DE112015000934T5

DE112015000934T5 - Kühlvorrichtung für interne Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE112015000934T5
Application number: DE112015000934.5T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Shikata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2035-02-05
Also published as: US20160341101A1; US10113474B2; JP2015158170A; DE112015000934B4; JP6299270B2; WO2015125428A1

Abstract

Eine Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine (11) hat einen Ausströmtemperatursensor (24), ein Strömungssteuerventil (15) und eine Steuervorrichtung (26). Der Ausströmtemperatursensor (24) erfasst eine Ausströmtemperatur (Twout) des Kühlwassers, welches von einem Kühlwasserauslass der internen Verbrennungsmaschine (11) ausströmt. Das Strömungssteuerventil (15) passt eine Strömungsrate des Kühlwassers, welches in einer Bypasspassage (17) strömt, an. Die Steuervorrichtung (26) steuert das Strömungssteuerventil (15), um geöffnet oder geschlossen zu sein. Die Steuervorrichtung (26) steuert während eines Erwärmens der internen Verbrennungsmaschine (11) das Strömungssteuerventil (15), um geöffnet oder geschlossen zu sein basierend auf Informationen über eine Änderungsrate (dTwout) der Ausströmtemperatur, um zu verhindern, dass die Änderungsrate der Ausströmtemperatur auf einen Minuswert abnimmt, nach einem Öffnen des Strömungssteuerventils (15) und einem Starten einer Zirkulation des Kühlwassers auf einer Route, welche durch die Bypasspassage (17) hindurchtritt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung ist auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-033434 basiert, welche am 24. Februar 2014 eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingebunden ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine welche eine Bypasspassage aufweist, welche Kühlwasser für die interne Verbrennungsmaschine zirkuliert, ohne das Kühlwasser durch einen Kühler zu passieren.
STAND DER TECHNIK
Als eine Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine gibt es eine Kühlvorrichtung, welche eine externe Passage (das heißt Bypasspassage) aufweist, welche das Kühlwasser für die interne Verbrennungsmaschine zirkuliert, ohne das Kühlwasser durch einen Kühler zu passieren, um das Erwärmen der internen Verbrennungsmaschine zu beschleunigen. Es gibt eine andere Kühlvorrichtung, welche das Erwärmen einer internen Verbrennungsmaschine durch ein Stoppen einer Zirkulation des Kühlwassers während eines Erwärmens der internen Verbrennungsmaschine beschleunigt.
Gemäß Untersuchungen jedoch fanden die Erfinder der Anwendung heraus, dass es eine Wahrscheinlichkeit gibt, dass die Temperatur der internen Verbrennungsmaschine, welche vorangehend vor dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers zunahm, vorübergehend abnimmt, da Kühlwasser mit niedriger Temperatur in die interne Verbrennungsmaschine strömt, wenn die Zirkulation des Kühlwassers von einem gestoppten Zustand der Zirkulation des Kühlwassers während eines Erwärmens einer internen Verbrennungsmaschine gestartet wird.
Eine Gegenmaßnahme gegen die vorübergehende Temperaturabnahme der internen Verbrennungsmaschine ist beispielsweise in der Patentliteratur 1 ( JP 2011-214566 A ) beschrieben. Gemäß Patentliteratur 1 wird, wenn die Zirkulation des Kühlwassers gestartet wird, der Öffnungsgrad eines Strömungsanpassungsventils gesteuert derart, dass, je niedriger die Temperatur des Kühlwassers ist, welches in eine interne Verbrennungsmaschine strömt (das heißt die Einströmtemperatur), umso niedriger die Strömungsrate des Kühlwassers ist, und je höher die Temperatur des Kühlwassers ist, welches aus der internen Verbrennungsmaschine herausströmt (das heißt die Ausströmtemperatur), umso höher die Strömungsrate des Kühlwassers ist.
STAND DER TECHNIK-LITERATUR
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2011-214566 A

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der oben beschriebenen Technik jedoch, welche in der Patentliteratur 1 offenbart ist, wird der Öffnungsgrad des Strömungsanpassungsventils lediglich basierend auf einer Einströmtemperatur oder Ausströmtemperatur gesteuert, und das Verhalten der Ausströmtemperatur (beispielsweise die Änderungsrate), welche sich mit der Temperatur der internen Verbrennungsmaschine ändert, wird nicht berücksichtigt. Demnach kann eine Temperaturabnahme der internen Verbrennungsmaschine nach dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers nicht effektiv beschränkt werden.
