(57)【要約】【課題】混合バルブの予め定められた混合比と、実際に生じ得る混合比のずれを正確かつ迅速に補正できるようにすること。【解決手段】分割比ないし混合比の計算のために、稼働中に算出される補正値を考慮する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積流量が制御量に依存して２つの分流に分割可能であり、この場合混合バルブないし混合比の分割比が目標量と目下の測定量の比較から定められる、混合バルブ、特に内燃機関の冷却循環系における混合バルブの制御および/または較正のための方法において、
分割比ないし混合比（ＭＶ）の計算のために、稼働中に算出される補正値が考慮されるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
補正値の計算のために、実際の混合比（ＭＶｒｅａｌ）を算出し、予め定められた混合比（ＭＶｓｏｌｌ）と比較する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
補正値が、重畳された制御器（３４）の出力量から形成される、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記重畳される制御器（３４）は、Ｉ制御器である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
補正値の形成のために、さらなる特性量、例えば混合バルブ（１２）を通過する体積流量、外気温度および/または熱交換器（１６）を通過する空気流量が考慮される、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
複数の補正値が、１つの補正特性曲線内にファイルされている、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記補正値ないし補正特性曲線は、１つの特性マップにファイルされている、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記混合バルブ（１２）は、複数の補正値の考慮によって永続的に較正可能である、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
体積流量が制御量に依存して２つの分流に分割され、この場合混合バルブの分割比が目標量と目下の測定量の比較から定められる、特に内燃機関の冷却循環系における混合バルブの制御および/または較正のための制御装置において、
分割比の計算のために、稼働中に算出される補正値が考慮可能であるように構成されていることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
前記補正値は、実際の混合比（ＭＶｒｅａｌ）の計算と、予め定められた混合比（ＭＶｓｏｌｌ）との比較から導出可能である、請求項９記載の制御装置。
【請求項１１】
前記補正値は、重畳された制御器（３４）の出力量から導出可能である、請求項９または１０記載の制御装置。
【請求項１２】
前記重畳される制御器（３４）は、Ｉ制御器である、請求項１１記載の制御装置。
【請求項１３】
前記補正値は、さらなる特性量、例えば混合バルブ（１２）を通過する体積流量、外気温度および/または熱交換器（１６）を通過する空気流量の考慮から形成される、請求項９から１２いずれか１項記載の制御装置。
【請求項１４】
前記複数の補正値は、補正特性曲線にファイルされている、請求項９から１３いずれか１項記載の制御装置。
【請求項１５】
前記複数の補正値、ないし複数の補正曲線は、１つの特性マップにファイルされている、請求項９から１４いずれか１項記載の制御装置。
【請求項１６】
前記混合バルブ（１２）は、補正値の考慮を用いて永続的に較正可能である、請求項１から１５いずれか１項記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体積流量が制御量に依存して２つの分流に分割可能であり、この場合混合バルブないし混合比の分割比が目標量と目下の測定量の比較から定められる、混合バルブ、特に内燃機関の冷却循環系における混合バルブの制御および/または較正のための方法並びにその制御装置に関している。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関における公知の冷却循環系では、冷却媒体のエンジンジャケット入口側温度が通常は混合バルブを介して制御されている。この混合バルブは、熱交換器とバイパス管路の間で内燃機関の冷却循環系からの冷却媒体流の可変の分流を担っている。内燃機関がその作動温度までに達しない間は、通常は、冷却媒体流の大半が熱交換器におけるバイパス管路を介して分岐され、エンジン冷却循環経路に直通する実質的な冷却なしでそれが順次繰り返されている。
【０００３】
冷却媒体のエンジンジャケット入口側温度は、冷却器とバイパス管路の体積流量の混合から得られる。この場合のバイパス温度は、エンジンジャケット排出側温度に相応している。冷却循環系における混合バルブの混合比は、通常は、冷却循環系の様々な箇所の温度値に基づいて制御されている。
【０００４】
さらに、動的な変化する目標値の設定若しくはそれ自体変化するエンジン負荷の設定のもとで、混合バルブのバルブ位置をパイロット制御する手法も公知である。通常は中央制御ユニット内には、システム内でのバルブ位置と混合比の間の非線形関係をファイルしたバルブ特性マップが保管されている。つまり混合比に対するあらゆる目標値に対して所定のバルブ位置が対応付けられている。
