JP2007533908A - エンジン冷却回路のための予測モデルに基づく熱レギュレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの冷却を最適にする。
【解決手段】本発明は、流体の流量または温度の変更、または前記回路内で前記流体がとる経路を変更できるように制御される少なくとも１つのアクチュエータ（ＰＣ、ＶＣ）を備え、冷却流体が通過する、例えば自動車のエンジンＭの冷却回路を制御する方法に関する。この方法は、前記エンジン（Ｍ）の温度、前記エンジン（Ｍ）が放散する熱または前記エンジンＭの熱状態の少なくとも１つの他の特定の値から選択された少なくとも１つの入力データアイテムに従い、前記アクチュエータ（ＰＣ、ＶＣ）を制御するようになっている少なくとも１つの出力データアイテムを決定することを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン冷却回路、特に内燃エンジンの分野に関し、より詳細には、かかる回路内の熱レギュレーションの制御に関する。

例えば自動車のエンジンの冷却回路は、通常、冷却ラジエータを有する冷却ブランチと、ユニットヒータ（例えば自動車の乗員コンパートメントを暖房するための加熱ラジエータ）を有する加熱ブランチと、水と凍結防止剤との混合物を含む冷却流体を（循環ポンプの形態に配置された）アクチュエータの作用で、閉回路内で循環させるべく、ラジエータから延びるタップブランチとを備えている。これら３つのブランチの一端は、別のアクチュエータの３つの出力に接続されている。制御バルブの形態をなす別のアクチュエータの入口には、エンジンからの再加熱された流体が供給される。

バルブは、エンジンからの流体が、条件に従って、ユニットヒータにより、冷却または使用されるように、この流体を、３つのブランチに分配する役割をなし、一方、ポンプは、エンジンを冷却するのに必要な流体の流量を制御する役割をなす。

公知の冷却回路では、バルブは、サーモスタットタイプとなっていることが多い。流体の温度が、選択したしきい値よりも下となると、バルブは、タップブランチ内に流体を循環させ、冷却ブランチを短絡させる。これとは逆に、流体の温度が、選択されたしきい値を上回ると、バルブは、冷却流体が冷却ブランチを循環するようにし、タップブランチへのアクセスを禁止する。加熱ブランチは、通常流体を早期に受けるようになっている。

従って、冷却回路の制御は、エンジンの出力における流体の温度に基づく。回路は、多数の外乱ファクターを受けるので、レギュレーションは、高度に正確とは言えない。従って、不安定性を人工的に克服し、流体の温度、およびエンジンを形成する材料の温度が、メーカーによって設定されたしきい値を超えることを防止するように、広いマージンを含むしきい値（または設定ポイント）温度が使用されている。

しかし、このような解決案は、ガスと燃料との最適な混合を考慮していないので、特に冷間エンジン始動時に、最適な燃料消費量を考慮していない。換言すれば、一般に使用される解決方法は、触媒コンバータ前、および触媒コンバータが有効となる前の燃焼ガスの放出を最適に低減させるものではない。また、この解決方法は、始動段階を除く段階で、エンジン負荷が急激に変動したときの流体の温度の正確なレギュレートを可能にするものではなく、流体の温度変動を予測しているにすぎない。

従って、本発明の目的は、前記したような状況を改善することにある。

この目的のために、本発明は、冷却ブランチ、タップブランチ、および加熱ブランチを有し、流体の流量または温度の変更、または前記回路内で、前記流体がとる経路を変更できるように制御される少なくとも１つのアクチュエータを備えた、冷却流体が通過するエンジンの冷却回路を制御する方法を提案するものである。

この方法は、エンジンの温度、エンジンが放散する熱、またはエンジンの熱状態の少なくとも１つの他の特定の値から選択された少なくとも１つの入力データアイテムに従い、アクチュエータを制御するようになっている少なくとも１つの出力データアイテムを決定することを含んでいることを特徴としている。

回路を循環ポンプの形態に配置された第１アクチュエータの作用により、冷却流体が通過し、エンジンからの流体が供給される入力、およびエンジンラジエータに接続された第１出力、ラジエータからのタップブランチに接続された第２出力、および加熱ユニットヒータに接続された第３出力を有する、制御バルブの形態に配置された第２アクチュエータを介して、冷却流体が供給されると、決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って、制御バルブの出力のうちの少なくとも１つを制御し、冷却回路内の流体の経路を変更するか、または決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って、ポンプの速度を制御し、流体の経路を変えるか、または流体の流量を変更し、または決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って、ラジエータ（ＲＲ）の空気流の通過を促進するファンの回転速度を制御し、流体の温度を変更するようになっている。

エンジンの使用の状態を示す少なくとも１つのパラメータを測定し、測定されたパラメータに基づき、エンジンの熱状態の特定の値を評価するように、予測モデルを使用することが可能であり、予測モデルは、前記パラメータの測定値、および同一または等価的なエンジンが同じ使用状態を受けたときのエンジンの熱状態の特定の値の結果の、予め確立された知見に基づき、前記値を評価するようになっている。この場合、測定されたパラメータは、エンジンの速度、エンジンの負荷、エンジンに進入する冷却流体の流量、または温度とすることができる。

