CN109228817A - 热交换系统的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热交换系统的控制装置,所述控制装置应用于热交换系统,所述热交换系统具备:加热器芯加热系统(30),其具有使热交换水循环的加热器水路和加热器泵;发动机冷却系统(10),其具有使热交换水循环的发动机水路和发动机泵;连通系统(60),其切换发动机水路向加热器水路的连通和发动机水路从加热器水路的切离;以及截断单元(36),其截断特定水路(46),所述特定水路(46)是来自发动机水路的热交换水所流入的加热器水路的部分与向发动机水路流出的热交换水所流出的加热器水路的部分之间的加热器水路。在截断特定水路、并且使发动机水路与加热器水路连通时进行加热器泵的占空比的减小和发动机泵的占空比的增大的情况下,本控制装置在进行了发动机水路与加热器水路的连通、特定水路的截断、以及发动机泵的占空比的增大后,进行加热器泵的占空比的减小。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换系统的控制装置,该热交换系统具备:加热器芯加热系统,其用于利用热交换水对加热器芯进行加热,该加热器芯对为了车辆的车室内的供暖而向车辆的车室内供给的空气进行加热;和发动机冷却系统,其用于利用热交换水对内燃发动机进行冷却。
背景技术
已知有具备上述加热器芯加热系统和上述发动机冷却系统的热交换系统的控制装置(例如参照专利文献1)。该热交换系统(以下,称为“以往系统”)的加热器芯加热系统具有作为使热交换水循环的水路的加热器水路、和使热交换水在该加热器水路中循环的加热器泵。进而,以往系统的发动机冷却系统具有作为使热交换水循环的水路的发动机水路、和使热交换水在该发动机水路中循环的发动机泵。
进而,以往系统具备切换发动机水路向加热器水路的连通和发动机水路从加热器水路的切离的连通系统。
应用于以往系统的上述控制装置(以下,称为“以往装置”),在对内燃发动机进行冷却的热交换水的温度比预定的温度低时使加热器水路与发动机水路切离。
另一方面,以往装置构成为,在对内燃发动机进行冷却的热交换水的温度成为上述预定的温度以上的情况下,使发动机水路连通于加热器水路,向加热器水路供给对内燃发动机进行冷却而温度变高了的热交换水,由此利用对内燃发动机进行冷却后的热交换水的热来对加热器芯进行加热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-107979号公报
发明内容
另外,在热交换系统中要求使加热器泵工作,以使得向加热器芯供给为了将加热器芯的温度维持在预定温度而需要向加热器芯供给的流量(以下,称为“要求芯流量”)的热交换水。
在此,在发动机水路连通于加热器水路的情况下,热交换系统整体的流路阻力发生变化。因此,在发动机水路连通于加热器水路前后加热器泵的占空比和发动机泵的占空比恒定的情况下,向加热器芯供给的流量(以下,称为“芯流量”)发生变化。
因此,若在向加热器芯供给要求芯流量的热交换水时发动机水路连通于加热器水路,则芯流量可能会变得比要求芯流量少。当芯流量变得比要求芯流量少时,为了车辆的车室内的供暖而向车辆的车室内供给的空气(暖风)的温度会降低,有可能给车辆的乘员带来不适感。
本发明是为了解决上述的问题而做出的发明。即,本发明的目的之一在于提供一种能够以芯流量不会变得比要求芯流量少的方式使发动机水路连通于加热器水路的热交换系统的控制装置。
本发明涉及的控制装置(以下,称为“本发明装置”)应用于具备加热器芯加热系统(30)、发动机冷却系统(10)、连通系统(60)以及截断单元(36)的热交换系统。
所述加热器芯加热系统是用于利用热交换水对加热器芯(31)进行加热的系统,所述加热器芯(31)对为了车辆的车室内的供暖而向所述车辆的车室内供给的空气进行加热。所述加热器芯加热系统具有作为使热交换水循环的水路的加热器水路(40、33W、41、31W、42、34W、45、46)、对在所述加热器水路中循环的热交换水进行加热的热交换器(33、34)、以及使热交换水在所述加热器水路中循环的加热器泵(32)。
所述发动机冷却系统是用于利用热交换水对内燃发动机(11)进行冷却的系统。进而,所述发动机冷却系统具有作为使热交换水循环的水路的发动机水路(16、11W、17、18、12W、19)、和使热交换水在所述发动机水路中循环的发动机泵(15)。
所述加热器泵和所述发动机泵构成为,以使得在所述加热器芯中流动的热交换水的流量成为其要求流量即要求芯流量、并且在所述发动机水路中流动的热交换水的流量成为其要求流量即要求发动机流量的方式工作。
所述连通系统是切换所述发动机水路向所述加热器水路的连通和所述发动机水路从所述加热器水路的切离的系统。进而,所述连通系统构成为以热交换水从所述发动机水路流入所述加热器水路、并且热交换水从所述加热器水路向所述发动机水路流出的方式,使所述发动机水路连通于所述加热器水路。
为了截断所述加热器水路而将所述截断单元配设于所述加热器水路。进而,所述截断单元构成为截断特定水路(46),所述特定水路(46)是来自所述发动机水路的热交换水所流入的所述加热器水路的部分与向所述发动机水路流出的交换水所流出的所述加热器水路的部分之间的所述加热器水路。
本发明装置具备控制部(90),所述控制部(90)构成为,在包括要求了所述车辆的车室内的供暖这一条件的预定的供暖条件成立(图14的步骤1420中为“是”这一判定)的情况下,使所述加热器泵工作(图13的步骤1390的处理),在包括所述供暖条件成立这一条件的预定的连通条件成立(图13的步骤1310中为“是”这一判定)的情况下,使所述连通系统工作以使得所述发动机水路连通于所述加热器水路、并且使所述截断单元工作以截断所述特定水路。
所述控制部构成为,在通过所述截断单元截断所述特定水路、并且通过所述连通系统使所述发动机水路与所述加热器水路连通时进行所述加热器泵的占空比的减小、和所述发动机泵的占空比的增大(图13的步骤1330中为“是”这一判定)的情况下,在进行了通过所述连通系统实现的所述发动机水路与所述加热器水路的连通、通过所述截断单元实现的所述特定水路的截断、以及所述发动机泵的占空比的增大后,进行所述加热器泵的占空比的减小(图13的步骤1340的处理)。
当在发动机水路未连通于加热器水路的状态下加热器泵的占空比减小时,在加热器芯中流动的热交换水的流量即芯流量会降低。因此,芯流量可能会变得比上述要求芯流量少。进而,即使在发动机水路连通于加热器水路的状态下,当在发动机泵的占空比增大之前加热器泵的占空比减小时,也有可能芯流量降低而变得比上述要求芯流量少。
如上所述,当芯流量变得比要求芯流量少时,向车辆的车室内供给的空气(暖风)的温度会降低,有可能给车辆的乘员带来不适感。
根据本发明装置,加热器泵的占空比的减小在发动机水路连通于加热器水路、并且特定水路被截断、并且发动机泵的占空比增大后进行。因此,芯流量变得比要求芯流量少的可能性小。因此,能够减小向车辆的车室内供给的空气(暖风)的温度降低而给车辆的乘员带来不适感的可能性。
所述控制部可以构成为,在通过所述截断单元截断所述特定水路、并且通过所述连通系统使所述发动机水路与所述加热器水路连通时进行所述加热器泵的占空比的减小、和所述发动机泵的占空比的增大(图13的步骤1330中为“是”这一判定)的情况下,在从进行了通过所述连通系统实现的所述发动机水路与所述加热器水路的连通、通过所述截断单元实现的所述特定水路的截断、以及所述发动机泵的占空比的增大起经过了向所述加热器芯流入的热交换水的流量增大的预定时间后,进行所述加热器泵的占空比的减小。
如上所述,当加热器泵的占空比减小时,芯流量降低。然而,根据本发明装置,在加热器泵的占空比减小的时间点芯流量已增大。因此,能够更可靠地减小芯流量变得比要求芯流量少的可能性。
进而,所述控制部可以构成为,在通过所述截断单元截断所述特定水路、并且通过所述连通系统使所述发动机水路与所述加热器水路连通时进行所述加热器泵的占空比的减小、和所述发动机泵的占空比的增大(图13的步骤1330中为“是”这一判定)的情况下,在进行了通过所述连通系统实现的所述发动机水路与所述加热器水路的连通、和通过所述截断单元实现的所述特定水路的截断后,进行所述发动机泵的占空比的增大(图13的步骤1340的处理)。
由此,发动机泵的占空比的增大正时比在发动机水路与加热器水路连通之前或截断特定水路之前增大发动机泵的占空比的情况下的发动机泵的占空比的增大正时迟。因此,能够减少由发动机泵的占空比的增大引起的电力消耗量的增大。
