(57)【要約】【課題】  経済的ドライバに対して燃料消費量をさらに低下可能であり、スポーツ的ドライバに対して動力損失が顕著ではなく、全体としてエミッションを低下可能な、内燃機関冷却媒体温度の制御方法および装置を提供する。【解決手段】  温度センサ（３２）が冷却媒体温度を測定し、且つ所定の温度目標値を保持するために、第１の制御装置（３０）が冷却媒体温度を制御および／または調整し、他の制御装置（３４）が、第１の制御装置に、決定されたドライバ・タイプに関する信号を伝送し、また、ドライバ・タイプがスポーツ的ドライバ・タイプとして分類されるかまたは経済的ドライバ・タイプとして分類されるかに応じてそれぞれ、第１の制御装置が温度目標値を設定する、内燃機関冷却媒体温度の制御方法において、内燃機関（１０）を冷却するための冷却媒体容積流量が、第１の制御装置により、決定されたドライバ・タイプの関数として制御されまたは調整される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサが冷却媒体温度を測定し、且つ所定の温度目標値を保持するために、第１の制御装置が冷却媒体温度を制御および／または調整し、ここで他の制御装置が設けられ、他の制御装置の信号が第１の制御装置に供給され、この場合、他の制御装置が、前記第１の制御装置に、決定されたドライバ・タイプに関する信号を伝送し、また、ドライバ・タイプがスポーツ的ドライバ・タイプとして分類されるかまたは経済的ドライバ・タイプとして分類されるかに応じてそれぞれ、前記第１の制御装置が温度目標値を設定する、内燃機関冷却媒体温度の制御方法において、
内燃機関を冷却するための冷却媒体容積流量が、前記第１の制御装置により、決定されたドライバ・タイプの関数として制御されまたは調整されることを特徴とする内燃機関冷却媒体温度の制御方法。
【請求項２】
冷却媒体温度および冷却媒体容積流量の少なくともいずれかが、前記制御装置により、上限値と下限値との間で制御されまたは操作されることを特徴とする請求項１の制御方法。
【請求項３】
前記ドライバ・タイプが、スポーツ的ドライバ・タイプまたは経済的ドライバ・タイプの間の各任意の位置またはいくつかの離散中間位置をとり得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】
前記ドライバ・タイプがより経済的ドライバ・タイプとして分類されるほど、前記冷却媒体温度がそれだけ上限値により近いことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制御方法。
【請求項５】
前記ドライバ・タイプがよりスポーツ的ドライバ・タイプとして分類されるほど、前記冷却媒体温度がそれだけ下限値により近いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の制御方法。
【請求項６】
内燃機関が部分負荷運転で運転されるときにのみ、前記温度目標値の調節が上限値の方向に行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の制御方法。
【請求項７】
前記スポーツ的ドライバ・タイプに対しては、内燃機関の部分負荷運転においても、前記温度目標値の上限値の方向への調節が行われないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の制御方法。
【請求項８】
前記経済的ドライバ・タイプに対しては、少なくとも部分負荷運転において、全負荷運転に対してよりも低い冷却媒体容積流量が設定されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の制御方法。
【請求項９】
前記スポーツ的ドライバ・タイプに対しては、少なくとも部分負荷運転において、前記経済的ドライバ・タイプに対してよりも高い冷却媒体容積流量が設定されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の制御方法。
【請求項１０】
前記スポーツ的ドライバ・タイプに対しては、部分負荷運転において、全負荷運転においてよりも低い冷却媒体温度が設定されないことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の制御方法。
【請求項１１】
計算装置、特にマイクロ・プロセッサで実行され且つ請求項１ないし１０のいずれかの制御方法を実行するために適しているプログラムが記憶されている、特に自動車用内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
