专利名称：用于调节内燃机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节内燃机的方法，其中在第一调节器模式 中将增压空气温度调节器设置为组合特性曲线恒温器阀的主导调节 器，在第二调节器模式中将冷却剂温度限制调节器设置为组合特性曲 线恒温器阀的主导调节器。此外依据组合特性曲线恒温器阀的位置将 冷却剂流在中间冷却器之前分成中间冷却器冷却剂流和旁路冷却剂流 和在中间冷却器之后通过中间冷却器冷却剂流以及旁路冷却剂流的汇 合的份额确定增压空气冷却器冷却剂流的温度，以便调节增压空气温 度或调节冷却剂温度。
背景技术：
由杂志Schiff&Hafen/Kommandobriicke， 1990年第1期/，第49 和50页中已知一种内燃机的冷却剂回路。该冷却剂回路由具有冷却剂 泵的高温回路和从高温回路中分支出来的低温回路组成。在低温回路 中串联布置了恒温器阀、具有旁通管路的中间冷却器、增压空气冷却 器和润滑油换热器。在低温回路中的从高温回路中分支出来的冷却剂 流通过恒温器阀的位置被分为流经中间冷却器的中间冷却器冷却剂流 和旁路冷却剂流。在中间冷却器之后，两股冷却剂流又汇合并且作为 增压空气冷却器冷却剂鴻输送给增压空气冷却器。恒温器阀由此通过 冷却剂流的划分确定增压空气冷却器冷却剂流的温度。增压空气冷却 器冷却剂流的温度又通过与增压空气温度之间的温差来定义从增压空 气冷却器中的增压空气中抽去的热量。例如在内燃机全负荷运行时， 恒温器阀完全打开，使得低温回路的全部冷却剂流流经中间冷却器并 且因此从增压空气中抽去尽可能多的热量。相反在内燃机空载运行时， 恒温器阀完全关闭，由此低温回路的全部冷却剂流通过旁通管路流动 并且从增压空气中抽去少量热量。恒温的工作元件例如膨胀材料元件 确定恒温器阀的开关状态，膨胀材料元件随冷却剂流的温度上升而膨 胀，由此打开恒温器阀，或者该膨胀材料元件随冷却剂流的温度下降 而缩短，并且在弹力支持下关闭。受恒温器阀的结构的限制，还没有在所有的工作点中对增压空气温度进行调节。
由DE 201 22 420 Ul已知一种能够电加热的恒温器阀，其中通过 对加热元件的电控制可以移动恒温工作元件的特性曲线。例如在冷的 内燃机中并且在所要求的负荷大时可以通过旁通管路在比仅仅通过恒 温工作元件给定的时刻早的时刻来影响冷却剂流。在接下来的文字说 明中将这种恒温器阀称为组合特性曲线恒温器阀。用于控制这种组合 特性曲线恒温器岡的相应的方法由DE 102 23 686 Al公开。其中说明 了用工作元件的预控制进行两点调节。但是，关于在上述冷却剂回路 中调节增压空气温度，该方法没有提供实质的改进。
由官方文件号为DE102007047089. 6的没有预先公开的德国专利申 请已知一种用于在内燃机的整个运转范围中调节增压空气温度的方 法。增压空气温度通过一个增压空气温度调节器在自己的调节回路中 进行调节，该增压空气温度调节器对上述低温回路中的组合特性曲线 恒温器阀进行干预。在该调节回路中，增压空气温度对应于调节量和 要调节的旁路冷却剂流对应于调节参数。调节对象包括组合特性曲线 恒温器阀、具有旁通管道的中间冷却器和增压空气冷却器。
如果调节增压空气温度，那么冷却剂温度也还不能够被调节到一 个可预先给定的值上，而是得到低温回路中的冷却剂温度和由此也得 到高温回路中的冷却剂温度。在快速的负荷接入情况下，例如在迅速 加速时，由于冷却剂太热可能导致主要在增压空气冷却器中的温度过 高上升。它造成内燃机的部件负载增大和可以引起寿命的降低。
发明内容
本发明的任务是，在继续进行主动的增压空气温度调节的同时保 护内燃机不受冷却剂温度过高的影响。
该任务通过一种调节方法解决，其中在第一调节器模式中将增压 空气温度调节器设置为组合特性曲线恒温器阀的主导调节器，在第二 调节器模式中将冷却剂温度限制调节器设置为组合特性曲线恒温器阀 的主导调节器。此外该方法在于，依据组合特性曲线恒温器阀的位置 冷却剂流在中间冷却器之前分成中间冷却器冷却剂流和旁路冷却剂流 和在中间冷却器之后通过中间冷却器冷却剂流以及旁路冷却剂流的汇 合的份额确定增压空气冷却器冷却剂流的温度，以便调节增压空气温度或调节冷却剂温度。将其调节参数显示为较小的值的那个调节器设 置为组合特性曲线恒温器阀的主导调节器。因此原则上适用的是，那 个希望更强烈地冷却的调节器是主导的。
