本发明涉及一种使用冷却液进行内燃机的温度管理的冷却控制装置。
背景技术：
作为上述结构的冷却控制装置，在专利文献1中展示了以下技术：其具备使内燃机的冷却水循环的水泵，还具备供给有冷却水的egr冷却器、和供给有冷却水的散热器。
在该专利文献1中记载有以下控制方式：通过在将来自内燃机的冷却水供给至散热器的流路上配备恒温器，在冷却水的温度较低的情况下，维持在向egr冷却器供给冷却水的同时不向散热器供给冷却水的状态，从而促进内燃机的暖机。
在专利文献2中展示了以下技术：其具备使内燃机的冷却水循环的水泵，还具备供给有冷却水的egr冷却器和供给有冷却水的散热器。
在该专利文献2中展示了以下控制方式：水泵形成为来自内燃机的曲轴的驱动力通过电磁离合器被传递至该水泵，当在该水泵停止的状态下冷却水的温度上升时，通过使水泵工作而抑制egr冷却器中的冷却水的沸腾。
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-9634号公报
专利文献2：日本专利特开2012-41904号公报
技术实现要素：
当使用具有除散热器以外、将内燃机的冷却液供给至egr冷却器或油冷却器的结构的冷却控制装置进行暖机运转时，为了提早预热发动机，虽然不对散热器供给冷却液，但需要向egr冷却器或油冷却器供给冷却液。
在专利文献1和专利文献2中，也进行在不向散热器供给冷却液的情况下向egr冷却器供给冷却液的控制。此外，人们也寻求一种在向egr冷却器供给冷却液的情况下，除了egr冷却器之外，还向油冷却器供给冷却液的控制方式。
也就是说，在暖机运转时，润滑油的油温通常较低，出于降低润滑油的粘性的目的，需要提早向油冷却器供给冷却液来实现润滑油的油温的上升。然而，在将顺序设定为先进行向egr冷却器供给冷却水的控制，在冷却水的水温上升至特定值时对油冷却器供给冷却水的情况下，在冷却液的温度达到特定值之前无法向油冷却器供给冷却水，因而存在改善的余地。
即，人们寻求一种即使在向多个热交换器中特定的热交换器供给内燃机的冷却液的情况下，也能够根据需要向其他热交换器供给冷却液的冷却控制装置。
本发明的特征在于，其具备：
冷却液泵，上述冷却液泵由内燃机的驱动力驱动，
热交换器，上述热交换器配备于多个流路的各流路，由上述冷却液泵输送的冷却液被并列地供给至上述多个流路，
流量控制阀，上述流量控制阀控制冷却液对多个上述流路的流动，和
控制部，上述控制部控制上述流量控制阀，
上述控制部通过上述流量控制阀的控制，对第1供给模式和第2供给模式进行控制，上述第1供给模式为将冷却液供给至构成多个上述流路中的一个的第1流路，上述第2供给模式为在将冷却液供给至上述第1流路的同时，将冷却液供给至构成多个上述流路中的另一个的第2流路，并且，上述控制部进行在处于上述第1供给模式的状态下基于控制信号而暂时地转换为第2供给模式，再恢复为上述第1供给模式的切换控制。
根据该结构，例如，即使在第1流路上配备有应优先进行与冷却液的热交换的热交换器，在获取了控制信息的情况下，也能够通过切换控制，在继续对该热交换器供给冷却液的状态下暂时地转换为第2供给模式。并且，在转换为第2供给模式后，会自动恢复为第1供给模式，因此也不会降低在第1流路的热交换器中的热交换的效率。也就是说，通过切换控制，与持续转换为第2供给模式的情况相比，能够抑制液温的降低，并且向第2流路供给冷却液而实现在第2流路的热交换器中的热交换。
因此，形成一种即使在将内燃机的冷却液供给至多个热交换器之中的特定的热交换器的状况下，也能够根据需要向其他热交换器供给冷却液的冷却控制装置。
本发明也可基于需要使用配备于上述第2流路的热交换器来进行冷却水的热交换的请求信息而输出上述控制信号。
由此，即使为通过第1供给模式使用指定的热交换器进行热交换的状态，在接收到需要使用其他热交换器进行热交换的请求信息的情况下，也能够在该冷却控制装置中生成控制信号而转换为第2供给模式，并向需要进行热交换的热交换器供给冷却液。
在本发明中，上述控制部在上述热交换器中配备于上述第1流路的热交换器的暖机完成之前实行第1供给模式，在上述暖机完成之后实行第2供给模式，在上述切换控制中，即使在上述暖机完成之前也可向第2流路供给所需流量的冷却液。
