車輛的控制裝置的製作方法

2023-06-03 03:57:31 4

專利名稱：車輛的控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具備具有對感溫臘(thermo wax)進行加熱的加熱部,並且利用感溫臘的融解、凝固來進行開閉的感溫蠟型切換閥的車輛的控制裝置。
背景技術：
在水冷式發動機的冷卻水迴路等中，作為對流體迴路的流體的流動進行切換的閥，有時採用感溫蠟型切換閥。感溫蠟型切換 閥利用與被封入其殼體內部的感溫蠟的融解、凝固相伴的膨脹、收縮而進行開閉。而且，為了根據需要使這樣的感溫蠟型切換閥強制開閥，有時會設置對感溫蠟進行加熱的加熱器。以往，作為具備上述的帶有加熱器的感溫蠟型切換閥的車輛的控制裝置，已知有專利文獻I所記載的控制裝置。該文獻I所記載的車輛在發動機的油壓迴路具備上述那樣的感溫蠟型切換閥、和對該切換閥的感溫蠟進行加熱的PTC加熱器。另外，在該文獻I所記載的車輛的控制裝置中，具備對油壓迴路內的油溫進行檢測的油溫傳感器，根據該油溫傳感器檢測到的油溫來推算感溫蠟的溫度。而且，在切換閥的開閥時，持續對PTC加熱器進行通電，直到油溫傳感器的傳感器值高於感溫蠟的融解溫度。專利文獻I :日本特開2009-115075號公報這樣，在現有的車輛的控制裝置中，具備對在切換閥的周圍流過的流體的溫度進行檢測的溫度傳感器，根據該溫度傳感器的傳感器值來推算感溫蠟的溫度。但是，尤其在溫度傳感器和切換閥被配置於相互分開的位置時，導致溫度傳感器的傳感器值與感溫蠟的溫度有時會偏離。而且，在過低地推算了感溫蠟的溫度的情況下，有可能導致感溫蠟被超過所需程度地加熱，使得切換閥內部的橡膠密封墊、潤滑脂發生碳化而劣化。

發明內容
本發明的目的在幹，提供ー種能夠恰當地進行通過對感溫蠟加熱而動作的切換閥的控制的車輛的控制裝置。為了實現上述目的，本發明涉及的車輛的控制裝置是具備具有對感溫蠟進行加熱的加熱部，並且利用上述感溫蠟的融解、凝固進行開閉的感溫蠟型切換閥的車輛的控制裝置，其具備考慮了與上述感溫蠟的相轉移相伴的熱容量的變化對上述加熱部的加熱狀態進行控制的控制部。在上述那樣的具有加熱部的感溫蠟型切換閥中，其開度和感溫蠟的溫度之間存在相關性。鑑於此，如果對感溫蠟的溫度進行推算，井根據該溫度對加熱部的加熱狀態進行控制，則能夠不過度或不足地對感溫蠟進行加熱。感溫蠟的溫度的推算可以根據感溫蠟的熱模型來進行，但為此需要準確地知道感溫蠟的熱容量。另ー方面，在上述那樣的感溫蠟型切換閥的動作中，伴隨著感溫蠟的相轉移，而且在該相轉移中，伴隨著感溫蠟的熱容量的變化。因此，如果利用上述那樣的熱模型來進行感溫蠟的溫度推算，並根據其結果對加熱部的加熱狀態進行控制，則需要考慮與感溫蠟的相轉移相伴的熱容量的變化。對於該點，在上述構成中，考慮了與感溫蠟的相轉移相伴的熱容量的變化，對加熱部的加熱狀態進行控制，能夠準確地把握感溫蠟的溫度來進行加熱部的加熱控制。因此，根據上述構成，能夠恰當地進行通過對感溫蠟進行加熱而動作的切換閥的控制。為了實現上述目的，本發明涉及的另ー個車輛的控制裝置是具備具有對感溫蠟進行加熱的加熱部，並且利用上述感溫蠟的融解、凝固進行開閉的感溫蠟型切換閥的車輛的控制裝置，具備目標值設定部，其設定上述感溫蠟的溫度的目標值；蠟溫度推算部，其根據從上述加熱部傳遞給上述感溫蠟的熱量 、和從上述感溫蠟向上述切換閥的周圍的流體放出的熱量來計算上述感溫蠟的受熱量，並根據該受熱量和上述感溫蠟的熱容量來推算上述感溫蠟的溫度；以及控制部，其對上述加熱部進行控制，以使該推算出的上述感溫蠟的溫度成為上述目標值，上述蠟溫度推算部根據跨越上述感溫蠟的相變點的該感溫蠟的推算溫度的變化來變更上述熱容量的值。上述那樣的感溫蠟型切換閥中的感溫蠟的受熱量，可以作為用從加熱部傳遞給感溫蠟的熱量中減去了由感溫蠟向切換閥的周圍的流體放出的熱量所得到的值而被求出。如果將這樣的感溫蠟的受熱量除以其熱容量，則能夠求出感溫蠟的溫度變化量，可以根據該結果求出感溫蠟的溫度。另ー方面，如上述那樣，在感溫蠟型切換閥的開閉中，伴隨著從固相到固液共存相、液相間的感溫蠟的相轉移，感溫蠟的熱容量對應於該相轉移而發生變化。對於該點，在本發明中，根據跨越感溫蠟的相變點的該感溫蠟的推算溫度的變化來變更熱容量的值，能夠與感溫蠟的相轉移相匹配地利用合適的熱容量來進行感溫蠟的溫度的推算。因此，根據本發明的車輛的控制裝置，能夠準確地把握感溫蠟溫度，恰當地進行通過對感溫蠟加熱而動作的切換閥的控制。