DE10153587A1 - Kühlsystem und Verfahren zum Kühlen eines Fahrzeugs - Google Patents
Kühlsystem und Verfahren zum Kühlen eines FahrzeugsInfo
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Abstract
Diese Erfindung ist ein Verfahren und System zur Kühlung von Bauteilen eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb ("HEV"). Mit der vorliegenden Erfindung werden HEV Bauteile gekühlt, die eine Klimaanlage, einen Verbrennungsmotor und dessen zugeordnete Teile, ein elektrisches Antriebssystem und dessen zugeordnete Teile einschließlich eines Inverters, Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers, einer Generatormaschine und eines Antriebsmotors umfassen. Die Kühlung dieser Bauteile wird durch Realisierung eines Kühlsystems geleistet, welches aus mit einer Flüssigkeit gefüllten Kühlkreisläufen, Kühlern, Gebläsen, Pumpen, einem Kondensator der Klimaanlage sowie einem Regler besteht. Die Pumpen bewegen die Flüssigkeit durch die Kühlkreisläufe, wobei die Flüssigkeit Wärme aus den Bauteilen aufnehmen und mit Hilfe des Gebläseluftstroms durch die Kühler blasen kann. Der Regler überwacht die Daten der Bauteiltemperaturen durch Messung der effektiven Bauteiltemperatur oder der entsprechenden Kühlmitteltemperatur und vergleicht die Bauteiltemperaturdaten mit einem einstellbaren Schwellenwert, um zu bestimmen, ob das Gebläse betrieben werden soll. Durch Regelung der Gebläsedrehzahl steuert der Regler den Luftstrom über dem Kühler und dem Luftkondensator, um eine Kühlmitteltemperatur und entsprechend die Bauteiltemperatur innerhalb akzeptabler Parameter zu halten.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem und Verfahren zum Kühlen eines
Fahrzeugs.
Es ist die Notwendigkeit bekannt, den Verbrauch von fossilem Brennstoff durch
und Schadstoffe von Autos und anderen, durch einen Verbrennungsmotor (ICE)
angetriebenen Fahrzeugen zu reduzieren. Mit von Elektromotoren angetriebe
nen Fahrzeugen versucht man, sich diesen Notwendigkeiten zuzuwenden.
Jedoch haben Elektrofahrzeuge eine begrenzte Reichweite und beschränktes
Leistungsvermögen und benötigen erhebliche Zeit, die zum Wiederaufladen
ihrer Batterien gebraucht wird. Eine alternative Lösung ist die Kombination
sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines elektrischen Antriebsmotors
in einem Fahrzeug. Solche Fahrzeuge werden typischerweise Fahrzeuge mit
Hybridantrieb (HEV) genannt (US-A 5 343 970).
Das Fahrzeug mit Hybridantrieb ist in vielfältigen Ausführungen beschrieben.
Viele Patente für Fahrzeuge mit Hybridantrieb offenbaren Systeme, in denen
eine Bedienperson benötigt wird, um zwischen Elektrobetrieb und Betrieb mit
Verbrennungsmotor zu wählen. In anderen Ausführungen treibt der Elektromotor
eine Gruppe und der Verbrennungsmotor eine andere Gruppe von Rädern an.
Es wurden andere Ausführungen entwickelt, die brauchbarer sind. Zum Beispiel
ist ein Fahrzeug mit Reihen-Hybridantrieb (SHEV) ein Fahrzeug mit einem
Motor, typischerweise ein Verbrennungsmotor, der mit einer elektrischen
Maschine, Generator genannt, verbunden ist. Der Generator liefert seinerseits
elektrischen Strom für eine Batterie und einen weiteren Motor, Antriebsmotor
genannt. Im Fahrzeug mit Reihen-Hybridantrieb ist der Antriebsmotor die
einzige Quelle des Drehmoments am Rad. Zwischen dem Motor und den
Antriebsrädern gibt es keine mechanische Verbindung. Ein Fahrzeug in der
Ausführung eines Parallel-Hybridantriebs (PHEV) hat einen Motor,
typischerweise ein Verbrennungsmotor, und einen Elektromotor, die zusammen
das erforderliche Drehmoment am Rad zum Antrieb des Fahrzeugs liefern.
Außerdem kann der Motor in der Ausführung mit Parallel-Hybridantrieb als ein
Generator verwendet werden, um die Batterie aus der vom Verbrennungsmotor
erzeugten Energie zu laden.
