JP2006105105A - Engine cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ラジエータを含む冷却水循環経路を通じて冷却水を循環させることによりエンジンを冷却する冷却装置であって、ラジエータを通過する冷却水流量を流量調整手段により調整することにより冷却水温度を目標冷却水温度に制御するようにしたエンジンの冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device that cools an engine by circulating cooling water through a cooling water circulation path including a radiator, and adjusts a cooling water flow rate that passes through the radiator by a flow rate adjusting means to target cooling water temperature. The present invention relates to a cooling device for an engine which is controlled to a water temperature.
従来の車両等には、エンジンの冷却装置が搭載される。この種の冷却装置として、例えば、下記の特許文献1に記載される水冷式の冷却装置がある。この冷却装置は、エンジンブロックの孔に流れる冷却水がエンジンに供給される。冷却水は、パイプを介してクーラ(ラジエータ)へ流れる。ラジエータは、走行風と冷却ファンにより冷却される。ラジエータで冷却された冷却水は、パイプを介してエンジンへ戻される。上記したパイプ等で構成される冷却水循環経路の間には、短絡パイプが別途もうけられる。この短絡パイプを介して、冷却水をラジエータを通さずに直接エンジンへ戻すことができる。短絡パイプが、ラジエータにつながるパイプに連通する領域には、混合弁が設けられる。混合弁は、制御装置により調節され、これによってラジエータを流れる冷却水が多くなったり、少なくなったりする。このように冷却水流量を調節することにより、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように制御するようになっている。
An engine cooling device is mounted on a conventional vehicle or the like. As this type of cooling device, for example, there is a water-cooling type cooling device described in
加えて、この冷却装置は、混合弁につき開弁状態での故障が診断される。診断時には、混合弁の混合弁の導線の短絡などが検出されるが、混合弁の機能が正常であることが検出される場合は、冷却を意図的に遮断する、すなわち混合弁を強制的に閉弁させることにより、エンジンの温度を上昇させることができる。このように冷却を遮断した場合に、顕著な温度上昇が発生しないときには、混合弁が開弁状態で故障していると考えることができる。 In addition, the cooling device is diagnosed for a malfunction in the open state of the mixing valve. At the time of diagnosis, a short circuit of the lead wire of the mixing valve of the mixing valve is detected, but if it is detected that the function of the mixing valve is normal, the cooling is intentionally shut off, that is, the mixing valve is forced By closing the valve, the temperature of the engine can be raised. In this way, when the cooling is shut off, if the temperature does not increase significantly, it can be considered that the mixing valve is in the open state and has failed.
ところが、上記した特許文献1には、混合弁が開弁状態で故障しているときの診断については記載されているものの、混合弁が閉弁状態で故障しているときの診断については何も記載されていない。このため、混合弁が閉弁状態で故障していた場合、例えば、弁体が閉じた状態で固着したり、弁体が閉じた状態でモータが断線したりしていた場合、故障時にはエンジンに冷却水が流れず、エンジンにオーバーヒートの懸念が避けられない。
However, although the above-mentioned
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、冷却水循環経路における冷却水の流れを調整する流量調整手段につき、冷却水流れが遮断された状態での流量調整手段の故障を検出することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することを可能としたエンジンの冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to determine a failure of the flow rate adjusting means in a state where the cooling water flow is interrupted with respect to the flow rate adjusting means for adjusting the flow of the cooling water in the cooling water circulation path. It is an object of the present invention to provide an engine cooling device that can prevent engine overheating by detecting the above.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エンジンの冷却水が循環する冷却水循環経路と、冷却水循環経路に設けられるラジエータと、ラジエータを通過する冷却水流量を調整するための流量調整手段とを備え、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように流量調整手段を制御するようにしたエンジンの冷却装置であって、エンジンへの加熱を抑止するための加熱抑止手段と、冷却水がエンジンを通過した後のエンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、冷却水がラジエータを通過した後のラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段を制御し、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、エンジンへの加熱を抑止するために加熱抑止手段を制御する制御手段とを備えたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
上記発明の構成によれば、エンジンの冷却水は、冷却水循環経路を循環する間にラジエータを通過し、そのラジエータを通過する冷却水流量は流量調整手段により調整される。そして、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように流量調整手段が制御されることにより、エンジンの冷却度合いが制御される。
ここで、流量調整手段が冷却水流れを遮断する状態で故障した場合、冷却水循環経路を介してエンジンに冷却水が流れず、エンジンが冷却されなくなり、エンジンにオーバーヒートの懸念がある。このとき、エンジン通過後冷却水温度は高くなり、ラジエータ通過後冷却水温度は低くなる。この発明では、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、加熱抑止手段が制御手段により制御される。従って、冷却水流れを最大にするために流量調整手段を制御したにもかかわらず、エンジン通過後冷却水温度が低下しないときは、実際には冷却水循環経路を冷却水が流れておらず、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断することができ、このときにエンジンへの加熱が抑止される。
According to the configuration of the present invention, the engine coolant passes through the radiator while circulating through the coolant circulation path, and the flow rate of the coolant passing through the radiator is adjusted by the flow rate adjusting means. Then, the degree of cooling of the engine is controlled by controlling the flow rate adjusting means so that the engine coolant temperature becomes the target coolant temperature.
