УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F01P3/20 F01P7/16 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к устройству охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, в частности к устройству охлаждения, предназначенному для охлаждения двигателя внутреннего сгорания, установленного на транспортном средстве.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В публикации японской патентной заявки №2013-133746 (JP №2013-133746 А) раскрыто устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания. Данное устройство охлаждения включает в себя первый контур циркуляции охлаждающей воды для охлаждения боковых поверхностей впускных окон двигателя внутреннего сгорания и второй контур циркуляции охлаждающей воды для охлаждения блока цилиндров и боковых поверхностей выпускных окон двигателя внутреннего сгорания. Первый контур циркуляции охлаждающей воды и второй контур циркуляции охлаждающей воды выполнены как независимые друг от друга контуры.

[0003] Первый контур циркуляции охлаждающей воды включает в себя электрический насос для циркуляции охлаждающей воды через его внутреннее пространство и первый радиатор для воздушного охлаждения циркулирующей воды. Второй контур циркуляции охлаждающей воды включает в себя второй радиатор для воздушного охлаждения циркулирующей воды через его внутреннее пространство и термостат, который переключает контур циркуляции охлаждающей воды. Упомянутый термостат обеспечивает циркуляцию охлаждающей воды таким образом, что она обходит второй радиатор, пока температура охлаждающей воды не достигнет порогового значения Н0, при этом упомянутый термостат переключает контур циркуляции таким образом, что охлаждающая вода циркулирует через второй радиатор, когда температура упомянутой охлаждающей воды достигла порогового значения Н0.

[0004] В публикации JP №2013-133746 А раскрыто, что когда температура охлаждающей воды второго контура циркуляции охлаждающей воды достигает порогового значения H1, приводится в действие электрический насос первого контура циркуляции охлаждающей воды, а пороговое значение H1 устанавливается на значение, отличающееся от порогового значения Н0 термостата. Согласно такой конфигурации, температуру охлаждающей воды первого контура циркуляции охлаждающей воды и температуру охлаждающей воды второго контура циркуляции охлаждающей воды можно контролировать при температурах, отличающихся друг от друга.

[0005] Температура боковых поверхностей впускных окон существенно влияет на температуру всасываемого воздуха, а температура всасываемого воздуха существенно влияет на степень нагнетания воздуха и возникновение детонации. С другой стороны, температура боковой поверхности блока цилиндров существенно влияет на потери от трения двигателя внутреннего сгорания. Поэтому в двигателе внутреннего сгорания желательно правильно охлаждать боковые поверхности впускных окон без избыточного охлаждения боковой поверхности блока цилиндров. Согласно упомянутому выше обычному устройству охлаждения, можно соответствовать такому требованию, и, таким образом, создавать рабочие условия, предпочтительные как для улучшения расхода топлива, так и для предотвращения детонации.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Охлаждающая способность, необходимая для охлаждения боковых поверхностей впускных окон двигателя внутреннего сгорания, не всегда однозначно определяется по отношению к температуре охлаждающей воды второго контура циркуляции охлаждающей воды, т.е. температуре боковых поверхностей блока цилиндров. Например, в процессе прогрева относительная скорость повышения температуры боковых поверхностей впускных окон к скорости повышения температуры блока цилиндров изменяется в зависимости от условий работы двигателя внутреннего сгорания.

[0007] Если предположить, что температура боковых поверхностей впускных окон повышается быстрее, чем у блока цилиндров, запуск охлаждения боковых поверхностей впускных окон задерживается с помощью вышеупомянутого обычного устройства охлаждения, таким образом, что состояние, при котором возникает детонация, проявляется во второй половине прогрева. Эта проблема может быть решена с помощью, например, встраивания датчика температуры охлаждающей воды также в первый контур циркуляции охлаждающей воды и приведения в действие электрического насоса первого контура циркуляции охлаждающей воды на этапе, когда температура охлаждающей воды, циркулирующей возле впускных окон, достигает соответствующего порогового значения.

[0008] Тем не менее, согласно данной конфигурации, в дальнейшем может возникнуть ситуация, при которой прогрев корпуса двигателя внутреннего сгорания задерживается за счет охлаждения первым контуром циркуляции охлаждающей воды. То есть, хотя первый контур циркуляции охлаждающей воды главным образом охлаждает боковые поверхности впускных окон, когда охлаждаются боковые поверхности впускных окон, его воздействие также распространяется на боковые поверхности блока цилиндров за счет некоторой теплопроводности. Поэтому, в частности, в состоянии, когда нужен предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания, желательно воздержаться от охлаждения боковых поверхностей впускных окон, пока не будут прогреты, в некоторой степени, боковые поверхности блока цилиндров.

[0009] В изобретении предлагается устройство охлаждения, которое включает в себя систему для охлаждения, главным образом, блока цилиндров и систему для охлаждения, главным образом, боковых поверхностей впускных окон, и которое способно правильно переключать рабочие условия охлаждения двигателя внутреннего сгорания в соответствии с требованиями, задаваемыми для двигателя внутреннего сгорания.

[0010] Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно одному объекту изобретения включает в себя систему высокотемпературного охлаждения (далее, система охлаждения ВТ), систему низкотемпературного охлаждения (далее, система охлаждения НТ) и электронный блок управления. Система охлаждения ВТ главным образом охлаждает блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Система охлаждения НТ главным образом охлаждает боковую поверхность впускного окна, в отличие от системы охлаждения ВТ. Система охлаждения НТ и система охлаждения ВТ имеют каналы подачи охлаждающей среды, автономные друг от друга. Упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью, когда температура высокотемпературной охлаждающей среды (далее, температура ВТ), представляющая собой температуру высокотемпературной охлаждающей среды (далее, охлаждающая среда ВТ), подаваемой в систему охлаждения ВТ, достигла вычисленного значения для высокой температуры (далее, вычисленное значение ВТ), управлять режимом работы системы охлаждения ВТ для запуска охлаждения с целью поддержания упомянутой температуры ВТ на уровне целевой температуры высокотемпературной охлаждающей среды (далее, целевая температура ВТ). Упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью, когда температура низкотемпературной охлаждающей среды (далее, температура НТ), представляющая собой температуру низкотемпературной охлаждающей среды (далее, охлаждающая среда НТ), подаваемой в систему охлаждения НТ, достигла вычисленного значения для низкой температуры (далее, вычисленное значение НТ), запускать управление охлаждением НТ с целью поддержания упомянутой температуры НТ на уровне целевой температуры низкотемпературной охлаждающей среды (далее, целевая температура НТ) при конкретном условии, что предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания не требуется. Упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью начать управление низкотемпературным охлаждением (далее, управление охлаждением НТ), когда упомянутая температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ, при условии, что требуется предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания.

[0010] Согласно устройству охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по данному объекту, температура блока цилиндров может поддерживаться возле уровня целевой температуры ВТ с помощью системы охлаждения ВТ, а температура боковой поверхности впускного окна может поддерживаться возле уровня целевой температуры НТ с помощью системы охлаждения НТ. В частности, при конкретном условии, что предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания не требуется, возникновение детонации может быть, в сущности, предотвращено за счет запуска управления охлаждением НТ на основании температуры НТ независимо от температуры ВТ. При условии, что требуется предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания, можно достигнуть двух следующих результатов за счет запуска управления охлаждением НТ, когда температура ВТ достигает вычисленного значения ВТ. (1) Даже если температура НТ достигла вычисленного значения НТ, управление охлаждением НТ не запускается, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ. То есть, за счет задержки запуска управления охлаждением НТ, пока не будет выполнен в достаточной степени прогрев корпуса двигателя внутреннего сгорания, может быть обеспечен предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания. (2) Даже если температура НТ не достигла вычисленного значения НТ, хотя температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ, в этот момент времени может быть запущено управление охлаждением НТ. В данном случае, эффект, при котором температура ВТ достигает вычисленного значения ВТ до того, как температура НТ достигнет вычисленного значения НТ, возникает тогда, когда температура ВТ быстро возрастает в процессе прогрева. Если ждать, пока температура НТ достигнет вычисленного значения НТ, в этом случае возникает большая разность между температурой НТ и температурой ВТ до запуска управления охлаждением НТ, при этом проявляется тенденция к возникновению большого теплового напряжения. Согласно изобретению, за счет запуска управления охлаждением НТ в момент времени, когда температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ, можно избежать возникновения такого теплового напряжения, совсем не препятствуя при этом требованию по предварительному прогреву.

[0012] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, упомянутый электронный блок управления может быть выполнен также с возможностью запуска управления охлаждением НТ, когда температура НТ достигла уровня допустимого предела для низкой температуры (далее - допустимый предел НТ) при условии, что требуется предварительный прогрев. Допустимым пределом НТ может быть температура, которая выше, чем вычисленное значение НТ.

[0013] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по данному объекту, при условии, что требуется предварительный прогрев, когда температура НТ достигла допустимого предела НТ, в этот момент времени может быть запущено управление охлаждением НТ. Таким образом, можно избежать того, чтобы охлаждающая среда НТ была перегрета и превышала допустимый предел НТ с учетом того, что температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ.

[0014] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, упомянутый электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, когда температура НТ достигла уровня допустимого предела НТ до того, как температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ при условии, что требуется предварительный прогрев, выполнения управления по предотвращению повышения температуры НТ с целью поддержания температуры НТ на уровне допустимого предела НТ, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ. Допустимым пределом НТ может быть температура, которая выше, чем вычисленное значение НТ.

[0015] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по данному объекту, при условии, что требуется предварительный прогрев, температура НТ может поддерживаться на уровне допустимого предела НТ, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ после того, как температура НТ достигла уровня допустимого предела НТ. То есть после того, как температура НТ достигла уровня допустимого предела НТ, перегрев системы охлаждения НТ может быть предотвращен с минимальным охлаждением до запуска управления охлаждением НТ. Таким образом, можно обеспечить дополнительное соответствие требованию по предварительному прогреву.

[0016] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, конкретное условие может представлять собой условие, при котором не возникает ни требования по предварительному прогреву, ни требования по предотвращению детонации. Упомянутый электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, при условии, что требуется предотвратить детонацию, запуска управления охлаждением НТ в более ранний момент времени, между моментом, когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ, и моментом, когда температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ.

