车辆控制装置、车辆控制方法及估计冷却风扇动力消耗的方法

专利名称：车辆控制装置、车辆控制方法及估计冷却风扇动力消耗的方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆的控制装置，车辆包括内燃机以及冷却装置，冷 却装置包括用于冷却装置的冷却风扇以及液力耦合器，冷却风扇是伴随消 耗来自内燃机的动力而被驱动的一个辅助单元，液力耦合器伴随着调节供 应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自内燃机的动力传递至冷却风 扇，本发明还涉及用于这种车辆的控制方法，并涉及用于估计冷却风扇的 动力消耗的方法。
背景技术：
在日本专利早期公开Hdsei 10-89386中揭示了经由液力耦合器将在用 于冷却安装至车辆的内燃机的散热器处吹风的冷却风扇连接至内燃机。在 上述液力耦合器的结构中，壳体内的空间被分隔板划分为储存室及作为转 矩传递单元的驱动室。双金属器件布置在比散热器更靠近车辆后侧，通过 双金属器件根据空气通过散热器之后的温度的变形，分隔板中的供应孔打 开和关闭，由此调节从储存室供应进入驱动室的油的量。通过调节从储存 室供应进入驱动室的油的量，改变由液力耦合器传递的转矩，由此调节冷 却风扇的转速。
此外，在控制内燃机的运转时，如果设置成对消耗来自内燃机的动力 的辅助单元的动力消耗进行估计，并将其反映在对内燃机的运转控制中， 则能够以更为适合的方式来执行对内燃机的运转控制。此外，能够提高车 辆的行驶感。在此情况下，还可根据辅助单元是否工作来考虑使用预定值 作为辅助单元的动力消耗。但是，对于配备有通过经由上述液力耦合器将 来自内燃机的动力传递至冷却风扇来冷却内燃机的冷却装置的车辆，由冷 却风扇消耗的动力会根据液力耦合器的状态(即，根据供应至其驱动室的 油的量)而变化较大。因此，如果使用上述预定值，则估计的精度会降
低。因此，有时会发生不能以适合的方式控制内燃机的运转，这是不希望 的。

发明内容
根据本发明的用于车辆的控制装置以及用于估计冷却风扇的动力消耗 的方法将以更精确的方式来估计冷却装置的冷却风扇(该冷却风扇是消耗 来自内燃机的动力的一种辅助单元)的动力消耗作为其目的之一。此外， 根据本发明的用于车辆的控制装置将更精确地估计消耗来自内燃机的动力 的辅助单元的动力消耗，由此以更适合的方式执行对内燃机的运转控制作 为其目的之一。此外，根据本发明的用于车辆的控制装置将更精确地估计 消耗来自内燃机的动力的辅助单元的动力消耗，由此以更适合的方式执行 起动内燃机的控制作为其目的之一。
根据本发明的用于车辆的控制装置以及用于估计冷却风扇的动力消耗 的方法通过以下装置来实现上述目的至少一部分。
本发明的第一方面涉及一种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃 机和冷却装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力 耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助 单元，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还 将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇。并且用于车辆的所述控制 装置包括风扇侧转速检测装置，其用于检测所述液力耦合器在所述冷却风
扇一侧的转速；以及动力消耗估计装置，其用于至少根据已经检测到的所 述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转速，来估计所述冷却风扇的动 力消耗。
根据本发明的上述第一方面，在包括内燃机和冷却装置的车辆中，所 述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合器，所述冷却 风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，所述液力耦 合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机 的动力传递至所述冷却风扇，至少根据冷却风扇一侧的转速来估计冷却风 扇的动力消耗。这是基于以下情况根据液力耦合器的状态来调整冷却风
扇的转速，并且液力耦合器的状态对冷却风扇的动力消耗有极大的影响。 因此，可以更精确地估计冷却风扇的动力消耗。这里，术语"装置"包含 用于冷却内燃机的热交换器，或者空调装置的热交换器，或者在结合有电 动机进行推进的车辆的情况下，包含用于冷却与该电动机相关的电驱动系 统的热交换器等。
根据本发明的第一方面，还可包括发动机侧转速检测装置，其检测所 述液力耦合器在所述内燃机一侧的转速。此外，还可设置使所述动力消耗 估计装置根据已经检测到的所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转 速，并根据已经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速， 来估计所述冷却风扇的动力消耗。由此，可以更精确地估计冷却风扇的动 力消耗。
本发明的第二方面涉及一种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃 机和冷却装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力 耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助 单元，并且所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的 量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇。并且用于车辆的所 述控制装置包括发动机侧转速检测装置，其用于检测所述液力耦合器在所
述内燃机一侧的转速；状态估计装置，其用于估计所述液力耦合器的状 态；以及动力消耗估计装置，其用于根据已经检测到的所述液力耦合器在 所述内燃机一侧的所述转速，并根据已经估计出的所述液力耦合器的状 态，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
