專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置及冷卻控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻例如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)之類(lèi)的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置及冷卻控制方法，特別是涉及一種可提高對(duì)在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)循環(huán)的冷卻介質(zhì)進(jìn)行的溫度控制響應(yīng)性且可同時(shí)改善其控制精度的冷卻控制裝置及控制方法。
以往，一般是用水冷式冷卻裝置對(duì)使用于汽車(chē)等中的內(nèi)燃機(jī)(以下稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī))進(jìn)行冷卻，該水冷式冷卻裝置使用了散熱器。
在這種冷卻裝置中，為控制冷卻水的溫度使用了恒溫器來(lái)，當(dāng)冷卻水的溫度低于規(guī)定溫度時(shí)，通過(guò)所述恒溫器的作用，使冷卻水流向旁通通路，不經(jīng)過(guò)散熱器進(jìn)行循環(huán)。
圖29表示其結(jié)構(gòu)，標(biāo)號(hào)1是由汽缸部件1a和汽缸蓋1b構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)。在該發(fā)動(dòng)機(jī)1的汽缸部件1a和汽缸蓋1b內(nèi)，形成箭頭C所示的流體通路。
2表示熱交換器、即散熱器，在該散熱器2中形成眾所周知的流體通路2c。散熱器2的冷卻水入口部2a和冷卻水出口部2b，同冷卻水路3連接著，該冷卻水路3使冷卻水在與發(fā)動(dòng)機(jī)1之間進(jìn)行循環(huán)。
冷卻水路3包括流出側(cè)冷卻水路3a，從設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)1上部的冷卻水的流出部1d一直連通到設(shè)于散熱器2上部的冷卻水的流入部2a；流入側(cè)冷卻水路3b，從設(shè)置在散熱器2下部的冷卻水的流出部2b一直連通到設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)1下部的冷卻水的流入部1e；旁通水路3c，連接兩個(gè)冷卻水路3a、3b的中途部位。
此外，在冷卻水路3中的流出側(cè)冷卻水路3a和旁通水路3c的分支部上配置著恒溫器4。該恒溫器4的內(nèi)部裝有隨冷卻水溫度的變化進(jìn)行熱脹冷縮的熱膨脹體(例如蠟)。當(dāng)冷卻水溫度高時(shí)(例如超過(guò)80℃)，通過(guò)所述熱膨脹體的膨脹將閥打開(kāi)，可使從發(fā)動(dòng)機(jī)1的流出部1d流出的冷卻水經(jīng)過(guò)流出側(cè)冷卻水路3a后流入散熱器2，在散熱器2處散熱而變成低溫的冷卻水從流出部2b流出，并經(jīng)過(guò)流入側(cè)冷卻水路3b后，從發(fā)動(dòng)機(jī)1的流入部1e流入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。
此外，當(dāng)冷卻水溫度低時(shí)，通過(guò)熱膨脹體的收縮而關(guān)閉恒溫器4的閥，從發(fā)動(dòng)機(jī)1的流出部1d流出的冷卻水，經(jīng)過(guò)旁通水路3c后，從發(fā)動(dòng)機(jī)1的流入部1e流入發(fā)動(dòng)機(jī)1內(nèi)的冷卻通路c中。
另外，圖29中的標(biāo)號(hào)5是配置在發(fā)動(dòng)機(jī)1的流入部1e上的水泵，該水泵的轉(zhuǎn)軸隨發(fā)動(dòng)機(jī)1的圖中未表示的曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)制性地使冷卻水循環(huán)。標(biāo)號(hào)6是用于強(qiáng)制冷風(fēng)進(jìn)入散熱器2的風(fēng)扇裝置，由冷卻風(fēng)扇6a和驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)66構(gòu)成。
如上所述的通過(guò)恒溫器進(jìn)行的開(kāi)閥及關(guān)閥作用是由冷卻水溫度決定的，而且還根據(jù)蠟等熱膨脹體的膨脹收縮作用而定，因此，開(kāi)閥時(shí)的溫度和關(guān)閥時(shí)的溫度不是固定的。即，從蠟等熱膨脹體受冷卻水溫度變化的影響之后到閥動(dòng)作，需要一段時(shí)間，特別是溫度下降時(shí)的響應(yīng)性比溫度上升時(shí)的差，具有所謂的滯后性。因此，存在著難以將冷卻水調(diào)節(jié)到所期望的規(guī)定溫度范圍內(nèi)的技術(shù)課題。
為此，提出了不利用通過(guò)蠟等膨脹體進(jìn)行的開(kāi)閥及關(guān)閥作用，而是對(duì)冷卻水流量進(jìn)行電子學(xué)控制的裝置。
這種裝置，是利用例如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制蝶閥的轉(zhuǎn)角的裝置。它不含有圖29中的恒溫器4，而是用具有蝶閥的閥裝置7來(lái)取代恒溫器4，該閥裝置7如圖29中的虛線所示地配置在流出側(cè)冷卻水路3a中。
圖30表示閥裝置7的一個(gè)例子，圓形平板狀蝶閥7a被支軸7b可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在冷卻水路3a內(nèi)。該支軸7b的一端安裝有蝸輪7c，嵌入在電動(dòng)機(jī)7d的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸上的蝸桿7e與所述蝸輪7c嚙合。
通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)整體運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制裝置(ECU)，向所述電動(dòng)機(jī)7d供給使電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的工作電流。因此，如果通過(guò)ECU的作用向電動(dòng)機(jī)7d供給使驅(qū)動(dòng)軸正轉(zhuǎn)的電流，則由于周知的蝸桿7e與蝸輪7c的減速作用，蝶閥7a的支軸7b向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，于是，蝶閥7a的面方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與冷卻水路3a的水路方向相同的方向而成為開(kāi)閥狀態(tài)。
此外，如果通過(guò)ECU的作用向電動(dòng)機(jī)7d供給使驅(qū)動(dòng)軸反轉(zhuǎn)的電流，則蝶閥7a的支軸7b向另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，于是，蝶閥7a的面方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與冷卻水路3a的水路方向垂直的方向而成為關(guān)閥狀態(tài)。
所述ECU是這樣構(gòu)成的，例如向ECU提供與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度有關(guān)的信息，所述ECU利用該信息控制所述電動(dòng)機(jī)，由此控制冷卻水的溫度。
另外，控制裝置(ECU)讀取從發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)出的各種運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)后發(fā)出控制信號(hào)，根據(jù)該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)使蝶閥轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(未圖示)，從而控制流向散熱器一側(cè)的冷卻水的流量。
但是，采用了所述蝶閥的冷卻控制裝置是這樣構(gòu)成的，例如將熱敏電阻等溫度檢測(cè)元件(未圖示)配置在發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水的一部分水路上，根據(jù)由該溫度檢測(cè)元件檢測(cè)到的冷卻水溫度來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7d。
因此，利用這種結(jié)構(gòu)，可在一定程度上減小像前者那樣采用設(shè)有熱膨脹體的恒溫器時(shí)的滯后特性的影響。
但是，當(dāng)溫度檢測(cè)元件感知到冷卻水的溫變化后，ECU根據(jù)該信息控制閥的角度，因此，即從所謂的事后控制這一點(diǎn)來(lái)看，與前者是一樣的。
因此，即使是像后者那樣的使用了蝶閥的冷卻裝置，也難以避免冷卻水的溫度以特定溫度Tc為中心經(jīng)常上下波動(dòng)的現(xiàn)象，即所謂的波動(dòng)現(xiàn)象，因此，難以進(jìn)行穩(wěn)定而精確的控制。
一般，汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)是在未過(guò)熱的高溫狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)，這樣，可將燃料費(fèi)的增加和有害氣體的發(fā)生量控制在一定程度。
但是，這種控制裝置存在著下述技術(shù)課題，即在發(fā)生如上所述的波動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到過(guò)熱的最壞狀態(tài)，不得不將所述冷卻水溫度Tc設(shè)定得低一些，為此不得不犧牲燃料費(fèi)。
另一方面，在使所述蝶閥轉(zhuǎn)動(dòng)的作動(dòng)器中，如上所述地例如設(shè)有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，根據(jù)ECU發(fā)出的脈沖狀控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使蝶閥轉(zhuǎn)動(dòng)。
眾所周知，這種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速(rpm／min)要比直流電動(dòng)機(jī)低得多。因此，它存在著下述技術(shù)問(wèn)題，即，如果想在結(jié)構(gòu)上利用蝸輪或其他減速齒輪而獲得規(guī)定的轉(zhuǎn)矩、且給蝶閥設(shè)定最佳轉(zhuǎn)速，則電動(dòng)機(jī)本身就必須具有高轉(zhuǎn)矩，所以作動(dòng)器的整個(gè)體積就增大。
而且，還存在著下述技術(shù)課題，例如當(dāng)電動(dòng)機(jī)出故障、或所述減速齒輪部分產(chǎn)生障礙時(shí)，蝶閥就不能開(kāi)閉。例如，當(dāng)?shù)y處于關(guān)閉狀態(tài)或處于接近關(guān)閉狀態(tài)的中間角度狀態(tài)下發(fā)生了上述故障或障礙時(shí)，就不能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行充分冷卻，在操作人員尚未發(fā)現(xiàn)時(shí)就使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到過(guò)熱狀態(tài)。
本發(fā)明是為解決上述技術(shù)課題而提出的，其目的在于特別提供一種冷卻控制裝置及控制方法，在預(yù)測(cè)了冷卻水溫度變化的狀態(tài)下進(jìn)行溫度控制，不會(huì)產(chǎn)生如上所述的波動(dòng)現(xiàn)象，可提高控制精度。
此外，本發(fā)明還提供這樣一種冷卻控制裝置，可事先防止因流量控制閥的驅(qū)動(dòng)裝置部分等發(fā)生障礙而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的問(wèn)題，可發(fā)揮自動(dòng)防止故障功能。
另外，在接收ECU的控制信號(hào)后由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)閥裝置7進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)中，圖中雖未示出，但和以前相同，對(duì)蝶閥進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，有時(shí)必須設(shè)置檢測(cè)閥的開(kāi)閉情況的開(kāi)度傳感器。而且，不得不采用將該開(kāi)度傳感器的信息反饋給ECU而驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的復(fù)雜控制結(jié)構(gòu)，因此，裝置的價(jià)格也貴。
