CN100484789C - 车辆的加热控制系统 - Google Patents

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Abstract

混和动力车辆(100)可以由来自发动机(10)和电机(80)各自的驱动力两者来驱动。空调装置(110)的加热机构(120)使用来自发动机(10)的冷却水的热量来加热乘客舱的内部。从增加燃油经济性的角度出发考虑发动机效率，ECU(90)初始确定发动机(10)和电机(80)之间的驱动力分配比例。此外，ECU(90)计算与用于要求的加热所需的冷却水温度相对应的预设温度、以及反映预设温度的控制目标温度，并校正初始确定的驱动力分配比例以使发动机的驱动力份额增加一个量，所述一个量是根据由水温传感器(98)测量的冷却水温度(Tw)和控制目标温度之间的偏差得到的。由此可以迅速地确保加热性能而不劣化燃油经济性。

Description

车辆的加热控制系统
技术领域
本发明涉及车辆的加热控制系统。具体而言，本发明涉及应用至具有空调装置的车辆的加热控制系统，该空调装置使用源自内燃机冷却水的热能来进行加热。
背景技术
近来已经开发了具有内燃机和电动机的混和动力车辆，所述内燃机利用通过燃烧诸如汽油的燃油产生的热能来产生驱动力，所述电动机利用电能产生驱动力。即使当发动机停止时，通过用供应自电池的电能来驱动电动机，混和动力车辆也能运行，其中该电池被预先充电或者用当车辆运行时由发动机产生的电能来充电。
当使用来自发动机的驱动力使混合动力车辆运行时，以辅助的方式驱动电动机来增强发动机的燃烧效率，由此允许发动机一直以最高的效率运行。由此可以减少燃油的消耗和废气中二氧化碳的量。也就是说，可以同时实现低污染和节能。
在混合动力车辆中，乘客舱内部是通过源自发动机冷却水的热量来加热的。具体而言，这样的车辆具有将通过内燃机的废热加热的冷却水供应至热交换器的加热器芯体的加热装置，热交换器位于即将吹入乘客舱的空气和冷却水之间。
但是对于混合动力车辆来说，从发动机产生的热很少，因为发动机以最高效率运行，使得发动机冷却水的温度也保持相对较低。因此，当由于室外较低的空气温度而需要较高的加热能力时，出现了利用发动机冷却水作为热源的构造不能充分加热的问题。
为了解决前述问题，例如日本专利早期公开号09-233601提出了一种具有必要且充分的加热性能的混合动力车辆。具体而言，当混合动力车辆停止或者由电动机驱动，且空调的预设温度与室温之间的差异等于或大于根据发动机冷却水的温度确定的标准值时，强迫内燃机运行以获得上述的加热性能。
例如日本专利早期公开号10-203145提出了一种类似的技术，其公开了一种用于混合动力车辆的加热控制装置。混和动力车辆使其发动机以最大效率运行。加热所需的冷却水的温度被用作预设温度。当冷却水的实际温度没有达到预设温度时，进行请求以改变发动机的操作点，以达到增加发动机冷却水温度的目的。
日本专利早期公开号09-233601中公开的混和动力车辆的构造通过在发动机空转过程中增大冷却水的温度来确保加热性能。因此，其需要一些时间来使冷却水的温度达到目标值(预设温度)。直到冷却水的温度达到预设温度，才能间歇地驱动发动机，导致废气量和燃油消耗的增加。
日本专利早期公开号10-203145中公开的构造使用用于确保加热性能的控制，其通过在需要增加冷却水温度时请求改变发动机的操作点来实现。但是，控制仅在改变发动机操作点的操作与不改变发动机操作点的操作之间切换。因此，不能基于冷却水温度和预设温度之间的差异进行精细的控制，并且不能使用于发动机冷却水温度到达目标值所需的时间足够短。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有空调装置的车辆(例如混和动力车辆和自动车辆)上的加热控制系统，该空调装置使用源自发动机冷却水的热量来进行加热，用于根据需要将冷却水的温度迅速增加至预设温度，以迅速地确保加热性能并增加燃油经济性。