[0017] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по данному объекту, при условии, что требуется предотвратить детонацию, управление охлаждением НТ может быть запущено в следующий момент времени. (1) Когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ до того, как температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ. → Момент времени, когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ. В этом случае, поскольку запуск управления охлаждением НТ определяется на основании температуры НТ, можно правильно охлаждать охлаждающую среду НТ. В результате, предотвращается возникновение детонации. (2) Когда температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ до того, как температура НТ достигла вычисленного значения НТ. → Момент времени, когда температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ. Согласно этой операции, в состоянии, когда температура ВТ быстро возрастает, момент запуска управления охлаждением НТ может быть опережающим по сравнению с моментом времени при конкретном условии. Поскольку температура ВТ уже достигла вычисленного значения ВТ, даже если запуск управления охлаждением НТ является опережающим, прогрев корпуса двигателя внутреннего сгорания не выполняется с задержкой. С другой стороны, поскольку запуск охлаждения является опережающим, даже в состоянии, когда температура двигателя внутреннего сгорания быстро возрастает, температура охлаждающей среды НТ надлежащим образом поддерживается на низком уровне. В результате, предотвращается возникновение детонации без воздействия на характеристики расхода топлива у двигателя внутреннего сгорания.

[0018] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, дополнительно может быть предусмотрена система предотвращения детонации, выполненная с возможностью задержки угла опережения зажигания у двигателя внутреннего сгорания в ответ на возникновение детонации. Упомянутый электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, при условии, что возникает как требование по предварительному прогреву, так и требование по предотвращению детонации, выполнения управления охлаждением НТ или управления по предотвращению повышения температуры НТ за счет предоставления приоритета требованию по предварительному прогреву.

[0019] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно этому объекту, при условии, что требуется как предварительный прогрев, так и предотвращение детонации, требованию по предварительному прогреву придается приоритет, при этом запускается управление охлаждением НТ. В этом случае, даже если температура НТ достигла вычисленного значения НТ, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ, управление охлаждением НТ не запускается, при этом могут формироваться рабочие условия, при которых проявляется тенденция к возникновению детонации. При таких рабочих параметрах распределение зажигания задерживается системой предотвращения детонации, при этом предотвращается возникновение детонации. Когда распределение зажигания задерживается, потери при охлаждении двигателя внутреннего сгорания возрастают, при этом облегчается прогрев. Поэтому при предотвращении возникновения детонации, предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания может быть дополнительно облегчен.

[0020] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью определения наличия или отсутствия требования по предварительному прогреву до определения наличия или отсутствия требования по предотвращению детонации. Упомянутый электронный блок управления может быть выполнен с возможностью выполнения управления охлаждением НТ или управления по предотвращению повышения температуры НТ, когда определено, что зарегистрировано требование по предварительному прогреву.

[0021] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно этому объекту, может быть предоставлен приоритет требованию по предварительному прогреву над требованием по предотвращению детонации без увеличения вычислительной нагрузки на блок управления.

[0022] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, вычисленное значение НТ может относиться к границе между температурной областью, в которой возникает детонация, и температурной областью, в которой детонация не возникает, и равно температуре, которая может быть выше 0°С.

[0023] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно этому объекту, вычисленное значение НТ устанавливается на границе между температурной областью, в которой детонация возникает, и температурной областью, в которой детонация не возникает. Например, при конкретном условии, управление охлаждением НТ запускается, когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ. Согласно установке, описанной выше, при таком условии может быть обеспечено полноценное предотвращение детонации.

[0024] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, вычисленное значение НТ может относиться к границе между температурной областью, в которой охлаждающая среда НТ замерзает, и температурной областью, в которой охлаждающая среда НТ не замерзает, и равно температуре, которая может быть меньше или равна 0°С.

[0025] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно этому объекту, вычисленное значение НТ устанавливают на границе между температурной областью, в которой охлаждающая среда НТ замерзает, и температурной областью, в которой охлаждающая среда НТ не замерзает. Например, при конкретном условии, управление охлаждением НТ запускается тогда, когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ. Согласно такой установке, описанной выше, при таком условии можно избежать ситуации, при которой управление охлаждением НТ запускается тогда, когда охлаждающая среда НТ замерзает.

[0026] Входящая в состав устройства охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, согласно вышеупомянутому объекту, упомянутая система охлаждения НТ может включать в себя датчик температуры НТ, который определяет температуру НТ, а также механизм охлаждения, который изменяет охлаждающую способность охлаждающей среды НТ. Управление охлаждением НТ может представлять собой управление с обратной связью механизмом охлаждения на основании выходного сигнала датчика температуры НТ. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, до запуска управления охлаждением НТ, ограничивать расход циркулирующей охлаждающей среды НТ по сравнению с таковой во время выполнения управления с обратной связью.

[0027] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно этому объекту, управление охлаждением НТ может быть реализовано за счет управления с обратной связью на основании выходного сигнала датчика температуры НТ. При ограничении расхода циркулирующей охлаждающей среды НТ, охлаждающая способность системы охлаждения НТ до запуска управления охлаждением НТ может быть уменьшена.

[0028] В устройстве охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно вышеупомянутому объекту, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, до запуска управления охлаждением НТ, выполнения управления с обратной связью путем применения граничного значения для ограничения расхода циркулирующей охлаждающей среды НТ, в качестве параметра, связанного с расходом циркулирующей охлаждающей среды НТ.

[0029] В соответствии с устройством охлаждения для двигателя внутреннего сгорания согласно этому объекту, путем установки граничного параметра, связанного с расходом циркулирующей охлаждающей среды НТ, охлаждающая способность системы охлаждения НТ до запуска управления охлаждением НТ может быть уменьшена.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0030] Особенности, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и где:

На фиг. 1 показана схема конфигурации по первому варианту осуществления изобретения;

На фиг. 2 показана схема, поясняющая основные операции конфигурации, приведенной на фиг. 1;

На фиг. 3А и 3В показаны структурные схемы последовательности операций, выполняемых по первому варианту осуществления изобретения;

На фиг. 4 показана схема, поясняющая состояние, при котором повышение температуры НТ выполняется перед повышением температуры ВТ при прогреве двигателя внутреннего сгорания;

На фиг. 5 представлена таблица синхронизации, поясняющая один из вариантов работы, воспроизведенный устройством охлаждения на сравнительном примере, при условии, что требуется предварительный прогрев;

На фиг. 6 представлена таблица синхронизации, поясняющая один из примеров работы, воспроизведенный по первому варианту осуществления изобретения, при условии, что требуется предварительный прогрев;

На фиг. 7 показана схема, поясняющая состояние, при котором повышение температуры ВТ выполняется перед повышением температуры НТ при прогреве двигателя внутреннего сгорания;

На фиг. 8 представлена таблица синхронизации, поясняющая один из вариантов работы, воспроизведенный устройством охлаждения на сравнительном примере, при условии, что требуется предотвращение детонации;

На фиг. 9 представлена таблица синхронизации, поясняющая один из примеров работы, воспроизведенный по первому варианту осуществления изобретения, при условии, что требуется предотвращение детонации;

На фиг. 10А и 10В показаны структурные схемы последовательности операций, выполняемых по второму варианту осуществления изобретения;

На фиг. 11 представлена таблица синхронизации, поясняющая один из вариантов работы, воспроизведенный устройством охлаждения на сравнительном примере, при условии, что требуется предварительный прогрев;

На фиг. 12 представлена таблица синхронизации, поясняющая один из примеров работы, воспроизведенный по второму варианту осуществления изобретения, при условии, что требуется предварительный прогрев;

На фиг. 13А и 13В показаны структурные схемы последовательности операций, выполняемых согласно третьему варианту осуществления изобретения;

На фиг. 14 представлена таблица синхронизации, поясняющая один из примеров работы, воспроизведенный по третьему варианту осуществления изобретения, при условии, что требуется предварительный прогрев;

На фиг. 15А и 15В показаны структурные схемы последовательности операций, выполняемых согласно четвертому варианту осуществления изобретения;

На фиг. 16 показана структурная схема последовательности операций, выполняемых согласно пятому варианту осуществления изобретения; и

На фиг. 17А и 17В показаны структурные схемы второй последовательности операций, выполняемой согласно пятому варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0031] На фиг. 1 приведена схема конфигурации согласно первому варианту осуществления изобретения. Как показано на фиг. 1, система по этому варианту осуществления включает в себя двигатель внутреннего сгорания 10. Двигатель внутреннего сгорания 10 представляет собой двигатель, который используется, будучи установленным на транспортном средстве, и включает в себя блок цилиндров 12 и головку 14 блока цилиндров. Каналы подачи охлаждающей среды, автономные друг от друга, которые будут описаны ниже, соответственно образованы в блоке цилиндров 12 и головке 14 блока цилиндров.

[0032] Канал подачи охлаждающей среды в блок цилиндров 12 является составной частью системы охлаждения 16 ВТ (высокотемпературная). Система охлаждения ВТ 16 представляет собой систему для охлаждения, главным образом, блока цилиндров 12 и головки 14 блока цилиндров со стороны выхлопа. Система охлаждения ВТ 16 включает в себя электрический водяной насос (Э-В/Н) 18, выполненный в блоке цилиндров 12 со стороны впуска. Насос Э-В/Н 18 может нагнетать охлаждающую воду в блок цилиндров 12 с производительностью, соответствующей управляющему сигналу, поступающему извне. Далее охлаждающая вода, которая поступает в систему охлаждения ВТ 16, будет именоваться «охлаждающей средой ВТ».

[0033] В блоке цилиндров 12 с выпускной стороны предусмотрен датчик 20 температуры ВТ. Упомянутый датчик 20 температуры ВТ выдает сигнал (ethwH), соответствующий температуре охлаждающей среды ВТ (далее именуемой «температурой ВТ»).

[0034] Система охлаждения ВТ 16 включает в себя циркуляционный канал 24, снабженный радиатором ВТ 22, и перепускной канал 26 в обход радиатора ВТ 22. Радиатор ВТ 22 выполнен с возможностью охлаждать охлаждающую среду ВТ, поступающую в него, за счет воздушного потока при движении транспортного средства. Радиатор ВТ 22 оснащен вентилятором охлаждения (не показан) и, при необходимости, может охлаждать охлаждающую среду ВТ также воздухом, подаваемым упомянутым вентилятором охлаждения.

[0035] Перепускной канал 26 с одной стороны соединен с циркуляционным каналом 24 через трехходовой клапан 28. В ответ на сигнал степени открытия, поступающий извне, трехходовой клапан 28 может переключаться между состоянием, обеспечивающим циркуляцию охлаждающей среды ВТ через перепускной канал 26 (далее упоминается как «состояние обхода»), и состоянием, обеспечивающим циркуляцию охлаждающей среды ВТ через радиатор ВТ 22 (далее упоминается как «состояние радиатора»).

[0036] С другой стороны, канал подачи охлаждающей среды в головку 14 блока цилиндров является составной частью системы охлаждения HT 30 (низкотемпературной). По сравнению с системой охлаждения ВТ 16, система охлаждения HT 30 представляет собой систему для охлаждения, главным образом, боковых поверхностей впускных окон. Система охлаждения HT 30 включает в себя электрический водяной насос (Э-В/Н) 32, выполненный со стороны впуска головки 14 блока цилиндров. Насос Э-В/Н 32 может нагнетать охлаждающую воду в головку 14 блока цилиндров с производительностью, соответствующей управляющему сигналу, поступающему извне. Далее охлаждающая вода, которая поступает в систему охлаждения HT 30, будет именоваться «охлаждающей средой НТ».