本發(fā)明是為了解決這些技術(shù)課題而提出的，利用封入了蠟等熱膨脹體的熱電偶對(duì)蝶閥的開(kāi)閥程度進(jìn)行控制，同時(shí)還用加熱器強(qiáng)制性地使熱電偶熱應(yīng)變。這樣就提供了能夠以低成本來(lái)改善冷卻水的溫度控制響應(yīng)性和控制精度的冷卻控制裝置。
為解決上述課題而開(kāi)發(fā)的本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，在形成于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的流體通路與形成于熱交換器上的流體通路之間，形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)通路，通過(guò)使冷卻介質(zhì)在所述循環(huán)路中循環(huán)，使在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的熱量通過(guò)所述熱交換器放散掉，該冷卻控制裝置包括流量控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)閥的開(kāi)啟程度，控制所述內(nèi)燃機(jī)與熱交換器之間的循環(huán)通路中的冷卻介質(zhì)流量；信息取出機(jī)構(gòu)，至少取出內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷信息和所述冷卻介質(zhì)的溫度信息；控制裝置，求出與所述負(fù)荷信息相對(duì)應(yīng)的冷卻介質(zhì)的目標(biāo)設(shè)定溫度，同時(shí)求出所述冷卻介質(zhì)的溫度信息與目標(biāo)設(shè)定溫度之間的溫差，并根據(jù)所述溫差與溫差變化速度的關(guān)系，產(chǎn)生對(duì)所述流量控制機(jī)構(gòu)的作動(dòng)器發(fā)出的控制信號(hào)。
在這種情況下，所述負(fù)荷信息至少由內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和節(jié)流閥的開(kāi)度信息生成生的。
而且，所述控制裝置執(zhí)行第一控制信號(hào)生成模式和第二控制信號(hào)生成模式，其中，所述第一控制信號(hào)生成模式是，在所述溫差和溫差變化速度小于規(guī)定值時(shí)產(chǎn)生作動(dòng)器的控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)生成模式是，在所述溫差和溫差變化速度大于規(guī)定值時(shí)產(chǎn)生作動(dòng)器的控制信號(hào)。
此時(shí)，所述第一控制信號(hào)生成模式最好是包含積分控制要素，所述積分控制要素使同所述溫差相對(duì)應(yīng)地由流量控制機(jī)構(gòu)控制的冷卻介質(zhì)的流量、在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)地細(xì)微變化；第二控制信號(hào)生成模式，根據(jù)從對(duì)應(yīng)于所述溫差和溫差變化速度而記錄的映象表中讀取的冷卻介質(zhì)的流量設(shè)定數(shù)據(jù)，產(chǎn)生作動(dòng)器的控制信號(hào)。
此外，在優(yōu)選實(shí)施例中還設(shè)有顯示由所述流量控制機(jī)構(gòu)控制的冷卻介質(zhì)流量的傳感器，由傳感器獲得的信息用于所述控制裝置中的計(jì)算處理。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述流量控制機(jī)構(gòu)由蝶閥構(gòu)成，所述蝶閥配置在筒狀的冷卻介質(zhì)通路中，相對(duì)于冷卻介質(zhì)的流通方向，其平面方向的角度可以改變；顯示所述冷卻介質(zhì)流量的傳感器是生成與蝶閥的轉(zhuǎn)角有關(guān)的信息的角度傳感器。
在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述作動(dòng)器包括直流電動(dòng)機(jī)，根據(jù)來(lái)自所述控制裝置的控制信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)；離合器機(jī)構(gòu)，傳遞或解除直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力；減速機(jī)構(gòu)，通過(guò)所述離合器機(jī)構(gòu)使直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低；此外，還在流量控制機(jī)構(gòu)上設(shè)有向流量控制機(jī)構(gòu)施力而使其向開(kāi)閥方向動(dòng)作的復(fù)位彈簧。
又，所述離合器機(jī)構(gòu)接收控制裝置發(fā)出的異常狀態(tài)信息后成為脫開(kāi)狀態(tài)，并通過(guò)復(fù)位彈簧使所述流量控制機(jī)構(gòu)保持開(kāi)閥狀態(tài)。
此外，為解決上述課題而開(kāi)發(fā)的本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制方法，在形成于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的流體通路與形成于熱交換器上的流體通路之間形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)通路，通過(guò)流量控制機(jī)構(gòu)使冷卻介質(zhì)在所述循環(huán)路內(nèi)循環(huán)，由此，可利用熱交換器將在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的熱量放散掉，所述冷卻控制方法包括以下步驟信息取入步驟，至少取入內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷信息和所述冷卻介質(zhì)的溫度信息；求出與所述負(fù)荷信息相對(duì)應(yīng)的冷卻介質(zhì)的目標(biāo)設(shè)定溫度的步驟；求出所述冷卻介質(zhì)的溫度信息與目標(biāo)設(shè)定溫度之間的溫差的步驟；計(jì)算所述溫差和溫差變化速度的步驟；根據(jù)溫差與溫差變化速度之間的關(guān)系而生成對(duì)流量控制機(jī)構(gòu)的作動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)的步驟；根據(jù)所述控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器并進(jìn)行流入熱交換器內(nèi)的冷卻介質(zhì)的流量控制的步驟。
在這種情況下，在生成驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器的控制信號(hào)的所述步驟中，再增加一個(gè)判斷所述溫差和溫差變化速度是否小于規(guī)定值的步驟；在判斷為溫差和溫差變化速度小于規(guī)定值的情況下，執(zhí)行生成包含積分控制要素的控制信號(hào)的步驟，所述積分控制要素使同所述溫差相對(duì)應(yīng)地由流量控制機(jī)構(gòu)控制的冷卻介質(zhì)的流量、在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)地細(xì)微變化；當(dāng)判斷為溫差和溫差變化速度不小于規(guī)定值的情況下，執(zhí)行下述步驟，即根據(jù)從對(duì)應(yīng)于所述溫差和溫差變化速度而記錄的映象表中讀取的冷卻介質(zhì)的流量設(shè)定數(shù)據(jù)，生成控制信號(hào)。
采用上述結(jié)構(gòu)和控制方法，例如根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和節(jié)流閥的角度信息所獲得的負(fù)荷信息，來(lái)決定冷卻介質(zhì)即冷卻水的目標(biāo)設(shè)定溫度。此外，根據(jù)目標(biāo)設(shè)定溫度和冷卻水的溫度信息，可求出在規(guī)定時(shí)間單位內(nèi)的溫差，進(jìn)而可求出溫差的變化速度。
并且，將所述溫差和溫差變化速度作為參數(shù)而產(chǎn)生控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)輸送給作動(dòng)器，該作動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)作為流量控制機(jī)構(gòu)的例如蝶閥。
在這種情況下，根據(jù)溫差和溫差變化速度的大小來(lái)改變控制信號(hào)的生成模式，當(dāng)溫差和溫差的變化速度小于規(guī)定值時(shí)，通過(guò)包含積分控制要素的PI控制來(lái)控制蝶閥的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所述積分控制要素在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)地使冷卻水的流量發(fā)生微小變化。
此外，當(dāng)溫差和溫差變化速度比規(guī)定值大時(shí)，便根據(jù)冷卻介質(zhì)的流量設(shè)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行迅速驅(qū)動(dòng)蝶閥的速應(yīng)控制，上述冷卻介質(zhì)的流量設(shè)定數(shù)據(jù)是從映象表中讀出的，該映象表是對(duì)應(yīng)于溫差和溫差變化速度而記述的。
這樣，便可在預(yù)測(cè)冷卻水溫變化的狀態(tài)下進(jìn)行溫度控制，而且還采用上述PI控制，因此，可獲得防止冷卻水產(chǎn)生大幅度波動(dòng)的較好的高控制精度。
此外，驅(qū)動(dòng)蝶閥的轉(zhuǎn)動(dòng)的作動(dòng)器包括直流電動(dòng)機(jī)、離合器機(jī)構(gòu)、以及減速機(jī)構(gòu)，可根據(jù)所述控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)蝶閥。
在這種情況下，特別是通過(guò)采用直流電動(dòng)機(jī)，可以利用直流電動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)特性，將小型直流電動(dòng)機(jī)與上述減速機(jī)構(gòu)組合起來(lái)，便具有足夠的轉(zhuǎn)矩，可驅(qū)動(dòng)蝶閥。因此，可使整個(gè)作動(dòng)器小型化。
此外，又因具有復(fù)位彈簧，向蝶閥的開(kāi)閥狀態(tài)施力，作動(dòng)器具有離合器機(jī)構(gòu)，故在異常狀態(tài)下可通過(guò)復(fù)位彈簧順利地打開(kāi)閥門(mén)。
還因?yàn)樵谥绷麟妱?dòng)機(jī)與減速機(jī)構(gòu)之間設(shè)有離合器機(jī)構(gòu)，因此，可使施加在離合器機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)力即轉(zhuǎn)矩減到極小，可以防止離合器機(jī)構(gòu)打滑、摩損，從而可使離合器機(jī)構(gòu)小型化，有利于減小上述作動(dòng)器的體積。
此外，本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，在形成于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的流體通路與形成于熱交換器上的流體通路之間，形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)通路，通過(guò)使冷卻介質(zhì)在所述循環(huán)路中循環(huán)，使在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的熱量通過(guò)所述熱交換器放散掉，該冷卻控制裝置包括蝶閥，根據(jù)閥的開(kāi)啟程度，控制所述內(nèi)燃機(jī)與熱交換器之間的循環(huán)通路中的冷卻介質(zhì)流量；熱電偶，根據(jù)溫度變化來(lái)控制所述蝶閥的開(kāi)度，還具有加熱用的加熱器；控制裝置，至少根據(jù)冷卻介質(zhì)的溫度信息，來(lái)產(chǎn)生用于對(duì)提供給設(shè)在所述熱電偶上的加熱器的加熱用功率進(jìn)行控制的控制信號(hào)。
在這種情況下，所述控制裝置最好是還產(chǎn)生對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的控制信號(hào)，所述風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)用于對(duì)熱交換器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。此外，還向所述控制裝置提供內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信息，并控制向設(shè)在熱電偶上的加熱器供給的加熱用功率、以及(或)控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，向設(shè)在熱電偶上的加熱器供給的加熱用功率的控制信號(hào)、和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，由PWM信號(hào)構(gòu)成，通過(guò)改變PWM信號(hào)的占空比值來(lái)控制供給功率。
