用于发动机的冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于发动机的冷却系统。冷却系统使冷却介质在发动机和散热器之间循环。该冷却系统包括确定单元。该确定单元当恒温器关闭时设定相对小的预定值(ΔTh1)用于阈值(ΔThref)(S130)并且当恒温器打开时设定大于预定值(ΔTh1)的预定值(ΔTh2)用于阈值(ΔThref)(S140)。当来自第一冷却液温度传感器的冷却液温度(Thw)与来自第二冷却液温度传感器的冷却液温度(Thb)之间的温度差(ΔTh)大于或者等于阈值(ΔThref)时，确定单元确定选择器阀中存在卡住关闭故障。
【专利说明】
用于发动机的冷却系统
技术领域
[0001]本发明涉及用于发动机的冷却系统。【背景技术】
[0002]—般地，提出有一种用于发动机的冷却系统，该用于发动机的冷却系统包括:第一冷却液回路、第二冷却液回路、恒温器、阀、第一冷却液温度传感器、第二冷却液温度传感器和发动机冷却控制单元(参见，例如，日本专利N0.4883225)。冷却系统根据由第一冷却液温度传感器检测到的第一冷却液温度和由第二冷却液温度传感器检测到的第二冷却液温度之间的温度差确定在阀中是否存在卡住关闭故障。第一冷却液回路包括主路径和绕行路径。主路径经过水栗、发动机、散热器和恒温器。绕行路径从发动机和散热器之间的主路径分支，经过阀和加热器芯，并且在恒温器处并入主路径。第二冷却液回路从主路径中的水栗和发动机之间的主路径分支，并且在绕行路径中的阀和加热器芯之间并入绕行路径。恒温器一直允许冷却液从绕行路径流到主路径的水栗侧，并且响应于经过加热器芯之后的冷却液的温度而打开或关闭，以允许或禁止冷却液从主路径的散热器侧流到主路径的水栗侧。 阀由发动机冷却控制单元控制。第一冷却液温度传感器检测发动机内部的冷却液的温度作为第一冷却液温度。第二冷却液温度传感器检测流入加热器芯中的冷却液的温度作为第二冷却液温度。在该用于发动机的冷却系统中，在发出打开阀的命令的同时，当第一冷却液温度和第二冷却液温度之间的温度差大于异常确定值时，确定在阀中存在卡住关闭故障。
[0003]在如此构造的用于发动机的冷却系统中，可想象的是，在阀被正常打开的同时，第一冷却液温度和第二冷却液温度之间的温度差在当恒温器关闭时和当恒温器打开时之间改变，因为经过发动机之后流过绕行路径的冷却液的量改变。因此，如果阈值被设定成统一值，则当在阀中实际上存在卡住关闭故障时可能不能精确地检测到卡住关闭故障，或者当在阀中实际上不存在卡住关闭故障时可能错误地检测到卡住关闭故障。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种用于发动机的冷却系统，该用于发动机的冷却系统精确地确定在阀中是否存在卡住关闭故障。
[0005]本发明的一方面提供一种用于发动机的冷却系统。该冷却系统包括第一流路、第二流路、第三流路、第一阀、第二阀、第一温度传感器、第二温度传感器和确定单元。第一流路被构造成使冷却介质按顺序循环通过发动机和散热器。第二流路被构造成使发动机上游的第一流路与散热器下游的第一流路连通。第三流路被构造成使发动机和散热器之间的第一流路与第二流路连通。第一阀被构造成打开或关闭，以允许或限制已经流过第一流路中的散热器的冷却介质流到第一流路与第二流路的连接部分下游的第一流路。第二阀被构造成打开或关闭，以允许或限制已经流过第一流路中的发动机的冷却介质经由第三流路流到第二流路。第一温度传感器在发动机和散热器之间的第一流路中。第二温度传感器被安装在第二流路与第三流路的连接部分下游的第二流路中。确定单元被构造成:(i)在第二阀正被控制成打开的同时，当由第一温度传感器检测到的第一温度和由第二温度传感器检测到的第二温度之间的温度差大于或等于阈值时，确定在第二阀中存在卡住关闭故障；以及 (ii)设定阈值使得当第一阀打开时的阈值大于当第一阀关闭时的阈值。
[0006]利用根据本发明的上述用于发动机的冷却系统，在第二阀正被控制成打开的同时，当由第一温度传感器检测到的第一温度和由第二温度传感器检测到的第二温度之间的温度差大于或等于阈值时，确定在第二阀中存在卡住关闭故障。这时，阈值被设定成使得当第一阀打开时的阈值大于当第一阀关闭时的阈值。第一阀打开或关闭，以允许或限制已经流过第一流路中的散热器的冷却介质流到第一流路与第二流路的连接部分下游的第一流路。第二阀打开或关闭，以允许或限制已经流过第一流路中的发动机的冷却介质经由第三流路流到第二流路。在第二阀打开的同时，已经流过第一流路中的发动机的且流到第二流路的冷却介质的量在第一阀打开时比在第一阀关闭时小，所以第一温度和第二温度之间的温度差容易增大。因此，当第一阀关闭时通过相对地降低阈值(与当第一阀打开时相比降低阈值)，当第二阀中实际上存在卡住关闭故障时能够进一步可靠地检测第二阀的卡住关闭故障。当第一阀打开时通过相对地增大阈值(与当第一阀关闭时相比增大阈值)，当第二阀中实际上不存在卡住关闭故障时能够抑制第二阀中发生卡住关闭故障的错误检测。其结果是，能够进一步精确地确定在第二阀中是否存在卡住关闭故障。第一温度传感器可以被安装在发动机内或者恰好在第一流路中的发动机的下游。第二温度传感器可以被安装在恰好在第二流路与第三流路的连接部分下游的第二流路中。