根据本发明，用于车辆的加热控制系统具有利用通过燃烧燃油产生的热量来产生车辆驱动力的内燃机，该加热控制系统包括空调装置、水温测量单元、控制目标温度设定单元和水温增加单元。空调装置使用源自内燃机冷却水的热量。水温测量单元测量冷却水的温度。控制目标温度设定单元基于与通过空调装置进行加热所需的冷却水的温度相对应的预设温度并基于由水温测量单元测量的冷却水温度来设定控制目标温度。当冷却水温度低于预设温度时，水温增加单元根据控制目标温度和冷却水温度之间的偏差来改变内燃机的操作以允许由内燃机产生的热量增加。当所述预设温度和所述冷却水温度之间的温差至多为预定值时，所述控制目标温度设定装置将所述控制目标温度设定为所述预设温度，当所述温差大于所述预定值时，所述控制目标温度设定单元将所述控制目标温度设定为高于所述预设温度。
优选地，对于根据本发明的用于车辆的加热控制系统，所述控制目标温度设定单元根据所述预设温度和所述冷却水温度之间的温差来设定所述预设温度和所述控制目标温度之间的差值。
优选地，对于根据本发明的用于车辆的加热控制系统，在所述车辆还具有利用电能为所述车辆产生驱动力的电动机的情况下，当所述冷却水温度低于所述预设温度时，所述水温增加单元确定驱动力分配比例，所述驱动力分配比例是由所述内燃机和所述电动机产生的各自的份额占作为整体的车辆所需驱动力的比例，所述偏差反映在所述驱动力分配比例中。
具体而言，本发明的具有上述构造的用于车辆的加热控制系统还包括驱动力份额确定单元，该单元用于考虑所述内燃机的效率初始确定所述驱动力分配比例。当所述冷却水温度低于所述预设温度时，所述水温增加单元使所述内燃机产生的份额比例增加根据所述偏差得到的一个量。
优选地，对于根据本发明的用于车辆的加热控制系统，当所述冷却水温度低于所述控制目标温度时，所述水温增加单元根据所述偏差改变所述内燃机的操作点，以在所述内燃机的输出动力基本保持相同的范围内，减小发动机产生的转矩，而增加所述内燃机的旋转量。
根据本发明，当内燃机的冷却水温度没有到达通过空调装置进行需要的加热所需的预设温度时，用于车辆的加热控制系统使内燃机产生的热量增加一个量，所述一个量根据基于预设温度确定的控制目标温度和冷却水温度之间的控制温度偏差得到的，并允许预设温度和冷却水温度之间的温差反映在控制目标温度的设定中。
由此，根据控制温度偏差，从内燃机产生的用于增加冷却水温度的热增加量可以可变地设定，以允许冷却水温度迅速接近预设温度并减少超过预设温度。以此方式，可以增加燃油经济性而不从内燃机产生过多的废热。此外，因为预设温度和冷却水温度之间的温差反映在控制目标温度的设定中，所以与控制目标温度固定在预设温度的情况相比，在冷却水温度低于预设温度的区域中，可以增加来自内燃机的废热。由此，可以迅速地增加冷却水温度。
此外，因为控制目标温度被设定为使得预设温度和控制目标温度之间的差异是根据预设温度和冷却水温度之间的温差来设定的，因此可以同时实现冷却水温度的迅速增加和减少超过预设温度。
对于具有内燃机和电动机的混和动力车辆，在低温条件下当冷却水温度较低时，通过增加由内燃机产生的驱动力份额，冷却水温度可以迅速增加至预设温度，由内燃机产生的驱动力份额反映了冷却水温度与控制目标温度之间的偏差。由此，冷却水温度迅速到达预设温度，以允许提早执行内燃机的间歇操作，由此提高混和动力车辆的燃油经济性并迅速地确保加热性能。
具体而言，对于混和动力车辆来说，根据控制温度偏差，由内燃机产生的驱动力份额的增加被可变地设定以允许冷却水温度迅速接近预设温度并减少超过预设温度。由此，可以增强燃油经济性，而不从内燃机产生过多的废热。
此外，对于除了混和动力车辆以外的任何车辆，在低温条件下，通过根据冷却水温度与控制目标温度之间的偏差来改变内燃机的操作点，使得在内燃机的输出动力基本保持相同的范围内，发动机产生的转矩减小，而发动机转速增加，冷却水温度可以迅速增加至预设温度。
