專利名稱：用于調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)溫度的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域，具體地說，涉及用于調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)溫度的
方法和設(shè)備，該調(diào)節(jié)通過控制冷卻回路閥控制系統(tǒng)(例如恒溫器)的打開
進(jìn)行。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)控制是利用內(nèi)燃機(jī)的所有傳感器、致動(dòng)器和系統(tǒng)間連接(ISL) 來管理該內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)的所有監(jiān)測(cè)和控制規(guī)則(軟件策略)和特 征參數(shù)(標(biāo)度)包括在稱為電子控制單元(ECU)的計(jì)算機(jī)中。
(具有化油器或具有燃料噴射的)內(nèi)燃機(jī)需要冷卻，該冷卻通常通過 使水或空氣循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)產(chǎn)生熱量。這種熱量源自氣體的 燃燒以及活動(dòng)部件的各種摩擦。
為限制可允許的溫度范圍之間的擴(kuò)展以及保持潤(rùn)滑油的特征，發(fā)動(dòng)機(jī) 因此必須被冷卻。這種冷卻是通過環(huán)境中的三種流體實(shí)現(xiàn)的
-空氣主要用于熱交換器(散熱器，空氣-空氣熱交換器)，以及用于 通過發(fā)動(dòng)機(jī)外側(cè)和排氣的傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱的自然冷卻。
-水冷卻氣釭和氣缸蓋。
-油從活塞、凸輪軸、連桿頭、曲柄軸承、閥中移走熱量。 當(dāng)^環(huán)時(shí)，水通常在閉合回路中流動(dòng)并且在散熱器中冷卻，散熱器 自身通過空氣冷卻，其中空氣的流動(dòng)可通過風(fēng)扇協(xié)助。由于待移除的熱量 取決于內(nèi)燃機(jī)的速度和載荷，并且由于內(nèi)燃機(jī)的溫度必須保持在較窄的范 圍內(nèi)以便實(shí)現(xiàn)最佳效率，所以必須調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)。為此，必須利用設(shè)定點(diǎn) 確定溫度調(diào)節(jié)以〗更保證發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳運(yùn)行溫度。
這種調(diào)節(jié)的一個(gè)目的是降低燃油消耗，并且由此使污染物例如氧化氮 的形成相對(duì)減少。
事實(shí)上，在低溫時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油具有高的粘性，這種粘性在發(fā)動(dòng) 機(jī)中引起額外的摩擦并且因此增加燃油消耗。這種情況特別是出現(xiàn)在當(dāng)內(nèi) 燃機(jī)和潤(rùn)滑油較冷時(shí)起動(dòng)車輛時(shí)。
氧化氮(NOx)的產(chǎn)生特別取決于引入到車輛內(nèi)燃機(jī)的氣缸中的氣體 混合物的溫度?；旌衔餃囟仍礁撸趸漠a(chǎn)生越多。
這樣，通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度，油的溫度因此增加并JL^擦損 耗減少，而較低的溫度將特別限制氧化氮的產(chǎn)生。因此，重要的是維持發(fā) 動(dòng)機(jī)的最佳溫度，由此維持冷卻回路的優(yōu)勢(shì)。因此，現(xiàn)今多數(shù)車輛都裝備 以蠟的體積膨脹為原理運(yùn)行的常規(guī)恒溫器。這種恒溫器可以放置在發(fā)動(dòng)機(jī) 的出口或入口。在水溫的影響下，蠟塞通過它的針對(duì)溫度點(diǎn)標(biāo)定的熱膨脹 來經(jīng)由工作活塞控制一個(gè)或兩個(gè)單向閥的打開。所述一個(gè)或兩個(gè)閥將打開 或關(guān)閉或者調(diào)節(jié)冷卻劑循環(huán)，以及可選地調(diào)節(jié)旁通回路。
因此，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行階段(加速，減速等)，必須通過增加或降 低溫度設(shè)定點(diǎn)以調(diào)節(jié)溫度。目前，溫度根據(jù)階梯狀的溫度設(shè)定點(diǎn)曲線圖變
化。這意味著當(dāng)溫度應(yīng)當(dāng)例如從卯x:到iiox:上升時(shí)或者從iio"c到90匸
下降時(shí)，設(shè)定點(diǎn)從90"C到IIO"C或者從IIO匸到90X:急劇變化，而沒有中
間階段。因此閥控制系統(tǒng)不是逐漸地打開的。
因此，無論溫度設(shè)定點(diǎn)如何變化，在閥打開之前，恒溫器兩側(cè)的溫度 差隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升被放大。當(dāng)閥打開時(shí)，由此產(chǎn)生熱振動(dòng)。
