SE539027C2 - Förfarande och system för styrning av ett kylsystem - Google Patents

Abstract

Ett förfarande och ett system for styrning av det ettkylsystem i ett fordon presenteras. Styrsystemet innefattar enhastighetsprediktionsenhet, vilken ar anordnad att utfora enprediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vmædfor en hastighet for fordonet. Styrsystemet innefattar aven entemperaturprediktionsenhet, vilken ar anordnad att utfora enprediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpædfor en temperatur for åtminstone en komponent i fordonet,vilken år baserad åtminstone på en tågvikt for fordonet, påinformation relaterad till ett vågavsnitt framfor fordonet ochpå den åtminstone en framtida hastighetsprofilen vpæd.Styrsystemet innefattar också en kylsystemsstyrenhet, vilkenår anordnad att utfora styrningen av kylsystemet baserat påden åtminstone en framtida temperaturprofilen Tpæd och på engrånsvardestemperatur T@mR¿m1for respektive åtminstone enkomponent i fordonet. Enligt foreliggande uppfinning utforsstyrningen så att ett antal fluktuationer hos eningångstemperatur T@mR¿hu¿¿q¿æfiawr for kylvatskan kylarenreduceras och/eller så att en storlek på flodet Q in i kylarenreduceras då hos en stor temperaturderivata dT/dt for ingångstemperaturen T@mR¿hu¿¿q¿æüawr foreligger. Fig. 2

Description

FÖRFARANDE OCH SYSTEM FÖR STYRNING AV ETT KYLSYSTEMTekniskt område Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för styrning avett kylsystem i ett fordon enligt ingressen till patentkrav 1.Föreliggande uppfinning avser aven ett system anordnat förstyrning av ett kylsystem i ett fordon enligt ingressen tillpatentkrav 32, samt ett datorprogram och endatorprogramprodukt, vilka implementerar förfarandet enligt uppfinningen.

Bakgrund Följande bakgrundsbeskrivning utgör en beskrivning avbakgrunden till föreliggande uppfinning, vilken inte måste utgöra tidigare kand teknik.

Kylsystem ar nödvandiga i fordon med motorer eftersomverkningsgraden i motorerna ar begransad. Den begransadeverkningsgraden gör att inte all varme som skapas i motorernaomvandlas till mekanisk energi. Den överskottsvarme somharigenom skapas behöver ledas bort från motorn på etteffektivt satt. Kylsystem för fordon utnyttjar ofta kylvatskasom ett primart kylmedium, dar denna vatska typiskt innefattarvatten samt frostskyddsmedel, såsom glykol, och/ellerrostskyddsmedel. Figur 1 visar schematiskt en motor 200 ochett kylsystem 400 i ett fordon 500. Kylvatskan kan cirkulerasi kylsystemet, i vilket motorn 200 och en kylare 100 ingår iett kylvatskekretslopp, varigenom överskottsvarmentransporteras bort från motorn 200 och till kylaren 100. Ikylaren 100 överförs varmen från det primara kylmedietkylvatska till det sekundara kylmediet luft. I figur 1illustrerar de tjocka pilarna 151, 152, 153, 154, 155, 156ledningar i vilka kylvatskan transporteras. De tunna pilarna illustrerar anslutningar 131, 132, 133, 134 mellan kylsystemet och en styrenhet 300. De ihåliga pilarna 161, 162, 163 illustrerar luftfloden, vilket beskrivs nedan.

Kylvatskan passerar alltså genom motorn 200 och blir dar, dåmotorn ar varm, uppvarmd av overskottsvarmen. Den av motornuppvarmda kylvatskan 152 kan aven passera en eller fleraytterligare varmealstrande komponenter 210, såsom enretarderbroms, en avgasåtercirkulationsanordning, en turbo, endubbelturbo, en vaxellåda, en kompressor for ett bromssystem,en anordning innefattande avgaser från motorn 200, enefterbehandlingsanordning for avgaser, ettluftkonditioneringssystem, eller någon annan varmealstrandekomponent. I figur 1 visas alla dessa mojliga ytterligarevarmealstrande komponenter som en komponent 210 i serie medmotorn 200 langs kylvatskeledningen. Dock kan komponenten 210vara anordnad som ett antal olika komponenter, vilka aven kanvara serie- och/eller parallellkopplade till motorn 200 i kylvatskekretsloppet.

Kylvatskan varms upp ytterligare av de en eller fleraytterligare varmealstrande komponenterna 210 innan dentransporteras vidare 153 till en termostat 120. Termostaten120 styr flodet Q av kylvatska genom kylare/radiator 100.Termostaten 120 kan styras 132 av en styrenhet 300.Termostaten styr, nar detta ar lampligt, varm kylvatska 154till kylaren 100, och, nar detta ar lampligt, kylvatska forbi155 kylaren 100 och tillfor den till en kylvatskeledning 156ut från kylaren. Kylvatskan strommar genom kylaren 100 tackvare dess cirkulation i kylvatskekretsen, vilken kan skapasmedelst en cirkulationspump 110. Kylaren 100 ar envarmevaxlare, i vilken omgivningsluften, ofta genom attfartvinden 161, 162 trycks igenom kylaren 100, kyler ner varmkylvatska 154 då den passerar genom kylaren 100. Harigenom sanks temperaturen på kylvatskan innan den lamnar kylaren 156 och fortsätter 151 via en cirkulationspump 110 till motorn 200for att kyla motorn och/eller ytterligare komponenter 210,varvid kylvatskan samtidigt blir varmare igen och påborjar nasta cirkulation.

Kylsystemet innefattar alltså ofta en cirkulationspump 110,vilken driver på kylvatskans cirkulation i kylsystemet. Pumpen110 kan styras 131 av en styrenhet 300, exempelvis baserat påett aktuellt motorvarvtal, eller pà andra lampliga parametrar.Kylvatskan pumpas 151 vidare till motorn 200. Kylsystemet 400innefattar ofta aven en flakt 130, vilken kan drivas av enflaktmotor (ej visad), eller av motorn 200, ibland viacirkulationspumpen 110. Flakten 130 ar i figur 1 schematisktinritad framfor kylaren 100, det vill saga uppstroms kylarensett i luftstrommens flodesriktning. Dock kan flakten 130också vara placerad bakom kylaren 100, det vill saga nedstromskylaren 100. Flakten 130 skapar en luftstrom 163, vilkenhjalper till att trycka/suga luften genom kylaren 100, for attoka verkningsgraden for kylaren 100. Flakten kan styras 133 avstyrenheten 300. Kylsystemet 400 kan aven innefatta ett ellerflera kylarjalusier 140, vilka kan oppnas helt eller delvisfor att styra flodet av omgivningsluft/fartvind 162 som närkylaren 100. De ett eller flera kylarjalusierna 140 kan styras134 av styrenheten 300. Alltså kan verkningsgraden for kylaren100, forutom styrningen medelst cirkulationspumpen 110, avenstyras genom oppning eller stangning av ett eller flera kylarjalusier 140 och/eller genom utnyttjande av flakten 130.

Det ar kant, exempelvis genom US2007/0261648, att styra ettkylsystem, baserat på positioneringsinformation och på enprediktion av kommande kylbehov, med avsikt att minskabransleforbrukningen i ett fordon vilket innefattar kylsystemet.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Tidigare kanda losningar har ett problem i att de inte tarhansyn till hur denna styrning påverkar sjalva kylaren och/eller sjalva kylsystemet.

Kylaren 100 innefattar ett antal kanaler och/eller ror vilka,vid varm motor 200, varms upp av det interna/primara flodet,det vill saga kylvatskan, och kyls av det externa/sekundaraflodet, det vill saga den omgivande luften. Kanalernas/rorenstemperatur bestams av dessa två floden i samverkan. Eftersomvarken det interna eller det externa flodet ar helt jamntfordelat over kylaren 100 blir kanalernas/rorens temperaturer inbordes olika.

Materialet i kanalerna/rören, vilket exempelvis kan utgoras avkoppar eller aluminium, påverkas av temperaturen på så sattatt de kanalernas/rorens langder utvidgas inbordes olika medökande temperaturer. Detta inducerar spanningar i materialet,vilket leder till påfrestningar for kylaren 100. Detta geralltså en termisk belastning for kylsystemet, och specielltfor kylaren 100, vilken forkortar dess livslangd. Typiskt gerde storsta forandringarna i temperatur, alltså då en kallkylare blir varm och/eller en helt stangd termostat 120öppnar, också de storsta forandringarna i spanning. Kylaren100 klarar endast av ett begransat antal stora forandringar i temperatur och/eller flode innan dess funktion forsamras.

Det ar darfor ett syfte med foreliggande uppfinning att minskaden termiska belastningen for kylsystemet och darmed erhållaen okad hållfasthet for de komponenter som ingår i kylsystemet.

Detta syfte uppnås genom det ovan namnda forfarandet enligt den kannetecknande delen av patentkrav 1. Syftet uppnås aven genom ovan nämnda system enligt kannetecknande delen avpatentkrav 32 samt av ovan namnda datorprogram och datorprogramprodukt.

