Способ управления вентилятором охлаждения двигателя

Способ управления вентилятором охлаждения двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к охладителям наддувочного воздуха для двигателей внутреннего сгорания.

Уровень техники

Известно использование для двигателей с турбонаддувом охладителей наддувочного воздуха ("charge air cooler", далее - САС), предназначенных для охлаждения сжатого воздуха, поступающего от турбонагнетателя, до его поступления в двигатель. Воздух окружающей среды, поступающий снаружи транспортного средства, проходит через САС, охлаждая впускной воздух, проходящий через внутреннюю часть САС. При понижении температуры воздуха окружающей среды, в условиях повышенной влажности или при дождливой погоде, когда температура впускного воздуха становится ниже точки росы, в САС может образоваться конденсат. Когда впускной воздух содержит рециркулирующие выхлопные газы, конденсат может стать кислотным и начать разъедать корпус САС. Коррозия может привести к утечке наддувочного воздуха, воздуха окружающей среды и, возможно, хладагента (при использовании воздушно-водяных охладителей). Конденсат может накапливаться в нижней части САС, а потом попадать в двигатель во время ускорения (увеличения нагрузки на двигатель), что приведет к увеличению вероятности возникновения пропусков зажигания.

Предложенные ранее варианты решения проблемы образования конденсата относились к ограничению потока впускного воздуха, проходящего через САС, или ограничению потока воздуха окружающей среды, поступающего в САС. Один пример описан в US 6,408,831, где раскрыто управление температурой впускного воздуха, которое осуществляется системой ограничения потока воздуха окружающей среды и системой ограничения потока впускного воздуха. Контроллер определяет положение этих ограничительных устройств и соединен с рядом датчиков, которые измеряют различные параметры, например температуру воздуха окружающей среды и впускного воздуха.

Однако авторы изобретения выявили потенциальные проблемы подобных систем. В частности, описанный выше способ управления ограничителями в зависимости от температуры впускного воздуха или воздуха окружающей среды может уменьшать общий уровень конденсата, одновременно потенциально увеличивая концентрацию кислоты в образующемся конденсате. Поддержание температур на таком уровне, чтобы образование конденсата оставалось низким, может привести к ограничению потока в течение определенного периода времени. Это поддерживает эффективность САС на одном уровне, что приводит к установлению точки росы в одном месте в САС. Это может вызвать увеличение концентрации кислоты в одном месте, что фактически создает повышенный риск коррозии. Это вызвано тем, что риск коррозии увеличивается в том месте в САС, где температура воздуха турбонаддува падает ниже точки росы, и вода начинает конденсироваться, что приводит к образованию высококонцентрированного водно-кислотного раствора, особенно если уровень конденсата остается низким.

Раскрытие изобретения

В одном примере описанные выше проблемы могут быть решены с помощью регулирования вентилятора охлаждения двигателя транспортного средства: когда конденсат размещается в охладителе наддувочного воздуха в пределах одной и той же области дольше порогового периода времени, регулируют скорость или направление вращения вентилятора. При первом наборе условий параметры работы вентилятора могут быть отрегулированы таким образом, чтобы обеспечить перемещение места скопления конденсата в сторону впускного отверстия охладителя наддувочного воздуха (например, с помощью увеличения скорости вращения). При выполнении второго (другого) набора условий вентилятор может быть отрегулирован таким образом, чтобы обеспечить перемещение конденсата в сторону выпускного отверстия охладителя наддувочного воздуха (например, с помощью уменьшения скорости вращения вентилятора или его выключения). Таким образом, в одном примере с помощью перемещения места скопления конденсата в охладителе наддувочного воздуха, например, назад и вперед, если оно стало устойчивым, можно уменьшить риск коррозии в любом месте от впускного отверстия до выпускного отверстия охладителя наддувочного воздуха.

