CN103306800A - 车辆用内燃机的冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是在内燃机的冷却设备中快速预热内燃机和车辆附件。控制装置包括目标温度设定装置、反馈控制装置和捷径控制装置。目标温度设定装置根据内燃机的温度状态设定冷却剂的目标温度。反馈控制装置控制控制阀，使得冷却剂温度为目标温度。捷径控制装置控制控制阀，使得当内燃机处于冷状态时，目标温度设定装置将高于在反馈控制期间设定的反馈控制温度的预热温度设定为所述目标温度，并且所述捷径控制装置控制所述控制阀，在冷却剂的温度达到预热温度之前保持第三冷却剂通道的冷却剂流量大于第一冷却剂通道和第二冷却剂通道的冷却剂流量。

Description

车辆用内燃机的冷却设备

技术领域

本发明涉及车辆用内燃机的冷却设备，更具体地说，涉及能够通过控制内燃机的冷却剂（冷却水）的冷却剂通道来适当地保持内燃机温度的车辆用内燃机的冷却设备。

背景技术

安装在车辆上的内燃机的冷却设备包括冷却装置，该冷却装置用于通过使用设置在用于冷却剂（冷却水）流动的冷却剂通道中、代替恒温器的电子控制的控制阀，来控制冷却剂通道，从而通过加速冷却剂温度升高来提高燃料效率。

使用该控制阀的冷却剂温度控制是以如下方式进行的。具体来说，当内燃机处于冷状态时，冷却剂温度尽可能快地升高到高温（例如110℃）。当冷却剂温度达到该高温时，该控制阀立即被控制，使得冷却剂的温度处于略低的温度（例如90℃）以避免爆震。

同时，传统冷却设备除了该冷却剂通道以外还包括具有最小循环路径的冷却装置。当内燃机被启动以预热时，所有控制阀（选择阀）被关闭以使冷却剂经由该最小循环路径流动。从而内燃机被快速预热。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2011-220156号公报

在根据专利文献1的冷却系统的控制装置中，用于冷却内燃机中的冷却剂（冷却水）的散热器、用于空气调节的热交换器以及内燃机的附件（节气门体）分别设置有冷却剂通道，并且连接到内燃机。这些冷却剂通道设置有控制阀（选择阀），这些控制阀根据冷却剂温度顺序打开。具体来说，当冷却剂温度达到预先设定的温度时，判断为内燃机处于被预热状态。散热器的冷却剂通道、用于空气调节的热交换器的冷却剂通道和内燃机附件的冷却剂通道按照该顺序打开。

发明内容

发明要解决的问题

在提高内燃机的冷却设备的燃料效率时，利用冷却剂温度的温度升高来加速内燃机的液压油的温度升高从而减小发动机摩擦是很重要的。在液压油处于被预热状态之前，冷却剂温度被控制为保持在略低于目标温度的例如90℃的温度，以可靠地避免爆震的发生。然而，仅根据冷却剂温度的控制阀的控制不会导致冷状态下内燃机的燃料效率的彻底改进。

同时，如专利文献1中描述的，优选作为车辆附件的内燃机附件和用于空气调节的热交换器的温度始终保持在适当的温度。例如，当内燃机附件是节气门体时，保持其温度恒定可以稳定穿过该节气门体的空气的氧含量，并且可以将用于空气调节的热交换器保持在加热准备就绪状态。换句话说，当处于冷状态时，内燃机附件和用于空气调节的热交换器优选被尽可能快地预热并且保持在有利的状况。

此外，尽管预热了内燃机附件和用于空气调节的热交换器，但是专利文献1中的控制装置在早预热这一点上仍具有改进空间。

因此，本发明的目的是提供一种能够快速预热内燃机和车辆附件的车辆用内燃机的冷却设备。

用于解决问题的方案

本发明是一种车辆用内燃机的冷却设备，包括：冷却剂冷却装置，其用于冷却用来冷却所述内燃机的冷却剂；控制装置，其用于根据所述内燃机的温度状态控制冷却剂通道；第一冷却剂通道，其用于将所述内燃机排放的所述冷却剂通过所述冷却剂冷却装置回流到所述内燃机；第二冷却剂通道，其用于将所述内燃机排放的所述冷却剂通过车辆附件回流到所述内燃机；第三冷却剂通道，其用于将所述内燃机排放的所述冷却剂回流到所述内燃机，所述第三冷却剂通道的冷却能力低于所述第一冷却剂通道和所述第二冷却剂通道的冷却能力；以及至少一个控制阀，其用于改变所述第一冷却剂通道、所述第二冷却剂通道和所述第三冷却剂通道的冷却剂流量，其中所述控制装置包括：目标温度设定装置，其用于根据所述内燃机的所述温度状态设定所述冷却剂的目标温度；反馈控制装置，其用于控制所述控制阀，使得所述冷却剂的温度为所述目标温度；以及捷径控制装置，其用于控制所述控制阀，使得当所述内燃机处于冷状态时，所述目标温度设定装置将高于在反馈控制期间设定的反馈控制温度的预热温度设定为所述目标温度，并且所述捷径控制装置控制所述控制阀，在所述冷却剂的温度达到所述预热温度之前保持所述第三冷却剂通道的冷却剂流量大于所述第一冷却剂通道和所述第二冷却剂通道的冷却剂流量。

