內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诟淖兝鋮s水溫度的控制閥并盡可能地有效利用冷卻水的相變化溫度帶的技術(shù)。本發(fā)明是使比熱容可變的冷卻水循環(huán)的內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置，具有：受熱量算出單元，算出所述冷卻水所接受的受熱量；控制閥，為了改變所述冷卻水的流通路徑或流通量并改變所述冷卻水的溫度，根據(jù)指令被開閉控制；和控制單元，基于由所述受熱量算出單元算出的受熱量，控制所述控制閥。
【專利說明】內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種使用能夠以電子方式調(diào)節(jié)閥開度的閥開度調(diào)節(jié)單元來控制內(nèi)燃機的冷卻水溫度的技術(shù)，基于內(nèi)燃機直到當(dāng)前的運轉(zhuǎn)條件來推定冷卻水的溫度的最佳值，基于將來的在內(nèi)燃機入口的冷卻水溫度的推定值和所推定出的最佳值來調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)單元的閥開度(例如參照專利文獻(xiàn)I)。根據(jù)該專利文獻(xiàn)I的技術(shù)，能夠進一步將內(nèi)燃機的冷卻水溫度控制為最佳的溫度。
[0003]另一方面，公開了如下的技術(shù):作為冷卻內(nèi)燃機的冷卻水，使用通過包含從固相狀態(tài)和液相狀態(tài)的一方向另一方發(fā)生相變化從而改變介質(zhì)的比熱容的粒子來使比熱容可變的冷卻水(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-100638號公報
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-044896號公報
[0007]專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-325790號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]在使用專利文獻(xiàn)2所公開的比熱容可變的冷卻水的情況下，若欲應(yīng)用專利文獻(xiàn)I所公開的技術(shù)將冷卻水的溫度控制為基準(zhǔn)，則因為冷卻水的比熱容可變的溫度帶(相變化溫度帶)窄故而不能適當(dāng)?shù)剡M行控制。也就是說，即使將冷卻水的目標(biāo)溫度設(shè)定到相變化溫度帶使冷卻水的溫度存在于相變化溫度帶，如果受熱量即使在相變化溫度帶的容許范圍內(nèi)也很高，則當(dāng)受熱量進一步增加時，有可能會使冷卻水的比熱容立即變低使冷卻水的溫度一口氣地上升而陷入過熱。另外，為了避免這種情況，若將冷卻水的目標(biāo)溫度設(shè)定為比相變化溫度帶低,則有可能會使內(nèi)燃機的油變涼、內(nèi)燃機的摩擦增加。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種在使用比熱容可變的冷卻水的情況下適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诟淖兝鋮s水溫度的控制閥并盡可能地有效利用冷卻水的相變化溫度帶的技術(shù)。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]在本發(fā)明中采用以下的結(jié)構(gòu)。
[0013]S卩，本發(fā)明是一種內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置，使比熱容可變的冷卻水循環(huán)，具有:
[0014]受熱量算出單元，算出所述冷卻水所接受的受熱量；
[0015]控制閥，為了改變所述冷卻水的流通路徑或流通量并改變所述冷卻水的溫度，根據(jù)指令被開閉控制；和[0016]控制單元，基于由所述受熱量算出單元算出的受熱量，控制所述控制閥。
