用于汽車內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻劑泵和/或控制閥的控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于預(yù)先給定針對(duì)用于汽車內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻劑栗或控 制閥的控制值的方法、用于基于該控制值控制冷卻劑栗和/或控制閥的方法、具有被配置 用于執(zhí)行所述方法的控制器的汽車以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 從W0 03/056153 A1中已知一種用于控制用于汽車內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻 器-混合閥和可電驅(qū)動(dòng)的冷卻劑栗的方法，其中對(duì)于這兩個(gè)部件，分別將預(yù)控值通過(guò)相加 或相乘與PI調(diào)節(jié)器的優(yōu)先調(diào)節(jié)值結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題是，改善用于汽車內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的操作。
[0004] 上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)按照本發(fā)明的用于預(yù)先給定控制值的方法、一種用于基于這樣 的控制值來(lái)控制用于汽車內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻劑栗和/或控制閥的相應(yīng)的方法、具有 被配置用于執(zhí)行相應(yīng)的方法的控制器的汽車、相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)解 決。本發(fā)明的有利實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，汽車、特別是客車具有內(nèi)燃機(jī)和利用冷卻劑循環(huán)對(duì)該內(nèi)燃 機(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)帶有熱交換器和流體力學(xué)地橋接該熱交換器、特別是 流體力學(xué)地與熱交換器串聯(lián)地布置的旁路。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)具有特別是可電驅(qū)動(dòng)的冷卻劑栗，用于基于栗控制值 在冷卻劑循環(huán)中可變地輸送冷卻劑。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，冷卻劑栗的輸送量或輸送速率和 /或轉(zhuǎn)速基于栗控制值、特別是與栗控制值成比例地預(yù)先給定或可預(yù)先給定。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)具有特別是可電驅(qū)動(dòng)的控制閥，用于基于閥控制值在 熱交換器和旁路之間可變地分配冷卻劑流。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，對(duì)通過(guò)熱交換器和/或旁 路的冷卻劑的流量進(jìn)行確定的閥位置基于閥控制值、特別是與閥控制值成比例地被預(yù)先給 定或可預(yù)先給定。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一方面認(rèn)識(shí)到，根據(jù)簡(jiǎn)化的假設(shè)，即從內(nèi)燃機(jī)引入到冷卻劑循環(huán)中 的熱在熱力學(xué)平衡下經(jīng)由熱交換器將散發(fā)到周圍環(huán)境，其中，引入的熱取決于內(nèi)燃機(jī)的功 率參量，并且散發(fā)的熱取決于熱交換器的溫度差，有利地是，確定用于確定栗控制值的預(yù)控 值和/或用于確定閥控制值的預(yù)控值。
[0009] 相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的一方面，用于確定針對(duì)用于汽車內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻 劑栗的栗控制值或控制值的預(yù)控值，在第一確定模式中基于與內(nèi)燃機(jī)的功率參量和冷卻系 統(tǒng)的熱交換機(jī)的溫度差有關(guān)的預(yù)先給定的第一關(guān)系來(lái)確定。附加地或替換地，用于確定針 對(duì)用于汽車內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的控制閥的閥控制值或控制值的預(yù)控值，在第一確定模式中 基于與內(nèi)燃機(jī)的功率參量和冷卻系統(tǒng)的熱交換機(jī)的溫度差有關(guān)的預(yù)先給定的第一關(guān)系來(lái) 確定。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，功率參量基于在一個(gè)擴(kuò)展方案中與內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成比例的 轉(zhuǎn)矩參量和在一個(gè)擴(kuò)展方案中與內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速成比例的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速參量來(lái)確定。在 一個(gè)擴(kuò)展方案中，功率參量與轉(zhuǎn)矩參量和轉(zhuǎn)速參量成比例。同樣地，功率參量例如還可以基 于燃油供給、行駛阻力等來(lái)確定。在一個(gè)實(shí)施例中，用于確定栗控制值的預(yù)控值和/或用于 確定閥控制值的預(yù)控值與功率參量成比例。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，熱交換器的溫度差是在熱交換器的冷卻劑入口和冷卻劑出口之 間的溫度差，或者說(shuō)是在熱交換器前面和后面、特別是在冷卻劑入口和出口處的冷卻劑的 溫度的差。同樣地，熱交換器的溫度差還可以是熱交換器內(nèi)部的溫度差，特別地，當(dāng)由此可 以估計(jì)熱交換器的散熱時(shí)，特別可以是熱交換器內(nèi)部的不同位置處的冷卻劑的溫度的差。 在一個(gè)實(shí)施例中，溫度差基于在冷卻劑的流動(dòng)方向上彼此間隔開(kāi)地布置在熱交換器前面或 后面或者還在熱交換器中、特別是在冷卻劑入口和出口處的至少兩個(gè)溫度傳感器的測(cè)量值 來(lái)確定。在一個(gè)實(shí)施例中，用于確定栗控制值的預(yù)控值和/或用于確定閥控制值的預(yù)控值 與溫度差成反比，或者與溫度差的倒數(shù)成正比。
