CN105320178A - 冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷却器，该冷却器包括推定器(4)。该推定器(4)构造成由温度传感器(3)的测量值来推定冷却剂温度。该推定器(4)构造成通过由本次测量值减去紧邻的前一次测量值来确定差值，由该差值来确定修正值，并输出冷却剂温度的推定值。该推定值是通过使本次测量值与修正值相加而获得的。该修正值是通过使所述差值与增益相乘而获得的。该增益由时间常数来确定，该增益根据冷却剂的流量来确定。该时间常数是在从冷却剂传递到温度传感器(3)的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时获得的。

Description

冷却器

技术领域

本发明涉及一种使用液体冷却剂的冷却器。

背景技术

在使用液体冷却剂的冷却器中，可利用冷却剂的温度来控制冷却器(例如，日本专利申请公报No.2011-172406(JP2011-172406A)和日本专利申请公报No.2012-52504(JP2012-52504A))。JP2011-172406A公开了一种用于电动车辆的逆变器的冷却器。使用水作为冷却剂。基于水温(冷却剂温度)和逆变器的温度之间的温差来检测冷却器中的异常。此外，JP2012-52504A公开了一种发动机冷却器。在该技术中，由发动机转速和输出转矩来计算发动机输出。基于计算出的发动机输出来设定目标水温(目标冷却剂温度)。然后将冷却器的泵和风扇控制成实现所设定的目标水温。

日本专利申请公报No.2010-216386(JP2010-216386A)也公开了一种发动机冷却器。JP2010-216386A公开了一种用于推定在从水温传感器(冷却剂温度传感器)移开的位置的水温的技术。在此技术中，利用与水温传感器的温度感测部中的发动机散热量和在从温度感测部移开的预定位置的发动机散热量之差相关的参数来推定该预定位置的水温。

发明内容

当使用冷却剂的温度来控制冷却器时，希望确保能尽可能准确地测量冷却剂温度。可直接测量冷却剂温度，但在此情况下，传感器浸于液体中，并且因此必须采取诸如使传感器防水的措施，从而导致成本上升。因此，可将温度传感器在供冷却剂流过的壳体上安装成不与冷却剂直接接触，并且可使用温度传感器的测量值作为冷却剂温度的推定值。但是，在此情况下，直接测量的是壳体的温度而不是冷却剂的温度，并且因此在等待冷却剂的温度变化传递到壳体并由温度传感器反映时发生时间延迟。本说明书提供了一种用于补偿该时间延迟的技术。注意，“补偿时间延迟”是指由在时间延迟之后获得的温度测量值来推定冷却剂温度的实际值。

与本发明有关的冷却器包括壳体、温度传感器和推定器。所述壳体具有供液体冷却剂通过的流动通路。所述温度传感器在所述壳体上安装成不与所述冷却剂直接接触。所述温度传感器构造成每隔预定的取样周期测量所述壳体的温度。所述推定器构造成由所述温度传感器的测量值来推定冷却剂温度。所述推定器构造成通过由本次测量值减去紧邻的前一次测量值来确定差值，由所述差值来确定修正值，并输出冷却剂温度的推定值。所述推定值是通过使所述本次测量值与所述修正值相加而获得的。所述修正值是通过使所述差值与增益相乘而获得的。所述增益由时间常数来确定，所述增益根据所述冷却剂的流量来确定。所述时间常数是在从所述冷却剂传递到所述温度传感器(3)的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时获得的。