In Hinsicht auf die voranstehenden Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine vorzusehen, welche effektiv in der Lage ist, eine Temperaturabnahme der internen Verbrennungsmaschine nach dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers zu beschränken.
Eine Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine weist eine Bypasspassage auf, welche Kühlwasser zum Kühlen der internen Verbrennungsmaschine zirkuliert, um einen Kühler zu umgehen. Die Kühlvorrichtung hat einen Ausströmtemperatursensor, ein Strömungssteuerventil und eine Steuervorrichtung. Der Ausströmtemperatursensor erfasst eine Ausströmtemperatur des Kühlwassers, welches aus einem Kühlwasserauslass der internen Verbrennungsmaschine ausströmt. Das Strömungssteuerventil passt eine Strömungsrate des Kühlwassers an, welches in die Bypasspassage strömt. Die Steuervorrichtung steuert das Strömungssteuerventil, um geöffnet oder geschlossen zu sein. Die Steuervorrichtung steuert während eines Erwärmens der internen Verbrennungsmaschine das Strömungssteuerventil, um offen zu sein oder geschlossen zu sein basierend auf Informationen über eine Änderungsrate der Ausströmtemperatur, um zu verhindern, dass die Änderungsrate der Ausströmtemperatur zu einem Minuswert abnimmt, nach einem Öffnen des Strömungssteuerventils und einem Starten einer Zirkulation des Kühlwassers auf einer Route, die durch die Bypasspassage hindurchtritt.
Da die Ausströmtemperatur sich mit der Temperatur der internen Verbrennungsmaschine ändert, wird die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur überwacht, und das Strömungssteuerventil wird gesteuert um offen zu sein oder geschlossen zu sein, um zu verhindern, dass die Änderungsrate der Ausströmtemperatur auf einen Minuswert abnimmt. Demzufolge ist die Richtung, in welcher die Temperatur der internen Verbrennungsmaschine sich ändert, davor beschränkt, eine Minusrichtung (das heißt eine Abnahmerichtung) zu sein. Demnach kann eine Temperaturabnahme der internen Verbrennungsmaschine nach dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers effektiv verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, welches eine schematische Konfiguration eines Maschinenkühlsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
2 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Leistungsfähigkeitsbeispiel einer Öffnen/Schließen-Steuerroutine zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, welches einen Fluss des Prozesses der Öffnen/Schließen-Steuerroutine zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird hierin nachstehend beschrieben werden.
Zuerst wird eine schematische Konfiguration eines Maschinenkühlsystems unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden.
Eine Wasserpumpe 13 zum Zirkulieren von Kühlwasser ist in der Nähe eines Einlasses eines Wassermantels beziehungsweise Kühlwassermantels 12 (das heißt Kühlwasserpassage) einer Maschine 11 vorgesehen, welche eine interne Verbrennungsmaschine ist. Die Wasserpumpe 13 ist eine mechanische Pumpe, welche durch Leistung von der Maschine 11 angetrieben wird.
Eine Auslasspassage 14 ist mit einem Auslass des Wassermantels 12 der Maschine 11 verbunden. Verbunden mit der Auslasspassage 14 sind eine Kühlerpassage 16 und eine Bypasspassage 17 über ein Strömungssteuerventil 15. Die Kühlerpassage 16 ist eine Passage, welche das Kühlwasser für die Maschine 11 durch einen Kühler 19 zirkuliert. Die Bypasspassage 17 ist eine Passage, welche das Kühlwasser für die Maschine 11 zirkuliert, um den Kühler 19 zu umgehen.
Die Kühlerpassage 16 und die Bypasspassage 17 sind mit einem Sauganschluss der Wasserpumpe 13 über einen Verbindungsabschnitt 18 verbunden. Die Kühlerpassage 16 ist mit dem Kühler 19 vorgesehen, welcher Wärme des Kühlwassers abführt. Die Bypasspassage 17 ist mit einem Heizerkern 20 zum Erwärmen und einem EGR-Kühler 21 zum Kühlen von EGR-Gas vorgesehen. In der Nähe des Heizerkerns 20 ist ein Heizergebläse 22 zum Aussenden eines Stroms von heißer Luft angeordnet. Der Auslass des Wassermantels 12 und des Verbindungsabschnitts 18 sind durch eine andere Bypasspassage 23 verbunden.