該熱振動(dòng)對(duì)包圍發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助部件有負(fù)面影響，尤其是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)自身
的冷卻系統(tǒng)和其它冷卻系統(tǒng)(乘客搶單元加熱器、EGR熱交換器、7K/油 熱交換器、空氣調(diào)節(jié)散熱器及其冷凝器、渦輪增壓氣、BVA散熱器等)， 所述冷卻系統(tǒng)容易變化或者從一個(gè)溫度變到另 一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度設(shè)定 點(diǎn)。同樣地，各種元件相對(duì)于彼此的位置對(duì)溫度調(diào)節(jié)品質(zhì)和相關(guān)應(yīng)力有影 響。例如，當(dāng)冷卻回路閥控制系統(tǒng)位于發(fā)動(dòng)機(jī)的出口或入口時(shí)。
外的機(jī)械力。
專利US 2002/0053325提出一種解決方案，該方案利用調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫 度的設(shè)備通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)和熱交換器例如散熱器之間的冷卻劑循環(huán)來限制 熱振動(dòng)。該設(shè)備包括如上所述的致動(dòng)溫度約為102C的第一常規(guī)恒溫器， 以及一包括中央電阻器的恒溫器，該恒溫器的致動(dòng)溫度比第一恒溫器高25 *C,因此約為127TC。這兩個(gè)恒溫器各自控制閥的不同打開，從而使冷卻 劑能i^待冷卻的散熱器。這樣當(dāng)冷卻劑溫度達(dá)到第一致動(dòng)溫度時(shí)，含在 第一恒溫器中的可膨脹材料致動(dòng)一活塞，該活塞自身打開一閥，從而使冷 卻劑能經(jīng)由散熱器以確定的流速流動(dòng)。如果液體溫度較高并且約是127匸， 則含在第二恒溫器中的可膨脹材料致動(dòng)一第二活塞，該活塞使閥較寬地打 開。因此液體以較高的流速流到散熱器，從而在相同時(shí)間間隔內(nèi)，較大量 的液體將被冷卻。因此該設(shè)備用于防止發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的處于過高的溫度。
然而，這種i殳備的一個(gè)缺點(diǎn)是它僅在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于約為90C的理想 運(yùn)行溫度時(shí)起作用。因此該設(shè)備不能用于完全避免熱振動(dòng)，并且不能處理 溫度設(shè)定點(diǎn)的改變。與該過熱有關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)的各種部件因此受到上述應(yīng)力 和變形。
因此本發(fā)明的目的是通過適當(dāng)?shù)乜刂崎y控制系統(tǒng)(在此為恒溫器)來 減少這些缺點(diǎn)，該閥控制系統(tǒng)用于減少部件上的熱振動(dòng)的幅度，這通過執(zhí)
打開一也與溫度相關(guān)一來進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提出一種用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的設(shè)備，該設(shè)備包括安置 在內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))的使該內(nèi)燃機(jī)和散熱器相連的冷卻回路的管線上的閥 控制系統(tǒng)，并包4^放在發(fā)動(dòng)機(jī)的出口處并位于閥控制系統(tǒng)的上游的溫度傳 感器，該溫度傳感器在,皮加熱到溫度設(shè)定點(diǎn)的冷卻劑的影響下自動(dòng)打開， 其特征在于，該設(shè)備包括用于根據(jù)預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)曲線圖改變溫度設(shè)定點(diǎn)的 裝置一該^沒定點(diǎn)曲線圖的范圍在所存儲(chǔ)的最小溫度i殳定點(diǎn)和所存儲(chǔ)的最大
溫度設(shè)定點(diǎn)之間，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度逐漸地達(dá)到最小或最大設(shè)定點(diǎn)，以便通過維持控制閥系統(tǒng)的較寬打開(開度)而削弱熱振動(dòng)；該i殳備還包括用 于控制閥控制系統(tǒng)的第 一打開和檢測(cè)該閥控制系統(tǒng)的第 一打開已經(jīng)出現(xiàn)的 裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另 一特征，用于根據(jù)預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)曲線圖影響閥控制系 統(tǒng)的較寬打開的裝置包括加熱電阻器，該加熱電阻器用于過早地增加或減 少閥控制系統(tǒng)蠟塞的溫度，從而分別地引起單向閥的打開或關(guān)閉，該裝置 