用于汽车内燃机的冷却系统的冷却剂泵和/或控制阀的控制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于预先给定针对用于汽车内燃机的冷却系统的冷却剂栗或控 制阀的控制值的方法、用于基于该控制值控制冷却剂栗和/或控制阀的方法、具有被配置 用于执行所述方法的控制器的汽车以及相应的计算机程序和计算机程序产品。
【背景技术】
[0002] 从W0 03/056153 A1中已知一种用于控制用于汽车内燃机的冷却系统的冷却 器-混合阀和可电驱动的冷却剂栗的方法，其中对于这两个部件，分别将预控值通过相加 或相乘与PI调节器的优先调节值结合。
【发明内容】
[0003] 本发明的实施例要解决的技术问题是，改善用于汽车内燃机的冷却系统的操作。
[0004] 上述技术问题通过按照本发明的用于预先给定控制值的方法、一种用于基于这样 的控制值来控制用于汽车内燃机的冷却系统的冷却剂栗和/或控制阀的相应的方法、具有 被配置用于执行相应的方法的控制器的汽车、相应的计算机程序或计算机程序产品来解 决。本发明的有利实施方式是从属权利要求的内容。
[0005] 根据本发明的一方面，汽车、特别是客车具有内燃机和利用冷却剂循环对该内燃 机进行冷却的冷却系统，该冷却系统带有热交换器和流体力学地桥接该热交换器、特别是 流体力学地与热交换器串联地布置的旁路。
[0006] 在一个实施例中，冷却系统具有特别是可电驱动的冷却剂栗，用于基于栗控制值 在冷却剂循环中可变地输送冷却剂。在一个扩展方案中，冷却剂栗的输送量或输送速率和 /或转速基于栗控制值、特别是与栗控制值成比例地预先给定或可预先给定。
[0007] 在一个实施例中，冷却系统具有特别是可电驱动的控制阀，用于基于阀控制值在 热交换器和旁路之间可变地分配冷却剂流。在一个扩展方案中，对通过热交换器和/或旁 路的冷却剂的流量进行确定的阀位置基于阀控制值、特别是与阀控制值成比例地被预先给 定或可预先给定。
[0008] 根据本发明的一方面认识到，根据简化的假设，即从内燃机引入到冷却剂循环中 的热在热力学平衡下经由热交换器将散发到周围环境，其中，引入的热取决于内燃机的功 率参量，并且散发的热取决于热交换器的温度差，有利地是，确定用于确定栗控制值的预控 值和/或用于确定阀控制值的预控值。
[0009] 相应地，根据本发明的一方面，用于确定针对用于汽车内燃机的冷却系统的冷却 剂栗的栗控制值或控制值的预控值，在第一确定模式中基于与内燃机的功率参量和冷却系 统的热交换机的温度差有关的预先给定的第一关系来确定。附加地或替换地，用于确定针 对用于汽车内燃机的冷却系统的控制阀的阀控制值或控制值的预控值，在第一确定模式中 基于与内燃机的功率参量和冷却系统的热交换机的温度差有关的预先给定的第一关系来 确定。
[0010] 在一个实施例中，功率参量基于在一个扩展方案中与内燃机的输出转矩成比例的 转矩参量和在一个扩展方案中与内燃机的输出转速成比例的内燃机的转速参量来确定。在 一个扩展方案中，功率参量与转矩参量和转速参量成比例。同样地，功率参量例如还可以基 于燃油供给、行驶阻力等来确定。在一个实施例中，用于确定栗控制值的预控值和/或用于 确定阀控制值的预控值与功率参量成比例。
[0011] 在一个实施例中，热交换器的温度差是在热交换器的冷却剂入口和冷却剂出口之 间的温度差，或者说是在热交换器前面和后面、特别是在冷却剂入口和出口处的冷却剂的 温度的差。同样地，热交换器的温度差还可以是热交换器内部的温度差，特别地，当由此可 以估计热交换器的散热时，特别可以是热交换器内部的不同位置处的冷却剂的温度的差。 在一个实施例中，温度差基于在冷却剂的流动方向上彼此间隔开地布置在热交换器前面或 后面或者还在热交换器中、特别是在冷却剂入口和出口处的至少两个温度传感器的测量值 来确定。在一个实施例中，用于确定栗控制值的预控值和/或用于确定阀控制值的预控值 与温度差成反比，或者与温度差的倒数成正比。
