilterte Ladedruck Ρ«ι den Schwellwert Pfii TH.i und das Kühlluftklappenstellungssignal Si schaltet von 1 auf 0 um. Jedoch wird erst zum Zeitpunkt t10 der Schwellwert Tans.TH,2 für die Ansauglufttemperatur Tans unterschritten (s. Diagramm (c)), so dass erst zum
Zeitpunkt t10 der Signalwechsel an den Ausgang des Blocks 13
weitergereicht wird. Aufgrund der zeitlichen Verzögerung des Blocks 15 schaltet das resultierende Kühlluftklappenstellungssignal KS zeitlich verzögert erst zum Zeitpunkt tu, von 1 auf 0 um, wobei die unteren
Kühlluftklappen im Wesentlichen vollständig geschlossen werden.
Durch die Verwendung des Ladedrucksignals bei der Steuerung der
Kühlluftklappen kann schnell auf eine Lastanforderung reagiert werden und durch Öffnen der Kühlluftklappen 3, 4 in kurzer Zeit genügend Kühlluft für den Ladeluftkühler 7 bereitgestellt werden. Da der Ladeluftkühler 7 aufgrund der Kühlluft die Frischluft am Zylindereinlass ausreichend kühlen kann, bleibt die Ansauglufttemperatur tans am Zylindereinlass unterhalb des kritischen Schwellwertes Tans,TH,i (s. Diagramm (c)), ab dem das maximale
Motormoment des Verbrennungsmotors und damit die Fahrleistung des Fahrzeugs reduziert wird.
Durch die erfindungsgemäße Kühlluftklappensteuerung ist es möglich, auch bei aufgeladenen Motoren, insbesondere mit Abgasturbolader, zeitweise alle frontseitigen Lufteinlässe zu schließen. Hierdurch kann der Verbrauchsvorteil durch die Kühlluftklappensteuerung vollständig ausgeschöpft werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung verstellbarer Kühlluftklappen (3, 4) eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, wobei
- der Verbrennungsmotor einen Lader und einen dem Lader
nachgeschalteten Ladeluftkühler (7) umfasst,
- über mindestens einen Lufteinlass (1 , 2) Kühlluft
entgegennehmbar ist, und
- die Menge der Kühlluft von der Stellung der Kühlluftklappen (3, 4) abhängt, und
wobei die Stellung der Kühlluftklappen (3, 4) in Abhängigkeit eines Ladedrucksignals (P) gesteuert wird.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
Kühlluftklappen (3, 4) geöffnet werden, wenn der Ladedruck (P) oder eine davon abhängige Größe (PFL|) einen Schwellwert (ΡΑΙ,ΤΗ,Ι ; ΑΙ,ΤΗ,Σ; fii,TH,3) erreicht oder überschreitet.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- das Ladedrucksignal (P) in ein modifiziertes Ladedrucksignal (Pf,i) modifiziert wird,
- die Stellung der Kühlluftklappen (3, 4) in Abhängigkeit des
modifizierten Ladedrucksignals (P ) gesteuert wird und - die Modifikation von zumindest einem Temperatursignal
(Taußen Tans) abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei
- das modifizierte Ladedrucksignal (Pm) eine variable Anstiegszeit aufweist und
- die Anstiegsze/t von dem zumindest einen Temperatursignal
(Taußen ans) abhängig ist, und die Anstiegszeit umso kleiner ist, je größer die über das Temperatursignal beschriebene Temperatur ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Modifikation des Ladedrucksignals (P)
- von einem Temperatursignal (Tans) für die Ansaugluft
stromabwärts des Ladeluftkühlers und/oder
- von einem Temperatursignal (TaUßen) für die Außentemperatur des Fahrzeugs
abhängig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Modifizieren des Ladedrucksignals (P) ein Tiefpassfiltern des Ladedrucksignals umfasst und die Grenzfrequenz des Tiefpassfilterns von dem zumindest einen Temperatursignal (TaUiien Tans) abhängig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein erstes diskretes Klappenstellungssignal (S-i) zur Angabe der
Kühlluftklappenstellung in Abhängigkeit des modifizierten
Ladedrucksignals (Pfll) bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- im Fall eines einzigen Lufteinlasses dieser Lufteinlass oder
- im Fall mehrere Lufteinlässe (1 , 2) sämtliche Lufteinlässe verstellbare Kühlluftklappen (3, 4) aufweist bzw. aufweisen und die Kühlluftklappen im Wesentlichen vollständig verschließbar sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zur Steuerung erster Kühlluftklappen (3) für einen oberen Lufteinlass (1 ) und zur Steuerung zweiter Kühlluftklappen (4) für einen unterhalb des oberen Lufteinlass angeordneten unteren Lufteinlass (2) verwendet wird, und insbesondere der untere Lufteinlass (2) zur Kühlung des Ladeluftkühiers (7) dient.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die ersten Kühlluftklappen (3) und die zweiten Kühlluftklappen (4) in unterschiedliche Stellungen stellbar sind.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in
Abhängigkeit eines Signals, welches den Bedarf an Kühlluft angibt, insbesondere eines Signals (LA), welches die Lüfteranforderung eines Kühlerlüfters beschreibt, ein zweites diskretes Klappenstellungssignal (S2) zur Angabe der Stellung der Kühlluftklappen bestimmt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 7 und Anspruch 1 1 , wobei das erste (S-i) und zweite Klappenstellungssignal (S2) verglichen werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Stellung der Kühlluftklappen in Abhängigkeit eines
Temperatursignals (Tans)> insbesondere eines Temperatursignals für die Ansaugluft stromabwärts des Ladeluftkühlers, gesteuert wird und
- die Kühlluftklappen (3, 4) erst im Wesentlichen vollständig
geschlossen werden, wenn die Temperatur kleiner gleich oder kleiner als ein Schwell wert (Tans,TH,2) ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ladedrucksignal (P) mittels eines Ladedruck-Sensors bestimmt wird.
15. Steuervorrichtung zur Steuerung verstellbarer Kühlluftklappen (3, 4) eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, wobei
- der Verbrennungsmotor einen Lader und einen dem Lader
nachgeschalteten Ladeluftkühler (7) umfasst,
- über mindestens einen Lufteinlass (1 , 2) Kühlluft
entgegennehmbar ist, und
- die Menge der Kühlluft von der Stellung der Kühlluftklappen (3, 4) abhängt, und
wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Stellung der
Kühlluftklappen (3, 4) in Abhängigkeit eines Ladedrucksignals (P) zu steuern.
PCT/EP2012/074840 2011-12-19 2012-12-07 Steuerung verstellbarer kühlluftklappen eines kraftfahrzeugs mit einem einen lader umfassenden verbrennungsmotor WO2013092257A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011089035.1 2011-12-19
DE102011089035.1A DE102011089035B4 (de) 2011-12-19 2011-12-19 Steuerung verstellbarer Kühlluftklappen eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Lader umfassenden Verbrennungsmotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013092257A1 true WO2013092257A1 (de) 2013-06-27