Ein Fahrzeug mit Parallel-/Reihen-Hybridantrieb (PSHEV) weist Eigenschaften
sowohl der PHEV Ausführung afs auch der SHEV Ausführung auf und ist
typischerweise als "zweiteilige Leistungsausführung" bekannt. Im Fahrzeug mit
Parallel-/Reihen-Hybridantrieb ist der Verbrennungsmotor mechanisch mit zwei
Elektromaschinen in einer Achseinheit mit Planetengetriebe, Kupplung und
Differential (Transaxle) verbunden. Eine erste Elektromaschine, der Generator,
ist mit einem Sonnenrad verbunden. Der Verbrennungsmotor ist mit einem
Zwischenrad verbunden. Eine zweite elektrische Maschine, ein Antriebsmotor,
ist über eine zusätzliche Getriebeverzahnung in einer Transaxle mit einem
Ausgleichsgetriebe-Tellerrad (Ausgang) verbunden. Das Drehmoment des
Motors treibt den Generator zum Laden der Batterie an. Der Generator kann
außerdem zum erforderlichen Drehmoment (Abtriebswelle) am Rad beitragen.
Der Antriebsmotor wird verwendet, um zum Drehmoment am Rad beizutragen
und um Bremsenergie zum Aufladen der Batterie zurückzugewinnen, falls eine
Bremsanlage mit Energierückgewinnungseinrichtung genutzt wird.
Klar ist, dass die Kombination eines Verbrennungsmotors (ICE) mit einem
Elektromotor wünschenswert ist. Kraftstoffverbrauch und Schadstoffe eines
Verbrennungsmotors werden ohne nennenswerten Verlust hinsichtlich der
Leistung oder Reichweite des Fahrzeugs reduziert. Trotzdem bleibt erhebliche
Gelegenheit, um Möglichkeiten zur Optimierung der Funktion eines Fahrzeugs
mit Hybridantrieb zu entwickeln.
Ein solches Gebiet der Entwicklung liegt im Kühlsystem eines Fahrzeugs mit
Hybridantrieb. In herkömmlichen Fahrzeugen weist das Kühlsystem vielfältige
Bauteile auf, die eine Kühlung durch ein Flüssigkeitskühlsystem, Kühler und
Gebläse erfordern. Mit Flüssigkeit gekühlte Bauteile schließen typischerweise
den Motor und das Getriebe ein. Ein flüssiges Kühlmittel zirkuliert durch einen
geschlossenen Kühlkreislauf, bewegt sich durch jedes Bauteil, um Wärme
aufzunehmen und läuft anschließend durch den Kühler. Der Kühler setzt das
Kühlmittel dem Luftstrom eines Gebläses aus, das die Wärme abgibt. Ein Regler
überwacht die Temperaturen von Motor und Getriebe und stellt die Drehzahl des
Gebläses ein, um eine akzeptable Kühlmitteltemperatur für diesen Kühlkreislauf
zu halten. Neben den flüssigkeitsgekühlten Bauteilen muss der Klimaanlagen-
Kondensator aus dem Luftstrom, der von dem (den) Gebläse(n) kommt, gekühlt
werden, um die Staudrücke des Klimaanlagen-Kompressors auf akzeptablen
Höhen zu halten.
Fahrzeuge mit Hybridantrieb (HEV) enthalten Bauteile, die in normale
Kühlsystemen nicht einbezogen sind.
Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein neues Kühlsystem mit
einer Kühlmethode zu entwerten, um die Funktion, Leistungsfähigkeit und
Produktivität von HEV Bauteilen aufrechtzuerhalten.
Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1
und 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen erfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt das benötigte Verfahren und System zum
Kühlen von HEV Bauteilen zu Verfügung.
Die Steuerung der Temperaturen von HEV Bauteilen unterhalb von auf ein
genaues Maß einstellbaren Schwellenwerten können nicht nur die Funktionalität
der Fahrzeugbauteile sondern auch die Leistungsfähigkeit des Betriebs
gewährleisten.
Die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung erkennt Bauteile, die eine
Kühlung benötigen. Diese Bauteile werden sowohl dem Verbrennungsmotor als
auch einzig und allein dem Fahrzeug mit Hybridantrieb als Teil des elektrischen
Antriebssystems zugeordnet. Das elektrische Antriebssystem eines Fahrzeugs
mit Hybridantrieb kann einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler, ein Getriebe,
eine Umkehrstufe, eine Generatormaschine und einen Antriebsmotor umfassen.
