CN101463754B - 用于调节内燃机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于调节内燃机(1)的方法，该方法在正常运行中在第一调节模式下将增压空气温度控制器设成对用于调节增压空气温度(TLL)的特性曲线族恒温阀(5)主导的，或者在正常运行中在第二调节模式下将冷却介质温度极限控制器设成对用于调节冷却介质温度(TKM)的特性曲线族恒温阀(5)主导的，其中在增压空气温度传感器(15)具有故障时，设成冷却介质温度极限控制器(33)为主导的第二调节模式，并且其中在冷却介质温度传感器(16)具有故障时，设成增压空气温度控制器(27)为主导的第一调节模式。

Description

用于调节内燃机的方法

技术领域

本发明涉及一种用于调节内燃机的方法，该方法在正常运行中在第一调节模式下将增压空气温度控制器设成对用于调节增压空气温度的特性曲线族恒温阀主导的，或者在正常运行中在第二调节模式下将冷却介质温度极限控制器设成对用于调节冷却介质温度的特性曲线族恒温阀主导的，其中在增压空气温度传感器具有故障时，设成冷却介质温度极限控制器为主导的第二调节模式，并且在冷却介质温度传感器具有故障时，设成增压空气温度控制器为主导的第一调节模式。

背景技术

由文献《Schiff&Hafen(船舶和港口)》/Kommandobruecke，1990年第一册，49和50页公开了一种内燃机的冷却回路。该冷却回路由带有冷却介质泵的高温回路和由高温回路分岔出去的低温回路组成。在低温回路中串联布置着恒温阀、带有旁路管路的循环冷却器、增压空气冷却器和润滑油热交换器。由高温回路分岔出来的、在低温回路中的冷却介质流通过恒温阀的位置分成流过循环冷却器的冷却介质流和旁路-冷却介质流。在循环冷却器之后这两个冷却介质流重新汇集一起并且作为增压空气冷却器-冷却介质流输入增压空气冷却器。恒温阀由此通过冷却介质流的分配确定增压空气冷却器-冷却介质流的温度。增压空气冷却器-冷却介质流的温度又通过与增压空气温度的温度差定义增压空气抽取到增压空气冷却器中的热量。这样例如在内燃机全负荷时恒温阀完全打开，由此低温回路的全部冷却介质流都流过循环冷却器并且因此增压空气被抽取尽可能多的热能。相反在内燃机空载运行时恒温阀完全关闭，由此低温回路的全部冷却介质流通过旁路管路流过并且增压空气被抽取少量的热能。恒温阀的开关位置确定恒温的运行元件，例如膨胀材料元件，它随着增加的冷却介质流的温度膨胀由此恒温阀打开，或者随着下降的冷却介质流的温度缩短并且在弹簧力支持下关闭。受恒温阀的结构方式的决定，增压空气温度的调节还不能在所有运行点给出。

由DE 201 22 420U1公开了一种可电子加热的恒温阀，其中通过加热元件的电子控制可以使恒温的运行元件的特征线移动。例如可以在冷态的内燃机并且大的负荷要求的情况下使冷却介质流通过旁路影响到比通过恒温的运行元件给出的更前面的时间点。在其它的文献中这样的恒温阀被称为特性曲线族恒温阀。一种相应的用于控制这种特性曲线族恒温阀的方法由DE 102 23 686A1公开。其中描述了一种具有运行元件的预控的2点调节。不过这种方法对于在上面所述的冷却回路中的增压空气温度的调节没有提供明显的改善。

由未公开的带有官方的文件登记号码的德国专利申请DE 10 2007056 360.6公开了一种用于通过特性曲线族恒温阀在前面所述的冷却回路中调节增压空气温度或者冷却介质温度的方法。在第一调节模式下将增压空气温度控制器设成对用于调节增压空气温度的特性曲线族恒温阀主导的。在第二调节模式下将冷却介质温度极限控制器设成对用于调节冷却介质温度的特性曲线族恒温阀主导的。在正常条件下增压空气温度在内燃机的所有运行范围内通过增压空气温度控制器确定。不过如果冷却介质温度不可靠地升高，则冷却介质温度极限控制器主导。原则上将希望更强冷却的控制器设成对于特性曲线族恒温阀主导的。在传感器故障，例如增压空气温度传感器和/或冷却介质温度传感器故障时的措施在这个文献中未说明。

由DE 100 32 100A1尽管公开了一种对带有转速控制器和扭矩极限控制器的调节回路结构的诊断功能，它采用同样的调节元件，不过该诊断功能仅考虑这种情况，即在扭矩获取中出现了故障。该方法的校正在于，在正常运行中，或者转速控制器，或者扭矩极限控制器设成对功率确定信号，例如喷射量主导的。如果诊断功能在扭矩获取中识别出故障，则在转速控制器主导的情况下它继续主导。相反如果扭矩极限控制器是主导的，则进行到转速控制器主导的转变。如何在转速获取时的故障中采取措施，在这个文献中未能得知。