Family

ID=47358156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/074840 WO2013092257A1 (de) 2011-12-19 2012-12-07 Steuerung verstellbarer kühlluftklappen eines kraftfahrzeugs mit einem einen lader umfassenden verbrennungsmotor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011089035B4 (de)
WO (1) WO2013092257A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106150671A (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 长城汽车股份有限公司 中冷器和具有它的汽车
FR3062879A1 (fr) * 2017-02-16 2018-08-17 Valeo Systemes Thermiques Module de refroidissement par circulation d'air
CN114801252A (zh) * 2022-06-30 2022-07-29 天津爱思达新材料科技有限公司 一种多层防热结构零烧蚀空气舵及其制备方法和装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014106253A1 (de) * 2014-05-06 2015-11-12 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Wärmetauscheranordnung für eine Antriebseinheit einer landwirschaftlichen Arbeitsmaschine
JP6107805B2 (ja) * 2014-12-26 2017-04-05 トヨタ自動車株式会社 車両
CN109515168B (zh) * 2018-11-21 2020-10-02 东风汽车集团有限公司 一种混合动力越野汽车冷却系统及其控制方法
DE102020120624B4 (de) 2020-08-05 2023-05-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit Kühlluftklappeneinrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH227220A (fr) * 1937-06-19 1943-05-31 Birkigt Louis Moteur à compresseur alimenté par l'intermédiaire d'un dispositif radiateur.
DE3200686A1 (de) * 1982-01-13 1983-07-21 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Luftgekuehlte brennkraftmaschine mit aufladung und ladeluftkuehlung
DE3200685A1 (de) * 1982-01-13 1983-07-21 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Luftgekuehlte brennkraftmaschine mit aufladung und ladeluftkuehlung
JPH0711954A (ja) * 1993-06-24 1995-01-13 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用ラジエータの通風制御装置
DE102008064513A1 (de) * 2008-12-22 2010-06-24 Veritas Ag Verstellbare Kühlergrillanordnung
EP2279887A1 (de) * 2009-07-28 2011-02-02 Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3625375A1 (de) * 1986-07-26 1988-02-04 Porsche Ag Kuehlluftklappen- und geblaesesteuerung fuer kraftfahrzeuge
DE4101708C2 (de) * 1991-01-22 1994-12-08 Man Nutzfahrzeuge Ag Brennkraftmaschine mit zweistufiger Ladeluftkühlung
DE4344138A1 (de) * 1993-12-23 1995-06-29 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US6314950B1 (en) * 2000-12-01 2001-11-13 Caterpillar Inc. Intake air temperature control system
DE102009026613A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-02 Deere & Company, Moline Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur eines durch einen Ladeluftkühler hindurchtretenden Ladeluftstroms