进而,所述控制部可以构成为,在要求所述发动机水路中的热交换水的循环这一预定的发动机循环条件成立了的情况下,使所述发动机泵工作。在该情况下,所述连通条件包括所述发动机循环条件成立这一条件。
若在发动机泵不工作时发动机水路连通于加热器水路,则必须仅通过加热器泵使热交换水在发动机水路和加热器水路中循环,在该情况下,加热器泵的负荷可能会变得过大。根据本发明装置,在发动机泵工作的情况下发动机水路连通于加热器水路。因此,能够减小在发动机水路连通于加热器水路的情况下加热器泵的负荷变得过大的可能性。
进而,所述连通条件可以包括在所述发动机水路未连通于所述加热器水路时,在所述发动机水路中循环的热交换水的温度比在所述加热器水路中循环的热交换水的温度高这一条件。
由此,在发动机水路中循环的热交换水的温度比在加热器水路中循环的热交换水的温度高。因此,能够抑制以发动机水路连通于加热器水路而热交换水从发动机水路流入加热器水路为起因,在加热器水路中循环的热交换水的温度降低这一情况。
在上述说明中,为了帮助理解发明,对与实施方式对应的发明的构成,用括号标注在实施方式中使用的标号,但发明的各构成要素并不限定于由所述标号规定的实施方式。根据参照以下的附图所记述的关于本发明的实施方式的说明应该能够容易理解本发明的其他目的、其他特征以及附带的优点。
附图说明
图1是应用本发明的实施方式涉及的控制装置(以下,称为“实施装置”)的热交换系统的整体图。
图2是表示图1所示的热泵的图。
图3是表示图1所示的排热回收器的图。
图4是与图1同样的图,并且是表示热交换水的流动的图。
图5是与图1同样的图,并且是表示热交换水的流动的图。
图6是与图1同样的图,并且是表示热交换水的流动的图。
图7是与图1同样的图,并且是表示热交换水的流动的图。
图8是与图1同样的图,并且是表示热交换水的流动的图。
图9是与图1同样的图,并且是表示热交换水的流动的图。
图10是与图1同样的图,并且是表示热交换水的流动的图。
图11是表示进行了与通过实施装置实现的控制不同的控制的情况下的热交换水的流量的变化等的时间图。
图12是表示进行了通过实施装置实现的控制的情况下的热交换水的流量的变化等的时间图。
图13是表示图1所示的ECU的CPU(以下,简称为“CPU”)所执行的例程的流程图。
图14是表示CPU所执行的例程的流程图。
图15是表示CPU所执行的例程的流程图。
图16是表示CPU所执行的例程的流程图。
图17是表示CPU所执行的例程的流程图。
图18是表示CPU所执行的例程的流程图。
标号说明
10:发动机冷却系统
11W:发动机内部水路
12W:散热器内部水路
15:发动机水泵
16:发动机入口水路
17:发动机出口水路
18:散热器入口水路
19:散热器出口水路
30:加热器芯加热系统
31W:加热器芯内部水路
32:加热器水泵
33W:热泵内部水路
34W:排热回收器内部水路
36:截断阀
40:热泵入口水路
41:加热器芯入口水路
42:加热器芯出口水路
45:排热回收器出口水路
46:循环水路
60:连通系统
61:连通阀
62:连通入口水路
63:连通出口水路
90:ECU
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式涉及的热交换系统的控制装置进行说明。如图1所示,应用本发明的实施方式涉及的控制装置的热交换系统具备“用于利用热交换水对内燃发动机11进行冷却的发动机冷却系统10”、和“用于利用热交换水对芯31进行加热的加热器芯加热系统30”。以下,将实施方式涉及的控制装置称为“实施装置”,将内燃发动机11简称为“发动机11”。
发动机冷却系统10具有作为用于使热交换水循环的水路的发动机水路。加热器芯加热系统30具有作为用于使热交换水循环的水路的加热器水路。
热交换系统具备使“发动机冷却系统10的发动机水路”与“加热器芯加热系统30的加热器水路”连通、分离(切离)的系统60。以下,将发动机冷却系统10简称为“冷却系统10”,将加热器芯加热系统30简称为“加热系统30”,将系统60称为“连通系统60”,将使冷却系统10的发动机通路连通于加热系统30的加热器水路称为“系统连通”。
冷却系统10具备发动机内部水路11W、散热器12、EGR冷却器13、散热器流量控制阀14r、EGR冷却器流量控制阀14e、发动机水泵15、发动机入口水路16、发动机出口水路17、散热器入口水路18、散热器出口水路19、EGR冷却器入口水路20以及EGR冷却器出口水路21。以下,将发动机水泵15称为“发动机泵15”。
发动机内部水路11W是在发动机11的未图示的汽缸盖和汽缸体的内部形成的通路、并且是供作为与汽缸盖和汽缸体进行热交换的热交换介质的热交换水流动的通路。热交换水一般是被称为冷却水或散热液或冷却液的液体。
当温度比发动机11的温度低的热交换水在发动机内部水路11W中流动时,由该热交换水冷却发动机11,当温度比发动机11的温度高的热交换水在发动机内部水路11W中流动时,由该热交换水对发动机11进行预热。
散热器12包括“划定供热交换水流动的通路12W的管道”和“安装于该管道的多个翅片(fin)”等。当温度比散热器12的翅片的温度高的热交换水在上述管道所划定的通路12W(以下,称为“散热器内部水路12W”)中流动时,该热交换水被冷却。
EGR冷却器13包括“划定供热交换水流动的通路13W的管道”和“安装于该管道的多个翅片”等。当温度比EGR冷却器13的翅片的温度低的热交换水在上述管道所划定的通路13W(以下,称为“EGR冷却器内部水路13W”)中流动时,翅片被该热交换水冷却。
EGR冷却器13是对通过排气再循环系统向燃烧室供给的排气进行冷却的装置,该排气再循环系统通过将从发动机11的燃烧室向排气通路排出的排气导入进气通路来向燃烧室供给排气。以下,将通过排气再循环系统向燃烧室供给的排气称为“EGR气体”。
发动机入口水路16、发动机出口水路17、散热器入口水路18、散热器出口水路19、EGR冷却器入口水路20以及EGR冷却器出口水路21分别是由管划定的供热交换水流动的通路。
发动机泵15是通过电力驱动的电动式的水泵,配设于发动机入口水路16。发动机入口水路16的下游端连接于发动机内部水路11W的入口。发动机内部水路11W的出口连接于发动机出口水路17的上游端。
发动机出口水路17的下游端在连接部P1连接于散热器入口水路18的上游端和EGR冷却器入口水路20的上游端。散热器入口水路18的下游端连接于散热器内部水路12W的入口。散热器内部水路12W的出口连接于散热器出口水路19的上游端。EGR冷却器入口水路20的下游端连接于EGR冷却器内部水路13W的入口。EGR冷却器内部水路13W的出口连接于EGR冷却器出口水路21的上游端。散热器出口水路19的下游端和EGR冷却器出口水路21的下游端在连接部P2连接于发动机入口水路16的上游端。
冷却系统10的发动机水路由发动机内部水路11W、发动机出口水路17、散热器入口水路18、散热器内部水路12W、散热器出口水路19、EGR冷却器入口水路20、EGR冷却器内部水路13W、EGR冷却器出口水路21以及发动机入口水路16形成。
然而,冷却系统10的发动机水路可以由发动机内部水路11W、发动机出口水路17、散热器入口水路18、散热器内部水路12W、散热器出口水路19以及发动机入口水路16形成。或者,冷却系统10的发动机水路可以由发动机内部水路11W、发动机出口水路17、EGR冷却器入口水路20、EGR冷却器内部水路13W、EGR冷却器出口水路21以及发动机入口水路16形成。
散热器流量控制阀14r(以下,称为“第一控制阀14r”)配设于散热器出口水路19。第一控制阀14r是对在散热器出口水路19中流动的热交换水的流量进行控制的阀,其开度越大则通过第一控制阀14r的热交换水的流量越大。
EGR冷却器流量控制阀14e(以下,称为“第二控制阀14e”)配设于EGR冷却器出口水路21。第二控制阀14e是对在EGR冷却器出口水路21中流动的热交换水的流量进行控制的阀,其开度越大则通过第二控制阀14e的热交换水的流量越大。此外,冷却系统10也可以不具备第二控制阀14e。
加热系统30具备加热器芯31、加热器水泵32、热泵33、排热回收器34、送风机(blower)35、截断阀36、热泵入口水路40、加热器芯入口水路41、加热器芯出口水路42、排热回收器出口水路45、循环水路46、加热器开关78以及温度设定开关79。