利用上述算法，能由安装在壳体上的温度传感器准确地推定冷却器的壳体内部的冷却剂的温度。

与本发明有关的冷却器的另一方面包括壳体、温度传感器和推定器。所述壳体具有供液体冷却剂通过的流动通路。所述温度传感器在所述壳体(12)上安装成不与所述冷却剂直接接触。所述温度传感器构造成每隔预定的取样周期测量所述壳体的温度。所述推定器构造成由所述温度传感器的测量值来推定冷却剂温度。所述推定器构造成存储针对所述冷却剂的每种流量的增益脉谱图。所述推定器构造成由所述增益脉谱图来指定与第三差值对应的增益。所述推定器构造成输出冷却剂温度的推定值。所述推定值是通过使所述温度传感器的本次测量值与通过将所述第三差值乘以所述增益而获得的值相加而获得的。所述第三差值是通过由所述本次测量值减去紧邻的前一次测量值而获得的。所述增益是通过将第一差值除以第二差值而获得的。所述增益脉谱图是其中所述第二差值与所述增益相关联的脉谱图。所述第一差值是通过由在所述冷却剂的温度呈阶跃状(insteps)变化时每隔取样周期的所述冷却剂的实际温度减去所述温度传感器的测量值而获得的。所述第二差值是通过由第一测量值减去第二测量值而获得的。所述第二测量值在所述第一测量值的取样周期的紧邻的前一个取样周期中测得。

利用上述算法，能由安装在壳体上的温度传感器准确地推定冷却器的壳体内部的冷却剂的温度。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是根据第一实施例的冷却器的示意图；

图2是由图1中的虚线II表示的范围的扩大图；

图3是示出流量和时间常数之间的关系的一个示例的视图；

图4是示出在从冷却剂传递到温度传感器的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时获得的阶跃响应和修正值之间的关系的曲线图；

图5是示出为了验证修正效果而执行的实验的结果的曲线图；

图6是根据第二实施例的冷却器的示意图；

图7是沿图6中的线VII-VII截取的剖视图；

图8是沿图6中的线VIII-VIII截取的剖视图；

图9是图8中的范围IX的扩大图；

图10是示出在从冷却剂传递到温度传感器的热的传递函数被模型化为二阶延迟系统时获得的阶跃响应和修正值之间的关系的曲线图；

图11是示出为了验证根据第二实施例的修正效果而执行的实验的结果的曲线图；以及

图12是示出第三差值和修正值之间的关系的一个示例的曲线图。

具体实施方式

由冷却器的硬件特性和冷却剂的流量来提前确定传递函数的一阶延迟系统模型(换言之，时间常数)。推定器存储针对数种冷却剂流量中的每种流量的增益，并按照温度测量时的流量来指定增益。更具体地，该增益对应于通过将模型化的一阶延迟系统的时间常数除以取样周期而获得的值。

该增益与从冷却剂传递到温度传感器的热的传递函数的阶跃响应的输入和输出之差有关。更具体地，该增益对应于通过将通过由在冷却剂的温度呈阶跃状变化时每隔取样周期的冷却剂的实际温度减去温度传感器的测量值而获得的差值(第一差值)除以通过由此时的温度传感器的测量值减去紧邻的前一个取样周期的测量值而获得的差值(第二差值)所获得的值。因此，推定器可利用其中增益与针对每种冷却剂流量在每个取样周期中获得的第二差值相关联的增益脉谱图来推定冷却剂温度。可在实验等中在测量冷却剂的实际温度时提前确定该增益脉谱图。该增益脉谱图因此被提前指定并存储在推定器中。注意，由于阶跃响应按照冷却剂的流量而变化，所以推定器存储针对数种流量中的每种流量的增益脉谱图。

使用诸如如上所述的增益脉谱图的冷却剂温度推定算法如下。推定器由增益脉谱图指定与通过由在当前取样周期期间获得的测量值减去在前一个取样周期期间由温度传感器获得的测量值而获得的差值(第三差值)对应的增益。推定器然后使通过将第三差值乘以指定增益而获得的值与当前取样周期的测量值相加，并输出由此获得的值作为冷却剂温度的推定值。

上述使用增益脉谱图的算法能应用于从冷却剂传递到温度传感器的热的传递函数的任何模型。以上算法在传递函数能被模型化为二阶延迟系统的情况下尤其有效。但是，注意，在二阶延迟系统的阶跃响应中，通过由当前取样周期的测量值减去前一个取样周期的测量值而获得的差值随着时间推移而增大并且然后在中途开始减小。换言之，会有两个增益与单个差值相关联。因此，当指定增益时，推定器按照通过由在当前取样周期中的获得的测量值减去在前一个取样周期中由温度传感器获得的测量值而获得的差值(第三差值)和根据第三差值随着时间推移是呈现增大趋势还是减小趋势所获得的差值来从增益脉谱图指定增益。