在第一调节器模式中，即在增压空气温度调节器是主导的时候， 将实际增压空气温度调节到一个额定增压空气温度上。如果实际冷却
剂温度上升到不允许的程度，那么由冷却剂温度限制调节器计算的第 一调节参数变得小于第一调节参数。由此进行从第一调节器模式到笫 二调节器模式的转换。在第二调节器模式中，冷却剂温度限制调节器 是主导的，亦即冷却剂温度被调节。为了使从第一调节器模式到第二 调节器模式的过渡是稳定的和没有任何不连续性，在增压空气温度调 节器是主导的情况下将冷却剂温度限制调节器的I-份额设置在由增压 空气温度调节器计算的第一调节参数的值上。
由于仅当冷却剂温度超蝶一个不允许的极限值时，冷却剂温度限 制调节器才干预增压空气温度的调节，因此内燃机在瞬态过程中受到 保护。瞬态过程例如是已经提及的快速加速。由于总是只有一个调节 器是主导的，因此实现了一种稳定的调节回路。
在附图中示出了优选的实施例。其中 图l是系统图解，
图2是用于增压空气或冷却剂的温度调节的调节回路，
图3是用于增压空气的温度调节的方框图，
图4是用于冷却剂的温度调节的方框图，
图5是计算单元的方框图，
图6是时间图表(图6A到6F)以及
图7是程序流程图。
具体实施例方式
图l示出了系统图解。用于对内燃机1进行冷却的冷却回路包括 具有冷却剂泵14的高温回路2和低温回路3。低温回路3在位置A处 从高温回路2中分支出来和在位置B处又汇入高温回路2中。通过在 高温回路2中未示出的节流点来调节高温回路2及低温回路3中的冷却剂流。在从高温回路2中出来的分支点(位置A)之后的低温回路3 中的冷却剂流在附图中标记为冷却剂流4 。在低温回路3中串联布置了 组合特性曲线恒温器阀5、真有旁通管路的中间冷却器6、增压空气冷 却器IO和具有旁通管路的润滑油换热器11。冷却剂流4依据组合特性 曲线恒温器阀5的位置分成中间冷却器冷却剂流7和/或旁路冷却剂流 8。在组合特性曲线恒温器阀5完全关闭时，整个冷却剂流4通过旁通 管路从中间冷却器6旁边经过。在组合特性曲线恒温器阀5完全打开 时，整个冷却剂流4流经中间冷却器6。在中间冷却器6中进行从中间 冷却器冷却剂流7向海水中的热传导，由此对中间冷却器冷却剂流7 进行冷却。通过自己的海水泵13输入海水。在流经中间冷却器6之后 又将海水导回。在附图中，用附图标记SW Zu表示海水输入和用附图 标记SW Ab表示海水输出。
在位置C上，中间冷却器冷却剂流7和旁路冷却剂流8再度汇合。 这相当于增压空气冷却器冷却剂流9 ，它的温度通过中间冷却器冷却剂 流和旁路冷却剂流的体积份颠和温度来确定。增压空气冷却器冷却剂 流9而后流经增压空气冷却器10。在增压空气冷却器中进行从增压空 气到增压空气冷却器冷却剂流9中的热传导，由此使增压空气强烈冷 却。增压空气通过未示出的废气涡轮增压器的压缩机输入。在流经增 压空气冷却器IO之后，增压空气被输入内燃机1的燃烧室。在附图中， 用附图标记LL Zu表示增压空气输入和用附图标记LL Ab表示增压空 气输出。然后，经过加热的增压空气冷却器冷却剂流9流经润滑油换 热器11。在润滑油换热器11中进行从润滑剂到增压空气冷却器冷却剂 流9中的热传导，由此对润滑剂进行冷却。在附图中，用附图标记6L Zu表示润滑剂输入和用附图标记OL Ab表示润滑剂输出。增压空气冷 却器冷却剂流9的一部分通过旁通管路从润滑油换热器11的旁边流 过。在点D处，两股体积流再度汇合并且在点B处馈入高温回路2中。
用附图标记12表示电于式发动机控制器(ECU)。通过该电子式 发动机控制器确定内燃机l的状态。电子式发动机控制器12包括微机 系统的通常的组成部分，例如微处理机，输入/输出组件，緩冲器和存 储器组件(EEPROM，RAM)。在存储器组件中，与内燃机1的运行相关 联的运行数据应用在组合特性曲线簇/特性曲线中。电子式发动机控制 器12通过组合特性曲线簇/特性曲线从输入参数计算输出参数。在图1中示范性地示出了以下输入参数发动机转速nMOT、由温度传感器15 测量的增压空气温度TLL (原始值)、由温度传感器16测量的(高温 回路)冷却剂温度TKM以及输入参数EIN。在输入参数EIN中例如集合 了共轨系统的蓄压管压力和由操作者输入的功率要求。作为电子式发 动机控制器l2的输出参数，示出了用于控制组合特性曲线恒温器阀5 的信号PWM以及参数AUS。参数AUS代表其它用于控制和调节内燃机1 的其它调节信号，例如用于喷射开始或喷射结束的调节信号以及用于 在共轨系统上控制吸气节流阀的信号。
