УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE CONTROL DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству управления для транспортного средства, которое включает термовосковой переключающий клапан, который имеет нагревательную секцию для нагрева термовоска и выборочно открывается и закрывается за счет расплавления и затвердевания термовоска.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термовосковой переключающий клапан нередко используется в качестве клапана для переключения потока жидкости в жидкостном контуре, например, в контуре охлаждения водоохлаждаемого двигателя. Термовосковой переключающий клапан выборочно открывается и закрывается вследствие расширения и усадки, сопровождающих расплавление и затвердевание термовоска, загерметизированного внутри корпуса. Для ускоренного открывания такого термовоскового переключающего клапана, когда это необходимо, часто предусматривается нагреватель для нагрева термовоска.
Было предложено устройство управления для транспортного средства, включающее такой термовосковой переключающий клапан с нагревателем и раскрытое в патентном документе 1. Транспортное средство, раскрытое в патентном документе 1, включает вышеупомянутый термовосковой переключающий клапан в гидравлическом контуре двигателя и нагреватель с положительным температурным коэффициентом для нагрева термовоска переключающего клапана.
Устройство управления для транспортного средства, раскрытое в патентном документе 1, включает датчик температуры масла, который определяет температуру масла в гидравлическом контуре и оценивает температуру термовоска на основании температуры масла, определенной датчиком температуры масла. При открывании переключающего клапана на нагреватель с положительным температурным коэффициентом подается питание до тех пор, пока показание датчика температуры масла не превысит температуру расплавления термовоска.
ДОКУМЕНТ-АНАЛОГ
Патентный документ
Патентный документ 1: Японская выложенная заявка №2009-115075
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачи, решаемые настоящим изобретением
Как описано выше, известное устройство управления для транспортного средства включает датчик температуры, который определяет температуру жидкости, текущей через переключающий клапан, и оценивает температуру термовоска на основании показания датчика температуры. Однако в частности, в случае, когда датчик температуры и переключающий клапан отстоят друг от друга, показание датчика температуры и температура термовоска могут быть различными. Если температура термовоска оценивается ниже, то термовоск может быть нежелательно нагрет больше необходимого, и резиновое уплотнение и консистентная смазка внутри переключающего клапана могут сработаться вследствие карбонизации.
Соответственно, целью настоящего изобретения является обеспечение устройства управления для транспортного средства, которое надлежащим образом управляет переключающим клапаном, приводимым в действие путем нагрева термовоска.
Средство для решения задач
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение обеспечивает устройство управления для транспортного средства. Транспортное средство включает термовосковой переключающий клапан, который включает нагревательную секцию для нагрева термовоска и выборочно открывается и закрывается за счет расплавления и затвердевания термовоска. Устройство управления включает секцию управления, которая управляет состоянием нагрева нагревательной секции с учетом изменения теплоемкости, сопровождающего фазовый переход термовоска.
В вышеупомянутом термовосковом переключающем клапане, включающем нагревательную секцию, существует корреляция между степенью открывания и температурой термовоска. За счет оценивания температуры термовоска и управления состоянием нагрева нагревательной секции на основании оценки температуры термовоск не нагревается недостаточно или избыточно. Температура термовоска может быть оценена на основании термической модели термовоска. В этом случае необходимо точно получить теплоемкость термовоска.
Работа термовоскового переключающего клапана включает фазовый переход термовоска, а фазовый переход включает изменение теплоемкости термовоска. Таким образом, при оценивании температуры термовоска с использованием вышеупомянутой термической модели и при управлении состоянием нагрева нагревательной секции на основании результата оценивания необходимо учитывать изменение теплоемкости, сопровождающее фазовый переход термовоска. В связи с этим в соответствии с вышеупомянутой конфигурацией, состояние нагрева нагревательной секции управляется с учетом изменения теплоемкости, сопровождающего фазовый переход термовоска. То есть, состоянием нагрева нагревательной секции управляют при точном определении температуры термовоска. В соответствии с вышеописанной конструкцией управление переключающим клапаном, приводимым в действие путем нагрева термовоска, осуществляется надлежащим образом.
Для достижения вышеизложенной цели настоящее изобретение обеспечивает еще одно устройство управления для транспортного средства. Транспортное средство включает термовосковой переключающий клапан, который включает нагревательную секцию для нагрева термовоска и выборочно открывается и закрывается путем расплавления и затвердевания термовоска. Устройство управления включает секцию установки целевого значения, секцию оценивания температуры воска и секцию управления. Секция установки целевого значения задает целевое значение температуры термовоска. Секция оценивания температуры воска вычисляет количество тепла, полученное термовоском, на основании количества тепла, переданного термовоску от нагревательной секции, и количества тепла, переданного от термовоска к жидкости, текущей через переключающий клапан, и оценивает температуру термовоска на основании количества полученного тепла и теплоемкости термовоска. Секция управления управляет нагревательной секцией таким образом, что оценка температура термовоска становится равной целевому значению. Секция оценивания температуры воска изменяет значение теплоемкости в соответствии с изменением оценки температуры термовоска в точках фазового перехода термовоска.
Количество тепла, полученное термовоском в вышеупомянутом термовосковом переключающем клапане, вычисляется как значение, полученное путем вычитания из количества тепла, переданного термовоску от нагревательной секции, количества тепла, переданного от термовоска к жидкости, текущей через переключающий клапан. Путем деления количества тепла, полученного термовоском, на его теплоемкость, получают величину изменения температуры термовоска, и на основании этого результата можно вычислить температуру термовоска. Открывание и закрывание термовоскового переключающего клапана включает фазовый переход термовоска из твердой фазы в твердо-жидкую фазу и жидкую фазу. Теплоемкость термовоска изменяется в соответствии с фазовым переходом. В связи с этим в настоящем изобретении значение теплоемкости изменяется в соответствии с изменением оценки температуры термовоска в точках фазового перехода термовоска, а температура термовоска оценивается с использованием теплоемкости, соответствующей фазовому переходу термовоска. Таким образом, в устройстве управления для транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением температура термовоска определяется точно, а управление переключающим клапаном, приводимым в действие путем нагрева термовоска, осуществляется надлежащим образом.
В случае, когда нагревательная секция управляется на основании оценки температуры термовоска, как описано выше, при наличии запроса на открывание переключающего клапана целевое значение температуры термовоска предпочтительно устанавливают на температуру, меньшую или равную такой температуре термовоска, при которой переключающий клапан полностью открыт, то есть, на температуру термовоска, при которой переключающий клапан полностью открыт, или на несколько меньшую температуру, чтобы исключить перегрев термовоска нагревательной секцией.