参照图1，将说明根据第一实施例的冷却器10。冷却器10是使用水(或长效冷却剂(LLC))作为冷却剂的液体冷却器，并且冷却安装在壳体2上的半导体元件90。在图1中，单独示出壳体2的截面。在壳体2的内部绘出的箭头表示冷却剂流。壳体2由热传导率高的金属——典型地为铝——形成。在壳体2的内部形成有流动通路9，并且冷却剂流过该流动通路。冷却器10除壳体2外还包括冷却冷却剂的散热器6、将散热器6与壳体2连接的循环通路7、使冷却剂循环的泵5、温度传感器3、和控制泵5的控制器4。控制器4基于温度传感器3的测量值来调节泵5的输出。宽泛地讲，控制器4在温度传感器3的测量值高时提高泵5的输出，而在温度传感器3的测量值低时降低泵5的输出。此外，当由温度传感器3的测量值推定的冷却剂温度超过预定阈值时，控制器4向控制半导体元件90的单独的控制器(未示出)传送信号。在收到来自控制器4的信号时，该单独的控制器抑制流过半导体元件90的电流，以便抑制半导体元件90的发热。

温度传感器3在壳体2的外侧安装成不与液体冷却剂直接接触。因此，严格地讲，通过温度传感器3测得的温度是壳体2的温度而不是冷却剂的温度。在等待冷却剂的温度变化传递到壳体2并被反映在温度传感器3的测量值中时发生时间延迟。控制器4在考虑该时间延迟的情况下由温度传感器3的测量值来推定冷却剂的温度，并基于该结果来调节泵5的输出。在控制器4中安装有两个程序。一个是用于由温度传感器3的测量值来推定冷却剂的温度的温度推定程序4a，而另一个是用于基于推定的冷却剂温度来调节泵5的输出的泵控制程序4b。接下来，将说明温度推定程序4a以及冷却剂的温度变化和其在温度传感器3的测量值中的反映之间的时间延迟。

首先，将说明时间延迟。图2是由图1中的虚线II表示的范围的扩大图。从冷却剂到温度传感器3的距离——或换言之壳体2的从流动通路9的内表面到温度传感器3的厚度——用附图标记L表示。供冷却剂的热沿其传递到温度传感器3的热路径的表面积用附图标记A表示。为有利于对热路径的理解，图1和2示出其中温度传感器3安装在设置于壳体2的外侧的突起部上的结构。该突起部的截面积用附图标记A表示。此外，从冷却剂到温度传感器3的热阻用附图标记R表示，并且热容量用附图标记C表示。当从冷却剂传递到温度传感器3的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时，其时间常数Ta能通过下面示出的(式1)来表达。

[数1]

Ta＝R×C(式1)

热阻R可利用从冷却剂到温度传感器3的距离L、热路径的表面积A和冷却剂的热传导率H通过下面示出的(式2)来表达。

[数2]

$R=\frac{L}{(H\×A)}$ (式2)

冷却剂的热传导率H取决于冷却剂的流量。宽泛地讲，冷却剂的热传导率H与冷却剂的流量成比例。因此，当从冷却剂传递到温度传感器3的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时，所得到的时间常数Ta取决于冷却剂的流量。从(式1)和(式2)显而易见的是，时间常数Ta随着流量增大而减小。换言之，在热从冷却剂传递到温度传感器3时发生的时间延迟随着流量增大而减小。图3示出冷却剂的泵流量和时间常数之间的关系的一个示例。图3中的“增益”是通过将时间常数除以0.01而获得的值。这里，0.01(sec/秒)是其中控制器4的温度推定程序4a获得温度传感器3的测量值的取样周期。此外，泵流量对应于由控制器4的泵控制程序4b施加于泵5的输出指令值。

