CN102301113A - 车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

具备：控制车载的内燃机10的运行状态的热源控制部P4；必要热量算出部P1，其算出利用从内燃机10经由发动机冷却水供给的热的加热器芯需要的发动机水温以及需要该发动机水温的时刻；推定继续当前的内燃机10的运行状态时的上述时刻的发动机水温的供给热量推定部P2；以及发热量增加要求部P3，其在供给热量推定部P2推定出的发动机水温比必要热量算出部P1算出的发动机水温低时，对热源控制部P4要求内燃机10的发热量的增加，从而能够更有效且适当地进行加热器芯需要的热的供给。

Description

车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及用于实现车辆中的热的效率利用的车辆的控制装置。

背景技术

在车辆上搭载有供暖装置、油加温器那样的利用内燃机产生的热的多个设备。而且，近年以来，由于为了改善燃料经济性能进行的内燃机的高效率化、小型化，内燃机产生的热量有减少的倾向，确保必要的热量变得困难。由此，期望热利用的效率化。

以往，提出了专利文献1记载的控制装置，作为在具备小排气量、发热量少的内燃机的车辆中以确保供暖装置需要的热量为目的的控制装置。该文献中记载的控制装置，根据内燃机正在怠速运行、供暖装置正在工作中、发动机水温未达到设定值、以及发动机水温的上升率未达到设定值的、各条件的成立，实施基于怠速旋转速度的上升以及点火正时延迟的内燃机的发热量增加控制。

这样以往的车辆的控制装置，在判定为发动机水温低、且它的上升率低、向供暖装置供给的热量不足时，通过怠速转速的上升以及点火正时的延迟来增加内燃机的发热量。因此，根据这样的控制装置，可以在一定程度上抑制供暖装置的供暖性能的降低。

专利文献1：日本特开2005-16465号公报

发明内容

这样的以往的车辆控制装置，如果当时的发动机水温低以及它的上升率低，则与供暖装置的热要求的多少无关，通常实施使内燃机的发热量增加控制。另外，发热量增加控制与供暖装置的热要求的多少无关，以一样的方式进行。因此，会发生从内燃机向供暖装置的热供给量过度不足的情况，如此很难说实现了高效的热利用。

并且，这种热利用效率不适当的问题不限于供暖装置，一般在利用车载热源的热的设备共有。

本发明的目的是提供能够更高效并且适当地进行车载的热利用设备需要的热的供给的车辆控制装置。

为了达成上述目的，本发明的车辆的控制装置，包括：控制搭载于车辆的热源的运行状态的热源控制部；算出利用上述热源产生的热的热利用设备将来需要的热量的必要热量算出部；推定上述热源将来能够向上述热利用设备供给的热量的供给热量推定部；发热量增加要求部，其当上述供给热量算出部推定出的指标值指示的热量少于上述必要热量算出部算出的指标值指示的热量时，对上述热源控制部要求增加上述热源的发热量。

如上所述的本发明，对比利用车载的热源的热的热利用设备将来需要的热量的指标值的算出结果和热源将来能够向热利用设备供给的热量的指标值的推定结果。而且，如果热源将来能够向热利用设备供给的热量小于热利用设备将来需要的热量，则对控制热源的运行状态的热源控制部发出发热量的增加要求。如此，在本发明中，基于对比热利用设备将来需要的热量的指标值以及热源将来能够向热利用设备供给的热量的指标值，判断可否进行热源的发热量增加要求。而且，根据发热量增加的要求，实施增加热源的发热量的控制。因此，在本发明中，只在热源对热利用设备将来能够供给的热量相对于热利用设备将来需要的热量不足，进行热源的发热量增加的控制。因此，根据本发明，能够更高效并且合适的进行驶载的热利用设备需要的热的供给。

作为热量的指标值，能够使用与从热源供给到热利用设备的热量相关的任意的参数。例如，作为热量的指标值，可以采用从热源向热利用设备传递热的中介的热传递介质的温度、热源间歇的产生热的情况下该热源的热的产生时间等。还可以使用热量本身的值作为热量的指标值。

另一方面，如果要更正确的判定从热源到热利用设备的供给热量过度不足，可以将上述必要热量算出部构成为算出热利用设备需要的热量的指标值以及需要该热量的时刻，并且将上述供给热量推定部构成为推定在上述算出的时刻热源能够向热利用设备供给的热量的指标值即可。另外，将供给热量推定部构成为求出热源能够向热利用设备供给的热量的指标值的将来的推移曲线，根据上述求出的推移曲线推定在上述时刻能够供给的热量的指标值，则能够进行更加正确的供给热量的过度不足的判定。

另外，热利用设备是用于对车室内供暖的供暖装置的加热器芯的情况下，可以将必要燃料算出部构成为基于供暖装置的设定温度以及车室内外的环境条件算出该供暖装置的暖风的吹出温度，根据该算出的吹出温度算出上述热量的指标值以及上述时刻。

热源产生的热量根据热源的运行状况变化。因此，在发热量少的条件下继续热源运行的情况下，会过大评价热源向热利用设备将来能够供给的热量，从而导致对热利用设备的供给热量的不足。在此种情况下，如果将供给热量推定部构成为以热源在发热量少的条件下运行为前提进行热量的指标值的推定，则能够避免向热利用设备的供给热量的不足。

同时，在经由热传递介质进行从热源向热利用设备的热供给的情况下，可以构成为必要热量算出部以及供给热量推定部进行作为热传递介质的温度的热量的指标值的算出以及推定。举例来说，可以考虑上述热源是内燃机，上述热传递介质是所述内燃机的冷却水的情况。