发明效果

本发明可以快速预热内燃机和车辆附件。

附图说明

图1是内燃机的冷却设备的系统配置图。（实施方式）

图2A是示出捷径控制期间控制阀的操作状态的图。图2B是示出附件预热控制期间控制阀的操作状态的图。图2C是示出冷却控制期间控制阀的操作状态的图。（实施方式）

图3是根据实施方式的控制的主流程图。（实施方式）

图4是捷径控制的流程图。（实施方式）

图5是附件预热控制的流程图。（实施方式）

图6是用于计算中间温度（β）的第一方法的流程图。（实施方式）

图7是用于计算中间温度（β）的第二方法的流程图。（实施方式）

图8是用于说明外部空气温度和图7中所示的中间温度（β）的计算中的比例值的表格。（实施方式）

图9是用于计算中间温度（β）的第三方法的流程图。（实施方式）

图10是用于在图9中所示的中间温度（β）的计算中相对于外部空气温度来确定估算的冷却温度的图。（实施方式）

图11是用于计算中间温度（β）的第四方法的流程图。（实施方式）

图12是用于说明外部空气温度和图11中所示的中间温度（β）的计算中的比例值的表格。（实施方式）

图13是冷却控制的流程图。（实施方式）

图14是反馈控制的流程图。（实施方式）

图15是示出冷却剂温度变化的曲线图。（实施方式）

图16是用于冷却电动机的冷却设备的系统配置图。（变形例）

附图标记说明

2内燃机

4冷却设备

5冷却剂冷却装置

6第一冷却剂通道

7车辆附件

8第二冷却剂通道

9第三冷却剂通道

10控制阀

14控制装置

15水泵

16电源

17点火开关

18爆震传感器

19冷却剂温度传感器

20外部空气温度传感器

21目标温度设定装置

22反馈控制装置

23捷径控制装置

24附件预热控制装置

25冷却控制装置

具体实施方式

本发明的目的是快速预热内燃机和车辆附件。本发明以如下方式实现该目的：当内燃机处于冷状态时，增大具有低冷却能力的第三冷却剂通道中的冷却剂的流量，从而使该冷却剂保持在高温状态。

实施方式

图1至图15示出本发明的实施方式。

在图1中，附图标记1表示安装在车辆上的功率单元。

功率单元1整体地包括：内燃机2，其用于驱动所述车辆并且用作功率源；以及变速器3，其耦合到所述内燃机2。

内燃机2设置有冷却设备4。冷却设备4包括：冷却剂冷却装置（散热器）5，其用于冷却用来冷却内燃机2的冷却剂（冷却水）。

冷却设备4还设置有：第一冷却剂通道6，其用于将内燃机2排放的冷却剂通过冷却剂冷却装置5回流到内燃机2。第一冷却剂通道6的一端连接到内燃机2的一个横侧部，另一端连接到内燃机2的另一个横侧部。第一冷却剂通道6分为第一入口侧冷却剂通道6A和第一出口侧冷却剂通道6B，而冷却剂冷却装置5位于第一冷却剂通道6的路线上的第一入口侧冷却剂通道6A和第一出口侧冷却剂通道6B之间。第一入口侧冷却剂通道6A从内燃机2延伸到冷却剂冷却装置5，第一出口侧冷却剂通道6B从冷却剂冷却装置5延伸到内燃机2。

第二冷却剂通道8设置在第一入口侧冷却剂通道6A和第一出口侧冷却剂通道6B之间，使得从内燃机2排放的冷却剂不穿过冷却剂冷却装置5，而是取捷径通过包括在车辆附件7中的第一车辆附件（用于空气调节的热交换器或者节气门体）7A回流到内燃机2。第二冷却剂通道8包括第二主冷却剂通道8A和第二分支冷却剂通道8B，该第二分支冷却剂通道8B从第二主冷却剂通道8A分支出并且连接到第一出口侧冷却剂通道6B。在第二分支冷却剂通道8B上设置有包括在车辆附件7中的第二车辆附件7B。

另外，具有比第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8的冷却能力低的冷却能力的第三冷却剂通道9设置在第一入口侧冷却剂通道6A和第一出口侧冷却剂通道6B之间，并且与第二冷却剂通道8并行，使得从内燃机2排放的冷却剂不穿过冷却剂冷却装置5，而是取捷径回流到内燃机2。

