本發明總體上涉及內燃發動機領域。
更具體地，本發明涉及一種用于控制內燃發動機的方法，其中，
-在該內燃發動機的第一工作點處獲取所述工作點的第一特征參數的值，并且由此推導出該內燃發動機中的第一液體冷卻劑溫度設定點以及允許進入該內燃發動機的空氣和燃料的混合物的第一富余度設定點，
-在經過不同于該第一工作點的第二工作點時，獲取所述參數的值，并且由此推導出第二溫度設定點和第二富余度設定點。
本發明還涉及一種內燃發動機，該內燃發動機包括：發動機缸體，用于將新鮮空氣引入該發動機缸體中并配備有用于控制新鮮空氣流量的閥的進氣管線，用于從該發動機缸體排放已燃燒氣體的排氣管線，用于將燃料噴射到該發動機缸體中并配備有至少一個用于將燃料噴射到該發動機缸體中的噴射器的管線，以及配備有恒溫器的發動機缸體的冷卻劑回路。
具體地，本發明涉及具有受控點火的發動機。
背景技術：
當駕駛員壓下加速器踏板時，控制內燃發動機受到控制從而改變該工作點。
為此，此內燃發動機的計算機計算有待噴射到發動機汽缸中的空氣和燃料的新量。
為了使此發動機正常工作，不得超過某些熱機械極限，如發動機驅動軸的轉速閾值或發動機缸體的允許溫度閾值。
當內燃發動機在駕駛員加速之后從一個工作點轉換到另一個工作點時，已燃燒氣體的溫度上升。
然后必須限制這種溫度上升，以便防止該發動機過熱。
文獻EP 1320669描述了一種方法，其中提供了根據發動機的新的工作點來控制該內燃發動機的液體冷卻劑的溫度。
具體地，提供了當該發動機在重負荷下運行時降低該液體冷卻劑溫度。
盡管如此，該發動機的液體冷卻劑溫度不隨著施加的新的溫度設定點而立即改變。該發動機缸體本身的冷卻具有一定的等待期。這兩種現象結合導致了該發動機缸體的溫度暫時上升超過所允許的溫度閾值的風險。
技術實現要素：
為了彌補上述的現有技術的缺陷，本發明提出了巧妙地控制液體冷卻劑的溫度以及噴射到該發動機缸體的汽缸中的燃料的量，以便限制此發動機缸體的溫度變化。
更具體地，根據本發明，提出一種用于控制如最初定義的內燃發動機的方法，其中，如果該第二溫度設定點嚴格低于該第一溫度設定點，則準備執行以下步驟：
a)確定要添加到該第二富余度設定點的附加富余度，
b)獲取已燃燒氣體溫度，以及
c)根據獲取的已燃燒氣體溫度逐漸減小該附加富余度。
如果該液體冷卻劑溫度設定點下降，即如果存在該發動機缸體的溫度超過所允許的閾值的風險，則實施步驟a)至步驟c)。
由于本發明，在步驟a)中噴射到汽缸中的附加燃料富余度具有快速阻止已燃燒氣體溫度升高的作用。
因此，消耗了更多的燃料。出于此原因，在步驟c)中，在將液體冷卻劑的溫度降低到其設定點所需的持續時間內逐漸減小該附加富余度。
以這種方式，限制了發動機缸體的溫度的上升，并且降低了燃料消耗。
根據本發明的控制方法的進一步的非限制性的和有利的特征如下：
-在步驟c)中，從根據已燃燒氣體溫度的圖譜中讀取減小的附加富余度的值；
-在步驟c)中，使用控制器根據該已燃燒氣體溫度來計算減小的附加富余度的值；
-該控制器是比例積分微分控制器；
-從預定圖譜中讀取每個液體冷卻劑溫度設定點；
-從第一組單獨值選擇每個液體冷卻劑溫度設定點；
-該第一組包括至多五個單獨值；
-該第一組包括三個單獨值，即80℃、90℃和100℃；
-當該內燃發動機外部的溫度大于預定閾值時，從第二組值中選擇每個液體冷卻劑溫度設定點，這個第二組的最低值大于該第一組的最低值。