由計(jì)算機(jī)中的計(jì)算裝置控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，計(jì)算機(jī)中的計(jì)算裝置包括至少一個(gè)第一計(jì)算 模塊、 一第二計(jì)算模塊和一比較模塊，該笫一計(jì)算模塊用于互相地根據(jù)存 儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置中的最小和最大溫度設(shè)定點(diǎn)確定最低的最小和最大溫 度極限，該第二計(jì)算模塊用于計(jì)算最小溫度極限和最大溫度極限之間的設(shè) 定點(diǎn)曲線圖的多個(gè)中間溫度，該比較模塊用于將在行駛期間通過溫度傳感 器在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處連續(xù)地測(cè)量的溫度與利用第二計(jì)算模塊計(jì)算的中間溫度 相比較，以便確定這兩個(gè)溫度之間的差異，該計(jì)算裝置還包括用于校正該 差異以及用于才艮據(jù)所測(cè)量的差異限定達(dá)到期望的溫度i殳定點(diǎn)所需的恒溫器 的打開的模塊。
根據(jù)本發(fā)明的另 一特征，計(jì)算機(jī)中的計(jì)算裝置包括與校正模塊相關(guān)聯(lián) 的恒溫器控制模塊。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法，該方法由 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，該方法的特征在于，它包括改變溫度設(shè)定點(diǎn) 以^JL動(dòng)機(jī)溫度在已經(jīng)出現(xiàn)閥控制系統(tǒng)的第 一打開時(shí)逐漸達(dá)到最大溫度。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該方法包括下列步驟
-確定最小溫度i殳定點(diǎn)和最大溫度設(shè)定點(diǎn)，以及在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中 存儲(chǔ)這兩個(gè)溫度設(shè)定點(diǎn)，
-利用第一計(jì)算模塊通過最小溫度設(shè)定點(diǎn)確定最小溫度極限并通過最 大溫度i殳定點(diǎn)確定最大溫度極限，以及在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)這兩個(gè) 溫度設(shè)定點(diǎn)，
-通過第二計(jì)算模塊根據(jù)最小和最大溫度極限的變化確定中間溫度， -在行駛期間利用傳感器連續(xù)地測(cè)量含在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處及閥控制系統(tǒng) 下游的回路中的冷卻劑的溫度，
-將發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的溫度與各個(gè)中間溫度相比較以確定差異， -通過打開或關(guān)閉閥控制系統(tǒng)來校正溫度差異。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，最小溫度設(shè)定點(diǎn)在80匸到85匸之間，最大溫
度設(shè)定點(diǎn)在ioo x:到120"c之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，最小溫度設(shè)定點(diǎn)是9ox:,最大溫度設(shè)定點(diǎn)是
IIO"C。
根據(jù)本發(fā)明的另 一特征，當(dāng)最小溫度設(shè)定點(diǎn)是9ox:時(shí)最小溫度極限是
92匸，當(dāng)最大溫度設(shè)定點(diǎn)是110X:時(shí)最大溫度極限是108"C。
根據(jù)本發(fā)明的另 一特征，閥控制系統(tǒng)的打開或關(guān)閉通過打開位于閥控 制系統(tǒng)中的加熱裝置來實(shí)現(xiàn)，該加熱裝置過早地達(dá)到溫度設(shè)定點(diǎn)以允許打 開或關(guān)閉閥控制系統(tǒng)。


通過閱讀參照作為非限定性示例給出的附圖進(jìn)行的說明，將更清楚地
看到本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中
-圖l是用于標(biāo)準(zhǔn)溫度調(diào)節(jié)的溫度隨時(shí)間變化的示意圖，
-圖2是隨時(shí)間變化的溫度變化的示意圖，其用于根據(jù)本發(fā)明的逐步調(diào) 節(jié)，其中設(shè)定點(diǎn)增加，
-圖3是隨時(shí)間變化的溫度變化的示意圖，其用于根據(jù)本發(fā)明的逐步調(diào) 節(jié)，其中設(shè)定點(diǎn)減小，
-圖4是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖，
-圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)。在這種打開類型中，用于閥控制系
統(tǒng)的打開的設(shè)備包括如前所述的傳統(tǒng)恒溫器，該恒溫器的可膨脹液體用于