В дополнение к образованию конденсата вентилятор охлаждения двигателя может быть отрегулирован в зависимости от параметров охлаждения двигателя, внешних погодных условий и режима эксплуатации транспортного средства с выключенным сцеплением, например замедления. Регулировка вентилятора охлаждения двигателя может быть согласована с работой заслонок решетки для оптимизации управления конденсатом, а также более эффективного охлаждения двигателя и сокращения потребления топлива. Например, было обнаружено, что с помощью регулировки параметров работы вентилятора охлаждения двигателя и пластин решетки радиатора можно сократить потребление топлива (путем сокращения лобового сопротивления), а также поддерживать температуру охлаждающей жидкости двигателя, чтобы избежать ее превышения, и уменьшить образование конденсата.

В частности, во время замедления возможно заранее охладить охлаждающую жидкость двигателя с помощью открывания пластин решетки и включения вентилятора охлаждения двигателя таким образом, чтобы при последующем ускорении пластины решетки могли быть оставлены закрытыми на более долгий период, и это не привело бы к превышению температуры охлаждающей жидкости. Однако такое предварительное охлаждение может также увеличить вероятность образования конденсата, поскольку охладитель наддувочного воздуха может охладиться в большей степени. Следовательно, в одном примере осуществления изобретения скорость или направление вращения вентилятора охлаждения двигателя может быть изменена в зависимости от характеристик образования конденсата при замедлении.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показано схематическое изображение системы пластин решетки, вентилятора охлаждения двигателя, двигателя и связанных с ними компонентов транспортного средства.

На Фиг.2 приведен пример расположения САС, радиатора, вентилятора охлаждения двигателя и двигателя внутри транспортного средства относительно пластин решетки и проходящий через нее поток воздуха окружающей среды.

На Фиг.3 приведено схематическое место точки росы и ее смещение внутри САС.

На Фиг.4 изображена высокоуровневая блок-схема способа регулировки положения пластин решетки и вентилятора охлаждения двигателя на основании условий отсутствия приводного усилия транспортного средства, образования конденсата в САС, внешних погодных условий и температуры двигателя.

На Фиг.5 изображена блок-схема способа регулировки вентилятора охлаждения двигателя и положения пластин решетки на основании образования конденсата внутри САС.

На Фиг.6 изображена блок-схема способа регулировки положения пластин решетки на основании условий образования конденсата, определенных по внешним погодным условиям.

На Фиг.7А приведены графики, иллюстрирующие сравнение функционирования вентилятора охлаждения двигателя и пластин решетки в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя и скорости транспортного средства, независимо от образования конденсата.

На Фиг.7B приведены графики, иллюстрирующие сравнение функционирования вентилятора охлаждения двигателя и пластин решетки в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя, скорости транспортного средства, образования конденсата и внешних погодных условий.

На Фиг.8 показаны четыре режима работы вентилятора охлаждения двигателя и пластин решетки.

Осуществление изобретения

Следующее описание относится к системам и способам регулировки вентилятора охлаждения двигателя транспортного средства в зависимости от показателей охлаждения двигателя, образования конденсата в САС и условий отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства. Использование вентилятора охлаждения двигателя может быть согласовано с использованием пластин решетки для системы двигателя транспортного средства, например для системы двигателя, изображенной на Фиг.1, что может усилить охлаждение двигателя, уменьшить образование конденсата в САС и снизить расход топлива транспортным средством. Открывание пластин решетки, как показано на Фиг.2, увеличивает поток воздуха, проходящий через переднюю часть транспортного средства, обеспечивая подачу охлаждающего потока воздуха в радиатор и САС. Регулировка вентилятора охлаждения двигателя дополнительно меняет поток воздуха, поступающего к САС. Изменение скорости или направления вращения вентилятора охлаждения двигателя может привести к изменению эффективности САС путем смещения точки росы (как показано на Фиг.3), тем самым уменьшая коррозию. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять управляющую программу, проиллюстрированную на Фиг.4-6, для того, чтобы регулировать положение вентилятора охлаждения двигателя на основании условия отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства, образования конденсата в САС, внешних погодных условий и температуры двигателя. Таким образом, вероятность образования конденсата, коррозии САС и пропусков зажигания в двигателе может быть уменьшена. Пример использования вентилятора охлаждения двигателя в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, скорости транспортного средства, образования конденсата и внешних погодных условий показан на Фиг.7.