本發明還提出了一種如最初限定的內燃發動機，該內燃發動機包括計算機，該計算機能夠實現根據本發明的控制方法并根據該液體冷卻劑溫度和富余度的設定點并考慮到所述附加富余度來控制所述控制閥、每個噴射器以及所述恒溫器。
附圖說明
以下關于附圖給出的描述僅僅是非限制性的示例，并且將清楚地展示本發明的內容并且示出其可以如何實現。
在這些附圖中：
-圖1是根據本發明的內燃發動機的示意圖，并且
-圖2是展示用來控制圖1中的內燃發動機的方法的步驟的圖。
具體實施方式
在本說明書中，術語“上游”和“下游”是根據始于從大氣吸入新鮮空氣的點、終于已燃燒氣體排出到大氣中的氣體流動方向來使用的。
圖1示意性地示出了機動車輛的內燃發動機1，該內燃發動機包括配備有曲軸的發動機缸體10以及容納在四個汽缸11中的四個活塞(未示出)。
此處的發動機具有受控點火。也可以具有壓縮點火。
在汽缸11的上游，內燃發動機1包括進氣管線20，該進氣管線從大氣中獲取新鮮空氣并通向空氣分配器25，該空氣分配器被配置成將新鮮空氣分配到發動機缸體10的四個汽缸11中的每一個汽缸。這個進氣管線20在新鮮空氣的流動方向上包括：對從大氣中獲取的新鮮空氣進行過濾的空氣過濾器21，對由空氣過濾器21過濾的新鮮空氣進行壓縮的壓縮機22，對所壓縮的新鮮空氣進行冷卻的主空氣冷卻器23，以及用于控制新鮮空氣流量Qair的閥24，該閥通向空氣分配器25中并在以下稱為“進氣閥24”。
在汽缸11的出口處，內燃發動機1包括從排氣歧管31延伸到排氣消聲器37的排氣管線30，先前在汽缸11中燃燒的氣體被遞送到該排氣歧管中，該排氣消聲器允許已燃燒氣體在被排出到大氣中之前膨脹。在已燃燒的氣體的流動方向中，內燃發動機還包括渦輪機32以及用于處理已燃燒氣體的催化轉化器33。
渦輪機32由離開排氣歧管31的已燃燒氣體流驅動旋轉，并且由于諸如單個傳動軸的機械聯接裝置，其允許壓縮機22被驅動旋轉。
內燃發動機1還包括用于將燃料噴射到汽缸11中的管線50。這個噴射管線50包括噴射泵52，該噴射泵被配置成從儲存器51中提取燃料以便在壓力下將其遞送到分配軌道53中。這個噴射管線50還包括四個噴射器54，這些噴射器的入口與分配軌道53連通，并且這些噴射器的出口分別通向四個汽缸11中。
該內燃發動機1還包括用于發動機缸體10的冷卻劑回路40，該冷卻劑回路尤其允許液體冷卻劑圍繞四個汽缸11循環。這個冷卻劑回路40包括：至少一個對該液體冷卻劑的溫度施加設定點的恒溫器41，在環境空氣和液體冷卻劑之間的通常被稱為散熱器42的的熱交換器42，以及允許液體冷卻劑在冷卻劑回路40中強制循環的泵43。
關于流體的循環，當該發動機啟動時，經由進氣管線20從大氣中獲取的新鮮空氣被空氣過濾器21過濾，被壓縮機22壓縮，被主空氣冷卻器23冷卻，然后與噴射到汽缸11中的燃料一起燃燒。
該液體冷卻劑被設定為通過泵43在冷卻劑回路40中連續循環。根據液體冷卻劑溫度設定點CTI，通過散熱器42中的熱交換將該液體冷卻至由恒溫器41施加的溫度。
當離開汽缸11時，已燃燒氣體在渦輪機32中膨脹，在催化轉化器33中被處理和過濾，然后在排放到大氣中之前在排氣消聲器37中再次膨脹。
為了控制內燃發動機1的各種元件，特別是四個噴射器54、恒溫器41和進氣閥24，提供了計算機100，該計算機包括處理器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、模數轉換器(A/D)以及各種輸入和輸出接口。
