DE102021124037A1

DE102021124037A1 - System und verfahren für ein motorkühlsystem

Info

Publication number: DE102021124037A1
Application number: DE102021124037.9A
Authority: DE
Inventors: Hassan Farhat; Ravi Gopal; Yixin Yao
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2022-03-17
Also published as: US11274595B1; CN114198190A; US20220082047A1

Abstract

Die Offenbarung stellt ein System und Verfahren für ein Motorkühlsystem bereit. Es werden Verfahren und Systeme zum Anpassen des Betriebs einer Pumpe und eines Lüfters eines Motorkühlsystems bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren das Anpassen einer Drehzahl der Pumpe und einer Drehzahl des Lüfters auf Grundlage von einem oder mehreren von einer Temperatur von in einen Wärmetauscher des Kühlsystems eintretendem Kühlmittel, einer Temperatur von aus dem Wärmetauscher austretender Luft und einer Temperatur von in den Wärmetauscher eintretender Luft beinhalten.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Anpassen des Betriebs von elektrischen Pumpen und Lüftern eines Kühlsystems eines mit Verbrennungsmotor angetriebenen, Hybrid-, Brennstoffzellen- oder Elektrofahrzeugs.
Allgemeiner Stand der Technik
Fahrzeugkühlsysteme können verschiedene Kühlkomponenten beinhalten, wie etwa Kühler, Kühllüfter und -gebläse, Kondensatoren, flüssiges Kühlmittel usw. Ein elektrisch angetriebener Motorkühllüfter kann durch einen Elektromotor angetrieben sein, der entweder eine veränderliche Drehzahl aufweist oder durch ein Relais gesteuert ist. Die flüssige Kühlmittel kann durch das Betreiben einer elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe durch die Motorkomponenten zirkuliert werden. Wenn Motortemperaturen (oder Motorkühlmitteltemperaturen) den Zielbereich überschreiten, wird der Kühllüfter betrieben und/oder die Pumpendrehzahl erhöht, um den Luftstrom und/oder Kühlmittelstrom durch den Motor zu erhöhen, der die ungewünschte Wärme nach außen oder an das Kühlmittel abführt. Der Kühllüfter befindet sich typischerweise im Motorraum an der Vorderseite oder Rückseite des Kühlers. Bei der Wärmeübertragung vom Motor zum Kühlmittel kann das Kühlmittel durch einen Wärmetauscher, wie etwa einen Kühler, zirkuliert werden, bei dem die Wärme abgeführt wird, und das Kühlmittel wird gekühlt, bevor es zurück zum Motor zirkuliert wird. Wenn der Kühllüfter betrieben wird, um Luft zum Motor zu leiten, strömt die Kühlluft durch den Kühler und kühlt auch das Kühlmittel.
Es werden verschiedene Ansätze zum Betreiben der Kühlmittelpumpe und des Lüfters in einem Motorkühlsystem bereitgestellt. In einem Beispiel, wie in dem US-Patent Nr. 8,997,847 gezeigt, lehrt Schwartz das Anpassen einer Lüfterdrehzahl oder einer Kühlmittelpumpendrehzahl auf Grundlage einer Erhöhung der Wärmeübertragungsgeschwindigkeit Die Wahl des Erhöhens der Lüfterdrehzahl oder des Erhöhens der Pumpendrehzahl kann derartig bestimmt werden, dass der Leistungsverbrauch minimiert wird. Eine Zuordnung der Kühlerleistung kann beim Schätzen der Wärmeübertragungsrate verwendet werden.
Die Erfinder haben in dieser Schrift jedoch mögliche Probleme mit derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel kann in einem Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher eine wirksame Kühlung nicht nur durch das Erhöhen der Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit ohne koordinierte Änderungen bei der Lüfterdrehzahl umgesetzt werden. Ferner beschreibt Schwartz eine rechenintensive Schätzung der Wärmeübertragungsrate auf Grundlage von Wirkungsgrad, Wärmekapazität und Massenströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels. Ein wirksamer Betrieb des Kühlsystems ist gewünscht, um den Kraftstoffwirkungsgrad zu verbessern, während die gewünschte Motorkühlung erreicht wird.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs angegangen werden, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Anpassen einer Drehzahl eines Kühllüfters und einer Drehzahl einer Kühlpumpe des Fahrzeugs auf Grundlage eines Verhältnisses von Temperaturunterschieden eines Wärmetauschers. Das Verhältnis der Temperaturunterschiede kann der Wirkungsgrad des Wärmetauschers sein. Die Drehzahl des Kühllüfters kann schrittweise angepasst werden, um die gewünschte Kühlung durch das Verwenden eines niedrigstmöglichen Luftstroms auf Grundlage einer Änderungsgeschwindigkeit der Kühlmitteltemperatur zu erreichen, die in den Wärmetauscher eintritt, und die Drehzahl der Kühlpumpe kann angepasst werden, um einen verbesserten Kühlerwirkungsgrad zu erreichen. Auf diese Weise können die Drehzahl des Lüfters und die Drehzahl der Pumpe angepasst werden, um den Wirkungsgrad des Kühlers zu maximieren, die gewünschte Kühlung zu erreichen und den Blindleistungsverlust zu verringern.
Als ein Beispiel kann ein erster Kühlmitteltemperatursensor an einen Kühlmitteleinlass gekoppelt sein, über den Kühlmittel (nach dem Strömen durch den Motor) in den Kühler eintritt. Ein erster Lufttemperatursensor kann an eine erste Seite des Kühlers gekoppelt sein, die einer Kühlergrillklappe zugewandt ist, durch die Umgebungsluft zu dem Kühler strömt, und ein zweiter Lufttemperatursensor kann an eine zweite Seite des Kühlers proximal zu dem Lüfter gekoppelt sein. Es kann ein Unterschied bei der Lufttemperatur am Kühler überwacht werden. der Wirkungsgrad des Kühlers kann auf Grundlage der Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels und des Unterschieds bei der Lufttemperatur am Kühler geschätzt werden. Der Wirkungsgrad des Kühlers kann mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit abgefragt werden. Die Lüfterdrehzahl kann auf Grundlage von schrittweisen Änderungen der Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels angepasst werden, und die Pumpendrehzahl kann auf Grundlage einer Änderungsgeschwindigkeit des Wirkungsgrads des Kühlers angepasst werden.
Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Kühlers auf Grundlage der Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels und der Änderung der Lufttemperatur am Kühler verbessert werden. Die technische Wirkung des Anpassens der Lüfterdrehzahl und Pumpendrehzahl auf Grundlage einer Änderung der Kühlmitteltemperaturänderung im Zeitverlauf und des Wirkungsgrads des Kühlers ist, dass der Wirkungsgrad des Kühlers mit einer geringeren Erhöhung der Lüfterdrehzahl maximiert werden kann, wodurch ein Blindleistungsverlust verringert wird, während ein gewünschter Grad an Motorkühlung bereitgestellt wird.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlsystems in einem Kraftfahrzeug.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Schätzen des Wirkungsgrads eines Kühlers.
Die 3A-3B zeigen ein Ablaufdiagramm eines ersten beispielhaften Verfahrens zum Anpassen der Wasserpumpendrehzahl und der Lüfterdrehzahl eines Motorkühlsystems.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Verfahrens zum Anpassen der Wasserpumpendrehzahl und der Lüfterdrehzahl eines Motorkühlsystems.
5A zeigt einen Verlauf der Änderung der Leistungsfähigkeit des Kühlers mit Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler.
5B zeigt einen Verlauf der Änderung des Wirkungsgrads des Kühlers mit Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Anpassen der Drehzahl einer Pumpe und der Drehzahl eines Lüfters eines Kühlsystems, wie etwa des in 1 gezeigten Kühlsystems. Um die Leistungsverwendung durch eine Wasserpumpe und einen Lüfter des Kühlsystems zu optimieren, während die Motorkühlfunktionen erfüllt werden, können die Lüfterdrehzahl und die Pumpendrehzahl auf Grundlage eines Wirkungsgrads eines Wärmetauschers, wie etwa eines Kühlers des Kühlsystems, angepasst werden. Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, Steuerprogramme durchzuführen, wie etwa das Beispielprogramm aus 2, um den Wirkungsgrad des Kühlers zu schätzen. Änderungen der Leistungsfähigkeit und des Wirkungsgrads des Kühlers mit der Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler sind jeweils in den 5A, 5B gezeigt. Beispielhafte Anpassungen der Pumpendrehzahl und der Lüfterdrehzahl können gemäß den Steuerprogrammen aus den 3A-4 ausgeführt werden.
1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeugkühlsystems 100 in einem Kraftfahrzeug 102. Das Fahrzeug 102 weist Räder 106, eine Fahrgastzelle 105 und einen Motorraum 103 auf. In dem Motorraum 103 können verschiedene Motorraumkomponenten unter der Motorhaube (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs 102 untergebracht sein. Zum Beispiel kann in dem Motorraum 103 eine Brennkraftmaschine 10 untergebracht sein. Die Brennkraftmaschine 10 weist eine Brennkammer auf, die Ansaugluft über einen Einlasskanal 44 aufnehmen kann und Verbrennungsgase über einen Abgaskanal 48 ausstoßen kann. In einem Beispiel kann der Einlasskanal 44 als Staulufteinlass konfiguriert sein, wobei der durch das Bewegen des Fahrzeugs 102 erzeugte Staudruck verwendet werden kann, um einen statischen Luftdruck innerhalb des Einlasskrümmers des Motors zu erhöhen. Somit könnte dies einen größeren Luftmassestrom durch den Motor ermöglichen, wodurch die Motorleistung erhöht wird. Der Motor 10 kann in der in dieser Schrift veranschaulichten und beschriebenen Form in einem Fahrzeug, wie etwa einem Straßenautomobil, neben anderen Arten von Fahrzeugen beinhaltet sein. Obwohl die beispielhaften Anwendungen des Motors 10 unter Bezugnahme auf ein Fahrzeug beschrieben sind, versteht es sich, dass die verschiedene Arten von Motoren und Fahrzeugantriebssystemen verwendet werden können, was Personenkraftwagen, Trucks usw. beinhaltet.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 102 ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) sein, bei dem einem oder mehreren Rädern 106 mehrere Drehmomentquellen zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen kann das Fahrzeug 102 ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Motor oder ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n) sein. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 102 den Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Die elektrische Maschine 52 kann ein Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator sein. Eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über ein Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 106 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 in Eingriff gebracht sind. In dem abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen dem Motor 10 (z. B. zwischen der Kurbelwelle des Motors 10) und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 56 ist zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Eine Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung in oder außer Eingriff zu bringen, um die Kurbelwelle mit der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen. Das Getriebe 54 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein.