根据本发明的上述第二方面，在包括内燃机和冷却装置的车辆中，所 述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合器，所述冷却 风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液 力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内 燃机的动力传递至所述冷却风扇，根据内燃机一侧的转速以及液力耦合器 的状态来估计冷却风扇的动力消耗。因此，它是基于以下情况液力耦合 器的状态对冷却风扇的动力消耗有极大影响。因此，能够更精确地估计冷 却风扇的动力消耗。
根据本发明的第二方面，所述状态估计装置可包括发动机侧转速检测 装置以及风扇侧转速检测装置，所述发动机侧转速检测装置用于对所述液 力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速进行检测，而所述风扇侧转速检测 装置用于对所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转速进行检测。并 且，也可以设置成所述状态估计装置根据已经检测到的在所述内燃机一侧 的所述转速，并根据己经检测到的在所述冷却风扇一侧的所述转速，来对 所述液力耦合器的状态进行估计。所述液力耦合器还可以被制造成根据所 述装置的温度来对供应至所述动力传递单元的所述粘性流体的量进行调 节，并可以设置成所述状态估计装置包括用于检测所述装置的温度的温度 检测装置，并且所述状态估计装置根据已经检测到的所述装置的温度，来 对所述液力耦合器的状态进行估计。因此，能够以更精确的方式估计液力 耦合器的状态。这里，在液力耦合器的状态中，包括对供应至动力传递单 元的粘性流体的量进行调节的状态。
此外，根据本发明的第一或第二方面，也可以设置成所述动力消耗估 计装置对被所述内燃机驱动并消耗来自所述内燃机的动力的辅助单元的动 力消耗进行估计，并且所述控制装置还包括运转控制装置，所述运转控制 装置用于根据已经估计出的所述辅助单元的动力消耗，来控制所述内燃机 的运转。因此，能够以更精确的方式执行对内燃机的运转控制。根据本发 明的第一或第二方面，也可以使所述运转控制装置控制所述内燃机的运 转，使得从所述内燃机输出根据对所述辅助单元的动力消耗的估计而缺少 的动力。
此外，根据本发明的第二方面，也可以设置成状态估计装置估计供应 至动力传递单元的粘性流体的量。
此外，根据本发明的第一或第二方面，也可以提供一种输出设定装 置，其用于根据对所述车辆的输入来设定用于所述内燃机的目标输出。在 此情况下，所述运转控制装置也可以控制所述内燃机的运转，使得由所述 内燃机输出通过对已经被所述输出设定装置设定的所述内燃机的目标输出 以及已经估计出的所述辅助单元的动力消耗进行合计而获得的动力。
根据本发明的第二方面，也可以设置成所述发动机侧转速检测装置对
所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速的时间变化率进行检测。此 外，也可以设置成所述风扇侧转速检测装置对所述液力耦合器在所述冷却 风扇一侧的所述转速的时间变化率进行检测。也可以设置成所述动力消耗 估计装置根据已经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速 的时间变化率，以及已经检测到的所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的 所述转速的时间变化率，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
根据本发明的第二方面，也可以包括车速检测装置，其用于检测所述 车辆的速度。在此情况下，也可以设置成所述动力消耗估计装置根据已经 检测到的所述车速、已经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所 述转速的时间变化率以及已经检测到的所述液力耦合器在所述冷却风扇一 侧的所述转速的时间变化率，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
本发明的第三方面涉及一种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃 机、冷却装置和带动装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却 风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被 驱动的辅助单元，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流 体的量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，并且所述带动 装置用于能够带动所述内燃机，其在预定停止条件生效时自动停止内燃机 的运转，并在内燃机的运转停止的情况下在预定起动条件已经生效时自动 起动内燃机的运转，并且其要点在于采用状态估计装置，其用于估计所述
液力耦合器的状态；以及起动控制装置，其在预定起动条件已经变得有效 时根据已经估计出的所述液力耦合器的状态来设定目标转矩，并控制所述 带动装置以及所述内燃机，使得所述内燃机以已经被设定的所述目标转矩 被带动，并被起动。
根据本发明的第三方面，其涉及一种用于车辆的控制装置，所述车辆 包括内燃机、冷却装置和带动装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷 却的冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的 动力而被驱动的辅助单元，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元 的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，并且 所述带动装置用于能够带动所述内燃机。该用于车辆的控制装置估计所述
液力耦合器的状态；并根据已经估计出的所述液力耦合器的状态来设定目 标转矩，并控制所述带动装置以及所述内燃机，使得所述内燃机以己经被 设定的所述目标转矩被带动，并被起动。因为当带动内燃机时液力耦合器 的状态被估计并被反映在目标转矩中，因此能够以适合的方式执行对内燃 机的带动，及起动内燃机，而不管液力耦合器的状态如何，由此能够以适 合方式执行对内燃机的起动。这里，液力耦合器的状态包括供应至其动力 传递单元的粘性流体的调整状态。
