УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE CONTROL DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству управления для транспортного средства, обеспечивающему возможность транспортному средству эффективно использовать тепло.
Уровень техники
Транспортное средство включает в себя множество устройств, которые используют тепло, выделенное двигателем внутреннего сгорания, такие как отопительное устройство или подогреватель масла. Однако, поскольку двигатели стали более эффективными и более компактными с улучшением эффективности сгорания, тепло от двигателя уменьшилось, что, таким образом, затрудняет выработку достаточного количества тепла. Чтобы разрешать проблему, существует требование в том, что следует улучшать эффективность использования тепла.
Обычно устройство управления, описанное в патентном документе 1, рассматривалось в качестве устройства управления, предназначенного для того, чтобы обеспечивать выработку необходимого количества тепла для отопительного устройства транспортного средства, имеющего малокубатурный двигатель внутреннего сгорания с низким тепловыделением. Устройство управления, описанное в патентном документе 1, выполняет управление увеличением тепловыделения, повышая холостые обороты двигателя и задерживая момент зажигания, когда удовлетворяются различные условия, или, в частности, при условии, что двигатель работает на холостом ходу, что отопительное устройство находится в рабочем состоянии, что температура охлаждающей жидкости двигателя меньше, чем установленное значение, и что скорость увеличения температуры охлаждающей жидкости двигателя меньше, чем установленное значение.
Обычное устройство управления для транспортного средства увеличивает количество тепла, выделенного двигателем, посредством повышения холостых оборотов двигателя и задержки момента зажигания, когда определяется, что температура охлаждающей жидкости двигателя является низкой и растет с небольшой скоростью увеличения, и, таким образом, количества тепла, подаваемого к отопительному устройству, может вероятно не хватать. В результате, при использовании устройства управления не допускается понижения эффективности нагрева отопительного устройства до определенной степени.
Ссылка на патентный документ предшествующего уровня техники
Патентный документ 1. Японская выложенная патентная заявка № 2005-16465.
Проблемы, на решение которых направлено изобретение
Традиционное устройство управления для транспортного средства выполняет управление увеличением тепловыделения в двигателе каждый раз, когда текущая температура охлаждающей жидкости двигателя и скорость увеличения температуры охлаждающей жидкости двигателя являются низкими, независимо от количества тепла, требуемого отопительным устройством. Также, управление увеличением тепловыделения выполняется единообразно, независимо от количества тепла, требуемого отопительным устройством. В результате, количество тепла, подаваемого от двигателя к отопительному устройству, может стать чрезмерно большим или недостаточным. Т.е., использование тепла необязательно является эффективным.
Вышеописанная проблема неэффективного использования тепла не ограничивается отопительным устройством и является общей проблемой для обычных устройств, которые используют тепло, производимое источниками тепла, установленными в транспортных средствах.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание устройства управления для двигателя внутреннего сгорания, которое обеспечивает более эффективную и адекватную подачу тепла, которое требуется потребляющему тепло устройству, установленному в транспортном средстве.
Средство решения задачи
Чтобы решить вышеупомянутую задачу и в соответствии с настоящим изобретением, создано устройство управления для транспортного средства, которое включает в себя секцию источника тепла, секцию вычисления необходимого тепла, секцию оценки подачи тепла и секцию запроса увеличения тепловыделения. Секция управления источником тепла управляет рабочим состоянием источника тепла, установленного в транспортном средстве. Секция вычисления необходимого тепла вычисляет значение показателя ожидаемого количества тепла, которое будет необходимо потребляющему тепло устройству, которое использует тепло, выделенное источником тепла. Секция оценки подачи тепла оценивает значение показателя ожидаемого количества тепла, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству. Секция запроса увеличения тепловыделения запрашивает секцию управления источником тепла, чтобы увеличивать количество тепловыделения источника тепла, когда количество тепла, указанное значением показателя, оцененного секцией оценки подачи тепла, меньше, чем количество тепла, указанное значением показателя, вычисленного секцией вычисления необходимого тепла.
В настоящем изобретении результат вычисления значения показателя ожидаемого количества тепла, которое будет необходимо потребляющему тепло устройству, которое использует тепло, выделенное источником тепла, установленным в транспортном средстве, сравнивается с результатом оценки значения показателя ожидаемого количества тепла, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству. Если ожидаемое количество тепла, необходимое потребляющему тепло устройству, меньше, чем ожидаемое количество, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству, запрос увеличения количества выделяемого тепла предоставляется секции управления источником тепла, которая управляет рабочим состоянием источника тепла. Таким образом, в изобретении определяется, должен ли быть сформирован запрос увеличения количества выделяемого тепла от источника тепла на основе сравнения между значением показателя ожидаемого количества тепла, которое будет необходимо потребляющему тепло устройству, и значением показателя ожидаемого количества тепла, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству. В ответ на запрос увеличения количества выделяемого тепла выполняется управление, чтобы увеличивать количество выделяемого тепла от источника тепла. Соответственно, в изобретении управление увеличением тепловыделения для источника тепла выполняется, только когда ожидаемое количество тепла, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству, недостаточно для ожидаемого количества тепла, которое будет необходимо потребляющему тепло устройству. В результате, изобретение обеспечивает более эффективную и адекватную подачу тепла, которое требуется потребляющему тепло устройству, установленному в транспортном средстве.
В качестве значения показателя количества тепла может применяться любой параметр в корреляции с количеством тепла, подаваемого от источника тепла к потребляющему тепло устройству. Например, температура среды передачи тепла для передачи тепла от источника тепла к потребляющему тепло устройству или время тепловыделения источником тепла, который периодически производит тепло, может быть использовано в качестве значения показателя количества тепла. Альтернативно, значение количества тепла может использоваться непосредственно в качестве значения показателя.
Чтобы определить более точно, достаточно ли количество тепла, переданного от источника тепла к потребляющему тепло устройству, секция вычисления необходимого тепла может быть сконфигурирована, чтобы вычислять значение показателя количества тепла, необходимого потребляющему тепло устройству, и время, в которое это количество тепла становится необходимым. Также, секция оценки подачи тепла может быть сконфигурирована, чтобы оценивать значение показателя количества тепла, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству в вычисленное время. Альтернативно, посредством конфигурирования секции оценки подачи тепла, чтобы определять ожидаемую кривую изменения значения показателя количества тепла, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству, и оценки значения показателя количества тепла, которое может быть подано в момент времени, со ссылкой на определенную кривую изменения, определяется более точно, является ли количество подаваемого тепла достаточным.
Когда потребляющее тепло устройство является радиатором отопителя отопительного устройства, которое отапливает пассажирский салон, секция вычисления необходимого топлива может вычислять температуру нагнетаемого нагретого воздуха для отопительного устройства на основе окружающих условий внутри и снаружи пассажирского салона и определять значение показателя вышеописанного количества тепла и вышеописанного времени в соответствии с полученной температурой нагнетаемого воздуха.
Количество тепла, выделенного источником тепла, изменяется в зависимости от рабочего состояния источника тепла. Соответственно, если источник тепла работает непрерывно в условиях с небольшим количеством выделяемого тепла, ожидаемое количество тепла, которое будет подаваться источником тепла к потребляющему тепло устройству, может быть переоценено, таким образом, вызывая недостаток в подаче тепла к потребляющему тепло устройству. В этом случае, такого недостатка в подаче тепла к потребляющему тепло устройству можно избегать посредством конфигурирования секции оценки подачи тепла, чтобы оценивать значение показателя количества тепла при предположении, что источник тепла будет работать в рабочих условиях с небольшим количеством выделяемого тепла.