现在将描述温度推定程序4a。控制器4存储图3所示的增益脉谱图。温度推定程序4a利用以下算法由温度传感器3的测量值来推定冷却剂温度。在各取样周期中，温度推定程序4a由在当前取样周期中获得的测量值减去在紧邻的前一个取样周期中由温度传感器3获得的测量值。所获得的值将被称作测量值差。此外，温度推定程序4a由施加于泵5的输出指令值来指定泵流量。输出指令值和泵流量也具有唯一的关系，并且控制器4预先存储该关系。温度推定程序4a由该关系来指定泵流量。温度推定程序4a然后通过参照图3所示的增益脉谱图来指定与泵流量对应的增益。温度推定程序4a然后使所指定的增益与测量值差相乘。结果对应于由于时间延迟而产生的温差，或换言之冷却剂的实际温度和温度传感器3的测量值之间的温差的推定值。温差的推定值在下文中将被称作“修正值”。温度推定程序4a计算各取样周期中的修正值，并且向泵控制程序4b输出通过使修正值与在当前取样周期中由温度传感器3获得的测量值相加而获得的值作为冷却剂温度的推定值。泵控制程序4b基于冷却剂温度的推定值来调节泵5的输出。

如图2所示，只要温度传感器3与冷却剂流动通路9之间的壳体壁以简单形状形成，从冷却剂传递到温度传感器的热的传递函数就可通过一阶延迟系统来表示。图4示出修正值和在从冷却剂传递到温度传感器的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时获得的阶跃响应之间的关系。曲线G11示出阶跃输入，而曲线G12示出一阶延迟系统的响应。曲线G11与实际水温的变化的模拟对应。曲线G12与温度传感器3的测量值相对于阶跃输入的模拟对应。换言之，图4与其中从冷却剂传递到温度传感器3的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统的模拟对应。

曲线G13示出通过由在当前取样周期中获得的测量值减去在前一个取样周期中由温度传感器3获得的测量值而获得的差值(测量值差)。曲线G13与右手标度(right-handscale)对应。曲线G14示出通过使增益与测量值差相乘而获得的值，或换言之修正值。通过使修正值(曲线G14)与温度传感器3的测量值(曲线G12)相加而获得的值等于曲线G11。换言之，通过使修正值与温度传感器3的测量值相加而获得的值用作冷却剂温度的推定值，并且在该模拟中，冷却剂温度的推定值与阶跃输入——或换言之冷却剂的实际温度——一致。

如上所述，增益是通过将在冷却剂的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时获得的时间常数除以取样周期而获得的。此外，修正值是通过使增益与测量值差(图4中的曲线G13)相乘而获得的值。下面将说明测量值差、增益和修正值之间的关系。

通过下面示出的(式3)来表达在从冷却剂传递到温度传感器3的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时对阶跃输入的响应(图4中的曲线G12)。在(式3)以后的所有公式中，参考符号G11(t)、G12(t)、G13(t)和G14(t)将图4的相应曲线(G11至G14)表达为时间函数。(式4)是通过将(式3)进行时间微分而获得的。此外，如上所述，Ta是模型化的一阶延迟系统的时间常数。

[数3]

$G12\left(t\right)=1-e^{-\frac{t}{\mathrm{Ta}}}$ (式3)

[数4]

$\begin{array}{c}\frac{d}{\mathrm{dt}}G12\left(t\right)-(-\frac{1}{\mathrm{Ta}})e^{-\frac{t}{\mathrm{Ta}}}\\ =\frac{1}{\mathrm{Ta}}{e}^{-\frac{t}{\mathrm{Ta}}}\\ =G12\left(t\right)\end{array}$ (式4)

(式4)与图4中的曲线G13(测量值差)对应。由(式4)获得(式5)。

[数5]

$G12\left(t\right)\×\mathrm{Ta}=e^{-\frac{t}{\mathrm{Ta}}}=G14\left(t\right)$ (式5)