此外，控制阀10设置在第一入口侧冷却剂通道6A的路线上。第二冷却剂通道8和第三冷却剂通道9的一端分别并联连接到控制阀10。控制阀10控制第一入口侧冷却剂通道6A的作为控制阀10的下游的部分、第二冷却剂通道8和第三冷却剂通道9，从而改变流过第一入口侧冷却剂通道6A、第二冷却剂通道8和第三冷却剂通道9的冷却剂流量。第二主冷却剂通道8A、第二分支冷却剂通道8B和第三冷却剂通道9的另一端分别并联连接到第一出口侧冷却剂通道6B。

如图2中所示，作为电子控制的三路选择器阀门的控制阀10包括：外壳11；和阀芯13，其在外壳11中的内部空间12中可旋转地操作，并具有月牙形横截面。控制阀10通过使用阀芯13的旋转操作，以切换的方式使内部空间12与第一入口侧冷却剂通道6A、第二冷却剂通道8和第三冷却剂通道9的一端连通。控制阀10以执行捷径控制的状态（图2A）、执行附件预热控制的状态（图2B）和执行冷却控制的状态（图2C）中的任一个状态操作。

控制阀10与控制装置14相连，并且由控制装置14电子控制。

水泵15设置在第一出口侧冷却剂通道6B的比其连接到第二主冷却剂通道8A、第二分支冷却剂通道8B和第三冷却剂通道9的另一端的部分更靠近内燃机2的部分。

控制装置14连接到：用于提供电力的电源16；用于启动/关闭内燃机2的点火开关17；用于检测内燃机2中的异常燃烧的爆震传感器18；用于检测内燃机2中的冷却剂（冷却水）的温度（Tw）的冷却剂温度传感器19；以及用于检测外部空气温度的外部空气温度传感器20。

爆震传感器18包括设置到内燃机2的压电元件。爆震传感器18以预定周期检测内燃机2的振动，并且当接收到内燃机2的振动时在其中产生电流。

控制装置14根据内燃机2的温度状态控制各个冷却剂通道6、8和9中的冷却剂流量。

在这方面，控制装置14包括目标温度设定装置21、反馈控制装置22、捷径控制装置23、附件预热控制装置24和冷却控制装置25。

目标温度设定装置21根据内燃机2的温度状态设定冷却剂的目标温度（γ）。

反馈控制装置22控制控制阀10，使得冷却剂的温度为目标温度（γ）（见图14）。为控制阀10设置的故障安全阀26与反馈控制装置22相连。

捷径控制装置23控制控制阀10（见图2A、图4和图15），使得当内燃机2处于冷状态时，目标温度设定装置21将高于在反馈控制期间设定的反馈控制温度（第一反馈控制温度A或第二反馈控制温度B）的预热温度（α）设定为目标温度（γ），并且捷径控制装置控制该控制阀，在冷却剂温度达到预热温度（α）之前保持第三冷却剂通道9的冷却剂流量大于第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8的冷却剂流量。第一反馈控制温度A和第二反馈控制温度B具有A＜B的关系。

当内燃机2处于被预热状态时，附件预热控制装置24增大第二冷却剂通道8的冷却剂流量以预热车辆附件7（见图5）。

附件预热控制装置24控制控制阀10，使得第三冷却剂通道9保持在打开状态（见图2B）。

此外，附件预热控制装置24在冷却剂温度（Tw）达到中间温度（β）之前禁止冷却控制，该中间温度（β）设定为预热温度（α）和反馈控制温度（A或B）之间的温度（见图5）。

此外，附件预热控制装置24通过从预热温度（α）减去根据外部空气温度估算出的冷却温度来计算中间温度（β）（见图9和图10）。

另外，当爆震传感器18检测到异常燃烧时，附件预热控制装置24将中间温度（β）设定为高于爆震传感器18未检测到异常燃烧时的温度（见图7、图8、图11和图12）。

当车辆附件7已被预热时，冷却控制装置25增大第一冷却剂通道6的冷却剂流量以冷却该冷却剂（见图13）。

当车辆附件7处于被预热状态时，冷却控制装置25控制控制阀10，使得与第一冷却剂通道6不同的冷却剂通道中的至少一个保持在打开状态，并且增大第一冷却剂通道6的冷却剂流量（见图2C）。在此情况下，所述不同的冷却剂通道是第二冷却剂通道8。

此外，当车辆附件7处于被预热状态时，冷却控制装置25控制控制阀10，使得除了保持在打开状态的所述不同的冷却剂通道以外的冷却剂通道中的至少一个被关闭（见图2C）。在此情况下，除了所述不同的冷却剂通道以外的冷却剂通道是第三冷却剂通道9。