Кроме того, когда переключающий клапан резко открывается, температура жидкости, протекающей по переключающему клапану, быстро изменяется и может помешать управлению на основании температуры жидкости. В таком случае переключающий клапан открывается постепенно, а быстрое изменение температуры жидкости предотвращается путем удерживания целевого значения при той температуре термовоска, при которой переключающий клапан в течение определенного периода времени имеет малую степень открывания, а затем установки целевого значения при той температуре термовоска, при которой переключающий клапан открывается полностью.
Для последующего обеспечения перехода переключающего клапана из закрытого положения клапана в открытое положение клапана температура термовоска переключающего клапана, когда он закрыт, предпочтительно повышается заранее. Такой предварительный нагрев осуществляется путем установки целевого значения, когда переключающий клапан закрыт, на значение, при котором количество тепла, получаемое термовоском, становится больше "0" и которое ниже температуры, при которой начинается открывание переключающего клапана.
Для последующего обеспечения перехода переключающего клапана из закрытого положения клапана в открытое положение клапана температура термовоска переключающего клапана, когда он закрыт, предпочтительно поддерживается при температуре, которая существует непосредственно перед тем, как переключающий клапан начинает открываться. Поэтому действие переключающего клапана при его открывании обеспечивается установкой целевого значения температуры термовоска, когда переключающий клапан закрыт, на значение, соответствующее температуре термовоска, которая существует непосредственно перед тем, как переключающий клапан начинает открываться.
Во взаимосвязи между температурой термовоска и степенью открывания переключающего клапана может присутствовать гистерезис, которым нельзя пренебречь. То есть может существовать разность, которой нельзя пренебречь, между температурой термовоска, при которой степень открывания переключающего клапана в виде заданной степени открывания Х получают, когда степень открывания переключающего клапана изменяется в направлении открывания клапана, и температурой термовоска, при которой степень открывания переключающего клапана в виде заданной степени открывания Х получают, когда степень открывания переключающего клапана изменяется в направлении закрывания клапана. Также в таком случае целевое значение оценки температуры термовоска может быть установлено на разные значения для случая, когда для достижения целевой степени открывания степень открывания переключающего клапана изменяется в направлении открывания клапана, и для случая, когда для достижения целевой степени открывания степень открывания переключающего клапана изменяется в направлении закрывания клапана, даже если целевая степень открывания переключающего клапана является одинаковой. Таким образом, степень открывания переключающего клапана управляется надлежащим образом.
Теплоемкость термовоска переключающего клапана может меняться от одного устройства к другому из-за изменений со временем и индивидуальных различий. В таком случае теплоемкость, используемая для оценивания температуры термовоска, может отличаться от фактической теплоемкости термовоска, и температура термовоска не может быть точно оценена. В этом случае также путем регистрации открытого положения переключающего клапана и корректировки теплоемкости в соответствии с разностью между оценкой температуры термовоска, когда регистрируется открывание клапана, и температурой термовоска, при которой переключающий клапан реально открывается, изменение теплоемкости от одного устройства к другому изучается и корректируется, и температура термовоска оценивается точно.
Для упрощения управления нагревательной секцией на основании оценки температуры термовоска последний предпочтительно нагревают с помощью нагревательной секции, когда оценка температуры термовоска ниже целевого значения, а в противном случае нагрев предпочтительно останавливают.
В вышеупомянутом термовосковом переключающем клапане, если нельзя пренебречь теплоемкостью корпуса по сравнению с теплоемкостью термовоска, то необходимо рассмотреть влияние теплоемкости корпуса на изменение температуры термовоска относительно количества полученного тепла. В этой ситуации в качестве теплоемкости, используемой для вычисления величины изменения температуры термовоска, используют теплоемкость корпуса переключающего клапана в совокупности с теплоемкостью термовоска.
Настоящее изобретение может быть применено в транспортном средстве, оборудованном переключающим клапаном, расположенным в контуре охлаждения, в котором циркулирует охлаждающая жидкость для двигателя. В частности, настоящее изобретение применяется в транспортном средстве, включающем переключающий клапан, который переключается между разрешением и прекращением циркуляции охлаждающей жидкости в двигателе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[Фиг.1] Графическая блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию контура охлаждения транспортного средства в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения.
[Фиг.2] Блок-схема, демонстрирующая циркуляцию охлаждающей жидкости на начальном этапе прогрева в контуре охлаждения.
[Фиг.3] Блок-схема, демонстрирующая циркуляцию охлаждающей жидкости на последнем этапе прогрева в контуре охлаждения.
[Фиг.4] Блок-схема, демонстрирующая циркуляцию охлаждающей жидкости в контуре охлаждения после окончания прогрева.
[Фиг.5] Схема, иллюстрирующая термическую модель термовоска, используемую в первом примере осуществления.
[Фиг.6] График, демонстрирующий взаимосвязь между количеством тепла, полученным термовоском, и температурой состава и степенью открывания переключающего клапана в соответствии с первым примером осуществления.
[Фиг.7] График, демонстрирующий способ установки целевой температуры воска в соответствии с первым примером осуществления.
[Фиг.8] Блок-схема, демонстрирующая последовательность операций оценивания температуры воска в соответствии с первым примером осуществления.
[Фиг.9] Блок-схема, демонстрирующая последовательность операций подачи питания на нагреватель в соответствии с первым примером осуществления.
[Фиг.10] Блок-схема, демонстрирующая последовательность операций установки целевой температуры воска в соответствии с первым примером осуществления.
[Фиг.11] График, демонстрирующий способ установки целевой температуры воска в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения.
[Фиг.12] График, демонстрирующий способ установки целевой температуры воска в случае, когда целевая степень открывания переключающего клапана установлена с определенным запасом.
[Фиг.13] График, демонстрирующий изменения показаний датчика температуры охлаждающей жидкости до и после открывания переключающего клапана.
[Фиг.14] График, демонстрирующий взаимосвязь между количеством тепла, полученным термовоском, и температурой воска при наличии разности между расчетной температурой воска и фактической температурой воска.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
(Первый пример осуществления)
Устройство управления для транспортного средства в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения будет теперь описано подробно со ссылками на фиг.1-10. В этом примере осуществления изобретение применено для транспортного средства, содержащего термовосковой переключающий клапан, предусмотренный в контуре охлаждения для циркуляции охлаждающей жидкости двигателя, при этом циркуляция выборочно запускается и останавливается.