【０００５】
そのような制御の場合、生じ得る実際の混合比を予め設定した混合比と比較することは行われていない。いずれにせよこの種の混合バルブは、ある程度の誤差を有しており、そのため生じ得る混合比は、バルブ位置に依存するだけではなく、体積流量、システム特性マップ、及び冷却媒体の温度にも依存する。
【０００６】
これらの３つ全ての要因は、現実の条件のもとでは大きな変化と変動のもとにおかれている。それ故に、予め定められた混合比は、実際に生じ得る混合比からのずれを伴い、このことは特に動的なパイロット制御に対して欠点となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、前述したような従来技法における欠点に鑑みこれを解消すべく改善を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は本発明により、分割比ないし混合比の計算のために、稼働中に算出される補正値が考慮されるようにして解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明による、体積流量が制御量に依存して２つの分岐流に分割可能である、混合バルブの制御のための方法によれば、混合バルブの分割比が目標量と目下の測定量の比較から定められる。本発明のこの方法によれば、分割比の計算のために、稼働中に算出される補正値が考慮される。この補正値は、特に混合バルブを通流する体積流量に依存している。
【００１０】
これによって、混合バルブの制御において、動的な効果が補償可能であり、補償制御可能である。定常的な作動状態のもとで正常なパイロット制御の際に測定されたエンジンジャケット入口側温度が所望の目標温度からずれている場合には、これに対してファイルされている混合比特性マップは物理的な現状にマッチしない。例えばエンジンジャケット入口側温度が目標温度よりも高い場合には、同じ目標混合比のもとで混合バルブによって冷却器側分岐が再び開かれなければならず、そのため混合比特性マップは、下方修正されなければならない。これとは逆の状況の場合にも同じような相応の対処が必要となってくる。両方の値の偏差からは、有利には補正特性マップにファイルされている補正値が導出される。
【００１１】
本発明の実施例によれば、補正値の形成のために、さらなる特性量、例えば外気温度および/または冷却器を通る空気流量が考慮される。有利には多数の補正値が補正特性マップにファイルされる。また有利には、これらの複数の補正値ないし補正特性曲線が１つの特性マップにファイルされていてもよい。目下の補正値の計算に対しては、混合比特性曲線のグラジエントを目下の動作点の考慮下においてもよい。またさらなる車両パラメータ、例えば車両速度、冷却器を通る空気質量流量、冷却循環系の体積流量、エンジン負荷、温度、その他の特性量などを補正値へ関与させてもよい。
【００１２】
有利には、混合バルブがこれらの補正値の考慮によって永続的に較正される。それにより、前述の付加的なパラメータの考慮は専ら永続的に行なわれるのではなく、規則的な時間間隔の中で較正のために利用するだけでよい。
【００１３】
本発明による、体積流量が制御量に依存して２つの分岐流に分割され、混合バルブの分割比が目標量と目下の測定量の比較から定められる、特に内燃機関の冷却循環系における混合バルブの制御ための制御装置によれば、分割比の計算のために、混合バルブを通過する体積流量に依存した補正値が考慮される。
【００１４】
補正値の形成に対しては、特にさらなる車両パラメータ、例えば外気温度、空気流量、車両速度、冷却器を通る空気質量流量、体積流量、エンジン負荷などが考慮される。
【００１５】
本発明の別のさらなる特徴および有利な実施例は、従属請求項に記載される。
【実施例】
【００１６】
次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。
【００１７】
図１は、内燃機関１０、例えば自動車に組込み可能な、内燃機関の冷却循環系の概略的なブロック回路図である。フィードポンプ１４は、排出部２２と導入部２４の間の冷却媒体の循環のために使用されている。この排出部２２は、有利には、内燃機関１０の高温部分、特にシリンダヘッドに設けられており、それに対して導入部２４は、有利には内燃機関１０の下方領域の比較的低温部分に設けられている。
【００１８】
排出部２２と導入部２４の間には、第１の熱交換器１６が設けられている。この第１の熱交換器１６は有利には、走行中に入ってくる空気によって冷却する方式のものであり、冷却器インレット２６と冷却器アウトレット２８の間の冷却媒体の冷却のために用いられる。内燃機関１０の排出部２２と第１の熱交換器１６の冷却器インレット２６との間には、混合バルブ１２が設けられている。この混合バルブ１２は、冷却器インレット２６に通じる管路とバイパス管路２０の間の冷却媒体の流れを分割させ得る。前記バイパス管路２０は、フィードポンプ１４の導入部直前に開口している。第２の熱交換器１８が第１の熱交換器１６の循環系と接続されており、これは車両室内の調整可能な暖房に用いられている。
【００１９】
フィードポンプ４から循環された総体積流量を１の値に標準化し、第１の熱交換器１６を通る体積流量の値ｘとするならば、導入部２４におけるエンジンジャケット入口側温度ＴＭＥが以下の式（１）、
