用于發動機的冷卻系統的制作方法

用于發動機的冷卻系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于發動機的冷卻系統。冷卻系統使冷卻介質在發動機和散熱器之間循環。該冷卻系統包括確定單元。該確定單元當恒溫器關閉時設定相對小的預定值(ΔTh1)用于閾值(ΔThref)(S130)并且當恒溫器打開時設定大于預定值(ΔTh1)的預定值(ΔTh2)用于閾值(ΔThref)(S140)。當來自第一冷卻液溫度傳感器的冷卻液溫度(Thw)與來自第二冷卻液溫度傳感器的冷卻液溫度(Thb)之間的溫度差(ΔTh)大于或者等于閾值(ΔThref)時，確定單元確定選擇器閥中存在卡住關閉故障。
【專利說明】
用于發動機的冷卻系統
技術領域
[0001]本發明涉及用于發動機的冷卻系統。【背景技術】
[0002]—般地，提出有一種用于發動機的冷卻系統，該用于發動機的冷卻系統包括:第一冷卻液回路、第二冷卻液回路、恒溫器、閥、第一冷卻液溫度傳感器、第二冷卻液溫度傳感器和發動機冷卻控制單元(參見，例如，日本專利N0.4883225)。冷卻系統根據由第一冷卻液溫度傳感器檢測到的第一冷卻液溫度和由第二冷卻液溫度傳感器檢測到的第二冷卻液溫度之間的溫度差確定在閥中是否存在卡住關閉故障。第一冷卻液回路包括主路徑和繞行路徑。主路徑經過水栗、發動機、散熱器和恒溫器。繞行路徑從發動機和散熱器之間的主路徑分支，經過閥和加熱器芯，并且在恒溫器處并入主路徑。第二冷卻液回路從主路徑中的水栗和發動機之間的主路徑分支，并且在繞行路徑中的閥和加熱器芯之間并入繞行路徑。恒溫器一直允許冷卻液從繞行路徑流到主路徑的水栗側，并且響應于經過加熱器芯之后的冷卻液的溫度而打開或關閉，以允許或禁止冷卻液從主路徑的散熱器側流到主路徑的水栗側。 閥由發動機冷卻控制單元控制。第一冷卻液溫度傳感器檢測發動機內部的冷卻液的溫度作為第一冷卻液溫度。第二冷卻液溫度傳感器檢測流入加熱器芯中的冷卻液的溫度作為第二冷卻液溫度。在該用于發動機的冷卻系統中，在發出打開閥的命令的同時，當第一冷卻液溫度和第二冷卻液溫度之間的溫度差大于異常確定值時，確定在閥中存在卡住關閉故障。
[0003]在如此構造的用于發動機的冷卻系統中，可想象的是，在閥被正常打開的同時，第一冷卻液溫度和第二冷卻液溫度之間的溫度差在當恒溫器關閉時和當恒溫器打開時之間改變，因為經過發動機之后流過繞行路徑的冷卻液的量改變。因此，如果閾值被設定成統一值，則當在閥中實際上存在卡住關閉故障時可能不能精確地檢測到卡住關閉故障，或者當在閥中實際上不存在卡住關閉故障時可能錯誤地檢測到卡住關閉故障。
【發明內容】

[0004]本發明提供一種用于發動機的冷卻系統，該用于發動機的冷卻系統精確地確定在閥中是否存在卡住關閉故障。
[0005]本發明的一方面提供一種用于發動機的冷卻系統。該冷卻系統包括第一流路、第二流路、第三流路、第一閥、第二閥、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和確定單元。第一流路被構造成使冷卻介質按順序循環通過發動機和散熱器。第二流路被構造成使發動機上游的第一流路與散熱器下游的第一流路連通。第三流路被構造成使發動機和散熱器之間的第一流路與第二流路連通。第一閥被構造成打開或關閉，以允許或限制已經流過第一流路中的散熱器的冷卻介質流到第一流路與第二流路的連接部分下游的第一流路。第二閥被構造成打開或關閉，以允許或限制已經流過第一流路中的發動機的冷卻介質經由第三流路流到第二流路。第一溫度傳感器在發動機和散熱器之間的第一流路中。第二溫度傳感器被安裝在第二流路與第三流路的連接部分下游的第二流路中。確定單元被構造成:(i)在第二閥正被控制成打開的同時，當由第一溫度傳感器檢測到的第一溫度和由第二溫度傳感器檢測到的第二溫度之間的溫度差大于或等于閾值時，確定在第二閥中存在卡住關閉故障；以及 (ii)設定閾值使得當第一閥打開時的閾值大于當第一閥關閉時的閾值。
[0006]利用根據本發明的上述用于發動機的冷卻系統，在第二閥正被控制成打開的同時，當由第一溫度傳感器檢測到的第一溫度和由第二溫度傳感器檢測到的第二溫度之間的溫度差大于或等于閾值時，確定在第二閥中存在卡住關閉故障。這時，閾值被設定成使得當第一閥打開時的閾值大于當第一閥關閉時的閾值。第一閥打開或關閉，以允許或限制已經流過第一流路中的散熱器的冷卻介質流到第一流路與第二流路的連接部分下游的第一流路。第二閥打開或關閉，以允許或限制已經流過第一流路中的發動機的冷卻介質經由第三流路流到第二流路。在第二閥打開的同時，已經流過第一流路中的發動機的且流到第二流路的冷卻介質的量在第一閥打開時比在第一閥關閉時小，所以第一溫度和第二溫度之間的溫度差容易增大。因此，當第一閥關閉時通過相對地降低閾值(與當第一閥打開時相比降低閾值)，當第二閥中實際上存在卡住關閉故障時能夠進一步可靠地檢測第二閥的卡住關閉故障。當第一閥打開時通過相對地增大閾值(與當第一閥關閉時相比增大閾值)，當第二閥中實際上不存在卡住關閉故障時能夠抑制第二閥中發生卡住關閉故障的錯誤檢測。其結果是，能夠進一步精確地確定在第二閥中是否存在卡住關閉故障。第一溫度傳感器可以被安裝在發動機內或者恰好在第一流路中的發動機的下游。第二溫度傳感器可以被安裝在恰好在第二流路與第三流路的連接部分下游的第二流路中。