[0037] В головке 14 блока цилиндров со стороны выпуска предусмотрен датчик 34 температуры НТ. Датчик 34 температуры НТ выдает сигнал (ethwL), соответствующий температуре охлаждающей среды НТ (далее упоминается как «температура НТ»).

[0038] Система охлаждения НТ 30 включает в себя циркуляционный канал 38, снабженный радиатором НТ 36, и перепускной канал 40 в обход радиатор НТ 36. Подобно радиатору ВТ 22, радиатор НТ 36 выполнен с возможностью охлаждать охлаждающую среду НТ за счет воздушного потока при движении транспортного средства или охлаждающего воздуха, подаваемого встроенным вентилятором охлаждения (не показан).

[0039] Перепускной канал 40 с одной стороны соединен с циркуляционным каналом 38 через трехходовой клапан 42. Подобно трехходовому клапану 28 со стороны ВТ, в ответ на сигнал извне трехходовой клапан 42 может переключаться между состоянием обхода, обеспечивающим циркуляцию охлаждающей среды НТ через перепускной канал 40, и состоянием радиатора, обеспечивающим циркуляцию охлаждающей среды НТ через радиатор НТ 36.

[0040] Система, приведенная на фиг. 1, включает в себя электронный блок управления (ЭБУ) 44. Блок ЭБУ 44 может определять температуру ВТ и температуру НТ на основании сигналов датчика ethwH и ethwL, описанных выше. Кроме того, блок ЭБУ 44 может контролировать режимы работы охлаждающего вентилятора радиатора ВТ 22 и охлаждающего вентилятора радиатора НТ 36. Кроме того, блок ЭБУ 44 может контролировать режимы работы двух насосов Э-В/Н 18 и 32 и двух трехходовых клапанов 28 и 42.

[0041] Различные датчики и приводы, установленные на двигатель внутреннего сгорания 10, электрически соединены с блоком ЭБУ 44. Например, блок ЭБУ 44 может выдавать команду на распределение зажигания на каждую из свечей зажигания 46, установленных в соответствующих цилиндрах двигателя внутреннего сгорания 10. Кроме того, блок ЭБУ 44 может определять внутрицилиндровое давление в каждом цилиндре на основании выходного сигнала датчика 48 давления в цилиндре (ДДЦ), расположенного в каждом из цилиндров. Кроме того, блок ЭБУ 44 может определять число оборотов двигателя (NE) на основании выходного сигнала датчика 50 NE и может определять степень открытия дроссельной заслонки (Асс) на основании выходного сигнала датчика 52 степени открытия дроссельной заслонки.

[0042] Система по этому варианту осуществления снабжена системой предотвращения детонации (СПД). В двигателе внутреннего сгорания 10, когда угол поворота коленчатого вала для включения зажигании выставлен с опережение, возникновение детонации становится более вероятным. С другой стороны, в двигателе внутреннего сгорания 10, когда угол поворота коленчатого вала для включения зажигании выставлен с опережением, можно получить улучшенные характеристики расхода топлива. Поэтому желательно, чтобы угол поворота коленчатого вала для включения зажигания двигателя внутреннего сгорания имел опережение, пока не станет возникать детонация.

[0043] Система СПД представляет собой систему для выполнения условия, описанного выше, и сконфигурирована особым образом, с возможностью выполнения следующих операций. (1) Определения возникновения детонации в каждом цилиндре на основании выходного сигнала датчика ДДЦ 48. (2) Ступенчатой задержки угла поворота коленчатого вала при включении зажигания в цилиндре, при возникновении детонации. (3) Постепенного опережения угла поворота коленчатого вала при включении зажигания в цилиндре, при котором возникновение детонации не проявляется. В двигателе внутреннего сгорания 10, согласно этому варианту осуществления изобретения, с помощью функции системы СПД можно правильным образом предотвратить возникновение детонации, обеспечивая при этом хорошие характеристики расхода топлива.

[0044] Как было описано выше, двигатель внутреннего сгорания 10 включает в себя упомянутую систему охлаждения ВТ 16. Система охлаждения ВТ 16 может реализовать следующие несколько состояний. (S1) Насос Э-В/Н 18 остановлен, трехходовой клапан 28 находится в состоянии обхода, а вентилятор радиатора ВТ 22 остановлен, (S2) насос Э-В/Н 18 приведен в действие, трехходовой клапан 28 находится в состоянии обхода, а вентилятор радиатора ВТ 22 остановлен, (S3) насос Э-В/Н 18 приведен в действие, трехходовой клапан 28 находится в состоянии радиатора, а вентилятор радиатора ВТ 22 остановлен, и (S4) насос Э-В/Н 18 приведен в действие, трехходовой клапан 28 находится в состоянии радиатора, а вентилятор радиатора ВТ 22 приведен в действие.

[0045] Упомянутая система охлаждения ВТ 16 выдает минимальную охлаждающую способность в состоянии (S1), описанном выше, и повышает охлаждающую способность, когда состояние меняется как (S2) → (S3) → (S4). В данном варианте осуществления система охлаждения ВТ 16 поддерживается в состоянии (S1), пока не будет установлено условие запуска охлаждения ВТ после запуска двигателя внутреннего сгорания 10. Затем, после установки условия запуска охлаждения ВТ, система охлаждения ВТ 16 подходящим способом выводится на состояния (S2)-(S4), чтобы поддерживать температуру ВТ на уровне целевой температуры ВТ (напр., 75°С). В дальнейшем управление для поддержания целевой температуры ВТ именуется как «управление охлаждением ВТ».

[0046] Как и система охлаждения ВТ 16, система охлаждения НТ 30 может также менять охлаждающую способность путем переключения между следующими состояниями. (S1) насос Э-В/Н 32 остановлен, трехходовой клапан 42 находится в состоянии обхода, а вентилятор радиатора НТ 36 остановлен, (S2) насос Э-В/Н 32 приведен в действие, трехходовой клапан 42 находится в состоянии обхода, а вентилятор радиатора НТ 36 остановлен, (S3) насос Э-В/Н 32 приведен в действие, трехходовой клапан 42 находится в состоянии радиатора, а вентилятор радиатора НТ 36 остановлен, и (S4) насос Э-В/Н 32 приведен в действие, трехходовой клапан 42 находится в состоянии радиатора, а вентилятор радиатора НТ 36 приведен в действие.

[0047] Система охлаждения НТ 30 поддерживается в состоянии (S1) пока не будет установлено условие запуска охлаждения НТ после запуска двигателя внутреннего сгорания 10. Затем, после установки условия запуска охлаждения НТ система охлаждения НТ 30 подходящим способом выводится на состояния (S2)-(S4) с целью поддержания температуры НТ на уровне целевой температуры НТ (например, 45°С). Далее управление для поддержания целевой температуры НТ будет именоваться «управление охлаждением НТ».

[0048] На фиг. 2 представлена схема с условиями запуска охлаждения НТ и условия запуска охлаждения ВТ, применяемыми в данном варианте осуществления, на сравнительном примере. На фиг. 2, графа «Сравнительный пример» означает, что условием запуска охлаждения НТ является установка параметра «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ», а также то, что условием запуска охлаждения ВТ является установка параметра «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ». Обозначение «Автономно» означает, что условие запуска охлаждения НТ определяется «независимо» от состояния системы охлаждения ВТ 16, и что условие запуска охлаждения ВТ определяется «независимо» от состояния системы охлаждения НТ 30.

[0049] Как было описано выше, условие запуска охлаждения НТ является условием для запуска управления охлаждением НТ с целью поддержания температуры НТ на уровне целевой температуры НТ. В данном случае, целевая температура НТ представляет собой температуру для формирования температурных условий, при которых предотвращается возникновение детонации возле впускных окон. В этом варианте осуществления, как и в сравнительном примере, предполагается, что целевая температура НТ составляет 45°С. В процессе прогрева двигателя внутреннего сгорания 10, температура НТ, как ожидается, повысится в некоторой степени даже после запуска управления охлаждением НТ. Поэтому вычисленное значение НТ должно быть установлено на температуру ниже, чем целевая температура НТ. В этом варианте осуществления, как и в сравнительном примере, предполагается, что вычисленное значение НТ составляет 30°С. Тем не менее, целевая температура НТ и вычисленное значение НТ не ограничиваются этими температурами. Вычисленное значение НТ является удовлетворительным, если оно является температурой, относящейся к границе между температурной областью, в которой предотвращается возникновение детонации, и температурной областью, в которой существует вероятность возникновения детонации.

[0050] Условие запуска охлаждения ВТ является условием для запуска управления охлаждением ВТ с целью поддержания температуры ВТ на уровне целевой температуры ВТ. В данном случае целевая температура ВТ представляет собой температуру для формирования температурных условий, при которых может в значительной степени быть подавлено механическое трение в двигателе внутреннего сгорания 10, и которые не приводят к избыточным потерям при охлаждении двигателя внутреннего сгорания 10. В этом варианте осуществления, как и в сравнительном примере, предполагается, что целевая температура ВТ составляет 75°С. В процессе прогрева двигателя внутреннего сгорания 10 температура ВТ, как ожидается, повысится в некоторой степени даже после запуска управления охлаждением ВТ. Поэтому вычисленное значение ВТ должно быть установлено на уровень температуры ниже, чем целевая температура ВТ. В этом варианте осуществления, как и в сравнительном примере, предполагается, что вычисленное значение ВТ составляет 60°С. Тем не менее, целевая температура ВТ и вычисленное значение ВТ не ограничиваются этими температурами.

[0051] Согласно сравнительному примеру, система охлаждения ВТ 16 и система охлаждения НТ 30 задают формирование условий запуска охлаждения автономно друг от друга в процессе прогрева двигателя внутреннего сгорания 10. В этом случае температура блока цилиндров 12 и температура боковых поверхностей впускных окон надлежащим образом сводятся к целевым температурам (75°С, 45°С), соответственно.

[0052] В двигателе внутреннего сгорания 10 имеют место случаи, когда возникает необходимость завершить прогрев раньше, например, сразу после запуска в холодное время. Когда запускается управление охлаждением НТ с целью охлаждения головки 14 блока цилиндра, тепло естественным образом передается от блока цилиндров 12 на головку 14 блока цилиндра. Следовательно, чтобы соответствовать требованию по предварительному прогреву, даже если температура НТ достигла вычисленного значения НТ, желательно не запускать управление охлаждением НТ до тех пор, пока блок цилиндров 12 не будет прогрет в достаточной степени.