На фиг.1 показана конфигурация контура охлаждения транспортного средства в соответствии с данным примером осуществления изобретения. Контур охлаждения включает электрический водяной насос 1 для циркуляции охлаждающей жидкости.
Как показано на фиг.1, в контуре охлаждения канал для охлаждающей жидкости в части ниже по потоку электрического водяного насоса 1 разветвляется на первый трубопровод 2, который проходит через двигатель 3, и второй трубопровод 6, который проходит через охладитель 4 системы рециркуляции отработавших газов и сердечник нагревателя 5. Первый трубопровод 2 выполнен для прохождения по порядку через блок цилиндров и головку блока цилиндров двигателя 3. Первый трубопровод 2 сообщается с переключающим клапаном 8 в части ниже по потоку двигателя 3.
Переключающий клапан 8 выполнен в виде термовоскового переключающего клапана трубопроводов, который выборочно открывается и закрывается посредством расплавления и затвердевания термовоска. Кроме того, переключающий клапан 8 включает нагреватель 9, который служит нагревательной секцией для нагрева термовоска в переключающем клапане 8. После прохождения через радиатор 10, который передает тепло от охлаждающей жидкости двигателя в части ниже по потоку переключающего клапана 8, первый трубопровод 2 сообщается с термостатом 7.
Термостат 7 выборочно открывается и закрывается в соответствии с температурой охлаждающей жидкости двигателя, которая течет через термочувствительный элемент внутри термостата 7. Охлаждающая жидкость двигателя второго трубопровода 6, которая прошла через охладитель 4 системы рециркуляции отработавших газов и сердечник подогревателя 5, обтекает термочувствительный элемент. Термостат 7 закрывает клапан, когда температура охлаждающей жидкости двигателя, втекающей в термочувствительный элемент, является низкой, и блокирует движение охлаждающей жидкости через радиатор 10. Термостат 7 открывает клапан, когда температура охлаждающей жидкости двигателя, втекающей в термочувствительный элемент, является высокой, и разрешает течение охлаждающей жидкости через радиатор 10.
Кроме того, контур охлаждения включает третий трубопровод 11, который соединяет часть второго трубопровода 6 ниже по потоку охладителя 4 системы рециркуляции отработавших газов с переключающим клапаном 8 в первом трубопроводе 2. Переключающий клапан 8 разрешает течение охлаждающей жидкости через третий трубопровод 11 путем открывания клапана и запрещает течение охлаждающей жидкости через третий трубопровод 11 путем закрывания клапана.
Подачей питания на нагреватель 9, предусмотренный в переключающем клапане 8, управляет электронный блок управления 12. Электронный блок управления 12 выполнен в виде компьютерного блока, включающего центральный процессор (ЦП), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и порт ввода/вывода (ввод/вывод). В электронном блоке управления 12 ЦП выполняет процессы вычисления, связанные с управлением подачей питания на нагреватель 9, а в ПЗУ хранятся программы и данные для управления. При этом в ОЗУ временно хранятся результаты вычислений ЦП и показания датчика. Порт ввода/вывода вводит сигналы от внешних устройств и выводит сигналы на внешние устройства.
Датчик 13 температуры охлаждающей жидкости, который определяет температуру охлаждающей жидкости двигателя, соединен с портом ввода электронного блока управления 12. Датчик 13 температуры охлаждающей жидкости располагается поблизости от выпуска охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров двигателя 3.
В контуре охлаждения, выполненном как описано выше, управление течением охлаждающей жидкости двигателя осуществляется следующим образом после запуска двигателя 3.
На фиг.2 показано состояние контура охлаждения на начальном этапе прогрева. Как показано на фиг.2, переключающий клапан 8 в это время закрыт, так что течение охлаждающей жидкости двигателя через третий трубопровод 11 остановлено. Термостат 7 в это время также закрыт и задерживает течение охлаждающей жидкости двигателя через радиатор 10, так как температура охлаждающей жидкости двигателя, обтекающей термочувствительный элемент, является низкой. Поэтому охлаждающая жидкость двигателя в это время циркулирует в контуре охлаждения только через второй трубопровод 6. Циркуляция охлаждающей жидкости двигателя в двигателе 3 остановлена, и охлаждающая жидкость двигателя внутри двигателя 3 сохраняется нагретой теплом, генерируемым двигателем 3. Это способствует повышению температуры охлаждающей жидкости двигателя внутри двигателя 3, и таким образом способствует прогреву двигателя 3.
На фиг.3 показано состояние контура охлаждения на последнем этапе прогрева. Как показано на фиг.3, в это время переключающий клапан 8 открыт и разрешает течение охлаждающей жидкости двигателя через третий трубопровод 11. Термостат 7 в это время еще закрыт и задерживает течение охлаждающей жидкости через радиатор 10. Таким образом, в контуре охлаждения в это время охлаждающая жидкость двигателя, которая прошла через двигатель 3, протекает через третий трубопровод 11, и начинается циркуляция охлаждающей жидкости внутри двигателя 3.
На фиг.4 показано состояние контура охлаждения после окончания прогрева. Как показано на фиг.4, переключающий клапан 8 в это время закрыт, и течение охлаждающей жидкости двигателя через третий трубопровод 11 остановлено. Так как температура охлаждающей жидкости двигателя, которая проходит через термочувствительный элемент, достаточно повышается, то термостат 7 в это время открыт. Таким образом, в контуре охлаждения в это время охлаждающая жидкость двигателя, которая прошла через двигатель 3, течет в радиатор 10, и тепло, поглощенное охлаждающей жидкостью двигателя от двигателя 3, передается радиатором 10.
В данном примере осуществления электронный блок управления 12 оценивает температуру термовоска в переключающем клапане 8 с использованием термической модели при управлении степенью открывания переключающего клапана 8. Затем электронный блок управления 12 управляет степенью открывания переключающего клапана 8 путем управления состоянием нагрева нагревателя 9, так что оценка температуры термовоска становится равной целевому значению температуры воска.
На фиг.5 показана термическая модель, используемая для оценивания температуры термовоска. В этой термической модели количество тепла, получаемое термовоском в единицу времени (P-P_xw), вычисляется с использованием количества тепла Р, подводимого от нагревателя 9, и количества тепла P_xw, которое передается от термовоска к охлаждающей жидкости двигателя. Затем вычисляется величина изменения температуры термовоска в единицу времени путем деления количества полученного тепла на теплоемкость термовоска.