另外，为了进行更高效的热供给，可以将热源控制部构成为：作为针对发热量增加要求部的发热量增加要求进行的热源的发热量增加控制包括多个控制，根据供给热量推定部推定出的指标值指示的热量相对于必要热量算出部算出的指标值指示的热量的不足程度，从上述多个控制中选择应该实施的热量增加控制。这种情况下，如果将热源控制部构成为：作为发热量增加控制包括：热生成效率高但能够增加的热源的发热量小的第一控制以及能够增加的热源的发热量大但热生成效率低的第二控制，分别在热量的不足程度小时选择第一控制，在热量的不足程度大时选择第二控制，则能够高效的进行针对发热量的增加要求的应答。同时，在热源是内燃机的情况下，通过将热源控制部构成为：作为发热量的增加控制包括：排气门的延迟打开控制和点火正时的延迟角控制，分别在热量的不足程度小时选择排气门的延迟打开控制，在热量的不足程度大时选择点火正时的延迟角控制，由此能够更高效的进行热供给。

为了达成上述目的，本发明所述的另一车辆的控制装置，包括：控制搭载于车辆的热源的运行状态的热源控制部；必要热量算出部，其算出确保利用从上述热源经由热传递介质供给的热的热利用设备要求的热量所需要的热传递介质的温度以及需要该温度的时刻；推定在继续当前的热源运行状态时在上述时刻的热传递介质的温度的供给热量推定部；发热量增加要求部，其当上述供给热量推定部推定出的热传递介质的温度低于上述必要热量算出部算出的热传递介质的温度时，对上述热源控制部要求增加上述热源的发热量。

在上述的本发明中，通过必要热量算出部算出确保热利用设备要求的热量所需要的热传递介质的温度以及需要该温度的时刻。另外，通过供给热量推定部推定继续当前的热源的运行状态时在上述时刻的热传递介质的温度。而且，当供给热量推定部推定出的热传递介质的温度低于必要热量算出部算出的热传递介质的温度时，对控制热源的运行状态的热源控制部要求增加热源的发热量。也就是说，在本发明中，在弄清热利用设备在何时需要何种程度的热传递介质的温度的基础上，判定热源产生热量的过度不足。因此，根据本发明，能够更高效并且适当的进行对车载的热利用设备需要的热的供给。

并且，这样的本发明，能够适用于热源是内燃机，热传递介质是该内燃机的冷却水的车辆。另外，在热利用设备是供暖装置的加热器芯的情况下，可以将必要燃料算出部构成为：基于供暖装置的设定温度以及车室内外的环境条件，算出该供暖装置的暖风的吹出温度，根据该算出的吹出温度算出热传递介质的温度以及需要该温度的时刻。

另外在此种情况下，如果将供给热量推定部构成为以热源在发热量少的条件下运行为前提进行热传递介质的温度的推定，则能够避免向热利用设备的供给热量不足的情况。

在上述的本发明的车辆的控制装置中，为了更高效的进行热供给，可以将热源控制部构成为：根据供给热量推定部推定出的热传递介质的温度相对于必要热量算出部算出的热传递介质的温度的不足程度，可变地设定针对发热量增加要求部的发热量增加要求进行的热源的发热量增加控制的内容。

另外，为了更高效的进行热供给，可以将热源控制部构成为：作为针对发热量增加要求部的发热量增加要求进行的热源的发热量增加控制包含多个控制，根据供给热量推定部推定出的热传递介质的温度相对于必要热量算出部算出的热传递介质的温度的不足程度，从多个控制中选择应该实施的发热量增加控制。这种情况下，如果将热源控制部构成为：作为发热量增加控制包括：热生成效率高但能够增加的热源的发热量小的第一控制以及能够增加的热源的发热量大但热生成效率低的第二控制，分别在热传递介质的温度的不足程度小时选择第一控制，在该温度的不足程度大时选择第二控制，则能够高效的进行针对发热量的增加要求的应答。同时，在热源是内燃机的情况下，通过将热源控制部构成为：作为发热量增加控制包括：排气门的延迟打开控制和点火正时的延迟角控制，分别在热传递介质的温度的不足程度小时选择排气门的延迟打开控制，在该温度的不足程度大时选择点火正时的延迟角控制，可以高效的进行热供给。

另一方面，存在根据热源的运行状态，改变为了实施最合适的发热量增加控制的内容。于是，如果将热源控制部构成为：作为针对发热量增加要求部的发热量的增加要求进行的热源的发热量增加控制包含多个控制，根据热源的运行状态从所述多个控制中选择应该实施的发热量增加控制，则能够根据此时的热源的运行状态进行合适的发热量增加控制。最合适的发热量增加控制的选择，例如通过将热源控制部构成为选择在当时的热源的运行状态下热生成效率最高的控制作为应该实施的发热量增加控制，能够实现。例如，在热源是内燃机的情况下，如果将热源控制部构成为：作为发热量增加控制包括：排气门的延迟打开控制和点火正时的延迟角控制，分别在内燃机的转速低时选择排气门的延迟打开控制，在内燃机的转速高时选择点火正时的延迟角控制，则能够进行最合适的发热量增加控制的选择。

并且，由于针对发热量增加要求部的发热量的增加要求进行的发热量增加控制的实施，存在热源的运行状态改变从而对车辆的行驶产生影响的情况。另外，在车辆行驶中，实施与发热量增加要求以外的要求相应的热源的运行控制。因此，如果在车辆行驶中实施发热量增加控制，则需要基于这样的其他要求进行的热源的运行控制与发热量增加控制间的调停，控制会复杂化。于是，如果将热源控制部构成为：在热源的要求负荷为零时实施针对发热量增加要求部的发热量增加要求进行的发热量增加控制，则不受兼顾与车辆行驶、其他的运行控制的制约，能够相对自由的进行发热量增加控制。

