DE10241699A1

DE10241699A1 - Kraftmaschinenkühlsystem

Info

Publication number: DE10241699A1
Application number: DE10241699A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Shinpo; Isao Takagi; Shigetaka Yoshikawa; Hiromichi Murakami; Daisuke Yamamoto
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2003-06-26
Also published as: US6837192B2; US20030047149A1; JP2003083064A; JP3723105B2

Abstract

Ein Kraftmaschinenkühlsystem hat ein Durchsatzsteuerventil und eine elektronische Steuereinheit (ECU) zum Steuern des Durchsatzsteuerventils. Das Durchsatzsteuerventil reguliert die Durchsatzrate eines Kühlmittels, das durch einen Kühler in einem Kühlmittelkreislauf hindurchströmt. Die ECU regelt die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils, derart, dass die Temperatur des Kühlmittels an einem Kraftmaschinenauslass einen vorbestimmten Sollwert anstrebt. Während der Regelung regelt oder steuert die ECU das Durchsatzsteuerventil, derart, dass die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils über einem vorbestimmten niedrigsten Wert bleibt. Infolgedessen wird verhindert, dass das Durchsatzsteuerventil in einen Bereich der kleinen Öffnungsgröße fällt, in dem es schwierig ist, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt, und die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur wird in vorteilhafter Weise eingestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftmaschinenkühlsysteme.

Im Allgemeinen hat eine wassergekühlte Kraftmaschine eines Fahrzeugs ein Kühlsystem, das mit einem Kühler und einem Durchsatzsteuerventil versehen ist. Der Kühler ist in einer Kraftmaschinenkühlschaltung zum Kühlen des Kühlmittels angeordnet. Das Durchsatzsteuerventil reguliert den Durchsatz des Kühlmittels, das durch den Kühler hindurch tritt. Das Durchsatzsteuerventil wird so gesteuert, dass es den Kühlmitteldurchsatz in dem Kühler (nachfolgend "der Kühlerdurchsatz") steuert. Dadurch wird die Temperatur des Kühlmittels eingestellt, das die Kraftmaschine kühlt.

Zum Beispiel beschreibt die Japanische Offenlegungsschrift Nr. JP-10-317965 eine bekannte Steuerprozedur des Durchsatzsteuerventils. Gemäß der Prozedur wird das Durchsatzsteuerventil vollständig geschlossen, um den Kühlerdurchsatz zu minimieren, wenn die Kühlmitteltemperatur relativ niedrig ist. Im Gegensatz dazu wird das Durchsatzsteuerventil vollständig geöffnet, um den Kühlerdurchsatz zu maximieren, wenn die Kühlmitteltemperatur relativ hoch ist. Andererseits wird eine Regelungsprozedur durchgeführt, um die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils (den Kühlerdurchsatz) in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur zu ändern, so dass die Kühlmitteltemperatur einen vorbestimmten Sollwert anstrebt.

Wenn somit die Kühlmitteltemperatur relativ niedrig ist, zum Beispiel wenn die Kraftmaschine unmittelbar davor gestartet wurde, dann wird das Durchsatzsteuerventil in einem vollständig geschlossenen Zustand gehalten, um die Kraftmaschine schnell aufzuwärmen. Danach wird eine Regelung gestartet, so dass die Kühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt, wenn die Kühlmitteltemperatur auf ein relativ hohes Niveau angestiegen ist.

Falls die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils in einen Bereich fällt, der nahe dem vollständig geschlossenen Zustand ist, oder in einen Bereich mit relativ kleiner Öffnungsgröße, dann wird während der Regelung unter einem bestimmten Zustand die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils in diesen Bereich eingestellt, so dass die Kühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt. Wenn jedoch das Durchsatzsteuerventil in einen Bereich mit relativ kleiner Öffnungsgröße ist, dann kann sich die Kühlmitteltemperatur hinsichtlich der Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils übermäßig ändern. Dies bewirkt eine Instabilität der Kühlmitteltemperatur, wodurch die Zuverlässigkeit der Regelung des Durchsatzsteuerventils zum Einstellen der Kühlmitteltemperatur auf den Sollwert reduziert wird.

Außerdem kann die Änderung des Kühlerdurchsatzes als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils in Abhängigkeit der Strömungscharakteristika des Durchsatzsteuerventils unzureichend werden, solange die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils in dem relativ niedrigen Bereich verbleibt. Wenn zum Beispiel die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils durch die Regelung in den relativ niedrigen Bereich verringert wird, um die Kühlmitteltemperatur auf den Sollwert anzuheben, dann steigt die Kühlmitteltemperatur nicht hinreichend schnell an. Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils wird somit durch die Regelung übermäßig reduziert. In diesem Fall wird das Vergrößern der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils verzögert, falls sich der Kraftmaschinenbetriebszustand später ändert, so dass der Kühlerdurchsatz oder die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils erhöht werden müssen. Dies bewirkt ein Überschwingen der Kühlmitteltemperatur, wodurch die Zuverlässigkeit der Regelung des Durchsatzsteuerventils zum Einstellen der Kühlmitteltemperatur auf den Sollwert verringert wird. Im Gegensatz dazu fällt die Kühlmitteltemperatur nicht hinreichend schnell ab, falls die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils in dem relativ niedrigen Bereich durch die Regelung vergrößert wird, um die Kühlmitteltemperatur auf den Sollwert abzusenken. Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils wird somit durch die Regelung übermäßig vergrößert. In diesem Fall ist die Verringerung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils verzögert, falls sich der Kraftmaschinenbetriebszustand später ändert, so dass der Kühlerdurchsatz oder die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils reduziert werden muss. Dies bewirkt ein Untersteuern der Kühlmitteltemperatur, wodurch die Zuverlässigkeit der Regelung des Durchsatzsteuerventils zum Einstellen der Kühlmitteltemperatur auf den Sollwert verringert wird.

Des weiteren wird bei der Regelung des Durchsatzsteuerventils eine Verzögerung im Ansprechverhalten des Kühlerdurchsatzes oder der Kühlmitteltemperatur hinsichtlich der Einstellung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils hervorgerufen. Eine derartige Verzögerung verringert die Effizienz beim Einstellen der Kühlmitteltemperatur auf den Sollwert durch die Regelung. Die Regelungszuverlässigkeit der Kühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts wird somit verringert.

Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftmaschinenkühlsystem vorzusehen, das die Zuverlässigkeit der Regelung eines Durchsatzsteuerventils zum Einstellen der Kühlmitteltemperatur auf einen Sollwert aufrecht erhält.