在給定溫度下打開單向閥。在圖l所示的曲線圖中，曲線A1代表溫度設(shè) 定點(diǎn)，曲線Tl代表冷卻劑溫度，該冷卻劑溫度^JL動(dòng)機(jī)溫度。在此處所 示的示例中，設(shè)定點(diǎn)從90"C突然上升到110X:，以形成一階梯或階躍(A11)。 如可看到的，冷卻劑溫度沒有緊隨該設(shè)定點(diǎn)變化，而是在朝向恒溫器調(diào)節(jié) 溫度會(huì)聚之前經(jīng)歷多次波動(dòng)。這些波動(dòng)解釋為散熱器入口處的溫度的突然 變化(曲線A2)或散熱器出口處的溫度的突然變化(曲線A3)。當(dāng)冷卻 劑繼續(xù)流動(dòng)時(shí)，這也像設(shè)定點(diǎn)一樣突然發(fā)生，從而引起冷卻系統(tǒng)的相當(dāng)大 的疲勞。
這種運(yùn)行模式中的這些突然的溫度變化對(duì)散熱器造成負(fù)荷，并且加重 它的老化。
圖2和圖3示出發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)，但該調(diào)節(jié)是利用本發(fā)明的方法和設(shè) 備來控制的。
圖2示出從卯r的較低溫度Cl到110"C的較高溫度C2的溫度設(shè)定點(diǎn) 變化曲線(曲線Al)。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(曲線Tl)以與設(shè)定點(diǎn)相同的方式(更 緩慢地)上升，并且沒有任何溫度波動(dòng)。對(duì)于散熱器入口溫度(曲線A2)， 可看到同樣斜坡狀的溫度曲線，散熱器上的應(yīng)力相應(yīng)地減少。在這種情況 下，通過逐漸地關(guān)閉閥控制系統(tǒng)并使電阻器越來越少地加熱來達(dá)到溫度設(shè) 定點(diǎn)。這解釋了散熱器入口溫度為什么會(huì)連續(xù)上升。事實(shí)上，逐漸關(guān)閉閥 控制系統(tǒng)引起冷卻劑的加熱，并且連續(xù)流過散熱器的少量液體逐漸變熱， 因此在曲線A2中可看到溫度的上升。
圖3示出從高的溫度C2到低的溫度C1的溫度^殳定點(diǎn)變化曲線(曲線 Al)。電阻器加熱越來越多。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻和散熱器入口溫度也隨著該斜線 變化，但比較無序，并且由于發(fā)動(dòng)M行的變動(dòng)(發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷的變 化)而看到溫度最小階梯的出現(xiàn)。
圖4示出用于實(shí)現(xiàn)圖2和圖3所示結(jié)果的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例。 該設(shè)備包括內(nèi)燃機(jī)1和散熱器2，它們通過用于冷卻劑流10的管線11、 11， 連接在一起以形成環(huán)形回路。該回路使得冷卻劑能從發(fā)動(dòng)機(jī)1流到散熱器 2，然后離開散熱器經(jīng)由不同管線ll，流向發(fā)動(dòng)機(jī)。第二管線形成旁通回路 12,該旁通回路使得冷卻劑能直接返回到發(fā)動(dòng)機(jī)1而不經(jīng)過散熱器2。在 位于發(fā)動(dòng)機(jī)1和散熱器2之間的第一管線11的路徑上，并且在旁通回路 12之后，放置有恒溫器型的閥控制系統(tǒng)3。該閥控制系統(tǒng)3示出為盒形， 它包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)1和散熱器2之間的冷卻劑的通路(未示出)，能夠通 過閥以及用于恒溫控制該閥的元件關(guān)閉。這些恒溫控制元件僅在散熱器2
已經(jīng)達(dá)到特定溫度時(shí)允許冷卻劑從發(fā)動(dòng)才;u 1流到散熱器2。
恒溫控制元件是與上述一樣的類型。該元件以含在塞中的蠟的體積膨 脹為原理運(yùn)行。在冷卻劑溫度的影響下，蠟塞通過標(biāo)定到溫度點(diǎn)的熱膨脹 發(fā)指令以經(jīng)由工作活塞打開單向閥32。該單向閥32則打開或關(guān)閉以調(diào)節(jié) 冷卻劑的流動(dòng)，以及可選地調(diào)節(jié)旁通回路12的流動(dòng)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)， 所使用的恒溫器3當(dāng)冷卻劑溫度達(dá)到110"C的標(biāo)準(zhǔn)溫度設(shè)定點(diǎn)時(shí)打開。該 恒溫器3包括電阻器31類型的加熱裝置31，該加熱裝置用于人工4吏蠟的 溫度上升，并由此改變蠟的溫度設(shè)定點(diǎn)。這意味著，通常當(dāng)冷卻劑為110
ic時(shí)打開單向閥32的恒溫器3現(xiàn)在將在冷卻劑處于卯x:時(shí)打開，這是因
為人工使恒溫器上升到IIO匸的電阻器31。該電阻器31的目的是根據(jù)用于 控制閥控制系統(tǒng)3的打開或關(guān)閉的預(yù)定^殳定點(diǎn)曲線改變溫度i殳定點(diǎn)。電阻 器31連接到車輛的計(jì)算機(jī)4，該計(jì)算機(jī)產(chǎn)生本方法所需的指令。