Wenn das Strömungssteuerventil 15 geschlossen ist, ist eine Zirkulation des Kühlwassers in Richtung der Bypasspassage 17 und in Richtung der Kühlerpassage 16 gestoppt. Andererseits wird, wenn das Strömungssteuerventil 15 geöffnet ist und der Öffnungsgrad des Ventils in einen ersten Bereich fällt, in dem der Grad gleich zu oder niedriger als ein spezifizierter Wert ist, das Kühlwasser zu der Bypasspassage 17 verteilt, während der Strom des Kühlwassers zu der Kühlerpassage 16 blockiert ist. Demzufolge zirkuliert das Kühlwasser auf einer Route, welche in der folgenden Reihenfolge durch den Wassermantel 12, die Auslasspassage 14, die Bypasspassage 17 (den Heizerkern 20, den EGR-Kühler 21), den Verbindungsabschnitt 18 und die Wasserpumpe 13 und den Wassermantel 12 hindurchtritt. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 in einen zweiten Bereich fällt, in dem der Grad gleich oder höher als der spezifizierte Wert ist, das Kühlwasser zu der Kühlerpassage 16 verteilt. Demzufolge zirkuliert das Kühlwasser ebenso nacheinander folgend auf einer Route, welche in der folgenden Reihenfolge durch den Wassermantel 12, die Auslasspassage 14, die Kühlerpassage 16 (den Kühler 19), den Verbindungsabschnitt 18, die Wasserpumpe 13 und den Wassermantel 12 hindurchtritt.
Die Auslasspassage 14 ist mit einem Ausströmtemperatursensor 24 vorgesehen, welcher die Temperatur des Kühlwassers erfasst, welches von dem Kühlwasserauslass der Maschine 11 ausströmt (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als die Ausströmtemperatur Twout. Der Verbindungsabschnitt 18 ist mit einem Einströmtemperatursensor 25 vorgesehen, welcher die Temperatur des Kühlwassers erfasst, welches von dem Kühlwassereinlass der Maschine 11 einströmt (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als die Einströmtemperatur).
Ausgaben von diesen verschiedenen Sensoren werden einer elektronischen Steuereinheit (das heißt ECU) 26 zugeführt. Die ECU 26 ist durch einen Mikrocomputer als einen Hauptkörper konfiguriert und führt verschiedene Maschinensteuerprogamme durch, welche in einem inkorporierten ROM (das heißt Speichermedium) gespeichert sind. Insbesondere steuert die ECU abhängig von dem Laufstatus der Maschine eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Zündeinstellung, einen Drosselöffnungsgrad (das heißt Ansaugluftvolumen) und so weiter.
Zusätzlich schließt die ECU 26 das Strömungssteuerventil 15 während eines Erwärmens der Maschine 11 und stoppt die Zirkulation des Kühlwassers, wodurch das Erwärmen der Maschine 11 beschleunigt wird. Nachfolgend wird das Strömungssteuerventil 15 in dem ersten Bereich geöffnet, um die Zirkulation des Kühlwassers auf der Route zu starten, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt, wenn die Ausströmtemperatur Twout, welche durch den Ausströmtemperatursensor 24 erfasst wird, gleich oder höher als die spezifizierte Temperatur T1 (beispielsweise 40°C) wird.
In diesem Fall strömt, wie in einem Vergleichsbeispiel gezeigt ist, welches durch die unterbrochene Linie in 2 angezeigt ist, ein Niedertemperaturkühlwasser in die Maschine 11, nachdem Kühlwasser, welches in der Maschine 11 erwärmt wird, aus der Maschine 11 herausströmt, durch ein Aufrechterhalten des Strömungssteuerventils 15, um nach dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers geöffnet zu sein. Demzufolge kann die Temperatur der Maschine 11, welche vorangehend erhöht wurde, vor dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers vorübergehend abnehmen. In diesem Fall nimmt die Temperatur der Maschine 11 ab, nachdem die Ausströmtemperatur Twout plötzlich zunimmt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die ECU 26 die folgenden Steuerungen durch ein Durchführen einer Öffnen-/Schließen-Steuerroutine (untenstehend beschrieben), welche in 3 gezeigt ist, durch derart, dass eine Temperaturabnahme der Maschine 11 nach dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers beschränkt ist. Das Strömungssteuerventil 15 wird gesteuert, um geöffnet zu sein oder geschlossen zu sein basierend auf einer Information über eine Änderungsrate der Ausströmtemperatur Twout nach dem Öffnen des Strömungssteuerventils 15 in dem ersten Bereich, um die Zirkulation des Kühlwassers auf der Route, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt, während des Erwärmens der Maschine 11 zu starten. Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Strömungssteuerventil 15 gesteuert, um geöffnet oder geschlossen zu sein, um zu verhindern, dass die Änderungsrate dTwout auf einen Minuswert abnimmt, und zwar durch ein Verwenden der Änderungsrate dTwout als die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur Twout. Es sollte angemerkt werden, dass die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur Twout nicht auf die Änderungsrate dTwout der Ausströmtemperatur Twout beschränkt ist, sondern Information sein kann, welche eine Korrelation mit der Änderungsrate dTwout hat. Da die Ausströmtemperatur Twout sich mit der Temperatur der Maschine 11 ändert, wird die Änderungsrate dTwout überwacht, und das Öffnen oder Schließen des Strömungssteuerventils 15 wird gesteuert, um zu verhindern, dass die Änderungsrate dTwout auf einen Minuswert abnimmt. Demzufolge wird verhindert, dass eine Richtung, in welcher die Temperatur der Maschine 11 sich ändert, eine Minusrichtung (das heißt eine Abnahmerichtung) ist.