Um die vorstehend genannte Aufgabe sowie andere Ziele im Sinne der vorliegenden Erfindung zu lösen, sieht die Erfindung ein Kraftmaschinenkühlsystem vor, das einen sich durch eine Kraftmaschine hindurch erstreckenden Kühlmittelkreislauf, einen Kühler, der in dem Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist und das durch den Kühlmittelkreislauf hindurch tretende Kühlmittel kühlt, ein Durchsatzsteuerventil, das die Durchsatzrate des durch den Kühler hindurch strömenden Kühlmittels reguliert, und eine Steuervorrichtung aufweist. Die Steuervorrichtung regelt die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils derart, dass eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, die die Temperatur des durch die Kraftmaschine hindurch tretenden Kühlmittels ist, einen vorbestimmten Sollwert anstrebt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert die Steuervorrichtung während der Regelung das Durchsatzsteuerventil derart, dass die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils über einem vorbestimmten niedrigsten Wert bleibt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verringert die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils um einen vorbestimmten Betrag von der gegenwärtigen Öffnungsgröße, wenn die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur während der Regelung von einer Erhöhung zu einer Verringerung wechselt. Wenn die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur von einer Verringerung zu einer Erhöhung während der Regelung wechselt, dann vergrößert die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils um einen vorbestimmten Betrag von der gegenwärtigen Öffnungsgröße.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die anhand von Beispielen die Prinzipien der Erfindung darstellen.

Die Erfindung wird zusammen mit ihrer Aufgabe und ihren Vorteilen unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Kraftmaschinenkühlsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Gesamtdarstellung;
Fig. 2 zeigt eine Flusskarte einer Befehlsöffnungsgrößenberechnungsprozedur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung einer Änderung des Kühlmitteldurchsatzes in einer Kühlerleitung hinsichtlich einer Einstellung der Öffnungsgröße eines Durchsatzsteuerventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung einer Änderung einer Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich der Einstellung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 zeigt eine Flusskarte einer Einstellgeschwindigkeitskorrekturwertberechnungsprozedur;
Fig. 6 zeigt eine Flusskarte der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwertberechnungsprozedur;
Fig. 7 zeigt eine Zeitkarte der Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur über die Zeit;
Fig. 8 zeigt eine graphische Darstellung der Änderung des Kühlmitteldurchsatzes in der Kühlerleitung hinsichtlich der Einstellung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung der Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich der Einstellung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 zeigt eine Zeitkarte der Änderung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils und der Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur über die Zeit;
Fig. 11 zeigt eine Flusskarte einer Einstellgeschwindigkeitskorrekturwertberechnungsprozedur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 12 zeigt eine Flusskarte der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwertberechnungsprozedur gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung der Änderung eines Sprungbetrags hinsichtlich der Kraftmaschinendrehzahl, wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Erhöhung zu einer Verringerung wechselt; und
Fig. 14 zeigt eine graphische Darstellung der Änderung des Sprungbetrags hinsichtlich der Kraftmaschinendrehzahl, wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Verringerung zu einer Erhöhung wechselt.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben, wobei es bei einer Fahrzeugkraftmaschine angewendet wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 hat ein Kühlsystem einer Kraftmaschine 1 einen Kühlmittelkreislauf 2 zum Zirkulieren eines Kühlmittels, so dass das Kühlmittel durch die Kraftmaschine 1 hindurch tritt. Der Kühlmittelkreislauf 2 hat eine Wasserpumpe 3, die durch die Kraftmaschine 1 angetrieben wird. Wenn die Wasserpumpe 3 aktiviert wird, dann strömt das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf 2 in einer nach rechts gerichteten Drehrichtung gemäß der Zeichnung. Das Kühlmittel tritt somit durch einen Zylinderblock und einen Zylinderkopf (keines ist dargestellt) der Kraftmaschine 1 hindurch. Dadurch wird Wärme von der Kraftmaschine 1 zu dem Kühlmittel übertragen, wodurch die Kraftmaschine 1 gekühlt wird.
Der Kühlmittelkreislauf 2 hat zwei Abzweigungen stromabwärts von der Kraftmaschine 1, die zu einer einzigen Strömung an einer stromaufwärtigen Position von der Wasserpumpe 3 zusammenfließen. Eine der Abzweigungen bildet eine Kühlerleitung 5, und die andere Abzweigung bildet eine Umgehung 6. Die Kühlerleitung 5 fördert das Kühlmittel zu einem Kühler 4 und rezirkuliert das Kühlmittel zu der Kraftmaschine 1, nachdem das Kühlmittel durch den Kühler 4 gekühlt wurde. Die Umgehung 6 fördert das Kühlmittel zu der Kraftmaschine 1, ohne dass das Kühlmittel durch den Kühler 4 hindurch tritt. Ein Durchsatzsteuerventil 7 ist an jener Position ausgebildet, an der die Kühlerleitung 5 und die Umgehung 6 zu einer einzigen Strömung zusammenfließen. Das Durchsatzsteuerventil 7 reguliert die Strömung des Kühlmittels in der Kühlerleitung 5 und den Durchsatz des Kühlmittels in der Umgehung 6. Das Durchsatzsteuerventil 7 ist so aufgebaut, dass es den Kühlmitteldurchsatz in der Kühlerleitung 5 allmählich erhöht, wenn die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 größer wird.
Insbesondere stellt das Durchsatzsteuerventil 7 den Kühlmitteldurchsatz in der Kühlerleitung 5 so ein, dass die Temperatur des Kühlmittels zum Kühlen der Kraftmaschine 1 gesteuert wird. Anders gesagt wird der Anteil des durch den Kühler 4 gekühlten Kühlmittels hinsichtlich des Gesamtdurchsatzes des Kühlmittels vergrößert, der zu der Kraftmaschine 1 in dem Kühlmittelkreislauf 2 strömt, wenn der Kühlmitteldurchsatz in dem Kühler 5 vergrößert wird. Dies senkt die Temperatur des Kühlmittels ab, das die Kraftmaschine 1 kühlt. Im Gegensatz dazu wird der Anteil des durch den Kühler 4 gekühlten Kühlmittels hinsichtlich des Gesamtdurchsatzes des Kühlmittels verringert, der zu der Kraftmaschine 1 in dem Kühlmittelkreislauf 2 strömt, wenn der Kühlmitteldurchsatz in dem Kühler 5 verringert wird. Dies hebt die Temperatur des Kühlmittels an, das die Kraftmaschine 1 kühlt.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 8, die an dem Fahrzeug angebracht ist, treibt und steuert das Durchsatzsteuerventil 7. Die elektronische Steuereinheit 8 nimmt Erfassungssignale von den folgenden Sensoren auf:
Ein Kühlerkühlmitteltemperatursensor 9 zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur stromabwärts von dem Kühler 4 in der Kühlerleitung 5;
ein Kraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor 10 zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur an einem Auslass des Kühlmittelkreislaufes 2 von der Kraftmaschine 1;
ein Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 12 zum Erfassen des Niederdrückungsbetrags eines Beschleunigungspedals 11 (der Beschleunigungsvorrichtungsniederdrückungsbetrag), das durch den Fahrer des Fahrzeugs niedergedrückt wird;
ein Drosselpositionssensor 15 zum Erfassen der Öffnungsgröße eines Drosselventils 14 (die Drosselöffnungsgröße), das sich in einem Einlasskanal 13 der Kraftmaschine 1 befindet;
ein Unterdrucksensor 16 zum Erfassen des Drucks stromabwärts von dem Drosselpositionssensor 15 in dem Einlasskanal 13 (der Einlassdruck); und
ein Kurbelpositionssensor 17 zum Abgeben eines Signals, das eine Drehung einer Kurbelwelle 1a oder einer Abgabewelle der Kraftmaschine 1 wiedergibt.
Die elektronische Steuereinheit 8 schließt das Durchsatzsteuerventil 7 vollständig, um die Kraftmaschine 1 aufzuwärmen, zum Beispiel wenn die Kraftmaschine 1 unmittelbar zuvor gestartet wurde und noch nicht vollständig aufgewärmt ist. Wenn die Kraftmaschine 1 vollständig aufgewärmt ist oder beispielsweise die Kühlmitteltemperatur an einem Auslass des Kühlmittelkreislaufes 2 von der Kraftmaschine 1 (nachfolgend die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur) größer als oder gleich 80°C ist, dann wird eine Regelung des Durchsatzsteuerventils 7 gemäß der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur so durchgeführt, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur einen vorbestimmten Sollwert anstrebt. Die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur wird entsprechend einem Erfassungssignal erhalten, das durch den Kraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor 10 erzeugt wird.
Die Regelung wird durch Einstellen der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 auf der Grundlage einer Befehlsöffnungsgröße Afin durchgeführt, die zum Beispiel in Abhängigkeit von der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur erhalten wird. Die Berechnungsprozedur für die Befehlsöffnungsgröße Afin wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Flusskarte der Fig. 2 beschrieben, die die entsprechende Routine aufzeigt. Die Befehlsöffnungsgrößenberechnungsprozedur der Fig. 2 wird durch die elektronische Steuereinheit 8 periodisch mit Unterbrechungen in vorbestimmten Zeitintervallen durchgeführt.
Wenn die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur größer als oder gleich 80°C ist, dann ist die Bedingung zum Starten der Regelung erfüllt (S101: JA). In diesem Fall werden eine Hauptbefehlsöffnungsgröße Abse, ein Regelungskorrekturwert h1 sowie ein Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 in dieser Reihenfolge erhalten (bei den Schritten S102, S103 und S104), die zum Berechnen der Befehlsöffnungsgröße Afin verwendet werden. Die Befehlsöffnungsgröße Afin wird durch die folgende Gleichung (1) unter Verwendung der Hauptbefehlsöffnungsgröße Abse, des Regelungskorrekturwerts h1 und des Einstellkorrekturwerts h2 (bei dem Schritt S105) berechnet:

Afin = Abse + h1 + h2 . . . (1)

Afin: Befehlsöffnungsgröße
Abse: Hauptbefehlsöffnungsgröße
h1: Regelungskorrekturwert
h2: Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert
In der Gleichung (1) wird die Hauptbefehlsöffnungsgröße Abse in Relation zu der Kühlmitteltemperatur an einem Auslass des Kühlmittelkreislaufes 2 von dem Kühler 4 (nachfolgend die Kühlerauslasskühlmitteltemperatur), der Kraftmaschinendrehzahl und der Kraftmaschinenlast berechnet. Insbesondere ist die Hauptbefehlsöffnungsgröße Abse eine theoretische Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7, die zum Kühlen der Kraftmaschine 1 entsprechend dem gegenwärtigen Betriebszustand der Kraftmaschine 1 erforderlich ist.
Die Kühlerauslasskühlmitteltemperatur wird entsprechend einem Erfassungssignal erhalten, das durch den Kühlerkühlmitteltemperatursensor 9 erzeugt wird. Die Kraftmaschinendrehzahl wird entsprechend einem Erfassungssignal bestimmt, das durch den Kurbelpositionssensor 17 erzeugt wird. Die Kraftmaschinenlast wird in Relation zu einem Parameter bestimmt, der sich in Abhängigkeit von der Kraftmaschinendrehzahl und der Einlassluft der Kraftmaschine 1 ändert. Der Parameter kann der Beschleunigungsvorrichtungsniederdrückungsbetrag auf der Grundlage eines Erfassungssignals des Beschleunigungsvorrichtungspositionssensors 12, die Drosselöffnungsgröße auf der Grundlage eines Erfassungssignals von dem Drosselpositionssensor 15 oder der Einlassdruck auf der Grundlage eines Erfassungssignals von dem Unterdrucksensor 16 sein.
Der Regelungskorrekturwert h1 ändert sich hinsichtlich "0" in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur und ihrem Sollwert derart, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur zu dem Sollwert wird. Insbesondere wenn die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur niedriger ist als der Sollwert, dann wird der Regelungskorrekturwert h1 um vorbestimmte Beträge x in vorbestimmten Zeitintervallen allmählich verringert, um so die Befehlsöffnungsgröße Afin zu reduzieren. Im Gegensatz dazu wird der Regelungskorrekturwert h1 um die Beträge x in vorbestimmten Zeitintervallen allmählich erhöht, um so die Befehlsöffnungsgröße Afin zu vergrößern, wenn die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur größer ist als der Sollwert.
Der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 wird dazu bestimmt, dass die Effizienz zum Einstellen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur auf den Sollwert verbessert wird. Der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 wird durch eine Einstellgeschwindigkeitskorrekturwertberechnungsroutine gemäß den Fig. 5 und 6 erhalten, die später beschrieben werden.
Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 wird auf der Grundlage der Befehlsöffnungsgröße Afin, die gemäß der vorstehenden Beschreibung erhalten wird, so gesteuert, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt. Während der Regelung kann sich jedoch die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils auf einen Wert nahe dem vollständig geschlossenen Zustand unter einer bestimmten Bedingung verringern, zum Beispiel wenn die Kühlerauslasskühlmitteltemperatur relativ niedrig ist oder die Kraftmaschine 1 in einem Betriebszustand ist, in dem eine Wärmeerzeugung relativ gering ist. Wenn die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 in einen relativ niedrigen Bereich nahe dem vollständig geschlossenen Zustand eingestellt wird, dann ändert sich die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur nicht in angemessener Weise als Reaktion auf die Einstellung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils.
Dieses Problem wird in Abhängigkeit von den Strömungscharakteristika des Durchsatzsteuerventils 7 oder den Änderungscharakteristika des Kühlerdurchsatzes in der Kühlerleitung 5 als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 und den Änderungscharakteristika der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 hervorgerufen. Die Faktoren, die das vorstehend genannte Problem hervorrufen, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Die graphischen Darstellungen der Fig. 3 und 4 zeigen die Änderungscharakteristika des Kühlmitteldurchsatzes in der Kühlerleitung 5 bzw. die Änderungscharakteristika der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7, wenn der Betriebszustand der Kraftmaschine 1 gleich bleibt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 gibt das Durchsatzsteuerventil 7 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Strömungscharakteristika so an, dass der Kühlmitteldurchsatz in der Kühlerleiter 5 mit einer konstanten Rate allmählich vergrößert wird, wenn sich die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 vergrößert. Die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur ändert sich als Reaktion auf eine Vergrößerung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist. Insbesondere wenn die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 in einen relativ niedrigen Bereich nahe dem vollständig geschlossenen Zustand eingestellt wird (der Bereich A gemäß der Fig. 4) dann ändert sich die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 übermäßig. Dieses kann einer der Faktoren sein, die das vorstehend genannte Problem hervorrufen.
Wenn des Weiteren die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 in dem relativ niedrigen Bereich nahe dem vollständig geschlossenen Zustand bleibt, dann wird der Kühlmitteldurchsatz der Kühlerleitung 5 aufgehoben oder beträchtlich reduziert. Somit wird lediglich das Kühlmittel nahe dem Kühlerkühlmitteltemperatursensor 9 und dem Kraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor 10 durch die Wärme aufgewärmt, die zum Beispiel durch ein Abgasrohr der Kraftmaschine 1 erzeugt wird. In diesem Fall sind die Erfassungssignale der Kühlmitteltemperatursensoren 9, 10 ungeeignet, und die Regelung, die auf der Grundlage von diesen Erfassungssignalen durchgeführt wird, ist außerdem nicht korrekt. Dieses kann einer der Faktoren sein, die das vorstehend genannte Problem hervorrufen.
Dementsprechend wird bei der Befehlsöffnungsgrößenberechnungsroutine gemäß der Fig. 2 des ersten Ausführungsbeispiels ein Minimalwert der Befehlsöffnungsgröße Afin begrenzt, um zu verhindern, dass die bei dem Schritt S105 berechnete Befehlsöffnungsgröße Afin in den Bereich A oder in den Bereich relativ kleiner Öffnungsgröße fällt. Anders gesagt wird bei dem Schritt S106 die Befehlsöffnungsgröße Afin auf einen vorbestimmten Minimalwert festgelegt, der größer ist als der Bereich A (der Bereich relativ kleiner Öffnungsgröße), wenn die bei dem Schritt S105 erhaltene Befehlsöffnungsgröße Afin in den Bereich A fällt. Die Regelung des Durchsatzsteuerventils 7 wird auf der Grundlage der korrigierten Befehlsöffnungsgröße Afin durchgeführt. Somit wird die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 in dem Bereich A vermieden, der nahe dem vollständig geschlossenen Zustand ist.