以下,将加热器芯31称为“芯31”,将加热器水泵32称为“加热器泵32”,将加热器芯入口水路41称为“芯入口水路41”,将加热器芯出口水路42称为“芯出口水路42”,将排热回收器出口水路45称为“EHR出口水路45”。
热泵入口水路40、芯入口水路41、芯出口水路42、EHR出口水路45以及循环水路46分别是由管划定的供热交换水流动的通路。
芯31包括“划定供热交换水流动的通路31W的管道”和“安装于该管道的多个翅片”等。当温度比芯31的翅片的温度高的热交换水在上述管道所划定的通路31W(以下,称为“芯内部水路31W”)中流动时,翅片被该热交换水加热。因此,芯31被在芯内部水路31W中流动的热交换水加热。
如图2所示,热泵33包括热交换器331、冷凝器332、膨胀阀333、蒸发器334以及压缩机335等。热交换器331具有供热交换水流动的通路(以下,称为“热泵内部水路33W”)。
当压缩机335工作时,从压缩机335排出热介质,该热介质以压缩机335、冷凝器332、膨胀阀333以及蒸发器334的顺序流动而被取入压缩机335。当热介质通过蒸发器334时,热介质夺取蒸发器334的外部的热而蒸发。并且,当热介质通过冷凝器332时,热介质散出热而冷凝。利用从该热介质散出的热,热交换器331的温度上升,利用该热交换器331的热,在热泵内部水路33W中流动的热交换水的温度上升。
因此,热泵33是对在加热器水路中循环的热交换水进行加热的热交换器。
如图3所示,排热回收器34包括热交换器341、排气入口管342、排气出口管343以及排气控制阀344等。
热交换器341具有“供热交换水流动的通路34W”和“供从发动机11的燃烧室排出的排气流动的通路34G”。以下,将通路34W称为“EHR内部水路34W”,将通路34G称为“EHR排气通路34G”。
排气控制阀344配设于排气管112所划定的排气通路113。排气管112以排气通路113与发动机11的未图示的排气口连通的方式安装于发动机11。
排气入口管342划定排气入口通路34G1。排气入口管342的上游端以排气入口通路34G1与排气通路113连通的方式在排气控制阀344的上游侧的位置连接于排气管112。排气入口管342的下游端以排气入口通路34G1与EHR排气通路34G的入口连通的方式安装于热交换器341。
排气出口管343划定排气出口通路34G2。排气出口管343的上游端以排气出口通路34G2与EHR排气通路34G的出口连通的方式安装于热交换器341。排气出口管343的下游端以排气出口通路34G2与排气通路113连通的方式在排气控制阀344的下游侧的位置连接于排气管112。
在排气控制阀344打开的情况下,排气能够通过排气控制阀344。在该情况下,排气几乎全部通过排气控制阀344而向排气控制阀344的下游侧的排气通路113流动。因此,几乎没有流入排气入口通路34G1的排气。
另一方面,在排气控制阀344关闭的情况下,排气无法通过排气控制阀344。在该情况下,大致所有的排气流入排气入口通路34G1。流入排气入口通路34G1后的排气依次在EHR排气通路34G和排气出口通路34G2流动,并流入排气控制阀344下游的排气通路113。
在排气通过EHR排气通路34G时热交换器341被排气的热加热。在EHR内部水路34W中流动的热交换水被热交换器341的热加热。
因此,排热回收器34是对在加热器水路中循环的热交换水进行加热的热交换器。
加热器泵32是通过电力驱动的电动式的水泵,配设于EHR出口水路45。EHR出口水路45的下游端在连接部P3连接于循环水路46的一端。循环水路46的另一端在连接部P4连接于热泵入口水路40的上游端。热泵入口水路40的下游端连接于热泵内部水路33W的入口。热泵内部水路33W的出口连接于芯入口水路41的上游端。芯入口水路41的下游端连接于芯内部水路31W的入口。芯内部水路31W的出口连接于芯出口水路42的上游端。芯出口水路42的下游端连接于EHR内部水路34W的入口。EHR内部水路34W的出口连接于EHR出口水路45的上游端。
连通系统60包括连通阀61、连通入口水路62以及连通出口水路63。连通入口水路62使发动机出口水路17的部分P5连通于循环水路46与热泵入口水路40的连接部P4。连通出口水路63使发动机入口水路16的部分P6连通于EHR出口水路45与循环水路46的连接部P3。
连通阀61配设于连通入口水路62。在连通阀61打开的情况下,允许热交换水通过连通阀61,在连通阀61关闭的情况下,禁止热交换水通过连通阀61。
实施装置具备ECU90。ECU是电子控制单元(Electronic Control Unit)的简称,ECU90是具有包括CPU、ROM、RAM以及接口(interface)等的微计算机作为主要构成部件的电子控制电路。CPU通过执行存储于存储器(ROM)的指令(instruction)(例程)来实现后述的各种功能。
ECU90连接于发动机泵15、第二控制阀14e、水温传感器70、点火开关72、加速器踏板操作量传感器73以及曲轴角传感器74。如下所述,发动机泵15和第二控制阀14e的工作由ECU90控制。
水温传感器70在发动机出口水路17与连通入口水路62的连接部P5的上游侧配设于发动机出口水路17。水温传感器70检测在连接部P5的上游侧的发动机出口水路17中流动的热交换水的温度TWeng,向ECU90输出表示该温度TWeng的信号。ECU90基于该信号来取得温度TWeng。以下,将温度TWeng称为“发动机水温TWeng”。
点火开关72由搭载有发动机11的车辆的驾驶员操作,在其工作位置被设定在接通(on)位置的情况下,向ECU90输出高信号,在其工作位置被设定在断开(off)位置的情况下,向ECU90输出低信号。ECU90在接收到高信号的情况下,开始发动机11的运转,在接收到低信号的情况下,停止发动机11的运转。
加速器踏板操作量传感器73检测未图示的加速器踏板的操作量AP,向ECU90输出表示该操作量AP的信号。ECU90基于该信号来取得发动机11的负荷KL。以下,将发动机11的负荷KL称为“发动机负荷KL”。
曲轴角传感器74每当未图示的曲轴旋转预定角度时向ECU90输出脉冲信号。ECU90基于该信号等来取得发动机11的转速NE。以下,将发动机11的转速NE称为“发动机转速NE”。
进而,ECU90连接于加热器泵32、热泵33的压缩机335、排热回收器34的排气控制阀344、送风机35、截断阀36、连通阀61、水温传感器75、水温传感器76、加热器开关78以及温度设定开关79。如下所述,加热器泵32、热泵33的压缩机335、排热回收器34的排气控制阀344、送风机35、截断阀36以及连通阀61的工作由ECU90控制。
另外,送风机35是朝向芯31送出空气而利用芯31的热来对该空气进行加温的装置,向车辆的车室内供给被芯31的热加温后的空气。
水温传感器75配设于EHR出口水路45。水温传感器75检测从排热回收器34流出的热交换水的温度TWehr,向ECU90输出表示该温度TWehr的信号。ECU90基于该信号来取得温度TWehr。以下,将温度TWehr称为“EHR水温TWehr”。
水温传感器76配设于芯入口水路41。水温传感器76检测从热泵33流出而流入芯31的热交换水的温度TWhc,向ECU90输出表示该温度TWhc的信号。ECU90基于该信号来取得温度TWhc。以下,将温度TWhc称为“芯水温TWhc”。
加热器开关78由搭载有发动机11的车辆的驾驶员操作,在其工作位置被设定在接通位置的情况下,向ECU90输出高信号,在其工作位置被设定在断开位置的情况下,向ECU90输出低信号。ECU90在接收到高信号的情况下,判定为加热器开关78被设定在接通位置,在接收到低信号的情况下,判定为加热器开关78被设定在断开位置。
温度设定开关79是为了设定搭载有发动机11的车辆的驾驶员所希望的车辆的车室内的温度而由驾驶员操作的开关。温度设定开关79向ECU90输出表示由驾驶员设定的车辆的车室内的温度Tset(以下,称为“车室内设定温度Tset”)的信号。ECU90基于该信号来取得车室内设定温度Tset。
进而,ECU90基于所取得的车室内设定温度Tset来取得为了达到该车室内设定温度Tset所需要的芯水温TWhc(以下,称为“目标芯水温TWhc_tgt”)。车室内设定温度Tset越高,则ECU90将目标芯水温TWhc_tgt的温度设定得越高。进而,ECU90取得芯水温TWhc相对于目标芯水温TWhc_tgt的差ΔTWhc(=TWhc_tgt-TWhc)。以下,将差ΔTWhc称为“芯水温差ΔTWhc”。