[0053] В двигателе внутреннего сгорания 10 имеют место случаи, когда температура ВТ быстро возрастает, опережая температуру НТ, например, при выполнении работы с высокой нагрузкой непосредственно после запуска. В этом случае, если управление охлаждением НТ запускается после ожидания того, как температура НТ достигнет вычисленного значения НТ, имеют место случаи, когда боковые поверхности впускных окон временно находятся в перегретом состоянии, при этом формируются рабочие условия, при которых проявляется тенденция к возникновению детонации. Поэтому в случае, когда температура ВТ быстро возрастает, а двигатель внутреннего сгорания 10 работает в области, в которой проявляется тенденция к возникновению детонации, желательно запустить управление охлаждением НТ до того, как температура НТ достигнет вычисленного значения НТ.

[0054] Согласно сравнительному примеру, описанному выше, даже если температура ВТ является пониженной, управление охлаждением НТ запускается в тот момент времени, когда температура НТ достигает вычисленного значения НТ. Поэтому в этом сравнительном примере может возникнуть ситуация, в которой, когда возникает требование предварительного прогрева, выполнению прогрева препятствует запуск управления охлаждением НТ. Кроме того, в сравнительном примере, даже если температура ВТ быстро возрастает и превышает вычисленное значение ВТ, пока температура НТ не достигнет вычисленного значения НТ, управление охлаждением НТ не запускается. Поэтому в этом сравнительном примере, в том случае, если двигатель внутреннего сгорания 10 после запуска выполняет работу с высокой нагрузкой, имеют место случаи, когда температура боковых поверхностей впускных окон временно повышается до повышенной температуры, обеспечивая формирование температурных условий работы, при которых проявляется тенденция к возникновению детонации.

[0055] На фиг. 2, условия, приведенные в графе «Первый вариант осуществления», представляют собой условия запуска охлаждения НТ и условия запуска охлаждения ВТ, которые применяются в данном варианте осуществления. Как показано в настоящем материале, применительно к этому варианту осуществления, в виде сравнительного примера, условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» всегда применяется в качестве условия запуска охлаждения ВТ. С другой стороны, условия запуска охлаждения НТ «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» или «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» применяются в зависимости от состояния двигателя внутреннего сгорания 10. Благодаря этим условиям запуска охлаждения НТ можно избежать вышеупомянутых недостатков, которые возникают в случае сравнительного примера.

[0056] Как показано на фиг. 2, условия запуска охлаждения НТ в графе «Первый вариант осуществления» определены таким образом, чтобы относиться к случаю «ВТ достигла ранее вычисленного значения» (далее именуемой «особый случай ВТ») и к случаю «НТ достигла ранее вычисленного значения» (далее именуемой «особый случай НТ»). Кроме того, условия запуска охлаждения НТ в графе «Первый вариант осуществления» подразделяются на следующие четыре состояния. Случай, когда возникает только «Требование по предварительному прогреву», Случай, когда возникает только «Требование по предотвращению детонации», Случай, когда не возникает ни одно из требований, и Случай, когда требование по предварительному прогреву и требование по предотвращению детонации накладываются друг на друга (возникают оба).

[0057] В частности, в случае, когда возникает только «Требование по предварительному прогреву», условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» применяется в качестве условия запуска охлаждения НТ, как в особом случае ВТ, так и в особом случае НТ. Поскольку, согласно этому условию, запуск охлаждения НТ выполняется для взаимодействия с состоянием стороны ВТ, ниже приводится пояснение «Взаимодействие».

[0058] При этом, в особом случае ВТ, когда условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» является стартовым условием, время запуска управления охлаждением НТ является опережающим по сравнению со случаем автономного определения НТ, т.е. случаем, когда управление охлаждением НТ запускается через установку условия «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ». Поэтому в графе особый случай ВТ приводится пояснение «С опережением» вместе с пояснением «Взаимодействие». Прогрев в особом случае ВТ возникает, например, когда выполняется работа с большой нагрузкой на двигатель внутреннего сгорания 10 после запуска, при этом температура ВТ быстро возрастает. В этом случае, если управление охлаждением НТ запускается после ожидания того, чтобы температура НТ достигла вычисленного значения НТ, разница между температурой НТ и температурой ВТ становится большой до запуска управления охлаждением НТ и, вслед за запуском управления охлаждением НТ, проявляется тенденция к возникновению сильного термического напряжения. В этом варианте осуществления, поскольку время запуска управления охлаждением НТ может быть установлено с опережением в особом случае ВТ, можно избежать возникновения такого термического напряжения.

[0059] С другой стороны, в особом случае НТ, когда условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» является стартовым условием, время запуска управления НТ охлаждением задерживается по сравнению со случаем автономного определения НТ. Поэтому в графе особый случай НТ приводится пояснение «С задержкой» вместе с пояснением «Взаимодействие». При особом случае НТ, когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ, температура ВТ еще не достигла вычисленного значения ВТ. То есть, на этапе, когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ, прогрев блока цилиндров 12 выполнен еще недостаточно. Если управление охлаждением НТ запускается на данном этапе, количество тепла, передаваемого от блока цилиндров 12 на головку 14 блока цилиндров, возрастает таким образом, что тормозится прогрев двигателя внутреннего сгорания 10. В этом варианте осуществления, в данном случае, поскольку запуск управления охлаждением НТ может задерживаться, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ, можно правильным образом реагировать на требование по предварительному прогреву двигателя внутреннего сгорания 10.

[0060] Блок ЭБУ 44 в данном варианте осуществления распознает «Требование по предотвращению детонации», например, в области высоких нагрузок, где проявляется тенденция к возникновению детонации. В данном варианте осуществления, при условии, что возникает только «Требование по предотвращению детонации», условие запуска охлаждения НТ включается в зависимости от того, является ли оно особым случаем ВТ или особым случаем НТ. В частности, в особом случае ВТ, условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» применяется как условие запуска охлаждения НТ. Как описано выше, при рабочих параметрах, когда возникает особый случай ВТ, проявляется тенденция к возникновению сильного термического напряжения вслед за запуском управления охлаждением НТ. Согласно данному варианту осуществления, в настоящем документе, временем запуска управления охлаждением НТ может быть опция «С опережение» в положении «Взаимодействие», при этом упомянутое термическое напряжение может быть умеренным. В состоянии, когда возникает особый случай ВТ, если управление охлаждением НТ запускается после того, как температура НТ достигнет вычисленного значения НТ, боковые поверхности впускных окон временно находятся в перегретом состоянии, что приводит к состоянию, при котором проявляется тенденция к возникновению детонации, и при котором проявляется тенденция к ухудшению подачи воздуха. Напротив, если управление охлаждением НТ запускается на этапе, когда температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ, период времени, в течение которого боковые поверхности впускных окон могут поддерживаться на уровне пониженной температуры, может быть продлен для предотвращения их перегрева, при этом детонация может быть правильным образом предотвращена, а характеристики расхода топлива у двигателя внутреннего сгорания могут быть улучшены.

[0061] Когда прогрев в особом случае НТ выполняется в условиях, когда возникает требование по предотвращению детонации, автономное определение НТ выполняется с применением условия «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» в качестве стартового условия. В этом случае, если условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» является стартовым условием управления охлаждением НТ, даже после того, как температура НТ достигла вычисленного значения НТ, запуск управления охлаждением НТ задерживается, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ. В этом случае, температура боковых поверхностей впускных окон повышается до уровня повышенной температуры перед запуском управления охлаждением НТ, при этом может возникнуть ситуация, которая не может соответствовать требованию по предотвращению детонации. Согласно этому варианту осуществления, в таком случае можно запускать управление охлаждением НТ в надлежащий момент так, чтобы температуру НТ можно было надлежащим образом контролировать в температурной области, не доводя до возникновения детонации.

[0062] В случае, когда не возникает ни требование по предварительному прогреву, ни требование по предотвращению детонации, желательно запустить управление охлаждением НТ в момент времени, оптимальный для графы НТ без взаимодействия с графой ВТ. Поэтому в этом случае, автономное определение НТ выполняется независимо от особого случая ВТ или особого случая НТ. В результате, можно создать температурные условия с параметрами, приемлемыми для работы двигателя внутреннего сгорания 10.

[0063] В состоянии, когда требуется и предварительный прогрев, и предотвращение детонации в двигателе внутреннего сгорания 10, требованию по предварительному прогреву придается приоритет. То есть в этом случае, условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» всегда используется как условие запуска охлаждения НТ. Согласно данному условию, в состоянии особого случая ВТ, время запуска управления охлаждением НТ выполняется с опережением, по сравнению со случаем, когда условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» применяется в качестве условия запуска. В этом случае, поскольку температура ВТ уже повысилась до вычисленного значения ВТ, запуск управления охлаждением НТ не противоречит требованию по предварительному прогреву. Далее, поскольку запуск выполняется с опережением, период времени, в течение которого температура НТ может поддерживаться на пониженном уровне, продлевается так, что также возможно обеспечить соответствие требованию по предотвращению детонации.

[0064] В состоянии особого случая НТ, когда условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» применяется в качестве условия запуска, время запуска управления охлаждением НТ задерживается, по сравнению со случаем автономного определения НТ. То есть даже после того, как температура НТ достигла вычисленного значения НТ, запуск управления охлаждением НТ откладывается до тех пор, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ. В этом случае, температура ВТ может повыситься до вычисленного значения ВТ без препятствий со стороны управления охлаждением НТ. Поэтому согласно этому условию, можно правильным образом реагировать на требование предварительного прогрева. С другой стороны, в данном случае, поскольку запуск управления охлаждением НТ задерживается, температура боковых поверхностей впускных окон подвержена повышению до уровня повышенной температуры, по сравнению со случаем автономного определения НТ. В результате, согласно этому условию, хотя и временно, может возникнуть ситуация, когда температурные рабочие параметры, при которых проявляется тенденция возникновения детонации, образуются возле впускных окон. В данном случае, как описано выше, система по этому варианту осуществления оснащена системой СУД. Поэтому, когда в двигателе внутреннего сгорания 10 возникает детонация, распределение зажигания задерживается с целью предотвращения детонации. Когда распределение зажигания задерживается, предотвращается возникновение детонации, и одновременно возрастают потери при охлаждении двигателя внутреннего сгорания 10. В результате количество тепла, принимаемого блоком 12 цилиндров, возрастает, при этом выполняется дополнительный прогрев двигателя внутреннего сгорания 10. Таким образом, согласно этому варианту осуществления, даже в особом случае НТ можно правильным образом реагировать как на требование по предварительному прогреву, так и на требование по предотвращению детонации.

[0065] На фиг. 3А и 3В приведены структурные схемы последовательности операций, выполняемых блоком ЭБУ 44 при запуске управления охлаждением НТ согласно правилу, описанному выше. Во время операции, приведенной на фиг. 3А и 3В, во-первых, определяют, запускается ли текущая операция непосредственно после включения зажигания (ЗАЖ) ВКЛ или во время ограничения расхода воды (этап 100). Когда блок ЭБУ 44 вводит ограничение расхода воды в системе охлаждения НТ 30, блок ЭБУ 44 включает индикатор, сигнализирующий об ограничении расхода воды. В данном случае, определение, описанное выше, выполняется на основе этого индикатора.