Als nächstes wird der Schritt S104 oder die Berechnungsprozedur des Einstellgeschwindigkeitskorrekturwerts h2 unter Bezugnahme die Fig. 5, 6 und 7 beschrieben. Die Fig. 5, 6 zeigen Flusskarten der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwertberechnungsroutine. Die Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung einer Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur über die Zeit. Die Berechnungsroutine gemäß den Fig. 5 und 6 wird durch die elektronische Steuereinheit 8 jedes Mal dann ausgeführt, wenn der Schritt S104 der Berechnungsöffnungsgrößenberechnungsroutine (Fig. 2) durchgeführt wird.
Bei der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwertberechnungsroutine wird bestimmt, ob die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwert verbessert werden muss oder nicht. Bei dem Schritt S201 gibt eine Marke F1 an, ob die Bestimmung gegenwärtig durchgeführt wird oder nicht. Falls die Marke F1 "0" ist, dann wird angegeben, dass die Bestimmung gegenwärtig nicht durchgeführt wird (S201: JA) In diesem Fall wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur und ihrem Sollwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert α ist oder nicht (bei dem Schritt S202). Falls die Bestimmung bei S202 negativ ist (S202: NEIN), dann wird der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 bei dem Schritt S211 auf "0" festgelegt, und die Befehlsöffnungsgrößenberechnungsroutine gemäß der Fig. 2 wird wieder aufgenommen. In diesem Fall bleibt die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur unverändert.
Im Gegensatz dazu wird die gegenwärtige Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als eine Kühlmitteltemperatur THW1 gespeichert (bei dem Schritt S203), wenn die Bestimmung bei S202 positiv ist oder wenn bestimmt wird, dass die Differenz zwischen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur und ihrem Sollwert größer oder gleich dem Wert α ist (bei dem Zeitpunkt T1 gemäß der Fig. 7). Des Weiteren wird bei einem Schritt S204 die Marke F1 auf "1" festgelegt. Nachfolgend wird die Bestimmung bei dem Schritt S205 positiv, wenn eine vorbestimmte Zeit t nach dem festlegen der Marke F1 auf "1" verstrichen ist (bei einem Zeitpunkt T2 gemäß der Fig. 7). Die gegenwärtige Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur wird dann als eine Kühlmitteltemperatur THW2 bei dem Schritt S206 gespeichert.
Nachfolgend wird bei einem Schritt S207 die Marke F1 auf "0" festgelegt, wodurch angegeben wird, dass die Bestimmung gegenwärtig nicht durchgeführt wird. Anschließend wird bei Schritten S208 und S209 gemäß der Fig. 6 bestimmt, ob die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts verbessert werden muss oder nicht, und zwar in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperaturen THW1 und THW2. Insbesondere beruhen die Bestimmungen bei den Schritten S208 und S209 auf den folgenden Sachverhalten:
Bei dem Schritt S208 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur THW2 und dem Sollwert größer als oder gleich der Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur THW1 und dem Sollwert ist oder nicht, wodurch angegeben wird, dass die Einstellung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur auf den Sollwert unter den gegenwärtigen Bedingungen nicht erzielt werden kann, und
bei dem Schritt S209 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen den Kühlmitteltemperaturen THW1 und THW2 (die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur während der Zeit t) geringer ist als ein vorbestimmter Wert ΔT oder nicht, wodurch angegeben wird, dass die Einstellgeschwindigkeit der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts übermäßig langsam ist.
Falls die Bestimmungen bei den Schritten S208 und S209 jeweils negativ sind, dann wird dadurch angegeben, dass die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts gegenwärtig auf einem relativ hohem Niveau aufrechterhalten wird. Somit wird bestimmt, dass die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur nicht weiter verbessert werden muss. In diesem Fall wird der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 auf "0" aufrecht erhalten, und die Befehlsöffnungsgrößenberechnungsroutine gemäß der Fig. 2 wird wieder aufgenommen.
Im Gegensatz dazu wird angegeben, dass die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts gegenwärtig niedrig ist, wenn eine der Bestimmungen der Schritte S208 und S209 positiv ist. Somit wird bestimmt, dass die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur verbessert werden muss. In diesem Fall wird der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 auf der Grundlage der Differenz zwischen der gegenwärtigen Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur und dem Sollwert berechnet (Schritt S210).
Insbesondere wenn die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur höher ist als der Sollwert, dann wird der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 hinsichtlich "0" allmählich erhöht (um so die Befehlsöffnungsgröße Afin zu vergrößern), wenn sich die Differenz zwischen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur und dem Sollwert vergrößert. Wenn im Gegensatz dazu die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur niedriger als der Sollwert ist, dann wird der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 hinsichtlich "0" allmählich verringert (um so die Befehlsöffnungsgröße Afin zu verringern), wenn sich die Differenz zwischen der Kraftmaschinenauslasstemperatur und dem Sollwert vergrößert.
Wenn die Berechnung des Einstellgeschwindigkeitskorrekturwerts h2 abgeschlossen ist, dann wird die Befehlsöffnungsgrößenberechnungsroutine gemäß der Fig. 2 wieder aufgenommen. In der Routine wird die Befehlsöffnungsgröße Afin unter Verwendung des Einstellgeschwindigkeitskorrekturwerts h2 bestimmt. Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 wird auf der Grundlage der erhaltenen Befehlsöffnungsgröße Afin gesteuert, wodurch die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts verbessert wird. Dementsprechend wird zum Beispiel nach dem Zeitpunkt T2 gemäß der Fig. 7 die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur schnell auf den Sollwert eingestellt, wie dies durch die durchgezogene Linie in der Zeitkarte gezeigt ist.
Das erste Ausführungsbeispiel hat die folgenden Wirkungen.
(1) Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Minimalwert der Befehlsöffnungsgröße Afin so begrenzt, dass die Befehlsöffnungsgröße Afin nicht in den relativ niedrigen Bereich nahe dem vollständig geschlossenen Zustand oder in den Bereich A gemäß der Fig. 4 fällt, in dem sich die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 übermäßig ändert. Es wird somit verhindert, dass die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 in dem Bereich A während der Regelung durchgeführt wird. Dadurch wird die Instabilität der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur unterdrückt, und somit wird die Zuverlässigkeit der Regelung zum Einstellen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur auf den Sollwert verbessert.