Det har vid forsok visat sig vara framst antalet forandringarav materialspanningarnas storlek, frekvens och riktning somorsakar de skadliga påfrestningarna for kylaren 100. Dessaforandringar av spanningarna orsakas alltså genom forandringarhos det inre flodet, det vill saga kylvatskan, och hos detyttre flodet, det vill saga omgivningsluften, samt av temperaturforandringarnas amplitud och frekvens.

Det inre flodets storlek bestams av termostaten 120 och avvarvtal for vattenpumpen 110. Det inre flodets temperaturbestams av varmeflodena i kylsystemet, till exempelmotorbelastning samt utnyttjande av avgasbroms ochretarderbroms. Det yttre flodet bestams av varvtal for flakt130, fartvind 161 och/eller kylarjalusiets 140oppningsgrad/stallning.

Genom utnyttjande av foreliggande uppfinning styrs de inreoch/eller yttre flodena for att minska slitaget på kylaren 100och/eller ovriga komponenter i kylsystemet 400. Har reglerasalltså de reglerbara aktuatorerna i kylsystemet 400 for attminska den degraderande påverkan på kylsystemet 400.Exempelvis kan då termostaten 120, vattenpumpen 110, flakten130 och/eller kylarjalusiet 140 regleras så att storlek,frekvens och/eller riktning hos forandringar avmaterialspanningarna minskas. Harigenom okas livslangden for kylaren 100 och/eller kylsystemets komponenter.

Genom utnyttjande av foreliggande uppfinning minskas alltsåantalet forandringar hos kylvatskeflodet ochkylvatsketemperaturen. Antalet forandringar av kylvatskeflodet styrs aktivt med termostaten 120. Detta kan åstadkommas genom en analys av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpæd foren temperatur for en eller flera komponenter samt av engransvardestemperatur T@mR¿m1for dessa en eller flerakomponenter i kylsystemet. Genom denna analys kan de storstaforandringarna i temperatur, exempelvis då en stangd termostat120 oppnar och en kall kylare 100 blir varm, reduceras och/eller undvikas.

I detta dokument kan termostaten 120 vara stangd, det villsaga att termostaten har en oppningsgrad/termostatpositionmotsvarande att flodet genom termostaten 120 till kylaren 100ar lika med noll; Q=0, eller kan vara oppen, det vill saga attflodet Q genom termostaten 120 till kylaren 100 ar storre annoll; Q>0. Nar termostaten 120 ar oppen kan flodet Q alltsåvara allt från mycket litet, då termostaten 120 nastan ar stangd, till stort, då termostaten 120 ar helt oppen.

Forandringar hos kylvatskeflodet mellan två oppna lagen fortermostaten, exempelvis från 100 l/min till 150 l/min, ger enavsevart mindre forandring i kylartemperatur, och ger darforaven en avsevart lagre termisk belastning for kylarenoch/eller kylsystemet, an forandringar mellan ett helt stangtoch ett oppet lage for termostaten 120. Darfor utnyttjashuvudsakligen sådana forandringar mellan två oppnatermostatlagen for kylvatskeflodet vid styrning av kylsystemetenligt uppfinningen. Har kan noteras att en relativt litenforandring hos kylvatskeflodet från ett stangt lage,exempelvis en forandring från 0 l/min till 20 l/min, ger enstorre forandring av kylartemperaturen an en relativt storforandring mellan två oppna lagen, exempelvis den ovan namndaforandringen från 100 l/min till 150 l/min. Detta beror på attkylaren 100 blir nedkyld till temperaturen for den omgivandeluften nar termostaten 120 ar stangd, dar omgivningsluftens temperatur ofta ar avsevart lagre an kylvatsketemperaturen.

Alltså utformas styrningen av kylsystemet 400, det vill sagalogiken for kylsystemet, baserat på en prediktion avkylsystemets framtida belastning, varigenom antalet storaforandringar i termostatposition/oppningsgrad minimeras.Sarskilt minimeras enligt foreliggande uppfinning antaletforandringar från stangd till någon oppen position fortermostaten 120. I detta dokument innefattar begreppen oppenposition/termostat såsom namns ovan en åtminstone delvis oppenposition/termostat, det vill saga vasentligen allaoppningsgrader från en position/termostat med mycket liten oppning till en helt oppen position/termostat.

Styrningen av kylsystemet 400 utformas enligt en utforingsformaven baserat på en prediktion av komponenter vilka kan ge hogeffekt i energiutbyte med kylkretsen, såsom prediktion avretarderanvandning, av kraftigt motorpådrag och/eller avavgasbromsning, så att termostaten 120 oppnar kontrolleratinnan kylvatsketemperaturen hinner stiga exempelvis videnergiutbyte med retarderoljekylaren. Darigenom minskasstorleken på forandringen och den termiska belastningen påkylvatskekylaren då kylvatsketermostaten går från stangt tilloppet eller halvoppet lage.

For att erhålla en minskad derivata på kylvatsketemperaturenT@mR¿hu@¿æfiawr i kylaren 100 då termostaten 120 oppnas kanenligt en utforingsform aven kylarjalusit 140 styras så luftflodet genom kylaren minimeras då termostaten oppnas.

Styrningen av kylsystemet kan enligt en utforingsform utformasså att kylflakten inte tillåts starta om inte termostaten nåtthelt oppet lage, varigenom en inverkan av den externaolikformigheten i kylaren 100 minimeras. Detta beror på attendast vissa kylkanaler/tuber och/eller vissa delar av kylkanalerna/tuberna i kylaren kommer att hinna varmas upp om fläkten 130 ar aktiverad under tiden termostaten 120 håller påatt oppna, eftersom den av flakten då okade luftstrommen ger en valdigt stor kyleffekt.

Kortfattad figurförteckning Uppfinningen kommer att belysas narmare nedan med ledning avde bifogade ritningarna, dar lika hanvisningsbeteckningar anvands for lika delar, och vari: Figur 1 schematiskt visar ett fordon innefattande ett kylsystem,Figur 2 visar ett flodesschema for uppfinningen, Figur 3 visar ett icke-begransande exempel på utnyttjande av en utforingsform av uppfinningen, Figur 4 visar ett icke-begransande exempel på utnyttjande av en utforingsform av uppfinningen, Figur 5 visar ett icke-begransande exempel på utnyttjande av en utforingsform av uppfinningen,Figur 6 schematiskt visar en kylare, och Figur 7 schematiskt visar en styrenhet enligt foreliggande uppfinning.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Figur 2 visar ett flodesschema for forfarandet enligtforeliggande uppfinning. I ett forsta steg 201 av forfarandetutfors, exempelvis av en hastighetsprediktionsenhet 301 istyrenheten 300, en prediktering av åtminstone en framtidahastighetsprofil vpæd for en hastighet for fordonet vilketinnefattar styrsystemet. De en eller flera hastighetsprofilerna vpmfl predikteras for ett vagavsnitt lO framför fordonet och kan baseras på information relaterad tilldet framforliggande vagavsnittet, såsom exempelvis envaglutning for vagavsnittet och/eller en hastighetsbegransning for vagavsnittet.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning predikterasde en eller flera framtida hastighetsprofiler Vpæa forfordonets faktiska hastighet for vagavsnittet framfor fordonetgenom att prediktionen utgår från fordonets nuvarande positionoch situation och blickar framåt over vagavsnittet, varvid prediktionen gors baserat på en information om vagavsnittet.

Till exempel kan prediktionen utforas i fordonet med enforutbestamd frekvens, såsom exempelvis med frekvensen l Hz,vilket innebar att en ny prediktion ar klar varje sekund,eller med frekvensen O.l Hz eller lO Hz. Vagavsnittet forvilken prediktionen utfors innefattar en forutbestamd strackaframfor fordonet, dar denna exempelvis kan vara 0.5 km, l kmeller 2km lång. Vagavsnittet kan aven ses som en horisont framfor fordonet, for vilken prediktionen skall utforas.

Forutom den ovan namnda parametern vaglutning kan prediktionenaven baseras på en eller flera av en transmissionsmod, ettkorsatt, en nuvarande faktisk fordonshastighet, åtminstone enmotoregenskap, såsom maximalt och/eller minimalt motormoment,en fordonsvikt, ett luftmotstånd, ett rullmotstånd, en utvaxling i vaxellådan och/eller drivlinan, samt en hjulradie.

Vaglutningen som prediktionen kan baseras på kan erhållas påett antal olika satt. Vaglutningen kan bestammas baserat påkartdata, exempelvis från digitala kartor innefattandetopografisk information, i kombination medpositioneringsinformation, såsom exempelvis GPS-information(Global Positioning System). Med hjalp av positioneringsinformationen kan fordonets forhållande till kartdatan fastställas så att vaglutningen kan extraheras ur kartdatan.

I flera idag förekommande farthållarsystem utnyttjas kartdataoch positioneringsinformation vid farthållningen. Sådanasystem kan då tillhandahålla kartdata ochpositioneringsinformation till systemet for foreliggandeuppfinning, vilket gor att komplexitetstillskottet for bestammandet av vaglutningen blir litet.

Vaglutningen som simuleringarna baseras på kan erhållasbaserat på en karta i kombination med GPS-information, påradarinformation, på kamerainformation, på information frånett annat fordon, på i fordonet tidigare lagradpositioneringsinformation och vaglutningsinformation, eller påinformation erhållen från trafiksystem relaterat till namndavagavsnitt. I system dar informationsutbyte mellan fordonutnyttjas kan aven vaglutning uppskattad av ett fordontillhandahållas andra fordon, antingen direkt, eller via en mellanliggande enhet såsom en databas eller liknande.