Der Antriebsstrang kann verschiedenartig konfiguriert sein, darunter als ein Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug. In Ausführungsformen als Elektrofahrzeug kann eine Systembatterie 58 eine Traktionsbatterie sein, die der elektrischen Maschine 52 elektrische Leistung zuführt, um den Fahrzeugrädern 106 Drehmoment bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann die elektrische Maschine 52 außerdem als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Laden der Systembatterie 58 bereitzustellen. Es versteht sich, dass die Systembatterie 58 in anderen Ausführungsformen, welche Ausführungsformen als Nicht-Elektrofahrzeug beinhalten, eine typische Anlasser-, Licht- und Zündungsbatterie (starting, lighting, ignition battery - SLI-Batterie) sein kann, die an eine Lichtmaschine 72 gekoppelt ist.
Die Lichtmaschine 72 kann dazu konfiguriert sein, die Systembatterie 58 unter Verwendung von Motordrehmoment über die Kurbelwelle bei laufendem Motor zu laden. Zusätzlich kann die Lichtmaschine 72 ein oder mehrere elektrische Systeme des Motors, wie etwa ein oder mehrere Zusatzsysteme, die ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-(HLK-)System, Fahrzeugbeleuchtung, ein fahrzeuginternes Unterhaltungssystem und andere Zusatzsysteme beinhalten können, auf Grundlage ihrer entsprechenden elektrischen Bedarfe mit Leistung versorgen. In einem Beispiel kann ein an der Lichtmaschine entnommener Strom auf Grundlage von jedem von einem Fahrerkabinenkühlbedarf, einer Batterieladeanforderung, Bedarfen von anderen Zusatzfahrzeugsystemen und Elektromotordrehmoment durchgehend variieren. Ein Spannungsregler kann an die Lichtmaschine 72 gekoppelt sein, um den Leistungsausgang der Lichtmaschine auf Grundlage von Systemnutzungsanforderungen zu regeln, was die Zusatzsystemebedarfe beinhaltet.
Der Motorraum 103 kann ferner ein Kühlsystem 100 beinhalten, das Kühlmittel durch die Brennkraftmaschine 10 zirkuliert, um Abwärme aufzunehmen, und verteilt das erwärmte Kühlmittel auf einen Kühler 80 und/oder einen Heizkern 55 über Kühlmittelleitungen 82 bzw. 84. In einem Beispiel kann das Kühlsystem 100, wie abgebildet, an den Motor 10 gekoppelt sein und kann Motorkühlmittel von dem Motor 10 über eine von dem Motor angetriebene Wasserpumpe 86 zu dem Kühler 80 und über die Kühlmittelleitung 82 zurück zu dem Motor 10 zirkulieren. In einem Beispiel kann die Wasserpumpe 86 über einen Antrieb von vorderen Nebenaggregaten (front end accessory drive - FEAD) 36 an den Motor gekoppelt sein und über einen Riemen, eine Kette usw. proportional zur Motordrehzahl (vom Motor angetrieben) gedreht werden. In einem anderen Beispiel kann die Wasserpumpe 86 durch Leistung von der Systembatterie 58 über batteriebetriebene Motoren 85 angetrieben sein. Insbesondere kann die Pumpe 86 Kühlmittel durch Kanäle in dem Motorblock, -kopf usw. zirkulieren, um Motorwärme aufzunehmen, die dann über den Kühler 80 auf die Umgebungsluft übertragen wird. Der von der Pumpe erzeugte Druck ist proportional zur Pumpendrehzahl und Motorbeschränkung, die durch das Anpassen der an die Pumpe abgegebenen Batterieleistung angepasst werden kann, und die Pumpe kann mit einer Drehzahl betrieben werden, die nichtproportional zur Motordrehzahl ist. Die Temperatur des Kühlmittels kann durch ein Thermostatventil 38 geregelt werden, das sich in der Kühlleitung 82 befindet und geschlossen gehalten werden kann, bis das Kühlmittel eine Schwellentemperatur erreicht.
Kühlmittel kann durch die Kühlmittelleitung 82, wie vorstehend beschrieben, und/oder durch die Kühlmittelleitung 84 zum Heizkern 55 strömen, wo die Wärme auf die Fahrgastzelle 105 übertragen werden kann, bevor das Kühlmittel zurück zum Motor 10 strömt. Das Kühlmittel kann zusätzlich durch eine Kühlmittelleitung 81 und durch eine oder mehrere von der elektrischen Maschine (z. B. dem Elektromotor) 52 und der Systembatterie 58 strömen, um Wärme von der einen oder den mehreren von der elektrischen Maschine 52 und der Systembatterie 58 aufzunehmen, insbesondere wenn das Fahrzeug 102 ein HEV oder ein Elektrofahrzeug ist. In einigen Beispielen kann die von dem Motor angetriebene Wasserpumpe 86 betrieben werden, um das Kühlmittel durch jede der Kühlmittelleitungen 81, 82 und 84 zu zirkulieren.
Ein oder mehrere Gebläse (nicht gezeigt) und Kühllüfter können in dem Kühlsystem 100 beinhaltet sein, um Luftstromunterstützung bereitzustellen und einen Kühlluftstrom durch die Motorraumkomponenten zu verstärken. Zum Beispiel kann der Kühllüfter 91, der an den Kühler 80 gekoppelt ist, betrieben werden, wenn sich das Fahrzeug bewegt und der Verbrennungsmotor läuft, um kühlende Luftstromunterstützung über den Kühler 80 bereitzustellen. Der Kühllüfter kann (bei Blick von einem Kühlergrill 112 in Richtung des Motors 10) hinter dem Kühler 80 gekoppelt sein. In einem Beispiel kann der Kühllüfter 91 als ein schaufelloser Kühllüfter konfiguriert sein. Das heißt, der Kühllüfter kann dazu konfiguriert sein, ohne die Verwendung von Schaufeln oder Leitschaufeln einen Luftstrom abzugeben, wodurch ein Luftstromausgabebereich geschaffen wird, der frei von Leitschaufeln oder Schaufeln ist. Der Kühllüfter 91 kann einen Kühlluftstrom durch eine Öffnung am Vorderteil des Fahrzeugs 102, zum Beispiel durch den Kühlergrill 112, in den Motorraum 103 saugen. Eine derartige Kühlluftströmung kann dann von dem Kühler 80 und anderen Motorraumkomponenten (z. B. Kraftstoffsystemkomponenten, Batterien usw.) verwendet werden, um den Motor und/oder das Getriebe kühl zu halten. Ferner kann die Luftströmung dazu verwendet werden, Wärme von einem Fahrzeugklimatisierungssystem abzuweisen. Noch ferner kann der Luftstrom verwendet werden, um die Leistung eines mit einem Turbolader oder Kompressor aufgeladenen Motors zu erhöhen, der mit Zwischenkühlern ausgestattet ist, welche die Temperatur der Luft verringern, die in einen Einlasskrümmer des Motors einströmt. Die Geschwindigkeit des Kühlluftstroms durch den Kühler 80 kann proportional zur Drehzahl des Lüfters variieren. Der Kühllüfter 91 kann an die batteriebetriebenen Elektromotoren 93 gekoppelt sein. Der Elektromotor 93 kann unter Verwendung von Leistung angetrieben werden, die der Systembatterie 58 entnommen wird.
Ein erster Kühlmitteltemperatursensor 104 kann an eine Kühlmittelleitung 82 gekoppelt sein, über den Kühlmittel (nach dem Strömen durch den Motor) in den Kühler (in dieser Schrift auch als obere Tanktemperatur bezeichnet) eintritt. Ein erster Lufttemperatursensor 107 kann an eine erste Seite des Kühlers gekoppelt sein, die dem Kühlergrill 112 zugewandt ist, und ein zweiter Lufttemperatursensor 108 kann an eine zweite Seite des Kühlers 80 proximal zu dem Lüfter 91 gekoppelt sein. Umgebungsluft kann durch den Kühlergrill 112 in das Kühlsystem eintreten und durch den Kühler 80 von seiner ersten Seite zu seiner zweiten Seite strömen. Der durch Stauluft unterstützte Lüfter 91 fügt ferner Kühlluftstrom in Richtung des Motors hinzu.
Eine Betriebsdrehzahl des Lüfters 91 kann in Zeitschritten auf Grundlage einer Änderungsgeschwindigkeit der Kühlmitteltemperatur, die in den Kühler eintritt, derartig angepasst werden, dass die Änderungsgeschwindigkeit der Kühlmitteltemperatur, die in den Kühler eintritt, schrittweise abnimmt. Bei jeder Lüfterdrehzahl kann die Betriebsdrehzahl der Pumpe 86 auf Grundlage eines Verhältnisses von Temperaturunterschieden eines Kühlers 80 im Zeitverlauf angepasst werden. Das Verhältnis von Temperaturunterschieden kann ein erster Unterschied zwischen einer Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels und einer Temperatur der in den Kühler 80 eintretenden Luft und ein zweiter Unterschied zwischen einer Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretenden Luft und der Temperatur der in den Kühler 80 eintretenden Luft beinhalten. In einem Beispiel kann als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Kühler 80 eintretenden Kühlmittels zwischen einem ersten Temperaturschwellenwert und einem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, die Drehzahl des Lüfters und die Drehzahl der Pumpe jeweils schrittweise erhöht werden, wobei der erste Temperaturschwellenwert niedriger als der zweite Temperaturschwellenwert ist. Das Verhältnis von Temperaturunterschieden kann in Schwellenwertzeitintervallen abgefragt werden. In einem Beispiel kann als Reaktion darauf, dass ein durchschnittliches Verhältnis unter einem Schwellenverhältnis liegt und eine Änderung der Temperatur des Kühlmittels innerhalb eines Schwellenbereichs liegt, sowohl die Drehzahl des Lüfters 91 als auch die Drehzahl der Pumpe 86 verringert werden. In einem weiteren Beispiel kann als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Kühler 80 eintretenden Kühlmittels über dem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, die Drehzahl des Lüfters 91 auf eine maximale Lüfterdrehzahl erhöht werden und kann die Drehzahl der Pumpe während der Abfrage des Verhältnisses schrittweise erhöht werden. In einem weiteren Beispiel kann als Reaktion darauf, dass eine Durschnittsänderung beim Verhältnis unter dem Schwellenwertverhältnis liegt und die Temperatur des in den Kühler 80 eintretenden Kühlmittels über dem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, die Drehzahl der Pumpe 86 erhöht werden kann, während der Betrieb des Lüfters 91 bei maximaler Lüfterdrehzahl aufrechterhalten wird.