给出上述冷却剂温度（Tw）变化的说明。

冷却剂温度（Tw）如图15中所示地变化。具体来说，从内燃机2启动（时间t1）到第一预定时间段T1结束（时间t2），只有第三冷却剂通道9打开，并且冷却剂温度（Tw）升高到预热温度（α）。

在冷却剂温度（Tw）达到预热温度（α）之后，第三冷却剂通道9和第二冷却剂通道8打开，使得冷却剂失去热量。在经过第二预定时间段T2之后（时间t3），冷却剂温度（Tw）降低到中间温度（β）。

由于冷却剂冷却装置5和车辆附件7在冷却剂流入其中之前处于冷状态，所以在第一冷却剂循环周期中，第二预定时间段T2表现出陡峭的梯度。

之后，当冷却剂冷却装置5和车辆附件7逐渐被预热时，该梯度变缓。也就是说，冷却剂冷却装置5和热交换器的风扇保持一定的冷却能力，只要所提供的风扇的转速不变。换句话说，冷却能力以二次曲线变化以防止线性冷却。

当冷却剂温度（Tw）落到中间温度（β）之下时，执行附件预热控制，使得第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8打开。当经过第三预定时间段T3（时间t4）并且在预定时间段T3结束时冷却剂温度（Tw）达到反馈控制温度（A或B）时，开始反馈控制。

反馈控制温度包括上述第一反馈控制温度A和第二反馈控制温度B。虚线M用于示出当检测到爆震时将目标温度（γ）设定在反馈控制温度（A）的情况下冷却剂温度（Tw）的变化。

对于存在爆震的情况，中间温度（β）设定为比不存在爆震的情况下低的温度，使得冷却控制更早地开始。

接下来，给出根据本实施方式的控制的说明。

如图3中的主流程图中所示，当控制装置14的程序开始时（步骤A01），首先判断电源16是否接通，即，所谓的附件电源是否接通（步骤A02）。如果步骤A02结果是“否”，则重复该判断。

如果步骤A02结果是“是”，则进行捷径控制（步骤A03）。稍后将参照图4中的流程图具体描述步骤A03中的捷径控制。

在捷径控制之后进行附件预热控制（步骤A04）。稍后将参照图5中的流程图具体描述步骤A04中的附件预热控制。

在附件预热控制之后进行冷却控制（步骤A05）。稍后将参照图13中的流程图具体描述步骤A05中的冷却控制。

在冷却控制之后进行反馈控制（步骤A06）。稍后将参照图14中的流程图具体描述步骤A06中的反馈控制。

反馈控制之后，该程序结束（步骤A07）。

根据图4中的流程图进行图3中的步骤A03中的上述快捷控制。

当内燃机2的温度没有达到预先设定的预热温度（α）并因此判断为内燃机2处于冷状态时，进行该捷径控制。因此，控制阀10被控制为（见图2A）以如下方式快速预热内燃机2。具体来说，通过关闭第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8或者使它们的开口面积变小，使第三冷却剂通道9的冷却剂流量大于第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8的冷却剂流量。如图4中所示，当捷径控制装置23的程序开始时（步骤B01），首先从冷却剂温度传感器19获取冷却剂温度（Tw）（步骤B02），并且判断冷却剂温度（Tw）是否等于或高于预先设定的预热温度（α）（Tw≥α）（步骤B03）。注意，在步骤B03中，目标温度设定装置21根据诸如冷却剂温度（Tw）等的因素设定冷却剂的目标温度（γ）。

如果步骤B03结果是“否”，则控制阀10被控制（见图2A），使得第三冷却剂通道9的冷却剂流量大于第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8的冷却剂流量（步骤B04）。这使得可以快速预热内燃机2。

在步骤B04之后，该处理返回到步骤B02。

如果步骤B03结果是“是”，则爆震传感器18进行爆震判断处理（步骤B05）。

然后，判断是否存在爆震（步骤B06）。在步骤B06中，爆震传感器18检测所产生的电流。如果内燃机2的振动值等于或高于预定值，则判断为存在爆震。周期性地重复爆震判断。当在预定周期中检测到爆震时，判断为存在爆震。如果在预定周期中没有检测到爆震，则判断为不存在爆震。

如果步骤B06结果是“是”，则将目标温度（γ）设定在第一反馈控制温度（A）（见图15）（步骤B07）。

另一方面，如果步骤B06结果是“否”，则将目标温度（γ）设定在第二反馈控制温度（B）（步骤B08）。

在步骤B07或步骤B08中的处理之后，该程序结束（步骤B09）。

根据图5中的流程图进行图3中的步骤A04中的上述附件预热控制。

在根据捷径控制预热内燃机2之后，执行附件预热控制，从而车辆附件7被高效地快速预热。具体来说，在控制阀10（见图2B）被以如下方式控制的同时，预热车辆附件7：根据预热温度（α）和目标温度（γ）计算中间温度（β），并且在冷却剂温度（Tw）达到中间温度（β）之前增大第二冷却剂通道8的冷却剂流量。