图2示出了在冷却回路中用于增压空气或冷却剂的温度调节的调 节回路。调节回路的输入参数是发动机转速nM0T、确定功率的信号ve、 极限值GW和电池电压UB。确定功率的信号ve相当于在基于力矩的发
动机调节中的额定力矩或者在基于喷射量的发动机调节中的额定喷射 量。调节回路的输出参数是增压空气温度TLL和冷却剂温度TKM。调节 回路的元件是用于确定第一调节参数SG1的计算单元17、用于确定 第二调节参数SG2的计算单元18、最小值选择器19、计算单元20、开 关SR和调节对象21。调节对象21的输出参数是调节量，在此处增 压空气温度TLL的原始镇和(高温回路)冷却剂温度TKM的原始值。 在计算单元17中集成有额定增压空气温度的确定、增压空气温度调节 偏差的确定、增压空气温度调节器和一个限制环节。计算单元17在图 3中以方框图示出并且将结合该图进行^沈明。在计算单元l8中集成有 额定冷却剂温度的确定、冷却剂温度调节偏差的确定、冷却剂温度限 制调节器和一个限制环节。计算单元18在图4中以方框图示出并且将 结合该图进行说明。在计算单元20中集成有将合成调节参数SGR向控 制信号PWM的转换。在调节对象21内用控制信号P西加载到组合特性 曲线恒温器阀5上，计算单元20在图5中以方框图示出并且将结合该 图进行说明。在发动机停车时通过开关SG或者将控制信号P西(实线) 或者将恒定值0% (虚线)引导到调节对象21上。在调节对象21中集 成有组合特性曲线恒温器阀5、具有旁通管道的中间冷却器6和增压空 气冷却器10。增压空气温度TLL的原始值通过一个布置在第一反馈支 路中的可选用的过滤器22过滤。被过滤的值对应于实际增压空气温度 TLL(IST)，其被输送给计算单元17。冷却剂温度TKM的原始值通过 一个布置在第二反馈支路中的可选用的过滤器23过滤。被过滤的值对应于实际冷却剂温度TKM ( 1ST)，其被输送给计算单元18。通过迟滞 环节24将调节器模式RM延迟一个扫描步骤(AbtastschriU)作为延 迟的调节器模式RMZ反馈到计算单元18上。调节器模式RM代表第一 调节器模式RM1或第二调节器模式RM2。 附图中所示调节回路具有以下功能
由最小值选择器19将其调节参数显示为较小的值的那个调节器设 置为主导地用于组合特性曲线恒温器阀。希望更强烈地冷却的那个调 节器因此得以实施。在正常运行中，笫一调节参数SG1小于第二调节 参数SG2，以及设置了第一调节器模式RM1。在该模式中，集成在计算 单元17中的增压空气温度调节器是主导的。由最小值选择器19将合 成调节参数SGR设置在第一调节参数SG1的值上。然后通过计算单元 20由合成调节参数SGR计算出用于对组合特性曲线恒温器阀加载的控 制信号PWM。依据組合特性曲线恒温器阀的位置确定流经中间冷却器的 中间冷却器冷却剂流和旁路冷却剂流。但是，如果实际冷却剂温度TKM (1ST)接近额定冷却剂温度，直到最后超过该额定冷却剂温度，那么 第二调节参数SG2的值下降到低于第一调节参数SG1的值。现在通过 最小值选择器19将合成调节参数SGR设置在第二调节参数SG2的值上 并且设置笫二调节器模式RM2。集成在计算单元l8中的冷却剂温度限 制调节器现在接过对组合特性曲线恒温器阀的控制。只有当由于更强 烈的冷却使得实际冷却剂温度TKM ( 1ST)又低于额定冷却剂温度时， 增压空气温度调节器才能够再次接过对组合特性曲线恒温器阀的控 制。
因此对于最后用于确定要调节的旁路冷却剂流的所述合成调节参 数，满足以下的分配关系
当第一调节参数SG1的值小于/等于笫二调节参数SG2的值时，合 成调节参数SGR的值对应于第一调节参数SG1的值。如果第二调节参 数SG2的值小于第一调节参数SG1的值，那么合成调节参数SGR的值 对应于第二调节参数SG2的值。
对于调节器模式RM，适用于
当合成调节参数SGR的谆对应于第一调节参数SG1的值时，设置 第一调节器模式RM1。当合成调节参数SGR的值对应于第二调节参数 SG2的值时，设置第二调节器模式RM2。为了快速和无故障地实现在主导性上从增压空气温度调节器向冷 却剂温度限制调节器的过渡，将冷却剂温度限制调节器的I份额