In einem Beispiel kann die Systembatterie 58 unter Verwendung von elektrischer Energie geladen werden, die während des Motorbetriebs über die Lichtmaschine 72 erzeugt wird. Zum Beispiel kann während des Motorbetriebs ein vom Motor erzeugtes Drehmoment (das über das hinausgeht, was für den Fahrzeugantrieb erforderlich ist) entlang einer Antriebswelle (nicht gezeigt) an die Lichtmaschine 72 übermittelt werden, das dann von der Lichtmaschine 72 verwendet werden kann, um elektrische Leistung zu erzeugen, die in einer Speichervorrichtung für elektrische Energie, wie etwa der Systembatterie 58, gespeichert werden kann. Die Systembatterie 58 kann dann verwendet werden, um den batteriebetriebenen (z. B. elektrischen) Lüftermotor 93 und Pumpenmotor 85 einzuschalten.
Der Motorraum 103 kann ferner ein Klimatisierungssystem (air conditioning - AC) beinhalten, das einen Kondensator 88, einen Verdichter 87, einen Aufnahmetrockner 83, ein Entspannugsventil 89 und einen Verdampfer 81 umfasst, der an ein Gebläse (nicht gezeigt) gekoppelt ist. Der Verdichter 87 kann über den FEAD 36 und eine elektromagnetische Kupplung 76 (auch als Verdichterkupplung 76 bekannt) an den Motor 10 gekoppelt sein, wodurch der Verdichter auf Grundlage dessen, wann das Klimatisierungssystem eingeschaltet und ausgeschaltet wird, mit dem Motor in oder außer Eingriff gebracht werden kann. Der Verdichter 87 kann mit Druck beaufschlagtes Kältemittel zu dem Kondensator 88 pumpen, der an die Vorderseite des Fahrzeugs montiert ist. Der Kondensator 88 kann durch die Kühllüfter 91 und 95 gekühlt werden, wodurch das Kältemittel gekühlt wird, während es hindurchströmt. Das Hochdruckkältemittel, das den Kondensator 88 verlässt, kann durch den Aufnahmetrockner 83 strömen, bei dem jegliche Feuchtigkeit in dem Kältemittel durch die Verwendung von Trockenmitteln entfernt werden kann. Das Entspannungsventil 89 kann dann den Druck des Kältemittels herabsetzen und ihm ermöglichen, sich auszudehnen, bevor es in den Verdampfer 81 einströmt, bei dem es in Gasform verdampft werden kann, während die Fahrgastzelle 105 gekühlt wird. Der Verdampfer 81 kann an einen Gebläselüfter gekoppelt sein, der durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) betrieben wird, der durch die Systemspannung betätigt werden kann.
Die Systemspannung kann außerdem dazu verwendet werden, neben anderen Systemen ein Unterhaltungssystem (Radio, Lautsprecher usw.), elektrische Heizgeräte, Elektromotoren für Windschutzscheibenwischer, ein System zum Enteisen der Heckscheibe sowie Scheinwerfer zu betreiben.
1 zeigt ferner ein Steuersystem 14. Das Steuersystem 14 kann kommunikativ an verschiedene Komponenten des Elektromotors 10 gekoppelt sein, um die in dieser Schrift beschriebenen Steuerprogramme und -maßnahmen auszuführen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14, wie in 1 gezeigt, eine Steuerung 12 beinhalten. Die Steuerung 12 kann ein Mikrocomputer sein, der eine Mikroprozessoreinheit, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, Direktzugriffsspeicher, Keep-Alive-Speicher und einen Datenbus beinhaltet. Wie abgebildet, kann die Steuerung 12 Eingaben von einer Vielzahl von Sensoren 16 empfangen, die Benutzereingaben und/oder -sensoren (wie etwa Getriebegangstellung, Gaspedaleingabe, Bremseingabe, Getriebewählhebelstellung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Ansauglufttemperatur usw.), Kühlsystemsensoren (wie etwa Kühlmitteltemperatur, Lüfterdrehzahl, Kühlereinlass- und - auslasslusfttemperaturen, Fahrgastzellentemperatur, Umgebungsluftfeuchtigkeit usw.) und andere (wie etwa Hall-Effekt-Stromsensoren von der Lichtmaschine und der Batterie, ein Systemspannungsregler usw.) beinhalten können. Ferner kann die Steuerung 12 mit verschiedenen Aktoren 18 kommunizieren, die Motoraktoren (wie etwa Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, eine elektronisch gesteuerte Ansaugluftdrosselklappe, Zündkerzen usw.), Kühlsystemaktoren (wie etwa Elektromotoraktoren, Elektromotorschaltungsrelais usw.) und andere beinhalten können. In einigen Beispielen kann das Speichermedium mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, um die nachfolgend beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten durchzuführen, die vorgesehen, aber nicht konkret aufgeführt sind. Die Steuerung 12 kann die Anpassgeschwindigkeit der Pumpe 86, die Kühlmittel durch das Kühlsystem zirkuliert, und eine Drehzahl des an den Kühler 80 gekoppelten Lüfters 91 auf Grundlage einer Wärmelast (Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels) und eines geschätzten Wirkungsgrads des Kühlers 80 anpassen.
Auf diese Weise können die Systeme aus 1 einen Motor eines Fahrzeugs bereitstellen, der Folgendes umfasst: eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während des Motorbetriebs, das Anpassen der Drehzahl eines Lüfters und einer Drehzahl einer Pumpe eines Kühlsystems auf Grundlage von einem oder mehreren von einem geschätzten Wirkungsgrad eines Kühlers des Kühlsystems und einer Temperatur von in den Kühler eintretendem Kühlmittel, das Befüllen eines Modells, das die Drehzahl des Lüfters und die Drehzahl der Pumpe mit einem Wirkungsgrad des Kühlers über einem Schwellenwert in Beziehung setzt, und das weitere Anpassen der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe auf Grundlage der Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels und des Modells. Das Modell kann auf Grundlage der Drehzahl der Pumpe, der Drehzahl des Lüfters und des Wirkungsgrad des Kühlers entsprechend einer Vielzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten befüllt werden, wobei das Modell die Drehzahl der Pumpe entsprechend der Drehzahl des Lüfters für einen maximalen Wirkungsgrad des Kühlers auswählt. In einem Beispiel beinhaltet das weitere Anpassen der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels zwischen einem ersten Temperaturschwellenwert und einem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, das schrittweise Erhöhen von jedem von der Drehzahl des Lüfters und das Anpassen der Drehzahl der Pumpe entsprechend der Drehzahl des Lüfters auf Grundlage des Modells, wobei der erste Temperaturschwellenwert niedriger als der zweite Temperaturschwellenwert ist. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das weitere Anpassen der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe ferner als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels höher als der zweite Temperaturschwellenwert ist, das Erhöhen der Drehzahl des Lüfters auf eine maximale Lüfterdrehzahl und das Anpassen der Drehzahl der Pumpe entsprechend der maximalen Lüfterdrehzahl auf Grundlage des Modells, um einen höheren Lüfterwirkungsgrad sicherzustellen.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zum Schätzen des Wirkungsgrads eines Kühlers (wie etwa des Kühlers 80 in 1) eines Motorkühlsystems. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 aus 1) auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren anzupassen.
Bei 202 beinhaltet das Verfahren das Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und des Motors. Betriebsbedingungen können zum Beispiel Folgendes beinhalten: Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und -last, Fahrerdrehmomentbedarf und Straßenbedingungen (z. B. Straßenqualität), Wetterbedingungen (z. B. Vorhandensein von Wind, Regen, Schnee usw.), die Einstellungen von Kühlergrillblenden, die an das vordere Ende des Fahrzeugs gekoppelt sind usw. Die Betriebsbedingungen können ferner Umgebungsbedingungen beinhalten, wie etwa Umgebungslufttemperatur, -druck und -feuchtigkeit; Motortemperatur; Kühlmitteltemperatur; Getriebefluidtemperatur; Motoröltemperatur; Kabinenlufteinstellungen (z. B. AC-Einstellungen); Ladedruck (wenn der Motor aufgeladen ist); Abgasrückführungs-(AGR-)Strom; Krümmerdruck (manifold pressure - MAP); Krümmerluftstrom (manifold airflow - MAF); Krümmerlufttemperatur (manifold air temperature - MAT); usw. Wenn das Fahrzeug ein HEV ist, können die Betriebsbedingungen ferner einen Betriebsmodus beinhalten, wie etwa einen Nur-Motor-Modus (bei dem das gesamte Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs durch den Motor zugeführt wird), einen Nur-Elektromodus (wobei das gesamte Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs durch eine elektrische Maschine zugeführt wird) und einen Unterstützungsmodus (wobei das Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs sowohl durch den Motor als auch die elektrische Maschine zugeführt wird). Betriebsbedingungen können ferner eine Temperatur der elektrischen Maschine und/oder eine Temperatur der Systembatterie beinhalten.
Bei 204 kann die Temperatur (T1) von über eine Kühlmittelleitung in den Kühler eintretenden Kühlmittels über einen Temperatursensor (wie etwa den Temperatursensor 104 in 1) geschätzt werden, der an einen Kühlmitteleinlass des Kühlers gekoppelt ist. Der Temperatursensor kann die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels schätzen, nachdem es durch den Motor zirkuliert ist, wobei Wärme von dem Motor auf das Kühlmittel übertragen wird. Ferner kann eine Wärmelast des Kühlsystems als eine Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels geschätzt werden. Die Kühlmitteltemperatur T1 kann eine Resultante der Wärmelast (an das Kühlsystem zurückgeworfene Wärme) und der durch das Kühlsystem bereitgestellten Kühlung darstellen. Daher kann, wenn sich T1 im Zeitverlauf stabilisiert, abgeleitet werden, dass die in das Kühlsystem zurückgeworfene Wärme gleich der durch das Kühlsystem bereitgestellten Kühlleistung ist.
Bei 205 kann eine Drehzahl eines Lüfters (wie etwa des Lüfters 91 in 1), der Kühlluftstrom zu dem Kühler und dem Kühlsystem bereitstellt, auf Grundlage der Wärmelast (Änderungsgeschwindigkeit von T1) angepasst werden. In einem Beispiel kann die Steuerung eine Nachschlagetabelle verwenden, um die Lüfterdrehzahl zu bestimmen, die einer gemessenen Änderungsgeschwindigkeit von T1 mit der Änderungsgeschwindigkeit von T1 als Eingabe und der Lüfterdrehzahl als Ausgabe entspricht. Als ein Beispiel kann die Lüfterdrehzahl mit einer Zunahme der Wärmelast zunehmen und die Lüfterdrehzahl kann mit einer Abnahme der Wärmelast abnehmen.