此外，所述熱電偶，被配置成可與冷卻介質(zhì)熱接觸，并感知所述冷卻介質(zhì)的溫度和加熱用加熱器的發(fā)熱量來(lái)控制所述蝶閥的開(kāi)度，所述加熱用加熱器的發(fā)熱量與由所述控制裝置供給的功率相對(duì)應(yīng)。另外，所述熱電偶被配置成與冷卻介質(zhì)隔熱，并感知加熱用加熱器的發(fā)熱量來(lái)控制蝶閥的開(kāi)度，所述加熱用加熱器的發(fā)熱量與由控制裝置供給的功率相對(duì)應(yīng)。
又，所述熱電偶最好是包括以下幾部分蠟元件，所述蠟元件內(nèi)封入了感知冷卻介質(zhì)的溫度和(或)加熱用加熱器的發(fā)熱量的蠟；活塞構(gòu)件，隨著所述蠟元件內(nèi)蠟的膨脹作用而突出于蠟元件；凸輪構(gòu)件，隨著所述活塞構(gòu)件的突出而相對(duì)于支承軸做轉(zhuǎn)動(dòng)；而且，隨著所述凸輪構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)，可改變所述蝶閥的開(kāi)度。
具有上述結(jié)構(gòu)的冷卻控制裝置，內(nèi)燃機(jī)和熱交換器之間的循環(huán)路中的冷卻介質(zhì)的流量根據(jù)蝶閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，將冷卻介質(zhì)的溫度調(diào)節(jié)到最佳值。又，因上述蝶閥可通過(guò)具有加熱用的加熱器的熱電偶來(lái)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，故可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)供給加熱用加熱器的電力量，這樣便可控制蝶閥的開(kāi)度。
而且，眾所周知蝶閥是以支承軸為中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)，故可調(diào)節(jié)流量，可在基本不影響冷卻介質(zhì)壓力的情況下進(jìn)行開(kāi)閉。因此，它具有用極小的轉(zhuǎn)矩便可調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)流量的特征。
與用蠟作為膨脹體來(lái)控制提動(dòng)閥開(kāi)閉的現(xiàn)有冷卻控制裝置相比，該控制裝置可用小得多的驅(qū)動(dòng)力控制閥門(mén)開(kāi)閉，受機(jī)械性壓力的因素也少，可提高壽命及可靠性，而且還可使機(jī)械小型化。
此外，與用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制蝶閥開(kāi)度的現(xiàn)有冷卻裝置相比，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單化，可降低整個(gè)裝置的成本。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明如下圖1是表示把本發(fā)明涉及的冷卻控制裝置應(yīng)用于汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)上的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖2是以局部剖面狀態(tài)來(lái)表示用于圖1所示裝置中的流量控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖2中A-A’部分的放大剖面圖；圖4是表示用于圖1所示裝置中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的接線圖；圖5是表示提供給圖4所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)例子的波形圖；圖6是表示圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置(ECU)結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是用于說(shuō)明ECU所起作用的流程圖；圖8是繼圖7所示的流程之后的流程圖，主要用于說(shuō)明快速反應(yīng)控制的作用；圖9是繼圖7所示的流程之后的流程圖，主要用于說(shuō)明PI控制的作用；圖10是表示可替換圖8所示的流程圖而使用的例子的流程圖；圖11是表示用于圖7所示處理過(guò)程中的一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖12是表示用于圖7所示處理過(guò)程中的另一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖13是表示用于圖8所示處理過(guò)程中的一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖14是表示用于圖9所示處理過(guò)程中的一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖15是表示用于圖9所示處理過(guò)程中的另一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖16是表示用于圖10所示處理過(guò)程中的一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖17是表示用于本發(fā)明涉及的冷卻控制裝置另一實(shí)施例中的一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖18是表示用于本發(fā)明涉及的冷卻控制裝置另一實(shí)施例中的另一數(shù)據(jù)表的構(gòu)成圖；圖19是表示把本發(fā)明涉及的冷卻控制裝置應(yīng)用于汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)上的實(shí)施例構(gòu)成圖；圖20是以局部剖面狀態(tài)來(lái)表示用于圖1所示裝置中的第一種構(gòu)成的流量控制裝置的構(gòu)成圖；圖21是以局部剖面狀態(tài)來(lái)表示用于圖1所示裝置中的第二種構(gòu)成的流量控制裝置的構(gòu)成圖22是表示圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置(ECU)的基本構(gòu)成的方框圖；圖23是表示用于驅(qū)動(dòng)PTC加熱器的PTC加熱器驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的接線圖；圖24是表示用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的接線圖；圖25是采用圖2所示第一種構(gòu)成的流量控制裝置時(shí)的控制過(guò)程圖；圖26是采用圖3所示第二種構(gòu)成的流量控制裝置時(shí)的控制過(guò)程圖；圖27是用于說(shuō)明ECU所起作用的流程圖；圖28是用于說(shuō)明ECU所起作用的、繼圖9之后的流程圖；圖29是表示現(xiàn)有的汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻裝置的一個(gè)例子的構(gòu)成圖；圖30是以局部剖面狀態(tài)來(lái)表示現(xiàn)有的使用蝶閥的流量控制裝置例子的構(gòu)成圖。
下面參照


本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1表示適用于汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻控制裝置中的整體結(jié)構(gòu)。在圖1中，與圖29所示現(xiàn)有裝置的標(biāo)號(hào)相同的部分，分別表示其相對(duì)應(yīng)的部分，所以適當(dāng)省略對(duì)各部分結(jié)構(gòu)及作用的說(shuō)明。
如圖1所示，通過(guò)法蘭盤(pán)將流量控制裝置11連接在流出側(cè)冷卻水路3a中，該冷卻水路3a被配置在設(shè)于作為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)1的上部的冷卻水流出部1d。與設(shè)于作為熱交換器的散熱器2的上部的冷卻水流入部2a之間。
這樣，以包含流量控制裝置11的形式，形成冷卻介質(zhì)即冷卻水的循環(huán)通路12。
此外，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水流出部1d上，配置著例如熱敏電阻之類(lèi)的溫度檢測(cè)元件13。該溫度檢測(cè)元件13的檢測(cè)值，通過(guò)變換器14轉(zhuǎn)換成控制裝置(ECU)15可識(shí)別的數(shù)據(jù)，并輸送給對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制的控制裝置(ECU)15。
在圖1所示的實(shí)施例中，由用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1的節(jié)流閥16的開(kāi)度(開(kāi)啟角度)的節(jié)流閥位置傳感器17發(fā)出的開(kāi)度信息也被提供給控制裝置15。此外，圖中雖未表示，但發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等其他信息也提供給控制裝置15。
由控制裝置15向電動(dòng)機(jī)控制電路18及離合器控制電路19發(fā)出控制信號(hào)。該電動(dòng)機(jī)控制電路18和離合器控制電路19，分別對(duì)蓄電池20所供電流進(jìn)行控制，并向設(shè)置在流量控制裝置11中的直流電動(dòng)機(jī)控制電路和離合器控制電路提供控制電流。
圖2是表示流量裝置11構(gòu)造的模式圖，其中一部分用剖面狀態(tài)表示。該流量控制裝置11包括蝶閥和驅(qū)動(dòng)該蝶閥的作動(dòng)器。
首先，在作動(dòng)器上設(shè)有直流電動(dòng)機(jī)31，在該直流電動(dòng)機(jī)31的轉(zhuǎn)軸31a上、沿著該轉(zhuǎn)軸31a的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)合有構(gòu)成離合器機(jī)構(gòu)32的第一離合器盤(pán)32a，而且以可沿軸向滑動(dòng)的方式安裝。
圖3表示從箭頭方向看圖2中A-A’部分的狀態(tài)。即，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸31a的外形如圖所示地呈六邊形，在一側(cè)的第一離合器盤(pán)32a的中央，形成包圍所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸31a的六角形的孔。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，第一離合器盤(pán)32a結(jié)合在轉(zhuǎn)軸31a的旋轉(zhuǎn)方向上，且可沿軸向滑動(dòng)。
再看圖2，在所述第一離合器盤(pán)32a的圓周側(cè)面上形成有環(huán)狀槽部32b，電磁塞柱32c的動(dòng)作構(gòu)件32d的前端部可滑動(dòng)地嵌入在所述槽部32b內(nèi)。并且，在塞柱32c上還安裝了螺旋彈簧32e，當(dāng)塞柱32c處于不通電的通常狀態(tài)時(shí)，通過(guò)該螺旋彈簧32e的彈力作用，如圖2所示地將第一離合器盤(pán)32a向拉向電動(dòng)機(jī)31一側(cè)。
與第一離合器盤(pán)32a相對(duì)置地設(shè)有第二離合器盤(pán)32f，該第二離合器盤(pán)32f被固定在構(gòu)成減速機(jī)構(gòu)33的輸入側(cè)轉(zhuǎn)軸33b上。
在所述減速機(jī)構(gòu)33中，通過(guò)安裝在殼體33a上的各軸承，相互平行地配置輸入側(cè)轉(zhuǎn)軸33b及中間轉(zhuǎn)軸33c、輸出側(cè)轉(zhuǎn)軸33d。
在輸入側(cè)轉(zhuǎn)軸33b上固定有小齒輪33e，它與固定在中間轉(zhuǎn)軸33c上的直齒圓柱齒輪33f嚙合。此外，固定在中間轉(zhuǎn)軸33c上的小齒輪33g，與固定在輸出側(cè)轉(zhuǎn)軸33d上的直齒圓柱齒輪33h嚙合。
這樣構(gòu)成的減速機(jī)構(gòu)33，其減速比為例如1／50左右。
另外，所述減速機(jī)構(gòu)的輸出側(cè)轉(zhuǎn)軸33d被固定在流量控制閥34的驅(qū)動(dòng)軸上。流量控制閥34由配置在筒狀的冷卻介質(zhì)通路34a中的平板狀蝶閥34b構(gòu)成。通過(guò)作為驅(qū)動(dòng)軸的支軸34c的轉(zhuǎn)角，該蝶閥34b的平面方向與冷卻水的流通方向成一角度，由此可控制冷卻水的流量。即，當(dāng)?shù)y的平面方向與冷卻水的流通方向之間的夾角約為0度時(shí)，呈開(kāi)閥狀態(tài)，當(dāng)?shù)y平面方向與冷卻水的流通方向之間的夾角約為90度時(shí)，處于閉閥狀態(tài)。而且，通過(guò)適當(dāng)?shù)厝∑渲虚g角度，可對(duì)冷卻水的流量進(jìn)行線性控制。