附图说明

图1是表示本发明的车辆控制装置的原理结构的框图。

图2是示意表示本发明的车辆控制装置的第一实施方式适用的车辆的冷却系统的结构的框图。

图3是示意表示该实施方式中发热量增加控制的实施相关的控制系统的结构的框图。

图4是表示该实施方式中采用的发热量增加要求控制例程的处理顺序的流程图。

图5是表示该实施方式中采用的发热量增加控制例程的处理顺序的流程图。

图6是表示本发明的车辆的控制装置的第二实施方式采用的发热量增加控制例程的处理顺序的流程图。

具体实施方式

首先说明本发明的车辆的控制装置的原理结构。

如图1所示，车辆具备：产生热的热源1以及控制该热源1的热源控制部2。热源1是例如内燃机、马达、变换器、燃料电池等。

另外，车辆具备利用热源1的热的热利用设备3。热利用设备3，例如是供暖装置的加热器芯、变速箱的油加温器、电池、马达、差速器、燃料电池组件、蓄热装置等。通常，经由冷却水等的热传递介质进行从热源1向热利用设备3的热的供给。

进一步的，本发明的车辆控制装置具备推定热源1将来能够向热利用设备3供给的热量的供给热量推定部4。供给热量推定部4，基于当前热源1的运行状况，推定将来热源1应该能够向热利用设备3供给的热量。并且，在经由热传递介质进行从热源1到热利用设备3的热供给的情况下，能够使用该热传递介质的温度作为向热利用设备3供给的热量的指标值。此种情况下，供给热量推定部4，可以构成为推定在以当前的状态运行热源时的热传递介质的将来的温度推移。

另外，本发明的车辆的控制装置具备算出热利用设备3将来需要的热量的必要热量算出部5。必要热量算出部5，基于当前的热利用设备3的运行状况，算出将来热利用设备3需要的热量。如果在经由冷却水等热传递介质进行从热源1到热利用设备3的热供给，则可以使用该热传递介质的温度作为热利用设备3需要的热量的指标值。此种情况下，必要热量算出部5，可以构成为算出热利用设备3需要的热传递介质的温度以及需要该温度的时刻。

除此之外，本发明的车辆控制装置具备发热量增加要求部6。发热量增加要求部6，比较供给热量推定部4的推定出的热量(将来的供给热量)和必要热量算出部5的推定出的热量(将来的必要热量)。而且，发热量增加要求部6，在确认热源1的将来的供给热量对于热利用设备3将来的需要热量不足时，对热源控制部2输出发热量增加要求。接收到发热量增加要求的热源控制部2控制热源1使得热源1的发热量增加。

如上所述的本发明，基于热利用设备3将来需要的热量和热源1对热利用设备3将来能够供给的热量的对比，判定可否进行热源1的发热量增加要求。而且，根据发热量增加的要求，实施为了使热源1的发热量增加的控制。因此，相对于热利用设备3将来需要的热量，热源1对热利用设备3将来能够供给的热量不足时，进行热源1的发热量增加的控制。因此，能够高效并且适当的进行热利用设备3需要的热的供给。

(第一实施方式)

接着，关于将本发明的车辆的控制装置具体化后的第一实施方式，参照图2～图5做详细的说明。并且本实施方式，以车载的内燃机作为热源，进行车室内的供暖的供暖装置的加热器芯作为热利用设备的情况为例来说明。

图2示出实施方式适用的车辆的冷却系统的结构。作为热源的内燃机10的气缸盖11以及气缸体12形成了水套，冷却水通过水泵13在其内部循环。

通过了气缸盖11以及气缸体12后的冷却水，在发动机水温充分高时，在散热器14中被冷却之后，再次回流到内燃机10。另一方面，在发动机水温低时，通过恒温器15关闭冷却水通过散热器14的循环路径，绕开散热器14通过旁通通路16进行冷却水的循环。

另外，通过了气缸盖11以及气缸体12后的冷却水的一部分，还送到供暖装置的加热器芯17、对ATF加温的ATF加温器18，节气门体19。加热器芯17通过冷却水的热对送到车室内的空气进行加温。ATF加温器18通过冷却水的热加温变速箱的动作油(ATF)。另外，通过向节气门体19供给冷却水，通过冷却水的热加温节气门，由此防止由于结冰导致的节气门的动作不良。

上述的车辆，作为热利用设备的供暖装置的加热器芯17，经由作为热传递介质的冷却水接受来自内燃机10的热的供给，通过该热加温空气。因此，在发动机水温低的内燃机10的冷启动时，不能得到充分的热，不能充分发挥供暖性能。于是，本实施方式的车辆的控制装置，在从内燃机10向加热器芯17供给的热量不足时，实施增加内燃机10的发热量的发热量增加控制。

图3示出这样的发热量增加控制的实施相关的控制系统的结构。车辆的控制系统以电子控制单元20为中心构成。向电子控制单元20输入检测车辆的行驶状况的各种传感器的信号。而且，电子控制单元20，基于这些传感器的检测结果，驱动车载的各种执行器，从而控制车辆。如该图中所示，电子控制单元20具备：必要热量算出部P1、供给热量推定部P2、发热量增加要求部P3以及热源控制部P4。

必要热量算出部P1，基于供暖装置的设定温度以及车室内外的环境条件，算出为了确保充分的供暖性能加热器芯17需要的发动机水温(必要水温)以及需要该发动机水温的时刻。更加详细的，必要热量算出部P1，根据基于供暖装置的设定温度Tset、室内温度TR、外部气体温度Tam以及日照量Ts算出的供暖装置的暖风吹出温度算出加热器芯17需要的发动机水温以及需要该发动机水温的时刻。而且，必要热量算出部P1将这样算出的发动机水温以及时刻发送到发热量增加要求部P3。

