CN105531455B - 冷却水控制设备 - Google Patents

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Abstract

一种冷却水控制设备(30)配置成控制冷却设备(10)，其中所述冷却设备包括：第一管路(181)，冷却水在所述第一管路内通过发动机(20)；第二管路(182)，所述冷却水在所述第二管路内不通过所述发动机；阀(13)；和排气热回收器(11)，所述冷却水控制设备包括：判定装置(30)，所述判定装置用于执行基于第一水温和第二水温之间的差异来判定所述阀是否具有故障的判定操作；和控制装置(30)，所述控制装置用于在所述判定装置执行所述判定操作时，将所述冷却设备控制成使得所述排气热回收器中的热传递量随着所述发动机的负荷增大而减小或者不论所述发动机的负荷的大小如何都维持所述热传递量。

Description

冷却水控制设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制例如通过使冷却水循环来使发动机冷却和/或暖机的冷却设备的冷却水控制设备。
背景技术
使冷却水循环以使发动机冷却和/或暖机的冷却设备迄今为止是已知的。例如，专利文献1公开了一种冷却设备，其中通过发动机的发动机水管路和绕过发动机的旁通水管路经由阀连接。
专利文献1中公开的冷却设备使用单个阀来改变冷却水的流动方式。因此，如果阀发生故障(阀工作不正常)，则冷却水的流动方式可能与期望方式不同。因此，在设置有阀的冷却设备中，优选判定(判断)阀是否发生故障。顺便说一下，专利文献1公开了如果由发动机的积分进气流量推定出的发动机水温的推定值和发动机水温的实际值之间存在大的差异则判定为阀具有打开故障(亦即，阀的状态与阀关闭要求相反地保持为阀打开状态的故障)的逻辑，所述打开故障是阀的故障的一个示例。
将专利文献2和3作为与本发明有关的背景技术提出。
[引用清单]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请特开No.2011-241773
[专利文献2]日本专利申请特开No.2008-223725
[专利文献3]日本专利申请特开No.2012-102688
发明内容
[技术问题]
另一方面，可提出基于发动机水管路中的冷却水的温度(下文称为“发动机水温”)和旁通水管路中的冷却水的温度(下文称为“旁通水温”)之间的差异来判定阀是否发生故障的另一逻辑。例如，这里将说明判定阀是否具有作为阀故障的一个示例的关闭故障(亦即，阀的状态与阀打开要求相反地保持为阀关闭状态的故障)的另一逻辑。如果阀的状态为阀关闭状态，则发动机水温具有相对强的比旁通水温更快地升高的倾向(亦即，发动机水温和旁通水温之间的差异具有相对强的变大的倾向)。因此，在阀的状态为阀关闭状态的情况下发动机水温和旁通水温之间的差异可能比在阀的状态为阀打开状态的情况下发动机水温和旁通水温之间的差异大。因此，基于发动机水温和旁通水温之间的差异来判定阀是否发生故障的逻辑在当向阀提供阀打开要求时发动机水温和旁通水温之间的差异大(例如，大于预定阈值)的情况下能判定为阀具有关闭故障。
另一方面，排气热回收器将从发动机排出的相对高温的排气的热传递给冷却水。因此，在排气热回收器中传递给冷却水的热量变得越多，则旁通水管路中的冷却水的温度越高。亦即，在排气热回收器中传递给冷却水的热量越多，则发动机水温和旁通水温之间的差异越小。结果，即使在阀具有关闭故障的情况下，也无法根据在排气热回收器中传递给冷却水的热量来判定为发动机水温和旁通水温度之间的差异大(例如，大于预定阈值)，这是一个技术问题。结果，判定阀是否具有关闭故障的逻辑的判定精度可能会根据在排气热回收器中传递给冷却水的热量而恶化，这是一个技术问题。
顺便说一下，上述技术问题不仅可在判定阀具有关闭故障的逻辑中产生，而且一般在基于发动机水温和旁通水温之间的差异来判定阀发生故障的逻辑中产生。原因如下。基于发动机水温和旁通水温之间的差异来判定阀发生故障的逻辑关注由阀的故障引起的发动机水温和旁通水温之间的差异的变动。另一方面，在排气热回收器中传递给冷却水的热量也可能导致所述差异的变动，这可能引起错误判定。
鉴于上述问题，因此，本发明的一个目的是提供一种例如配置成更精确地判定在冷却设备中阀是否发生故障的冷却水控制设备，在所述冷却设备中第一管路和第二管路经由阀连接，冷却水在所述第一管路中循环成使得冷却水通过发动机，冷却水在所述第二管路中循环成使得冷却水不通过发动机。
[问题的解决方案]
所述冷却水控制设备配置成控制冷却设备，所述冷却设备设置有(i)第一管路，冷却水在所述第一管路内循环成使得所述冷却水通过发动机，(ii)第二管路，所述冷却水在所述第二管路内循环成使得所述冷却水不通过所述发动机，(iii)阀，所述阀位于所述发动机的下游侧且构造成调节从所述第一管路流到所述第二管路的所述冷却水的流量，和(iv)位于所述第二管路上的排气热回收器，所述冷却水控制设备设置有：判定装置，所述判定装置配置成执行基于第一水温和第二水温之间的差异来判定所述阀是否发生故障的判定操作，其中所述第一水温是所述第一管路的位于所述发动机和所述阀之间的管路部分内的所述冷却水的温度，所述第二水温是所述第二管路内的所述冷却水的温度；和控制装置，所述控制装置配置成，当所述判定装置执行所述判定操作时，将所述冷却设备控制成使得(i)在所述排气热回收器中传递给所述冷却水的热传递量随着所述发动机的负荷增大而减小或者(ii)不论所述发动机的负荷的大小如何都维持所述热传递量。
根据该冷却水控制设备，能控制通过使冷却水循环来冷却发动机的冷却设备。
该冷却设备设置有第一管路、第二管路、阀和排气热回收器。
第一管路是用于使冷却水循环成使得冷却水通过发动机(例如，发动机的水套)的冷却水管路(换言之，冷却水通道)。另一方面，第二管路是用于使冷却水循环成使得冷却水不通过发动机(换言之，冷却水绕过发动机)的冷却水管路(换言之，冷却水通道)。
第一管路和第二管路经由阀连接(换言之，连结)。特别地，阀在发动机的下游侧(亦即，发动机的沿冷却水的流动方向的下游侧)将第一管路和第二管路连接。顺便说一下，考虑到第一管路使冷却水循环成使得冷却水通过发动机且第二管路使冷却水循环成使得冷却水不通过发动机的事实，阀可将第一管路的位于发动机的下游侧的管路部分和第二管路连接。然而，阀也可在发动机的上游侧(亦即，发动机的沿冷却水的流动方向的上游侧)将第一管路和第二管路连接。
阀调节从第一管路流到第二管路的冷却水的流量。阀响应于用于改变(切换)阀的状态的指令要求而将阀自身的状态从阀打开状态切换为阀关闭状态或从阀关闭状态切换为阀打开状态，以调节从第一管路流到第二管路的冷却水的流量。例如，状态为阀打开状态的阀允许第一流量的冷却水从第一管路流到第二管路。另一方面，例如，状态为阀关闭状态的阀允许第二流量(然而，第二流量小于第一流量)的冷却水从第一管路流到第二管路。
排气热回收器将流入排气热回收器中的相对高温的排气(亦即，发动机的排气)的热传递给流入排气热回收器中的相对低温的冷却水。亦即，在排气热回收器中进行排气和冷却水之间的热传递(换言之，热交换)。
进行热传递的排气热回收器位于第二管路上。因此，排气热回收器将排气的热传递给第二管路中的冷却水。亦即，第二管路中的冷却水的温度会由于排气热回收器中的排气和冷却水之间的热传递而升高。
冷却水控制设备针对这种冷却设备判定阀是否发生故障。为了判定阀是否发生故障，冷却水控制设备设置有判定装置和控制装置。