冷卻回路還包括至少一個(gè)溫度傳感器101，該溫度傳感器放置在發(fā)動(dòng) 機(jī)出口處的冷卻回路管線11中并位于閥控制系統(tǒng)3的上游?？稍陂y控制系 統(tǒng)3的下游并在散熱器2的入口處在冷卻回路的管線11中放置第二傳感器 102。這兩個(gè)溫度傳感器也連接到計(jì)算機(jī)4。第一溫度傳感器101用于測(cè)量 發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的冷卻劑溫度Tl。第二傳感器102用于測(cè)量散熱器2的入口 處的冷卻劑溫度。由于成本較高，傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車輛未裝備這種第二傳感器 102，該傳感器僅用于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。因此在發(fā)動(dòng)機(jī)車輛運(yùn)行期間調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度所必須的所有測(cè)量結(jié)果都是利用第一溫度傳感器101取得的。
該設(shè)備還包括用于確定閥控制系統(tǒng)是否已經(jīng)出現(xiàn)第一打開/開度的控 制模塊45,因?yàn)樗鼉H在笫一打開之后使用。事實(shí)上，在閥控制系統(tǒng)的第一
打開期間，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和溫度設(shè)定點(diǎn)之間溫度差太大以致于不能用于漸進(jìn) 式設(shè)定點(diǎn)。
在起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的第一打開能通過使用用于防止熱振動(dòng)過高的裝置來影
響。為此，閥控制系統(tǒng)的第一打開一它的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)是iiox:—過早地出
現(xiàn)。這意味著，該設(shè)備具有用于在冷卻劑溫度是卯匸而不是110"C時(shí)使閥 控制系統(tǒng)打開的裝置。這通過使用恒溫器的加熱電阻器31實(shí)現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)該 打開時(shí)，控制模塊45呈現(xiàn)表示第一打開已經(jīng)出現(xiàn)的值TC。該控制模塊45 用作控制根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)設(shè)備的第 一打開的裝置。
因此第一傳感器101用于在行駛期間連續(xù)地測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的冷卻 劑溫度Tl，以便監(jiān)測(cè)該發(fā)動(dòng)機(jī)溫度并且檢查溫度設(shè)定點(diǎn)是否已達(dá)到。
為此，該設(shè)備包括至少一個(gè)第一計(jì)算模塊41,該第一計(jì)算模塊通過車 輛或發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上的鑒別來標(biāo)定，以用于根據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)4的存儲(chǔ)裝 置47中的最小溫度i殳定點(diǎn)Cl和最大溫度i殳定點(diǎn)C2確定最小溫度極限B1 和最大溫度極限B2。所述最小和最大溫度極限Bl和B2位于由最小和最 大溫度設(shè)定點(diǎn)C1和C2形成的間隔中。這意味著，第一計(jì)算模塊41確定 高于最小溫度設(shè)定點(diǎn)Cl的最小溫度極限B1以及低于最大溫度設(shè)定點(diǎn)C2 的最大溫度極限B2。例如，如果最小溫度設(shè)定點(diǎn)C1是90"C并且如果最大 溫度設(shè)定點(diǎn)C2是110"C，則最小溫度極限B1可以是92匸，并且最大溫度 極限B2可以是108"C。該溫度差異起到了安全余量的作用。
該設(shè)備包括第二計(jì)算模塊，該第二計(jì)算模塊通過車輛或發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái) 上的鑒別來標(biāo)定，以用于確定溫度設(shè)定點(diǎn)曲線。為了這個(gè)目的，該模塊將 計(jì)算最小溫度極限Bl和最大溫度極限B2之間的多個(gè)中間溫度II。這些中 間溫度II用于逐漸地達(dá)到最小或最大溫度設(shè)定點(diǎn)Cl或C2。
或者，可在計(jì)算機(jī)4中預(yù)先存儲(chǔ)曲線圖。
該設(shè)備還包括比較模塊43，以用于比較行駛期間通過溫度傳感器101 在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處連續(xù)測(cè)量的溫度Tl與利用第二計(jì)算模塊42計(jì)算的中間溫 度II。該比較用于確定兩個(gè)溫度之間的差異E。該差異E傳遞到一模塊44, 該模塊用于才艮據(jù)所測(cè)量的差異E校正限定閥控制系統(tǒng)達(dá)到期望的溫度設(shè)定
點(diǎn)所必須的較寬的打開。
計(jì)算機(jī)的該校正模塊44與恒溫器的一控制模塊46相關(guān)聯(lián)，以便打開 加熱電阻器。