Die vorliegende Erfindung kombiniert beide Bauteilgruppen zu einem
Kühlsystem, wodurch Redundanz vermieden wird, aber dessen
Leistungsfähigkeit aufrechterhalten wird.
Eine Pumpe hält die Temperatur eines Systembauteils aufrecht, indem
Kühlmittel durch den geschlossenen Kühlkreislauf bewegt wird. Wenn das
Kühlmittel durch jedes Bauteil hindurchfließt, nimmt es Wärme vom Bauteil auf.
Das Kühlmittel bewegt sich anschließend durch einen Kühler, wobei Wärme
nach außen geblasen wird, wenn das Kühlmittel einem Gebläseluftstrom
ausgesetzt ist.
Ein Regler überwacht die Bauteiltemperaturen und regelt die Gebläsedrehzahl.
Die Bauteiltemperaturen werden bestimmt, indem die effektiven Temperaturen
von Bauteilen wie die Zylinderkopftemperatur, die Öltemperatur im Getriebe/in
der Transaxle, die Temperatur des Inverter-Einzelschaltkreises sowie die
Temperaturen der Motorwicklung gemessen werden, oder durch Messung der
Kühlmitteltemperatur. Der Regler vergleicht die Temperaturen der Bauteile mit
Schwellenwerten, die auf ein genaues Maß einstellbar sind, um zu bestimmen,
ob das Gebläse betrieben werden sollte oder nicht, und wenn, mit welcher
Drehzahl das Gebläse arbeiten soll.
Ein Ausführungsbeispiel mit schematisch dargestellten Bauteilen und deren
funktionellen Beziehungen wird anschließend anhand von Blockdiagrammen
näher erläutert. In der Zeichnung bilden ab
Fig. 1 die allgemeine Anordnung eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb und
Regel-/Steuereinheiten mit deren wesentlicher mechanischer,
elektrischer und signaltechnischer Kopplung;
Fig. 2 das Kühlsystem für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb als funktionelles
Schaubild;
Fig. 3a, b Ablaufpläne der Schritte zur Bestimmung der Gebläsefunktion.
Die vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft Elektrofahrzeuge und
spezieller Fahrzeuge mit Hybridantrieb (HEV). Fig. 1 zeigt nur eine mögliche
Ausführung, speziell die Ausführung mit zweigeteilter Leistung eines Fahrzeugs
mit Parallel-/Reihen-Hybridantrieb. In einem Grundfahrzeug mit Hybridantrieb
verbindet eine Planetengetriebegruppe 26 ein Zwischenrad über eine
Freilaufkupplung 44 mechanisch mit einem Motor 20. Die
Planetengetriebegruppe 26 verbindet außerdem ein Sonnenrad mit einer
Generatormaschine 24 und ein Differential-Tellerrad (Abtrieb) mit einem
Antriebsmotor 30. Die Generatormaschine 24 ist außerdem mit einer
Generatorbremse 22 verbunden und an eine Batterie 28 elektrisch
angeschlossen. Der Antriebsmotor 30 ist mit dem Differential-Tellerrad der
Planetengetriebegruppe 26 über eine zweite Getriebegruppe 32 mechanisch
verbunden und elektrisch an die Batterie 28 angeschlossen. Das Differential-
Tellerrad der Planetengetriebegruppe 26 ist über eine Abtriebswelle 33 mit den
Antriebsrädern 34 mechanisch verbunden.
Die Planetengetriebegruppe 26 teilt die abgegebene Leistung des Motors 20 in
einen Reihenweg vom Motor 20 zur Generatormaschine 24 und einen parallelen
Weg vom Motor 20 zu den Antriebsrädern 34. Die Drehzahl des Motors 20 kann
geregelt werden, indem die Teilung zu dem Reihenweg verändert wird, während
die mechanische Verbindung durch den parallelen Weg aufrechterhalten wird.
Der Antriebsmotor 30 überträgt die Leistung des Motors 20 auf dem parallelen
Weg durch die zweite Getriebegruppe 32 auf die Antriebsräder 34. Der Antriebs
motor 30 liefert auch die Möglichkeit, Energie direkt aus dem parallelen Weg, im
wesentlichen abfließende Energie zu nutzen, die durch die Generatormaschine
24 erzeugt wird, wodurch Verluste reduziert werden, die mit der Umwandlung
der Energie in und aus chemischer Energie in der Batterie 28 verbunden sind.