[0007]在根據本發明的如此構造的用于發動機的冷卻系統中，第一閥可以是恒溫器。確定單元可以被構造成基于第一溫度與第二閾值之間的比較或者第二溫度與第三閾值之間的比較，來估計恒溫器是否打開或者關閉。利用如此構造的用于發動機的冷卻系統，通過使用第一溫度或者第二溫度，能夠估計恒溫器是否打開或者關閉。在這種情況下，在用于發動機的冷卻系統中，恒溫器可以包括內置加熱器。確定單元可以被構造成隨著加熱器的通電電流的增大而減小第二閾值和第三閾值。利用如此構造的用于發動機的冷卻系統，當恒溫器包括內置加熱器時，能夠更加恰當地估計恒溫器是否打開或者關閉。
[0008]在用于發動機的冷卻系統中，第一閥可以是由確定單元控制以打開或關閉的控制閥。確定單元可以被構造成設定閾值使得在控制閥正被控制成打開時的閾值大于當控制閥沒有被控制成打開時的閾值。利用如此構造的用于發動機的冷卻系統，能夠通過確定控制閥是否打開或者關閉來設定閾值。
[0009]在用于發動機的冷卻系統中，確定單元可以被構造成設定閾值，使得當第一閥中存在卡住打開故障時的閾值大于當第一閥中不存在卡住打開故障并且第一閥關閉時的閾值。利用如此構造的用于發動機的冷卻系統，當第一閥中存在卡住打開故障時，能夠抑制第二閥中的卡住關閉故障的錯誤檢測。【附圖說明】
[0010]以下將參考附圖描述本發明的示例性實施例的特征、優點以及技術和工業意義， 在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中:
[0011]圖1是示意性示出作為本發明的實施例的示例的用于發動機的冷卻系統的構造的構造視圖；
[0012]圖2是圖示當恒溫器和選擇器閥關閉時的冷卻液流狀態的視圖；
[0013]圖3是圖示當恒溫器關閉并且選擇器閥打開時的冷卻液流狀態的視圖；
[0014]圖4是圖示當恒溫器和選擇器閥打開時的冷卻液流狀態的視圖；
[0015]圖5是示出根據實施例的由電子控制單元執行的選擇器閥卡住關閉故障確定例程的示例的流程圖；
[0016]圖6是示意性示出根據本發明的第一替代實施例的用于發動機的冷卻系統的構造的構造視圖；
[0017]圖7是示出根據第一替代實施例的選擇器閥卡住關閉故障確定例程的示例的流程圖；
[0018]圖8是圖示第一替代實施例中的加熱器的通電電流與閾值之間的關系的示例的曲線圖；
[0019]圖9是示意性示出根據本發明的第二替代實施例的用于發動機的冷卻系統的構造的構造視圖；
[0020]圖10是示出根據第二替代實施例的選擇器閥卡住關閉故障確定例程的示例的流程圖；
[0021]圖11是示出根據本發明的第三替代實施例的選擇器閥卡住關閉故障確定例程的示例的流程圖；
[0022]圖12是圖示散熱器中的冷卻液的散熱量與閾值之間的關系的示例的曲線圖；
[0023]圖13是圖示循環流路中的冷卻液在經過發動機之前和之后的溫度差與閾值之間的關系的示例的曲線圖；并且
[0024]圖14是圖示繞行路徑中加熱器芯處的冷卻液的散熱量與閾值之間的關系的示例的曲線圖。【具體實施方式】[〇〇25]將描述本發明的實施例。
[0026]圖1是示意性示出作為本發明的實施例的示例的用于發動機的冷卻系統20的構造的構造視圖。根據實施例的用于發動機的冷卻系統20被安裝在通過使用來自發動機10的動力行駛的汽車。如圖1所示，冷卻系統20包括用作第一流路的循環流路22、用作第二流路的繞行流路24、用作第三流路的連通流路26、散熱器30、電栗32、用作第一閥的恒溫器40、用作第二閥的選擇器閥44和電子控制單元60。[〇〇27]循環流路22是按電栗32、發動機10、散熱器30、恒溫器40和電栗32的順序使冷卻液 (長壽命冷卻液(LLC))流動的流路。繞行流路24被構造為如下流路，該流路經由空氣調節器的加熱器芯38連通在發動機10上游的位置Pol處的循環流路22與在散熱器30下游的位置 (恒溫器40的位置)處的循環流路22。即，繞行流路24是如下的流路，該流路從位置Pol側繞過發動機10和散熱器30到恒溫器40側并且使冷卻液經由加熱器芯38流動。連通流路26是如下的流路，該流路連通在發動機10和散熱器30之間的位置P〇2處的循環流路22與在加熱器芯38上游的位置P〇3處的繞行流路24。在實施例中，循環流路22和繞行流路24被設計成使得循環流路22的壓力損失小于繞行流路24的壓力損失。因此，當冷卻液流過連通流路26時，冷卻液從循環流路22側流到繞行流路24側。
[0028]散熱器30在冷卻液和外部空氣之間交換熱。電栗32被安裝在恒溫器40和發動機10 之間的循環流路22中。電栗32被電子控制單元60控制以被驅動，并且在壓力下進給冷卻液。 [〇〇29] 恒溫器40—直允許冷卻液從繞行流路24流到在循環流路22中的關于恒溫器40的下游側(電栗32側)，并且允許或禁止已經經過在循環流路22中的散熱器30的冷卻液流到關于恒溫器40的下游側。具體地，當從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度高于或等于閾值Thl時，恒溫器40打開以允許已經經過循環流路22中的散熱器30的冷卻液流到關于恒溫器40的下游側。當從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度低于閾值Thl時，恒溫器40 關閉以限制已經經過循環流路22中的散熱器30的冷卻液流到關于恒溫器40的下游側。閾值 Thl被設定成在完成發動的的暖機之后從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度，并且例如被設定成78 °C、80 °C、82 °C等。