[0007]在根据本发明的如此构造的用于发动机的冷却系统中，第一阀可以是恒温器。确定单元可以被构造成基于第一温度与第二阈值之间的比较或者第二温度与第三阈值之间的比较，来估计恒温器是否打开或者关闭。利用如此构造的用于发动机的冷却系统，通过使用第一温度或者第二温度，能够估计恒温器是否打开或者关闭。在这种情况下，在用于发动机的冷却系统中，恒温器可以包括内置加热器。确定单元可以被构造成随着加热器的通电电流的增大而减小第二阈值和第三阈值。利用如此构造的用于发动机的冷却系统，当恒温器包括内置加热器时，能够更加恰当地估计恒温器是否打开或者关闭。
[0008]在用于发动机的冷却系统中，第一阀可以是由确定单元控制以打开或关闭的控制阀。确定单元可以被构造成设定阈值使得在控制阀正被控制成打开时的阈值大于当控制阀没有被控制成打开时的阈值。利用如此构造的用于发动机的冷却系统，能够通过确定控制阀是否打开或者关闭来设定阈值。
[0009]在用于发动机的冷却系统中，确定单元可以被构造成设定阈值，使得当第一阀中存在卡住打开故障时的阈值大于当第一阀中不存在卡住打开故障并且第一阀关闭时的阈值。利用如此构造的用于发动机的冷却系统，当第一阀中存在卡住打开故障时，能够抑制第二阀中的卡住关闭故障的错误检测。【附图说明】
[0010]以下将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义， 在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0011]图1是示意性示出作为本发明的实施例的示例的用于发动机的冷却系统的构造的构造视图；
[0012]图2是图示当恒温器和选择器阀关闭时的冷却液流状态的视图；
[0013]图3是图示当恒温器关闭并且选择器阀打开时的冷却液流状态的视图；
[0014]图4是图示当恒温器和选择器阀打开时的冷却液流状态的视图；
[0015]图5是示出根据实施例的由电子控制单元执行的选择器阀卡住关闭故障确定例程的示例的流程图；
[0016]图6是示意性示出根据本发明的第一替代实施例的用于发动机的冷却系统的构造的构造视图；
[0017]图7是示出根据第一替代实施例的选择器阀卡住关闭故障确定例程的示例的流程图；
[0018]图8是图示第一替代实施例中的加热器的通电电流与阈值之间的关系的示例的曲线图；
[0019]图9是示意性示出根据本发明的第二替代实施例的用于发动机的冷却系统的构造的构造视图；
[0020]图10是示出根据第二替代实施例的选择器阀卡住关闭故障确定例程的示例的流程图；
[0021]图11是示出根据本发明的第三替代实施例的选择器阀卡住关闭故障确定例程的示例的流程图；
[0022]图12是图示散热器中的冷却液的散热量与阈值之间的关系的示例的曲线图；
[0023]图13是图示循环流路中的冷却液在经过发动机之前和之后的温度差与阈值之间的关系的示例的曲线图；并且
[0024]图14是图示绕行路径中加热器芯处的冷却液的散热量与阈值之间的关系的示例的曲线图。【具体实施方式】[〇〇25]将描述本发明的实施例。
[0026]图1是示意性示出作为本发明的实施例的示例的用于发动机的冷却系统20的构造的构造视图。根据实施例的用于发动机的冷却系统20被安装在通过使用来自发动机10的动力行驶的汽车。如图1所示，冷却系统20包括用作第一流路的循环流路22、用作第二流路的绕行流路24、用作第三流路的连通流路26、散热器30、电栗32、用作第一阀的恒温器40、用作第二阀的选择器阀44和电子控制单元60。[〇〇27]循环流路22是按电栗32、发动机10、散热器30、恒温器40和电栗32的顺序使冷却液 (长寿命冷却液(LLC))流动的流路。绕行流路24被构造为如下流路，该流路经由空气调节器的加热器芯38连通在发动机10上游的位置Pol处的循环流路22与在散热器30下游的位置 (恒温器40的位置)处的循环流路22。即，绕行流路24是如下的流路，该流路从位置Pol侧绕过发动机10和散热器30到恒温器40侧并且使冷却液经由加热器芯38流动。连通流路26是如下的流路，该流路连通在发动机10和散热器30之间的位置P〇2处的循环流路22与在加热器芯38上游的位置P〇3处的绕行流路24。在实施例中，循环流路22和绕行流路24被设计成使得循环流路22的压力损失小于绕行流路24的压力损失。因此，当冷却液流过连通流路26时，冷却液从循环流路22侧流到绕行流路24侧。
[0028]散热器30在冷却液和外部空气之间交换热。电栗32被安装在恒温器40和发动机10 之间的循环流路22中。电栗32被电子控制单元60控制以被驱动，并且在压力下进给冷却液。 [〇〇29] 恒温器40—直允许冷却液从绕行流路24流到在循环流路22中的关于恒温器40的下游侧(电栗32侧)，并且允许或禁止已经经过在循环流路22中的散热器30的冷却液流到关于恒温器40的下游侧。具体地，当从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度高于或等于阈值Thl时，恒温器40打开以允许已经经过循环流路22中的散热器30的冷却液流到关于恒温器40的下游侧。当从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度低于阈值Thl时，恒温器40 关闭以限制已经经过循环流路22中的散热器30的冷却液流到关于恒温器40的下游侧。阈值 Thl被设定成在完成发动的的暖机之后从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度，并且例如被设定成78 °C、80 °C、82 °C等。