在進行上述那樣的基於感溫蠟的推算溫度的加熱部的控制的情況下，為了恰當地避免加熱部對感溫蠟的過度加熱，優選將切換閥的開閥請求時的感溫蠟溫度的目標值，設定為該切換閥成為全開時的感溫蠟的溫度以下的溫度、即設定為切換閥成為全開的感溫蠟的溫度、或者略微低於該溫度的溫度。另外，若切換閥急速開閥，則在切換閥的周圍流過的流體的溫度急劇變化，可能會對基於這樣的流體的溫度的控制帶來障礙。即使在這樣的情況下，如果將該目標值在一定期間內保持為切換閥成為微小開度的感溫蠟的溫度，然後將該目標值設定為切換閥成為全開時的感溫蠟的溫度，則切換閥緩慢地開閥，能夠避免急劇的流體的溫度變化。另ー方面，為了進一步確保切換閥從閉閥到開閥的動作的響應性，優選對閉閥中的切換閥的感溫蠟進行預熱。這樣的預熱可以通過將切換閥閉閥時的目標值設定為感溫蠟的受熱量大於「0」且低於切換閥的開閥開始溫度的值來進行。另外，為了進一步確保切換閥從閉閥到開閥的動作的響應性，優選將閉閥中的切換閥的感溫蠟的溫度保持為該切換閥的開閥即將開始的溫度。因此，如果將切換閥閉閥時的感溫蠟的溫度的目標值設定為切換閥的開閥即將開始時的感溫蠟的溫度的值，則能夠確保切換閥的開閥時的響應性。在切換閥開度相對於感溫蠟的溫度的關係中，有時會存在無法忽視的滯後現象。即，在切換閥開度正在向開閥側變更時可得到規定開度X的切換閥的開度的感溫蠟的溫度、與切換閥開度正在向閉閥側變更時可得到規定開度X的切換閥的開度的感溫蠟的溫度之間，有時會存在無法忽視的偏差。這樣的情況下，即使當將切換閥開度設為相同的目標開度時，在使切換閥開度向開閥側變更從而成為目標開度時、和使切換閥開度向閉閥側變更而成為目標開度時，如果使感溫蠟的推算溫度的目標值不同，則也能夠恰當地進行切換閥的開度控制。另外，對於切換閥的感溫蠟的熱容量，有時會存在因老化、個體差別而導致的每個個體之間的差異。在這樣的情況下，感溫蠟溫度的推算所使用的熱容量與實際的感溫蠟的熱容量不同，無法準確地推算感溫蠟溫度。在這樣的情況下，如果進行切換閥的開閥的檢測，並且根據該檢測時的感溫蠟的推算溫度與切換閥實際開閥的感溫蠟的溫度之間的偏差來修正熱容量，則也能夠對熱容量的每個個體之間的差異進行學習修正，從而準確地推算出感溫蠟溫度。 此外，如果希望極其簡單地進行基於感溫蠟的推算溫度的加熱部的控制，則可以在感溫蠟的推算溫度低於上述目標值時，由加熱部進行感溫蠟的加熱，在感溫蠟的推算溫度不低於上述目標值時，停止該加熱。在上述那樣的感溫蠟型切換閥中，當相對於感溫蠟的熱容量其殼體的熱容量大到無法忽視的程度時，需要考慮殼體的熱容量對感溫蠟相對受熱的溫度的變化造成的影響。在這樣的情況下，作為上述那樣的計算感溫蠟的溫度的變化量所使用的熱容量，可以使用切換閥的殼體和感溫蠟的合計的熱容量。其中，本發明可以應用於具備在使發動機的冷卻水循環的冷卻水迴路中設置的切換閥的車輛。尤其適用於作為對發動機的內部的冷卻水的循環的允許和停止進行切換的部件而構成了切換閥的車輛。


圖I是示意性地表示應用本發明的第I實施方式的車輛的冷卻水迴路的構成的框圖。圖2是表示該冷卻水迴路中的暖機初始階段的冷卻水的循環狀況的框圖。圖3是表示該冷卻水迴路中的暖機後期階段的冷卻水的循環狀況的框圖。圖4是表示該冷卻水迴路中的暖機結束後的冷卻水的循環狀況的框圖。圖5是表示該實施方式所使用的感溫蠟的熱模型的概略圖。圖6是表示該實施方式中的感溫蠟的受熱量和蠟溫度以及切換閥開度之間的關係的圖表。圖7是表示該實施方式中的目標蠟溫度的設定狀況的圖表。圖8是該實施方式中應用的蠟溫度推算流程的流程圖。圖9是該實施方式中應用的加熱器通電流程的流程圖。圖10是該實施方式中應用的目標蠟溫度設定流程的流程圖。圖11是表示本發明的第2實施方式的目標蠟溫度的設定狀況的圖表。圖12是表示目標切換閥開度被設定成具有一定的幅度時的目標蠟溫度的設定狀況的圖表。圖13是表示切換閥開閥前後水溫傳感器的傳感器值的推移的圖表。圖14是表示計算上的蠟溫度和實際的蠟溫度之間產生偏差時的感溫蠟的受熱量與兩個蠟溫度之間的關係的圖表。
具體實施例方式(第I實施方式)以下參照圖I 圖10，對將本發明的車輛的控制裝置具體化的第I實施方式詳細進行說明。其中，本實施方式將本發明應用於具備感溫蠟型切換閥的車輛，該感溫蠟型切換閥被設置於使發動機冷卻水循環的冷卻水迴路，對發動機內部的冷卻水的循環和其停止進行切換。圖I表示了應用本實施方式的車輛的冷卻 水迴路的構成。該冷卻水迴路具備用於使冷卻水循環的電動水泵I。如該圖所示那樣，在該冷卻水迴路中，冷卻水通路在電動水泵I的下遊被分支成通過發動機3的第I水路2、和通過EGR製冷器4以及加熱器核心5的第2水路6。第I水路2被形成為依次通過發動機3的氣缸體(cylinder block)、氣缸蓋(cylinder head)。