УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели с турбонаддувом используют охладитель наддувочного воздуха (CAC) для охлаждения сжатого воздуха из турбокомпрессора до того, как он поступает в двигатель. Окружающий воздух извне транспортного средства проходит через CAC, чтобы охлаждать всасываемый воздух, проходящий через внутреннюю часть CAC. Конденсат может формироваться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, где всасываемый воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Когда всасываемый воздух включает в себя рециркулированные отработавшие газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус CAC. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно охлаждающей жидкостью в случае водно-воздушных охладителей. Конденсат может накапливаться на дне CAC, а затем втягиваться в двигатель за раз во время разгона (или нажатия педали акселератора), увеличивая вероятность пропусков зажигания в двигателе.
Другие попытки принять меры в ответ на формирование конденсата включают в себя ограничение всасываемого воздуха через CAC или ограничения потока окружающего воздуха в CAC. Один из примерных подходов показан Крейгом и другими в US 6,408,831. В нем, температура всасываемого воздуха управляется системой ограничения потока окружающего воздуха и системой ограничения потока всасываемого воздуха. Контроллер определяет положение этих устройств ограничения и присоединен к множеству датчиков, которые измеряют различные переменные величины, такие как температуры окружающего воздуха и всасываемого воздуха.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Однако, изобретатели в материалах настоящей заявки распознали потенциальные проблемы у таких систем. В качестве одного из примеров, даже с настройками в отношении вышеприведенных устройств ограничения, формирование конденсата может не подвергаться принятию ответных мер в достаточной степени. Более точно, управление устройствами ограничения в ответ только на температуру всасываемого или окружающего воздуха может в недостаточной мере устранять формирование конденсата или изменять эффективность охладителя наддувочного воздуха. Кроме того, управление устройствами ограничения на основании только температуры всасываемого или окружающего воздуха может давать в результате условия повышенного лобового сопротивления транспортного средства и перегрева двигателя. Поддержание температур на определенном уровне, из условия чтобы формирование конденсата было низким, может приводить к удерживанию устройств ограничения закрытыми или открытыми в течение длинных периодов времени. Если устройства ограничения закрыты в течение продолжительного периода, это может давать в результате возрастание температур двигателя выше оптимальных уровней. Наоборот, если устройства открыты в течение продолжительного периода, увеличенный поток воздуха принимается через переднюю часть транспортного средства, увеличивая лобовое аэродинамическое сопротивление на транспортном средстве.
В одном из примеров проблемы, описанные выше, могут быть препоручены способу для управления электрическим вентилятором транспортного средства, содержащему: настройку частоты вращения вентилятора или направления вращения в ответ на температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха. Вентилятор может настраиваться для повышения температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха (например, снижения частоты вращения, отключения вращения или изменения на обратное направления вращения) во время первого набора условий и может настраиваться для снижения температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха (например, повышения частоты вращения) во время второго, другого набора условий. Таким образом, посредством управления температурой на выходе охладителя наддувочного воздуха, в качестве одного из примеров, может управляться формирование конденсата.
В дополнение к формированию конденсата, электрический вентилятор может настраиваться в ответ на параметры охлаждения двигателя, наружные погодные условия и условия транспортного средства без приведения в движение, такие как замедление. Настройка электрического вентилятора может координироваться с работой заслонок решетки радиатора, для того чтобы оптимизировать управление конденсатом, а также охлаждение двигателя и экономию топлива. Например, изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали подходы, которые дают электрическому вентилятору и заслонкам решетки радиатора возможность по-прежнему настраиваться некоторым образом, который улучшает экономию топлива (посредством уменьшения лобового сопротивления) и уменьшает потери энергии, но который, к тому же, поддерживает регулирование температуры охлаждающей жидкости двигателя, чтобы избегать перегрева, и уменьшает формирование конденсата (посредством поддержания температуры на выходе CAC в пределах диапазона пороговых значений).
Более точно, электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора могут эксплуатироваться в разных режимах на основании температуры на выходе CAC и скорости транспортного средства. Выбор режима работы, кроме того, может быть основан на температурах охлаждающей жидкости двигателя и условиях транспортного средства без приведения в движение. В каждом режиме электрический вентилятор, заслонки решетки радиатора или как электрический вентилятор, так и заслонки решетки радиатора могут настраиваться в ответ на перечисленные выше параметры. Таким образом, электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора могут настраиваться для повышения или понижения температуры на выходе CAC наряду с оптимизацией экономии топлива и энергосбережения транспортного средства.
Более конкретно, в настоящей заявке раскрыт способ для управления вентилятором транспортного средства, состоящий в том, что настраивают работу вентилятора в ответ на температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха.
В дополнительном аспекте вентилятор является электрическим вентилятором, который настраивают, чтобы повышать температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха во время первого набора условий, и чтобы понижать температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха во время второго, другого набора условий.
В другом дополнительном аспекте первый набор условий включает в себя те случаи, когда температура в охладителе наддувочного воздуха меньше, чем первая пороговая температура.
В еще одном дополнительном аспекте второй набор условий включает в себя те случаи, когда температура в охладителе наддувочного воздуха больше, чем вторая пороговая температура.
В еще одном дополнительном аспекте первая пороговая температура основана на пороговой скорости формирования конденсата.
В еще одном дополнительном аспекте первая пороговая температура дополнительно основана на одном или более из температуры окружающей среды, влажности окружающей среды, скорости транспортного средства, нагрузки двигателя, температуры конденсации на выходе охладителя наддувочного воздуха, отношения давления в охладителе наддувочного воздуха к давлению окружающей среды и давления наддува.
В еще одном дополнительном аспекте повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном из того, что уменьшают скорость работы вентилятора, выключают вентилятор и изменяют на противоположное направление вращения вентилятора.
В еще одном дополнительном аспекте повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха дополнительно заключается в том, что, если вентилятор выключен, включают вентилятор на низкой частоте вращения.
В еще одном дополнительном аспекте понижение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном из того, что включают вентилятор и увеличивают скорость работы вентилятора.
В еще одном дополнительном аспекте вентилятор является по меньшей мере одним из электрического вентилятора и специального вентилятора охладителя наддувочного воздуха.
Еще один дополнительный аспект дополнительно состоит в том, что настраивают заслонки решетки радиатора в ответ на температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха.
Кроме того раскрыт способ для управления электрическим вентилятором и заслонками решетки радиатора транспортного средства, состоящий в том, что в ответ на температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха, настраивают только работу электрического вентилятора во время первого режима, настраивают только открывание заслонок решетки радиатора во время второго режима и настраивают как работу электрического вентилятора, так и открывание заслонок решетки радиатора во время третьего режима.
В дополнительном аспекте электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора настраивают для повышения температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха, когда температура находится ниже, чем первое пороговое значение, и для понижения температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха, когда температура находится выше, чем второе, другое пороговое значение.
В другом дополнительном аспекте повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном или более из того, что уменьшают скорость работы вентилятора, выключают вентилятор, изменяют на противоположное направление вращения вентилятора и уменьшают открывание заслонок решетки радиатора.
В еще одном дополнительном аспекте повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха дополнительно заключается в том, что, если вентилятор выключен, включают вентилятор на низкой частоте вращения и уменьшают открывание заслонок решетки радиатора.
В еще одном дополнительном аспекте понижение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном или более из того, что включают вентилятор, увеличивают скорость работы вентилятора и увеличивают открывание заслонок решетки радиатора.
Еще один дополнительный аспект дополнительно состоит в том, что настраивают электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора в ответ на параметры охлаждения двигателя, отпускание педали акселератора водителем и формирующие конденсат погодные условия.
В еще одном дополнительном аспекте первый режим включает в себя те случаи, когда температура на выходе CAC больше, чем вторая пороговая температура, наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение на скорости, более высокой, чем пороговая скорость; когда температура на выходе CAC меньше, чем первая пороговая температура во время отпускания педали акселератора водителем; и когда температура охлаждающей жидкости двигателя больше, чем первое пороговое значение.
В еще одном дополнительном аспекте второй режим включает в себя те случаи, когда температура на выходе CAC больше, чем вторая пороговая температура, наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение на скорости, более низкой, чем пороговая скорость, и когда формирующие конденсат погодные условия являются большими, чем пороговое значение.
В еще одном дополнительном аспекте третий режим включает в себя те случаи, когда температура на выходе CAC остается ниже первой пороговой температуры в течение периода времени во время отпускания педали акселератора водителем; когда температура на выходе CAC меньше, чем первая пороговая температура, наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение; когда температура на выходе CAC остается выше второй пороговой температуры в течение периода времени; и когда температура охлаждающей жидкости двигателя больше, чем второе пороговое значение.
Также раскрыт способ для управления электрическим вентилятором и заслонками решетки радиатора транспортного средства, состоящий в том, что уменьшают скорость работы электрического вентилятора и открывание заслонок решетки радиатора в ответ на температуру охладителя наддувочного воздуха, более низкую, чем первое пороговое значение; и увеличивают скорость работы электрического вентилятора и открывание заслонок решетки радиатора в ответ на температуру охладителя наддувочного воздуха, более высокую, чем второе пороговое значение.
В дополнительном аспекте уменьшение скорости работы электрического вентилятора и открывания заслонок решетки радиатора дополнительно происходит в ответ на ускорение транспортного средства с приводом от двигателя.
В другом дополнительном аспекте увеличение скорости работы электрического вентилятора и открывания заслонок решетки радиатора дополнительно происходит в ответ на отпускание педали акселератора водителем и повышенную температуру двигателя.
Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного объекта патентования, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный объект патентования не ограничен реализациями, которые положат конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает принципиальную схему системы заслонок решетки радиатора, системы электрического вентилятора, двигателя и ассоциативно связанных компонентов в транспортном средстве.
Фиг. 2 показывает пример расположения CAC, радиатора, электрического вентилятора и двигателя в пределах транспортного средства относительно заслонок решетки радиатора и ассоциативно связанного потока окружающего воздуха.
Фиг. 3 показывает пример изменения формирования конденсата в CAC на основании температуры на выходе CAC.
Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для управления электрическим вентилятором и настройки положения заслонок решетки радиатора на основании состояния транспортного средства без приведения в движение, температуры на выходе CAC, наружных погодных условий и температур двигателя.
Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа для управления электрическим вентилятором и настройки положения заслонок решетки радиатора на основании температуры на выходе CAC и скорости транспортного средства.
Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций способа для настройки положения заслонок решетки радиатора на основании условий формирования конденсата, определенных по наружным погодным условиям.
Фиг. 7 показывает графическое примерное сравнение работы электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора, обусловленной температурой охлаждающей жидкости двигателя, скоростью транспортного средства, температурой на выходе CAC и наружными погодными условиями.