[0030] 选择器阀44被安装在连通流路26中。选择器阀44由电子控制单元60控制以打开或关闭。如上所述，在实施例中，绕行流路24中的压力损失大于循环流路22中的压力损失。因此，当选择器阀44打开时，选择器阀44允许已经流过循环流路22中的发动机10的冷却液中的至少部分经由连通流路26流到绕行流路24;然而，当选择阀44关闭时，选择器阀44限制冷却液经由连通流路26流到绕行流路24。[〇〇31] 虽然未在图中示出，但是电子控制单元60被构造为主要包括CPU的微处理器。除了 CPU外，电子控制单元60还包括R0M、RAM和输入/输出端口。ROM存储处理程序。RAM临时存储数据。来自各种传感器的信号经由输入端口被输入到电子控制单元60。来自各种传感器的信号包括:来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw、来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thb、来自冷却液温度传感器54的冷却液温度Thr和来自旋转速度传感器的电栗32的旋转速度Nwp。冷却液温度传感器50被安装在发动机10和散热器30之间的循环流路22中(例如，在发动机10内部或者恰好在发动机10下游的位置)。冷却液温度传感器50检测冷却液的温度。冷却液温度传感器52被安装在位置P〇3和加热器芯38之间的绕行流路24中(例如，恰好在位置P〇3下游的位置)。冷却液温度传感器52检测冷却液的温度。冷却液温度传感器54 被安装在散热器30和恒温器40之间的循环流路22中(例如，恰好在恒温器40上游的位置)。 冷却液温度传感器54检测冷却液的温度。旋转速度传感器检测电栗32的旋转速度。从电子控制单元60经由输出端口输出各种控制信号。各种控制信号包括到选择器阀44的驱动控制信号和到电栗32的驱动控制信号。[〇〇32]在根据实施例的如此构造的用于发动机的冷却系统20中，电子控制单元60控制电栗32,使得循环流路22中的冷却液在压力下由电栗32进给。如上所述，当从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度低于阈值Thl时，恒温器40关闭，并且当该冷却液的温度高于或等于阈值Thl时，恒温器40打开。另外，当来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw比低于阈值Th2的阈值Th3低时，电子控制单元60控制选择器阀44使得选择器阀44关闭。当冷却液温度Thw高于或等于阈值Th3时，电子控制单元60控制选择器阀44使得选择器阀44打开。阈值 Th2是当恒温器40从关闭状态切换到打开状态时(当从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度从低于阈值Thl的状态改变到高于或等于阈值Thl的状态时)来自冷却液温度传感器 50的冷却液温度Thw。阈值Th2预先被通过实验或分析确定，并且被例如设定成78°C、80°C、 82 °C等。阈值Th3被例如设定成58 °C、60 °C、62 °C等。[〇〇33]图2是图示当恒温器40和选择器阀44关闭时的冷却液流状态的视图。图3是图示当恒温器40关闭并且选择器阀44打开时的冷却液流状态的视图。图4是图示当恒温器40和选择器阀44打开时的冷却液流状态的视图。在图2至图4中，宽的实线指示在循环流路22、绕行流路24和连通流路26当中冷却液流动的部分，并且宽的虚线指示在这些流路当中冷却液滞留的部分。空箭头示意性地指示冷却液的流量(在图3和图4中的流量的比例)。[〇〇34]当从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度低于阈值Thl并且来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw低于阈值Th3时，通过电子控制单元60关闭恒温器40并且关闭选择器阀44(保持在关闭状态)。这时，如图2所示，冷却液从电栗32流到循环流路22中的位置 Pol，流过绕行流路24并且从恒温器40流到在循环流路22中的电栗32。因此，发动机10内的冷却液滞留，所以作为发动机10的暖机操作的结果，发动机10内的冷却液的温度快速上升。 因而，能够便于发动机10的暖机。这时，发动机10内的冷却液滞留并且绕行流路24中的冷却液流动，所以在来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw与来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thb之间的温度差A Th容易增加。[〇〇35]当作为发动机10的暖机操作的结果，来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw 变得高于或等于阈值Th3时，选择器阀44被打开。这时，恒温器40被保持在关闭状态。这时， 如图3所示，冷却液不仅在如图2所示的路径中流动而且也在循环流路22中从位置Po 1流到位置P〇2并流过连通流路26。因此，冷却液在发动机10内流动并且不经由散热器30循环。因而，发动机10的暖机继续。