在发动机泵15和加热器泵32双方工作时,在连通阀61关闭(即,不进行系统连通)且截断阀36打开且第一控制阀14r打开且第二控制阀14e打开的情况下,热交换水如图4所示那样流动。
即,从发动机泵15排出的热交换水依次在发动机入口水路16和发动机内部水路11W中流动,之后流入发动机出口水路17。流入了发动机出口水路17的热交换水的一部分依次在散热器入口水路18、散热器内部水路12W、散热器出口水路19以及发动机入口水路16中流动,被取入发动机泵15。
另一方面,流入了发动机出口水路17的热交换水的另一部分依次在EGR冷却器入口水路20、EGR冷却器内部水路13W、EGR冷却器出口水路21以及发动机入口水路16中流动,被取入发动机泵15。
另一方面,从加热器泵32排出的热交换水依次在EHR出口水路45、循环水路46、热泵入口水路40、热泵内部水路33W、芯入口水路41、芯内部水路31W、芯出口水路42、EHR内部水路34W以及EHR出口水路45中流动,被取入加热器泵32。
在发动机泵15和加热器泵32双方工作时,在连通阀61关闭(即,不进行系统连通)且截断阀36打开且第一控制阀14r打开且第二控制阀14e关闭的情况下,热交换水如图5所示那样流动。
在该情况下,冷却系统10和加热系统30中的热交换水的流动,除了从发动机泵15排出的热交换水不经由EGR冷却器入口水路20、EGR冷却器内部水路13W以及EGR冷却器出口水路21流动这一情况以外,与参照图4所说明的流动相同。
在发动机泵15和加热器泵32双方工作时,在连通阀61关闭(即,不进行系统连通)且截断阀36打开且第一控制阀14r关闭且第二控制阀14e打开的情况下,热交换水如图6所示那样流动。
在该情况下,冷却系统10和加热系统30中的热交换水的流动,除了从发动机泵15排出的热交换水不经由散热器入口水路18、散热器内部水路12W以及散热器出口水路19流动这一情况以外,与参照图4所说明的流动相同。
另外,虽然参照图4~图6所说明的热交换水的流动是在发动机泵15和加热器泵32双方工作的情况下的热交换水的流动,但在本例中,也有时仅发动机泵15和加热器泵32中的任一方工作。
在加热器泵32不工作且仅发动机泵15工作的情况下,热交换水不在加热器水路中循环,热交换水仅在发动机水路中循环。另一方面,在发动机泵15不工作且仅加热器泵32工作的情况下,热交换水不在发动机水路中循环,热交换水仅在加热器水路中循环。
在发动机泵15和加热器泵32双方工作时,在连通阀61打开(即,进行系统连通)且截断阀36关闭且第一控制阀14r打开且第二控制阀14e打开的情况下,热交换水如图7所示那样流动。
即,从发动机泵15排出的热交换水流入发动机内部水路11W。在发动机内部水路11W中流动而流入了发动机出口水路17的热交换水的一部分原样地在发动机出口水路17中流动并分别流入散热器入口水路18和EGR冷却器入口水路20。流入了散热器入口水路18的热交换水依次在散热器内部水路12W和散热器出口水路19中流动而流入发动机入口水路16,之后被取入发动机泵15。流入了EGR冷却器入口水路20的热交换水依次在EGR冷却器内部水路13W、EGR冷却器出口水路21以及发动机入口水路16中流动,被取入发动机泵15。
另一方面,在发动机内部水路11W中流动而流入了发动机出口水路17的热交换水的另一部分在连通入口水路62中流动并流入热泵入口水路40。流入了热泵入口水路40的热交换水依次在热泵内部水路33W、芯入口水路41、芯内部水路31W、芯出口水路42、EHR内部水路34W以及EHR出口水路45中流动,被取入加热器泵32。
进而,从加热器泵32排出的热交换水依次在EHR出口水路45、连通出口水路63以及发动机入口水路16中流动,被取入发动机泵15。
在发动机泵15和加热器泵32双方工作时,在连通阀61打开(即,进行系统连通)且截断阀36关闭且第一控制阀14r打开且第二控制阀14e关闭的情况下,热交换水如图8所示那样流动。
在该情况下,冷却系统10和加热系统30中的热交换水的流动,除了从发动机泵15排出的热交换水不经由EGR冷却器入口水路20、EGR冷却器内部水路13W以及EGR冷却器出口水路21流动这一情况以外,与参照图7所说明的流动相同。
在发动机泵15和加热器泵32双方工作时,在连通阀61打开(即,进行系统连通)且截断阀36关闭且第一控制阀14r关闭且第二控制阀14e打开的情况下,热交换水如图9所示那样流动。
在该情况下,冷却系统10和加热系统30中的热交换水的流动,除了从发动机泵15排出的热交换水不经由散热器入口水路18、散热器内部水路12W以及散热器出口水路19流动这一情况以外,与参照图7所说明的流动相同。
此外,在热交换水如图7所示那样流动时将第一控制阀14r和第二控制阀14e关闭的情况下,热交换水如图10所示那样流动。在该情况下,冷却系统10和加热系统30中的热交换水的流动,除了从发动机泵15排出的热交换水不经由EGR冷却器入口水路20、EGR冷却器内部水路13W以及EGR冷却器出口水路21流动、并且不经由散热器入口水路18、散热器内部水路12W以及散热器出口水路19流动这些情况以外,与参照图7所说明的流动相同。
同样地,在热交换水如图8所示那样流动时将第一控制阀14r关闭的情况下、和在热交换水如图9所示那样流动时将第二控制阀14e关闭的情况下,热交换水也如图10所示那样流动。
<实施装置的工作的概要>
接着,对实施装置的工作的概要进行说明。实施装置在要求了发动机水路中的热交换水的循环这一条件(以下,称为“发动机循环条件”)成立了的情况下,使发动机泵15工作来向发动机内部水路11W供给热交换水,由此来对发动机11进行冷却。
在本例中,在将点火开关72设定在接通位置而起动了发动机11之后,在发动机泵15的工作停止的状态下发动机内部水路11W内的热交换水的温度TWeng1(以下,称为“发动机内部水温TWeng1”)成为预定温度TWeng1_th以上的情况下,发动机循环条件成立。
当发动机内部水温TWeng1变得过高时,在发动机内部水路11W内热交换水可能会沸腾。因此,若第一实施装置构成为在发动机内部水温TWeng1成为预定温度TWeng1_th以上的情况下发动机循环条件成立,则当发动机内部水温TWeng1成为预定温度TWeng1_th以上时,发动机泵15工作,从而使得发动机内部水路11W内的热交换水的温度降低。因此,能够抑制发动机内部水温TWeng1变得过高,结果,能够抑制发动机内部水路11W内的热交换水的沸腾。
此外,上述预定温度TWeng1_th被设定为在发动机泵15的工作停止的状态下抑制发动机内部水路11W内的热交换水的沸腾所需的足够低的温度的上限值。
进而,可以基于“在发动机11起动后由水温传感器70检测出的温度TWeng”来推定发动机内部水温TWeng1,也可以对“在发动机11起动时由水温传感器70检测出的温度TWeng”、“从发动机11起动起经过的时间”、以及“发动机11起动后的发动机11的运转历史记录(尤其是在发动机11起动后向发动机11供给的燃料的总量)”等参数适当地进行组合来推定发动机内部水温TWeng1。
或者也可以是,在发动机11另行配设检测发动机内部水温TWeng1的水温传感器,使用由该水温传感器检测出的温度来作为发动机内部水温TWeng1。
在像这样在发动机11另行配设水温传感器的情况下,例如,当在发动机11形成有汽缸孔间水路(所谓的钻探路径(drill pass))时,优选在发动机11配设检测该汽缸孔间水路内的热交换水的温度的水温传感器,所述汽缸孔间水路是从用于供对发动机11的汽缸盖进行冷却的热交换水流通的水路分支并且以在形成发动机11的燃烧室的多个汽缸孔间的发动机11的部分通过的方式形成的水路。
或者,优选在发动机11配设对用于供冷却发动机11的排气歧管(Exhaustmanifold)的热交换水通过的水路的温度进行检测的水温传感器。
进而,在本例中,在发动机11起动后,在发动机泵15的工作停止的状态下在发动机11的内部产生了预定温度差ΔTeng_th以上的温度差ΔTeng(以下,称为“发动机内温度差ΔTeng”)的情况下,发动机循环条件成立。
当在发动机11的内部产生过大的温度差时,可能会在发动机11的内部产生形变。因此,如果第一实施装置构成为在产生了预定温度差ΔTeng_th以上的发动机内温度差ΔTeng的情况下发动机循环条件成立,则当产生预定温度差ΔTeng_th以上的发动机内温度差ΔTeng时,发动机泵15工作而发动机11的内部的温度差ΔTeng变小。因此,能够抑制发动机11的内部的过度的温度差的产生,结果,能够抑制发动机11的内部的形变的产生。