Фиг. 8 показывает три режима работы электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Последующее описание относится к системам и способам для настройки вентилятора транспортного средства, такого как механический или электрический вентилятор, в ответ на температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха (CAC). Работа электрического вентилятора может координироваться с работой заслонок решетки радиатора для системы двигателя транспортного средства, такой как система двигателя на фиг. 1, для усиления охлаждения двигателя, снижения формирования конденсата в CAC и оптимизации экономии топлива транспортного средства. Три режима работы для настройки электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора показаны на фиг. 8. Открывание заслонок решетки радиатора и повышение частоты вращения электрического вентилятора, такие как показанные на фиг. 2, увеличивают поток воздуха через переднюю часть транспортного средства, подавая поток охлаждающего воздуха в радиатор и CAC. Модификация частоты или направления вращения вентилятора транспортного средства может изменять температуру CAC. Это может усиливать или ослаблять формирование конденсата в CAC (такого, как показанный на фиг. 3). Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять управляющую процедуру, такую как процедуры по фиг. 4-6, чтобы настраивать состояние электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора на основании состояния транспортного средства без приведения в движение, температуры на выходе CAC, наружных погодных условий и температуры двигателя. Таким образом, формирование конденсата, коррозия CAC и пропуски зажигания двигателя могут уменьшаться. Примерные операции электрического вентилятора в ответ на температуру охлаждающей жидкости двигателя, скорость транспортного средства, температуру на выходе CAC, температуру на выходе и наружные погодные условия описаны со ссылкой на фиг. 7.
Фиг. 1 показывает примерный вариант осуществления системы 110 заслонок решетки радиатора и системы 100 двигателя в моторном транспортном средстве 102, проиллюстрированном схематично. Система 100 двигателя может быть включена в транспортное средство, такое как дорожное транспортное средство, в числе других транспортных средств. Несмотря на то, что примерные применения системы 100 двигателя будут описаны со ссылкой на транспортное средство, должно быть принято во внимание, что могут использоваться различные типы двигателей и силовых установок транспортного средства, включая легковые автомобили, грузовики и т.д.
В изображенном варианте осуществления двигатель является двигателем с наддувом, присоединенным к турбонагнетателю 13, включающему в себя компрессор, приводимый в движение турбиной 16. Более точно, свежий воздух вводится по впускному каналу 42 в двигатель 10 через воздушный фильтр 11 и втекает в компрессор 14. Компрессор может быть пригодным компрессором всасываемого воздуха, таким как компрессор нагнетателя с приводом от электродвигателя или с приводом от ведущего вала. В системе 100 двигателя компрессор показан в качестве компрессора турбонагнетателя, механически присоединенного к турбине 16 через вал 19, турбина 16 приводится в движение расширяющимися отработавшими газами двигателя. В одном из вариантов осуществления, компрессор и турбина могут быть соединены в пределах двухспирального турбонагнетателя. В еще одном варианте осуществления турбонагнетатель может быть турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VGT), где геометрия турбины активно меняется в качестве функции числа оборотов двигателя и других условий эксплуатации.
Как показано на фиг. 1, компрессор 14 присоединен через охладитель 18 наддувочного воздуха (CAC) к дроссельному клапану 20. CAC, например, может быть теплообменником из воздуха в воздух или из воздуха в воду. Дроссельный клапан 20 присоединен к впускному коллектору 22 двигателя. Из компрессора, горячий сжатый воздух поступает на вход CAC 18, остывает, по мере того, как он проходит через CAC, а затем выходит, чтобы проходить через дроссельный клапан во впускной коллектор. Поток 116 окружающего воздуха извне транспортного средства может поступать в двигатель 10 через решетку 112 радиатора в передней части транспортного средства и проходить через CAC, чтобы помогать охлаждению наддувочного воздуха. Конденсат может формироваться и накапливаться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, где наддувочный воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Когда наддувочный воздух включает в себя рециркулированные отработавшие газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус CAC. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно охлаждающей жидкостью в случае водно-воздушных охладителей. Дополнительно, конденсат может накапливаться на дне CAC, а затем втягиваться в двигатель за раз во время разгона (или нажатия педали акселератора), увеличивая вероятность пропусков зажигания в двигателе. Таким образом, как конкретизировано в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг. 3-8, температура на выходе CAC может регулироваться, из условия чтобы уменьшались формирование конденсата и события пропусков зажигания в двигателе.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, давление воздушного заряда внутри впускного коллектора считывается датчиком 24 давления воздуха в коллекторе (MAP), а давление наддува считывается датчиком 124 давления наддува. Перепускной клапан компрессора (не показан) может быть присоединен последовательно между входом и выходом компрессора 14. Перепускной клапан компрессора может быть нормально закрытым клапаном, выполненным с возможностью открываться в выбранных условиях эксплуатации, чтобы сбрасывать избыточное давление наддува. Например, перепускной клапан компрессора может открываться во время условий замедления числа оборотов двигателя для предотвращения помпажа компрессора.
Впускной коллектор 22 присоединен к ряду камер 31 сгорания через ряд впускных клапанов (не показаны). Камеры сгорания, кроме того, присоединены к выпускному коллектору 36 через ряд выпускных клапанов (не показаны). В изображенном варианте осуществления, показан одиночный выпускной коллектор 36. Однако, в других вариантах осуществления, выпускной коллектор может включать в себя множество секций выпускного коллектора. Конфигурации, имеющие множество секций выпускного коллектора могут давать выходящему потоку из разных камер сгорания возможность направляться в разные местоположения в системе двигателя. Универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 36 выше по потоку от турбины 16. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик содержания кислорода в отработавших газах может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
Как показано на фиг. 1, отработавшие газы из одной или более секций выпускного коллектора направляются в турбину 16, чтобы приводить в движение турбину. Когда требуется уменьшенный крутящий момент турбины, некоторое количество отработавших газов взамен может направляться через регулятор давления наддува (не показан), обходя турбину. Объединенный поток из турбины и регулятора давления наддува затем протекает через устройство 70 снижения токсичности выбросов. Вообще, одно или более устройств 70 снижения токсичности выбросов могут включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов последующей очистки отработавших газов, выполненных с возможностью каталитически очищать поток отработавших газов, тем самым, снижать количество одного или более веществ в потоке отработавших газов.
Все или часть очищенных отработавших газов из устройства 70 снижения токсичности выбросов могут выбрасываться в атмосферу через выхлопную трубу 35. В зависимости от условий эксплуатации, однако, некоторая часть отработавших газов может взамен отводиться в канал 51 EGR через охладитель 50 EGR и клапан 52 EGR на вход компрессора 14. Таким образом, компрессор выполнен с возможностью допускать отработавшие газы, отведенные ниже по потоку от турбины 16. Клапан EGR может открываться, чтобы допускать регулируемое количество охлажденных отработавших газов на вход компрессора для желательных рабочих характеристик сгорания и снижения токсичности выбросов. Таким образом, система 100 двигателя приспособлена для выдачи внешнего EGR низкого давления (LP). Вращение компрессора, в дополнение к относительно длинному протоку EGR LP в системе 100 двигателя, обеспечивает превосходную гомогенизацию отработавших газов в заряде всасываемого воздуха. Кроме того, размещение точек отбора и смешивания EGR обеспечивает эффективное охлаждение отработавших газов для повышенной имеющейся в распоряжении массы EGR и улучшенных рабочих характеристик.
Моторное транспортное средство 102 дополнительно включает в себя систему 104 охлаждения, которая осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через двигатель 10 внутреннего сгорания, чтобы поглощать потерянное тепло, и распределяет нагретую охлаждающую жидкость по радиатору 80 и/или активной зоне 90 отопителя посредством магистралей 82 и 84 охлаждающей жидкости, соответственно. В частности, фиг. 1 показывает систему 104 охлаждения, присоединенную к двигателю 10 и осуществляющую циркуляцию охлаждающей жидкости двигателя из двигателя 10 в радиатор 80 через водяной насос 86 с приводом от двигателя и обратно в двигатель 10 через магистраль 82 охлаждающей жидкости. Водяной насос 86 с приводом от двигателя может быть присоединен к двигателю через привод 88 вспомогательных устройств передней части (FEAD) и вращаться пропорционально числу оборотов двигателя посредством ремня, цепи и т.д. Более точно, водяной насос 86 с приводом от двигателя осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через каналы в блоке цилиндров, головке блока цилиндров двигателя и т.д., для поглощения тепла двигателя, которое затем переносится через радиатор 80 в окружающий воздух. В примере, где водяной насос 86 с приводом от двигателя является центробежным насосом, создаваемое давление (и результирующий поток) может быть пропорциональным частоте вращения коленчатого вала, которая, в примере по фиг. 1, прямо пропорциональна числу оборотов двигателя. В еще одном примере, может использоваться насос с приводом от электродвигателя, который может настраиваться независимо от вращения двигателя. Температура охлаждающей жидкости может стабилизироваться управляемым термостатом клапаном 38, расположенным в магистрали 82 охлаждения, который может удерживаться закрытым до тех пор, пока охлаждающая жидкость не достигает пороговой температуры.
Система 100 двигателя может включать в себя электрический вентилятор 92 для направления потока охлаждающего воздуха по направлению в CAC 18, систему 104 охлаждения двигателя или другие компоненты системы двигателя. В некоторых вариантах осуществления, электрический вентилятор 92 может быть охлаждающим вентилятором двигателя. Охлаждающий вентилятор двигателя может быть присоединен к радиатору 80, для того чтобы поддерживать поток воздуха через радиатор 80, когда транспортное средство 102 медленно перемещается или останавливается, в то время как работает двигатель. Частота вращения или направление вентилятора могут управляться контроллером 12, подробнее описанным в дальнейшем. В одном из примеров, охлаждающий вентилятор двигателя также может направлять поток охлаждающего воздуха в направлении CAC 18. В качестве альтернативы, электрический вентилятор 92 может быть присоединен к системе привода вспомогательных устройств двигателя, приводимых в движение коленчатым валом двигателя. В других вариантах осуществления, электрический вентилятор 92 может действовать в качестве специального вентилятора CAC. В этом варианте осуществления, электрический вентилятор может быть присоединен к CAC или размещен в местоположении, чтобы направлять поток воздуха непосредственно в направлении CAC. В еще одном другом варианте осуществления, может быть два или более электрических вентилятора. Например, один может быть присоединен к радиатору (как показано) для охлаждения двигателя, наряду с тем, что другой может быть присоединен где-нибудь еще, чтобы направлять охлаждающий воздух непосредственно в направлении CAC. В этом примере, два или более электрических вентиляторов могут управляться порознь (например, с разными частотами вращения), чтобы обеспечивать охлаждение для своих соответственных компонентов.
Охлаждающая жидкость может течь через магистраль 84 охлаждающей жидкости, как описано выше, и/или через магистраль 84 охлаждающей жидкости в активную зону 90 отопителя, где тепло может передаваться в пассажирское отделение 106, и охлаждающая жидкость течет назад в двигатель 10. В некоторых примерах, водяной насос 86 с приводом от двигателя может действовать для осуществления циркуляции охлаждающей жидкости через обе магистрали 82 и 84 охлаждающей жидкости.