[0066] Если этого не происходит ни сразу после ЗАЖ-ВКЛ, ни во время ограничения расхода воды, определяется, что как управление охлаждением ВТ, так и управление охлаждением НТ были запущены в обычном режиме. В этом случае, управление охлаждением НТ, т.е. управление с обратной связью для поддержания температуры НТ на уровне целевой температуры НТ (45°С в этом варианте осуществления), выполняется незамедлительно (этап 101). Когда выполняется операция на этапе 101, индикатор ограничения расхода воды, описанный выше, сбрасывается в исходное состояние.

[0067] С другой стороны, если на этапе 100 подтверждается установка данного условия, то определяют степень охлаждения у системы охлаждения ВТ 16 (этап 102). Более конкретно, в данном случае, определяют, является или нет температура ВТ, выданная датчиком 20 температуры ВТ, ниже, чем вычисленное значение ВТ (60°С в этом варианте осуществления).

[0068] Если условие на этапе 102 не будет подтверждено, может быть определено, что система охлаждения ВТ 16 уже прошла уровень холодного состояния. В этом случае, далее определяют степень охлаждения у системы охлаждения НТ 30 (этап 104). В данном случае определяют, является или нет температура НТ, выданная датчиком 34 температуры НТ, ниже, чем вычисленное значение НТ (30°С в этом варианте осуществления).

[0069] Если условие на этапе 104 не будет подтверждено, может быть определено, что система охлаждения НТ 30 также уже прошла уровень холодного состояния, как и система охлаждения ВТ 16. В этом случае, поскольку может быть определено, что как управление охлаждением ВТ, так и управление охлаждением НТ были запущены в обычном режиме, после этого операция на этапе 101 выполняется незамедлительно.

[0070] Когда условие на этапе 102 или условие на этапе 104 выполнено, может быть определено, что по меньшей мере одна из систем: система охлаждения ВТ 16 и система охлаждения НТ 30 находится в холодном состоянии. В этом случае, запускаются последующие операции для вычисления запуска управления охлаждением НТ.

[0071] В данном случае сначала определяют, возникает или нет требование по предварительному прогреву двигателя внутреннего сгорания 10 (этап 106). В этом варианте осуществления определено, что требование по предварительному прогреву возникает тогда, когда возникает следующее требование. (1) В салоне требуется использование нагревателя (в этом варианте осуществления, в частности, использование нагревателя необходимо при температуре наружного воздуха ниже или равной заданной температуре (напр., 0°С)). (2) Требуется предварительный прогрев катализатора для очистки выхлопных газов. (3) Требуется включение в работу рециркуляции выхлопных газов (РВГ) (для стабильного воспламенения требуется предварительный прогрев).

[0072] Если на этапе 106 подтверждается требование по предварительному прогреву, определяют, установлено или нет условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» в качестве условия запуска охлаждения НТ (этап 108). В результате, если установка этого условия подтверждена, сразу после этого операция на этапе 101 выполняется незамедлительно с целью запуска управления охлаждением НТ. Согласно этому условию, управление охлаждением НТ всегда запускается после того, как температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ независимо от особого случая ВТ или особого случая НТ и, поэтому на требование по предварительному прогреву данный эффект не влияет.

[0073] С другой стороны, если результат на этапе 108 отрицательный, может быть определено, что условие запуска охлаждения НТ не выполнено. В этом случае, в данном варианте осуществления, продолжается ограничение расхода воды в системе охлаждения НТ 30 (этап 110). В частности, в данном случае насос Э-В/Н 32 поддерживается в состоянии стоп, чтобы препятствовать циркуляции охлаждающей среды НТ. Во время выполнения операции на этапе 110, индикатор ограничения расхода воды, описанный выше, включен. После выполнения этой операции, операция на этапе 106 выполняется повторно.

[0074] Во время операции, приведенной на фиг. 3А и 3В, если на этапе 106 определено, что требование предварительного прогрева не возникает, то определяют, возникает или нет требование по предотвращению детонации (этап 112). Детонация в двигателе внутреннего сгорания 10 возникает в конкретной рабочей области (далее именуемой «областью возникновения детонации»). Блок ЭБУ 44 хранит информацию об области возникновения детонации и определяет, что требование по предотвращению детонации, возникающей при сочетании текущих оборотов двигателя Ne и текущей нагрузки двигателя KL, относится к области возникновения детонации.

[0075] Если определено, что возникает требование по предотвращению детонации, то выясняют, установлено или нет условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» в качестве первого условия запуска (этап 114). Если температура ВТ уже достигла вычисленного значения ВТ, даже если температура НТ еще не достигла вычисленного значения НТ, следует запускать управление охлаждением НТ с целью предотвращения детонации (см. особый случай ВТ на фиг. 2). Поэтому если определено, что данное условие выполнено, операция этапа 101 выполняется незамедлительно.

[0076] Если на этапе 114 определено, что температура ВТ еще не достигла вычисленного значения ВТ, то выясняют, установлено или нет условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» в качестве второго условия запуска (этап 116). Даже если температура ВТ еще не достигла вычисленного значения ВТ, в состоянии, когда требуется предотвращение детонации, желательно запустить управление охлаждением НТ на этапе, когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ (см. особый случай НТ на фиг. 2). Поэтому также в случае, когда установка этого условия подтверждена, после этого операция на этапе 101 выполняется незамедлительно. Согласно операциям, описанным выше, управление охлаждением НТ может всегда быть запущено в момент времени, подходящий для предотвращения детонации независимо от особого случая ВТ или особого случая НТ.

[0077] С другой стороны, если условие на этапе 116 не выполнено, можно определить, что сторона ВТ и сторона НТ еще не прогрелись до их соответствующих вычисленных значений. Даже в состоянии, когда требуется предотвращение детонации, на этом этапе еще нет необходимости запускать управление охлаждением НТ. Поэтому в этом случае выполняется операция на этапе 110 с целью ограничения расхода воды НТ.

[0078] Если на этапе 112 определено, что требование по предотвращению детонации не возникает, можно определить, что ни предварительный прогрев, ни предотвращение детонации для двигателя внутреннего сгорания 10 не требуется. В этом случае, чтобы выполнить автономное определение НТ, определяют, установлено или нет условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» (этап 118). В результате, если установка этого условия подтверждена, управление охлаждением НТ запускается на этапе 101. С другой стороны, если это условие отклонено, выполняется операция на этапе 110 с целью поддержания ограничения расхода воды.

[0079] Во время операции, приведенной на фиг. 3А и 3В, этап 106, в ходе которого определяют наличие или отсутствие требования по предварительному прогреву, выполняется перед этапом 112, в ходе которого определяют наличие или отсутствие требования по предотвращению детонации. Поэтому в условиях, когда эти два требования накладываются друг на друга, требование по предварительному прогреву всегда предпочтительно подтверждается, при этом управление охлаждением НТ может быть запущено в тех же условиях, как и в случае требования по предварительному прогреву (см. ряд «Наложение требований» на фиг. 2).

[0080] На фиг. 4 схематически приведены типовые изменения температуры НТ (жирная линия) и температуры ВТ (тонкая линия) в случае, когда выполняется прогрев в особом случае НТ. Здесь и далее, со ссылкой на фиг. 5 и 6, особенность данного варианта осуществления в этом состоянии будет описана еще раз.

[0081] На фиг. 5 приведен один из вариантов работы на сравнительном примере (см. фиг. 2) в особом случае НТ. В этом примере после запуска двигателя внутреннего сгорания 10 в момент времени t51 температура НТ (жирная линия) и температура ВТ (тонкая линия) возрастают в особом случае НТ. В устройстве охлаждения в сравнительном примере условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» всегда применяется в качестве условия запуска охлаждения НТ. Поэтому когда температура НТ достигла вычисленного значения НТ (30°С) в момент времени t52, в этот момент времени запускается управление охлаждением НТ (см. графу «Суммарный расход воды НТ»). В результате, после момента времени t52, скорость повышения температуры ВТ уменьшается, при этом возникают препятствия прогреву двигателя внутреннего сгорания 10. В примере, приведенном на фиг. 5, окончание прогрева определяется в момент времени t53, при котором температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ (60°С), при этом запускается управление охлаждением ВТ.

[0082] На фиг. 6 приведен один из примеров варианта осуществления. Операция, приведенная на фиг. 6, возникает, когда выполняется прогрев в особом случае НТ наряду с требованием по предварительному прогреву. В устройстве охлаждения согласно данному варианта осуществления, когда возникает требование по предварительному прогреву, условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» применяется в качестве условия запуска охлаждения НТ. В примере, приведенном на фиг. 6, температура НТ достигает вычисленного значения НТ (30°С) в момент времени t62, однако, в данном варианте осуществления в этот момент времени управление охлаждением НТ не запускается. Поэтому, даже после момента времени t62 температура ВТ продолжает повышаться без снижения скорости изменения. После этого, когда температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ в момент времени t64, определяется, что прогрев двигателя внутреннего сгорания 10 завершен, при этом управление охлаждением НТ запускается одновременно с управлением охлаждением ВТ. Согласно операции, описанной выше, температура ВТ может возрастать до вычисленного значения ВТ без препятствий со стороны управления охлаждением НТ. Таким образом, в соответствии с устройством охлаждения по этому варианту осуществления, можно правильным образом реагировать на требование предварительного прогрева. На фиг. 6, для удобства приведено состояние, при котором скорость повышения температуры ВТ увеличивается вслед за ускорением после момента времени t63.

[0083] На фиг. 7 схематически показаны типовые изменения температуры НТ (жирная линия) и температуры ВТ (тонкая линия) в случае, когда выполняется прогрев в особом случае ВТ. Ниже, со ссылкой на фиг. 8 и 9, особенность этого варианта осуществления в данном состоянии будет описана еще раз.

[0084] На фиг. 8 показан рабочий вариант на сравнительном примере (см. фиг. 2) для особого случая ВТ. В этом примере после запуска двигателя внутреннего сгорания 10 (момент времени t81), температура НТ (жирная линия) и температура ВТ (тонкая линия) повышаются в особом случае ВТ. В устройстве охлаждения в сравнительном примере условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» всегда применяется в качестве условия запуска охлаждения НТ. Поэтому, в соответствии с этим устройством, даже после того, как температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ (60°С) в момент времени t82 и далее достигла целевой температуры ВТ (75°С) в момент времени t83, управление охлаждением НТ не запускается до момента времени t84, при котором температура НТ достигла вычисленного значения НТ.