Viele Bauteile in dieser Ausführung werden durch einen Fahrzeugsystemregler
("VSC") 36 geregelt. Der VSG Regler 36 steuert alle Hauptbauteile des
Fahrzeugs durch Verbindung mit jedem Bauteilregler. Der VSC Regler 36
enthält typischerweise einen Antriebsstrang-Steuermodul (PCM), obwohl dieser
in einer getrennten Einheit aufgenommen werden kann.
Die kombinierten VSC/PCM 36 werden dann über eine Hardware-Schnittstelle
an den Motor 20 angeschlossen. Der VSC-Regler 36 ist außerdem mit einer
Batteriesteuereinheit ("BCU") 38 und einer Getriebesteuereinheit ("TMU") 40
durch ein Übertragungsnetzwerk verbunden. Anschließend wird die BCU Einheit
38 über eine Hardware-Schnittstelle mit der Batterie 28 verbunden. Die TMU
Einheit 40 steuert die Generatormaschine 24 und den Antriebsmotor 30 über
eine Hardware-Schnittstelle.
Ein HEV-Kühlsystem muß Betrieb und Leistungsfähigkeit aufrechterhalten.
Überhitzte Bauteile beeinflussen die Leistungsfähigkeit nachteilig und können
möglicherweise den Ausfall eines Bauteils verursachen. Deshalb müssen die
HEV Bauteile festgelegt werden, die Kühlung benötigen, um zu funktionieren
oder die Betriebsziele aufrechtzuerhalten, oder es müssen Leistungsnormen
festgelegt werden, die durch Entwicklung von geeigneten Wegen sie zu kühlen
eingehalten werden. Die vorliegende Erfindung stellt ein solches Verfahren und
System zum Kühlen von HEV Bauteilen über eine Gebläseregelung bereit.
Speziell bezieht die vorliegende Erfindung Bauteile des elektrischen Antriebs
systems ein, die ein Getriebe, Elektromotoren, Wechselrichter und Gleichstrom/
Gleichstrom-Wandler enthalten sind, wobei sie aber nicht darauf beschränkt
sind. Obwohl dies ein neues Steuerungsschema für das Gebläse erforderlich
macht, wird durch Einbeziehung der neuen Bauteile in eine bestehende
Verknüpfung der Gebläsesteuerung Redundanz vermieden, wodurch die
Leistungsfähigkeit erhöht und Baukosten reduziert werden.
Fig. 2 ist ein grundlegendes Kühlsystem eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb. Das
System weist zwei geschlossene Kühlkreisläufe auf. Die Kreisläufe bewegen
sich durch wärmeaufnehmende Bauteile und blasen die Wärme anschließend
mit Hilfe des Gebläses von dem (den) Kühler(n).
Das erste geschlossene Kreislaufsystem beginnt an einem ersten Kühler 54 und
durchläuft einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 68 und ein elektrisches
Antriebssystem 66. Das Kühlmittel wird mittels einer ersten Pumpe 62 durch
dieses System bewegt. Ein zweites geschlossenes Kreislaufsystem beginnt am
zweiten Kühler 56 und durchläuft einen Verbrennungsmotor ("ICE") 64. Das
Kühlmittel in diesem Kreislauf wird durch eine zweite Pumpe 60 bewegt. Es ist
besser, zwei getrennte geschlossene Kreisläufe zu haben, einen für den
Verbrennungsmotor 64 und einen für das elektrische Antriebssystem 66, weil
der Verbrennungsmotor 64 bei einer wärmeren Temperatur effizienter arbeitet
als das elektrische Antriebssystem 66. Es ist möglich, einen geschlossenen
Kreislauf zu haben, der durch alle Bauteile läuft, wobei jedoch das Kühlmittel
kühler zu halten wäre, um die strengeren Anforderungen des elektrischen
Antriebssystems 66 zu erfüllen. Es ist außerdem möglich, auch eine Pumpe zu
nutzen, obwohl zwei Kreisläufe vorhanden sind. Eine einzelne Pumpe würde
einfach zwei Laufräder aufweisen.