Когда тепло передается от источника тепла к потребляющему тепло устройству через среду передачи тепла, секция вычисления необходимого тепла и секция оценки подачи тепла могут вычислять и оценивать, соответственно, значение показателя количества тепла как температуру среды передачи тепла. В частности, это может быть случай, когда источник тепла является двигателем внутреннего сгорания, а среда передачи тепла - это охлаждающая жидкость в двигателе.
Чтобы обеспечивать более эффективную подачу тепла, множество вариантов управления может быть использовано в качестве управления увеличением тепловыделения источника тепла в ответ на запрос увеличения количества выделяемого тепла из секции запроса увеличения тепловыделения. Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать управление увеличением тепловыделения, которое должно выполняться, из множества управлений в соответствии со степенью недостаточности количества тепла, указанного значением показателя, оцененного секцией оценки подачи тепла, относительно количества тепла, указанного значением показателя, вычисленного секцией вычисления необходимого тепла. В этом случае, управления увеличением тепловыделения могут включать в себя первое управление с высокой эффективностью тепловыделения и небольшим увеличением количества выделяемого тепла от источника тепла и второе управление с большим увеличением количества выделяемого тепла от источника тепла и низкой эффективностью тепловыделения. Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать первое управление, когда степень недостаточности количества тепла небольшая, и второе управление, когда степень недостаточности количества тепла - большая. Таким образом, запрос увеличения количества выделяемого тепла эффективно удовлетворяется. Если источник тепла является двигателем внутреннего сгорания, управления увеличением тепловыделения могут включать в себя управление задержкой открытия выпускного клапана и управление задержкой момента зажигания. Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать управление задержкой открытия выпускного клапана, когда степень недостаточности количества тепла небольшая, и управление задержкой момента зажигания, когда степень недостаточности количества тепла - большая. Это обеспечивает более эффективную подачу тепла.
Для решения вышеупомянутой задачи, другое устройство управления для транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением включает в себя секцию управления источником тепла, секцию вычисления необходимого тепла, секцию оценки подачи тепла и секцию запроса увеличения тепловыделения. Секция управления источником тепла управляет рабочим состоянием источника тепла, установленного в транспортном средстве. Секция вычисления необходимого тепла вычисляет температуру среды передачи тепла, необходимую, чтобы обеспечивать количество тепла, требуемое потребляющим тепло устройством, которое использует тепло, подаваемое от источника тепла через среду передачи, и время, в которое температура будет необходима. Секция оценки подачи тепла оценивает температуру среды передачи тепла в упомянутое время в случае, в котором источник тепла работает непрерывно в текущем рабочем состоянии. Секция запроса увеличения тепловыделения запрашивает секцию управления источником тепла, чтобы увеличивать количество выделяемого тепла от источника тепла, когда температура среды передачи тепла, оцененная секцией оценки подачи тепла, ниже, чем температура среды передачи тепла, вычисленная секцией вычисления необходимого тепла.
В вышеописанном изобретении температура среды передачи тепла, необходимая, чтобы обеспечивать количество тепла, требуемое потребляющим тепло устройством, и время, в которое эта температура становится необходимой, вычисляются секцией вычисления необходимого тепла. Также, температура среды передачи тепла в вышеупомянутое время в случае, в котором источник тепла работает непрерывно в текущем рабочем состоянии, оценивается секцией оценки подачи тепла. Если температура среды передачи тепла, оцененная секцией оценки подачи тепла, ниже, чем температура среды передачи тепла, вычисленная секцией вычисления необходимого тепла, запрос увеличения количества выделяемого тепла от источника тепла предоставляется в секцию управления источником тепла, которая управляет рабочим состоянием источника тепла. Другими словами, в изобретении, определение того, достаточно ли количество тепла, выделенного двигателем, происходит после определения необходимой температуры среды передачи тепла в момент времени, в который эта температура становится необходимой. В результате, изобретение обеспечивает более эффективную и адекватную подачу тепла, требуемого потребляющим тепло устройством, установленным в транспортном средстве.
Изобретение полезно в транспортном средстве, в котором источник тепла является двигателем внутреннего сгорания, а среда передачи тепла является охлаждающей жидкостью в двигателе. Если потребляющее тепло устройство является радиатором отопителя отопительного устройства, секция вычисления необходимого топлива, может вычислять температуру нагнетаемого нагретого воздуха из отопительного устройства на основе установленной температуры отопительного устройства и окружающих условий внутри и снаружи пассажирского салона и определять температуру среды передачи тепла и время, в которое эта температура становится необходимой, в соответствии с вычисленной температурой нагнетаемого воздуха.
В этой конфигурации недостатка в подаче тепла для потребляющего тепло устройства можно не допускать посредством конфигурирования секции оценки подачи тепла, чтобы оценивать температуру среды передачи тепла при предположении, что источник тепла будет работать в рабочих условиях с небольшим количеством выделяемого тепла.
Чтобы обеспечивать более эффективную подачу тепла посредством контроллера для транспортного средства согласно настоящему изобретению, который сконфигурирован, как описано выше, секция управления источником тепла может переменным образом устанавливать содержимое управления увеличением тепловыделения от источника тепла в ответ на запрос увеличения количества выделяемого тепла от секции запроса увеличения тепловыделения в соответствии со степенью недостаточности температуры среды передачи тепла, оцененной секцией оценки подачи тепла, относительно температуры среды передачи тепла, вычисленной секцией вычисления необходимого тепла.
Чтобы обеспечивать более эффективную подачу тепла, множество вариантов управления может быть использовано в качестве управления увеличением тепловыделения из источника тепла в ответ на запрос увеличения количества выделяемого тепла от секции запроса увеличения тепловыделения. Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать управление увеличением тепловыделения, которое должно выполняться, из множества вариантов управления в соответствии со степенью недостаточности температуры среды передачи тепла, оцененной секцией оценки подачи тепла, относительно температуры среды передачи, вычисленной секцией вычисления необходимого тепла. В этом случае управления увеличением тепловыделения могут включать в себя первое управление с высокой эффективностью тепловыделения и небольшим увеличением количества выделяемого тепла от источника тепла и второе управление с большим увеличением количества выделяемого тепла от источника тепла и низкой эффективностью тепловыделения.
Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать первое управление, когда степень недостаточности температуры среды передачи тепла является небольшой, и второе управление, когда степень недостаточности вышеупомянутой температуры является большой. Таким образом, запрос увеличения количества выделяемого тепла эффективно удовлетворяется. Если источник тепла является двигателем внутреннего сгорания, управления увеличением тепловыделения могут включать в себя управление задержкой открытия выпускного клапана и управление задержкой момента зажигания. Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать управление задержкой открытия выпускного клапана, когда степень недостаточности температуры среды передачи тепла является небольшой, и управление задержкой момента зажигания, когда степень недостаточности вышеупомянутой температуры является большой. Это обеспечивает более эффективную подачу тепла.
Содержимое оптимального управления увеличением тепловыделения изменяется в зависимости от рабочего состояния, в котором работает источник тепла. Соответственно, множество вариантов управления могут использоваться в качестве управления увеличением тепловыделения для источника тепла в ответ на запрос увеличения количества выделяемого тепла из секции запроса увеличения тепловыделения. Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать управление увеличением тепловыделения, которое должно выполняться, из вариантов управления в соответствии с рабочим состоянием источника тепла. Таким образом, выполняется управление увеличением тепловыделения, подходящее для текущего рабочего состояния источника тепла. Выбор оптимального управления увеличением тепловыделения обеспечивается посредством конфигурирования секции управления источником тепла, чтобы выбирать, например, управление с наивысшей эффективностью тепловыделения в текущем рабочем состоянии источника тепла в качестве управления увеличением тепловыделения, которое должно выполняться. Если источник тепла является, например, двигателем внутреннего сгорания, варианты управления увеличением тепловыделения могут включать в себя управление задержкой открытия выпускного клапана и управление задержкой момента зажигания. Секция управления источником тепла конфигурируется, чтобы выбирать управление задержкой открытия выпускного клапана, когда скорость двигателя является низкой, и управление задержкой момента зажигания, когда скорость двигателя является высокой. Таким образом, выбирается оптимальное управление увеличением тепловыделения.