[0017]比熱容可變的冷卻水，在冷卻水的相變化溫度帶中即使冷卻水所接受的受熱量發(fā)生一定程度的變化，冷卻水的溫度也不變化。所謂冷卻水的相變化溫度帶是指，冷卻水中的粒子發(fā)生相變化等冷卻水的比熱容發(fā)生變化的狀態(tài)的溫度帶，在該相變化溫度帶中，即使給予冷卻水的熱量(受熱量)發(fā)生變化，粒子發(fā)生相變化比熱容發(fā)生變化而冷卻水的溫度也不容易變化。即，在冷卻水的相變化溫度帶中，冷卻水的溫度維持不發(fā)生變化的狀態(tài)下的受熱量的容許范圍寬。因此，若欲以冷卻水的溫度為基準(zhǔn)來控制控制閥，則因為冷卻水的相變化溫度帶窄故而控制閥的控制有時變得過度而不能適當(dāng)?shù)剡M行。這是因為:對于冷卻水的相變化溫度帶中的目標(biāo)溫度而言，無法判斷冷卻水的受熱量，即使是目標(biāo)溫度的冷卻水，作為相變化溫度帶內(nèi)的受熱量也可能會發(fā)生高的情況或低的情況。由此，即使是目標(biāo)溫度的冷卻水，當(dāng)受熱量變化時，有可能立即脫離變化溫度帶。但是，如果以冷卻水的受熱量為基準(zhǔn)來控制控制閥，則因為冷卻水的相變化溫度帶內(nèi)的受熱量的范圍寬，所以如果確定了目標(biāo)受熱量則能夠在包含相變化溫度帶的范圍內(nèi)精細(xì)且適當(dāng)?shù)剡M行控制閥的控制。
[0018]由此，例如，如果將冷卻水的目標(biāo)受熱量設(shè)定為相變化溫度帶內(nèi)的低側(cè)受熱量，則即使受熱量進一步增加，冷卻水的溫度也會維持在相變化溫度帶內(nèi)，能夠避免冷卻水的比熱容立即降低冷卻水的溫度一口氣上升而陷入過熱的情形。另外，也不需要將冷卻水的目標(biāo)受熱量過度地設(shè)低，能夠避免因冷卻水的溫度過低而引起的內(nèi)燃機的油變涼、內(nèi)燃機的摩擦增加的情形。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在使用比熱容可變的冷卻水的情況下，能夠使得適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诟淖兝鋮s水溫度的控制閥并盡可能地有效利用冷卻水的相變化溫度帶。
[0020]也可以:所述受熱量算出單元算出所述冷卻水在向內(nèi)燃機流入的入口所接受的入口受熱量，所述控制單元控制所述控制閥，以使由所述受熱量算出單元算出的所述入口受熱量接近相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量，所述相變化溫度帶是所述粒子發(fā)生相變化且所述冷卻水的比熱容發(fā)生變化的狀態(tài)的溫度帶。
[0021]由此，因為能夠?qū)⒗鋮s水的目標(biāo)入口受熱量設(shè)定為接近相變化溫度帶內(nèi)的低側(cè)開始受熱量，所以即使進一步在內(nèi)燃機中對冷卻水施加受熱量，冷卻水的溫度也會維持在相變化溫度帶內(nèi)，能夠避免冷卻水的比熱容立即變低冷卻水的溫度一口氣上升而陷入過熱的情形。
[0022]也可以:所述受熱量算出單元算出所述冷卻水在從內(nèi)燃機流出的出口所接受的出口受熱量，所述控制單元在由所述受熱量算出單元算出的所述出口受熱量變?yōu)槌^所述相變化溫度帶內(nèi)的受熱量的高受熱量的情況下，控制所述控制閥以使所述出口受熱量被包含于所述相變化溫度帶內(nèi)的受熱量。
[0023]由此，因為能夠?qū)⒗鋮s水的目標(biāo)出口受熱量設(shè)定為包含于相變化溫度帶內(nèi)的受熱量，所以從內(nèi)燃機流出的冷卻水的溫度會維持在相變化溫度帶內(nèi)，能夠避免冷卻水的比熱容立即變低冷卻水的溫度一口氣上升而陷入過熱的情形。
[0024]也可以:在所述受熱量算出單元無法算出受熱量的情況下，控制所述控制閥以使所述冷卻水的溫度降低。