附图说明
图1的结构框图示出具有根据本发明的加热控制系统的混合动力车辆的整体构造。
图2图示相对于发动机冷却水的发动机操作。
图3是示出在通过本发明的加热控制系统对发动机冷却水进行温度控制的情况下，分别由发动机和电机共同产生的驱动力的设置的第一视图。
图4是示出在通过本发明的加热控制系统对发动机冷却水进行温度控制的情况下，分别由发动机和电机共同产生的驱动力的设置的第二视图。
图5的流程图示出对于其中应用了本发明的加热控制系统的混合动力车辆进行的发动机冷却水的温度控制。
图6概念性地示出了如何设定控制目标温度。
图7的结构框图大致示出了通过本发明的加热控制系统对发动机冷却水的温度控制。
图8示出当通过本发明的加热控制系统对发动机冷却水进行的温度控制应用至除混合动力车辆以外的任何其他车辆时，如何设定发动机的操作点。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明的实施例。此处，类似的部件由类似的参考标号表示，因此不再重复其描述。
参考图1，具有本发明的加热控制系统的混合动力车辆100包含发动机10、电池20、逆变器30、车轮40a、驱动桥50、电气控制单元(ECU)90、阳光传感器92、外部空气温度传感器94、室温传感器96、水温传感器98和空调装置110。
发动机10使用通过燃烧诸如汽油之类的燃油以产生用于车轮40a的驱动力所产生的热量作为能量源。电池20供应DC电能至电力线51。电池20通常由可反复充电的蓄电池(组)组成，例如镍氢蓄电池和锂离子蓄电池。
逆变器30将从电池20供应至电力线51的DC电能转换成AC电能，以输出AC电能至电力线53。逆变器30还将供应至电力线52、53的AC电能转换成DC电能以输出DC电能至电力线51。
驱动桥50具有变速器和轴的一体构造，并包含动力分配装置60、减速齿轮62、发电机70和电机80。
尽管在此实施例中分别设置发电机70和电机80，但是也可以设置具有电机和发动机两者各自的功能的单个电动机。
动力分配装置60能够将从发动机10输出的驱动力通过经由减速齿轮62的路径传递至轴41，用于驱动车轮，并通过路径传递至发电机70。
发电机70通过由来自发动机10的驱动力引起的旋转来产生电能，该驱动力是经由动力分配装置60传递的。由发电机70产生的电能经由电力线52供应至逆变器30，用于为电池20充电或用于驱动电机80。
电机80通过从逆变器30供应至电力线53的AC电能旋转。由电机80产生的驱动力经由减速齿轮62传递至轴41。换言之，电机80利用电能产生用于车辆的驱动力。
在再生制动模式中，当车轮40a减速时电机80旋转，电机80处产生的电动势(AC电能)供应至电力线53。
ECU90控制安装在混合动力车辆100上的设备和电路的整个操作，以允许混合动力车辆100能够根据驾驶员的指令被驱动。ECU90通常由例如微计算机组成，用于进行被提前编程的预定程序和预定操作。
空调装置110包括冷却装置(未示出)和加热装置120，冷却装置使用例如包括压缩机蒸发器的大致构造的制冷循环来冷却并去湿将被吹入到乘客舱中的空气，加热装置120使用发动机10的冷却水(以下简称作“发动机冷却水”)来加热将被吹入到乘客舱中的空气。此处，对于空调装置110来说，可以使用不仅安装在混合动力车辆上而且也安装在各种类型车辆上的任何冷却机构，将不再结合本实施例给出冷却机构的详细描述。此外，使用发动机冷却水的传统已知的机构可以用作加热机构120的设备构造。
空调装置110的加热机构120包含冷却水管道112、加热器芯体122和循环泵125。循环泵125在ECU90的控制下运行。操作循环泵125以允许发动机冷却水经由冷却水管道112通过包含加热器芯体122的路径循环。当发动机冷却水穿过加热器芯体122时，进行热交换以加热将被吹入乘客舱中的空气。以此方式，空调装置110使用发动机冷却水的热量来加热乘客舱内部。