エンジンの少なくとも１つのパラメータ、および流体温度の測定値に従い、ポンプの出力データを決定することが好ましい。

ポンプが機械式タイプである場合、エンジンの速度、およびバルブの位置に従って、エンジン内を循環する流体の流量を決定することが好ましい。

逆に、ポンプが電気タイプのものである場合、エンジンの熱状態を示す入力データに従い、流量の計算モデルから、エンジン内を循環する流体の前記流量を決定することが好ましい。

この場合、入力データは、エンジンにより流体に伝えられる熱排出のダイナミックパワーを示す第１の入力データアイテムを含むことがある。エンジンの作動の第１予測モデルに従って、熱排出の前記ダイナミックパワーを決定することができる。

エンジンの作動の第１予測モデルは、エンジンの熱排出の定常状態のパワー、および（前の制御に対して計算された）エンジン内を循環する流体の流量の（ｎ−１）番目の値に従い、熱排出の前記ダイナミックパワーを計算するためのエンジンの熱排出のダイナミック計算モデルを含むことができる。また、エンジンの作動の第１予測モデルは、エンジンの速度および負荷に従い、熱排出の定常状態のパワーを計算するためのエンジンの熱排出の定常状態の計算モデルも含んでいる。

入力データは、エンジンの入力における流体の温度と、出力における流体の温度の所望する差を示す第２入力データアイテム、または流体の目標温度と、好ましくはエンジンの出力における流体の温度の測定値との差を示す第３入力データアイテムをも含んでいてもよい。この流体の目標温度は、例えば熱排出のダイナミックパワーの関数である。

変形例として、入力データには、エンジンのうちの一部を形成する材料の温度を示す第２入力データアイテムを含ませることがある。この場合、例えばエンジンの作動の第２予測モデルに従って、前記材料の温度を決定することができる。エンジンの作動の第２予測モデルは、必要であれば、熱排出のダイナミックパワー、好ましくはエンジンの出力における流体の温度、および前の制御に対して計算されたエンジン内で循環する流体の流量に従って、材料の温度を計算するためのダイナミック計算モデルとして示すことができる。

更に、好ましくは、エンジンの出力における前記流体の温度、ラジエータが放出したパワー、およびラジエータの出力における流体の温度を示す入力データに従い、流量の計算モデルに基づいて計算された、ラジエータ内を循環する流体の少なくとも流量に従い、バルブ出力データを決定することが可能である。この場合、熱排出のダイナミックパワー、およびユニットヒータが放出するパワーに基づき、例えばラジエータが放出するパワーを決定することが可能である。

ユニットヒータが放出するパワーは、例えば好ましくはエンジンの出力における流体の温度（自動車の外部の）外気温、ユニットヒータに供給される空気の流量、およびユニットヒータ内の流体の流量に従い、ダイナミック計算モデルを使って決定できる。

ユニットヒータに供給される空気のこの流量は、例えば乗員コンパートメント専用の電動ファンセットの作動を示すデータアイテム、例えば電動ファン（またはパルサー）の回転速度、または制御に従って決定できる。好ましくは、エンジンの出力における流体の温度、（自動車の外部の）外気温、ラジエータに供給される空気の流量、およびラジエータ内の流体の流量に従い、ダイナミック計算モデルを使って、ラジエータの出力における流体の温度を決定することもできる。空気の流量は、例えば電動ファンの回転速度、および自動車の速度を示すデータアイテムに基づき決定できる。

流体の目標温度と、好ましくは、エンジンの出力における流体の温度との差に従い、ラジエータ内を循環する空気の流量、および補正データアイテムに従い、バルブ出力データを、決定（または補正）することも可能である。

流体の目標温度は、例えば熱排出のダイナミックパアワーに依存するようにすることができる。

ラジエータの出力における流体の温度に従い、ラジエータに関連する電動ファンの作動を制御するようになっている出力データを決定することもできる。

次の詳細な説明および添付図面を検討すれば、本発明の上記以外の特徴および利点が明らかとなると思う。

添付図面は、本発明を補足説明するのに役立つだけでなく、本発明を定義するのにも役立つ。

本発明は、冷却流体の温度のレギュレーションを最適にするために、内燃エンジンの冷却回路をダイナミックに制御することに関する。

本発明を説明するための次の記載において、内燃エンジンは、自動車の一部であるものとする。

まず、図１を参照して、本発明に係わる制御方法を実施しうる自動車の内燃エンジンＮの制御回路について説明する。

本発明に係わる制御回路は、冷却ブランチＢ１と、タップブランチＢ２と、加熱ブランチＢ３とを備え、これらのブランチは、制御バルブＶＣの形態に配置されたアクチュエータの第１出力Ｓ１、第２出力Ｓ２および第３出力Ｓ３にそれぞれ接続された第１端部と、循環ポンプＰＣの形態に配置された別のアクチュエータに、直接または間接的にそれぞれ接続された第２端部を有する。

循環ポンプＰＣは、エンジンＮに接続された出力部を有し、電気的または機械的のこのポンプＰＣは、エンジンＭを冷却するのに必要な冷却流体の流量を制御する。

制御バルブＶＣは、エンジンＮからの（冷却）流体を、３つのブランチＢ１〜Ｂ３内で循環させるためのものであり、流体は、条件に従って、ユニットヒータの冷却またはこれに使用されるように、エンジンＭの入力Ｅに到達する。