На Фиг.1 схематически изображен вариант компоновки системы 110 пластин решетки и системы 100 двигателя в транспортном средстве 102. Система 100 двигателя может входить в состав транспортного средства, например дорожного транспортного средства или любого другого типа транспортных средств. Хотя примеры использования системы 100 двигателя будут описаны применительно к транспортному средству, необходимо понимать, что она может быть использована в различных типах двигателей и двигательных систем транспортных средств, включая легковые автомобили, грузовики и т.д.

В изображенном варианте двигатель 10 представляет собой двигатель с наддувом, соединенный с турбонагнетателем 13, включающим в себя компрессор 14, приводимый в действие турбиной 16. В частности, свежий воздух попадает в двигатель 10 по впускному каналу 42 через очиститель 11 воздуха и поступает на компрессор 14. Компрессор может представлять собой любой подходящий компрессор впускного воздуха, например компрессор с приводом от двигателя или компрессор нагнетателя с приводом от карданного вала. В системе 100 двигателя компрессор изображен в виде компрессора турбонагнетателя, механически соединенного с турбиной 16 через вал 19, турбина 16 приводится в действие расширяющимися выхлопными газами двигателя. В одном варианте компрессор и турбина могут быть установлены в турбонагнетателе с двойной улиткой. В другом варианте воплощения турбонагнетатель может представлять собой турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT), где геометрия турбины активно изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя и других рабочих параметров.

Как показано на Фиг.1, компрессор 14 соединен через охладитель (САС) 18 наддувочного воздуха с дроссельным клапаном 20. Дроссельный клапан 20 соединен с впускным коллектором 22 двигателя. Из компрессора заряд сжатого воздуха проходит через охладитель наддувочного воздуха и дроссельный клапан, а затем попадает во впускной коллектор. Охладитель наддувочного воздуха может представлять собой, например, теплообменник «воздух-воздух» или «воздух-вода». В варианте, показанном на Фиг.1, давление заряда воздуха внутри впускного коллектора измеряют с помощью датчика 24 давления воздуха в коллекторе (MAP). Перепускной клапан компрессора (не показан) может быть последовательно соединен с впускным и выпускным отверстиями компрессора 14. Перепускной клапан компрессора может представлять собой обычно закрытый клапан, выполненный с возможностью открываться при выбранных рабочих условиях для понижения избыточного давления наддува. Например, перепускной клапан компрессора может быть открыт при понижении частоты вращения двигателя для предотвращения помпажа компрессора.

Впускной коллектор 22 соединен с несколькими камерами 31 сгорания с помощью нескольких впускных клапанов (не показаны). Камеры сгорания также соединены с выпускным коллектором 36 с помощью нескольких выпускных клапанов (не показаны). В изображенном варианте показан один выпускной коллектор 36, однако в других вариантах выпускной коллектор может включать в себя несколько секций. Конфигурация, имеющая несколько секций выпускного коллектора, позволяет направлять продукты сгорания из различных камер сгорания в различные участки системы двигателя.

Как показано на Фиг.1, выхлопные газы из одного или более выпускных коллекторов направляются в турбину 16, обеспечивая ее вращение. При необходимости уменьшения крутящего момента турбины некоторые выхлопные газы могут быть направлены через перепускную заслонку (не показана) в обход турбины. Затем смешанный поток из турбины и от перепускной заслонки проходит через устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов. Как правило, одно или более устройств 70 снижения токсичности выхлопных газов может включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов доочистки выхлопных газов, способных каталитически очистить поток выхлопных газов и, таким образом, уменьшить количество одного или более веществ в потоке выхлопных газов.