Bei 206 können die Einlasslufttemperatur (T2) und die Auslasslufttemperatur (T3) geschätzt werden. Die Temperatur der in den Kühler eintretenden Luft (T2) kann über einen ersten Lufttemperatursensor (wie etwa den Lufttemperatursensor 107 in 1) geschätzt werden, der an eine erste Seite des Kühlers gekoppelt ist, die dem Kühlergrill zugewandt ist. Die Temperatur der aus dem Kühler austretenden Luft (T3) kann über einen zweiten Lufttemperatursensor (wie etwa den Lufttemperatursensor 108 in 1) geschätzt werden, der an eine zweiten Seite des Kühlers gekoppelt ist, die dem Lüfter zugewandt ist, wobei sich die zweite Seite gegenüber der ersten Seite befindet.
Bei AT 208 kann der Wirkungsgrad (□) des Kühlers in Abhängigkeit von jedem von den gemessenen T1, T2 und T3 geschätzt werden. Der Wirkungsgrad des Kühlers ist eine Schätzung einer Fähigkeit des Kühlers, Wärme von dem durch den Kühler zirkulierenden Kühlmittel abzuleiten. Der Wirkungsgrad des Kühlers kann am höchsten sein, wenn □ 1,0 beträgt, und der Wirkungsgrad des Kühlers kann am niedrigsten sein, wenn □ 0 ist. Der Wirkungsgrad (□□ kann durch die Gleichung 1 geschätzt werden. $ε = \frac{T 3 - T 2}{T 1 - T 2}$
Wobei □ der Wirkungsgrad des Kühlers ist, T1 die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels ist, T2 die Einlasslufttemperatur ist und T3 die Auslasslufttemperatur ist.
Bei 210 kann eine Drehzahl einer Wasserpumpe (wie etwa der Pumpe 86 in 1), die Kühlmittel durch die Leitungen des Kühlsystems pumpt, auf Grundlage des geschätzten Wirkungsgrads des Kühlers angepasst werden. Durch das Anpassen der Lüfterdrehzahl auf Grundlage der Wärmelast und der Pumpendrehzahl auf Grundlage von □ kann eine Motorkühlung bereitgestellt werden, während der Leistungsverbrauch und eine ungewünschte Erhöhung des Druckwiderstands ohne jegliche Wirkungsgradsvorteile verringert werden. Beispielhafte Anpassungen der Wasserpumpendrehzahl und der Lüfterdrehzahl sind in den Verfahren aus den 3A-3B und 4 gezeigt.
5A zeigt einen Verlauf 500 der Änderung der Leistungsfähigkeit des Kühlers mit Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler. Die x-Achse bezeichnet die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit (kg/s) durch den Kühler, wie auf Grundlage der Drehzahl der Pumpe (wie etwa der Pumpe 86 in 1) geschätzt, die Kühlmittel durch das Motorkühlsystem zirkuliert, das den Kühler beinhaltet. Die y-Achse bezeichnet die Leistungsfähigkeit des Kühlers, wie über die Gleichung 2 geschätzt. Die Leistungsfähigkeit kann als die Kühlleistung des Kühlers pro anfänglichem Temperaturunterschied von in den Kühler eintretendem Kühlmittel und in den Kühler eintretender Luft definiert werden (Einlasslufttemperatur). $\frac{Q}{I T D} = ε \times \dot{m} \times c_{p}$
wobei Q die Kühlleistung des Kühlers ist, ITD der anfängliche Temperaturunterschied von in den Kühler eintretendem Kühlmittel und in den Kühler eintretender Luft (Einlasslufttemperatur) ist, ε der Wirkungsgrad des Kühlers ist, wie auf Grundlage von Gleichung 1 geschätzt, m die Luftmassenströmungsgeschwindigkeit ist und c_p die konkrete Wärme von Luft ist. Um die Kühlleistung des Kühlers zu verbessern, soll die Leistungsfähigkeit erhöht werden. Wie aus Gleichung 2 ersichtlich, sind die Leistungsfähigkeit und Kühlleistung des Kühlers umso höher, je höher der Wirkungsgrad des Kühlers ist. Daher kann die Leistungsfähigkeit durch das Erhöhen von einem oder mehreren von dem Wirkungsgrad des Kühlers und der Luftmassenströmungsgeschwindigkeit (wie etwa durch das Erhöhen der Lüfterdrehzahl) erhöht werden.
Die Leistungsfähigkeit kann entsprechend einer Vielzahl von Luftmassenströmungsgeschwindigkeiten durch den Kühler geschätzt werden. Die Luftmassenströmungsgeschwindigkeit kann direkt proportional zur Betriebsgeschwindigkeit des Lüfters (wie etwa des Lüfters 91 in 1) sein, das Luft durch den Kühler zirkuliert. Die Linien 502-510 entsprechen unterschiedlichen Luftströmungsgeschwindigkeiten durch den Kühler, wobei 502 der geringsten Luftströmungsgeschwindigkeit entspricht und 510 der höchsten Luftströmungsgeschwindigkeit entspricht.
Wie aus dem Verlauf ersichtlich, erhöht sich für jede Luftströmungsgeschwindigkeit die Leistungsfähigkeit des Kühlers mit einer Erhöhung der Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler. Jedoch ändert sich die Leistungsfähigkeit für jede Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit nicht wesentlich über eine erste Schwellenkühlmittelströmungsgeschwindigkeit, wie durch die gestrichelte Linie A1 gezeigt, und eine Erhöhung der Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit über die Schwellenkühlmittelströmungsgeschwindigkeit hinaus kann zu einem Blindleistungsverlust beitragen, ohne die Motorkühlung wesentlich zu verbessern. Daher kann die Pumpendrehzahl während der Anpassung der Pumpendrehzahl und der Lüfterdrehzahl zur verbesserten Motorkühlung innerhalb einer ersten Schwellenpumpendrehzahl aufrechterhalten werden, wobei die erste Schwellenpumpendrehzahl der ersten Schwellenkühlmittelströmungsgeschwindigkeit entspricht.
5B zeigt einen Verlauf 550 der Änderung des Wirkungsgrads des Kühlers mit Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler. Die x-Achse bezeichnet die Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit (kg/s) durch den Kühler, wie auf Grundlage der Drehzahl der Pumpe (wie etwa der Pumpe 86 in 1) geschätzt, die Kühlmittel durch das Motorkühlsystem zirkuliert, das den Kühler beinhaltet. Die y-Achse bezeichnet den Wirkungsgrad des Kühlers, wie über Gleichung 1 geschätzt.
Der Wirkungsgrad kann entsprechend einer Vielzahl von Luftmassenströmungsgeschwindigkeiten durch den Kühler geschätzt werden. Die Luftmassenströmungsgeschwindigkeit kann direkt proportional zur Betriebsgeschwindigkeit des Lüfters (wie etwa des Lüfters 91 in 1) sein, der Kühlluftstrom durch den Kühler bereitstellt Die Linie 522 kann einer Luftmassenströmungsgeschwindigkeit von 3,888 kg/s entsprechen, die Linie 554 kann einer Luftmassenströmungsgeschwindigkeit von 2,333 kg/s entsprechen, die Linie 556 kann einer Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit von 1,555 kg/s entsprechen, die Linie 558 kann einer Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit von 0,777 kg/s entsprechen und die Linie 560 kann einer Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit von 0,388 kg/s entsprechen.
Wie aus dem Verlauf ersichtlich, erhöht sich für jede Luftmassenströmungsgeschwindigkeit der Wirkungsgrad des Kühlers mit einer Erhöhung der Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit durch den Kühler. Ferner ist der Wirkungsgrad des Kühlers für eine niedrigere Luftströmungsgeschwindigkeit am höchsten und der Wirkungsgrad kann mit einer Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit abnehmen. Für jede Luftmassenströmungsgeschwindigkeit ändert sich der Wirkungsgrad nicht wesentlich über eine zweite Schwellenkühlmittelströmungsgeschwindigkeit, wie durch die gestrichelte Linie C1 gezeigt, und eine Erhöhung der Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit über die zweite Schwellenkühlmittelströmungsgeschwindigkeit hinaus kann zu einem Blindleistungsverlust beitragen, ohne die Motorkühlung wesentlich zu verbessern. Daher kann die Pumpendrehzahl während der Anpassung der Pumpendrehzahl und der Lüfterdrehzahl zur verbesserten Motorkühlung innerhalb einer zweiten Schwellenpumpendrehzahl aufrechterhalten werden, wobei die zweite Schwellenpumpendrehzahl der zweiten Schwellenkühlmittelströmungsgeschwindigkeit entspricht.
Daher ist in den 5A und 5B gezeigt, dass der Wirkungsgrad des Kühlers bei höheren Pumpendrehzahlen und niedrigeren Lüfterdrehzahlen höher ist. Die komplizierte (nachteilige) Beziehung zwischen Luftmassenströmungsgeschwindigkeit und Kühlerwirkungsgrad aus Gleichung 2 erfordert zur wirksamen Verbesserung der Kühlleistung eine allmähliche Erhöhung des Luftstroms, um schließlich die niedrigstmögliche Geschwindigkeit zum Stabilisieren des Wärmesystems zu erreichen. Um die Kühlkapazität (bei jedem Luftstrominkrementschritt) weiter zu verbessern, wird die Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit allmählich erhöht, um den höchstmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen, ohne unnötige Verluste aufgrund eines erhöhten Kühlsystemdrucks zu verursachen.
In einem Beispiel kann ein Modell (das einen Algorithmus und/oder eine Nachschlagetabelle beinhalten kann) für den Wirkungsgrad des Kühlers unter Verwendung eines geschätzten Wirkungsgrads kalibriert werden, die jeder Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit (proportional zur Pumpendrehzahl) und Luftmassenströmungsgeschwindigkeit (proportional zur Lüfterdrehzahl) entspricht. Das Modell kann unter Verwendung eines Bereichs von Pumpendrehzahlen und Lüfterdrehzahlen kalibriert werden, und der geschätzte Kühlerwirkungsgrad entspricht jedem Satz von Lüfterdrehzahl und sich ergebender Pumpendrehzahl. Beim Befüllen und Kalibrieren des Modells können eine 3D-Karte des Wirkungsgrads gegenüber der Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit und Luftströmungsgeschwindigkeit, eine 3D-Karte der Luftströmungsgeschwindigkeit gegenüber der Lüfterdrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Kurve für die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit gegenüber der Pumpendrehzahl verwendet werden.
In einem Beispiel kann das Modell auf Grundlage von Daten befüllt werden, die von 1D-Lösern mit hoher Genauigkeit für den Kühlmittelstrom in Bezug auf den Druckabfall in dem Kühlsystem erhoben wurden. Wenn die Pumpe (als eine Kreiselpumpe konfiguriert) den Kühlmittelstrom durch ein Kühlsystem drückt, können die Systemeinschränkungen den Systemdruck vorgeben und den zulässigen Kühlmittelstrom durch das System bestimmen. Der Druckabfall durch das Kühlsystem kann als ein Druckunterschied vor und nach der Pumpe geschätzt werden. Der endgültige Kühlmittelstrom in dem Kühlsystem kann auf Grundlage von jedem von dem Druckabfall durch das System und durch die befohlene Pumpendrehzahl geschätzt werden. Auf Grundlage eines 1D-Modells des Kühlsystems kann der Kühlmittelstrom (wie durch den Druckabfall durch das System beeinflusst) durch das Kühlsystem der Pumpendrehzahl abgebildet werden und eine Kurve des Kühlmittelstroms (durch das bestimmte Kühlsystem) kann in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl eingepflegt werden.