冷却ブランチＢ１は、冷却ラジエータＲＲを備えている。このラジエータは、電動ファン（またはファン）ＭＶを含む電動ファンセットに結合されており、かつ膨張容器ＶＥに結合されている。

タップブランチＢ２は、流体のすべて、または一部を、エンジンに出し、少なくとも冷却ブランチＢ１を短絡させるためのものである。

加熱ブランチＢ３は、ユニットヒータＡＥを備え、このユニットヒータは、自動車の乗員コンパートメントを暖房するのに使用される。ユニットヒータＡＥは、必要であれば、別のポンプＰＡに結合できる。

冷却回路は、ポンプＰＣまたはバルブＶＣの作動パラメータ、および適当な場合には、電動ファンＭＶの作動パラメータを決定するための制御モジュールＭＣも備え、これらのポンプ、バルブ、およびファンがパラメータを設定するように、制御命令（または出力データ）の形態のこれらのパラメータを、ポンプ、バルブ、ファンに送る。

この制御回路は、本発明に係わる制御方法を実施するようになっている。この方法は、ポンプＰＣまたはバルブＶＣ、および適当な場合には、電動ファンＭＶを制御するかどうかに応じて、異なる態様で実施される。

より広い一般的原理では、本発明の方法は、特にエンジンＭの温度、エンジンＭが放散する熱、またはエンジンの熱状態のうちの少なくとも１つの他の特定の値から選択された、少なくとも１つの入力データアイテムに従って、冷却回路のアクチュエータ（特にポンプＰＣおよび制御バルブＶＣである）のうちの少なくとも１つを制御するようになっている、少なくとも１つの出力データアイテムを決定することを含んでいる。

従って、ポンプＰＣまたはバルブＶＣの作動は、エンジンＭの少なくとも１つの熱状態を示す入力データに従って制御される。

例えば、決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って、制御バルブＶＣの出力Ｓ１〜Ｓ３のうちの少なくとも１つを制御し、冷却回路内の流体の経路を変えたり、または決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って、ポンプＰＣの速度を制御し、流体の流量を変えたり、または決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１により、ラジエータＲＲを通過する空気流の通過を促進する電動ファンＭＶの回転速度を制御し、流体の温度を変更したりすることが可能である。

前記方法の変形例、または前記方法に加え、エンジンＭの使用の状態を示す少なくとも１つのパラメータを測定し、測定されたパラメータに基づき、エンジンＭの熱状態の特定の値を、評価（または推定）するための予測モデルを使用することもできる。この予測モデルは、パラメータの測定値および同一または等価的なエンジンが同じ使用条件を受けたときに、エンジンＭの熱状態の特定の値の結果の、あらかじめ確立された知識に基づく値を評価するようになっている。この場合、測定されるパラメータは、エジンＭの速度、エンジンＭの負荷、およびエンジンＭに進入する冷却流体の流量または温度とすることができる。

次に、図２を参照し、ポンプＰＣが電動タイプのときに、専らポンプＰＣを制御するための、本発明の第１実施例について説明する。

この第１実施例は、制御モジュールＭＣ内で、燃料の燃焼時に、エンジンＭにより、冷却流体に伝達される熱排出の（第１）予測モデルを使用することに基づく。この予測モデルは、センサが設けられたテスト自動車で行われる一連の測定を含む。この予測モデルは、入力変数、および特にエンジンの速度ＲＭおよびエンジン負荷ＣＭを含む数式に基づいている。この予測モデルは、現在の作動モードを想定した場合のエンジンの将来の熱挙動を予想するのに使用できる。

実際に、エンジン負荷、または速度の急激な変化は（冷却）流体に伝えられる熱量に直接影響を与える。従って、所定の時間で発生する変化は、エンジンＭの燃焼室から、その構成材料（金属）への熱伝達時間、次に、材料から流体への熱伝達時間を想定した場合、いくらかの間、影響を与えるものではない。

この第１の予測モデルは、流体に伝えられる熱排出の定常状態のパワーＰｓｔａｔから、流体に伝えられる熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎを決定するための少なくとも１つの計算モジュールＭ２を含むエンジンＭ１の熱状態の予測モジュールによって管理される。

流体へ伝えられる熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎは、現在の作動モード、およびその環境を想定した場合に、エンジンＭを冷却するために時間Ｎにおいて、エンジンＭに供給しなければならない流体の流量Ｑｍ（ｎ）を決定するための計算モジュールＭ３のための（エンジンの熱状態を示す）入力データアイテムを構成する。

より詳細には、この第１実施例では、計算モジュールＭ３は、３つの入力データアイテム：すなわち、流量に伝えられる熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎ、エンジンＭの入力での流量の温度と、出力における流量の温度との間の所望する差ΔＴ、および流体の目標温度と、自動車のネットワークに接続された予め存在するセンサ（専用ではない）のうちの１つ、または専用センサによって、好ましくはエンジンＭの出力え測定される流体の温度Ｔｆ１との差εに従って、計算モジュールＭ３は、流体の流量Ｑｍ（ｎ）を決定する。