Все или часть очищенных выхлопных газов из устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов может быть выпущена в атмосферу через выпускной трубопровод 35. Однако в зависимости от рабочих условий часть выхлопных газов может вместо этого быть направлена в канал 51 рециркуляции выхлопных газов (EGR), через охладитель 50 EGR и клапан 52 EGR к впускному отверстию компрессора 14. Следовательно, компрессор выполнен с возможностью впускать отводимые выхлопные газы из участка ниже по потоку относительно турбины 16. Клапан EGR может быть открыт, впуская регулируемое количество охлажденных выхлопных газов во впускное отверстие компрессора, обеспечивая необходимый уровень сгорания и требуемые характеристики выбросов. Следовательно, система 100 двигателя может быть использована как внешняя система для системы EGR низкого давления. Вращение компрессора наряду с относительно длинным путем движения потока EGR низкого давления в системе 100 двигателя позволяет достичь превосходной гомогенизации выхлопных газов в заряде впускного воздуха. Кроме того, расположение точек забора и смешивания EGR обеспечивает эффективное охлаждение выхлопных газов, позволяя увеличить массу EGR и повысить эффективность.

Транспортное средство 102 также включает в себя систему 104 охлаждения, в которой циркулирует охлаждающая жидкость, проходящая через двигатель 10 внутреннего сгорания и поглощающая избыточное тепло, и которая распределяет охлаждающую жидкость между радиатором 80 и/или сердцевиной 90 обогревателя через трубопроводы 82 и 84 охлаждающей жидкости соответственно. В частности, на Фиг.1 показана система 104 охлаждения, соединенная с двигателем 10, и траектория движения циркулирующей охлаждающей жидкости двигателя из двигателя 10 к радиатору 80 через водяной насос 86 с приводом от двигателя, и обратно в двигатель 10 по трубопроводу 82 охлаждающей жидкости. Водяной насос 86 может быть соединен с двигателем через привод навесного оборудования переднего расположения (FEAD) 88 и может вращаться пропорционально скорости вращения двигателя с помощью приводного ремня, цепи и т.д. В частности, в водяном насосе 86 циркулирует охлаждающая жидкость, проходящая через каналы в блоке цилиндров двигателя, головке двигателя и т.д., для поглощения тепла двигателя, которое потом передается через радиатор 80 в воздух окружающей среды. В примере, где водяной насос 86 представляет собой центробежный насос, созданное давление (и итоговый поток) может быть пропорционально скорости вращения коленчатого вала, как показано в примере на Фиг.1, и прямо пропорционально скорости вращения двигателя. В другом примере насос может быть использован для регулировки, не зависящей от скорости вращения двигателя. Температура охлаждающей жидкости может быть отрегулирована с помощью клапана 38 термостата, расположенного в трубопроводе 82 охлаждающей жидкости, который может оставаться закрытым до тех пор, пока охлаждающая жидкость не достигнет пороговой температуры.

Для поддержания расхода воздуха, проходящего через радиатор 80, когда транспортное средство 102 двигается медленно или не двигается при работающем двигателе, с радиатором 80 может быть соединен вентилятор 92 охлаждения двигателя. Скоростью и направлением вращения вентилятора можно управлять с помощью контроллера 12, рассмотренного ниже более подробно. В ином случае вентилятор 92 охлаждения двигателя может быть соединен со вспомогательной системой привода двигателя, приводимой в движение коленчатым валом двигателя.

Охлаждающая жидкость может проходить через трубопровод 82 охлаждающей жидкости, как рассмотрено выше, и/или через трубопровод 84 охлаждающей жидкости к сердцевине 90 обогревателя, откуда тепло может быть направлено в салон 106 транспортного средства, после чего поток охлаждающей жидкости возвращается в двигатель 10. В некоторых примерах для циркуляции охлаждающей жидкости через трубопроводы 82 и 84 охлаждающей жидкости может использоваться водяной насос 86 с приводом от двигателя.