In einem weiteren Beispiel kann eine numerische 3D-Strömungsmechanik (computational fluid dynamics - CFD) mit durch experimentelle Tests validierten Daten verwendet werden, um das Modell zu befüllen. Das Fahrzeug kann bei einer Vielzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten betrieben werden und für jede Fahrzeuggeschwindigkeit kann der Lüfter bei einer Vielzahl von Drehzahlen betrieben werden und Luftströmungsgeschwindigkeiten durch den Kühler können für jede Lüfterdrehzahl geschätzt werden. Die geschätzten Luftströmungsgeschwindigkeiten können verwendet werden, um eine 3D-Gleichung abzuleiten, die verwendet werden kann, um eine Luftströmungsgeschwindigkeit für jede Kombination aus Fahrzeuggeschwindigkeit und Lüfterdrehzahl zu bestimmen. Die 3D-Gleichung zum Berechnen des Wirkungsgrads kann verwendet werden, um den Wirkungsgrad des Kühlers auf Grundlage der Geschwindigkeiten des Luftstroms und der Kühlmittelstroms zu bestimmen.
Das Modell kann verwendet werden, um die Pumpendrehzahl auf Grundlage von Rückkopplungssignalen von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lüfterdrehzahl zu bestimmen, um den aktuellen Kühlsystembetrieb derartig zu erfüllen, dass der Wirkungsgrad des Kühlers maximiert wird. In einem Beispiel können eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 50 km/h und eine Lüfterdrehzahl von 3200 rpm zu einer Massenluftströmungsgeschwindigkeit von 1,315 kg/s führen. Ein Bereich von Kühlmittelströmungsgeschwindigkeiten wird mit ihren entsprechenden Wirkungsgradssteigungen untersucht. Eine Wirkungsgradsschwellenwertsteigung von 0,07 in Bezug auf die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit (links von der gestrichelten Linie C1 in 5B) wird verwendet, um eine Pumpendrehzahl von 75 % zu bestimmen. Die Wirkungsgradssteigung kann als der zum Zeitpunkt ti gemessene Wirkungsgrad und der zum Zeitpunkt ti+n (wie etwa n Sekunden nach dem Zeitpunkt ti) gemessene Wirkungsgrad geteilt durch n definiert sein. Die Lüfterdrehzahl von 3200 rpm, gekoppelt mit einer Pumpendrehzahl von 75 %, kann zu einem Kühlerwirkungsgrad von 0,855 und einer Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit von 1,84 kg/s führen. Als ein Beispiel kann die Schätzung der Pumpendrehzahl auf Grundlage des Lüfterdrehzahlsignals unter Verwendung eines vordefinierten Algorithmus (wie etwa unter Verwendung eines Matlab m.-Skripts), eingebettet in die Steuerstrategie, ausgeführt werden, oder es können die Schätzungsnachschlagetabellen verwendet werden, um eine Pumpendrehzahl zu bestimmen, die einer Lüfterdrehzahl entspricht, um einen erhöhten Kühlerwirkungsgrad zu erreichen.
Durch das Aufrechterhalten des Betriebs des Kühlsystems mit einem erhöhten Kühlerwirkungsgrad kann der Blindleistungsverlust verringert werden. Auf diese Weise können die Pumpendrehzahl und die Lüfterdrehzahl angepasst werden, um einen höheren Schwellenwirkungsgrad des Kühlers aufrechtzuerhalten, während eine gewünschte Motorkühlung bereitgestellt wird. 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Anpassen des Lüfter- und Pumpenbetriebs auf Grundlage des Modells.
3A und 3B zeigen ein Ablaufdiagramm eines ersten beispielhaften Verfahrens 300 zum Anpassen einer Drehzahl einer Wasserpumpe (wie etwa der Pumpe 86 in 1), die Kühlmittel durch ein Motorkühlsystem zirkuliert, und einer Drehzahl eines Lüfters (wie des Lüfters 91 in 1), der einen Luftstrom durch einen Wärmetauscher (wie etwa den Kühler 80 in 1) des Kühlsystems zuführt. In diesem Verfahren können eines oder mehrere von einer geschätzten Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels (T1), einer geschätzten Einlasslufttemperatur (T2) und einer geschätzten Auslasslufttemperatur (T3) zum Anpassen der Pumpendrehzahl und der Lüfterdrehzahl verwendet werden.
Bei 302 beinhaltet das Programm ein Bestimmen, ob der Motor betrieben wird. Der Motorbetrieb kann eine Verbrennung von Kraftstoff und Luft in Motorzylindern beinhalten, um Leistung zu erzeugen. Der Motorbetrieb verursacht außerdem die Erzeugung von Wärme, die über das Kühlsystem abgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass der Motor nicht betrieben wird, kann bei 304 der aktuelle Pumpen- und Lüfterbetrieb aufrechterhalten werden. In einem Beispiel kann, wenn das Fahrzeug nicht derartig betrieben wird, dass der Motor und der Elektromotor nicht verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben, die Kühlmittelzirkulation durch den Motor durch den Motor ausgesetzt werden und die Pumpe in einem ausgeschalteten Zustand gehalten werden. Gleichermaßen kann, wenn das Fahrzeug nicht betrieben wird, da keine Motorkühlung gewünscht ist, der Lüfter in einem ausgeschalteten Zustand gehalten werden. In einem weiteren Beispiel können, wenn das Fahrzeug über Drehmoment von einer elektrischen Maschine angetrieben wird und eine Kühlung von Komponenten der elektrischen Maschine gewünscht ist, die Pumpe und der Lüfter mit vorkalibrierten Drehzahlen betrieben werden, um Kühlmittel durch eine oder mehrere der elektrischen Maschinen (z. B. Elektromotor) und Systembatterie zu zirkulieren, um Wärme von dem einen oder den mehreren von der elektrischen Maschine und der Systembatterie aufzunehmen. Die vorkalibrierte Lüfterdrehzahl und Pumpendrehzahl können auf einer Wärmemenge basieren, die während des Betriebs der elektrischen Maschine erzeugt wird, wenn der Motor nicht verbrennt.
Wenn bestimmt wird, dass der Motor in Betrieb ist, wird abgeleitet, dass eine Motorkühlung gewünscht ist. Bei 306 kann die Pumpe mit einer ersten Pumpendrehzahl (Sp1) betrieben werden und der Lüfter kann mit einer ersten Lüfterdrehzahl (Sf1) betrieben werden. In einem Beispiel können Sp1 und Sf1 auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl und Motortemperatur, bestimmt werden. In einem Beispiel kann die Steuerung eine Nachschlagetabelle verwenden, um Sp1 und Sf1 mit den Motorbetriebsbedingungen als Eingaben und Sp1 und Sf1 als Ausgaben zu schätzen. In einem weiteren Beispiel können Sp1 und Sf1 anfänglich auf Grundlage der Kühlsystemeigenschaften eingestellt und dann über Kalibrierung (wie etwa auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur und des Wirkungsgrads des Kühlers) feinabgestimmt werden. Als ein Beispiel kann Sp1 die Pumpe mit einem Zyklus von 30 % betreiben und Sf1 kann den Lüfter mit 10 % der maximalen Drehzahl betreiben.
Bei 308 kann die Temperatur (T1) von über eine Kühlmittelleitung in den Kühler eintretenden Kühlmittels über einen Temperatursensor (wie etwa den Temperatursensor 104 in 1) geschätzt werden, der an einen Kühlmitteleinlass des Kühlers gekoppelt ist. Der Temperatursensor kann die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels schätzen, nachdem es durch den Motor zirkuliert ist, wobei Wärme von dem Motor auf das Kühlmittel übertragen wird. Die Einlasslufttemperatur (T2) und die Auslasslufttemperatur (T3) können über Temperatursensoren geschätzt werden, die an der vorderen und hinteren Luftseite des Kühlers installiert sind. Ein Wirkungsgrad (□) des Kühlers kann in Abhängigkeit von der geschätzten Kühlmitteltemperatur (T1), der Einlasslufttemperatur des Kühlers (T2) und der Auslasslufttemperatur des Kühlers (T3) geschätzt werden. Der Wirkungsgrad kann als ein Verhältnis eines Unterschieds zwischen einem Unterschied zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Einlasslufttemperatur und einem Unterschied zwischen der Auslasslufttemperatur und der Einlasslufttemperatur geschätzt werden. Ein Verfahren zur Schätzung des Wirkungsgrads (□) des Kühlers ist in 2 ausgearbeitet.
Bei 310 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob die Kühlmitteltemperatur (T1) über einer ersten Schwellentemperatur (Th1), aber unter einer zweiten Schwellentemperatur (Th2) liegt. Th1 und Th2 können auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl und Motortemperatur, vorkalibriert werden. Th1 kann niedriger als Th2 sein. In einem Beispiel kann Th1 35°C betragen und Th2 kann 60°C betragen. Wenn bestimmt wird, dass T1 zwischen Th1 und Th2 liegt, kann □ bei 311 auf null gesetzt werden. Bei 312 kann die Lüfterdrehzahl schrittweise erhöht werden. In einem Beispiel kann die Lüfterdrehzahl in 10 %-Schritten erhöht werden. Bei 314 kann die Pumpendrehzahl schrittweise erhöht werden. In einem Beispiel kann die Pumpendrehzahl in 5 %-Schritten erhöht werden.
Bei 316 kann ein Zeitgeber zum Zeitpunkt ti eingestellt werden und das Abfragen von T1 und □ kann in Intervallen von n Sekunden eingeleitet werden, die auf Grundlage der thermischen Masse des Systems kalibriert werden. Anders ausgedrückt können, nach der anfänglichen Startzeit, die als ti eingekerbt ist, T1 und □□ alle n Sekunden geschätzt werden. In einem Beispiel kann n 30 Sekunden betragen.