この目的は、例えば１０℃に等しい、選択された温度差ΔＴを制御することにある。

入力データアイテムεは、例えば電子比較器ＣＥによって送られる。この比較器の反転入力（−）には、好ましくは、エンジンＭの出力で測定された流体の温度Ｔｆ１を示す入力変数が供給され、非反転入力（＋）には、好ましくは熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎによって示される目標流体温度（例えば１１０℃／９０℃）を示す入力変数が供給される。

図２に示すように、流体の目標温度を示す入力変数は、予測モジュールＭ１の出力に結合された計算モジュールＭ４によって送られる。この入力変数は、電子比較器ＣＥに対する変数設定ポイントとして働く。

流体の流量Ｑｍ（ｎ）を決定するために、計算モジュールＭ３は、物理計算モデルを使用する。このモデルのパラメータは、３つの入力データアイテムＰｄｙｎ、ΔＴおよびεである。この計算モデルＭ３の出力は、計算された流体流量Ｑｍ（ｎ）を想定した場合に、ポンプＰＣの制御方針を決定するための第１管理モジュールＭＧ１に供給することが好ましい。より詳細には、第１管理モジュールＭＧ１は、ポンプＰＣの作動パラメータＰＦＰを決定し、このパラメータを、制御命令（または出力データ）に変換するためのものである。

図２に示すように、（熱排出の）予測モジュールＭ１は、エンジン速度ＲＭおよびエンジン負荷ＣＭである入力変数の知識に基づき、流体へ伝えられる熱排出の定常状態のパワーＰｓｔａｔを決定するための別の計算サブモジュールＭ５を含むことが好ましい。これら２つの入力変数は、専用センサから送られたか、または自動車のネットワークから取り込まれた測定値から生じたものである。

更に、第１計算サブモジュールＭ２は、流体に伝えられる熱排出の定常状態のパワーＰｓｔａｔだけでなく、時間（ｎ−１）に従う流体流量Ｑｍ（ｎ−１）、すなわち前のレギュレーションループで決定された流体流量の値にも従い、時間ｎに対応する流体流量Ｑｍ（ｎ）を決定するようになっていることが好ましい。

次に図３を参照し、専ら電動タイプであるときのポンプＰＣを制御するための、本発明に係わる方法の第２実施例について説明する。

この第２実施例は、前の実施例の変形例であり、制御モジュール内において、上記モデルとほぼ同一の、燃料の燃焼時にエンジンＭにより、冷却流体へ伝えられる熱排出の（第１の）予測モデルと、エンジンＭを形成する材料の温度の（第２の）予測モデルとを使用することに基づいている。

この第２の予測モデルは、前のモデルと同じように、センサのバッテリーが装備されたテスト自動車で行われた一連の測定値から構成されており、入力変数、特に好ましくは、エンジンＭからの出力で測定された流体の温度Ｔｆ１、および熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎを含む数式に基づいている。この第２の予測モデルは、前に述べた理由から、現在の作動モードが仮定された場合に、エンジンＭの将来の挙動を予想するのにも使用できる。

これら２つの予測モデルは、エンジンの熱状態Ｍ１’の予測モジュールによって管理される。熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎを決定するための、この予測モジュールＭ１’の要素は、これまで説明した要素と同一である（これらは、実際には、計算サブモジュールＭ２およびＭ５である）。

この第２実施例では、予測モジュールＭ１’は、計算サブモジュールＭ２およびＭ５の他に、エンジンＭを形成する材料の温度Ｔｍａｔを決定するための計算サブモジュールＭ６を備え、この材料の温度の決定は、第２の予測モデル、流体に伝えられる熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎ、および好ましくはエンジンＭの出力で測定された流体の温度Ｔｆ１に基づき、好ましくは、前のレギュレーションループで決定された流体流量Ｑｍ（ｎ−１）に従う。

計算サブモジュールＭ６によって送られる、エンジンを形成する材料の温度Ｔｍａｔ、および計算サブモジュールＭ２によって送られる、流体に伝えられる熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎは、現在の作動モード、およびその環境を仮定した場合に、エンジンＭを冷却するために、エンジンＭに対して定数ｎで供給しなければならない流体の流量Ｑｍ（ｎ）を決定するための計算モジュールＭ３’のための（エンジンの熱状態を示す）２つのデータアイテムを形成する。

第１実施例を同じように、流体の流量Ｑｍ（ｎ）を決定するために、計算モジュールＭ３’は、物理的計算モデルを使用し、そのモデルのパラメータ（または変数）は、２つの入力データアイテムＰｄｙｎおよびＴｍａｔである。計算モジュールＭ３’の出力は、前に述べた第１管理モジュールＭＧ１に供給することが好ましく、流体流量Ｑｍ（ｎ）が計算され、より詳細には、ポンプＰＣの作動パラメータＰＦＰが与えられた場合に、ポンプＰＣの制御方針を決定するのに使用される。

機械式タイプのポンプＰＣを用いた場合、このポンプが送る流体流量は、自動車のエンジンの速度に比例することに留意することが重要である。この流体流量は、制御されないが、バルブＶＣを制御するのに役立つ。