用于检测环境状况的阳光传感器92、外部空气温度传感器94和室温传感器96以及用于测量发动机冷却水的温度Tw(以下简称作“冷却水温度Tw”)的水温传感器98连接至ECU90。此外，诸如乘客舱中的空调温度(空调温度设定状态)之类的空调状态以及空气装置的运行模式(例如加热/冷却)提供至ECU90。
图1所示的构造与本发明的构造具有以下的对应关系。发动机10对应与本发明的“内燃机”，电机80对应与本发明的“电动机”，空调装置110对应与本发明的“空调装置”，水温传感器98对应与本发明的“水温测量单元”。此外，分别对应与“水温增加装置”、“控制目标温度设定装置”和“驱动力分配比例确定装置”的控制操作由ECU90进行。
如上所述，混和动力车辆100结合使用由发动机10产生的驱动力和由电机80利用电能产生的驱动力以提高的燃油经济性来驱动车辆。
当混合动力车辆100在低负载状态下运行时，例如当车辆起动时，车辆低速运行或者在略微的斜坡上向下运行时，混合动力车辆100基本上由来自电机80的驱动力来驱动，而不运行发动机以避免发动机效率较低的区域。
在正常运行状态下，从发动机10输出的驱动力被动力分配装置60分成用于车轮40a的驱动力和用于通过发电机70产生电能的驱动力。由发电机70产生的电能用于驱动电机80。由此，在正常运行状态下，来自发动机10的驱动力被来自电机80的驱动力辅助以驱动车轮40a。ECU90控制动力分配装置60的动力分配比例，即分别由发动机10和电机80供应的各自的驱动力之间的比例(以下称作“驱动力分配比”)，以最大化整体效率。
在全速状态下，从电池20供应的电能附加被用于驱动电机80，以进一步增加用于车轮40a的驱动力。
在减速和制动状态下，电机80被车轮40a驱动以旋转，并用作发电机。
通过电机80的再生动力产生重新获得的电能经由电力线53、逆变器30和电力线51供应以为电池20充电。此外，当车辆停止时，发动机10自动停止。
如上所述，根据驱动状态，发动机10和电机80之间的驱动力分配比例被确定为满足整个车辆的输出动力需求。具体而言，ECU90考虑发动机10的效率(考虑燃油经济性)根据驱动状态来确定驱动力分配比例。
此外，基于用于检测环境条件的传感器92、94、96的检测结果并基于空调温度设定状态，ECU90设定空调装置110的运行状态并控制加热机构120和冷却机构以进行空调调节，由此将乘客舱内保持在温度设定状态下。
在加热乘客舱内部的过程中，例如基于诸如外部空气温度、太阳辐射量和乘客舱的温度之类的环境条件并基于温度设定状态，ECU90设定“预设温度”，“预设温度”与用于将乘客舱的内部加热至空调温度设定状态所需的发动机冷却水的温度相对应。换言之，当发动机冷却水的温度低于预设温度时，将被吹入乘客舱中的空气可能不能被充分地加热，由此将感觉到加热能力不足。
为了防止发生这种加热能力的不足，当发动机冷却水的温度等于或低于预设温度，并且即使当不需要操作发动机用于驱动车辆时，日本专利早期公开号09-233601中公开的传统构造通过使发动机10空转(无负载操作)来控制发动机10，以通过由发动机10产生的热来增加发动机冷却水的温度。
图2图示相对于发动机冷却水的温度，传统的系统和本发明的实施例的发动机操作。
参考图2，在时间t0处，打开点火钥匙。如参考标号250所示，此时的冷却水温度远低于用于通过空调装置进行所需加热的预设温度Trf#，因为假设此处例如为冬季，外部空气温度很低。
对于传统系统来说，在混和动力车辆起动时，车辆驱动力如上所述基本上由电机80供应，而发动机10在无负载状态(空转状态)下运行，用于增加冷却水温度Tw，如参考标号260所示。更具体而言，发动机动力输出需求Peg被设定在仅请求空转操作的水平。
来自空转的发动机10的废热引起冷却水温度Tw逐渐增加，以在时间t2处到达预设温度Trf#，如参考标号250所示。由此，用于增加冷却水温度的发动机输出动力需求Peg变成等于零(Peg＝0)。在时间t2及以后，根据发动机状态来形成发动机输出需求，在此状态下，可以进行间歇的发动机操作。也就是说，在时间t2及以后，可以首次获得混合动力效果引起的燃油经济性增加。