内燃機関（１０）と、冷却媒体の目標温度値を制御および／または調整するための制御装置（３０）を含む冷却装置と、温度実際値を測定するための温度センサ（３２）と、冷却器および／または内燃機関への冷却媒体容積流量を調節するための装置（１４）とを備え、また、第２の制御装置（３４）が設けられ、第２の制御装置（３４）は、スポーツ的ドライバ・タイプまたは経済的ドライバ・タイプまたは中間値を指示するために第１の制御装置（３０）と協働し、且つこの指示に基づいて第１の制御装置（３０）により温度目標値が決定可能である、特に自動車用装置において、
前記ドライバ・タイプの指示に基づいて、第１の制御装置（３０）により前記冷却媒体容積流量が変化可能であることを特徴とする自動車用装置。
【請求項１３】
調節されるべき温度に応じてそれぞれ、冷却器（１８）またはバイパス配管（２２）を介して前記冷却媒体容積流量を形成可能である弁を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第２の制御装置（３４）が電子式エンジン制御装置であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
冷却媒体容積流量を循環移送するための冷却媒体ポンプ、特に電子式冷却媒体ポンプがを備えたことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
第１および第２の制御装置が、１つの制御装置に組み合わされていることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
請求項１１の制御装置（３０）を含むことを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサが冷却媒体温度を測定し、および所定の温度目標値を達成するために、第１の制御装置が冷却媒体温度を制御および／または調整し、ここで他の制御装置が設けられ、他の制御装置の信号が第１の制御装置に供給され、この場合、他の制御装置が、第１の制御装置に、決定された自動車ドライバ・タイプに関する信号を伝送し、およびドライバ・タイプが経済的ドライバ・タイプとして分類されるかまたはスポーツ的ドライバ・タイプとして分類されるかに応じてそれぞれ、第１の制御装置が温度目標値を設定する、内燃機関冷却媒体温度の制御方法に関するものである。
【０００２】
さらに、本発明は、内燃機関と、冷却媒体の目標温度値を操作および／または制御するための制御装置を含む冷却装置と、温度実際値を測定するための温度センサと、冷却器および／または内燃機関への冷却媒体容積流量を調節するための弁とを備え、ここで第２の制御装置が設けられ、第２の制御装置は、ドライバ・タイプに関する指示、即ちスポーツ的ドライバ・タイプまたは経済的ドライバ・タイプを、第１の制御装置に伝送するために第１の制御装置と協働し、この指示に基づいて第１の制御装置により温度目標値が決定可能である、特に自動車用装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
このような装置およびこのような方法は、例えば、冷却水温度の制御方法を開示するドイツ特許公開第１９９５１３６２号から既知であり、この場合、温度センサが冷却水温度を測定し、また冷却水の所定の温度目標値を保持するために、冷却水温度用制御装置が少なくとも１つの弁および／またはファンを操作し、この場合、他のセンサないしエンジン制御装置または車両制御装置が設けられ、その信号が第１の制御装置に供給され、ここで第１の制御装置がこれから温度目標値を決定する。この場合、目標値の決定は、ドライバ・タイプ、例えばスポーツ的にまたは経済的に走行するドライバの関数として行うことができる。
【０００４】
このようにして、排ガス値並びに燃料消費量が最適ないし最小にされるべきである。
さらに、例えばドイツ特許公開第４１０９４９８号から、異なる使用条件に基づき、温度制御に対して異なる温度目標値範囲が使用されるように内燃機関の温度を制御することが既知である。使用条件として、特に内燃機関の運転パラメータ、例えば補助機器の投入並びに内燃機関の故障が取り上げられる。異なる使用条件が有する優先順位に応じてそれぞれ、冷却水温度の目標値が設定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、特に経済的ドライバに対して燃料消費量をさらに低下可能であり、しかもスポーツ的ドライバに対して動力損失が顕著ではなく、全体としてエミッションを低下可能な、内燃機関温度の制御方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、この課題を、内燃機関を冷却するための冷却媒体容積流量が、制御装置により、決定されたドライバ・タイプの関数として調整および／または制御される方法により解決する。
【０００７】
代替態様として、この課題は対応の装置により解決される。
【発明の効果】
【０００８】