Количество тепла P_xw вычисляется как величина, получаемая путем умножения величины разности (T_x-T_w) между оценкой температуры T_x термовоска и температурой T_w охлаждающей жидкости двигателя на коэффициент теплопередачи T_xw от термовоска к охлаждающей жидкости двигателя. Кроме того, в этом примере осуществления для вычисления количества тепла P_xw в качестве температуры T_w охлаждающей жидкости двигателя используется показание датчика 13 температуры охлаждающей жидкости.
В данной физической модели температура термовоска при запуске двигателя 3 (начальная температура T_x0 воска) предполагается равной температуре охлаждающей жидкости двигателя (начальной температуре T_w0 охлаждающей жидкости). Оценка температуры T_x получается путем интегрирования величины изменения температуры в единицу времени, вычисленной на основании полученного количества тепла (P-P_xw), от начальной температуры T_x0 состава.
Выборочно открывающийся и закрывающийся термовосковой переключающий клапан 8 включает фазовый переход термовоска из твердой фазы в твердо-жидкую фазу и жидкую фазу. Теплоемкость термовоска изменяется в соответствии с фазовым переходом. В этом примере осуществления в качестве теплоемкости термовоска, используемой для вычисления величины изменения температуры, подготовлены три величины, включающие теплоемкость твердой фазы M_xs, теплоемкость твердо-жидкой фазы M_xsL и теплоемкость жидкой фазы М_XL, и эти величины переключаются в соответствии с состоянием термовоска. То есть в настоящем примере осуществления значение теплоемкости изменяется в соответствии с изменением оценки температуры T_x термовоска в точках фазовых переходов термовоска.
В данном примере осуществления теплоемкости (M_xs, M_xsl, M_xl) вычисляются как теплоемкость термовоска переключающего клапана 8 в совокупной с корпусом, в котором размещен переключающий клапан 8. То есть, данные теплоемкости в частности характеризуют теплоемкость корпуса и термовоска переключающего клапана 8.
Обычно не требуется оценивать температуру с использованием такой модели, поскольку термостат используется в области с относительным запасом. Однако при остановке воды повышение температуры охлаждающей жидкости становится быстрым, и для предотвращения кипения охлаждающей жидкости температуру необходимо оценивать с использованием вышеописанной модели.
На фиг.6 показана взаимосвязь между количеством тепла, полученным термовоском, и степенью открывания переключающего клапана 8 и температурой термовоска. Как показано на фиг.6, существует корреляция между степенью открывания переключающего клапана 8 и температурой термовоска. Таким образом, переключающий клапан 8 может быть открыт до требуемой степени открывания путем вычисления температуры термовоска, необходимой для открывания переключающего клапана 8 до требуемой степени открывания (целевой степени открывания переключающего клапана), установки вычисленной температуры в качестве целевой температуры воска и управления состоянием нагрева нагревателя 9 так, что температура термовоска, оцененная в соответствии с термической моделью, становится равной целевой температуре воска. Как показано на фиг.6, переключающий клапан 8 начинает открываться при температуре термовоска, несколько большей, чем температура на границе раздела между твердой фазой и твердо-жидкой фазой термовоска, и полностью открывается при температуре термовоска, несколько большей, чем температура на границе раздела между твердо-жидкой фазой и жидкой фазой термовоска.
Управление открыванием и закрыванием переключающего клапана 8 на основании температуры термостата в соответствии с настоящим примером осуществления производится следующим образом. В этом примере осуществления установка целевой температуры воска при нижеуказанных условиях выполняется так, как показано на фиг.7.
(а) Когда переключающий клапан 8 полностью открыт
В данном примере осуществления при осуществлении управления нагревателем 9 на основании оценки температуры термовоска, как описано выше, целевая температура воска, при наличии запроса на полное открывание переключающего клапана 8, устанавливается подходящим образом на температуру термовоска, когда переключающий клапан 8 полностью открыт, или температуру несколько ниже, чтобы не допустить перегрева термовоска нагревателем 9.
(b) Когда переключающий клапан 8 полностью закрыт
Если нагреватель 9 не запитан, переключающий клапан 8 остается полностью закрытым. Однако даже когда переключающий клапан 8 полностью закрыт, если охлаждающая жидкость двигателя в головке блока цилиндров кипит, то необходимо срочно открыть переключающий клапан 8, чтобы началась циркуляция охлаждающей жидкости в двигателе и прекратилось кипение охлаждающей жидкости двигателя. В данном примере осуществления для обеспечения работы переключающего клапана 8 на открывание в описанном выше случае электронный блок управления 12 устанавливает целевую температуру воска в тот момент, когда переключающий клапан 8 полностью закрыт, на значение, соответствующее температуре термовоска, существующей непосредственно перед началом открывания переключающего клапана 8. То есть, за счет предварительного нагрева термовоска переключающий клапан 8 поддерживается в состоянии готовности, когда переключающий клапан 8 может немедленно открыться. Если термовоск предварительно нагрет до какого-то уровня, быстродействие переключающего клапана 8 при переключении из закрытого положения в открытое положение повышается по сравнению со случаем, когда термовоск предварительно не нагрет.Таким образом, количество полученного тепла оказывается больше 0, и быстродействие переключающего клапана 8 при переключении из закрытого положения в открытое положение повышается только за счет установки целевого значения для закрытого переключающего клапана на значение, меньшее, чем температура, при которой начинается открывание переключающего клапана.
(с) Когда переключающий клапан 8 перемещается из закрытого положения в открытое положение
Если переключающий клапан 8 резко открывается, температура охлаждающей жидкости двигателя около датчика 13 температуры охлаждающей жидкости быстро изменяется и может препятствовать различным типам средств управления двигателем, основанных на результате определения температуры охлаждающей жидкости двигателя. В этом случае также путем удерживания целевой температуры воска в течение определенного периода времени при температуре термовоска, при которой переключающий клапан 8 имеет незначительную степень открывания, и затем установки целевой температуры воска на такую температуру термовоска, при которой переключающий клапан 8 полностью открыт, переключающий клапан 8 открывается постепенно и предотвращается резкое изменение показаний датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя.
Переключающий клапан 8 необходимо немедленно открыть для предотвращения кипения охлаждающей жидкости двигателя в головке блока цилиндров. В этом случае переключающий клапан 8 не поддерживается в течение определенного времени при незначительной степени открывания, а сразу же устанавливается на целевую температуру воска при наличии запроса на полное открывание переключающего клапана 8.