Когда управление увеличением тепловыделения выполняется в ответ на запрос увеличения количества выделяемого тепла из секции запроса увеличения тепловыделения, рабочее состояние источника тепла может изменяться и, таким образом, оказывать влияние на передвижение транспортного средства. Также, работа источника тепла управляется в ответ на другие запросы, отличные от запроса увеличения количества выделяемого тепла, когда транспортное средство движется. Соответственно, если управление увеличением тепловыделения выполняется, когда транспортное средство движется, регулирование должно выполняться между оперативным управлением источником тепла, которое реагирует на другие запросы, и управлением увеличением тепловыделения, которое усложняет управление. Чтобы разрешить эту проблему, секция управления источником тепла может выполнять управление увеличением тепловыделения в ответ на запрос увеличения количества выделяемого тепла из секции запроса увеличения тепловыделения, когда требуемая нагрузка равна нулю. Таким образом, управление увеличением тепловыделения выполняется сравнительно легко без ограничений посредством регулирования относительно передвижения транспортного средства или других оперативных управлений.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - блок-схема, представляющая основную конфигурацию устройства управления для транспортного средства согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 - блок-схема, схематически представляющая конфигурацию системы охлаждения в транспортном средстве, применяющем первый вариант осуществления устройства управления для транспортного средства согласно настоящему изобретению;
Фиг. 3 - блок-схема, схематически представляющая конфигурацию системы управления, связанной с выполнением управления увеличением тепловыделения для первого варианта осуществления;
Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций, представляющая процедуру программы управления при запросе увеличения тепловыделения, используемой в первом варианте осуществления;
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций, представляющая процедуру программы управления увеличением тепловыделения, используемой в первом варианте осуществления; и
Фиг. 6 - блок-схема последовательности операций, представляющая процедуру программы управления увеличением тепловыделения, используемой во втором варианте осуществления системы управления для транспортного средства согласно настоящему изобретению.
Способ осуществления изобретения
Далее описывается принципиальная конфигурация устройства управления для транспортного средства согласно настоящему изобретению.
Как проиллюстрировано на фиг. 1, транспортное средство включает в себя источник 1 тепла, который производит тепло, и секцию 2 управления источником тепла для управления источником 1 тепла. Источник 1 тепла является, например, двигателем внутреннего сгорания, электродвигателем, инвертером или топливным элементом.
Транспортное средство также включает в себя потребляющее тепло устройство 3, которое использует тепло, выделенное источником 1 тепла. Потребляющее тепло устройство 3 является, например, радиатором отопителя отопительного устройства, подогревателем масла в трансмиссии, аккумулятором, электродвигателем, дифференциалом, батареей топливных элементов или устройством аккумулирования тепла. Обычно тепло подается от источника 1 тепла к потребляющему тепло устройству 3 через среду передачи тепла, такую как охлаждающая жидкость.
Устройство управления для транспортного средства согласно изобретению включает в себя секции 4 оценки подачи тепла, которая оценивает ожидаемое количество тепла, которое будет подаваться источником 1 тепла к потребляющему тепло устройству 3. В частности, секция 4 оценки подачи тепла оценивает ожидаемое количество тепла, которое будет подаваться источником 1 тепла к потребляющему тепло устройству 3, на основе текущего рабочего состояния источника 1 тепла. Если тепло подается от источника 1 тепла к потребляющему тепло устройству 3 через среду передачи тепла, температура среды передачи тепла может быть использована в качестве значения показателя количества тепла, подаваемого к потребляющему тепло устройству 3. В этом случае секция 4 оценки подачи тепла может оценивать ожидаемое изменение температуры среды передачи тепла, которое предположительно должно возникнуть, когда источник 1 тепла работает в текущем рабочем состоянии.
Устройство управления для транспортного средства согласно изобретению также включает в себя секцию 5 вычисления необходимого тепла, которая вычисляет ожидаемое количество тепла, которое будет необходимо потребляющему тепло устройству 3. В частности, секция 5 вычисления необходимого тепла вычисляет ожидаемое количество тепла, которое будет необходимо потребляющему тепло устройству 3, на основе текущего рабочего состояния потребляющего тепло устройства 3. Если тепло подается от источника 1 тепла к потребляющему тепло устройству 3 через среду передачи тепла, такую как охлаждающая жидкость, температура среды передачи тепла может быть использована в качестве значения показателя для количества тепла, необходимого потребляющему тепло устройству 3. В этом случае секция 5 вычисления необходимого тепла может вычислять температуру среды передачи тепла, необходимую потребляющему тепло устройству 3, и время, в которое эта температура становится необходимой.
Устройство управления для транспортного средства согласно изобретению также включает в себя секцию 6 запроса увеличения тепловыделения. Секция 6 запроса увеличения тепловыделения сравнивает количество тепла (ожидаемое количество подаваемого тепла), оцененное секцией 4 оценки подачи тепла, с количеством тепла (ожидаемым количеством необходимого тепла), оцененным секцией 5 вычисления необходимого тепла. Когда определяется, что ожидаемое количество подаваемого тепла от источника 1 тепла не может достигать ожидаемого количества необходимого тепла для потребляющего тепло устройства 3, секция 6 запроса увеличения тепловыделения выводит запрос увеличения тепловыделения в секцию 2 управления источником тепла. В ответ на запрос увеличения тепловыделения секция 2 управления источником тепла управляет источником 1 тепла, чтобы увеличивать количество тепла, выделяемого источником 1 тепла.
Как было описано, в настоящем изобретении определяется, должен ли запрос увеличения тепловыделения выводиться для источника 1 тепла посредством сравнения между ожидаемым количеством необходимого тепла для потребляющего тепло устройства 3 и ожидаемым количеством тепла, которое будет подаваться источником 1 тепла к потребляющему тепло устройству 3. В ответ на запрос увеличения тепловыделения выполняется управление для увеличения количества тепла, выделяемого источником 1 тепла. Соответственно, когда ожидаемое количество тепла, подаваемого от источника 1 тепла к потребляющему тепло устройству 3, не достигает ожидаемого количества необходимого тепла для потребляющего тепло устройства 3, управление увеличением тепловыделения выполняется в источнике 1 тепла. Это обеспечивает более эффективную и адекватную подачу тепла, требуемого потребляющим тепло устройством 3.
Первый вариант осуществления изобретения
Первый вариант осуществления устройства управления для транспортного средства согласно настоящему изобретению будет описан далее в данном документе со ссылкой на фиг. 2-5. В частности, настоящий вариант осуществления будет описан, в качестве примера относительно случая, в котором двигатель внутреннего сгорания, установленный в транспортном средстве, является источником тепла, а радиатор отопителя в отопительном устройстве для обогрева пассажирского салона является потребляющим тепло устройством.
Фиг. 2 представляет конфигурацию системы охлаждения в транспортном средстве, применяющем настоящий вариант осуществления. Кожух водяного охлаждения сформирован в головке 11 блока цилиндров и блоке 12 цилиндров двигателя 10 внутреннего сгорания, выступающего в качестве источника тепла. Охлаждающая жидкость циркулирует в кожухе водяного охлаждения посредством водяного насоса 13.
После прохождения через головку 11 блока цилиндров и блока 12 цилиндров охлаждающая жидкость охлаждается радиатором 14 и возвращается к двигателю 10, когда температура охлаждающей жидкости двигателя достаточно высока. Наоборот, если температура охлаждающей жидкости двигателя является низкой, термостат 15 закрывает канал циркуляции охлаждающей жидкости, включающий в себя радиатор 14. Охлаждающая жидкость, таким образом, обходит радиатор 14 и циркулирует через обходной канал 16.