如上所述，传统的系统使用很长的时间(图2中t0和t2之间的期间)将冷却水温度Tw增加至预设温度Trf#，由此发动机10空转很长时间，导致燃油经济性的劣化。
由此，本发明的混合动力车辆如下所述地控制发动机冷却水的温度。
图3和图4示出在通过本发明的加热控制系统对发动机冷却水的温度进行控制的情况下，由发动机10和电机80产生的驱动力的各自分配的设置。
参考图3，基本上从燃油经济性增加的角度出发，ECU90考虑发动机10的效率以确定将由发动机10和电机80产生的驱动力的各自分配之间的比例(驱动力分配比例)。也就是说，为了最大效率地控制发动机10，ECU90将总的车辆动力需求Prg划分成发动机输出动力需求Peg0和电机输出动力需求Pmt0。ECU90的该操作对应与本发明的“驱动力分配确定装置”。
基于前述出发点的初始驱动力分配比例可以根据任何已知的方法来确定。例如，可以准备例如表示与需要的车辆动力需求和操作状态相关的驱动力分配比例的图表并设置在ECU90中，以确定初始驱动力分配比例。
根据本发明，根据控制发动机冷却水温度的需求，通过校正初始通过结合图3所示确定的驱动力分配比例来控制发动机冷却水温度。该校正是在冷却水温度Tw低于发动机冷却水的预设温度Trf#(Tw<Trf#)时进行的。换言之，校正是在发动机冷却水的温度较低由此不能达到足够的加热能力时进行的。
参考图4，当冷却水温度Tw低于发动机冷却水的预设温度Trf#时，ECU90根据冷却水温度来确定发动机输出动力增加Pht，以增加由发动机10产生的驱动力的份额，并由此校正起初确定的驱动力分配比例。由此，发动机输出动力需求被校正为Peg(Peg＝Peg0+Pht)，电机输出动力需求被校正为Pmt(Pmt＝Pmt—Pht)。此处，如下所述，发动机输出动力增加Pht是根据反映预设温度Trf#的控制目标温度Trf与冷却水温度Tw之间的温差来确定的。
当冷却水温度Tw等于或高于预设温度Trf#时(Tw≥Trf#)，保持结合图3所描述的驱动力分配比例，使得发动机输出动力需求被设定为Peg(Peg＝Peg0)，电机输出动力需求被设定为Pmt(Pmt＝Pmt0)。
为了使得发动机10和电机80的各自的输出成为需要的值，ECU90提供与发动机输出动力需求Peg和电机输出动力需求Pmt对应的各个指令值至发动机10和电机80。
图5的流程图图示由本发明的加热控制系统对混合动力车辆的发动机冷却水温度进行的控制。
参考图5，由本发明的加热控制系统对发动机冷却水温度的控制设置为由ECU90执行的一个子程序。例如响应于车辆的起动(特别是点火钥匙的打开)，开始发动机冷却水温度的控制程序。
发动机冷却水温度的控制程序开始，然后阳光传感器92、外部空气温度传感器94和室温传感器96读取这样的环境状态作为阳光量、外部空气温度和室温。此外，读取诸如空调温度设定状态和操作模式(加热/冷却)之类的空调状态(步骤S100)。
根据步骤S100中读取的环境状态和空调状态，判定空调装置110是否应当进行加热(步骤S110)。当进行加热时，过程进行至步骤S120。如果空调装置110的操作模式可以被设定为加热操作(通过加热器芯体122仅加热空气的操作)，可以基于此设定来进行步骤S110中的判定。
当步骤S110中判定要进行加热时，利用步骤S100中读取的环境和空调状态来计算加热所需的发动机冷却水的预设温度Trf#(步骤S120)。
例如，此预设温度Trf#可以确定为诸如阳光量Ts、外部空气温度Ta和室温Tr之类的环境状态的函数。也就是说，确定的预设温度可以是Trf#(Trf#＝f(Ts，Ta，Tr))。