而且，第I水路2在發動機3的下遊與切換閥8連接。切換閥8被構成為利用感溫蠟的融解、凝固進行開閉的感溫蠟型水路切換閥。而且，切換閥8具備作為對其內部的感溫蠟進行加熱的加熱部的加熱器9。其中，在切換閥8的下遊，第I水路2在通過了對發動機冷卻水的熱量進行放熱的散熱器10後，與恆溫器7連接。恆溫器7根據在其內部的感溫部的周圍流過的發動機冷卻水的溫度進行開閉，在其感溫部中，流入通過了 EGR製冷器4以及加熱器核心5後的第2水路6的發動機冷卻水。而且，恆溫器7在流入到感溫部的發動機冷卻水的溫度較低時閉閥，禁止通過了散熱器10的冷卻水的流動。另外，恆溫器7在流入到感溫部的發動機冷卻水的溫度較高時開閥，允許通過了散熱器10的冷卻水的流動。並且，該冷卻水迴路還具備將第2水路6的EGR製冷器4的下遊側和第I水路2的切換閥8連結的第3水路11。切換閥8基於其開閥而允許通過了第3水路11的冷卻水的流動，基於其閉閥而禁止通過了第3水路11的冷卻水的流動。設置於上述切換閥8的加熱器9的通電由電子控制單元12控制。電子控制單元12被構成為具備中央運算處理裝置(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、輸入輸出端ロ(I/O)的計算機單元。在這樣的電子控制單元12中，CPU實施與加熱器9的通電控制相關的運算處理，ROM存儲控制用的程序、數據。另タ卜，RAM臨時存儲CPU的運算結果和傳感器的檢測結果等，I/O對與外部的信號收發起到媒介作用。上述的電子控制単元12的輸入埠上連接有對發動機冷卻水的溫度進行檢測的水溫傳感器13。水溫傳感器13被設置在發動機3的氣缸蓋的冷卻水出口的附近。在如上述那樣構成的冷卻水迴路中，構成為在發動機3起動後，以如下的方式對發動機冷卻水的流動進行控制。圖2表示了暖機初始階段的冷卻水迴路的狀態。如該圖所示那樣，此時的切換閥8被閉閥，通過了第3水路11的發動機冷卻水的流動被切斷。另外，此時的恆溫器7由於流入到其感溫部的發動機冷卻水的溫度較低所以閉閥，從而切斷了通過了散熱器10的冷卻水的流動。因此，在此時的冷卻水迴路中，發動機冷卻水僅通過第2水路6進行循環。順便說明，在此時的發動機3中，其內部的發動機冷卻水的循環停止，在其內部，發動機冷卻水被發動機3產生的熱量持續加溫。因此，促進了發動機3內部的發動機冷卻水的升溫，進而促進了發動機3的暖機。圖3表示了暖機後期階段的冷卻水迴路的狀態。如該圖所示那樣，此時的切換閥8開閥，允許通過了第3水路11的發動機冷卻水的流動。另外，此時的恆溫器7尚且處於閉閥狀態，通過了散熱器10的冷卻水的流動被切斷。因此，在此時的冷卻水迴路中，通過了發動機3的發動機冷卻水經過第3水路11而流動，發動機3內部的冷卻水的循環開始。
圖4表示了暖機結束後的冷卻水迴路的狀態。如該圖所示那樣，此時的切換閥8閉閥，通過了第3水路11的發動機冷卻水的流動被切斷。另ー方面，由於通過感溫部的發動機冷卻水的溫度足夠高，所以此時的恆溫器7變為開閥。因此，在此時的冷卻水迴路中，通過了發動機3的發動機冷卻水流向散熱器10,發動機冷卻水從發動機3獲取的熱量被散熱器10放熱。在這樣的本實施方式中，電子控制單元12在切換閥8的開度控制時，利用熱模型來推算切換閥8的感溫蠟溫度。而且，電子控制単元12通過對加熱器9的加熱狀態進行控制，以使推算出的感溫蠟溫度成為目標蠟溫度，來控制切換閥8的開度。圖5表示了感溫蠟溫度的推算所使用的熱模型。在該熱模型中，根據加熱器9的投入熱量P和從感溫蠟移動到發動機冷卻水的熱量P_xw，求出感溫蠟的単位時間的受熱量(P-P_xw)。另外，通過將該受熱量除以感溫蠟的熱容量來求出感溫蠟的単位時間的溫度變化量。其中，求出對感溫蠟的推算溫度T_x與發動機冷卻水的水溫T_w之間的差值(T_x-T_w)乘以了從感溫蠟到發動機冷卻水的熱傳遞係數K_xw而得到的值作為熱量P_xw。另夕卜，在本實施方式中，作為計算熱量P_xw所使用的發動機冷卻水的水溫T_w，使用水溫傳感器13的傳感器值。另ー方面，在該物理模型中，將發動機3開始起動時的感溫蠟的溫度(初始蠟溫度T_x0)視為與此時的發動機冷卻水的水溫(初始水溫T_w0)相等。而且，通過將根據上述受熱量(P-P_xw)計算出的単位時間的溫度變化量隨時與初始蠟溫度T_x0積算，由此求出推算溫度T_x。另外，在感溫蠟型切換閥8的開閉時，隨著從固相到固液共存相、液相間的感溫蠟的相轉移，感溫蠟的熱容量對應於該相轉移而發生變化。鑑於此，在本實施方式中，作為計算上述溫度變化量所使用的感溫蠟的熱容量，準備固體熱容量M_xs、固液共存熱容量M_xsl和液體熱容量M_xl這3個值，井根據當時的感溫蠟的狀態進行切換。