[0030] 選擇器閥44被安裝在連通流路26中。選擇器閥44由電子控制單元60控制以打開或關閉。如上所述，在實施例中，繞行流路24中的壓力損失大于循環流路22中的壓力損失。因此，當選擇器閥44打開時，選擇器閥44允許已經流過循環流路22中的發動機10的冷卻液中的至少部分經由連通流路26流到繞行流路24;然而，當選擇閥44關閉時，選擇器閥44限制冷卻液經由連通流路26流到繞行流路24。[〇〇31] 雖然未在圖中示出，但是電子控制單元60被構造為主要包括CPU的微處理器。除了 CPU外，電子控制單元60還包括R0M、RAM和輸入/輸出端口。ROM存儲處理程序。RAM臨時存儲數據。來自各種傳感器的信號經由輸入端口被輸入到電子控制單元60。來自各種傳感器的信號包括:來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw、來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thb、來自冷卻液溫度傳感器54的冷卻液溫度Thr和來自旋轉速度傳感器的電栗32的旋轉速度Nwp。冷卻液溫度傳感器50被安裝在發動機10和散熱器30之間的循環流路22中(例如，在發動機10內部或者恰好在發動機10下游的位置)。冷卻液溫度傳感器50檢測冷卻液的溫度。冷卻液溫度傳感器52被安裝在位置P〇3和加熱器芯38之間的繞行流路24中(例如，恰好在位置P〇3下游的位置)。冷卻液溫度傳感器52檢測冷卻液的溫度。冷卻液溫度傳感器54 被安裝在散熱器30和恒溫器40之間的循環流路22中(例如，恰好在恒溫器40上游的位置)。 冷卻液溫度傳感器54檢測冷卻液的溫度。旋轉速度傳感器檢測電栗32的旋轉速度。從電子控制單元60經由輸出端口輸出各種控制信號。各種控制信號包括到選擇器閥44的驅動控制信號和到電栗32的驅動控制信號。[〇〇32]在根據實施例的如此構造的用于發動機的冷卻系統20中，電子控制單元60控制電栗32,使得循環流路22中的冷卻液在壓力下由電栗32進給。如上所述，當從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度低于閾值Thl時，恒溫器40關閉，并且當該冷卻液的溫度高于或等于閾值Thl時，恒溫器40打開。另外，當來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw比低于閾值Th2的閾值Th3低時，電子控制單元60控制選擇器閥44使得選擇器閥44關閉。當冷卻液溫度Thw高于或等于閾值Th3時，電子控制單元60控制選擇器閥44使得選擇器閥44打開。閾值 Th2是當恒溫器40從關閉狀態切換到打開狀態時(當從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度從低于閾值Thl的狀態改變到高于或等于閾值Thl的狀態時)來自冷卻液溫度傳感器 50的冷卻液溫度Thw。閾值Th2預先被通過實驗或分析確定，并且被例如設定成78°C、80°C、 82 °C等。閾值Th3被例如設定成58 °C、60 °C、62 °C等。[〇〇33]圖2是圖示當恒溫器40和選擇器閥44關閉時的冷卻液流狀態的視圖。圖3是圖示當恒溫器40關閉并且選擇器閥44打開時的冷卻液流狀態的視圖。圖4是圖示當恒溫器40和選擇器閥44打開時的冷卻液流狀態的視圖。在圖2至圖4中，寬的實線指示在循環流路22、繞行流路24和連通流路26當中冷卻液流動的部分，并且寬的虛線指示在這些流路當中冷卻液滯留的部分。空箭頭示意性地指示冷卻液的流量(在圖3和圖4中的流量的比例)。[〇〇34]當從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度低于閾值Thl并且來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw低于閾值Th3時，通過電子控制單元60關閉恒溫器40并且關閉選擇器閥44(保持在關閉狀態)。這時，如圖2所示，冷卻液從電栗32流到循環流路22中的位置 Pol，流過繞行流路24并且從恒溫器40流到在循環流路22中的電栗32。因此，發動機10內的冷卻液滯留，所以作為發動機10的暖機操作的結果，發動機10內的冷卻液的溫度快速上升。 因而，能夠便于發動機10的暖機。這時，發動機10內的冷卻液滯留并且繞行流路24中的冷卻液流動，所以在來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw與來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thb之間的溫度差A Th容易增加。[〇〇35]當作為發動機10的暖機操作的結果，來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw 變得高于或等于閾值Th3時，選擇器閥44被打開。這時，恒溫器40被保持在關閉狀態。這時， 如圖3所示，冷卻液不僅在如圖2所示的路徑中流動而且也在循環流路22中從位置Po 1流到位置P〇2并流過連通流路26。因此，冷卻液在發動機10內流動并且不經由散熱器30循環。