此外，水温传感器98(图1)检测此时的水温Tw(步骤S130)。然后，计算控制目标温度Trf来反映由步骤S130中测量的冷却水温度Tw和预设温度Trf#之间的差异所限定的温度ΔTw#(ΔTw#＝Tw—Trf#)(步骤S140)。
参考图6，当温差ΔTw#等于或小于预定值T1(T1>0)时，控制目标温度Trf设定为与预设温度Trf#大致相等的值。相反，当温差ΔTw#大于预定值T1时，控制目标温度Trf设定为高于预设温度Trf#。具体而言，根据温差ΔTw#来设定控制目标温度的增加量(也就是Trf—Trf#)。
再次参考图5，步骤S140中设定的控制目标温度Trf用于计算控制温度偏差ΔTw(ΔTw＝Tw—Trf)。此外，根据控制温度偏差ΔTw，计算如图4所示的发动机输出动力增加Pht(步骤S150)。
然后，步骤S150中计算的发动机输出动力增加Pht用于结合图4所描述来校正电机80和发动机10之间的负载平衡，也就是驱动力分配比例(步骤S160)。
应当注意，考虑发动机10的效率确定的发动机输出动力需求Peg0和电机输出动力需求Pmt0通过独立于图5所示子程序的子程序来适当地设定。
步骤S120—S160中的操作根据对于冷却水温度Tw是否高于预设温度Trf#的判定以预定的周期重复进行(步骤S170)，直到冷却水温度Tw达到预设温度Trf#。
当冷却水温度Tw变得高于预设温度Trf#时，结束用于加热的冷却水温度的控制过程。
再次参考图2，对于本发明实施例中的混合动力车辆100，在紧跟在其中控制温度偏差ΔTw较大的车辆起动时间(t0)之后的期间中，分配由发动机10产生的驱动力增加，如结合图4所示。由此，如参考标号261所示，发动机输出动力需求Peg大于其中发动机处于空转状态的发动机输出动力需求(参考标号260)。换言之，由发动机10产生的加热量增加，由此可以发动机10的操作以允许冷却水温度增加。
由此，如参考标号251所示，冷却水温度Tw比发动机10处于空转状态(参考标号250)的情况升高得快。也就是说，冷却水温度Tw在时间t2之前的时间t1处到达预设温度Trf#，其中在传统构造中冷却水温度在时间t2处到达预设温度。
因为随着冷却水温度Tw升高，发动机输出动力增加Pht(图4)减小，所以发动机输出动力需求Peg逐渐减小，如参考标号261所示。在时间t1及之后，用于增加冷却水温度Tw的发动机输出动力增加Pht为零(Pht＝0)，由此可以进行发动机的间歇运行。
如上所述，当发动机冷却水温度Tw没有达到用于通过空调装置进行需要的加热所需的预设温度Trf#时，应用至混合动力车辆的本发明的加热控制系统可以通过增加由发动机产生的驱动力的份额来控制发动机冷却水的温度。以此方式，在低温状态下的发动机冷却水温度可以很快增加，以迅速地进行发动机10的间歇运行，该间歇运行在发动机冷却水温度到达预设温度之后进行，由此可以增加混合动力车辆的燃油经济性。
此外，如图5中的步骤S140所示，本发明的加热控制系统控制发动机冷却水温度以反映冷却水温度Tw和控制目标温度Trf中的预设温度Trf#之间的温差ΔTw#，由此允许冷却水温度Tw更快地到达预设温度Trf#。
图7示出图示通过本发明的加热控制系统进行发动机冷却水温度的控制的大致结构框图，包括控制目标温度的设定。
参考图7，根据图5所示流程图的发动机冷却水温度控制系统200包括水温增加控制器205和目标温度校正器210。如上所述，发动机冷却水温度控制系统200的控制计算预先在ECU90中程序化，使得当冷却水温度Tw低于预设温度Trf#时执行该控制。
图7所示的构造与本发明的构造具有以下的对应。水温增加控制器205对应于“水温增加装置”，目标温度校正器210对应于“控制目标温度设定装置”。
根据与冷却水温度Tw和控制目标温度Trf之间的温度相对应的控制温度偏差ΔTw(ΔTw＝Tw—Trf)，水温增加控制器205计算发动机输出动力增加Pht(图4)。发动机输出从原始的发动机输出动力需求Peg0增加发动机输出动力增加Pht，由发动机产生的加热量由此增加，并且发动机运行由此改变以允许发动机冷却水温度增加。