I ett andra steg 202 av forfarandet utfors, exempelvis av entemperaturprediktionsenhet 302 i styrenheten 300, enprediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpædfor en temperatur for den åtminstone en komponenten undervagavsnittet. Predikteringen baseras har åtminstone på entågvikt for fordonet, på den ovan beskrivna informationenrelaterad till vagavsnittet framfor fordonet och på den iforsta steget 201 predikterade åtminstone en framtida hastighetsprofilen vpæd.

Enligt en utforingsform av uppfinningen innefattar denåtminstone en komponenten en eller flera av kylvatskan, enmotorolja i motorn 200, en retarderanordning, ett cylindergods i motor 200, en avgasåtercirkulationsanordning, en 11 turboanordning, en vaxellåda i fordonet, en kompressor for ettbromssystem i fordonet, avgaser från motorn 200, enefterbehandlingsanordning for avgaser, såsom en katalysatoroch/eller ett partikelfilter, och ett luftkonditioneringssystem.

Enligt en utforingsform av uppfinningen kan temperaturprofilenTmedaven baseras på en eller flera av ett predikteratmomentuttag från motorn 200, ett varvtal for motorn, ettvaxelval for vaxellådan i fordonet, en komponentanvandning ifordonet, ett luftflode genom kylaren 100, ettomgivnings/atmosfars-lufttryck, en omgivningstemperatur och kanda egenskaper hos motor- och/eller kylsystemsenheter.

I ett tredje steg 203 av forfarande enligt foreliggandeuppfinning, vilket exempelvis kan utforas av enkylsystemsstyrenhet 303 i styrenheten 300, utfors styrningenav kylsystemet baserat på den i andra steget 202 predikteradeåtminstone en framtida temperaturprofilen Tpæd och på engransvardestemperatur T@mR¿m1for åtminstone en avkomponenterna i fordonet. Gransvardestemperaturen TCmm¿um ar idetta dokument en samlingsgransvardestemperatur, vilkeninnefattar en eller flera gransvardestemperaturer for en ellerflera av de i kylsystemet respektive ingående komponenterna.Gransvardestemperaturen T@mR¿m1jamfors i detta dokumentexempelvis med den faktiska temperaturen Tcmm, vilken utgor ensamlingstemperatur innefattande en eller flera temperaturerfor motsvarande en eller flera av de i kylsystemet respektiveingående komponenterna, vilket beskrivs mer i detalj nedan.Styrningen utfors enligt foreliggande uppfinning med avsiktatt reducera ett antal fluktuationer, vilka kan vara storafluktuationer, hos en ingångstemperatur T@mR¿hm¿H¿mdmiM for kylvatskan i kylaren 100 och/eller med avsikt att reducera 12 flödet Q in i kylaren då en stor temperaturderivata dT/dt för ingångstemperaturen T@mR¿hu¿¿Q¿æfiawr för kylaren föreligger.

Genom föreliggande uppfinning kan valgrundade och aktiva valför styrningen av kylsystemetet göras, eftersom styrningenbaseras både på den predikterade framtida temperaturprofilenTpæd och på gransvardestemperaturen Tmmgjmlför de ingåendekomponenterna. Harigenom kan komponenterna utnyttjas effektivtför den predikterade framtida temperaturprofilen Tpmfl utan attderas gransvardestemperaturer Tmmgjmlöver/under-skrids.Utnyttjandet kan har optimeras med avseende på hållfasthetenför de ingående komponenterna, det vill saga att beslut vidstyrningen av kylsystemet som kan förlanga en livslangd förkylaren 100 prioriteras. För många komponenter ar detavgörande att undvika alltför höga temperaturer. För vissakomponenter, exempelvis en EGR-kylare (Exhaust GasRecirculation), ar det dock viktigt att alltför lågatemperaturer undviks för att undvika utfallningar i form av kondensat i oljan.

Exempelvis kan har alltså termostaten 120, vattenpumpen 110,flakten 130 och/eller kylarjalusiet 140 regleras så attkylarslitage på grund av materialspanningarna minskas och såatt en livslangd för kylaren 100 ökar, till exempel genom attminimera antalet förandringar från stangd till någon öppen position för termostaten 120.

I denna ansökan utnyttjas ett antal temperaturer för attbeskriva föreliggande uppfinning och dess utföringsformer.Faktiska temperaturer anger har momentana/föreliggande/rådandetemperaturer, vilka aven kan ses som prediktioner avtemperaturer dar fordonet just nu befinner sig, det vill saga0 meter framför fordonet. Predikterade temperaturer anger har uppskattningar av hur temperaturen kommer att se ut i olika 13 punkter framför fordonet nar det förflyttar sig, exempelvis om 250 m, om 500 m, om 1 km eller om 2 km.En del av dessa temperaturer definieras enligt följande: - Tcmm beskriver en faktisk/föreliggande/rådande/momentan5 temperatur för åtminstone en komponent i fordonet förvilken kylsystemet reglerar temperaturen, dar exempelvismotorn 200 och kylvatskan kan vara sådana komponenter.Alltså utgör faktiska temperaturen Tcmm ensamlingstemperatur innefattande en eller flera10 temperaturer för en eller flera av de i kylsystemet ingående komponenterna.

- T@mR¿hud beskriver specifikt en faktisk temperatur för komponenten kylvatskan. Såsom anges nedan finns avenspecifika kylvatsketemperaturer för andra komponenter i 15 kylsystemet, eftersom denna kylvatsketemperaturen Tcmmyflumvarierar langs kylvatskans flöde genom kylkretsen. Alltsåutgör faktiska temperaturen T@mR¿hnd en samlingstemperaturinnefattande en eller flera temperaturer för kylvatskanvid en eller flera av de i kylsystemet ingående 20 komponenterna.

- T@mR¿hu¿¿@mawr beskriver en faktisk kylvatsketemperatur ikomponenten kylaren 100, vilken utgör en medeltemperaturför kylvatskan i kylaren, dar denna medeltemperaturexempelvis kan estimeras baserat på en antagen kylvatske- 25 och/eller temperaturdistribution i kylaren 100 och/eller på en omgivningstemperatur.

- TmmR¿hu@¿@¿@mawr beskriver en faktisk kylvatsketemperatur vid en ingång till komponenten kylaren 100.

- TmmR¿hu@flOwr beskriver en faktisk kylvatsketemperatur i 30 komponenten motorn 200. 14 T@mR¿m1beskriver en gransvardestemperatur, vilken utgören övre/undre gransvardestemperatur, för åtminstone en avkomponenterna. Såsom beskrivs nedan finns aven specifikagransvardestemperaturer definierade för vissa avkomponenterna, exempelvis för en turbo eller för enretarderolja. Gransvardestemperaturen T@mR¿m1ar alltsåsamlingsgransvardestemperatur, vilken innefattar en ellerflera gransvardestemperaturer för en eller flera av de ikylsystemet respektive ingående komponenterna. Omexempelvis den faktiska temperaturen Tcmw jamförs medgransvardestemperaturen T@mR¿mU så görs en jamförelse avde i den faktiska temperaturen Tcmw en eller fleraingående komponenttemperaturerna med respektive igransvardestemperaturen T@mR¿mLmotsvarande ingående komponentgransvardestemperaturer.

Tpmfl beskriver en prediktion av åtminstone en framtidatemperaturprofil för den åtminstone en komponenten ifordonet under ett framför fordonet liggande vagavsnitt.Med andra ord motsvarar Tpæd en uppskattning av hur denfaktiska temperaturen Tcmw kommer att se ut för detframförliggande vagavsnittet. Alltså utgör denpredikterade temperaturen Tpæd en samlingstemperaturinnefattande en eller flera predikterade temperaturer fören eller flera av de i kylsystemet ingående komponenterna.

Tpæ¿¿bnd beskriver en prediktion av en specifik temperaturför komponenten kylvatskan. Med andra ord motsvararTpæ¿¿bnd en uppskattning av hur den faktiskakylvatsketemperaturen T@mR¿hud kommer att se ut för detframförliggande vagavsnittet. Alltså utgör denpredikterade temperaturen Tpæ¿¿bnd en samlingstemperatur innefattande en eller flera predikterade temperaturer för kylvatskan vid en eller flera av de i kylsystemet ingående komponenterna.

- Tnfi beskriver en referenstemperatur, vilken indikerar nartermostaten 120 ska oppna och/eller stanga.Referenstemperaturen Tnfi indikerar en temperatur Tnfi vidvilken termostaten 120 ska oppnas nar den nås nerifrånmed en okande temperatur, respektive ska stangas nar den nås uppifrån med en sjunkande temperatur.