[0012] 因此，如果簡(jiǎn)單地假設(shè)從內(nèi)燃機(jī)引入到冷卻劑循環(huán)的熱dQe/dt特別地成比例地取 決于內(nèi)燃機(jī)的功率參量、特別是轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速η的積Τ ·η，并且經(jīng)由熱交換器散發(fā)到周圍環(huán) 境的熱dQa/dt特別地成比例地取決于熱交換器的溫度差△ Θ，則對(duì)于通過(guò)熱交換器的冷卻 劑的體積流量dV/dt，簡(jiǎn)化地得到
[0013] dV/dt = α · (Τ · η)/Δ Θ
[0014] 其中，因子α特別地可以取決于冷卻劑的溫度。因?yàn)槔鋮s劑栗的輸送速率和控制 閥的位置共同影響通過(guò)熱交換器的冷卻劑的該體積流量，因此用于冷卻劑栗和控制閥的控 制值可以有利地依據(jù)內(nèi)燃機(jī)的功率參量和冷卻系統(tǒng)的熱交換器的溫度差來(lái)確定。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一方面認(rèn)識(shí)到，在特定情形下，前面描述的預(yù)控值僅有條件地適合。 因此，熱交換器的非常小的溫度差例如可以使得控制過(guò)大的冷卻劑流通過(guò)熱交換器，從而 特別是自激勵(lì)地使熱交換器的溫度差進(jìn)一步降低或者至少不快速升高。
[0016] 因此，一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，如果冷卻系統(tǒng)的狀態(tài)參量滿足預(yù)先給定的條 件，則在第一確定模式中基于預(yù)控值確定或預(yù)先給出栗控制值和/或閥控制值，而如果狀 態(tài)參量不滿足該條件，則在與此不同的第二確定模式中確定或預(yù)先給定栗控制值和/或閥 控制值。在一個(gè)實(shí)施例中，狀態(tài)參量包括熱交換器的溫度差。特別地，在一個(gè)實(shí)施例中，如 果熱交換器的溫度差超過(guò)了預(yù)先給定的極限值，則在第一確定模式中確定用于確定栗控制 值的預(yù)控值和/或用于確定閥控制值的預(yù)控值，而如果溫度差未超過(guò)該極限值，則在第二 確定模式中確定栗控制值和/或閥控制值。附加地或者替換地，狀態(tài)參量還可以包括其它 參量，例如控制閥處于預(yù)先給定的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，在第二確定模式中，基于與第一關(guān)系不同的、與內(nèi)燃機(jī)的功率參 量和冷卻系統(tǒng)的熱交換器的溫度差有關(guān)的預(yù)先給定的第二關(guān)系，特別是以與關(guān)于第一確定 模式所描述的相同的方式基于預(yù)控值，確定栗控制值和/或閥控制值。
[0018] 關(guān)系特別地可以包括、特別地可以是預(yù)先給定的特性曲線族、預(yù)先給定的特性曲 線等。在一個(gè)實(shí)施例中，用于確定用來(lái)確定栗控制值的預(yù)控值的第一關(guān)系包括關(guān)于針對(duì)冷 卻劑栗的不同的預(yù)控值來(lái)描繪內(nèi)燃機(jī)功率參量的和熱交換器溫度差的或者取決于此的參 量的不同的值的特性曲線，用于確定用來(lái)確定栗控制值的預(yù)控值的第二關(guān)系包括關(guān)于針對(duì) 冷卻劑栗的其它不同的預(yù)控值來(lái)描繪內(nèi)燃機(jī)功率參量的和熱交換器溫度差的或者取決于 此的參量的不同的值的特性曲線，用于確定用來(lái)確定閥控制值的預(yù)控值的第一關(guān)系包括關(guān) 于針對(duì)控制閥的不同的預(yù)控值來(lái)描繪內(nèi)燃機(jī)功率參量的和熱交換器溫度差的或者取決于 此的參量的不同的值的特性曲線，和/或用于確定用來(lái)確定閥控制值的預(yù)控值的第二關(guān)系 包括關(guān)于針對(duì)控制閥的其它不同的預(yù)控值來(lái)描繪內(nèi)燃機(jī)功率參量的和熱交換器溫度差的 或者取決于此的參量的不同的值的特性曲線。
[0019] 同樣地，栗控制值和/或閥控制值在第二確定模式中特別地分別可以是固定地預(yù) 先給定的值，或者以其它方式被確定或預(yù)先給定。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一方面認(rèn)識(shí)到，冷卻劑栗和控制閥共同影響通過(guò)熱交換器的冷卻劑 流，因此能夠?qū)︶槍?duì)冷卻劑栗和控制閥的控制值進(jìn)行不同的組合，以經(jīng)由熱交換器實(shí)現(xiàn)希 望的散熱。在此還認(rèn)識(shí)到，在不同的工作情形中，不同的組合是特別有利的。因此，例如在 一個(gè)實(shí)施例中，冷卻劑栗的較低的輸送速率可以減少其能量需求，其中，于是控制閥將較大 的體積流量部分引導(dǎo)到熱交換器中。相反，在另一個(gè)實(shí)施例中，特別是在內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載大的 情況下，冷卻劑栗的較大的輸送速率可以是有利的，以便有利地將熱散出內(nèi)燃機(jī)。
[0021] 因此，在一個(gè)實(shí)施例中，一般來(lái)說(shuō)，如果內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載參量滿足預(yù)先給定的條件， 則用于確定栗控制值的預(yù)控值和/或用于確定閥控制值的預(yù)控值，在第一個(gè)第一確定模式