判定装置执行基于第一水温和第二水温之间的差异来判定阀是否发生故障的判定操作。第一水温是第一管路中的冷却水的温度。特别地，第一水温优选是第一管路的位于发动机和阀之间的管路部分(然而，该管路部分包括第一管路的位于发动机的水封和阀之间的管路部分)中的冷却水的温度。换言之，第一水温是第一管路的位于发动机的下游侧且位于阀的上游侧的管路部分(然而，该管路部分包括第一管路的位于发动机的水封的下游侧且位于阀的上游侧的管路部分)中的冷却水的温度。另一方面，第二水温是第二管路中的冷却水的温度。
这里，将说明判定阀是否发生作为阀的故障的一个示例的关闭故障(亦即，阀的状态与阀打开要求相反地保持为阀关闭状态的故障)的判定操作作为判定阀是否发生故障的判定操作的一个示例。如果阀的状态为阀关闭状态，则冷却水保持处于第一管路中且冷却水在第二管路中循环。因此，如果阀的状态为阀关闭状态，则第一水温具有相对强的比第二水温更快地升高的倾向(亦即，第一水温和第二水温之间的差异具有相对强的变大的倾向)。另一方面，如果阀的状态为阀打开状态，则冷却水在第一管路和第二管路两者中循环。此外，在第一管路中循环的冷却水和在第二管路中循环的冷却水混合。因此，如果阀的状态为阀打开状态，则第一水温和第二水温之间的差异具有相对强的变小的倾向。因此，如果在向阀提供阀打开要求的状态下(亦即，在第一水温和第二水温之间的差异由于阀的状态在通常情况下将为阀打开状态而被推定为小的状态下)第一水温和第二水温之间的差异大(例如，大于预定阈值)，则判定装置能判定为阀发生关闭故障。
如上所述，判定装置能通过关注根据阀的状态的切换而变动的第一水温和第二水温之间的差异来判定阀是否发生故障。亦即，判定装置能通过关注根据阀有无故障而变动的第一水温和第二水温之间的差异来判定阀是否发生故障。
然而，第一水温和第二水温之间的差异除根据阀的状态的切换(或者，阀的故障)而变动以外还可根据排气热回收器中的从排气到冷却水的热传递而变动。具体地，如上所述，由于排气热回收器位于第二管路上，所以第二水温随着在排气热回收器中传递给冷却水的热传递量增大而升高。例如，热传递量随着发动机的负荷增大而增大，且因此，第二水温随着发动机的负荷增大而升高。结果，第一水温和第二水温之间的差异不论是否有阀的状态的切换或者不论是否有阀的故障都随着热传递量的增大而减小。因此，即使当判定装置基于第一水温和第二水温之间的差异而判定为阀发生故障时，阀实际上也可能未发生故障。亦即，即使当判定装置基于第一水温和第二水温之间的差异而判定为阀发生故障时，作为这种判定的基础的第一水温和第二水温之间的差异可能不是由阀的状态的切换或阀的故障引起的，而是由热传递量的变动引起的。因此，为了提高由判定装置执行的判定操作的精度，优选抑制由热传递量的变动引起的第一水温和第二水温之间的差异的变动。
因此，控制装置抑制对应于热传递量的第一水温和第二水温之间的差异的变动(例如，抑制对应于热传递量的第二水温的升高)。具体地，当判定装置执行判定操作时，控制装置可将冷却设备控制成使得热传递量随着发动机的负荷增大而减小。或者，当判定装置执行判定操作时，作为将冷却设备控制成使得热传递量随着发动机的负荷增大而减小的附加或替换，控制装置可将冷却设备控制成使得不论发动机的负荷的大小如何都维持热传递量。
通过控制装置的操作，当判定装置执行判定操作时，即使在发动机的负荷变大的情况下热传递量也减小或维持。亦即，当判定装置执行判定操作时，不论发动机的负荷的大小如何，热传递量都难以增大或完全不增大。因此，当判定装置执行判定操作时，抑制对应于热传递量的第二水温的升高。结果，适当地抑制了对应于热传递量的第一水温和第二水温之间的差异的变动。因此，当判定装置基于第一水温和第二水温之间的差异而判定为阀发生故障时，阀更有可能实际上就是发生了故障。亦即，当判定装置基于第一水温和第二水温之间的差异而判定为阀发生故障时，作为这种判定的基础的第一水温和第二水温之间的差异更不可能是由热传递量的变动引起的而是由阀的状态的切换或阀的故障引起的。因此，由判定装置执行的判定操作的精度提高。
如上所述，冷却水控制设备能更精确地判定在冷却设备中阀是否发生故障，在所述冷却设备中第一管路和第二管路经由阀连接，冷却水在所述第一管路中循环成使得冷却水通过发动机，冷却水在所述第二管路中循环成使得冷却水不通过发动机。
在所述冷却水控制设备的另一方面，所述控制装置配置成将所述冷却设备控制成使得所述热传递量随着利用所述冷却水的热的预定操作所要求的热要求量增大而增大。
根据该方面，即使当控制设备将冷却设备控制成使得热传递量随着发动机的负荷增大而减小或维持热传递量时，控制装置也能控制冷却设备来确保能满足热要求量的热传递量。结果，冷却水控制设备能适当地执行预定操作，同时更精确地判定阀是否发生故障。
顺便说一下，使用冷却水的热的预定操作的一个示例包括加热操作(加热器操作)、除霜操作、除冰操作等。
顺便说一下，控制装置可配置成，当判定装置执行判定操作时，将冷却设备控制成使得(i-1)热传递量随着发动机的负荷增大而减小或者(i-2)不论发动机的负荷的大小如何都维持热传递量并且(ii)热传递量随着热要求量的增大而增大(换言之，对热传递量增加一附加量)。
在所述冷却水控制设备的另一方面，所述冷却设备还设置有：加热器芯，所述加热器芯位于所述排气热回收器的下游侧且构造成能够回收所述冷却水的热，所述控制装置配置成，当所述加热器芯能从所述冷却水回收的热回收量在仅将所述冷却设备控制成使得(i)所述热传递量随着所述发动机的负荷增大而减小或者(ii)不论所述发动机的负荷的大小如何都维持所述热传递量的情况下相对于利用所述冷却水的热的预定操作所要求的热要求量不足时，将所述冷却设备控制成使得所述热传递量增大与所述热回收量相对于所述热要求量的不足对应的附加热量。
根据该方面，即使当控制设备将冷却设备控制成使得热传递量随着发动机的负荷增大而减小或维持热传递量时，控制装置也能控制冷却设备来确保能满足热要求量的热传递量。结果，冷却水控制设备能适当地执行预定操作，同时更精确地判定阀是否发生故障。
在所述冷却水控制设备的另一方面，所述控制装置配置成，当所述发动机的负荷在预定值以上时，将所述冷却设备控制成使得(i)所述热传递量随着所述发动机的负荷增大而减小或者(ii)不论所述发动机的负荷的大小如何都维持所述热传递量。
在发动机的负荷在预定值以上的情况下，热传递量相比于发动机的负荷不在预定值以上的情况更容易增大。因此，在发动机的负荷在预定值以上的情况下，相比于发动机的负荷不在预定值以上的情况，第一水温和第二水温之间的差异更容易由于热传递量的变动而变动。因此，根据该方面，当热传递量更容易由于热传递量的变动而变动时(亦即，当发动机的负荷在预定值以上时)，控制装置能抑制由热传递量的变动引起的第一水温和第二水温之间的差异的变动。
顺便说一下，当所述发动机的负荷不在预定值以上时，控制装置可不将冷却设备控制成使得(i)热传递量随着发动机的负荷增大而减小或者(ii)不论发动机的负荷的大小如何都维持热传递量。亦即，当发动机的负荷不在预定值以上时，控制装置可不执行针对热传递量的控制处理。
在所述冷却水控制设备的另一方面，所述排气热回收器包括：热交换管路，排气流入所述热交换管路中并且在所述热交换管路中进行所流入的排气和所述冷却水之间的热交换；和调节装置，所述调节装置构造成调节流入所述热交换管路中的所述排气的流量，所述控制装置配置成将所述调节装置控制成使得流入所述热交换管路中的所述排气的流量随着所述发动机的负荷增大而增大。