此外，根据本发明的第三方面，也可以设置成在预定停止条件已经变 得有效时自动地停止所述内燃机的运转，并且在所述内燃机的运转停止的 情况下，在所述预定起动条件已经变得有效时，自动地起动所述内燃机的 运转。
此外，根据本发明的第三方面，也可以包括存储装置，其用于存储数 据；并且所述状态估计装置包括用于对所述液力耦合器在所述内燃机一侧 的转速进行检测的发动机侧转速检测装置，以及用于对所述液力耦合器在 所述冷却风扇一侧的转速进行检测的风扇侧转速检测装置，并且，所述状 态估计装置伴随根据已经在所述内燃机的运转过程中检测到的所述液力耦 合器在所述内燃机一侧的所述转速和所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧 的所述转速对所述液力耦合器的状态进行估计，还在所述存储装置中存储 所述液力耦合器的估计出的状态。此外，也可以设置成所述液力耦合器适 于根据所述装置的温度来对供应至所述动力传递单元的所述粘性流体的量 进行调节；并且所述状态估计装置包括用于检测所述装置的温度的温度检 测装置，并根据已经检测到的所述温度来估计所述液力耦合器的状态。由 此，能够以更精确的方式估计液力耦合器的状态。
本发明的第四方面涉及一种用于对车辆的冷却风扇的动力消耗进行估 计的动力消耗估计方法，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述冷却装置 包括用于对装置进行冷却的所述冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是 伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力耦合 器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的 动力传递至所述冷却风扇。根据所述冷却风扇一侧的所述转速，并根据所
述内燃机一侧的所述转速，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
根据本发明的第四方面，在包括内燃机和冷却装置的车辆中，所述冷 却装置包括用于对装置进行冷却的所述冷却风扇和液力耦合器，所述冷却 风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液 力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内 燃机的动力传递至所述冷却风扇，至少根据液力耦合器在所述冷却风扇一 侧的所述转速来估计所述冷却风扇的动力消耗。这是基于以下情况根据 液力耦合器的状态来调整冷却风扇的转速，并且液力耦合器对冷却风扇的 能力消耗有极大的影响。因此，可以以更精确的方式估计冷却风扇的动力 消耗。这里，术语"装置"包含用于冷却内燃机的热交换器，或者空调装 置的热交换器，或者在结合有电动机进行推进的车辆的情况下，包含用于 冷却与该电动机相关的电驱动系统的热交换器等。
本发明的第五方面涉及一种用于对车辆的冷却风扇的动力消耗进行估 计的动力消耗估计方法，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述冷却装置 包括用于对装置进行冷却的所述冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是 伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力耦合 器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的 动力传递至所述冷却风扇。并且所述估计方法包括以下步骤检测所述液 力耦合器在所述冷却风扇一侧的转速；并且根据已经检测到的所述液力耦 合器在所述冷却风扇一侧的所述转速，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
本发明的第六方面涉及一种用于对车辆的冷却风扇的动力消耗进行估 计的动力消耗估计方法，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述冷却装置 包括用于对装置进行冷却的所述冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是 伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力耦合 器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的 动力传递至所述冷却风扇。并且所述估计方法包括以下步骤检测所述液 力耦合器在所述内燃机一侧的转速；估计所述液力耦合器的状态；并且根 据已经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速，并根据已 经估计出的所述液力耦合器的状态，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
本发明的第七方面涉及一种用于车辆的控制方法，所述车辆包括内燃 机、冷却装置和带动装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却 风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被 驱动的辅助单元，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流 体的量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，并且所述带动 装置能够带动所述内燃机。并且所述控制方法包括估计所述液力耦合器 的状态；在预定起动条件已经变得有效时，根据已经估计出的所述液力耦 合器的状态来设定目标转矩；并且控制所述带动装置以及所述内燃机，使 得所述内燃机以己经被设定的所述目标转矩被带动，并被起动。


参考附图，通过以下对优先实施例的描述，本发明的上述及其他目 的、特征及优点将变得清楚，其中类似的标号被用来表示类似元件，其 中
图1是示出作为本发明的一个实施例的车辆的示意结构的结构视图； 图2是示出液力耦合器的示意结构的结构视图3是示出由本实施例的电子控制单元执行的驱动控制例程的示例的 流程图4是示出由本实施例的电子控制单元执行的辅助机械能量消耗估计