Insbesondere wird, wie durch die durchgezogene Linie in 2 angezeigt ist, das Strömungssteuerventil 15 in dem ersten Bereich geöffnet, um die Zirkulation des Kühlwassers auf der Route, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt, zu einem Zeitpunkt t0 zu starten, zu welchem die Ausströmtemperatur Twout, welche durch den Ausströmtemperatursensor 24 erfasst wird, gleich oder höher als die spezifizierte Temperatur T1 während des Erwärmens der Maschine 11 wird. Nachfolgend wird die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine durchgeführt, um zu wiederholen: (i) ein Schließen des Strömungssteuerventils 15 zu dem Zeitpunkt t1, zu dem die Änderungsrate dTwout der Ausströmtemperatur Twout gleich oder höher als ein erster Grenzwert dT1 wird, und (ii) ein Öffnen des Strömungssteuerventils 15 zu einem Zeitpunkt t2, zu dem die Änderungsrate dTwout gleich oder niedriger als ein zweiter Grenzwert dT2 wird. Hier sind sowohl der erste als auch der zweite Grenzwert dT1 und dT2 auf Werte größer als 0 eingestellt. Der zweite Grenzwert dT2 ist auf einen Wert kleiner als der erste Grenzwert dT1 eingestellt (dT1 > dT2 > 0).
Nachfolgend wird die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine vollendet und schreitet zu einer Öffnungsgradsteuerung voran, in welcher der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 basierend auf einer Abweichung der Ausströmtemperatur Twout von einer Zielausströmtemperatur gesteuert wird, wenn eine Bedingung, dass die Änderungsrate dTwout gleich oder kleiner als ein spezifizierter Wert dT3 ist, für eine bestimmte Zeitdauer P oder länger andauert, während das Strömungssteuerventil 15 geöffnet ist. Hier ist der spezifizierte Wert dT3 auf beispielsweise einen Wert gleich oder kleiner als der zweite Grenzwert dT2 eingestellt (dT2 ≥ dT3 > 0).
Als nächstes wird der Inhalt des Prozesses der Öffnen-/Schließen-Steuerroutine in 3, welcher durch die ECU 26 ausgeführt wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine, welche in 3 gezeigt ist, wird unter einem spezifizierten Zyklus während des Erwärmens der Maschine 11 wiederholt und funktioniert als eine Steuervorrichtung. Der Ausdruck ”während des Erwärmens der Maschine 11” bedeutet die Zeitdauer, welche beispielsweise benötigt wird, dass die Ausströmtemperatur Twout oder die Einströmtemperatur einen spezifizierten Erwärmvollendungsbestimmungswert überschreitet.
Es wird bestimmt, ob ein Endflag auf ”1” eingestellt ist, welches ein Ende der Öffnen-/Schließen-Steuerroutine bei S101 anzeigt, wenn die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine gestartet ist.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S102 voran, wenn bestimmt wird, dass das Endflag ”0” bei S101 ist, und es wird bestimmt, ob die Ausströmtemperatur Twout, welche durch den Ausströmtemperatursensor 24 erfasst wird, gleich oder höher als eine spezifizierte Temperatur T1 (beispielsweise 40°C) ist.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S103 voran, wenn bestimmt wird, dass die Ausströmtemperatur Twout niedriger als die spezifizierte Temperatur T1 bei S102 ist, und das Strömungssteuerventil 15 wird aufrecht erhalten, um geschlossen zu sein, und die Zirkulation des Kühlwassers wird ebenso aufrecht erhalten, gestoppt zu sein.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S104 voran, wenn bestimmt wird, dass die Ausströmtemperatur Twout gleich oder höher als die spezifizierte Temperatur T1 bei S102 ist, und das Strömungssteuerventil 15 wird in dem ersten Bereich geöffnet, um die Zirkulation des Kühlwassers auf der Route zu starten, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt.