(2) Bei der Regelung wird der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 hinsichtlich "0" vergrößert oder verringert, falls die Einstellgeschwindigkeit der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur übermäßig langsam ist oder falls die Einstellung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur nicht erzielt werden kann. Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 (die Befehlsöffnungsgröße Afin) wird so korrigiert, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur auf einen Wert nahe dem Sollwert eingestellt wird. Dementsprechend strebt die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert schnell an.
(3) Der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert, der zum Verbessern der Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts dient, wird in Relation zu der Differenz zwischen der gegenwärtigen Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur und dem Sollwert geändert. Die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 auf der Grundlage des Einstellgeschwindigkeitskorrekturwerts h2 wird somit korrekt durchgeführt. Dementsprechend strebt die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert noch schneller an.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 beschrieben.
Das Durchsatzsteuerventil 7 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat Strömungscharakteristika, die sich von jenen des Durchsatzsteuerventils 7 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Minimalwert der Befehlsöffnungsgröße Afin anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel festgelegt.
Die graphischen Darstellungen der Fig. 8 und 9 geben die Änderungscharakteristika des Kühlmitteldurchsatzes in der Kühlerleitung 5 bzw. die Änderungscharakteristika der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel an, wenn der Betriebszustand der Kraftmaschinen 1 gleich bleibt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 hat das Durchsatzsteuerventil 7 folgende Strömungscharakteristika. Und zwar ist das Durchsatzsteuerventil 7 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass es den Kühlmitteldurchsatz in der Kühlerleitung 5 allmählich vergrößert, wenn sich die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 vergrößert. Wenn jedoch die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 in einem Abschnitt eines relativ niedrigen Bereiches oder in einen Abschnitt eines Bereiches B gemäß der Fig. 8 fällt, dann wird das Vergrößern des Kühlmitteldurchsatzes in der Kühlerleitung 5 als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 nahezu vollständig unterdrückt. Des Weiteren wird die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 geändert, wie dies in der Fig. 9 angegeben ist. Insbesondere tritt die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 übermäßig langsam auf (oder sie wird nahezu vollständig unterdrückt), wenn die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 in dem Abschnitt des relativ niedrigen Bereiches ist (der Bereich B).
Wenn somit die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 durch die Regelung in den Abschnitt des Bereiches B so eingestellt wird, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt, dann wird der Änderungsbetrag der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 übermäßig klein. Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 wird somit übermäßig geändert. In diesem Fall kann die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 nicht schnell erzielt werden, wenn die Kraftmaschine 1 später in einem anderen Betriebszustand betrieben wird und die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils weiter eingestellt werden muss. Dies bewirkt ein Überschwingen oder Unterschwingen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur, wodurch die Zuverlässigkeit der Regelung zum Einstellen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur auf den Sollwert reduziert wird.
Dementsprechend wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Minimalwert der Befehlsöffnungsgröße Afin so begrenzt, dass die Befehlsöffnungsgröße Afin nicht in den Bereich B fällt. Das Durchsatzsteuerventil 7 wird entsprechend der Befehlsöffnungsgröße Afin gesteuert, die auf den begrenzten Minimalwert festgelegt ist. Dies verhindert, dass die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 in dem Bereich B zum Einstellen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur auf den Sollwert durchgeführt wird.
Das zweite Ausführungsbeispiel hat die folgende Wirkung.
(4) Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Minimalwert der Befehlsöffnungsgröße Afin so begrenzt, dass die Befehlsöffnungsgröße Afin nicht in den relativ niedrigen Bereich nahe dem vollständig geschlossenen Zustand oder in den Bereich B gemäß der Fig. 9 fällt, in dem der Änderungsbetrag der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 übermäßig klein ist. Es wird somit verhindert, dass die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 in dem Bereich B während der Regelung durchgeführt wird. Dies unterdrückt eine übermäßige Einstellung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 und verbessert daher die Zuverlässigkeit der Regelung zum Einstellen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur auf den Sollwert.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 14 beschrieben.
Bei der Regelung gemäß dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Verzögerung bei der Reaktion auf die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich der Einstellung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 auf der Grundlage der Befehlsöffnungsgröße Afin hervorgerufen. Dies reduziert die Einstelleffizienz der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur hinsichtlich des Sollwerts. Somit wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend einem Sprungbetrag 5 geändert, der später beschrieben wird, so dass die Kraftmaschinenauslasstemperatur den Sollwert schnell anstrebt, wenn eine Änderung der Kraftmaschinenauslasstemperatur zwischen einer Erhöhung und Verringerung während der Regelung wechselt.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend der Befehlsöffnungsgröße Afin eingestellt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Befehlsöffnungsgröße Afin unter Verwendung des Sprungbetrags S zusätzlich zu der Hauptöffnungsgröße Abse, dem Regelungskorrekturwert h1 und dem Einstellgeschwindigkeitskorrektur h2 berechnet. Insbesondere wird die Befehlsöffnungsgröße Afin gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel durch die folgenden Gleichung (2) erhalten:

Afin = Abse + h1 + h2 + S . . . (2)

Afin: Befehlsöffnungsgröße
Abse: Hauptbefehlsöffnungsgröße
h1: Regelungskorrekturwert
h2: Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert
S. Sprungbetrag
Der Startwert des Sprungbetrags S beträgt zum Beispiel "0". Der Sprungbetrag S wird als ein negativer Wert berechnet, wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Erhöhung zu einer Verringerung wechselt. Im Gegensatz dazu wird der Sprungbetrag S als ein positiver Wert berechnet, wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Verringerung zu einer Erhöhung wechselt. Die Befehlsöffnungsgröße Afin wird entsprechend dem Sprungbetrag S erhalten, der gemäß der vorstehenden Beschreibung bestimmt wird. Anders gesagt wird die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend dem Sprungbetrag S geändert, wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur zwischen einer Erhöhung und einer Verringerung wechselt.
Die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend dem Sprungbetrag S wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeitkarte gemäß der Fig. 10 beschrieben. Die Fig. 10 zeigt die Änderung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 über die Zeit und die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur über die Zeit.
Unter Bezugnahme auf die Zeitkarte wechselt die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Erhöhung zu einer Verringerung (bei dem Zeitpunkt T3), als die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur größer wurde als der Sollwert. Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 wird dann entsprechend dem Sprungbetrag S reduziert. Das Durchsatzsteuerventil 7 wird in der reduzierten Öffnungsgröße fixiert, bis die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert erreicht hat (bei dem Zeitpunkt T4). Die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur verringert sich somit schnell von jenem Niveau, das höher als der Sollwert ist, zu dem Sollwert. Nachdem die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert erreicht hat (bei dem Zeitpunkt T4), wird die Fixierung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 gestoppt. Und zwar wird die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 wieder aufgenommen, so dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt.
Anschließend wechselt die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Verringerung zu einer Erhöhung (bei dem Zeitpunkt T5), wenn die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur niedriger wird als der Sollwert. Die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 wird dann entsprechend dem Sprungbetrag S vergrößert. Das Durchsatzsteuerventil 7 wird dann auf der vergrößerten Öffnungsgröße fixiert, bis die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert erreicht (bei dem Zeitpunkt T6), und zwar in der gleichen Art und Weise, wie dies vorstehend beschrieben ist. Die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur erhöht sich somit schnell von jenem Niveau, das niedriger ist als der Sollwert, zu dem Sollwert. Nachdem die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert erreicht hat (bei dem Zeitpunkt T6), wird die Fixierung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 gestoppt. Und zwar wird die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 wieder aufgenommen, so dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt.
Als nächstes wird eine Prozedur zum Berechnen der Befehlsöffnungsgröße Afin unter Bezugnahme auf die Flusskarten der Fig. 11 und 12 beschrieben, die die entsprechende Routine angeben. In der Routine ist der Abschnitt entsprechend den Schritten S301 und S303 bis S305 identisch zu dem Abschnitt entsprechend den Schritten S101 bis S104 der Routine gemäß der Fig. 2 des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei der Befehlsöffnungsgrößenberechnungsroutine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird bei dem Schritt S301 zunächst bestimmt, ob die Bedingungen für die Regelung erfüllt sind oder nicht. Falls die Bestimmung positiv ist (S301: JA), dann wird bei einem Schritt S302 bestimmt, ob eine Marke F2 "0" ist oder nicht. Insbesondere gibt die Marke F2 an, ob das Durchsatzsteuerventil 7 in jener Öffnungsgröße fixiert ist oder nicht, die entsprechend dem Sprungbetrag S geändert wurde. Falls die Marke F2 "0" ist, dann wird angegeben, dass die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 gegenwärtig nicht fixiert ist.
Falls die Bestimmung bei S302 positiv ist, dann werden die Hauptöffnungsgröße Abse, der Regelungskorrekturwert h1 und der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2, in dieser Reihenfolge bei Schritten S303, S304 und S305 berechnet. Nachfolgend wird der Sprungbetrag S bei Schritten S306 bis S309 gemäß der Fig. 12 berechnet.
Insbesondere wird bei dem Schritt S306 bestimmt, ob die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Erhöhung zu einer Verringerung gewechselt ist oder nicht. Falls die Bestimmung positiv ist (S306: JA), dann wird der Sprungbetrag S als ein negativer Wert in Relation zu der Kraftmaschinendrehzahl bei dem Schritt S307 berechnet. Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 wird der Sprungbetrag S hinsichtlich "0" allmählich vergrößert, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl derart vergrößert, dass sich die Kühlmittelverdrängung der Wasserpumpe 3 oder der Kühlmitteldurchsatz in dem Kühlmittelkreislauf 2 allmählich vergrößert. Und zwar wird der Vergrößerungsbetrag der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur größer, wenn sich die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend dem Sprungbetrag S reduziert, wenn sich der Kühlmitteldurchsatz in dem Kühlmittelkreislauf 2 vergrößert. Es ist daher vorzuziehen, dass der Sprungbetrag S in Relation zu der Kraftmaschinendrehzahl geändert wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, um so zu ermöglichen, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert schnell anstrebt.
Wenn des weiteren die Bestimmung bei S306 negativ ist, dann wird bei dem Schritt S308 bestimmt, ob die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur von einer Verringerung zu einer Erhöhung gewechselt ist oder nicht. Falls die Bestimmung positiv ist (S308: JA), dann wird der Sprungbetrag S als ein positiver Wert in Relation zu der Kraftmaschinendrehzahl bei dem Schritt S309 berechnet. Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 wird der Sprungbetrag S hinsichtlich "0" allmählich verringert, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl erhöht, so dass die Kühlmittelverdrängung der Wasserpumpe 3 oder Kühlmitteldurchsatz in den Kühlmittelkreislauf 2 größer wird. Und zwar wird der Verringerungsbetrag der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur größer, wenn sich die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend dem Sprungbetrag S vergrößert, wenn sich der Kühlmitteldurchsatz in dem Kühlmittelkreislauf 2 vergrößert. Es ist daher vorzuziehen, den der Sprungbetrag S in Relation zu der Kraftmaschinendrehzahl zu ändern, um zu ermöglichen, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert schnell anstrebt.