Bei 318 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob eine Änderungsgeschwindigkeit des Wirkungsgrads, wie durch einen Unterschied zwischen dem zum Zeitpunkt ti+1 (wie etwa n Sekunden nach ti) gemessenen Wirkungsgrad und den zum Zeitpunkt ti gemessenen Wirkungsgrad geteilt durch n gegeben, höher als eine erste Schwellenwirkungsgradsteigung (Th□1) ist. Th□1 kann auf Grundlage von Kühlereigenschaften vorkalibriert werden. In einem Beispiel kann Th□1 0,0008 betragen. Wenn bestimmt wird, dass (ε(ti+1) - ε(ti))/n größer als Thε1 ist (zum Beispiel (0,75-0,7)/30 = 0,00167), kann abgeleitet werden, dass eine Erhöhung der Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit gewünscht sein kann und das Programm kann zu Schritt 314 zurückkehren und die Pumpendrehzahl kann in Schritten erhöht werden. Wenn bestimmt wird, dass (ε(ti+1) - ε(ti))/n kleiner als Thε1 ist, geht das Programm zu Schritt 320 über.
Bei 320 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob eine Änderungsgeschwindigkeit der Kühlmitteltemperatur, wie durch einen Unterschied zwischen der Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt ti+1 (wie etwa n Sekunden nach ti) und der Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt ti geteilt durch n, größer als eine dritte Schwellentemperatur (th3) ist. Th3 kann auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur, vorkalibriert werden. In einem Beispiel kann Th3 2°C betragen. Wenn bestimmt wird, dass (T1(ti+1) - T1(ti))/n größer als Th3 ist, kann abgeleitet werden, dass eine Erhöhung des Luftstroms gewünscht sein kann und das Programm kann zu Schritt 312 zurückkehren und die Lüfterdrehzahl kann in Schritten erhöht werden. Wenn bestimmt wird, dass (T1(ti+1) - T1(ti))/n kleiner als Th3 ist, kann das Programm zu Schritt 322 übergehen.
Bei 322 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob ein Unterschied zwischen der Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt ti+1 (wie etwa n Sekunden nach ti) und der Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt ti kleiner als eine vierte Schwellentemperatur (th4) ist. Th4 kann auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur und der thermischen Masse des Systems vorkalibriert werden. In einem Beispiel kann Th4 0°C betragen. Wenn bestimmt wird, dass T1(ti+1) - T1(ti) niedriger als Th4 ist, kann abgeleitet werden, dass eine Unterkühlungsbedingung vorliegen kann, und das Programm kann zu Schritt 324 übergehen, um das Ausmaß der Motorkühlung zu verringern.
Bei 324 kann □ auf eins gesetzt werden, was angibt, dass der Kühler mit dem höchsten Wirkungsgrad betrieben wird. Die Lüfterdrehzahl kann schrittweise verringert werden und die Pumpendrehzahl kann auf die erste Pumpendrehzahl (Sp1) verringert werden. In einem Beispiel kann die Lüfterdrehzahl in 10 %-Schritten verringert werden. Das Programm kann dann zu Schritt 314 übergehen. Bei Erhöhung des Wirkungsgrads des Kühlers kann durch opportunistisches Verringern von jeder von der Lüfterdrehzahl und das Anpassen der Pumpendrehzahl der Leistungsverbrauch verringert werden.
Wenn bestimmt wird, dass T1(ti+1) - T1(ti) höher als Th4 ist, während sie niedriger als Th3 ist, kann abgeleitet werden, dass sich die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels im Zeitverlauf stabilisiert und eine weitere Erhöhung des Kühlmittelstroms oder des Luftstroms nicht gewünscht ist. Bei 326 kann der aktuelle Pumpen- und Lüfterbetrieb ohne Änderung der Pumpendrehzahl und/oder Lüfterdrehzahl fortgesetzt werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf Schritt 310 geht, wenn bestimmt wird, dass T1 nicht zwischen Th1 und Th2 liegt, das Programm zu Schritt 328 über, wie in 3B gezeigt. Bei 328 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob die Kühlmitteltemperatur (T1) über der zweiten Schwellentemperatur (Th2) liegt. Th2 kann auf Grundlage einer höchsten zulässigen Temperatur des Kühlers und der zugeordneten Kühlmittelsystemkomponenten vorkalibriert werden. In einem Beispiel kann Th2 60°C betragen. Wenn bestimmt wird, dass T1 nicht zwischen Th1 und Th2 liegt und außerdem T1 niedriger als Th2 ist, kann abgeleitet werden, dass T1 niedriger als Th1 ist und eine weitere Verringerung der Kühlmitteltemperatur nicht gewünscht ist. Eine weitere Erhöhung des Kühlmittelstroms oder Luftstroms ist möglicherweise nicht gewünscht und das Programm kann dann zu 329 übergehen. Bei 329 kann der aktuelle Pumpen- und Lüfterbetrieb ohne Änderung der Pumpendrehzahl und/oder Lüfterdrehzahl fortgesetzt werden.
Wenn bestimmt wird, dass T1 höher als Th2 ist, kann abgeleitet werden, dass die Kühlmitteltemperatur höher als gewünscht ist und die Motorkühlung erhöht werden soll. Bei 330 kann der Wirkungsgrad des Kühlers auf null eingestellt werden und die Drehzahl des Lüfters kann auf die maximale Drehzahl (100 %) erhöht werden, um den Kühlluftstrom durch den Kühler zu erhöhen. Bei 332 kann die Pumpendrehzahl schrittweise von der anfänglichen Drehzahl Sp1 erhöht werden. In einem Beispiel kann die Pumpendrehzahl in 5 %-Schritten erhöht werden.
Bei 334 kann ein Zeitgeber zum Zeitpunkt ti eingestellt werden und das Abfragen von □ kann in Intervallen von n Sekunden eingeleitet werden. Anders ausgedrückt kann, nach der anfänglichen Startzeit, die als ti eingekerbt ist, □ alle n Sekunden geschätzt werden. In einem Beispiel kann n 30 Sekunden betragen.
Bei 336 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob die Änderungsgeschwindigkeit des Wirkungsgrads, wie durch einen Unterschied zwischen dem zum Zeitpunkt ti+1 (wie etwa n Sekunden nach ti) gemessenen Wirkungsgrad und den zum Zeitpunkt ti gemessenen Wirkungsgrad geteilt durch n gegeben, höher als ein erster Schwellenwirkungsgrad (Th□1) ist. In einem Beispiel kann Th□1 0,05 betragen. Wenn bestimmt wird, dass (ε(ti+1) - ε(ti))/n größer als Thε1 ist, kann abgeleitet werden, dass eine Erhöhung der Kühlmittelmassenströmungsgeschwindigkeit gewünscht sein kann und das Programm kann zu Schritt 332 zurückkehren und die Pumpendrehzahl kann in Schritten erhöht werden. Wenn bestimmt wird, dass (ε(ti+1) - ε(ti))/n kleiner als Thε1 ist, geht das Programm zu Schritt 338 über.
Bei 338 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob T1 weiterhin über der zweiten Schwellentemperatur (Th2) liegt. Wenn bestimmt wird, dass sich T1 auf unter Th2 verringert hat, kann das Programm zu Schritt 310 (in 3A) zurückkehren und fortfahren. Wenn bestimmt wird, dass T2 weiterhin über Th2 liegt, kann abgeleitet werden, dass eine weitere Motorkühlung gewünscht sein kann. Bei 340 kann der aktuelle Betrieb des Lüfters bei maximaler Drehzahl fortgesetzt werden, während die Pumpendrehzahl weiterhin schrittweise erhöht werden kann, bis eine maximale Pumpendrehzahl erreicht ist.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Verfahrens 400 zum Anpassen einer Drehzahl eines Lüfters (wie etwa des Lüfters 91 in 1), der Luft durch einen Wärmetauscher (wie etwa den Kühler 80 in 1) eines Kühlsystems zuführt, und einer Drehzahl einer Wasserpumpe (wie etwa der Pumpe 86 in 1), die Kühlmittel durch das Motorkühlsystem zirkuliert.
In diesem Verfahren kann ein Modell verwendet werden, um die Pumpendrehzahl entsprechend einer Lüfterdrehzahl anzupassen. Das Modell, das eine dreidimensionale Karte/Nachschlagetabelle beinhaltet, kann mit experimentellen Daten auf Grundlage des Wirkungsgrads des Kühlers befüllt werden. Als ein Beispiel kann das Modell auf Grundlage von experimentellen Daten befüllt werden, wie in 5A und 5B gezeigt. Das Modell kann den Luftstrom durch die Kühlergrillverkleidung des Kühlergrills und die Umgebung bei unterschiedlichen Lüfterdrehzahlen berücksichtigen. In einem Beispiel kann das Modell eine Pumpendrehzahl beinhalten, die derartig der Lüfterdrehzahl entspricht, dass der Wirkungsgrad des Kühlers maximiert werden kann. Die Pumpendrehzahl kann auf einen Pumpenschwellenwert begrenzt sein, über dem der Wirkungsgrad des Kühlers nicht weiter zunehmen kann, während der Leistungsverbrauch zunehmen kann. In diesem Verfahren wird keine Echtzeitschätzung des Wirkungsgrads des Kühlers mehr durchgeführt und die Pumpendrehzahl wird auf Grundlage der Lüfterdrehzahl unter Verwendung des Modells derartig angepasst, dass der Wirkungsgrad des Kühlers unter allen Betriebsbedingungen maximiert wird.
Bei 402 beinhaltet das Programm ein Bestimmen, ob der Motor betrieben wird. Der Motorbetrieb kann eine Verbrennung von Kraftstoff und Luft in Motorzylindern beinhalten, um Leistung zu erzeugen. Der Motorbetrieb verursacht außerdem die Erzeugung von Wärme, die über das Kühlsystem abgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass der Motor nicht betrieben wird, kann bei 404 der aktuelle Pumpen- und Lüfterbetrieb aufrechterhalten werden. In einem Beispiel kann, wenn das Fahrzeug nicht derartig betrieben wird, dass der Motor und der Elektromotor nicht verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben, die Kühlmittelzirkulation durch den Motor durch den Motor ausgesetzt werden und die Pumpe in einem ausgeschalteten Zustand gehalten werden. Gleichermaßen kann, wenn das Fahrzeug nicht betrieben wird, da keine Motorkühlung gewünscht ist, der Lüfter in einem ausgeschalteten Zustand gehalten werden. In einem weiteren Beispiel können, wenn das Fahrzeug über Drehmoment von einer elektrischen Maschine angetrieben wird und eine Kühlung von Komponenten der elektrischen Maschine gewünscht ist, die Pumpe und der Lüfter mit vorkalibrierten Drehzahlen betrieben werden, um Kühlmittel durch eine oder mehrere der elektrischen Maschinen (z. B. Elektromotor) und Systembatterie zu zirkulieren, um Wärme von dem einen oder den mehreren von der elektrischen Maschine und der Systembatterie aufzunehmen. Die vorkalibrierte Lüfterdrehzahl und Pumpendrehzahl können auf einer Wärmemenge basieren, die während des Betriebs der elektrischen Maschine erzeugt wird, wenn der Motor nicht verbrennt.