供给热量推定部P2，基于内燃机10的运行状况，求出发动机水温的将来的推移曲线。更加详细的，供给热量推定部P2，基于当前的内燃机转速NE、内燃机转矩Te、发动机水温ethw以及外部气体温度Tam，算出发动机水温的推移曲线。并且图3中，发动机水温的推移曲线是一次曲线，也就是直线。从如此算出的推移曲线，可以求出必要热量算出部P1算出的上述时刻的发动机水温的推定值。而且，供给热量推定部P2将这样算出的推移曲线发送到发热量增加要求部P3。

并且，供给热量推定部P2，假定车辆在内燃机10的发热量少的状态下行驶，具体假定为车辆以40km/h程度在平地定速行驶，算出发动机水温的推移曲线。如此能够谨慎的估计发动机水温的上升，可靠地在必要的时刻向加热器芯17供给必要的热量。

发热量增加要求部P3比较必要热量算出部P1的算出结果和供给热量推定部P2的推定结果。而且，发热量增加要求部P3通过该比较，确认是否从内燃机10供给到加热器芯17的热量不足，如果不足的话，向热源控制部P4

输出发热量增加要求。具体而言，发热量增加要求部P3，根据供给热量推定部P2求出的发动机水温的推移曲线，求出必要热量算出部P1算出的上述时刻的发动机水温的推定值(推定水温)，将此值和必要热量算出部P1算出的发动机水温(必要水温)比较。而且，如果推定水温低于必要水温，则发热量增加要求部P3判定为存在供给热量不足。

负责控制作为热源的内燃机10的控制的热源控制部P4，当接收发热量增加要求时，实施发热量增加控制，使内燃机10的发热量增加。此时的热源控制部P4，根据内燃机10的发热量的不足程度(必要水温和推定水温之差)以及内燃机10的运行状态，从预先准备好的多个发热量增加控制中选择最高效率的控制进行实施。

本实施方式中，热源控制部P4，作为发热量增加控制，具备以下3种控制，也就是，排气门的延迟打开的控制、点火延迟角控制以及怠速控制。

排气门的延迟打开控制，是热源控制部P4驱动内燃机10具备的气门正时可变机构延迟排气门的打开时刻，并且延迟点火时刻，从而促进发动机水温的上升。如果延迟排气门的打开时刻，则内部EGR增大，燃烧变得缓慢。另外，热的已燃气体更长期间留在燃烧室内。因此，通过排气门的延迟打开，内燃机10的热损失增加，从燃烧气体向冷却水传递的热量增加，从而促进发动机水温的上升。

点火延迟角控制，是热源控制部P4，通过延迟内燃机10的点火时刻，促进发动机水温的上升。如果延迟点火时刻，则内燃机10的输出转矩降低，相应地，热损失增加。因此，也可以通过延迟点火时刻，促进发动机水温的上升。

怠速控制，是热源控制部P4通过将内燃机10的空转速度与通常相比上升，促进发动机水温的上升。

而且，本实施方式中，热源控制部P4根据供给热量推定部P2推定出的推定水温相对于必要热量算出部P1算出的必要水温的不足程度，可变的设定针对发热量增加部P3的发热量的增加要求进行的内燃机10的发热量增加控制的内容。更加详细的，热源控制部P4，根据推定水温相对于必要水温的不足程度来选择实施上述三个热量增加控制中哪一控制。具体的，推定水温相对于必要水温的不足程度小时，选择热生成效率高但可以增加的内燃机10的发热量小的控制，在推定水温相对于必要水温的不足程度大时，选择可以增加的内燃机10的发热量大但热生成效率低的控制。

内燃机10的空转运行时，按照排气门的延迟打开控制、点火延迟角控制以及怠速控制的顺序，发热量增大，热生成效率降低。于是，在空转运行时，热源控制部P4，基本上实施热生成效率最高的排气门的延迟打开控制作为发热量增加控制。而且，热源控制部P4，分别在仅仅进行排气门的延迟打开控制时不能完全补足推定水温相对于必要水温的不足时，选择点火延迟角控制来实施，在仍然不足时选择怠速控制来实施。

另外，最适的发热量增加控制根据内燃机10的运行状态变化。例如，在内燃机转速低的空转运行时，如上所述排气门的延迟打开控制为热生成效率最高的发热量增加控制，但是内燃机转速高的车辆行驶时，该延迟打开控制的热生成效率比点火延迟角控制低。这是因为下述的理由。也就是，在车辆行驶时，吸入空气量的绝对量大，随着排气门的延迟打开而增加，但内部EGR占燃烧室内的全部气体量的比率停留在很小。另外，车辆行驶时，流入燃烧室的进气的流速高，通过该流势对既燃气体换气，因而燃烧室内保留的既燃气体的量也减少。因此，在内燃机10的高转度运行时，进行基于排气门的延迟打开控制的热的生成效率低下。因此，在本实施方式中，热源控制部P4，在内燃机转速低的空转运行时，基本上实施排气门的延迟打开控制作为发热量增加控制，在内燃机转速高的车辆行驶时，实施点火延迟角控制作为发热量增加控制。

图4示出在本实施方式中采用的发热量增加要求控制例程的流程图。本例程的处理通过电子控制单元20，在内燃机10的运行中周期性的反复实施。

本例程开始时，电子控制单元20首先在步骤S101，算出加热器芯17的需要的发动机水温(必要水温)以及需要该发动机水温的时刻(必要时刻)。此时的必要水温以及必要时刻的算出，根据基于供暖装置的设定温度Tset、室内温度TR、外部气体温度Tam以及日照量Ts算出的供暖装置的暖风吹出温度进行。并且，该步骤S101中的电子控制单元20的处理相当于上述必要热量算出部P1进行的处理。

