DE102006014837B4

DE102006014837B4 - Verfahren und Steuerungseinheit zum Steuern einer Drehzahl eines Gebläses in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102006014837B4
Application number: DE102006014837.1A
Authority: DE
Inventors: Magnus Adolfson; Petter Haraldsson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: SE528778C2; DE102006063076B3; SE0500694L; DE102006014837A1

Abstract

Verfahren zum Steuern einer Drehzahl eines Gebläses (18) in einem Fahrzeug (80; 83) mit einem Motor (14), der von einer Kühlflüssigkeit in einem Kühlkreis (19) mit einem Kühler gekühlt wird und von einem Temperaturregler (9) geregelt wird, wobei ein Temperatursensor (16) die Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit misst, wobei ein Kühlluftstrom (17) durch den Kühler (19') von dem Gebläse (18) zum Kühlen der Kühlflüssigkeit gesteuert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a) Bestimmen einer Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9) durch die Schritte:
A) regelmäßiges Messen der Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit und Speichern wenigstens eines aufgefundenen lokalen maximalen Temperaturwerts (T_max), und
B) Festlegen der Öffnungstemperatur (Topen) als einen der aufgefundenen lokalen maximalen Temperaturwerte (Tmax), der in dem Speicher gespeichert wurde,
b) regelmäßiges Messen der Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit und Vergleichen dieser mit der nach Schritt a) bestimmten Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9) und
c) Vergrößern der Drehzahl des Gebläses (18) zum Steuern der Geschwindigkeit des Kühlluftstroms (17), wenn die Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit größer ist als die nach Schritt a) bestimmte Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9).

Description

Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahlsteuerung eines Gebläses, wie in Anspruch 1 angegeben, ein Computerprogramm, das das Verfahren implementiert, wie im Patentanspruch 9 angegeben, ein Computerprogrammprodukt, das das Computerprogramm enthält, wie im Patentanspruch 10 angegeben, eine Steuereinheit, die das Computerprogramm enthält, wie im Patentanspruch 11 angegeben, und ein Fahrzeug, das die Steuereinheit enthält, wie im Anspruch 12 angegeben.
Stand der Technik
Ein Temperaturregler wird normalerweise in einem Kühlkreislauf eingesetzt, um eine wirksame Flüssigkeitskühlung bereitzustellen, die verhindert, dass ein Motor in einem Fahrzeug während des Betriebs überhitzt. Der Kühlkreislauf umfasst auch einen Kühler, der die Kühlflüssigkeit unter Verwendung eines Luftstroms durch den Kühler kühlt. Die Geschwindigkeit des Luftstroms kann von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der Drehzahl eines Gebläses abhängig sein. Allerdings erzeugt das Gebläse Reibung in dem System und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs nimmt mit dem Einsatz des Gebläses zum Kühlen der Kühlflüssigkeit zu.
Es besteht demnach ein Bedarf für ein System, das den Einsatz des Gebläses minimiert, um den Kraftstoffverbrauch während des Betriebs zu reduzieren.
Aus dem Dokument DE 44 26 494 A1 ist eine Einrichtung zur Überwachung des Kühlsystems einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der regelmäßig die Temperatur eingelesen und daraus ein lokales Maximum ermittelt wird. Basierend auf dem gemessenen Temperaturverlauf wird eine Fehlfunktion des Thermostatventils erkannt.
Auch das Dokument DE 197 55 859 A offenbart, basierend auf gemessenen Temperaturverläufen auf eine Öffnungs- oder Schließfehlfunktion eines Thermostats zu schließen.
In dem Dokument DE 199 28 193 A1 wird ferner gelehrt, einen Ladeluftkühler derart anzuordnen, dass dieser einen Kühlmittelkühler wenigstens in einem Ladeluftaustrittsbereich überragt.
Ferner ist in dem Dokument US 2005/0006487 A1 eine Möglichkeit zum regelungstechnischen Kompensieren einer Verzögerung zwischen dem Vorgeben und Erreichen einer Kühlwassertemperatur offenbart.
Das Dokument DE 102 54 485 A1 offenbart ferner eine Möglichkeit zur Plausibilitätsprüfung der Werte eines Temperatursensors für die Ansaugluft eines Motors.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine technische Lösungzur Drehzahlsteuerung eines Gebläses bereitzustellen, das bei dem Fahrzeug für einen geringeren Kraftstoffverbrauch sorgt, als im Vergleich zum Stand der Technik.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen wie in Anspruch 1 angegeben und eine Steuereinheit nach Anspruch 11 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Computerprogramm gelöst, wie durch die Merkmale in dem Patentanspruch 9 angegeben, durch ein Computerprogrammprodukt, wie in Anspruch 10 angegeben ist, und ein Fahrzeug wie in Anspruch 12 angegeben.
In herkömmlichen Fahrzeugen ist ein Gebläse nahe dem Kühler angeordnet, um Luftstrom durch den Kühler hindurch zu leiten, um die Kühlflüssigkeit zu kühlen, bevor sie den Motor während des Betriebs kühlt. Wenn der Temperaturregler geschlossen ist, dann wird die Kühlflüssigkeit über den Bypass geleitet und es besteht kein Bedarf, das Gebläse drehanzutreiben. Wenn allerdings die Kühlflüssigkeit eine höhere Temperatur aufweist als die Öffnungstemperatur des Temperaturreglers, dann kann eine wirksamere Kühlung in dem Kühler unter Verwendung eines mit hoher Drehzahl drehenden Gebläses erreicht werden.
Wenn die Kühlflüssigkeit warm wird, dann wird die Kühlflüssigkeit nicht in hinreichender Weise gekühlt, was wiederum bedeutet, dass dem Motor mehr Energie zugeführt wird als durch Kühlung abgeführt werden kann. Diese Information kann beispielsweise dazu verwendet werden, um zu vermeiden, dass ein Test des Umgebungstemperatursensors durchgeführt wird, wie in der schwedischen Patentanmeldung SE 200400443-8 bzw. der zugehörigen Patentschrift SE 526 656 C2 offenbart.
Bei der vorliegenden Erfindung besteht ein Vorteil darin, dass eine bessere Schätzung der Öffnungstemperatur verwendet werden kann, um andere Systeme in dem Motor zu steuern.
Damit kann der Kraftstoffverbrauch reduziert werden, wenn die Drehzahl des Gebläses effizienter gesteuert wird.
Weitere Vorteile werden aus der detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben ist, wobei die Zeichnungen als nicht beschränkende Ausführungsbeispiele anzusehen sind.
Figurenliste