水温增加控制器205可以通过按顺序应用预定图表的图表查找系统来实现，该图表以一维和多维的方式限定了控制温度偏差ΔTw和发动机输出动力增加Pht之间的关系。可替换地，控制器可以是结合进行诸如P(比例)、I(积分)和D(微分)之类的公知控制操作的控制器或者是用于任意控制控制系统的控制器。
也就是说，水温增加控制器205的操作对应于图5所示的步骤S150。根据通过本发明的加热控制系统对发动机冷却水温度的控制，发动机输出动力增加Pht根据控制温度偏差ΔTw可变地设定。由此，冷却水温度Tw可以迅速接近预设温度Trf#，并可以防止超过预设温度Trf#。由此，可以改进燃油经济性，而不从发动机10产生过多的废热。
发动机冷却水温度Tw根据发动机输出动力需求Peg增加，发动机输出动力需求Peg是原始发动机输出动力需求Peg0(图3)和发动机输出动力增加Pht的和。
目标温度校正器210根据冷却水温度Tw设定控制目标温度Trf，使得用于通过空调装置110加热所需的预设温度Trf#反映在目标温度中。也就是说，目标温度校正器210的操作对应于图5所示的步骤S140。如图6所示，当由预设温度Trf#和冷却水温度Tw之间的差值限定的温差ΔTw#小于预定值时，目标温度校正器210使用预设温度Trf#作为控制目标温度Trf。当温差ΔTw#大于预定值时，目标温度校正器210强控制目标温度Trf设定为高于预设温度Trf#。
然后，如图2中的参考标号255所示，在冷却水温度Tw较低的区域中(也就是紧跟在时间t0之后)，控制温度偏差ΔTw大于上述的温差ΔTw#。由此，与一直使用预设温度Trf#作为发动机冷却水控制系统200的控制目标温度的构造相比，本构造可以更加迅速地增加冷却水温度Tw，因为发动机输出动力需求和发动机废热增加了。
随着冷却水温度Tw达到预设温度Trf#，启动ISC控制(怠速控制)，ISC控制是用于以目标值稳定地保持发动机空转转速的自动控制。ISC的启动表示车辆状态达到稳定状态。例如，美国法律所要求的OBD(车载诊断系统)是响应于ISC的启动而启动的。
如上所述的控制系统根据冷却水温度校正控制目标温度。因此，即使在反复进行短期间歇运行的情况下，其中任何传统的控制系统都不能充分增加冷却水温度，本发明可以迅速地增加冷却水温度。由此，可以增加燃油经济性，并可以增大用于OBD检测的机率。
如图7所示的控制系统(其控制目标温度是根据冷却水温度来校正的)不仅可以应用到混合动力车辆，而且可以应用到例如AT(自动变速)车辆和CVT(无极变速)车辆，它们通常用于仅具有作为驱动动力源的发动机的自动车辆。
如图8所示，诸如AT车辆和CVT车辆之类的车辆需要与用于驱动车辆所需的车辆动力需求相对应的发动机输出动力。在这种情况下，在等动力曲线300上，存在多个可以获得相同发动机输出动力的发动机操作点。
例如，发动机转速等于N0且发动机转矩等于Tr0的操作点310和发动机转速等于N0#且发动机转矩等于Tr0#的操作点320出现在相同的等动力曲线300上。因此，操作点310和320两者都提供了大致相同的发动机动力输出。
操作点310是通过执行用于混合动力车辆的初始驱动力分配比例而实现发动机的最大效率控制的点。在操作点320处，可以获得与操作点310处的发动机输出动力大致相等的发动机输出动力，并且与操作点310相比，发动机转速高ΔN(ΔN＝N0#—N0)。因此，操作点可以从310变化至320以利用发动机的旋转增加摩擦热，由此增加由发动机产生的热量。换言之，可以改变发动机的操作以允许发动机冷却水的温度增加。
通过如图7所示的温度增加控制器205，根据控制温度偏差ΔTw来计算通过改变操作点引起的发动机转速的增加量ΔN，并根据计算的ΔN，确定改变之后的操作点320。由此，可以根据控制温度偏差ΔTw来可变地设定发动机的通过改变操作点引起的产生的热增加量。