For ett kallt tillstånd, det vill saga då omgivningen tillfordonet ar kall, ar enligt en utforingsform av uppfinningenen kyleffekt PCm¿n@ for kylaren 100 hogre an ettkyleffektgransvarde P@wUnq¿hæS samtidigt som enkylvatsketemperatur T@mR¿hu@¿æfiawr i kylaren ar lagre an ettlågt kylvatskegransvarde T@mR¿hu@¿æfiaw¿¿hæ3¿@m for kylvatskani kylaren 100. Kylvatskegransvardet TCompífluidíradiatoäthreSícold kanhar motsvara exempelvis cirka -10° C. Kyleffektgransvardet Pmwhng¿hæS kan har motsvara exempelvis 100 kW.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning skalltermostaten 120 hållas stangd så lange som mojligt vid detovan definierade kalla tillståndet, dar detta forlangdastangda tillstånd for termostaten 120 baseras på en analys avden predikterade framtida temperaturprofilen Tpæd och på eneller flera gransvardestemperaturer T@mR¿m1for en eller flerarespektive ingående komponenter. Alltså analyseras hur denpredikterade framtida temperaturprofilen Tpæd for var och en avrespektive komponent forhåller sig till respektive motsvarande gransvardestemperatur Twmähm.

Forlangningen av termostatens 120 stangda tillstånd tdoædåstadkoms genom att en referenstemperatur Tnfi, som utnyttjasfor oppning och stangning av termostaten 120 genom att referenstemperaturen Tnfi indikerar nar termostaten ska vaxla 16 mellan ett oppet och ett stängt tillstånd, tilldelas ettmaximalt tillåtet varde Tæfißfixom den framtidatemperaturprofilen Tmædindikerar att den faktiska temperaturenTcmw for var och en av de en eller flera komponenterna kommeratt ligga under gransvardestemperaturen T@mR¿m1for åtminstoneen av komponenterna om en begransad kylning medelst kylarentillampas. Alltså får exempelvis den faktiska temperaturenT@mR¿hud for komponenten kylvatskan inte overstigagransvardestemperaturen T@mR¿m1på grund av termostatens 120forlangda stangning; T@mR¿hud < T@mR¿Hn. Det maximalt tillåtnavardet Tæ¿_mfl kan har exempelvis motsvara cirka 105° C.Harigenom åstadkoms alltså en forlangd tid tdogfl med stangdtermostat innan termostaten 120 vaxlar over till sitt oppna tillstånd.

Efter den forlangda tiden tdoxfl, då termostaten 120 varit isitt stangda tillstånd, oppnas termostaten om den faktiskatemperaturen T@mR¿hud for kylvatskan overtraffar det maximalttillåtna vardet Tn¶¿mX. Under detta oppna tillstånd fortermostaten 120 ska enligt en utforingsform av uppfinningen,vid det ovan definierade kalla tillståndet,referenstemperaturen Tnfi tilldelas ett minimalt tillåtet vardeTnfi¿mn, exempelvis ett varde motsvarande cirka 70° C, vilketgor att termostaten 120 vaxlar från det oppna tillståndet tilldet stangda tillståndet vid detta minimala tillåtna varde Tnfi_Imn. Den begransade kylningen ska har, enligt utforingsformen,utnyttjas for att formå den faktiska temperaturen T@mR¿hud forkylvatskan att långsamt sjunka ner till det minimalt tillåtnavardet Tæ¿_mm, vid vilket termostaten 120 vaxlar till sittstangda tillstånd. Genom att tilldela referenstemperaturen Tæfdet minimalt tillåtna vardet Tæ¿_mm forlangs en forlangd tidtown for termostaten 120 i dess oppna tillstånd innan termostaten stangs. Om dock temperaturprofilen Tmædindikerar 17 att den faktiska temperaturen Tcmw kommer att ligga overgransvardestemperaturen T@mR¿m1for åtminstone en komponentTcmm > T@mR¿m1så ar villkoret for den begransade kylningeninte langre uppfyllt, varvid termostaten 120 måste motakylbehovet genom att oppna mer, det vill saga genom att styraett storre flode Q genom kylaren 100. Efter det att det storrekylbehovet har hanterats genom en storre oppningsgrad avtermostaten 120 sker en återgång till den begransade kylningenom temperaturprofilen Tmædindikerar att den faktiskatemperaturen Tcmw kommer att ligga under gransvardestemperaturen T@mR¿m1for alla komponenter Tcmw < T comp_l im - Alltså styrs den faktiska temperaturen T@mR¿hud for kylvatskanatt ligga mellan de minimalt Tnfi¿mn och maximalt Tæíñmwtillåtna vardena; Trfiëmn < TmmR¿hud < Tmfiínmx; omtemperaturprofilen Tmædindikerar att den faktiska temperaturen Tcmm kommer att ligga under gransvardestemperaturen Twmähm; Tcomp < Tcomp_lim - Med andra ord styrs termostaten 120 till att ha en langreperiodtid genom att hoja/sanka referenstemperaturen Tnfi så attresultatet blir att så få cyklingar av kylaren 100 som mojligterhålls om temperaturprofilen Tmædindikerar att temperaturenTcmm for komponenterna under minkylning kommer att ligga undergransvardestemperaturen T@mR¿m¿ Tcmw < TmmR¿mU Termostaten 120oppnar har då forst vid ett forhojt referensvarde; T@mR¿hud >Tnfi¿mX; respektive stanger forst vid ett sankt referensvarde; Tcompffluid < Treffmin- Alltså erhålls, genom det kontrollerade tilldelandet av detmaximalt tillåtna vardet Tn¶¿wX till referenstemperaturen Tæfdå termostaten 120 befinner sig i sitt stangda tillstånd, den forlangda tiden tdofifl med termostaten 120 stangd. På 18 motsvarande satt erhålls, genom det kontrollerade tilldelandetav referenstemperaturen Tnfi det minimalt tillåtna vardet Tnfi¿mndå termostaten befinner sig i sitt oppna tillstånd, denforlangda tiden town med termostaten 120 oppen. Dettatillsammans ger en forlangd periodtid mellan två efterfoljandeoppningar av termostaten 120 på grund av att storrevariationer i den faktiska temperaturen T@mR¿hud for kylvatskantillåts. Med andra ord erhålls farre cyklingar av kylaren 100eftersom varje period tar langre tid, vilket ar mer skonsamtfor kylaren 100. Samtidigt kommer temperaturen Tcmm forkomponenterna inte att overstiga gransvardestemperaturenTmmgjmlfor respektive komponent, eftersom tilldelningarna avvården till referenstemperaturen Tnfi gors baserat påtemperaturprofilen Tpæd. En robust och tillforlitlig styrningav kylsystemet, vilken aven minskar slitaget på kylaren 100och/eller kylsystemet, erhålls darfor genom utnyttjande av foreliggande uppfinning.

Enligt en utforingsform erhålls den ovan namnda begransadekylningen, som ska utnyttjas vid det kalla tillståndet, av ettkylvatskeflode Q understigande exempelvis 5 liter per minut,eller understigande ett annat lampligt varde inom intervallet3-6 liter per minut, genom kylaren 100. Den begransadekylningen kan aven åstadkommas genom utnyttjande av ettpassivt luftflode genom kylaren, det vill saga att flodet ochkylningen i kylsystemet 400 erhålls utan påverkan avenergikonsumerande aggregat, såsom pumpen 110 och/ellerflakten 130. Den begransade kylningen kan aven åstadkommasgenom en aktiv styrning, det vill saga genom utnyttjande avpumpen 110 och/eller flakten 130, mot en fordefinierad relativt låg referenstemperatur Tæf.

Figur 3 illustrerar schematiskt ett icke-begransande exempel av hur en faktisk temperatur T@mRmmE¿¿mæm¿m vid komponenten 19 motorn 200 enligt föreliggande uppfinning (heldragen kurva) kanse ut då referenstemperaturen Tnfi enligt utföringsformentilldelas det minimalt tillåtna vardet Tnfi¿mn respektive detmaximalt tillåtna vardet Tn¶¿mX. För jamförelse visas aven enöppnings/stangnings-temperatur Tæ¿}Ü@ram (streckad linje) fören tidigare kand termostat, vilken öppnar/stanger dåtemperaturvillköret Tæ¿lmmran¿uppfylls på kant satt.Temperaturen T@mRmmO¿PnOram för motorn 200 som anvandandet avdenna tidigare kanda villkorsstyrda termostat baserat påöppnings/stangnings-temperaturen skulle resultera i visas aven(punkt-streckad kurva). Det framgår tydligt av exempletillustrerat i figur 3 att tiden tqßn för termostaten 120 i dessöppna tillstånd innan termostaten stangs förlangs, varvid farre cyklingar erhålls, genom utföringsformen jamfört med tidigare kand teknik; tqßn > t%æQpÜ@rafl, Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning förvarmskylaren 100 om ett predikterat inflöde Qpæd in i kylare 100överstiger ett gransvarde Qhm för det ovan definierade kallatillståndet, det vill saga då omgivningen till fordonet arkall så att kyleffekten PCMQHQ för kylaren 100 ar högre an ettkyleffektgransvarde P@wUnq¿hæS samtidigt som enkylvatsketemperatur T@mR¿hu@¿æfiawr i kylaren ar lagre an ettlågt kylvatskegransvarde T@mR¿hu@¿æfiaw¿¿hæ3¿@m för kylvatskani kylaren 100. Det predikterade inflödet Qpæd in i kylaren 100bestams har baserat på den framtida temperaturprofilen Tpæd,vilken i sin tur bestams baserat bland annat på den framtidahastighetsprofilen vpæd. Harigenom varms kylaren 100 uppskonsamt innan det predikterade stora inflödet Qpæd in ikylaren, det vill saga inflödet som överstiger gransvardet Qhm, når in i kylaren 100.