在所述支軸34c上的減速機(jī)構(gòu)33一側(cè)，軸環(huán)34d固定在支軸34c上，在該軸環(huán)34d的周側(cè)面上卷裝有螺旋狀的復(fù)位彈簧34e。該復(fù)位彈簧34e的一端卡合在其內(nèi)部構(gòu)成冷卻介質(zhì)通路34a的筒狀體的一部分上，復(fù)位彈簧34e的另一端卡合在安裝于軸環(huán)34d的一部分上的突出體34f上。
在這種狀態(tài)下，復(fù)位彈簧34e對(duì)結(jié)合在支軸34c上的蝶閥34b施力，使該閥成為開(kāi)閥狀態(tài)。
此外，在與支軸34c的減速機(jī)構(gòu)33相對(duì)的另一端，連接有角度傳感器34g，可識(shí)別蝶閥34b的轉(zhuǎn)角。
在具有上述結(jié)構(gòu)的流量控制裝置11中，由圖1所示的電動(dòng)機(jī)控制電路18向直流電動(dòng)機(jī)31供給驅(qū)動(dòng)電流，并且，由圖1所示的離合器控制電路19向離合器機(jī)構(gòu)32的電磁柱塞32c供給驅(qū)動(dòng)電流，此外，由角度傳感器34g輸出的、與蝶閥轉(zhuǎn)角有關(guān)的輸出數(shù)據(jù)，被提供給圖1所示的控制裝置15。
因此，在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)向電磁柱塞32c通電時(shí)，其動(dòng)作構(gòu)件32d把第一離合器盤(pán)32a移動(dòng)到第二離合器盤(pán)32f一側(cè)，而成結(jié)合狀態(tài)。然后，如果向直流電動(dòng)機(jī)31供給驅(qū)動(dòng)電流，電動(dòng)機(jī)31的速度通過(guò)減速機(jī)構(gòu)而減小，并通過(guò)支軸34c轉(zhuǎn)動(dòng)蝶閥34b。此外，隨著支軸34c的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述角度傳感器34g將有關(guān)轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)反饋給控制裝置15。
圖4是表示所述電動(dòng)機(jī)控制電路18構(gòu)造的接線圈。在該電動(dòng)機(jī)控制電路18中，由串接在電源(蓄電池20)的正極端子與負(fù)極端子(地線)之間的第一開(kāi)關(guān)元件Q1和第二開(kāi)關(guān)元件Q2、以及同樣地串接在正極端子與負(fù)極端子之間的第三開(kāi)關(guān)元件Q3和第四開(kāi)關(guān)元件Q4構(gòu)成電橋電路。
所述各開(kāi)關(guān)元件由NPN型的雙極型晶體管構(gòu)成。因此，第一晶體管Q1和第三晶體管Q3的各集電極與蓄電池20的正極端子連接。此外，第二晶體管Q2和第四晶體管Q4的各發(fā)射極接地。
第一晶體管Q1的發(fā)射極與第三晶體管Q3的集電極連接而構(gòu)成第一節(jié)點(diǎn)18a。此外，第三晶體管Q3的發(fā)射極與第四晶體管Q4的集電極連接而構(gòu)成第二節(jié)點(diǎn)18b。
在所述第一節(jié)點(diǎn)18a與第二節(jié)點(diǎn)18b之間，分別連接著直流電動(dòng)機(jī)31的一對(duì)驅(qū)動(dòng)電流輸入端子。
此外，第一及第四晶體管Q1、Q4的控制極端子即基極相互連接而構(gòu)成輸入端子a，第二及第三晶體管Q2、Q3的基極相互連接而構(gòu)成輸入端子b。
圖5表示由控制裝置15選擇其一地向圖4中的輸入端子a與輸入端子b提供的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。
該控制信號(hào)是PWM引起的脈沖波形，如圖所示，脈沖波形可按電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動(dòng)規(guī)定時(shí)間。此外，在閉閥時(shí)，只向輸入端子a提供具有大脈沖寬度(W1)的控制信號(hào)，在開(kāi)閥時(shí)，只向輸入端子b提供具有小脈沖寬度(W2)的控制信號(hào)。
即，要打開(kāi)所述蝶閥34b時(shí)，利用復(fù)位彈簧34e的復(fù)位方向的扭矩，用小脈沖寬度便可有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
在要關(guān)閉蝶閥34b時(shí)，向圖4所示的端子a提供具有對(duì)應(yīng)于圖5中閉閥時(shí)(a)的脈沖寬度的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。因此，晶體管Q1及Q4便根據(jù)與圖5(a)所示的脈沖寬度相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)啟(ON)控制，使電動(dòng)機(jī)31向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。
另外，要開(kāi)啟所述蝶閥34b時(shí)，向圖4所示的端子b提供具有圖5中開(kāi)閥時(shí)(b)所示脈沖寬度的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。因此，晶體管Q2和Q3根據(jù)圖5(b)所示脈沖寬度的控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)啟控制，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)31向反方向旋轉(zhuǎn)。
圖6表示圖1所示的ECU15的基本結(jié)構(gòu)。該ECU15包括信號(hào)處理部15a，用于把從各傳感器供給的信號(hào)轉(zhuǎn)變成ECU可識(shí)別的數(shù)據(jù)信號(hào)等；比較部15b，對(duì)由信號(hào)處理部15a處理的輸入數(shù)據(jù)和以表的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器15c中的后述的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；信號(hào)處理部15d，對(duì)該比較部15b的比較結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算處理，并輸出控制信號(hào)。
下面，根據(jù)圖7以后所示的主要由所述ECU15執(zhí)行的控制流程，對(duì)圖1～圖6所示的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻控制裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在圖7所示的流程中，當(dāng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由ECU15向離合器控制電路19發(fā)出控制信號(hào)，然后向圖2所示的電磁柱塞提供驅(qū)動(dòng)電流，離合器機(jī)構(gòu)32成為傳遞狀態(tài)。
與此同時(shí)，ECU15向電動(dòng)機(jī)控制電路18發(fā)出使處于開(kāi)閥狀態(tài)的流量控制閥、即蝶閥34b關(guān)閉的控制信號(hào)。(步驟S1)這樣，在圖4所示的電動(dòng)機(jī)控制電路18的端子a上，加上了具有圖5中開(kāi)閥時(shí)所示的脈沖寬度(W1)的控制信號(hào)。從而，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)31旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)減速機(jī)構(gòu)33使蝶閥34b暫時(shí)關(guān)閉。
然后，在步驟S2中，ECU15從接收來(lái)自溫度檢測(cè)元件13的信息的變換器14中，讀出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的冷卻水溫度(Tws)。接著，在步驟S3中，ECU15取入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(N)、節(jié)流閥開(kāi)度(θT)、冷卻水溫度(Tw)。
然后，在步驟S4中，判斷所述冷卻水溫度(Tw)與起動(dòng)時(shí)的冷卻水溫度(Tws)的關(guān)系。即，當(dāng)判斷Tw＞Tws的條件為“否”時(shí)，進(jìn)入到步驟S5，向電動(dòng)機(jī)控制電路18發(fā)送控制信號(hào)，并將閥的角度設(shè)定為使角度傳感器34g檢測(cè)到的角度大致為90度的值。這樣，蝶閥34b維持閉閥狀態(tài)。(步驟S6)接著，在步驟S7中判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否停止，如果判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)不停止(否)，則再一次返回到步驟S3。在步驟S7中，如果判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)停止(是)，則轉(zhuǎn)入步驟S8，ECU15停止向離合器控制電路19發(fā)送控制信號(hào)，因此，電磁柱塞32c的動(dòng)作停止。
其結(jié)果，離合器機(jī)構(gòu)32脫開(kāi)，蝶閥34b由于復(fù)位彈簧34e的作用而成為開(kāi)閥狀態(tài)。
另外，在所述步驟S4中，如果判斷Tw＞Tws的條件為“是”時(shí)，則轉(zhuǎn)入步驟S9，從圖11所示的表①中檢索與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信息、即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(N)-節(jié)流閥開(kāi)度(θT)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)設(shè)定水溫(Ts)。
在圖11所示的表①中，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(N)和節(jié)流閥開(kāi)度(θT)之間矩陣狀地記錄著目標(biāo)設(shè)定水溫(Ts)。另外，在該圖中，為了文字說(shuō)明的方便，相當(dāng)粗地表示了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(N)與節(jié)流閥開(kāi)度(θT)的關(guān)系，事實(shí)上，能夠以更詳細(xì)的狀態(tài)具體地進(jìn)行記錄。即使是稍粗的狀態(tài)，可用所謂的中間插補(bǔ)法求出中間值，因此，也可以求出可實(shí)用的目標(biāo)設(shè)定水溫(Ts)。這一點(diǎn)在以下所示的各表中也是一樣的。
接著，在步驟S10中，根據(jù)冷卻水溫度(Tw)和從圖11所示的表①中檢索到的目標(biāo)設(shè)定水溫(Ts)，來(lái)運(yùn)算溫差(△T=Tw-Ts)。在步驟S11中，從圖12所示的表②中檢索與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(N)及節(jié)流閥開(kāi)度(θT)相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)控制閥角度(θso)。
在步驟S12中，根據(jù)上次的水溫(Two)和這次水溫(Tw)，來(lái)運(yùn)算溫差速度(Tv)。即，如圖7中的步驟S12所示，進(jìn)行Tv=△T／△t=(Two-Tw)／sec的運(yùn)算處理。
在步驟S13中，由所述步驟S10和步驟S12得到的溫差(△T)和溫差速度(Tv)這兩個(gè)數(shù)據(jù)，分別與規(guī)定的溫差值(△TA)及規(guī)定的溫差速度值(TvA)進(jìn)行比較運(yùn)算。即，如圖7所示，進(jìn)行△T≤△TA、Tv≤TvA的比較運(yùn)算。
所述規(guī)定的溫差值(△TA)和規(guī)定的溫差速度值(TvA)分別被設(shè)定為在后述的表③中用粗線包圍起來(lái)的偏差較小的值。在步驟S13中，如果判斷為不是該規(guī)定值以下(否)時(shí)，則轉(zhuǎn)入圖8所示的步驟S21。
圖8所示的步驟S21～步驟S25，是比較快地通過(guò)流量控制閥進(jìn)行冷卻水的流量控制的快速響應(yīng)控制過(guò)程。
在步驟S21中，從圖13所示的表③中檢索與在步驟S10中求出的溫差(△T)、步驟S12中求出的溫差速度(Tv)相對(duì)應(yīng)的控制閥設(shè)定角度(θs)。
圖13所示的表③與所述表①、表②一樣，在溫差(△T)與溫差速度(Tv)之間矩陣狀地記錄了控制閥設(shè)定角度(θs)。并且，將上述的規(guī)定的溫差值(△TA)和規(guī)定的溫差速度值(TvA)，設(shè)定為表③中用粗線包圍的溫差(△T)值小的范圍(△T4)和溫差速度(Tv)值小的范圍(Tv4)。