发明内容

本发明的任务在于，对前面所述的用于调节增压空气温度或者冷却介质温度的方法针对传感器故障时的处理方式进行补充。

该任务通过这种方法解决，该方法在正常运行中在第一调节模式下将增压空气温度控制器设成对用于调节增压空气温度的特性曲线族恒温阀主导的，或者在正常运行中在第二调节模式下将冷却介质温度极限控制器设成对用于调节冷却介质温度的特性曲线族恒温阀主导的，并且其中在增压空气温度传感器有故障的情况下，设成冷却介质温度极限控制器为主导的第二调节模式。相反如果冷却介质温度传感器故障，则设成增压空气温度控制器为主导的第一调节模式。本发明的中心思想在于，分别将无故障的控制器设成起决定作用的。

在调节参数测出全部故障时，也就是说，在增压空气温度传感器和冷却介质温度传感器都故障时，则使特性曲线族恒温阀完全打开。为此将恒温器行程理论值(Soll-Thermostatweg)设成紧急运行值。然后由恒温器行程理论值又计算出最大的用于加载特性曲线族恒温阀的控制信号。通过完全打开的特性曲线族恒温阀，调整到最大的冷却功率，由此内燃机在紧急状况下也被保护防止过热。

在增压空气温度传感器故障而冷却介质温度传感器完好的情况下，将特性曲线族从第一特性曲线族切换到用于确定冷却介质温度理论值的第二特性曲线族。第二特性曲线族与第一特性曲线族不同之处是没有配有最大值，而是针对可靠的、稳定的调节运行而设计。第二特性曲线族的冷却介质温度理论值这样设计，即在增压空气温度传感器故障时，增压空气温度在稳定的运行中以理想的方式与用于确定增压空气温度理论值的特性曲线族的值相一致。

附图说明

在图中示出了优选的实施例。图中示出：

图1示出了系统图，

图2示出了用于增压空气温度调节或者冷却介质温度调节的调节回路，

图3示出了用于增压空气温度调节的框图，

图4示出了用于冷却介质温度调节的框图，

图5示出了计算单元的框图，以及

图6示出了程序流程图(图6A和6B)。

附图标记列表

1内燃机

2高温回路

3低温回路

4冷却介质流(循环冷却器之前)

5特性曲线族恒温阀

6循环冷却器

7循环冷却器-冷却介质流

8旁路-冷却介质流

9增压空气冷却器-冷却介质流

10增压空气冷却器

11润滑油热交换器

12电子发动机控制器

13海水泵

14冷却介质泵

15温度传感器，增压空气

16温度传感器，冷却介质

17单元(确定第一调节参数SG1)

18单元(确定第二调节参数SG2)

19最小值选择器

20计算单元

21控制通路

22滤波器

23滤波器

24延迟元件

25特性曲线族

26滤波器

27增压空气温度控制器

28单元(计算动态的比例系数kpDYN1)

29预控特性曲线族

30限制器

31第一特性曲线族

32滤波器

33冷却介质温度极限控制器

34单元(计算动态的比例系数kpDYN2)

35限制器

36第一功能块

37第二功能块

38第三功能块

39转换过的恒温器特性曲线族

40校正曲线

41计算单元(计算PWM1)

42限制器

43第二特性曲线族

具体实施方式

图1示出了系统图。用于内燃机1的冷却的冷却回路包含低温回路3和带有冷却介质泵14的高温回路2。低温回路3在位置A处从高温回路2分岔出来，并且在位置B处重新通到高温回路2中。通过未示出的，在高温回路2中的节流位置可以调整在高温回路2和低温回路3中的冷却介质流。低温回路3中的冷却介质流在从高温回路2中分岔(位置A)以后在附图中以冷却介质流4标明。在低温回路3中串联布置着特性曲线族恒温阀5、带有旁路管路的循环冷却器6、增压空气冷却器10以及带有旁路管路的润滑油热交换器11。冷却介质流4根据特性曲线族恒温阀5的位置分成循环冷却器-冷却介质流7和/或旁路-冷却介质流8。在完全关闭的特性曲线族恒温阀5的情况下，全部的冷却介质流4通过在循环冷却器6上的旁路管路流过。在完全打开的特性曲线族恒温阀5的情况下，全部的冷却介质流4都流过循环冷却器6。在循环冷却器6中进行从循环冷却器-冷却介质流7到海水中的热传导，由此循环冷却器-冷却介质流7被冷却。海水的输入通过自身的海水泵13进行。在流过循环冷却器6后海水被重新引回。在附图中，海水输入以附图标记SW Zu标明，而海水输出以附图标记SW Ab标明。