由此，在如配备于第1流路的热交换器的暖机完成之前这种液温较低的情况下，通过内燃机的暖机实现冷却液的液温上升，同时通过第1供给模式向作为对象的热交换器供给冷却液。接着，在如配备于第1流路的热交换器的暖机完成之后这种液温达到设定值以上的情况下，能够自动地转换为第2供给模式，并向第2流路的热交换器供给冷却液。此外，即使在配备于第1流路的热交换器的暖机完成之前，也能够对第2流路供给所需流量的冷却液。
在本发明中，上述所需流量也可为在上述第2流路中，从上述内燃机的出口至多个上述热交换器中的另一个热交换器的出口为止所蓄积的冷却液的液量。
根据该结构，使与存在于从内燃机的出口至热交换器的出口为止的流路中的冷却液相当的液量的冷却液流至该流路。由此，在存在于内燃机的出口的冷却液到达热交换器的出口的时刻，存在于内燃机的内部的冷却液被从内燃机的出口供给至该热交换器。因此，只流动所需最低限度的流量，因此能够不阻碍第1流路的热交换器和发动机主体的暖机而向第2流路的热交换器供给被内燃机加热的冷却液。
在本发明中，上述流量控制阀也可通过利用致动器的驱动力进行动作，从而实现扩大阀部相对上述第1流路的开度的上述第1供给模式，并通过进一步驱动上述致动器，从而实现在维持阀部相对上述第1流路的开度为全开的状态下扩大阀部相对上述第2流路的开度的上述第2供给模式。
根据该结构，通过以可进行开度的调节和供给模式的切换的方式形成流量控制阀，能够通过致动器的动作来调节第1供给模式和第2供给模式下的冷却液的流量，并且，也能够进行第1供给模式和第2供给模式的切换。因此，也能够减少部件数量。
本发明的多个上述热交换器中的一个为被供给一部分上述内燃机的燃烧气体的egr冷却器，多个上述热交换器中的另一个为被通过润滑油泵供给上述内燃机的润滑油的油冷却器，
在设定为上述第2供给模式的情况下，上述控制部也可进行利用上述润滑油泵来增大润滑油的供给量的控制。
根据该结构，在第1供给模式下，在egr冷却器中，能够通过冷却液对处于温度较低的状态的egr冷却器进行加热并暖机，使得能够导入egr，而在第2供给模式下，能够维持egr冷却器的暖机，同时，在油冷却器中将冷却液的热赋予润滑油而实现润滑油的粘性的降低。
附图说明
图1为表示冷却控制装置的结构的图。
图2为表示各阀部相对阀体的动作量的开度的图表。
图3为表示冷却水的流量和润滑油的油温的关系的图。
图4为表示相对发动机转速的阀开度和流量之间的关系的图。
图5为冷却控制程序的流程图。
图6为间歇控制程序的流程图。
图7为间歇控制的时序图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[基本结构]
如图1所示，冷却控制装置形成为具有冷却回路，并且具备设定流量控制阀v的开度的控制单元10(控制部的一个例子)，上述冷却回路由输送作为内燃机的发动机e的冷却水(冷却液的一个例子)的水泵wp(冷却液泵的一个例子)、并列形成的多个流路f(第1流路f1、第2流路f2、第3流路f3和第4流路f4的上位概念)、配备在多个流路f的各流路的热交换器、和控制冷却水(冷却液的一个例子)的流动的流量控制阀v形成。
该冷却控制装置使用水温传感器s(液温传感器的一个例子)检测冷却水(冷却液)的水温，控制单元10基于该检测结果控制流量控制阀v，从而管理在后述的第1供给模式m1和第2供给模式m2下的热交换。
作为使用流量控制阀v来控制冷却水的热交换器，具备后述的egr冷却器1、油冷却器2和散热器3。作为独立地控制冷却水的热交换器，具备加热器芯4。此外，水泵wp(冷却液泵)由发动机e的曲轴驱动，并配置于流量控制阀v和发动机e之间。
冷却控制装置构成为对小客车等车辆的发动机e(内燃机)进行温度管理。发动机e具有形成于从气缸体至缸盖的整个区域的水套。冷却控制装置构成为将水套的冷却水向流路f送出，在将该冷却水供给至热交换器并进行热交换后，再通过水泵wp返回水套。此外，发动机e构成为将来自作为输出轴的曲轴的驱动力传递至变速装置。应予说明，发动机e不限定于往复式发动机，而可使用于所有内燃机。此外，发动机e不限定于对变速装置直接地作用驱动力的结构，也可为例如像混合动力型的车辆般向电动机传递驱动力的结构。