接着，电子控制单元20基于内燃机10的运行状况，算出发动机水温的将来的推移曲线。此时推移曲线的算出，基于当前的内燃机转速NE、内燃机转矩Te、发动机水温ethw以及外部气体温度Tam进行。并且，该步骤S102中的电子控制单元20的处理。之后，电子控制单元20，在步骤S103，根据在步骤S102算出的推移曲线算出在步骤S101算出的必要时刻的发动机水温的推定值(推定水温)，将此算出的推定水温和步骤S101算出的必要水温进行比较。而且，如果推定水温比必要水温低(S103：“是”)，电子控制单元20进入步骤S104，在此步骤S104发出发热量增加要求，之后，结束此次的本例程的处理。另一方面，如果推定水温比必要水温高(S103：“否”)，不进行发热量增加要求(S105)，直接结束此次的本例程的处理。并且，上述的步骤S103和步骤S104中的电子控制单元20的处理相当于上述发热量增加要求部P3的处理。

图5示出本实施方式中采用的发热量增加控制例程的流程图。本例程的处理也是通过电子控制单元20在内燃机10的运行中周期性的反复实施。

本例程开始时，电子控制单元20首先在步骤S201，确认有无发热量增加要求。在此如果没有发出发热量增加要求(S201：“否”)，电子控制单元20直接结束此次本例程的处理。

另一方面，如果发出了发热量增加要求(S201：“是”)，电子控制单元20进入步骤S202，在此步骤S202，根据内燃机10的发热量的不足程度，也就是推定水温相对于必要水温的不足程度以及内燃机10的运行状态，选择实施的发热量增加控制。然后，电子控制单元20在接下来的步骤S203，实施选择的发热量增加控制，结束此次的本例程的处理。

按照上述实施方式，能够得到如下的效果。(1)在本实施方式中，具备：控制车载的内燃机10的运行状态的热源控制部P4；算出利用内燃机10产生的热的加热器芯17将来需要的热量的必要热量算出部P1；推定内燃机10将来能够向加热器芯17供给的热量的供给热量推定部P2；以及发热量增加要求部P3，其在供给热量推定部P2推定的热量比必要热量算出部P1算出的热量少时，对热源控制部P4要求内燃机的发热量的增加。更具体的，将上述必要热量算出部P1构成为算出为了确保加热器芯17需要的热量所需要的发动机水温(必要水温)以及需要该发动机水温的时刻(必要时刻)，将上述供给热量推定部P2构成为推定在继续当前的内燃机10的运行状态时的上述必要时刻的发动机水温(推定水温)。还将发热量增加要求部P3构成为在上述推定水温比上述必要水温低时，对热源控制部P4要求内燃机10的发热量的增加。这样的本实施方式中，对比利用车载的内燃机10的热的加热器芯17将来需要的热量的算出结果和内燃机10将来能够向加热器芯17供给的热量的推定结果，如果内燃机10将来能够向加热器芯17供给的热量少于加热器芯17将来需要的热量，对控制内燃机10的运行状态的热源控制部P4进行发热量的增加要求。更具体的，必要热量算出部P1算出为了确保加热器芯17需要的热量所需要的发动机水温(必要水温)以及需要此发动机水温的时刻(必要时刻)，供给热量推定部P2推定继续当前的内燃机10的运行状态时上述必要时刻的发动机水温(推定水温)。而且，在推定水温比必要水温低时，对控制内燃机10的运行状态的热源控制部P4进行内燃机10的发热量的增加要求。也就是，本实施方式中，弄清楚加热器芯17在何时需要何种程度的热的基础上，判定内燃机10的产生热量的过度不足。因此，按照本实施方式，能够更加高效并且适当地进行对热利用设备即加热器芯17需要的热的供给。

(2)本实施方式中，在判定从内燃机10向加热器芯17的供给热量的过度不足时，算出加热器芯17需要的发动机水温(必要水温)以及需要该发动机水温的时刻(必要时刻)。而且，本实施方式中，推定在此算出的必要时刻内燃机10能够向加热器芯17供给的热量，具体的是推定在此必要时刻的发动机水温。更加详细的，求出内燃机10能够向加热器芯17供给的将来的热量(发动机水温)的将来的推移曲线，根据此求出的推移曲线推定在上述必要时刻内燃机10能够向加热器芯17供给的热量(发动机水温)。因此，能够进行更加正确的供给热量的过度不足判定。

(3)本实施方式中，基于供暖装置的设定温度Tset、车室内外的环境条件(室内温度TR、外部气体温度Tam以及日照量Ts)算出该供暖装置的暖风吹出温度，基于此算出的吹出温度，算出上述必要水温以及必要时刻。因此，能够进行从内燃机10向加热器芯17的热供给，使得确保充分的供暖性能。

(4)内燃机10产生的热量根据它的运行状况变化，因此，在以发热量少的条件下继续内燃机10的运行的情况下，会过大评价从内燃机10向加热器芯17将来能够供给的热量，从而导致对加热器芯17的供给热量不足。关于这一点，本实施方式中，将供给热量推定部P2构成为以在内燃机10发热量少的运行条件下运行为前提进行发动机水温的推定，所以在发热量少的条件下运行内燃机10，也能够可靠的避免向加热器芯17的供给热量的不足。