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Systems mit Zwischenkühler zur Erläuterung.
3 zeigt ein Flussdiagramm für eine Drehzahlsteuerung eines Gebläses und zum Abschätzen des Wirkungsgrads eines Zwischenkühlers.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels zum Bestimmen der Öffnungstemperaturen eines Temperaturreglers.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels zum Bestimmen der Öffnungstemperatur eines Temperaturreglers.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels zum Bestimmen der Öffnungstemperatur eines Temperaturreglers.
7 zeigt eine Temperaturkurve eines Temperaturreglers, um die Verfahren gemäß der Erfindung darzustellen.
8a und 8b zeigen Fahrzeuge, die mit einer Steuereinheit versehen sind, welche die Verfahren gemäß der Erfindung ausführen.

Ausführungsbeispiel der Erfindung
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 für die Drehzahlsteuerung eines Gebläses 18. Das System umfasst einen Motor 14, einen Kühler 19' mit einem Kühlkreislauf 19, das Gebläse 18 und eine Steuereinheit 15. Luft mit einer Temperatur T_amb (Umgebungstemperatur) wird dem Motor 14 zugeführt. Das Abgas wird von dem Fahrzeugabgassystem abgeführt. Der Motor 14 ist mit einem Kühlkreislauf 19 versehen, der den Kühler 19', einen Bypass 8 und einen Temperaturregler 9 umfasst, um den Motor unter Verwendung einer Kühlflüssigkeit zu kühlen. Ein Temperatursensor 16 ist vorgesehen, um die Temperatur (T_motor ) der Kühlflüssigkeit in dem Motor 14 zu messen.
Wenn der Temperaturregler 9 geschlossen ist, dann zirkuliert die Kühlflüssigkeit durch den Bypass 8, wenn jedoch der Temperaturregler 9 offen ist, dann wird der Kühlflüssigkeitsstrom durch den Kühler 19' geleitet. Die Kühlkapazität des Kühlers hängt im Wesentlichen von dem äußeren Luftstrom 17 ab und die Geschwindigkeit des äußeren Luftstroms 17 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die Drehzahl des Gebläses 18 gesteuert. Die Funktion des Kühlkreislaufs hängt auch von einem korrekt funktionierenden Temperaturregler 9 ab.
Die Steuereinheit 15, die einen Mikroprozessor µP zusammen mit einem Speicher M umfasst, sammelt notwendige Informationen von dem System, um das Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen. In diesem Ausführungsbeispiel werden Signale von dem Temperatursensor der Kühlflüssigkeit 16 der Steuereinheit 15 über eine Verbindung 16' zugeführt und Signale von dem Gebläse 18 werden optional der Steuereinheit durch die Verbindung 18' zugeführt. Die Steuereinheit ist auch mit Mitteln zum Steuern der Drehzahl des Gebläses 18 unter Verwendung einer Datenleitung 18" versehen. Die Steuereinheit 15 umfasst wenigstens ein Computerprogrammprodukt, bevorzugt in der Form eines Speichers M, wie beispielsweise eines ROM (Read Only Memory, Nurlesespeicher), PROM (Programmable ROM, programmierbarer Nurlesespeicher), EPROM (Erasable PROM, löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher), EEPROM (Electrically EPROM, elektrischer löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher), Flashspeicher, SRAM (Static Random Access Memory, statischer Schreib-Lese-Speicher), etc.. Ein Computerprogramm 5 ist in dem Speicher M gespeichert und die Steuereinheit ist dazu in der Lage, wenn das Programm in dem Mikroprozessor µP ausgeführt wird, das Verfahren zum Steuern der Drehzahl des Gebläses 18 auszuführen, um den Wirkungsgrad des Motors 14 zu steigern und um optional ein Verfahren zum Bestimmen der Öffnungstemperatur des Temperaturreglers 9 auszuführen.
2 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Systems 20 zum Schätzen des Wirkungsgrads eines Zwischenkühlers 13 und zum Überwachen eines Umgebungstemperatursensors 11. Das System umfasst eine Turboanordnung 12, mit einem Kompressor C und einer Turbine T, den Zwischenkühler 13, einen Motor 14, einen Kühler 19' mit einem Kühlkreislauf 19 und eine Steuereinheit 15. Luft mit einer Temperatur T_amb (Umgebungstemperatur) tritt in den Kompressors C ein, wird unter Druck gesetzt und die Lufttemperatur wird somit auf T_AC (Temperatur nach dem Kompressor) gesteigert. Die Luft mit der angehobenen Temperatur wird danach dem Zwischenkühler 13 zugeführt.