(式5)的右侧与修正值(图4中的曲线G14)对应。这从下面示出的(式6)显而易见。

[数6]

$\begin{array}{c}G12\left(t\right)+G14\left(t\right)=(1-e^{-\frac{t}{\mathrm{Ta}}})+e^{-\frac{t}{\mathrm{Ta}}}\\ =1\≈G11\left(t\right)\end{array}$ (式6)

在控制处理中，当取样周期被设定为10(msec/毫秒)时，修正值与(测量值差)×(Ta×100)对应。此时，修正值在物理意义上与(测量值差/10(毫秒))×Ta对应。

图5示出在冷却剂的实际温度和基于温度传感器3的测量值的推定值之间的比较中获得的实验结果。在该实验中，测量冷却剂的实际温度。曲线G21示出温度传感器3的测量值，而曲线G22(点线)示出实际测得的冷却剂温度。实际温度在约50秒时开始从约37℃上升，并在300秒之后的时间变得稳定在约68℃。温度传感器3的测量值相对于冷却剂的实际温度的变化以一定延迟上升。

曲线G23(细线曲线)示出利用上述算法获得的冷却剂温度的推定值。曲线G24示出冷却剂实际温度(点线曲线G22)和温度传感器3的测量值(曲线G21)之间的温差。曲线G25示出冷却剂实际温度(点线曲线G22)和推定值(曲线G23)之间的温差。曲线G24和曲线G25与右手标度对应。可见，利用上述算法获得的推定值(曲线G23)与实际温度(点线曲线G22)密切一致。

在根据第一实施例的冷却器10的情况下，如图2所示，温度传感器3与冷却剂流动通路9对向，并且因此从冷却剂传递到温度传感器3的热的传递函数可被有利地模型化为简单的一阶延迟系统。在此情况下，可利用基于一阶延迟系统的时间常数的上述算法来有利地推定冷却剂的温度。

接下来将说明根据第二实施例的冷却器10a。图6是冷却器10a的示意性透视图。图7是沿图6中的线VII-VII截取的剖视图，而图8是沿图6中的线VIII-VIII截取的剖视图。冷却器10a冷却被安装在功率变换器92中的半导体元件90。冷却器10a包括与功率变换器92接触的壳体12、温度传感器13、泵5、散热器6、循环通路7和控制器14。

冷却器10a使用液体冷却剂。更具体地，冷却剂为水或LLC。冷却剂通过泵5和循环通路7在壳体12和散热器6之间循环。如图7和8所示，在壳体12的内部形成有供冷却剂通过的流动通路9。壳体12由热传导率高的铝形成。壳体12具有平板形状，并且功率变换器92安装在其一个表面上。注意，图中，功率变换器92被描绘为呈简化的长方体形。但是，实际上，功率变换器92具有复杂的形状。用作冷却对象的半导体元件90配置在功率变换器92中。

在壳体12的内部设置有隔板17c，并且流动通路9围绕该隔板17c弯曲成U形。由泵5供给的冷却剂经流入端口17a流入壳体12中。流入的冷却剂在流过U形的流动通路9时从功率变换器92的半导体元件90吸热。注意，半导体元件90典型地为功率变换装置中供大电流流过的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。但是，本说明书中公开的技术不依赖于用作冷却对象的半导体元件的类型。

在吸热之后温度已上升的冷却剂从壳体12经排出端口17b排出。冷却剂然后经循环通路7移动到散热器6。冷却剂与散热器6中的空气进行热交换，并因此被冷却。温度下降的冷却剂然后由泵5泵送回壳体12中。

流过流动通路9的冷却剂的流量由泵5的输出决定。在控制器14中安装有用于由温度传感器13的测量值来推定冷却剂的温度的温度推定程序14a和用于基于推定温度来调节泵5的输出的泵控制程序14b。