In diesem Fall wird der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 (das heißt der Öffnungsgrad des Ventils, wenn es geöffnet ist) unter Verwendung einer Karte beziehungsweise eines Kennfeldes, eines Ausdrucks oder dergleichen abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt. Das Kennfeld, ein Ausdruck oder dergleichen für den Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 wird eingestellt derart, dass, je niedriger die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers ist, umso niedriger der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 ist.
Die Strömungsrate des Kühlwassers kann auf der Basis des Öffnungsgrades des Strömungssteuerventils 15 und der Drehzahl der Maschine 11 (das heißt der Drehzahl der Wasserpumpe 13) erlangt werden. Zusätzlich kann durch ein Integrieren der Strömungsrate des Kühlwassers die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers erlangt werden.
Nachfolgend schreitet die Routine zu S105 voran, und es wird bestimmt, ob eine Änderung der Ausströmtemperatur Twout stabil ist oder nicht basierend auf einer Bestimmung, ob die Bedingung, dass die Änderungsrate dTwout der Ausströmtemperatur Twout gleich oder kleiner als der spezifierte Wert dT3 ist, bereits für eine spezifizierte Zeitdauer P oder länger fortgesetzt ist. Der Ausdruck ”die Änderung der Ausströmtemperatur Twout stabil ist” bedeutet, dass, beispielsweise die Ausströmtemperatur Twout relativ graduell zunimmt.
In diesem Fall wird die spezifizierte Zeitdauer P unter Verwendung eines Kennfeldes, eines Ausdrucks oder dergleichen abhängig von der Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt. Demnach wird die spezifizierte Zeitdauer P eingestellt auf beispielsweise eine Zeit geringfügig länger als die Zeitdauer der Zirkulation des Kühlwassers. Der Zirkulationszyklus ist die Zeit, welche für Kühlwasser benötigt wird, um einen Umlauf der Zirkulationsroute zu tätigen, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt. Ein Kennfeld, ein Ausdruck oder dergleichen für die spezifizierte Zeitdauer P wird eingestellt, um die spezifizierte Zeitdauer P in Antwort auf die Zeitdauer der Zirkulation des Kühlwassers, welche verkürzt wird, wenn die Strömungsrate des Kühlwassers zunimmt, zu verkürzen.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S106 voran, wenn bestimmt wird, dass die Änderung der Ausströmtemperatur Twout nicht stabil ist, und sie bestimmt, ob die Änderungsrate dTwout gleich oder höher als der erste Grenzwert dT1 ist.
In diesem Fall wird der erste Grenzwert dT1 unter Verwendung eines Kennfeldes, eines Ausdrucks oder dergleichen abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt. Das Kennfeld, der numerische Wert oder dergleichen für den ersten Grenzwert dT1 wird eingestellt derart, dass, je niedriger die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers ist, umso kleiner der erste Grenzwert dT1 ist, wodurch der Variationsbereich der Änderungsrate dTwout verschmälert wird. Der Variationsbereich der Änderungsrate dTwout bedeutet einen Bereich von dem zweiten Grenzwert dT2 zu dem ersten Grenzwert dT1. Der erste Grenzwert dT1 kann auf einen festen Wert im Vorab eingestellt werden und nur der zweite Grenzwert dT2 kann abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt werden.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine kehrt zu S104 zurück, wenn die Änderungsrate dTwout bestimmt ist, um kleiner als der erste Grenzwert dT1 zu sein bei S106 und das Strömungssteuerventil 15 wird aufrecht erhalten, um offen zu sein.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S107 voran, wenn die Änderungsrate dTwout bestimmt ist, um gleich zu sein oder höher als der erste Grenzwert dT1 bei S106, und das Strömungssteuerventil 15 wird geschlossen, um vorübergehend die Zirkulation des Kühlwassers zu stoppen.
Nachfolgend schreitet die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine zu S108 voran und bestimmt, ob die Änderungsrate dTwout gleich oder niedriger als der zweite Grenzwert dT2 ist.