Die Luft wird auf eine niedrigere Temperatur T_boost in dem Zwischenkühler 13 gekühlt und danach dem Motor 14 zugeführt. Das Abgas von dem Motor 14 wird der Turbine T zugeführt, die den Kompressor C antreibt, und wird später von dem Fahrzeugabgasrohr ausgegeben. Der Motor 14 ist mit einem Kühlkreislauf 19 versehen, der einen Kühler 19', einen Bypass 8 und einen Temperaturregler 9 umfasst, um den Motor unter Verwendung einer Kühlflüssigkeit zu kühlen. Ein Temperatursensor 19 ist vorgesehen, um die Temperatur (T_motor ) der Kühlflüssigkeit in dem Motor 14 zu messen.
Wenn der Temperaturregler 9 geschlossen ist, dann zirkuliert die Kühlflüssigkeit durch den Bypass 8, wobei dann, wenn der Temperaturregler 9 offen ist, der Kühlflüssigkeitsstrom durch den Kühler 19' geleitet wird.
Der Kühler 19' und der Zwischenkühler 13 sind derart angeordnet, dass die Kühlflüssigkeit in dem Kühlkreis 19 und ein innerer Luftstrom durch den Zwischenkühler 13 durch einen äußeren Luftstrom. 17 gekühlt werden. Die innere gekühlte Luft, die durch den Zwischenkühler strömt, wird dem Motor 14 zugeführt. Der Wirkungsgrad η des Zwischenkühlers und das Kühlvermögen des Radiators hängen im Wesentlichen von dem äußeren Luftstrom 17 ab. Die Funktion des Kühlkreises hängt auch von einem korrekt funktionierenden Temperaturregler 9 ab. Der äußere Luftstrom 17 kann durch die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs und/oder unter Verwendung der Drehzahl eines Gebläses 18 des Motors 14 und/oder weiterer Anordnungen bestimmt werden.
Die Steuereinheit 15, die einen Mikroprozessor µP zusammen mit einem Speicher M umfasst, sammelt notwendige Informationen von dem System, um das Verfahren auszuführen. In diesem Ausführungsbeispiel werden Signale von dem Temperatursensor der Kühlflüssigkeit 16 und von dem Umgebungstemperatursensor 11 an die Steuereinheit 15 abgegeben, die über Verbindungen 16' und 11' jeweils mit diesen verbunden ist. Die Steuereinheit umfasst wenigstens ein Computerprogrammprodukt, vorzugsweise in Form eines Speichers M, wie beispielsweise eines ROM (Read Only Memory, Nurlesespeicher), PROM (Prgrammable ROM, programmierbarer Nurlesespeicher), EPROM (Erasable PROM, löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher), EEPROM (Electrically EPROM, elektrischer löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher), Flashspeicher, SRAM (Static Random Access Memory, statischer Schreib-Lese-Speicher), etc. Ein Computerprogramm 5 ist in dem Speicher M gespeichert und die Steuereinheit ist dazu in der Lage, dann, wenn das Programm in dem Mikroprozessor µP ausgeführt wird, das Verfahren zum Abschätzen des Wirkungsgrads des Zwischenkühlers auszuführen und optional ein Verfahren zum Bestimmen der Öffnungstemperatur des Temperaturreglers 9 auszuführen. Wenn der Wirkungsgrad des Zwischenkühlers akzeptabel ist, dann kann das Computerprogramm die Funktion des Umgebungstemperatursensors 11 verifizieren, wie in der schwedischen Patentanmeldung SE 200400443-8 offenbart.
Die Steuereinheit kann auch Informationen bezüglich der Drehzahl des Motors 14 über die Verbindung 14' und bezüglich Kraftstoffverbräuchen des Motors über die Verbindung 14'' sammeln. Die Steuereinheit 15 kann eine Art Alarm ausgeben, beispielsweise dann, wenn der Wirkungsgrad des Zwischenkühlers 13 zu gering ist, oder dann, wenn der Umgebungstemperatursensor 11 eine Fehlfunktion zeigt.
Der Kraftstoffverbrauch wird dazu genutzt, um zu bestimmen, dass die Temperatur nach dem Kompressor (T_AC ) niedrig genug ist, um das Verfahren zum Verifizieren der Funktion des Umgebungstemperatursensors 11 auszuführen, wenn der Wirkungsgrad des Zwischenkühlers 13 groß genug ist. Weitere Details des Vorgangs zum Verifizieren des Umgebungstemperatursensors können in der anhängigen schwedischen Patentanmeldung SE 200400443-8 aufgefunden werden.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Drehzahlsteuerung beschreibt, beispielsweise zum Vergrößern der Drehzahl, eines Gebläses in einem System, wie in 1 gezeigt, oder zum Abschätzen des Wirkungsgrads eines Zwischenkühlers in einem System, wie in 2 zeigt.