На Фиг.1 также показана система 28 управления. Система 28 управления может быть подключена к различным компонентам системы 100 двигателя для выполнения описываемых управляющих процедур и действий. Например, как показано на Фиг.1, система 28 управления может включать в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может представлять собой микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный носитель информации для извлекаемых программ и эталонных значений, оперативную память, оперативную энергонезависимую память и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от ряда датчиков 30, которые могут включать в себя средства и/или датчики входного сигнала от водителя (например, датчики положения передаточного механизма, нажатия педали газа, нажатия педали тормоза, положения рычага переключения передач, скорости транспортного средства, скорости вращения двигателя, массового расхода воздуха, проходящего через двигатель, температуры окружающей среды, влажности окружающей среды, температуры впускного воздуха, скорости вращения вентилятора и т.д.), датчики охлаждающей системы (например, датчики охлаждающей жидкости, скорости вращения вентилятора, температуры в салоне транспортного средства, влажности окружающей среды и т.д.), датчики САС 18 (например, датчики температуры и давления воздуха на впуске в САС, температуры и давления воздуха на выпуске из САС и т.д.) и другие. Кроме того, контроллер 12 может получать данные от GPS 34 и/или встроенной коммуникационно-развлекательной системы 26 транспортного средства 102.

Встроенная коммуникационно-развлекательная система 26 может быть подключена к устройству 40 беспроводной связи через различные протоколы беспроводной связи, например сети беспроводной связи, вышки-ретрансляторы сотовой связи и/или их комбинации. Данные, получаемые от встроенной коммуникационно-развлекательной системы 26, могут включать в себя текущие или прогнозируемые погодные условия. Информация о таких погодных условиях, как температура, осадки (например, дождь, снег, град и т.д.) и влажность, может быть получена через различные приложения устройства беспроводной связи и сайты с прогнозом погоды. Данные, полученные от встроенной коммуникационно-развлекательной системы, могут включать в себя текущие или прогнозируемые погодные условия для текущего местоположения, а также для всего планируемого маршрута. В одном варианте воплощения, в котором встроенная коммуникационно-развлекательная система включает в себя GPS, данные о текущих и прогнозируемых погодных условиях могут быть согласованы с текущим и будущим маршрутами движения, показанными на дисплее GPS. В альтернативном варианте воплощения, в котором система транспортного средства включает в себя специализированную GPS 34, каждая GPS и встроенная коммуникационно-развлекательная система может быть подключена к устройству 40 беспроводной связи, а также они могут быть соединены друг с другом для сопоставления данных о текущих и прогнозируемых погодных условиях с текущим и будущим маршрутами. В одном примере развлекательная система может иметь доступ к различным синоптическим картам, хранящимся в Интернете или в других «облачных» вычислительных системах. Данные синоптические карты могут содержать информацию о дожде, влажности, осадках и/или температуре, приведенных, например, в виде контурных карт. В одном примере устройство 40 беспроводной связи может передавать данные о влажности в режиме реального времени встроенной коммуникационно-развлекательной системе 26 и/или GPS 34, которые затем передаются на контроллер 12. Контроллер 12 сравнивает полученные данные о влажности с пороговыми значениями и определяет необходимую скорость вентилятора охлаждения двигателя и положение пластин решетки. Например, если влажность выше установленного порогового значения, одна или несколько пластин решетки могут быть закрыты, а вентилятор охлаждения двигателя может быть выключен.

Кроме того, контроллер 12 может быть подключен к различным исполнительным механизмам 32, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (например, топливные форсунки, дроссельные заслонки для впускного воздуха с электронным управлением, свечи зажигания и т.д.), исполнительные механизмы охлаждающей системы (например, вентили подачи воздуха и/или клапаны дозирования в системе кондиционирования воздуха салона транспортного средства и т.д.) и другие. В некоторых примерах для выполнения способов, описанных ниже, запоминающее устройство может быть запрограммировано при помощи машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, выполняемые процессором, а также с помощью других подразумеваемых, но не указанных конкретно вариантов.

Количество тепла выхлопных газов, передаваемое охлаждающей жидкости от двигателя, может варьироваться в зависимости от рабочих условий, влияя, таким образом, на количество тепла, передаваемое потокам воздуха. Например, количество выделяемого тепла выхлопных газов может понижаться пропорционально уменьшению крутящего момента на выходном валу двигателя или расходу топлива.