Das beschriebene Kühlsystem für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach der
vorliegenden Erfindung enthält außerdem eine Steuereinheit 50 zur Regelung
der Drehzahl des Gebläses 58. Fig. 2 stellt nur ein Gebläse dar; alternativ dazu
könnte ein System von Gebläsen verwendet werden. Ein System könnte zum
Beispiel zwei Gebläse umfassen, derart, dass eine geringe Drehzahl mit einem
niedrig eingestellten Gebläse, eine mittlere Drehzahl mit beiden niedrig
eingestellten Gebläsen und eine hohe Drehzahl mit beiden hoch eingestellten
Gebläsen realisiert wird. Das Gebläse 58 befindet sich neben einem
Klimaanlagen-Kondensator 52, dem ersten Kühler 54 und dem zweiten Kühler
56. Es ist notwendig, dass sich das Gebläse 58 in unmittelbarer Nähe zu dem
ersten Kühler 54 und dem zweiten Kühler 56 befindet, so dass der Luftstrom
durch die Drehzahl des Gebläses 58 direkt über diesen Bauteilen auftrifft. Dies
ermöglicht es, die durch das Kühlmittel aufgenommene Wärme in die
Umgebung zu blasen. Das Gebläse 58 führt den Luftstrom außerdem über den
Klimaanlagen-Kondensator 52, der kühle Luft für die Fahrzeugkabine liefert. Die
Steuerung der Funktion des Gebläses 58 ist ein wichtiger Teil des Kühlsystems.
Es ist wichtig zu wissen, wann das Gebläse 58 angeschaltet und mit welcher
Drehzahl es arbeiten sollte.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Regelung vor, welche die neuen HEV
Bauteile, das elektrische Antriebssystem 66 und den Gleichstrom/ Gleichstrom-
Wandler 68, sowie die das Gebläse 58 steuernde Steuereinheit 50 einbezieht.
Die Steuereinheit 50 überträgt entweder die Kühlmitteltemperaturen aus den
Kühlkreisläufen oder die tatsächlichen Temperaturen der Vorrichtungen,
einschließlich Verbrennungsmotor 64, Bauteile 66 des elektrischen Antriebs
systems, Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 68 und Staudruck der Klimaanlage
vom Ausgangsschlauch eines Klimaanlagen-Kompressors. Als nächstes
durchläuft das System eine logische Routine innerhalb der Steuereinheit 50, um
zu bestimmen, ob und mit welcher Drehzahl das Gebläse 58 angeschaltet
werden sollte.
Speziell nimmt die Steuereinheit 50 Eingangsdaten auf von den Bauteilen, die
gekühlt werden müssen. Die Steuereinheit 50 nimmt entweder die Temperatur
des Kühlmittels aus dem Kühlkreislauf des elektrischen Antriebssystems 66 und
des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 68 oder die effektive Bauteiltemperatur
des elektrischen Antriebssystems 66 und des Gleichstrom/Gleichstrom-
Wandlers 68 auf. Die Steuereinheit 50 nimmt entweder die Temperatur des
Zylinderkopfes oder die Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors 64 vom
ICE 64 auf. Die Steuereinheit 50 nimmt außerdem den Staudruck der
Klimaanlage aus einer Hochdruckleitung vom Klimaanlagen-Kompressor
kommt, z. B. über einen Druckwandler, auf. Sobald die Steuereinheit 50 alle
diese Eingangssignale hat, bestimmt ein Logikschema, ob und mit welcher
Drehzahl das Gebläse 58 laufen soll.
Fig. 3a und 3b zeigen die Steuerung, die die Steuereinheit 50 benötigt, um den
Betrieb des Gebläses 58 zu bestimmen. Beim Schritt 80 durchläuft die
Steuereinheit 50 die logische Routine des Gebläses. Die logische Routine
enthält eine Reihe von Schritten zur Bestimmung, ob das Gebläse 58
angeschaltet werden soll und mit welcher Drehzahl das Gebläse 58 laufen soll.
Alle diese Schritte bestimmen, ob beliebige gemessene Temperaturen des
Kühlmittels oder von Bauteilen, oder ob der Klimaanlagen-Staudruck
einstellbare Schwellenwerte überschreiten, die den Betrieb des Gebläses 58
erforderlich machen. Diese Schwellenwerte, die auf ein genaues Maß gebracht
werden können, werden durch die Leistung und Wärmetoleranz der Bauteile
bestimmt. Schwellenwerte sollten so eingestellt sein, dass die Funktionalität und
Leistungsfähigkeit der Bauteile gewährleistet ist.