Der Ablauf startet bei Schritt 30 und schreitet vor zu Schritt 31, wo die Öffnungstemperatur T_open des Temperaturreglers 9 in der Kühlschleife 19 bestimmt wird. Die Öffnungstemperatur könnte ein fester Wert sein, der von dem Hersteller des Temperaturreglers vorgegeben wird, oder ein vorangehend in dem Speicher der Steuereinheit 15 gespeicherter Wert, jedoch muss normalerweise die Öffnungstemperatur regelmäßig gemessen werden, da sie schwanken kann. Verfahren zum Bestimmen der Öffnungstemperatur werden im Zusammenhang mit 4, 5 und 6 beschrieben. Der Wert der bestimmten Öffnungstemperatur wird normalerweise dann gemessen, wenn der Motor gestartet wird, und danach in dem Speicher M der Steuereinheit 15 gespeichert.
In Schritt 32 wird die Temperatur T_motor der Kühlflüssigkeit in dem Motor 15 unter Verwendung eines Temperatursensors 16 gemessen. Der Wert kann in dem Speicher M der Steuereinheit 15 gespeichert werden.
Wenn der Wert der Öffnungstemperatur T_open in dem Speicher M gespeichert wurde und die Kühlflüssigkeitstemperatur T_motor gemessen wurde, dann wird die Differenz zwischen diesen in Schritt 33 mit einem Temperaturgrenzwert T_limit>0 verglichen. Wenn T_motor-T_open>T_limit ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 34 vor, wo die Drehzahl des Gebläses 18 gesteuert werden kann, da die Kühlflüssigkeit durch den Kühler 19' hindurch strömt und/oder ein Alram, der den niedrigen Wirkungsgrad des Zwischenkühlers 13 angibt, wird ausgegeben. Der Ablauf schreitet dann zu Schritt 35 vor. Wenn andererseits T_motor-T_open≤ T_limit ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 35 vor.
Wenn die Öffnungstemperatur T_open unter Verwendung eines Verfahrens, wie im Zusammenhang mit 4, 5 und 6 beschrieben bestimmt wird, und wenn in Schritt 35 entschieden wird, dass T_open zu aktualisieren ist, dann wird der Ablauf zu Schritt 31 zurückgeführt. Wenn andererseits eine Aktualisierung der Öffnungstemperatur T_open nicht möglich ist (im Falle eines fixierten Werts) oder wenn dies nicht erforderlich ist, dann wird der Ablauf zu Schritt 32 zurückgesetzt, wo eine neue Messung der Kühltemperatur T_motor durchgeführt wird.
Eine Aktualisierung der Öffnungstemperatur wird, falls möglich, normalerweise in regelmäßigen Intervallen durchgeführt, beispielsweise in Intervallen von 2-4 Stunden.
T_open eines Temperaturreglers 9 liegt normalerweise im Temperaturbereich 80-90°C und ein typischer Wert liegt bei etwa 85°C. Ein Beispiel für einen Temperaturwert T_limit zum Bestimmen, dass die Kühlflüssigkeit durch den Kühler 19' fließt, liegt bei >0 °C. Ein weiteres Beispiel eines Temperaturgrenzwerts T_limit zum Abschätzen des Wirkungsgrads eines Zwischenkühlers 13 liegt zwischen 1,5 bis 2°C. Dies gibt für einen typischen Zwischenkühler einen Wirkungsgrad des Zwischenkühlers von mehr als 99% (>0,99) an, was ausreichend ist, um mit dem Funktionstest des Umgebungstemperatursensors 11 fortzufahren, wie vorstehend beschrieben.
4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zum Bestimmen der Öffnungstemperatur T_open des Temperaturreglers 9 (Schritt 31 in 3), wenn die Öffnungstemperatur T_open vorab nicht bekannt ist. Die Temperatur der Kühlflüssigkeit T_motor wird in Schritt 41 gemessen und in Schritt 42 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob die gemessene Temperatur T_motor ein lokaler Maximaltemperaturwert T_max (T_motor ) ist oder nicht. Wenn der gemessene Wert von T_motor kein Maximalwert ist, wird der Ablauf zu Schritt 41 zurückgeführt und eine neue Messung von T_motor durchgeführt. Wenn andererseits der gemessene Wert T_motor ein Maximalwert ist, wird der Wert in einem Speicherbereich in dem Speicher M abgespeichert und der Ablauf schreitet zu Schritt 43 vor. In Schritt 43 wird die Öffnungstemperatur T_open auf den gespeicherten lokalen Maximaltemperaturwert T_max (T_motor ) festgelegt. Der Ablauf schreitet danach zu Schritt 32 in 3 vor.