Некоторое количество охлаждающей жидкости, которое прошло через головку 11 блока цилиндров и блок 12 цилиндров, отправляется также к радиатору 17 отопителя в отопительном устройстве, ATF-подогревателю 18 для подогрева ATF и корпусу 19 дроссельной заслонки. Радиатор 17 отопителя нагревает воздух для пассажирского салона за счет тепла от охлаждающей жидкости. ATF-подогреватель 18 подогревает жидкость автоматической коробки передач (ATF) за счет тепла от охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость, подаваемая к корпусу 19 дроссельной заслонки, нагревает дроссельную заслонку за счет тепла от охлаждающей жидкости, таким образом предотвращая перебои в работе дроссельной заслонки, вызванные обмерзанием.
В этом транспортном средстве радиатор 17 отопителя отопительного устройства, служащего в качестве потребляющего тепло устройства, получает тепло от двигателя 10 посредством охлаждающей жидкости, которая является средой передачи тепла, и нагревает воздух посредством тепла. Соответственно, когда осуществляется холодный запуск двигателя 10 с низкой температурой охлаждающей жидкости двигателя, радиатор 17 отопителя получает недостаточное количество тепла и не может обеспечивать достаточную эффективность нагрева. Чтобы разрешить эту проблему, устройство управления для транспортного средства настоящего варианта осуществления выполняет управление увеличением тепловыделения для увеличения количества тепла, выделяемого двигателем 10, когда количество тепла, подаваемого от двигателя 10 к радиатору 17 отопителя, является недостаточным.
Фиг. 3 представляет конфигурацию системы управления для транспортного средства, связанную с выполнением управления увеличением тепловыделения. Центром системы управления для транспортного средства является электронный блок 20 управления. Электронный блок 20 управления принимает сигналы от различных датчиков, которые обнаруживают состояние передвижения транспортного средства. Электронный блок 20 управления управляет транспортным средством посредством приведения в действие различных приводов, установленных в транспортном средстве, на основе результатов обнаружения от датчиков. Как иллюстрировано на схеме, электронный блок 20 управления включает в себя секцию P1 вычисления необходимого тепла, секцию P2 оценки подачи тепла, секцию P3 запроса увеличения тепловыделения и секцию P4 управления источником тепла.
Секция P1 вычисления необходимого тепла вычисляет температуру охлаждающей жидкости двигателя (необходимую температуру охлаждающей жидкости двигателя), необходимую радиатору 17 отопителя, чтобы обеспечивать достаточную эффективность нагрева, и время, в которое температура охлаждающей жидкости двигателя необходима, на основе установленной температуры отопительного устройства и окружающих условий внутри и снаружи пассажирского салона. Более конкретно, секция P1 вычисления необходимого тепла вычисляет температуру охлаждающей жидкости двигателя, необходимую радиатору 17 отопителя, и время, в которое эта температура охлаждающей жидкости двигателя становится необходимой, в соответствии с температурой нагнетаемого нагретого воздуха отопительного устройства, которая определяется на основе установленной температуры Tset отопительного устройства, температуры TR пассажирского салона, температуры Tam окружающей среды и количества Ts солнечного освещения. Секция P1 вычисления необходимого тепла затем предоставляет вычисленную температуру охлаждающей жидкости двигателя и полученное время в секцию P3 запроса увеличения тепловыделения.
Секция P2 оценки подачи тепла определяет ожидаемую кривую изменения для температуры охлаждающей жидкости двигателя на основе рабочего состояния двигателя 10. Более конкретно, секция P2 оценки подачи тепла вычисляет кривую изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя на основе текущей скорости NE вращения двигателя, крутящего момента Te двигателя, температуры ethw охлаждающей жидкости двигателя и температуры Tam окружающей среды. На фиг. 3 кривая изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя представлена как простейшая кривая, которая является прямой линией. С помощью полученной таким образом кривой изменения оцененная температура охлаждающей жидкости двигателя в момент времени, вычисленный секцией P1 вычисления необходимого тепла, может быть определена. Секция P2 оценки подачи тепла предоставляет полученную кривую изменения в секцию P3 запроса увеличения тепловыделения.
В частности, секция P2 оценки подачи тепла вычисляет кривую изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя при предположении, что транспортное средство движется с низким тепловыделением от двигателя 10, или, другими словами, транспортное средство движется по плоской поверхности с постоянной скоростью приблизительно в 40 км/ч. Т.е., посредством оценки увеличения температуры охлаждающей жидкости двигателя, которое должно быть относительно небольшим, необходимое количество тепла надежно подается к радиатору 17 отопителя в необходимый момент времени.
Секция P3 запроса увеличения тепловыделения сравнивает результат вычисления секции P1 вычисления необходимого тепла с результатом оценки секции P2 оценки подачи тепла. Посредством такого сравнения секция P3 запроса увеличения тепловыделения определяет, является ли количество тепла, подаваемого от двигателя 10 к радиатору 17 отопителя, недостаточным. Если подача тепла является недостаточной, секция P3 запроса увеличения тепловыделения выводит запрос увеличения тепловыделения в секцию P4 управления источником тепла. В частности, секция P3 запроса увеличения тепловыделения определяет оценку для температуры охлаждающей жидкости двигателя (оцененную температуру охлаждающей жидкости) в вышеупомянутый момент времени, вычисленный секцией P1 вычисления необходимого тепла, с помощью кривой изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя, полученной секцией P2 оценки подачи тепла. Секция P3 запроса увеличения тепловыделения затем сравнивает полученную оценку с температурой охлаждающей жидкости двигателя (необходимой температурой охлаждающей жидкости), вычисленной секцией P1 вычисления необходимого тепла. Если оцененная температура охлаждающей жидкости меньше, чем необходимая температура охлаждающей жидкости, секция P3 запроса увеличения тепловыделения определяет, что количество подаваемого тепла недостаточно.
В ответ на запрос увеличения тепловыделения секция P4 управления источником тепла, которая управляет двигателем 10, служащим в качестве источника тепла, выполняет управление увеличением тепловыделения, чтобы увеличивать количество выделяемого тепла от двигателя 10. В частности, секция P4 управления источником тепла выбирает и выполняет самый эффективный тип из множества типов управления увеличением тепловыделения, которые подготовлены заранее, в соответствии со степенью недостаточности количества тепла, выделяемого двигателем 10 (разностью между необходимой температурой охлаждающей жидкости и оцененной температурой охлаждающей жидкости), и рабочим состоянием двигателя 10.
В настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла включает в себя три типа управления, которыми являются управление задержкой открытия выпускного клапана, управление задержкой момента зажигания и управление холостым ходом.
При управлении задержкой открытия выпускного клапана секция P4 управления источником тепла задействует механизм регулирования фаз газораспределения, установленный в двигателе 10, чтобы задерживать момент открытия выпускных клапанов и момент зажигания, таким образом способствуя росту температуры охлаждающей жидкости двигателя. В частности, задерживая момент открытия выпускных клапанов, внутренний EGR повышается, а сгорание замедляется. Также, нагретый отработавший газ остается в камерах сгорания в течение более длительного периода. В результате, посредством такого задержанного открытия выпускных клапанов тепловая потеря в двигателе 10 увеличивается, и количество тепла, передаваемого от отработавшего газа к охлаждающей жидкости, увеличивается. Это способствует росту температуры охлаждающей жидкости двигателя.
При управлении задержкой момента зажигания секция P4 управления источником тепла способствует росту температуры охлаждающей жидкости двигателя посредством задержки момента зажигания двигателя 10. Посредством задержки момента зажигания выходной крутящий момент двигателя 10 уменьшается, и тепловая потеря соответственно увеличивается. В результате, рост температуры охлаждающей жидкости двигателя также поддерживается посредством задержанного момента зажигания.