(5)本实施方式中，将热源控制部P4构成为：根据供给热量推定部P2推定出的热量(推定水温)相对于必要热量算出部P1算出的热量(必要水温)的不足程度，可变的设定针对发热量增加部P3的发热量的增加要求进行的内燃机10的发热量增加控制的内容。更加具体的，将热源控制部P4构成为：作为针对发热量增加部P3的发热量的增加要求的内燃机10的发热量增加控制包含多个控制，根据供给热量推定部P2推定出的热量(推定水温)相对于必要热量算出部P1算出的热量(必要水温)的不足程度，选择实施哪一发热量增加控制。而且，热源控制部P4，在热量的不足程度小时，选择热生成效率高但能够增加的内燃机10的发热量小的控制，在热量的不足程度大时，选择能够增加的内燃机10的发热量大但热生成效率低的控制。列举更加具体的例子，热源控制部P4，分别在热量的不足程度小时选择排气门的延迟打开控制，在热量的不足程度大时选择点火时刻的延迟角控制。因此，只要热量的不足程度不是过大，能够在热生成效率高的状态下实施发热量增加控制，能够更加高效的进行对加热器芯17的热供给。

(6)本实施方式中，将热源控制部P4构成为：作为针对发热量增加部P3的发热量增加要求进行的内燃机10的发热量增加控制包含多个控制，根据内燃机10的运行状态，选择实施哪一发热量增加控制。也就是说，本实施方式中，将热源控制部P4构成为：选择在当时的内燃机10的运行状态下热生成效率最高的控制作为发热量增加控制。举出具体的例子来说，本实施方式中的热源控制部P4，在内燃机10转速低时选择排气门的延迟打开控制作为发热量增加控制，在内燃机10转速高时选择点火延迟角控制作为发热量增加控制。因此，能够根据当时的内燃机10的运行状态，实施最合适的发热量增加控制，能够更加高效的进行对加热器芯17的热供给。

(第二实施方式)

接着，关于对本发明的车辆的控制装置具体化后的第二实施方式，参照图6进行详细说明。并且，对在本实施方式以及以后的各实施方式与上述实施方式共同的要素，使用同一标号，省略其详细的说明。

存在如下情况：由于实施与发热量增加要求部P3的发热量的增加要求相应的发热量增加控制的实施，内燃机10的运行状态变化，给予车辆的行驶带来影响。另外在车辆的行驶过程中，对应于发热量增加要求以外的要求的内燃机10的运行控制，例如实施为了满足根据加速踏板操作量把握的运行者的转矩要求而调整内燃机10的输出转矩的、所谓的转矩请求控制等。因此，如果在车辆行驶过程中实施发热量增加控制，则需要在基于这样的其他要求的内燃机10的运行控制以及发热量增加控制之间的调停，控制就会复杂化。于是，本实施方式中，将热源控制部P4构成为：在内燃机10的要求负荷是0时，实施针对发热量增加要求部P3的发热量增加要求进行的发热量增加控制。

图6示出本实施方式采用的发热量增加控制例程的流程图。本例程的处理，作为对图5所示的第一实施方式的发热量增加控制例程的替代，通过电子控制单元20，在内燃机10运行过程中周期性的反复实施。

本例程开始时，电子控制单元20首先在步骤S301确认有无发热量增加要求。如果此时没有发热量增加要求(S301：“否”)，则电子控制单元20直接结束此次本例程的处理。

另一方面，如果有发热量增加要求(S301：“是”)，则电子控制单元20进入步骤S302，在此步骤S302，根据内燃机10的发热量的不足程度也就是推定水温相对于必要水温的不足程度以及内燃机10的运行状态，选择实施的发热量增加控制。

接着，电子控制单元20在接下来的步骤S303，确认加速踏板操作量是否是0以下，也就是内燃机10的要求负荷是否是0。而且，电子控制单元20，在步骤S304，仅仅在加速踏板操作量为0以下时(S303：“是”)，实施在步骤S302选择的发热量增加控制。

根据上述说明的本实施方式，在上述效果(1)～(6)之外，还获得以下效果。

(7)本实施方式中，将热源控制部P4构成为：在内燃机10的要求负荷是0时实施针对发热量增加要求部P3的发热量增加要求进行的发热量增加控制。因此，不受兼顾车辆行驶、其他的运行控制的制约，能比较自由的进行发热量增加控制。

(第3实施方式)

上述各个实施方式中，说明了对于从内燃机10向作为热利用设备的加热器芯17进行的热供给适用本发明的发热量增加要求控制以及发热量增加控制。当然，本发明可以同样的适用于从内燃机10进行以加热器芯17以外的热利用设备为对象的热供给。作为这样的加热器芯17以外的热利用设备，例如可以列举出变速箱的油加温器、电池、马达、差速器、燃料电池组件、蓄热装置等。

这里，说明对蓄热装置的本发明的适用例。这里的蓄热装置是如下这样的装置。也就是，蓄热装置构成为储藏发动机冷却水的隔热容器，在上次的车辆行驶过程中在其内部储存高温的冷却水，并且在下次内燃机启动时向冷却水回路放出所储藏的高温冷却水，由此实现内燃机的早期预热。

在热利用设备是蓄热装置的情况下，也是与上述实施方式基本同样的进行发热量增加要求控制以及发热量增加控制。只是，此种情况下，通过必要热量算出部P1算出的必要水温和必要时刻，按照如下进行。也就是，此情况下，必要热量算出部P1将开始对蓄热装置的高温发动机冷却水的贮存的时刻的目标值设定为上述必要时刻，并且将内燃机10的早期预热所需的发动机水温设定为上述必要温度。此时的必要时刻可以一律为固定的值，也可以根据外部气体温度等设定为可变的值。而且，必要热量算出部P1算出必要水温，必要时刻后的处理与上述实施方式同样进行。