这时，已经流过循环流路22中的发动机10的大体上全部冷却液经由连通流路26流到绕行流路24,所以来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw与来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thb之间的温度差A Th约为0°C至若干°C。[〇〇36]当作为发动机10的继续暖机的结果，从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度变得高于或等于阈值Thl (来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw高于或等于阈值Th2) 时，恒温器40打开。当恒温器40打开时，冷却液不仅流过图3所示的路径而且也流过散热器 30,如图4所示。因此，作为冷却液流过散热器30的结果，已经流过发动机10的冷却液通过在散热器30处与外部空气交换热而被冷却，并且然后在循环流路22中循环。因而，发动机10被冷却。这时，与恒温器40关闭并且选择器阀44打开的状态(图3中所示的状态)比较，流过连通流路26的冷却液的量减小，来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw与来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thb之间的温度差A Th稍微大于若干°C (例如，大约10°C)。[〇〇37]接下来，将描述根据实施例的如此构造的用于发动机的冷却系统20的操作，特别地，在确定选择器阀44中是否存在卡住关闭故障时的操作。图5是示出根据实施例的由电子控制单元60执行的选择器阀卡住关闭故障确定例程的示例的流程图。该例程被重复地执行。
[0038]当执行选择器阀卡住关闭故障确定例程时，电子控制单元60首先接收数据，诸如冷却液温度Thw、Thb和阀打开控制标记Fo(步骤S100)。由冷却液温度传感器50检测到的值被输入作为冷却液温度Thw。由冷却液温度传感器52检测到的值被输入作为冷却液温度 Thb。当用于控制选择器阀44使得选择器阀44打开的控制(下文中，称为对选择器阀44的阀打开控制)正被执行时，加载和输入被设定成1的值的阀打开控制标记Fo;然而，当对选择器阀44的阀打开控制没有被执行时，加载和输入被设定成0的值的阀打开控制标记Fo。
[0039]当以这种方式输入数据时，阀打开控制标记Fo的值被研究(步骤S110)。当阀打开控制标记Fo是0的值时，确定对选择器阀44的阀打开控制没有被执行，并且例程被终止。
[0040]当阀打开控制标记Fo是1的值时，确定对选择器阀44的阀打开控制正被执行，并且将冷却液温度Thw与上述阈值Th2进行比较(步骤S120)。当冷却液温度Thw低于阈值Th2时， 确定(估计)恒温器40关闭，并且预定值A Thl被设定用于阈值A Thref (步骤S130)。阈值A Thref是用于确定选择器阀44中是否存在卡住关闭故障的阈值。预定值A Thl可以被例如设定成 5°C、6°C、7°C 等。[〇〇411当以这种方式设定阈值A Thref时，冷却液温度Thw与冷却液温度Thb之间的差被计算作为温度差A Th(步骤S150)，并且将所计算出的温度差A Th与阈值A Thref进行比较 (步骤S160)。当温度差A Th小于阈值A Thref时，确定选择器阀44中不存在卡住关闭故障， 即，确定选择器阀44是正常的(步骤S170)，并且例程被终止。在另一方面，当温度差A Th高于或等于阈值A Thref时，确定选择器阀44中存在卡住关闭故障(步骤S180)，并且例程被终止。[〇〇42]当在步骤S120中冷却液温度Thw高于或等于阈值Th2时，确定(估计)恒温器40打开，大于预定值A Thl的预定值A Th2被设定用于阈值A Thref (步骤S140)，并且执行来自步骤S150的过程。预定值A Th2可以被例如设定成15 °C、16 °C、17 °C等。[〇〇43] 如上所述，当恒温器40打开时比恒温器40关闭时温度差A Th更容易增大。因此，当阈值A Thref被设定成相对小的恒定值时，存在的可能是当恒温器40打开时选择器阀44的卡住关闭故障被错误地检测。与此相反，当阈值△ Thref被设定成相对大的恒定值时，存在的可能是选择器阀44的卡住关闭故障没有被充分地检测。在本实施例中，考虑这些可能性， 当恒温器40关闭时，相对小的预定值A Thl被设定用于阈值A Thref;然而，当恒温器40打开时，大于预定值A Thl的预定值A Th2被设定用于阈值A Thref。因而，当恒温器40关闭时能够进一步可靠地检测选择器阀44的卡住关闭故障，并且当恒温器40打开时能够抑制选择器阀44的卡住关闭故障的错误检测。结果，能够进一步精确地确定在选择器阀44中是否存在卡住关闭故障。[〇〇44]在根据实施例的上述用于发动机的冷却系统20中，当来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw与来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thb之间的温度差A Th大于或等于阈值A Thref时，确定选择器阀44中存在卡住关闭故障。