在一種替代性的設(shè)備中，計(jì)算或校正模塊可以與(比例的，積分的， 求導(dǎo)的)PID控制器相關(guān)聯(lián)。該控制器作用在調(diào)節(jié)值上，以便控制加熱電 阻器、閥等，該調(diào)節(jié)值在本例中為溫度調(diào)節(jié)值。
該控制器類型包括以下三種作用
-比例作用P:控制器輸出值直接與所測(cè)的值和設(shè)定點(diǎn)之間的差異成比 例。在這種調(diào)節(jié)類型下，所測(cè)的值不會(huì)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)該控制器的作用是使 得差異最小。
-積分作用I:比例作用用于消除測(cè)量值和設(shè)定點(diǎn)之間的差異，由此提 高調(diào)節(jié)精度。它包括進(jìn)行差值的積分(在數(shù)學(xué)方面)。這種積分作用實(shí)際 上總是與比例作用相關(guān)聯(lián)。
-求導(dǎo)作用D:這包括對(duì)測(cè)量值和設(shè)定點(diǎn)之間的差異求導(dǎo)(在數(shù)學(xué)方 面)。該求導(dǎo)作用用于縮短調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間以及使調(diào)節(jié)穩(wěn)定(當(dāng)受控的值中 的變化很快時(shí))。該求導(dǎo)作用是比例作用的補(bǔ)充。
下面將詳細(xì)說明在圖5中示出的該設(shè)備的操作。
在開始發(fā)動(dòng)才幾調(diào)節(jié)之前，確定最小和最大溫度i殳定點(diǎn)(201)，并將其 存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)4的存儲(chǔ)模塊47中(202 )。
在行駛期間，通過溫度傳感器101連續(xù)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的冷卻劑溫 度T1 (200)。將該溫度T1送到計(jì)算機(jī)4。
如果控制模塊45的溫度TC示出第一打開已經(jīng)出現(xiàn)，則起動(dòng)根據(jù)本發(fā) 明的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)。
由于第一計(jì)算模塊41，計(jì)算機(jī)4使用最小和最大溫度設(shè)定點(diǎn)Cl和C2 確定最小和最大溫度極限B1和B2 (210)。通常，最小和最大溫度i殳定點(diǎn) Cl和C2分別是90C和110C:，通過第一計(jì)算模塊41確定的最小和最大
溫度極限Bi和B2則可分別是92t:和102 x:。
將這些溫度極限Cl、 C2存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)4的存儲(chǔ)模塊47中(211、 212 )。
計(jì)算機(jī)4的第二模塊42則計(jì)算通過最小和最大溫度極限Bl和B2確 定的溫度曲線的中間溫度設(shè)定點(diǎn)Il (220),以逐漸達(dá)到溫度設(shè)定點(diǎn)Cl, C2。
將在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處連續(xù)地測(cè)量(200)的溫度Tl與各種中間溫度II 相比較(230 )，以便通過比較模塊43確定差異E。
在確定差異E的值后將其送到模塊44以校正該差異，該差異用于確 定(240)閥控制系統(tǒng)的打開或關(guān)閉(250),該打開或關(guān)閉對(duì)于校正該差 異E并由此通過遵循設(shè)定點(diǎn)曲線圖達(dá)到預(yù)期的設(shè)定點(diǎn)是必須的。
由于控制模塊46，該校正可通過控制加熱電阻器31以加熱或不加熱 來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電阻器31打開時(shí)，閥控制系統(tǒng)逐漸地打開，當(dāng)電阻器31關(guān)閉 時(shí)，閥控制系統(tǒng)逐漸地關(guān)閉。
根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的操作因此包括下列步驟
陽確定最小溫度^l定點(diǎn)和最大溫度i殳定點(diǎn)Cl和C2 (201)，并將這兩 個(gè)溫度設(shè)定點(diǎn)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)4的存儲(chǔ)裝置47中(202 );
-通過第一計(jì)算模塊41利用最小溫度設(shè)定點(diǎn)Cl確定最小溫度極限Bl ， 并且利用最大溫度i殳定點(diǎn)C2確定最大溫度極限B2 (210)，并將這兩個(gè) 溫度設(shè)定點(diǎn)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)4的存儲(chǔ)裝置47中(212、 212);
國(guó)通過第二計(jì)算模塊42隨著最小和最大溫度極限Bl和B2的變化確定 中間溫度Il (220);
-利用傳感器101在行駛期間在發(fā)動(dòng)機(jī)1的出口以及閥控制系統(tǒng)3的下 游連續(xù)地測(cè)量回路中的冷卻劑的溫度T1 (200);