次に図４を参照し、電気タイプの制御バルブＶＣの制御専用となっている本発明に係わる方法の第３実施例について説明する。

この第３実施例は、制御モジュールＭＣ内で、前に述べたモデルとほぼ同一の、燃料燃焼時にエンジンＭにより冷却流体へ伝えられる熱排出の第１予測モデルと、ユニットヒータＡＥが放散するパワー、およびラジエータＲＲが放散するパワーのダイナミック計算モデルを使用することに基づいている。

熱排出の予測モデルは、図２を参照して前に説明したエンジンＭ１の熱状態の予測モデルによって管理される。従って、熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎｄを決定するためのこの予測モジュールＭ１の要素Ｍ２およびＭ５は、前に説明したものと同一である。

ユニットヒータＡＥによって放散するパワーのダイナミック計算モデルは、計算モジュールＭ７によって実行される。このダイナミック計算モデルは、センサのバッテリーが装備されたテスト自動車で行われる一連の測定を含んでいる。またこの計算モデルは、入力変数、および特に好ましくはエンジンＭからの出力で測定された流体の温度Ｔｆ１、ユニットヒータに供給される空気の流量Ｄａｉｒ ｕｎｉｔ ｈｅａｔｅｒ、ユニットヒータに供給される流体流量Ｄｆ１ ｕｎｉｔ ｈｅａｔｅｒ、および自動車の外部の温度Ｔｅｘｔを含む数式によって決まる。

自動車の外の温度Ｔｅｘｔは、自動車の乗員コンパートメントの外に位置する温度センサ、または自動車のネットワークによって供給することが好ましい。ユニットヒータに送られる空気の流量は、乗員コンパートメント専用の電動ファンのセットの作動状態ＧＭＶ、および特に電動ファン（またはパルサー）の回転速度ＭＶ、または乗員コンパートメントの換気の制御レベルから推定することが好ましい。ユニットヒータに送られる流体の流量Ｄｆ１ ｕｎｉｔ ｈｅａｔｅｒは、バルブＶＣの現在音作動パラメータから演繹することが好ましい。

従って、計算モジュールＭ７は、ユニットヒータＡＥによって放散されるパワーＰｈｃを出力に送る。この出力は、電子減算器ＳＥのうちの２つの入力の１つに信号を送り、この電子減算器ＳＥの一方の入力には、予測モジュールＭ１によって熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎが供給される。

この電子減算器ＳＥは、その出力に、ラジエータＲＲが放散するパワーの値Ｐｒａｄを送るのに使用され、この値は、現在の作動モード、およびその環境が与えられた場合に、エンジンＭを効果的に冷却するために、バルブＶＣにより、時間ｎにてラジエータＲＲに供給しなければならない流体流量Ｑｒａｄを決定するための計算モジュールＭ８のための入力データアイテムを較正する。

ラジエータＲＲの出力における流体の温度のダイナミック計算モデルは、計算モジュールＭ９にて実現される。この計算モデルは、センサのバッテリーが装備されたテスト自動車で行われる一連の測定を含み、入力変数、特にエンジンＭの出力で好ましくは測定される、流体の温度Ｔｆ１、ラジエータに供給される空気の流量Ｄａｉｒ ｒａｄ、ラジエータに供給される流体の流量Ｄｆ１ ｒａｄ、および自動車の外側の温度Ｔｅｘｔを含む数式に依存する。

自動車の外部の温度Ｔｅｘｔは、自動車の乗員コンパートメントの外側に設置された温度センサによって供給することが好ましく、ラジエータに供給される空気の流量Ｄａｉｒ ｒａｄは、電動ファンＭＶの回転速度、および自動車の速度から推定することが好ましい。ラジエータに供給される流体流量Ｄｆ１ ｒａｄは、バルブＶＣの現在音作動パラメータから推定することが好ましい。

従って、計算モジュールＭ９は、ラジエータＲＲから出力された流体の温度Ｔｓ ｒａｄを、その出力に送る。この流体の温度Ｔｓ ｒａｄは、計算モジュールＭ８のための別の入力データを構成する。

計算モジュールＭ８は、好ましくはエンジンＭの出力で測定された流体の温度Ｔｆ１も受信し、この出力は、入力データアイテムの更に別のアイテムを構成する。

この計算モジュールＭ８は、物理計算モデルを使って、ラジエータＲＲに供給しなければならない流体の流量Ｑｒａｄを決定するのに使用される。この物理計算モデルの変数は、入力データアイテムＰｒａｄ、Ｔｓ ｒａｄおよびＴｆ１である。この出力は、電子加算器ＡＤの２つの入力の１つに流体流量Ｑｒａｄを供給する。この電子加算器ＡＤの第２入力は、補正モジュールＭＣＴが送った補正値Ｃ（Ｚ）を受信することが好ましい。このようにして、流体の温度を、閉ループモードでレギュレートできる。

図４に示すように、補正モジュールＭＣＴは、図２を参照して前に説明した第１実施例における計算モジュールＭ３のための入力データとして使用される同じデータであることが好ましい差εに従って、各補正値Ｃ（Ｚ）を決定するようになっていることが好ましい。この差εは、流体の目標温度と、好ましくはエンジンＭからの出力で測定された流体の温度Ｔｆ１との間の差を示していることが思い出されるはずである。