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zum Bestimmen der Öffnungstemperatur T_open des Temperaturreglers 9 (Schritt 31 in 3), wenn die Öffnungstemperatur T_open nicht vorab bekannt ist. Ein Speicherbereich, wie beispielsweise ein Vektor v̅, wird in Schritt 51 gelöscht und die Kühlflüssigkeitstemperatur T_motor wird danach in Schritt 52 gemessen. In Schritt 53 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob ein lokaler Extremtemperaturwert (Maximum T_max oder Minimum T_min ) aufgefunden wurde. Wenn ein Extremum aufgefunden wurde, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 54 vor und der Extremwert wird in dem Speicherbereich v̅ gespeichert, wenn nicht, dann wird der Ablauf zu Schritt 52 zurückgeführt, um ein weiteres T_motor zu messen. Auf einen Minimaltemperaturwert T_min folgt stets ein Maximaltemperaturwert T_max und umgekehrt, wie in 7 dargestellt.
In Schritt 55 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob genug Extrema aufgefunden und gespeichert wurden. Wenn nicht, dann wird der Ablauf zu Schritt 52 zurückgeführt und es wird ein neues Extremum gesucht. Wenn genügend Extremwerte aufgefunden wurden, dann setzt sich der Ablauf bei Schritt 56 fort und die Temperaturdifferenz T_diff zwischen allen nachfolgenden Extremwerten, die in dem Speicherbereich v̅ gespeichert wurden, werden berechnet. Wenn irgendein T_diff niedriger als eine vorab ausgewählte niedrige Temperaturgrenze T_low ist, dann wird der Ablauf von Schritt 57 zu Schritt 51 zurückgeführt, wo der Speicherbereich gelöscht wird, und der Vorgang startet insgesamt neu. Wenn andererseits kein T_diff aufgefunden wurde, das niedriger liegt als T_low (in Schritt 57), dann setzt sich der Ablauf bei Schritt 58 fort. Wenn irgendein T_diff größer ist als eine vorab ausgewählte hohe Temperaturgrenze T_high , dann wird der Ablauf von Schritt 58 zu Schritt 51 zurückgeführt, wo der Speicherbereich gelöscht wird und der Vorgang startet insgesamt neu. Wenn andererseits kein T_diff aufgefunden wurde, das größer ist als T_high (in Schritt 58), dann setzt sich der Ablauf in Schritt 59 fort, wo die Öffnungstemperatur T_open auf das Maximum des gespeicherten T_max in dem Speicherbereich festgesetzt wird. Der Ablauf setzt sich danach bei Schritt 32 in 3 fort.
In 6 ist ein Flussdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels zum Bestimmen der Öffnungstemperatur T_open eines Temperaturreglers 9 gezeigt. Dies ist eine erweiterte Variante des Flussdiagramms, das in Verbindung mit 5 beschrieben wurde und es wurden ähnliche Schritte mit denselben Bezugszeichen zu Gunsten der Klarheit bezeichnet.
Zeitzähler R_up und R_down werden in Schritt 61 zurückgesetzt, bevor der Speicherbereich v̅ in Schritt 51 gelöscht wird. Der Ablauf setzt sich mit Schritt 52 fort, wo die Temperatur der Kühlflüssigkeit gemessen wird, und zählt danach hoch, bevor eine Entscheidung in Schritt 63 getroffen wird, ob ein Maximaltemperaturwert T_max aufgefunden wurde oder nicht. Wenn ein Maximalwert aufgefunden wurde, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 67 vor und der Zähler R_down wird zurückgesetzt, bevor der Ablauf sich bei Schritt 68 fortsetzt. Wenn kein Maximalwert aufgefunden wurde, dann setzt sich der Ablauf bei Schritt 64 fort, wo eine Entscheidung darüber getroffen wird, ob eine Minimaltemperatur T_min aufgefunden wurde oder nicht. Wenn ein Minimalwert aufgefunden wurde, dann setzt sich der Ablauf bei Schritt 65 fort und der Zähler R_up wird zurückgesetzt, bevor der Ablauf bei Schritt 66 fortfährt. Wenn kein Minimalwert aufgefunden wurde, dann wird der Ablauf zu Schritt 52 zurückgeführt, um ein weiteres T_motor zu messen.