(I-Anteil)在第一调节器模式中，亦即在起主导作用的增压空气温 度调节器下，设置在第一调节参数SG1的值上。在附图中，这种情况 通过从计算单元17到计算单元18的相应的信号路径示出。
在图3中示出了用于增压空气的温度调节的计算单元17的方框 图。输入参数是发动机转速nM0T、确定功率的信号ve、和实际增压空 气温度TLL(IST),其中确定功率的信号ve相当于在基于力矩的发动
机调节中的额定力矩或者在基于喷射量的发动机调节中的额定喷射 量。输出参数对应于第 一调节参数SG1,它代表要调节的旁路冷却剂流。 由两个输入参数即发动机转速nMOT和确定功率的信号ve通过组合特 性曲线25计算第一增压空气温度TLL1。第一增压空气温度TLL1然后 通过可选用的过滤器26过滤。输出信号对应于额定增压空气温度TLL (SL )。由额定增压空气温度TLL ( SL )和实际增压空气温度TLL (1ST) 在点A处计算增压空气温度调节偏差dTLL。增压空气温度调节偏差 dTLL是增压空气温度调节器27的输入参数。增压空气温度调节器27 优选设计为PI调节器，也可以是PID调节器或者PIDT1调节器。为改 善调节器动态性，也可以是依据增压空气温度调节偏差dTLL计算一个 用于计算P-份额(P-Anteil)的比例系数kp。在这种情况下比例系数kp 由一个预先给定的静态的比例系数和一个动态的比例系数kpDYNl之和 计算得出。动态的比例系;数kpDYNl通过计算单元28计算。
增压空气温度调节器27的输出参数Sl在点B处可选地与一个预 控制值VS相加。其和相当于信号S2。预控制值VS通过预控制组合特 性曲线29依据发动机转速nMOT和确定功率的信号ve计算。在点B处
的相加代表干扰量的接入并且应该改善调节回路的动态性。在应用了 预控制时，将增压空气温度调节器27的I-份额向下限制在负的预控制 值VS上。如果没有设置预控制，则增压空气温度调节器27的I-份额 被向下限制在零值上。向上则依据发动机转速nMOT将增压空气温度调 节器27的I-份额限制在以下数值WERT上
■T= ( nMOT - VMAX ) /n腦N (公式1 )
其中nMOT是当前发动机转速，nNENN是额定转速和VMAX是最大 的旁路冷却剂流。通过限制环节30将信号S2的值向下限制在零上并且向上根据公 式1来限制。因此通过限制环节30确定的上限值相当于分配值WERT。 限制环节30的输出参数代表第一调节参数SG1。它与额定旁路冷却剂 流相同。额定旁路冷却剂流的下限值是零。根据公式1计算上限值， 其中WERT相当于上限值。
在图4中示出了用于冷却剂的温度调节的计算单元18的方框图。 输入参数是发动机转速nMOT、确定功率的信号ve、实际冷却剂温度TKM (1ST)，第一调节参数SG1、极限值GW和时间延迟的调节器模式RMZ， 该时间延迟的调节器模式对应于延迟一个扫描步骤的第一调节器模式 RM1或对应于延迟一个扫描步骤的第二调节器模式RM2。计算单元18 的输出参数是第二调节参数SG2，它代表额定旁路冷却剂流。由两个输 入参数即发动机转速nMOT和确定功率的信号ve通过組合特性曲线31 计算一个最大冷却剂温度TKM1。该最大冷却剂温度储存组合特性曲线 31中，其不允许被超过。最大冷却剂温度TKM1接着还被过滤。例如可 以使用一种PT1过滤器作为过滤器32。这种情况下过滤器常数大于/ 等于零。过滤器32的输出参数对应于额定冷却剂温度TKM (SL)。由 额定冷却剂温度TKM (SL)和实际冷却剂温度TKM (1ST)在点A处计 算冷却剂温度调节偏差dTKM冷却剂温。冷却剂温度调节偏差dTKM是 冷却剂温度限制调节器33的输入参数。冷却剂温度限制调节器33优 选设计为PI调节器，也可以是PID调节器或者PIDT1调节器。为改善 调节器动态性，在此也可以依据冷却剂温度调节偏差dTKM计算一个用 于计算P-份额的比例系数kp。在这种情况下比例系数kp由一个预先 给定的静态的比例系数和一个动态的比例系数kpDYN2之和计算得出。 动态的比例系数kpDYN2通过计算单元34计算。
为了快速和无故障地实现在主导性上从增压空气温度调节器"向 冷却剂温度限制调节器33的过渡，冷却剂温度限制调节器33的I-份 额按照以下方式计算