如图5中所示，当附件预热控制装置24的程序开始时（步骤C01），首先计算中间温度（β）（步骤C02）。稍后参照图6至图12描述中间温度（β）的计算。

然后，控制阀10被控制为（见图2B）增大第二冷却剂通道8的冷却剂流量（步骤C03）。这使得可以快速预热车辆附件7。

之后，判断是否冷却剂温度Tw≤中间温度β（步骤C04）。如果步骤C04结果是“否”，则该处理回到步骤C02以禁止冷却控制。

另一方面，如果步骤C04结果是“是”，则该程序结束（步骤C05）。

为了在上述步骤C02中计算中间温度（β），存在以下第一至第四计算方法。

（1）在第一计算方法中，如图6中所示，当该程序开始时（步骤D01），根据以下等式计算中间温度β（步骤D02）。

中间温度β=（预热温度α+目标温度γ）×0.5（比例值：平均值）

在此，中间温度β乘以作为比例值的0.5，但是也可以乘以例如0.8，以将中间温度（β）设定在较高的值，从而进行控制以更早地打开第一冷却剂通道6。这是因为当判断为存在爆震时，需要快速冷却。

然后，该程序结束（步骤D03）。

（2）在第二计算方法中，考虑是否存在爆震。如图7和图8中所示，如果存在爆震，则设定第一设定值（C），并且将比例值设定在0.8。另一方面，如果不存在爆震，则设定第二设定值（D），并且将比例值设定在0.5。在此，第一设定值（C）和第二设定值（D）具有C＜D的关系。

如图7中所示，当该程序开始时（步骤E01），判断目标温度（γ）是否为第一设定值（C：较低设定值）（步骤E02）。

如果步骤E02结果是“是”，则根据以下等式计算中间温度（β）（步骤E03）。

中间温度β=（预热温度α+目标温度γ）×0.8

另一方面，如果步骤E02结果是“否”，则根据以下等式计算中间温度（β）（步骤E04）。

中间温度β=（预热温度α+目标温度γ）×0.5

在步骤E03或步骤E04中的处理之后，该程序结束（步骤E05）。

（3）在第三计算方法中，如图9和图10中所示，根据从外部空气温度传感器20检测到的外部空气温度获得估算的冷却温度。

为此，针对图10设定用于根据外部空气温度来确定估算的冷却温度的表格。

如图9中所示，当该程序开始时（步骤F01），检测从外部空气温度传感器20输出的外部空气温度。然后，如图10中所示，根据检测到的外部空气温度估算出冷却温度（步骤F02）。

随后，根据以下等式计算中间温度（β）（步骤F03）。

中间温度（β）=预热温度α-估算的冷却温度

之后，该程序结束（步骤F04）。

（4）在第四计算方法中，考虑是否存在爆震。如图11和图12中所示，如果存在爆震，则设定第一设定值（C），并且将比例值设定在0.8。另一方面，如果不存在爆震，则设定第二设定值（D），并且将比例值设定在0.5。在此，存在第一设定值C＜第二设定值D的关系。

如上述图10中所示，根据从外部空气温度传感器20检测到的外部空气温度获得估算的冷却温度。

如图11中所示，当该程序开始时（步骤G01），检测从外部空气温度传感器20输出的外部空气温度。然后，如图10中所示，根据检测到的外部空气温度估算出冷却温度（步骤G02）。

随后，根据以下等式计算中间温度（β）（步骤G03）。

中间温度（β）=预热温度α-估算的冷却温度

之后，判断目标温度（γ）是否为第一设定值（C：较低的设定值）（步骤G04）。

如果步骤G04结果是“是”，则根据以下等式计算中间温度（β）（步骤G05）。

中间温度β=（预热温度α+目标温度γ）×0.8

另一方面，如果步骤G04结果是“否”，则根据以下等式计算中间温度（β）（步骤G06）。

中间温度β=（预热温度α+目标温度γ）×0.5

在步骤G05或步骤G06中的处理之后，该程序结束（步骤G07）。

根据图13中的流程图进行图3中的步骤A05中的上述冷却控制。

在根据上述附件预热控制预热车辆附件7之后，执行该冷却控制。在车辆附件7被预热之后，冷却剂温度（Tw）被控制为快速达到目标温度（γ）。具体来说，当完成车辆附件7的预热时，以如下方式控制控制阀10（见图2C）。增大流过第一冷却剂通道6的冷却剂的流量，并且启动冷却剂冷却装置（散热器）5以冷却该冷却剂。同时，关闭第三冷却剂通道9以增大第一入口侧冷却剂通道6A中的液压，使得流过冷却剂冷却装置5的冷却剂的每单位小时的流量增大。此外，由于第二冷却剂通道8保持在打开状态，所以即使在冷却控制期间，车辆附件7的温度也可以保持恒定。