这时，当恒温器40关闭时，相对小的预定值A Thl被设定用于阈值A Thref;然而，当恒温器40打开时，大于预定值A Thl的预定值A Th2被设定用于阈值A Thref。因而，当恒温器40关闭时能够进一步可靠地检测选择器阀44的卡住关闭故障，并且当恒温器40打开时能够抑制选择器阀44的卡住关闭故障的错误检测。结果，能够进一步精确地确定在选择器阀44中是否存在卡住关闭故障。[〇〇45]在根据实施例的用于发动机的冷却系统20中，基于来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw与阈值Th2之间的比较来确定(估计)恒温器40是否关闭或打开。替代地，可以基于来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thb与阈值Th2b之间的比较来确定(估计)恒温器40是否关闭或打开。阈值Th2b是当恒温器40从关闭状态切换到打开状态时来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thw。阈值Th2b预先被通过实验或分析来确定，并且被例如设定成 78 °C、80 °C、82 °C等。可以基于来自冷却液温度传感器54的冷却液温度Thr与阈值Th2c之间的比较来确定(估计)恒温器40是否关闭或打开。阈值Th2c是允许确定恒温器40已经从关闭状态切换到打开状态的来自冷却液温度传感器54的冷却液温度Thr。阈值Th2c预先被通过实验或分析来确定，并且被例如设定成78°C、80°C、82°C等。当恒温器40关闭时，在循环流路22中从位置P〇2到恒温器40的一部分中的冷却液滞留，冷却液温度Thr不上升那么多;然而， 当恒温器40打开时，冷却液在循环流路22中从位置P〇2流到恒温器40,并且冷却液温度Thr 上升。因此，在从当恒温器40实际上打开时特定时间逝去之后，冷却液温度Thr变得高于或等于阈值Th2c，并且确定(估计)恒温器40打开。
[0046]接下来，将描述根据本实施例的第一替代实施例。在根据以上实施例的用于发动机的冷却系统20中，当从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的温度高于或等于阈值Thl时， 恒温器40打开以允许已经经过循环流路22中的散热器30的冷却液流到关于恒温器40的下游侧;然而，当从绕行流路24流到恒温器40的冷却液的低于阈值Th 1时，恒温器40关闭以限制已经经过循环流路22中的散热器30的冷却液流到关于恒温器40的下游侧。然而，如由根据图6中所示的替代实施例的用于发动机的冷却系统120所示，恒温器140包括内置的加热器141，并且进一步包括调节被供应到加热器141的电流(电力)的电流调节单元142。冷却系统120除了恒温器140、加热器141和电流调节单元142之外与图1所示的冷却系统20相同。因此，相同的参考标记表示相同的部分，并且省略其详细描述。
[0047]恒温器140被构造使得随着被供应到加热器141的通电电流It增大，打开/关闭阈值Th4从阈值Thl减小。电流调节单元142被电子控制单元60控制，并且调节从电池(未示出) 使加热器141通电的电流(未示出)。不仅与图1中所示的冷却系统20的那些信号相似的信号，而且例如来自在将电流调节单元142与加热器141连接的电力线中安装的电流传感器 143的加热器141的通电电流11也被经由输入端口输入到电子控制单元60。不仅与图1中所示的冷却系统20的那些信号相似的信号，而且到电流调节单元142的驱动控制信号等也被经由输出端口从电子控制单元60输出。
[0048]在用于发动机的冷却系统120中，电子控制单元60执行图7中所示的选择器阀卡住关闭故障确定例程，而代替图5中所示的选择器阀卡住关闭故障确定例程。除了执行步骤 S200的过程而代替步骤S100的过程和执行步骤S210和步骤S220的过程而代替步骤S120的过程之外，图7中所示的例程与图5中所示的例程相同。因此，相同的步骤标号表示相同的过程，并且省略其详细描述。
[0049]当执行图7中所示的选择器阀卡住关闭故障确定例程时，如图5中所示的例程的步骤S100的过程的情形中一样地电子控制单元60首先接收冷却液温度Thw、Thb和阀打开控制标记Fo,并且接收恒温器140的加热器141的通电电流It(步骤S200)。由电流传感器143检测到的值被输入作为恒温器140的加热器141的通电电流11。
[0050]当以这种方式输入数据时，阀打开控制标记Fo的值被研究(步骤S110)。当阀打开控制标记Fo是1的值时，确定对选择器阀44的阀打开控制正被执行，并且基于加热器141的通电电流It设定阈值Th5(步骤S210)，并且然后将冷却液温度Thw与阈值Th5进行比较(步骤 S220)。当冷却液温度Thw低于阈值Th5时，预定值A Th 1被设定用于阈值A Thref (步骤 S130)，并且执行来自步骤S150的过程;然而，当冷却液温度Thw高于或等于阈值Th5时，预定值A Th2被设定用于阈值A Thref (步骤S140)，并且执行来自步骤S150的过程。[〇〇51]阈值Th5是用于确定(估计)恒温器140是否打开或关闭的阈值。在本第一替代实施例中，加热器141的通电电流It和阈值Th5的关系被预先确定作为映射并被存储在ROM(未示出)中。当给出加热器141的通电电流It时，对应的阈值Th5被从映射导出并被设定。图8示出加热器141的通电电流It和阈值Th5之间的关系的示例。