首先将冷却剂温度调节偏差dTKM与极限值GW比较。该极限值可 以预先给定、是正的和具有例如2。C的值。如果冷却剂温度调节偏差 dTKM大于或等于该极限值GW，那么实际冷却剂温度TKM(IST)与额定 冷却剂温度TKM(SL)即最大冷却剂温度之间还相差至少2°C。如果现 在增压空气温度调节器27在前面的扫描步骤(图2:迟滞环节24 )是主导的(设置为RM1)，那么I-份额被确定在由增压空气温度调节器 27计算的第一调节参数SG1的值上。如果条件不满足，那么I-份额按 照公式1 ;故限制在分配值WERT上。因此如果冷却剂温度调节偏差dTKM 小于极限值GW，即小于2°C，那么不再设置冷却剂温度限制调节器33 的I-份额，而是仅仅进行限制，因此它可以自由地运行。由此从增压 空气温度调节器27向冷却剂温度限制调节器33的过渡和反向的过渡 无不连续性。选择的极限值GW越小，从增压空气温度调节器27向冷 却剂温度限制调节器33的过渡就进行越快。只要设置了冷却剂温度限 制调节器33的I-份额，冷却剂温度限制调节器33的第二调节参数SG2 与增压空气温度调节器27的第一调节参数SG1的区别仅仅在于冷却剂 温度限制调节器33的P-份额。极限值GW选择的越小，则当它的I-份 额又开始自由变化时，即由限制替代设置时，冷却剂温度限制调节器 33的P-份额就越小。在这种情况下冷却剂温度限制调节器33已经在 小的负的冷却剂温度调节偏差dTKM下承担控制作用并且成为组合特性 曲线恒温器阀的主导调节器。由此向冷却剂温度限制调节器33的过渡 进行的更快，因为它在实际冷却剂温度TKM (1ST)稍微超过额定冷却 剂温度TKM (SL)就已经成为主导的了。
冷却剂温度限制调节器33的输出参数在附图中用附图标记S3表 示。该输出参数对应于要调节的额定旁路冷却剂流，然后通过限制环 节35将该额定旁路冷却剂流向下限制在零和向上按照公式1限制。因 此额定旁路冷却剂流的上限值对应于分配值WERT。
在图5中示出了计算单元20的方框图。计算单元20包括用于计 算额定恒温器位移sTH (SL)的第一功能块3"用于计算额定电压U (SL)的笫二功能块37以及用于将额定电压U (SL)转换为控制信号 PWM的第三功能块38。通汰第"功能块36，依据发动机转速nM0T借助 数学函数由合成调节参数SGR计算额定恒温器位移sTH(SL)。在一种 简单的实施方式中，作为数学函数储存了用于下降的直线的线性方程。 直线的笫一角点这样地确定，即在额定恒温器位移sTH (SL)最大时， 组合特性曲线恒温器阀完全打开并且由此额定旁路冷却剂流为零。直 线的第二角点这样地确定，即在额定恒温器位移sTH (SL)为零时，组
合特性曲线恒温器阀完全关闭并且额定旁路冷却剂流最大。最大额定 旁路冷却剂流取决于发动机转速nMOT。根据公式1来计算最大额定旁路冷却剂流，其中WERT相当于最大额定旁路冷却剂流。
通过第二功能块37将额定恒温器位移sTH (SL)换算为额定电压 U(SL)。组合特性曲线恒温器阀的物理状态如下如果在确定的冷却 剂温度时在该组合特性曲线恒温器阀上加栽确定的电压，那就获得确 定的恒温器位移。如果冷却剂的温度改变或者加栽其它电压，那么也 就获得其它的恒温器位移。这种关联可以以3D组合特性曲线的形式以 形式sTH (SL) = f (TKW， U(SL))来说明。其中TKW表示冷却剂温 度，U (SL)表示额定电压和sTH (SL)表示额定恒温器位移。为了调 节增压空气温度TLL或冷却剂温度TKW,必须使该组合特性曲线逆转。 逆转的组合特性曲线以形式U (SL) = f [TKW， sTH(SL)]来说明。
因此在该逆转的组合特性曲线中依据冷却剂温度TKM及额定恒温 器位移sTH (SL)计算额定电压U (SL)。加热元件到组合特性曲线恒 温器阀的膨胀材料元件中的热量输入取决于冷却剂的流动速度。因此， 如果冷却剂流动较快，那么刮膨胀材料元件中的热量输入可能更小一 些。而冷却剂的流动速度又取决于发动机转速，因为冷却剂泵(图1: 14) 由内燃机的曲轴驱动。逆转的恒温器组合特性曲线用附图标记39表示。 由于依赖于发动机转速，在逆转的恒温器特性曲线39的后面连接了依 赖于发动机转速的校正曲线40。第二功能块37的输出参数是额定电压 U (SU 。