Enligt en utföringsform åstadkoms förvarmningen genom att flödet Q in i kylaren 100 gradvis ökas, varigenom kylvatsketemperaturen T@mR¿hu@¿æfiawr i kylaren också gradvishöjs. Detta gör att det predikterade stora temperaturskiftet ikylaren 100 kan reduceras avsevart, vilket minskar slitaget på kylaren.

Förvarmningen av kylaren genom en gradvis ökning av flöde Qgenom kylaren kan aven kompletteras med en stangning avkylarjalusiet 140, vilket ger ett minskat luftflöde, och/elleren styrning av kylvatskeflödet genom kylaren 100 medelst enreglerbar kylvatskepump 110. Förvarmningen resulterar i enskonsam och i förtid utförd höjning av kylvatsketemperaturen Tcompffluidíradiator kylaren Nar förvarmningen av kylaren ar slutförd kan en begransadkylning medelst kylaren 100 tillampas om en temperaturderivatadT/dt hos temperaturen T@mR¿hud för kylvatskan överstiger ettförandringsgransvarde (dT/dt)hm¿@m. I detta dokument utgör entemperaturderivata en tidsderivata av temperaturen, det villsaga en förandring av temperaturen under ett tidsintervall.Alltså utnyttjas har den begransade kylningen nartemperaturderivatan dT/dt för temperaturen T@mR¿hud predikteras bli stor.

Den begransade kylningen kan har erhållas genom att en öppningav termostaten 120 begransas så pass mycket att denpredikterade framtida temperaturprofilen Tpæd indikerar att entemperatur Tcmm för den åtminstone en komponenten ar lagre angransvardestemperaturen Tmmgjmlför respektive komponent; Tmmp< T@mR¿mU Förvarmningen fungerar har som en buffert, eftersomden faktiska temperaturen T@mR¿hud för kylvatskan minskas genomförvarmning om dess predikterade temperaturderivata dT/dt arstörre an det låga gransvardet för temperaturderivatan(dT/dt)hm§@m. Förvarmningen kan sedan pågå till dess att termostaten 120 kan hållas stangd samtidigt som 21 temperaturderivatan dT/dt för den faktiska temperaturenT@mR¿hud för kylvatskan ar större an det låga gransvardet förtemperaturderivatan (dT/dt)lm¿mfld, eller om den faktiskatemperaturen T@mR¿hud för kylvatskan når sin gransvardestemperatur Twmähm.

Effekten in i kylaren 100 kan alltså styras genom att styraflödet Q genom kylaren 100, varvid ett reducerat flöde Qminskar varmevaxlingen i kylaren. Alltså minimeras flödet Qgenom kylaren 100 om temperaturderivatan dT/dt ar större andet låga gransvardet för temperaturderivatan (dT/dt)lm¿whyGenom att ta ut energi ur kylkretsen i förtid, vilketåstadkoms genom att sanka den faktiska temperaturen Tcmmyflumför kylvatskan, byggs en buffert upp, vilken kan utnyttjas dåflödet ska minimeras då temperaturderivatan dT/dt ar större andet låga gransvardet för temperaturderivatan (dT/dt)lm¿whyBufferten byggs har alltså upp genom utnyttjande avförvarmningen. Villkoret att temperaturen Tcmm för denåtminstone en komponenten ska vara lagre angransvardestemperaturen T@mR¿m1för respektive komponent; Tmmp< Tumaimfi bestammer hur mycket flödet Q genom kylaren 100 kan begransas.

Alltså öppnas termostaten 120 har innan den enligt kand teknikhade öppnats om det konstateras, baserat på prediktionen avtemperaturprofil Tpæd, att flödet Q genom kylaren 100 kommeratt överstiga flödesgransvardet Qhm. Detta ger en skonsamkylning eftersom ”temperaturspikar”, det vill saga kortaperioder med mycket stor temperaturderivata dT/dt hostemperaturen T@mR¿hu¿¿Q¿æüawr för kylvatskan vid kylarensingång, vilka hade uppstått med kand teknik, kan reducerasavsevart om termostaten 120 kan hållas stangd. Om termostaten 120 på grund av kylbehovet inte kan hållas stangd erhålls den 22 skonsamma kylningen genom den minskade effekten vilken àstadkoms genom det reducerade flödet Q genom kylaren 100.

Enligt en utföringsform av uppfinningen begransas termostatensöppning så mycket att termostaten förblir stangd, varvidtemperaturderivatan dT/dt för kylvatsketemperaturenT@mR¿hu¿¿Q¿wfiawr vid ingången till kylaren 100 blir lika med noll, dT/dt=0.

Figur 4 illustrerar schematiskt ett icke-begransande exempelav hur en kylvatsketemperatur T@mR¿hu@mmmr vid komponentenmotorn 200 enligt föreliggande uppfinning (heldragen kurva)och kylvatsketemperaturen T@mR¿hu¿¿Q¿æfiawr i komponentenkylaren 100 (heldragen kurva) kan se ut då utföringsformentillampas. För jamförelse illustreras aven enkylvatsketemperatur T@mR¿hu¿mm@¿PnO¿@m vid komponenten motorn200 enligt tidigare kanda lösningar (streckad kurva) ochmotsvarande kylvatsketemperatur Tcomp_fluidíin_radiatoríprior art ikylaren 100 (streckad kurva), vilka resulterar av tidigarekand reglering baserad på anvandning av en termotstat och enöppnings/stangnings-temperatur Tæ¿9Ü@ram för termostaten 120(heldragen linje). Det framgår tydligt ur figuren attförvarmningen medelst kylaren och den begransade kylningen föratt ”temperaturspikar” som förekommit med tidigare kandalösningar kan reduceras då föreliggande uppfinning tillampas;dT/dTHWmmpm < dT/dtmim¿æï; vilket minskar slitaget på kylaren100.

En förkylning av kylvatskan, det vill saga en sankning av denfaktiska kylvatsketemperaturen T@mR¿hud, kan enligt enutföringsform av föreliggande uppfinning, tillampas dåomgivningstemperaturen ar hög, för att utgöra en energibufferti kylsystemet. Bufferten kan utnyttjas vid reducerat flöde Q in i kylaren 100 om temperaturderivatan dT/dt för den faktiska 23 temperaturen Tcmw for någon av komponenterna ar storre an dethoga gransvardet for temperaturderivatan (dT/dt)lm¿WMm.Temperaturforandringen over tid, det vill sagatemperaturderivatan dT/dt kan exempelvis vara stor då enretarderbroms utnyttjas i en nedforsbacke, vid kraftigtmotorpådrag och/eller vid avgasbromsning. Retarderbromsargenererar mycket varme under kort tid, vilket resulterar i enstor derivata for kylvatsketemperaturen T@mR¿hud. Har anordnas,for att minska slitaget på kylaren 100, en forkylning avkylvatskan T@mR¿hud om den framtida temperaturprofilen Tpædindikerar att en temperaturderivata dT/dt hos temperaturenT@mR¿hud for någon komponent kommer att overskrida ett hogtgransvarde for temperaturderivatan (dT/dt)nmflæm samtidigt somen faktisk kylvatsketemperatur T@mR¿hu@¿æfiawr i kylaren 100 arhogre an ett hogt kylvatskegransvarde Tcomp_fluidíradiator_threSíwarmfor kylvatskan i kylaren 100. Detta hoga kylvatskegransvardeTcomp_fluid_radiatoríthreïwarm for kylvatskan kan exempelvis motsvaracirka 60° C, eller en annan lamplig temperatur inomintervallet 50° C till 65° C. Enligt utforingsformen kanforkylning av kylvatskan med fordel utforas samtidigt som enpassiv kylning utnyttjas, det vill saga med termostaten 120 åtminstone delvis oppen.

Forkylningen åstadkoms enligt denna utforingsform genom attoppna termostaten 120, varefter en passiv kylning medelstkylaren 100 utfors till dess att den faktiskakylvatsketemperaturen T@mR¿hud når ett temperaturgransvardeT@mR¿hu¿¿mU exempelvis cirka 60 °C, beroende avhårdvarugranser, exempelvis for nar utfallningar av kondensati oljan uppstår och inte kan forångas, och/eller den faktiskatemperaturen Tcmw for någon komponent når dessgransvardestemperaturen Tqmgjmloch/eller att den framtida temperaturprofilen Tpæd indikerar att en temperatur Tcmw for en 24 eller flera komponenter understiger gransvardestemperaturenT@mR¿m1for respektive komponent. Som ett exempel kan nämnasatt om gransvardestemperaturen T@mR¿m@Q¿m1for en turbo har ettvarde motsvarande cirka 125 °C så kan den kyleffekt som behovsfor att inte overstiga denna gransvardestemperatur TCwm¿mÜw_nmkrava en faktisk temperatur for kylvatskan T@mR¿hud motsvarandecirka 90 °C samt ett flode Q till kylaren motsvarande 400liter per minut. Genom forkylningen enligt utforingsformenskapas en buffert i kylsystemet, vilken enligt utforingsformenkan utnyttjas for att minska flodet Q genom kylaren 100 undertiden då forandringen over tid dT/dt hos temperaturen Tcmmyflumfor kylvatskan kommer att overskrida det hoga gransvardet fortemperaturderivatan (dT/dt)hmflæm, så att en skonsam begransad kylning medelst kylaren 100 erhålls.