入力データアイテムεは、例えば電子比較器ＣＥから送られる。この比較器の反転入力には、流体の温度Ｔｆ１を示す入力変数が供給され、比較器の非反転入力には、予測モジュールＭ１で送られる熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎを想定した場合に、計算モジュールＭ４が送る流体の目標温度を示す入力変数が供給される。

電子加算器ＡＤの出力は、流体流量Ｑｒａｄおよび補正ファクターＣ（Ｚ）を想定した場合に、バルブＶＣの制御方針を決定するための第２管理モジュールＭＧ２に供給されることが好ましい。より詳細に説明すれば、第２管理モジュールＭＧ２は、バルブの作動パラメータＰＦＶを決定し、このパラメータを制御命令（または出力データ）に変換するのに使用される。

次に図５を参照し、電気タイプの制御バルブＶＣの制御、および電気タイプのポンプＰＣの制御専用となっている、本発明に係わる方法の第４実施例を説明する。

この第４実施例は、図３および図４を参照して前に説明した第２実施例と第３実施例との組み合わせと見なすことができる。より詳細に説明すれば、この実施例は、第３実施例（図４）のすべてを含み、予測モジュールＭ１を、第２実施例（図３）のすべてに置き換えている。従って、この第４実施例では、予測モジュールＭ１’の第１計算サブモジュールＭ２の出力は、熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎを、エンジンの流体流量計算モジュールＭ’３に送るだけでなく、電子減算器ＳＥの２つの入力のうちの１つ、および目標計算モジュールＭ４にも送る。

従って、この計算モジュールＭＣは、この場合、第１管理モジュールＭＧ１を介して、ポンプＰＣのための制御命令ＰＦＰを送るだけでなく、第２管理モジュールＭＧ２を介して、バルブＶＣのための制御命令ＰＦＶも送ることができる。

更に図５に示すように、計算モジュールＭＣは、冷却ラジエータＲＲに結合された電動ファンＭＶのための制御命令（または出力データ）を送ることもできる。この場合、この計算モジュールは、計算モジュールＭ９によって計算された流体の温度Ｔｓ ｒａｄの値を含む入力データを想定した場合に、電動ファンＭＶの制御方針を決定するための第３管理モジュールＭＧ３を含んでいる。より詳細には、この第３管理モジュールＭＧ３は、電動ファンＭＶの作動パラメータＰＦＭＶを決定し、このパラメータを、制御命令（または出力データ）に変換するのに使用される。

次に、図６を参照し、本発明に係わる方法の第５実施例について説明する。この第５実施例も、電気タイプの制御バルブＶＣの制御、および電気タイプのポンプＰＣの制御専用となっている。

第５実施例は、図５を参照して前に説明した第４実施例の変形例である。第５実施例は、図２および図４を参照して前に説明した、第１実施例と第３実施例の組み合わせと見なすことができる。より詳細には、この実施例は、予測モジュールＭ１に、第１実施例（図２）の計算モジュールＭ３および第１管理モジュールＭＧ１を加えた第３実施例（図４）のすべてを含んでいる。

従って、この第５実施例では、予測モジュールＭ１の第１計算サブモジュールＭ２の出力は、熱排出のダイナミックパワーＰｄｙｎを、電子減算器ＳＥの２つの入力のうちの１つ、およびターゲット計算モジュールＭ４に送るだけでなく、エンジンの流体流量計算モジュールＭ３にも送る。

更に、電子比較器ＣＥの出力は、差εを補正モジュールＭＣＴに送るだけでなく、エンジンの流体流量計算モジュールＭ３にも送る。この流体流量計算モジュールＭ３は、入力データアイテムΔＴも受信し、第１管理モジュールＭＧ１に流体流量Ｑｍ（ｎ）を供給し、この管理モジュールＭＧ１が、ポンプＰＣのための対応する制御命令（または出力データ）ＰＦＰを決定するようにする。

更に、図６に示され、かつ図５に示された第４実施例のように、計算モジュールＭＣは、流体の温度Ｔｓ ｒａｄが想定された場合に、電動ファンＭＶの制御方針を決定するための第３管理モジュールＭＧ３を含んでいる。

本発明に係わる制御モジュールＭＣは、電子回路、ソフトウェアモジュール（またはコンピュータモジュール）、またはソフトウェアモジュールと電子回路との組み合わせの形態で実施できる。

本発明によれば、冷却回路内に多数のセンサを組み込まなくても、冷却流体の温度を、正確かつ永続的にレギュレートすることが可能である。これによって、エンジンの冷間始動時に、吸引空気と燃料との混合を最適にし、従って、エミッションを有利に制限でき、従って、特に触媒コンバータが有効となる前に、排ガスのエミッションのレートの低減を最適にできる。またこれによって、条件に従い、アクチュエータ（バルブ、ポンプおよび電動ファン）を作動させることも可能となり、従って、それらの消費量を最小にすることも可能となる。更に、これによって、より高い温度で、冷却流体をレギュレートすることにより、燃費を低減することが可能となる。

本発明は、単なる例として示した上記冷却回路および制御方法だけに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨の範囲内で、当業者が考え付くことのできるすべての変形例を含むものである。