Транспортное средство 102 также имеет решетку 112, имеющую отверстия (например, отверстия между пластинами решетки, отверстие в бампере и т.д.) для прохождения воздушного потока 116 через или рядом с передней частью транспортного средства и в отсек двигателя. Такой воздушный поток 116 может затем быть использован радиатором 80, вентилятором 92 охлаждения двигателя и другими компонентами для поддержания охлаждения двигателя и/или коробки передач. Кроме того, поток 116 воздуха может выводить тепло из системы кондиционирования воздуха транспортного средства и повышать производительность двигателей с нагнетателем/турбонагнетателем, которые оборудованы САС 18, снижающим температуру воздуха, поступающего во впускной коллектор/двигатель. Вентилятор 92 охлаждения двигателя может быть также отрегулирован таким образом, чтобы увеличивать или уменьшать поток воздуха в компонентах двигателя. Кроме того, в систему двигателя может быть включен специальный вентилятор САС, используемый для увеличения или уменьшения потока воздуха, поступающего в САС.

На Фиг.2 приведен пример расположения САС 18, радиатора 80, вентилятора 92 охлаждения двигателя и системы 100 двигателя внутри транспортного средства 102 относительно пластин решетки и проходящего через нее воздушного потока 116 окружающей среды. Другие компоненты, расположенные под капотом (топливная система, аккумуляторы и т.д.), могут работать эффективнее, благодаря потоку охлаждающего воздуха. Таким образом, система 110 пластин решетки и вентилятор 92 охлаждения двигателя могут помочь охлаждающей системе 104 охлаждать двигатель 10 внутреннего сгорания. Система 110 пластин решетки включает в себя одну или более пластин 114 решетки, выполненных с возможностью регулировать количество воздуха, проходящего через решетку 112.

Например, пластины 114 решетки могут закрывать переднюю часть транспортного средства от нижней части капота до нижней части бампера. При закрывании впуска САС понижается аэродинамическое сопротивление и количество наружного охлаждающего воздуха, попадающего в САС. В некоторых вариантах воплощения все пластины решетки могут быть передвинуты в соответствии с командой контроллера. В других вариантах воплощения пластины решетки могут быть разделены на подгруппы, а контроллер может независимо регулировать открывание/закрывание каждой группы. Например, первая группа может включать в себя пластины решетки, которые сильно влияют на аэродинамическое сопротивление, а другая группа - пластины решетки, которые сильно влияют на впуск воздуха в САС. В одном примере первая подгруппа может находиться между нижней частью капота и верхней частью бампера, а вторая подгруппа может находиться между верхней частью бампера и нижней частью бампера. Каждая подгруппа может включать в себя одну или более пластин решетки. В некоторых примерах каждая группа может включать в себя одинаковое количество пластин решетки, при этом в других примерах одна подгруппа содержит больше пластин, чем другая. В одном варианте воплощения первая подгруппа может содержать несколько пластин решетки, а вторая подгруппа - только одну заслонку решетки. В альтернативном варианте воплощения первая подгруппа может содержать одну заслонку решетки, а вторая подгруппа - несколько пластин решетки.

Пластины 114 решетки могут перемещаться между открытым и закрытым положениями, также они могут удерживаться в одном из этих положений или в промежуточных положениях. Другими словами, степень открытия пластин 114 решетки может быть отрегулирована таким образом, чтобы пластины 114 решетки были частично открыты, частично закрыты или циклически перемещались между открытым и закрытым положениями, обеспечивая подачу потока воздуха для охлаждения компонентов отсека двигателя с минимальным увеличением расхода топлива. Это вызвано тем, что закрывание и/или частичное закрывание пластин 114 решетки снижает количество воздуха, проходящего через решетку 112, уменьшая, таким образом, аэродинамическое сопротивление транспортного средства. Удерживание пластин решетки в открытом положении обеспечивает достаточное охлаждение двигателя; однако это может также увеличить аэродинамическое сопротивление транспортного средства и увеличить расход топлива. С другой стороны, закрывание пластин решетки снижает аэродинамическое сопротивление и снижает расход топлива; однако это может помешать достаточному охлаждению двигателя. Таким образом, управление пластинами решеток может быть основано на нескольких рабочих условиях транспортного средства, описанных ниже. В некоторых вариантах воплощения пластины решетки могут быть использованы только для управления образованием конденсата в САС. В этом случае функционирование пластин решетки может обеспечить небольшой выигрыш с точки зрения аэродинамики.