冷却媒体で冷却される内燃機関の効率は、部分負荷範囲において、この冷却媒体の温度が今日たいていの場合に設定される９５℃の値を超えて１０５−１１５℃の値に上昇されるとき、増大可能であることが既知である。しかしながら、全負荷範囲においては、内燃機関の損傷および／または動力損失を制限するために、冷却媒体温度は再び低下されなければならない。ここで、本方法は、部分負荷運転においてはより高い温度を有し、且つ全負荷運転においてはより低い温度を有するエンジンの温度制御の他の方法を開示し、これにより、部分負荷運転から全負荷運転への移行におけるノッキングないし動力損失の問題を軽減させることができる。
【０００９】
即ち、一方で、制御方法が使用する運転パラメータ内にドライバ・タイプを含めることが有利であり、この場合、ドライバ・タイプの決定のために通常のアルゴリズムが使用され、このアルゴリズムに基づき、スポーツ的ドライバ・タイプを決定するために、負荷変化が頻繁且つ急速に実行されるかどうかが利用され、負荷変化が稀で且つ緩やかな場合には経済的ドライバ・タイプが推測される。
【００１０】
ここで、内燃機関に流入する冷却媒体の量、即ち冷却媒体容積流量もまたドライバ・タイプの関数として設定される場合、例えばエンジン負荷が激しく且つ急速に上昇した場合に発生することがある、特にシリンダ・ヘッドの高温部分における局部過熱の危険性を十分に回避することができる。
【００１１】
この場合、この方法は、例えば、特に部分負荷運転においては経済的ドライバ・タイプに対して比較的少ない冷却媒体容積流量を割り当てている。即ち、一方で、冷却媒体の循環移送のために少ないエネルギーが必要とされ、他方で、エンジンの加熱過程において既により急速に希望温度が達成される。両方のパラメータは、燃料消費量に対して有利な結果を与える。
【００１２】
しかしながら、このときに急速且つ激しい負荷上昇が発生する場合、冷却媒体がこのとき多量に発生したエンジンの廃熱を排出可能となる前に、最初により高い冷却媒体容積流量が達成されなければならない。即ち、ドライバ・タイプがむしろスポーツ的であるので急速且つ激しい負荷上昇が発生することが考えられる場合、本方法は、これに対してはじめから、（部分負荷運転においても）経済的ドライバ・タイプよりも高い冷却媒体容積流量を割り当てている。したがって、負荷上昇が急速且つ激しい場合、廃熱を確実に排出するために、直ちに十分な容積流量が利用可能である。このようなより高い冷却媒体容積流量、したがってより高い燃料消費量もまた、スポーツ的ドライバに対してはむしろ許容されている。
【００１３】
さらに、冷却媒体温度が、制御装置により、上限値と下限値との間で制御および／または調整されるように設計されていてもよい。特に、下限値として従来から通常使用されている９５℃と、上限値として１０５−１１５℃の値が使用されてもよい。
【００１４】
この場合、温度がこの温度範囲外に逸脱することがないように設計されていてもよい。
ドライバ・タイプの決定において、経済的ドライバ・タイプとスポーツ的ドライバ・タイプとの間の選択のみが与えられていてもよいが、中間値が決定可能なように設計されていてもよく、この場合、中間値は連続的にまたは離散ステップで決定可能であってもよい。この場合、このとき、上記の両方の限界値の間に中間値が設定されてもよい。即ち、このために、「スポーツ的」と「経済的」との間にただ１つのディジタル選択スイッチのみが設けられていてもよいが、選択スイッチが複数の中間ステップをとり得るように設計されていてもよい。
【００１５】
ここで、第１の実施態様により、ドライバ・タイプがより経済的ドライバ・タイプとして分類されるほど、冷却媒体温度がそれだけ上限値により近いように設計されていてもよい。この場合、特に部分負荷運転においては、経済的ドライバ・タイプに対して、スポーツ的ドライバ・タイプに対してよりも高い冷却水温度を設定可能なように設計されていてもよい。中間値において、この中間値が「スポーツ的」ドライバ・タイプに近いほど、冷却媒体温度がそれだけより低く設定されるように設計されていてもよい。部分負荷においてそれが実行されるとき、本方法は特に有利である。ここで、本発明による方法は、スポーツ的ドライバ・タイプに対しては、エンジンの部分負荷運転においても、経済的ドライバ・タイプに対してよりも低い冷却媒体温度目標値を割り当てることができる。したがって、ドライバ・タイプがよりスポーツ的ドライバ・タイプとして分類されるほど、冷却媒体温度がそれだけ下限値により近いことになる。即ち、スポーツ的ドライバ・タイプにおいては、部分負荷運転から全負荷運転への切換において、燃料消費量の上昇がたとえ費用を上昇させたとしても、動力損失の危険性はより少ない。経済的ドライバ・タイプは、部分負荷運転における冷却媒体温度の上昇によってより少ない燃料消費量を達成するが、これは、部分負荷運転から全負荷運転への移行において、より高い動力損失の危険性を伴うことになる。この場合、経済的ドライバ・タイプにおいても、内燃機関が部分負荷運転で運転されるときにのみ、調節が上限値の方向に行われるように設計されていてもよい。
【００１６】
