(57)【要約】【課題】  内燃機関温度の目標値の変化に対して最適化が可能な、内燃機関の冷却循環の制御方法および装置を提供する。【解決手段】  内燃機関の冷却循環の制御方法において、内燃機関（１）の運転に対する周囲条件を測定するステップと、内燃機関（１）の運転に対する周囲条件の関数として、内燃機関温度の目標値ＴＳｏｌｌを決定するステップと、内燃機関（１）温度の目標値ＴＳｏｌｌの関数として、温度の関数としての内燃機関の機能を操作および／または制御するステップと、を含む。それにより内燃機関の改善された消費特性およびエミッション特性が達成される。
2005517855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷却循環の制御方法において、
内燃機関（１）の運転に対する周囲条件を測定するステップと、
内燃機関（１）の運転に対する周囲条件の関数として、内燃機関温度の目標値ＴＳｏｌｌを決定するステップと、
内燃機関（１）温度の目標値ＴＳｏｌｌの関数として、温度の関数としての内燃機関の機能を操作および／または制御するステップと、
を含むことを特徴とする内燃機関の冷却循環の制御方法。
【請求項２】
内燃機関（１）の運転に対する周囲条件として、周囲温度、周囲空気の空気湿度、内燃機関（１）の負荷および回転速度、および／または内燃機関の燃料／空気混合物組成が測定されることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
内燃機関（１）温度の目標値ＴＳｏｌｌの関数として、排気ガス再循環率、噴射量、噴射時期、点火時期、冷却循環サーモスタット弁（１３）、および／または冷却媒体ポンプ（９）運転が、操作および／または制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御方法を実行するのに適していることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項５】
記憶媒体上に記憶可能であることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御方法を実行するのに適していることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率およびエミッション特性が改善される内燃機関の制御方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ特許公開第３０２４２０９号から、冷却媒体温度の目標値が、例えば外気温度、内燃機関の運転状態等のような種々のパラメータの関数として変化される、内燃機関の液体冷却方法が既知である。これにより、一方で、内燃機関の始動後における運転温度への急速な到達が達成され、他方で、あらゆる運転状態のもとで内燃機関の過熱が回避される。しかしながら、内燃機関温度の目標値の変化は内燃機関の運転特性にも影響を与えるので、ここではさらに最適化要求が存在する。
〔発明の利点〕
本発明による内燃機関の制御方法においては、内燃機関の運転に対する周囲条件が測定され、内燃機関の運転に対する周囲条件の関数として、内燃機関温度の目標値が決定され、および内燃機関温度の目標値の関数として、温度の関数としての内燃機関の機能が操作および／または制御されるので、温度の関数としての内燃機関の他の機能の操作または制御においてもまた内燃機関温度の可変目標値設定を考慮することができる。
【０００３】
内燃機関の運転に対する周囲条件の測定、内燃機関温度の目標値の決定および温度の関数としての内燃機関の機能の操作および／または制御の本発明によるこの協働により、同時にエミッションが低減されると共に内燃機関の効率をさらに上昇させることが可能である。さらに、内燃機関は常に狭い温度範囲内で運転されるので、本発明の方法により内燃機関の寿命および負荷能力が増大される。
【０００４】
本発明による方法の他の改良においては、内燃機関の運転に対する周囲条件として、周囲温度、空気湿度、内燃機関の負荷および回転速度、および／または内燃機関の燃料／空気混合物組成が、測定されるように設計されている。これだけに限らない上記の周囲条件により内燃機関温度の目標値を決定可能であり、この目標値は、効率およびエミッション特性に関して最適化内燃機関運転を可能にする。
【０００５】
本発明による方法の他の形態は、内燃機関温度の目標値の関数として、排気ガス再循環率、噴射量、噴射時期、点火時期、冷却循環のサーモスタット弁、および／または冷却媒体ポンプ運転が、操作および／または制御されるように設計されている。上記の機能に内燃機関温度が影響を与えるので、内燃機関温度目標値の可変設定により、およびこれだけに限らない上記の機能を考慮することにより、運転特性を希望のように最適化可能である。