此外,上述预定温度差ΔTeng_th被设定为在发动机泵15的工作停止的状态下将在发动机11的内部产生的形变抑制为允许范围内的形变所需的足够小的温度差的上限值。
进而,在该情况下,对“在发动机11起动时由水温传感器70检测出的温度TWeng”、“在发动机11起动后由水温传感器70检测出的温度TWeng”、“从发动机11起动起所经过的时间”、以及“发动机11起动后的发动机11的运转历史记录(尤其是在发动机11起动后向发动机11供给的燃料的总量)”等参数适当地进行组合来推定温度差ΔTeng。
或者,也可以是,在发动机11另行配设在发动机内部水路11W的至少两个部位检测发动机内部水温TWeng1的水温传感器,使用由这些水温传感器检测出的发动机内部水温TWeng1之差来作为温度差ΔTeng。
在像这样在发动机11另行配设水温传感器的情况下,例如优选在发动机11配设对冷却形成发动机11的燃烧室的汽缸孔(气缸套)的上部的热交换水的温度进行检测的水温传感器、和对冷却汽缸孔(气缸套)的下部的热交换水的温度进行检测的水温传感器。
此外,第一实施装置可以构成为,在发动机11起动了的情况下判定为发动机循环条件成立。或者,第一实施装置也可以构成为,在发动机11起动后,在发动机11的温度达到预定温度时或者在推定为达到了预定温度时判定为发动机循环条件成立。
进而,实施装置在加热器开关78被设定在接通位置这一条件(以下,称为“供暖条件”)成立了的情况下,使加热器泵32工作,向芯内部水路31W供给热交换水,由此对芯31进行加热,并且使送风机35工作来对车辆的车室内进行供暖。
另外,在发动机水温TWeng比芯水温TWhc高的情况下,进行系统连通来向加热系统30供给在冷却系统10中流动的热交换水,从而能够利用发动机11的热来对芯31进行加热。
因此,实施装置在发动机循环条件和供暖条件双方成立并且发动机水温TWeng比芯水温TWhc高的条件(以下,称为“连通条件”)成立的情况下,使连通阀61打开,由此进行系统连通来向加热系统30供给在冷却系统10中流动的热交换水。此时,实施装置使截断阀36关闭,从而热交换水不在循环水路46中流动。另一方面,在连通条件不再成立的情况下,实施装置通过使连通阀61关闭来结束系统连通从而停止从冷却系统10向加热系统30的热交换水的供给。此时,实施装置使截断阀36打开从而能够使热交换水在循环水路46中流动。
在热交换水如图4所示那样流动时将连通阀61打开、并且将截断阀36关闭的情况下,在冷却系统10内流动的热交换水的一部分从连接部P5流入连通入口水路62。该热交换水在连通入口水路62中流动并从连接部P4流入热泵入口水路40。
此外,在热交换水如图4所示那样流动时不将截断阀36关闭并且将连通阀61打开的情况下,相比于从循环水路46向热泵入口水路40流入的热交换水的压力,从连通入口水路62向热泵入口水路40流入的热交换水的压力较高。
因此,当热交换水开始从连通入口水路62向热泵入口水路40流动时,从循环水路46流入热泵入口水路40的热交换水的量逐渐变少。之后,从连通入口水路62流入连接部P4的热交换水的一部分开始流入循环水路46。这样,热交换水从连接部P4朝向连接部P3流动。
因此,关于连接部P3与连接部P4之间的热交换水的流动的方向,在连通阀61打开前(即,执行系统连通前)是从连接部P3朝向连接部P4的方向,但在连通阀61打开后(即,执行系统连通后)变成从连接部P4朝向连接部P3的方向。即,在连通阀61打开前和连通阀61打开后,在连接部P3与连接部P4之间流动的热交换水的方向反转。
在热交换水如图5所示那样流动时不将截断阀36关闭并且将连通阀61打开的情况下(即,进行了系统连通的情况下)也同样是,从连接部P3朝向连接部P4流动的热交换水变成从连接部P4朝向连接部P3流动。
另外,实施装置在发动机循环条件成立的情况下,设定使发动机泵15工作的占空比DE的目标值DEtgt(以下,称为“目标占空比DEtgt”)以使得向发动机内部水路11W供给的热交换水的流量Veng(以下,称为“发动机流量Veng”)成为预定的要求流量Veng_req以上。
上述要求流量Veng_req是为了应对发动机11的过热的抑制和在冷却系统10中流动的热交换水的沸腾的抑制等针对冷却系统10的要求而应该向发动机内部水路11W供给的热交换水的流量Veng。
同样地,实施装置在供暖条件成立的情况下,设定使加热器泵32工作的占空比DH的目标值DHtgt(以下,称为“目标占空比DHtgt”)以使得向芯内部水路31W供给的热交换水的流量Vhc(以下,称为“芯流量Vhc”)成为预定的要求流量Vhc_req以上。
上述要求流量Vhc_req是为了将芯31的温度维持在预定的温度以上而应该向芯内部水路31W供给的热交换水的流量Vhc。
更具体而言,在连通条件不成立时设定目标占空比DEtgt的情况下,实施装置将通过将发动机转速NE和发动机负荷KL应用于查找表(Lookup table)MapDE1(NE,KL)而取得的占空比DE1设定为目标占空比DEtgt。在该情况下所取得的占空比DE1是在不进行系统连通的情况下使得发动机流量Veng成为上述要求流量Veng_req以上的占空比DE。
另一方面,在连通条件不成立时设定目标占空比DHtgt的情况下,实施装置将通过将芯水温TWhc和车室内设定温度Tset应用于查找表MapDH1(TWhc,Tset)而取得的占空比DH1设定为目标占空比DHtgt。在该情况下所取得的占空比DH1是在不进行系统连通的情况下使得芯流量Vhc成为上述要求流量Vhc_req以上的占空比DH。
进而,在连通条件成立时设定目标占空比DEtgt和DHtgt的情况下,实施装置将通过将发动机转速NE、发动机负荷KL、芯水温TWhc以及车室内设定温度Tset分别应用于查找表MapDE2(NE,KL,TWhc,Tset)和MapDH2(NE,KL,TWhc,Tset)而取得的占空比DE2和DH2分别设定为目标占空比DEtgt和DHtgt。
上述占空比DE2是在进行系统连通的情况下使得发动机流量Veng成为上述要求流量Veng_req以上的占空比DE,上述占空比DH2是在进行系统连通的情况下使得芯流量Vhc成为上述要求流量Vhc_req以上的占空比DH。
并且,实施装置对占空比DE进行控制以使得发动机泵15的占空比DE成为目标占空比DEtgt,并且对占空比DH进行控制以使得加热器泵32的占空比DH成为目标占空比DHtgt。由此,向发动机内部水路11W供给要求流量Veng_req以上的热交换水,并且向芯内部水路31W供给要求流量Vhc_req以上的热交换水。
另外,在本例中,在处于连通阀61关闭(即,不进行系统连通)且截断阀36打开且发动机流量Veng比芯流量Vhc少的状态时连通条件成立了的情况下,进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、发动机泵15的占空比DE的增大、以及加热器泵32的占空比DH的减小。
此时,当同时进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、发动机泵15的占空比DE的增大、以及加热器泵32的占空比DH的减小时,“发动机流量Veng”、“芯流量Vhc”以及“在EHR内部水路34W中流动的热交换水的流量Vehr(以下,称为“排热回收器流量Vehr”)”分别如图11所示那样发生变化。
如图11所示,在连通条件成立时(时刻t110)同时进行使连通阀61打开的控制、使截断阀36关闭的控制、使发动机泵15的占空比DE增大的控制、以及使加热器泵32的占空比DH减小的控制的情况下,在刚进行了这些控制后,由于占空比DE的增大的影响,发动机流量Veng增大并且成为比要求流量Veng_req多的恒定的流量。
另一方面,芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr分别因占空比DH的减小的影响而减少并且分别变得比要求流量Vhc_req和要求流量Vehr_req少。并且,通过进行系统连通,热交换系统整体的流路阻力降低,所以芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr分别在暂时减小后增大而分别成为要求流量Vhc_req和要求流量Vehr_req。