Falls die Bestimmungen bei S308 und S309 jeweils negativ sind, dann wird der Sprungbetrag S auf den vorherigen berechneten Betrag aufrechterhalten.
Nachdem der Sprungbetrag S bei den Schritten S307 oder S309 berechnet wurde, wird die Marke F2 bei dem Schritt S310 auf "1" festgelegt, die angibt, dass das Durchsetzsteuerventil 7 auf der geänderten Öffnungsgröße fixiert ist. Insbesondere bleibt die Bestimmung bei S302 (Fig. 11) negativ, solange die Marke F2 auf "1" bleibt, und die Schritte S303 bis S310 werden nicht durchgeführt. Anders gesagt wird die Berechnung der Hauptbefehlsöffnungsgröße Abse, des Regelungskorrekturwerts h1, des Einstellgeschwindigkeitskorrekturwerts h2, oder des Sprungbetrags S nicht durchgeführt. Somit wird das Durchsatzsteuerventil 7 auf die Öffnungsgröße aufrechterhalten, die sich entsprechend dem Sprungbetrag S geändert hat, solange die Marke F2 auf "1" bleibt.
Hat die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur erst einmal den Sollwert erreicht, wenn das Durchsatzsteuerventil 7 an der Öffnungsgröße fixiert ist, die entsprechend dem Sprungbetrag S geändert wurde (S311: JA), dann wird die Marke F2 auf "0" zurückgesetzt, wodurch angegeben wird, dass die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 gegenwärtig nicht fixiert ist. Anschließend wird die Befehlsöffnungsgröße Afin S313 berechnet.
Das dritte Ausführungsbeispiel hat die folgenden Wirkungen zusätzlich zu den Sachverhalten (2) und (3), die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden.
(5) Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventil 7 entsprechend dem Sprungbetrag S so geändert, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert schnell anstrebt, wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmittelauslasstemperatur zwischen einer Erhöhung und einer Verringerung gewechselt ist. Somit wird verhindert, dass sich die Regelungszuverlässigkeit der Kraftmaschinenauslasskühlmittelauslasstemperatur hinsichtlich des Sollwerts aufgrund des verzögerten Ansprechverhaltens verringert, auch wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 verzögert ist.
(6) Wenn die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend dem Sprungbetrag S geändert wird, nachdem die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur zwischen einer Erhöhung und einer Verringerung gewechselt ist, dann wird das Durchsatzsteuerventil 7 auf die geänderte Öffnungsgröße fixiert, bis die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert erreicht. Die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur strebt somit den Sollwert schnell an.
(7) Der Sprungbetrag S wird in Relation zu der Kraftmaschinendrehzahl geändert, der ein Parameter ist, welcher mit dem Kühlmitteldurchsatz in dem Kühlmittelkreislauf verknüpft ist. Somit wird die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 auf der Grundlage des Sprungbetrags S ungeachtet des Kühlmitteldurchsatzes in den Kühlmittelkreislauf 2 korrekt eingestellt, auch wenn der Änderungsbetrag der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur als Reaktion auf die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 in Abhängigkeit des Kühlmitteldurchsatzes in dem Kühlmittelkreislauf 2 geändert wird. Dementsprechend strebt die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert schnell an.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele können folgendermaßen abgewandelt werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Kraftmaschinendrehzahl als jener Parameter verwendet, der mit dem Kühlmitteldurchsatz in den Kühlmittelkreislauf 2 verknüpft ist. Jedoch kann anstelle einer Verwendung des Parameters ein Durchsatzsensor oder dergleichen den Kühlmitteldurchsatz in dem Kühlmittelkreislauf 2 direkt erfassen. In diesem Fall wird der Sprungbetrag S als ein variabler Wert auf der Grundlage des Erfassungswerts berechnet.
Des weiteren muss der Sprungbetrag S nicht notwendigerweise variabel sein, sondern er kann fest sein.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird das Durchsatzsteuerventil 7 auf die Öffnungsgröße fixiert, die entsprechend dem Sprungbetrag S geändert ist, bis die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert erreicht. Jedoch kann die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 nur in einer vorbestimmten Zeitperiode fixiert werden. Des weiteren kann die Zeit zum Fixieren der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperaturen und dem Sollwert geändert werden, wenn die Änderung der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur zwischen einer Erhöhung und einer Verringerung wechselt.
Bei jedem dargestellten Ausführungsbeispiel muss der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 nicht notwendigerweise in Relation zu der Differenz zwischen der Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur und dem Sollwert geändert werden. Statt dessen kann der Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 ein fester Wert sein.
Außerdem muss die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 entsprechend dem Einstellgeschwindigkeitskorrekturwert h2 nicht notwendigerweise durchgeführt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die minimale Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils 7 so begrenzt, dass die Öffnungsgrößeneinstellung des Durchsatzsteuerventils 7 nicht in dem Bereich A oder in dem Bereich mit relativ kleiner Öffnungsgröße nahe dem vollständig geschlossenen Zustand durchgeführt wird. Der Bereich A kann je nach Bedarf auf einen niedrigeren Bereich reduziert oder auf einen größeren Bereich vergrößert werden.
Die gegenwärtigen Beispiele und Ausführungsbeispiele sollen der Darstellung dienen, und sie sind nicht einschränkend, und die Erfindung ist nicht auf die hierbei gegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Umfangs gemäß den. beigefügten Ansprüchen abgewandelt werden.
Ein Kraftmaschinenkühlsystem hat ein Durchsatzsteuerventil und eine elektronische Steuereinheit (ECU) zum Steuern des Durchsatzsteuerventils. Das Durchsatzsteuerventil reguliert die Durchsatzrate eines Kühlmittels, das durch einen Kühler in einem Kühlmittelkreislauf hindurch strömt. Die ECU regelt die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils derart, dass die Kühlmitteltemperatur an einem Kraftmaschinenauslass einen vorbestimmten Sollwert anstrebt. Während der Regelung steuert die ECU das Durchsatzsteuerventil derart, dass die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils über einem vorbestimmten geringsten Wert bleibt. Infolgedessen wird verhindert, dass das Durchsatzsteuerventil einen Bereich mit kleiner Öffnungsgröße einnimmt, in dem es schwierig ist, dass die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur den Sollwert anstrebt, und die Kraftmaschinenauslasskühlmitteltemperatur wird in vorteilhafter Weise eingestellt.