[0025]由此，在無法算出受熱量的情況下，使冷卻水的溫度降低，能夠避免冷卻水的溫度上升而陷入過熱的情形。[0026]發(fā)明的效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，在使用比熱容可變的冷卻水的情況下，能夠適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诟淖兝鋮s水溫度的控制閥并盡可能地有效利用冷卻水的相變化溫度帶。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是表示本發(fā)明的實施例1涉及的內(nèi)燃機的概略構(gòu)成的圖。
[0029]圖2是表示實施例1涉及的冷卻水的模型的圖。
[0030]圖3是表示實施例1涉及的冷卻水的溫度與比熱容的關(guān)系的圖。
[0031]圖4是表示實施例1涉及的比熱容變化的冷卻水的每單位量冷卻水的25°C基準(zhǔn)下的受熱量與冷卻水的溫度的關(guān)系的特性曲線的圖。
[0032]圖5是表示實施例1涉及的內(nèi)燃機以及各種設(shè)備的受熱量的模型的圖。
[0033]圖6是表示實施例1涉及的計算流經(jīng)散熱器的冷卻水的流量或流經(jīng)旁支通路的冷卻水的流量的映射的圖。
[0034]圖7是表示實施例1涉及的計算流經(jīng)加熱器芯的冷卻水的流量、流經(jīng)儲水箱的冷卻水的流量、流經(jīng)油冷卻器的冷卻水的流量、流經(jīng)節(jié)氣門以及EGR閥的冷卻水的流量或流經(jīng)EGR冷卻器的冷卻水的流量的映射的圖。
[0035]圖8是表示實施例1涉及的計算散熱器的放熱量、儲水箱的放熱量的映射的圖。
[0036]圖9是表示實施例1涉及的計算加熱器芯的放熱量的映射的圖。
[0037]圖10是表示實施例1涉及的計算油冷卻器的放熱量、節(jié)氣門以及EGR閥的放熱量或EGR冷卻器的放熱量的映射的圖。
[0038]圖11是表示實施例1涉及的基于入口受熱量的電子恒溫器的控制的圖。
[0039]圖12是表示實施例1涉及的基于入口受熱量的電子恒溫器的控制中的問題點的圖。
[0040]圖13是表示實施例1涉及的基于出口受熱量的電子恒溫器的控制的圖。
[0041]圖14是表示實施例1涉及的無法算出入口受熱量和/或出口受熱量的情況下的電子恒溫器的控制的圖。
[0042]圖15是表示實施例1涉及的冷卻水溫控制例程的流程圖。
[0043]附圖標(biāo)記說明
[0044]I內(nèi)燃機；2冷卻水通路；3散熱器；4油冷卻器；5a節(jié)氣門；5bEGR閥；6儲水箱；7加熱器芯；8EGR冷卻器；9電子恒溫器；10水泵；11水溫傳感器；12E⑶。
【具體實施方式】
[0045]下面說明本發(fā)明的具體的實施例。
[0046]<實施例1>
[0047]圖1是表示適用本發(fā)明的實施例1涉及的內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置的內(nèi)燃機的概略構(gòu)成的圖。在圖1所示的內(nèi)燃機I中，為了冷卻汽缸體以及汽缸蓋而使冷卻水在冷卻水通路2中循環(huán)。作為冷卻水通路2，設(shè)有冷卻水流經(jīng)散熱器3的通路2a、冷卻水流經(jīng)油冷卻器4的通路2b、冷卻水流經(jīng)節(jié)氣門5a以及EGR閥5b的通路2c、冷卻水流經(jīng)儲水箱6的通路2d、冷卻水流經(jīng)加熱器芯7的通路2e、冷卻水流經(jīng)EGR冷卻器8的通路2f、冷卻水直接流通的旁支通路2g。
[0048]散熱器3使冷卻水和外部氣體進行熱交換來對冷卻水進行冷卻。油冷卻器4是水冷式油冷卻器，使供給到內(nèi)燃機I的油和冷卻水進行熱交換來對油進行冷卻。節(jié)氣門5a是在內(nèi)燃機I中控制進氣量的閥，由冷卻水進行冷卻。EGR閥5b是控制作為回流到內(nèi)燃機I的排氣的一部分的EGR氣體量的閥，由冷卻水進行冷卻。儲水箱6暫時儲存冷卻水。加熱器芯7加熱冷卻水。EGR冷卻器8是水冷式EGR冷卻器，使回流到內(nèi)燃機I的EGR氣體和冷卻水進行熱交換來冷卻EGR氣體。