该冷却控制的特征在于，在附件预热控制之后进行该冷却控制。当附件预热控制完成时，车辆附件7的温度为预定温度或预定温度以上。因此，第二冷却剂通道8用作像第三冷却剂通道9那样的捷径通道。

从而，即使开始通过冷却剂冷却装置5冷却，冷却剂也不太可能被迅速冷却。另外，由于使用第二冷却剂通道8，所以车辆附件7的温度可以保持稳定。

如图13中所示，当该程序开始时（步骤H01），控制阀10被控制（见图2C），使得第一冷却剂通道6的冷却剂流量增大，并且第三冷却剂通道9关闭（步骤H02）。

然后，判断是否冷却剂温度Tw≤目标温度γ（步骤H03）。如果步骤H03结果是“否”，则该处理回到步骤H02。另一方面，如果步骤H03结果是“是”，则该程序结束（步骤H04）。

根据图14中的流程图进行图3中的步骤A06中的上述反馈控制。

在该反馈控制中，控制阀10被控制以将冷却剂温度（Tw）保持在目标温度（γ）。当冷却剂温度（Tw）为异常过热温度（Ts）或更高时，判断为冷却剂由于控制阀10中发生异常而未被冷却，并因此打开故障安全阀26。

如图14中所示，当该程序开始时（步骤I01），判断是否冷却剂温度Tw＞目标温度γ（步骤I02）。

如果步骤I02结果是“是”，则控制阀10被控制为使得第一冷却剂通道6以预定程度关闭（步骤I03）。换句话说，第一冷却剂通道6被设定为具有比第一冷却剂通道6的开口更小的面积。

另一方面，如果步骤I03结果是“否”，则控制阀10被控制为使得第一冷却剂通道6以预定程度打开（步骤I04）。换句话说，第一冷却剂通道6被设定为具有比第一冷却剂通道6的开口更大的面积。

在步骤I03或步骤I04中的处理之后，判断是否冷却剂温度Tw≥异常过热温度Ts（步骤I05）。

如果步骤I05结果是“是”，则打开故障安全阀26（步骤I06），使得该处理回到步骤I02。

如果步骤I05结果是“否”，则判断点火开关17是否断开（步骤I07）。

如果步骤I07结果是“否”，则该处理回到步骤I02。

如果步骤I07结果是“是”，则重新设定目标温度（γ）（步骤I08），并且该程序结束（步骤I09）。

尽管前面已经给出对本发明该实施方式的说明，但是在申请要求保护上述实施方式的配置的同时，还将给出其它说明。

首先，在本发明中，设置有第一冷却剂通道6、第二冷却剂通道8、第三冷却剂通道9和至少一个控制阀10。第一冷却剂通道6用于将内燃机2排放的冷却剂通过冷却剂冷却装置5回流到内燃机2。第二冷却剂通道8用于将内燃机2排放的冷却剂通过车辆附件7回流到内燃机2。第三冷却剂通道9具有比第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8的冷却能力低的冷却能力，并且用于将内燃机2排放的冷却剂回流到内燃机2。控制阀10分别改变流过第一冷却剂通道6、第二冷却剂通道8和第三冷却剂通道9的冷却剂流量。另外，控制装置14包括目标温度设定装置21、反馈控制装置22和捷径控制装置23。目标温度设定装置21根据内燃机2的温度状态设定冷却剂的目标温度（γ）。反馈控制装置22控制控制阀10，使得冷却剂的温度为目标温度（γ）。捷径控制装置23控制控制阀10，使得当内燃机2处于冷状态时，目标温度设定装置21将高于在反馈控制期间设定的反馈控制温度（A或B）的预热温度（α）设定为目标温度（γ），并且捷径控制装置23控制该控制阀，在冷却剂的温度达到预热温度（α）之前保持第三冷却剂通道9的冷却剂流量大于第一冷却剂通道6和第二冷却剂通道8的冷却剂流量。

从而，当内燃机2处于冷状态时，具有较低冷却能力的第三冷却剂通道9的冷却剂流量增大，以使得冷却剂更容易保持在高温状态。利用该配置，目标温度设定装置21可以将目标温度（γ）设定在高于在反馈控制期间设定的反馈控制温度（A或B）的预热温度（α），并因此可以在更早的定时预热内燃机2。

在本发明中，控制装置14包括附件预热控制装置24和冷却控制装置25。当内燃机2处于被预热状态时，附件预热控制装置24通过增大第二冷却剂通道8的冷却剂流量预热车辆附件7。当车辆附件7已被预热时，冷却控制装置25通过增大第一冷却剂通道6的冷却剂流量将冷却剂冷却。

