CN103097704A - 发动机的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机的控制装置，所述发动机设有使冷却水循环的电动油泵，并且在冷却水的温度低于阈值的情况下，与冷却水的温度为阈值以上的情况相比，限制冷却水的流量，所述发动机的控制装置包括：检测冷却水的温度的水温传感器；以及在限制冷却水的流量的情况下，根据在驱动泵以使冷却水的流量增大之后由水温传感器检测出的温度使发动机停止的控制单元。

Description

发动机的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及发动机的控制装置及控制方法，特别是涉及驱动使发动机的冷却水循环的泵的技术。

背景技术

已知搭载了发动机的车辆。很多发动机使用冷却水来进行冷却。通过水泵使冷却水循环。例如使用电动水泵。若冷却水的水温高于阈值，就通过电动水泵使冷却水循环以便冷却发动机。另一方面，若冷却水的水温低于阈值，就使电动水泵停止以便促进发动机的预热。

冷却水的水温除了用于电动水泵自身的控制以外，还被用于发动机的各种各样的控制。但是，在电动水泵停止了的状态下，设置水温传感器的地方的水温与远离水温传感器的地方的水温之差就可能会变大。例如，可能就会有尽管由水温传感器检测出的温度较高，但远离水温传感器的地方的水温却较低这种情况。在此情况下，可以说冷却水的整体温度（例如平均温度）较低。为了减小这种差，优选是如在日本特开2008-169748号公报的第4段所记载那样，使电动水泵以规定期间进行驱动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-169748号公报

发明内容

在搭载了发动机和电动机的混合动力车中也是为了发动机的冷却而使用冷却水以及水泵（例如电动水泵）。在混合动力车中，例如在仅使用电动机来行驶的情况下，因不需要驱动发动机，故使发动机停止。考虑发动机再启动时的启动性（燃料的挥发性等），如果冷却水的水温高于预定的允许温度，就允许发动机的停止。

在冷却水的水温不均匀的情况下，即便由水温传感器检测出的温度高于允许温度，但却可能会有水温低于由水温传感器检测出的温度的地方。在水温局部较低的情况下，即便由水温传感器检测出的温度较高，整体的温度却有可能较低。因而，若在这种状态下使发动机停止，再启动发动机时的启动性就可能会恶化。

但是，在日本特开2008-169748号公报所记载的技术并非针对发动机的这种课题。因而，在日本特开2008-169748号公报所记载的技术就不是考虑了发动机的启动性的技术。

本发明的目的就是抑制发动机的启动性的恶化。

一种发动机的控制装置，所述发动机设有使冷却水循环的泵，并且在冷却水的温度低于阈值的情况下，与冷却水的温度为阈值以上的情况相比，限制冷却水的流量，发动机的控制装置的特征在于，包括：水温传感器，检测冷却水的温度；以及控制单元，在限制冷却水的流量的情况下，根据在驱动泵以使冷却水的流量增大之后由水温传感器检测出的温度使发动机停止。

一种发动机的控制方法，所述发动机设有使冷却水循环的泵，并且在冷却水的温度低于阈值的情况下，与冷却水的温度为阈值以上的情况相比，限制冷却水的流量，包括以下步骤：检测冷却水的温度；

以及在限制冷却水的流量的情况下，根据在驱动泵以使冷却水的流量增大之后由水温传感器检测出的温度使发动机停止。

一种发动机的控制装置，所述发动机设有使冷却水循环的泵，并且在冷却水的温度低于阈值的情况下，与冷却水的温度为阈值以上的情况相比，限制冷却水的流量，包括：用于检测冷却水的温度的检测单元；以及用于在限制冷却水的流量的情况下，根据在驱动泵以使冷却水的流量增大之后由水温传感器检测出的温度使发动机停止的单元。

发明效果

在基于冷却水的温度来判断是否使发动机停止以前，驱动泵以使冷却水的流量增大。由此，在检测出冷却水的温度的地方的温度与其他地方的温度之差减小后，基于冷却水的温度来判断是否使发动机停止。因此，能够在使冷却水的整体温度充分地变高后使发动机停止。其结果，能够抑制发动机的启动性的恶化。