在位置C处，循环冷却器-冷却介质流7和旁路-冷却介质流8重新汇集一起。这相当于增压空气冷却器-冷却介质流9，它的温度通过循环冷却器-冷却介质流和旁路-冷却介质流的体积份额以及温度确定。增压空气冷却器-冷却介质流9然后流过增压空气冷却器10。在该增压空气冷却器中进行从增压空气到增压空气冷却器-冷却介质流9中的热传导，由此增压空气被强烈冷却。增压空气的输入通过未示出的废气涡轮增压器的压缩机进行。在流过增压空气冷却器10后，增压空气被输入到内燃机1的燃烧室中。在附图中，增压空气的输入以附图标记LL Zu标明，而增压空气的输出以附图标记LL Ab标明。被加热过的增压空气冷却器-冷却介质流9然后流过润滑油热交换器11。在润滑油热交换器11中进行从润滑油到增压空气冷却器-冷却介质流9中的热传导，由此润滑油被冷却。在附图中，润滑油的输入以附图标记

Zu标明，而润滑油的输出以附图标记

Ab标明。增压空气冷却器-冷却介质流9的一部分通过润滑油热交换器11上的旁路管路流过。在点D处，两个体积重新汇集一起，并且在点B处输入高温回路2中。

利用附图标记12标明电子发动机控制器(ECU)。通过该控制器确定内燃机1的性能。电子发动机控制器12包含微机系统的常用组件，例如微处理器、I/O功能块、缓存以及存储器模块(EEPROM，RAM)。在存储器模块中，对内燃机1的运行关系重大的运行数据储存在特性曲线族中。电子发动机控制器12通过这些运行数据由输入参数计算出输出参数。在图1中示例示出了下面的输入参数：转速nMOT，由温度传感器15测量的增压空气温度TLL(原始值)，由温度传感器16测量的(高温回路的)冷却介质温度TKM，以及输入参数EIN。输入参数EIN例如是综合了共轨系统的轨道压力和操作者的功率需求。电子发动机控制器12的输出参数是参数AUS和用于控制特性曲线族恒温阀5的信号PWM。参数AUS代表另一个用于控制和调节内燃机1的调整信号，例如用于喷射开始和喷射结束，以及用于控制共轨系统的进气节流阀的信号。

图2示出了一种调节回路，用于在按照图1的冷却回路中调节增压空气温度或者冷却介质温度。调节回路的输入参数是转速nMOT、功率确定信号ve、边界值GW和蓄电池电压UB。功率确定信号ve对应基于扭矩的发动机调节情况下的理论扭矩或者基于喷射量的发动机调节情况下的理论喷射量。调节回路的输出参数是增压空气温度TLL和冷却介质温度TKM。调节回路的元件是：用于确定第一调节参数SG1的单元17、用于确定第二调节参数SG2的单元18、最小值选择器19、第一开关SR1、计算单元20、第二开关SR2和控制通路21。控制通路21的输出参数是调节参数，这里是：增压空气温度TLL的原始值和(高温回路的)冷却介质温度TKM的原始值。在单元17中综合了增压空气温度理论值的确定、增压空气温度调节偏差的确定、增压空气温度控制器和限制器。单元17在图3中作为框图示出并且结合它说明。在单元18中综合了冷却介质温度理论值的确定、冷却介质温度调节偏差的确定、冷却介质温度极限控制器和限制器。单元18在图4中作为框图示出并且结合它说明。在计算单元20中综合了产生的调节参数SGR到控制信号PWM的转换。利用控制信号PWM使特性曲线族恒温阀5在控制通路21之内被加载。计算单元20在图5中作为框图示出并且结合它说明。在控制通路21中综合了特性曲线族恒温阀5、带有旁路管路的循环冷却器6和增压空气冷却器10。增压空气温度TLL的原始值通过布置在第一反馈支路中的可选择的滤波器22滤波。滤波过的值对应增压空气温度实际值TLL(IST)，该值被输送到单元17上。冷却介质温度TKM的原始值通过布置在第二反馈支路中的可选择的滤波器23滤波。滤波过的值对应冷却介质温度实际值TKM(IST)，该值被输送到单元18上。通过延迟元件24使调节模式RM时间延迟了一个探测步骤，并且作为调节模式RMZ反馈到单元18上。调节模式RM作用为第一调节模式RM1或者第二调节模式RM2。