因而，發動機10的暖機繼續。這時，已經流過循環流路22中的發動機10的大體上全部冷卻液經由連通流路26流到繞行流路24,所以來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw與來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thb之間的溫度差A Th約為0°C至若干°C。[〇〇36]當作為發動機10的繼續暖機的結果，從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度變得高于或等于閾值Thl (來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw高于或等于閾值Th2) 時，恒溫器40打開。當恒溫器40打開時，冷卻液不僅流過圖3所示的路徑而且也流過散熱器 30,如圖4所示。因此，作為冷卻液流過散熱器30的結果，已經流過發動機10的冷卻液通過在散熱器30處與外部空氣交換熱而被冷卻，并且然后在循環流路22中循環。因而，發動機10被冷卻。這時，與恒溫器40關閉并且選擇器閥44打開的狀態(圖3中所示的狀態)比較，流過連通流路26的冷卻液的量減小，來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw與來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thb之間的溫度差A Th稍微大于若干°C (例如，大約10°C)。[〇〇37]接下來，將描述根據實施例的如此構造的用于發動機的冷卻系統20的操作，特別地，在確定選擇器閥44中是否存在卡住關閉故障時的操作。圖5是示出根據實施例的由電子控制單元60執行的選擇器閥卡住關閉故障確定例程的示例的流程圖。該例程被重復地執行。
[0038]當執行選擇器閥卡住關閉故障確定例程時，電子控制單元60首先接收數據，諸如冷卻液溫度Thw、Thb和閥打開控制標記Fo(步驟S100)。由冷卻液溫度傳感器50檢測到的值被輸入作為冷卻液溫度Thw。由冷卻液溫度傳感器52檢測到的值被輸入作為冷卻液溫度 Thb。當用于控制選擇器閥44使得選擇器閥44打開的控制(下文中，稱為對選擇器閥44的閥打開控制)正被執行時，加載和輸入被設定成1的值的閥打開控制標記Fo;然而，當對選擇器閥44的閥打開控制沒有被執行時，加載和輸入被設定成0的值的閥打開控制標記Fo。
[0039]當以這種方式輸入數據時，閥打開控制標記Fo的值被研究(步驟S110)。當閥打開控制標記Fo是0的值時，確定對選擇器閥44的閥打開控制沒有被執行，并且例程被終止。
[0040]當閥打開控制標記Fo是1的值時，確定對選擇器閥44的閥打開控制正被執行，并且將冷卻液溫度Thw與上述閾值Th2進行比較(步驟S120)。當冷卻液溫度Thw低于閾值Th2時， 確定(估計)恒溫器40關閉，并且預定值A Thl被設定用于閾值A Thref (步驟S130)。閾值A Thref是用于確定選擇器閥44中是否存在卡住關閉故障的閾值。預定值A Thl可以被例如設定成 5°C、6°C、7°C 等。[〇〇411當以這種方式設定閾值A Thref時，冷卻液溫度Thw與冷卻液溫度Thb之間的差被計算作為溫度差A Th(步驟S150)，并且將所計算出的溫度差A Th與閾值A Thref進行比較 (步驟S160)。當溫度差A Th小于閾值A Thref時，確定選擇器閥44中不存在卡住關閉故障， 即，確定選擇器閥44是正常的(步驟S170)，并且例程被終止。在另一方面，當溫度差A Th高于或等于閾值A Thref時，確定選擇器閥44中存在卡住關閉故障(步驟S180)，并且例程被終止。[〇〇42]當在步驟S120中冷卻液溫度Thw高于或等于閾值Th2時，確定(估計)恒溫器40打開，大于預定值A Thl的預定值A Th2被設定用于閾值A Thref (步驟S140)，并且執行來自步驟S150的過程。預定值A Th2可以被例如設定成15 °C、16 °C、17 °C等。[〇〇43] 如上所述，當恒溫器40打開時比恒溫器40關閉時溫度差A Th更容易增大。因此，當閾值A Thref被設定成相對小的恒定值時，存在的可能是當恒溫器40打開時選擇器閥44的卡住關閉故障被錯誤地檢測。與此相反，當閾值△ Thref被設定成相對大的恒定值時，存在的可能是選擇器閥44的卡住關閉故障沒有被充分地檢測。在本實施例中，考慮這些可能性， 當恒溫器40關閉時，相對小的預定值A Thl被設定用于閾值A Thref;然而，當恒溫器40打開時，大于預定值A Thl的預定值A Th2被設定用于閾值A Thref。因而，當恒溫器40關閉時能夠進一步可靠地檢測選擇器閥44的卡住關閉故障，并且當恒溫器40打開時能夠抑制選擇器閥44的卡住關閉故障的錯誤檢測。結果，能夠進一步精確地確定在選擇器閥44中是否存在卡住關閉故障。[〇〇44]在根據實施例的上述用于發動機的冷卻系統20中，當來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw與來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thb之間的溫度差A Th大于或等于閾值A Thref時，確定選擇器閥44中存在卡住關閉故障。