In Schritt 66 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob eine Ablaufzeit t_down (englisch: down-time), die von R_down gezählt wurde, innerhalb eines zulässigen Intervalls (t_{down, low} : t_{down, high} ) liegt oder nicht. Wenn t_down OK ist, dann setzt sich der Ablauf bei Schritt 64 fort und T_min wird in dem Speicherbereich v̅ gespeichert; wenn nicht, dann wird der Ablauf zu Schritt 51 zurückgeführt, um den Speicherbereich zu löschen und den Vorgang erneut zu starten, um die Öffnungstemperatur des Temperaturreglers zu bestimmen.
In Schritt 68 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob eine Ablaufzeit t_up (englisch: up-time), die von R_up gezählt wurde, innerhalb eines zulässigen Intervalls (t_{up, low} : t_{up, high} ) liegt oder nicht. Wenn t_up OK ist, dann setzt sich der Ablauf bei Schritt 54 fort und T_max wird in dem Speicherbereich v̅ gespeichert; wenn nicht, dann wird der Ablauf zu Schritt 51 zurückgeführt, um den Speicherbereich zu löschen und um den Vorgang zum Bestimmen der Öffnungstemperatur des Temperaturreglers neu zu starten. In Schritt 55 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob genug Extremwerte aufgefunden wurden oder nicht. Bevorzugt werden zumindest fünf Extremwerte aufgefunden und gespeichert, bevor der Ablauf zu Schritt 56 fortschreitet, wo die Differenzen zwischen allen aufeinanderfolgenden Extremwerten berechnet werden. Andernfalls wird der Ablauf zu Schritt 52 zurückgeführt, um einen weiteren Extremwert aufzufinden. Wenn irgendein T_diff höher ist als ein vorbestimmter niedriger Temperaturgrenzwert T_low , dann wird der Ablauf von Schritt 57 zu Schritt 51 zurückgeführt, wo der Speicherbereich gelöscht wird, und der Vorgang startet insgesamt neu. Wenn andererseits kein T_diff aufgefunden wurde, das niedriger ist als T_low (in Schritt 57) dann schreitet der Ablauf zu 58 vor. Wenn irgendein T_diff größer ist, als ein vorbestimmter hoher Temperaturgrenzwert T_high , dann wird der Ablauf von Schritt 58 zu Schritt 51 zurückgeführt, wo der Speicherbereich gelöscht wird und der Vorgang startet insgesamt neu. Wenn andererseits kein T_diff aufgefunden wurde, das größer ist als T_high (in Schritt 58) dann setzt sich der Ablauf in Schritt 59 fort, wo die Öffnungstemperatur T_open auf das Maximum des in dem Speicherbereich gespeicherter T_max festgelegt wird. Der Ablauf fährt danach bei Schritt 32 in 3 fort.
Wenn keine Öffnungstemperatur während eine vorbestimmten Zeit T_long festgestellt werden konnte, beispielsweise T_long = zwei Stunden, dann wird der Vorgang zum Verifizieren des Umgebungstemperatursensors ausgeführt, ohne eine korrekte Öffnungstemperatur verifiziert zu haben.
Der Grund für das Festlegen eines zulässigen Intervalls (t_{down, low} : t_{down, high} ) für die Ablaufzeit t_down und eines zulässigen Intervalls (t_{up, low}: t_{up, high} ) für die Ablaufzeit t_up , ist der Folgende: Die Öffnungszeit und die Schließzeit für einen Temperaturregler können aufgrund der Konstruktion des Temperaturreglers schwanken. Normalerweise wird Wachs verwendet, das schmilzt und sich verfestigt, um den Regler zu öffnen und zu schließen. Lange Kühlkreisläufe beeinflussen ebenfalls die zulässigen Zeitintervalle. Der Temperaturbereich für das zulässige Intervall T_low : T_high ist relativ breit aufgrund der schwankenden Länge der Kühlkreisläufe, was natürlich eine Trägheit in das System einbringt.
Um die Erfindung unter Verwendung von drei Ausführungsbeispielen darzustellen, die in Verbindung mit 4, 5 und 6 beschrieben sind, wird ein Beispiel einer Temperaturkurve 70 in 7 gezeigt. Die Kurve 70 ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem gezeichnet, wobei die Zeit t [sec] auf der x-Achse und die Temperatur [°C] auf der y-Achse angetragen sind. Jeder Extremwert ist mit einem Kreuz auf der Temperaturkurve 70 markiert und aufeinanderfolgend mit 1 bis 5 nummeriert. Tabelle 1 zeigt jeden Temperaturwert und Zeitpunkt zusammen mit der berechneten Ablaufzeit. Tabelle 1