-將發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的溫度與各種中間溫度II相比較以便確定差異E (230);
-通過打開或關(guān)閉閥控制系統(tǒng)(250)校正溫度差異E (240)。 在本例中，閥控制系統(tǒng)3是恒溫器型的，但也可使用其它類型的冷卻
劑閥控制系統(tǒng)，例如電控制閥，由此除溫度以外還用于調(diào)節(jié)其它參數(shù)。 同樣地，已經(jīng)說明了散熱器保護(hù)的示例。然而，還可使用其它熱交換
器，或者甚至是不包括在發(fā)動(dòng)機(jī)熱傳遞中但受到某種熱振動(dòng)的部件。
還是在這種情況下，該保護(hù)模式可應(yīng)用到其它類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng) 機(jī)包括可受益于熱保護(hù)的輔助部件，例如電子發(fā)動(dòng)機(jī)或混合系統(tǒng)。
此外，在所提到的例子中，已經(jīng)通過各種折衷選擇了高溫和低溫。但 根據(jù)條件的變化，也可采用其它(較低的或較高的)值。
4艮明顯，在不脫離由權(quán)利要求限定的應(yīng)用領(lǐng)域的情況下，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可將本發(fā)明實(shí)現(xiàn)成各種其它具體形式。因此，此處的實(shí)施例只是示例 性，并且可在權(quán)利要求的范圍限定的領(lǐng)域內(nèi)修改，本發(fā)明不限定于上述具 體細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1. 用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的設(shè)備，該設(shè)備包括閥控制系統(tǒng)(3)，該閥控制系統(tǒng)安放內(nèi)燃機(jī)(1)的使該內(nèi)燃機(jī)(1)與散熱器(2)相連的冷卻回路的管線(11)上，該管線(11)包括放在發(fā)動(dòng)機(jī)(1)出口并位于閥控制系統(tǒng)(3)上游的溫度傳感器(101)，該閥控制系統(tǒng)在被加熱到溫度設(shè)定點(diǎn)的冷卻劑的作用下自動(dòng)打開，其特征在于，該設(shè)備包括用于根據(jù)預(yù)定的溫度曲線在所存儲(chǔ)的最小溫度設(shè)定點(diǎn)(C1)和所存儲(chǔ)的最大溫度設(shè)定點(diǎn)(C2)之間改變溫度設(shè)定點(diǎn)的裝置(31)，以便通過維持閥控制系統(tǒng)的比較寬的打開來使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度逐漸達(dá)到最小或最大設(shè)定點(diǎn)，從而削減熱振動(dòng)，該設(shè)備還包括用于控制閥控制系統(tǒng)的第一打開以及用于檢測(cè)是否已經(jīng)出現(xiàn)閥控制系統(tǒng)的該第一打開的裝置(45，TC)。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的設(shè)備，其特征在于， 用于根據(jù)預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)曲線影響閥控制系統(tǒng)的比較寬的打開的裝置包括加 熱電阻器(31)，該加熱電阻器用于過早地增加或減少閥控制系統(tǒng)(3)的 蠟塞的溫度以分別使單向閥(32)打開或關(guān)閉，該裝置由計(jì)算機(jī)(4)中的 計(jì)算裝置控制。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的設(shè)備，其特征在于， 計(jì)算機(jī)(4)中的計(jì)算裝置包括至少一個(gè)第一計(jì)算模塊(41)、 一第二計(jì)算 模塊(42)和一比較模塊(43)，該計(jì)算模塊(41)用于相互地根據(jù)存儲(chǔ) 在計(jì)算機(jī)(4)的存儲(chǔ)裝置(47)中的最小溫度設(shè)定點(diǎn)(Cl)和最大溫度 設(shè)定點(diǎn)(C2)確定最低的最小溫度極限(Bl)和最大溫度極限(B2),該 第二計(jì)算模塊(42)用于計(jì)算最小溫度極限(Bl)和最大溫度極限(B2) 之間的設(shè)定點(diǎn)曲線的多個(gè)中間溫度(II)，該比較模塊(43)用于將行駛 期間通過溫度傳感器(101)在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處連續(xù)地測(cè)量的溫度(Tl)與 利用第二溫度模塊(42)計(jì)算的中間溫度(II)相比較，以便確定這兩個(gè) 溫度(Tl， II)之間的差異(E)，該設(shè)備還包括用于校正該差異以及用 于根據(jù)所測(cè)量的溫度差異(E)限定恒溫器為達(dá)到預(yù)期溫度設(shè)定點(diǎn)而必須 的打開的模塊(44)。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的設(shè)備，其特征在于， 計(jì)算機(jī)(4 )中的計(jì)算裝置包括與校正模塊(44 )相關(guān)聯(lián)的恒溫器控制模塊(46)。