处理的示例的流程图5是示出用于设定风扇能量消耗的映射图的示例的说明图6是示出由本实施例的电子控制单元执行的起动控制例程的示例的
流程图7是示出由本实施例的电子控制单元执行的耦合器状态估计例程的 示例的流程图8是示出用于设定耦合器状态的映射图的示例的说明图；以及 图9是示出滑轮转速Np、耦合器状态F与风扇能量消耗Pf之间关系 的示例的说明图。
具体实施例方式
下面，将利用优选实施例来说明本发明。
图1是示出作为本发明的实施例的车辆20的示意结构的结构视图。 如图所示，本实施例的该车辆20包括发动机22、自动变速器26、起动电 动机28 (图中示出为ST)、交流发电机36、蓄电池38、辅助机39、冷 却装置40以及电子控制单元70。发动机22是利用烃燃料(例如汽油或轻 油等)输出动力的内燃机。自动变速器26改变从发动机22的曲轴24输出 动力的速度，并将其经由差速齿轮32传递至车轮34a及34b。起动电动机 28被制成能够带动发动机22。交流发电机36利用来自发动机22的动力来 发电。蓄电池38可向起动电动机28供应电力，并从交流发电机36接收电 力。辅助单元39被交流发电机36产生的电力或者被来自蓄电池38的电力 驱动。利用冷却水，冷却装置40通过来自发动机22的动力来冷却发动机 22。电子控制单元70执行对车辆的整体控制。应当理解，对于本实施例 的车辆20，作为在消耗来自发动机22的动力同时被其驱动的辅助单元， 除了上述交流发电机36及冷却装置40之外，还安装有图中未示出的动力 转向装置以及空调器的压縮机等。
冷却装置40包括散热器42、水泵44以及冷却风扇46。散热器42执 行发动机22的冷却水与外部空气之间的热交换。水泵44被发动机22的动 力驱动，并在将散热器42与发动机22连接在一起的循环路径43内循环冷 却水。冷却风扇46经由液力耦合器50被从发动机22输入的动力旋转地驱 动。
滑轮50a固定至液力耦合器50的输入轴51，并且带23在该滑轮50a 与发动机22的滑轮22a之间延伸。通过该结构，建立液力耦合器50以能 够将从发动机22输入的动力利用诸如硅油等驱动流体(驱动油)而传递 至冷却风扇46。图2是示出该液力耦合器50的示意结构的结构图。如图 所示，液力耦合器50包括壳体54、盘56、分隔板58以及致动器单元 60。冷却风扇46装配在壳体54的外周边缘上，壳体54经由轴承52支撑 在输入轴51上以可在其上自由转动。此外，伴随着盘56在容纳在壳体54 中，盘56固定在输入轴51的端部上，以将已经输入至输入轴51的动力利用驱动油传递至壳体54。分隔板58伴随着将壳体54内的空间分隔为可储 存驱动油的储存室61以及容纳盘56的驱动室62，还形成有供应孔58a， 其可被打开以将驱动油从储存室61供应至驱动室62，或者可被关闭。致 动器单元60打开并关闭分隔板58中的这些供应孔58a。
壳体54包括主体部分54b及盖部分54a，它们通过螺栓55连接在一 起。尽管在图中未示出以下特征，但在该壳体54中，形成有通路以利用 盘56的旋转来将填充在驱动室62中的驱动油循环返回至储存室61。
伴随着在盘56的外周部上形成有凹凸肋56a，类似的肋63也形成在 壳体54的盖部分54a的内壁上。当已经将盖部分54a装配至主体部分54b 时，盘56的肋56a与盖部分54a的肋63相互啮合，且两者之间留下预定 间隙，由此形成作为转矩传递部分的迷宫槽。因此，当在驱动油被注入该 迷宫槽的状态下盘56被旋转时，可以利用驱动油的粘性阻力来传递旋转 转矩，由此可转动地驱动壳体54 (以及冷却风扇46)。
致动器单元60包括双金属器件60a，其相对于车辆的向前运动方向布 置在其前侧以及散热器42的后侧。分隔板58中的供应孔58a伴随该双金 属器件60a的变形而打开和关闭，由此能够调节从储存室61向驱动室62 应的驱动油的量。换言之，当双金属器件60a附近的环境大气的温度 (即，己经通过散热器42的风的温度)较低时，分隔板58的供应孔58a 因双金属器件60a的变形而关闭，由此从储存室61供应进入驱动室62的 驱动油的量变小。因此，从盘56传递至壳体54的转矩的变小。结果，冷 却风扇46的转速变低。另一方面，当双金属器件60a附近的环境大气的温 度变高时，分隔板58的供应孔58a因双金属器件60a的变形而打开，从储 存室61供应进入驱动室62的驱动油的量变大。因此，从盘56向壳体54 传递的转矩变大。结果，冷却风扇46的转速变高。以此方式，致动器单 元60调节冷却风扇46的转速。
带23还在发动机22的滑轮22a与安装在交流发电机36的转轴上的滑 轮36a之间延伸。因此，交流发电机36可以被来自发动机22的动力驱动 并发电。己经由交流发电机36产生的电力被用于对蓄电池38充电，并用 于驱动辅助单元39。
电子控制单元70包括微型处理器，其主要部分是CPU72。此外，除 了 CPU 72之外，电子控制单元70还包括存储处理程序的ROM 74、临时 存储数据的RAM 76以及图中未示出的输入端口及输出端口。经由其输入 端口，向该电子控制单元70输入发动机转速Ne、风扇转速Nf、换档位置 SP、加速器开度Acc、制动踏板位置BP以及车速V等。由装配至发动机 22的曲轴24的转速传感器25来检测发动机转速Ne。由装配至冷却风扇 46的转速传感器47检测风扇转速Nf。由对换档杆81的致动位置进行检 测的换档位置传感器82检测换档位置SP。由对加速器踏板83被踩下的量 进行检测的加速器踏板位置传感器84检测加速器开度Acc。由对制动踏板 85被踩下的量进行检测的制动踏板位置传感器86检测制动踏板位置BP。 由车速传感器88检测车速V。经由其输出端口，从电子控制单元70输出 到发动机22的控制信号、用于自动变速器26的控制信号、到起动电动机 28的驱动信号以及到交流发电机36的驱动信号等。
现将说明具有上述结构的用于本实施例的车辆20的基本控制(怠速 停止控制)。当满足预定停止条件时，例如当车辆停止时，伴随着加速器 踏板83未被踩下并且加速器处于关状态，制动踏板85也被踩下并且制动 器处于开状态，并且发动机转速Ne低于或等于预定转速等等，则发动机 22自动停止。当满足预定起动条件时，例如伴随着制动器处于关状态加速 器变为开等等，则利用来自蓄电池38的电力，发动机22被起动电动机28 自动起动。
现将说明具有上述结构的本实施例的车辆20的工作。图3是示出由 本实施例的电子控制单元70执行的驱动控制例程的示例的流程图。以预 定时间周期重复执行该例程。