n Extremwert T_n [°C] t_n t_up t_down

1 Max 88.3 7 sec - -

2 Min 84.1 55 sec - 48 sec

3 Max 89.2 84 sec 29 sec -

4 Min 85.0 119 sec - 35 sec

5 Max 89.8 143 sec 24 sec -
Beispiel 1
Unter Verwendung des ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Bestimmen der Öffnungstemperatur des Temperaturreglers, wie in Verbindung mit 4 beschrieben, ergibt sich, dass T_open gleich dem Messwert für den Maximaltemperaturwert bei t₁ ist, das heißt, T_open = 88,3 °C.
Beispiel 2
Das zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Bestimmen der Öffnungstemperatur des Temperatursensors, wie in Verbindung mit 5 beschrieben, erfordert weitere Berechnungen, bevor die Öffnungstemperatur bestimmt werden kann. Die absolute Differenz zwischen allen folgenden Extremwerten wird in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2

n T_n-T_n-1

1 -

2 4.2 °C

3 5.1 °C

4 4.2 °C

5 4.8 °C
Alle Temperaturdifferenzen zwischen den Extremwerten liegen innerhalb eines bevorzugten Temperaturbereichs T_low = 1 °C, und T_high = 7 °C, was bedeutet, dass T_open gleich der gemessenen Temperatur für den maximalen Temperaturwert bei t₃ ist, das heißt T_open = 89, 2 °C, wenn lediglich drei Extremwerte (n=1-3) dahingehend ausgewählt werden, dass sie dazu geeignet sind, in dem Speicherbereich abgespeichert zu werden, bevor T_open bestimmt wird.
Beispiel 3
Das dritte Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Bestimmen der Öffnungstemperatur des Temperaturreglers, wie in Verbindung mit 6 beschrieben, erfordert Berechnungen, die in Tabelle 2 angegeben sind. Ferner muss auch die in Tabelle 1 angegebene Ablaufzeit berücksichtigt werden, bevor die Öffnungstemperatur bestimmt werden kann.
Es sei angenommen: T_low =1 °C, und T_high =7 °C, wie in Beispiel 2, und ferner t_up, _low = 22 Sekunden, t_up, _high = 70 Sekunden, t_down, _low = 18 Sekunden und t_down, _high = 45 Sekunden.
Es werden drei Extremwerte ausgewählt, die dazu geeignet sind, in dem Speicherbereich abgespeichert zu werden, bevor T_open bestimmt wird, jedoch ist der zweite Extremwert (n=2) nicht zulässig, da die Ablaufzeit t_down =48 Sekunden größer ist, als die maximal zulässige t_down, _high = 45 Sekunden. Der Speicherbereich wird somit gelöscht und das Verfahren zum Bestimmen der Öffnungstemperatur wird erneut gestartet. T_open wird nach drei Extremwerten derart bestimmt, dass die gemessene Temperatur für den maximalen Temperaturwert bei t₅ liegt, das heißt T_open = 89, 8 °C.
In 8a ist ein Fahrzeug 80 gezeigt, das mit einer Steuereinheit 15 und einem Motor 14 versehen ist, der eine Kühlschleife 19 mit einem Kühler 19' und einem Temperaturregler 9 in einem vorderen Abschnitt 81 des Fahrzeugs ausgebildet ist. Das Fahrzeug könnte auch mit einem Zwischenkühler 13 in Abhängigkeit von der Anwendung der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein. Dieser Fahrzeugtyp ist normalerweise ein Lastkraftwagen, jedoch können Busse ebenso den Motor 14 in einem vorderen Abschnitt des Busses angeordnet haben. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs der dominierende Teil für den Kühlluftstrom, der dem Kühler 19' und dem Zwischenkühler 13 bereitgestellt wird.
In 8b ist ein Fahrzeug 83 gezeigt, das mit einer Steuereinheit 15 in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 83 versehen ist, und ein Motor 14 mit oder ohne einem Zwischenkühler 13 in Abhängigkeit vom Anwendungsfall des Fahrzeugs, ist in einem vorderen Abschnitt 82 des Fahrzeugs angeordnet. Dieser Fahrzeugtyp ist normalerweise ein Bus, in dem die Drehzahl des Gebläses 18 der dominierende Teil für den Kühlluftstrom ist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird bevorzugt als ein Computerprogramm ausgeführt, das in der Steuereinheit implementiert ist. Ferner kann das Computerprogramm auf einem Computerprogrammprodukt, wie beispielsweise einer CD-ROM, einem Magnetband, Disketten oder Festplatten etc. gespeichert sein.