由于其輸入接口，計算機100能夠從各種傳感器接收與該發動機的操作和氣候條件有關的輸入信號。
計算機100因此在其隨機存取存儲器中連續存儲：
-內燃發動機1上的瞬時負荷C，
-內燃發動機1的瞬時速度R，
-環境溫度Ta，即車輛外部的溫度，
-已燃燒氣體的溫度Tgb，即在這里是排氣歧管31內部的溫度。
使用位于空氣過濾器21下游的入口管線20的開口處的溫度傳感器來測量環境溫度Ta。
已燃燒氣體溫度Tgb是由溫度傳感器測量的，或者是基于負荷C、速度R和環境溫度Ta，例如通過經由狀態觀測器的近似法來計算的。
負荷C對應于由該發動機遞送的功與在給定速度下可由此發動機產生的最大功的比率。通常使用被稱為有效平均壓力PME的變量來進行近似。
速度R對應于用每分鐘轉數表示的曲軸的旋轉速度。
在這里，由負荷C和速度R這對值來定義該發動機的工作點。
作為變型，可以根據附加參數(例如根據新鮮氣體溫度)或根據不同參數(例如根據富余度以及經過進氣閥24的新鮮空氣流量Qair)來定義該發動機的工作點。
使用存儲在只讀存儲器中的軟件和圖譜(在測試臺上預定義的)，計算機100能夠為該發動機的每個工作點生成輸出信號。
這些輸出信號特別是用于將要噴射到該發動機中的燃料的液體冷卻劑溫度設定點CTI和富余度設定點Cr。
最后，由于其輸出接口，計算機100能夠將這些輸出信號傳輸到該發動機的各種元件，特別是進氣閥24、噴射器54和恒溫器41。
如圖2所展示的，當該機動車輛的發動機啟動時，為了使其在第一工作點穩定(步驟E1)，計算機100計算第一液體冷卻劑溫度設定點CTI1和富余度設定點Cr1(步驟E2)。
這些設定點與表征該第一工作點的兩個參數(速度R和扭矩C)組合，允許恒溫器41、進氣閥24和噴射器54的控制。
實際上對恒溫器41進行控制，以便使通過該恒溫器的液體冷卻劑的溫度穩定在設定點值CTI1(步驟E3)。
實際上，這個設定點CTI1具有從第一組三個單獨的預定值(即80℃、90℃和100℃)中選擇的值。
然而，如果環境溫度Ta大于閾值溫度(這里是40℃)，則將從第二限制組(在這里僅包括90℃和100℃的兩個值)中選擇設定點，使得在考慮了氣候條件以及散熱器42的性能時仍然是可實現的。
在此，我們考慮第一液體冷卻劑溫度設定點CTI1是100℃的情況。
就其本身而言，對噴射器54和進氣閥24進行控制，使得該曲軸以速度R轉動并產生對應于所需負荷C的扭矩。獲取的新鮮空氣和噴射到汽缸11中的燃料的比例被設置成等于第一固定富余度設定點Cr1。
計算機100檢測駕駛員是否在該加速器踏板上進行動作(步驟E4)。
當駕駛員沒有對加速器踏板采取動作時，保持這些控制設定點。
然而，如果駕駛員作用于該加速器踏板，則要到達的工作點改變，并且計算機100計算新的輸出信號。
在這里，我們考慮到駕駛員希望加速到第二工作點的情況。然后設定噴射器54以便將更多的燃料引入汽缸11中。并行地，進氣閥24被設定為增加引入到這些相同汽缸11中的空氣流量Qair。
為了到達第二工作點，計算機100確定第二富余度設定點Cr2和第二液體冷卻劑溫度設定點CTI2(步驟E5)，并相應地設定噴射器54、恒溫器41以及進氣閥24(步驟E6)。
在這個步驟E6中，存在的風險是工作點的變化將導致排氣歧管31中的已燃燒氣體溫度Tgb增加到所允許的溫度閾值Tthreshold之上。為了限制這種溫度上升，可以將第二液體冷卻劑溫度設定點CTI2選擇為低于第一液體冷卻劑溫度設定點CTI1的值。可以例如選擇等于90℃。