[0049]在冷卻水流經(jīng)散熱器3的通路2a中，與從汽缸體流來的冷卻水流經(jīng)油冷卻器4的通路2b合流。另外，從冷卻水流經(jīng)散熱器3的通路2a，分支有冷卻水流經(jīng)節(jié)氣門5a以及EGR閥5b的通路2c和冷卻水流經(jīng)儲水箱6的通路2d。從汽缸體流來的冷卻水流經(jīng)EGR冷卻器8的通路2f，合流到冷卻水流經(jīng)加熱器芯7的通路2e。
[0050]在冷卻水流經(jīng)散熱器3的通路2a和旁支通路2g合流的部位，配置有電子恒溫器
9。電子恒溫器9是根據(jù)指令被開閉控制的控制閥，能夠以通過開閥來使冷卻水流經(jīng)散熱器3的方式改變冷卻水的流通路徑以及流通量來使冷卻水的溫度降低。此時，旁支通路2g使冷卻水的流通量減小。反過來，能夠以通過使電子恒溫器9關(guān)閥來使冷卻水難以流經(jīng)散熱器3的方式改變冷卻水的流通路徑以及流通量使冷卻水的溫度難以降低。此時，旁支通路2g中冷卻水的流通量增加。在電子恒溫器9的下游，將冷卻水送入到水泵10。水泵10將冷卻水吸上來供給到內(nèi)燃機I的汽缸體。另外，在內(nèi)燃機I的出口連接有冷卻水通路2的部位，配置有水溫傳感器11，由水溫傳感器11檢測從內(nèi)燃機I流出的冷卻水的溫度。
[0051]在此，流經(jīng)冷卻水通路2的冷卻水是比熱容可變的冷卻水。也就是說，冷卻水是包含通過從固相狀態(tài)和液相狀態(tài)中的一方向另一方發(fā)生相變化來改變介質(zhì)的比熱容的粒子且比熱容可變的冷卻水。此外，作為粒子，不僅可以使用從固相狀態(tài)和液相狀態(tài)中的一方向另一方發(fā)生相變化的粒子，也可以使用從液相狀態(tài)和氣相狀態(tài)中的一方向另一方發(fā)生相變化的粒子等。冷卻水是將以膠囊方式包含如圖2所示當(dāng)溫度達(dá)到一定以上時內(nèi)部的物質(zhì)從固體向液體發(fā)生相變化的物質(zhì)的粒子混入到冷卻水的溶劑中而得到的冷卻水。圖2是表示本實施例涉及的冷卻水的模型的圖。圖3是表示本實施例涉及的冷卻水的溫度和比熱容的關(guān)系的圖。如圖2所示冷卻水中的多個粒子從固相狀態(tài)和液相狀態(tài)中的一方向另一方發(fā)生相變化，由此產(chǎn)生圖3所示的多個粒子發(fā)生相變化且冷卻水的比熱容變化的可變比熱容區(qū)域。該可變比熱容區(qū)域成為即使對冷卻水提供熱量也為粒子發(fā)生相變化且冷卻水的比熱容發(fā)生變化的狀態(tài)的相變化溫度帶(參照圖4)。圖4是表示本實施例涉及的比熱容變化的冷卻水的每單位量冷卻水的25°C基準(zhǔn)下的受熱量和冷卻水的溫度的關(guān)系的特性曲線的圖。所謂圖4所示的相變化溫度帶是指，冷卻水中的粒子從固相狀態(tài)和液相狀態(tài)中的一方向另一方發(fā)生相變化且冷卻水的比熱容發(fā)生變化的狀態(tài)的溫度帶，在該相變化溫度帶中，即使對冷卻水提供的受熱量發(fā)生了變化，粒子發(fā)生相變化且比熱容變化而冷卻水的溫度也不容易變化。通過使用這樣的冷卻水，能夠通過在內(nèi)燃機I的預(yù)熱過程中與以往相比減小冷卻水的比熱容來提高內(nèi)燃機I的預(yù)熱性并提高燃料經(jīng)濟性，在預(yù)熱后在某一定的溫度域(相變化溫度帶)比熱容變高，因此能夠增大受熱量的容許范圍而避免過熱等。
[0052]在該內(nèi)燃機I中并設(shè)有E⑶(電子控制單元)12。在E⑶12上經(jīng)由電配線連接有水溫傳感器11等各種傳感器，這些各種傳感器的輸出信號被輸入到ECU12。另一方面，在E⑶12上經(jīng)由電配線連接有節(jié)氣門5a、EGR閥5b、加熱器芯7以及電子恒溫器9、水泵10等，通過E⑶12來控制這些設(shè)備。
[0053](冷卻水溫控制)
[0054]以往以來，進行的是基于冷卻水的溫度來控制電子恒溫器。例如，推定冷卻水將來的最佳溫度，控制電子恒溫器來調(diào)節(jié)冷卻水的溫度以達(dá)到該最佳溫度。然而，在作為冷卻水使用本實施例這樣的比熱容可變的冷卻水的情況下，存在沒有活用該冷卻水的優(yōu)點的問題。