【０００６】
本発明の他の利点および有利な形態が以下の図面、その説明および特許請求の範囲から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の方法により運転される内燃機関１の一実施例をブロック回路図として示す。内燃機関１は液体で冷却されている。出口配管３を介して、冷却液、特に添加剤含有水が冷却器５に供給される。それに続いて、冷却器５内で冷却された冷却水は、戻り配管７を介して再び内燃機関１に到達する。戻り配管７内に冷却媒体ポンプ９が設けられ、冷却媒体ポンプ９は冷却媒体を循環させる。冷却媒体ポンプ９は、内燃機関から直接駆動されても、または電気駆動装置（図示されていない）により駆動されてもよい。
【０００８】
出口配管３、冷却器５、戻り配管７、および冷却媒体ポンプ９からなる冷却循環の性能を制御可能にするために、出口配管３と戻り配管７との間にバイパス配管１１が設けられ、バイパス配管１１により、冷却媒体は、冷却器５をバイパスして出口配管３から戻り配管７に到達することができる。冷却器５およびバイパス配管１１内を流れる冷却媒体の分配を制御可能にするために、弁１３が設けられている。弁１３は、第１の制御装置１５により、内燃機関が目標温度ＴＳｏｌｌを有するように操作される。制御装置１５は、第１の温度センサ１７により測定された出口配管３の実際温度Ｔｉｓｔの関数として弁１３を操作する。
【０００９】
外部条件および運転状態の他の範囲を介して内燃機関温度の保持を確保するために、冷却媒体ポンプ９に性能制御（図示されていない）を設けるように設計されていてもよい。
図１に、温度の関数としての内燃機関１の機能に対して、例として内燃機関１の排気ガス再循環が示されている。しかしながら、本発明による方法は、内燃機関１の温度ＴＳｏｌｌの関数として排気ガス再循環を制御することに限定されない。原則として、温度の関数としてのあらゆる内燃機関の機能が、本発明の方法により制御または操作可能である。
【００１０】
内燃機関１は第２の制御装置１９により制御される。吸気配管２１を介して内燃機関１は吸気を吸い込む。排気配管２３を介して排気ガスは内燃機関から周囲に流入する。吸気配管２１と排気配管２３との間に排気ガス再循環配管２５が設けられている。排気ガス再循環配管２５内に第２の弁２７が配置され、第２の弁２７は第２の制御装置１９により操作される。第２の弁２７が第２の制御装置１９により操作される程度に応じて、ある量の排気ガスが排気配管２３から排気ガス再循環配管２５を介して吸気配管２１に到達可能である。
【００１１】
第２の弁２７が閉じられているとき、排気ガスは排気配管２３から吸気配管２１内に到達しない。排気ガス再循環は、内燃機関１のエミッション特にＮＯｘエミッションを低減するように調節される。
【００１２】
排気ガス再循環は、第２の制御装置により、第２の温度センサ２９により決定された出口配管３の温度Ｔｉｓｔの関数として制御され、温度Ｔｉｓｔは、内燃機関１の温度ＴＳｏｌｌに対する尺度である。内燃機関１の温度Ｔｉｓｔは、他の温度測定（図示されていない）により行われてもよい。
【００１３】
第１の弁１３、第１の温度センサ１７、第１の制御装置１５、第２の温度センサ２９、および第２の制御装置１９、並びに第２の弁２７のような内燃機関の種々の構成要素間の全ての信号結合が、図１に破線で示されている。信号結合は、アナログにより、ディジタルにより、またはデータ・バスにより行われてもよい。
【００１４】
第１の温度センサ１７および第２の温度センサを統合し且つ第１の制御装置１５および第２の制御装置１９に単一信号を送ること（図示されていない）もまた可能であることは明らかである。さらに、第１の制御装置１５および第２の制御装置１９を１つの制御装置に統合することもまた可能である。
【００１５】
図１に示した本発明による内燃機関において、排気ガス再循環率は、第２の温度センサ２９により測定された温度の関数として決定可能である。第１の制御装置は、内燃機関を運転するために、外部および内部周囲条件の関数として内燃機関の目標温度ＴＳｏｌｌを決定可能であり、目標温度ＴＳｏｌｌは第２の制御装置１９にも伝送される。したがって、第２の制御装置１９は、内燃機関の可変目標温度ＴＳｏｌｌおよび測定実際温度Ｔｉｓｔの関数として、排気ガス再循環率を制御することができる。この結果として、これにより、排気ガス再循環率の制御は、内燃機関の目標温度ＴＳｏｌｌの関数としてさらに最適化され、これが内燃機関１の効率およびエミッション特性に有利に作用する。