如图7和8所示，温度传感器13安装在壳体12的外侧。换言之，冷却剂温度传感器13在壳体12上安装成不与液体冷却剂接触。如图8所示，壳体12由主体12a和罩盖12b构成。在壳体12的主体12a和罩盖12b之间设置有垫圈21，以便确保流动通路9的气密性。

图9是示出由图8中的虚线IX表示的范围的扩大图。温度传感器13从流动通路9移开，并且因此冷却剂温度的变化以一定延迟在温度传感器13的测量值中出现。图9中的箭头A1、A2示出供来自冷却剂的热沿其传递的示意性路径。由于温度传感器13不与流动通路9对向，所以温度沿两个路径传递，如箭头A1和A2所示。在此情况下，无法通过简单的一阶延迟系统模型来有利地表达从冷却剂传递到温度传感器13的热的传递函数。因此，在诸如这样的情况下，传递函数优选被模型化为至少二阶延迟模型。

图10是示出修正值和在图6至9所示的冷却器10a中从冷却剂传递到温度传感器13的热的传递函数被模型化为二阶延迟系统时获得的阶跃响应之间的关系的曲线图。曲线G31示出阶跃输入。曲线G32示出二阶延迟系统的响应。曲线G31描绘了冷却剂的实际温度的变化的模拟，而曲线G32描绘了温度传感器13的测量值的模拟。曲线G33示出通过由在当前取样周期中获得的测量值减去在前一个取样周期中由温度传感器13获得的测量值而获得的差值(第二差值)的模拟结果。例如，图10中的温差dS表示通过由在时刻T1冷却剂的实际温度(曲线G31用作其模拟)减去在该时刻温度传感器13的测量值(曲线G32用作其模拟)而获得的差值(第一差值)。注意，在时刻T1第二差值的值用参考符号P1表示。在第二实施例中，增益对应于通过将第一差值(在时刻T1的dS)除以在时刻T1第二差值的值P1而获得的值(dS/P1)，所述第一差值是通过由在冷却剂的温度呈阶跃状变化时每隔取样周期获得的冷却剂实际温度减去温度传感器13的测量值而获得的，所述第二差值是通过由此时获得的测量值减去在紧邻的前一个取样周期中由温度传感器13获得的测量值而获得的(即，通过由在当前取样周期中获得的测量值减去在前一个取样周期中由温度传感器13获得的测量值而获得的差值)。图10中的曲线G34示出通过使第二差值(曲线G33)与各时刻的增益相乘而获得的值。曲线G34与该模拟的修正值对应。通过使修正值(曲线G34)与各时刻温度传感器的测量值(曲线G32)相加而获得的值用作冷却剂实际温度的推定值(曲线G31)。在该模拟中，通过使曲线G34与曲线G32相加而获得的值与曲线G31(阶跃输入)一致。

图10中的曲线G31、G32是在热的传递函数被模型化为二阶延迟系统时获得的模拟，而控制器14基于由实际的冷却器10a实际测得的响应来存储增益脉谱图。以如下方式获得该增益脉谱图。首先，进行实验以测量冷却剂实际温度和温度传感器13的测量值，由此获得冷却器10a的与曲线G31和G32对应的实际响应。然后，在该响应的每个取样周期中，获得通过将此时的第一差值除以第二差值而获得的值(增益)。所获得的增益与第二差值相关联。针对数种流量中的每种流量进行实验和计算，由此针对每种流量获得增益脉谱图。