附图说明

图1是表示混合动力车的概略构成图。

图2是表示发动机的冷却系统的图。

图3是表示混合动力车的电气系统的图。

图4是表示ECU执行的处理的流程图。

图5是表示冷却水的温度TW的图。

图6是表示其他方式的混合动力车的概略构成图（之一）。

图7是表示其他方式的混合动力车的概略构成图（之二）。

具体实施方式

下面，一边参照附图一边就本发明的实施方式进行说明。在下面的说明中，在同一部件上附加同一标号。它们的名称以及功能亦相同。因而，关于它们的详细说明就不再重复。

参照图1，在混合动力车上搭载有发动机100、第1电动发电机110、第2电动发电机120、动力分配机构130、减速器140和蓄电池150。此外，虽然在下面的说明中，就不具有从外部电源的充电功能的混合动力车作为一例来进行说明，但也可以使用具有从外部电源的充电功能的插电式混合动力车。

发动机100、第1电动发电机110、第2电动发电机120和蓄电池150通过ECU（Electronic Control Unit）170来进行控制。ECU170也可以分割成多个ECU。

此车辆通过来自发动机100以及第2电动发电机120中的至少任一方的驱动力来行驶。即，发动机100以及第2电动发电机120中的任一方或者两方根据运转状态被自动地选择为驱动源。

例如，根据驾驶者操作了油门踏板172的结果，来控制发动机100以及第2电动发电机120。油门踏板172的操作量（油门开度）通过油门开度传感器（未图示）来检测出。

在油门开度较小以及车速较低等情况下，仅将第2电动发电机120作为驱动源使混合动力车行驶。在此情况下使发动机100停止。但是，有时候发动机100为了发电等而进行驱动。

另外，在油门开度较大的情况、车速较高的情况、及蓄电池150的残余电容（SOC：State Of Charge）较小的情况等情况下发动机100被驱动。在此情况下，仅将发动机100、或者将发动机100以及第2电动发电机120两方作为驱动源使混合动力车行驶。

发动机100是内燃机。通过燃料和空气的混合气在燃烧室内进行燃烧，使作为输出轴的曲轴进行旋转。发动机100使用冷却水来进行冷却。

参照图2，发动机100的冷却水在发动机100（气缸盖以及气缸体）以及散热器102内循环。冷却水通过电动水泵104而循环。还可以取代电动水泵104而使用具有离合器的水泵。冷却水的温度TW通过水温传感器106来检测。表示检测出的温度TW的信号被发送到ECU170。

例如，若由水温传感器106检测出的温度TW在预定的阈值TWA以上，电动水泵104就被驱动以使冷却水循环。电动水泵104例如通过ECU170来控制。

由水温传感器106检测出的温度TW低于阈值TWA的情况下，与由水温传感器106检测出的温度TW为阈值TWA以上的情况相比，限制冷却水的流量。在由水温传感器106检测出的温度TW低于阈值TWA的情况下，例如以最小限度的占空比驱动电动水泵104。即，冷却水以最小限度的流量而循环。此外，电动水泵104的驱动方法并不限于此。还可以使电动水泵104停止。

在连结发动机100和散热器102的流路上设有恒温器108。若冷却水的温度在预定温度以上，则恒温器108打开。若恒温器108打开，冷却水就在发动机100和散热器102之间循环。若冷却水的温度低于预定温度，则恒温器108关闭。若恒温器108关闭，就防止冷却水在发动机100和散热器102之间循环。

返回到图1，发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120经由动力分配机构130而连接起来。发动机100产生的动力通过动力分配机构130被分配成两条路径。一方是经由减速器140来驱动前轮160的路径。另一方是驱动第1电动发电机110来进行发电的路径。

第1电动发电机110是具备U相线圈、V相线圈以及Ｗ相线圈的三相交流旋转电机。第1电动发电机110通过由动力分配机构130所分配的发动机100的动力来进行发电。由第1电动发电机110所发出的电力根据车辆的行驶状态及蓄电池150的残余电容的状态而分开使用。例如，在通常行驶时，由第1电动发电机110所发出的电力原封不动地作为驱动第2电动发电机120的电力。另一方面，在蓄电池150的SOC低于预定值的情况下，由第1电动发电机110所发出的电力通过后述的逆变器（inverter）从交流变换成直流。之后，通过后述的变换器（converter）调整电压并储存于蓄电池150。