[流路/热交换器]
水温传感器s设置于发动机e，以从主流路fm分支的方式形成有多个流路f，冷却水被从发动机e输送至上述主流路fm。作为多个流路f，形成有第1流路f1、第2流路f2、第3流路f3和第4流路f4。作为热交换器，在第1流路f1上具备egr冷却器1，在第2流路f2上具备油冷却器2，在第3流路f3上具备散热器3，在第4流路f4上具备加热器芯4。
将通过取出一部分发动机e的燃烧气体并使其返回进气系统来实现燃烧气体中的成分改善或燃料效率的提高的技术称作egr(exhaustgasrecirculation：废气再循环)，egr冷却器1使用冷却水对从发动机e取出的废气的一部分进行热交换(冷却)。
油冷却器2具有被通过油泵6(润滑油泵的一个例子)供给贮留于发动机e的油盘5的润滑油的结构，并在其与冷却水之间进行热交换。使用油冷却器2进行了热交换的润滑油被供给至阀正时控制装置、或发动机各部的润滑部分。油泵6为可对2级以上的液压水平进行控制的可变液压机械式油泵，且由发动机e驱动。此外，在输送通过了油冷却器2的润滑油的油路上具备检测油温的油温传感器tos。
散热器3具有通过进行冷却水的散热而进行发动机e的温度管理的功能，并通过散热器风扇7供给冷却风。散热器风扇7由风扇电动机7m驱动，上述风扇电动机7m由电动机构成。加热器芯4为进行车辆的车厢等环境的加热的结构。此外，在第4流路f4上具备控制冷却水的流动的电磁阀8。
[流量控制阀]
流量控制阀v为在阀壳的内部以阀体旋转自如的方式收容有阀体的旋转型，其具备阀电动机vm和阀传感器vs，上述阀电动机vm由作为致动器的电动机构成，以对阀体进行旋转操作，上述阀传感器vs检测阀体的旋转角。阀传感器vs由霍尔元件、电位计等构成，通过检测流量控制阀v的阀体的旋转角，能够检测在流量控制阀v中各供给模式下的阀部的开度。应予说明，流量控制阀v也可使用在阀壳的内部收容有进行滑动动作的阀体的滑动动作型。
流量控制阀v具有开闭第1流路f1的第1阀部v1、开闭第2流路f2的第2阀部v2、开闭第3流路f3的第3阀部v3。
将在该结构的流量控制阀v中第1阀部v1、第2阀部v2和第3阀部v3相对于阀体的动作量的开度表示于图2。应予说明，将第1阀部v1、第2阀部v2和第3阀部v3统称为阀部。
在图2中，在纵轴表示第1阀部v1、第2阀部v2和第3阀部v3的开度(开度使用百分比来表示)，在横轴表示阀体的动作量(转动量)。如从该附图可理解的，在阀体位于初始位置的情况下，形成第1阀部v1、第2阀部v2和第3阀部v3为关闭状态的全闭模式m0，冷却水不流至第1流路f1、第2流路f2和第3流路f3。
接着，通过从全闭模式m0使阀体向开放方向动作，从而在将第2阀部v2和第3阀部v3维持为关闭状态的状态下，转换为可调节第1阀部v1的开度的第1供给模式m1。
进而，通过从第1供给模式m1使阀体超过全开状态向开放方向动作，从而在将第1阀部v1的开度维持为全开的状态下(同时将第3阀部v3维持为关闭状态)，转换为可调节第2阀部v2的开度的第2供给模式m2。
然后，通过从第2供给模式m2使阀体超过全开状态向开放方向动作，从而在将第1阀部v1的开度和第2阀部v2部的开度维持为全开的状态下，转换为可调节第3阀部v3的开度的第3供给模式m3。
特别是，在该流量控制阀v中，在第1阀部v1的开度达到全开以前，不会通过第2阀部v2进行冷却水的供给。与此相同地，在第2阀部v2的开度达到全开以前，不会通过第3阀部v3进行冷却水的供给。
[控制单元/控制方式]
控制单元10对发动机整体进行管理并且在发动机e运转时通过流量控制阀v控制在流路f中流动的冷却水的水量从而进行对由热交换器交换的热量的管理。将在该控制单元10的控制方式表示于图5的流程图。此外，在该控制中，在设定了流量控制阀v的开度(目标开度)的情况下，驱动阀电动机vm以通过阀传感器vs来检测该开度。
也就是说，取得使用水温传感器s检测到的冷却水的水温，并在从该水温到发动机e的暖机完成前的情况下，将流量控制阀v维持为全闭模式m0而进行暖机运转(步骤#01～#03)。