本発明に係わる方法を実施するための自動車のエンジンの冷却回路を、機能的に示す略図である。 電気タイプの循環ポンプの制御専用となっている、本発明に係わる方法の第１実現例を可能にする制御モジュールの第１実施例を示す略図である。 電気タイプの循環ポンプの制御専用となっている、本発明に係わる方法の第２実現例を可能にする制御モジュールの第２実施例を示す略図である。 電気タイプの循環ポンプの制御専用となっている、本発明に係わる方法の第３実現例を可能にする制御方法の第３実施例を示す略図である。 電動タイプのポンプ、電動タイプのバルブおよび必要な場合には電動ファンの制御専用となっている、本発明に係わる方法の第４実現例を可能にする制御モジュールの第４実施例を示す略図である。 電気タイプのポンプ、電気タイプのバルブおよび必要な場合には電動ファンの制御専用となっている、本発明に係わる方法の第５実現例を可能にする制御モジュールの第５実施例を示す略図である。

符号の説明

Ｍ エンジン
Ｂ１ 冷却ブランチ
Ｂ２ タップブランチ
Ｂ３ 加熱ブランチ
Ｓ１ 第１出力
Ｓ２ 第２出力
Ｓ３ 第３出力
ＶＣ 制御バルブ
ＰＣ 循環ポンプ
ＲＲ 冷却ラジエータ
ＭＶ 電動ファン
ＶＥ 膨張容器
ＡＥ ユニットヒータ
ＰＡ 追加ポンプ
ＭＣ 制御モジュール
Ｓ１〜Ｓ３ 出力
Ｍ１ 予測モジュール
Ｍ２ 計算サブモジュール
Ｍ３ 計算モジュール
ＣＥ 電子比較器
ＲＭ エンジン速度
ＣＭ エンジン負荷

Claims (31)