【００１６】
以下に、図２により、内燃機関の本発明による運転方法の一実施例を説明する。図２にこの実施例のブロック図が示されている。計算ブロック９１において、図２に矢印により示されている外部および内部周囲条件の関数として、目標温度ＴＳｏｌｌが計算される。外部周囲条件は、例えば外気の温度および湿度である。内部周囲条件は、例えば内燃機関の負荷および運転温度である。第１の計算ブロック９１は、出力変数として内燃機関の目標温度ＴＳｏｌｌを出力する。この出力変数ＴＳｏｌｌは、特に第１の構成要素ドライバ９２に伝送される。操作装置内に組み込まれていてもよい第１の構成要素ドライバ９２は、目標温度ＴＳｏｌｌの関数として、操作信号９３を、それにより駆動される図２には示されていない構成要素に出力する。操作信号９３は、例えば第１の制御装置１５からの図１に示されているサーモスタット弁１３の操作信号であってもよい。この場合、第１の構成要素ドライバ９２は内燃機関の温度Ｔｉｓｔもまた考慮し、温度Ｔｉｓｔは第１の温度センサ１７により決定される。
【００１７】
１つまたは複数の運転パラメータから１つまたは複数の目標値を計算するための第２のブロック１１１に、内燃機関の目標温度ＴＳｏｌｌが同様に入力され、目標温度ＴＳｏｌｌはブロック９１から供給される。第２のブロック１１１において、目標温度ＴＳｏｌｌ、実際温度Ｔｉｓｔ、および他の入力変数の関数として、例えば内燃機関１の排気ガス再循環のような温度の関数としての機能の１つまたは複数の運転パラメータの目標値が計算され且つ１つまたは複数の運転パラメータの目標値が出力される。
【００１８】
運転パラメータのこの目標値は、図２に矢印により示されているように、ブロック９１において目標温度の計算に使用されてもよい。他方で、１つまたは複数の運転パラメータの目標値は、第２の操作信号１１３を発生するために、第２の構成要素ドライバ１１２の入力変数として使用される。
【００１９】
第２の操作信号１１３は、例えば排気ガス再循環配管２５内の第２の弁２７を制御するために使用されてもよい。
代替態様として、第２の操作信号１１３により、例えば噴射量、点火時期、噴射時期等のような温度の関数としての内燃機関の他の各機能が操作されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明の方法により運転する内燃機関のブロック図を示す。
【図２】図２は本発明による内燃機関の運転方法の一実施例の典型図を示す。
【図１】
2005517855.tif 000003
【図２】
2005517855.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月7日(2004.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）の運転に対する周囲条件が測定され、内燃機関（１）の運転に対する周囲条件の関数として、内燃機関温度の目標値ＴＳｏｌｌが決定され、および内燃機関（１）温度の目標値ＴＳｏｌｌの関数として、冷却循環サーモスタット弁（１３）および冷却媒体ポンプ（９）運転の少なくともいずれかが制御される、内燃機関の冷却循環の制御方法において、
内燃機関（１）温度の目標値ＴＳｏｌｌの関数として、温度の関数としての内燃機関の機能が制御されること、
を特徴とする内燃機関冷却循環の制御方法。
【請求項２】
内燃機関（１）の運転に対する周囲条件として、周囲温度、周囲空気の空気湿度、内燃機関（１）の負荷および回転速度、および／または内燃機関の燃料／空気混合物組成が測定されることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
内燃機関（１）温度の目標値ＴＳｏｌｌの関数として、排気ガス再循環率、噴射量、噴射時期、および／または点火時期が制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御方法を実行するためにプログラミングされていることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項５】
記憶媒体上に記憶可能であることを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御方法を実行するためにプログラミングされていることを特徴とする制御装置。
【国際調査報告】
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