特に、スポーツ的ドライバ・タイプに対しては、内燃機関の部分負荷運転においても、上限値の方向への調節が行われないように設計されていてもよい。スポーツ的ドライバ・タイプに対しては、このより低い冷却水温度、したがってより高い燃料消費量を、動力損失の代わりに受け入れることがむしろ許容されているように思われる。
【００１７】
特に、本発明の方法により、スポーツ的ドライバ・タイプは、少なくとも部分負荷運転において、経済的ドライバ・タイプに対してよりも高い冷却媒体流量の割当を得るように設定されていてもよい。この割当に基づき、スポーツ的ドライバの場合、エンジン負荷が激しく且つ急速に上昇するときに通常発生することがあるような、シリンダ・ヘッド内の特に高温位置における局部過熱の危険性は低下する。しかしながら、他方で、より多量の冷却媒体が循環移送されなければならないので、燃料消費量はより高くなる。
【００１８】
経済的ドライバ・タイプに対しては、部分負荷運転においてのみ、より低い冷却媒体容積流量が割り当てられ、全負荷運転においては、冷却媒体容積流量はスポーツ的ドライバおよび経済的ドライバに対して同じであるように設計されていてもよい。
【００１９】
特に、スポーツ的ドライバの場合、部分負荷運転においても冷却媒体容積流量の調整が行われず、即ち冷却媒体容積流量は、スポーツ的ドライバに対しては常に同じ大きさであるように設計されていてもよい。
【００２０】
このようにして、動力損失およびエンジンの過熱の危険性は、より良好に排除可能である。
さらに、本発明は、計算装置、特にマイクロ・プロセッサで実行され且つ請求項１ないし１０のいずれかの制御方法を実行するために適しているプログラムが記憶されている、特に自動車用内燃機関の制御装置に関するものである。
【００２１】
さらに、本発明は、内燃機関が特に上記のような調整および／または制御装置を含んでもよい、内燃機関を備えた自動車用の上記の装置に関するものである。
第２の制御装置として使用される制御装置が特に電子式エンジン制御装置であってもよい。
【００２２】
本発明の他の利点および特徴がその他の出願資料から明らかである。これらの特徴は、個々にまたは相互に任意の組み合わせで本発明に対して本質的なものである。
以下に本発明を実施態様により詳細に説明する。実施態様は図面に示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ここで、エンジンは、内燃機関１０と、内燃機関１０を冷却するための冷却媒体を冷却循環系内で移送可能な冷却媒体ポンプ１２とを含む。この場合、冷却媒体ポンプ１２は、ベルトを介して内燃機関のクランク軸から直接駆動されても、または電動冷却媒体ポンプであってもよい。
【００２４】
ここで、冷却媒体ポンプ１２は、冷却媒体容積流量調節装置１４と結合されている。特に、冷却媒体ポンプ１２が電動冷却媒体ポンプであるとき、容積流量の変化を特に簡単に行うことができる。
【００２５】
冷却媒体は、冷却媒体配管１６を介して、全部またはその一部が冷却器１８内を流動し且つこれにより冷却される。
サーモスタット弁２０並びにバイパス配管２２を介して、冷却媒体が冷却器１８をバイパスすることが達成される。このようなバイパス配管２２はオプションとして設けられてもよい。
【００２６】
冷却媒体は、他の冷却媒体配管２４を介して、エンジン１０、即ち内燃機関から、暖房用熱交換器２６を介して冷却媒体ポンプ１２に導かれる。暖房用熱交換器２６により、例えば車内を暖房することができる。
【００２７】
ここで、サーモスタット弁２０は、調節装置２８を介して電子式の第１の制御装置３０から操作することができる。弁の位置に応じてそれぞれ、冷却媒体容積流量の適切な一部が冷却器１８内を流動し且つ冷却される。冷却器を介して冷却された冷却媒体と、バイパス配管２２および／または暖房用熱交換器２６内を流動してきた冷却媒体との混合により、内燃機関１０の入口における冷却媒体温度を電子式の制御装置３０により調節することができる。
【００２８】
さらに、冷却循環系内に少なくとも１つの温度センサ３２が設けられ、制御装置３０は、温度センサ３２を介して、冷却媒体温度、即ち実際温度を決定することができる。
さらに、電子式の第２の制御装置３４が設けられ、この場合、それは特にエンジン制御装置であってもよい。この第２の制御装置３４は、（特に変速機制御に対する）従来技術から既知の方法により、経済的ドライバ・タイプとスポーツ的ドライバ・タイプとの間の範囲内のドライバ・タイプを決定する。この場合、これらの２つの値の間に、同様に設定可能な有限個の中間値が設けられていてもよい。このために、制御装置３４は、図示されていない選択スイッチの位置を評価する。
【００２９】
ここで、電子式の第２の制御装置３４は、電子式の第１の制御装置３０と、例えばＣＡＮバスを介してデータ結合を有している。
代替態様として、第１および第２の制御装置が１つの制御装置内で形成されてもよい。