安装在控制器14中的温度推定程序14a利用上述增益脉谱图来推定冷却剂的温度。下面将说明此时使用的算法。温度推定程序14a每隔取样周期重复以下处理。温度推定程序14a获得温度传感器13的测量值和冷却剂的流量。与第一实施例相似，由施加于泵5的输出指令值来获得冷却剂的流量。温度推定程序14a然后通过由在当前取样周期中获得的测量值减去在前一个取样周期中由温度传感器13获得的测量值来确定第三差值。温度推定程序14a指定与当前冷却剂流量对应的增益脉谱图。然后在该增益脉谱图上指定与等于第三差值的第二差值对应的增益。这里，当从冷却剂传递到温度传感器的热的传递函数被模型化为诸如图10所示的二阶延迟系统(或其近似)时，有两个增益与第三差值的单个值相关联。在图10中，例如，第二差值在T1和T2两个时刻都是P1。但是，在时刻T1的增益与在时刻T2的增益不同(增益G34的值在时刻T1和时刻T2不同)。因此，温度推定程序14a根据第三差值是呈现连续增大倾向还是呈现连续减小倾向来判定两个增益中的哪一个适合。在图10所示的模拟中，第三差值在时刻Tx之前呈现增大倾向，而此后呈现减小倾向。因此，当前一个取样周期的第三差值小于当前取样周期的第三差值时，温度推定程序14a判定为第三差值正呈现增大倾向，并且通过在图10中的时刻Tx之前的范围内搜索增益脉谱图来指定对应于与第三差值一致的第二差值的增益。相反地，当前一个取样周期的第三差值大于当前取样周期的第三差值时，温度推定程序14a判定为第三差值正呈现减小倾向，并且通过在图10中的时刻Tx之后的范围内搜索增益脉谱图来指定对应于与第三差值一致的第二差值的增益。注意，图10示出模拟结果，并且由通过实际测量获得的曲线图来指定与时刻Tx对应的时刻。

在指定增益之后，温度推定程序14a使通过将第三差值乘以所指定的增益而获得的值(修正值)与在当前取样周期中由温度传感器13获得的测量值相加。结果用作冷却剂温度的推定值。温度推定程序14a然后向泵控制程序14b输出冷却剂温度的推定值。

图11示出验证由根据第二实施例的温度推定程序14a采用的算法的效果的结果。曲线G41示出温度传感器13的测量值。曲线G43(点线)示出在实验中实际测得的冷却剂温度。曲线G42(细线曲线)示出利用根据第二实施例的算法获得的冷却剂温度的推定值。曲线G44(虚线)示出利用根据第一实施例的算法获得的冷却剂温度的推定值。根据第二实施例的算法的推定温度值(曲线G42)比根据第一实施例的算法的推定温度值(曲线G44)更密切地与实际测量值(曲线G43(点线))一致。

图12示出在特定流量下第三差值和修正值之间的关系的一个示例。图12中的横坐标示出第三差值(通过由在当前取样周期中获得的测量值减去在前一个取样周期中由温度传感器13获得的测量值而获得的差值)。纵坐标示出修正值。修正值是通过使第三差值与特定流量下的增益相乘而获得的。图12示出有两个增益与差值的每个值对应的情形。当第三差值是随着时间推移而呈现增大倾向的正值时，温度推定程序14a在图12中用(A)表示的范围内指定增益。当第三差值是随着时间推移而呈现减小倾向的正值时，温度推定程序14a在图12中用(B)表示的范围内指定增益。当第三差值是随着时间推移而呈现增大倾向的负值时，温度推定程序14a在图12中用(D)表示的范围内指定增益。当第三差值是随着时间推移而呈现减小倾向的负值时，温度推定程序14a在图12中用(C)表示的范围内指定增益。图12与增益脉谱图的一个示例对应。