当执行该驱动控制例程时，首先通过电子控制单元70的CPU 72输入 诸如来自加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自车速传感器 88的车速V以及来自转速传感器25的发动机转速Ne等的数据(步骤 S100)。根据已经在步骤S100输入的加速器开度Acc来设定用于发动机 22的目标节流阀开度TH*。与此同时，根据加速器开度Acc以及车速V 为自动变速器26设定目标变速比7 (步骤SllO)。
然后，估计在消耗来自发动机22的动力的同时被驱动的辅助单元 (例如冷却风扇46及交流发电机36等)的辅助单元能量消耗Pa (步骤 S120)。在图4中示出了步骤S120的辅助单元能量消耗估计处理。如图4 所示，在对该辅助单元能量消耗Pa的估计中，输入处理所需的数据(步 骤S122)，例如来自转速传感器47的发动机转速Ne以及风扇转速，以及 除了冷却风扇46之外消耗来自发动机22的动力的辅助单元的能量消耗Px 等。通过使已经在步骤S122中输入的发动机转速Ne乘以转换系数(滑轮 比率)来计算作为液力耦合器50 (即，滑轮50a)的输入轴51的转速的滑 轮转速Np (步骤S124)。根据已经在步骤S124中计算得到的滑轮转速 Np并且根据己经输入的风扇转速Nf来估计作为由冷却风扇46消耗的能量 的风扇能量消耗Pf (步骤S126)。并且通过将己经输入的能量消耗Px加 上已经在步骤S126估计得到的风扇能量消耗Pf来设定辅助单元能量消耗 Pa (步骤S128)。这里，可通过将各个不同辅助单元的能量消耗相加来获 得能量消耗Px。可通过以下方式来获得各个辅助单元的能量消耗。例如， 检测由交流发电机36产生的电力。或者，对于诸如水泵44、能量转向装 置、或空调器的压縮机等辅助单元的能量消耗，可以使用取决于开/关状态 以及发动机转速Ne的值。在本实施例中，对于风扇能量消耗Pf，预先获 得滑轮转速Np、风扇转速Nf与风扇能量消耗Pf之间的关系，并将其存储 在ROM 74作为用于能量消耗估计的映射图。以上假定当给定滑轮转速 Np及风扇转速Nf时，通过存储的映射图来设定相应的风扇能量消耗Pf。 在图5中示出了用于设定风扇能量消耗的上述映射图的示例。在图5中， 根据滑轮转速Np (发动机转速Ne)以及风扇转速Nf来估计风扇能量消耗 Pf。对此的原因是基于以下情况与滑轮转速Np对应的风扇转速Nf受到 液力耦合器50的状态(即，受到从储存室61注入驱动室62的驱动油的 量)的控制，并且液力耦合器50的状态对于风扇能量消耗Pf有极大的影 响。
当己经以此方式估计得到辅助单元能量消耗Pa时，通过使已经估计 得到的辅助单元能量消耗Pa除以已经输入的发动机的转速Ne而获得的值 被设定为补偿开度THset (步骤S130)。通过将在步骤S130中设定的补
偿开度Thset加上目标节流阀开度TIP来对目标节流阀开度TIP进行补偿 (步骤S140)。此外，伴随着通过已经在步骤S140中被补偿的该目标节 流阀开度丁11*对发动机22进行驱动控制，将自动变速器26驱动控制至目 标变速比7 (步骤S150)。然后该使例程结束。由此，能够执行对发动机 22适合的驱动控制，而无论辅助单元能量消耗Pa的(即，风扇能量消耗 Pf的)大小如何。此外，能够提高车辆的驾驶感。例如，如果在改变自动 变速器26的变速档时采用这类控制，则能够进一步改进变速感觉。
下面，将描述当预定起动条件变得有效并且发动机22起动时的工 作。图6是示出由本实施例的电子控制单元70执行的起动控制例程的示 例的流程图。在预定起动条件变得有效时执行该例程。当执行该起动控制 例程时，首先(在步骤S200)，电子控制单元70的CPU 72输入耦合器 状态F，耦合器状态F是在发动机上一次运转时液力耦合器50的状态。该 耦合器状态F被设定为(根据估计)从储存室61注入驱动室62的驱动油 的量。可通过读入存储在RAM 76的预定区域中并通过耦合器状态估计例 程(其示例在图7中示出)来估计得到的值来输入耦合器状态F。对于图 7的耦合器状态估计例程，首先，输入来自转速传感器25的发动机转速 Ne以及来自转速传感器47的风扇转速Nf (在步骤S202)。然后(在步 骤S204)，计算滑轮转速Np为通过将在步骤S202输入的发动机转速Ne 乘以转换系数k而获得的滑轮50a的转速。然后，根据已经在步骤S204计 算得到的滑轮转速Np并根据风扇转速Nf来估计耦合器状态F (在步骤 S206)。己经在步骤S206中估计得到的耦合器状态F被存储在RAM 76 的预定区域中(在步骤S208)。在本实施例中，对于耦合器状态F，预先 获得风扇转速Nf及滑轮转速Np与耦合器状态F之间的关系，并将其存储 在ROM74中作为用于设定耦合器状态的映射图。并且，当提供了风扇转 速Nf及滑轮转速Np时，就根据在ROM 74中存储的映射图来获得并设定 与其对应的耦合器状态F。图8中示出了用于设定耦合器状态的该映射图 的示例。在图8的示例中，对耦合器状态F的估计被分为三种状态分隔 板58的供应孔58a几乎完全打开的开状态，其打开一半的中间状态，以及 其几乎完全关闭的关状态。并且根据风扇转速Nf以及滑轮转速Np来估计
耦合器状态F。对此的原因是基于以下情况如上所述，根据液力耦合器
50的状态(即，根据从储存室61注入驱动室62的驱动油的量)相对于滑 轮转速Np来调整风扇转速Nf。
当以此方式输入耦合器状态F时，根据己经输入的耦合器状态F来设 定必须从起动电动机24输出的目标带动转矩Tm* (在步骤S210)。这 里，在本实施例中，注入驱动室62的驱动油的量(即，耦合器状态F)越 大(在本实施例中，依次为关状态、中间状态以及开状态)，则目标带动 转矩Tr^具有变大的趋势，并且预先获得耦合器状态F与目标带动转矩 Tn^之间的关系，并将其作为映射图存储在ROM74中。当提供耦合器状 态F时，就从存储在ROM 74中的映射图获得并设定相应的目标带动转矩 Tm*。这是基于以下情况注入驱动室62中的驱动油的量越大，利用起动 电动机24带动发动机22时的阻力也就越大。
当设定了目标带动转矩Tm"寸，根据已经这样设定的目标带动转矩 Tn^来控制起动电动机24 (在步骤S220)。并且对发动机22执行燃料喷 射控制及点火控制(在步骤S230)。在等待发动机22引燃之后(在步骤 S240)，该例程结束。
根据上述本实施例的车辆20，能够根据液力耦合器50的发动机22 — 侧的发动机转速Ne (即，滑轮50a的滑轮转速Np)以及液力耦合器50的 冷却风扇46 —侧的风扇转速Nf来估计冷却风扇46的风扇能量消耗Pf。 此外，通过根据风扇能量消耗Pf补偿目标节流阀开度TI^来驱动控制发 动机22。因此，能够以更适合的方式执行发动机22的驱动控制，并能够 进一步提供驾驶感。