更具体而言，可以对ECU90编程以允许如图7所示的水温增加控制器205执行上述的控制操作，由此通过本发明的加热控制系统进行的发动机冷却水温度控制可以应用至除了混合动力车辆以外的通用自动车辆(例如AT车辆和CVT车辆)。也就是说，类似于用于混合动力车辆的控制，发动机冷却水的温度可以如图7所示地控制，以将发动机冷却水温度迅速增加至预设温度。
尽管已经详细描述且图示了本发明，但是应当清楚地理解仅通过图示和示例示出了相同点，且不限于这些图示和示例，本发明的精神和范围仅由所附权利要求来限定。
工业应用性
本发明可应用于具有空调装置的车辆，所述空调装置使用源自内燃机的冷却水的热量来进行加热。

Claims (6)

1.一种用于车辆(100)的加热控制系统，所述车辆具有内燃机(10)，所述内燃机利用通过燃烧燃油产生的热能来产生所述车辆的驱动力，所述加热控制系统包括：
空调设备(110)，其使用源自所述内燃机的冷却水的热能；
水温测量单元(98)，其测量所述冷却水的温度；
控制目标温度设定装置(210)，其基于与通过所述空调设备进行加热所需的所述冷却水的温度相对应的预设温度(Trf#)，并基于由所述水温测量单元所测量的冷却水温度(Tw)，来设定所述冷却水的控制目标温度(Trf)；以及
水温增加装置(205)，其用于在所述冷却水温度低于所述预设温度时，根据所述控制目标温度与所述冷却水温度之间的偏差(ΔTw)来改变所述内燃机的操作，以允许增加由所述内燃机产生的热量，其中
当所述预设温度与所述冷却水温度之间的温差(ΔTw#)至多为预定值时，所述控制目标温度设定装置将所述控制目标温度设定为所述预设温度，当所述温差大于所述预定值时，所述控制目标温度设定装置将所述控制目标温度设定为高于所述预设温度。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的加热控制系统，其中
所述控制目标温度设定装置(210)根据所述预设温度与所述冷却水温度(Tw)之间的所述温差(ΔTw#)来设定所述预设温度(Trf#)与所述控制目标温度(Trf)之间的差值。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的加热控制系统，其中
所述车辆(100)还具有利用电能为所述车辆产生驱动力的电动机(80)，并且
当所述冷却水温度(Tw)低于所述预设温度(Trf#)时，所述水温增加装置确定驱动力分配比例(Peg，Pmt)，所述驱动力分配比例是将由所述内燃机(10)和所述电动机产生的各自的份额占所述车辆总体所需驱动力(Prg)的比例，其中所述偏差(ΔTw)反映在所述比例中。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的加热控制系统，还包括驱动力份额确定装置(90)，用于考虑所述内燃机(10)的效率来初步确定所述驱动力分配比例(Peg0，Pmt0)，其中
当所述冷却水温度(Tw)低于所述预设温度(Trf#)时，所述水温增加装置(205)使将由所述内燃机产生的所述份额的比例(Peg)增加根据所述偏差(ΔTw)得到的量(Pht)。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的加热控制系统，其中
当所述冷却水温度(Tw)低于所述控制目标温度(Trf)时，所述水温增加装置(205)根据所述偏差(ΔTw)改变所述内燃机的操作点(310，320)，以在其中所述内燃机(10)的输出动力基本保持相同的范围(300)内，减小发动机产生的转矩，同时增加所述内燃机的转速。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的加热控制系统，其中
所述预设温度(Trf#)是基于环境条件和所述空调设备的空调状态改变的。
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