[0055]也就是說，比熱容可變的冷卻水，在冷卻水的相變化溫度帶中即使冷卻水所接受的受熱量發(fā)生某種程度的變化，冷卻水的溫度也不變化。即，在冷卻水的相變化溫度帶中，冷卻水的溫度維持不發(fā)生變化的狀態(tài)下的受熱量的容許范圍寬。因此，若欲如以往那樣基于冷卻水的溫度來控制電子恒溫器，則因為冷卻水的相變化溫度帶窄故而有時電子恒溫器的控制變得過度而無法適當(dāng)?shù)剡M行。這是因為:對于冷卻水的相變化溫度帶中的目標(biāo)溫度而言，無法判斷冷卻水的受熱量，即使是目標(biāo)溫度的冷卻水，作為相變化溫度帶內(nèi)的受熱量也可能會發(fā)生高的情況(圖4點A)和低的情況。圖4所示的點A是內(nèi)燃機出口的冷卻水在相變化的溫度帶內(nèi)的目標(biāo)溫度，為在相變化溫度帶內(nèi)冷卻水的受熱量高時的冷卻水的狀態(tài)。由此，即使是相變化溫度帶內(nèi)的目標(biāo)溫度的冷卻水，當(dāng)受熱量變化時，也有可能會立即脫離相變化溫度帶。在例如圖4的點A的情況下，若在驟然的高負(fù)荷時等受熱量增加，則冷卻水的溫度會超過相變化溫度帶、冷卻水的比熱容立即變低、冷卻水的溫度一口氣上升而陷入了過熱。
[0056]為了避免這樣的過熱，也考慮將冷卻水的目標(biāo)溫度設(shè)定為低于相變化溫度帶。圖4所示的點B是內(nèi)燃機出口的冷卻水在比相變化溫度帶低的目標(biāo)溫度時的冷卻水的狀態(tài)。但是，在圖4的點B的情況下，在冷卻水通路中循環(huán)而溫度降低的內(nèi)燃機入口的冷卻水的溫度與相變化溫度帶相比而過度地降低，內(nèi)燃機的油會變涼，內(nèi)燃機的摩擦?xí)黾印?br> [0057]如上所述，在使用比熱容可變的冷卻水的情況下，當(dāng)基于冷卻水的溫度來控制電子恒溫器時，沒有活用比熱容可變的冷卻水的優(yōu)點，無法適當(dāng)?shù)乜刂齐娮雍銣仄?。因此，無法有效利用冷卻水的相變化溫度帶。
[0058]因此，在本實施例中，算出冷卻水所接受的受熱量，基于所算出的受熱量來控制電子恒溫器9。如此一來，因為冷卻水的相變化溫度帶內(nèi)的受熱量的范圍寬，所以如果確定了目標(biāo)受熱量則能夠在包含相變化溫度帶的范圍內(nèi)精細(xì)且適當(dāng)?shù)剡M行控制閥的控制。
[0059]作為本實施例的具體的控制，算出冷卻水在向內(nèi)燃機流入的入口所接受的入口受熱量。然后，控制電子恒溫器9，以使所算出的入口受熱量接近相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量，所述相變化溫度帶是粒子發(fā)生相變化且冷卻水的比熱容發(fā)生變化的狀態(tài)的溫度帶。
[0060]圖5是表示本實施例涉及的內(nèi)燃機以及各種設(shè)備的受熱量的模型的圖。如圖5所示，內(nèi)燃機I的入口受熱量，能夠根據(jù)在從內(nèi)燃機I流出的出口所接受的出口受熱量和各種設(shè)備的授受熱量以及各種設(shè)備中的流量來算出。算出入口受熱量的ECU12與本發(fā)明的受熱量算出單元對應(yīng)。各種設(shè)備的授受熱量是在散熱器3、旁支通路2g、加熱器芯7、儲水箱6、油冷卻器4、節(jié)氣門5a以及EGR閥5b、EGR冷卻器8中分別流通的冷卻水的授受熱量。各種設(shè)備中的流量是在散熱器3、旁支通路2g、加熱器芯7、儲水箱6、油冷卻器4、節(jié)氣門5a以及EGR閥5b、EGR冷卻器8中分別流通的冷卻水的流量。[0061]以下說明內(nèi)燃機I的入口受熱量的算出方法。首先，算出在從內(nèi)燃機I流出的出口所接受的出口受熱量。出口受熱量Qengout,如圖4所示,能夠通過將由水溫傳感器11檢測到的在內(nèi)燃機I的出口的冷卻水的溫度Tengout取入到冷卻水的特性曲線上來導(dǎo)出。算出出口受熱量的ECU12與本發(fā)明的受熱量算出單元對應(yīng)。