[0012] 因此，如果简单地假设从内燃机引入到冷却剂循环的热dQe/dt特别地成比例地取 决于内燃机的功率参量、特别是转矩T和转速η的积Τ ·η，并且经由热交换器散发到周围环 境的热dQa/dt特别地成比例地取决于热交换器的温度差△ Θ，则对于通过热交换器的冷却 剂的体积流量dV/dt，简化地得到
[0013] dV/dt = α · (Τ · η)/Δ Θ
[0014] 其中，因子α特别地可以取决于冷却剂的温度。因为冷却剂栗的输送速率和控制 阀的位置共同影响通过热交换器的冷却剂的该体积流量，因此用于冷却剂栗和控制阀的控 制值可以有利地依据内燃机的功率参量和冷却系统的热交换器的温度差来确定。
[0015] 根据本发明的一方面认识到，在特定情形下，前面描述的预控值仅有条件地适合。 因此，热交换器的非常小的温度差例如可以使得控制过大的冷却剂流通过热交换器，从而 特别是自激励地使热交换器的温度差进一步降低或者至少不快速升高。
[0016] 因此，一般来说，在一个实施例中，如果冷却系统的状态参量满足预先给定的条 件，则在第一确定模式中基于预控值确定或预先给出栗控制值和/或阀控制值，而如果状 态参量不满足该条件，则在与此不同的第二确定模式中确定或预先给定栗控制值和/或阀 控制值。在一个实施例中，状态参量包括热交换器的温度差。特别地，在一个实施例中，如 果热交换器的温度差超过了预先给定的极限值，则在第一确定模式中确定用于确定栗控制 值的预控值和/或用于确定阀控制值的预控值，而如果温度差未超过该极限值，则在第二 确定模式中确定栗控制值和/或阀控制值。附加地或者替换地，状态参量还可以包括其它 参量，例如控制阀处于预先给定的范围内的持续时间。
[0017] 在一个实施例中，在第二确定模式中，基于与第一关系不同的、与内燃机的功率参 量和冷却系统的热交换器的温度差有关的预先给定的第二关系，特别是以与关于第一确定 模式所描述的相同的方式基于预控值，确定栗控制值和/或阀控制值。
[0018] 关系特别地可以包括、特别地可以是预先给定的特性曲线族、预先给定的特性曲 线等。在一个实施例中，用于确定用来确定栗控制值的预控值的第一关系包括关于针对冷 却剂栗的不同的预控值来描绘内燃机功率参量的和热交换器温度差的或者取决于此的参 量的不同的值的特性曲线，用于确定用来确定栗控制值的预控值的第二关系包括关于针对 冷却剂栗的其它不同的预控值来描绘内燃机功率参量的和热交换器温度差的或者取决于 此的参量的不同的值的特性曲线，用于确定用来确定阀控制值的预控值的第一关系包括关 于针对控制阀的不同的预控值来描绘内燃机功率参量的和热交换器温度差的或者取决于 此的参量的不同的值的特性曲线，和/或用于确定用来确定阀控制值的预控值的第二关系 包括关于针对控制阀的其它不同的预控值来描绘内燃机功率参量的和热交换器温度差的 或者取决于此的参量的不同的值的特性曲线。
[0019] 同样地，栗控制值和/或阀控制值在第二确定模式中特别地分别可以是固定地预 先给定的值，或者以其它方式被确定或预先给定。
[0020] 根据本发明的一方面认识到，冷却剂栗和控制阀共同影响通过热交换器的冷却剂 流，因此能够对针对冷却剂栗和控制阀的控制值进行不同的组合，以经由热交换器实现希 望的散热。在此还认识到，在不同的工作情形中，不同的组合是特别有利的。因此，例如在 一个实施例中，冷却剂栗的较低的输送速率可以减少其能量需求，其中，于是控制阀将较大 的体积流量部分引导到热交换器中。相反，在另一个实施例中，特别是在内燃机的负载大的 情况下，冷却剂栗的较大的输送速率可以是有利的，以便有利地将热散出内燃机。
[0021] 因此，在一个实施例中，一般来说，如果内燃机的负载参量满足预先给定的条件， 则用于确定栗控制值的预控值和/或用于确定阀控制值的预控值，在第一个第一确定模式