由此，根据本实施方式，能够达到与上述(1)～(7)同样或者以其为基准的效果。并且，在以蓄热装置之外的热利用设备为对象的情况下，仅仅通过必要热量算出部P1根据此设备变更必要水温以及必要时刻的设定方式，就可以达到与上述实施方式同样的目的。同时，在热利用设备为油加温器的情况下，可以基于油温、冷却水温设定必要水温以及必要时刻。另外，在电池、马达为热利用设备的情况下，可以基于外部气体温度设定必要水温以及必要时刻。

以上说明的各实施方式，能够进一步进行以下变更而实施。

·上述实施方式中，作为发热量增加控制，具有排气门的延迟打开控制、点火时刻的延迟角控制、怠速控制这三个控制，根据热量的不足程度、内燃机10的运行状态分开使用这三个控制。作为发热量增加控制，可以采用上述以外的控制。在此种情况下，在热量的不足程度小时，选择热生成效率高但能够增加的内燃机10的发热量小的控制，在热量的不足程度大时，选择能够增加的内燃机10的发热量大但热生成效率低的控制，从而能够高效的进行内燃机10的发热量的增加。另外，如果适当切换根据内燃机10的运行状态选择的发热量增加控制，则能够实现与当时的内燃机10的运行状态相应的高效的发热量增加控制。同时，以往提出了各种控制作为以促进预热为目的的内燃机10的发热量增加控制，这些公知的控制都可以作为发热量增加控制采用。

·上述实施方式中，包括多个发热量增加控制，根据内燃机10的运行状态、热量的不足程度，分别使用上述的控制。在只有单一的控制作为发热量增加控制的情况下，通过如上述实施方式那样的发热量增加要求控制，判定可否进行实施，也能够更高效率并且适当的进行对热利用设备需要的热的供给。

·上述实施方式中，虽然使用发动机水温作为热利用设备将来需要的热量以及作为热源的内燃机10向热利用设备将来能够供给的热量的指标值，但是，也可以使用发动机水温以外的参数作为同样的指标值。例如：在使用发动机冷却水以外的热传递介质进行从热源到热利用设备的热供给的车辆中，可以使用此热传递介质的温度作为上述指标值。另外，热源间歇性的产生热的情况下，可以使用热源的热产生时间作为热量的指标值。如此，作为必要热量算出部P1算出的、或者供给热量推定部P2推定的热量的指标值，能够使用与从热源向热利用设备供给的热量相关的任意参数。当然，也能够运算从热源向热利用设备供给的热量本身。

·上述实施方式中，供给热量推定部P2，求出作为热源的内燃机10能够向热利用设备供给的热量的将来的推移曲线，根据此求出的推移曲线，推定在上述必要时刻能够供给的热量。供给热量推定部P2，不通过推移曲线，而使用精确定位求出在上述必要时刻的热源的供给热量，也能够进行与上述实施方式同样的有无供给热量不足的判定。

·上述实施方式中，供给热量推定部P2，基于热源(内燃机1)的运行状况(当前的内燃机转速NE、内燃机转矩Te等等)以及当时的发动机水温ethw，进行供给热量的推定，但是也可以仅仅基于热源的运行状况进行此推定。

·上述实施方式中，供给热量推定部P2，以当前的热源的运行状态继续为前提进行供给热量的推定，但是也可以加入热源的过去、将来的运行状态进行此推定。例如，在预先确定了热源将来的控制计划的情况下，能够考虑此控制计划进行供给热量的推定。具体举例来说，可以考虑预定在当前开始几秒之后实施催化剂预热控制的情况下，可以加入伴随着该实施的热源的发热量的增加进行将来的供给热量的推定。

供给热量推定部P2，基于内燃机10的运行状况求出发动机水温的将来的推移曲线。更加详细的，供给热量推定部P2，基于当前的内燃机转速NE、内燃机转矩Te、发动机水温ethw以及外部气体温度Tam，算出发动机水温的推移曲线。并且图3中，发动机水温的推移曲线是一次曲线，也就是直线。根据如此算出的推移曲线，可以求出在必要热量算出部P1算出的上述时刻的发动机水温的推定值。如此，供给热量推定部P2将这样算出的推移曲线发送到发热量增加要求部P3。

·上述实施方式中，说明了将内燃机10作为热源的情况，但是，在具有内燃机10以外的设备作为向热利用设备供给热的热源的车辆中，本发明的控制装置同样能够适用，例如，内燃机10以外的设备包括马达、变换器，燃料电池等。

标号的说明

1热源、2热源控制部、3热利用设备、4供给热量推定部、5必要热量算出部、6发热量增加要求部、10内燃机(热源)、11气缸盖、12气缸体、13水泵、14散热器、15恒温器、16旁通通路、17加热器芯(热利用设备)、18ATF加温器、19节气门体、20电子控制单元、P1必要热量算出部、P2供给热量算出部、P3发热量增加要求部、P4热源控制部。

Claims (23)