In diesem Fall wird der zweite Grenzwert dT2 eingestellt unter Verwendung eines Kennfeldes, eines Ausdrucks oder dergleichen abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers. Das Kennfeld, der numerische Wert oder dergleichen für den zweiten Grenzwert dT2 wird eingestellt derart, dass, je niedriger die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers ist, umso größer der zweite Grenzwert dT2 ist, wodurch der Variationsbereich der Änderungsrate dTwout verschmälert wird. Der zweite Grenzwert dT2 kann auf einen festen Wert im Vorab eingestellt werden, und nur der erste Grenzwert dT1 kann abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt werden.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine kehrt zu S107 zurück, wenn die Änderungsrate dTwout bestimmt wird, um höher zu sein als der zweite Grenzwert dT2 bei S108, und das Strömungssteuerventil 15 wird aufrecht erhalten, um geschlossen zu sein.
Die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S104 voran, wenn die Änderungsrate dTwout bestimmt wird, um gleich oder niedriger zu sein als der zweite Grenzwert dT2 bei S108, und das Strömungssteuerventil 15 wird geöffnet, um das Kühlwasser auf der Route zu zirkulieren, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt.
Durch die Prozesse S104 bis S108 wird die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine durchgeführt, um zu wiederholen: (i) ein Schließen des Strömungssteuerventils 15 jedes Mal, wenn die Änderungsrate dTwout gleich oder höher als der erste Grenzwert dT1 wird, und (ii) ein Öffnen des Strömungssteuerventils 15 jedes Mal, wenn die Änderungsrate dTwout gleich oder niedriger als der zweite Grenzwert dT2 wird.
Nachfolgend wird die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine vollendet, wenn die Änderung der Ausströmtemperatur Twout bestimmt wird, um stabil zu sein bei S105, und die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S109 voran und stellt das Endflag auf ”1” ein. Demzufolge wird bestimmt, dass das Endflag ”1” ist bei S101 und die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine schreitet zu S110 voran, um die Öffnungsgradsteuerung zu verschieben. In der Öffnungsgradsteuerung wird der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 basierend auf einer Abweichung der Ausströmtemperatur Twout von der Zielauströmtemperatur gesteuert.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird während des Erwärmens der Maschine 11 das Strömungssteuerventil 15 geöffnet und die Zirkulation des Kühlwassers wird auf der Route, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt, gestartet. Nachfolgend wird das Strömungssteuerventil 15 gesteuert, um geöffnet oder geschlossen zu sein basierend auf der Änderungsrate dTwout der Ausströmtemperatur Twout, um zu verhindern, dass die Änderungsrate dTwout auf einen Minuswert abnimmt. Da die Ausströmtemperatur Twout sich mit der Temperatur der Maschine 11 ändert, wird die Änderungsrate dTwout überwacht und ein Öffnen oder Schließen des Strömungssteuerventils 15 wird gesteuert, um zu verhindern, dass die Änderungsrate dTwout auf einen Minuswert abnimmt. Als ein Ergebnis wird die Richtung, in welcher die Temperatur der Maschine 11 sich ändert, davon beschränkt, eine Minusrichtung zu werden (das heißt die Abnahmerichtung). Demnach kann die Temperaturabnahme der internen Verbrennungsmaschine 11 nach dem Starten der Zirkulation des Kühlwassers effektiv verhindert werden.
In diesem Fall wird bei der Öffnen-/Schließen-Steuerroutine gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Strömungssteuerventil 15 geöffnet, um die Zirkulation des Kühlwassers auf der Route, welche durch die Bypasspassage 17 hindurchtritt, zu starten, wenn die Ausströmtemperatur Twout eine Temperatur, welche gleich oder höher als die spezifizierte Temperatur T1 ist, während des Erwärmens der Maschine 11 erreicht. Nachfolgend wird das Strömungssteuerventil 15 geschlossen, wenn die Änderungsrate dTwout einen Wert erreicht, welcher gleich oder höher als der erste Grenzwert dT1 ist. Das Strömungssteuerventil 15 wird geöffnet, wenn die Änderungsrate dTwout einen Wert erreicht, welcher gleich oder niedriger ist als der zweite Grenzwert dT2. In der Öffnen-/Schließen-Steuerroutine wird der oben beschriebene Prozess wiederholt. Demnach wird die Änderungsrate dTwout der Ausströmtemperatur Twout nahe einem spezifizierten Variationsbereich durch die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine aufrecht erhalten. Demzufolge kann, während die Änderungsrate dTwout von einer Abnahme auf einen Minuswert beschränkt ist, die Ausströmtemperatur Twout bei einer geeigneten Rate erhöht werden.