利用该配置，在内燃机2处于被预热状态之后，由捷径控制装置23加热的冷却剂在流过冷却剂冷却装置5的冷却剂的流量增大之前流入车辆附件7。因此，与传统技术相比，车辆附件7可以在更早的定时开始预热。此外，由于此时冷却剂温度（Tw）已经达到预热温度（α），所以可以使用高冷却剂温度（Tw）将车辆附件7快速预热。此外，当车辆附件7被预热时，冷却剂由于车辆附件7而损失热量，因此冷却剂温度（Tw）接近反馈控制温度（A或B）。因此，如果在车辆附件7被预热之后开始冷却控制装置25的控制，则可以在短时间内开始反馈控制。

在本发明中，附件预热控制装置24控制控制阀10，使得第三冷却剂通道9保持在打开状态。

利用该配置，当内燃机2的附件预热控制装置24通过增大第二冷却剂通道8的冷却剂流量预热车辆附件7时，第三冷却剂通道9保持在打开状态。因此，流入内燃机2的一些冷却剂通过第三冷却剂通道9回流到内燃机2。因此，即使冷却剂消耗了用于预热车辆附件7的热量，第三冷却剂通道9的温度也同时升高，使得高温冷却剂始终提供给车辆附件7。因此，车辆附件7可以被快速预热。在此，当外部空气温度低时，冷却剂在车辆附件7中的流动可以使冷却剂温度（Tw）低于反馈控制温度（A或B）。在这方面，该配置对于防止快速冷却也是有效的。

在本发明中，附件预热控制装置24在冷却剂温度（Tw）达到中间温度（β）之前禁止冷却控制，该中间温度（β）设定在预热温度（α）和反馈控制温度（A或B）之间的值。

通常，在附件预热控制之后立即执行冷却控制，然后在车辆附件7被预热之前开始由冷却剂冷却装置5的冷却。这可导致快速冷却，因为此时冷却剂由于车辆附件7和冷却剂冷却装置5二者而损失热量。因此，上述配置可以在冷却剂温度（Tw）达到中间温度（β）之前保持车辆附件7的预热，即，由车辆附件7将冷却剂冷却的状态，因此防止快速冷却。

在本发明中，附件预热控制装置24通过从预热温度（α）减去根据外部空气温度估算出的冷却温度来计算中间温度（β）。

该配置可以在车辆附件7处于被预热状态之前保持对车辆附件7的控制，从而可以快速预热车辆附件7。另外，当在对车辆附件7的控制之后执行冷却控制时，防止车辆附件7的温度降低。

在本发明中，内燃机2设置有爆震传感器18，该爆震传感器18用于检测内燃机2中的异常燃烧。另外，当爆震传感器18检测到异常燃烧时，附件预热控制装置24将中间温度（β）设定在比爆震传感器18没有检测到异常燃烧时高的温度。

通常，当具有异常燃烧时，内燃机2需要被快速冷却以解决异常燃烧。因此，利用当检测到异常燃烧时中间温度（β）被设定在更高温度的上述配置，可以在更早的定时开始冷却控制，以实现快速冷却。

在本发明中，冷却控制装置25控制控制阀10，使得当车辆附件7处于被预热状态时，与第一冷却剂通道6不同的冷却剂通道中的至少一个保持在打开状态，并且增大第一冷却剂通道6的冷却剂流量。

通常，冷却剂冷却装置5用于冷却流过第一冷却剂通道6的冷却剂。然而，冷却剂冷却装置5本身处于冷状态，在冷却剂最初流入时，冷却剂被快速冷却，因此冷却剂可能被过度冷却。因此，利用上述配置，在最初流入冷却剂冷却装置5时，所述不同的冷却剂通道保持在打开状态。因此，该配置可以使该快速冷却放慢，因此可以防止过度冷却。具体来说，冷却控制装置25以如下方式防止冷却剂过度冷却。控制阀10被控制为使得具有低冷却能力的第三冷却剂通道9和用于预热的第二冷却剂通道8用作捷径通道。从而使一些冷却剂不被冷却就回流到到内燃机2中。

在本发明中，上述不同的冷却剂通道是第二冷却剂通道8。

该配置可以在控制期间使车辆附件7的温度保持恒定，因此在车辆行驶时是有利的。

在本发明中，冷却控制装置25控制控制阀10，使得当车辆附件7处于被预热状态时，除了保持在打开状态的所述不同的冷却剂通道以外的冷却剂通道中的至少一个被关闭。

利用该配置，在最初流入冷却剂冷却装置5时关闭除了所述不同的冷却剂通道以外的冷却剂通道中的至少一个，从而第一冷却剂通道6中的压力增大，以增大冷却剂的流量。因此，流过冷却剂冷却装置5的冷却剂的每小时流量增大。因此，冷却剂的热量增大，然后被提供给冷却剂冷却装置5，从而迅速克服冷状态。