Here, when the flow rate adjusting means breaks down in a state where the cooling water flow is interrupted, the cooling water does not flow to the engine via the cooling water circulation path, the engine is not cooled, and the engine may be overheated. At this time, the coolant temperature after passing through the engine becomes high, and the coolant temperature after passing through the radiator becomes low. In the present invention, when the coolant temperature after passing the engine is equal to or higher than the predetermined reference temperature and the coolant temperature after passing the radiator is equal to or lower than the predetermined reference temperature, the coolant flow in the coolant circulation path is maximized. When the flow rate adjusting means is controlled by the control means and the cooling water temperature does not decrease after passing through the engine, the heating suppression means is controlled by the control means. Therefore, when the cooling water temperature does not decrease after passing through the engine even though the flow rate adjusting means is controlled to maximize the cooling water flow, the cooling water does not actually flow through the cooling water circulation path. It can be determined that the adjusting means has failed in a state where the cooling water flow is interrupted, and at this time, heating of the engine is suppressed.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置を含み、制御手段は、燃料供給装置による燃料供給量を増加することを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the heating suppression means includes a fuel supply device that supplies fuel to the engine, and the control means includes the fuel The purpose is to increase the amount of fuel supplied by the supply device.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、燃料供給装置による燃料供給量が増加される。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときに、燃料増量により燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。 According to the configuration of the invention described above, the cooling water temperature after passing through the engine is equal to or higher than a predetermined reference temperature and the cooling water temperature after passing through the radiator is equal to or lower than a predetermined reference temperature. In some cases, the flow rate adjusting means is controlled by the control means to maximize the cooling water flow in the cooling water circulation path, and when the cooling water temperature does not decrease after passing through the engine, the fuel supply amount by the fuel supply device is increased. . Therefore, when it can be determined that the flow rate adjusting unit is malfunctioning in a state where the coolant flow is cut off, the increase in the fuel suppresses the temperature increase in the combustion chamber and suppresses the heating of the engine.
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、冷却水循環経路に風を送る送風機を含み、制御手段は、冷却水を冷やすために送風機を最大限に駆動することを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the heating suppression means includes a blower that sends air to the cooling water circulation path, and the control means includes cooling water. The purpose is to drive the blower as much as possible to cool it.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、冷却水を冷やすために送風機が最大限に駆動される。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときには、冷却水温度の上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。 According to the configuration of the invention described above, the cooling water temperature after passing through the engine is equal to or higher than a predetermined reference temperature and the cooling water temperature after passing through the radiator is equal to or lower than a predetermined reference temperature. In some cases, the flow rate adjusting means is controlled by the control means to maximize the cooling water flow in the cooling water circulation path, and when the cooling water temperature does not drop after passing through the engine, the blower is maximized to cool the cooling water. Driven. Therefore, when it can be determined that the flow rate adjusting means is malfunctioning in a state where the cooling water flow is interrupted, an increase in the cooling water temperature is suppressed and heating of the engine is suppressed.