如图8所示，阈值Th5被设定成趋向于随着加热器141的通电电流It增大而从上述值Th2减小。这基于如下事实:恒温器140的打开/关闭阈值Th4被配置成随着通电电流It的增大而从阈值Thl减小。针对每个通电电流It， 预先通过实验或分析将该阈值Th5确定为当恒温器140从关闭状态切换到打开状态时(当从绕行流路24流到恒温器140的冷却液的温度从低于阈值Th4的状态改变到高于或等于阈值 Th4的状态时)来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw。[〇〇52]当通过响应于如此确定的阈值Th5和冷却液温度Thw之间的大小关系设定阈值A Thref能够改变用于打开或关闭恒温器140的阈值时，能够进一步适当地设定阈值A Thref。 [〇〇53]在该替代实施例中，基于来自温度传感器50的冷却液温度Thw和与加热器141的通电电流It对应的阈值Th5之间的比较来确定(估计)恒温器140是否打开或关闭。然而，可以基于来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thb与阈值Th5b之间的比较来确定(估计)恒温器140是否关闭或打开。阈值Th5b是当恒温器140从关闭状态切换到打开状态时来自冷却液温度传感器52的冷却液温度Thw。阈值Th5b被预先通过实验或分析来确定，并且被例如设定成类似于阈值Th5(与加热器141的通电电流It对应的值)的值等。可以基于来自冷却液温度传感器54的冷却液温度Thr与阈值Th5c之间的比较来确定(估计)恒温器140是否关闭或打开。阈值Th5c是允许确定恒温器140已经从关闭状态切换到打开状态的来自冷却液温度传感器54的冷却液温度Thr。阈值Th5c被预先通过实验或分析来确定，并且被例如设定成类似于阈值Th5(与加热器141的通电电流It对应的值)的值等。如上所述，当恒温器140关闭时， 冷却液温度Thr不上升那么多；然而，当恒温器打开时，冷却液温度Thr上升。因此，在从当恒温器140实际上打开时特定时间段逝去之后，冷却液温度Thr变得高于或等于阈值Th5c，并且确定(估计)恒温器140打开。[〇〇54]接下来，将描述本实施例的第二替代实施例。在根据上述实施例的用于发动机的冷却系统20中，提供恒温器40,恒温器40允许或限制已经经过循环流路22中的散热器30的冷却液流。然而，代替恒温器40,如由根据图9中所示的替代实施例的用于发动机的冷却系统220所示的，可以提供选择器阀240,选择器阀240被电子控制单元60控制以打开或关闭。 冷却系统220除了提供选择器阀240而代替恒温器40之外，与图1所示的冷却系统相同。因此，相同的参考标记表示相同的部分，并且省略其详细描述。[〇〇55]当选择器阀240打开时，选择器阀240允许已经经过循环流路22的散热器30的冷却液流到关于恒温器40的下游侧;然而，当选择器阀240关闭时，选择器阀240限制已经经过在循环流路22中的散热器30的冷却液流到关于恒温器40的下游侧。不仅与图1中所示的冷却系统20的那些信号相似的信号，而且到选择器阀240的驱动控制信号等也被经由输出端口从电子控制单兀60输出。
[0056]在用于发动机的冷却系统220中，电子控制单元60执行图10中所示的选择器阀卡住关闭故障确定例程而代替图5中所示的选择器阀卡住关闭故障确定例程。除了执行步骤 S300和步骤S310的过程而代替步骤S100和步骤S120的过程之外，图10中所示的例程与图5 中所示的例程相同。因此，相同的步骤标号表示相同的部分，并且省略其详细描述。
[0057]当执行图10中所示的选择器阀卡住关闭故障确定例程时，如图5中所示的例程的步骤S100的过程的情形中一样地电子控制单元60首先接收冷却液温度Thw、Thb和阀打开控制标记Fo,并且接收阀打开控制标记F〇2(步骤S300)。当用于控制选择器阀240使得选择器阀240打开的控制(下文中，称为对选择器阀240的阀打开控制)正被执行时，加载和输入被设定成1的值的阀打开控制标记F〇2;然而，当对选择器阀240的阀打开控制没有被执行时， 加载和输入被设定成〇的值的阀打开控制标记F〇2。[〇〇58]当以这种方式输入数据时，阀打开控制标记Fo的值被研究(步骤S110)。当阀打开控制标记Fo是1的值时，确定对选择器阀44的阀打开控制正被执行，并且阀打开控制标记 Fo2的值被研究(步骤S310)。当阀打开控制标记Fo2是0的值时，确定对选择器阀240的阀打开控制没有被执行，并且预定值A Thl被设定用于阈值A Thref (步骤S130)，并且执行来自步骤S150的过程。当阀打开控制标记F〇2是1的值时，确定对选择器阀240的阀打开控制正被执行，并且预定值A Th2被设定用于阈值A Thref (步骤S140)，并且执行来自步骤S150的过程。[〇〇59]在这种情况下，响应于对选择器阀240的阀打开控制是否正被执行，换言之，响应于选择器阀240是否打开或关闭来设定阈值A Thref，所以获得与上述实施例的那些有利效果相似的有利效果。