在像这样发动机流量Veng、芯流量Vhc以及排热回收器流量Vehr发生变化的情况下,在从芯流量Vhc的变化开始起到结束为止的期间Thc11中,芯流量Vhc比要求流量Vhc_req少。因此,由送风机35向车辆的车室内供给的空气的温度暂时会降低,结果,可能会给车辆的乘员带来不适感。进而,在从排热回收器流量Vehr的变化开始起到结束为止的期间Tehr11中,排热回收器流量Vehr比要求流量Vehr_req少。因此,可能会在EHR内部水路34W中产生热交换水的沸腾。
因此,在连通阀61关闭(即,不进行系统连通)并且截断阀36打开时连通条件成立而进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、发动机泵15的占空比DE的增大、以及加热器泵32的占空比DH的减小的情况下,实施装置首先进行连通阀61的打开,继而进行截断阀36的关闭,继而进行发动机泵15的占空比DE的增大,最后进行加热器泵32的占空比DH的减小。
在该情况下,发动机流量Veng、芯流量Vhc以及排热回收器流量Vehr如图12所示那样发生变化。即,当在时刻t120连通条件成立时,连通阀61打开。结果,热交换系统整体的流路阻力降低,所以发动机流量Veng、芯流量Vhc以及排热回收器流量Vehr增大。
之后,在从时刻t120起经过了预定时间的时刻t121将截断阀36关闭。结果,加热系统30整体的流路阻力上升,所以热交换水变得难以从冷却系统10经由连通入口水路62流入加热系统30。因此,发动机流量Veng减少。
另一方面,虽然由于截断阀36的关闭而导致加热系统30整体的流路阻力上升,但加热系统30内的热交换水变得容易经由连通出口水路63流入冷却系统10。因此,芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr增大。
之后,在从时刻t121起经过了预定时间的时刻t122进行发动机泵15的占空比DE的增大。结果,发动机流量Veng、芯流量Vhc以及排热回收器流量Vehr增大。
之后,在从时刻t122起经过了预定时间的时刻t123进行加热器泵32的占空比DH的减小。结果,发动机流量Veng、芯流量Vhc以及排热回收器流量Vehr减少,发动机流量Veng以比要求流量Veng_req多的量保持恒定,芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr分别成为要求流量Vhc_req和要求流量Vehr_req。
由此,则在从芯流量Vhc的变化开始起到结束为止的期间Thc12中,芯流量Vhc始终比要求流量Vhc_req多。因此,能够减小在进行了系统连通时由送风机35向车辆的车室内供给的空气的温度暂时降低的可能性。
进而,在从排热回收器流量Vehr的变化开始起到结束为止的期间Tehr12中,排热回收器流量Vehr始终比要求流量Vehr_req多。因此,能够减小在进行了系统连通时在EHR内部水路34W中产生热交换水的沸腾的可能性。
进而,在从发动机流量Veng的变化开始起到结束为止的期间Teng12中,发动机流量Veng始终比要求流量Veng_req多。因此,在进行了系统连通时也能够应对与通过冷却系统10实现的冷却有关的要求,并且能够抑制发动机内部水路11W中的热交换水的沸腾。
此外,实施装置可以构成为,在进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、加热器泵32的占空比DH的减小、以及发动机泵15的占空比DE的增大的情况下,在从进行发动机泵15的占空比DE的增大起经过了芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr增大的预定时间后,进行加热器泵32的占空比DH的减小。由此,在加热器泵32的占空比DH减小的时间点,芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr已增大。因此,能够更可靠地减小芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr分别变得比要求流量Vhc_req和要求流量Vehr_req少的可能性。
<实施装置的具体的工作>
接着,对实施装置的具体的工作进行说明。实施装置的ECU90的CPU(以下,简称为“CPU”)为了对发动机泵15的占空比DE、加热器泵32的占空比DH、连通阀61的工作以及截断阀36的工作进行控制,每经过预定时间便执行在图13中由流程图示出的例程。
因此,当成为预定的正时时,CPU从图13的步骤1300起开始进行处理并前进至步骤1310,判定连通条件是否成立。在连通条件成立的情况下,CPU在步骤1310中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1320的处理。之后,CPU前进至步骤1330。
步骤1320:CPU通过将发动机转速NE、发动机负荷KL、芯水温TWhc以及车室内设定温度Tset应用于查找表MapDE2(NE,KL,TWhc,Tset)来取得占空比DE2,将所取得的占空比DE2设定为目标占空比DEtgt。除此以外,CPU通过将发动机转速NE、发动机负荷KL、芯水温TWhc以及车室内设定温度Tset应用于查找表MapDH2(NE,KL,TWhc,Tset)来取得占空比DH2,将所取得的占空比DH2设定为目标占空比DHtgt。
CPU在前进至步骤1330时,判定是否在步骤1320中设定的目标占空比DEtgt从前一次设定的目标占空比DEtgt(紧邻的此前设定的目标占空比DEtgt)增大了并且在步骤1320中设定的目标占空比DHtgt从前一次设定的目标占空比DHtgt减小了。
在目标占空比DEtgt从前一次的目标占空比DEtgt增大了并且目标占空比DHtgt从前一次的目标占空比DHtgt减小了的情况下,CPU在步骤1330中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1340的处理。之后,CPU前进至步骤1395而暂时结束本例程。
步骤1340:CPU分别隔开预定的时间间隔并依次进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、将发动机泵15的占空比DE设为目标占空比DEtgt的控制(即,占空比DE的增大)、以及将加热器泵32的占空比DH设为目标占空比DHtgt的控制(即,占空比DH的减小)。
由此,在进行了系统连通时,能够抑制芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr分别变得比要求流量Vhc_req和要求流量Vehr_req少的情况、和发动机流量Veng变得比要求流量Veng_req少的情况。
另一方面,在目标占空比DEtgt从前一次的目标占空比DEtgt减小了、或者目标占空比DHtgt从前一次的目标占空比DHtgt增大了的情况下,CPU在步骤1330中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1370的处理。之后,CPU前进至步骤1395而暂时结束本例程。
步骤1370:CPU同时进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、将发动机泵15的占空比DE设为目标占空比DEtgt的控制、以及将加热器泵32的占空比DH设为目标占空比DHtgt的控制。
在CPU执行步骤1310的处理的时间点连通条件不成立的情况下,CPU在步骤1310中判定为“否”并前进至步骤1380。CPU在前进至步骤1380时,执行在图14中由流程图示出的例程。
因此,CPU在前进至步骤1380时,从图14的步骤1400起开始进行处理并前进至步骤1405,判定发动机循环条件是否成立。在发动机循环条件成立的情况下,CPU在步骤1405中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1410的处理。之后,CPU前进至步骤1420。
步骤1410:CPU通过将发动机转速NE和发动机负荷KL应用于查找表MapDE1(NE,KL)来取得占空比DE1,将所取得的占空比DE1设定为目标占空比DEtgt。
另一方面,在发动机循环条件不成立的情况下,CPU在步骤1405中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1415的处理。之后,CPU前进至步骤1420。