При открытых пластинах решетки вентилятор 92 охлаждения двигателя может быть применен для увеличения или уменьшения охлаждающего потока 116 окружающего воздуха в компоненты двигателя. Например, при повышении скорости вращения вентилятора охлаждения двигателя объем и скорость потока воздуха, поступающего в двигатель, возрастают. И наоборот, при понижении скорости вращения вентилятора скорость потока воздуха, поступающего в двигатель, будет уменьшаться. Скорость потока окружающего воздуха непосредственно влияет на эффективность работы САС. Таким образом, путем изменения скорости вращения вентилятора можно изменить эффективность работы охладителя наддувочного воздуха. В некоторых вариантах осуществления изобретения вентилятор охлаждения двигателя может быть специальным вентилятором САС. В других вариантах могут быть применены как вентилятор охлаждения двигателя, так и специальный вентилятор САС. При закрытых пластинах в решетку поступает малый охлаждающий поток окружающего воздуха. Однако вентилятор охлаждения двигателя может продолжать работу для обеспечения подачи воздуха. В дополнение к управлению скоростью вращения также может быть изменено направление его вращения. Лопасти вентилятора могут быть выполнены таким образом, чтобы вращение в первом направлении направляло поток воздуха к компонентам двигателя. Далее такое направление будет обозначено как нормальное или основное направление вращения вентилятора. Вращение лопастей вентилятора во втором направлении, противоположном первому направлению, может направлять поток воздуха от компонентов двигателя. Таким образом, направление вращения вентилятора может быть также использовано для изменения направления потока охлаждающего воздуха по отношению к компонентам двигателя и, следовательно, для изменения эффективности работы САС.

В некоторых вариантах система 28 управления может быть выполнена с возможностью регулировать размер отверстия между пластинами 114 решетки в зависимости от рабочих условий транспортного средства. Регулировка размера отверстия между пластинами 114 решетки может включать в себя открывание одной или более пластин решетки, закрывание одной или более пластин решетки, частичное открывание одной или более пластин решетки, частичное закрывание одной или более пластин решетки, регулировку моментов открывания и закрывания и т.д. В качестве примера контроллер 12 может быть подключен к системе 110 пластин решетки и может содержать команды по регулировке отверстия между пластинами 114 решетки.

Система 28 управления может также управлять вентилятором 92 охлаждения двигателя в зависимости от условий работы транспортного средства. Управление работой вентилятора 92 охлаждения двигателя может включать в себя увеличение скорости его вращения, уменьшение скорости вращения, остановку, изменение направления вращения на обратное, регулировку времени включения/выключения вращения и т.д. В качестве примера контроллер 12 может иметь соединение с вентилятором 92 охлаждения двигателя и может иметь сохраненные инструкции по регулировке его вращения.

Вентилятор охлаждения двигателя может быть отрегулирован в соответствии с несколькими переменными значениями системы, включая температуру двигателя, условия движения транспортного средства, образование конденсата в САС и внешние погодные условия. В некоторых вариантах, открывание одной или более пластин решетки может быть выполнено в зависимости от всех или нескольких из описанных выше переменных. Регулировка вентилятора охлаждения двигателя может быть согласована с работой пластин решетки таким образом, чтобы оптимизировать управление конденсатом в САС, а также охлаждение двигателя и экономию топлива. Например, контроллер 12 может иметь соединение как с вентилятором 92 охлаждения двигателя, так и с системой 110 пластин решетки. Контроллер 12 может содержать сохраненные инструкции для регулировки работы вентилятора 92 охлаждения двигателя и системы 110 пластин решетки на основании текущего состояния других компонентов и вышеуказанных переменных системы. Работа вентилятора охлаждения двигателя и пластин решетки может быть осуществлена в зависимости от изменения только одной из данных переменных, даже если остальные переменные будут оставаться в допустимых пределах. Таким образом, для определения оптимальной скорости и направления вращения вентилятора охлаждения двигателя, размера отверстия между пластинами решетки для охлаждения транспортного средства, предотвращения коррозии САС, пропусков зажигания и снижения расхода топлива можно оценивать значения всех переменных. Дополнительные примеры и пояснение параметров работы вентилятора охлаждения двигателя и пластин решетки представлены на Фиг.8 и описаны далее.