[0060]接下来，将描述本实施例的第三替代实施例。在根据以上实施例的用于发动机的冷却系统20中，响应于来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw与阈值Th2之间的大小关系来设定阈值A Thref。替代地，可以响应于来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw和阈值Th2之间的大小关系以及恒温器40是否正常来设定阈值A Thref。图11示出在这种情形下的选择器阀故障确定例程的示例。除了执行步骤S400的过程而代替步骤S100的过程、步骤S410的过程被添加到步骤S110的过程和步骤S120的过程之间外，图11中所示的例程与图 5中所示的例程相同。相同的步骤标号表示与图5中所示的例程的那些过程相同的图11中所示的例程的过程，并且省略其详细描述。
[0061]当执行图11中所示的选择器阀卡住关闭故障确定例程时，如图5中所示的例程的步骤S100的过程的情形中一样地电子控制单元60首先接收冷却液温度Thw、Thb和阀打开控制标记Fo,并且接收恒温器卡住打开故障标记Ft(步骤S400)。当恒温器40中不存在卡住打开故障时，加载和输入被设定成0的值的恒温器卡住打开故障标记Ft;然而，当恒温器40中存在卡住打开故障时，加载和输入被设定成1的值的恒温器卡住打开故障标记Ft。例如，可以基于例如当发动机10正被暖机的同时来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw和来自冷却液温度传感器54的冷却液温度Thr的改变的状态来确定恒温器40中是否存在卡住打开故障。现在假设选择器阀44打开并且发动机10正被暖机。当恒温器40正常关闭时，在循环流路22中从位置P〇2到恒温器40的一部分中的冷却液滞留。因此，冷却液温度Thw上升，但是冷却液温度Thr不上升那么多。与此相反，当恒温器40中存在卡住打开故障时，冷却液流过在循环流路22中从位置P〇2到恒温器40的部分，所以冷却液温度Thw温和上升，并且冷却液温度Thr相应地上升。因此，当利用该现象时，能够确定恒温器40中是否存在卡住打开故障。当然，也可以通过使用仅冷却液温度Thw或者仅冷却液温度THr来确定恒温器中是否存在卡住打开故障，或者可以通过使用另一个因素诸如直至发动机完成暖机所花的时间来确定恒温器40中是否存在卡住打开故障。
[0062]当以这种方式输入数据时，阀打开控制标记Fo的值被研究(步骤S110)。当阀打开控制标记Fo是1的值时，确定对选择器阀44的阀打开控制正被执行，并且恒温器卡住打开故障标记Ft的值被研究(步骤S410)。当恒温器卡住打开故障标记Ft是0的值时，确定恒温器40 中不存在卡住打开故障，响应于冷却液温度Thw和阈值Th2之间的大小关系设定阈值AThref (步骤SI20、步骤SI30、步骤S140)，并且然后执行来自步骤SI50的过程。[〇〇63]当在步骤S410中恒温器卡住打开故障标记Ft是1的值时，确定恒温器40中存在卡住打开故障，预定值A Th2被设定为阈值A Thref (步骤S140)而不考虑冷却液温度Thw，并且然后执行来自步骤S150的过程。[〇〇64]以这种方式，当恒温器40中存在卡住打开故障时，预定值A Th2被设定用于阈值A Thref而不考虑冷却液温度Thw，并且基于温度差A Th和阈值A Thref之间的比较来确定选择器阀44中是否存在卡住关闭故障。因而，能够抑制选择器阀44的卡住关闭故障的错误检测。[〇〇65]在根据上述实施例的用于发动机的冷却系统20中，当来自冷却液温度传感器50的冷却液温度Thw高于或等于阈值Th2时，预定值A Th2被设定用于阈值A Thref。然而，可以响应于在散热器30处的冷却液的散热量Qdr、在流过发动机10之前和之后的在循环流路22中的冷却液的温度差A The、在绕行流路24中的加热器芯38处的冷却液的散热量Qdh等设定阈值A Thref。下文中，将对此顺序地进行描述。[〇〇66]图12是图示在散热器30处的冷却液的散热量Qdr与阈值A Thref之间的关系的示例的曲线图。在图12所示的示例中，阈值A Thref被设定成趋向于在大于上述阈值A Thl并且小于或等于上述阈值A Th2的范围内随着在散热器30处的冷却液的散热量Qdr的增大而增大。这基于以下原因:当恒温器40打开时，随着在散热器30处的冷却液的散热量Qdr增大， 由冷却液温度传感器52检测到的冷却液温度Thb容易降低，并且当选择器阀44正常打开时温度差A Th容易增大。关于图12的横坐标轴，可以使用在散热器30处的冷却液的散热量 Qdr，或者可以使用与散热量Qdr相关的参数，诸如用于发动机的冷却系统20安装在其上的汽车的车辆速度、流过散热器30之前的空气的温度(例如，外部空气温度、发动机10的吸入空气温度等)、安装在散热器30中的风扇的旋转速度和安装在汽车的前面处的格栅百叶窗的开度。可以推定散热量Qdr随着车辆速度增大而增大，随着流过散热器30之前的空气的温度降低而增大，随着风扇旋转速度增大而增大，并且随着格栅百叶窗的开度增大而增大。 [〇〇67]图13是图示流过发动机10之前和之后的在循环流路22中的冷却液的温度差A The 与阈值A Thref之间的关系的示例的曲线图。在图13所示的示例中，阈值A Thref被设定成趋向于在大于上述阈值A Thl并且小于或等于上述阈值A Th2的范围内随着发动机10的发热量Qce增大而增大。这是基于如下原因:当恒温器40打开时，随着流过发动机10之前和之后的在循环流路22中的冷却液的温度差A The增大(随着流过发动机10之后的冷却液的温度关于流过发动机10之前的冷却液的温度上升)，当选择器阀44正常打开时温度差A The容易地增大。