现在将说明与在各实施例中描述的技术有关的考虑点。执行温度推定程序4a的控制器4和执行温度推定程序14a的控制器14与推定器的一个示例对应。

在第一实施例中，施加于测量值的修正值是按照在通过一阶延迟系统来近似表示从冷却剂实际温度的变化到温度传感器的测量值的热传递函数时获得的时间常数来确定的。在能通过一阶延迟系统来近似表示从流过流动通路的冷却剂到温度传感器的温度传递函数的情况下，能利用第一实施例的算法准确地推定冷却剂温度。另一方面，在如第二实施例中那样从冷却剂到温度传感器的温度传递路径二维地扩展的情况下，可优选地通过二阶延迟系统而不是简单的一阶延迟系统来近似表示传递函数。例如，可将其中冷却剂流动通路在正交于冷却剂流的截面上呈矩形并且温度传感器在从流动通路的矩形截面的正交的两条边中的任一条边的方向看时都位于流动通路的外侧的状况引用为这种情形。换言之，温度传感器位于与流动通路的由通过延长流动通路的矩形截面的正交的两条边而获得的两条直线限定的象限对角地对向的象限中的状况与这种情形对应。在这种情形中，流动通路的截面内与温度传感器最接近的点是两条边之间的交点。当从该交点到温度传感器的热传递路径被模型化时，获得取决于在从两条边中的一条看时该最接近的点和温度传感器之间的距离的一阶延迟系统，并且从另一条边获得相似的一阶延迟系统(尽管距离不同)。因此，从该最接近的点传递到温度传感器的热的传递函数被适当地模型化为两个一阶延迟系统的乘积，或换言之二阶延迟系统。

上文详细说明了本发明的具体实施例，但这些实施例仅为示例，并且权利要求的范围不局限于此。权利要求中说明的技术包括对以上实施例应用的各种修改和变更。在本说明书中说明并在图中示出的技术要素单独地或以各种组合发挥技术效用，并且不限于提交时权利要求中记载的组合。此外，在本说明书中引用和图中示出的技术能够同时达到多个目的，并且通过达到这些目的中的任何一个目的而具备技术效用。

Claims (3)

1.一种冷却器，其特征在于包括：

壳体(2)，所述壳体具有供液体冷却剂通过的流动通路；

温度传感器(3)，所述温度传感器在所述壳体(2)上安装成不与所述冷却剂直接接触，所述温度传感器(3)构造成每隔预定的取样周期测量所述壳体(2)的温度；和

推定器(4)，所述推定器构造成由所述温度传感器(3)的测量值来推定冷却剂温度，所述推定器(4)构造成通过由本次测量值减去紧邻的前一次测量值来确定差值，由所述差值来确定修正值，并输出冷却剂温度的推定值，其中

所述推定值是通过使所述本次测量值与所述修正值相加而获得的，

所述修正值是通过使所述差值与增益相乘而获得的，

所述增益由时间常数来确定，所述增益根据所述冷却剂的流量来确定，并且

所述时间常数是在从所述冷却剂传递到所述温度传感器(3)的热的传递函数被模型化为一阶延迟系统时获得的。

2.一种冷却器，其特征在于包括：

壳体(12)，所述壳体具有供液体冷却剂通过的流动通路；

温度传感器(13)，所述温度传感器在所述壳体(12)上安装成不与所述冷却剂直接接触，所述温度传感器(13)构造成每隔预定的取样周期测量所述壳体(12)的温度；和

推定器(14)，所述推定器构造成由所述温度传感器(13)的测量值来推定冷却剂温度，所述推定器(14)构造成存储针对所述冷却剂的每种流量的增益脉谱图，所述推定器(14)构造成由所述增益脉谱图来指定与第三差值对应的增益，所述推定器(14)构造成输出冷却剂温度的推定值，所述推定值是通过使所述温度传感器(13)的本次测量值与通过将所述第三差值乘以所述增益而获得的值相加而获得的，并且所述第三差值是通过由所述本次测量值减去紧邻的前一次测量值而获得的，其中

所述增益是通过将第一差值除以第二差值而获得的，

所述增益脉谱图是其中所述第二差值与所述增益相关联的脉谱图，

所述第一差值是通过由在所述冷却剂的温度呈阶跃状变化时每隔取样周期的所述冷却剂的实际温度减去所述温度传感器(13)的测量值而获得的，

所述第二差值是通过由第一测量值减去第二测量值而获得的，所述第二测量值在所述第一测量值的取样周期的紧邻的前一个取样周期中测得。

3.根据权利要求2所述的冷却器，其中

所述推定器(14)构造成在有两个增益与所述第三差值相关联的情况下按照所述第三差值及所述第三差值是呈增大倾向还是呈减小倾向而由所述增益脉谱图来指定增益。