На фиг.8 показана блок-схема последовательности операций оценивания температуры воска в соответствии с этим примером осуществления. Процесс этой последовательности операций запускается электронным блоком управления 12 при запуске двигателя 3.
Когда эта последовательность операций запускается, электронный блок управления 12 сначала на шаге S100 считывает температуру T_wO охлаждающей жидкости при запуске двигателя 3. Затем на шаге S101 электронный блок управления 12 устанавливает температуру T_wO охлаждающей жидкости при запуске двигателя 3 в качестве начальной температуры T_x0 воска.
На следующем шаге S102 электронный блок управления 12 определяет, находится ли термовоск в твердой фазе. Определение осуществляется на основании того, что оценка температуры T_x термовоска меньше или равна температуре T_x1 на границе раздела между твердой фазой и твердо-жидкой фазой термовоска.
Если термовоск является твердым (если на шаге S102 решение является положительным), то электронный блок управления 12 на шаге S103 обновляет значение оценки температуры T_x термовоска в соответствии со следующим уравнением (I):
<mrow><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mtext>предыдущее значение</mtext></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>P</mi><mo>−</mo><mi>P</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>w</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mi>M</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>s</mi><mo>…</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>
где P в уравнении (1) количество тепла, подведенное от нагревателя 9, P_xw - величина теплопередачи от термовоска к охлаждающей жидкости двигателя и M_xs - теплоемкость твердого термовоска.
На следующем шаге S104 электронный блок управления 12 определяет, находится ли термовоск в это время в твердо-жидкой фазе. Определение осуществляется на основании того, что оценка температуры T_x термовоска выше, чем температура T_x1 на границе раздела между твердой фазой и твердо-жидкой фазой, или она меньше или равна температуре T_x1 на границе раздела между твердо-жидкой фазой и жидкой фазой.
Если термовоск находится в твердо-жидкой фазе (если решение в результате шага S104 является положительным), то электронный блок управления 12 на шаге S105 обновляет значение оценки температуры T_x термовоска в соответствии со следующим уравнением (2):
<mrow><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mtext>предыдущее значение</mtext></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>P</mi><mo>−</mo><mi>P</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>w</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mi>M</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>s</mi><mi>l</mi><mo>…</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>
где M_xs1 в уравнении (2) - теплоемкость твердо-жидкой фазы термовоска.
На следующем шаге S106 электронный блок управления 12 определяет, является ли текущее состояние термовоска жидкой фазой. Определение осуществляется на основании того, что оценка температуры T_x термовоска выше, чем температура T_x1 на границе раздела между твердо-жидкой фазой и жидкой фазой.
Если термовоск находится в жидкой фазе (если решение в результате шага 5106 является положительным), то электронный блок управления 12 на шаге 5107 обновляет значение оценки температуры T_x термовоска в соответствии со следующим уравнением (3):
<mrow><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>X</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>X</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mtext>предыдущее значение</mtext></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>P</mi><mo>−</mo><mi>P</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>w</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mi>M</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>s</mi><mi>l</mi><mo>…</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>
где M_x1 в уравнении (3) теплоемкость жидкой фазы термовоска.
Как описано выше, после обновления оценки температуры T_x термовоска электронный блок управления 12 возвращается к шагу S102 в следующем цикле управления и снова обновляет оценку температуры T_x.
На фиг.9 показана блок-схема последовательности операций подачи питания на нагреватель в соответствии с этим примером осуществления. Исполнение этой программы циклически осуществляется электронным блоком управления 12 в заранее заданном числе циклов управления.
Когда запускается эта последовательность операций, электронный блок управления 12 определяет, является ли оценка температуры T_x термовоска более низкой, чем целевая температура воска, установленная в последовательности операций установки целевой температуры воска на шаге S200, как описано ниже. Затем, если оценка температуры T_x ниже целевой температуры воска (если решение в результате шага S201 является положительным), то на шаге S201 электронный блок управления 12 включает запитывание нагревателя 9. В противном случае (если решение в результате шага S201 является отрицательным) электронный блок управления 12 на шаге S202 выключает запитывание нагревателя и прерывает процесс текущей последовательности операций. В данном примере осуществления, когда оценка температуры T_x термовоска ниже целевой температуры воска, нагреватель 9 нагревает термовоск, а в противном случае нагрев останавливается.
На фиг.10 показана блок-схема последовательности операций установки целевой температуры воска в соответствии с этим примером осуществления. Процесс этой последовательности операций запускается электронным блоком управления 12 сразу же после запуска двигателя 3.
Когда эта последовательность операций запущена, электронный блок управления 12 на шаге S300 прежде всего проверяет, имеется ли запрос на открывание переключающего клапана 8. Если запрос на открывание отсутствует (если решение в результате шага S300 является отрицательным), то электронный блок управления 12 осуществляет шаг S301 и на шаге S301 устанавливает целевую температуру воска на температуру воска для предварительного нагрева, а затем после заданного числа циклов управления возвращается к процессу шага S300.
Если есть запрос на открывание (если решение в результате шага S300 является положительным), то электронный блок управления 12 проверяет, имеется ли запрос на предотвращение резкого изменения показания датчика температуры охлаждающей жидкости. То есть, электронный блок управления 12 определяет, нужно ли срочно открыть переключающий клапан 8 для исключения кипения.
Если есть запрос на предотвращение резкого изменения показания датчика температуры охлаждающей жидкости (если решение в результате шага S302 является положительным), то электронный блок управления 12 на шаге S303 устанавливает целевую температуру воска на такую температуру воска, при которой переключающий клапан 8 в течение определенного периода времени имеет незначительную степень открывания, а затем на шаге S304 устанавливает целевую температуру воска па такую температуру воска, при которой переключающий клапан 8 полностью открыт. Затем электронный блок управления 12 после заданного числа циклов управления возвращается к процессу шага S300.
Если запрос на предотвращение резкого изменения показания датчика температуры охлаждающей жидкости отсутствует (если решение в результате шага S302 является отрицательным), то электронный блок управления 12 немедленно осуществляет шаг S304 и устанавливает целевую температуру воска на такую температуру воска, при которой переключающий клапан 8 полностью открыт. В последующем электронный блок управления 12 после заданного числа циклов управления возвращается к процессу шага S300.
В описанном выше примере осуществления нагреватель 9 соответствует нагревательной секции. Кроме того, в данном примере осуществления электронный блок управления 12 исполняет процессы, осуществляемые секцией установки целевого значения, секцией оценивания температуры воска и секцией управления.