在第1电动发电机110作为发电机起作用的情况下，第1电动发电机110产生负转矩。这里，负转矩是指成为发动机100的负荷这样的转矩。在第1电动发电机110接受电力供给并作为电动机起作用的情况下，第1电动发电机110产生正转矩。这里，正转矩是指不成为发动机100的负荷这样的转矩，即，辅助发动机100的旋转这样的转矩。此外，关于第2电动发电机120也同样如此。

第2电动发电机120是具备U相线圈、V相线圈以及Ｗ相线圈的三相交流旋转电机。第2电动发电机120通过储存于蓄电池150的电力以及由第1电动发电机110所发出的电力中的至少任一方的电力来进行驱动。

第2电动发电机120的驱动力经由减速器140被传递到前轮160。由此，第2电动发电机120辅助发动机100，或者通过来自第2电动发电机120的驱动力使车辆行驶。此外，还可以取代驱动前轮160而驱动后轮，或者除了驱动前轮160还驱动后轮。

在混合动力车的再生制动时，第2电动发电机120经由减速器140被前轮160驱动，第2电动发电机120作为发电机而动作。由此第2电动发电机120作为将制动能量变换成电力的再生制动器而动作。由第2电动发电机120所发出的电力被储存于蓄电池150。

动力分配机构130由包含太阳齿轮、小齿轮、行星齿轮架和齿圈在内的行星齿轮所构成。小齿轮与太阳齿轮以及齿圈相配合。行星齿轮架以小齿轮可自转这一方式进行支撑。太阳齿轮被连结到第1电动发电机110的旋转轴。行星齿轮架被连结到发动机100的曲轴。齿圈被连结到第2电动发电机120的旋转轴以及减速器140。

因发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120经由由行星齿轮所组成的动力分配机构130而连结，故发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120的转速就在共线图中为用直线连结的关系。

蓄电池150是将多个使多个蓄电池单元一体化而成的蓄电池模块进一步串联连接所构成的电池组。蓄电池150的电压例如为200V左右。在蓄电池150上除第1电动发电机110以及第2电动发电机120之外，还被充电从车辆的外部电源所供给的电力。此外，还可以取代蓄电池150而使用电容器，或者除了使用蓄电池150还使用电容器。

参照图3，就混合动力车的电气系统进一步说明。在混合动力车上设有变换器200、第1逆变器210、第2逆变器220和系统主继电器230。

变换器200包含电抗器（reactor）、两个npn型晶体管和两个二极管。电抗器的一端被连接到各蓄电池的正极侧，另一端被连接到两个npn型晶体管的连接点。

两个npn型晶体管串联地连接起来。npn型晶体管由ECU170来控制。在各npn型晶体管的集电极-发射极之间分别连接二极管以便电流从发射极侧流向集电极侧。

此外，例如能够使用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为npn型晶体管。还可以取代npn型晶体管，使用功率MOSFET（MetalOxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等电力开关元件。

在将从蓄电池150所放电的电力提供给第1电动发电机110或者第2电动发电机120时，电压通过变换器200而升压。反之，在将由第1电动发电机110或者第2电动发电机120所发电的电力对蓄电池150进行充电时，电压通过变换器200而降压。

变换器200和各逆变器之间的系统电压VH通过电压传感器180来检测。电压传感器180的检测结果被发送到ECU170。

第1逆变器210包含U相臂、V相臂以及Ｗ相臂。U相臂、V相臂以及Ｗ相臂并联地连接起来。U相臂、V相臂以及Ｗ相臂分别具有串联地连接起来的两个npn型晶体管。在各npn型晶体管的集电极-发射极之间分别连接使电流从发射极侧流向集电极侧的二极管。而且，各臂上的各npn型晶体管的连接点被分别连接到第1电动发电机110的各线圈的与中性点112不同的端部。

第1逆变器210将从蓄电池150所供给的直流电流变换成交流电流，并提供给第1电动发电机110。另外，第1逆变器210将由第1电动发电机110所发电的交流电流变换成直流电流。