[0062]接著，算出各種設(shè)備中的流量。圖6是表示本實施例涉及的計算流經(jīng)散熱器3的冷卻水的流量Grad和流經(jīng)旁支通路2g的冷卻水的流量Gby的映射的圖。Grad或Gby，因為取決于電子恒溫器9的閥開度和水泵10的轉(zhuǎn)速，所以能夠通過將該值取入到圖6所示的映射中來算出。在此，作為電子恒溫器9的閥開度，能夠挪用控制上的開度。作為水泵10的轉(zhuǎn)速，在機械式水泵的情況下能夠使用與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成比例的值，在電動式水泵的情況下能夠使用驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。圖7是表示本實施例涉及的計算流經(jīng)加熱器芯7的冷卻水的流量Gheat、流經(jīng)儲水箱6的冷卻水的流量Gres、流經(jīng)油冷卻器4的冷卻水的流量Goil、流經(jīng)節(jié)氣門5a以及EGR閥5b的冷卻水的流量Gthr或流經(jīng)EGR冷卻器8的冷卻水的流量Gegr的映射的圖。Gheat、Gres、Goil、Gthr或Gegr,因為取決于水泵10的轉(zhuǎn)速,所以能夠通過將該值取入到圖7所示的映射中來算出。
[0063]接著，算出各種設(shè)備的授受熱量。圖8是表示本實施例涉及的計算散熱器3中的放熱量Λ Qrad和儲水箱6中的放熱量Λ Qres的映射的圖。Λ Qrad或Λ Qres,因為取決于各設(shè)備所受到的風(fēng)速和流經(jīng)各種設(shè)備的冷卻水的流量，所以能夠通過將這些值取入到圖8所示的映射中來算出。在此，作為風(fēng)速，能夠使用將車速和車輛的風(fēng)扇的風(fēng)速相加得到的值等。圖9是表示本實施例涉及的計算加熱器芯7中的放熱量Λ Qheat的映射的圖。Λ Qheat，因為取決于加熱器風(fēng)量和流經(jīng)加熱器芯7的冷卻水的流量，所以能夠通過將這些值取入到圖9所示的映射中來算出。圖10是表示本實施例涉及的計算油冷卻器4中的放熱量AQoil、節(jié)氣門5a以及EGR閥5b中的放熱量Λ Qthr、或EGR冷卻器8中的放熱量Λ Qegr的映射的圖。AQoil、AQthr或Λ Qegr，因為取決于由水溫傳感器11檢測到的在內(nèi)燃機I的出口的冷卻水的溫度和流經(jīng)各種設(shè)備的冷卻水的流量，所以能夠通過將這些值取入到圖10所示的映射中來算出。然后，從出口受熱量減去各種設(shè)備的放熱量來算出各種設(shè)備的受熱量。也就是說，散熱器3中的受熱量Qrad = Qengout 一 Δ Qrad。儲水箱6中的受熱量Qres =Qengout — AQres。此外，因為在旁支通路2g中幾乎沒有進行熱的授受，所以旁支通路2g中的受熱量Qby = Qengout0加熱器芯7中的受熱量Qheat = Qengout 一 Δ Qheat0油冷卻器4中的受熱量Qoil = Qengout — AQoiI。節(jié)氣門5a以及EGR閥5b中的受熱量Qthr=Qengout — AQthr。EGR 冷卻器 8 中的受熱量 Qegr = Qengout — AQegr。
[0064]接著，算出在向內(nèi)燃機I流入的入口所接受的入口受熱量。入口受熱量Qengin是將各種設(shè)備的受熱量和各種設(shè)備中的流量相乘得到的值的總和除以各種設(shè)備的受熱量得到的。也就是說，A 口 受熱量 Qengn = (Qrad X Grad+Qres X Gres+Qby X Gby+Qheat X Gheat+QoiI X GoiI+QthrXGthr+QegrX Gegr) + (Qrad+Qres+Qby+Qheat+Qoil+Qthr+Qegr)。