這時，當恒溫器40關閉時，相對小的預定值A Thl被設定用于閾值A Thref;然而，當恒溫器40打開時，大于預定值A Thl的預定值A Th2被設定用于閾值A Thref。因而，當恒溫器40關閉時能夠進一步可靠地檢測選擇器閥44的卡住關閉故障，并且當恒溫器40打開時能夠抑制選擇器閥44的卡住關閉故障的錯誤檢測。結果，能夠進一步精確地確定在選擇器閥44中是否存在卡住關閉故障。[〇〇45]在根據實施例的用于發動機的冷卻系統20中，基于來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw與閾值Th2之間的比較來確定(估計)恒溫器40是否關閉或打開。替代地，可以基于來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thb與閾值Th2b之間的比較來確定(估計)恒溫器40是否關閉或打開。閾值Th2b是當恒溫器40從關閉狀態切換到打開狀態時來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thw。閾值Th2b預先被通過實驗或分析來確定，并且被例如設定成 78 °C、80 °C、82 °C等。可以基于來自冷卻液溫度傳感器54的冷卻液溫度Thr與閾值Th2c之間的比較來確定(估計)恒溫器40是否關閉或打開。閾值Th2c是允許確定恒溫器40已經從關閉狀態切換到打開狀態的來自冷卻液溫度傳感器54的冷卻液溫度Thr。閾值Th2c預先被通過實驗或分析來確定，并且被例如設定成78°C、80°C、82°C等。當恒溫器40關閉時，在循環流路22中從位置P〇2到恒溫器40的一部分中的冷卻液滯留，冷卻液溫度Thr不上升那么多;然而， 當恒溫器40打開時，冷卻液在循環流路22中從位置P〇2流到恒溫器40,并且冷卻液溫度Thr 上升。因此，在從當恒溫器40實際上打開時特定時間逝去之后，冷卻液溫度Thr變得高于或等于閾值Th2c，并且確定(估計)恒溫器40打開。
[0046]接下來，將描述根據本實施例的第一替代實施例。在根據以上實施例的用于發動機的冷卻系統20中，當從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的溫度高于或等于閾值Thl時， 恒溫器40打開以允許已經經過循環流路22中的散熱器30的冷卻液流到關于恒溫器40的下游側;然而，當從繞行流路24流到恒溫器40的冷卻液的低于閾值Th 1時，恒溫器40關閉以限制已經經過循環流路22中的散熱器30的冷卻液流到關于恒溫器40的下游側。然而，如由根據圖6中所示的替代實施例的用于發動機的冷卻系統120所示，恒溫器140包括內置的加熱器141，并且進一步包括調節被供應到加熱器141的電流(電力)的電流調節單元142。冷卻系統120除了恒溫器140、加熱器141和電流調節單元142之外與圖1所示的冷卻系統20相同。因此，相同的參考標記表示相同的部分，并且省略其詳細描述。
[0047]恒溫器140被構造使得隨著被供應到加熱器141的通電電流It增大，打開/關閉閾值Th4從閾值Thl減小。電流調節單元142被電子控制單元60控制，并且調節從電池(未示出) 使加熱器141通電的電流(未示出)。不僅與圖1中所示的冷卻系統20的那些信號相似的信號，而且例如來自在將電流調節單元142與加熱器141連接的電力線中安裝的電流傳感器 143的加熱器141的通電電流11也被經由輸入端口輸入到電子控制單元60。不僅與圖1中所示的冷卻系統20的那些信號相似的信號，而且到電流調節單元142的驅動控制信號等也被經由輸出端口從電子控制單元60輸出。
[0048]在用于發動機的冷卻系統120中，電子控制單元60執行圖7中所示的選擇器閥卡住關閉故障確定例程，而代替圖5中所示的選擇器閥卡住關閉故障確定例程。除了執行步驟 S200的過程而代替步驟S100的過程和執行步驟S210和步驟S220的過程而代替步驟S120的過程之外，圖7中所示的例程與圖5中所示的例程相同。因此，相同的步驟標號表示相同的過程，并且省略其詳細描述。
[0049]當執行圖7中所示的選擇器閥卡住關閉故障確定例程時，如圖5中所示的例程的步驟S100的過程的情形中一樣地電子控制單元60首先接收冷卻液溫度Thw、Thb和閥打開控制標記Fo,并且接收恒溫器140的加熱器141的通電電流It(步驟S200)。由電流傳感器143檢測到的值被輸入作為恒溫器140的加熱器141的通電電流11。
[0050]當以這種方式輸入數據時，閥打開控制標記Fo的值被研究(步驟S110)。當閥打開控制標記Fo是1的值時，確定對選擇器閥44的閥打開控制正被執行，并且基于加熱器141的通電電流It設定閾值Th5(步驟S210)，并且然后將冷卻液溫度Thw與閾值Th5進行比較(步驟 S220)。當冷卻液溫度Thw低于閾值Th5時，預定值A Th 1被設定用于閾值A Thref (步驟 S130)，并且執行來自步驟S150的過程;然而，當冷卻液溫度Thw高于或等于閾值Th5時，預定值A Th2被設定用于閾值A Thref (步驟S140)，并且執行來自步驟S150的過程。[〇〇51]閾值Th5是用于確定(估計)恒溫器140是否打開或關閉的閾值。在本第一替代實施例中，加熱器141的通電電流It和閾值Th5的關系被預先確定作為映射并被存儲在ROM(未示出)中。