在像刚启动发动机e后这种发动机e的暖机完成之前的情况下，通过关闭第1阀部v1、第2阀部v2和第3阀部v3，不向任何一个流路f供给冷却水，并实现发动机e的温度上升。
接着，在发动机e的暖机完成而egr冷却器的暖机完成之前的情况下，虽然继续进行发动机e的暖机，但在向egr冷却器1供给冷却水的同时，进行在随着水温的上升使第1阀部v1的开度扩大的第1供给模式m1下的控制(步骤#04、#05)。
在将该第1供给模式m1、后述的第2供给模式m2和第3供给模式m3的控制中所对应的阀部设定为目标开度的控制中，根据需要进行以如后文所述方式间歇性地供给冷却水的控制。
此外，在该第1供给模式m1下的控制中，例如，在需要提高润滑油的油温的情况下，通过暂时地开放第2阀部v2而强制地设定为第2供给模式m2，以使得在维持向第1流路f1供给冷却水的状态的情况下向油冷却器2供给冷却水(步骤#06、#07)。即，在步骤#06中取得切换信息(请求信息)，在步骤#07中，通过基于该切换信息的控制信号，仅在设定时间下转换为第2供给模式，并增大油供给量。这样一来，作为切换控制，进行在处于第1供给模式m1的状态下基于控制信号暂时地转换为第2供给模式m2再恢复为第1供给模式的控制。
在这样地强制地设定第2供给模式m2并向第2流路f2供给冷却水的情况下，设定第2阀部v2的开度和开放时间，以供给所需流量。在第2流路f2中，所需水量为与在从发动机e的冷却水的出口(排出口)至油冷却器2的冷却水的出口为止的流路f中所蓄积的水量(液量)大致一致的值。
由此，在第2供给模式m2下供给了所需流量的冷却水的情况下，存在于发动机e的内部的冷却水从发动机e的出口到达油冷却器2，通过供给所需最低限度的流量的冷却水能够抑制冷却水的水温的降低，因此能够兼顾egr冷却器1的暖机和油冷却器2的暖机。应予说明，虽然主流路fm在图1中以较长尺寸描绘，但其在现实中为较短的尺寸。
此外，在第2供给模式m2下供给冷却水时，通过增大油泵6的排出压力，可谋求增大在油冷却器2中与冷却水之间进行热交换的油量。
接着，在egr冷却器1的暖机完成后而油冷却器2的暖机完成之前的情况下，向egr冷却器1供给冷却水，同时进一步对油冷却器2供给冷却水。在该供给中，进行在随着水温的上升而使第2阀部v2的开度扩大的第2供给模式m2下的控制(步骤#08、#09)。
将在该第2供给模式m2下，在将通过油泵6作用于润滑油的油压设定为多个任意值的情况下向第2流路f2供给的冷却水的流量和润滑油的油温的关系表示于图3。如图3所示，油压越高、冷却水和润滑油的温度差(δ水温-油温)越大，就越要减少冷却水的流量。由该冷却水和润滑油的温度差算出冷却水的目标流量。由此，当水温和油温的差距较大且油流量较大时，通过减少向油冷却器2的通水量，抑制热量被油夺取而水温大幅度下降的情况。
之后，在冷却水的水温上升至第2切换值以上的情况下，维持向egr冷却器1供给冷却水并向油冷却器2供给冷却水的状态，对散热器3供给冷却水。在该供给中，进行在随着水温的上升使第3阀部v3的开度扩大的第3供给模式m3下的控制(步骤#010)。
在该第3供给模式m3下，发动机e的温度达到了需要冷却的温度，因此向散热器3供给冷却水，并且，在低速行驶且水温较高时通过风扇电动机7m的驱动来驱动散热器风扇7而进行温度管理。
将在该第3供给模式m3下，在将发动机e的转速设定为多个任意值的情况下第3阀部v3的开度(阀开度)和冷却水的流量的关系表示于图4。如图4所示，发动机e转速越大、阀开度越大，则越要增大供给至第3流路f3的冷却水的水量。因此，进行基于冷却水的目标流量和发动机e的转速来校正第3阀部v3的开度的控制。该图所示的倾向在第1供给模式m1和第2供给模式m2下也同样出现，因此在这些模式下也进行同样的校正。
应予说明，在使用加热器芯4进行热交换的情况下，控制方式被设定为通过驾驶员在需要的时刻对开关类进行操作来打开电磁阀8。