通过笫三功能块38，为额定电压U (SL)分配用于向组合特性曲 线恒温器阀加载负荷的控制信号P西。此外，通过计算单元"依据电 池电压UB将额定电压U (SL)换算为P西信号的接通持续时间。输出 参数相当于信号PWM1并且以百分比这个单位进行定义。因为在组合特 性曲线恒温器阀中加热元件的电阻取决于冷却剂的温度并且不得超过 电子式发动机控制器中的输出级的最大输出功率，所以信号PWM1通过 限制环节42依据电池电厚UB及冷却剂温度TKW限制。在限制环节42 中，存储了相应的3D组合特性曲线。第三功能块38的输出信号是控 制信号PWM，利用该控制信号PWM来控制组合特性曲线恒温器阀。
图6示出了用于同一个过程的时间图表。图6包括分图6A至6E。 在时间上示出了增压空气温度TLL (图6A)，冷却剂温度TKM (图 6B )，调节参数(图6C )，调节器模式(图6D )和控制信号PWM，用 该控制信号PWM向组合特性曲线恒温器阀加载(图6E)。在图6A中示出了以虚线表示的额定增压空气温度TLL ( SL )和以实线表示的实际增 压空气温度TLL(IST)。在图6B中示出了以点划线表示的额定冷却剂 温度TKM (SL)和以虚线表示的围绕极限值例如2"C减小的温度和以实 线表示的实际冷却剂温度TKM(IST)。在图6C中示出了以点划线表示 的第一调节参数SG1、以虚线表示的第二调节参数SG2和以实线表示的 合成调节参数SGR。由于额定恒温器位移sTH (SL)和额定电压U (SL) 在定性上具有与控制信号PWM相同的变化曲线，因此在图6E中仅仅示 出了控制信号P詣。
在时刻tl，整个系统在一个额定增压空气温度TLL (SL)和一个 60匸的实际增压空气温度TLL (1ST)下处于稳定运转中。实际冷却剂 温度TKM (1ST)是851C和低于额定冷却剂温度TKM ( SL ) 90t:,它是 允许的最大冷却剂温度。由此增压空气温度是主导的和作为调节器模 式RM设置了第一调节器模式RM1 (图6D)。因此合成调节参数SGR的 变化曲线对应于第一调节参数SG1的变化曲线。冷却剂温度限制调节 器的I-份额设置在笫一调节参数SG1的值上。但是由于存在冷却剂温 度调节偏差，产生一个相对于第一调节参数SG1更高的第二调节参数 SG2的值。在时刻t2，额定增压空气温度TLL (SL)从60t:跃变到50 C。其结果是第一调节参数SG1、第二调节参数SG2和合成调节参数 SGR变小。变小的合成调节参数SGR造成增大的额定恒温器位移、增 大的额定电压U( SL)和同样增大的控制信号PWM。增大的控制信号P西 使得组合特性曲线恒温器阀在它的最大开口的方向上操作，由此较大 的中间冷却器冷却剂流流经中间冷却器。由于现在冷却剂流较低的温 度，实际增压空气温度TLL (1ST)下降和逐渐接近额定增压空气温度 TLL(SL)。实际冷却剂温度TKM (1ST)也下降到较低的水平。作为调 节器模式继续保持设置的第一调节器模式RM1。
在时刻t3，额定增压空气温度TLL (SL)跳跃性地上升到67n。 结果，第一调节参数SG1和由此合成调节参数SGR以及笫二调节参数 SG2上升。相应地，控制信号PWM减小。实际增压空气温度TLL ( 1ST) 和实际冷却剂温度TKM ( 1ST)上升。在时刻t4，实际冷却剂温度TKM (1ST)达到值88t:。由于预先设定了冷却剂温度调节偏差dTKM的极 限值为2t:，因此冷却剂温度限制调节器的I-份额现在不再被设置在 第一调节参数SG1上。而是由于内燃机在额定转速下运转，现在I-份额被限制在最大旁路冷却剂流VMAX上，该最大旁路冷却剂流在该示例 中为1350升/分钟.在实际增压空气温度TLL (1ST)达到它的额定值 TLL (SL)之前，实际冷却剂温度TKM (1ST)现在在时刻t5超过额定 冷却剂温度TKM(SL)。这导致第二调节参数SG2减小。相反增压空气 温度调节器的第一调节参数SG1继续上升，因为增压空气温度调节偏 差dTLL是正的。这导致冷却剂温度限制调节器的第二调节参数SG2最 终变得小于第一调节参数SG1，参见图6C中的放大的局部。由此冷却
剂温度限制调节器变成主导的。调节器模式被设置到第二调节器模式 RM2 (图6D)。合成调节参数SGR和笫二调节参数SG2现在是相同的并 且一直下降，直到实际冷却剂温度TKM ( 1ST)已经接近它的额定冷却 剂温度901C。这种情况下为在t6处。由于现在冷却剂温度限制调节器 是主导的，因此实际增压空气温度TLL ( 1ST)不再达到增压空气温度 额定值TLL(SL)。控制信号PWM摆动到一个较高的水平，由此提高冷 却功率。