S卩，在本實施方式中，根據跨越感溫蠟的相變點的該感溫蠟的推算溫度T_x的變化來變更熱容量的值。另外，在本實施方式中，上述各熱容量(M_XS、M_XS1、M_X1)作為切換閥8的感溫蠟和對其進行收納的殼體的合計的熱容量而被求出。即，上述各熱容量嚴格來講表示了切換閥8的殼體以及感溫蠟的熱容量。順便說明，由於到目前為止恆溫器的使用在比較具有餘量的區域使用，所以通過這樣的模型無需進行溫度推算。但是，為了防止水靜止而導致冷卻水的溫度急劇上升，由此導致冷卻水的沸騰等情況，需要進行基於上述模型的溫度推算。圖6表示了感溫蠟的受熱量、和切換閥8的開度以及該感溫蠟的溫度之間的關係。如該圖所示那樣，切換閥8的開度和感溫蠟的溫度之間具有相關性。因此，如果求出用於使切換閥8成為必要的開度(目標切換閥開度)所需要的感溫蠟的溫度，並且將該溫度設定為目標蠟溫度來控制加熱器9的加熱狀態，以使得根據上述熱模型推算出的感溫蠟的溫度成為目標蠟溫度，則能夠使切換閥8成為必要的開度。另外，如該圖所示那樣，切換閥8以略微高於感溫蠟的固體-固液共存邊界溫度的感溫蠟溫度開始其開閥，並以略微高於該感溫蠟的固液共存-液體邊界溫度的感溫蠟溫度全開。其中，本實施方式中的基於恆溫器溫度的切換閥8的開閉控制以如下的方式進行。另外，在本實施方式中，以圖7所示的方式進行下述各狀況下的目標蠟溫度的設定。(a)切換閥8全開時 在進行上述那樣的基於感溫蠟的推算溫度的加熱器9的加熱控制時，為了恰當地避免加熱器9對感溫蠟的過度加熱，在本實施方式中，將切換閥8的全開請求時的目標蠟溫度設定為該切換閥8成為全開時的感溫蠟的溫度、或者設定為略微低於該溫度的溫度。(b)切換閥8全閉時如果不對加熱器9進行通電，則切換閥8維持為全閉狀態。不過，即使當切換閥8全閉時，在發生了氣缸蓋內的發動機冷卻水沸騰那樣的情況下，也需要緊急將切換閥8開閥，來開始發動機內的發動機冷卻水的循環，從而避免沸騰。鑑於此，在本實施方式中，為了確保這樣情況下的切換閥8的開閥響應性，電子控制単元12將切換閥8全閉時的目標蠟溫度設定為切換閥8的開閥即將開始時的感溫蠟的溫度的值。即，通過進行感溫蠟的預熱，來使切換閥8以能夠迅速開閥的狀態待機。另外，與程度無關，只要對感溫蠟進行預熱，與完全不進行預熱的情況相比，便能夠提高切換閥8從閉閥到開閥的動作的響應性。因此，只要受熱量大於「0」，且將切換閥的閉閥時的目標值設定為低於切換閥的開閥開始溫度的值，便能夠提高切換閥8從閉閥到開閥的動作的響應性。(C)切換閥8從閉閥向開閥變化時若切換閥8急速地開閥，則導致水溫傳感器13的周圍的發動機冷卻水的溫度急劇變化，可能會對基於發動機水溫的檢測結果的各種發動機控制帶來障礙。即使在這樣的情況下，只要將目標蠟溫度在一定期間內保持為切換閥8成為微小開度的感溫蠟的溫度，然後將目標蠟溫度設定為切換閥8成為全開時的感溫蠟的溫度，則切換閥8會緩慢地開閥，從而能夠避免急劇的發動機水溫傳感器值的變化。其中，在避免氣缸蓋內的發動機冷卻水沸騰的情況下，需要使切換閥8迅速開閥。鑑於此，在這種情況下，不對切換閥8設置使其成為微小開度的期間，而直接設定上述全開請求時的目標蠟溫度。圖8表示了上述的本實施方式所採用的蠟溫度推算流程的流程圖。本流程的處理與發動機3的起動開始一起由電子控制単元12控制開始。當本流程開始後，電子控制單元12首先在步驟SlOO中讀入起動時水溫T_w0。然後，電子控制單元12在步驟SlOl中，將該起動時水溫T_w0設定為初始蠟溫度T_x0。在接下來的步驟S102中，電子控制單元12判定此時的感溫蠟是否為固相。該判斷通過感溫蠟的推算溫度T_x是否為感溫蠟的固體-固液共存邊界溫度T_xl以下來進行。這裡，如果感溫蠟為固體(S102 是」)，則電子控制單元12在步驟S103中按照下式(I)來更新感溫臘的推算溫度T_x的值。
T_x = T_x (上次值)+ (P_P_xw)/M_xs …(I)其中，式(I)的P是加熱器9的投入熱量，P_xw是從感溫蠟移動到發動機冷卻水的熱量的移動量，M_xs是感溫臘的固體熱容量。另ー方面，在接下來的S104中，電子控制單元12判斷此時的感溫蠟是否是固液共存相。該判斷通過感溫蠟的推算溫度T_x是否大於感溫蠟的固體-固液共存邊界溫度T_xl且為固液共存-液體邊界溫度T_x2以下來進行。這裡，如果感溫蠟是固液共存的狀態(S104:「是」)，則電子控制單元12在步驟S105中按照下式(2)來更新感溫蠟的推算溫度T_x的值。