步骤1415:CPU将目标占空比DEtgt设定为零。
CPU在前进至步骤1420时,判定供暖条件是否成立。在供暖条件成立的情况下,CPU在步骤1420中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1425的处理。之后,CPU经由步骤1495前进至图13的步骤1390。
步骤1425:CPU通过将芯水温TWhc和车室内设定温度Tset应用于查找表MapDH1(TWhc,Tset)来取得占空比DH1,将所取得的占空比DH1设定为目标占空比DHtgt。
另一方面,在供暖条件不成立的情况下,CPU在步骤1420中判定为“否”并前进至步骤1430,判定外气的温度Ta比被设定为较低的温度的低温阈值(在本例中为5℃)低这一低外气温度条件是否成立。在低外气温度条件成立的情况下,CPU在步骤1430中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1435的处理。之后,CPU经由步骤1495前进至图13的步骤1390。
步骤1435:CPU通过将外气的温度Ta应用于查找表MapDH3(Ta)来取得占空比DH3,将所取得的占空比DH3设定为目标占空比DHtgt。
另一方面,在低外气温度条件不成立的情况下,CPU在步骤1430中判定为“否”并前进至步骤1440,判定执行排热回收器34的排气控制阀344的关闭的条件即排热回收条件是否成立。排热回收条件在以下的条件1~条件3这三个条件都成立了的情况下成立。
(条件1)在进行发动机运转。
(条件2)对发动机11要求的输出Preq为预定值Pth以下。
(条件3)芯水温TWhc比预定温度TWhc_th(在本例中为70℃)低。预定温度TWhc_th被设定为能够避免以排热回收器34的工作为起因的热交换水的沸腾的温度。
在排热回收条件成立的情况下,CPU在步骤1440中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1445的处理。之后,CPU经由步骤1495前进至图13的步骤1390。
步骤1445:CPU通过将芯水温TWhc应用于查找表MapDH4(TWhc)来取得占空比DH4,将所取得的占空比DH4设定为目标占空比DHtgt。
另一方面,在排热回收条件不成立的情况下,CPU在步骤1440中判定为“否”并前进至步骤1450,判定沸腾避免条件是否成立,该沸腾避免条件是进行用于避免EHR内部水路34W中的热交换水的沸腾的加热器泵32的工作的条件。沸腾避免条件在EHR水温TWehr为预定温度TWehr_th(在本例中为95℃)以上的情况下成立。
在沸腾避免条件成立的情况下,CPU在步骤1450中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1455的处理。之后,CPU经由步骤1495前进至图13的步骤1390。
步骤1455:CPU通过将EHR水温TWehr应用于查找表MapDH5(TWehr)来取得占空比DH5,将所取得的占空比DH5设定为目标占空比DHtgt。
另一方面,在沸腾避免条件不成立的情况下,CPU在步骤1450中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1460的处理。之后,CPU经由步骤1495前进至图13的步骤1390。
步骤1460:CPU将目标占空比DHtgt设定为零。
CPU在前进至图13的步骤1390时,同时进行连通阀61的关闭、截断阀36的关闭、将占空比DE设为在步骤1380(即,图14的例程)中设定的目标占空比DEtgt的控制、以及将占空比DH设为在步骤1380(即,图14的例程)中设定的目标占空比DHtgt的控制。之后,CPU前进至步骤1395而暂时结束本例程。
进而,为了对第一控制阀14r和第二控制阀14e的开闭进行控制,CPU每经过预定时间便执行在图15中由流程图示出的例程。因此,当成为预定的正时时,CPU从图15的步骤1500起开始进行处理并前进至步骤1505,判定是否存在散热器通水要求,该散热器通水要求是向散热器内部水路12W供给热交换水的要求。
在本例中,在发动机11的运转期间发动机水温TWeng为预定温度TWeng_th以上的情况下,存在散热器通水要求。
在存在散热器通水要求的情况下,CPU在步骤1505中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1507的处理。之后,CPU前进至步骤1510。
步骤1507:CPU使第一控制阀14r打开。在该情况下,向散热器内部水路12W供给热交换水,所以通过散热器12冷却热交换水。
另一方面,在不存在散热器通水要求的情况下,CPU在步骤1505中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1509的处理。之后,CPU前进至步骤1510。
步骤1509:CPU使第一控制阀14r关闭。在该情况下,不向散热器内部水路12W供给热交换水。
CPU在前进至步骤1510时,判定是否存在EGR冷却器通水要求,该EGR冷却器通水要求是向EGR冷却器内部水路13W供给热交换水的要求。
在本例中,根据发动机转速NE和发动机负荷KL来决定是否进行将排气导入燃烧室的排气再循环。在通过发动机转速NE和发动机负荷KL规定的发动机11的运转状态(以下,称为“发动机运转状态”)处于应该进行排气再循环的运转状态的情况下,存在EGR冷却器通水要求。
在存在EGR冷却器通水要求的情况下,CPU在步骤1510中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1520的处理。之后,CPU前进至步骤1595而暂时结束本例程。
步骤1520:CPU使第二控制阀14e打开。在该情况下,向EGR冷却器内部水路13W供给热交换水,所以进行通过热交换水实现的EGR气体的冷却。
在不存在EGR冷却器通水要求的情况下,CPU在步骤1510中判定为“否”并前进至步骤1525,判定第一控制阀14r和连通阀61双方是否都关闭。
若在第一控制阀14r和连通阀61双方都关闭时将第二控制阀14e关闭,则热交换水无法在发动机水路中循环。因此,在第一控制阀14r和连通阀61双方都关闭的情况下,CPU在步骤1525中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1527的处理。之后,CPU前进至步骤1595而暂时结束本例程。
步骤1527:CPU使第二控制阀14e打开。
另一方面,在第一控制阀14r和连通阀61中的任一方打开的情况下,CPU在步骤1525中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1530的处理。之后,CPU前进至步骤1595而暂时结束本例程。
步骤1530:CPU使第二控制阀14e关闭。在该情况下,不向EGR冷却器内部水路13W供给热交换水,所以不进行通过热交换水实现的EGR气体的冷却。
进而,为了控制送风机35的工作,CPU每经过预定时间便执行在图16中由流程图示出的例程。因此,当成为预定的正时时,CPU从图16的步骤1600起开始进行处理并前进至步骤1610,判定供暖条件是否成立。
在供暖条件成立的情况下,CPU在步骤1610中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1620的处理。之后,CPU前进至步骤1695而暂时结束本例程。
步骤1620:CPU使送风机35工作。在该情况下,向车辆的车室内供给由芯31加温后的空气。
在供暖条件不成立的情况下,CPU在步骤1610中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1630的处理。之后,CPU前进至步骤1695而暂时结束本例程。
步骤1630:CPU使送风机35的工作停止。在该情况下,不进行向车辆的车室内的暖空气的供给。
进而,为了控制热泵33的压缩机335的工作,CPU每经过预定时间便执行在图17中由流程图示出的例程。因此,当成为预定的正时时,CPU从图17的步骤1700起开始进行处理并前进至步骤1710,判定供暖条件和低外气温度条件中是否有任一方成立。