所示的调节回路具有下面的功能：

在发动机停止的情况下，第二开关SR2处于虚线位置，在该位置中，将恒定的值0％输送到控制通路21上。在这种情况下，特性曲线族恒温阀完全关闭。在发动机起动后，第二开关SR2变化到实线所示的位置，在该位置中，特性曲线族恒温阀的位置通过控制信号PWM定义。在正常运行中，第一开关SR1处于实线所示的位置。通过最小值选择器19，使其调节参数具有较小值的那个控制器设成对于特性曲线族恒温阀主导的。那个希望更强冷却的控制器由此得以实施。在正常运行中，第一调节参数SG1小于第二调节参数SG2，也就是说，设成第一调节模式RM1下。在该调节模式中，集成在单元17中的增压空气温度控制器主导。产生的调节参数SGR的值由此对应第一调节参数SG1的值。然后通过计算单元20由产生的调节参数SGR计算出用于加载特性曲线族恒温阀的控制信号PWM。根据特性曲线族恒温阀的位置，确定流过循环冷却器的循环冷却器-冷却介质流和旁路-冷却介质流。不过如果冷却介质温度实际值TKM(IST)接近冷却介质温度理论值，则第二调节参数SG2的值下降到第一调节参数SG1的值之下。现在通过最小值选择器19使产生的调节参数SGR设置到第二调节参数SG2上并且设成第二调节模式RM2。集成在单元18中的冷却介质温度极限控制器现在承担特性曲线族恒温阀上的控制。只有当冷却介质温度实际值TKM(IST)由于更强的冷却重新低于允许的边界值GW，增压空气温度控制器才可以重新承担特性曲线族恒温阀上的控制。

对于产生的调节参数SGR，通过该调节参数SGR最终确定要调整的旁路-冷却介质流，适用于下面的关系：

当第一调节参数SG1的值小于/等于第二调节参数SG2的值时，产生的调节参数SGR的值对应第一调节参数SG1的值。如果第二调节参数SG2的值小于第一调节参数SG1的值，则产生的调节参数SGR的值对应第二调节参数SG2的值。

对于调节模式RM适用的是，如果产生的调节参数SGR对应第一调节参数SG1，则设成第一调节模式RM1。如果产生的调节参数SGR对应第二调节参数SG2，则设成第二调节模式RM2。

由此从增压空气温度控制器到冷却介质温度极限控制器主导的过渡得以快速且无干扰地进行，冷却介质温度极限控制器的I部分在第一调节模式RM1下、即在增压空气温度控制器主导时设成第一调节参数SG1的值。在附图中这通过从单元17到单元18的相应的信号线路示出。

如果现在确定了增压空气温度传感器的故障，则在第一步骤中设成第二调节模式RM2，并且在第二步骤中将第一开关SR1带到虚线位置。在第一开关SR1的虚线位置中，产生的调节参数SGR总是对应第二调节参数SG2。由此仅仅冷却介质温度极限控制器确定特性曲线族恒温阀的位置。在第三步骤中进行从第一特性曲线族到第二特性曲线族的特性曲线族切换，用于确定冷却介质温度理论值作为用于冷却介质温度极限控制器的基准变量。如果存在传感器故障，则冷却介质温度极限控制器的理论值从最大值切换到固定的可行驶的理论值。这个理论值与增压空气温度控制器的理论值协调一致。换句话说：如果处于正常运行，也就是说，增压空气温度传感器是完好的，则增压空气温度被调节到依赖特性曲线族的值。冷却介质温度在这种情况下不被调节，而是基于冷却回路的结构产生。产生的并且由此与增压空气温度协调一致的冷却介质温度被记入第二特性曲线族中，用于计算第二冷却介质温度理论值(图4)。即是指在正常运行中固定给出的冷却介质温度，也就是说在增压空气温度的调节时。在增压空气温度传感器故障的情况下，冷却介质温度极限控制器的功能不在冷却介质温度的界限内，而是在冷却介质温度的调节中。在第四步骤中，冷却介质温度极限控制器的I部分不再设置，而是只还受限制，也就是说，它可以自由进行。对此参见图4的说明。

在图3中示出了用于增压空气温度调节的单元17的框图。输入参数是发动机转速nMOT、功率确定信号ve以及增压空气温度实际值TLL(IST)，其中功率确定信号ve对应基于扭矩的发动机调节情况下的理论扭矩或者基于喷射量的发动机调节情况下的理论喷射量。输出参数对应第一调节参数SG1，它用于要调整的旁路-冷却介质流。单元17的元件是特性生曲线族25、可选择的滤波器26、增压空气温度控制器27、单元28、预控特性曲线族29和限制器30。由两个输入参数发动机转速nMOT和功率确定信号ve通过特性曲线族25计算出第一增压空气温度TLL1。第一增压空气温度TLL1然后经过滤波器26滤波。输出信号对应增压空气温度理论值TLL(SL)。由增压空气温度理论值TLL(SL)和增压空气温度实际值TLL(IST)在点A处计算出增压空气温度调节偏差dTLL。增压空气温度调节偏差dTLL是增压空气温度控制器27的输入参数。增压空气温度控制器27优选设计成PI控制器(比例积分控制器)，也可以是PID控制器或者PIDT1控制器。为了改善控制器的动态特性，也可以根据增压空气温度调节偏差dTLL计算出用于计算P部分的比例系数kp。那么在这种情况下比例系数kp由预定的、静态的比例系数和动态的比例系数kpDYN1之和计算出。动态的比例系数kpDYN1通过单元28计算。