ＴＭＥ＝ＴＭＡ・(１−ｘ)＋ＴＫＡ・ｘ                        （１）
から算出される。この場合前記ＴＭＡは、排出部２２におけるエンジンジャケット排出側温度であり、前記ＴＫＡは、冷却器アウトレット２８における排出側温度である。
【００２０】
エンジンジャケット入口側温度ＴＭＥの代わりに、目標温度ＴＭＥｓｏｌｌを使用して、前記式（１）を混合比ｘ＝ＭＶに従って解けば、以下の式（２）、
ｘ＝ＭＶｓｏｌｌ＝(ＴＭＡ−ＴＭＥｓｏｌｌ）/（ＴＭＡ−ＴＫＡ）         （２）
が得られる。これは目標混合比ＭＶｓｏｌｌに対する値を供給する。
【００２１】
混合バルブ１２は、本発明によれば次のようにして制御される。すなわち混合比の形成のために、排出部２２のエンジンジャケット排出側温度と、導入側２４におけるエンジンジャケット入口側温度と、冷却器アウトレット２８における冷却器排出側温度の他に、様々な車両パラメータから形成された補正値が考慮される。この補正値は、例えば、冷却循環系における体積流量、第１の熱交換器１６の空気流量、エンジン負荷などのさらなるパラメータ並びにその他の特性量などを考慮可能である。
【００２２】
図２は、エンジンジャケット排出側とエンジンジャケット入口側の間の冷却媒体温度の制御に基づかれる、典型的な制御アルゴリズムを表したものである。参照番号３２は、この場合混合方程式を表しており、それを用いて入力値ＴＭＡ(エンジンジャケット排出側温度）、ＴＭＥｓｏｌｌ(エンジンジャケット入口側温度の目標値）から目標混合比ＭＶｓｏｌｌが算出される。エンジンジャケット入口側温度の目標値ＴＭＥｓｏｌｌと、実際に測定されたエンジンジャケット入口側温度ＴＭＥの間の差分は、Ｉ制御器３４の実行後に混合比ＭＶｓｏｌｌ の目標値に加算される。その結果から混合バルブ１２に対する制御特性値が形成される。このＩ制御器３４の代わりに、その他の制御特性を備えた制御器が混合方程式３２の頂上のために選択的に設けられてもよい。参照番号３０は、この関係において本発明によるバルブ較正に対する介入制御点を特徴付けている。
【００２３】
図３は、バルブ位置ｘＶｅｎｔｉｌと結果としての混合比ＭＶとの間の例示的関係を表したものである。ここでは、例示的にエンジンジャケット入口側温度ＴＭＥが目標温度ＴＭＥｓｏｌｌよりも高い場合の、所定のバルブ位置ｘＶｅｎｔｉｌに対する混合比のマッチングが表されている。この場合混合比特性曲線が下方にシフトされ、このことは相応する特性値の考慮によって行われる。値ＵＶｅｎｔｉｌは、この関係において補正されたバルブ位置の目標値を表している。有利には多数の補正特性値がダイヤグラムないし特性マップ内にファイルされている。
【００２４】
図４にも再び、エンジンジャケット入口側温度の目標値ＴＭＥｓｏｌｌと混合バルブ１２のバルブ位置に対する補正された目標値ＵＶｅｎｔｉｌとの間の制御関係が、実施可能な回路図で表されている。前述の式（２）から、
ｘｓｏｌｌ＝ＭＶｓｏｌｌ＝(ＴＭＡ−ＴＭＥｓｏｌｌ）/（ＴＭＡ−ＴＫＡ）      （２）
目標混合比ＭＶｓｏｌｌに対する値が確定される。この式は、温度ガイドプロセスにおける静的なパイロット制御を表している。目標混合比ＭＶｓｏｌｌに対するあらゆる値には、そのつど混合バルブ１２のバルブ位置の１つの値ｘＶｅｎｔｉｌが対応付けられている。この対応付け規定は、いわゆる混合比特性曲線３６内にファイルされている。
【００２５】
以下の式による、
ｘｒｅａｌ＝ＭＶｒｅａｌ＝(ＴＭＡ−ＴＭＥｌ）/（ＴＭＡ−ＴＫＡ）        （３）
実際の混合比の計算から補正特性曲線３８を用いて、バルブ位置の値に対する補正値Δｘが算出される。バルブ特性曲線３６からのバルブ位置値ｘＶｅｎｔｉｌと補正特性曲線３８からの補正値Δｘの加算によって、補正されたバルブ位置値ＵＶｅｎｔｉｌが得られる。
【００２６】
目標混合比ＭＶｓｏｌｌには、選択的にさらに、制御器３４ないしＩ制御器を重畳させて、それらの出力値を、さらなる補正係数として、補正されたバルブ位置値ＵＶｅｎｔｉｌに加算してもよい（これについては図２参照）。Ｉ制御器３４の入力側では、エンジンジャケット入口側温度の目標値ＴＭＥｓｏｌｌとこれの目下の値ＴＭＥｉｓｔが比較される。
【００２７】
本発明による制御アルゴリズムによれば、正確でかつ応答速度の迅速な混合バルブ制御とその永続的な較正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】内燃機関の冷却循環系の概略図である
【図２】本発明によるバルブ較正のための制御アルゴリズムを示した図である
【図３】図１の冷却循環系の混合バルブの制御特性マップを示した図である
【図４】補正されたバルブ位置の算出と混合バルブ較正のための詳細な制御関係を表した図である
【符号の説明】
【００２９】
１０      内燃機関
１２      混合バルブ
１４      フィードポンプ
１６      第１の熱交換器
１８      第２の熱交換器
２２      排出部
２４      導入部
２６      冷却器インレット
２８      冷却器アウトレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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