[0085] На фиг. 9 показан один из примеров по данному варианту осуществления. Операция, приведенная на фиг. 9, возникает, когда выполняется прогрев в особом случае ВТ наряду с требованием по предотвращению детонации. В устройстве охлаждения согласно этому варианту осуществления, при таком условии, «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» применяется в качестве условия запуска охлаждения НТ. В примере, приведенном на фиг. 9, после запуска двигателя внутреннего сгорания 10 (момент времени t91), температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ (60°С) в момент времени t92 и, в этот момент времени управление охлаждением ВТ и управление охлаждением НТ запускаются одновременно.

[0086] На фиг. 9, пунктирная линия «ВТ1» в строке «Температура воды» показывает изменение температуры ВТ исходя из того, что управление охлаждением НТ не запускается в момент времени t92. Согласно этому изменению, температура ВТ достигает уровня целевой температуры ВТ (75°С) в момент времени t93. Температура ВТ в данном варианте осуществления плавно повышается, по сравнению с изменением ВТ', из-за влияния управления охлаждением НТ, и достигает уровня целевой температуры ВТ в момент времени t94. Кроме того, в этом варианте осуществления, после момента времени t92, температура НТ также плавно повышается, по сравнению со случаем из сравнительного примера. В результате, согласно этому варианту осуществления, можно предотвратить повышение температуры боковых поверхностей впускных окон, по сравнению со случаем из сравнительного примера, и, таким образом, можно сформировать состояние, предпочтительное для предотвращения детонации.

[0087] Как показано на фиг. 9, в одном из примеров по этому варианту осуществления, температура ВТ поддерживается на уровне температуры, которая ниже, чем целевая температура ВТ между моментом времени t92 и моментом времени t94. Если температура ВТ не достигла целевой температуры ВТ, суммарный расход воды ВТ из-за выполнения управления охлаждением ВТ становится меньше по сравнению со случаем, когда температура ВТ достигла целевой температуры ВТ (см. стрелку (А), приведенную на фиг. 9). Если суммарный расход воды ВТ незначительный, потребление электрической энергии насосом Э-В/Н 18 также становится незначительным. Поэтому согласно этому варианту осуществления, часть роста потребления электрической энергии, вызванного запуском управления охлаждением НТ с опережением, может компенсироваться экономией электрической энергии насосом Э-В/Н 18 на стороне ВТ.

[0088] Кроме того, в этом варианте осуществления, как было описано выше, температура боковых поверхностей впускных окон может поддерживаться на пониженном уровне в течение длительного периода времени в процессе прогрева. В двигателе внутреннего сгорания 10, когда температура боковых поверхностей впускных окон уменьшается, эффективность подачи всасываемого воздуха может быть увеличена. Таким образом, в соответствии с устройством охлаждения по этому варианту осуществления, эффективность подачи всасываемого воздуха в процессе прогрева может быть увеличена, по сравнению со случаем из сравнительного примера (см. стрелку (В), приведенную на фиг. 9).

[0089] Как было описано выше, в первом варианте осуществления изобретения, циркуляция охлаждающей среды НТ прекращается во время ограничения расхода воды. Тем не менее, ограничение расхода воды является удовлетворительным, если оно уменьшает охлаждающую способность системы охлаждения НТ 30 по сравнению с таковой, когда выполняется управление охлаждением НТ, и, таким образом, не ограничивается способом, описанным выше. Например, можно использовать в качестве ограничения расхода воды способ, согласно которому обеспечивается слабая циркуляция охлаждающей среды НТ в целях предохранительной защиты системы и т.п.

[0090] В первом варианте осуществления, описанном выше, когда не возникает ни требование по предварительному прогреву, ни требование по предотвращению детонации, условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» всегда применяется в качестве условия запуска охлаждения НТ, хотя упомянутое условие в данном случае этим не ограничивается. То есть и в этом случае, как и в случае, когда требуется предотвращение детонации, условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» может применяться в качестве условия запуска охлаждения НТ в особом случае ВТ, устраняя тем самым термическое напряжение.

[0091] В первом варианте осуществления, описанном выше, водяной насос и трехходовой клапан системы охлаждения ВТ 16, оба с электрическим управлением, хотя упомянутая конфигурация по настоящему изобретению этим не ограничивается. То есть, насос Э-В/Н 18 может представлять собой механический водяной насос, приводимый в действие крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания 10. Более того, трехходовой клапан 28 может быть заменен термостатом, который переключается между проточным каналом, проходящим через радиатор ВТ 22, и проточным каналом в обход радиатора ВТ 22 возле целевой температуры ВТ.

[0092] В первом варианте осуществления, описанном выше, система охлаждения НТ 30 выполнена с возможностью охлаждения, главным образом, боковых поверхностей впускных окон, хотя ее конфигурация этим не ограничивается. В частности, системой охлаждения НТ могут быть следующие. (1) Система, которая главным образом охлаждает боковые поверхности установочных отверстий для впускных клапанов. (2) Система, которая главным образом охлаждает боковые поверхности впускных окон и боковые поверхности установочных отверстий для впускных клапанов. (3) Система, которая главным образом образует водяную рубашку для верхних участков цилиндров со стороны выхлопа. (4) Система, которая главным образом охлаждает боковые поверхности впускных окон и верхние участки цилиндров со стороны выхлопа. (5) Система, которая главным образом охлаждает боковые поверхности установочных отверстий для впускных клапанов и верхние участки цилиндров со стороны выхлопа. (6) Система, которая главным образом охлаждает боковые поверхности впускных окон, боковые поверхности установочных отверстий для впускных клапанов, а также верхние участки цилиндров со стороны выхлопа.

[0093] В первом варианте осуществления, описанном выше, условие, при котором не возникает ни требование по предварительному прогреву, ни требование по предотвращению детонации, соответствует «конкретному условию» в п. 1 формулы изобретения.

[0094] Далее, второй вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 10-12. Устройство охлаждения согласно этому варианту осуществления может быть реализовано, заставляя блок ЭБУ 44 выполнять операцию, приведенную на фиг. 10А и 10В вместо операции, приведенной на фиг. 3А и 3В в системе по первому варианту осуществления.

[0095] Как было описано выше, в состоянии, когда требуется предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания 10, устройство охлаждения по первому варианту осуществления запускает управление охлаждением НТ всегда при условии, что установлено «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ». В этом случае, даже если температура НТ достигла области перегрева, управление охлаждением НТ не запускается, пока температура ВТ не достигнет вычисленного значения ВТ.

[0096] В состоянии прогрева, когда температура ВТ не достигла вычисленного значения ВТ, даже если температура НТ повышается в некоторой степени, рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания 10 не подвергается в значительной степени неблагоприятному воздействию. Однако, если температура НТ вошла в область перегрева, проявляется тенденция к возникновению эффекта, который неблагоприятно сказывается на работе двигателя внутреннего сгорания 10, например, возникновение детонации или снижение эффективности подачи воздуха. Таким образом, в этом варианте осуществления, даже в состоянии, когда требуется предварительный прогрев, когда температура НТ достигла допустимого предела НТ (50°С в данном варианте осуществления), управление охлаждением НТ запускается в этот момент времени, даже если температура ВТ еще не достигла вычисленного значения ВТ.

[0097] Фиг. 10А и 10В представляют собой блок-схемы программы, выполняемой блоком ЭБУ 44 в этом варианте осуществления. Операция, приведенная на фиг. 10А и 10В, является той же самой, что и операция, приведенная на фиг. 3А и 3В, за исключением того, что этап 120 вставлен между этапами 108 и 110.

[0098] Во время операции, приведенной на фиг. 10А и 10В, если на этапе 106 подтверждается требование по предварительному прогреву, сначала, на этапе 108, определяют установлено или нет условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ». Если это условие выполнено, незамедлительно запускается управление охлаждением НТ, как и в случае по первому варианту осуществления (этап 101).

[0099] С другой стороны, если на этапе 108 упомянутое условие отклонено, то выясняют, установлено или нет второе условие запуска охлаждения НТ, т.е. условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ» (этап 120). Если это условие не выполнено, можно определить, что прогрев на стороне ВТ не выполнен, и что сторона НТ также не достигла области перегрева. В этом случае, поддерживается ограничение расхода воды НТ с целью соответствия требованию предварительного прогрева (этап 110).

[0100] С другой стороны, если на этапе 120 упомянутое условие выполнено, определяют, что, хотя требуется предварительный прогрев, необходимо предотвратить нагревание НТ. В этом случае, согласно этой операции, выполняется операция на этапе 101 с целью незамедлительного запуска управления охлаждением НТ.

[0101] На фиг. 11 работа по первому варианту осуществления сравнивается с работой по данному варианту осуществления. Операция, приведенная на фиг. 11, выполняется тогда, когда выполняется прогрев в особом случае НТ наряду с требованием предварительного прогрева. В этом примере, после того, как двигатель внутреннего сгорания 10 запущен в момент времени t111, выполняется прогрев в особом случае НТ, при этом температура НТ (жирная линия) достигает вычисленного значения НТ (30°С) в момент времени t112. В первом варианте осуществления условие «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» всегда применяется в качестве условия запуска охлаждения НТ наряду с требованием предварительного прогрева. Поэтому управление охлаждением НТ не запускается до момента времени t114, при котором температура ВТ (тонкая линия) достигает вычисленного значения ВТ (60°С). В результате температура НТ повышается до области перегрева, намного превышающей целевую температуру НТ (45°С) и, после момента времени t114, уменьшается до этой целевой температуры НТ. На фиг. 11 для удобства показано состояние, при котором скорость повышения температуры ВТ увеличивается вслед за ускорением после момента времени 1113. Целевая температура НТ представляет собой температуру, определяемую с учетом предотвращения детонации и эффективности подачи всасываемого воздуха. Поэтому если температура НТ превышает эту целевую температуру, неизбежно возникают неблагоприятные эффекты по детонации и эффективности подачи воздуха.

[0102] На фиг. 12 приведен один из примеров согласно этому варианту осуществления, который происходит, когда выполняется прогрев в особом случае НТ наряду с требованием предварительного прогрева. Как показано на фиг. 12, в соответствии с устройством охлаждения по этому варианту осуществления, даже в состоянии, когда требуется предварительный прогрев, когда температура НТ достигла допустимого предела НТ (50°С) (момент времени t122), в этот момент времени запускается управление охлаждением НТ, даже если температура ВТ не достигла вычисленного значения ВТ. В результате, после момента времени t122 температура НТ опускается до уровня целевой температуры НТ (45°С). Скорость возрастания температура ВТ слегка уменьшается после момента времени t122 из-за воздействия управления охлаждением НТ, однако, поскольку температура НТ находится в области повышенной температуры, превышающей 45°С, для выполнения прогрева нет серьезных препятствий. Таким образом, согласно этому варианту осуществления, недостатков, возникающих из-за перегрева температуры НТ, можно эффективно избежать, без серьезных препятствий выполнению предварительного прогрева.