在步驟S22中，計(jì)算綜合控制閥角度(θ)。這是在步驟S11中檢索的標(biāo)準(zhǔn)控制閥角度(θso)和在步驟S21中檢索的控制閥設(shè)定角度(θs)之間進(jìn)行的θ=θso+θs的運(yùn)算。
在步驟S23中，進(jìn)行選擇電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)算、即△=θv-θ的運(yùn)算。該運(yùn)算中所使用的θv是由圖2所示的檢測(cè)控制閥角度的角度傳感器34g得到的。根據(jù)該運(yùn)算結(jié)果的正或負(fù)，決定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
接著轉(zhuǎn)入步驟S24，進(jìn)行圖2所示的直流電動(dòng)機(jī)31的驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，根據(jù)所述△θ的值，即△θ大時(shí)，產(chǎn)生與此相適應(yīng)的大占空比脈沖，△θ小時(shí)，產(chǎn)生與此相適應(yīng)的小占空比脈沖，并根據(jù)PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)DC電動(dòng)機(jī)。
這樣，在步驟S25中，轉(zhuǎn)動(dòng)作為流量控制閥的蝶閥34b，經(jīng)過(guò)以上過(guò)程后，再返回到圖7的步驟S7。
另一方面，在圖7的步驟S13中進(jìn)行比較運(yùn)算的結(jié)果，如果判斷為溫差(△T)和溫差速度(Tv)是規(guī)定范圍以下(是)，則轉(zhuǎn)到圖9的步驟S31。
圖9所示的步驟S31至步驟S40是進(jìn)行PI控制的過(guò)程，該P(yáng)I控制包含使由流量控制閥進(jìn)行的冷卻水流量控制隨單位時(shí)間而連續(xù)地產(chǎn)生微小變化的積分控制要素。
在步驟S31中，從圖14所示的、與溫差(△T)相對(duì)應(yīng)的比例開(kāi)度值(θsp)表④中檢索比例開(kāi)度值(θsp)。
接著在步驟S32中，從與溫差(△T)相對(duì)應(yīng)的、圖15所示的積分開(kāi)度值(θsi)表⑤中檢索積分開(kāi)度值(θsi)。
然后，進(jìn)入步驟S33，判斷在步驟S12中求出的溫差速度(Tv)值是否為“0”。在此，如果判斷溫差速度Tv值為“0”，則轉(zhuǎn)入后述的步驟S37；如果判斷溫差速度Tv值不是“0”，則進(jìn)入步驟S34。
在步驟S34，判斷在步驟S10中求出的溫差△T值。如果在步驟S34中，判斷為△T＞0則進(jìn)入步驟S35，如果判斷為△T＜0則進(jìn)入步驟S36，如果判斷為△T=0時(shí)則轉(zhuǎn)入步驟S37。
在所述步驟S35中，在控制閥開(kāi)度運(yùn)算中計(jì)算出應(yīng)使控制閥開(kāi)度減小的值θ。在這里，根據(jù)在步驟S11檢索的標(biāo)準(zhǔn)控制閥開(kāi)度θso、在步驟S31檢索的比例開(kāi)度值θsp、以及在步驟S32檢索的積分開(kāi)度值θsi，計(jì)算θ=θso-(θsp+θsi)。
另外，在步驟S36，在控制閥開(kāi)度運(yùn)算中計(jì)算應(yīng)使控制閥開(kāi)度增大的值θ。在此，計(jì)算θ=θso+(θsp+θsi)。
此外，步驟S37的作用是直接保持上次的控制閥角度θ。
然后進(jìn)入步驟S38，根據(jù)在所述步驟S35～S37中分別求出的控制閥角度(θ)和由控制閥角度傳感器34g測(cè)得的控制閥開(kāi)度(θv)，計(jì)算△θ=θv-θ。這是與所述步驟S23相同的運(yùn)算，該結(jié)果決定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
然后，通過(guò)步驟S39和步驟S40控制流量控制閥的開(kāi)度。步驟S39和步驟S40的作用與所述步驟S24和步驟S25相同，在此省略其說(shuō)明。
經(jīng)過(guò)以上過(guò)程，返回到圖7的步驟S7，循環(huán)以上過(guò)程直到發(fā)動(dòng)機(jī)停止。
通過(guò)以上作用，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信息，可在預(yù)測(cè)冷卻水溫度變化的狀態(tài)下進(jìn)行冷卻水的溫度管理。然后，根據(jù)情況，流量控制閥利用依據(jù)第一控制信號(hào)生成模式和第二控制信號(hào)生成模式所得到的控制信號(hào)，進(jìn)行開(kāi)閉控制，其結(jié)果，可改善控制閥的響應(yīng)性，可大大提高冷卻水的控制精度。
但是，為了提高流量控制閥的響應(yīng)性，在所述圖7～圖9所示的流程中，讀出對(duì)應(yīng)于溫差△T與溫度變化速度Tv而設(shè)定的控制閥開(kāi)度θs，對(duì)控制閥的開(kāi)度進(jìn)行控制。為了更簡(jiǎn)單地實(shí)施這種方法，也可利用圖10所示的流程。
也可以用圖10中的步驟來(lái)代替圖7的步驟S13和圖8所示的步驟S21至步驟S25的各步驟。
即，圖10中的步驟S51與圖7中的步驟S13是相同的。當(dāng)在該步驟S51中判斷為“否”時(shí)，在步驟S52中，從圖16所示的表⑥中檢索與作為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信息的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(N)-節(jié)流閥開(kāi)度(θT)相對(duì)應(yīng)的控制閥角度θs＇。
接著，在步驟S53中進(jìn)行選擇電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)算，即、與所述步驟S23的情況一樣，計(jì)算△=θv-θs＇。根據(jù)該運(yùn)算結(jié)果的正或負(fù)，決定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
下述步驟S54和S55的作用同所述步驟S24和步驟S25相同，在此省略其說(shuō)明。
然后進(jìn)入步驟S56，判斷由角度傳感器34g測(cè)得的流量控制閥開(kāi)度θv與在步驟S52求出的控制閥設(shè)定角度θs＇是否相等(θs＇=θv )，當(dāng)判斷為不相等(否)時(shí)，返回到圖7所示的步驟S7。另外，當(dāng)判斷為相等(是)時(shí)，轉(zhuǎn)入圖9的步驟S31進(jìn)行PI控制。
另外，在以上說(shuō)明的圖7至圖9所示的流程和圖10所示的流程中，都把作為流量控制閥的蝶閥34b的角度作為流量控制閥開(kāi)度θv，由角度傳感器34g接收，但也可以不利用該流量控制閥開(kāi)度θv地進(jìn)行同樣的控制。
即，在使用角度傳感器的情況下，基本上把流量控制閥開(kāi)度θv作為控制偏差信號(hào)而控制成目標(biāo)設(shè)定水溫Ts，另外，在不使用角度傳感器的情況下，可以根據(jù)直接溫差信號(hào)△T，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行PI占空比脈沖驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行控制。
因此，在不使用控制閥角度傳感器的狀態(tài)下，把圖13所示的表③置換成直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)PI占空比值表而進(jìn)行控制，可以得到同樣的結(jié)果。
圖17是表示與所用的溫差信號(hào)△T相對(duì)應(yīng)的比例占空比表的例子，另外，圖18表示與所用的溫差信號(hào)△T相對(duì)應(yīng)的積分占空比表的例子。
參照這些對(duì)應(yīng)表，通過(guò)對(duì)施加在圖4所示的橋式直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路上的PWM信號(hào)的占空比進(jìn)行時(shí)間控制，可得到同樣的作用效果。
另外，在控制裝置15中，對(duì)由溫度檢測(cè)元件13測(cè)得的實(shí)際的冷卻水溫度Tw與目標(biāo)設(shè)定水溫Ts進(jìn)行比較，如果其差值△T經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后大于規(guī)定值，即超出規(guī)定的溫度范圍時(shí)，可產(chǎn)生異常狀態(tài)輸出。
由于發(fā)生該異常狀態(tài)輸出，離合器控制電路19的控制使離合器機(jī)構(gòu)32脫開(kāi)，可通過(guò)復(fù)位彈簧34e的作用使蝶閥34b成為開(kāi)閥狀態(tài)。這樣，可促進(jìn)冷卻水的循環(huán)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到過(guò)熱狀態(tài)。
以上，對(duì)把本發(fā)明的冷卻控制裝置應(yīng)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這種特定的情況，用于其它內(nèi)燃機(jī)，也可以得到同樣的作用效果。
下面，說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)冷卻控制裝置的第二實(shí)施例。
由ECU15向后述的PTC驅(qū)動(dòng)電路18發(fā)出PTC加熱器加熱控制用的PWM信號(hào)，另外，也可以由ECU15向后述的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路19發(fā)出風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制用的PWM信號(hào)。該P(yáng)TC驅(qū)動(dòng)電路18和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路19，分別通過(guò)PWM信號(hào)控制由蓄電池輸出的電流，并向設(shè)在流量控制裝置11上的PTC加熱器和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)提供控制電流(功率)。
圖20以剖面狀態(tài)表示所述流量控制裝置111的第一種結(jié)構(gòu)。在該流量控制裝置111上設(shè)有連接在發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)上的筒體部131。在該筒體部131的內(nèi)底部的中央配置著支承軸132，通過(guò)該支承軸132可轉(zhuǎn)動(dòng)地配置著蝶閥133。在后述的熱電偶非動(dòng)作的狀態(tài)下，該蝶閥133通過(guò)配置在支承軸132上的未圖示的復(fù)位彈簧的作用而成為如圖20A所示的閉閥狀態(tài)。并且，在蝶閥133的閉閥狀態(tài)下，設(shè)在筒體部131的內(nèi)底部且由可撓性物質(zhì)構(gòu)成的閥座134與閥體相接觸。
蝶閥133的閥體眾所周知地呈圓盤(pán)狀，其平面方向與冷卻水的流通方向所成的夾角，隨支承軸132的轉(zhuǎn)角而變化，以控制冷卻水的流量。即，相對(duì)于冷卻水的流通方向，其平面方向的夾角為90度左右時(shí)，蝶閥133成為閉閥狀態(tài)，其平面方向的角度為0度左右時(shí)，蝶閥133成為全開(kāi)狀態(tài)。并且，通過(guò)適當(dāng)?shù)厝∑渲虚g角度，幾乎可以線性地控制冷卻水的流量。
在所述蝶閥133的冷卻水流出側(cè)、即散熱器側(cè)設(shè)有熱電偶135。在圖20所示的例子中，該熱電偶135設(shè)在冷卻水路3a的冷卻水中，可與冷卻水熱接觸。
在所述熱電偶135上配置著封入作為熱膨脹體的蠟的、圓筒狀的蠟元件136，且蠟元件位于冷卻水中。并且，在蠟元件136中埋設(shè)地配置著可隨蠟的膨脹情況而在上下方向移動(dòng)的活塞部件137。
在該活塞部件137的上部，圍繞該活塞部件137設(shè)有圓筒狀的護(hù)圈138，隨著活塞部件137的上升，護(hù)圈138與同軸配置在所述支承軸132上的凸輪部件139相接觸，且能夠使其以支承軸132為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
因此，伴隨著因活塞部件137的動(dòng)作而進(jìn)行的所述凸輪部件139的轉(zhuǎn)動(dòng)，蝶閥133如圖20B所示地成為開(kāi)閥狀態(tài)，冷卻水循環(huán)。
另外，圍繞著蠟元件136設(shè)有將正特性熱敏電阻作為發(fā)熱體的環(huán)狀PTC加熱器140，在該P(yáng)TC加熱器140的上下部分別設(shè)有一對(duì)環(huán)形電極141、142，用于向PTC加熱器140供應(yīng)電流。并且，可從設(shè)在流量控制裝置111側(cè)面的插口143，通過(guò)導(dǎo)線將電流提供給電極141、142。
因此，通過(guò)插口143向PTC加熱器140通電，可以加熱蠟元件136。這樣，通過(guò)封入在蠟元件136中的蠟的熱膨脹，如上所述，活塞部件137向上部突出，可打開(kāi)蝶閥133。
采用圖20所示的第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置111，可根據(jù)冷卻水溫度和加在PTC加熱器上的功率來(lái)控制蝶閥133的開(kāi)度。