Данный пример осуществления обладает следующими преимуществами.
(1) В соответствии с этим примером осуществления в транспортном средстве, оборудованном термовосковым переключающим клапаном 8, который включает нагреватель 9 для нагрева термовоска и выборочно открывается и закрывается за счет расплавления и затвердевания термовоска, электронный блок управления 12 управляет состоянием нагрева нагревателя 9 с учетом изменения теплоемкости, сопровождающего фазовый переход термовоска. Более конкретно, электронный блок управления 12 выполняет следующее:
установку целевой температуры воска, которая является целевым значением температуры термовоска;
вычисление количества тепла, полученного термовоском, на основании количества тепла, переданного от нагревателя 9 к термовоску (количество подведенного тепла P), и количества тепла P_xw, переданного от термовоска к охлаждающей жидкости двигателя, текущей через переключающий клапан 8, и оценивание температуры термовоска (оценка температуры T_x) на основании полученного количества тепла и теплоемкости термовоска;
управление нагревателем 9 так, что оценка температуры T_x термовоска становится равной целевой температуре воска; и
изменение значения теплоемкости, используемого для вычисления оценки температуры T_x, в соответствии с изменением оценки температуры T_x термовоска в точках фазовых переходов термовоска.
Количество тепла, полученное термовоском вышеупомянутого термовоскового переключающего клапана 8, вычисляется как значение (P-P_xw), полученное вычитанием количества тепла (P_xw), переданного от термовоска к жидкости, текущей через переключающий клапан, из количества тепла, переданного от нагревателя 9 к термовоску (подведенного количества тепла P). Путем деления полученного термовоском количества тепла на теплоемкость вычисляется величина изменения температуры термовоска и по результату может быть вычислена температура термовоска. Открывание и закрывание термовоскового переключающего клапана 8 включает фазовый переход термовоска из твердой фазы в твердо-жидкую фазу и жидкую фазу, а теплоемкость термовоска изменяется в соответствии с фазовым переходом. В этом отношении согласно настоящему изобретению значение теплоемкости изменяется в соответствии с изменением оценки температуры T_x термовоска в точках фазового перехода термовоска, а температура термовоска оценивается с использованием теплоемкости, соответствующей фазовому переходу термовоска. Таким образом, в устройстве управления для транспортного средства в соответствии с этим примером осуществления температура термовоска определяется точно, и переключающий клапан, работающий за счет нагрева термовоска, управляется надлежащим образом.
(2) В данном примере осуществления, когда имеется запрос на полное открывание переключающею клапана 8, целевая температура воска устанавливается на температуру, несколько меньшую, чем температура термовоска, при которой переключающий клапан 8 полностью открыт. Таким образом, перегрев термовоска нагревателем 9 предотвращается надлежащим образом.
(3) В данном примере осуществления, когда при открывании переключающего клапана 8 имеется запрос на уменьшение скорости открывания клапана, то целевая температура воска удерживается при температуре термовоска, при которой переключающий клапан 8 в течение определенного периода времени имеет незначительную степень открывания. После этого целевое значение устанавливается на температуру термовоска, при которой переключающий клапан 8 полностью открыт. Таким образом, переключающий клапан 8 открывается постепенно, и предотвращается резкое изменение температуры жидкости.
(4) В данном примере осуществления, когда переключающий клапан 8 полностью закрыт, целевая температура воска устанавливается на значение, соответствующее температуре термовоска, которая существует непосредственно перед началом открывания переключающего клапана 8. Тем самым обеспечивается быстродействие при открывании переключающего клапана 8.
(5) В данном примере осуществления, когда оценка температуры T_x термовоска является более низкой, чем целевая температура воска, термовоск нагревается нагревателем 9, а в противном случае нагрев останавливается. Так что на основании оценки температуры термовоска легко управлять нагревателем 9.
(6) В данном примере осуществления в качестве теплоемкости, используемой для вычисления величины изменения температуры термовоска, используется теплоемкость корпуса переключающего клапана 8 в сочетании с теплоемкостью термовоска. Таким образом, даже если теплоемкость корпуса настолько велика по сравнению с теплоемкостью термовоска, что ею нельзя пренебречь, температура термовоска оценивается точно.
(7) В данном примере осуществления, поскольку переключающий клапан 8 управляется надлежащим образом за счет точного определения температуры термовоска, то надлежащим образом предотвращается срабатывание резинового уплотнения и консистентной смазки внутри переключающего клапана 8 из-за карбонизации вследствие перегрева.
(Второй пример осуществления)
Далее будет описано устройство управления для транспортного средства в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения со ссылками на фиг.11 и 12. В этом примере осуществления изменяется способ установки целевой температуры воска, однако другие части являются общими с первым примером осуществления.
В зависимости между температурой термовоска и степенью открывания переключающего клапана существует гистерезис, которым нельзя пренебрегать. То есть, может существовать большая разность между температурой термовоска, при которой степень открывания переключающего клапана на заданную степень открывания Х получается, когда степень открывания переключающего клапана 8 изменяется в направлении открывания клапана, и температурой термовоска, при которой степень открывания переключающего клапана на заданную степень открывания Х получается, когда степень открывания переключающего клапана 8 изменяется в направлении закрывания клапана. При таких условиях, даже если целевая степень открывания переключающего клапана 8 является той же самой, целевая температура воска может быть установлена на разные значения в случае, когда для достижения целевой степени открывания степень открывания переключающего клапана меняется в направлении открывания клапана, и в случае, когда для достижения целевой степени открывания степень открывания переключающего клапана меняется в направлении закрывания клапана. Таким образом, степень открывания переключающего клапана 8 управляется надлежащим образом.
Более конкретно, в данном примере осуществления, даже если целевая степень открывания переключающего клапана является той же самой, используются разные целевые температуры воска в случае, когда переключающий клапан 8 приводится в действие в направлении открывания клапана путем включения питания, и в случае, когда переключающий клапан 8 приводится в действие в направлении закрывания клапана путем выключения питания, как показано на фиг.11. То есть, при приведении переключающего клапана 8 в действие в направлении открывания клапана путем включения питания в качестве целевой температуры воска устанавливается температура термовоска в точке пересечения Р1 целевой степени открывания переключающего клапана с линией работы Lвкл. переключающего клапана 8, когда питание включено, а когда питание выключено, в качестве целевой температуры воска устанавливается температура термовоска в точке пересечения Р2 целевой степени открывания переключающего клапана с линией работы Lвыкл. переключающего клапана 8. Таким образом, даже если в зависимости между температурой термовоска и степенью открывания переключающего клапана имеется гистерезис, степень открывания переключающего клапана управляется надлежащим образом на основании температуры термовоска.