當給出加熱器141的通電電流It時，對應的閾值Th5被從映射導出并被設定。圖8示出加熱器141的通電電流It和閾值Th5之間的關系的示例。如圖8所示，閾值Th5被設定成趨向于隨著加熱器141的通電電流It增大而從上述值Th2減小。這基于如下事實:恒溫器140的打開/關閉閾值Th4被配置成隨著通電電流It的增大而從閾值Thl減小。針對每個通電電流It， 預先通過實驗或分析將該閾值Th5確定為當恒溫器140從關閉狀態切換到打開狀態時(當從繞行流路24流到恒溫器140的冷卻液的溫度從低于閾值Th4的狀態改變到高于或等于閾值 Th4的狀態時)來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw。[〇〇52]當通過響應于如此確定的閾值Th5和冷卻液溫度Thw之間的大小關系設定閾值A Thref能夠改變用于打開或關閉恒溫器140的閾值時，能夠進一步適當地設定閾值A Thref。 [〇〇53]在該替代實施例中，基于來自溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw和與加熱器141的通電電流It對應的閾值Th5之間的比較來確定(估計)恒溫器140是否打開或關閉。然而，可以基于來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thb與閾值Th5b之間的比較來確定(估計)恒溫器140是否關閉或打開。閾值Th5b是當恒溫器140從關閉狀態切換到打開狀態時來自冷卻液溫度傳感器52的冷卻液溫度Thw。閾值Th5b被預先通過實驗或分析來確定，并且被例如設定成類似于閾值Th5(與加熱器141的通電電流It對應的值)的值等。可以基于來自冷卻液溫度傳感器54的冷卻液溫度Thr與閾值Th5c之間的比較來確定(估計)恒溫器140是否關閉或打開。閾值Th5c是允許確定恒溫器140已經從關閉狀態切換到打開狀態的來自冷卻液溫度傳感器54的冷卻液溫度Thr。閾值Th5c被預先通過實驗或分析來確定，并且被例如設定成類似于閾值Th5(與加熱器141的通電電流It對應的值)的值等。如上所述，當恒溫器140關閉時， 冷卻液溫度Thr不上升那么多；然而，當恒溫器打開時，冷卻液溫度Thr上升。因此，在從當恒溫器140實際上打開時特定時間段逝去之后，冷卻液溫度Thr變得高于或等于閾值Th5c，并且確定(估計)恒溫器140打開。[〇〇54]接下來，將描述本實施例的第二替代實施例。在根據上述實施例的用于發動機的冷卻系統20中，提供恒溫器40,恒溫器40允許或限制已經經過循環流路22中的散熱器30的冷卻液流。然而，代替恒溫器40,如由根據圖9中所示的替代實施例的用于發動機的冷卻系統220所示的，可以提供選擇器閥240,選擇器閥240被電子控制單元60控制以打開或關閉。 冷卻系統220除了提供選擇器閥240而代替恒溫器40之外，與圖1所示的冷卻系統相同。因此，相同的參考標記表示相同的部分，并且省略其詳細描述。[〇〇55]當選擇器閥240打開時，選擇器閥240允許已經經過循環流路22的散熱器30的冷卻液流到關于恒溫器40的下游側;然而，當選擇器閥240關閉時，選擇器閥240限制已經經過在循環流路22中的散熱器30的冷卻液流到關于恒溫器40的下游側。不僅與圖1中所示的冷卻系統20的那些信號相似的信號，而且到選擇器閥240的驅動控制信號等也被經由輸出端口從電子控制單兀60輸出。
[0056]在用于發動機的冷卻系統220中，電子控制單元60執行圖10中所示的選擇器閥卡住關閉故障確定例程而代替圖5中所示的選擇器閥卡住關閉故障確定例程。除了執行步驟 S300和步驟S310的過程而代替步驟S100和步驟S120的過程之外，圖10中所示的例程與圖5 中所示的例程相同。因此，相同的步驟標號表示相同的部分，并且省略其詳細描述。
[0057]當執行圖10中所示的選擇器閥卡住關閉故障確定例程時，如圖5中所示的例程的步驟S100的過程的情形中一樣地電子控制單元60首先接收冷卻液溫度Thw、Thb和閥打開控制標記Fo,并且接收閥打開控制標記F〇2(步驟S300)。當用于控制選擇器閥240使得選擇器閥240打開的控制(下文中，稱為對選擇器閥240的閥打開控制)正被執行時，加載和輸入被設定成1的值的閥打開控制標記F〇2;然而，當對選擇器閥240的閥打開控制沒有被執行時， 加載和輸入被設定成〇的值的閥打開控制標記F〇2。[〇〇58]當以這種方式輸入數據時，閥打開控制標記Fo的值被研究(步驟S110)。當閥打開控制標記Fo是1的值時，確定對選擇器閥44的閥打開控制正被執行，并且閥打開控制標記 Fo2的值被研究(步驟S310)。當閥打開控制標記Fo2是0的值時，確定對選擇器閥240的閥打開控制沒有被執行，并且預定值A Thl被設定用于閾值A Thref (步驟S130)，并且執行來自步驟S150的過程。當閥打開控制標記F〇2是1的值時，確定對選擇器閥240的閥打開控制正被執行，并且預定值A Th2被設定用于閾值A Thref (步驟S140)，并且執行來自步驟S150的過程。[〇〇59]在這種情況下，響應于對選擇器閥240的閥打開控制是否正被執行，換言之，響應于選擇器閥240是否打開或關閉來設定閾值A Thref，所以獲得與上述實施例的那些有利效果相似的有利效果。