增压空气温度控制器27的输出参数S1在点B处可选择地与预控值VS相加。相加之和对应信号S2。预控值VS通过预控特性曲线族29根据发动机转速nMOT和功率确定信号ve计算出。在点B处的相加产生干扰量补偿并且会改善调节回路的动态性能。在执行预控时，增压空气温度控制器27的I部分向下限制到负的预控值VS上。如果没有设置预控，则增压空气温度控制器27的I部分向下限制到零值。增压空气温度控制器27的I部分根据转速nMOT向上限制到下面的值上：

WERT＝(nMOT×VMAX)/nNENN(公式1)

在这里nMOT表示当前的转速，nNENN是表示额定转速，并且VMAX表示最大的旁路-冷却介质流。

通过限制器30将信号S2的值向下限制到零，并且向上对应公式1进行限值。即通过限制器30确定的上边界值对应标识WERT。限制器30的输出参数是第一调节参数SG1。它与要调整的旁路-冷却介质流相同，即与旁路-冷却介质流理论值相同。旁路-冷却介质流理论值的下边界值是零。上边界值对应公式1计算出，其中WERT对应上边界值。

在图4中示出了用于冷却介质温度调节的单元18的框图。输入参数是发动机转速nMOT、功率确定信号ve、冷却介质温度实际值TKM(IST)、第一调节参数SG1、边界值GW和时间延迟的调节模式RMZ，调节模式RMZ对应延迟了一个探测步骤的第一调节模式RM1或者第二调节模式RM2。单元18的输出参数是第二调节参数SG2，它是旁路-冷却介质流理论值。单元18的元件是特性曲线族31、第二特性曲线族43、第三开关SR3、可选择的滤波器32、冷却介质温度极限控制器33、用于计算动态的比例系数的单元34以及限制器35。

如果增压空气温度传感器和冷却介质温度传感器都是无故障的，则第三开关SR3处于实线所示的位置。由两个输入参数发动机转速nMOT和功率确定信号ve通过第一特性曲线族31计算出最大的冷却介质温度。这个最大的冷却介质温度被储存到特性曲线族31中，这个最大的冷却介质温度不允许被超过。在附图中它标记为第一冷却介质温度理论值TKM(SL1)。它接着还要被滤波。例如可以应用PT1滤波器作为滤波器32。滤波常数在这种情况下大于/等于零。滤波器32的输出参数对应冷却介质温度理论值TKM(SL)。由这个冷却介质温度理论值TKM(SL)和冷却介质温度实际值TKM(IST)，在点A处计算出冷却介质温度调节偏差dTKM。这个冷却介质温度调节偏差dTKM是冷却介质温度极限控制器33的输入参数。冷却介质温度极限控制器33优选设计成PI控制器，也可以是PID控制器或者PIDT1控制器。为了改善控制器的动态特性也可以根据冷却介质温度调节偏差dTKM计算出用于计算P部分的比例系数kp。那么在这种情况下，比例系数kp由预定的、静态的比例系数和动态的比例系数kpDYN2之和计算出。动态的比例系数kpDYN2通过单元34计算出。

为使从增压空气温度控制器27到冷却介质温度极限控制器33的过渡能够快速且无干扰地进行，冷却介质温度极限控制器33的I部分如下计算：

首先将冷却介质温度调节偏差dTKM与边界值GW比较。这个边界值GW可以预先规定，它是正的并且例如具有2℃的值。如果冷却介质温度调节偏差dTKM大于或者等于这个边界值GW，则冷却介质温度实际值TKM(IST)仍然距离第一冷却介质温度理论值TKM(SL1)，即最大的冷却介质温度至少2℃。如果现在增压空气温度控制器27在之前的扫描过程(图2：延迟元件24)中是主导的(设成RM1)，于是I部分就被设成由增压空气温度控制器27计算出的第一调节参数SG1。如果这个条件不满足，那么I部分就对应公式1被限制在标识WERT的值上。如果冷却介质温度调节偏差dTKM小于边界值GW，即小于2℃，那么冷却介质温度极限控制器33的I部分同样不再被设置，而是只还受限制，即它可以自由进行。由此从增压空气温度控制器27到冷却介质温度极限控制器33的过渡以及反过来都是无中断的。边界值GW选择得越小，从增压空气温度控制器27到冷却介质温度极限控制器33的过渡进行得就越快。只要冷却介质温度极限控制器33的I部分被设置，则冷却介质温度极限控制器33的第二调节参数SG2与增压空气温度控制器的第一调节参数SG1只区别在冷却介质温度极限控制器33的P部分。边界值GW选择得越小，那么当冷却介质温度极限控制器33的I部分重新开始自由进行，即受限制代替设置时，冷却介质温度极限控制器33的P部分就越小。在这种情况下，冷却介质温度极限控制器33在小的负的冷却介质温度调节偏差dTKM时就已经承担控制，并且对于特性曲线族恒温阀是主导的。即到冷却介质温度极限控制器33的过渡更快，因为它在冷却介质温度实际值TKM(IST)稍微波动超过冷却介质温度理论值TKM(SL)时就已经主导。