Der Schritt 82 bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors
64 einen einstellbaren Schwellenwert bei geringster Drehzahl des Gebläses 58
überschreitet (ECT<FAN_SPEED1_ECT). Alternativ dazu könnte der Schritt 82
die Zylinderkopftemperatur des Verbrennungsmotors 64 nutzen, um diesen
Block der Gebläselogik 58 auszuführen.
Schritt 84 bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur des elektrischen Antriebs
systems einen einstellbaren Schwellenwert bei der niedrigsten Drehzahl des
Gebläses 58 überschreitet (EDS_CT<FAN_SPEED1_EDS_CT). Alternativ dazu
können die Temperaturen von einzelnen Bauteilen des elektrischen Antriebs
systems, anstelle der Temperatur des Kühlmittels im Kühlkreislauf des
elektrischen Antriebssystems, genutzt werden, um diesen Block der
Gebläselogik 58 auszuführen. Diese Bauteile umfassen die Temperatur des
Inverter-Einzelschaltkreises, die Temperatur des Gleichstrom/Gleichstrom-
Wandlers, die Temperatur(en) der Wicklungen im Elektromotor (Generator oder
Antriebsmotor) sowie die Öltemperatur des Getriebes/der Transaxle, wobei sie
aber nicht darauf beschränkt sind.
Der Schritt 86 bestimmt, ob der Staudruck der Klimaanlage einen einstellbaren
Schwellenwert bei der niedrigsten Drehzahl 58 des Gebläses 58 überschreitet
(AC_PRES_<FAN_SPEED1_AC_PRES).
Wenn die logische Routine diese Schritte durchläuft und bestimmt, dass keiner
der Schwellenwerte überschritten ist, geht die Routine zum Schritt 88 über, bei
dem das Gebläse 58 abgeschaltet wird oder abgeschaltet bleibt, indem das
Zustandsflag "Gebläse angeschaltet" auf 0 gesetzt wird (FAN_STATE = 0,
abgeschaltet). Falls irgendeine der gemessenen Temperaturen ihren
verwendbaren Schwellenwert überschreitet, geht das System unmittelbar zum
Schritt 90 über, und das Gebläse 58 wird angeschaltet oder bleibt im Zustand
der niedrigsten Drehzahl des Gebläses 58 angeschaltet, indem das
Zustandsflag "Gebläse angeschaltet" auf 1 gesetzt wird (FAN_STATE = 1,
niedrigste Drehzahleinstellung).
Wenn das Gebläse 58 angeschaltet ist und sich im Zustand der niedrigsten
Drehzahl befindet (FAN_STATE = 1), geht die Routine der Schaltungslogik in
den Schritt 92 über, um zu bestimmen, ob die nächsthöhere Drehzahl des
Gebläses 58 benötigt wird. Der Schritt 94 bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur
des Verbrennungsmotors einen einstellbaren Schwellenwert für die nächste
höchste Drehzahl des Gebläses 58 (ECT<FAN_SPEED2_ECT) überschreitet.
Alternativ dazu könnte der Schritt 94 die Zylinderkopftemperatur des Verbren
nungsmotors ICE 64 nutzen (anstelle der Temperatur des Kühlmittels im
Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors), um diesen Block der Schaltungslogik
des Gebläses 58 auszuführen.
Der Schritt 96 bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur des elektrischen Antriebs
systems einen einstellbaren Schwellenwert für die nächste höchste Drehzahl
des Gebläses 58 (EDS_CT<FAN_SPEED2_EDS_CT) überschreitet. Alternativ
dazu können die Temperaturen der einzelnen Bauteile des elektrischen
Antriebssystems verwendet werden, um diesen Block der Schaltungslogik des
Gebläses 58 auszuführen.
Der Schritt 98 bestimmt, ob der Staudruck in der Klimaanlage einen einstellba
ren Schwellenwert für die nächste höchste Drehzahl des Gebläses 58
(AC_PRES<FAN_SPEED2_AC_PRES) überschreitet.