應當理解，該液體冷卻劑的溫度不會突然下降，而是將根據散熱器42的性能而逐漸減小。
直到該液體冷卻劑的溫度達到其設定點，為了限制已燃燒氣體溫度Tgb的上升，本發明提出通過將附加富余度Δr的燃料噴射到汽缸11中來富足噴射到汽缸11中的混合物。
因此，根據本發明的特別有利的特征，準備執行以下步驟：
-確定要添加到第二富余度設定點Cr2的附加富余度Δr，
-獲取已燃燒氣體溫度Tgb，以及
-根據獲取的已燃燒氣體溫度Tgb逐漸減小附加富余度Δr。
更精確地，如圖2所示，計算機100確定第二液體冷卻劑溫度設定點CTI2是否低于第一液體冷卻劑溫度設定點CTI1(步驟E7)。如果不是這種情況(這意味著液體冷卻劑溫度設定點CTI不變或其升高)，則根據步驟E6繼續遵循第二富余度設定點Cr2來控制該發動機的元件。
然而，如果第二液體冷卻劑溫度設定點CTI2低于第一液體冷卻劑溫度設定點CTI1，則計算機100確定將要噴射到該發動機的汽缸11中的燃料的附加富余度Δr(步驟E8)。
這個附加富余度Δr可以從計算機中的圖譜讀取或者可以計算出來(如以下本說明書中將要描述的)。
然后，計算機100確定在步驟E8中確定的燃料的附加富余度Δr是否為零(步驟E9)。
如果在步驟E8中確定的燃料的附加富余度Δr為零，則繼續遵循第二溫度設定點CTI2和第二富余度設定點Cr2來控制該發動機的元件。
如果在步驟E8中確定的燃料的附加富余度Δr不為零，則計算機100控制噴射器54和進氣閥24，使得所噴射的混合物的富余度等于富余度設定點Cr，該富余度設定點等同于第二富余度設定值Cr2和附加富余度Δr之和(步驟E10)。
然后，通過計算機100獲取已燃燒氣體溫度Tgb(步驟E11)。
然后，計算機100確定已燃燒氣體溫度Tgb是否小于或等于固定溫度閾值Tthreshold(步驟E12)。
只要是已燃燒氣體溫度Tgb保持大于此溫度閾值Tthreshold(這意味著存在發動機過熱的風險)，則所噴射的混合物的富余度Cr保持等于第二富余度設定點Cr2和初始附加富余度Δr之和。
然而，一旦已燃燒氣體溫度下降到低于溫度閾值Tthreshold(這意味著該液體冷卻劑的溫度下降開始起作用)，則目的是通過減小附加富余度Δr的值來限制燃料消耗。
為此，計算機100返回到步驟E8并且重新計算附加富余度Δr。
這個新的附加富余度Δr可以被選擇為等于被指配了固定值的初始附加富余度Δr。
然而，也可以從根據已燃燒氣體溫度Tgb(以及在適用情況下是負荷C和速度R)的圖譜中讀取。
也可以使用比例積分微分控制器PID來計算，將在測試臺上預定義這些常數。
然后，計算機重復步驟E9至E12，直到附加富余度Δr為零(在該冷卻劑回路足以冷卻該發動機而使得其溫度不超過允許值的情況下)。
一旦駕駛員再次作用于加速器踏板，它就中斷上述過程，使得該發動機到達新的工作點(步驟E13)。在這種情況下，計算機100返回到方法的步驟E5。
該方法在內燃發動機1切斷時結束。
本發明不限于所描述和描繪的實施例，但是本領域技術人員將能夠添加其選擇的任何變體。
因此，可以提供的是，液體冷卻劑溫度設定點CTI選自包括多于三個值(例如，包括值80℃、85℃、90℃、95℃和100℃)的第一組值。
根據另一個變體，在步驟E7中，可以提供的是，計算機100不是將新的液體冷卻劑溫度設定點CTI2與舊的液體冷卻劑溫度設定點CTI1進行比較，而是與測得的液體冷卻劑的溫度進行比較。