在本发明中，上述不同的冷却剂通道以外的冷却剂通道是第三冷却剂通道9。

利用该配置，关闭第三冷却剂通道9可以提高冷却控制的效率。

应当指出的是，本发明中的冷却设备4可以被配置如下。

例如，在变形例中，如图16中所示，在根据上述实施方式的冷却设备4中，电动机27代替内燃机2作为功率源被冷却，从而冷却设备4可以用于电驱动的车辆，如混合动力车辆或电动车辆。具体来说，在树脂电动机外壳中形成孔部，该树脂电动机外壳覆盖电动机27中作为发热体的线圈。金属管穿过该孔部以用作冷却剂通道。作为选择，冷却剂通道可以与金属电动机外壳一体地形成。同时，电动车辆不包括内燃机2，因此没有节气门体。因此，仅仅第一车辆附件7A作为车辆附件7设置在第二主冷却剂通道8A上。

如上所述，将电动机安装在车辆上的配置也可以提供与上述实施方式中类似的操作和有益效果。

此外，还可以采用以下配置。具体来说，为了以更高精度检测爆震发生定时，确定在爆震传感器检测到爆震时开始抗爆震装置延迟点火定时的控制。然后，将控制阀的目标温度例如从110℃改变到90℃。

工业上的可利用性

根据本发明的冷却设备可应用于各种内燃机。

Claims (10)

1.一种车辆用内燃机的冷却设备，包括：

冷却剂冷却装置，其用于冷却用来冷却所述内燃机的冷却剂；

控制装置，其用于根据所述内燃机的温度状态控制冷却剂通道；

第一冷却剂通道，其用于将所述内燃机排放的所述冷却剂通过所述冷却剂冷却装置回流到所述内燃机；

第二冷却剂通道，其用于将所述内燃机排放的所述冷却剂通过车辆附件回流到所述内燃机；

第三冷却剂通道，其用于将所述内燃机排放的所述冷却剂回流到所述内燃机，所述第三冷却剂通道的冷却能力低于所述第一冷却剂通道和所述第二冷却剂通道的冷却能力；以及

至少一个控制阀，其用于改变所述第一冷却剂通道、所述第二冷却剂通道和所述第三冷却剂通道的冷却剂流量，

其中所述控制装置包括：

目标温度设定装置，其用于根据所述内燃机的所述温度状态设定所述冷却剂的目标温度；

反馈控制装置，其用于控制所述控制阀，使得所述冷却剂的温度为所述目标温度；以及

捷径控制装置，其用于控制所述控制阀，使得当所述内燃机处于冷状态时，所述目标温度设定装置将高于在反馈控制期间设定的反馈控制温度的预热温度设定为所述目标温度，并且所述捷径控制装置控制所述控制阀，在所述冷却剂的温度达到所述预热温度之前保持所述第三冷却剂通道的冷却剂流量大于所述第一冷却剂通道和所述第二冷却剂通道的所述冷却剂流量。

2.根据权利要求1所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中所述控制装置进一步包括：

附件预热控制装置，其用于当所述内燃机处于被预热状态时通过增大所述第二冷却剂通道的所述冷却剂流量来预热所述车辆附件，以及

冷却控制装置，其用于当所述车辆附件已被预热时通过增大所述第一冷却剂通道的所述冷却剂流量来冷却所述冷却剂。

3.根据权利要求2所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中所述附件预热控制装置控制所述控制阀使所述第三冷却剂通道保持在打开状态。

4.根据权利要求2和3中任意一项所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中所述附件预热控制装置在所述冷却剂的温度达到在所述预热温度和所述反馈控制温度之间设定的中间温度之前禁止冷却控制。

5.根据权利要求4所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中所述附件预热控制装置通过从所述预热温度减去根据外部空气温度估算出的冷却温度来计算所述中间温度。

6.根据权利要求4和5中任意一项所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中

所述内燃机包括爆震传感器，所述爆震传感器检测所述内燃机中的异常燃烧，并且

当所述爆震传感器检测到异常燃烧时，所述附件预热控制装置将所述中间温度设定为高于所述爆震传感器没有检测到所述异常燃烧时的温度。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中当所述车辆附件处于所述被预热状态时，所述冷却控制装置控制所述控制阀，使得与所述第一冷却剂通道不同的冷却剂通道的至少一个保持在打开状态，并且增大所述第一冷却剂通道的所述冷却剂流量。

8.根据权利要求7所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中所述不同的冷却剂通道是所述第二冷却剂通道。

9.根据权利要求7和8中任意一项所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中当所述车辆附件处于所述被预热状态时，所述冷却控制装置控制所述控制阀，使得除了保持在打开状态的所述不同的冷却剂通道以外的所述冷却剂通道的至少一个被关闭。

10.根据权利要求9所述的车辆用内燃机的冷却设备，其中除了所述不同的冷却剂通道以外的所述冷却剂通道是所述第三冷却剂通道。

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