在供暖条件和低外气温度条件中的任一方成立的情况下,CPU在步骤1710中判定为“是”并依次进行以下所描述的步骤1720~步骤1740的处理。之后,CPU前进至步骤1795而暂时结束本例程。
步骤1720:CPU取得芯水温差ΔTWhc。
步骤1730:CPU基于芯水温差ΔTWhc来设定压缩机335的输出的目标值即目标压缩机输出Pcom_tgt。在该情况下,如图17的框B1内所示,芯水温差ΔTWhc越大,则CPU将目标压缩机输出Pcom_tgt设定得越大。
步骤1740:CPU以使得压缩机335的输出成为目标压缩机输出Pcom_tgt的方式使压缩机335工作。在该情况下,进行通过热泵33实现的热交换水的加热。
另一方面,在CPU执行步骤1710的处理的时间点供暖条件和低外气温度条件中的任一方都不成立的情况下,CPU在步骤1710中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1750的处理。之后,CPU前进至步骤1795而暂时结束本例程。
步骤1750:CPU使压缩机335的工作停止。在该情况下,不进行通过热泵33实现的热交换水的加热。
进而,为了控制排热回收器34的排气控制阀344的开闭,CPU每经过预定时间便执行在图18中由流程图示出的例程。因此,当成为预定的正时时,CPU从图18的步骤1800起开始进行处理并前进至步骤1810,判定排热回收条件是否成立。
在排热回收条件成立的情况下,CPU在步骤1810中判定为“是”并进行以下所描述的步骤1820的处理。之后,CPU前进至步骤1895而暂时结束本例程。
步骤1820:CPU使排气控制阀344关闭。在该情况下,进行通过排热回收器34实现的热交换水的加热。
另一方面,在排热回收条件不成立的情况下,CPU在步骤1810中判定为“否”并进行以下所描述的步骤1830的处理。之后,CPU前进至步骤1895而暂时结束本例程。
步骤1830:CPU使排气控制阀344打开。在该情况下,不进行通过排热回收器34实现的热交换水的加热。
以上是实施装置的具体的工作。
此外,本发明并不限定于上述实施方式,在本发明的范围内可以采用各种变形例。
例如,实施装置可以构成为,在连通阀61关闭(即,不进行系统连通)且截断阀36打开时连通条件成立而进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、发动机泵15的占空比DE的增大、以及加热器泵32的占空比DH的减小的情况下,首先进行连通阀61的打开,继而进行发动机泵15的占空比DE的增大,继而进行截断阀36的关闭,最后进行加热器泵32的占空比DH的减小。
由此,至少能够抑制在进行系统连通时发动机流量Veng变得比要求流量Veng_req少的情况、以及芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr分别变得比要求流量Vhc_req和要求流量Vehr_req少的情况。
进而,实施装置可以构成为,在连通阀61关闭且截断阀36打开时连通条件成立而进行连通阀61的打开、截断阀36的关闭、发动机泵15的占空比DE的增大、以及加热器泵32的占空比DH的减小的情况下,首先进行发动机泵15的占空比DE的增大,继而进行连通阀61的打开,继而进行截断阀36的关闭,最后进行加热器泵32的占空比DH的减小。
由此,至少能够抑制在进行系统连通时发动机流量Veng变得比要求流量Veng_req少的情况、以及芯流量Vhc和排热回收器流量Vehr分别变得比要求流量Vhc_req和要求流量Vehr_req少的情况。
进而,实施装置能够应用于搭载于所谓的混合动力车辆的热交换系统,所述混合动力车辆具备内燃发动机和马达作为产生使车辆行驶的驱动力的装置。
进而,实施装置能够应用于搭载于所谓的插电式混合动力车辆的热交换系统,所述插电式混合动力车辆构成为,具备内燃发动机和马达作为产生使车辆行驶的驱动力的装置、并且能够从外部电源向用于存储在马达的驱动中使用的电力的蓄电池充入电力。
进而,实施装置也能够应用于搭载于如下车辆的热交换系统,该车辆构成为:在踩下制动器踏板并且车辆的行驶速度变得比预定速度小的情况下停止内燃发动机的运转,并且此后当踩下加速器踏板时使内燃发动机的运转再次开始。
进而,加热器泵32可以不配设于EHR出口水路45,而是配设于热泵入口水路40或芯入口水路41或芯出口水路42。
Claims (5)
1.一种热交换系统的控制装置,应用于热交换系统,
所述热交换系统具备:
加热器芯加热系统,所述加热器芯加热系统是用于利用热交换水对加热器芯进行加热的加热器芯加热系统,所述加热器芯对为了车辆的车室内的供暖而向所述车辆的车室内供给的空气进行加热,所述加热器芯加热系统具有作为使热交换水循环的水路的加热器水路、对在所述加热器水路中循环的热交换水进行加热的热交换器、以及使热交换水在所述加热器水路中循环的加热器泵;
发动机冷却系统,所述发动机冷却系统是用于利用热交换水对内燃发动机进行冷却的发动机冷却系统,具有作为使热交换水循环的水路的发动机水路、和使热交换水在所述发动机水路中循环的发动机泵;
连通系统,所述连通系统切换所述发动机水路向所述加热器水路的连通和所述发动机水路从所述加热器水路的切离;以及
截断单元,为了截断所述加热器水路而配设于所述加热器水路,
所述加热器泵和所述发动机泵构成为,以使得在所述加热器芯中流动的热交换水的流量成为其要求流量即要求芯流量、并且在所述发动机水路中流动的热交换水的流量成为其要求流量即要求发动机流量的方式工作,
所述连通系统构成为,以热交换水从所述发动机水路流入所述加热器水路、并且热交换水从所述加热器水路向所述发动机水路流出的方式,使所述发动机水路连通于所述加热器水路,
所述截断单元构成为截断特定水路,所述特定水路是来自所述发动机水路的热交换水所流入的所述加热器水路的部分与向所述发动机水路流出的交换水所流出的所述加热器水路的部分之间的所述加热器水路,
所述热交换系统的控制装置具备控制部,
所述控制部构成为,在包括要求了所述车辆的车室内的供暖这一条件的预定的供暖条件成立了的情况下,使所述加热器泵工作,在包括所述供暖条件成立这一条件的预定的连通条件成立了的情况下,使所述连通系统工作以使得所述发动机水路连通于所述加热器水路、并且使所述截断单元工作以截断所述特定水路,
在所述热交换系统的控制装置中,
所述控制部构成为,在通过所述截断单元截断所述特定水路并且通过所述连通系统使所述发动机水路与所述加热器水路连通时进行所述加热器泵的占空比的减小、和所述发动机泵的占空比的增大的情况下,在进行了通过所述连通系统实现的所述发动机水路与所述加热器水路的连通、通过所述截断单元实现的所述特定水路的截断、以及所述发动机泵的占空比的增大后,进行所述加热器泵的占空比的减小。
2.根据权利要求1所述的热交换系统的控制装置,
所述控制部构成为,在通过所述截断单元截断所述特定水路并且通过所述连通系统使所述发动机水路与所述加热器水路连通时进行所述加热器泵的占空比的减小、和所述发动机泵的占空比的增大的情况下,在从进行了通过所述连通系统实现的所述发动机水路与所述加热器水路的连通、通过所述截断单元实现的所述特定水路的截断、以及所述发动机泵的占空比的增大起经过了向所述加热器芯流入的热交换水的流量增大的预定时间后,进行所述加热器泵的占空比的减小。
3.根据权利要求1或2所述的热交换系统的控制装置,
所述控制部构成为,在通过所述截断单元截断所述特定水路并且通过所述连通系统使所述发动机水路与所述加热器水路连通时进行所述加热器泵的占空比的减小、和所述发动机泵的占空比的增大的情况下,在进行了通过所述连通系统实现的所述发动机水路与所述加热器水路的连通、和通过所述截断单元实现的所述特定水路的截断后,进行所述发动机泵的占空比的增大。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的热交换系统的控制装置,
所述控制部在要求了所述发动机水路中的热交换水的循环这一预定的发动机循环条件成立了的情况下使所述发动机泵工作,
所述连通条件包括所述发动机循环条件成立这一条件。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的热交换系统的控制装置,
所述连通条件,包括在所述发动机水路未连通于所述加热器水路时在所述发动机水路中循环的热交换水的温度比在所述加热器水路中循环的热交换水的温度高这一条件。
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