冷却介质温度极限控制器33的输出参数在附图中以附图标记S3标明。它对应要调整的旁路-冷却介质流。通过限制器35，然后将这个值向下限制到零并且向上限制到对应公式1。限制器35的上边界值因此对应标识WERT。

如果现在探测到增压空气温度传感器的故障，则如已经对图2所说明的，第一开关(图2：SR1)以及同时第三开关SR3改变了它的开关位置。由此在图4中第三开关SR3变化到虚线位置。在这个位置中通过第二特性曲线族43计算出第二冷却介质温度理论值TKM(SL2)。换句话说：在增压空气温度传感器故障的情况下，进行从第一特性曲线族31到第二特性曲线族43的特性曲线族切换。第二特性曲线族43的输入参数在这里也是发动机转速nMOT和功率确定信号ve。在第二特性曲线族43中，与第一特性曲线族31不同之处是没有存入最大值，而是安全的、固定的值，它与在图3中的特性曲线族25的值协调一致，因为现在在主导的冷却介质温度极限控制器的情况下只调节冷却介质温度。冷却介质温度极限控制器的I部分在增压空气温度传感器故障的情况下不再设置，而是限制到上边界值WERT上。这样它可以自由进行。

在图5中示出了计算单元20的框图。输入参数是产生的调节参数SGR、紧急运行值MAX、冷却介质温度TKM、发动机转速nMOT和蓄电池电压UB。输出参数对应用于控制特性曲线族恒温阀的控制信号PWM。计算单元20的元件是：用于计算恒温器行程理论值sTH(SL)的第一功能块36、第四开关SR4、用于从恒温器行程理论值sTH(SL)计算电压理论值U(SL)的第二功能块37和用于将电压理论值U(SL)转换到控制信号PWM的第三功能块38。通过第一功能块36，由产生的调节参数SGR根据发动机转速nMOT借助数学函数计算出恒温器行程理论值sTH(SL)。在一种简单的实施方式中，将下降的直线的直线方程作为数学函数。该直线的第一顶点由此确定，即在最大的恒温器行程理论值sTH(SL)时特性曲线族恒温阀完全打开并且由此旁路-冷却介质流理论值是零。该直线的第二顶点由此确定，即在恒温器行程理论值sTH(SL)是零时特性曲线族恒温阀完全关闭并且由此旁路-冷却介质流理论值最大。最大的旁路-冷却介质流理论值依赖于转速nMOT。这对应公式1计算出，其中WERT对应最大的旁路-冷却介质流理论值。

通过第二功能块37将恒温器行程理论值sTH(SL)换算到电压理论值U(SL)。特性曲线族恒温阀的物理性能如下：如果在确定的冷却介质温度下在该特性曲线族恒温阀上施加确定的电压，则产生确定的恒温器行程。如果冷却介质的温度改变了或者施加了另外的电压，则也产生另外的恒温器行程。这种关系可以以三维特性曲线族的形式在公式sTH(SL)＝f(TKM，U(SL))中描述。其中TKM表示冷却介质温度，U(SL)表示电压理论值，并且sTH(SL)表示恒温器行程理论值。为了调节增压空气温度TLL或者冷却介质温度TKM必须转换该特性曲线族。转换过的恒温器特性曲线族可以以公式U(SL)＝f[TKM，sTH(SL)]描述。

对于这种转换过的恒温器特性曲线族，那么电压理论值U(SL)根据冷却介质温度TKM和恒温器行程理论值sTH(SL)计算。加热元件对特性曲线族恒温阀的膨胀材料元件的热量输入依赖于冷却介质的流动速度。如果它流动得快些，则到膨胀材料元件中的热量输入可能大约更小些。冷却介质的流动速度又依赖于转速，因为冷却介质泵(图1：14)由内燃机的曲轴驱动。转换过的恒温器特性曲线族利用附图标记39标明。由于转速依赖性，转换过的恒温器特性曲线族39后接有依赖转速的校正曲线40。第二功能块37的输出参数是电压理论值U(SL)。