圖21以剖面狀態(tài)表示所述流量控制裝置111的第二種結(jié)構(gòu)。另外，在圖21中，與圖20相同的部分用同一標(biāo)號(hào)表示，因此省略其詳細(xì)說(shuō)明。
圖21所示的流量控制裝置111的熱電偶135與冷卻水是絕熱的。為此，在蝶閥133的出口側(cè)的熱電偶135與冷卻水之間設(shè)置著隔熱的壁體144。并且，圓盤(pán)狀的PTC加熱器140設(shè)置在熱電偶135的下底部，并介于圓盤(pán)狀的各電極141、142之間。
另外，所述壁體144用合成樹(shù)脂等材料制成，所以可進(jìn)一步提高絕熱性。
在此，圖21表示蝶閥133的閉閥狀態(tài)，給PTC加熱器140通電，由于封入在蠟元件136內(nèi)的蠟熱膨脹，活塞部件137向上部突出，通過(guò)與圖20B所示的情況同樣的作用，可以打開(kāi)蝶閥133。
采用圖21所示的第二種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置111，可根據(jù)加在PTC加熱器上的功率，與冷卻水溫度無(wú)關(guān)地控制蝶閥133的開(kāi)度。
圖22表示圖19所示的ECU15的基本構(gòu)成。該ECU15由以下部分構(gòu)成信號(hào)處理部115a，將由各傳感器供給的信號(hào)變換成可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)等；比較部115b，對(duì)由該信號(hào)處理部115a處理后的輸入數(shù)據(jù)和以數(shù)據(jù)表形式存儲(chǔ)在RAM等存儲(chǔ)器115c中的后述的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；信號(hào)處理部115d，對(duì)比較部115b的比較結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算處理，并輸出作為控制信號(hào)的PWM信號(hào)。另外，從信號(hào)處理部115d輸出的PWM信號(hào)被提供給圖23和圖24所示的PTC驅(qū)動(dòng)電路118和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路119。
圖23所示的PTC驅(qū)動(dòng)電路118由NPN型晶體管118b構(gòu)成，從所述信號(hào)處理部115d輸出的PWM信號(hào)，通過(guò)基極輸入電阻118a被提供給晶體管118b的基極。晶體管118b的集電極通過(guò)配置在流量控制裝置111上的PTC加熱器140而與蓄電池連接，其發(fā)射極與基準(zhǔn)電位點(diǎn)(汽車(chē)的車(chē)身)連接。另外，在PTC加熱器上并列地連接著保護(hù)用的二極管118c。
在此，如圖23中的PWM1和PWM2所示，由ECU15向晶體管118b的基極供給控制了占空比(DUTY)值的加熱器加熱控制用的脈沖信號(hào)。因此，晶體管118b根據(jù)脈沖信號(hào)的占空比值向PTC加熱器輸出140電流，這樣，可控制PTC加熱器140的發(fā)熱量。
圖24所示的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路119也一樣，由NPN型晶體管119b構(gòu)成，從所述信號(hào)處理部115d輸出的PWM信號(hào)，通過(guò)基極輸入電阻119a供給晶體管119b的基極。晶體管119b的集電極通過(guò)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6b與蓄電池連接，其發(fā)射極與基準(zhǔn)電位點(diǎn)(汽車(chē)的車(chē)身)相連接。
在此，與圖23中的PWM1和PWM2所示的一樣，由ECU15向晶體管119b的基極發(fā)出控制了占空比(DUTY)值的、控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)用的脈沖信號(hào)。因此，晶體管119b根據(jù)脈沖信號(hào)的占空比值，向風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6b供電流，這樣，可設(shè)定風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6b的轉(zhuǎn)速，可控制散熱器的散熱效率。
&#60采用第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置(圖20A和20B)時(shí)的作用&#62下面，根據(jù)圖25所示的控制流程圖，說(shuō)明采用圖20A及20B所示的第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置時(shí)的作用，第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置根據(jù)冷卻水溫度和加在PTC加熱器上的功率來(lái)控制蝶閥的開(kāi)度。
另外，圖25所示的例子表示將發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水出口溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)的情況。在此，首先利用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水出口溫度的目標(biāo)設(shè)定溫度Ts，在過(guò)程K1中計(jì)算所述目標(biāo)設(shè)定溫度Ts與由測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水出口溫度的溫度傳感器13測(cè)得的冷卻水溫度Two之間的偏差△T(=Two-Ts)。
接著，在過(guò)程K2中，計(jì)算由所述偏差△T決定的熱電偶135的必要的元件上升量。在這種情況下，根據(jù)冷卻水溫度Two、冷卻水流量(取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)、以及用于向PTC加熱器通電的PWM信號(hào)的占空比值，可大體上確定元件上升量。并且，根據(jù)這些參數(shù)，可確定用于向PTC加熱器通電的PWM信號(hào)的占空比值。
另外，在確定WPM信號(hào)的占空比值時(shí)，采用眾所周知的PID(隨動(dòng)控制量)運(yùn)算。在現(xiàn)實(shí)中，因各種干擾因素，多數(shù)情況下僅通過(guò)上述參數(shù)不可能正確地進(jìn)行控制。因此，為了修正控制系統(tǒng)的時(shí)間上的滯后，對(duì)PWM信號(hào)的占空比值進(jìn)行微小的正負(fù)方向的修正。
另外，將PTC加熱器加熱控制用的PWM信號(hào)供給圖23所示的PTC驅(qū)動(dòng)電路118，這樣，在過(guò)程K3中，PTC加熱器40發(fā)熱，在過(guò)程K5中，元件上升。在這種情況下，在過(guò)程K4中，向元件上升量增加其它條件，這一點(diǎn)將在后面闡述。
由于元件上升，在過(guò)程K6中通過(guò)凸輪使機(jī)械性的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。即，變成蝶閥133的支承軸3進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。如上所述，在該蝶閥的支承軸132上設(shè)有復(fù)位彈簧，在過(guò)程K7中，包括復(fù)位彈簧的復(fù)位(返回)要素，在過(guò)程K8中進(jìn)行蝶閥的開(kāi)閉動(dòng)作。
因此，在過(guò)程K9中，流入散熱器的冷卻液流量發(fā)生變化，如過(guò)程K11所示，發(fā)動(dòng)機(jī)入口的冷卻水溫度就發(fā)生變化。在這種情況下，在過(guò)程K10中也要增加引起冷卻水溫度變化的其他條件，這一點(diǎn)在后面將闡述。
在過(guò)程K12中，冷卻水從發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)通過(guò)，這時(shí)通過(guò)熱交換引起溫度變化，成為發(fā)動(dòng)機(jī)出口的冷卻水溫度。
這時(shí)，在第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置中，熱電偶135同時(shí)受PTC加熱器140的加熱作用及冷卻水溫度的作用，元件上升。即，如過(guò)程K13所示，發(fā)動(dòng)機(jī)的出口溫度作用于熱電偶，其熱量(溫度和流量)在過(guò)程K4中加在PTC加熱器產(chǎn)生的熱量中，便可決定元件的上升量。
另外，如過(guò)程K14所示，發(fā)動(dòng)機(jī)出口的冷卻水溫度通過(guò)溫度傳感器進(jìn)行檢測(cè)，在上述過(guò)程K1中該出口溫度相對(duì)于目標(biāo)設(shè)定溫度Ts作為負(fù)要素進(jìn)行加算，產(chǎn)生上述偏差△T。
另一方面，在過(guò)程K15中，上述偏差△T的信息用于運(yùn)算與驅(qū)動(dòng)散熱器風(fēng)扇的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)的負(fù)荷值。在這種情況下也與過(guò)程K2一樣，采用PID運(yùn)算。
這樣產(chǎn)生的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的PWM信號(hào)供給圖24所示的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路119，如過(guò)程K16所示，對(duì)散熱器風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整(變化)。在這種情況下，如過(guò)程K17所示，加上因車(chē)速變化引起的風(fēng)速變化、外界空氣溫度的變化等要素，如過(guò)程K18所示，散熱器的冷卻效率發(fā)生變化。該冷卻效率的要素，加上上述過(guò)程K10中流入散熱器的冷卻液流量的變化因素，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的入口溫度變化產(chǎn)生作用。
&#60采用第二種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置(圖21)時(shí)的作用&#62
下面，根據(jù)圖26所示的控制流程圖，對(duì)于采用圖21所示的第二種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置時(shí)的作用進(jìn)行說(shuō)明，該流量控制裝置不依賴(lài)于冷卻水的溫度，主要根據(jù)加在PTC加熱器上的功率對(duì)蝶閥的開(kāi)度進(jìn)行控制。
另外，圖26所示的例子與上例一樣，表示將發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水出口溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)的情況。在圖26所示的各過(guò)程K1～K18中，與上述圖25所示的過(guò)程相同的，分別用相同的標(biāo)號(hào)表示，因此不重復(fù)說(shuō)明。
圖21所示的第二種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置是這樣進(jìn)行配置的，即如上所述，熱電偶135與冷卻水之間進(jìn)行絕熱，因此，與圖25相比較，實(shí)際上刪除了K13所示的過(guò)程。即，刪除了發(fā)動(dòng)機(jī)的出口溫度對(duì)熱電偶發(fā)生作用的過(guò)程。
另外，由于熱電偶135受外界空氣溫度的作用，因此如圖26所示，在過(guò)程K4中，PTC加熱器產(chǎn)生的熱量加上外界空氣溫度的因素，決定元件上升量。
關(guān)于本發(fā)明的冷卻裝置，通過(guò)以上說(shuō)明的圖25或圖26所示的控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)冷卻作用。下面，對(duì)于圖27和圖28所示的主要由ECU15實(shí)行的控制流程進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖27和圖28所示的控制流程與圖25和圖26所示的主要控制過(guò)程K1～K4及K15是相對(duì)應(yīng)的。另外，采用第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置(圖20A和20B)時(shí)與采用第二種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置(圖21)時(shí)，其控制注程有一些不同，分別作以下說(shuō)明。