根据该方面，控制装置能通过调节流入热交换管路中的排气的流量来抑制由热传递量的变动引起的第一水温和第二水温之间的差异的变动，在所述热交换管路中进行排气和冷却水之间的热交换(亦即，在所述热交换管路中排气的热传递给冷却水)。
特别地，控制装置能在不调节流入排气热回收器中的冷却水的流量的情况下抑制由热传递量的变动引起的第一水温和第二水温之间的差异的变动。亦即，控制装置能抑制由热传递量的变动引起的第一水温和第二水温之间的差异的变动，同时维持冷却水流入排气热回收器和从其中流出的状态。因此，排气热回收器中的冷却水由于排气热回收器中的冷却水的滞留(保留)而很难沸腾或根本不沸腾。
本发明的作用和其它优点将从以下说明的实施方式变得更加明显。
附图说明
[图1]图1是示出本实施方式的车辆的构型(特别地，与冷却设备有关的构型)的一个示例的框图。
[图2]图2是示出排气热回收器的构型的剖视图。
[图3]图3是示出当发动机水温处于第一范围内时冷却水的循环方式的框图。
[图4]图4是示出当发动机水温处于比第一范围高的第二范围内时冷却水的循环方式的框图。
[图5]图5是示出用于判定切换阀是否发生故障的判定操作的第一示例的流程图。
[图6]图6是示出指示发动机的负荷和排气控制阀的开度之间的关系的关联信息的一个示例的曲线图。
[图7]图7是示出在发动机在高负荷运转区域内运转的状态下切换阀不具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式和在发动机在高负荷运转区域内运转的状态下切换阀具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式的曲线图。
[图8]图8是示出在发动机在中-低负荷运转区域内运转的状态下切换阀不具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式和在发动机在中-低负荷运转区域内运转的状态下切换阀13具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式的曲线图。
[图9]图9是示出用于判定切换阀是否发生故障的判定操作的第二示例的流程图。
[图10]图10是示出指示发动机的负荷和加热器热要求量两者与排气控制阀的开度之间的关系的关联信息的一个示例的曲线图。
具体实施方式
下文将参照附图说明具有冷却设备10的车辆1作为本发明的一种实施方式。
(1)车辆的构型
首先，将参照图1说明本实施方式的车辆1的构型(特别地，与冷却设备10有关的构型)。图1是示出本实施方式的车辆1的构型(特别地，与冷却设备10有关的构型)的一个示例的框图。
如图1所示，本实施方式的车辆1设置有：冷却设备10；发动机20；和ECU 30。
冷却设备10设置有：切换阀13；电动WP(水泵)16；水温传感器17b；和水温传感器17w。此外，冷却设备10可设置有：排气热回收器11；加热器芯12；散热器14；和恒温器15。此外，冷却设备10设置有冷却水管路(水通道)18，该冷却水管路18包括：冷却水管路18a；冷却水管路18b；冷却水管路181a；冷却水管路181b；冷却水管路181c；冷却水管路181d；冷却水管路182a；冷却水管路182b；冷却水管路182c；冷却水管路182d；冷却水管路183a；和冷却水管路183b。
电动WP 16是排出期望量的冷却水的泵。从电动WP 16排出的冷却水流入冷却水管路18a中。冷却水管路18a分支成冷却水管路181a和冷却水管路182a。
冷却水管路181a连接到发动机20。冷却水管路181b从发动机20伸出。冷却水管路181b分支成连接到切换阀13的冷却水管路181c和连接到散热器14的冷却水管路183a。冷却水管路181d从切换阀13伸出。冷却水管路181d连同冷却水管路182a一起连接到冷却水管路182b。冷却水管路182b连接到排气热回收器11。冷却水管路182c从排气热回收器11伸出并且连接到加热器芯12。冷却水管路182d从加热器芯12伸出并且连接到恒温器15。冷却水管路18b从恒温器15伸出并且连接到电动WP 16。亦即，从电动WP 16排出的冷却水通过依次从冷却水管路18a、冷却水管路181a、冷却水管路181b、冷却水管路181c、冷却水管路181d、冷却水管路182b、冷却水管路182c、冷却水管路182d和冷却水管路18b通过而返回电动WP 16。亦即，冷却水管路18a、冷却水管路181a、冷却水管路181b、冷却水管路181c、冷却水管路181d、冷却水管路182b、冷却水管路182c、冷却水管路182d和冷却水管路18b构成通过发动机20(即，不绕过发动机20)且不通过散热器14(即，绕过散热器14)的主管路。顺便说一下，主管路是上述“第一管路”的一个示例。
另一方面，冷却水管路182a连同从切换阀13伸出的冷却水管路181d一起连接到冷却水管路182b。冷却水管路182b连接到排气热回收器11。冷却水管路182c从排气热回收器11伸出。亦即，从电动WP 16排出的冷却水通过依次从冷却水管路18a、冷却水管路182a、冷却水管路182b、冷却水管路182c、冷却水管路182d和冷却水管路18b通过而返回电动WP 16。亦即，冷却水管路18a、冷却水管路182a、冷却水管路182b、冷却水管路182c、冷却水管路182d和冷却水管路18b构成不通过发动机20(即，绕过发动机20)的旁通管路。顺便说一下，旁通管路是上述“第二管路”的一个示例。
另一方面，冷却水管路183b从散热器14伸出并且连接到恒温器15。亦即，从电动WP16排出的冷却水通过依次从冷却水管路18a、冷却水管路181a、冷却水管路181b、冷却水管路183a、冷却水管路183b和冷却水管路18b通过而返回电动WP 16。亦即，冷却水管路18a、冷却水管路181a、冷却水管路181b、冷却水管路183a、冷却水管路183b和冷却水管路18b构成通过发动机20(即，不绕过发动机20)且通过散热器14(即，不绕过散热器14)的次管路。
发动机20是通过燃烧所供给的燃料和空气的混合气来产生动力的机器。例如，发动机20是汽油发动机、柴油发动机等。发动机20可搭载在混合动力车辆等上。冷却水经由冷却水管路181a流入发动机20的发动机缸体中。流入发动机20中的冷却水通过发动机20的水套。通过水套的冷却水从发动机20的发动机缸盖或发动机缸体流出到冷却水管路181b。水套位于发动机20中的在图1中未示出的气缸周围。气缸与通过水套的冷却水进行热交换。结果，发动机20被冷却。
水温传感器17w测量通过发动机20的冷却水的温度thw(下文称之为“发动机水温thw”)。特别地，水温传感器17w位于冷却水管路181b处，其中冷却水管路181b位于发动机20的水套中或位于发动机20的水套和切换阀13之间。亦即，在本实施方式中，通过位于发动机20的水套中或位于发动机20的水套和切换阀13之间的冷却水管路181b的冷却水的温度被用作发动机水温thw。然而，水温传感器17w可位于冷却水管路181c——其可位于发动机20的水套和切换阀13之间——处。通过水温传感器17w测得的发动机水温thw输出到ECU 30。
顺便说一下，图1示出水温传感器17w位于发动机20的下游侧的示例。然而，如上所述，水温传感器17w可位于发动机20的水套的下游侧。因此，水温传感器17的位置的含义内的“发动机20的下游侧”可表示发动机20的水套的下游侧。