此外，根据本实施例的车辆20，即使在发动机22正在运转的同时， 也可估计液力耦合器50的耦合器状态F并将其存储在RAM 76中。当预 定起动条件变得有效时起动停止的发动机22的时候，利用起动电动机 (其目标带动转矩Tn^根据存储在RAM 76中的估计的耦合器状态F来设 定)来带动发动机22。因此，能够以更适合的方式执行对发动机22的起 动。
对于本实施例的车辆20，设置成利用图5的示例中所示的用于设定风
扇能量消耗的映射图，根据发动机转速Ne (滑轮转速Np)以及风扇转速 Nf来执行对风扇能量消耗Pf的估计。但是，本发明并不限于上述情况， 设置成通过根据适当公式进行计算而非根据映射图来估计风扇能量消耗Pf 也是可行的。
对于本实施例的车辆20，根据发动机转速Ne (滑轮转速Np)以及风 扇转速Nf来估计风扇能量消耗Pf。但是，相较于风扇能量消耗Pf相对于 风扇转速Nf的改变的改变(见图5)，如果相对于发动机转速Ne的改变 风扇能量消耗Pf的改变小得足以可以忽略不计，则根据风扇转速Nf来估 计风扇能量消耗是合理的。
对于本实施例的车辆20，根据发动机转速Ne (滑轮转速Np)以及风 扇转速Nf来估计风扇能量消耗Pf。但是，除此之外，还设置成根据发动 机转速Ne的时间改变变化率或者风扇转速Nf的时间变化率并考虑惯性力 造成的影响来估计风扇能量消耗Pf也是可接受的。此外，设置成根据车速 V并考虑因风运动作用在冷却风扇46上的工作压力的影响来估计风扇能量 消耗Pf也是可接受的。在此情况下，例如，根据发动机转速Ne的时间变 化率或者风扇转速Nf的时间变化率，或者根据车速V来设定补偿系数也 是可行的。设置成将风扇能量消耗Pf (其基于发动机转速Ne (滑轮转速 Np)及风扇转速Nf)乘以已经设定的上述补偿系数也是可接受的。
对于本实施例的车辆20，根据发动机转速Ne (滑轮转速Np)以及风 扇转速Nf来估计风扇能量消耗Pf。但是，设置成伴随着正在估计耦合器 状态F，根据己经由此估计得到的耦合器状态F以及发动机转速Ne (滑轮 转速Np)来估计风扇能量消耗Pf也是可接受的。图9示出了耦合器状态 F、滑轮转速Np以及风扇能量消耗Pf之间的关系的示例。应当理解，可 利用图8示例性示出的映射图根据发动机转速Ne (滑轮转速Np)以及风 扇转速Nf来估计耦合器状态F。此外，可根据散热器42附近的环境大气 的温度来调整耦合器状态F (注入驱动室62的驱动油的量)。这里，除了 散热器42的温度之外，可将温度传感器装配在车辆后侧，并且也可根据 由该温度传感器检测得到的温度来估计耦合器状态F。此外，也可以根据 散热器42 (其是可利用螺线管来控制液力耦合器50的致动器单元60的类
型的散热器)附近的环境大气的温度来设定并控制控制目标值。在此情况 下，可以根据该控制目标值来估计耦合器状态F。
对于本实施例的车辆20，设置成通过将耦合器状态F分为以下三种情 况来估计耦合器状态F:分隔板58的供应孔58a几乎完全打开的开状态， 其打开一半的中间状态，以及其几乎完全关闭的关状态。但是，设置成将 耦合器状态F分为两种状态或分为四种或更多种状态也是可以接受的。
对于本实施例的车辆20，设置成采用经由液力耦合器50连接至发动 机22的冷却风扇46来吹送空气通过用于冷却发动机22的散热器42。但 是，本发明并不限于此情况。例如，设置成采用经由液力耦合器连接至发 动机以吹送空气通过空调器的压縮机的冷却风扇也是可以接受的。
对于本实施例的车辆20，设置成执行怠速停止控制，其中当预定停止 条件变得有效时，发动机自动停止，并且当预定起动条件变得有效时，发 动机自动起动。但是，设置成不执行这种怠速停止控制也是可以接受的。
对于本实施例的车辆20，设置成在利用自动变速器26变速的同时将 来自发动机22的能量传递至驱动车轮34a及34b。但是，也可将本发明应 用至任何配备有通过从发动机22经由液力耦合器50输入的动力而被驱动 的冷却风扇46的车辆的情况。例如，设置成将本发明应用至配备有内燃 机及电动机两者作为推进动力源的混合动力车辆也是可以接受的。在将本 发明应用至上述混合动力车辆的情况下，设置成将其应用至其中经由液力 耦合器连接至内燃机的冷却风扇在用于冷却电动机散热器处或者驱动电动 机的逆变器处吹送空气的车辆也是可以接受的。
尽管在以上根据其实施例描述了本发明的优选应用，但本发明不应被 视为限于这类实施例，在不脱离其范围的情况下，也可以以其范围内的各 种不同方式来实施本发明。
本发明可应用于车辆制造业。
权利要求
1. 一种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，和液力耦合器，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，所述控制装置包括风扇侧转速检测装置，其用于检测所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的转速；以及动力消耗估计装置，其用于至少根据已经检测到的所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转速，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
2. 根据权利要求1所述的用于车辆的控制装置，还包括 发动机侧转速检测装置，其用于检测所述液力耦合器在所述内燃机一侧的转速；并且其中，所述动力消耗估计装置根据已经检测到的所述液力耦合器 在所述冷却风扇一侧的所述转速，并根据已经检测到的所述液力耦合器在 所述内燃机一侧的所述转速，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
3. 根据权利要求2所述的用于车辆的控制装置，其中所述发动机侧转速检测装置对所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所 述转速的时间变化率进行检测；所述风扇侧转速检测装置对所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转速的时间变化率进行检测；并且所述动力消耗估计装置根据己经检测到的所述液力耦合器在所述内燃 机一侧的所述转速的时间变化率，以及已经检测到的所述液力耦合器在所 述冷却风扇一侧的所述转速的时间变化率，来估计所述冷却风扇的动力消 耗。