В случае, когда целевая степень открывания переключающего клапана устанавливается с определенным запасом, как показано на фиг.12, то при включении питания и приведения переключающего клапана 8 в действие в направлении открывания клапана в качестве целевой температуры воска устанавливается температура термовоска в точке пересечения Р3 верхнего предельного значения целевой степени открывания переключающего клапана с линией работы Lвкл. переключающего клапана 8, когда питание включено. Также, когда переключающий клапан 8 приводится в действие в направлении открывания клапана путем включения питания, в качестве целевой температуры воска устанавливается температура термовоска в точке пересечения Р4 нижнего предельного значения целевой степени открывания переключающего клапана с линией работы Lвыкл. переключающего клапана 8, когда питание выключено.
(Третий пример осуществления)
Далее будет описано устройство управления для транспортного средства в соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения со ссылками на фиг.13 и 14. Этот пример осуществления является общим с вышеописанными примерами осуществления за исключением того, что осуществляется процесс корректировки и изучения теплоемкости термовоска.
Теплоемкость термовоска переключающего клапана 8 может меняться от одного устройства к другому с течением времени и из-за индивидуальных различий. В результате теплоемкость, используемая для оценивания температуры термовоска, отличается от фактической теплоемкости термовоска, и температуру термовоска нельзя точно оценить.
В данном примере осуществления регистрируется открытое положение переключающего клапана 8, и теплоемкость изменяется в соответствии с разностью между оценкой температуры термовоска в тот момент, когда регистрируется открывание переключающего клапана 8, и температурой термовоска, при которой переключающий клапан фактически открывается. Соответственно, изменение теплоемкости от одного устройства к другому корректируется и изучается, и температура термовоска оценивается точно.
Открытое положение переключающего клапана 8 регистрируется следующим образом.
Как описано выше, первый трубопровод 2 контура охлаждения транспортного средства в соответствии с данным примером осуществления выполняется для прохождения через блок цилиндров двигателя 3, а затем через головку блока цилиндров. Кроме того, вблизи выпуска охлаждающей жидкости из головки блока цилиндров размещен датчик 13 температуры охлаждающей жидкости. В этом случае, когда полностью закрытый переключающий клапан 8 открывается и начинается циркуляция охлаждающей жидкости двигателя в двигателе 3, сначала через место крепления датчика 13 температуры охлаждающей жидкости проходит охлаждающая жидкость двигателя, находящаяся в головке блока цилиндров. Затем через место крепления датчика 13 температуры охлаждающей жидкости проходит охлаждающая жидкость двигателя, находящаяся в блоке цилиндров.
Когда циркуляция охлаждающей жидкости двигателя останавливается, температура охлаждающей жидкости двигателя в головке блока цилиндров становится выше, чем температура охлаждающей жидкости двигателя в блоке цилиндров. Поэтому, как показано на фиг.13, показания датчика 13 температуры охлаждающей жидкости до и после того, как откроется переключающий клапан 8, достигают пикового значения сразу же после того, как переключающий клапан 8 открывается. Поскольку данный пик не появляется в другое время, кроме времени, когда переключающий клапан 8 открывается, открытое положение переключающего клапана 8 может быть зарегистрировано. То есть, в данном примере осуществления электронный блок управления 12 определяет, что переключающий клапан 8 открыт, по появлению пика показаний датчика 13 температуры охлаждающей жидкости.
На фиг.14 показана взаимосвязь между количеством тепла, полученным термовоском, и вычисленной температурой воска, то есть, между оценкой температуры T_x и фактической температурой воска в случае существования разности между ними. Такая разность возникает, когда теплоемкости (M_xs, M_xsl, M_xl), используемые для вычисления оценки температуры T_x, отличаются от фактических значений.
Если термовоск перед началом открывания клапана является твердым, то температура термовоска (оценка температуры T_x) выражается следующим уравнением (4):
<mrow><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mn>0</mn><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><mrow><mo>∫</mo><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>P</mi><mo>−</mo><mi>P</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>w</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mi>d</mi><mi>t</mi><mo>/</mo><mi>M</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>s</mi><mo>…</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mrow></mstyle></mrow>
,
где T_x0 - начальная температура термовоска, Р - количество тепла, подведенное от нагревателя 9, P_xw - количество тепла, переданное от термовоска к охлаждающей жидкости двигателя, и M_xs - теплоемкость твердой фазы термовоска.
Количество тепла, полученное термовоском до регистрации открытого положения переключающего клапана 8, выражается формулой ∫(P-P_xw)dt/M_xs. Таким образом, фактическая теплоемкость твердой фазы M_xs' термовоска имеет значение, удовлетворяющее следующему уравнению (5).
Температура начала открывания переключающего клапана =
<mrow><mo>=</mo><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mn>0</mn><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><mrow><mo>∫</mo><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>P</mi><mo>−</mo><mi>P</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>w</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mi>d</mi><mi>T</mi><mo>/</mo><mi>M</mi><mo>_</mo><mi>x</mi><mi>s</mi><mo>'</mo><mo>…</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mrow></mstyle></mrow>
Следовательно, соответствующая температура термовоска может быть оценена путем коррекции теплоемкости твердой фазы термовоска до значения M_xs', удовлетворяющего вышеприведенному уравнению (5).
Хотя теплоемкость твердой фазы M_xs термовоска очень важна для определения открытого положения переключающего клапана 8, ошибка в теплоемкости твердо-жидкой фазы М_xsl и теплоемкости жидкой фазы M_xl сравнительно слабо влияет на степень открывания переключающего клапана 8. Поэтому в третьем примере осуществления для уменьшения вычислительной нагрузки осуществляется только коррекция и изучение теплоемкости твердой фазы M_xs. Разумеется, если необходимо, то M_xsl и M_xl могут быть изменены путем умножения на M_xs'/M_xs.
Согласно данному примеру осуществления температура термовоска оценивается точно независимо от изменения теплоемкости термовоска.
В данном примере осуществления электронный блок управления 12 выполнен для осуществления процессов в качестве секции-детектора для регистрации открытого состояния переключающего клапана 8 и в качестве секции коррекции для коррекции теплоемкости в соответствии с разностью между оценкой температуры T_x термовоска, когда регистрируется открывание переключающего клапана 8, и температурой термовоска, при которой переключающий клапан 8 открывается фактически.