排气热回收器11位于供从发动机20排出的排气通过的通道(路径)上。排气和冷却水中的每一者都流入排气热回收器11中。排气热回收器11通过在流入排气热回收器11中的冷却水和流入排气热回收器11中的排气之间进行热交换来回收排气热。亦即，排气热回收器11能利用排气的热来加热冷却水。换言之，排气热回收器11能将排气的热传递给冷却水。因此，典型地，冷却水通过排气热回收器11之后的冷却水的温度变得比冷却水通过排气热回收器11之前的冷却水的温度高。
这里，将参照图2说明排气热回收器11的构型。图2是示出排气热回收器11的构型的剖视图。
如图2(a)至图2(c)所示，排气热回收器11设置有：热交换器110；热交换通道(热交换通路或路径)111；旁通通道(旁通通路或路径112)；排气控制阀114；和隔壁115。
热交换器110包括供从冷却水管路182b流来的冷却水通过的冷却水管路。在冷却水通过设置在热交换器110上的冷却水管路的同时，冷却水被从热交换通道111通过的排气加热。从设置在热交换器110上的冷却水管路通过的冷却水流出到冷却水管路182c。
热交换通道111和旁通通道112中的每一者都是供来自发动机20的排气通过的通道(通路或路径)。热交换通道111通过隔壁115与旁通通道112物理地分开。然而，热交换通道111的入口可以不通过隔壁115与旁通通道的入口分开。类似地，热交换通道111的出口可以不通过隔壁115与旁通通道的出口分开。
热交换器110位于热交换通道111中。因此，流入热交换通道111中的排气与流入热交换器110中的冷却水进行热交换。另一方面，热交换器110不位于旁通通道112中。因此，流入旁通通道112中的排气不与流入热交换器110中的冷却水进行热交换。
排气控制阀114是用于在ECU 30的控制下调节流入热交换通道111中的排气的流量的阀。特别地，排气控制阀114优选是能从阀打开状态切换为阀关闭状态且反之亦然的阀。
例如，如图2(a)所示，当排气控制阀114的状态为阀关闭状态时，排气不流入热交换通道111中。这种情况下，流入排气热回收器11中的排气全都流入旁通通道112中。
或者，例如，如图2(b)和图2(c)所示，当排气控制阀114的状态为阀打开状态时，排气流入热交换通道111中。此外，排气可流入旁通通道112中。亦即，流入排气热回收器11中的排气全都可流入热交换通道111中且流入排气热回收器11中的排气无法流入旁通通道112中(参照图2(b))。或者，流入排气热回收器11中的排气的一部分可流入热交换通道111中且流入排气热回收器11中的排气的另一部分可流入旁通通道112中(参照图2(c))。
当排气控制阀114的状态为阀打开状态时，优选地在ECU 30的控制下调节排气控制阀114的开度。结果，排气控制阀114能调节流入热交换通道111中的排气的流量。
同样，在图1中，加热器芯12通过在空气和从加热器芯12的内部通过的冷却水之间进行热交换来回收冷却水的热。通过由加热器芯12回收的热加热的空气由鼓风机(未示出)吹送到车厢内以实现加热、除霜、除冰等。
水温传感器17b位于冷却水管路182c处，冷却水管路182c位于排气热回收器11和加热器芯12之间。因此，水温传感器17b测量流入加热器芯12中的冷却水的温度thb(换言之，从排气热回收器11流出的冷却水的温度thb)。下文将通过水温传感器17b测得的温度thb称为“旁通水温thb”。亦即，在本实施方式中，从位于排气热回收器11和加热器芯12之间的冷却水管路182c通过的冷却水的温度被用作旁通水温thb。然而，从旁通管路的一部分(例如，冷却水管路182a、冷却水管路182b或冷却水管路182d)通过的冷却水的温度也可被用作旁通水温thb。这种情况下，水温传感器17b可位于旁通管路的一部分(例如，冷却水管路182a、冷却水管路182b或冷却水管路182d)上。通过水温传感器17b测得的旁通水温thb输出到ECU 30。
切换阀13是能将未示出的阀元件的状态从阀打开状态切换为阀关闭状态且反之亦然的阀。例如，切换阀13是FCV(流量控制阀)。例如，当切换阀13的状态为阀关闭状态时，切换阀13阻止冷却水从冷却水管路181c流到冷却水管路181d。这种情况下，冷却水滞留在冷却水管路181a、冷却水管路181b和冷却水管路181c中。另一方面，当切换阀13的状态为阀打开状态时，切换阀13允许冷却水从冷却水管路181c流到冷却水管路181d。这种情况下，从发动机20流出到冷却水管路181b的冷却水在通过冷却水管路181c和181d之后流入排气热回收器11中。此外，当切换阀13的状态为阀打开状态时，切换阀13能调节阀元件的开度。亦即，切换阀13能调节从切换阀13流出到冷却水管路181d的冷却水的流量(实质上，主管路中的冷却水的流量)和从切换阀13流出到冷却水管路183a的冷却水的流量(实质上，次管路中的冷却水的流量)。
顺便说一下，状态为阀关闭状态的切换阀13可以不完全阻止冷却水从冷却水管路181c流到冷却水管路181d。换言之，状态为阀关闭状态的切换阀13可以不将从冷却水管路181c流到冷却水管路181d的冷却水的流量切断为零。例如，冷却水可从冷却水管路181c经由形成在切换阀13的阀元件上的小孔流出到冷却水管路181d。然而，状态为阀关闭状态的切换阀13也可完全阻止冷却水从冷却水管路181c流到冷却水管路181d。亦即，状态为阀关闭状态的切换阀13可以将从冷却水管路181c流到冷却水管路181d的冷却水的流量切断为零。
顺便说一下，图1示出切换阀13位于发动机20的下游侧的示例。然而，切换阀13可位于发动机20的上游侧(特别地，位于管路分支为主管路和旁通管路的位置的下游侧且位于发动机20的上游侧的管路部分)。例如，切换阀13可位于冷却水管路181a上。
在散热器14中，通过散热器14的冷却水被空气冷却。这种情况下，通过未示出的电风扇导入的风促进散热器14中冷却水的冷却。
此外，恒温器15具有根据冷却水的温度(例如，发动机水温thw)而将状态从阀打开状态切换为阀关闭状态且反之亦然的阀。通常，恒温器15在冷却水的温度高(例如，高于预定温度)时将它的阀打开。这种情况下，冷却水管路183b经由恒温器15连接到冷却水管路18b。结果，冷却水通过散热器14。因此，冷却水被冷却并且防止了发动机20的过度加热(过热)。另一方面，恒温器15在冷却水的温度相对低(例如，不高于预定温度)时将它的阀关闭。这种情况下，冷却水不从散热器14通过。因此，防止了冷却水的温度的下降并且防止了发动机20的过度冷却(过冷)。
电动WP 16具有电动机。电动WP 16利用该电动机的操作来使冷却水在冷却水管路18中循环。具体地，电力从电池供给到电动WP 16且电动WP 16的转速由从ECU 30供给的控制信号控制。顺便说一下，可使用与发动机20的运转无关地或与发动机20的运转相关联地运转并且能由ECU 30控制的机械水泵来代替电动WP 16。
ECU(电子控制单元)30具有未示出的CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等。ECU 30是“冷却水控制设备”的一个示例。ECU 30判定设置在冷却设备10上的切换阀13是否发生故障。
(2)冷却设备中的冷却水的循环方式的具体示例
接下来，将参照图3和图4说明冷却设备10中的冷却水的循环方式的具体示例。图3是示出当发动机水温thw处于第一范围内时冷却水的循环方式的框图。图4是示出当发动机水温thw处于比第一范围高的第二范围内时冷却水的循环方式的框图。