Enligt en utforingsform av uppfinningen tillampas denbegransade kylningen av kylvatskan T@mR¿hud efter det attforkylningen medelst kylaren 100 ar slutford. Den framtidatemperaturprofilen Tpnfl, baserad på vilken den begransadekylningen styrs, bestams har med hansyn tagen till atttemperaturderivatan dT/dt for temperaturen T@mR¿hud forkylvatskan overskrider det hoga gransvardet for temperaturderivatan (dT/dt)lm¿Wflm.

Den begransade kylningen medelst kylaren 100 kan då erhållasgenom att termostaten 120 oppnas så pass lite, det vill sagaatt dess oppning begransas så mycket, att den framtidatemperaturprofilen Tpæd indikerar att en faktisk temperaturTcmm for en eller flera komponenter ar lagre angransvardestemperaturen T@mR¿m1for respektive komponent. Denbegransade oppningen av termostaten 120 kan har utgora enminimal oppning, vilken kan motsvaras av en stangd termostat120. Alltså kan aven den begransade kylningen medelst kylaren utgoras av en minimal kylning medelst kylaren 100, vilken kan motsvaras av en icke-kylning medelst kylaren (det vill saga att termostaten ar stangd).

Genom utforingsformen styrs alltså termostaten 120 till atthålla en reducerad oppning av termostaten 120 under helaförloppet med den stora temperaturderivatan dT/dt for temperaturen T@mR¿hud for kylvatskan.

Figur 5 illustrerar schematiskt ett icke-begransande exempelav hur en faktisk kylvatsketemperatur T@mR¿hu¿mmmrimæm1m1forkomponenten motorn 200 enligt foreliggande uppfinning(heldragen kurva) blir resultatet av en topografi med ennedforsbacke dar exempelvis retarderbromsning anvands och aven begransad termostatoppning @¶Éq¿mæm¿m (heldragen kurva) dåutforingsformen tillampas. For jamforelse illustreras aven enkylvatsketemperatur T@mR¿hu¿mmmrpn@raÜ;for komponenten motornenligt tidigare kanda losningar (streckad kurva) ochmotsvarande termostatoppningar @%æQPnO¿@Ü_(streckad kurva) for samma topografi.

Det framgår ur figur 5 att forkylningen enligt utforingsformenskapar en buffert genom att kylvatsketemperaturen TCmm¿flum¿mtMHwmmpm enligt uppfinningen sjunker till ett betydligt lagrevarde an kylvatsketemperatur T@mR¿hu@mmmrpnOraU;enligttidigare kanda losningar. Nar temperaturokningen borjar kommerdarfor kylvatsketemperaturen T@mR¿hu¿mmmrimæm¿m enligtuppfinningen borja okningen från en avsevart lagre nivå,vilket kan utnyttjas for att hålla ett minimalt flode Q genomkylaren så att en skonsam begransad kylning medelst kylaren100 erhålls. Tidigare kanda losningar hade har riskerat attresultera i ett kraftigt okat flode Q till kylaren på korttid, med stora forandringar over tid dT/dt hos temperaturenT@mR¿hud, vilket påverkar på kylarens hållfasthet negativt. For tidigare kanda losningar hade aven en omfattande anvandning av 26 fläkten 130 förmodligen blivit nödvändig för att hålla neretemperaturen, vilket förbrukar bransle. KylvatsketemperaturenTCm@¿1wM¿mtm,HW@mim1vid komponenten motorn har enligt enutföringsform av uppfinningen högre prioritet an att optimaltstyra flödet Q genom kylaren 100 vid stora temperaturderivatordT/dt för temperaturen T@mR¿hud. Alltså får inte flödet genomkylaren hållas nere på bekostnad av att en eller flerakomponenter riskerar att överhettas då deras respektive gransvarden överskrids på grund av det lagre flödet.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning hålls eningångstemperatur T@mR¿hu¿¿Q¿æfiawr för kylvatskan in i kylaren100, det vill saga den temperatur kylvatskan har nar den gårin i kylaren, vasentligen konstant då omgivningstemperaturenar hög och om en temperaturobalans predikteras kommer attuppstå i kylsystemet. Den kommande temperaturobalansen ikylsystemet identifieras alltså enligt utföringsformen genomanalys av den framtida temperaturprofilen TpKfl.En sådantemperaturobalans kan exempelvis uppstå vid körfall medvarierande karaktar, exempelvis på grund av variationer itopografi eller hastighet. Ett exempel på ett sådant körfallar böljande motorvagar, för vilka exempelvis motorlastenandras under framfarten på grund av topografin.Omgivningstemperaturen ar har hög om en faktiskkylvatsketemperatur T@mR¿hud ar högre an ett högtkylvatskegransvarde TCm@¿1md*tmE¿flæm för kylvatskan i kylaren100, dar det höga kylvatskegransvardet T@mR¿hud_ÜKeÃWmm kan haett varde motsvarande cirka 90 °C. En vasentligen konstantingångstemperatur T@mR¿hu¿¿Q¿æfiawr för kylaren 100 kanåstadkommas genom en förstyrning av kylsystemet för att mötaett predikterat kylbehov. Det predikterade kylbehovet bestamshar baserat på den framtida temperaturprofilen Tpæd. Genom att prediktera det framtida kylbehovet kan ett beslut tas om att 27 utnyttja en aktiv styrning av kylvatskepumpen och/eller avtermostaten 120, vilka då styrs så att de små fluktuationernai kylbehovet kan mötas av den varierbara kylprestandan.Harigenom kan en vasentligen konstant ingångstemperatur T@mR¿hu¿¿Q¿wfiawr for kylaren erhållas genom forstyrningen.

Figur 6 visar schematiskt en kylare 600, vilken har ett inlopp601 och ett utlopp 602, dar kylvatska kan passera in 601respektive ut 602 ur kylaren 600. Vid inloppet 601, ochanslutet med inloppet 601, finns en forsta behållare 611, frånvilken ett antal kylkanaler 620 stracker sig till en andrabehållare 612, vilken ar ansluten till kylkanalerna 620.Kylvatskan som kommer till kylaren 600 har eningångstemperatur T@mR¿hu¿¿Q¿æfiawr vid inloppet 601. Inloppetar anordnat i en forsta ande av den forsta behållaren 611. Narkylvatskan passerar genom den forsta behållaren 611 andrasdess temperatur och vid behållarens andra ande har kylvatskanen andra temperatur T@mR¿hu@¿, vilken ar lagre aningångstemperaturen T@mR¿hu¿¿Q¿æüawr vid inloppet 601. Genomatt, enligt utforingsformen, forstyra kylsystemet for att motaett predikterat kylbehov erhålls en vasentligen konstantingångstemperatur T@mR¿hu¿¿Q¿æüawr for kylaren, vilket ocksågor att en jamvikt mellan den andra temperaturen T@mR¿hu¿¿ ochingångstemperaturen T@mR¿hu¿¿Q¿æüawr erhålls, dar jamvikten geren relativt liten temperaturskillnad mellan den andra temperaturen T@mR¿hu¿¿ och ingångstemperaturen T comp_fluidíiníradiator - Utan forstyrningen av kylsystemet enligt utforingsformenskulle ingångstemperatur T@mR¿hu¿¿Q¿æfiawr vid inloppet 601kunna variera avsevart mer an då utforingsformen avuppfinningen utnyttjas. Storre variationer skulle ge en hogretemperaturderivata dT/dt, vilket också skulle resultera i skadlig cykling av kylaren 600. 28 Fackmannen inser att ett förfarande för styrning av ettkylsystem enligt föreliggande uppfinning dessutom kanimplementeras i ett datorprogram, vilket nar det exekveras ien dator åstadkommer att datorn utför metoden. Datorprogrammetutgör vanligtvis en del av en datorprogramprodukt 703, dardatorprogramprodukten innefattar ett lampligt digitaltlagringsmedium på vilket datorprogrammet ar lagrat. Namndadatorlasbara medium består av ett lampligt minne, såsomexempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM(Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc.

Figur 7 visar schematiskt en styrenhet 300. Styrenheten 300innefattar en berakningsenhet 701, vilken kan utgöras avvasentligen någon lamplig typ av processor eller mikrodator,t.ex. en krets för digital signalbehandling (Digital SignalProcessor, DSP), eller en krets med en förutbestamd specifikfunktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).Berakningsenheten 701 ar förbunden med en, i styrenheten 300anordnad, minnesenhet 702, vilken tillhandahållerberakningsenheten 701 t.ex. den lagrade programkoden och/ellerden lagrade data berakningsenheten 701 behöver för att kunnautföra berakningar. Berakningsenheten 701 ar aven anordnad attlagra del- eller slutresultat av berakningar i minnesenheten 702.

Vidare ar styrenheten 300 försedd med anordningar 711, 712,713, 714 för mottagande respektive sandande av in- respektiveutsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehållavågformer, pulser, eller andra attribut, vilka avanordningarna 711, 713 för mottagande av insignaler kandetekteras som information och kan omvandlas till signaler somkan behandlas av berakningsenheten 701. Dessa signaler tillhandahålls sedan berakningsenheten 701. Anordningarna 712, 29 714 för sandande av utsignaler ar anordnade att omvandlasignaler erhållna från berakningsenheten 701 för skapande avutsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av kylsystemet.

Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottaganderespektive sandande av in- respektive utsignaler kan utgörasav en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss(Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media OrientatedSystems Transport bus), eller någon annan busskonfiguration;eller av en trådlös anslutning. Även anslutningarna 131, 132, 133, 134 visade i figur 1 kan utgöras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller trådlösa anslutningar.

En fackman inser att den ovan namnda datorn kan utgöras avberakningsenheten 701 och att det ovan namnda minnet kan utgöras av minnesenheten 702.

Allmant består styrsystem i moderna fordon av ettkommunikationsbussystem bestående av en eller flerakommunikationsbussar för att sammankoppla ett antalelektroniska styrenheter (ECU:er), eller controllers, ocholika på fordonet lokaliserade komponenter. Ett dyliktstyrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter, ochansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler anen styrenhet. Fordon av den visade typen innefattar alltsåofta betydligt fler styrenheter an vad som visas i figur 7, vilket ar valkant för fackmannen inom teknikområdet.

Föreliggande uppfinning ar i den visade utföringsformenimplementerad i styrenheten 300. Uppfinningen kan dock avenimplementeras helt eller delvis i en eller flera andra vidfordonet redan befintliga styrenheter eller i någon för föreliggande uppfinning dedikerad styrenhet.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ettstyrsystem anordnat for styrning av det ovan beskrivnakylsystemet i ett fordon. Styrsystemet innefattar enhastighetsprediktionsenhet 301 (visad i figur 1), vilken aranordnad att, på så satt som beskrivs ovan, utfora enprediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vmædfor en hastighet for fordonet, dar denna prediktion kan varabaserad på information relaterad till det framforliggandevagavsnittet. Styrsystemet innefattar aven entemperaturprediktionsenhet 302 (visad i figur 1), vilken aranordnad att utfora en prediktering av åtminstone en framtidatemperaturprofil Tpæd for en temperatur for den åtminstone enkomponenten 200, 210, vilken ar baserad åtminstone på entågvikt for fordonet, på information relaterad till namndaframfor fordonet liggande vagavsnitt och på den åtminstone enframtida hastighetsprofilen vpæd. Styrsystemet innefattar ocksåen kylsystemsstyrenhet 303 (visad i figur 1), vilken aranordnad att utfora styrningen av kylsystemet baserat på denåtminstone en framtida temperaturprofilen Tpæd och på engransvardestemperatur T@mR¿m(for respektive åtminstone enkomponent 200, 210 i fordonet. Styrningen utfors så att ettantal fluktuationer hos en ingångstemperatur TCm@¿fluH¿M¿mdmiMfor kylvatskan in i kylaren 100 reduceras och/eller så att enstorlek for flodet Q in i kylaren 100 reduceras då en stortemperaturderivata dT/dt for ingångstemperaturen Tcomp_fluidíiníradiator före l j-gger - Genom utnyttjande av styrsystemet enligt foreliggandeuppfinning styrs flodena i kylsystemet så att slitaget påkylaren 100 och/eller ovriga komponenter i kylsystemetminskas. Exempelvis kan termostaten 120, vattenpumpen 110,flakten 130 och/eller kylarjalusiet 140 regleras så att storlek, frekvens och/eller riktning for forandringar av l0 3l materialspanningarna hos komponeter minskas. Härigenom okas livslangden for kylaren 100 och/eller kylsystemet 400.

Fackmannen inser också att systemet ovan kan modifieras enligtde olika utforingsformerna av metoden enligt uppfinningen.Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon 500, till exempelen lastbil eller en buss, innefattande åtminstone ett kylsystem.

Foreliggande uppfinning ar inte begransad till de ovanbeskrivna utforingsformerna av uppfinningen utan avser ochinnefattar alla utforingsformer inom de bifogade sjalvstandiga kravens skyddsomfàng.

Claims (32)

1. Förfarande för styrning av ett kylsystem (400) i ettfordon (500), där nämnda kylsystem reglerar en temperatur Tempför åtminstone en komponent (200, 210) i nämnda fordon (500)och innefattar en kylare (100) ansluten till en termostat(120), där nämnda termostat (120) styr ett flöde av kylvätskagenom nämnda kylare (100); varvid - en prediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofilvêæd för en hastighet för nämnda fordon (500) under ettvägavsnitt framför nämnda fordon (500) utförs; - en prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofilTpmd för en temperatur för nämnda åtminstone en komponent (200,210) under nämnda vägavsnitt utförs, där nämnda predikteringav åtminstone en framtida temperaturprofil Tpæd är baseradåtminstone på en tågvikt för nämnda fordon (500), påinformation relaterad till nämnda vägavsnitt och på nämndaåtminstone en framtida hastighetsprofil vpmd; kännetecknat av att - nämnda styrning av nämnda kylsystem (500) utförs baserat pånämnda åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd och på engränsvärdestemperatur TamR¿m1för nämnda åtminstone enkomponent (200, 210) i nämnda fordon; varvid, om en steftemperaturderivata dT/dt för nämnda-en_ingångstemperaturTCmQ¿hu¿¿Q¿æüawr för nämnda kylvätska in i nämnda kylare (100) fëreliggerkan resultera i skadlig cykling av nämnda kylare (100), nämnda styrning av nämnda kylsystem (500) utförs så atten reducering åstadkoms för åtminstone en av: - ett antal fluktuationer hos nämndaefl ingångstemperatur Tgmw_flum_m_mdm¿M fër-nämHda-ky1Vätska-in-i-nämnda-kylare-+100+; och - och en storlek för ett flöde Q in i nämnda kylare (100). 33

2. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid en kyleffektPcmünw för nämnda kylare (100) överstiger ettkyleffektgränsvärde PumUfi¶¿hmS och en kylvätsketemperaturTCmp¿huq¿æüawr i nämnda kylare (100) är lägre än ett lågtkylvätskegränsvärde TamR¿hn¿;Muæm¿¿mÉäpmfi för nämnda kylvätska i nämnda kylare (100).

3. Förfarande enligt patentkrav 2, varvid nämndakyleffektgränsvärde Pamhn¶¿hmS motsvarar 100 kW och nämndakylvätskegränsvärde TCmm¿hu¿¿æüaw¿¿hm¿§@@ motsvarar en temperatur i ett intervall av cirka O° C till cirka -10° C.

4. Förfarande enligt något av patentkrav 2-3, varvid,när nämnda termostat (120) är stängd, en referenstemperaturTmf, vilken indikerar när nämnda termostat (120) ska växlafrån ett stängt till ett öppet tillstånd, baserat på nämndaframtida temperaturprofil Twædtilldelas ett maximalt tillåtetvärde Tæ¿_mæ termostat (120) erhålls innan nämnda termostat (120) öppnas.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, varvid, när nämndatermostat (120) har öppnats, nämnda referenstemperatur Tmftilldelas ett minimalt tillåtet värde Tm¿_mn och varvid nämndabegränsade kylning utnyttjas under tiden nämnda temperaturTmmR¿hnd för nämnda kylvätska sjunker mot nämnda minimalttillåtna värde Tnfi¿nn, varigenom en förlängd tid tqæn mednämnda termostat (120) öppen erhålls innan nämnda termostat (120) stängs. 34

6. Förfarande enligt patentkrav 5, varvid nämndaförlängda tid tdßæd med nämnda termostat (120) stängd ochnämnda förlängda tid tqæn med nämnda termostat (120) öppentillsammans ger en förlängd periodtid mellan två efterföljande öppningar av nämnda termostat (120).

7. Förfarande enligt något av patentkrav 5-6, varvidnämnda maximalt tillåtna värde Tm¿_mM motsvarar cirka 105° Coch nämnda minimalt tillåtna värde Tm¿_mn motsvarar cirka 70° C.

8. Förfarande enligt något av patentkrav 4-7, varvidnämnda begränsade kylning definieras av en eller flera igruppen av: - ett flöde understigande 5 liter per minut genom nämndakylare (100); - ett luftflöde genom nämnda kylare (100) är passivt; och- nämnda begränsade kylning aktivt styrs så att enkylvätsketemperatur Tpæ@¿bfld styrs mot en fördefinierad relativt låg referenstemperatur Tæf.

9. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid en förvärmningav nämnda kylvätska tillämpas om ett predikterat inflöde Q ini nämnda kylare (100), vilket bestäms baserat på nämndaframtida temperaturprofil Tpmd, överstiger ett gränsvärde Qhmoch då en kyleffekt Pamnmg för nämnda kylare (100) överstigerett kyleffektgränsvärde Pamhn¶¿hæS och en kylvätsketemperaturTCmQ¿hn¿¿a@aum i nämnda kylare (100) är lägre än ett lågtkylvätskegränsvärde TamR¿hu¿¿müaw¿¿h濧md för nämnda kylvätska i nämnda kylare (100).

10. Förfarande enligt patentkrav 9, varvid nämndaförvärmning åstadkoms genom att ett flöde Q in i nämnda kylare (100) gradvis ökas, varigenom nämnda kylvätsketemperatur Tcomp_fluid_radiator s -

11. Förfarande enligt något av patentkrav 9-10, varvidnämnda gradvist ökande flöde Q in i nämnda kylare (100) utförsi kombination med en eller flera åtgärder i gruppen av: - en stängning av ett kylarjalusi (140); - en styrning av ett kylvätskeflöde Q in i nämnda kylare (100) medelst en reglerbar kylvätskepump.