&#60采用第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置(圖20A和20B)時(shí)的控制流程&#62如圖27所示，在步驟S101中，首先ECU15讀取熱電偶的開(kāi)閥開(kāi)始溫度To(70℃-80℃)。接著，在步驟S102中，ECU15檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N、作為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信息的吸入空氣的負(fù)壓P和從檢測(cè)節(jié)流閥16開(kāi)度用的節(jié)流閥開(kāi)度傳感器17得到的節(jié)流閥開(kāi)度θT以及通過(guò)溫度傳感器13得到的冷卻水溫Tw。
然后，在步驟S103中，ECU根據(jù)存儲(chǔ)在圖22所示的存儲(chǔ)器15c中的表，用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N與節(jié)流閥開(kāi)度θT的關(guān)系，讀出所記錄的發(fā)動(dòng)機(jī)出口的冷卻液的目標(biāo)設(shè)定水溫Ts。在步驟S104中，ECU15計(jì)算從前面表中讀出的目標(biāo)設(shè)定水溫Ts與在步驟S102中檢測(cè)出的從溫度傳感器13得到的冷卻水溫度Tw之偏差△T(=Ts-Tw)。
在步驟S105中，用上述步驟101中取得的由熱電偶測(cè)得的開(kāi)閥開(kāi)始溫度To和步驟S102中檢測(cè)出的冷卻水溫度Tw，判斷是否[Tw＜To]。在此，上述條件為“否”時(shí)，進(jìn)入步驟S106。即，這意味著冷卻水溫的實(shí)測(cè)值Tw與由熱電偶測(cè)得的開(kāi)閥開(kāi)始溫度To相等，或者冷卻水溫Tw比由熱電偶測(cè)得的開(kāi)閥開(kāi)始溫度To要大的狀態(tài)。
在步驟S106中，用在步驟S104中所計(jì)算出的偏差△T，判斷是否[△T=Ts-Tw＜0]。在判斷為“是”的情況下，進(jìn)入步驟S107。這意味著目標(biāo)設(shè)定水溫Ts與實(shí)測(cè)的冷卻水溫Tw相等，或?qū)崪y(cè)的冷卻水溫Tw比目標(biāo)設(shè)定水溫Ts要高的情況，這時(shí)必須迅速地對(duì)冷卻水進(jìn)行冷卻。
在步驟S107中，ECU15進(jìn)行產(chǎn)生PWM信號(hào)的步驟，該P(yáng)WM信號(hào)是在被接受后用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6b的。即，從記錄有在步驟S104中所計(jì)算出的溫差△T和與此相對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)的占空比值DF(轉(zhuǎn)速NF)表中檢索出占空比值，作成與其相對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)。將該P(yáng)WM信號(hào)供給圖6所示的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路119，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6b旋轉(zhuǎn)。
接著，在步驟S108和S109中，產(chǎn)生用于控制供給PTC加熱器電力的PWM信號(hào)。即，在步驟S108中，根據(jù)在步驟S102中所取得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N和節(jié)流閥開(kāi)度θT的關(guān)系，從記錄了變?yōu)樵O(shè)定水溫Ts之類(lèi)的占空比值的占空比值Do表中，檢索占空比值Don。
然后，進(jìn)入圖28所示的步驟S109，進(jìn)行PID運(yùn)算。即，從記錄了與溫差△T相對(duì)應(yīng)的PTC加熱器驅(qū)動(dòng)用的PWM信號(hào)的比例占空比值表中，檢索比例占空比值Dpn，另外，從記錄了與溫差△T相對(duì)應(yīng)的PTC加熱器驅(qū)動(dòng)用的PWM信號(hào)的積分占空比值表中，檢索積分負(fù)荷值Din。
接著，在步驟S110中，根據(jù)已經(jīng)在步驟S108中得到的占空比值Don和在步驟S109中檢索出的比例占空比值Dpn和積分占空比值Din，進(jìn)行[D=Don±(Dpn+Din)]的計(jì)算，求驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比值D。
在步驟S111中，向圖23所示的PTC驅(qū)動(dòng)電路118發(fā)出占空比值D的PWM信號(hào)。這樣，把通過(guò)上述占空比值D所控制的電流加在PTC加熱器140上，熱電偶135相應(yīng)于該電流量(電力量)發(fā)熱，在步驟S111中，決定熱電偶135的上升量△LH。
另外，在采用圖20所示的第一種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置時(shí)，熱電偶135受冷卻水溫的影響，同以上步驟的作用一樣，根據(jù)冷卻水溫可控制上升量。緊接著圖27的標(biāo)號(hào)E，在圖28所示的步驟S113中，取決于冷卻水溫Tw的熱電偶上升量△LW起作用，它被加在上述步驟S111中得到的熱電偶135的上升量△LH中。即，如步驟S114所示，熱電偶合成上升量△L為△L=△LH+LW。
在步驟S115中，根據(jù)該合成上升量△L，驅(qū)動(dòng)蝶閥133轉(zhuǎn)動(dòng)，使蝶閥的開(kāi)度為θv。然后，通過(guò)圖27所示的標(biāo)號(hào)D，從步驟S115返回到步驟S102，循環(huán)地進(jìn)行該流程。
這樣，如步驟S116所示，可控制冷卻水的流量，最終使冷卻水的出口溫度控制到目標(biāo)設(shè)定水溫Ts。
以上說(shuō)明表示在步驟S106中冷卻水溫高于規(guī)定值狀態(tài)下，必須對(duì)冷卻水進(jìn)行冷卻時(shí)的控制流程。
下面，對(duì)于上述狀態(tài)以外的情況下的控制流程進(jìn)行說(shuō)明。即，在步驟S106中，判斷為“否”時(shí)，也就是說(shuō)，在實(shí)測(cè)冷卻水溫度Tw低于目標(biāo)設(shè)定水溫Ts的情況下，進(jìn)入步驟S117的過(guò)程。在步驟S117中，使驅(qū)動(dòng)散熱器風(fēng)扇用的電動(dòng)機(jī)停止，接著在步驟S118中，使控制加在PTC加熱器上的電流用的PWM信號(hào)的占空比為“0”。即，在這種情況下，通過(guò)圖27和圖28所示的標(biāo)號(hào)B進(jìn)入步驟S111，使加在PTC加熱器140上的電流成為切斷狀態(tài)。因此，散熱器風(fēng)扇6b停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)PTC加熱器140也停止發(fā)熱，對(duì)蝶閥133向關(guān)閉方向施力。這樣，使散熱效率降低，以使冷卻水溫度迅速上升，這樣的作用直到實(shí)測(cè)冷卻水溫度Tw高于目標(biāo)設(shè)定水溫Ts為止。
另外，在步驟S105中，冷卻水溫的實(shí)測(cè)值Tw低于由熱電偶測(cè)得的開(kāi)閥開(kāi)始溫度To時(shí)，即判斷為“是”時(shí)，進(jìn)入步驟S119所示的過(guò)程，使控制加在PTC加熱器上的電流用的PWM信號(hào)的占空比為“0”。在這種情況下，也通過(guò)圖27和圖28所示的標(biāo)號(hào)C而進(jìn)入步驟S111，使加在PTC加熱器140上的電流為切斷狀態(tài)。因此，使PTC加熱器成為停止發(fā)熱狀態(tài)，以使冷卻水溫度迅速上升。
&#60采用第二種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置(圖21)時(shí)的控制流程&#62下面，對(duì)于采用圖21所示的第二種結(jié)構(gòu)的流量控制裝置時(shí)的控制流程進(jìn)行說(shuō)明，該流量控制裝置不依賴(lài)于冷卻水溫度，主要根據(jù)加在PTC加熱器上的電力量可控制蝶閥的開(kāi)度。
在這種情況下，在圖27和圖28所示的流程中，實(shí)際上刪掉了用標(biāo)號(hào)E連接的過(guò)程。即，步驟S113中取決于冷卻水溫Tw的熱電偶上升量△LW不起作用，而僅對(duì)步驟S112所示的取決于PTC加熱器的熱電偶上升量△LH進(jìn)行控制。
如上所述，采用實(shí)施例所示的冷卻控制裝置，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信息(節(jié)流閥開(kāi)度θT)等參數(shù)，求出目標(biāo)設(shè)定水溫，計(jì)算冷卻水溫度與目標(biāo)設(shè)定水溫的偏差，控制向加熱熱電偶的PTC加熱器供給的電流量。其結(jié)果，可控制蝶閥的開(kāi)閥狀態(tài)，改變冷卻水的散熱效率。并且，還可對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，因此可以經(jīng)常確保發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。
另外，在圖27和圖28所示的流程中，建立了存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)的表，從該表讀出必要的數(shù)據(jù)，雖然作了上述這樣的說(shuō)明，但也可以采用以下結(jié)構(gòu)，即不需要把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在特殊的表格形式中，通過(guò)運(yùn)算處理來(lái)導(dǎo)出這些數(shù)據(jù)。
以上對(duì)于將本發(fā)明的冷卻控制裝置用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這種特定的情況，應(yīng)用于其它內(nèi)燃機(jī)時(shí)可以獲得同樣的作用效果。
由以上說(shuō)明可知，采用本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)冷卻控制裝置和冷卻控制方法，至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷信息，求出冷卻介質(zhì)的目標(biāo)設(shè)定溫度，根據(jù)該目標(biāo)設(shè)定溫度和冷卻介質(zhì)的實(shí)際溫度，求出溫差和溫差的變化速度，因此，根據(jù)這些數(shù)值，可以選擇最佳的控制狀態(tài)。
另外，作為第一種控制信號(hào)生成模式，可進(jìn)行PI控制，作為第二種控制信號(hào)生成模式，可進(jìn)行速應(yīng)控制，在預(yù)測(cè)冷卻水的溫度變化的狀態(tài)下，可以進(jìn)行高精度的溫度管理。
因此，可以防止冷卻水溫度發(fā)生波動(dòng)，可減少燃料費(fèi)用及有害廢氣。
由于由直流電動(dòng)機(jī)、離合器機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成控制流量控制裝置的作動(dòng)器，因此，可使流量控制裝置得到足夠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并可使整個(gè)裝置小型化，例如將它用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可使其占有體積減少。
另外，由于同時(shí)使用復(fù)位彈簧，該復(fù)位彈簧對(duì)流量控制裝置向開(kāi)閥方向施力。因此，可使因發(fā)生故障而使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生過(guò)熱等問(wèn)題防患于未然，可發(fā)揮裝置的安全功能。
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)冷卻控制裝置的特征在于，它是這樣構(gòu)成的采用通過(guò)熱電偶驅(qū)動(dòng)蝶閥的形式，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)對(duì)熱電偶進(jìn)行加熱，來(lái)控制蝶閥的開(kāi)度。
因此，如在解決課題的手段這一部分中所說(shuō)明的那樣，可以利用蝶閥的特點(diǎn)，即它能使調(diào)整冷卻介質(zhì)流量所用的回轉(zhuǎn)扭矩極小，所以受機(jī)械性壓力因素也少，可使裝置的壽命和可靠性提高。
另外，可簡(jiǎn)化裝置整體結(jié)構(gòu)，這樣，可以降低整個(gè)裝置的成本。
權(quán)利要求