[0065]圖11是表示本實施例涉及的基于入口受熱量的電子恒溫器9的控制的圖。如圖11所示，控制電子恒溫器9以使如上述那樣算出的入口受熱量接近相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量。換言之，控制電子恒溫器9以使所算出的入口受熱量變?yōu)樽鳛槟繕?biāo)受熱量的相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量。相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量能夠預(yù)先通過實驗和/或驗證等來決定?？刂齐娮雍銣仄?的E⑶12與本發(fā)明的控制單元對應(yīng)。由此，如果入口受熱量低于相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量，則電子恒溫器9被向關(guān)閉一側(cè)進行控制以使流入散熱器3的冷卻水的量減少。另一方面，如果入口受熱量高于相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量，則電子恒溫器9被向開啟一側(cè)進行控制以使流入散熱器3的冷卻水的量增加。
[0066]如此能夠?qū)⒗鋮s水的目標(biāo)受熱量設(shè)定為相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量，所以即使受熱量進一步增加，冷卻水的溫度也會維持在相變化溫度帶內(nèi)，能夠避免冷卻水的比熱容立即變低冷卻水的溫度一口氣上升而陷入過熱的情形。另外，也不需要將冷卻水的目標(biāo)受熱量過度地設(shè)低，能夠避免因冷卻水的溫度過低而引起的內(nèi)燃機的油變涼、內(nèi)燃機的摩擦增加的情形。
[0067]根據(jù)本實施例，在使用比熱容可變的冷卻水的情況下，能夠適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诟淖兝鋮s水溫度的控制閥并盡可能有效地利用冷卻水的相變化溫度帶。
[0068]圖12是表示本實施例涉及的基于入口受熱量的電子恒溫器9的控制中的問題點的圖。當(dāng)基于入口受熱量來控制電子恒溫器9時，如圖12所示，出口受熱量有時變?yōu)槌^相變化溫度帶的高受熱量。在高負(fù)荷時等有可能發(fā)生該情況，容易過熱。
[0069]因此，在本實施例中，在出口受熱量變?yōu)槌^相變化溫度帶內(nèi)的受熱量的高受熱量的情況下，控制電子恒溫器9以使出口受熱量接近相變化溫度帶內(nèi)的較高受熱量。此外，也可以控制電子恒溫器9以使出口受熱量被包含于相變化溫度帶內(nèi)的受熱量。
[0070]作為本實施例的具體的控制，當(dāng)控制電子恒溫器9以使入口受熱量接近相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量時，如圖12所示，出口受熱量有時會變?yōu)槌^相變化溫度帶內(nèi)的受熱量的高受熱量。在該情況下，停止基于入口受熱量的控制，如圖13所示，控制電子恒溫器9以使出口受熱量接近相變化溫度帶內(nèi)的較高受熱量。圖13是表示本實施例涉及的基于出口受熱量的電子恒溫器9的控制的圖。在此，使出口受熱量接近相變化溫度帶內(nèi)的較高受熱量是由于:因為能夠?qū)⑷肟谑軣崃恳簿S持為較高受熱量，所以能夠有效利用冷卻水的相變化溫度帶。
[0071]如此能夠?qū)⒗鋮s水的目標(biāo)出口受熱量設(shè)定為包含于相變化溫度帶內(nèi)的較高受熱量，所以從內(nèi)燃機流出的冷卻水的溫度被維持在相變化溫度帶內(nèi)，能夠避免冷卻水的比熱容立即變低冷卻水的溫度一口氣上升而陷入過熱的情形。
[0072]當(dāng)如上所述基于入口受熱量和/或出口受熱量控制電子恒溫器9時，有時因傳感器異常、發(fā)動機異常、各種設(shè)備異常等某種原因而無法算出入口受熱量和/或出口受熱量。在該情況下，無法基于入口受熱量和/或出口受熱量來控制電子恒溫器9。
[0073]因此，在無法算出入口受熱量和/或出口受熱量的情況下，控制電子恒溫器9以使冷卻水的溫度降低。
[0074]圖14是表示本實施例涉及的在無法算出入口受熱量和/或出口受熱量的情況下的電子恒溫器9的控制的圖。作為本實施例的具體的控制，將電子恒溫器9向開啟一側(cè)控制為開啟一定開度以上，以向散熱器3流通一定量以上的冷卻水，使出口受熱量變?yōu)楸认嘧兓瘻囟葞У偷氖軣崃?。此外，在異常事態(tài)下，可以使出口受熱量比圖14所示情況下的出口受熱量更低，因此可以將電子恒溫器9控制為全開以使冷卻水以能夠流通的全量流向散熱器3。