当发动机水温thw处于发动机20的暖机未完成的第一范围(例如，低于T1℃的范围)内时，ECU 30向切换阀13输出阀关闭要求，该阀关闭要求是将切换阀13的状态切换为阀关闭状态的指令。结果，切换阀13的状态变成阀关闭状态。此外，这种情况下，恒温器15将它的阀关闭。因此，如图3所示，阻止冷却水从冷却水管路181c流到冷却水管路181d和冷却水从冷却水管路183b流到冷却水管路18b。因此，冷却水滞留在构成主管路的冷却水管路181a、冷却水管路181b、冷却水管路181c和冷却水管路181d中。类似地，冷却水滞留在构成次管路的冷却水管路183a和冷却水管路183b中。另一方面，冷却水在构成旁通管路的冷却水管路18a、冷却水管路182a、冷却水管路182b、冷却水管路182c、冷却水管路182d和冷却水管路18b中循环。顺便说一下，图3中的箭头示出冷却水的流动方向。
另一方面，当发动机水温thw处于发动机20的暖机完成且恒温器15未将其阀打开的第二范围(例如，在T1℃以上且在T2(T2＞T1)℃以下的范围)内时，ECU 30向切换阀13输出阀打开要求，该阀打开要求是将切换阀13的状态切换为阀打开状态的指令。结果，切换阀13的状态变成阀打开状态。此外，这种情况下，恒温器15将它的阀关闭。因此，如图4所示，允许冷却水从冷却水管路181c流到冷却水管路181d。另一方面，阻止冷却水从冷却水管路183b流到冷却水管路18b。因此，冷却水在构成主管路的冷却水管路181a、冷却水管路181b、冷却水管路181c和冷却水管路181d中循环。类似地，冷却水在构成旁通管路的冷却水管路18a、冷却水管路182a、冷却水管路182b、冷却水管路182c、冷却水管路182d和冷却水管路18b中循环。另一方面，冷却水滞留在构成次管路的冷却水管路183a和冷却水管路183b中。顺便说一下，图4中的箭头示出冷却水的流动方向。
顺便说一下，尽管图中出于简化说明的目的而未示出特定方面，但是当发动机水温thw处于恒温器15将其阀打开的第三范围(例如，高于T2℃的范围)时，ECU 30向切换阀13输出阀打开要求，该阀打开要求是将切换阀13的状态切换为阀打开状态的指令。结果，切换阀13的状态变成阀打开状态。此外，这种情况下，恒温器15将它的阀打开。因此，允许冷却水从冷却水管路181c流到冷却水管路181d和冷却水从冷却水管路183b流到冷却水管路18b。因此，冷却水在构成主管路的冷却水管路181a、冷却水管路181b、冷却水管路181c和冷却水管路181d中循环。类似地，冷却水在形成次管路的冷却水管路183a和冷却水管路183b中循环。类似地，冷却水在构成旁通管路的冷却水管路18a、冷却水管路182a、冷却水管路182b、冷却水管路182c、冷却水管路182d和冷却水管路18b中循环。
(3)用于判定阀是否发生故障的判定操作的第一示例
接下来，将参照图5说明用于判定切换阀13是否发生故障的判定操作的第一示例的流程。图5是示出用于判定切换阀13是否发生故障的判定操作的第一示例的流程图。顺便说一下，在以下说明中，假设切换阀13的故障是切换阀13的状态无法从阀关闭状态切换为阀打开状态的故障(所谓的关闭故障)。然而，切换阀13的故障可以是除关闭故障以外的任意故障。例如，切换阀13的故障可以是切换阀13的状态不能从阀打开状态切换为阀关闭状态的故障(所谓的打开故障)。
如图5所示，ECU 30判定用于执行判定切换阀13是否发生故障的判定操作的前提条件是否成立(步骤S101)。检查车辆1的要求被输出的条件是前提条件的一个示例。
作为步骤S101的判定的结果，如果判定为前提条件不成立(步骤S101：否)，则ECU30结束其操作而不实际地判定切换阀13是否发生故障。这种情况下，ECU 30可再次执行判定切换阀13是否发生故障的判定操作。
另一方面，作为步骤S101的判定的结果，如果判定为前提条件成立(步骤S101：是)，则ECU 30判定阀打开要求是否输出到切换阀13(步骤S102)。此时，ECU 30优选地判定阀打开要求是否输出到状态为阀关闭状态的切换阀13。
作为步骤S102的判定的结果，如果判定为未输出阀打开要求(步骤S102：否)，则ECU 30结束其操作而不实际地判定切换阀13是否发生故障。ECU 30结束其操作的原因如下。如稍后详细所述，在本实施方式中，ECU 30基于在从开始输出阀打开要求的时刻起经过预定时间之后测得的发动机水温thw和旁通温水thb之间的差异来判定切换阀13是否具有关闭故障。因此，如果未输出阀打开要求，则ECU 30无法判定切换阀13是否具有关闭故障。因此，如果未输出阀打开要求，则ECU 30结束其操作。
此时，ECU 30可以不调节设置在排气热回收器11上的排气控制阀114的开度(步骤S103)。亦即，ECU 30可将排气控制阀114的开度设定为固定值(步骤S103)。ECU 30将排气控制阀114的开度设定为固定值的原因如下。如稍后详细所述，执行对排气控制阀114的开度的调节以提高判定切换阀13是否具有关闭故障的判定操作的精度。具体地，执行对排气控制阀114的开度的调节以抑制由在排气热回收器11中从排气传递给冷却水的热传递量(亦即，由排气热回收器11从排气回收的热回收量)的变动引起的发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异的变动。因此，当ECU 30未判定切换阀13是否具有关闭故障时，调节排气控制阀114的开度的需求降低。因此，ECU 30可以不调节排气控制阀114的开度。
另一方面，作为步骤S102的判定的结果，如果判定为输出了阀打开要求(步骤S102：是)，则ECU 30判定发动机20是否在预先规定或视情况设定的高负荷运转区域内运转(步骤S104)。亦即，ECU 30判定发动机20的负荷是否为高负荷(步骤S104)。
作为步骤S104的判定的结果，如果判定为发动机20在高负荷运转区域内运转(步骤S104：是)，则ECU 30根据发动机20的负荷来调节排气控制阀114的开度(步骤S105)。此时，ECU 30可基于指示发动机20的负荷和排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息来调节排气控制阀114的开度。关联信息可预先存储在设于ECU 30中或附随于ECU 30的存储器中。或者，ECU 30可视情况生成关联信息。
这里，将参照图6说明指示发动机20的负荷和排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息的一个示例。图6是示出指示发动机20的负荷和排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息的一个示例的曲线图。
如图6(a)所示，ECU 30可将排气控制阀114的开度调节成使得排气控制阀114的开度随着发动机20的负荷增大而连续地减小。换言之，ECU 30可将排气控制阀114的开度调节成使得流入热交换通道111中的排气的流量随着发动机20的负荷增大而连续地减小。这种情况下，ECU 30优选地基于指示排气控制阀114的开度随着发动机20的负荷增大而连续地减小的这种关系的关联信息(例如，图6(a)所示的曲线图，或其它关联信息，例如表格、函数等)来调节排气控制阀114的开度。
或者，ECU 30可将排气控制阀114的开度调节成使得排气控制阀114的开度随着发动机20的负荷增大而以期望方式(例如，以分阶段的方式)减小。换言之，ECU 30可将排气控制阀114的开度调节成使得流入热交换通道111中的排气的流量随着发动机20的负荷增大而以期望方式减小。这种情况下，ECU 30优选地基于指示排气控制阀114的开度随着发动机20的负荷增大而以期望方式减小的这种关系的关联信息来调节排气控制阀114的开度。