1．一種內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，在形成于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的流體通路與形成于熱交換器上的流體通路之間，形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)通路，通過(guò)使冷卻介質(zhì)在所述循環(huán)通路中循環(huán)，使在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的熱量通過(guò)所述熱交換器放散掉，其特征在于，包括流量控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)閥的開(kāi)啟程度，控制所述內(nèi)燃機(jī)與熱交換器之間的循環(huán)通路中的冷卻介質(zhì)流量；信息取出機(jī)構(gòu)，至少取出內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷信息和所述冷卻介質(zhì)的溫度信息；控制裝置，求出與所述負(fù)荷信息相對(duì)應(yīng)的冷卻介質(zhì)的目標(biāo)設(shè)定溫度，同時(shí)求出所述冷卻介質(zhì)的溫度信息與目標(biāo)設(shè)定溫度之間的溫差，并根據(jù)所述溫差與溫差變化速度的關(guān)系，產(chǎn)生向所述流量控制機(jī)構(gòu)的作動(dòng)器發(fā)出的控制信號(hào)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述負(fù)荷信息至少是由內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和節(jié)流閥的開(kāi)度信息生成的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述控制裝置執(zhí)行第一控制信號(hào)生成模式和第二控制信號(hào)生成模式，其中，所述第一控制信號(hào)生成模式是，在所述溫差和溫差變化速度小于規(guī)定值時(shí)產(chǎn)生作動(dòng)器的控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)生成模式是，在所述溫差和溫差變化速度大于規(guī)定值時(shí)產(chǎn)生作動(dòng)器的控制信號(hào)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述第一控制信號(hào)生成模式包含積分控制要素，所述積分控制要素使同所述溫差相對(duì)應(yīng)地由流量控制機(jī)構(gòu)控制的冷卻介質(zhì)的流量、在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)地細(xì)微變化；第二控制信號(hào)生成模式，根據(jù)從對(duì)應(yīng)于所述溫差和溫差變化速度而記錄的映象表中讀取的冷卻介質(zhì)的流量設(shè)定數(shù)據(jù)，產(chǎn)生作動(dòng)器的控制信號(hào)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1～4所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，還設(shè)有顯示由所述流量控制機(jī)構(gòu)控制的冷卻介質(zhì)流量的傳感器，由傳感器獲得的信息用于所述控制裝置中的計(jì)算處理。
6．根據(jù)權(quán)利要求1～5所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述流量控制機(jī)構(gòu)由蝶閥構(gòu)成，所述蝶閥配置在筒狀的冷卻介質(zhì)通路中，相對(duì)于冷卻介質(zhì)的流通方向，其平面方向的角度可以改變；顯示所述冷卻介質(zhì)流量的傳感器是生成與蝶閥的轉(zhuǎn)角有關(guān)的信息的角度傳感器。
7．根據(jù)權(quán)利要求1～6所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述作動(dòng)器包括直流電動(dòng)機(jī)，根據(jù)來(lái)自所述控制裝置的控制信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)；離合器機(jī)構(gòu)，傳遞或解除直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力；減速機(jī)構(gòu)，通過(guò)所述離合器機(jī)構(gòu)使直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低；此外，還在流量控制機(jī)構(gòu)上設(shè)有向流量控制機(jī)構(gòu)施力而使其向開(kāi)閥方向動(dòng)作的復(fù)位彈簧。
8．權(quán)利要求1～7所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述離合器機(jī)構(gòu)接收控制裝置發(fā)出的異常狀態(tài)輸出信號(hào)后成為脫開(kāi)狀態(tài)，并通過(guò)復(fù)位彈簧使所述流量控制機(jī)構(gòu)保持開(kāi)閥狀態(tài)。
9．一種內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制方法，在形成于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的流體通路與形成于熱交換器上的流體通路之間形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)通路，通過(guò)流量控制機(jī)構(gòu)使冷卻介質(zhì)在所述循環(huán)通路內(nèi)循環(huán)，由此，可利用熱交換器將在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的熱量放散掉，其特征在于，所述冷卻控制方法包括以下步驟信息取入步驟，至少取入內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷信息和所述冷卻介質(zhì)的溫度信息；求出與所述負(fù)荷信息相對(duì)應(yīng)的冷卻介質(zhì)的目標(biāo)設(shè)定溫度的步驟；求出所述冷卻介質(zhì)的溫度信息與目標(biāo)設(shè)定溫度之間的溫差的步驟；計(jì)算所述溫差和溫差變化速度的步驟；根據(jù)溫差與溫差變化速度之間的關(guān)系而生成對(duì)流量控制機(jī)構(gòu)的作動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)的步驟；根據(jù)所述控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器并進(jìn)行流入熱交換器內(nèi)的冷卻介質(zhì)的流量控制的步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制方法，其特征在于，在生成驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器的控制信號(hào)的所述步驟中，再增加一個(gè)判斷所述溫差和溫差變化速度是否小于規(guī)定值的步驟；在判斷為溫差和溫差變化速度小于規(guī)定值的情況下，執(zhí)行生成包含積分控制要素的控制信號(hào)的步驟，所述積分控制要素使同所述溫差相對(duì)應(yīng)地由流量控制機(jī)構(gòu)控制的冷卻介質(zhì)的流量、在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)地細(xì)微變化；當(dāng)判斷為溫差和溫差變化速度不小于規(guī)定值的情況下，執(zhí)行下述步驟，即根據(jù)從對(duì)應(yīng)于所述溫差和溫差變化速度而記錄的映象表中讀取的冷卻介質(zhì)的流量設(shè)定數(shù)據(jù)，生成控制信號(hào)。
11．一種內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，在形成于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的流體通路與形成于熱交換器上的流體通路之間，形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)通路，通過(guò)使冷卻介質(zhì)在所述循環(huán)通路中循環(huán)，使在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的熱量通過(guò)所述熱交換器放散掉，其特征在于，包括蝶閥，根據(jù)閥的開(kāi)啟程度，控制所述內(nèi)燃機(jī)與熱交換器之間的循環(huán)通路中的冷卻介質(zhì)流量；熱電偶，根據(jù)溫度變化來(lái)控制所述蝶閥的開(kāi)度，還具有加熱用的加熱器；控制裝置，至少根據(jù)冷卻介質(zhì)的溫度信息，來(lái)產(chǎn)生用于對(duì)提供給設(shè)在所述熱電偶上的加熱器的加熱用功率進(jìn)行控制的控制信號(hào)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還產(chǎn)生對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的控制信號(hào)，所述風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)用于對(duì)熱交換器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。
13．根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，還向所述控制裝置提供內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信息，并控制向設(shè)在熱電偶上的加熱器供給的加熱用功率、以及(或)控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
14．根據(jù)權(quán)利要求11～13中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，向設(shè)在熱電偶上的加熱器供給的加熱用功率的控制信號(hào)、和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，由PWM信號(hào)構(gòu)成，通過(guò)改變PWM信號(hào)的占空比值來(lái)控制供給功率。
15．根據(jù)權(quán)利要求11～14中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述熱電偶，被配置成可與冷卻介質(zhì)熱接觸，并感知所述冷卻介質(zhì)的溫度和加熱用加熱器的發(fā)熱量來(lái)控制所述蝶閥的開(kāi)度，所述加熱用加熱器的發(fā)熱量與由所述控制裝置供給的功率相對(duì)應(yīng)。
16．根據(jù)權(quán)利要求11～14中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述熱電偶被配置成與冷卻介質(zhì)隔熱，并感知加熱用加熱器的發(fā)熱量來(lái)控制所述蝶閥的開(kāi)度，所述加熱用加熱器的發(fā)熱量與由控制裝置供給的功率相對(duì)應(yīng)。
17．權(quán)利要求11～16中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置，其特征在于，所述熱電偶包括蠟元件，所述蠟元件內(nèi)封入了感知冷卻介質(zhì)的溫度和(或)加熱用加熱器的發(fā)熱量的蠟；活塞構(gòu)件，隨著所述蠟元件內(nèi)蠟的膨脹作用而突出于蠟元件；凸輪構(gòu)件，隨著所述活塞構(gòu)件的突出而相對(duì)于支承軸做轉(zhuǎn)動(dòng)；而且，隨著所述凸輪構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)，可改變所述蝶閥的開(kāi)度。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)的冷卻控制裝置,在預(yù)測(cè)內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度變化的狀態(tài)下進(jìn)行高精度的溫度控制,提高裝置的壽命和可靠性并降低總成本。通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)、離合器機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)控制調(diào)整冷卻水流量的蝶閥34b的轉(zhuǎn)動(dòng),將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻到最佳溫度。由ECU向直流電動(dòng)機(jī)提供PWM信號(hào)而控制蝶閥的轉(zhuǎn)動(dòng)。由熱電偶控制蝶閥的開(kāi)度。在熱電偶上設(shè)有PTC加熱器,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)向PTC加熱器提供加熱用功率,來(lái)控制冷卻水的冷卻效率。
文檔編號(hào)F01P7/16GK1204719SQ9811563
公開(kāi)日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1998年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月2日
發(fā)明者佐野光洋, 兩角博 申請(qǐng)人:日本恒溫裝置株式會(huì)社