4. 根据权利要求3所述的用于车辆的控制装置，还包括车速检测装置，其用于检测所述车辆的速度；并且其中，所述动力消 耗估计装置根据已经检测到的所述车速、已经检测到的所述液力耦合器在 所述内燃机一侧的所述转速的时间变化率以及已经检测到的所述液力耦合 器在所述冷却风扇一侧的所述转速的时间变化率，来估计所述冷却风扇的 动力消耗。
5. —种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述 冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风 扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力 耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃 机的动力传递至所述冷却风扇，所述控制装置包括-发动机侧转速检测装置，其用于检测所述液力耦合器在所述内燃机一 侧的转速；状态估计装置，其用于估计所述液力耦合器的状态；以及动力消耗估计装置，其用于根据已经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速，并根据已经估计出的所述液力耦合器的状态，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
6. 根据权利要求5所述的用于车辆的控制装置，其中 所述状态估计装置对供应至所述动力传递单元的所述粘性流体的量进行估计。
7. 根据权利要求5或6所述的用于车辆的控制装置，其中 所述状态估计装置包括发动机侧转速检测装置以及风扇侧转速检测装置，所述发动机侧转速检测装置用于对所述液力耦合器在所述内燃机一侧 的所述转速进行检测，而所述风扇侧转速检测装置用于对所述液力耦合器 在所述冷却风扇一侧的所述转速进行检测；并且，所述状态估计装置根据已经检测到的所述液力耦合器在所述内 燃机一侧的所述转速，并根据已经检测到的所述液力耦合器在所述冷却风 扇一侧的所述转速，来对所述液力耦合器的状态进行估计。
8. 根据权利要求5或6所述的用于车辆的控制装置，其中 所述状态估计装置包括用于检测所述装置的温度的温度检测装置，并 根据已经检测到的所述装置的温度，来对所述液力耦合器的状态进行估计；并且所述液力耦合器制造成能根据已经检测到的所述装置的温度，来对供 应至所述动力传递单元的所述粘性流体的量进行调节。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的用于车辆的控制装置，其中 所述动力消耗估计装置对被所述内燃机驱动并消耗来自所述内燃机的动力的辅助单元的动力消耗进行估计，并且所述控制装置还包括运转控制 装置，所述运转控制装置用于根据已经估计出的所述辅助单元的动力消 耗，来控制所述内燃机的运转。
10. 根据权利要求9所述的用于车辆的控制装置，其中 所述运转控制装置控制所述内燃机的运转，使得从所述内燃机输出根据对所述辅助单元的动力消耗的估计而缺少的动力。
11. 根据权利要求9所述的用于车辆的控制装置，还包括 输出设定装置，其用于根据对所述车辆的输入来设定用于所述内燃机的目标输出，并且其中所述运转控制装置控制所述内燃机的运转，使得由所述内燃机输出通 过对己经被所述输出设定装置设定的所述内燃机的目标输出以及已经估计 出的所述辅助单元的动力消耗进行合计而获得的动力。
12. —种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃机、冷却装置和带 动装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合 器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单 元，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将 来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，并且所述带动装置用于能够带动所述内燃机，所述控制装置包括状态估计装置，其用于估计所述液力耦合器的状态；以及 起动控制装置，其在预定起动条件已经变得有效时根据已经估计出的 所述液力耦合器的状态来设定目标转矩，并控制所述带动装置以及所述内 燃机，使得所述内燃机以已经被设定的所述目标转矩被带动，并被起动。
13. 根据权利要求12所述的用于车辆的控制装置，还包括 自动装置，所述自动装置用于在预定停止条件已经变得有效时自动地 停止所述内燃机的运转，并且在所述内燃机的运转停止的情况下，在所述 预定起动条件已经变得有效时，所述自动装置用于自动地起动所述内燃机 的运转。
14. 根据权利要求12或13所述的用于车辆的控制装置，还包括 存储装置，用于存储数据；并且其中，所述状态估计装置包括用于对所述液力耦合器在所述内燃机一侧的转速进行检测的发动机侧转速检测装 置，以及用于对所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的转速进行检测的风 扇侧转速检测装置，并且，所述状态估计装置伴随根据已经在所述内燃机 的运转过程中检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速和所 述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转速对所述液力耦合器的状态进 行估计，还在所述存储装置中存储所述液力耦合器的估计出的状态。
15. 根据权利要求12或13所述的用于车辆的控制装置，其中 所述液力耦合器适于根据所述装置的温度来对供应至所述动力传递单元的所述粘性流体的量进行调节；并且所述状态估计装置包括用于检测所述装置的温度的温度检测装置，并 根据已经检测到的所述温度来估计所述液力耦合器的状态。
16. —种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所 述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合器，所述冷却 风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液 力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内 燃机的动力传递至所述冷却风扇，所述控制装置包括风扇侧转速检测装置，其检测所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的 转速；以及动力消耗估计装置，其至少根据已经检测到的所述液力耦合器在所述 冷却风扇一侧的所述转速，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