[0060]接下來，將描述本實施例的第三替代實施例。在根據以上實施例的用于發動機的冷卻系統20中，響應于來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw與閾值Th2之間的大小關系來設定閾值A Thref。替代地，可以響應于來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw和閾值Th2之間的大小關系以及恒溫器40是否正常來設定閾值A Thref。圖11示出在這種情形下的選擇器閥故障確定例程的示例。除了執行步驟S400的過程而代替步驟S100的過程、步驟S410的過程被添加到步驟S110的過程和步驟S120的過程之間外，圖11中所示的例程與圖 5中所示的例程相同。相同的步驟標號表示與圖5中所示的例程的那些過程相同的圖11中所示的例程的過程，并且省略其詳細描述。
[0061]當執行圖11中所示的選擇器閥卡住關閉故障確定例程時，如圖5中所示的例程的步驟S100的過程的情形中一樣地電子控制單元60首先接收冷卻液溫度Thw、Thb和閥打開控制標記Fo,并且接收恒溫器卡住打開故障標記Ft(步驟S400)。當恒溫器40中不存在卡住打開故障時，加載和輸入被設定成0的值的恒溫器卡住打開故障標記Ft;然而，當恒溫器40中存在卡住打開故障時，加載和輸入被設定成1的值的恒溫器卡住打開故障標記Ft。例如，可以基于例如當發動機10正被暖機的同時來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw和來自冷卻液溫度傳感器54的冷卻液溫度Thr的改變的狀態來確定恒溫器40中是否存在卡住打開故障。現在假設選擇器閥44打開并且發動機10正被暖機。當恒溫器40正常關閉時，在循環流路22中從位置P〇2到恒溫器40的一部分中的冷卻液滯留。因此，冷卻液溫度Thw上升，但是冷卻液溫度Thr不上升那么多。與此相反，當恒溫器40中存在卡住打開故障時，冷卻液流過在循環流路22中從位置P〇2到恒溫器40的部分，所以冷卻液溫度Thw溫和上升，并且冷卻液溫度Thr相應地上升。因此，當利用該現象時，能夠確定恒溫器40中是否存在卡住打開故障。當然，也可以通過使用僅冷卻液溫度Thw或者僅冷卻液溫度THr來確定恒溫器中是否存在卡住打開故障，或者可以通過使用另一個因素諸如直至發動機完成暖機所花的時間來確定恒溫器40中是否存在卡住打開故障。
[0062]當以這種方式輸入數據時，閥打開控制標記Fo的值被研究(步驟S110)。當閥打開控制標記Fo是1的值時，確定對選擇器閥44的閥打開控制正被執行，并且恒溫器卡住打開故障標記Ft的值被研究(步驟S410)。當恒溫器卡住打開故障標記Ft是0的值時，確定恒溫器40 中不存在卡住打開故障，響應于冷卻液溫度Thw和閾值Th2之間的大小關系設定閾值AThref (步驟SI20、步驟SI30、步驟S140)，并且然后執行來自步驟SI50的過程。[〇〇63]當在步驟S410中恒溫器卡住打開故障標記Ft是1的值時，確定恒溫器40中存在卡住打開故障，預定值A Th2被設定為閾值A Thref (步驟S140)而不考慮冷卻液溫度Thw，并且然后執行來自步驟S150的過程。[〇〇64]以這種方式，當恒溫器40中存在卡住打開故障時，預定值A Th2被設定用于閾值A Thref而不考慮冷卻液溫度Thw，并且基于溫度差A Th和閾值A Thref之間的比較來確定選擇器閥44中是否存在卡住關閉故障。因而，能夠抑制選擇器閥44的卡住關閉故障的錯誤檢測。[〇〇65]在根據上述實施例的用于發動機的冷卻系統20中，當來自冷卻液溫度傳感器50的冷卻液溫度Thw高于或等于閾值Th2時，預定值A Th2被設定用于閾值A Thref。然而，可以響應于在散熱器30處的冷卻液的散熱量Qdr、在流過發動機10之前和之后的在循環流路22中的冷卻液的溫度差A The、在繞行流路24中的加熱器芯38處的冷卻液的散熱量Qdh等設定閾值A Thref。下文中，將對此順序地進行描述。[〇〇66]圖12是圖示在散熱器30處的冷卻液的散熱量Qdr與閾值A Thref之間的關系的示例的曲線圖。在圖12所示的示例中，閾值A Thref被設定成趨向于在大于上述閾值A Thl并且小于或等于上述閾值A Th2的范圍內隨著在散熱器30處的冷卻液的散熱量Qdr的增大而增大。這基于以下原因:當恒溫器40打開時，隨著在散熱器30處的冷卻液的散熱量Qdr增大， 由冷卻液溫度傳感器52檢測到的冷卻液溫度Thb容易降低，并且當選擇器閥44正常打開時溫度差A Th容易增大。關于圖12的橫坐標軸，可以使用在散熱器30處的冷卻液的散熱量 Qdr，或者可以使用與散熱量Qdr相關的參數，諸如用于發動機的冷卻系統20安裝在其上的汽車的車輛速度、流過散熱器30之前的空氣的溫度(例如，外部空氣溫度、發動機10的吸入空氣溫度等)、安裝在散熱器30中的風扇的旋轉速度和安裝在汽車的前面處的格柵百葉窗的開度。可以推定散熱量Qdr隨著車輛速度增大而增大，隨著流過散熱器30之前的空氣的溫度降低而增大，隨著風扇旋轉速度增大而增大，并且隨著格柵百葉窗的開度增大而增大。 [〇〇67]圖13是圖示流過發動機10之前和之后的在循環流路22中的冷卻液的溫度差A The 與閾值A Thref之間的關系的示例的曲線圖。在圖13所示的示例中，閾值A Thref被設定成趨向于在大于上述閾值A Thl并且小于或等于上述閾值A Th2的范圍內隨著發動機10的發熱量Qce增大而增大。