При некоторых условиях вентилятор 92 охлаждения двигателя и система 110 пластин решетки могут быть отрегулированы под влиянием условий движения транспортного средства, например наличия или отсутствия передаваемого приводного усилия. Условие наличия передаваемого приводного усилия транспортного средства может включать в себя приложение колесами положительной силы, обеспечивающей движение транспортного средства вперед. Условие отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства может включать в себя ситуацию, когда колеса поглощают инерцию транспортного средства и создают отрицательную силу, направленную против движения транспортного средства вперед. В одном варианте условия отсутствия передаваемого приводного усилия транспортного средства могут включать в себя замедление, торможение, уменьшение нагрузки на двигатель при постоянных оборотах, их комбинацию или другой тип состояния, свидетельствующий об отсутствии или о скором прекращении передачи приводного усилия транспортного средства. Например, также может быть использован сигнал торможения от системы круиз-контроля. Кроме того, могут быть использованы сигналы глобальной системы позиционирования, чтобы указывать на приближение к участку с более медленным движением, к спуску и т.д.

В некоторых случаях во время замедления двигатель транспортного средства может быть заглушен, а коробка передач отсоединена от двигателя для снижения расхода топлива. В такой ситуации необходимо дополнительное охлаждение двигателя. В данном случае открывание пластин решетки и увеличение скорости вращения вентилятора охлаждения двигателя в начале замедления может обеспечить предварительное охлаждение двигателя, поддерживая низкую температуру двигателя. За счет этого можно также оставить пластины решетки в закрытом положении в течение более длительного времени при последующих условиях движения, снижая аэродинамическое сопротивление транспортного средства и расход топлива.

Кроме того, вентилятор 92 охлаждения двигателя и система 110 пластин решетки могут быть отрегулированы таким образом, чтобы изменять условия образования конденсата внутри САС 18. Несколько датчиков 30 могут получать данные САС, такие как значения температуры и давления на впуске и выпуске. Контроллер 12 может использовать эти данные, а также данные об окружающем воздухе (например, температура и относительная и удельная влажность) и данные о транспортном средстве (например, его скорость) для определения скорости образования и количества конденсата в САС. В некоторых случаях относительная влажность окружающего воздуха может быть рассчитана или принята равной 100% при любой температуре окружающего воздуха. Это устраняет необходимость в датчике влажности. Тем не менее при наличии датчика влажности могут быть также использованы и данные о фактической влажности (например, в реальном времени).

Контроллер 12 может использовать указанные данные от датчиков вместе с алгоритмом для расчета количества конденсата в САС. Расчет конденсата может быть начат с расчета давления насыщенного пара на выпуске САС в зависимости от температуры и давления на выпуске САС. Далее алгоритм рассчитывает массу воды при этом давлении насыщенного пара. Далее на основании параметров окружающего воздуха может быть определена масса воды в воздухе. Наконец, скорость конденсации на выпуске САС может быть определена путем вычитания массы воды в условиях давления насыщенного пара на выпуске САС из массы воды в окружающем воздухе. Зная период времени между измерениями конденсата, контроллер 12 может определить количество конденсата в САС с момента последнего измерения. Текущее количество конденсата в САС может быть вычислено путем сложения указанного значения с предыдущим значением количества конденсата и затем вычитания потерь конденсата с момента проведения последнего вычисления (колич