通过第三功能块38，给电压理论值U(SL)配有用于加载特性曲线族恒温阀的控制信号PWM。为此通过计算单元41将电压理论值U(SL)根据蓄电池电压UB换算成PWM信号的接通持续时间。输出参数对应信号PWM1并且定义为百分比单位。因为在特性曲线族恒温阀中的加热元件的电阻依赖于冷却介质温度，并且不允许超过电子发动机控制器的输出级的最大输出功率，于是信号PWM1通过限制器42根据蓄电池电压UB和冷却介质温度TKM限制。在限制器42中储存有相应的三维特性曲线族。第三功能块38的输出信号是控制信号PWM，利用该控制信号来控制特性曲线族恒温阀。

在正常运行中，也就是说，增压空气温度传感器和冷却介质温度传感器的信号是无故障的，则第四开关SR4处于实线所示的位置。在该位置中，恒温器行程理论值sTH(SL)对应通过第一功能块36计算出的值。如果现在识别出增压空气温度传感器或者冷却介质温度传感器的故障，即单重故障，则第四开关SR4保持在所示的位置。相反，如果识别出双重故障，也就是说，不仅增压空气温度传感器，而且冷却介质温度传感器都是有故障的，则第四开关SR4转变到虚线位置。在该位置，恒温器行程理论值sTH(SL)被设成紧急运行值MAX，由此初始化最大的控制信号PWM并且特性曲线族恒温阀完全打开。即调整到最大可能的冷却功率。

在图6中示出了程序流程图，它由两个部分附图6A和6B组成。在S1检查，是否存在增压空气温度传感器的故障。在完好的增压空气温度传感器的情况下，运行具有步骤S2至S18以及在图6B中示出的步骤S19至S30的程序部分。在故障的增压空气温度传感器的情况下，运行具有步骤S4和S5的程序部分，或者在同样故障的冷却介质温度传感器的情况下，运行分支A以及在图6B中的步骤S28至S30的程序部分。

如果在S1中确定了增压空气温度传感器的无故障的功能，即S1的询问结果是：否，则在S2中通过增压空气温度控制器借助增压空气温度的理论值-实际值偏差计算出第一调节参数SG1。在S3中通过第一特性曲线族(图4：31)计算出第一冷却介质温度理论值TKM(SL1)。在第一特性曲线族中储存有允许的冷却介质温度的最大值。然后程序在点B处并且利用S6继续执行。相反如果在S 1中探测到了增压空气温度传感器的故障，即S1的询问结果是：是，则在S4中检查冷却介质温度传感器的无故障性。如果只存在单重故障，也就是说，只有增压空气温度传感器是故障的，即S4的询问结果是：否，则在S5中进行从第一特性曲线族到用于计算第二冷却介质温度理论值的第二特性曲线族(图4：43)的特性曲线族切换。在第二特性曲线族中，不同于第一特性曲线族的是没有储存最大值，而是存有允许冷却介质温度进行可靠调节的值。然后该部分程序在点B处并且在S6中继续执行。相反如果在S4中确定了双重故障，也就是说，不仅增压空气温度传感器，而且冷却介质温度传感器都是故障的，即S4的询问结果是：是，则程序分岔到点A并且在图6B的程序流程图中在点A处继续执行。

在S6中，首先将在S3中计算出的第一冷却介质温度理论值TKM(SL1)或者在S5中计算出的第二冷却介质温度理论值TKM(SL2)滤波。接着借助冷却介质温度实际值TKM(IST)和冷却介质温度理论值TKM(SL)在S7中计算出冷却介质温度调节偏差dTKM。在S8中再次询问，增压空气温度传感器是否故障。如果不是这种情况，即S8的询问结果是：否，则在S9中由冷却介质温度调节偏差dTKM和比例系数kp计算出冷却介质温度极限控制器的P部分。在S10中检查，冷却介质温度调节偏差dTKM是否大于或者等于边界值GW，例如2℃，以及在上次探测步骤是否设成第一调节模式RM1。只有当增压空气温度控制器对特性曲线族恒温阀是主导的并且同时冷却介质温度实际值TKM(IST)低于冷却介质温度理论值TKM(SL)，即它处于许可的范围时，那么该询问才确实满足。如果是这种情况，即S10的询问结果是：是，则在S11中将冷却介质温度极限控制器的I部分设成由增压空气温度控制器计算出的第一调节参数SG1。然后程序在点C处和S17中继续执行。相反如果在S10询问的条件不满足，即S10的询问结果是：否，则在S15中不再将冷却介质温度极限控制器的I部分设成第一调节参数SG1的值，而是该I部分根据冷却介质温度调节偏差dTKM、比例系数kp和复归时间计算出。在这种情况下，冷却介质温度极限控制器的I部分自由进行。然后在S16中将I部分限制在对应公式1计算出的上边界值上。然后该程序在点C处和S17中继续执行。