[0075]如此，在無法算出受熱量的情況下，使冷卻水的溫度降低，能夠避免冷卻水的溫度上升而陷入過熱的情形。[0076](冷卻水溫控制例程)
[0077]基于圖15所示的流程圖對ECU12中的冷卻水溫控制例程進行說明。圖15是表示本實施例涉及的冷卻水溫控制例程的流程圖。本例程由ECU12來執(zhí)行。執(zhí)行本例程的ECU12與本發(fā)明的控制單元對應(yīng)。
[0078]當(dāng)開始圖15所示的例程時，在SlOl中算出入口受熱量。此時，也算出出口受熱量。在S102中，判斷SlOl中入口受熱量以及出口受熱量的算出是否發(fā)生了錯誤(NG)。在S102中判斷為肯定時，移向S106。在S102中判斷為否定時，移向S103。在S103中，判斷出口受熱量是否變?yōu)槌^相變化溫度帶的高受熱量。在S103中判斷為肯定的情況下，移向S105。在S103中判斷為否定的情況下，移向S104。在S104中，控制電子恒溫器9以使入口受熱量接近相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量。在S105中，控制電子恒溫器9以使出口受熱量接近相變化溫度帶內(nèi)的較高受熱量。在S106中，控制電子恒溫器9以使冷卻水的溫度降低。在S104?S106的處理之后，暫且結(jié)束本例程。
[0079]根據(jù)以上的本例程，能夠適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诟淖兝鋮s水溫度的控制閥并盡可能地有效利用冷卻水的相變化溫度帶。
[0080](其他)
[0081]本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置并沒有限定于上述的實施例，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種變更。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置，使比熱容可變的冷卻水循環(huán)，具有: 受熱量算出單元，算出所述冷卻水所接受的受熱量； 控制閥，為了改變所述冷卻水的流通路徑或流通量并改變所述冷卻水的溫度，根據(jù)指令被開閉控制；和 控制單元，基于由所述受熱量算出單元算出的受熱量，控制所述控制閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置， 所述受熱量算出單元算出所述冷卻水在向內(nèi)燃機流入的入口所接受的入口受熱量， 所述控制單元控制所述控制閥，以使由所述受熱量算出單元算出的所述入口受熱量接近相變化溫度帶的低側(cè)開始受熱量，所述相變化溫度帶是所述粒子發(fā)生相變化且所述冷卻水的比熱容發(fā)生變化的狀態(tài)的溫度帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置， 所述受熱量算出單元算出所述冷卻水在從內(nèi)燃機流出的出口所接受的出口受熱量， 所述控制單元在由所述受熱量算出單元算出的所述出口受熱量變?yōu)槌^所述相變化溫度帶內(nèi)的受熱量的高受熱量的情況下，控制所述控制閥以使所述出口受熱量被包含于所述相變化溫度帶內(nèi)的受熱量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的內(nèi)燃機的冷卻水溫控制裝置， 在所述受熱量算出單元無法算出受熱量的情況下，控制所述控制閥以使所述冷卻水的溫度降低。
【文檔編號】F01P7/16GK103502598SQ201180070468
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月28日
【發(fā)明者】小山崇, 中谷好一郎, 山下晃 申請人:豐田自動車株式會社