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Drehzahl eines Gebläses (18) in einem Fahrzeug (80; 83) mit einem Motor (14), der von einer Kühlflüssigkeit in einem Kühlkreis (19) mit einem Kühler gekühlt wird und von einem Temperaturregler (9) geregelt wird, wobei ein Temperatursensor (16) die Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit misst, wobei ein Kühlluftstrom (17) durch den Kühler (19') von dem Gebläse (18) zum Kühlen der Kühlflüssigkeit gesteuert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bestimmen einer Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9) durch die Schritte: A) regelmäßiges Messen der Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit und Speichern wenigstens eines aufgefundenen lokalen maximalen Temperaturwerts (T_max), und B) Festlegen der Öffnungstemperatur (Topen) als einen der aufgefundenen lokalen maximalen Temperaturwerte (Tmax), der in dem Speicher gespeichert wurde, b) regelmäßiges Messen der Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit und Vergleichen dieser mit der nach Schritt a) bestimmten Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9) und c) Vergrößern der Drehzahl des Gebläses (18) zum Steuern der Geschwindigkeit des Kühlluftstroms (17), wenn die Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit größer ist als die nach Schritt a) bestimmte Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt A ferner die Schritte umfasst: A1 regelmäßiges Messen der Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit und Speichern wenigstens eines aufgefundenen lokalen minimalen Temperaturwerts (T_min) in einem Speicher, A2 Erzeugen eines Speicherbereichs, in dem der aufgefundene lokale maximale und lokale minimale Temperaturwert (T_min) aufeinanderfolgend gespeichert werden, A3 Bestimmen der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden A4 gespeicherten Temperaturwerten in dem Speicherbereich, und Löschen des Speicherbereichs und erneutes Starten des Vorgangs des Bestimmens der Öffnungstemperatur (T_open) in dem Schritt A, wenn die bestimmte Differenz in Schritt A3 außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs (T_low: T_high) liegt, oder Fortfahren mit Schritt B, wenn alle bestimmten Differenzen in Schritt A3 innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs (T_low: T_high) liegen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der aufgefundene lokale minimale Temperaturwert (T_min) lediglich dann in dem Speicher gespeichert wird, wenn die Ablaufzeit (t_down), die zwischen dem vorangehenden lokalen maximalen Temperaturwert (T_max) und dem aufgefundenen lokalen minimalen Temperaturwert (T_min) abgelaufen ist, innerhalb eines ersten vorbestimmten Zeitintervalls (t_down, _low: t_down, _high) liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die verstrichene Ablaufzeit (t_down) von einem ersten Zähler (R_down) gemessen wird, der auf Null gesetzt wird, wenn ein lokaler maximaler Temperaturwert (T_max) aufgefunden wurde, und erhöht wird, bis der nächste lokale minimale Temperaturwert (T_min) aufgefunden wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der aufgefundene lokale maximale Temperaturwert (T_max) lediglich dann in dem Speicher gespeichert wird, wenn eine Ablaufzeit (t_up), die zwischen dem vorangehenden lokalen minimalen Temperaturwert (T_min) und dem aufgefundenen lokalen maximalen Temperaturwert (T_max) verstrichen ist, innerhalb eines zweiten vorbestimmten Zeitintervalls (t_up, _low: t_up, _high) liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die verstrichene Ablaufzeit (t_up) von einem zweiten Zähler (R_up) gemessen wird, der auf Null gesetzt wird, wenn der lokale minimale Temperaturwert (T_min) aufgefunden wird, und vergrößert wird, bis der nächste lokale maximale Temperaturwert (T_max) aufgefunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei alle gespeicherten Temperaturwerte (T_max, T_min) verworfen werden und der Vorgang zum Bestimmen der Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9) bei Schritt A neu gestartet wird, wenn eine verstrichene Zeit (t_up, t_down) außerhalb des entsprechenden ersten und zweiten Zeitintervalls liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Drehzahl des Gebläses (18) auf eine niedrigere Drehzahl reduziert wird, wenn die Temperatur (T_motor) der Kühlflüssigkeit niedriger ist als die vorbestimmte Öffnungstemperatur (T_open) des Temperaturreglers (9).
Computerprogramm zur Drehzahlsteuerung eines Gebläses (18), wobei das Computerprogramm dann, wenn es in einer Steuereinheit (15) ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.
Computerprogrammprodukt mit einem computerlesbaren Medium und einem Computerprogramm gemäß Anspruch 9, wobei das Computerprogramm in dem computerlesbaren Medium enthalten ist.
Steuereinheit (15) zum Steuern der Drehzahl eines Gebläses (18) in einem Fahrzeug (80; 83) mit einem Motor (14), wobei die Steuereinheit (15) eine Speichereinheit (M) mit einem Computerprogramm nach Anspruch 9 umfasst.
Fahrzeug (80; 83) mit einem Motor (14), wobei das Fahrzeug (80; 83) mit einer Steuereinheit nach einem der Anspruch 11 versehen ist.