Каждый из вышеописанных примеров осуществления может быть модифицирован следующим образом.
В вышеописанных примерах осуществления показание датчика 13 температуры охлаждающей жидкости используется в качестве температуры T_w охлаждающей жидкости двигателя, которая в свою очередь используется для вычисления количества тепла P_xw, переданного от термовоска к охлаждающей жидкости двигателя. Однако если переключающий клапан 8 и датчик 13 температуры охлаждающей жидкости расположены далеко друг от друга, а циркуляция охлаждающей жидкости двигателя в двигателе 3 останавливается, то показание датчика 13 температуры охлаждающей жидкости и температура охлаждающей жидкости двигателя, текущей через переключающий клапан 8, могут быть различными. В этом случае значение, полученное путем умножения полного расхода топлива ga двигателя 3 на определенный коэффициент K1, характеризует повышение температуры охлаждающей жидкости двигателя, текущей через переключающий клапан 8, за счет тепла от двигателя 3, и температуру охлаждающей жидкости, текущей через переключающий клапан 8, можно вычислить посредством следующего уравнения (6):
<mrow><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>w</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>w</mi><mn>0</mn><mo>+</mo><mi>K</mi><mn>1</mn><mo>×</mo><mstyle displaystyle="true"><mrow><mo>∫</mo><mrow><mi>g</mi><mi>a</mi><mtext> </mtext><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle><mo>…</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
,
где T_w0 в уравнении (6) есть начальная температура охлаждающей жидкости, то есть, показание датчика температуры охлаждающей жидкости в начале запуска двигателя. Кроме того, значение, полученное умножением полного расхода топлива ga на определенный коэффициент K2, может быть использовано в качестве значения, соответствующего разности между показанием датчика температуры охлаждающей жидкости и температурой охлаждающей жидкости двигателя, текущей через переключающий клапан 8, а температура охлаждающей жидкости, текущей через переключающий клапан 8, может быть вычислена с помощью следующего уравнения (7):
<mrow><mi>T</mi><mo>_</mo><mi>w</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mi>h</mi><mi>w</mi><mo>+</mo><mi>K</mi><mn>2</mn><mo>×</mo><mstyle displaystyle="true"><mrow><mo>∫</mo><mrow><mi>g</mi><mi>a</mi><mtext> </mtext><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle><mo>…</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>7</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
,
где Thw в уравнении (7) - показание датчика температуры охлаждающей жидкости.
В третьем примере осуществления открывание переключающего клапана 8 регистрируется по появлению пика в показаниях датчика температуры охлаждающей жидкости, но открывание переключающего клапана 8 можно обнаружить и другим способом. Например, в переключающем клапане 8 может быть предусмотрен датчик степени открывания, и открывание переключающего клапана 8 может быть обнаружено напрямую на основании результата обнаружения этого датчика. В другом случае может быть предусмотрен датчик регистрации потока воды в третьем трубопроводе 11, и открывание переключающего клапана 8 может быть обнаружено напрямую по присутствию или отсутствию потока воды в третьем трубопроводе 11.
В вышеописанных примерах осуществления в качестве теплоемкостей (M_xs, M_xsl, M_xl') используется теплоемкость корпуса переключающего клапана 8 в совокупности с термовоском, но если теплоемкость корпуса мала и ее влиянием можно пренебречь, то можно использовать теплоемкость только термовоска.
В вышеописанных примерах осуществления для предотвращения быстрого изменения показания датчика температуры охлаждающей жидкости целевая температура воска после удерживания ее на той температуре термовоска, при которой переключающий клапан 8 в течение определенного периода времени имеет незначительную степень открывания, устанавливается на такую температуру термовоска, при которой переключающий клапан 8 полностью открывается. Конечно, в случае, когда быстрое изменение показания датчика температуры охлаждающей жидкости не вызывает никаких проблем, или в случае, когда требуется быстродействие для открытого положения переключающего клапана, целевая температура воска может быть установлена на такую температуру термовоска, при которой переключающий клапан 8 полностью открывается с самого начала.
В вышеописанных примерах осуществления нагреватель 9 предварительно нагревают для быстрого открывания переключающего клапана 8. Однако предварительный нагрев может не осуществляться, если быстрое открывание клапана не требуется и можно уменьшить энергопотребление в режиме ожидания.
В вышеописанных примерах осуществления целевая температура воска устанавливается на основании трех случаев: когда переключающий клапан 8 полностью открыт, когда полностью закрыт и когда он переходит из закрытого положения в открытое положение. Однако если требуется более точное управление степенью открывания переключающего клапана, то может быть осуществлен более точная установка целевой температуры воска.
В вышеописанных примерах осуществления состояние нагрева нагревателя 9 управляется только путем включения и выключения питания. Однако если требуется более точное регулирование степени открывания переключающего клапана, то можно точно управлять величиной питания нагревателя 9.
В качестве термической модели, связанной с вычислением оценки температуры термовоска, можно использовать модель, отличную от вышеописанных примеров осуществления.
В качестве нагревательной секции для нагрева термовоска переключающего клапана 8 можно использовать любое нагревательное устройство, например, нагреватель с проволокой с высоким электрическим сопротивлением, нагреватель с положительным температурным коэффициентом и тепловой насос.
В вышеописанных примерах осуществления настоящее изобретение воплощается в виде управления переключающим клапаном 8, который переключает наличие и отсутствие потока воды в двигателе 3. Однако настоящее изобретение может быть воплощено в виде управления переключающим клапаном, отличным от находящегося в контуре охлаждения транспортного средства, например, в виде клапана, который переключает наличие и отсутствие потока воды в радиаторе. Кроме того, настоящее изобретение может быть воплощено в виде управления переключающим клапаном, отличным от находящегося в контуре охлаждения, например, в виде клапана, предусмотренного в гидравлическом контуре двигателя и переключающего поток масла в гидравлическом контуре.
ОПИСАНИЕ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ
1…Электрический водяной насос, 2…Первый трубопровод, 3…Двигатель, 4…Охладитель системы рециркуляции отработавших газов, 5…Сердечник нагревателя, 6…Второй трубопровод, 7…Термостат, 8…Термовосковой переключающий клапан, 9…Нагреватель (Нагревательная секция), 10…Радиатор, 11…Третий трубопровод, 12…Электронный блок управления (Секция установки целевого значения, Секция оценивания температуры воска, Секция управления), 13…Датчик температуры охлаждающей жидкости.