第2逆变器220包含U相臂、V相臂以及Ｗ相臂。U相臂、V相臂以及Ｗ相臂并联地连接起来。U相臂、V相臂以及Ｗ相臂分别具有串联连接起来的两个npn型晶体管。在各npn型晶体管的集电极-发射极之间分别连接使电流从发射极侧流向集电极侧的二极管。而且，各臂上的各npn型晶体管的连接点被分别连接到第2电动发电机120的各线圈的与中性点122不同的端部。

第2逆变器220将从蓄电池150所供给的直流电流变换成交流电流，并提供给第2电动发电机120。另外，第2逆变器220将由第2电动发电机120所发电的交流电流变换成直流电流。

变换器200、第1逆变器210以及第2逆变器220由ECU170来控制。

系统主继电器230被设于蓄电池150和变换器200之间。系统主继电器230是对使蓄电池150和电气系统连接的状态以及切断的状态进行切换的继电器。若是系统主继电器230已打开的状态，则蓄电池150从电气系统切断。若是系统主继电器230已闭合的状态，则蓄电池150被连接到电气系统。

系统主继电器230的状态由ECU170来控制。例如，若ECU170起动，则系统主继电器230闭合。在ECU170停止时，系统主继电器230打开。

参照图4，就本实施方式中ECU170执行的处理进行说明。此外，下面说明的处理既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现，还可以通过硬件和软件的协作来实现。

在步骤（下面将步骤略称为S）100，ECU170判断发动机100是否正在运转。若发动机100正在运转（在S100为是），则处理转移到S102。否则（在S100为否），处理返回到S100。

在S102，ECU170判断发动机100的冷却水的温度TW是否低于阈值TWA。若温度TW低于阈值TWA（在S102为是），则处理转移到S104。若温度TW在阈值TWA以上（在S104为否），则处理返回到S102。

在S104，ECU170限制（减少）冷却水的流量。例如，通过使电动水泵104停止或者以最小限度的占空比来驱动电动水泵104，使冷却水的流量得以限制。

还可以在除了发动机100的冷却水的温度TW低于阈值TWA这一条件外，又满足电动水泵104的驱动时间长于预定的时间这一条件或者电动水泵104的驱动次数多于预定的次数这一条件的情况下，限制冷却水的流量。

在S106，ECU170判断发动机100的冷却水的温度TW是否高于预定温度TWB（TWB＜TWA）。若温度TW高于预定温度TWB（在S106为是），则处理转移到S108。若温度TW在预定温度TWB以下（在S106为否），则处理返回到S104。

在S108，ECU170驱动电动水泵104，以使与发动机100的冷却水的温度TW在预定温度TWB以下这一情况相比冷却水的流量增大。即，若由水温传感器106检测出的温度TW上升至预定温度TWB，就驱动电动水泵104以使冷却水的流量增大。

例如，以大于最小限度的占空比的占空比，以预定的时间驱动电动水泵104。还可以驱动电动水泵104以使与发动机100的冷却水的温度TW低于阈值TWA这一情况相比冷却水的流量得以限制、且与发动机100的冷却水的温度TW在预定温度TWB以下这一情况相比冷却水的流量增大。

在S110，ECU170基于由水温传感器106检测出的冷却水的温度TW来判断是否使发动机100停止。例如，若在驱动了电动水泵104以使与发动机100的冷却水的温度TW在预定温度TWB以下这一情况相比冷却水的流量增大以后，满足至少包含由水温传感器106检测出的冷却水的温度TW高于下限值TWC（TWC＜TWB）这一条件在内的条件，就判断为使发动机100停止。若判断为使发动机100停止，就使发动机100停止。

用于使发动机停止的条件除冷却水的温度TW高于下限值TWC这一条件之外，还包含蓄电池150的残余电容高于预定的残余电容这一条件、以及根据油门开度等所决定的目标输出功率低于预定的功率这一条件等由开发者所适宜决定的条件。