Wenn die Routine der Schaltungslogik diese Schritte durchläuft und bestimmt,
dass keiner der Schwellenwerte überschritten ist, geht sie zum Schritt 100 über,
bei dem das Gebläse 58 angeschaltet bleibt, indem das Zustandsflag "Gebläse
angeschaltet" auf 1 (FAN_STATE = 1, niedrigste Drehzahleinstellung) gehalten
bleibt. In dem Fall, dass eine beliebige der gemessenen Temperaturen ihren
verwendbaren Schwellenwert überschreitet, geht das System unmittelbar zum
Schritt 102 über, wobei das Gebläse 58 angeschaltet oder im Zustand der
nächsten höchsten Drehzahl des Gebläses 58 gehalten wird, indem das
Zustandsflag "Gebläse angeschaltet" auf 2 (FAN_STATE = 2, nächste höchste
Drehzahleinstellung) eingestellt wird.
Falls die Hardware für das Gebläse mehr als zwei Gebläsedrehzahlen
realisieren kann, dann kann die Schaltungslogik mit einer zusätzlichen
Schaltungslogik weitergehen, die den Schritten 92 bis 102 ähnlich ist, um zu
bestimmen, ob eine zusätzliche Drehzahl des Gebläses 58 erforderlich ist. Jede
Überprüfung von Kühlmittel- oder Bauteiltemperaturen würde anschließend mit
einstellbaren Schwellenwerten, die der nächsten höchsten benötigten Drehzahl
des Gebläses 58 (z. B. FAN_SPEED_3_ECT, FAN_SPEED3_EDS_CT,
FAN_SPEED3_AC_PRES, . . .) zugeordnet sind, verglichen werden.
Claims (15)
1. erfahren zum Kühlen von Bauteilen eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb
(HEV) mit den Schritten:
Erkennen der HEV Bauteile, die gekühlt oder wegen Wärme gesteuert werden müssen;
Kühlen der Bauteilen; und
Regeln der Kühlung.
Erkennen der HEV Bauteile, die gekühlt oder wegen Wärme gesteuert werden müssen;
Kühlen der Bauteilen; und
Regeln der Kühlung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder
mehrere der folgenden Fahrzeug-Bauteile:
Klimaanlage,
Verbrennungsmotor und dessen zugeordnete Teile,
elektrisches Antriebssystem und Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler gekühlt werden.
Klimaanlage,
Verbrennungsmotor und dessen zugeordnete Teile,
elektrisches Antriebssystem und Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler gekühlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
elektrische Antriebssystem ein Getriebe/eine Transaxle, einen Inverter,
einen Generator-Motor und einen Antriebsmotor umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die folgenden Schritte:
Einfüllen von Kühlmittel in Kühlkreisläufen die Fahrzeugbauteile durchfließen kann, wobei in Kühlern von den flüssigkeitsgefüllten Kühlkreisläufen Wärme abgeführt wird und über einen Klimaanlagen-Kondensator einem Kompressor abgekühltes Kühlmittel zugeführt wird;
Bewegen der Flüssigkeit durch die Kühlkreisläufe mittels Pumpem und Schalten eines Gebläses zur Erhöhung des Luftstroms über Kühler und Klimaanlagen-Kondensator.
Einfüllen von Kühlmittel in Kühlkreisläufen die Fahrzeugbauteile durchfließen kann, wobei in Kühlern von den flüssigkeitsgefüllten Kühlkreisläufen Wärme abgeführt wird und über einen Klimaanlagen-Kondensator einem Kompressor abgekühltes Kühlmittel zugeführt wird;
Bewegen der Flüssigkeit durch die Kühlkreisläufe mittels Pumpem und Schalten eines Gebläses zur Erhöhung des Luftstroms über Kühler und Klimaanlagen-Kondensator.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Regelung der Kühlung die Schritte umfasst:
Übertragen von Daten der Bauteiltemperaturen zu einem Regler;
Durchlauf eines Schaltlogik-Programms durch einen Regler, um die Daten der Bauteiltemperaturen zu analysieren und die Betriebsbedingungen des Gebläses festzulegen; und
Steuern der Betriebsbedingungen des Gebläses durch Übertragen der Informationen Anschalten/Abschalten, Drehzahl vom Regler zum Gebläse.