1.一种车辆的控制装置，包括：

热源控制部，其控制搭载于车辆的热源的运行状态；

必要热量算出部，其算出利用所述热源产生的热的热利用设备将来需要的热量的指标值；

供给热量推定部，其推定所述热源将来能够向所述热利用设备供给的热量的指标值；以及

发热量增加要求部，其当所述供给热量推定部推定出的指标值指示的热量少于所述必要热量算出部算出的指标值指示的热量时，对所述热源控制部要求增加所述热源的发热量。

2.如权利要求1所述的车辆的控制装置，其中：

所述必要热量算出部算出所述热利用设备需要的热量的指标值以及需要该热量的时刻，

所述供给热量推定部推定在该算出的时刻所述热源能够向所述热利用设备供给的热量的指标值。

3.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其中：

所述供给热量推定部，求出所述热源能够向所述热利用设备供给的热量的指标值的将来的推移曲线，根据该求出的推移曲线推定在所述时刻能够供给的所述热量的指标值。

4.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其中：

所述热利用设备是用于对车室内进行供暖的供暖装置的加热器芯，

所述必要燃料算出部，基于所述供暖装置的设定温度以及车室内外的环境条件算出该供暖装置的暖风的吹出温度，根据该算出的吹出温度算出所述热量的指标值以及所述时刻。

5.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其中：

所述供给热量推定部，以所述热源在发热量少的运行条件下运行为前提进行所述热量的指标值的推定。

6.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其中：

从所述热源向所述热利用设备的热供给经由热传递介质进行，

所述热量的指标值作为该热传递介质的温度进行算出以及推定。

7.如权利要求6所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源是内燃机，

所述热传递介质是所述内燃机的冷却水。

8.如权利要求1～7中任意一项所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，根据所述供给热量推定部推定出的指标值指示的热量相对于所述必要热量算出部算出的指标值指示的热量的不足程度，可变地设定针对所述发热量增加要求部的发热量增加要求进行的所述热源的发热量增加控制的内容。

9.如权利要求1～7中任意一项所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，作为针对所述发热量增加部的发热量增加要求进行的所述热源的发热量增加控制包含多个控制，根据所述供给热量推定部推定出的指标值指示的热量相对于所述必要热量算出部算出的指标值指示的热量的不足程度，从所述多个控制中选择应该实施的发热量增加控制。

10.如权利要求9所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，作为所述发热量增加控制包括：热生成效率高但能够增加的所述热源的发热量小的第一控制以及能够增加的所述热源的发热量大但热生成效率低的第二控制，分别在所述热量的不足程度小时选择第一控制，在所述热量的不足程度大时选择第二控制。

11.如权利要求9所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源是内燃机，

所述热源控制部，作为所述发热量增加控制包括：排气门的延迟打开控制和点火正时的延迟角控制，分别在所述热量的不足程度小时选择所述排气门的延迟打开控制，在所述热量的不足程度大时选择所述点火正时的延迟角控制。

12.一种车辆的控制装置，包括：

热源控制部，其控制搭载于车辆的热源的运行状态；

必要热量算出部，其算出确保利用从所述热源经由热传递介质供给的热的热利用设备要求的热量所需要的所述热传递介质的温度以及需要该温度的时刻，

供给热量推定部，其推定在继续当前的热源的运行状态时在所述时刻的所述热传递介质的温度；以及

发热量增加要求部，其当所述供给热量推定部推定出的所述热传递介质的温度低于所述必要热量算出部算出的所述热传递介质的温度时，对所述热源控制部要求增加所述热源的发热量。

13.如权利要求12所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源是内燃机，

所述热传递介质是所述内燃机的冷却水。

14.如权利要求12所述的车辆的控制装置，其中：

所述热利用设备是用于对车室内进行供暖的供暖装置的加热器芯，

所述必要燃料算出部，基于所述供暖装置的设定温度以及车室内外的环境条件，算出该供暖装置的暖风的吹出温度，根据该算出的吹出温度算出所述热传递介质的温度以及所述时刻。

15.如权利要求12所述的车辆的控制装置，其中：

所述供给热量推定部，以所述热源在发热量少的运行条件下运行为前提进行所述热传递介质的温度的推定。

16.如权利要求12～15中任意一项所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，根据所述供给热量推定部推定出的所述热传递介质的温度相对于所述必要热量算出部算出的所述热传递介质的温度的不足程度，可变地设定针对所述发热量增加要求部的发热量增加要求进行的所述热源的发热量增加控制的内容。

17.如权利要求12～15中任意一项所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，作为针对所述发热量增加要求部的发热量增加要求进行的所述热源的发热量增加控制包含多个控制，根据所述供给热量推定部推定出的所述热传递介质的温度相对于所述必要热量算出部算出的所述热传递介质的温度的不足程度，从所述多个控制中选择应该实施的发热量增加控制。

18.如权利要求17所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，作为所述发热量增加控制包括：热生成效率高但能够增加的所述热源的发热量小的第一控制以及能够增加的所述热源的发热量大但热生成效率低的第二控制，分别在所述热传递介质的温度的不足程度小时选择第一控制，在所述温度的不足程度大时选择第二控制。

19.如权利要求17所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源是内燃机，

所述热源控制部，作为所述发热量增加控制包括：排气门的延迟打开控制和点火正时的延迟角控制，分别在所述热传递介质的温度的不足程度小时选择所述排气门的延迟打开控制，在所述温度的不足程度大时选择所述点火正时的延迟角控制。

20.如权利要求1～19中任意一项所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，作为针对所述发热量增加要求部的发热量增加要求进行的所述热源的发热量增加控制包含多个控制，根据所述热源的运行状态从所述多个控制中选择应该实施的发热量增加控制。

21.如权利要求20所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，选择在当时的所述热源的运行状态下热生成效率最高的控制作为应该实施的发热量增加控制。

22.如权利要求20所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源是内燃机，

所述热源控制部，作为所述发热量增加控制包括：排气门的延迟打开控制和点火正时的延迟角控制，分别在所述内燃机的转速低时选择所述排气门的延迟打开控制，在所述内燃机的转速高时选择所述点火正时的延迟角控制。

23.如权利要求1～22中任意一项所述的车辆的控制装置，其中：

所述热源控制部，在所述热源的要求负荷为零时实施针对所述发热量增加要求部的发热量增加要求进行的发热量增加控制。

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