Wenn bestimmt wird, dass der Motor in Betrieb ist, wird abgeleitet, dass eine Motorkühlung gewünscht ist. Bei 406 kann die Pumpe mit einer ersten Pumpendrehzahl (Sp1) betrieben werden und der Lüfter kann mit einer ersten Lüfterdrehzahl (Sf1) betrieben werden. In einem Beispiel können Sp1 und Sf1 auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur, bestimmt werden. Die Steuerung kann eine Nachschlagetabelle verwenden, um Sp1 und Sf1 mit den Motorbetriebsbedingungen als Eingaben und Sp1 und Sf1 als Ausgaben zu schätzen. In einem weiteren Beispiel können Sp1 und Sf1 beim Motorstart auf vorbestimmte Werte eingestellt und anschließend auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur und des Wirkungsgrads des Kühlers angepasst werden. Als ein Beispiel kann Sp1 die Pumpe mit einem Zyklus von 30 % betreiben und Sf1 kann den Lüfter mit 10 % der maximalen Drehzahl betreiben.
Bei 408 kann die Temperatur (T1) von über eine Kühlmittelleitung in den Kühler eintretenden Kühlmittels über einen Temperatursensor (wie etwa den Temperatursensor 104 in 1) geschätzt werden, der an einen Kühlmitteleinlass des Kühlers gekoppelt ist. Der Temperatursensor kann die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels schätzen, nachdem es durch den Motor zirkuliert ist, wobei Wärme von dem Motor auf das Kühlmittel übertragen wird.
Bei 410 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob die Kühlmitteltemperatur (T1) über einer ersten Schwellentemperatur (Th1), aber unter einer zweiten Schwellentemperatur (Th2) liegt. Th1 und Th2 können auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl, Motortemperatur und den Wärmeanforderungen anderer Komponenten, vorkalibriert werden. Th1 kann niedriger als Th2 sein. In einem Beispiel kann Th1 35°C betragen und Th2 kann 60°C betragen. Wenn festgestellt wird, dass T1 zwischen Th1 und Th2 liegt, kann bei 412 die Lüfterdrehzahl in Schritten erhöht werden, und die Pumpendrehzahl kann auf Grundlage des Modells entsprechend angepasst werden. In einem Beispiel kann die Lüfterdrehzahl in 10 %-Schritten erhöht werden. Als ein Beispiel kann die Steuerung das Modell (wie etwa eine Nachschlagetabelle) verwenden, um die Pumpendrehzahl mit der Lüfterdrehzahl als Eingabe und der Pumpendrehzahl als Ausgabe zu bestimmen.
Bei 414 kann ein Zeitgeber zum Zeitpunkt ti eingestellt werden und das Abfragen von T1 kann in Intervallen von n Sekunden eingeleitet werden. Anders ausgedrückt kann, nach der anfänglichen Startzeit, die als ti eingekerbt ist, T1 alle n Sekunden geschätzt werden. In einem Beispiel kann n 30 Sekunden betragen.
Bei 416 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob eine Änderungsgeschwindigkeit der Kühlmitteltemperatur, wie durch einen Unterschied zwischen T1, gemessen zum Zeitpunkt ti+1 (wie etwa n Sekunden nach ti), und T1, gemessen zum Zeitpunkt ti, geteilt durch n, größer als eine fünfte Schwellentemperatur (ThD) ist. ThD kann auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl und Motortemperatur, vorkalibriert werden. Wenn bestimmt wird, dass (T1(ti+1) - T1(ti))/n größer als Th5 ist, kann abgeleitet werden, dass eine Erhöhung der Kühlung gewünscht sein kann und das Programm kann zu Schritt 412 zurückkehren und die Lüfterdrehzahl kann in Schritten mit den entsprechenden Anpassungen an der Pumpendrehzahl erhöht werden. Wenn bestimmt wird, dass (T1(ti+1) - T1(ti))/n kleiner als Th5 ist, geht das Programm zu Schritt 418 über.
Bei 418 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob ein Unterschied zwischen der Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt ti+1 (wie etwa n Sekunden nach ti) und der Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt ti kleiner als null ist. Wenn bestimmt wird, dass T1(ti+1) - T1(ti) niedriger als null ist, kann abgeleitet werden, dass eine Unterkühlungsbedingung vorliegen kann, und das Programm kann zu Schritt 420 übergehen, um das Ausmaß der Motorkühlung zu verringern.
Bei 420 kann die Lüfterdrehzahl schrittweise verringert werden und die Pumpendrehzahl kann auf Grundlage des Modells angepasst werden, um der verringerten Lüfterdrehzahl zu entsprechen. In einem Beispiel kann die Lüfterdrehzahl in 10 %-Schritten verringert werden. Als ein Beispiel kann die Steuerung das Modell (wie etwa eine Nachschlagetabelle) verwenden, um die Pumpendrehzahl mit der verringerten Lüfterdrehzahl als Eingabe und der Pumpendrehzahl als Ausgabe zu bestimmen. Durch opportunistisches Verringern von jeder von der Lüfterdrehzahl und das Anpassen der Pumpendrehzahl auf Grundlage des Modells kann der Wirkungsgrad des Kühlers verbessert werden und der Leistungsverbrauch kann verringert werden.
Wenn bestimmt wird, dass T1(ti+1) - T1(ti) höher als null und niedriger als Th5, kann abgeleitet werden, dass sich die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels im Zeitverlauf stabilisiert und eine weitere Erhöhung des Kühlmittelstroms oder des Luftstroms nicht gewünscht ist. Bei 428 kann der aktuelle Pumpen- und Lüfterbetrieb ohne Änderung der Pumpendrehzahl und/oder Lüfterdrehzahl fortgesetzt werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf Schritt 410 geht, wenn bestimmt wird, dass T1 nicht zwischen Th1 und Th2 liegt, das Programm zu Schritt 422 über. Bei 422 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob die Kühlmitteltemperatur (T1) über der zweiten Schwellentemperatur (Th2) liegt. Th2 kann auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Motordrehzahl und Motortemperatur, vorkalibriert werden. In einem Beispiel kann Th2 60°C betragen. Wenn bestimmt wird, dass T1 nicht zwischen Th1 und Th2 liegt und außerdem T1 niedriger als Th2 ist, kann abgeleitet werden, dass T1 niedriger als Th1 ist und eine weitere Verringerung der Kühlmitteltemperatur nicht gewünscht ist. Eine weitere Erhöhung des Kühlmittelstroms oder Luftstroms ist möglicherweise nicht gewünscht und das Programm kann dann zu 428 übergehen. Bei 428 kann der aktuelle Pumpen- und Lüfterbetrieb ohne Änderung der Pumpendrehzahl und/oder Lüfterdrehzahl fortgesetzt werden.
Wenn bestimmt wird, dass T1 höher als Th2 ist, kann abgeleitet werden, dass die Kühlmitteltemperatur höher als gewünscht ist und die Motorkühlung erhöht werden soll. Bei 424 kann die Drehzahl des Lüfters kann auf die maximale Drehzahl (100 %) erhöht werden, um den Kühlluftstrom durch den Kühler zu erhöhen. Für die maximale Lüfterdrehzahl kann die Pumpendrehzahl auf Grundlage des Modells angepasst werden, um den Wirkungsgrad des Kühlers zu optimieren.
Bei 426 beinhaltet das Programm das Bestimmen, ob T1 weiterhin über der zweiten Schwellentemperatur (Th2) liegt. Wenn bestimmt wird, dass sich T1 auf unter Th2 verringert hat, kann das Programm zu Schritt 410 zurückkehren und von dort fortfahren. Wenn bestimmt wird, dass T2 weiterhin über Th2 liegt, kann abgeleitet werden, dass eine weitere Motorkühlung gewünscht sein kann. Bei 428 kann der aktuelle Betrieb des Lüfters bei maximaler Drehzahl fortgesetzt werden, während die Pumpendrehzahl weiterhin angepasst werden kann, um einen maximalen Wirkungsgrad des Kühlers zu erreichen.
Auf diese Weise kann eine Wirkungsgrad eines Kühlers des Motorkühlsystems in Abhängigkeit von jeder von einer in den Kühler eintretenden Kühlmitteltemperatur, einer Einlasslufttemperatur und einer Auslasslufttemperatur geschätzt werden und eine Drehzahl einer Kühlmittel durch das Kühlsystem zirkulierenden Pumpe kann auf Grundlage des geschätzten Wirkungsgrads des Kühlers angepasst werden. Durch das Verwenden des sofortigen Kühlbedarfs auf Grundlage einer Änderung der Kühlmitteltemperatur im Zeitverlauf kann eine Drehzahl des Lüfters angepasst werden, um den gewünschten Luftstrom an das System zu liefern. Durch das genaue Schätzen des Wirkungsgrads des Kühlers und das Anpassen der Pumpendrehzahl auf Grundlage des Wirkungsgrads des Kühlers können Blindleistungsverluste verringert und der Wirkungsgrad des Motorkühlsystems kann verbessert werden.