可生成指示发动机20的负荷与排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息(例如，图6(a)所示的关联信息)以实现不论发动机20的负荷的大小如何都维持排气热回收器11中的热传递量的状态(亦即，图6(b)所示的状态)。顺便说一下，维持热传递量的状态可以是不论发动机20的负荷的大小如何热传递量都相同的状态。然而，维持热传递量的状态也可包括热传递量发生小的变动(例如，不会不利地和显著地影响判定切换阀13是否具有关闭故障的判定操作的精度的变动)的状态。
或者，可生成指示发动机20的负荷与排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息(例如，图6(a)所示的关联信息)以实现排气热回收器11中的热传递量随着发动机20的负荷增大而减小的状态(亦即，图6(c)所示的状态)。
无论如何，在本实施方式中，当调节排气控制阀114的开度时，优选地，排气热回收器11中的热传递量不会随着发动机20的负荷增大而增大。换言之，当调节排气控制阀114的开度时，优选地，排气热回收器11中的热传递量随着发动机20的负荷增大而增大的状态不会实现。
顺便说一下，如果假设排气的温度不变，则排气热回收器11中的热传递量随着排气控制阀114的开度减小(或者，随着流入热交换通道111中的排气的流量减小)而减小。另一方面，如果假设排气控制阀114的开度不变，则排气热回收器11中的热传递量随着排气的温度升高(亦即，随着发动机20的负荷增大)而增大。亦即，热传递量根据排气控制阀114的开度和发动机20的负荷中的每一者而变动。因此，在本实施方式中，优选考虑热传递量与排气控制阀114的开度和发动机20的负荷中的每一者之间的关系来生成关联信息，以实现图6(b)或图6(c)所示的状态。
回到图5中，另一方面，作为步骤S104的判定的结果，如果判定为发动机20未在高负荷运转区域内运转(步骤S104：否)，则ECU 30可以不调节设置在排气热回收器11上的排气控制阀114的开度(步骤S106)。亦即，ECU 30可将排气控制阀114的开度设定为固定值(步骤S106)。
然后，ECU 30判定积分发动机空气流量(优选地，在判定为输出阀打开要求之后的积分发动机空气流量)是否大于预定阈值TH1(步骤S107)。顺便说一下，在步骤S107中判定积分发动机空气流量是否大于预定阈值TH1的判定操作实质上相当于判定在判定为输出阀打开要求之后是否经过预定时间的判定操作。此外，所述预定时间是在切换阀13的状态响应于阀打开要求而从阀关闭状态切换为阀打开状态之后发动机水温thw和旁通水温thb稳定(具体地，稳定成使得ECU 30能基于发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异来判定切换阀13是否发生关闭故障的程度)所需的时间。因此，在步骤S107中判定积分发动机空气流量是否大于预定阈值TH1的判定操作实质上相当于判定发动机水温thw和旁通水温thb是否稳定成使得ECU 30能判定切换阀13是否具有关闭故障的程度的判定操作。因此，优选地基于步骤S107中的判定操作的构想来将适当的值设定为预定阈值TH1。
作为步骤S107的判定的结果，如果判定为积分发动机空气流量不大于预定阈值TH1(步骤S107：否)，则预计发动机水温thw和旁通水温thb中的每一者都未稳定成使得ECU30能判定切换阀13是否具有关闭故障的程度。因此，ECU 30重复步骤S102之后的操作而不基于发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异来判定切换阀13是否具有关闭故障。
另一方面，作为步骤S107的判定的结果，如果判定为积分发动机空气流量大于预定阈值TH1(步骤S107：是)，则预计发动机水温thw和旁通水温thb中的每一者都稳定成使得ECU 30能判定切换阀13是否具有关闭故障的程度。因此，ECU 30基于发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)来判定切换阀13是否具有关闭故障。
这里，将说明基于差异(thw-thb)来判定切换阀13是否具有关闭故障的判定操作的一个示例。当切换阀13的状态是阀关闭状态时，冷却水滞留在主管路中且冷却水在旁通管路中循环(参照图3)。因此，当切换阀13的状态是阀关闭状态时，发动机水温thw具有相对强的比旁通水温thb更快地升高的倾向。亦即，当切换阀13的状态为阀关闭状态时，发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)具有相对强的变得相对大的倾向。另一方面，当切换阀13的状态为阀打开状态时，冷却水在主管路和旁通管路中循环且在主管路中循环的冷却水和在旁通管路中循环的冷却水混合(参照图4)。因此，当切换阀13的状态为阀打开状态时，发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)具有相对强的变得相对小的倾向。因此，如果在阀打开要求输出到切换阀13的状态下(亦即，在预测差异(thw-thb)由于切换阀13的状态将为阀打开状态而相对小的状态下)差异(thw-thb)相对大，则ECU 30能判定为切换阀13具有关闭故障。
在本实施方式中，ECU 30判定差异(thw-thb)是否大于预定阈值TH2以判定切换阀13是否具有关闭故障(步骤S108)。顺便说一下，优选地基于差异(thw-thb)和切换阀13存在关闭故障之间的上述关系来将适当的值设定为预定阈值TH2。
作为步骤S108的判定的结果，如果判定为差异(thw-thb)不大于预定阈值TH2(步骤S108：否)，则ECU 30判定为切换阀13此时不具有关闭故障。这种情况下，在将积分发动机空气流量重置为零之后(步骤S110)，ECU 30可重复步骤S102之后的操作。
另一方面，作为步骤S108的判定的结果，如果判定为差异(thw-thb)大于预定阈值TH2(步骤S108：是)，则ECU 30判定为切换阀13具有关闭故障。
在本实施方式中，ECU 30可通过执行上述图5所示的判定操作来相对精确地(更精确地)判定切换阀13是否具有关闭故障。下文将参照图7和图8说明为何ECU 30能相对精确地判定切换阀13是否具有关闭故障的原因。图7是示出在发动机20在高负荷运转区域内运转的状态下切换阀13不具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式以及在发动机20在高负荷运转区域内运转的状态下切换阀13具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式的曲线图。图8是示出在发动机20不在高负荷运转区域内运转(亦即，在中-低负荷运转区域内运转)的状态下切换阀13不具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式以及在发动机20不在高负荷运转区域内运转(亦即，在中-低负荷运转区域内运转)的状态下切换阀13具有关闭故障的情况下发动机水温thw和旁通水温thb的变动方式的曲线图。