[0103] Далее будет описан третий вариант осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 13 и 14. Устройство охлаждения согласно данному варианту осуществления может быть реализовано за счет выполнения блоком ЭБУ 44 операции, приведенной на фиг. 13А и 13В в системе, показанной на фиг. 1.

[0104] Даже при условии, что требуется предварительный прогрев, когда температура НТ достигла допустимого предела НТ (50°С), устройство охлаждения по второму варианту осуществления запускает, в этот момент времени, управление охлаждением НТ, т.е. управление по понижению температуры НТ до уровня целевой температуры НТ (45°С). При этом допустимый предел НТ представляет собой температуру, которая может быть допустима в качестве температуры НТ при прогреве двигателя внутреннего сгорания 10. Поэтому при рабочих параметрах, когда температура ВТ не достигла вычисленного значения ВТ (60°С), пока температура НТ не превышает допустимый предел НТ, не возникает серьезных недостатков в работе двигателя внутреннего сгорания 10. То есть, в процессе прогрева двигателя внутреннего сгорания 10 достаточно поддерживать температуру НТ на уровне допустимого предела НТ, и не возникает необходимости в обязательном снижении температуры НТ до уровня целевой температуры НТ.

[0105] Величина теплового излучения, необходимая для поддержания температуры НТ на уровне допустимого предела НТ (50°С), представляет собой небольшую величину по сравнению с величиной теплового излучения, необходимой для понижения температуры НТ до уровня целевой температуры НТ (45°С). Величина теплового излучения предпочтительно является как можно меньшей в целях способствования предварительному прогреву двигателя внутреннего сгорания 10. Поэтому, когда температура НТ достигла уровня допустимого предела НТ при условии, что требуется предварительный прогрев, устройство охлаждения по данному варианту осуществления после этого выполняет не управление понижением температуры НТ до уровня целевой температуры НТ (45°С), а «Управление по предотвращению повышения температуры НТ» с целью поддержания температуры НТ на уровне допустимого предела НТ (50°С).

[0106] На фиг. 13А и 13В приведены структурные схемы последовательности операций, которые выполнят блок ЭБУ 44 по данному варианту осуществления для реализации функции, описанной выше. Операция, приведенная на фиг. 13А и 13В, является такой же, как и операция, приведенная на фиг. 10А и 10В, за исключением того, что после ДА на этапе 120 добавлен этап 122.

[0107] Во время операции, приведенной на фиг. 13А и фиг. 13В, если на этапе 120 определено, что установлено условие «Температура НТ ≥ Допустимый предел НТ», то запускается управление по предотвращению повышения температуры НТ (этап 122). В данном случае, более конкретно, на основании выходного сигнала датчика 34 температуры НТ, выполняется управление системой охлаждения НТ 30, при этом температура НТ совпадает с допустимым пределом НТ (50°С).

[0108] Когда на этапе 122 операция завершается, операции этапа 108 и последующих этапов выполняются снова. Согласно последовательности этих операций, управление по предотвращению повышения температуры НТ выполняется до тех пор, пока установка условия «Температура ВТ ≥ Вычисленное значение ВТ» не будет подтверждена на этапе 108. Затем, если на этапе 108 упомянутое условие выполнено, в этот момент времени управление по предотвращению повышения температуры НТ переключается на управление охлаждением НТ (этап 101).

[0109] На фиг. 14 приведен один из примеров согласно данному варианту осуществления, когда выполняется прогрев в особом случае НТ наряду с требованием предварительного прогрева. В примере, приведенном на фиг. 14, после запуска двигателя внутреннего сгорания 10 в момент времени 1141 температура НТ достигает уровня допустимого предела НТ (50°С) в момент времени t142, до того, как температура ВТ достигает вычисленного значения ВТ (60°С). Согласно операции, приведенной на фиг. 13А и 13В, в этом случае управление по предотвращению повышения температуры НТ запускается сразу после этого и продолжается до момента времени t143, при котором температура ВТ достигает вычисленного значения ВТ. В результате, температура НТ поддерживается на уровне допустимого предела НТ (50°С) между моментом времени t142 и моментом времени t143. Затем, в момент времени t143, управление охлаждением ВТ и управление охлаждением НТ запускаются одновременно и, после этого, температура ВТ и температура НТ достигают соответствующих целевых температур (75 и 45°С).

[0110] В соответствии с операцией, описанной выше, можно с надежностью избежать перегрева температуры НТ при условии, что требуется предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания 10. Кроме того, минимизируя величину теплового излучения на стороне НТ, вызванного таким избеганием, можно минимизировать уменьшение скорости повышения температуры ВТ. Поэтому согласно этому варианту осуществления, эффективно предотвращая перегрев на стороне НТ, как в случае по второму варианту осуществления, можно способствовать предварительному прогреву двигателя внутреннего сгорания 10 более эффективно, чем в случае по второму варианту осуществления.

[0111] Далее будет описан четвертый вариант осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 15А и 15В. Устройство охлаждения согласно этому варианту осуществления может быть реализовано с помощью блока ЭБУ 44, выполняющего операцию, приведенную на фиг. 15А и 15В в системе, показанной на фиг. 1.

[0112] В устройствах охлаждения с первого варианта осуществления по третий вычисленное значение НТ установлено на температуре (30°С), относящейся к границе между температурной областью, в которой предотвращается возникновение детонации, и температурной областью, в которой существует вероятность возникновения детонации. Вычисленное значение НТ является температурой запуска управления охлаждением НТ при конкретном условии, что не возникает требования по предварительному прогреву. Поскольку требование по предварительному прогреву не возникает, необходимость учитывать состояние стороны ВТ является небольшой при этом условии, при определении запуска управления охлаждением НТ. С учетом того, что только предотвращение детонации и эффективность подачи всасываемого воздуха являются элементами определения, время запуска управления охлаждением НТ предпочтительно как можно раньше.

[0113] В состоянии, когда охлаждающая среда НТ замерзла, управление охлаждением НТ не должно выполняться с точки зрения защиты системы охлаждения НТ 30. С другой стороны, если охлаждающая среда НТ разморожена, нет причин блокировать запуск управления охлаждением НТ также с точки зрения защиты системы. В системе по этому варианту осуществления экспериментально установлено, что «-10°С» относится к границе между температурной областью, при которой охлаждающая среда НТ замерзает, и температурной областью, при которой охлаждающая среда НТ не замерзает. Поэтому в данном варианте осуществления вычисленное значение НТ с «30°С» понижается до «-10°С» в вариантах осуществления с первого по третий, тем самым выставляя с опережением время запуска управления охлаждением НТ под конкретным условием. Далее вычисленное значение НТ (-10°С), применяемое в данном варианте осуществления, будет, в частности, именоваться как «вычисленное значение НТ при разморозке».

[0114] На фиг. 15А и 15В представлены структурные схемы последовательности операций, выполняемых блоком ЭБУ 44 в данном варианте осуществления. Операция, приведенная на фиг. 15А и 15В, является такой же, как и операция, приведенная на фиг. 13А и 13В, за исключением того, что этап 116 заменен на этап 126, а этап 118 заменен на этап 128.

[0115] То есть во время операции, приведенной на фиг. 15А и 15В, если на этапе 114 упомянутое условие отклонено, определяют установлено или нет условие «Температура НТ ≥ Вычисленное значение НТ при разморозке (-10°С)» в качестве условия запуска охлаждения НТ (этап 126). Во время этой операции, если на этапе 112 упомянутое условие отклонено, выдается аналогичное определение (этап 128). В любом случае, если условие запуска отклонено, поддерживается ограничение расхода воды НТ с точки зрения защиты системы (см. этап 110). С другой стороны, если установка условия подтверждается, незамедлительно запускается управление охлаждением НТ (см. этап 101).

[0116] Согласно операциям, описанным выше, при конкретном условии, что предварительный прогрев не требуется, управление охлаждением НТ может быть запущено в то время, когда температура охлаждающей среды НТ является достаточно низкой. В этом случае, период времени, в течение которого температура НТ может поддерживаться на пониженном уровне, может быть обеспечен в течение длительного времени, совсем не конфликтуя при этом с требованием по прогреву двигателя внутреннего сгорания 10. Таким образом, согласно устройству охлаждения по данному варианту осуществления, дополнительные усовершенствованные характеристики в отношении предотвращения детонации и повышения эффективности подачи воздуха могут быть приданы двигателю внутреннего сгорания 10, по сравнению с устройствами в вариантах осуществления с первого по третий.

[0117] В операцию, выполняемую согласно четвертому варианту осуществления, включены этапы 120 и 122, как и в операцию, приведенную на фиг. 13А и 13В. Тем не менее, эти этапы не являются существенными признаками этого изобретения. То есть, как показано на фиг. 10А и 10В, этап 122 может быть исключен из операции, выполняемой в этом варианте осуществления. Кроме того, как показано на фиг. 3А и 3В, этапы 120 и 122 могут быть исключены из операции, выполняемой в этом варианте осуществления.

[0118] Далее будет описан пятый вариант осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 16 и 17. Устройство охлаждения по этому варианту осуществления может быть реализовано с помощью блока ЭБУ 44, выполняющего операцию, приведенную на фиг. 16 и фиг. 17 в системе, показанной на фиг. 1.

[0119] В устройствах охлаждения с первого варианта осуществления по третий, когда условие запуска охлаждения НТ не выполнено, функция ограничения расхода воды относится к системе охлаждения НТ 30 через остановку насоса Э-В/Н 32. В данном варианте осуществления, нужное ограничение расхода воды реализуется за счет установки граничного параметра, связанного с охлаждающей способностью и используемого при управлении охлаждением НТ.

[0120] На фиг. 16 представлена структурная схема главной программы управления охлаждением НТ, выполняемой блоком ЭБУ 44 в этом варианте осуществления. Операция, приведенная на фиг. 16, периодически выполняется с определенным временным интервалом после запуска двигателя внутреннего сгорания 10.

[0121] Когда запускается операция, приведенная на фиг. 16, сначала вычисляют целевую температуру НТ (этап 130). В этом варианте осуществления, целевую температуру НТ соответствующим образом устанавливают в соответствии с рабочим состоянием двигателя внутреннего сгорания 10 и необходимостью предотвращения детонации. Различные сигналы датчиков, необходимые для такой установки, поступают в блок ЭБУ 44, и различные карты хранятся в блоке ЭБУ 44. В данном случае, целевая температура НТ, соответствующая требованиям текущего состояния, вычисляется согласно этим сигналам датчиков и картам.