5. 由權(quán)利要求1所述的設(shè)備執(zhí)行的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法，其 特征在于，該方法包括當(dāng)閥控制系統(tǒng)的第一打開已經(jīng)出現(xiàn)時(shí)改變溫度設(shè)定 點(diǎn)以使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度逐漸地達(dá)到最大溫度。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟-確定最小溫度設(shè)定點(diǎn)(Cl)和最大溫度i殳定點(diǎn)(C2),并將這兩個(gè) 溫度設(shè)定點(diǎn)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)(4)的存儲(chǔ)裝置(47)中(201， 202)，國(guó)通過第一計(jì)算模塊(41)利用最小溫度設(shè)定點(diǎn)(Cl)確定最小溫度極 限(Bl)并利用最大溫度"^殳定點(diǎn)(C2 )確定最大溫度極限(B2 ) (210 )， 并將這兩個(gè)溫度i殳定點(diǎn)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)(4 )的存儲(chǔ)裝置(47 )中(212， 212 ),-通過第二計(jì)算模塊(42 )根據(jù)最小溫度極限(Bl )和最大溫度極限(B2 ) 的變化確定中間溫度(II) (220)，-利用傳感器(101)在行駛期間在發(fā)動(dòng)機(jī)(1 )出口以及岡控制系統(tǒng)(3 ) 的下游連續(xù)地測(cè)量回路中的冷卻劑的溫度，畫將發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(Tl)與各種中間溫度(II)相比較以確定差異(E) (230)，-通過打開或關(guān)閉閥控制系統(tǒng)(250)來校正(240)溫度差異(E)。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法，其特征在于，最小溫度設(shè)定點(diǎn)(ci)在8or:到85x:之間，最大溫度設(shè)定點(diǎn)(C2)在ioo "c到12ox:之間。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法，其特征在于， 最小溫度設(shè)定點(diǎn)(Cl)是90X:，最大溫度設(shè)定點(diǎn)(C2)是110匸。
9. 如權(quán)利要求8所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法，其特征在于， 當(dāng)最小溫度設(shè)定點(diǎn)(Cl)是901C時(shí)最小溫度極限(Bl)是92"C,當(dāng)最大 溫度設(shè)定點(diǎn)(C2)是1101C時(shí)最大溫度極限(B2)是108X:。
10.如權(quán)利要求6所述的用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法，其特征在于， 打開或關(guān)閉(250 )閥控制系統(tǒng)(3 )通過打開閥控制系統(tǒng)中的加熱裝置(31) 實(shí)施，該加熱裝置過早地達(dá)到溫度設(shè)定點(diǎn)(Cl， C2)以允許閥控制系統(tǒng)能 打開或關(guān)閉(250)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法和設(shè)備，該設(shè)備包括布置在內(nèi)燃機(jī)(1)的使發(fā)動(dòng)機(jī)連接到散熱器(2)的冷卻回路管線上的閥控制系統(tǒng)(3)，該管線(11)包括布置在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端并在閥控制系統(tǒng)(3)上游的溫度傳感器(101)，該閥控制系統(tǒng)(3)在冷卻液的影響下自動(dòng)打開，該冷卻液被根據(jù)預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)曲線加熱到設(shè)定溫度，該設(shè)定點(diǎn)曲線圖的范圍在所存儲(chǔ)的最小溫度設(shè)定點(diǎn)(C1)和所存儲(chǔ)的最大溫度設(shè)定點(diǎn)(C2)之間，從而通過維持閥控制系統(tǒng)的較寬的打開來使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度逐漸達(dá)到最小或最大設(shè)定點(diǎn)，該設(shè)備還包括用于控制閥控制系統(tǒng)的初始打開的裝置(45，TC)，以使得當(dāng)閥控制系統(tǒng)已經(jīng)被初始打開時(shí)，能控制該閥控制系統(tǒng)的打開。
文檔編號(hào)G05D23/275GK101384805SQ200780005961
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者C·穆內(nèi)特歐, E·普雷米爾, F·潘托, P·賴 申請(qǐng)人:雷諾股份公司