При управлении холостым ходом секция P4 управления источником тепла содействует росту температуры охлаждающей жидкости двигателя посредством повышения числа оборотов холостого хода двигателя 10 по сравнению с обычным значением.
В настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла переменным образом устанавливает содержимое управления увеличением тепловыделения для двигателя 10 в ответ на запрос увеличения тепловыделения от секции P3 запроса увеличения тепловыделения в соответствии со степенью недостаточности оцененной температуры охлаждающей жидкости, полученной секцией P2 оценки подачи тепла, относительно необходимой температуры охлаждающей жидкости, вычисленной секцией P1 вычисления необходимого тепла. Более конкретно, секция P4 управления источником тепла выбирает, какой из вышеупомянутых трех типов управления увеличением тепловыделения должен выполняться, в зависимости от степени недостаточности оцененной температуры охлаждающей жидкости относительно необходимой температуры охлаждающей жидкости. Другими словами, когда степень недостаточности оцененной температуры охлаждающей жидкости относительно необходимой температуры охлаждающей жидкости является низкой, секция P4 управления источником тепла выбирает тип управления с высокой эффективностью тепловыделения и небольшим увеличением в тепловыделении от двигателя 10. Когда степень недостаточности оцененной температуры охлаждающей жидкости относительно необходимой температуры охлаждающей жидкости высока, секция P4 управления источником тепла выбирает тип управления с большим увеличением в тепловыделении от двигателя 10 и низкой эффективностью тепловыделения.
Когда двигатель 10 работает на холостом ходу, количество выделяемого тепла становится больше, и эффективность тепловыделения становится меньшей последовательно в следующем порядке - управление задержкой открытием выпускного клапана, управление задержкой моментом зажигания и управление холостым ходом. Соответственно, для работы на холостом ходу секция P4 управления источником тепла в основном выполняет управление задержкой открытия выпускного клапана с максимальной эффективностью тепловыделения в качестве управления увеличением тепловыделения. Когда степень недостаточности оцененной температуры охлаждающей жидкости относительно необходимой температуры охлаждающей жидкости слишком велика, чтобы компенсировать ее просто посредством управления задержкой открытия выпускного клапана, секция P4 управления источником тепла выборочно выполняет управление задержкой момента зажигания. Если степень недостаточности даже больше, секция P4 управления источника тепла выборочно выполняет управление холостым ходом.
Оптимальное управление увеличением тепловыделения изменяется в зависимости от рабочего состояния двигателя 10. Например, когда двигатель 10 работает на холостом ходу с низкой скоростью вращения двигателя, управление задержкой открытия выпускного клапана является управлением увеличением тепловыделения с максимальной эффективностью тепловыделения, как было описано. Однако, когда двигатель 10 находится в состоянии движения транспортного средства с высокой скоростью вращения двигателя, эффективность тепловыделения при управлении задержкой открытия выпускного клапана является более низкой, чем эффективность тепловыделения при управлении задержкой момента зажигания, по причине, описанной ниже. В частности, когда двигатель 10 находится в состоянии движения транспортного средства, абсолютный объем всасываемого воздуха является большим, и, таким образом, пропорциональная часть внутреннего EGR в общем объеме газа в камере сгорания остается маленькой, несмотря на тот факт, что внутренний EGR увеличивается посредством управления задержкой открытия выпускного клапана. Также, когда двигатель 10 находится в состоянии движения транспортного средства, скорость потока всасываемого воздуха, втекающего в камеру сгорания, является высокой, таким образом выдувая отработавший газ из камеры сгорания. Объем отработавшего газа, остающегося в камере сгорания, таким образом уменьшается. Соответственно, когда двигатель 10 работает на высокой скорости, эффективность тепловыделения, обусловленная управлением задержкой открытия выпускного клапана, понижается. Чтобы решить эту проблему, в настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла в основном выполняет управление задержкой открытия выпускного клапана в качестве управления увеличением тепловыделения, когда двигатель 10 работает на холостом ходу с низкой скоростью вращения двигателя. Однако, когда двигатель 10 находится в состоянии движения транспортного средства с высокой скоростью вращения двигателя, секция P4 управления источником тепла выполняет управление задержкой момента зажигания в качестве управления увеличением тепловыделения.
Фиг. 4 - представляет собой блок-схему последовательности операций программы управления запросом увеличения тепловыделения, применяемой в настоящем варианте осуществления. Процедура программы выполняется электронным блоком 20 управления многократно и периодически, когда двигатель 10 работает.
После запуска программы электронный блок 20 управления сначала вычисляет температуру охлаждающей жидкости двигателя (необходимую температуру охлаждающей жидкости), необходимую радиатору 17 отопителя, и время (необходимое время), в которое эта температура охлаждающей жидкости двигателя становится необходимой, на этапе S101. В частности, необходимая температура охлаждающей жидкости и необходимое время определяются на основе температуры нагнетаемого нагретого воздуха от отопительного устройства, которая вычисляется из установленной температуры Tset отопительного устройства, температуры TR пассажирского салона, температуры Tam окружающей среды и величины Ts освещения. Процедура, выполняемая электронным блоком 20 управления на этапе S101, соответствует обработке, выполняемой секцией P1 вычисления необходимого тепла.
Затем электронный блок 20 управления вычисляет ожидаемую кривую изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя на основе рабочего состояния двигателя 10. В частности, кривая изменения вычисляется с помощью текущей скорости NE вращения двигателя, крутящего момента Te двигателя, температуры ethw охлаждающей жидкости двигателя и температуры Tam окружающей среды. Эта процедура, выполняемая электронным блоком 20 управления на этапе S102, соответствует функции, выполняемой секцией Р2 оценки подачи тепла. Затем, на этапе S103, электронный блок 20 управления вычисляет возможное значение температуры охлаждающей жидкости двигателя (оцененную температуру охлаждающей жидкости) в необходимый момент времени, полученный на этапе S101, с помощью кривой изменения, определенной на этапе S102. Электронный блок 20 управления сравнивает полученную оцененную температуру охлаждающей жидкости с необходимой температурой охлаждающей жидкости, вычисленной на этапе S101. Если оцененная температура охлаждающей жидкости меньше, чем необходимая температура охлаждающей жидкости (S103: ДА), электронный блок 20 управления выполняет этап S104. На этапе S104 электронный блок 20 управления формирует запрос увеличения тепловыделения и затем приостанавливает текущий цикл программы. В отличие от этого, когда оцененная температура охлаждающей жидкости больше или равна необходимой температуре охлаждающей жидкости (S103: НЕТ), формирование запроса увеличения тепловыделения (S105) электронным блоком 20 управления не допускается и текущий цикл программы заканчивается. Процедуры, выполняемые электронным блоком 20 управления на этапах S103 и S104, соответствуют процедуре, выполняемой секцией P3 запроса увеличения тепловыделения.
Фиг. 5 - представляет собой блок-схему последовательности операций, представляющую программу увеличения тепловыделения, применяемую в настоящем варианте осуществления. Процедура программы также выполняется электронным блоком 20 управления многократно и периодически, когда двигатель 10 находится в работе.
После запуска программы электронный блок 20 управления сначала определяет, был ли сформирован запрос увеличения тепловыделения, на этапе S201. Когда запрос увеличения тепловыделения не был сформирован (S201: НЕТ), электронный блок 20 управления просто завершает текущий цикл программы.
В отличие от этого, если запрос увеличения тепловыделения был сформирован (S201: ДА), электронный блок 20 управления выполняет этап S202. На этапе S202 электронный блок 20 управления выбирает управление увеличением тепловыделения, которое должно выполняться в соответствии со степенью недостаточности количества выделенного тепла от двигателя 10, которое является степенью недостаточности оцененной температуры охлаждающей жидкости относительно необходимой температуры охлаждающей жидкости, и рабочим состоянием двигателя 10. На последующем этапе S203 электронный блок 20 управления выполняет выбранное управление увеличением тепловыделения и завершает текущий цикл программы.