Claims

1. Kraftmaschinenkühlsystem mit:
einem Kühlmittelkreislauf, der sich durch eine Kraftmaschine hindurch erstreckt, wobei das Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf hindurch strömt;
einem Kühler, der in dem Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist, wobei der Kühler das durch den Kühlmittelkreislauf hindurch tretende Kühlmittel kühlt;
einem Durchsatzsteuerventil, das die Durchsatzrate des durch den Kühler hindurch strömenden Kühlmittels reguliert; und
einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils so regelt, das eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, die die Temperatur des durch die Kraftmaschine hindurch tretenden Kühlmittels ist, einen vorbestimmten Sollwert anstrebt, und das Kühlsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass während der Regelung die Steuervorrichtung das Durchsatzsteuerventil so regelt oder steuert, dass die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils über einem vorbestimmten niedrigsten Wert bleibt.

2. Kühlsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchsatzsteuerventil einen spezifischen Öffnungsgrößenbereich aufweist, in dem es schwierig ist, dass die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur den Sollwert während der Regelung anstrebt, wobei der niedrigste Wert auf der Grundlage des spezifischen Öffnungsgrößenbereiches bestimmt ist.

3. Kühlsystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Öffnungsgrößenbereich einem Abschnitt des gesamten Öffnungsgrößenbereichs des Durchsatzsteuerventils entspricht, wobei sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur in diesem Abschnitt um einen übermäßig großen Betrag bezogen auf eine Änderung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils ändert.

4. Kühlsystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Öffnungsgrößenbereich einem Abschnitt des gesamten Öffnungsgrößenbereichs des Durchsatzsteuerventils entspricht, wobei sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur in diesem Abschnitt um einen übermäßig kleinen Betrag bezogen auf eine Änderung der Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils ändert.

5. Kraftmaschinenkühlsystem mit:
einem Kühlmittelkreislauf, der sich durch eine Kraftmaschine hindurch erstreckt, wobei ein Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf hindurch strömt;
einem Kühler, der in dem Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist, wobei der Kühler das durch den Kühlmittelkreislauf hindurch tretende Kühlmittel kühlt;
einem Durchsatzsteuerventil, das die Durchsatzrate des durch den Kühler hindurch strömenden Kühlmittels reguliert; und
einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils so regelt, dass eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, die die Temperatur des durch die Kraftmaschine hindurch tretenden Kühlmittels ist, einen vorbestimmten Sollwert anstrebt, und das Kühlsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils um einen vorbestimmten Betrag von der gegenwärtigen Öffnungsgröße verringert, wenn die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur während der Regelung von einer Erhöhung zu einer Verringerung wechselt, und
die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils um einen vorbestimmten Betrag von der gegenwärtigen Öffnungsgröße vergrößert, wenn die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur während der Regelung von einer Verringerung zu einer Erhöhung wechselt.

6. Kühlsystem gemäß Anspruch 5,1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die geänderte Öffnungsgröße in einer vorbestimmten Zeitperiode aufrecht erhält, nachdem die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils um den vorbestimmten Betrag geändert wurde.

7. Kühlsystem gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung den vorbestimmten Betrag entsprechend einem Parameter bestimmt, der sich auf die Durchsatzrate des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf bezieht.

8. Kühlsystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter die Drehzahl der Kraftmaschine beinhaltet.

9. Kühlsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Differenz zwischen der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur und dem Sollwert während der Regelung gleich oder größer als ein vorbestimmter erster Wert ist, die Steuervorrichtung eine Überwachung von Änderungen der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur beginnt und die Überwachung fortsetzt, bis eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, und wobei die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils auf der Grundlage des Ergebnisses der Überwachung einstellt, wodurch das Ansprechverhalten der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur beim schnellen Anstreben des Sollwerts verbessert ist.

10. Kühlsystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die Öffnungsgröße des Durchsatzsteuerventils unter Verwendung eines Korrekturwerts einstellt, damit sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur dem Sollwert annähert, falls die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur den Sollwert nach jenem Zeitpunkt, als die Differenz zwischen der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur und dem Sollwert gleich oder größer als der vorbestimmte erste Wert war, bis zum Verstreichen der vorbestimmten Zeitperiode um jenen Betrag nicht erreicht, der gleich oder größer als ein vorbestimmter zweiter Wert ist.

11. Kühlsystem gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung den Korrekturwert entsprechend der Differenz zwischen der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur und dem Sollwert bestimmt.