T_x = T_x (上次值)+ (P_P_xw)/M_xsl …(2)其中，式(2)的M_xsl是感溫蠟的固液共存熱容量。另ー方面，在接下來的步驟S106中，電子控制単元12判定此時的感溫蠟是否為液相。其中，該判斷通過感溫蠟的推算溫度T_x是否大於固液共存-液體邊界溫度T_x2來進行。這裡，如果感溫蠟是液體(S106 是」)，則電子控制單元12在步驟S107中按照下式(3)來更新感溫臘的推算溫度T_x的值。T_x = T_x (上次值)+ (P-P_xw) /M_xl …(3)其中，式(3)的M_xl是感溫蠟的液體熱容量。通過以上的處理，當感溫蠟的推算溫度T_x的更新結束時，電子控制單元12在下一個控制周期中再次返回到步驟S102，反覆實施推算溫度T_x的更新。圖9表示了本實施方式中應用的加熱器通電流程的流程圖。本流程的處理由電子控制單元12按每個規定的控制周期反覆實施。當本流程開始後，電子控制單元12在步驟S200中判定感溫蠟的推算溫度T_x是否低於在後述的目標蠟溫度設定流程中設定的目標蠟溫度。然後，如果推算溫度T_x低於目標蠟溫度(S201 是」)，則電子控制單元12在步驟S201中將接通向加熱器9的通電，否則(S201 否」)，在步驟S202中斷開向加熱器9的通電，並結束這次的本流程的處理。這樣，在本實施方式中，當感溫蠟的推算溫度T_x低於目標蠟溫度吋，由加熱器9進行感溫蠟的加熱，否則，停止該加熱。圖10表示了本實施方式中應用的目標蠟溫度設定流程的流程圖。本流程的處理由電子控制単元12控制成在發動機3的起動開始之後立即開始。當本流程開始後，電子控制單元12首先在步驟S300中確認是否有切換閥8的開閥請求。這裡，如果沒有開閥請求(S300:「否」)，則電子控制單元12轉移到步驟S301，在該步驟S301中將目標蠟溫度設定為用於預熱的蠟溫度，並在規定的控制周期後再次返回到步驟S300的處理。另ー方面，如果存在開閥請求(S300 是」)，則電子控制單元12確認是否有避免水溫傳感器值急劇變化的請求。即，此時的電子控制単元12判定是否處於為了避免沸騰等而需要切換閥8緊急開閥的狀況。這裡，如果存在避免水溫傳感器值的急劇變化的請求(S302 是」)，則電子控制単元12在步驟S303中將目標蠟溫度一定時間設定為成為微小開度的蠟溫度，然後在步驟S304中將目標蠟溫度設定為切換閥8成為全開的蠟溫度。而且，電子控制単元12在規定的控制周期後再次返回到步驟S300的處理。另ー方面，如果沒有避免水溫傳感器值的急劇變化的請求(S302 否」)，則電子控制單元12直接轉移到步驟S304，將目標蠟溫度設定為切換閥8成為全開的蠟溫度。而且，隨後電子控制単元12在規定的控制周期後再次返回到步驟S300的處理。在以上說明的本實施方式中，加熱器9成為相當於上述加熱部的構成。另外，在本實施方式中，構成為由電子控制單元12實施目標值設定部、蠟溫度推算部以及控制部進行的處理。 根據這樣的本實施方式，能夠實現如下的效果。(I)本實施方式中，在具備具有對感溫蠟進行加熱的加熱器9，並且利用感溫蠟的融解、凝固進行開閉的感溫蠟型切換閥8的車輛中，電子控制単元12考慮了與感溫蠟的相轉移相伴的熱容量的變化，對加熱器9的加熱狀態進行控制。更具體而言，電子控制單元12進行下述處理 對感溫蠟的溫度的目標值、即目標蠟溫度進行設定。 根據從加熱器9傳遞給感溫蠟的熱量(投入熱量P)、和從感溫蠟向切換閥8的周圍的發動機冷卻水釋放的熱量P_xw，計算出感溫蠟的受熱量，並根據該受熱量和感溫蠟的熱容量來推算感溫蠟的溫度(推算溫度T_x)。 對加熱器9進行控制，以使感溫蠟的推算溫度T_x成為目標蠟溫度。 根據跨越感溫蠟的相變點的該感溫蠟的推算溫度T_x的變化，變更在推算溫度T_x的計算中使用的熱容量的值。對於上述那樣的感溫蠟型切換閥8中的感溫蠟的受熱量，可以作為將從加熱器9傳遞到感溫蠟的熱量(投入熱量P)減去了由感溫蠟向切換閥的周圍的流體釋放的熱量(P_xw)而得到的值(P-P_xw)求出。如果將上述的感溫蠟的受熱量除以其熱容量，則能夠求出感溫蠟的溫度變化量，能夠根據該結果求出感溫蠟的溫度。另ー方面，在感溫蠟型切換閥8的開閉中，伴隨著從固相到固液共存相、液相間的感溫蠟的相轉移，感溫蠟的熱容量對應於該相轉移而發生變化。該點在本實施方式中，根據跨越感溫蠟的相變點的該感溫蠟的推算溫度T_x的變化來變更熱容量的值，能夠與感溫蠟的相轉移相匹配地利用合適的熱容量進行感溫蠟的溫度的推算。因此，根據本實施方式的車輛的控制裝置，能夠準確地把握感溫蠟溫度，從而恰當地進行通過對感溫蠟進行加熱而動作的切換閥的控制。(2)在本實施方式中，將切換閥8被請求全開時的目標蠟溫度設定為略微低於該切換閥8成為全開時的感溫蠟溫度的溫度。