Вышеописанный настоящий вариант осуществления имеет преимущества, описанные ниже.
(1) Настоящий вариант осуществления включает в себя секцию P4 управления источником тепла для управления рабочим состоянием двигателя 10, установленного в транспортном средстве, секцию P1 вычисления необходимого тепла для вычисления ожидаемого количества тепла, которое будет необходимо радиатору 17 отопителя, который потребляет тепло, выделенное двигателем 10, секцию P2 оценки подачи тепла для оценки ожидаемого количества тепла, которое будет подаваться двигателем 10 к радиатору 17 отопителя, и секцию P3 запроса увеличения тепловыделения для запрашивания секции P4 управления источником тепла, чтобы увеличивать количество выделяемого тепла от двигателя 10, когда количество тепла, оцененное секцией P2 оценки подачи тепла, меньше, чем количество тепла, вычисленное секцией P1 вычисления необходимого тепла. Более конкретно, секция P1 вычисления необходимого тепла сконфигурирована, чтобы вычислять температуру охлаждающей жидкости двигателя (необходимую температуру охлаждающей жидкости), необходимую, для обеспечения количества тепла, требуемого радиатором 17 отопителя, и время (необходимое время), в которое эта температура охлаждающей жидкости двигателя становится необходимой. Секция P2 оценки подачи тепла сконфигурирована, чтобы оценивать температуру охлаждающей жидкости двигателя (оцененную температуру охлаждающей жидкости) в необходимый момент времени в случае, в котором текущее рабочее состояние двигателя 10 поддерживается. Секция P3 запроса увеличения тепловыделения сконфигурирована, чтобы запрашивать секцию P4 управления источником тепла об увеличении количества тепла, выделяемого двигателем 10, когда оцененная температура охлаждающей жидкости меньше, чем необходимая температура охлаждающей жидкости.
В настоящем варианте осуществления, который сконфигурирован, как описано выше, результат вычисления ожидаемого количества тепла, которое будет необходимо радиатору 17 отопителя, который потребляет тепло, выделенное двигателем 10, установленным в транспортном средстве, сравнивается с результатом оценки ожидаемого количества тепла, которое будет подаваться двигателем 10 к радиатору 17 отопителя. Если ожидаемое количество тепла, которое будет подаваться двигателем 10 к радиатору 17 отопителя, меньше, чем ожидаемое количество тепла, которое необходимо радиатору 17 отопителя, запрос увеличения тепловыделения предоставляется в секцию P4 управления источником тепла, которая управляет рабочим состоянием двигателя 10. Более конкретно, секция P1 вычисления необходимого тепла вычисляет температуру охлаждающей жидкости двигателя (необходимую температуру охлаждающей жидкости), необходимую для обеспечения количества тепла, требуемого радиатором 17 отопителя, и время (необходимое время), в которое эта температура охлаждающей жидкости двигателя становится необходимой. Секция P2 оценки подачи тепла оценивает температуру охлаждающей жидкости двигателя (оцененную температуру охлаждающей жидкости) в необходимое время в случае, в котором двигатель 10 работает непрерывно в текущем рабочем состоянии. Когда оцененная температура охлаждающей жидкости ниже, чем необходимая температура охлаждающей жидкости, запрос увеличения тепловыделения для двигателя 10 предоставляется в секцию P4 управления источником тепла, которая управляет рабочим состоянием двигателя 10. Другими словами, в настоящем варианте осуществления определение того, достаточно ли количество тепла, выделенного двигателем 10, происходит после определения количества тепла, которое необходимо радиатору 17 отопителя, и времени, в которое это количество тепла становится необходимым. В результате, в настоящем варианте осуществления, подача тепла, необходимого радиатору 17 отопителя, который является потребляющим тепло устройством, выполняется более эффективно и адекватно.
(2) В настоящем варианте осуществления, для того, чтобы определить, достаточно ли количество тепла, подаваемого от двигателя 10 к радиатору 17 отопителя, вычисляются температура охлаждающей жидкости двигателя (необходимая температура охлаждающей жидкости), необходимая радиатору 17 отопителя, и время (необходимое время), в которое эта температура охлаждающей жидкости двигателя становится необходимой. В настоящем варианте осуществления оценивается количество тепла, которое будет подаваться двигателем 10 к радиатору 17 отопителя в полученный необходимый момент времени, которым является, в частности, температура охлаждающей жидкости двигателя в необходимый момент времени. Более конкретно, определяется ожидаемая кривая изменения ожидаемого количества тепла (температуры охлаждающей жидкости двигателя), которое будет подаваться двигателем 10 к радиатору 17 отопителя. С помощью полученной кривой изменения оценивается количество тепла (температура охлаждающей жидкости двигателя), которое будет подаваться двигателем 10 к радиатору 17 отопителя в необходимый момент времени. В результате, определение того, достаточно ли количество подаваемого тепла, выполняется более точно.
(3) В настоящем варианте осуществления температура нагнетаемого нагретого воздуха от отопительного устройства вычисляется на основе установленной температуры Tset отопительного устройства и условий окружающей среды (температуры TR пассажирского салона, температуры Tam окружающей среды и величины Ts освещения) внутри и снаружи пассажирского салона. Необходимая температура охлаждающей жидкости и необходимое время получаются в соответствии с определенной температурой нагнетаемого воздуха. В результате, тепло подается от двигателя 10 к радиатору 17 отопителя таким образом, чтобы обеспечивать достаточную эффективность нагрева.
(4) Количество тепла, выделенного двигателем 10, изменяется в зависимости от рабочего состояния двигателя 10. Если двигатель 10 работает непрерывно в условиях с небольшим количеством выделяемого тепла, ожидаемое количество тепла, которое будет подаваться двигателем 10 к радиатору 17 отопителя, переоценивается, таким образом вызывая недостаток количества подаваемого тепла для радиатора 17 отопителя. Однако в настоящем варианте осуществления секция P2 оценки подачи тепла сконфигурирована, чтобы оценивать температуру охлаждающей жидкости двигателя при предположении, что двигатель 10 работает в рабочих условиях с небольшим количеством выделяемого тепла. Соответственно, даже если двигатель 10 работает в условиях с небольшим количеством выделяемого тепла, недостаток количества тепла, подаваемого к радиатору 17 отопителя, надежно предотвращается.
(5) В настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла сконфигурирована, чтобы переменным образом устанавливать содержимое управления увеличением тепловыделения для двигателя 10 в ответ на запрос увеличения тепловыделения от секции P3 запроса увеличения тепловыделения в соответствии со степенью недостаточности количества тепла (оцененной температуры охлаждающей жидкости), оцененного секцией P2 оценки подачи тепла, относительно количества тепла (необходимой температуры охлаждающей жидкости), вычисленного секцией P1 вычисления необходимого тепла. Более конкретно, управление увеличением тепловыделения для двигателя 10 в ответ на запрос увеличения тепловыделения от секции P3 запроса увеличения тепловыделения имеет множественные типы управления. Секция P4 управления источником тепла сконфигурирована, чтобы выбирать из типов управления увеличением тепловыделения в соответствии со степенью недостаточности количества тепла (оцененной температуры охлаждающей жидкости), оцененной секцией P2 оценки подачи тепла, относительно количества тепла (необходимой температуры охлаждающей жидкости), вычисленного секцией P1 вычисления необходимого тепла. В частности, когда степень недостаточности вышеупомянутого количества тепла является небольшой, секция P4 управления источником тепла выбирает тип управления с высокой эффективностью тепловыделения и небольшим увеличением в количестве выделяемого тепла от двигателя 10. Когда степень недостаточности количества тепла является большой, секция P4 управления источником тепла выбирает тип управления с большим увеличением в количестве выделяемого тепла от двигателя 10 и низкой эффективностью тепловыделения. Более конкретно, например, секция P4 управления источником тепла выбирает управление задержкой открытия выпускного клапана, когда степень недостаточности количества тепла является небольшой, и управление задержкой момента зажигания, когда степень недостаточности количества тепла является большой. В результате, пока степень недостаточности количества тепла не становится очень большой, управление увеличением тепловыделения выполняется с эффективностью тепловыделения, сохраняемой высокой. Подача тепла для радиатора 17 отопителя, таким образом, выполняется более эффективно.