在第1供给模式m1、第2供给模式m2和第3供给模式m3下，不仅设定阀部的开度，控制方式也被设定为在必要情况下间歇性地供给冷却水，将该控制方式的概要表示于图6的流程图中。此外，作为像这样间歇性地供给冷却水时的具体例子，将第2供给模式m2下的时序图表示于图7。
如图6的流程图所示，基于发动机e的转速和应向流路f供给的所需流量来演算通水时间，并以仅在这样演算得到的通水时间内供给冷却水的方式开放阀部、关闭阀部(步骤#101～#103)。
作为该控制的具体方式，在图7的图表中表示了仅在演算时间内将第2供给模式m2的第2阀部v2设定为目标开度时的控制方式。应予说明，在像这样将第2阀部v2设定为目标开度的情况下，第1阀部v1被设定为100％。
接着，基于冷却水的水温、热交换对象的温度和热交换对象的流速来演算关闭时间，并仅在这样演算得到的时间内关闭阀部(步骤#104、#105)。
也就是说，当在冷却水和作为对象的热交换器之间进行热交换时，通过间歇性地供给冷却水，使得仅流通所需最低限度的流量，因此能够不妨碍egr冷却器1和发动机e的暖机而供给被油冷却器2加热的冷却水。进而，能够对仅通过设定阀部的开度无法控制的微妙的热交换进行调节。
接着，在仅于演算得到的时间内关闭后，取得水温和热交换对象的温度，并判断可否进行间歇控制，在继续进行的情况下，从步骤#101的控制开始再次实行控制，在不进行控制的情况下，流程结束(步骤#106、#107)。
[实施方式的作用/效果]
像这样，根据本结构，在冷却水的水温由于发动机e的运转而上升的情况下，首先开始对第1流路f1供给冷却水，接着开始对第2流路f2供给冷却水，之后开始对第3流路f3供给冷却水。由此，在egr冷却器1中进行返回发动机e的进气系统的废气的温度管理，接着，在油冷却器2中进行润滑油的温度管理，并在散热器3中进行冷却水的温度管理。
该顺序是基于对使发动机e良好地运转的方面较为重要的优先关系来设定的。然而，在例如向egr冷却器1供给冷却水(向第1流路f1供给冷却水)的情况下，也存在出于降低润滑油的粘性等目的而需要提高润滑油的油温的情况。
在像这样向油冷却器2供给冷却水的情况下，通过提高油泵6的排出液压，也可实现润滑油的温度的高效上升。
此外，也考虑为了进行发动机e的温度管理而使用由电动机驱动的水泵来高精度地控制冷却水的供给量。但是，如本结构所示，在通过设定流量控制阀v的开度来设定冷却水的流量的结构中，可使用由发动机e驱动的水泵wp因而可实现低廉化。
[其它实施方式]
除上述实施方式以外，本发明也可以如以下方式构成(对与上述实施方式具有相同功能的部分标注与上述实施方式相同的编号、符号)。
(a)作为在处于第1供给模式m1的情况下暂时地转换为第2供给模式m2、并在之后恢复为第1供给模式m1的控制方式，例如也可将控制方式设定为间歇性地进行多次仅在比较短的时间内转换为第2供给模式m2的控制。
(b)在实施方式中，虽然作为热交换器表示了egr冷却器1、油冷却器2和散热器3，但除此之外，也可具备加热器芯、进行变速装置的油的热交换的装置、进行增压器的油的热交换的装置等作为热交换器。
作为具体例子，也可将流路f构成为在第1供给模式m1下向油冷却器2供给冷却液，在第2供给模式m2下向egr冷却器1供给冷却液。
(c)在使用热交换器的情况下，热交换器可被配置于配置热交换器的多个流路f的任意位置。此外，也可将冷却液流至第2流路f2的状态设定为第1供给模式m1，将冷却液流至第3流路f3的状态设定为第2供给模式m2。
(d)也可将油泵6构成为由电动机驱动。通过这样的结构，可容易地对向油泵6供给的油量进行调节。
(e)为了判断暖气完成，也可检测油温。也就是说，在检测到的油温超过设定值的情况下，可判断暖机完成。
产业上的可利用性
本发明能够应用于对内燃机进行温度管理的冷却液在多个流路中被供给至热交换器的冷却控制装置。
符号说明
1热交换器(egr冷却器)
2热交换器(油冷却器)
3热交换器(散热器)
6润滑油泵(油泵)
10控制部(控制单元)
e内燃机(发动机)
f流路
f1第1流路
f2第2流路
v流量控制阀
v1阀部(第1阀部)
v2阀部(第2阀部)
v3阀部(第3阀部)
vm致动器(阀电动机)
wp冷却液泵(水泵)
m1第1供给模式
m2第2供给模式