就基于如以上那样的构造以及流程图的本实施方式所涉及的混合动力车的动作进行说明。在下面的说明中，就从启动发动机100起的混合动力车的动作作为一例来进行说明。

若发动机100启动，就判断为发动机100正在运转（在S100为是）。在此情况下，判断发动机100的冷却水的温度TW是否低于阈值TWA（S102）。如果温度TW上升至阈值TWA以上（在S100为否），就如上述那样驱动电动水泵104以进行冷却水的循环。另一方面，在温度TW低于阈值TWA的期间（在S102为是），限制冷却水的流量（S104）。

在温度TW低于阈值TWA的状态下，当如图5的时间T1所示那样，发动机100的冷却水的温度TW变得高于预定温度TWB（在S106为是），就驱动电动水泵104以使冷却水的流量增大（S108）。由此，使发动机100内的冷却水的温度差减小。

在驱动了电动水泵104以使冷却水的流量增大以后，在图5的时间T2，基于冷却水的温度TW来判断是否使发动机100停止（S110）。若冷却水的温度TW高于下限值TWC，就允许发动机100的停止。因而，若除了冷却水的温度TW高于下限值TWC这一条件之外还满足其他的必要条件，就使发动机100停止。因而，就能够在冷却水的整体温度充分地变高后使发动机100停止。其结果，就能够确保再启动发动机100时的良好的启动性。

其他实施方式

还可以如图6所示那样，将本发明应用于仅仅搭载了主要被用作驱动源的电动发电机124作为电动发电机的混合动力车。还可以将本发明应用于如图7所示那样，只是为了驱动第1电动发电机110而使用发动机100，并总是使用第2电动发电机120来行驶的串联型的混合动力车。

应该认为本次所公开的实施方式在所有方面只是例示而并非限制性的。本发明的范围不是用上述的说明而是通过权利要求的范围来表示，并意图包含与权利要求的范围均等的含义以及范围内的所有变更。

标号说明

100发动机、102散热器、104电动水泵、106水温传感器、108恒温器、110第1电动发电机、120第2电动发电机、130动力分配机构、140减速器、150蓄电池、160前轮、170ECU、172油门踏板、200变换器、210第1逆变器、220第2逆变器、230系统主继电器。

Claims (7)

1.一种发动机的控制装置，所述发动机设有使冷却水循环的泵（104），并且在所述冷却水的温度低于阈值的情况下，与所述冷却水的温度为所述阈值以上的情况相比，限制所述冷却水的流量，所述发动机的控制装置的特征在于，包括：

水温传感器（106），检测所述冷却水的温度；以及

控制单元（170），在限制所述冷却水的流量的情况下，根据在驱动所述泵（104）以使所述冷却水的流量增大之后由所述水温传感器（106）检测出的温度使所述发动机（100）停止。

2.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，

若满足至少包括在驱动所述泵（104）以使所述冷却水的流量增大之后由所述水温传感器（106）检测出的温度高于下限值这一条件在内的条件，则所述控制单元（170）使所述发动机（100）停止。

3.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其特征在于，

若由所述水温传感器（106）检测出的温度上升至预定温度，则所述控制单元（170）驱动所述泵（104）以使所述冷却水的流量增大。

4.如权利要求3所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述预定温度高于所述下限值。

5.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述控制单元（170）以预定的时间来驱动所述泵（104）以使所述冷却水的流量增大。

6.一种发动机的控制方法，所述发动机设有使冷却水循环的泵（104），并且在所述冷却水的温度低于阈值的情况下，与所述冷却水的温度为所述阈值以上的情况相比，限制所述冷却水的流量，所述发动机的控制方法的特征在于，包括以下步骤：

检测所述冷却水的温度；以及

在限制所述冷却水的流量的情况下，根据在驱动所述泵（104）以使所述冷却水的流量增大之后由所述水温传感器（106）检测出的温度使所述发动机（100）停止。

7.一种发动机的控制装置，所述发动机设有使冷却水循环的泵（104），并且在所述冷却水的温度低于阈值的情况下，与所述冷却水的温度为所述阈值以上的情况相比，限制所述冷却水的流量，所述发动机的控制装置的特征在于，包括：

用于检测所述冷却水的温度的检测单元（106）；以及

用于在限制所述冷却水的流量的情况下，根据在驱动所述泵（104）以使所述冷却水的流量增大之后由所述水温传感器（106）检测出的温度使所述发动机（100）停止的单元。

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