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH227220A (fr) * 1937-06-19 1943-05-31 Birkigt Louis Moteur à compresseur alimenté par l'intermédiaire d'un dispositif radiateur.
DE3200686A1 (de) * 1982-01-13 1983-07-21 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Luftgekuehlte brennkraftmaschine mit aufladung und ladeluftkuehlung
DE3200685A1 (de) * 1982-01-13 1983-07-21 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Luftgekuehlte brennkraftmaschine mit aufladung und ladeluftkuehlung
JPH0711954A (ja) * 1993-06-24 1995-01-13 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用ラジエータの通風制御装置
DE102008064513A1 (de) * 2008-12-22 2010-06-24 Veritas Ag Verstellbare Kühlergrillanordnung
EP2279887A1 (de) * 2009-07-28 2011-02-02 Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106150671A (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 长城汽车股份有限公司 中冷器和具有它的汽车
FR3062879A1 (fr) * 2017-02-16 2018-08-17 Valeo Systemes Thermiques Module de refroidissement par circulation d'air
WO2018150110A1 (fr) * 2017-02-16 2018-08-23 Valeo Systemes Thermiques Module de refroidissement par circulation d'air
CN114801252A (zh) * 2022-06-30 2022-07-29 天津爱思达新材料科技有限公司 一种多层防热结构零烧蚀空气舵及其制备方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011089035A1 (de) 2013-06-20
DE102011089035B4 (de) 2017-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011089035B4 (de) Steuerung verstellbarer Kühlluftklappen eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Lader umfassenden Verbrennungsmotor
DE60203592T2 (de) Regeleinrichtung für Turbolader mit variabler Geometrie
DE102005015609B4 (de) Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE602004001299T2 (de) Motorsteuerung
WO2010003484A1 (de) Einrichtung zur kühlung eines kühlmittels, kreislauf zur aufladung einer brennkraftmaschine und verfahren zum kühlen eines zur aufladung einer brennkraftmaschine vorgesehenen im wesentlichen gasförmigen ladefluids
DE102006016540A1 (de) System zum Steuern eines Turbolader-Verdichterstoßes
DE102005010792A1 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102013216108A1 (de) Verfahren zum steuern eines variablen ladeluftkühlers
DE102013224916A1 (de) Turbinengenerator mit Kompressorumgehung
EP3088711B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern des motorbremsbetriebs an brennkraftmaschinen
DE102015212833A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Turbolader
WO2002020964A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und entsprechende vorrichtung
DE102014007303A1 (de) Steuer- oder Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug
DE102015200155A1 (de) Steuer-/Regeleinrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102009020541A1 (de) Systeme und Verfahren zur Steuerung der Abgasrückführung
DE102015222232A1 (de) Kühlungs-steuer-/regelsystem für einen verbrennungsmotor
DE112011102184T5 (de) Motorsteuergerät und Steuerverfahren
WO2004099585A1 (de) Verfahren zur drehzahlüberwachung eines bi-turboladers
DE102018101434A1 (de) Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102007052899A1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102010043897A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102015105465A1 (de) Verfahren und system zum steuern eines antriebsstrangs
DE112008001307T5 (de) Verfahren zum Steuern eines Motors, der einen VTG Turbolader I hat
DE202015102239U1 (de) Abgasturboaufgeladene Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und parallel angeordneten Turbinen
DE10319333B4 (de) System und Verfahren zur Beeinflussung der Ansauggastemperatur im Brennraum eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12801535

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12801535

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1