关于图13的横坐标，可以使用流过发动机10之前和之后的在循环流路22中的冷却液的温度差A The，或者可以使用与温度差A The相关的参数，诸如发动机10的输出功率 Pe、发动机10的点火正时T1、电栗32的旋转速度Nwp和在存在可变化地改变在循环流路22中的发动机10内部的水流阻力的机构的情况下发动机10内部的水流阻力Rw。可推定的是温度差A The随着发动机10的输出功率Pe增大而增大，随着发动机10的点火正时被延迟而增大， 随着电栗32的旋转速度Nwp降低而增大，并且随着发动机10内部的水流阻力的增大而增大。 [〇〇68]图14是图示绕行流路24中加热器芯38处的冷却液的散热量Qdh与阈值A Thref?之间的关系的示例的曲线图。在图14所示的示例中，阈值A Thref被设定成趋向于在大于上述阈值A Thl并且小于或等于上述阈值A Th2的范围内随着在加热器芯38处的冷却液的散热量Qdh的增大而增大。这基于如下原因:随着加热器芯38处的冷却液的散热量Qdh增大，当选择器阀44正常打开时温度差A Th容易增大。关于图14的横坐标轴，可以使用绕行流路24中的加热器芯38处的冷却液的散热量Qdh，或者可以使用与散热量Qdh相关的参数，诸如是否已经发出加热车舱的请求和当已经发出加热车舱的请求时的设定温度。可以推定的是，散热量Qdh当已经发出加热请求时比当没发出加热请求时大，并且随着设定温度的上升而增大。
[0069]将描述上述实施例的主要元件与在“
【发明内容】
”中所述的本发明的主要元件之间的对应关系。在上述实施例中，循环流路22与第一流路对应，绕行流路24与第二流路对应， 连通流路26与第三流路对应，恒温器40与第一阀对应，选择器阀44与第二阀对应，冷却液温度传感器50与第一温度传感器对应，冷却液温度传感器52与第二温度传感器对应，并且电子控制单元60与确定单元对应。
[0070]上述实施例的主要元件与“
【发明内容】
”中所述的本发明的主要元件之间的对应关系不限制“
【发明内容】
”中所述的本发明的主要元件，因为上述实施例是用于具体说明“
【发明内容】
”中所述的本发明的实施例的示例。即，应基于在上述实施例中的描述做出对“
【发明内容】
”中所述的本发明的理解，并且上述实施例仅是“
【发明内容】
”中所述的本发明的具体示例。
[0071]通过使用实施例和替代实施例描述本发明的实施例；然而，本发明不限于这些实施例和替代实施例。当然，在不背离本发明的范围的情况下可以以各种形式实施本发明。本发明可用在例如制造用于发动机的冷却系统的工业中。
【主权项】
1.一种用于发动机的冷却系统，其特征在于包括:第一流路，所述第一流路被构造成使冷却介质按顺序循环通过所述发动机和散热器；第二流路，所述第二流路被构造成使所述发动机上游的所述第一流路与所述散热器下 游的所述第一流路连通；第三流路，所述第三流路被构造成使所述发动机和所述散热器之间的所述第一流路与 所述第二流路连通；第一阀，所述第一阀被构造成打开或关闭，以允许或限制已经流过所述第一流路中的 所述散热器的冷却介质流到所述第一流路与所述第二流路的连接部分下游的所述第一流 路；第二阀，所述第二阀被构造成打开或关闭，以允许或限制已经流过所述第一流路中的 所述发动机的冷却介质经由所述第三流路流到所述第二流路；第一温度传感器，所述第一温度传感器被安装在所述发动机和所述散热器之间的所述 第一流路中；第二温度传感器，所述第二温度传感器被安装在所述第二流路与所述第三流路的连接 部分下游的所述第二流路中；以及确定单元，所述确定单元被构造成:(i)在所述第二阀正被控制成打开的同时，当由所述第一温度传感器检测到的第一温 度和由所述第二温度传感器检测到的第二温度之间的温度差大于或等于阈值时，确定在所 述第二阀中存在卡住关闭故障，并且(ii)设定所述阈值，使得当所述第一阀打开时的阈值大于当所述第一阀关闭时的阈值。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于:所述第一阀是恒温器，并且所述确定单元被构造成基于所述第一温度与第二阈值之间的比较或者所述第二温度 与第三阈值之间的比较，来估计所述恒温器是否打开或关闭。3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于:所述恒温器包括内置加热器，并且所述确定单元被构造成随着所述加热器的通电电流增大而减小所述第二阈值和所述 第三阈值。4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于:所述第一阀是被所述确定单元控制以打开或关闭的控制阀，并且所述确定单元被构造成设定所述阈值，使得当所述控制阀正被控制成打开时的阈值大 于当所述控制阀没有被控制成打开时的阈值。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的冷却系统，其特征在于:所述确定单元被构造成设定所述阈值，使得当所述第一阀中存在卡住打开故障时的阈 值大于当所述第一阀中不存在卡住打开故障并且所述第一阀关闭时的阈值。
【文档编号】F01P3/20GK106014586SQ201610169153
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】细川阳平
【申请人】丰田自动车株式会社