Фиг. 1 дополнительно показывает систему 28 управления. Система 28 управления может быть с возможностью взаимодействия присоединена к различным компонентам системы 100 двигателя, чтобы выполнять управляющие процедуры и действия, описанные в материалах настоящей заявки. Например, как показано на фиг. 1, система 28 управления может включать в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающем в себя микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения выполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, дежурную память и шину данных. Как изображено, контроллер 12 может принимать входные данные с множества датчиков 30, которые могут включать в себя пользовательские устройства ввода и/или датчики (такие как положение передачи трансмиссии, входной сигнал педали газа, входной сигнал тормоза, положение рычага управления трансмиссией, скорость транспортного средства, число оборотов двигателя, массовый расход воздуха через двигатель, давление наддува температура окружающей среды, влажность окружающей среды, температура всасываемого воздуха, скорость работы вентилятора и т.д.), датчики системы охлаждения (такие как температура охлаждающей жидкости, скорость работы вентилятора, температура в пассажирском отделении, влажность окружающей среды и т.д.), датчики 18 CAC (такие как температура воздуха на выходе CAC, температура и давление воздуха на выходе CAC и т.д.) и другие. В дополнение, контроллер 12 может принимать данные из GPS 34 (глобальной системы определения местоположения) и/или устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системы 26 транспортного средства 102.
Устанавливаемая на транспортном средстве коммуникационная и развлекательная система 26 может поддерживать связь с устройством 40 беспроводной связи посредством различных протоколов беспроводной связи, таким как беспроводные сети, передачи вышек сотовой связи и/или их комбинации. Данные, полученные из устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системы 26, могут включать в себя погодные условия реального времени и предсказанные погодные условия. Погодные условия, такие как температура, осадки (например, дождь, снег, град и т.д.) и влажность, могут получаться через различные приложения устройства беспроводной связи и веб-сайты с прогнозом погоды. Данные, полученные из устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системе, могут включать в себя текущие и предсказанные погодные условия для текущего местоположения, а также будущих местоположений вдоль запланированного маршрута передвижения. В одном из вариантов осуществления, где устанавливаемая на транспортном средстве коммуникационная и развлекательная система включает в себя GPS, текущие и будущие данные погоды могут соотноситься с текущим и будущими маршрутами передвижения, отображенными на GPS. В альтернативном варианте осуществления, в котором система транспортного средства включает в себя выделенную GPS 34, каждая из GPS и устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системы может поддерживать связь с устройством 40 беспроводной связи, а также друг с другом, чтобы сообщать текущие и будущие данные погоды с текущим и будущими маршрутами передвижения. В одном из примеров, развлекательная система может осуществлять доступ к различным картам погоды, хранимым в сети Интернет или других системах с облачными вычислениями. Хранимые карты погоды могут включать в себя информацию о дожде, влажности, осадках и/или температуре, например, выдаваемую в качестве контурных карт. В одном из примеров, устройство 40 беспроводной связи может транслировать данные влажности в реальном времени в устанавливаемую на транспортном средстве коммуникационную и развлекательную систему 26 и/или GPS 34, которые затем передаются в контроллер 12. Контроллер 12 сравнивает принятые данные влажности с пороговыми значениями и определяет надлежащую настройку электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора. Например, если влажность является более высокой, чем определенное пороговое значение, одна или более заслонок решетки радиатора могут закрываться, а электрический вентилятор может выключаться.
В других вариантах осуществления, вывод о присутствии дождя может быть сделан по другим сигналам или датчикам (например, датчикам дождя). В одном из примеров, вывод о дожде может быть сделан по сигналу включения/выключения стеклоочистителя транспортного средства. Более точно, в одном из примеров, когда стеклоочистители включаются, сигнал может отправляться в контроллер 12, чтобы указывать на дождь. Контроллер может использовать эту информацию для предсказания вероятности формирования конденсата в CAC и настройки исполнительных механизмов транспортного средства, таких как электрический вентилятор 92 и/или система 110 заслонок решетки радиатора. Настройки в отношении этих систем подробнее описаны ниже со ссылкой на фиг. 3-8.
Более того, контроллер 12 может поддерживать связь с различными исполнительными механизмами 32, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (такие как топливные форсунки, электрически управляемую воздушную дроссельную заслонку, свечи зажигания и т.д.), исполнительные механизмы системы охлаждения (такие как вентиляционные отверстия обращения воздуха и/или клапаны дозирования воздуха в системе кондиционирования воздуха пассажирского отделения и т.д.), и другие. В некоторых примерах, запоминающий носитель может быть запрограммирован машинно-читаемыми данными, представляющими команды, приводимые в исполнение процессором для выполнения способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предвидятся, но не перечислены прямо.
Как отмечено в материалах настоящей заявки, количество потерянного тепла, переносимого в охлаждающую жидкость из двигателя, может меняться в зависимости от условий эксплуатации, тем самым, оказывая влияние на количество тепла, передаваемого в потоки воздуха. Например, по мере того, как уменьшается крутящий момент на выходном валу двигателя или поток топлива, вырабатываемое количество потерянного тепла может пропорционально уменьшаться.
Моторное транспортное средство 102 дополнительно включает в себя решетку 112 радиатора, предусматривающую проем (например, проем решетки радиатора, проем бампера и т.д.) для приема потока 116 окружающего воздуха через или возле передней части транспортного средства и в пассажирское отделение. Такой поток 116 окружающего воздуха затем может использоваться радиатором 80, электрическим вентилятором 92 и другими компонентами, чтобы поддерживать двигатель и/или трансмиссию охлажденными. Кроме того, поток 116 окружающего воздуха может отводить тепло из системы кондиционирования воздуха транспортного средства и может улучшать рабочие характеристики двигателей с турбонаддувом/наддувом, которые оборудованы CAC 18, который понижает температуру воздуха, который поступает во впускной коллектор/двигатель. Электрический вентилятор 92 может настраиваться для дополнительного увеличения или уменьшения потока воздуха в компоненты двигателя. Более того, специальный вентилятор CAC может быть включен в систему двигателя и использоваться для увеличения или уменьшения потока воздуха в CAC.
Фиг. 2 показывает пример местоположений CAC 18, радиатора 80, электрического вентилятора 92 и системы 100 двигателя в пределах транспортного средства 102 относительно заслонок решетки радиатора и ассоциативно связанного потока 116 окружающего воздуха. Другие подкапотные компоненты (топливная система, аккумуляторные батареи и т.д.) также могут извлекать пользу из потока охлаждающего воздуха. Таким образом, система 110 заслонок решетки радиатора и электрический вентилятор 92 могут содействовать системе 104 охлаждения в охлаждении двигателя 10 внутреннего сгорания. Система 110 заслонок решетки радиатора содержит одну или более заслонок 114 решетки радиатора, выполненных с возможностью настраивать величину потока воздуха, принимаемого через решетку 112 радиатора.
Заслонки 114 решетки радиатора могут покрывать переднюю область транспортного средства, например, простирающуюся прямо от чуть ниже капота до низа бампера. Посредством перекрывания впуска CAC, уменьшается лобовое сопротивление и снижается поступление наружного охлаждающего воздуха в CAC. В некоторых вариантах осуществления, все заслонки решетки радиатора могут перемещаться скоординировано посредством контроллера. В других вариантах осуществления, заслонки решетки радиатора могут быть поделены на подобласти, и контроллер может настраивать открывание/закрывание каждой области независимо. Например, первая область может включать в себя заслонки решетки радиатора, которые в значительной степени оказывают влияние на лобовое сопротивление, наряду с тем, что другие оказывают влияние на поступление воздуха в CAC. В одном из примеров, первая подобласть может простираться прямо от чуть ниже капота до верха бампера, наряду с тем, что вторая подобласть может простираться от верха бампера до низа бампера. Каждая подобласть может содержать в себе одну или более заслонок решетки радиатора. В некоторых вариантах осуществления, каждая область может содержать в себе одинаковое количество заслонок решетки радиатора наряду с тем, что в других примерах одна подобласть содержит в себе большее количество, чем другая. В одном из вариантов осуществления, первая подобласть может содержать в себе многочисленные заслонки решетки радиатора наряду с тем что вторая подобласть содержит в себе одну заслонку решетки радиатора. В альтернативном варианте осуществления, первая подобласть может содержать в себе только одну заслонку решетки радиатора наряду с тем, что вторая подобласть содержит многочисленные заслонки решетки радиатора.
Заслонки 114 решетки радиатора являются подвижными между открытым положением и закрытым положением и могут поддерживаться в одном из двух положений или множестве их промежуточных положений. Другими словами, открывание заслонок 114 решетки радиатора может настраиваться, из условия чтобы заслонки 114 решетки радиатора открывались частично, закрывались частично, или циклически, между открытым положением и закрытым положением, чтобы давать поток воздуха для охлаждения компонентов моторного отсека при минимальной потери экономии топлива. Это происходит потому, что закрывание и/или частичное закрывание заслонок 114 решетки радиатора снижает величину потока воздуха, принимаемого через решетку 112 радиатора, таким образом, уменьшая лобовое аэродинамическое сопротивление на транспортном средстве. Поддержание заслонок решетки радиатора в открытом положении предоставляет возможность для достаточного охлаждения двигателя; однако, это также может увеличивать лобовое сопротивление на транспортном средстве и уменьшать экономию топлива. С другой стороны, закрывание заслонок решетки радиатора уменьшает лобовое сопротивление и улучшает экономию топлива; однако, это может не предоставлять возможность для достаточного охлаждения двигателя. Таким образом, управление заслонками решетки радиатора может быть основано на многочисленных условиях эксплуатации транспортного средства, дополнительно обсужденных ниже. В некоторых вариантах осуществления, заслонки решетки радиатора могут использоваться только для устранения конденсата CAC. В этом случае, управление заслонками решетки радиатора может иметь от небольшого до никакого аэродинамического выигрыша.
Когда заслонки решетки радиатора открыты, электрический вентилятор 92 может использоваться для увеличения или уменьшения потока 116 охлаждающего окружающего воздуха на компоненты двигателя. Например, посредством повышения частоты вращения электрического вентилятора, величина и скорость потока воздуха на двигатель может возрастать. Наоборот, посредством снижения частоты вращения вентилятора, скорость потока воздуха на двигатель уменьшается. В еще одном примере, электрический вентилятор может включаться на низкой частоте вращения для уменьшения эффективности CAC и повышения температуры на выходе CAC. Более точно, на низких скоростях работы, электрический вентилятор может не быть эффективным по охлаждению. Однако, лопасти вентилятора могут действовать для сопротивления потоку воздуха в радиатор и CAC. Таким образом, скорости потока окружающего воздуха непосредственно оказывают влияние на эффективность CAC и температуру на выходе CAC. Таким образом, посредством изменения частоты вращения вентилятора, могут изменяться эффективность и температура на выходе CAC. Когда заслонки решетки радиатора закрыты, небольшой поток охлаждающего окружающего воздуха проникает в решетку радиатора. Однако, электрический вентилятор по-прежнему может работать для обеспечения потока воздуха. В дополнение к управлению частотой вращения, электрический вентилятор также может изменять направление вращения. Лопасти вентилятора могут быть сконструированы, из условия чтобы вращение в первом направлении направляло поток воздуха в направлении компонентов двигателя. В последующем описании, это будет служить в качестве нормального или базового направления для работы вентилятора. Вращение лопастей вентилятора во втором направлении, противоположном первому направлению, может направлять поток воздуха от компонентов двигателя. Таким образом, направление вращения вентилятора также может использоваться для изменения потока охлаждающего воздуха, достигающего компонентов двигателя и, впоследствии, эффективности и температуры на выходе CAC.