1. 流体の流量または温度の変更、または前記回路内で流体がとる経路を変更できるように制御される少なくとも１つのアクチュエータ（ＰＣ、ＶＣ）を備えた、冷却流体が通過するエンジンＭの冷却回路の制御方法において、
   エンジン（Ｍ）の温度、エンジン（Ｍ）が放散する熱またはエンジン（Ｍ）の熱状態の少なくとも１つの他の特定の値から選択された少なくとも１つの入力データアイテムに従い、前記アクチュエータ（ＰＣ、ＶＣ）を制御するようになっている少なくとも１つの出力データアイテムを決定することを特徴とする、エンジン（Ｍ）の冷却回路の制御方法。
2. 前記回路は、循環ポンプ（ＰＣ）の形態とされた第１アクチュエータの作用により、冷却流体が通過し、制御バルブ（ＶＣ）の形態とされた第２アクチュエータを介して、前記冷却流体が供給され、前記制御バルブは、前記エンジン（Ｍ）からの流体が供給される入力（Ｅ）、およびエンジンラジエータ（ＲＲ）に接続された第１出力（Ｓ１）、前記ラジエータ（Ｂ２）からのタップブランチに接続された第２出力（Ｓ２）、および加熱ユニットヒータ（ＡＥ）に接続された第３出力（Ｓ３）を有し、前記ラジエータ（ＲＲ）、前記タップブランチ（Ｂ１）およびユニットヒータ（ＡＥ）は、前記ポンプ（ＰＣ）に接続されており、前記決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って、前記制御バルブ（ＶＣ）の前記出力のうちの少なくとも１つを制御して、前記流体の経路を変えるか、または前記決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って前記ポンプ（ＰＣ）の速度を制御し、前記流体の流量を変更するか、または前記決定された出力データアイテムのうちの少なくとも１つを使って、前記ラジエータ（ＲＲ）の空気流の通過を促進するファンの回転速度を制御し、流体の温度を変更させるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記エンジンの使用の状態を示す少なくとも１つのパラメータを測定し、前記測定されたパラメータに基づき、前記エンジン（Ｍ）の熱状態の前記特定の値を評価するように、予測モデルを使用し、前記予測モデルは、前記パラメータの測定値、および同一または等価的なエンジンが同じ使用状態を受けたときの前記エンジンの熱状態の前記特定の値の結果の、予め確立された知見に基づき、前記値を評価するようになっている、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記パラメータは、エンジン（Ｍ）の速度、エンジン（Ｍ）の負荷、エンジン（Ｍ）に進入する前記冷却流体の流量、または温度であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記エンジン（Ｍ）の少なくとも１つのパラメータ、および前記流体温度の測定値に従い、前記ポンプ（ＰＣ）の出力データを決定することを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記ポンプ（ＰＣ）が機械式タイプである場合に、エンジン（Ｍ）の速度、およびバルブ（ＶＣ）の位置に従って、エンジン（Ｍ）内を循環する流体の流量を決定することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記ポンプ（ＰＣ）が電気タイプのものである場合に、エンジン（Ｍ）の熱状態を示す入力データに従い、流量の計算モデルから、エンジン（Ｍ）内を循環する流体の流量を決定することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
8. 前記入力データは、前記エンジン（Ｍ）により、前記流体に伝えられる熱排出のダイナミックパワーを示す第１の入力データアイテムを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記エンジン（Ｍ）の作動の第１予測モデルに従って、前記熱排出のダイナミックパワーを決定することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記エンジン（Ｍ）の作動の第１予測モデルは、前記エンジンの熱排出の定常状態のパワー、および前の制御に対して計算されたエンジン（Ｍ）内を循環する流体の流量の値に従い、熱排出のダイナミックパワーを計算するためのエンジンの熱排出のダイナミック計算モデルを含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記エンジンの作動の第１予測モデルは、前記エンジン（Ｍ）の速度および負荷に従い、前記熱排出の定常状態のパワーを計算するためのエンジンの熱排出の定常状態の計算モデルを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記入力データは、エンジン（Ｍ）の入力における流体の温度と出力における前記流体の温度の所望する差を示す第２入力データアイテム、または前記流体の目標温度と前記流体の温度の測定値との差を示す第３入力データアイテムを含むことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記目標流体温度は、熱排出のダイナミックパワーの関数であることを特徴とする、請求項１２と組み合わせた請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
14. 前記入力データは、前記エンジン（Ｍ）のうちの一部を形成する材料の温度を示す第２入力データアイテムを含むことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
15. 前記エンジン（Ｍ）の作動の第２予測モデルに従って、前記材料の温度を決定することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 前記エンジン（Ｍ）の作動の第２予測モデルは、熱排出のダイナミックパワー、前記流体の温度の測定値、および前の制御に対して計算された前記エンジン（Ｍ）内で循環する流体の流量に従って、前記材料の温度を計算するためのダイナミック計算モデルを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 前記エンジン（Ｍ）の出力における流体の温度の測定値を決定することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記回路は、循環ポンプ（ＰＣ）の形態に配置された第１アクチュエータの作用により、前記冷却流体が通過し、制御バルブ（ＶＣ）の形態に配置された第２アクチュエータを介して、前記冷却流体が供給され、前記制御バルブは、前記エンジン（Ｍ）からの流体が供給される入力（Ｅ）、およびエンジンラジエータ（ＲＲ）に接続された第１出力（Ｓ１）、前記ラジエータ（Ｂ２）からのタップブランチに接続された第２出力（Ｓ２）、および加熱ユニットヒータ（ＡＥ）に接続された第３出力（Ｓ３）を有し、前記エンジン（Ｍ）の出力における流体の温度の測定値、前記ラジエータ（ＲＲ）が放散するパワー、および前記ラジエータ（ＲＲ）の出力における流体の温度を示す入力データに従い、流量の計算モデルに基づき計算された、前記ラジエータ（ＲＲ）内を循環する流体の流量の少なくとも関数として、前記バルブ（ＶＣ）の出力データを決定することを特徴とする、請求項２〜１７のいずれかに記載の方法。
19. センサを使って、前記ラジエータ（ＲＲ）の出力における流体の温度を測定することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 前記ラジエータ（ＲＲ）の出力における流体の前記温度を決定することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
21. 熱排出の前記ダイナミックパワー、および前記ユニットヒータ（ＡＥ）が放散するパワーに基づき、前記ラジエータ（ＲＲ）が放出するパワーを決定することを特徴とする、請求項１８または２０に記載の方法。
22. 前記流体の温度の測定値、外部の温度、前記ラジエータ（ＲＲ）に供給される空気の流量、および前記ラジエータ（ＲＲ）内の流体の流量に依存するダイナミック計算モデルを使って、ラジエータ（ＲＲ）の出力における流体の前記温度を決定することを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
23. 電動ファン（ＭＶ）の回転速度、および変位速度を示す少なくとも１つのデータアイテムに基づき、前記ラジエータ（ＲＲ）に供給される空気の前記流量を決定することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 熱排出のダイナミックパワーおよび前記ユニットヒータ（ＡＥ）が放散するパワーに基づき、前記ラジエータ（ＲＲ）が放散するパワーを決定することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
25. 前記流体の温度の測定値、外部の温度、前記ラジエータ（ＲＲ）に供給される空気の流量、および前記ラジエータ（ＲＲ）内の流体の流量に依存するダイナミック計算モデルを使って、前記ユニットヒータ（ＡＥ）が放散するパワーを決定することを特徴とする、請求項２１〜２４のいずれかに記載の方法。
26. 電動ファンセットの作動を示すデータアイテムに基づき、前記ユニットヒータ（ＡＥ）に供給される空気の前記流量を決定することを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
27. 電動ファン（ＭＶ）の少なくとも回転速度または制御レベルに基づき、ユニットヒータ（ＡＥ）に供給される空気の前記流量を決定することを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
28. 前記ラジエータ（ＲＲ）内を循環する流体の流量、および補正データアイテム（Ｃ（Ｚ））に従って、前記バルブ（ＶＣ）の出力データを決定することを特徴とする、請求項１８〜２７のいずれかに記載の方法。
29. 前記流体の目標温度と、前記流体の温度の測定値との差に従い、前記補正データアイテム（Ｃ（Ｚ））を決定することを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
30. 前記流体の目標温度は、熱排出の前記ダイナミックパワーに依存することを特徴とする、請求項２９と組み合わせた、請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
31. 前記ラジエータ（ＲＲ）の出力における流体の温度に従い、前記ラジエータ（ＲＲ）に関連する電動ファン（ＭＶ）の作動を制御するようになっている出力データを決定することを特徴とする、請求項２１〜３１のいずれかに記載の方法。

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