因此，能夠良好地避免加熱器9對感溫蠟的過度加熱。(3)本實施方式中，在請求抑制開閥速度時的切換閥8的開閥時，將目標蠟溫度在一定期間內保持為切換閥8成為微小開度的感溫蠟溫度，然後將該目標值設定為切換閥8成為全開時的感溫蠟溫度。因此，切換閥8會緩慢地進行開閥，能夠防止急劇的流體的溫度變化。(4)在本實施方式中，將全閉時的目標蠟溫度設定為切換閥8的開閥即將開始時的感溫蠟溫度的值。因此，能夠確保切換閥8的開閥時的響應性。(5)在本實施方式中，當感溫蠟的推算溫度T_x低於目標蠟溫度吋，利用加熱器9進行感溫蠟的加熱，否則，停止該加熱。因此，能夠極其簡單地進行基於感溫蠟的推算溫度的加熱器9的控制。(6)在本實施方式中，作為計算感溫蠟的溫度的變化量所使用的熱容量，使用切換閥8的殼體與感溫蠟的合計的熱容量。因此，即使在相對於感溫蠟的熱容量，其殼體的熱容量大到無法忽視的程度時，也能夠準確地對感溫蠟的溫度進行推算。(7)在本實施方式中，由於能夠準確地把握感溫蠟溫度來恰當地進行切換閥8的控制，所以可恰當地防止因過度加熱導致切換閥8內部的橡膠密封墊、潤滑脂的碳化而劣化。(第2實施方式) 接著，參照圖11和圖12，對將本發明的車輛的控制裝置具體化的第2實施方式進行詳細說明。其中，本實施方式對目標蠟溫度的設定方式進行了變更，其他部分與第I實施方式相同。在切換閥開度相對於感溫蠟溫度的關係中，有時存在無法忽視的滯後現象。S卩，有時在切換閥8的開度正在向開閥側變更時可得到規定開度X的切換閥開度的感溫蠟溫度、與切換閥8的開度正在向閉閥側變更時可得到規定開度X的切換閥開度的感溫蠟溫度之間存在較大的偏差。這樣的情況下，在使切換閥開度向開閥側變更而成為目標開度時、和使切換閥開度向閉閥側變更而成為目標開度時，即使切換閥8的目標開度相同，如果使目標蠟溫度不同，則也能夠恰當地進行切換閥8的開度控制。具體而言，在本實施方式中，如圖11所示，即使目標切換閥開度相同，也在通電接通而將切換閥8向開閥方向驅動時、和通電斷開而將切換閥8向閉閥方向驅動時，使目標蠟溫度不同。即，在通電接通而將切換閥8向開閥方向驅動時，將目標切換閥開度與通電接通時切換閥8的動作線Lon的交點Pl處的感溫蠟溫度設定為目標蠟溫度，將目標切換閥開度與通電斷開時切換閥8的動作線Loff的交點P2處的感溫蠟溫度設定為目標蠟溫度。因此，即使在感溫蠟溫度與切換閥開度之間的關係存在滯後現象的情況下，也能夠恰當地控制基於感溫蠟溫度的切換閥開度。此外，在如圖12所示那樣將目標切換閥開度設定成具有一定的幅度的情況下，當通電接通而將切換閥8向開閥方向驅動時，將目標切換閥開度的上限值與通電接通時切換閥8的動作線Lon的交點P3處的感溫蠟溫度設定為目標蠟溫度。另外，當通電接通而將切換閥8向開閥方向驅動時，將目標切換閥開度的下限值與通電斷開時切換閥8的動作線Loff的交點P4處的感溫蠟溫度設定為目標蠟溫度。(第3實施方式)接著，參照圖13和圖14，對將本發明的車輛的控制裝置具體化的第2實施方式進行詳細說明。其中，本實施方式除了進行感溫蠟的熱容量的修正學習這一點以外，與上述實施方式相同。對於切換閥8的感溫蠟的熱容量，有時因時效變化、個體差別而導致每個個體存在差異。在這樣的情況下，導致感溫蠟溫度的推算所使用的熱容量與實際的感溫蠟的熱容量不同，無法準確地推算感溫蠟溫度。鑑於此，在本實施方式中，進行切換閥8的開閥的檢測，並且根據該檢測時的感溫蠟的推算溫度與切換閥實際開閥的感溫蠟的溫度之間的偏差來對熱容量進行修正。而且，由此來修正學習熱容量的每個個體的差異，從而準確地推算感溫蠟溫度。
其中，這裡的切換閥8的開閥的檢測按以下的方式進行。如上述那樣，應用本實施方式的車輛的冷卻水迴路的第I水路2被形成為經過發動機3的氣缸體後，通過氣缸蓋。另外，水溫傳感器13被設置在氣缸蓋的冷卻水出口的附近。在這樣的情況下，當處於全閉狀態的切換閥8被打開，發動機3內的發動機冷卻水開始循環時，在水溫傳感器13的設置位置首先通過位於氣缸蓋的發動機冷卻水。然後，在水溫傳感器13的設置位置通過位於氣缸體的發動機冷卻水。在停止了發動機冷卻水的循環的狀態下，氣缸蓋內的發動機冷卻水的溫度高於氣缸體內的發動機冷卻水。因此，在切換閥8開閥 前後的水溫傳感器13的傳感器值中，如圖13所示那樣，在切換閥8剛開閥後立即出現峰值。由於這樣的峰值在切換閥8開閥時以外不會出現，所以能夠以此來檢測切換閥8的開閥。即，在本實施方式中，電子控制単元12根據水溫傳感器13的傳感器值的峰值的發現的確認，判斷為切換閥8已經開閥。