В некоторых вариантах осуществления, система 28 управления может быть выполнена с возможностью настраивать открывание заслонок 114 решетки радиатора в ответ на условия эксплуатации транспортного средства. Настройка открывания заслонок 114 решетки радиатора может включать в себя открывание одной или более из заслонок решетки радиатора, закрывание одной или более из заслонок решетки радиатора, частичное открывание одной или более заслонок решетки радиатора, частичное закрывание одной или более заслонок решетки радиатора, настройку временных характеристик открывания и закрывания и т.д. В качестве примера, контроллер 12 может быть присоединен с возможностью обмена информацией к системе 110 заслонок решетки радиатора и может иметь команды, хранимые на нем, для настройки открывания заслонок 114 решетки радиатора. Таким образом, контроллер 12 может настраивать заслонки решетки радиатора транспортного средства посредством увеличения или уменьшения открывания заслонок решетки радиатора.
Система 28 управления может быть дополнительно выполнена с возможностью приводить в действие электрический вентилятор 92 в ответ на условия эксплуатации транспортного средства. Работа электрического вентилятора 92 может включать в себя повышение частоты вращения вентилятора, снижение частоты вращения вентилятора, останов вращения вентилятора, изменение на обратное направления вращения вентилятора, настройку установки момента включения/выключения вращения и т.д. В качестве примера, контроллер 12 может быть присоединен с возможностью обмена информацией к электрическому вентилятору 92 и может иметь команды, хранимые в нем, для настройки вращения электрического вентилятора 92.
Работа электрического вентилятора может настраиваться в ответ на многообразие системных переменных, в том числе, температуры двигателя, условия движения транспортного средства, температуру наддувочного воздуха на выходе CAC (температуру на выходе CAC) и наружные погодные условия. Формирование конденсата в CAC может заключать в себе количество конденсата и/или скорость формирования конденсата, где температура на выходе CAC может быть одной из нескольких переменных, используемых для оценки и/или расчета формирования конденсата. В некоторых вариантах осуществления, заслонки решетки радиатора могут настраиваться в ответ на все или несколько из вышеприведенных системных переменных. Настройка электрического вентилятора может координироваться с работой заслонок решетки радиатора, для того чтобы оптимизировать управление конденсатом CAC, а также охлаждение двигателя и экономию топлива. Например, контроллер 12 может быть с возможностью обмена данными присоединен как к электрическому вентилятору 92, так и системе 110 заслонок решетки радиатора. Контроллер 12 может иметь команды, хранимые в нем, для настройки работы электрического вентилятора 92 или системы 110 заслонок решетки радиатора на основании текущего состояния другого и перечисленных выше системных переменных. Работа электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора может происходить в ответ на одну из этих системных переменных, даже если другие переменные остаются в пределах нормального диапазона. Таким образом, все переменные могут оцениваться для определения оптимальных частоты или направления вращения электрического вентилятора, а также открывания заслонок решетки радиатора, для охлаждения транспортного средства, предотвращения коррозии CAC, предотвращения пропусков зажигания и повышения экономии топлива. Дополнительные примеры и пояснение работы электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора приведены на фиг. 7-8 и дополнительно пояснены ниже.
В некоторых условиях, электрический вентилятор 92 и система 110 заслонок решетки радиатора могут настраиваться в ответ на условия движения транспортного средства, такие как погода, в которой находится транспортное средство, состояние приведения в движение или без приведения в движение. Состояние приведения в движение может включать в себя те случаи, когда колеса являются прикладывающими положительную силу, движущую транспортное средство вперед. Состояние без приведения в движение может включать в себя те случаи, когда колеса являются поглощающими инерцию транспортного средства и формирующими отрицательную силу против движения транспортного средства вперед. В одном из вариантов осуществления, состояние транспортного средства без приведения в движение может включать в себя состояние замедления, состояние торможения, состояние отпускания педали акселератора, их комбинацию, или другой тип состояния, сигнализирующий, что имеет место состояние транспортного средства без приведения в движение или собирается произойти. Например, также может использоваться сигнал автоматического торможения автомата постоянной скорости. Кроме того еще, сигналы глобального определения местоположения могут использоваться для указания менее скоростной зоны впереди, приближения к спуску под уклон и т.д.
В некоторых случаях, во время замедления, транспортное средство может глушиться, а трансмиссия отсоединяться от двигателя для улучшения экономии топлива. В этой ситуации, необходимо дополнительное охлаждение двигателя. Открывание заслонок решетки радиатора и увеличение скорости работы электрического вентилятора в начале замедления, в этом случае, может предоставлять возможность для предварительного охлаждения двигателя, сохраняя температуры двигателя невысокими. Это также может предоставлять заслонкам решетки радиатора возможность оставаться закрытыми в течение более длинного периода во время последующих приводимых в движение условий, снижая лобовое сопротивление транспортного средства и вновь улучшая экономию топлива.
Кроме того, электрический вентилятора 92 и система 110 заслонок решетки радиатора могут настраиваться для изменения формирования конденсата внутри CAC 18. Множество датчиков 30 могут получать данные CAC, такие как давления и температуры на входе и выходе. Контроллер 12 может использовать эти данные наряду с условиями окружающего воздуха (например, температурой и относительной или удельной влажностью) и данными транспортного средства (например, скоростью транспортного средства) для определения скорости конденсации и количества конденсата в CAC. В некоторых случаях, относительная влажность окружающей среды может рассчитываться или предполагаться имеющей значение 100% во всех температурных условиях окружающей среды. Это устраняет необходимость в датчике влажности. Однако, если датчик влажности имеется в распоряжении, фактические данные влажности (например, в реальном времени) также могут использоваться.
Контроллер 12 может использовать данные датчиков, описанные выше, наряду с алгоритмом для расчета количества конденсата в CAC. Расчет конденсации может начинаться посредством расчета давления насыщенного пара на выходе CAC в качестве функции температуры и давления на выходе CAC. Алгоритм, в таком случае, рассчитывает массу воды при этом давлении насыщенного пара. Масса воды в воздухе затем определяется по условиям окружающего воздуха. В заключение, скорость конденсации (скорость формирования конденсата) на выходе CAC определяется на посредством вычитания массы воды в состоянии давления насыщенного пара на выходе CAC из массы воды в окружающем воздухе. Посредством определения времени между измерениями конденсата, контроллер 12 может определять количество конденсата внутри CAC после последнего измерения. Текущее количество конденсата в CAC может рассчитываться посредством прибавления этого значения к предыдущему значению конденсата, а затем вычитания всех потерь конденсата после последнего расчета (количества удаленного конденсата). Потери конденсата могут предполагаться нулевыми, если температура на выходе CAC оставалась выше точки росы.
В еще одном варианте осуществления, электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора могут настраиваться для изменения температуры на выходе CAC. Более точно, посредством настройки электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора для изменения потока охлаждающего воздуха в CAC, температура на выходе CAC может повышаться или понижаться. Контроллер может собирать данные датчиков (например, температуры CAC и давление наддува) наряду с условиями окружающего воздуха (например, температурой и относительной или удельной влажностью) и данными транспортного средства (например, скоростью транспортного средства, нагрузкой двигателя). Затем, с использованием алгоритмов и способов для оценки и/или расчета формирования конденсата, может определяться диапазон температур на выходе CAC. В одном из примеров, значение формирования конденсата отображается в температуру на выходе CAC и отношение давления в CAC к давлению окружающей среды. В еще одном примере, нормативный процент конденсации массы воздуха может отображаться в температуру на выходе CAC. Нагрузка двигателя может использоваться для преобразования нормативного процента конденсации массы воздуха в скорость формирования конденсата в CAC. Нагрузка двигателя может быть функцией массы воздуха, крутящего момента, положения педали акселератора и положения дросселя, и таким образом, может давать показание скорости потока воздуха через CAC. Например, умеренная нагрузка двигателя, объединенная с относительно холодной температурой на выходе CAC, может служить признаком высокого значения формирования конденсата вследствие поверхностей охлаждения CAC и относительно низкой скорости потока всасываемого воздуха. Отображение, кроме того, может включать в себя модификатор для температуры окружающей среды и давления наддува. Контроллер 12 может использовать это отображение для определения первой пороговой температуры на выходе CAC. Эта первая пороговая температура T1 может определяться, из условия чтобы выше этой температуры конденсат мог формироваться со скоростью, которая может повышать опасность коррозии CAC и/или событий пропусков зажигания двигателя. Таким образом, пороговая скорость формирования конденсата может быть установлена и дополнительно основана на влажности окружающей среды, наружных погодных условиях и условиях эксплуатации двигателя. Вторая, более высокая пороговая температура на выходе CAC может определяться на основании условий эксплуатации двигателя. Например, эта вторая пороговая температура T2 может определяться на основании минимальной температуры заряда воздуха, требуемой для сгорания.
В еще одном другом варианте осуществления, первая пороговая температура T1 может определяться на основании температуры конденсации. Более точно, контроллер может определять температуру конденсации на выходе CAC на основании давления и влажности. Первая пороговая температура T1, в таком случае, может определяться, из условия чтобы температура на выходе CAC оставалась выше точки конденсации. В одном из примеров, первая пороговая температура T1 может быть температурой конденсации на выходе CAC. В еще одном примере, первая пороговая температура T1 может быть до некоторой степени незначительно более высокой, чем температура конденсации на выходе CAC.
Таким образом, работа электрического вентилятора и открывание заслонок решетки радиатора могут настраиваться для поддержания температуры на выходе CAC между первой пороговой температурой T1 и второй пороговой температурой T2. В одном из примеров, если температура на выходе CAC меньше, чем первая пороговая температура T1, контроллер может уменьшать охлаждение в отношении CAC, снижая скорость работы вентилятора, отключая вентилятор или меняя направление вращения вентилятора на обратное. В качестве альтернативы или дополнительно, контроллер может уменьшать открывание или закрывание заслонок решетки вентилятора для уменьшения охлаждения CAC. В еще одном примере, если температура на выходе CAC больше, чем вторая пороговая температура T2, контроллер может увеличивать охлаждение в отношении CAC, включая вентилятор или повышая скорость работы вентилятора. В качестве альтернативы или дополнительно, контроллер может увеличивать открывание заслонок решетки радиатора.