Zusätzlich werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform der erste Grenzwert dT1 und der zweite Grenzwert dT2 abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt, wenn die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine durchgeführt wird. Demnach kann der Variationsbereich der Änderungsrate dTwout geeignet durch ein Ändern des ersten Grenzwertes dT1 und des zweiten Grenzwertes dT2 geändert werden abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers. Beispielsweise tendiert, wenn die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers niedriger ist, die Variation in der Änderungsrate dT dazu, größer zu sein. Demnach wird jeder des ersten und zweiten Grenzwertes dT1, dT2 eingestellt derart, dass, je niedriger die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers ist, umso schmäler der Variationsbereich der Änderungsrate dTwout ist, das heißt ein Bereich von dem zweiten Grenzwert dT2 zu dem ersten Grenzwert dT1. Demnach kann eine Variation in der Änderungsrate dTwout der Ausströmtemperatur Twout beschränkt werden.
Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 eingestellt abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers, wenn die Öffnungs-/Steuerung durchgeführt wird. Demnach kann die Strömungsrate des Kühlwassers während das Strömungssteuerventil 15 geöffnet wird angemessen durch ein Ändern des Öffnungsgrades des Strömungssteuerventils 15 abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers geändert werden. Beispielsweise tendiert, wenn die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers niedriger ist, die Variation in der Änderungsrate dTwout dazu, größer zu sein. Demnach wird, je niedriger die integrierte Strömungsrate des Kühlwassers wird, umso niedriger der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15. Demzufolge wird die Strömungsrate des Kühlwassers verringert, um eine Variation in der Änderungsrate dTwout zu beschränken.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, dass die Änderung der Ausströmtemperatur Twout stabil ist, wenn die Bedingung, dass die Änderungsrate dTwout gleich oder kleiner als der spezifizierte Wert dT3 ist, für die spezifizierte Zeitdauer P oder länger fortgeführt wird, während das Strömungssteuerventil 15 geöffnet ist. Demnach ist die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine vollendet und schreitet zu der Öffnungsgradsteuerung voran. Demzufolge ist die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine unmittelbar vollendet und schreitet zu der Öffnungsgradsteuerung voran, wenn die Änderung der Ausströmtemperatur Twout stabil wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die spezifizierte Zeitdauer P abhängig von der Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt. Die spezifizierte Zeitdauer P wird mit der Zyklusänderung der Zirkulation des Kühlwassers abhängig von der Strömungsrate des Kühlwassers geändert. Demzufolge kann die spezifizierte Zeitdauer P auf einen angemessenen Wert beispielsweise eine Zeit geringfügig länger als die Zeitdauer der Zirkulation des Kühlwassers eingestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Änderungsrate dTwout der Ausströmtemperatur Twout als die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur Twout verwendet, und das Strömungssteuerventil 15 wird gesteuert, um geöffnet oder geschlossen zu sein, um zu verhindern, dass die Änderungsrate dTwout auf einen Minuswert abnimmt. Die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur Twout kann jedoch beispielsweise ein Änderungsgrad der Ausströmtemperatur Twout pro spezifizierter Zeit sein oder kann die Zeit sein, welche benötigt wird, dass sich die Ausströmtemperatur Twout nur um einen spezifizierten Wert ändert. In diesem Fall wird das Strömungssteuerventil 15 ebenso gesteuert, um geöffnet oder geschlossen zu sein, um zu verhindern, dass die Änderungsrate dTwout auf einen Minuswert abnimmt.
Zusätzlich werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform der erste Grenzwert dT1 und der zweite Grenzwert dT2 abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt. Jeder des ersten und des zweiten Grenzwertes dT1, dT2 kann jedoch ein fester Wert sein, welcher im Voraus eingestellt wird.
Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 abhängig von der integrierten Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt. Der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 15 kann jedoch ein fester Wert sein, welcher im Vorab eingestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die spezifizierte Zeitdauer P abhängig von der Strömungsrate des Kühlwassers eingestellt. Die spezifizierte Zeitdauer P kann jedoch ein fester Wert sein, welcher im Voraus eingestellt wird.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Strömungssteuerventil 15 zwischen einem Offenzustand und einem Geschlossenzustand durch ein Vergleichen der Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur Twout (das heißt der Änderungsrate dTwout) mit den zwei Grenzwerten (das heißt dem ersten Grenzwert dT1 und dem zweiten Grenzwert dT) umgeschaltet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das obige Beispiel beschränkt. Das Strömungssteuerventil 15 kann zwischen einem Offenzustand und einem Geschlossenzustand umgeschaltet werden durch ein Vergleichen der Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur Twout mit einem Grenzwert oder drei oder mehr Grenzwerten.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Strömungsrate des Kühlwassers in der Bypasspassage und die Strömungsrate des Kühlwassers in der Kühlerpassage unter Verwendung nur eines Strömungssteuerventils 15 angepasst. Es kann jedoch beispielsweise ein Strömungssteuerventil zum Anpassen der Strömungsrate des Kühlwassers in der Bypasspassage und ein Strömungssteuerventil zum Anpassen der Strömungsrate des Kühlwassers in der Kühlerpassage getrennt vorgesehen sein. Zusätzlich kann ein Thermostat, welcher abhängig von der Temperatur des Kühlwassers geöffnet/geschlossen wird, vorgesehen sein.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist die mechanische Wasserpumpe, welche durch Leistung von der Maschine betrieben wird, vorgesehen. Eine elektrische Wasserpumpe jedoch, welche durch einen Motor angetrieben wird, kann vorgesehen sein.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung können die Konfiguration des Maschinenkühlsystems, wie beispielsweise ein Verbindungsverfahren für die Bypasspassage und die Kühlerpassage, die Positionen des Strömungssteuerventils und des Wassertemperatursensors wie benötigt geändert werden.
Demnach kann die vorliegende Offenbarung verschiedentlich innerhalb eines Umfangs der vorliegenden Offenbarung geändert werden.

Claims

Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine, wobei die Kühlvorrichtung eine Bypasspassage (17) aufweist, welche Kühlwasser zum Kühlen der internen Verbrennungsmaschine (11) zirkuliert, um einen Kühler (19) zu umgehen, wobei die Kühlvorrichtung Folgendes aufweist: einen Ausströmtemperatursensor (24), welcher eine Ausströmtemperatur (Twout) des Kühlwassers, welches von einem Kühlwasserauslass der internen Verbrennungsmaschine (11) ausströmt, erfasst; ein Strömungssteuerventil (15), welches eine Strömungsrate des Kühlwassers, welches in der Bypasspassage (17) strömt, anpasst; und eine Steuervorrichtung (26), welche das Strömungssteuerventil (15) steuert, um offen oder geschlossen zu sein, wobei die Steuervorrichtung (26) während eines Erwärmens der internen Verbrennungsmaschine (11) das Strömungssteuerventil (15) steuert, um offen oder geschlossen zu sein basierend auf einer Information über eine Änderungsrate (dTwout) der Ausströmtemperatur, um zu verhindern, dass die Änderungsrate der Ausströmtemperatur auf einen Minuswert abnimmt, nach einem Öffnen des Strömungssteuerventils (15) und einem Starten einer Zirkulation des Kühlwassers auf einer Route, welche durch die Bypasspassage (17) hindurchtritt.
Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (26) das Strömungsratensteuerventil (15) öffnet, um die Zirkulation des Kühlwassers auf der Route, welche durch die Bypasspassage (17) hindurchtritt, zu starten, wenn die Ausströmtemperatur gleich oder höher als ein spezifizierter Wert während des Erwärmens der internen Verbrennungsmaschine (11) wird, und die Steuervorrichtung (26) eine Öffnen-/Schließen-Steuerroutine durchführt, um Folgendes zu wiederholen: ein Schliessen des Strömungssteuerventils (15), wenn die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur gleich oder höher als ein erster Grenzwert wird; und ein Öffnen des Strömungssteuerventils (15), wenn die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur gleich oder niedriger als ein zweiter Grenzwert wird, welcher kleiner ist als der erste Grenzwert.
Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung (26) in der Öffnen-/Schließen-Steuerroutine wenigstens eines des ersten Grenzwerts und des zweiten Grenzwerts abhängig von einer integrierten Strömungsrate des Kühlwassers einstellt.
Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuervorrichtung (26) in der Öffnen-/Schließen-Steuerroutine einen Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils (15) abhängig von einer integrierten Strömungsrate des Kühlwassers einstellt.
Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Steuervorrichtung (26) die Öffnen-/Schließen-Steuerroutine vollendet und sich bewegt, um eine Öffnungsgradsteuerung durchzuführen, in welcher der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils (15) basierend auf der Ausströmtemperatur gesteuert wird, wenn eine Bedingung, dass die Information über die Änderungsrate der Ausströmtemperatur gleich oder niedriger als der spezifizierte Wert ist, für eine spezifizierte Zeitdauer oder länger andauert, während das Strömungssteuerventil (15) geöffnet ist.
Kühlvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine nach Anspruch 5, wobei die Steuervorrichtung (26) die spezifizierte Zeitdauer basierend auf der Strömungsrate des Kühlwassers einstellt.