[0122] Затем вычисляют требуемую скорость потока охлаждающей среды НТ (этап 132). Блок ЭБУ 44 хранит карту для расчета, на основании текущей температуры НТ, требуемой скорости потока (объем охлаждающей среды НТ, протекающий через радиатор НТ 36), необходимой для достижения целевой температура НТ. В данном случае, требуемую скорость потока охлаждающей среды НТ рассчитывают с помощью вычисленного значения от датчика 34 температуры НТ по этой карте.

[0123] Затем определяют параметры управления системой охлаждения НТ 30, т.е. режим работы привода насоса Э-В/Н 32, и степень открытия трехходового клапана 42 (этап 134). Объем циркулирующей охлаждающей среды НТ определяется режимом работы привода насоса Э-В/Н 32. Кроме того, объем охлаждающей среды, который проходит через радиатор НТ 36, определяется этим объемом циркуляции и степенью открытия трехходового клапана 42. Карта, определяющая взаимосвязь между ними, хранится в блоке ЭБУ 44. В данном случае, режим привода насоса Э-В/Н 32 и степень открытия трехходового клапана 42 для достижения требуемой скорости потока вычисляют в соответствии с этой картой.

[0124] По окончании операций, описанных выше, выполняется управление охлаждением НТ в соответствии с режимом работы привода насоса Э-В/Н 32 и степенью открытия трехходового клапана 42, определенных этими операциями (этап 136).

[0125] На фиг. 17А и 17В представлены схемы последовательности операций, выполняемых блоком ЭБУ 44 по ограничению расхода воды на стороне НТ. Операция, приведенная на фиг. 17А и 17В, аналогична операции, приведенной на фиг. 13А и 13В, за исключением того, что этап 110 заменен на этап 140, а этап 101 заменен на этап 142.

[0126] То есть, во время операции, приведенной на фиг. 17А и 17В, если требуется ограничение расхода воды НТ, например, если на этапе 120 выдается определение No, то выполняется установка гашения скорости потока НТ (этап 140). Как было описано выше, в главной программе по управлению охлаждением НТ, скорость потока НТ, требуемую для достижения целевой температуры НТ, вычисляют на этапе 132. На этапе 140, в частности, устанавливается граничное значение, принимаемое в качестве верхнего предельного значения для требуемой скорости потока НТ. На этапе 132, приведенном на фиг. 16, требуемая скорость потока НТ устанавливается в пределах граничного значения, установленного на этапе 140. Когда требуемая скорость потока НТ ограничена таким граничным значением, режим работы привода насоса Э-В/Н 32 и степень открытия трехходового клапана 42 также ограничены этим граничным значением. В результате, охлаждающая способность системы охлаждения НТ 30 подавляется, что позволяет удовлетворить функцию ограничения расхода воды.

[0127] Во время операции, приведенной на фиг. 17А и 17В, если установка условия запуска охлаждения НТ подтверждается, например, если на этапе 108 выдается определение ДА, то выключается гашение скорости потока НТ (этап 142). То есть в данном случае, граничное значение, задающее требуемую скорость потока НТ, устанавливается на максимально допустимое для системы значение. После выполнения операции на этапе 142 скорость потока, фактически необходимую для достижения целевой температуры НТ, рассчитывают на этапе 132, приведенном на фиг. 16, как требуемую скорость потока НТ по существу. В результате, запускается управление охлаждением НТ с целью достижения температурой НТ уровня целевой температуры НТ.

[0128] Как было описано выше, в соответствии с устройством охлаждения по этому варианту осуществления, функция ограничения расхода воды может быть реализована за счет установки граничного значения в качестве управляющего параметра, применяемого при управлении охлаждением НТ, а затем может быть реализовано дополнительное требуемое управление охлаждением НТ за счет выпуска такого граничного значения. Согласно этому способу, упомянутое состояние во время ограничения расхода воды можно плавно регулировать по сравнению со случаем, когда предусмотрено только переключение ВКЛ-ВЫКЛ насоса Э-В/Н 32. Поэтому согласно этому варианту осуществления, более точное регулирование температуры может быть выполнено в системе охлаждения НТ 30 по сравнению с случаем в вариантах осуществления с первого по третий.

[0129] В пятом варианте осуществления, описанном выше, граничное значение для реализации функции ограничения расхода воды устанавливается на требуемой скорости потока НТ, хотя объект с установкой граничного значения этим не ограничивается. Например, может быть предусмотрено так, что граничное значение не устанавливается на требуемой скорости потока НТ, а устанавливается на режим привода насоса Э-В/Н 32 или степень открытия трехходового клапана 42, тем самым реализуя ту же функцию.

[0130] В пятом варианте осуществления, описанном выше, граничное значение для реализации функции ограничения расхода воды устанавливается как фиксированное значение, хотя способ установки этим не ограничивается. Например, граничное значение может быть установлено на основании температуры НТ или температуры ВТ.

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания включает в себя систему охлаждения ВТ, систему охлаждения НТ, а также электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью, когда температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ, управлять режимом работы системы охлаждения ВТ за счет запуска охлаждения с целью поддержания упомянутой температуры ВТ на уровне целевой температуры ВТ. Электронный блок управления выполнен с возможностью, когда температура НТ, представляющая собой температуру охлаждающей среды НТ, достигла вычисленного значения НТ, запускать управление охлаждением НТ с целью поддержания температуры НТ на уровне целевой температуры НТ при конкретном условии, что предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания не требуется. Упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью запуска управления охлаждением НТ, когда упомянутая температура ВТ достигла вычисленного значения ВТ при условии, что требуется предварительный прогрев. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения двигателя, расхода топлива и предотвращения детонации. 9 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:

систему высокотемпературного охлаждения, которая главным образом охлаждает блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания;

систему низкотемпературного охлаждения, которая главным образом охлаждает боковую поверхность впускного окна, в отличие от системы высокотемпературного охлаждения, при этом упомянутые система низкотемпературного охлаждения и система высокотемпературного охлаждения имеют каналы подачи охлаждающей среды, автономные друг от друга; и

электронный блок управления, выполненный с возможностью, когда температура высокотемпературной охлаждающей среды, представляющая собой температуру высокотемпературной охлаждающей среды, подаваемой в систему высокотемпературного охлаждения, достигла вычисленного значения для высокой температуры, управления режимом работы системы высокотемпературного охлаждения для запуска охлаждения с целью поддержания температуры высокотемпературной охлаждающей среды на уровне целевой температуры высокотемпературной охлаждающей среды, упомянутый электронный блок управления, выполненный с возможностью, когда температура низкотемпературной охлаждающей среды, представляющая собой температуру низкотемпературной охлаждающей среды, подаваемой в систему низкотемпературного охлаждения, достигла вычисленного значения для низкой температуры, запуска управления низкотемпературным охлаждением с целью поддержания температуры низкотемпературной охлаждающей среды на уровне целевой температуры низкотемпературной охлаждающей среды при конкретном условии, что предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания не требуется, при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью начать управление низкотемпературным охлаждением, когда упомянутая температура высокотемпературной охлаждающей среды достигла вычисленного значения для высокой температуры, при условии, что требуется предварительный прогрев двигателя внутреннего сгорания.

2. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый электронный блок управления выполнен также с возможностью запуска управления низкотемпературным охлаждением, когда температура низкотемпературной охлаждающей среды достигла уровня допустимого предела для низкой температуры при условии, что требуется предварительный прогрев, при этом допустимый предел для низкой температуры представляет собой температуру, которая выше, чем вычисленное значение для низкой температуры.

3. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью, когда температура низкотемпературной охлаждающей среды достигла уровня допустимого предела для низкой температуры до того, как температура высокотемпературной охлаждающей среды достигла вычисленного значения для высокой температуры при условии, что требуется предварительный прогрев, выполнения управления по предотвращению повышения температуры низкотемпературной охлаждающей среды с целью поддержания температуры низкотемпературной охлаждающей среды на уровне допустимого предела для низкой температуры, пока температура высокотемпературной охлаждающей среды не достигнет вычисленного значения для высокой температуры, при этом допустимый предел для низкой температуры представляет собой температуру, которая выше, чем вычисленное значение для низкой температуры.

4. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что

упомянутое конкретное условие представляет собой условие, при котором не возникает ни требования по предварительному прогреву, ни требования по предотвращению детонации, и

упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью, при условии, что требуется предотвращение детонации, запуска управления низкотемпературным охлаждением в более ранний момент времени между моментом, когда температура низкотемпературной охлаждающей среды достигла вычисленного значения для низкой температуры, и моментом, когда температура высокотемпературной охлаждающей среды достигла вычисленного значения для высокой температуры.

5. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по п. 4, дополнительно содержащее:

систему предотвращения детонации, выполненную с возможностью задержки угла опережения зажигания у двигателя внутреннего сгорания в ответ на возникновение детонации, в которой

упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью, при условии, что возникает как требование по предварительному прогреву, так и требование по предотвращению детонации, выполнения управления низкотемпературным охлаждением или управления по предотвращению повышения температуры низкотемпературной охлаждающей среды за счет предоставления приоритета требованию по предварительному прогреву.

6. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по п. 5, отличающееся тем, что упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью определения наличия или отсутствия требования по предварительному прогреву до определения наличия или отсутствия требования по предотвращению детонации, при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения управления низкотемпературным охлаждением или управления по предотвращению повышения температуры низкотемпературной охлаждающей среды, когда определено, что зарегистрировано требование по предварительному прогреву.

7. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что упомянутое вычисленное значение для низкой температуры относится к границе между температурной областью, в которой возникает детонация, и температурной областью, в которой детонация не возникает, и равно температуре, которая выше 0°C.

8. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что упомянутое вычисленное значение для низкой температуры относится к границе между температурной областью, в которой низкотемпературная охлаждающая среда замерзает, и температурной областью, в которой низкотемпературная охлаждающая среда не замерзает, и равно температуре, которая меньше или равна 0°C.

9. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что

упомянутая система низкотемпературного охлаждения включает в себя датчик температуры низкотемпературной охлаждающей среды, который определяет температуру низкотемпературной охлаждающей среды, а также механизм охлаждения, который изменяет охлаждающую способность низкотемпературной охлаждающей среды,

упомянутое управление низкотемпературным охлаждением представляет собой управление с обратной связью механизмом охлаждения на основании выходного сигнала датчика температуры низкотемпературной охлаждающей среды, и

упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью, до запуска управления низкотемпературным охлаждением, ограничивать расход циркулирующей низкотемпературной охлаждающей среды по сравнению с таковой во время выполнения управления с обратной связью.

10. Устройство охлаждения для двигателя внутреннего сгорания по п. 9, отличающееся тем, что упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью, до запуска управления низкотемпературным охлаждением, выполнения управления с обратной связью путем применения граничного значения для ограничения расхода циркулирующей низкотемпературной охлаждающей среды, в качестве параметра, связанного с расходом циркулирующей низкотемпературной охлаждающей среды.