(6) В настоящем варианте осуществления управление увеличением тепловыделения для двигателя 10 в ответ на запрос увеличения тепловыделения от секции P3 запроса увеличения тепловыделения имеет множество типов управления. Секция P4 управления источником тепла сконфигурирована, чтобы выбирать, какой тип управления увеличением тепловыделения должен выполняться в соответствии с рабочим состоянием двигателя 10. Другими словами, в настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла сконфигурирована, чтобы выбирать тип управления увеличением выделения источника тепла с максимальной эффективностью тепловыделения для текущего рабочего состояния двигателя 10. В частности, например, в настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла выбирает управление задержкой открытия клапана отработавшего газа в качестве управления увеличением тепловыделения, когда скорость вращения двигателя 10 является низкой, и управление задержкой момента зажигания в качестве управления увеличением тепловыделения, когда скорость вращения двигателя 10 является высокой. В результате, оптимальный тип управления увеличением тепловыделения выполняется в соответствии с текущим рабочим состоянием двигателя 10. Подача тепла для радиатора 17 отопителя, таким образом, выполняется более эффективно.
Второй вариант осуществления изобретения
Второй вариант осуществления устройства управления для транспортного средства согласно изобретению будет сейчас описан подробно со ссылкой на фиг. 6. Одинаковые или похожие ссылочные позиции присвоены компонентам настоящего варианта осуществления и другим вариантам осуществления, которые будут описаны далее, которые являются такими же или похожими на соответствующие компоненты вышеописанного варианта осуществления. Подробное описание таких компонентов будет опущено.
Когда управление увеличением тепловыделения выполняется в ответ на запрос увеличения тепловыделения от секции P3 запроса увеличения тепловыделения, рабочее состояние двигателя 10 может изменяться, таким образом влияя на движение транспортного средства. Также, когда транспортное средство движется, оперативное управление выполняется на двигателе 10 в ответ на запрос, отличный от запроса увеличения тепловыделения. Оперативным управлением может быть, например, управление требуемым крутящим моментом для регулирования выходного крутящего момента двигателя 10 таким образом, чтобы удовлетворять крутящему моменту, требуемому водителем, который получается из величины воздействия на акселератор. Соответственно, если управление увеличением тепловыделения выполняется, когда транспортное средство движется, регулирование должно выполняться между оперативным управлением на двигателе 10 в ответ на другой запрос и управлением увеличением тепловыделения, что усложняет управление. Чтобы решить проблему, в настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла сконфигурирована, чтобы выполнять управление увеличением тепловыделения в ответ на запрос увеличения тепловыделения от секции P3 запроса увеличения тепловыделения, когда нагрузка, требуемая для двигателя 10, равна нулю.
Фиг. 6 - представляет себе блок-схему последовательности операций, представляющую программу управления увеличением тепловыделения, применяемую в настоящем варианте осуществления. Процедура программы выполняется электронным блоком 20 управления периодически и многократно, когда двигатель 10 работает, вместо программы управления увеличением тепловыделения для настоящего варианта осуществления, которая представлена на фиг.5.
После запуска программы электронный блок 20 управления определяет, был ли сформирован запрос увеличения тепловыделения, на этапе S301. Когда запрос увеличения тепловыделения не был сформирован (S301: НЕТ), электронный блок 20 управления просто завершает текущий цикл программы.
В отличие от этого, когда запрос увеличения тепловыделения был сформирован (S301: ДА), электронный блок 20 управления выполняет этап S302. На этапе S302 электронный блок 20 управления выбирает тип управления увеличением тепловыделения, которое должно выполняться в соответствии со степенью недостаточности количества выделенного тепла от двигателя 10, которая является степенью недостаточности оцененной температуры охлаждающей жидкости относительно необходимой температуры охлаждающей жидкости, и рабочим состоянием двигателя 10.
Затем, на этапе S303, электронный блок 20 управления определяет, действительно ли величина воздействия на акселератор меньше или равна нулю или, другими словами, нагрузка, требуемая для двигателя 10, равна нулю. На этапе S304 электронный блок 20 управления выполняет тип управления увеличением тепловыделения, выбранный на этапе S302, только если величина воздействия на акселератор меньше или равна нулю (S303: ДА).
Настоящий вариант осуществления, который был описан, имеет преимущество, описанное ниже в дополнение к вышеописанным преимуществам (1)-(6).
(7) В настоящем варианте осуществления секция P4 управления источником тепла сконфигурирована, чтобы выполнять управление увеличением тепловыделения в ответ на запрос увеличения тепловыделения от секции P3 запроса увеличения тепловыделения, когда нагрузка, требуемая для двигателя 10, равна нулю. В результате, управление увеличением тепловыделения выполняется сравнительно гибко без ограничения от передвижения транспортного средства или от других оперативных управлений.
Третий вариант осуществления изобретения
В вышеописанных вариантах осуществления управление запросом увеличения тепловыделения и управление увеличением тепловыделения согласно настоящему изобретению выполняются для подачи тепла от двигателя 10 к радиатору 17 отопителя, который служит в качестве потребляющего тепло устройства. Однако изобретение может быть использовано также для подачи тепла от двигателя 10 к потребляющему тепло устройству, отличному от радиатора 17 отопителя. Потребляющим тепло устройством, отличным от радиатора 17 отопителя, может быть, например, подогреватель масла для коробки передач, аккумулятор, электродвигатель, дифференциал, батарея топливных элементов и устройство аккумулирования тепла.
В настоящем варианте осуществления изобретение применяется для устройства аккумулирования тепла. Устройство аккумулирования тепла в настоящем варианте осуществления сконфигурировано как теплоизоляционный контейнер для сохранения охлаждающей жидкости двигателя. В частности, устройство аккумулирования тепла сохраняет нагретую охлаждающую жидкость двигателя из предыдущего рабочего цикла транспортного средства и выпускает сохраненную нагретую охлаждающую жидкость в контур охладителя в следующий раз, когда двигатель запускается. Таким образом, прогрев двигателя осуществляется быстро.
Также, когда потребляющее тепло устройство является устройством аккумулирования тепла, управление запросом увеличения тепловыделения и управление увеличением тепловыделения выполняются, в основном, тем же способом, что и вышеописанные варианты осуществления. Однако в настоящем варианте осуществления необходимая температура охлаждающей жидкости и необходимое время вычисляются секцией P1 вычисления необходимого тепла, как описано ниже. В частности, в этом случае секция P1 вычисления необходимого тепла устанавливает целевое значение времени, в которое устройство аккумулирования тепла начинает удерживать нагретую охлаждающую жидкость двигателя, в качестве необходимого времени, и температуру охлаждающей жидкости двигателя, необходимую для быстрого осуществления прогрева двигателя 10, в качестве необходимой температуры охлаждающей жидкости. Необходимое время может быть либо постоянным установленным значением или переменным значением, зависящим от температуры окружающей среды или т.п. После того как секция P1 вычисления необходимого тепла определяет необходимую температуру охлаждающей жидкости и необходимое время, процедуры выполняются тем же образом, что и в вышеописанных вариантах осуществления.