如果在S8中的检查得出，增压空气温度传感器是故障的，即S8的询问结果：是，则在S12中借助冷却介质温度调节偏差dTKM和比例系数kp计算出冷却介质温度极限控制器的P部分。在S13中，冷却介质温度极限控制器的I部分根据冷却介质温度调节偏差dTKM、比例系数kp和复归时间计算出。然后在S14中，I部分对应上模说明的公式1限制到标识WERT，并且程序流程在点C处和S17中继续执行。

在S17中计算出冷却介质温度极限控制器的PI部分，措施是将P部分和I部分彼此相加。然后在S18中对应公式1限制PI部分，其中标识WERT是边界值。受限的PI部分的值对应第二调节参数SG2。然后程序在图6B的点D处继续执行。

在S19中重新检查，增压空气温度传感器是否故障。如果不是这种情况，即S19的询问结果是：否，在S20中将第一调节参数SG1的值和第二调节参数SG2的值互相通过最小值选择器(图2：19)比较。对于特性曲线族恒温阀主导的是其调节参数是较小值的控制器。如果第一调节参数SG1小于/等于第二调节参数SG2，即S20的询问结果是：是，则产生的调节参数SGR在S21中设成第一调节参数SG1的值。然后在S22中设成第一调节模式RM1并且程序流程在点E处和S27中继续进行。相反如果第一调节参数SG1大于第二调节参数SG2，即S20的询问结果是：否，则在S25中将产生的调节参数SGR设成第二调节参数SG2的值，在S26中设成第二调节模式RM2并且程序流程在点E处和S27中继续执行。相反如果在S19中的检查是增压温度传感器故障，即S19的询问结果是：是，则在S23中将产生的调节参数SGR设成第二调节参数SG2的值。在S24中设成冷却介质温度极限控制器为主导的第二调节模式RM2，并且程序流程在点E处和S27中继续执行。在S27中，恒温器行程理论值sTH(SL)由产生的调节参数SGR计算出并且程序流程在点F处和S29中继续执行。在S29中，通过计算单元(图2：20)计算出电压理论值U(SL)，并且在S30中确定用于加载特性曲线族恒温阀的控制信号PWM。

如果在图6A中的S4中确定了双重故障，也就是说，不仅增压空气温度传感器，而且冷却介质温度传感器都是有故障的，则向在图6B中的点A处分岔。然后在S28中，如在图5中所述，通过第四开关SR4将恒温器行程理论值sTH(SL)设成紧急运行值MAX。接着程序流程在点F处和S29中继续执行。在S29中确定最大的电压理论值并且在S30中确定最大的控制信号PWM。通过最大的控制信号使特性曲线族恒温阀完全打开，由此调整到最大的冷却功率。由此程序流程被终止。

Claims (7)

1.用于调节内燃机(1)的方法，该方法在正常运行中在第一调节模式(RM1)下确定增压空气温度控制器(27)用于特性曲线族恒温阀(5)以调节增压空气温度(TLL)，或者在正常运行中在第二调节模式(RM2)下确定冷却介质温度极限控制器(33)用于所述特性曲线族恒温阀(5)以调节冷却介质温度(TKM)，其中在增压空气温度传感器(15)具有故障时，确定所述使用冷却介质温度极限控制器(33)的第二调节模式(RM2)，并且其中在冷却介质温度传感器(16)具有故障时，确定所述使用增压空气温度控制器(27)的第一调节模式(RM1)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据特性曲线族恒温阀(5)的位置将循环冷却器(6)之前的冷却介质流(4)分成循环冷却器-冷却介质流(7)以及旁路-冷却介质流(8)，并且在循环冷却器(6)之后通过循环冷却器-冷却介质流(7)以及旁路-冷却介质流(8)的汇聚份额来确定用于调节增压空气温度(TLL)或者用于调节冷却介质温度(TKM)的增压空气冷却器-冷却介质流(9)的温度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在正常运行中通过第一特性曲线族(31)计算出第一冷却介质温度理论值(TKM(SL1))作为用于冷却介质温度极限控制器(33)的基准变量，在增压空气温度传感器(15)故障时转变到用于计算第二冷却介质温度理论值(TKM(SL2))的第二特性曲线族(43)，并且将第二冷却介质温度理论值(TKM(SL2))设成用于冷却介质温度极限控制器(33)的决定性的基准变量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二冷却介质温度理论值(TKM(SL2))通过第二特性曲线族(43)根据发动机转速(nMOT)和功率确定信号(ve)确定。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在切换到第二特性曲线族(43)后，冷却介质温度极限控制器(33)的I部分根据发动机转速(nMOT)限制。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在增压空气温度传感器(15)和冷却介质温度传感器(16)都发生故障时，使特性曲线族恒温阀(5)的完全打开。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为了完全打开特性曲线族恒温阀(5)，将恒温器行程理论值(sTH(SL))设成紧急运行值(MAX)，由此计算出用于加载特性曲线族恒温阀(5)的最大的控制信号(PWM)。

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