圖14表示了計算上的蠟溫度、即推算溫度T_x與實際的蠟溫度之間產生了偏差時的感溫蠟的受熱量和兩個蠟溫度之間的關係。這樣的偏差在推算溫度T_x的計算所使用的各熱容量(M_XS、M_XS1、M_X1)偏離了實際的值時發生。這裡，若設到開閥開始為止的感溫蠟為固體，則感溫蠟的溫度(推算溫度T_x)由下式⑷表示。T_x = T_x0+ f (P-P_xw)dt/M_xs ... (4)這裡的T_x0是感溫蠟的初始溫度，P是加熱器9的投入熱量，P_xw是從感溫蠟轉移到發動機冷卻水的熱量，M_xs是感溫蠟的固體熱容量。另ー方面，到切換閥8的開閥檢測時為止的感溫蠟的受熱量由「 f (P-P_xw)dt/M_xs」表示。因此，實際的感溫蠟的固體熱容量M_xs』成為滿足下式(5)那樣的值。切換閥開閥開始溫度=T_x0+/ (P-P_xw) dt/M_xs 』 (5)鑑於此，如果將感溫蠟的固體熱容量修正為滿足上式(5)那樣的值1_^』，則能夠進行準確的感溫蠟溫度的推算。其中，感溫蠟的固體熱容量M_xs對於辨明切換閥8的開閥非常重要，與此相對，固液共存熱容量M_xsl、液體熱容量M_xl的誤差雖然對切換閥8的開度造成影響，但是該影響相對較小。因此，這裡為了降低計算負荷，僅進行固體熱容量M_xs的修正學習。不過，如果需要，也可以對M_xsl、M_xl乘以「M_xs』 /M_xs」來進行其修正。根據以上的本實施方式，能夠與感溫蠟的熱容量的差異無關地，準確地進行感溫蠟溫度的推算。其中，在這樣的本實施方式中，電子控制單元12被構成為實施作為對切換閥8的開閥進行檢測的檢測部、和根據對切換閥8的開閥進行了檢測時的感溫蠟的推算溫度T_x與切換閥8實際開閥的感溫蠟的溫度之間的偏差來修正熱容量的修正部的處理。另外，上述各實施方式也可以進行如下變更來實施。 在上述實施方式中，作為從感溫蠟移動到發動機冷卻水的熱量P_xw進行計算所使用的發動機冷卻水的水溫T_w，使用了水溫傳感器13的傳感器值。但是，在切換閥8和水溫傳感器13被配置於分開的場所、停止了發動機3內的發動機冷卻水的循環的情況下，水溫傳感器13的傳感器值和切換閥8周圍的發動機冷卻水的溫度有時會偏離。在這樣的情況下，對發動機3的累計燃料量ga乘以某個係數Kl而得到值作為因發動機3的熱量而引起切換閥8周圍的發動機冷卻水的溫度上升量，能夠通過下式(6)計算出切換閥8周圍的水溫。T_w = T_w0+Kl X f ga dt ... (6)其中，式(6)中的T_w0表示初始水溫、即發動機起動開始時的水溫傳感器值。另夕卜，對累計燃料量ga乘以某個係數K2而得到的值相當於水溫傳感器值與切換閥8周圍的發動機冷卻水溫度之間的偏離量，還可以通過下式(7)計算出切換閥8周圍的水溫。T_w = Thw+K2 X f ga dt ... (7)
其中，式(7)中的Thw表示水溫傳感器值。 在第3實施方式中，基於水溫傳感器值的峰值的出現來檢測切換閥8的開閥，但也可以通過除此以外的方法來檢測切換閥8的開閥。例如，可以對切換閥8設置開度傳感器，根據該傳感器的檢測結果直接檢測切換閥8的開閥，或者設置對第3水路11的水流進行檢測的傳感器，根據第3水路11的水流的有無來間接檢測切換閥8的開閥。 在上述實施方式中，作為各熱容量(M_XS、M_XS1、M_X1)，使用了切換閥8的殼體和感溫蠟的合計的熱容量，但如果殼體的熱容量較小而可以忽視其影響，則也可以僅使用感溫蠟的熱容量。 在上述實施方式中，為了避免水溫傳感器值的急劇變化，將目標蠟溫度在一定期間內保持為切換閥8成為微小開度的感溫蠟的溫度，然後將目標蠟溫度設定為切換閥8成為全開時的感溫蠟的溫度。不過，在水溫傳感器值的急劇變化不會帶來問題的情況下、或被要求較好的切換閥開閥的響應性的情況下等，也可以將目標蠟溫度從最開始就設定為切換閥8成為全開時的感溫蠟溫度。 在上述實施方式中，為了確保切換閥8的開閥響應性，進行了加熱器9的預熱，但在沒有要求較高的開閥響應性的情況下，也可以不實施預熱，從而減少待機時的電力消耗。 在上述實施方式中，分成切換閥8的全開時、全閉時和從閉閥向開閥變化時這3種情況下進行目標蠟溫度的設定。不過，在要求更細緻的切換閥開度控制的情況下等，也可以進行更細緻的目標蠟溫度的設定。 在上述實施方式中，僅通過通電的接通/斷開切換來對加熱器9的加熱狀態進行控制，但在要求緻密的切換閥開度的控制的情況下等，也可以細微控制加熱器9的通電量。 作為與感溫蠟的推算溫度的計算有關的熱模型，也可以採用與上述實施方式不同的模型。 作為對切換閥8的感溫蠟進行加熱的加熱部，可使用熱線式加熱器、PTC加熱器、熱泵等任意的加熱裝置。 