17. —种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所 述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合器，所述冷却 风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内 燃机的动力传递至所述冷却风扇，所述控制装置包括发动机侧转速检测装置，其检测所述液力耦合器在所述内燃机一侧的 转速；状态估计装置，其估计所述液力耦合器的状态；以及 动力消耗估计装置，其根据已经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速，并根据已经估计出的所述液力耦合器的状态，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
18. —种用于车辆的控制装置，所述车辆包括内燃机、冷却装置和带 动装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合 器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单 元，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将 来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，并且所述带动装置能够带动 所述内燃机，所述控制装置包括-状态估计装置，其估计所述液力耦合器的状态；以及 起动控制装置，其在预定起动条件已经变得有效时根据己经估计出的 所述液力耦合器的状态来设定目标转矩，并控制所述带动装置以及所述内 燃机，使得所述内燃机用已经被设定的所述目标转矩被带动，并被起动。
19. 一种用于对车辆的冷却风扇的动力消耗进行估计的动力消耗估计 方法，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述冷却装置包括用于对装置进 行冷却的所述冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述 内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力耦合器伴随调节供应至 动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷 却风扇，所述估计方法包括以下步骤检测所述液力耦合器在所述冷却风扇 一侧的转速； 检测所述液力耦合器在所述内燃机一侧的转速；并且 根据已经检测到的所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转速，并根据己经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速，来估计所述冷却风扇的动力消耗。
20. —种用于对车辆的冷却风扇的动力消耗进行估计的动力消耗估计 方法，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述冷却装置包括用于对装置进 行冷却的所述冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述 内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力耦合器伴随调节供应至 动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，所述估计方法包括以下步骤检测所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的转速；并且 根据已经检测到的所述液力耦合器在所述冷却风扇一侧的所述转速， 来估计所述冷却风扇的动力消耗。
21. —种用于对车辆的冷却风扇的动力消耗进行估计的动力消耗估计 方法，所述车辆包括内燃机和冷却装置，所述冷却装置包括用于对装置进 行冷却的所述冷却风扇和液力耦合器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述 内燃机的动力而被驱动的辅助单元，并且所述液力耦合器伴随调节供应至 动力传递单元的粘性流体的量，还将来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，所述估计方法包括以下步骤检测所述液力耦合器在所述内燃机一侧的转速；估计所述液力耦合器的状态；并且根据己经检测到的所述液力耦合器在所述内燃机一侧的所述转速，并 根据已经估计出的所述液力耦合器的状态，来估计所述冷却风扇的动力消 耗。
22. —种用于车辆的控制方法，所述车辆包括内燃机、冷却装置和带 动装置，所述冷却装置包括用于对装置进行冷却的冷却风扇和液力耦合 器，所述冷却风扇是伴随消耗来自所述内燃机的动力而被驱动的辅助单 元，所述液力耦合器伴随调节供应至动力传递单元的粘性流体的量，还将 来自所述内燃机的动力传递至所述冷却风扇，并且所述带动装置能够带动所述内燃机，所述控制方法包括估计所述液力耦合器的状态；在预定起动条件已经变得有效时，根据已经估计出的所述液力耦合器 的状态来设定目标转矩；并且 控制所述带动装置以及所述内燃机，使得所述内燃机以已经被设定的所述目标转矩被带动，并被起动。
全文摘要
伴随着转速传感器(25)装配至发动机(22)的曲轴(24)，转速传感器(47)装配至冷却风扇(46)；并且通过利用基于已经由这些转速传感器检测得到的发动机转速(滑轮转速Np)以及风扇转速Nf的映射图来估计冷却风扇的能量消耗。通过根据已经以此方式估计得到的冷却风扇的能量消耗来控制发动机的运转，能够更适合地控制发动机的运转。
文档编号F02N19/00GK101389847SQ200780006417
公开日2009年3月18日 申请日期2007年1月24日 优先权日2006年2月22日
发明者峰川秀人 申请人:丰田自动车株式会社