這是基于如下原因:當恒溫器40打開時，隨著流過發動機10之前和之后的在循環流路22中的冷卻液的溫度差A The增大(隨著流過發動機10之后的冷卻液的溫度關于流過發動機10之前的冷卻液的溫度上升)，當選擇器閥44正常打開時溫度差A The容易地增大。關于圖13的橫坐標，可以使用流過發動機10之前和之后的在循環流路22中的冷卻液的溫度差A The，或者可以使用與溫度差A The相關的參數，諸如發動機10的輸出功率 Pe、發動機10的點火正時T1、電栗32的旋轉速度Nwp和在存在可變化地改變在循環流路22中的發動機10內部的水流阻力的機構的情況下發動機10內部的水流阻力Rw。可推定的是溫度差A The隨著發動機10的輸出功率Pe增大而增大，隨著發動機10的點火正時被延遲而增大， 隨著電栗32的旋轉速度Nwp降低而增大，并且隨著發動機10內部的水流阻力的增大而增大。 [〇〇68]圖14是圖示繞行流路24中加熱器芯38處的冷卻液的散熱量Qdh與閾值A Thref?之間的關系的示例的曲線圖。在圖14所示的示例中，閾值A Thref被設定成趨向于在大于上述閾值A Thl并且小于或等于上述閾值A Th2的范圍內隨著在加熱器芯38處的冷卻液的散熱量Qdh的增大而增大。這基于如下原因:隨著加熱器芯38處的冷卻液的散熱量Qdh增大，當選擇器閥44正常打開時溫度差A Th容易增大。關于圖14的橫坐標軸，可以使用繞行流路24中的加熱器芯38處的冷卻液的散熱量Qdh，或者可以使用與散熱量Qdh相關的參數，諸如是否已經發出加熱車艙的請求和當已經發出加熱車艙的請求時的設定溫度。可以推定的是，散熱量Qdh當已經發出加熱請求時比當沒發出加熱請求時大，并且隨著設定溫度的上升而增大。
[0069]將描述上述實施例的主要元件與在“
【發明內容】
”中所述的本發明的主要元件之間的對應關系。在上述實施例中，循環流路22與第一流路對應，繞行流路24與第二流路對應， 連通流路26與第三流路對應，恒溫器40與第一閥對應，選擇器閥44與第二閥對應，冷卻液溫度傳感器50與第一溫度傳感器對應，冷卻液溫度傳感器52與第二溫度傳感器對應，并且電子控制單元60與確定單元對應。
[0070]上述實施例的主要元件與“
【發明內容】
”中所述的本發明的主要元件之間的對應關系不限制“
【發明內容】
”中所述的本發明的主要元件，因為上述實施例是用于具體說明“
【發明內容】
”中所述的本發明的實施例的示例。即，應基于在上述實施例中的描述做出對“
【發明內容】
”中所述的本發明的理解，并且上述實施例僅是“
【發明內容】
”中所述的本發明的具體示例。
[0071]通過使用實施例和替代實施例描述本發明的實施例；然而，本發明不限于這些實施例和替代實施例。當然，在不背離本發明的范圍的情況下可以以各種形式實施本發明。本發明可用在例如制造用于發動機的冷卻系統的工業中。
【主權項】
1.一種用于發動機的冷卻系統，其特征在于包括:第一流路，所述第一流路被構造成使冷卻介質按順序循環通過所述發動機和散熱器；第二流路，所述第二流路被構造成使所述發動機上游的所述第一流路與所述散熱器下 游的所述第一流路連通；第三流路，所述第三流路被構造成使所述發動機和所述散熱器之間的所述第一流路與 所述第二流路連通；第一閥，所述第一閥被構造成打開或關閉，以允許或限制已經流過所述第一流路中的 所述散熱器的冷卻介質流到所述第一流路與所述第二流路的連接部分下游的所述第一流 路；第二閥，所述第二閥被構造成打開或關閉，以允許或限制已經流過所述第一流路中的 所述發動機的冷卻介質經由所述第三流路流到所述第二流路；第一溫度傳感器，所述第一溫度傳感器被安裝在所述發動機和所述散熱器之間的所述 第一流路中；第二溫度傳感器，所述第二溫度傳感器被安裝在所述第二流路與所述第三流路的連接 部分下游的所述第二流路中；以及確定單元，所述確定單元被構造成:(i)在所述第二閥正被控制成打開的同時，當由所述第一溫度傳感器檢測到的第一溫 度和由所述第二溫度傳感器檢測到的第二溫度之間的溫度差大于或等于閾值時，確定在所 述第二閥中存在卡住關閉故障，并且(ii)設定所述閾值，使得當所述第一閥打開時的閾值大于當所述第一閥關閉時的閾值。2.根據權利要求1所述的冷卻系統，其特征在于:所述第一閥是恒溫器，并且所述確定單元被構造成基于所述第一溫度與第二閾值之間的比較或者所述第二溫度 與第三閾值之間的比較，來估計所述恒溫器是否打開或關閉。3.根據權利要求2所述的冷卻系統，其特征在于:所述恒溫器包括內置加熱器，并且所述確定單元被構造成隨著所述加熱器的通電電流增大而減小所述第二閾值和所述 第三閾值。4.根據權利要求1所述的冷卻系統，其特征在于:所述第一閥是被所述確定單元控制以打開或關閉的控制閥，并且所述確定單元被構造成設定所述閾值，使得當所述控制閥正被控制成打開時的閾值大 于當所述控制閥沒有被控制成打開時的閾值。5.根據權利要求1至4中的任一項所述的冷卻系統，其特征在于:所述確定單元被構造成設定所述閾值，使得當所述第一閥中存在卡住打開故障時的閾 值大于當所述第一閥中不存在卡住打開故障并且所述第一閥關閉時的閾值。
【文檔編號】F01P3/20GK106014586SQ201610169153
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】細川陽平
【申請人】豐田自動車株式會社