12. Förfarande enligt något av patentkrav 9-11, varvidnär nämnda förvärmning av nämnda kylvätska är genomförd, enbegränsad kylning medelst nämnda kylare (100) tillämpas om entemperaturderivata dT/dt för en temperatur Tcmpihud för nämndakylvätska vid nämnda åtminstone en komponent (200, 210)predikteras överstiga ett gränsvärde för temperaturderivatan (dT /d-t) lim_cold -

13. Förfarande enligt patentkrav 12, varvid nämndabegränsade kylning erhålls genom att en öppning av nämndatermostat (120) begränsas så att nämnda framtidatemperaturprofil Tpmd indikerar att den för var och en avnämnda åtminstone en komponent (200, 210) är lägre än nämndagränsvärdestemperatur TmmR¿m(för respektive komponent (200, 210).

14. Förfarande enligt patentkrav 13, varvid nämndabegränsning av nämnda öppning resulterar i att nämnda termostat (120) är stängd.

15. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid en förkylningav nämnda kylvätska anordnas om nämnda framtidatemperaturprofil Tpæd indikerar att en temperaturderivata dT/dtför en faktisk temperatur Tcmw för någon av nämnda åtminstoneen komponent (200, 210) är större än ett högt gränsvärde förtemperaturderivata (dT/dt)nmyæm då en kylvätsketemperatur TCmp¿hnq¿æfiamr i nämnda kylare (100) är högre än ett högt 36 kylvätskegränsvärde TCmp¿hn@}æham¿¿hæ¿yæm för nämnda kylvätska i nämnda kylare (100).

16. Förfarande enligt patentkrav 15, varvid nämnda högakylvätskegränsvärde Tgm@_flum_m¿mtM¿ÜueÄyæm för nämnda kylvätska motsvarar cirka 60° C.

17. Förfarande enligt något av patentkrav 15-16, varvidnämnda förkylning åstadkoms genom en öppning av nämndatermostat (120) följt av en passiv kylning av nämnda kylvätska.

18. Förfarande enligt något av patentkrav 15-17, varvidnämnda förkylning fortgår till dess att en eller flerainträffar i gruppen: - nämnda kylvätsketemperatur Tcmp¿hnd när etttemperaturgränsvärde TmmR¿hn¿¿mfi - nämnda kylvätsketemperatur TCwp¿bnd når nämndagränsvärdestemperatur TCwmJ¿m för nämnda kylvätska; och - nämnda framtida temperaturprofil Tpmd indikerar att entemperatur Temp för någon av nämnda åtminstone en komponent (200, 210) inte överstiger nämnda gränsvärdestemperatur T comp_l im -

19. Förfarande enligt något av patentkrav 15-18, varvidnämnda framtida temperaturprofil Tpmd bestäms baserat på attnämnda temperaturderivata dT/dt för nämnda temperatur TCmp¿hndför nämnda kylvätska överskrider ett högt gränsvärde förtemperaturderivatan (dT/dt)hmyæm, och varvid en begränsadkylning medelst nämnda kylare (100) tillämpas efter nämnda förkylning av nämnda kylvätska är genomförd.

20. Förfarande enligt något av patentkrav 15-19, varvidnämnda begränsade kylning erhålls, då nämnda temperaturderivata dT/dt för nämnda temperatur TCmp¿hnd för 37 nämnda kylvätska överskrider ett högt gränsvärde förtemperaturderivatan (dT/dt)nmyæm, genom att en öppning avnämnda termostat (120) begränsas så att nämnda framtidatemperaturprofil Tpæd indikerar att en temperatur Tamm förnämnda åtminstone en komponent (200, 210) är lägre än nämndagränsvärdestemperatur TamR¿m1för nämnda åtminstone en komponent (200, 210).

21. Förfarande enligt patentkrav 20, varvid nämndabegränsning av nämnda öppning resulterar i att nämnda termostat (120) är stängd.

22. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid eningångstemperatur TamR¿hn¿¿Q¿mfiawr för nämnda kylare (100)bringas att vara väsentligen konstant om enkylvätsketemperatur TamR¿hnQ¿æüawr i nämnda kylare (100) ärhögre än ett högt kylvätskegränsvärde TamR¿hu¿¿æham¿¿hm¿yæmför nämnda kylvätska i nämnda kylare (100) och om nämndaframtida temperaturprofil Tpæd indikerar en framtida temperaturobalans i nämnda kylsystem (400).

23. Förfarande enligt patentkrav 22, varvid nämnda högakylvätskegränsvärde Tcomp_fluid__radiator_thres_warm har ett Värde motsvarande cirka 90 °C.

24. Förfarande enligt något av patentkrav 22-23, varvidnämnda väsentligen konstanta ingångstemperatur Twm¿flum:m¿3m¿wråstadkoms genom att förstyra nämnda kylsystem (400) för attmöta ett predikterat kylbehov, där nämnda predikteradekylbehov bestäms baserat på nämnda framtida temperaturprofil Tpred -

25. Förfarande enligt något av patentkrav 1-24, varvidnämnda åtminstone en komponent (200, 210) innefattar en eller flera i gruppen av: l0 38 - nämnda kylvätska; - en motorolja; - en retarderanordning; - ett cylindergods i en motor (200);- en avgasàtercirkulationsanordning;- en turbo; - en dubbelturbo; - en växellåda; - en kompressor för ett bromssystem;- avgaser från en motor (200); - en efterbehandlingsanordning för avgaser; och - ett luftkonditioneringssystem.

26. Förfarande enligt något av patentkrav l-25, varvidnämnda information relaterad till nämnda vägavsnitt innefattar en väglutning.

27. Förfarande enligt något av patentkrav l-26, varvidnämnda information relaterad till nämnda vägavsnitt innefattaren väglutning, vilken bestäms baserat på någon information igruppen av: - radarbaserad information; kamerabaserad information; information erhållen från annat fordon än nämnda fordon; - i fordonet (500) tidigare lagrad väglutningsinformation ochpositioneringsinformation; och - information erhållen fràn trafiksystem relaterat till nämnda vägavsnitt.

28. Förfarande enligt något av patentkrav l-27, varvidnämnda information relaterad till nämnda vägavsnitt innefattaråtminstone en i gruppen av: - ett körmotstånd vilket verkar på nämnda fordon (500); - en hastighetsbegränsning för nämnda vägavsnitt; l0 39 - en hastighetshistorik för nämnda vägavsnitt; och - trafikinformation.

29. Förfarande enligt något av patentkrav 1-28, varvidnämnda prediktering av nämnda åtminstone en framtidatemperaturprofil Tmædäven baseras på en eller flera i gruppenav: - ett predikterat momentuttag från nämnda motor (200); - ett varvtal för nämnda motor (200); - ett växelval för en växellåda i nämnda fordon; - en komponentanvändning i nämnda fordon; - ett luftflöde genom nämnda kylare (100); - ett omgivningslufttryck; och - en omgivningstemperatur.

30. Datorprogram innefattande programkod, vilket närnämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför förfarandet enligt något av patentkrav l-29.

31. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbartmedium och ett datorprogram enligt patentkrav 30, varvidnämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.

32. System anordnat för styrning av ett kylsystem (400) iett fordon (500), där nämnda kylsystem är anordnat att regleraen temperatur Tcmm för åtminstone en komponent (200, 210) inämnda fordon och innefattar en kylare (100) ansluten till entermostat (120), där nämnda termostat (120) styr ett flöde avkylvätska genom nämnda kylare (100); innefattande - en hastighetsprediktionsenhet (301), anordnad att utföra enprediktering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vpmdför en hastighet för nämnda fordon (500) under ett vägavsnittframför nämnda fordon utförs; - en temperaturprediktionsenhet (302), anordnad att utföra en prediktering av åtminstone en framtida temperaturprofil Tpmdför en temperatur för nämnda åtminstone en komponent (200,210) under nämnda vägavsnitt, där nämnda prediktering avåtminstone en framtida temperaturprofil Tpmd är baseradåtminstone på en tågvikt för nämnda fordon, på informationrelaterad till nämnda vägavsnitt och på nämnda åtminstone enframtida hastighetsprofil vpmd; kännetecknat av en kylsystemsstyrenhet (303) anordnad att utföra nämndastyrning av nämnda kylsystem baserat på nämnda åtminstone enframtida temperaturprofil Tpæd och på en gränsvärdestemperaturTamR¿m(för nämnda åtminstone en komponent (200, 210) i nämndafordon; varvid, om en stef-temperaturderivata dT/dt för nämnda en ingångstemperatur TmmR¿hn¿¿Q¿æüamr för nämnda kylvätska in i nämnda kylare (100) kan resultera i skadlig cykling av nämnda kylare (100)fëfeliggef, nämnda styrning av nämnda kylsystem (500) utförs så att en reducering åstadkoms för åtminstone en av: - ett antal fluktuationer hos en ingångstemperatur Tcmp¿hu¿¿m¿æhaUm-för U I 1 3 U 1 . . H i 1 J Eggg ; och - och en storlek för ett flöde Q in i nämnda kylare (100).