Положение заслонок 114 решетки радиатора может дополнительно изменяться согласно текущим или предсказанным погодным условиям. Например, настройка закрывания одной или более заслонок 114 решетки радиатора может происходить в ответ на формирующие конденсат погодные условия. Формирующие конденсат погодные условия могут включать в себя дождь, влажность, холодные температуры или их комбинацию. Погодные условия могут поставляться через устанавливаемую на транспортном средстве коммуникационную и развлекательную систему 26 или GPS 34. Подобным образом, работа электрического вентилятора 92 может настраиваться в ответ на текущие или предсказанные погодные условия. Например, вращение вентилятора может замедляться или останавливаться в ответ на формирующие конденсат погодные условия. В других вариантах осуществления, наличие дождя может логически выводиться по датчикам дождя (например, сигналу включения/выключения стеклоочистителей) и использоваться для настройки работы электрического вентилятора и положения заслонок решетки радиатора.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, величина настройки электрического вентилятора 92 и заслонок 114 решетки радиатора может зависеть от степени состояния транспортного средства без приведения в движение, количества градусов за пределами диапазона пороговых значений температуры на выходе CAC или степени формирующих конденсат погодных условий, и их комбинации. Например, во время большего замедления, может увеличиваться степень открывания заслонок 114 решетки радиатора, и/или установка момента открывания заслонок 114 решетки радиатора может делаться более ранней, предоставляя возможность, чтобы больший поток воздуха содействовал охлаждению двигателя, так чтобы последующее ускорение с закрытыми заслонками решетки радиатора могло продлеваться. В этом примере, частота вращения электрического вентилятора 92 может увеличиваться в большей степени или начинаться раньше, обеспечивая дополнительное охлаждение двигателя. В качестве еще одного примера, если GPS 34 или устанавливаемая на транспортном средстве коммуникационная и развлекательная система 26 предсказывает небольшое количество осадков и всего лишь умеренно влажные условия, открывание заслонок 114 решетки радиатора уменьшается. В этом случае, вращение вентилятора может замедляться до некоторой степени, останавливаться или, возможно, подвергаться изменению направления на обратное.
Более того, в некоторых вариантах осуществления, электрический вентилятор 92 и система 110 заслонок решетки радиатора могут настраиваться на основании температуры двигателя, состояния транспортного средства без приведения в движение, формирования конденсата внутри CAC и температуры на выходе CAC. В одном из примеров, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью контролировать температуру двигателя, например, контролируя температуру охлаждающей жидкости и сравнивая ее с пороговыми значениями. В этом примере, электрический вентилятор может включаться, когда температуры охлаждающей жидкости двигателя возрастают выше порогового значения. Однако, в некоторых условиях, электрический вентилятор может включаться в ответ на формирование конденсата внутри CAC или температуру на выходе CAC выше порогового значения, даже если температуры охлаждающей жидкости двигателя не возросли выше установленного порогового значения. Таким образом, электрический вентилятор может включаться или выключаться в ответ на формирование конденсата в CAC и температуру на выходе CAC, когда нормальная работа вентилятора в ответ на температуры двигателя без посторонней помощи диктовала бы противоположное управление вентилятором. Дополнительные способы настройки электрического вентилятора 92 и системы 110 заслонок решетки радиатора описаны подробнее со ссылкой на фиг. 4-8. Настройка вентилятора и заслонок решетки радиатора таким образом дает достаточное охлаждение двигателя наряду с уменьшением лобового сопротивления транспортного средства, уменьшением формирования конденсата и избежанием стагнации точки росы в CAC. Это может помогать повышать экономию топлива транспортного средства и снижать коррозию CAC и пропуски зажигания в двигателе.
В одном из примеров, когда массовые расходы воздуха возрастают выше порогового уровня, конденсат может выметаться из CAC в двигатель (продуваться из CAC). Таким образом, если массовый расход воздуха находится выше скорости (порогового уровня), чтобы конденсат накапливался в CAC, заслонки решетки радиатора и/или электрический вентилятор могут открываться, чтобы обеспечивать достаточное охлаждение заряда воздуха, которое может быть необходимым для работы двигателя с высоким массовым расходом воздуха. Более точно, от умеренного до высокого тепла, вырабатываемого двигателем в условиях высокого массового расхода воздуха, может требовать дополнительного охлаждения двигателя. Таким образом, заслонки решетки радиатора могут открываться, и/или вентилятор может включаться для усиления охлаждения двигателя, не беспокоясь об увеличенном формировании конденсата в CAC.
Фиг. 3 показывает схематический пример формирования конденсата CAC. Два примера CAC (302, 304) показаны на 300 с разными температурами на выходе CAC (температурой заряда воздуха). В первом CAC 302, горячий наддувочный воздух из компрессора 306 поступает в CAC, охлаждается по мере того, как проходит через CAC, а затем выходит из выхода 310 CAC, чтобы проходить через дроссельный клапан 20 и во впускной коллектор 22 двигателя. Поток 308 окружающего воздуха поступает через проемы заслонок решетки радиатора и проходит на ту сторону CAC, в поперечном направлении, чтобы способствовать охлаждению наддувочного воздуха. Скорость этого потока воздуха может зависеть от скорости транспортного средства и работы электрического вентилятора 92. Ниже по потоку в горизонтальном направлении от входа CAC относительно большее количество конденсата 314 формируется в CAC 302. В этом случае, температура на выходе 310 CAC может быть более низкой, чем первая пороговая температура T1. Посредством настройки положения заслонок 114 решетки радиатора и/или частоты или направления вращения электрического вентилятора 92, может изменяться поток 308 окружающего воздуха, таким образом, изменяя эффективность CAC и температуру на выходе 310 CAC. В примере CAC 302, закрывание одной или более заслонок решетки радиатора приводит к ослабленному потоку 308 окружающего воздуха, снижая эффективность охлаждения CAC 302 и повышая температуру на выходе 310 CAC. Снижение частоты вращения, останов или изменение направления вращения на обратное (так что он выдувает охлаждающий воздух из CAC) электрического вентилятор 92 также может уменьшать поток 308 окружающего воздуха, повышая температуру на выходе 310 CAC. Повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха может уменьшать формирование конденсата в CAC.
Во втором примерном охладителе 304 CAC, температура на выходе 316 CAC может быть более высокой, чем пороговая температура T2. В этом примере, температура на выходе 316 CAC может снижаться посредством увеличения потока 318 окружающего воздуха. Посредством настройки положения заслонок 114 решетки радиатора и/или частоты или направления вращения электрического вентилятора 92, может увеличиваться поток 318 окружающего воздуха. Открывание одной или более заслонок решетки радиатора может приводить к увеличенному потоку 318 окружающего воздуха, повышая эффективность охлаждения CAC 302 и понижая температуру на выходе 310 CAC. Включение или повышение частоты вращения электрического вентилятора 92 также может увеличивать поток 318 окружающего воздуха, понижая температуру на выходе 316 CAC.
Определение, следует ли настраивать работу вентилятора, положение заслонок решетки радиатора или того и другого для изменения температуры на выходе и эффективности CAC, может зависеть от других условий транспортного средства и наружных условий. Например, если транспортное средство передвигается на высокой скорости, сначала может усиливаться вращение электрического вентилятора наряду с сохранением заслонок решетки радиатора закрытыми. Это может предоставлять возможность усиленного охлаждения наряду с улучшением аэродинамики и экономии топлива транспортного средства. Однако, если вентилятор в одиночку не может обеспечивать достаточное охлаждение, может увеличиваться открывание заслонок решетки радиатора. В качестве альтернативы, если скорость транспортного средства низка, сначала могут открываться заслонки решетки радиатора для усиления охлаждения. Сохранение вентилятора выключенным может увеличивать энергосбережение транспортного средства. Затем, если открывание заслонок решетки радиатора в одиночку не может обеспечивать достаточное охлаждение, электрический вентилятор может включаться для увеличения потока охлаждающего воздуха. В еще одном примере, температуре на выходе CAC возможно должна быть повышена, в то время как высоки температуры двигателя. В этом случае, охлаждение в отношении CAC может ослабляться выключением вентилятора. Однако, заслонки решетки радиатора могут оставаться открытыми, для того чтобы по-прежнему предоставлять возможность охлаждение двигателя. Кроме того, подробности о скоординированном управлении заслонками решетки радиатора и электрическим вентилятором представлены на фиг. 8.
В некоторых вариантах осуществления, количество конденсата или скорость формирование конденсата могут вызывать настройку электрического вентилятора и/или заслонок решетки радиатора. Например, со ссылкой на фиг. 3, температура воздуха на выходе CAC может падать ниже первой пороговой температуры T1. В некоторых примерах, это может побуждать снижаться частоту вращения вентилятора и/или закрываться заслонки решетки радиатора, уменьшая поток воздуха в CAC, таким образом, снижая эффективность CAC и повышая температуру воздуха на выходе CAC. В других примерах, скорость работы вентилятора может уменьшаться, и/или заслонки решетки радиатора могут закрываться после того, как температура на выходе 310 CAC падает ниже первой пороговой температуры T1 на более продолжительный, чем пороговый, период времени. Пороговый период времени может настраиваться на основании условий эксплуатации транспортного средства. Например, если скорость транспортного средства высока, скорость формирования конденсата может возрастать, требуя более короткого порогового периода времени в таком положении. В качестве альтернативы, если скорость формирования конденсата низка, то пороговый период времени в таком положении может увеличиваться.
Работа электрического вентилятора 92 и системы 110 заслонок решетки радиатора может быть основана на текущем состоянии другого наряду с температурами двигателя, условиями движения транспортного средства, количеством и скоростью формирования конденсата в CAC, температурой на выходе CAC и наружными погодными условиями. Таким образом, все переменные могут оцениваться, чтобы определять оптимальную комбинацию работы электрического вентилятора и положения заслонок решетки радиатора для охлаждения транспортного средства, предотвращения коррозии CAC, предотвращения пропусков зажигания и повышения экономии топлива. Примеры этой операции будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 4-8.
Далее, с обращением к фиг. 4, показан примерный способ 400 для настройки работы электрического вентилятора (в материалах настоящей заявки также указываемого ссылкой как «вентилятор») и положения заслонок решетки радиатора на основании состояния движения транспортного средства без приведения в движение, температуры на выходе CAC, наружных погодных условий и температур двигателя. На 402, процедура включает в себя оценку и/или измерение условий эксплуатации двигателя. Таковые, например, включают в себя число оборотов и нагрузку двигателя, требование крутящего момента, наддув, давление в коллекторе (MAP), температуру заряда воздуха в коллекторе (MCT), топливо-воздушное соотношение (лямбда), содержание спиртов в топливе, барометрическое давление, условия окружающей среды (например, температуру давление, влажность и т.д., окружающей среды) предысторию преждевременного воспламенения в двигателе и т.д. На 404, на основании оцененных условий, может определяться, есть ли состояние транспортного средства без приведения в движение. Такое определение может включать в себя выявление состояния транспортного средства без приведения в движение, такого как состояние замедления, состояние торможения, состояния отпускания педали акселератора, скорость изменения числа оборотов двигателя, являющуюся меньшей, чем предопределенное пороговое значение, сигнал торможения из системы адаптивного автомата постоянной скорости (которая воспринимает расстояние до транспортного средства непосредственно впереди данного транспортного средства и автоматически приводит в действие тормоза транспортного средства, чтобы поддерживать пороговое расстояние от двигающегося впереди транспортного средства) или другой тип состояния, сигнализирующего о состоянии транспортного средства без приведения в движение. В качестве примера, состояние транспортного средства без приведения в движение может происходить, когда величина нажатия на тормозную педаль водителем меньше, чем пороговое значение. В еще одном примере, состояние транспортного средства без приведения в движение может быть, когда тормозное усилие водителя (например, сила на тормозной педали) является большим, чем пороговое значение. В качестве еще одного другого примера, состояние транспортного средства без приведения в движение может быть, когда тормозное давление является большим, чем пороговое значение. В качестве еще другого примера, состояние транспортного средства без приведения в движение может быть, когда степень приведения в действие тормозов транспортного средства (например, тормозов с электрическим приводом) больше, чем пороговое значение.