图7示出了程序流程图。在S1中，依据发动机转速nMOT和确定 功率的信号计算额定增压空气温度TU ( SL )并且检测和过滤增压空气 温度TLL(原始值)。结果相当于实际增压空气温度TLL ( 1ST)。然 后在S2中计算增压空气举度调节偏差dTLL。接着依据增压空气温度调 节偏差dTLL、预控制值(图3: VS )和一个限制环节(图3: 30)计算 第一调节参数SG1。在S4中，通过组合特性曲线依据发动机转速nMOT
和确定功率的信号计算最大允许的冷却剂温度，它被设置为额定冷却 剂温度TKM(SL)。接下来在S5中过滤额定冷却剂温度TKM(SL)。在S6
中读入实际冷却剂温度TKM(IST)和在S7中由额定冷却剂温度和实际 冷却剂温度的差值计算冷却剂温度调节偏差dTKM。在S8中，计算冷却 剂温度限制调节器的P-份额。在S9中将冷却剂温度调节偏差dTKM与 极限值GW例如2X:进行比较。如果冷却剂温度调节偏差dTKM还没有超 过该极限值GW并且第一调节器模式RM1被设置，询问结果S9:是， 那么在S10中将冷却剂温度限制调节器的I-份额设置在第一调节参数 SG1的值上。如果在S9中条件没有被满足，那么在Sll中计算冷却剂 温度限制调节器的I-份辦，在S12中按照上述公式1限制在分配值WERT 上和在S13中继续进行程序流程。
在S13中，计算冷却剂温度限制调节器的PI-份额，其中是将P-份额和I-份额相加。之后在S14中按照公式1限制PI-份额，其中分 配值WERT代表极限值。被限制的PI-份额的值对应于第二调节参数 SG2， S15。在S16中通过最小值选择器(图2: 19)将第一调节参数 SG1的值和第二调节参数SG2的值相互进行比较。对于组合特性曲线恒 温器阀器起主导作用的是其调节参数具有较小的值的那个调节器。如 果第一调节参数SG1小于/等于第二调节参数SG2，询问结果S16:是， 那么在S17中将合成调节参数SGR设置在第一调节参数SG1的值上。 之后在S18中设置笫一调节器模式RM1并且在S21中继续程序流程。 相反，如果第一调节参数SG1大于第二调节参数SG2，询问结果S16: 否，那么在S19中将合成调节参数SGR设置在第二调节参数SG2的值 上，在S20中设置第二调节器模式RM2并且在S打中继续程序流程。 在S21中由合成调节参数SGR计算额定恒温器位移sTH ( SL )和通过计 算单元(图2: 20)计算额定电压U (SL) ， S"，和在SU中计算控 制信号PWM。由此结束程序流程。 归纳起来获得以下优点
-在过渡过程中例如在发动机加速时，冷却剂温度保持在一个预先 给定的最大值之下，在此处额定冷却剂温度，由此使内燃机得到保
护；
-仅当冷却剂温度上升到不允许的程度时，冷却剂温度限制调节器
才进行纠正式地干预；
-由于总是只有一个调节器是主导的，因此实现了一直稳定的调节 回路；
-在增压空气温度调节器起主导作用时，通过将冷却剂温度限制调 节器的I-份额设置在第一调节参数上，实现了在主导性上从增压空气 温度调节器到冷却剂温度限制调节器的快速的变换。
附图标记表
1 内燃机
2 高温回路
3 4氐温回路
4 冷却剂流(在中间冷却器之前)5组合特性曲线恒温器阀
6中间冷却器
7中间冷却器冷却剂流
8旁路冷却剂流
9增压空气冷却器冷却剂流
10增压空气冷却器
11润滑油换热器
12电子式发动机控制器
13海水泵
14冷却剂泵
15温度传感器，增压空气
16温度传感器，冷却剂
17计算单元(确定第一调节参数SG1)
18计算单元(确定第一调节参数SG2)
19最小值选择器
20计算单元(确定PWM信号)
21调节对象
22过滤器
23过滤器
24迟滞环节
25组合特性曲线
26过滤器
27增压空气温度调节器
28计算单元(确定动态的比例系数kpDYNl)
29预控制组合特性曲线
30限制环节
31过滤器
33冷却剂温度限制调节器
34计算单元(确定动态的比例系数kpDYN2)
35限制环节
36第一功能块
37第二功能块38 笫三功能块
40 校正曲线
41 计算单元(计算PWM)
42 限制环节
权利要求