In einem Beispiel umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs das Anpassen einer Drehzahl eines Kühllüfters und einer Drehzahl einer Kühlpumpe des Fahrzeugs auf Grundlage eines Verhältnisses von Temperaturunterschieden eines Wärmetauschers. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional, dass die Kühlpumpe Kühlmittel durch einen an das Fahrzeug gekoppelten Motor und dann durch den Wärmetauscher zirkuliert, und dass der Lüfter an den Wärmetauscher gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Verhältnis von Temperaturunterschieden zusätzlich oder optional einen ersten Unterschied zwischen einer Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels und einer Temperatur der in den Kühler eintretenden Luft und einen zweiten Unterschied zwischen einer Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretenden Luft und der Temperatur der in den Kühler eintretenden Luft. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels auf Grundlage einer Eingabe eines ersten Temperatursensors geschätzt, der an eine Kühlmittelleitung gekoppelt ist, die Kühlmittel von dem Motor in den Wärmetauscher strömt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden Luft auf Grundlage einer Eingabe eines zweiten Temperatursensors geschätzt, der an eine erste Seite des Wärmetauschers proximal zu einem Kühlergrill gekoppelt ist, und die Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretende Luft auf Grundlage einer Eingabe eines zweiten Temperatursensors geschätzt, der an eine zweite Seite des Wärmetauschers proximal zu dem Lüfter gekoppelt ist, wobei die erste Seite der zweiten Seite gegenüberliegt. Ein beliebiges oder alle der vorhergehenden Beispiele umfassen ferner zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels zwischen einem ersten Temperaturschwellenwert und einem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, das schrittweise Erhöhen von jedem von der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe und das Abfragen des Verhältnisses, wobei der erste Temperaturschwellenwert niedriger als der zweite Temperaturschwellenwert ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Abtasten des Verhältnisses zusätzlich oder optional das Schätzen des Verhältnisses in Schwellenwertzeitintervallen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Anpassen auf Grundlage des Verhältnisses zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass eine Änderungsgeschwindigkeit des abgefragten Verhältnisses unter einem Schwellenverhältnis liegt und eine Änderung der Temperatur des Kühlmittels unter einer Schwellentemperatur liegt, wodurch jedes von der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe verringert werden. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels über dem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, das Erhöhen der Drehzahl des Lüfters auf eine maximale Lüfterdrehzahl und das schrittweise Erhöhen der Drehzahl der Pumpe während des Abfragens des Verhältnisses. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Anpassen auf Grundlage des Verhältnisses zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die Änderungsgeschwindigkeit des abgefragten Verhältnisses unter einem Schwellenverhältnis liegt und die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels über dem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, das Erhöhen der Drehzahl der Pumpe während der Betrieb des Lüfters bei der maximalen Lüfterdrehzahl aufrechterhalten wird.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein Verfahren für ein Motorkühlsystem eines Fahrzeugs Folgendes: das Anpassen eines Lüfters, der an einen Kühler des Motorkühlsystems gekoppelt ist, auf Grundlage einer Wärmelast, das Schätzen des Wirkungsgrads des Lüfters in Abhängigkeit von jeder von einer in den Kühler eintretenden Kühlmitteltemperatur und einer Einlasslufttemperatur und das Anpassen einer Drehzahl einer Kühlmittel durch das Kühlsystem zirkulierenden Pumpe auf Grundlage des geschätzten Wirkungsgrads des Kühlers. In dem vorhergehenden Beispiel wird zusätzlich oder optional der Wirkungsgrad des Kühlers als ein Verhältnis von einem ersten Unterschied zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Einlasslufttemperatur und einem zweiten Unterschied zwischen der Auslasslufttemperatur und der Einlasslufttemperatur geschätzt; und die Wärmelast basiert auf einer Änderung der Kühlmitteltemperatur im Zeitverlauf. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Anpassen der Drehzahl der Pumpe und der Drehzahl des Lüfters zusätzlich oder optional das schrittweise Erhöhen der Drehzahl der Pumpe und der Drehzahl des Lüfters als Reaktion auf eine Kühlmitteltemperatur, die höher als eine Schwellenwertkühlmitteltemperatur ist, das Schätzen des Wirkungsgrads in regelmäßigen Intervallen, und dann das weitere Anpassen der Drehzahl der Pumpe auf Grundlage eines durchschnittlichen Wirkungsgrads und das Anpassen der Drehzahl des Lüfters auf Grundlage einer Änderung der Kühlmitteltemperatur. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das weitere Anpassen zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass eine Änderung der Kühlmitteltemperatur unter einem Schwellenwert liegt, das Verringern von jedem von der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass eine Änderung der Kühlmitteltemperatur unter einem Schwellenwert liegt, das Betreiben der Pumpe bei einer ersten konstanten Drehzahl und des Lüfters bei einer zweiten konstanten Drehzahl.
In noch einem weiteren Beispiel umfasst ein System für einen Motor eines Fahrzeugs Folgendes: eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während des Motorbetriebs, das Anpassen der Drehzahl eines Lüfters und einer Drehzahl einer Pumpe eines Kühlsystems auf Grundlage von einem oder mehreren von einem geschätzten Wirkungsgrad eines Kühlers des Kühlsystems und einer Temperatur von in den Kühler eintretendem Kühlmittel, das Befüllen eines Modells, das die Drehzahl des Lüfters und die Drehzahl der Pumpe mit einem Wirkungsgrad des Kühlers in Beziehung setzt, das weitere Anpassen der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe auf Grundlage der Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels und des Modells. In dem vorhergehenden Beispiel wird das Modell zusätzlich oder optional auf Grundlage der Drehzahl der Pumpe, der Drehzahl des Lüfters und des Wirkungsgrad des Kühlers entsprechend einer Vielzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten befüllt, wobei das Modell die Drehzahl der Pumpe entsprechend der Drehzahl des Lüfters für einen maximalen Wirkungsgrad des Kühlers auswählt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels über einen ersten Temperatursensors geschätzt, der an eine Kühlmittel von dem Motor zu dem Kühler strömenden Einlass gekoppelt ist, und die Drehzahl des Lüfters wird auf Grundlage einer Änderungsgeschwindigkeit von in den Kühler eintretenden Kühlmittels angepasst. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das weitere Anpassen der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels zwischen einem ersten Temperaturschwellenwert und einem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, zusätzlich oder optional das schrittweise Erhöhen von jedem von der Drehzahl des Lüfters und das Anpassen der Drehzahl der Pumpe entsprechend der Drehzahl des Lüfters auf Grundlage des Modells, wobei die erste Schwellentemperatur niedriger als die zweite Schwellentemperatur ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das weitere Anpassen der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe ferner zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels höher als der zweite Temperaturschwellenwert ist, das Erhöhen der Drehzahl des Lüfters auf eine maximale Lüfterdrehzahl und das Anpassen der Drehzahl der Pumpe entsprechend der maximalen Lüfterdrehzahl auf Grundlage des Modells.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzprogramme mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -programme können als ausführbare Anweisungen auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem ausgeführt werden, dass die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Programme können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl an Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Somit können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem programmiert werden soll, wobei die beschriebenen Handlungen durch das Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Programme beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Zum Beispiel kann die vorangehende Technik auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Darüber hinaus sollen die Ausdrücke „erste(r/s)“, „zweite(r/s)“, „dritte(r/s)“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern werden lediglich als Bezeichnungen zur Unterscheidung eines Elements von einem anderen verwendet. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nichtnaheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nichtnaheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Schutzumfang im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8997847 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das Verfahren umfassend: Anpassen einer Drehzahl eines Kühllüfters und einer Drehzahl einer Kühlpumpe des Fahrzeugs auf Grundlage eines Verhältnisses von Temperaturunterschieden eines Wärmetauschers.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kühlpumpe Kühlmittel durch einen an das Fahrzeug gekoppelten Motor und dann durch den Wärmetauscher zirkuliert, und wobei der Lüfter an den Wärmetauscher gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verhältnis von Temperaturunterschieden einen ersten Unterschied zwischen einer Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels und einer Temperatur der in den Kühler eintretenden Luft und einen zweiten Unterschied zwischen einer Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretenden Luft und der Temperatur der in den Kühler eintretenden Luft beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels auf Grundlage einer Eingabe eines ersten Temperatursensors geschätzt wird, der an eine Kühlmittelleitung gekoppelt ist, die Kühlmittel von dem Motor in den Wärmetauscher fließen lässt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden Luft auf Grundlage einer Eingabe eines zweiten Temperatursensors geschätzt wird, der an eine erste Seite des Wärmetauschers proximal zu einem Kühlergrill gekoppelt ist, und wobei die Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretende Luft auf Grundlage einer Eingabe eines dritten Temperatursensors geschätzt wird, der an eine zweite Seite des Wärmetauschers proximal zu dem Lüfter gekoppelt ist, wobei die erste Seite der zweiten Seite gegenüberliegt.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels zwischen einem ersten Temperaturschwellenwert und einem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, schrittweises Erhöhen jeder von der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe und Abfragen des Verhältnisses, wobei der erste Temperaturschwellenwert niedriger als der zweite Temperaturschwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Abfragen des Verhältnisses Schätzen des Verhältnisses nach Schwellenzeitintervallen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Anpassen auf Grundlage des Verhältnisses als Reaktion darauf, dass eine Änderungsgeschwindigkeit des abgefragten Verhältnisses unter einem Schwellenverhältnis liegt und eine Änderung der Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels unter einem dritten Temperaturschwellenwert liegt, Verringern jeder von der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend als Reaktion darauf, dass die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels über dem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, Erhöhen der Drehzahl des Lüfters auf eine maximale Lüfterdrehzahl und schrittweises Erhöhen der Drehzahl der Pumpe während des Abfragens des Verhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Anpassen auf Grundlage des Verhältnisses als Reaktion darauf, dass die Änderungsgeschwindigkeit des abgefragten Verhältnisses unter einem Schwellenverhältnis liegt und die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Kühlmittels über dem zweiten Temperaturschwellenwert liegt, das Erhöhen der Drehzahl der Pumpe beinhaltet, während der Betrieb des Lüfters bei der maximalen Lüfterdrehzahl aufrechterhalten wird.
System für einen Motor eines Fahrzeugs, das System umfassend: eine Steuerung, die in einem nichttransitorischen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anpassen einer Drehzahl eines Lüfters, der an einen Kühler eines Motorkühlsystems gekoppelt ist, auf Grundlage einer Wärmelast; Schätzen eines Wirkungsgrads des Kühlers in Abhängigkeit von jeder von einer in den Kühler eintretenden Kühlmitteltemperatur, einer Einlasslufttemperatur und einer Auslasslufttemperatur; und Anpassen einer Drehzahl einer Kühlmittel durch die Motorkühlung zirkulierenden Pumpe auf Grundlage des geschätzten Wirkungsgrads des Kühlersystems.
System nach Anspruch 11, wobei der Wirkungsgrad des Kühlers als ein Verhältnis eines ersten Unterschieds zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Einlasslufttemperatur und eines zweiten Unterschieds zwischen der Auslasslufttemperatur und der Einlasslufttemperatur geschätzt wird; und wobei die Wärmelast auf einer Änderung der Kühlmitteltemperatur im Zeitverlauf basiert.
System nach Anspruch 11, wobei das Anpassen der Drehzahl der Pumpe und der Drehzahl des Lüfters Folgendes beinhaltet: schrittweises Erhöhen jeder von der Drehzahl der Pumpe und der Drehzahl des Lüfters als Reaktion auf eine über dem Schwellenwert liegende Kühlmitteltemperatur; Schätzen des Wirkungsgrads in regelmäßigen Intervallen; und weiteres Anpassen der Drehzahl der Pumpe auf Grundlage eines durchschnittlichen Wirkungsgrads und Anpassen der Drehzahl des Lüfters auf Grundlage einer Änderung der Kühlmitteltemperatur.
System nach Anspruch 13, wobei das weitere Anpassen als Reaktion darauf, dass eine Änderung der Kühlmitteltemperatur unter einem Schwellenwert liegt, Verringern jeder von der Drehzahl des Lüfters und der Drehzahl der Pumpe beinhaltet.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: als Reaktion auf eine Kühlmitteltemperatur unter einem Schwellenwert, Betreiben der Pumpe mit einer ersten konstanten Drehzahl und des Lüfters mit einer zweiten konstanten Drehzahl.