Если транспортное средство не имеет состояния транспортного средства без приведения в движение (например, транспортное средство приводится в движение), то способ 400 переходит на 406 и 434, где контроллер устанавливает базовое состояние заслонок решетки радиатора в закрытое и базовое состояние вентилятора в отключенное, соответственно. Однако, если транспортное средство не имеет состояния транспортного средства без приведения в движение, то способ 400 переходит на 408 и 436, где контроллер устанавливает базовое состояние заслонок решетки радиатора в открытое, а базовое состояние вентилятора в закрытое. Скорость работы вентилятора также может настраиваться в этот момент в зависимости от состояния без приведения в движение. Например, скорость работы вентилятора может быть более высокой для больших уровней замедления. С обоих, 434 и 436, способ 400 продолжается до 410, где оценивается температура на выходе CAC. Процедура определяет, находится ли температура на выходе CAC между пороговыми значениями T1 и T2 температуры (первой пороговой температурой T1 и вторым пороговым значением T2 температуры, как обсуждено выше). Этот способ дополнительно разъяснен на фиг. 5, обсужденной ниже. Если на 410 определено, что температура на выходе CAC находится между пороговыми значениями T1 и T2 температуры, то способ 400 переходит на 412, чтобы поддерживать положение заслонок решетки радиатора и работу вентилятора в их базовых состояниях. Однако, если на 410 определено, что температура на выходе CAC не находится между пороговыми значениями T1 и T2 температуры, способ 400 переходит на 414, чтобы определять настройку для заслонок решетки радиатора и/или вентилятора, требуемую для ослабления или изменения формирования конденсата (фиг. 5). На 416, производится эта настройка, и новые состояния устанавливаются в качестве базовых состояний заслонок решетки радиатора и вентилятора.
Процедура на 418 определяет вероятность, что конденсат будет формироваться в CAC, на основании наружных погодных условий. Этот способ дополнительно разъяснен на фиг. 6, дополнительно поясненной ниже. Если, на основании погодных условий, маловероятно, что должен формироваться конденсат в CAC, заслонки решетки радиатора и вентилятор поддерживаются в настроенном базовом состоянии на 420. Однако, если вероятно, что должен формироваться конденсат, заслонки решетки радиатора закрываются на 422, заменяя старое базовое состояние. Базовое состояние вентилятора может поддерживаться на 423. Способ 400 продолжается до 424, чтобы проверять температуры двигателя относительно пороговых значений. Например, если температура охлаждающей жидкости двигателя (ECT) возрастает выше максимального значения, требуется содействие охлаждению двигателя. Если эти температуры не находятся выше порогового значения (T3), то положение заслонок решетки радиатора и работа вентилятора поддерживаются в своих настроенных базовых состояниях на 426, и процедура заканчивается. Однако, если температуры находятся выше первого порогового значения T3, вентилятора включается на 428. Температуры двигателя вновь проверяются на 430. Если температуры находятся выше второго порогового значения T4, заслонки решетки радиатора открываются на 432, и процедура заканчивается. Иначе, вентилятор остается включенным, а настроенное базовое положение заслонок решетки радиатора поддерживается на 426. В некоторых вариантах осуществления, второе пороговое значение является большим, чем первое пороговое значение. В других вариантах осуществления, первое и второе пороговые значения могут быть одинаковы.
Примерный способ 500 показан на фиг. 5 для настройки работы электрического вентилятора и положения заслонок решетки радиатора на основании температуры на выходе CAC. На 502, процедура определяет температуру наддувочного воздуха на выходе CAC. Процедура сравнивает температуру на выходе CAC с первой пороговой температурой T1 на 504. Если температура на выходе CAC меньше, чем первая пороговая температура T1, процедура продолжается до 506, где определяется состояние транспортного средства без приведения в движение (как обсуждено выше в способе 400). Если состояние транспортного средства без приведения в движение подтверждено на 506, контроллер может выключать электрический вентилятор на 508. В качестве альтернативы, на 508, контроллер может снижать частоту вращения вентилятора или изменять направление вращения вентилятора на обратное для повышения температуры на выходе CAC. Следует ли снижать частоту вращения вентилятора, выключать или изменять направление вращения вентилятора на обратное, может зависеть от температуры на выходе CAC и/или других условий эксплуатации двигателя. Например, если температура на выходе CAC находится всего лишь слегка ниже первой пороговой температуры T1, частота вращения вентилятора может снижаться вместо выключения. В еще одном примере, если транспортное средство является замедляющимся с более медленным темпом, вентилятор может выключаться или вращаться в обратном направлении. Это может предоставлять температуре на выходе CAC возможность снижаться, в то время как заслонки решетки радиатора остаются открытыми, для усиления охлаждения двигателя во время состояния без приведения в движение (так, заслонки могут оставаться закрытыми дольше во время последующих ускорений). В еще одном другом примере, если заслонки решетки радиатора не присутствуют в транспортном средстве или не являются функционирующими (например, заслонки решетки радиатора застряли в открытом положении), электрический вентилятор может вращаться в обратном направлении, чтобы помогать вытягивать тепло назад из моторного отсека и нагревать CAC.
Способ 500 продолжается до 510, чтобы повторно проверять температуры CAC. Процедура может ожидать период времени Δt1 между 508 и 510, чтобы предоставлять температурам возможность изменяться и уравновешиваться. Период времени Δt1 может быть основан на количестве конденсата или скорости формирования конденсата в CAC и/или условиях эксплуатации двигателя. В качестве альтернативы, Δt1 может быть установленной временной длительностью. Например, если скорость формирования конденсата высока, период времени Δt1 может быть более короткой для уменьшения повышенного формирования конденсата. В еще одном примере, период времени Δt1 может быть более продолжительной, если температуры двигателя высоки и требуется усиленное охлаждение двигателя. Температура на выходе CAC вновь оценивается на 512. Если температура на выходе CAC по-прежнему находится ниже первой пороговой температуры T1, контроллер может уменьшать открывание заслонок решетки радиатора на 514. В качестве альтернативы, контроллер может полностью закрывать заслонки решетки радиатора на основании условий эксплуатации двигателя. Например, если температура на выходе CAC находится на пороговую величину ниже первого порогового значения T1 температуры, заслонки решетки радиатора могут полностью закрываться. Однако, если температура на выходе CAC не находится ниже первой пороговой температуры T1 на 512, способ продолжается до 516, чтобы поддерживать работу вентилятора и положение заслонок решетки радиатора, заканчивая способ.
Возвращаясь на 506, если температура на выходе CAC находится ниже первой пороговой температуры T1, и нет состояния транспортного средства без приведения в движение, контроллер может закрывать заслонки решетки радиатора на 518. Способ продолжается до 520, чтобы определять, выключен ли электрический вентилятор. Если вентилятор выключен, процедура на 522 может включать вентилятор на низкой частоте вращения. На низких частотах вращения, лопасти вентилятора могут действовать, чтобы оказывать сопротивление потоку воздуха и повышать температуру на выходе CAC. В качестве альтернативы, на 522, процедура может ожидать период времени, а затем повторно проверять температуру на выходе CAC до включения вентилятора. Если вентилятор не выключен на 520, вентилятор может выключаться на 524, чтобы повышать температуру на выходе CAC. В качестве альтернативы, контроллер может снижать частоту вращения вентилятора или изменять направление вращения вентилятора на обратное. После осуществления настроек вентилятора, процедура заканчивается.
Возвращаясь на 504, если температура на выходе CAC не находится ниже первой пороговой температуры T1, процедура продолжается до 526, чтобы подтверждать, является ли температура на выходе CAC большей, чем вторая пороговая температура T2. Если температура на выходе CAC не находится выше второй пороговой температуры T2, процедура на 528 поддерживает базовые режим работы вентилятора и положение заслонок решетки радиатора, определенные в способе 400. Однако, если процедура подтверждает, что температура на выходе CAC находится выше пороговой температуры T2, скорость транспортного средства оценивается на 530. Если скорость транспортного средства меньше, чем пороговое значение S1 скорости, процедура увеличивает открывание заслонок решетки радиатора на 532 (или открывает заслонки решетки радиатора). Пороговое значение S1 скорости может быть основано на условиях эксплуатации двигателя, а также экономии топлива и энергосбережении транспортного средства. Например, пороговое значение S1 скорости может устанавливаться, из условия чтобы выше этой скорости открывание заслонок решетки радиатора могло снижать аэродинамику транспортного средства и уменьшать экономию топлива. В качестве альтернативы, пороговое значение S1 скорости может быть установлено, из условия чтобы ниже этой скорости включение электрического вентилятора могло увеличивать затраты энергии транспортного средства. Эта трата энергии может снижать эффективность транспортного средства в большей степени, чем сниженная аэродинамика, вызванная открыванием заслонок решетки радиатора. Таким образом, в ответ на скорость транспортного средства ниже порогового значения S1 скорости на 530, сначала могут открываться заслонки решетки радиатора транспортного средства на 532 вместо включения вентилятора. На 534, процедура ожидает период времени Δt2, а затем повторно проверяет температуру на выходе CAC. Период времени Δt2 может быть основана на условиях эксплуатации двигателя, таких как скорость транспортного средства, или может быть установленной временной длительностью. Если температура на выходе CAC остается выше второй пороговой температуры T2 на 536, контроллер может повышать частоту вращения вентилятора (или включать вращение вентилятора) на 538. Однако, если температура на выходе CAC больше не находится выше второй пороговой температуры T2, способ продолжается на 540, чтобы поддерживать работу вентилятора и положение заслонок решетки радиатора.
Возвращаясь на 530, если скорость транспортного средства не меньше, чем пороговое значение S1 скорости, процедура продолжается на 542 для повышения частоты вращения вентилятора (или включения вентилятора). На 544, процедура ожидает период времени Δt3, а затем повторно проверяет температуру на выходе CAC. Как и для периода времени Δt2, Δt3 может быть основана на условиях эксплуатации двигателя, таких как скорость транспортного средства, или может быть установленной временной длительностью. Если температура на выходе CAC по-прежнему находится выше второй пороговой температуры T2 на 546, контроллер может увеличивать открывание заслонок решетки радиатора на 548. Однако, если температура на выходе CAC больше не находится выше второй пороговой температуры T2, процедура продолжается, чтобы поддерживать работу вентилятора и положение заслонок решетки радиатора на 540, а затем заканчиваться.
Таким образом, электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора могут настраиваться в ответ на температуру на выходе CAC. Настройки могут дополнительно регулироваться на основании скорости транспортного средства и состояния транспортного средства без приведения в движение. Примерные настройки электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора представлены на фиг. 7-8.
Далее, с обращением к фиг. 6, показан примерный способ 600 для настройки положения заслонок решетки радиатора на основании условий формирования конденсата, определенных по наружным погодным условиям. На 602, контроллер 12 принимает данные с множества датчиков 30, GPS 34 и устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системы 26. Извлеченные данные могут включать в себя температуру и влажность окружающего воздуха, логически выведенные дождливые условия (по сигналу включения/выключения стеклоочистителя) и предсказанные погодные условия для предстоящей дороги или по плану поездки транспортного средства. Контроллер 12 затем анализирует данные для условий формирования конденсата на 604. Эти условия могут включать в себя дождь, высокую влажность, низкую температуру воздуха или их комбинацию. Если определено, на 606, что условия формирования конденсата находятся выше пороговых значений, то заслонки решетки радиатора закрываются на 610. Иначе, способ поддерживает текущее положение заслонок решетки радиатора на 608. Пороговые значения могут включать в себя пороговую температуру, процентное содержание влажности или количество осадков, при которых конденсат вероятно должен формироваться внутри CAC. После 610 и 608 процедура заканчивается. Если температуры двигателя возрастают выше пороговых значений во время формирующих конденсат погодных условий, электрический вентилятор может включаться, чтобы обеспечивать охлаждение двигателя по-прежнему наряду с уменьшением формирования конденсата в CAC.