在上述實施方式中，對將切換發動機3的通水的有無的切換閥8作為控制對象而將本發明具體化的情況進行了說明，但本發明也可以將車輛的冷卻水迴路的其他切換閥、例如對散熱器的通水的有無進行切換的閥等作為控制對象。另外，本發明也可以將設置於冷卻水迴路以外的切換閥、例如設置於發動機的油壓迴路來對該油壓迴路內的油的流動進行切換的閥等作為控制對象而具體實施。附圖標記說明I...電動水泵，2...第I水路，3...發動機，4. ..EGR製冷器，5...加熱器核心，6...第2水路，7...恆溫器，8...感溫蠟型切換閥，9...加熱器(加熱部)，10...散熱器，11...第3水路，12...電子控制単元(目標值設定部、蠟溫度推算部、控制部)，13...水 溫傳感器。
權利要求
1.一種車輛的控制裝置，具備感溫蠟型切換閥，該感溫蠟型切換閥具有對感溫蠟進行加熱的加熱部，並且利用上述感溫蠟的融解、凝固進行開閉，該車輛的控制裝置具備控制部，該控制部考慮了與上述感溫蠟的相轉移相伴的熱容量的變化，對上述加熱部的加熱狀態進行控制。
2.—種車輛的控制裝置，具備感溫蠟型切換閥，該感溫蠟型切換閥具有對感溫蠟進行加熱的加熱部，並且利用上述感溫蠟的融解、凝固進行開閉，該車輛的控制裝置具備 目標值設定部，其設定上述感溫蠟的溫度的目標值； 蠟溫度推算部，其根據從上述加熱部傳遞給上述感溫蠟的熱量、和從上述感溫蠟向上述切換閥的周圍的流體放出的熱量，來計算上述感溫蠟的受熱量，並且根據該受熱量和上述感溫蠟的熱容量來推算上述感溫蠟的溫度；以及 控制部，對上述加熱部進行控制，以使該推算出的上述感溫蠟的溫度成為上述目標值， 上述蠟溫度推算部根據跨越上述感溫蠟的相變點的該感溫蠟的推算溫度的變化，來變更上述熱容量的值。
3.根據權利要求2所述的車輛的控制裝置，其特徵在於， 上述目標值設定部將請求上述切換閥的開閥時的上述目標值設定為該切換閥成為全開時的上述感溫蠟的溫度以下的溫度。
4.根據權利要求2或3所述的車輛的控制裝置，其特徵在於， 在被請求抑制開閥速度的情況下上述切換閥開閥時，上述目標值設定部在一定期間內將上述目標值保持為上述切換閥成為微小開度的上述感溫蠟的溫度，然後將上述目標值設定為上述切換閥成為全開時的上述感溫蠟的溫度。
5.根據權利要求2 4中任意一項所述的車輛的控制裝置，其特徵在於， 上述目標值設定部將上述切換閥閉閥時的上述目標值設定為上述感溫蠟的受熱量大於「 O 」且低於上述切換閥的開閥開始溫度的值。
6.根據權利要求2 4中任意一項所述的車輛的控制裝置，其特徵在於， 上述目標值設定部將上述切換閥閉閥時的上述目標值設定為上述切換閥的開閥即將開始時的上述感溫蠟的溫度的值。
7.根據權利要求2 6中任意一項所述的車輛的控制裝置，其特徵在於， 即使在使上述切換閥的開度成為相同的目標開度時，在使上述切換閥的開度向開閥側變更而成為上述目標開度時、和使該切換閥的開度向閉閥側變更而成為上述目標開度時，也使上述目標值不同。
8.根據權利要求2 7中任意一項所述的車輛的控制裝置，其特徵在於，具備 檢測部，其對上述切換閥的開閥進行檢測；和 修正部，其根據檢測到上述切換閥的開閥時的上述感溫蠟的推算溫度、和上述切換閥實際開閥的上述感溫蠟的溫度之間的偏差，來修正上述熱容量。
9.根據權利要求2 8中任意一項所述的車輛的控制裝置，其特徵在於， 在上述感溫蠟的推算溫度低於上述目標值時，上述控制部進行由上述加熱部對上述感溫蠟的加熱，在上述感溫蠟的推算溫度不低於上述目標值時，上述控制部停止該加熱。
10.根據權利要求I 9中任意一項所述的車輛的控制裝置，其特徵在於， 上述熱容量被作為上述切換閥的殼體和上述感溫蠟的合計的熱容量而求出。
11.根據權利要求I 10中任意一項所述的車輛的控制裝置，其特徵在於，上述切換閥被設置在使發動機冷卻水循環的冷卻水迴路。
12.根據權利要求11所述的車輛的控制裝置，其特徵在於，上述切換閥對發動機內部的冷卻水的循環和其停止進行切換。
全文摘要
電子控制單元(12)計算出感溫蠟的受熱量，然後根據該受熱量和感溫蠟的熱容量來推算感溫蠟的溫度，並且對加熱器進行控制，以使感溫蠟的溫度成為預先設定的目標值。然後，電子控制單元(12)根據跨越感溫蠟的相變點的該感溫蠟的推算溫度的變化來變更感溫蠟溫度的推算所使用的熱容量的值，由此可恰當地進行通過對感溫蠟加熱而動作的切換閥的控制。
文檔編號F01P7/16GK102713193SQ20098016148
公開日2012年10月3日 申請日期2009年12月4日 優先權日2009年12月4日
發明者古越太郎, 新谷治, 木野村茂樹, 駒田篤史 申請人:豐田自動車株式會社