Настоящий вариант осуществления имеет преимущества, которые являются такими же или аналогичными вышеописанным преимуществам (1)-(7). Даже когда изобретение используется для потребляющего тепло устройства, отличного от устройства аккумулирования тепла, та же цель, что и в вышеописанных вариантах осуществления, может быть достигнута просто посредством изменения способов, которыми секция P1 вычисления необходимого тепла устанавливает необходимую температуру охлаждающей жидкости и необходимое время в соответствии с потребляющим тепло устройством. Например, если потребляющее тепло устройство является подогревателем масла, необходимая температура охлаждающей жидкости и необходимое время могут быть установлены на основе температуры масла или температуры охлаждающей жидкости. Если потребляющее тепло устройство является аккумулятором или электродвигателем, необходимая температура охлаждающей жидкости и необходимое время могут быть установлены на основе температуры окружающей среды.
Вышеупомянутые варианты осуществления, которые были описаны, могут быть модифицированы, как описано ниже.
В иллюстрированных вариантах осуществления управление увеличением тепловыделения включает в себя три типа управления, которыми являются управление задержкой открытия выпускного клапана, управление задержкой момента зажигания и управление холостым ходом. Три типа управления используются выборочно в соответствии со степенью недостаточности количества тепла и рабочим состоянием двигателя 10. В качестве управления увеличением тепловыделения другие типы управления, отличные от этих трех типов, могут применяться. Также в этом случае, когда степень недостаточности количества тепла мала, выбирается тип управления с высокой эффективностью тепловыделения и небольшим увеличением в количестве выделяемого тепла двигателя 10. Когда степень недостаточности количества тепла является большой, выбирается тип управления с большим увеличением в количестве выделяемого тепла от двигателя 10 и низкой эффективностью тепловыделения. В результате, количество выделяемого тепла от двигателя 10 увеличивается эффективно. Дополнительно, переключаясь с одного типа управления увеличением тепловыделения на другой при необходимости выборочно в соответствии с рабочим состоянием двигателя 10, эффективное выполнение управления увеличением тепловыделения обеспечивается в соответствии с текущим рабочим состоянием двигателя 10. Обычно, различные типы управления предлагались в качестве управления увеличением тепловыделения для двигателя 10 с целью содействия прогреву двигателя. Эти широко известные типы управления - все применимы в качестве управления увеличением тепловыделения.
Каждый из иллюстрированных вариантов осуществления имеет множественные типы управления увеличением тепловыделения, которые используются выборочно в соответствии с рабочим состоянием двигателя 10 и степенью недостаточности количества тепла. Даже когда один тип управления может использоваться в качестве управления увеличением тепловыделения, подача тепла, необходимого потребляющему тепло устройству, может быть выполнена более эффективно и точно посредством определения того, может ли быть выполнен тип управления посредством управления запросом увеличения тепловыделения, как в случаях иллюстрированных вариантов осуществления.
В иллюстрированных вариантах осуществления температура охлаждающей жидкости двигателя используется в качестве значения показателя ожидаемого количества тепла, которое будет необходимо потребляющему тепло устройству, и значения показателя ожидаемого количества тепла, которое будет подаваться двигателем 10, который является источником тепла, к потребляющему тепло устройству. Однако параметр, отличный от температуры охлаждающей жидкости двигателя, может быть использован в качестве этих значений показателей. Например, в транспортном средстве, в котором тепло подается от источника тепла к потребляющему тепло устройству через среду передачи тепла, отличную от охлаждающей жидкости двигателя, температура среды передачи тепла может быть использована в качестве вышеупомянутых значений показателей. Альтернативно, если источник тепла производит тепло периодически, время, в которое источник тепла производит тепло, может быть использовано в качестве значения показателя количества тепла.
Как было описано, любой параметр в корреляции с количеством тепла, подаваемого от источника тепла к потребляющему тепло устройству, может быть использован в качестве значения показателя количества тепла, вычисленного секцией P1 вычисления необходимого тепла, или оцененного секцией P2 оценки подачи тепла. Количество тепла, подаваемого от источника тепла к потребляющему тепло устройству, может быть непосредственно вычислено и использовано.
В иллюстрированных вариантах осуществления секция P2 оценки подачи тепла определяет ожидаемую кривую изменения количества тепла, которое будет подаваться двигателем 10, который является источником тепла, к потребляющему тепло устройству, и оценивает ожидаемое количество подаваемого тепла в вышеупомянутое необходимое время со ссылкой на кривую изменения. Может быть определено, является ли количество подаваемого тепла достаточным, тем же образом, что и в вариантах осуществления, даже если секция P2 оценки подачи тепла определяет количество подаваемого тепла от источника тепла в необходимый момент времени точечным способом без использования кривой изменения.
В иллюстрированных вариантах осуществления секция P2 оценки подачи тепла оценивает количество подаваемого тепла на основе рабочего состояния (такого как текущая скорость NE вращения двигателя или крутящий момент Te двигателя) источника тепла (двигателя 1) и текущей температуры ethw охлаждающей жидкости двигателя. Однако количество подаваемого тепла может быть оценено просто на основе рабочего состояния источника тепла.
В иллюстрированных вариантах осуществления секция P2 оценки подачи тепла оценивает количество подаваемого тепла при предположении, что источник тепла будет работать непрерывно в текущем рабочем состоянии. Однако количество подаваемого тепла может быть оценено с помощью предыдущего или ожидаемого рабочего состояния источника тепла, принимаемых во внимание. Например, если ожидаемое расписание управления для источника тепла определено заранее, оценка количества подаваемого тепла может быть выполнена, принимая во внимание расписание управления. В частности, например, если управление подогревом каталитического нейтрализатора запланировано, чтобы выполняться после нескольких секунд, ожидаемое количество подаваемого тепла может быть оценено, принимая во внимание тепловыделение источником тепла, увеличившееся посредством управления подогревом каталитического нейтрализатора.
Секция P2 оценки подачи тепла определяет ожидаемую кривую изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя на основе рабочего состояния двигателя 10. Более конкретно, секция P2 оценки подачи тепла вычисляет кривую изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя на основе текущей скорости NE вращения двигателя, крутящего момента Te двигателя, температуры ethw охлаждающей жидкости двигателя и температуры Tam окружающей среды. На фиг. 3 кривая изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя является простейшей кривой, которая является прямой линией. С помощью полученной таким образом кривой изменения оценка температуры охлаждающей жидкости двигателя в момент времени, вычисленный секцией P1 вычисления необходимого тепла, может быть определена. Секция P2 оценки подачи тепла затем отправляет полученную таким образом кривую изменения в секцию P3 запроса увеличения тепловыделения.
В иллюстрированных вариантах осуществления были описаны случаи, в которых источник тепла является двигателем 10. Однако устройство управления настоящего изобретения может быть использовано также в транспортном средстве, имеющем устройство, отличное от двигателя 10, такое как электродвигатель, инвертер или топливный элемент, в качестве источника тепла для подачи тепла к потребляющему тепло устройству.
Перечень ссылочных позиций
1… Источник тепла,
2… Секция управления источником тепла,
3… Потребляющее тепло устройство,
4… Секция оценки подачи тепла,
5… Секция вычисления необходимого тепла,
6… Секция запроса увеличения тепловыделения,
10… Двигатель внутреннего сгорания (источник тепла),
11… Головка блока цилиндров,
12… Блок цилиндров,
13… Водяной насос,
14… Радиатор,
15… Термостат,
16… Обходной канал,
17… Радиатор отопителя (потребляющее тепло устройство),
18… ATF-подогреватель,
19… Корпус дроссельной заслонки,
20… Электронный блок управления,
P1… Секция вычисления необходимого тепла,
P2… Секция вычисления подачи тепла,
P3… Секция запроса увеличения тепловыделения,
P4… Секция управления источником тепла.