Фиг. 7 показывает примерный график 700, сравнивающий работу электрического вентилятора и заслонки решетки радиатора, обусловленную температурой охлаждающей жидкости двигателя, скоростью транспортного средства, температурой на выходе CAC и наружными погодными условиями. График 700 иллюстрирует примерную работу электрического вентилятора (вентилятора) и заслонок решетки радиатора (заслонок) с меняющимися комбинациями скорости транспортного средства (VS) и наружных погодных условий (OC) в качестве функции времени (по оси x). Включение/выключение электрического вентилятора и открывание и закрывание заслонок решетки радиатора основаны на температуре охлаждающей жидкости двигателя (ECT), скорости транспортного средства, температуре на выходе CAC (температуре на выходе CAC) и наружных погодных условиях. График 700 включает в себя состояние электрического вентилятора (включенное или выключенное) на графике 702, состояние заслонок решетки радиатора (открытое или закрытое) на графике 704, ECT на графике 706, VS на графике 708, температуру на выходе CAC на графике 710, и показание наружных погодных условий (OC) на графике 712. В этом примере, электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора включается/выключается и открываются/закрываются, соответственно, в ответ на системные и внешние переменные. Однако, в некоторых вариантах осуществления, управление вентилятором и заслонками может включать в себя настройки между включенным/выключенным и открытым/закрытым положениями, соответственно в этом случае, скорость работы электрического вентилятора и степень открывания заслонок решетки радиатора могут настраиваться посредством системных переменных, показанных на графике 700. Например, скорость работы электрического вентилятора может возрастать (например, пропорционально) по мере того, как ECT возрастает выше порогового значения. В еще одном примере, скорость работы электрического вентилятора может изменяться для разных уровней замедления или разных температур на выходе CAC.
До момента t1 времени, охлаждающий вентилятор может не быть работающим, а заслонки решетки радиатора могут быть закрытыми. В момент t1 времени, в ответ на температуру на выходе CAC, достигающую второй пороговой температуры T2 (график 710), и VS выше порогового значения S1 скорости, электрический вентилятор включается (график 702). Спустя период времени Δt3, температура на выходе CAC остается выше второй пороговой температуры T2, заставляя заслонки решетки радиатора открываться (график 704) в момент t2 времени. Температура на выходе CAC снижается вплоть до момента t3 времени, когда она падает ниже первой пороговой температуры T1. Как результат, заслонки решетки радиатора закрываются, а вентилятор выключается. Между моментом t3 времени и моментом t4 времени, формирующие конденсат погодные условия указываются увеличением OC (график 712). Заслонки решетки радиатора остаются закрытыми в течение этого времени. В ответ на ECT, достигающей порогового значения T3 в момент t4 времени, электрический вентилятор включается (график 702). ECT продолжает возрастать вплоть до момента t5 времени, когда ECT достигает порогового значения T4 (график 706). В ответ заслонки решетки радиатора открываются (график 704) для увеличения потока охлаждающего воздуха. В момент t6 времени, скорость транспортного средства указывает состояние замедления транспортного средства или торможения транспортного средства (график 708). Одновременно, температура на выходе CAC падает ниже первой пороговой температуры T1. В ответ на состояние транспортного средства без приведения в движение и температуру на выходе CAC, меньшую, чем первая пороговая температура T1, вентилятор выключается (график 702). Заслонки решетки радиатора остаются открытыми для усиления охлаждения двигателя во время события замедления. Однако, в момент t7 времени (спустя период времени Δt1 ожидания) температура на выходе CAC остается ниже первой пороговой температуры T1 (график 710). Таким образом, даже если транспортное средство все еще замедляется, заслонки решетки радиатора открываются (график 704) для повышения температуры на выходе CAC и уменьшения формирования конденсата.
Между моментом t7 времени и моментом t8 времени, температура на выходе CAC возрастает. В момент t8 времени, в ответ на температуру на выходе CAC, возрастающую выше второй пороговой температуры T2, и скорость транспортного средства ниже порогового значения S1 скорости, заслонки решетки радиатора открываются. Вентилятор может оставаться закрытым для увеличения энергосбережения транспортного средства. Охлаждающий воздух из открытых заслонок решетки радиатора снижает температуру на выходе CAC ниже второй пороговой температуры T2 до того, как достигнут период времени Δt2. Таким образом, вентилятор остается выключенным. В момент t9 времени, контроллер принимает указание формирующих конденсат погодных условий (график 712). В ответ, заслонки решетки радиатора закрываются в момент t9 времени для уменьшения формирования конденсата.
Далее, с обращением к фиг. 8, три режима для эксплуатации электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора транспортного средства системы охлаждения двигателя показаны в таблице 800. Система охлаждения двигателя может работать в трех базовых режимах, на основании условий движения транспортного средства (например, скорости транспортного средства и условий без приведения в движение), температуры на выходе CAC, наружных погодных условий и температур двигателя. В каждом из режимов системы охлаждения, электрический вентилятор может включаться или выключаться, а заслонки решетки радиатора могут приводиться в действие на открытие или закрытие в ответ на перечисленные условия и системные переменные. Дополнительно или в качестве альтернативы, скорость работы электрического вентилятора может повышаться или снижаться, может меняться направление вращения электрического вентилятора, и может увеличиваться и уменьшаться открывание заслонок решетки радиатора. В ответ на вышеприведенные условия и переменные, могут настраиваться электрический вентилятор, заслонки решетки радиатора или то и другое. Контроллер (такой как система 28 управления по фиг. 1) может выбирать режим работы для системы охлаждения двигателя, в том числе регулировки для электрического вентилятора и заслонок решетки радиатора, чтобы оптимизировать охлаждение двигателя, аэродинамику транспортного средства затраты энергии транспортного средства и температуру на выходе CAC.
Например, система охлаждения двигателя может эксплуатироваться в первом режиме (режиме 1). Во время работы в первом режиме (режиме 1), работа электрического вентилятора настраивается наряду с тем, что сохраняется положение заслонок решетки радиатора. В одном из примеров, система охлаждения двигателя может эксплуатироваться в режиме 1 в ответ на температуру на выходе CAC, большую чем вторая пороговая температура (такая как вторая пороговая температура T2, как указано ссылкой на фиг. 4, 5 и 7), наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение на скорости, более высокой, чем пороговая скорость (такая как пороговая скорость S1, как указано ссылкой на фиг. 5 и 7). В этом примере, вентилятор может включаться (или может повышаться частота вращения вентилятора) раньше открывания заслонок решетки радиатора, чтобы улучшать аэродинамику и экономию топлива транспортного средства наряду со снижением температуры на выходе CAC. На более высоких скоростях транспортного средства, потери экономии топлива (вследствие движения с открытыми заслонками) могут быть большими, чем потери энергии (вследствие работы электрического вентилятора). В еще одном примере, система охлаждения двигателя может работать в режиме 1 в ответ на температуру на выходе CAC, меньшую чем первая пороговая температура (такая как первая пороговая температура T1 в качестве указываемой ссылкой на фиг. 4, 5 и 7) во время отпускания педали акселератора водителем (условий без приведения в движение). Посредством выключения вентилятора и поддержания положения заслонок решетки радиатора (открытым) во время состояния без приведения в движение, температура на выходе CAC может повышаться наряду с предоставлением возможности дополнительного охлаждения для двигателя. Это может помогать снижать температуры двигателя, так, заслонки решетки радиатора могут оставаться закрытыми. В качестве альтернативы, в этом примере, вращение вентилятора может ослабляться или подвергаться изменению направления на обратное, чтобы повышать температуру на выходе CAC. В еще одном другом примере, система охлаждения двигателя может работать в режиме 1 в ответ на охлаждающую температуру двигателя, являющуюся большей, чем первое пороговое значение (такое как первое пороговое значение T3 в качестве указываемого ссылкой на фиг. 4). В этом примере, электрический вентилятор может включаться (или увеличиваться частота вращения) для снижения температуры двигателя.
В качестве еще одного примера, система охлаждения двигателя может эксплуатироваться во втором режиме (режиме 2). Во время работы в режиме 2, работа электрического вентилятора поддерживается наряду с тем, что настраивается открывание заслонок решетки радиатора. В одном из примеров, система охлаждения двигателя может эксплуатироваться в режиме 2 в ответ на температуру на выходе CAC, большую чем вторая пороговая температура, наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение на скорости, более низкой, чем пороговая скорость. В этом примере, увеличение открывания заслонок решетки радиатора наряду с поддержанием работы вентилятора (отключенной) может повышать температуру на выходе CAC наряду с уменьшением затрат энергии. На более низких скоростях транспортного средства, потери энергии (обусловленные работой электрического вентилятора) могут быть большими, чем потери экономии топлива (вследствие движения с открытыми заслонками). В еще одном примере, система охлаждения двигателя может работать в режиме 2 в ответ на формирующие конденсат погодные условия, большие, чем пороговое значение. Например, если дождь предсказан или вывод о дожде сделан по датчикам или системе GPS, то заслонки решетки радиатора могут закрываться для ослабления повышенного формирования конденсата (и снижая температуру на выходе CAC). Работа вентилятора может поддерживаться для увеличения или уменьшения охлаждения двигателя по необходимости.
Система охлаждения двигателя дополнительно может эксплуатироваться в третьем режиме (режиме 3). Во время работы в третьем режиме, могут настраиваться как работа электрического вентилятора, так и открывание заслонок решетки радиатора. В первом примере, работа в режиме 3 может инициироваться в ответ на температуру на выходе CAC, остающуюся ниже первой пороговой температуры в течение периода времени (такого, как период времени Δt1 по ссылке на фиг. 5 и 7) во время отпускания педали акселератора водителем. В этом примере, вентилятор может быть изначально выключен для повышения температуры на выходе CAC, в то время как заслонки решетки радиатора остаются открытыми. Однако, если выключение вентилятора не является достаточным для повышения температуры на выходе CAC, спустя период времени Δt1, открывание заслонок решетки радиатора может уменьшаться (или закрываться) для дополнительного повышения температуры на выходе CAC. Во втором примере, работа в режиме 3 может инициироваться в ответ на температуру на выходе CAC, меньшую, чем первая пороговая температура, в то время как транспортное средство приводится в движение. В этом примере, заслонки решетки радиатора могут закрываться, и вентилятор может выключаться (или включаться на низкой частоте вращения, если уже отключен) для повышения температуры на выходе CAC. В третьем примере, система охлаждения двигателя может работать в режиме 3, когда температура на выходе CAC остается выше второй пороговой температуры в течение периода времени (такого как период времени Δt2 или Δt3 по ссылке на фиг. 5 и 7). Если скорость транспортного средства меньше, чем пороговая скорость, контроллер может сначала увеличивать открывание заслонок решетки радиатора для снижения температуры на выходе CAC. Вентилятор затем может включаться для дополнительного усиления охлаждения, если температура на выходе CAC остается ниже второй пороговой температуры в течение периода времени Δt2. В качестве альтернативы, если скорость транспортного средства больше, чем пороговая скорость, вращение вентилятора сначала может усиливаться (или включаться), в то время как заслонки решетки радиатора остаются закрытыми. Если через период времени Δt3, температура на выходе CAC остается выше второй пороговой температуры, заслонки решетки радиатора могут открываться для усиления охлаждения. В четвертом примере, система охлаждения двигателя может работать в режиме 3, когда температура охлаждающей жидкости двигателя больше, чем второе пороговое значение. В этом примере, электрический вентилятор может включаться, и заслонки решетки радиатора могут открываться для усиления охлаждения двигателя. В пятом примере, система охлаждения двигателя может работать в режиме 3 во время состояния транспортного средства без приведения в движение наряду с тем, что все другие параметры (например, температура на выходе CAC, температура охлаждающей жидкости двигателя и т.д.) находятся в пределах своих пороговых значений. Например, если все параметры находятся в пределах пороговых значений во время состояния транспортного средства без приведения в движение, контроллер может открывать заслонки решетки радиатора и включать вентилятор.