【００３０】
ここで、燃料消費量を低下させるために、エミッションを改善するために、さらに十分な動力配分を保持するために、また特にノッキング傾向を回避するために、スポーツ的ドライバであるかまたは経済的ドライバであるかに応じてそれぞれ、冷却媒体温度を調節するように設計されている。
【００３１】
さらに、本発明による方法を実行するために、対応の制御プログラムが、制御装置内に記憶されている。本方法により、弁２０は調節装置２８を介して開閉される。弁２０の位置変化により冷却器１８内を流れる冷却媒体流量が変化されるので、弁２０の位置変化により冷却媒体温度を変化させることができる。この場合、制御プログラムは、内燃機関のその他の運転パラメータのほかに、特に制御装置３４内で決定されたドライバ・タイプをも考慮する。ここで、制御装置３０内の制御プログラムは、スポーツ的ドライバ・タイプに対しては、内燃機関の運転パラメータの少なくともいくつかの値に対して、特に経済的ドライバ・タイプに対してよりも低い他の冷却媒体温度の値が設定されるように、調節装置２８を介して弁２０を操作する。「スポーツ的」ドライバ・タイプと「経済的」ドライバ・タイプとの間のドライバ・タイプの中間値が存在する場合、ドライバ・タイプのこの中間値に対して、この中間値が「スポーツ的」ドライバ・タイプに近いほど、冷却媒体温度はそれだけより低く設定可能である。
【００３２】
特に、内燃機関の運転パラメータ「部分負荷」に対して、スポーツ的ドライバに対しては、経済的ドライバに対してよりも低い冷却媒体温度の値が設定される。中間値に対しては、上記のことが適用される。特に、スポーツ的ドライバに対しては、部分負荷運転に対しても全負荷運転より高い冷却媒体温度の値が設定されることはなく、一方、経済的ドライバ・タイプの場合、部分負荷においては全負荷においてより高い冷却媒体温度の値が設定されるように設計されていてもよい。即ち、例えば経済的ドライバ・タイプに対しては、部分負荷運転における温度は上限値として１０５−１１５℃まで上昇され、また全負荷運転においてのみ内燃機関の損傷および／または動力損失を制限するために、冷却媒体温度は９０℃まで低下されてもよい。しかしながら、冷却媒体温度の上昇により内燃機関１０の効率を上昇させることができる。
【００３３】
さらに、本発明により、ドライバ・タイプの関数としての冷却媒体温度の変化のほかに、制御装置３０により、装置１４を介して、ドライバ・タイプの関数として冷却媒体容積流量をも変化させるように設計されている。この場合、制御装置３０内の制御プログラムは、経済的ドライバ・タイプに対しては、特に部分負荷運転において比較的小さい冷却媒体容積流量を割り当てる。即ち、一方で、冷却媒体の循環移送のために必要なエネルギーは少なくなり、他方で、エンジンの加熱過程においてより急速に希望の温度が達成される。これにより、より少ない燃料消費量が達成される。
【００３４】
しかしながら、負荷上昇が急速且つ激しい場合、冷却媒体がこのとき多量に発生されたエンジンの廃熱を排出可能となる前に、最初により高い冷却媒体容積流量が達成されなければならない。したがって、制御装置３０内の制御プログラムは、特に部分負荷運転においては、スポーツ的ドライバ・タイプに対して、経済的ドライバ・タイプに対してよりも高い冷却媒体流量を割り当てる。このようにして、スポーツ的ドライバ・タイプの場合、廃熱の排出を確実に行い且つ内燃機関１０の損傷を阻止するために、常に十分な冷却媒体流量が利用可能である。スポーツ的ドライバ・タイプはたいてい頻繁且つ急速な負荷変化を特徴とするので、このような冷却媒体容積流量の上昇が検出される。これに関連して上昇された燃料消費量は許容される。特に、スポーツ的ドライバの場合、部分負荷においても、全負荷においてより少ない冷却媒体量の値が設定されないように設計されていてもよい。
【００３５】
「スポーツ的」ドライバ・タイプと、「経済的」ドライバ・タイプとの間にあるドライバ・タイプの中間値に対して、容積流量は、負荷が同じ場合、ドライバ・タイプが経済的ドライバ・タイプに近いほどそれだけより小さく設定される。
【００３６】
ドライバ・タイプの決定は、特に既知のように、負荷変化が頻繁且つ急速な場合にはスポーツ的ドライバ・タイプが推測され、負荷変化が稀で且つ緩やかな場合には経済的ドライバ・タイプが推測される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、エンジンの冷却循環系の原理回路図を示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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2005533223.tif 000005
2005533223.tif 000006
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