首先，在说明为何ECU 30能更精确地判定切换阀13是否具有关闭故障的原因之前，将说明在不调节排气控制阀114的开度(亦即，不执行在图5的步骤S105中的操作)的情况下的发动机水温thw和旁通水温thb。
如图7(a)和图7(b)所示，相比于发动机20在中-低负荷运转区域内运转的情况，在发动机20在高负荷运转区域内运转的情况下，旁通水温thb变得相对高。这是因为，相比于发动机20在中-低负荷运转区域内运转的情况，在发动机20在高负荷运转区域内运转的情况下，排气热回收器11中的热传递量变得相对大。
在这种状态下，在切换阀13不具有关闭故障的情况下，发动机水温thw和旁通水温thb以图7(a)所示的方式改变(变动)。顺便说一下，时刻T1是阀打开要求输出到切换阀13时的时刻(在图5的步骤S102中判定结果变成“是”时的时刻)。此外，时刻T2是判定为积分发动机空气流量大于预定阈值TH1时的时刻(在图5的步骤S107中判定结果变成“是”时的时刻)。亦即，时刻T2是发动机水温thw和旁通水温thb变得稳定成使得ECU 30能判定切换阀13是否具有关闭故障的程度时的时刻。
如图7(a)所示，即使在不调节排气控制阀114的开度的情况下，只要切换阀13不具有关闭故障，发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)在时刻T2就相对小。亦即，ECU 30能判定为差异(thw-thb)不大于预定阈值TH1。因此，即使在不调节排气控制阀114的开度的情况下，只要切换阀13不具有关闭故障，ECU 30就不太可能错误地判定为切换阀13具有关闭故障。
另一方面，如图7(b)所示，在不调节排气控制阀114的开度的情况下，即使切换阀13具有关闭故障，发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)在时刻T2也相对小。这是因为，相比于发动机20在中-低负荷运转区域内运转的情况，在发动机20在高负荷运转区域内运转的情况下，旁通水温thb变得相对高。亦即，在不调节排气控制阀114的开度的情况下，即使切换阀13具有关闭故障，ECU 30也可能判定为差异(thw-thb)不大于预定阈值TH1。因此，在不调节排气控制阀114的开度的情况下，即使切换阀13具有关闭故障，ECU 30也可能错误地判定为切换阀13不具有关闭故障。
因此，在本实施方式中，ECU 30通过根据发动机20的负荷而调节排气控制阀114的开度来防止错误判定。具体地，在本实施方式中，如上所述，ECU 30将排气控制阀114的开度调节成使得不论发动机20的负荷的大小如何都维持热传递量或者热传递量随着发动机20的负荷增大而减小。因此，如图7(c)所示，旁通水温变得比在不调节排气控制阀114的开度的情况下低。在切换阀13具有关闭故障的状态下调节排气控制阀114的开度的情况下，发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)在时刻T2变得相对大。亦即，在切换阀13具有关闭故障的状态下调节排气控制阀114的开度的情况下，ECU 30能判定为差异(thw-thb)大于预定阈值TH1。因此，在切换阀13具有关闭故障的状态下调节排气控制阀114的开度的情况下，ECU 30能适当地判定为切换阀13具有关闭故障。
另一方面，如图8(a)和图8(b)所示，在发动机20在中-低负荷运转区域内运转的情况下，即使发动机20的负荷变高，热传递量也不显著地改变(变动)，这是因为发动机20的负荷本来就小。因此，在发动机20在中-低负荷运转区域内运转的情况下，即使发动机20的负荷变高，旁通水温thb也不会显著地升高。亦即，在发动机20在中-低负荷运转区域内运转的情况下，即使不根据发动机20的负荷而调节排气控制阀114的开度，ECU 30也能精确地判定切换阀13是否具有关闭故障。亦即，如图8(a)所示，在切换阀13不具有关闭故障的情况下，发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)在时刻T2相对小。因此，ECU 30能判定为切换阀13不具有关闭故障。类似地，如图8(b)所示，在切换阀13具有关闭故障的情况下，发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)在时刻T2相对大。因此，ECU 30能判定为切换阀13具有关闭故障。
顺便说一下，如图7和图8所示，发动机20的运转区域的差异(换言之，发动机20的负荷的差异)影响判定切换阀13是否具有关闭故障的判定操作的精度。因此，优选地视情况基于发动机20的运转区域和判定操作的精度之间的关系来将“高负荷运转区域”设定成使得“高负荷运转区域”对应于或包括发动机20的可影响判定操作的精度的运转区域的一部分或全部。
如上所述，相比于不根据发动机20的负荷而调节排气控制阀114的开度的ECU，本实施方式的ECU 30能通过根据发动机20的负荷而调节排气控制阀114的开度来更精确地判定切换阀13是否具有关闭故障。
此外，本实施方式的ECU 30调节流入热交换通道111中的排气的流量以更精确地判定切换阀13是否具有关闭故障。换言之，ECU 30不一定需要调节流入排气热回收器11中的冷却水的流量以更精确地判定切换阀13是否具有关闭故障。因此，ECU 30能更精确地判定切换阀13是否具有关闭故障，同时维持冷却水流入排气热回收器11中和从其中流出的状态。因此，在本实施方式中，排气热回收器11中的冷却水由于排气热回收器11中的冷却水的滞留(保留)而很难沸腾或根本不会沸腾。
然而，ECU 30也可调节流入排气热回收器11(特别地，设置在排气热回收器11上的热交换器110)中的冷却水的流量以更精确地判定切换阀13是否具有关闭故障。或者，ECU30可执行能实现不论发动机20的负荷的大小如何都维持热传递量或者热传递量随着发动机20的负荷增大而减小的状态的任意控制，以更精确地判定切换阀13是否具有关闭故障。
顺便说一下，在上述说明中，当发动机20在高负荷运转区域内运转时，ECU 30根据发动机20的负荷来调节排气控制阀114的开度。然而，以与发动机20在高负荷运转区域内运转相同的方式，即使当发动机20在中-低负荷运转区域内运转时，ECU 30也可根据发动机20的负荷来调节排气控制阀114的开度。亦即，不论发动机20的运转区域(换言之，发动机20的负荷)如何，ECU 30都可根据发动机20的负荷来调节排气控制阀114的开度。
此外，在上述说明中，ECU 30基于发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)来判定切换阀13是否具有关闭故障。然而，ECU 30也能基于发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)来判定切换阀13是否具有其它故障(例如，打开故障)。即使在这种情况下，ECU 30也能以与ECU 30判定切换阀13是否具有关闭故障相同的方式来调节排气控制阀114的开度。
此外，作为发动机水温thw和旁通水温thb之间的差异(thw-thb)的附加或替换，ECU 30可基于发动机水温thw和旁通水温thb中的至少一者来判定切换阀13是否具有关闭故障。即使在这种情况下，ECU 30也能以与ECU 30判定切换阀13是否具有关闭故障相同的方式来调节排气控制阀114的开度。
(4)用于判定阀是否发生故障的判定操作的第二示例