Таким образом, работа электрического вентилятора может управляться в ответ на температуры двигателя, условия движения транспортного средства, температуру на выходе CAC и наружные погодные условия. Посредством настройки работы электрического вентилятора скоординированной с работой заслонок решетки радиатора, температура на выходе CAC может лучше регулироваться наряду с улучшением охлаждения двигателя, экономии топлива и энергосбережения. Посредством повышения скорости работы электрического вентилятора, компоненты системы двигателя могут охлаждаться. Заслонки решетки радиатора, к тому же, могут разрозненно или одновременно открываться, чтобы содействовать охлаждению, дополнительно увеличивая поток окружающего воздуха. Во время других условий, заслонки решетки радиатора могут закрываться, ограничивая величину потока охлаждающего воздуха, направленного в направлении CAC, понижая температуру на выходе CAC. В дополнение, работа электрического вентилятора может настраиваться для изменения температуры на выходе CAC и сдерживания формирования конденсата. Управление электрическим вентилятором и заслонками решетки радиатора, таким образом, предоставляют возможность для отвечающего требованиям охлаждения двигателя наряду с оптимизацией экономии топлива и энергосбережения транспортного средства, уменьшением пропусков зажигания в двигателе и ослаблением коррозии CAC.
Как будет приниматься во внимание рядовым специалистом в данной области техники, процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой один или более из любого количество элементов управления настройкой электрического вентилятора или заслонок решетки радиатора. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок управления не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовой специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.
Объект патентования настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных процессов, систем и конфигураций, и других признаков, функций, действий и/или свойств, раскрытых в материалах настоящей заявки, а также любые и все их эквиваленты.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЛАЖНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (ВАРИАНТЫ) | 2013 |
|
RU2610359C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ИДЕНТИФИКАЦИИ УХУДШЕНИЯ РАБОТЫ КОМПОНЕНТОВ ОХЛАДИТЕЛЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА (ВАРИАНТЫ) | 2013 |
|
RU2639412C2 |
| СПОСОБЫ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2669111C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЛАСТИНАМИ РЕШЕТКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2013 |
|
RU2623280C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ НАСТРОЙКИ ЗАСЛОНОК ОБЛИЦОВКИ РАДИАТОРА НА ОСНОВАНИИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ И ПОЛОЖЕНИЮ | 2014 |
|
RU2668457C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВКИ РАДИАТОРНЫХ ЗАСЛОНОК ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА. | 2014 |
|
RU2678384C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2660686C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ОЦЕНИВАНИЯ ВЛАЖНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ | 2015 |
|
RU2696843C2 |
| СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ | 2013 |
|
RU2638699C2 |
| УПРАВЛЕНИЕ РЕГУЛЯТОРОМ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ КОНДЕНСАТА В ОХЛАДИТЕЛЕ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА | 2014 |
|
RU2641326C2 |
Изобретение может быть использовано в транспортных средствах, использующих двигатели внутреннего сгорания с турбонаддувом и охладителями наддувочного воздуха. Способ для управления электрическим вентилятором (92) и заслонками (114) решетки (112) радиатора (80) транспортного средства (102) заключается в том, что определяют скорость формирования конденсата на выходе охладителя (18) наддувочного воздуха и температуру на выходе охладителя (18) наддувочного воздуха. Настраивают работу вентилятора (92) и заслонки (114) решетки (112) радиатора (80) в ответ на температуру на выходе охладителя (18) наддувочного воздуха и скорость формирования конденсата на выходе охладителя (18) наддувочного воздуха. Раскрыты варианты способа для управления электрическим вентилятором и заслонками решетки радиатора транспортного средства. Технический результат заключается в уменьшении лобового сопротивления потоку, в уменьшении потерь энергии и в уменьшении формирования конденсата. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.
1. Способ для управления электрическим вентилятором и заслонками решетки радиатора транспортного средства, состоящий в том, что:
определяют скорость формирования конденсата на выходе охладителя наддувочного воздуха и температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха; и
настраивают работу вентилятора и заслонку решетки радиатора в ответ на температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха и скорость формирования конденсата на выходе охладителя наддувочного воздуха.
2. Способ по п. 1, в котором вентилятор является электрическим вентилятором, который настраивают, чтобы повышать температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха во время первого набора условий и чтобы понижать температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха во время второго, другого, набора условий.
3. Способ по п. 2, в котором первый набор условий включает в себя те случаи, когда температура на выходе охладителя наддувочного воздуха меньше, чем первая пороговая температура.
4. Способ по п. 2, в котором второй набор условий включает в себя те случаи, когда температура на выходе охладителя наддувочного воздуха больше, чем вторая пороговая температура.
5. Способ по п. 3, в котором первая пороговая температура основана на скорости формирования конденсата на выходе охладителя наддувочного воздуха.
6. Способ по п. 5, в котором первая пороговая температура дополнительно основана на одном или более из температуры окружающей среды, влажности окружающей среды, скорости транспортного средства, нагрузки двигателя, температуры конденсации на выходе охладителя наддувочного воздуха, отношения давления в охладителе наддувочного воздуха к давлению окружающей среды и давления наддува.
7. Способ по п. 2, в котором повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном из того, что уменьшают скорость работы вентилятора, выключают вентилятор и изменяют на противоположное направление вращения вентилятора.
8. Способ по п. 7, в котором повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха дополнительно заключается в том, что, если вентилятор выключен, включают вентилятор на низкой частоте вращения.
9. Способ по п. 2, в котором понижение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном из того, что включают вентилятор и увеличивают скорость работы вентилятора.
10. Способ по п. 1, в котором вентилятор является по меньшей мере одним из электрического вентилятора и специального вентилятора охладителя наддувочного воздуха.
11. Способ по п. 1, в котором скорость формирования конденсата определяют посредством вычитания определенной массы воды в условиях давления насыщенного пара на выходе охладителя наддувочного воздуха из определенной массы воды в окружающем воздухе.
12. Способ для управления электрическим вентилятором и заслонками решетки радиатора транспортного средства, состоящий в том, что:
в ответ на температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха настраивают только работу электрического вентилятора во время первого режима, настраивают только открывание заслонок решетки радиатора во время второго режима и настраивают как работу электрического вентилятора, так и открывание заслонок решетки радиатора во время третьего режима.
13. Способ по п. 12, в котором электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора настраивают для повышения температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха, когда температура находится ниже, чем первое пороговое значение, и для понижения температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха, когда температура находится выше, чем второе, другое, пороговое значение.
14. Способ по п. 13, в котором повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном или более из того, что уменьшают скорость работы вентилятора, выключают вентилятор, изменяют на противоположное направление вращения вентилятора и уменьшают открывание заслонок решетки радиатора.
15. Способ по п. 14, в котором повышение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха дополнительно заключается в том, что, если вентилятор выключен, включают вентилятор на низкой частоте вращения и уменьшают открывание заслонок решетки радиатора.
16. Способ по п. 13, в котором понижение температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха заключается в одном или более из того, что включают вентилятор, увеличивают скорость работы вентилятора и увеличивают открывание заслонок решетки радиатора.
17. Способ по п. 13, дополнительно состоящий в том, что настраивают электрический вентилятор и заслонки решетки радиатора в ответ на параметры охлаждения двигателя, отпускание педали акселератора водителем и формирующие конденсат погодные условия.
18. Способ по п. 17, в котором первый режим включает в себя те случаи, когда температура на выходе CAC больше, чем вторая пороговая температура, наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение на скорости, более высокой, чем пороговая скорость; когда температура на выходе CAC меньше, чем первая пороговая температура во время отпускания педали акселератора водителем; и когда температура охлаждающей жидкости двигателя больше, чем первое пороговое значение.
19. Способ по п. 17, в котором второй режим включает в себя те случаи, когда температура на выходе CAC больше, чем вторая пороговая температура, наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение на скорости, более низкой, чем пороговая скорость и когда формирующие конденсат погодные условия являются большими, чем пороговое значение.
20. Способ по п. 17, в котором третий режим включает в себя те случаи, когда температура на выходе CAC остается ниже первой пороговой температуры в течение периода времени во время отпускания педали акселератора водителем; когда температура на выходе CAC меньше, чем первая пороговая температура, наряду с тем, что транспортное средство приводится в движение; когда температура на выходе CAC остается выше второй пороговой температуры в течение периода времени и когда температура охлаждающей жидкости двигателя больше, чем второе пороговое значение.
21. Способ для управления электрическим вентилятором и заслонками решетки радиатора транспортного средства, состоящий в том, что:
уменьшают скорость работы электрического вентилятора и открывание заслонок решетки радиатора в ответ на температуру охладителя наддувочного воздуха, более низкую, чем первое пороговое значение и увеличивают скорость работы электрического вентилятора и открывание заслонок решетки радиатора в ответ на температуру охладителя наддувочного воздуха, более высокую, чем второе пороговое значение.
22. Способ по п. 21, в котором уменьшение скорости работы электрического вентилятора и открывания заслонок решетки радиатора дополнительно происходит в ответ на ускорение транспортного средства с приводом от двигателя.
23. Способ по п. 21, в котором увеличение скорости работы электрического вентилятора и открывания заслонок решетки радиатора дополнительно происходит в ответ на отпускание педали акселератора водителем и повышенную температуру двигателя.
| EP 1953362 A2, 06.08.2008 | |||
| US 5542399 A, 06.08.1996 | |||
| US 6314950 B1, 13.11.2001 | |||
| Способ и приспособление для нагревания хлебопекарных камер | 1923 |
|
SU2003A1 |
| АВТОМАТИЧЕСКИЯ СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ТЕПЛОВОЙ МАШИНЫ | 2007 |
|
RU2349770C1 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДЕНИЕМ И ДВИГАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО | 2009 |
|
RU2447298C1 |