1. 用于调节内燃机(1)的方法，其中在第一调节器模式(RM1)中将增压空气温度调节器(27)设置为组合特性曲线恒温器阀(5)的主导调节器，在第二调节器模式(RM2)中将冷却剂温度限制调节器(33)设置为组合特性曲线恒温器阀(5)的主导调节器，其中冷却剂流(4)在中间冷却器(6)之前依据组合特性曲线恒温器阀(5)的位置分成中间冷却器冷却剂流(7)和旁路冷却剂流(8)，其中在中间冷却器(5)之后通过中间冷却器冷却剂流(7)以及旁路冷却剂流(8)的汇合的份额来确定增压空气冷却器冷却剂流(9)的温度，以便调节增压空气温度或调节冷却剂温度(TKM)。
2. 按权利要求1的方法， 其特征在于，通过增压空气温度调节器(27)由增压空气温度调节偏差(dTLL) 计算第一调节参数(SG1),通过冷却剂温度限制调节器(33)由冷却 剂温度调节偏差(dTKM)计算第二调节参数(SG2)，将其调节参数 (SG1，SG2)显示为较小的值的那个调节器(27， 33)设置为组合特性 曲线恒温器阀(5)的主导调节器，并且将一个合成调节参数(SGR) 设置在主导调节器(27， 33)的调节参数(SG1，SG2)的值上。
3. 按权利要求2的方法， 其特征在于，将第一调节参数(SG1)和第二调节参数(SG2)限制在一个与发 动机转速相关联的最大值上。
4. 按权利要求2的方法， 其特征在于，增压空气温度调节偏差(dTLL)由一个额定增压空气温度(TLL (SL))和一个实际增压空气温度(TLL (1ST))计算并且额定增压 空气温度(TLL ( SL ))依据发动机转速(nM0T )和确定功率的信号(ve ) 计算。
5. 按权利要求2的方法， 其特征在于，冷却剂温度调节偏差(dTKM)由一个额定冷却剂温度(TKM(SL)) 和一个实际冷却剂温度(TKM (1ST))计算并且额定冷却剂温度(TKM(SL))依据发动机转速(nM0T)和确定功率的信号(ve)计算。
6. 按前述权利要求中之一的方法， 其特征在于，当冷却剂温度调节偏差(dTKM)大于/等于一个极限值(GW)并且 在先前的扫描步骤中设置的是第一调节器模式(RM1)时，将冷却剂温 度限制调节器(33)的I-份额设置在第一调节参数(SG1)的值上。
7. 按权利要求6的方法， 其特征在于，依据冷却剂温度调节偏差(dTKM)计算冷却剂温度限制调节器(3 3 ) 的I-份额和当冷却剂温度调节偏差(dTKM)小于该极限值(GW)或者 在先前的扫描步骤中设置的是第二调节器模式UM2)时，依据发动机 转速(nM0T)限制冷却剂温度限制调节器(33)的I-份额。
8. 按前述权利要求中之一的方法， 其特征在于，由合成调节参数(SGR)通过计算单元(20)确定用于对组合特性 曲线恒温器阀(5)加栽的控制信号(PWM)和通过控制信号(PWM)确 定组合特性曲线恒温器阀(5)的位置。
9. 按权利要求8的方法， 其特征在于，在该计算单元(20)中通过一个第一功能块(36)为合成调节参 数(SGR)分配一个额定恒温器位移(sTH (SL)),该额定恒温器位 移(sTH(SL))通过一个第二功能块(37)转换为额定电压(U(SL)) 和由该额定电压(U (SL))通过一个第三功能块(38)计算控制信号 PWM
10. 按权利要求9的方法， 其特征在于，通过一个逆转的恒温器组合特性曲线(39)及一个校正曲线(40) 由额定恒温器位移(sTH (SL))计算额定电压(U (SL))和由该额 定电压(U (SL))通过一个计算单元(41)和一个限制环节(42)确 定控制信号PWM。
全文摘要
一直用于调节内燃机的方法，其中在第一调节器模式(RM1)中将增压空气温度调节器(27)设置为组合特性曲线恒温器阀(5)的主导调节器，在第二调节器模式(RM2)中将冷却剂温度限制调节器(33)设置为组合特性曲线恒温器阀(5)的主导调节器，其中冷却剂流(4)在中间冷却器(6)之前依据组合特性曲线恒温器阀(5)的位置分成中间冷却器冷却剂流(7)和旁路冷却剂流(8)，其中在中间冷却器(5)之后通过中间冷却器冷却剂流(7)以及旁路冷却剂流(8)的汇合的份额来确定增压空气冷却器冷却剂流(9)的温度，以便调节增压空气温度或调节冷却剂温度(TKM)。
文档编号F02D45/00GK101440743SQ20081017629
公开日2009年5月27日 申请日期2008年11月21日 优先权日2007年11月22日
发明者A·德尔克 申请人:Mtu腓特烈港有限责任公司