接下来，将参照图9说明用于判定切换阀13是否发生故障的判定操作的第二示例的流程。图9是示出用于判定切换阀13是否发生故障的判定操作的第二示例的流程图。
顺便说一下，在第二示例中，同样假设切换阀13的故障为关闭故障。此外，将通过赋予相同的步骤标号来省略与在判定操作的上述第一示例中执行的操作相同的操作的详细说明。
如图9所示，第二示例与上述第一示例的不同之处在于在ECU 30判定为发动机20在高负荷运转区域内运转之后执行的操作。具体地，在第二示例中，如果判定为发动机20在高负荷运转区域内运转(步骤S104：是)，则ECU 30判定是否输出加热器要求(步骤S201)。顺便说一下，加热器要求是使加热器芯12出于加热、除霜、除冰等目的而回收冷却水的热的指令要求。
作为步骤S201的判定的结果，如果判定为输出了加热器要求(步骤S201：是)，则ECU 30判定加热器芯12应当从冷却水回收的热量(亦即，加热器热要求量)是否大于预定热量Qw(步骤S202)。预定热量Qw可以是加热器芯12能从冷却水回收的热量。或者，预定热量Qw可以是视情况从其它观点设定的恒定值。
作为步骤S202的判定的结果，如果判定为加热器热要求量大于预定热量(步骤S202：是)，则预测加热器芯12能回收的热量不足(亦即，无法实现期望的加热器性能)。这种情况下，ECU 30根据发动机20的负荷和加热器热要求量两者来调节排气控制阀114的开度(步骤S203)。此时，ECU 30可基于指示发动机20的负荷和加热器热要求量两者与排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息来调节排气控制阀114的开度。
这里，将参照图10说明指示发动机20的负荷和加热器热要求量两者与排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息的一个示例。图10是示出指示发动机20的负荷和加热器热要求量两者与排气控制阀114的开度之间的关系的关联信息的一个示例的曲线图。
如图10所示，ECU 30可将排气控制阀114的开度调节成使得排气控制阀114的开度随着加热器热要求量的增大而增大(例如，以连续方式、以分阶段的方式或期望方式增大)。换言之，ECU 30可将排气控制阀114的开度调节成使得流入热交换通道111中的排气的流量随着加热器热要求量的增大而增大。这种情况下，ECU 30优选地基于指示排气控制阀114的开度随着加热器热要求量的增大而增大的关系的关联信息(例如，图10所示的曲线图，或其它关联信息，例如表格、函数等)来调节排气控制阀114的开度。
亦即，在第二示例中，ECU 30原则上基于发动机20的负荷来调节排气控制阀14的开度。另一方面，如果加热器芯12能从冷却水回收的热量在仅基于发动机20的负荷来调节排气控制阀114的开度的情况下不足，则ECU 30基于加热器热要求量来调节排气控制阀114的开度以使得热量的不足由排气热回收器11回收。
回到图9中，另一方面，作为步骤S202的判定的结果，如果判定为加热器热要求量不大于预定热量Qw(步骤S202：否)，则预测加热器芯12能回收的热量不会不足(亦即，能实现期望的加热器性能)。这种情况下，ECU 30根据发动机20的负荷来调节排气控制阀114的开度(步骤S105)。
另一方面，作为步骤S201的判定的结果，如果判定为未输出加热器要求(步骤S201：否)，则ECU 30根据发动机20的负荷来调节排气控制阀114的开度而不考虑加热器热要求量(步骤S105)。
在调节排气控制阀114的开度之后，在第二示例中执行与第一示例相同的操作。亦即，在调节排气控制阀114的开度之后，在第二示例中以与第一示例相同的方式执行步骤S107之后的操作。
如上所述，在第二示例中，当加热器芯12能回收的热量不足时，ECU 30能将排气控制阀114的开度调节成使得加热器芯12能回收的热量的不足被补偿(补足)。亦即，当加热器芯12能回收的热量不足时，ECU 30能增加热传递量以使得加热器芯12能回收的热量的不足被补偿(补足)。因此，ECU 30能获得在第一示例中能获得的各种效果，同时满足加热器性能。
本发明不限于上述实施方式，而是可以按需做出各种变更而不脱离可从权利要求和整个说明书读取的本发明的实质或精神。包含此类变更的冷却水控制设备同样被预期处于本发明的技术范围内。
[附图标记列表]
1 车辆
10 水设备
11 排气热回收器
12 加热器芯
13 切换阀
14 散热器
15 恒温器
16 电动WP
17b，17w 水温传感器
18 冷却水管路
18a 冷却水管路
18b 冷却水管路
181a 冷却水管路
181b 冷却水管路
181c 冷却水管路
181d 冷却水管路
182a 冷却水管路
182b 冷却水管路
182c 冷却水管路
182d 冷却水管路
183a 冷却水管路
183b 冷却水管路
20 发动机
30 ECU

Claims (5)

1.一种配置成控制冷却设备的冷却水控制设备，
所述冷却设备包括：(i)第一管路，冷却水在所述第一管路内循环成使得所述冷却水通过发动机；(ii)第二管路，所述冷却水在所述第二管路内循环成使得所述冷却水不通过所述发动机；(iii)阀，所述阀位于所述发动机的下游侧且构造成调节从所述第一管路流到所述第二管路的所述冷却水的流量；和(iv)位于所述第二管路上的排气热回收器，
所述排气热回收器包括：热交换管路，排气流入所述热交换管路中并且在所述热交换管路中进行所述排气和所述冷却水之间的热交换；和调节装置，所述调节装置构造成调节流入所述热交换管路中的所述排气的流量，
所述冷却水控制设备包括：
判定装置，所述判定装置配置成执行基于第一水温和第二水温之间的差异来判定所述阀是否发生故障的判定操作，其中所述第一水温是所述第一管路的位于所述发动机和所述阀之间的管路部分内的所述冷却水的温度，所述第二水温是所述第二管路内的所述冷却水的温度；和
控制装置，所述控制装置配置成，当所述判定装置执行所述判定操作时，将所述调节装置控制成使得(i)在所述排气热回收器中传递给所述冷却水的热传递量随着所述发动机的负荷增大而减小或者(ii)不论所述发动机的负荷的大小如何都维持所述热传递量。
2.根据权利要求1所述的冷却水控制设备，其中
所述控制装置配置成将所述调节装置控制成使得所述热传递量随着利用所述冷却水的热的预定操作所要求的热要求量增大而增大。
3.根据权利要求1所述的冷却水控制设备，其中
所述冷却设备还包括加热器芯，所述加热器芯位于所述排气热回收器的下游侧且构造成能够回收所述冷却水的热，
所述控制装置配置成，当所述加热器芯能从所述冷却水回收的热回收量在仅将所述调节装置控制成使得(i)所述热传递量随着所述发动机的负荷增大而减小或者(ii)不论所述发动机的负荷的大小如何都维持所述热传递量的情况下相对于利用所述冷却水的热的预定操作所要求的热要求量不足时，将所述调节装置控制成使得所述热传递量增大与所述热回收量相对于所述热要求量的不足对应的附加热量。
4.根据权利要求1所述的冷却水控制设备，其中，
所述控制装置配置成，当所述发动机的负荷在预定值以上时，将所述调节装置控制成使得(i)所述热传递量随着所述发动机的负荷增大而减小或者(ii)不论所述发动机的负荷的大小如何都维持所述热传递量。
5.根据权利要求1所述的冷却水控制设备，其中
所述控制装置配置成将所述调节装置控制成使得流入所述热交换管路中的所述排气的流量随着所述发动机的负荷增大而减小。
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