Übertragen von Daten der Bauteiltemperaturen zu einem Regler;
Durchlauf eines Schaltlogik-Programms durch einen Regler, um die Daten der Bauteiltemperaturen zu analysieren und die Betriebsbedingungen des Gebläses festzulegen; und
Steuern der Betriebsbedingungen des Gebläses durch Übertragen der Informationen Anschalten/Abschalten, Drehzahl vom Regler zum Gebläse.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bauteiltemperatur durch Messen der
Kühlmitteltemperatur bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bauteiltemperatur durch Messen der effektiven
Bauteiltemperatur wie Zylinderkopftemperatur, Öltemperatur von Getriebe/
Transaxle, Temperatur des Inverter-Einzelschaltkreises, Temperatur des
Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers und Temperatur der Motorwicklung
bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Programm der Schaltungslogik umfasst:
Bestimmen, ob die Daten der Bauteiltemperatur einstellbare Schwellenwerte, die der Gebläsedrehzahl entsprechen, überschreitet, so dass, falls ein erster einstellbarer Schwellenwert überschritten ist, das Gebläse angeschaltet und auf niedrige Drehzahl gestellt wird; und
Fortsetzen des Vergleichs von Daten der Bauteiltemperaturen mit zusätzlichen höheren Schwellenwerten, die einstellbar sind, um mit den sich erhöhenden verfügbaren Gebläsedrehzahlen übereinzustimmen.
Bestimmen, ob die Daten der Bauteiltemperatur einstellbare Schwellenwerte, die der Gebläsedrehzahl entsprechen, überschreitet, so dass, falls ein erster einstellbarer Schwellenwert überschritten ist, das Gebläse angeschaltet und auf niedrige Drehzahl gestellt wird; und
Fortsetzen des Vergleichs von Daten der Bauteiltemperaturen mit zusätzlichen höheren Schwellenwerten, die einstellbar sind, um mit den sich erhöhenden verfügbaren Gebläsedrehzahlen übereinzustimmen.
9. Kühlsystem für Fahrzeuge mit Hybridantrieb umfassend:
Fahrzeugbauteile, die gekühlt oder wärmegesteuert werden müssen;
eine Kühlvorrichtung zum Kühlen/Regeln der Temperatur des Fahrzeugbauteils mit Flüssigkeitskreisläufen, Kühler, Gebläse, Pumpen und Klimaanlagen-Kondensator; und
einen Regler zur Überwachung und Steuerung der Kühlung.
Fahrzeugbauteile, die gekühlt oder wärmegesteuert werden müssen;
eine Kühlvorrichtung zum Kühlen/Regeln der Temperatur des Fahrzeugbauteils mit Flüssigkeitskreisläufen, Kühler, Gebläse, Pumpen und Klimaanlagen-Kondensator; und
einen Regler zur Überwachung und Steuerung der Kühlung.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fahrzeugbauteile den Klimaanlagen-Kondensator, einen Gleichstrom/
Gleichstrom-Wandler,
einen Verbrennungsmotor und seine zugeordneten Teile sowie ein elektrisches Antriebssystem und seine zugeordneten Teile einschließlich eines Inverters, einer Generatormaschine und eines Antriebsmotors umfassen.
einen Verbrennungsmotor und seine zugeordneten Teile sowie ein elektrisches Antriebssystem und seine zugeordneten Teile einschließlich eines Inverters, einer Generatormaschine und eines Antriebsmotors umfassen.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler
ausgebildet ist, die Bauteiltemperaturdaten von einer
Temperaturmeßvorrichtung aufzunehmen.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9-11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bauteiltemperaturdaten den
Staudruck der Klimaanlage, die effektive Bauteiltemperatur wie die
Kühlmitteltemperatur des Motors, die Temperatur des Inverters, die
Zylinderkopftemperatur, die Temperatur des Gleichstrom/Gleichstrom-
Wandlers und die Öltemperatur des Getriebes oder entsprechende
Kühlmitteltemperaturen umfassen.
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9-12, dadurch
gekennzeichnet, dass der Regler ausgebildet ist, das Programm einer
Schaltungslogik zu durchlaufen und zu bestimmen, ob die
Bauteiltemperaturdaten einen ersten einstellbaren Schwellenwert, der das
Anschalten des Gebläses erforderlich macht, überschreitet.
14. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9-13, dadurch
gekennzeichnet, dass der Regler ausgebildet ist, das Programm einer
Schaltungslogik zu durchlaufen und zu bestimmen, ob die
Bauteiltemperaturdaten einen einstellbaren Schwellenwert, der
einer spezifischen Gebläsedrehzahl entspricht, überschreitet.
15. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9-14, dadurch
gekennzeichnet, dass der Regler ausgebildet ist, das Gebläse zu steuern, um
die Temperatur der Fahrzeugbauteile zu regeln.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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