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、エンジンの吸気を調整する電子スロットルを含み、制御手段は、エンジンの出力を低減するために電子スロットルを閉じることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the heating suppression means includes an electronic throttle that adjusts the intake air of the engine, and the control means includes the engine The purpose is to close the electronic throttle to reduce the output.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、エンジンの出力を低減するために電子スロットルが閉じられる。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときには、エンジンにおける燃焼が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。 According to the configuration of the invention described above, the cooling water temperature after passing through the engine is equal to or higher than a predetermined reference temperature and the cooling water temperature after passing through the radiator is equal to or lower than a predetermined reference temperature. In some cases, the flow rate adjusting means is controlled by the control means to maximize the cooling water flow in the cooling water circulation path, and when the cooling water temperature does not decrease after passing through the engine, an electronic throttle is installed to reduce the engine output. Closed. Therefore, when it can be determined that the flow rate adjusting means is malfunctioning in a state where the coolant flow is cut off, combustion in the engine is suppressed and heating to the engine is suppressed.
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、エンジンに供給される燃料を点火する点火装置を含み、制御手段は、エンジンの出力を低減するために点火装置による点火時期を制御することを趣旨とする。ここで、点火時期の制御として、点火時期の進角を抑制したり、遅角したりすることが考えられる。 In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the heating suppression means includes an ignition device that ignites fuel supplied to the engine, and the control means includes The purpose is to control the ignition timing by the ignition device in order to reduce the output of the engine. Here, as control of the ignition timing, it is conceivable that the advance of the ignition timing is suppressed or retarded.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、エンジンの出力を低減するために点火装置による点火時期が制御される。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときには、例えば、点火時期を遅角することにより燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。 According to the configuration of the invention described above, the cooling water temperature after passing through the engine is equal to or higher than a predetermined reference temperature and the cooling water temperature after passing through the radiator is equal to or lower than a predetermined reference temperature. In some cases, the flow rate adjusting means is controlled by the control means to maximize the cooling water flow in the cooling water circulation path, and when the cooling water temperature does not drop after passing through the engine, the ignition device is used to reduce the engine output. The ignition timing is controlled. Therefore, when it can be determined that the flow rate adjusting means has failed with the cooling water flow cut off, for example, by retarding the ignition timing, the temperature rise in the combustion chamber is suppressed and heating to the engine is suppressed. .
請求項1に記載の発明によれば、冷却水循環経路における冷却水流れを調整する流量調整手段につき、冷却水流れが遮断された状態での流量調整手段の故障を検出することができ、これによってエンジンのオーバーヒートを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the flow rate adjusting means for adjusting the cooling water flow in the cooling water circulation path can detect a failure of the flow rate adjusting means in a state where the cooling water flow is interrupted. Engine overheating can be prevented.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、燃料供給装置を制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、送風機を制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、電子スロットルを制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
According to the invention described in claim 4, in addition to the effect of the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、点火装置を制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
According to the invention described in
以下、この発明におけるエンジンの冷却装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an engine cooling device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態におけるエンジンシステムを概略構成図により示す。車両に搭載された多気筒のエンジン1は、シリンダブロック及びシリンダヘッド等からなるエンジン本体2を備える。エンジン本体2には、各気筒(シリンダ)の燃焼室に対応して燃料噴射弁51及び点火装置(図示略)が設けられる。各燃料噴射弁51は、デリバリパイプ52に設けられる。デリバリパイプ52には、燃料ライン(図示略)を通じて燃料タンク(図示略)から燃料が供給されるようになっている。各燃料噴射弁51、デリバリパイプ52、燃料ライン及び燃料タンク等により本発明の燃料供給装置が構成される。この燃料供給装置は、本発明の加熱抑止手段に相当する。周知のように、燃料噴射弁51は電磁弁より構成され、通電により開弁して燃料を噴射する。各燃焼室に対する燃料供給量(燃料噴射量)は、各燃料噴射弁51により調整可能である。この燃料噴射量の調整により、エンジン1の出力が調整可能であり、エンジン本体2への加熱を抑止可能である。また、エンジン本体2には、各気筒毎にピストン(図示略)が設けられ、各ピストンに連動するクランクシャフト3が設けられる。エンジン本体2には、各燃焼室に空気を取り込むために吸気通路4が設けられる。また、エンジン本体2には、各燃焼室から排気ガスを排出するために排気通路5が設けられる。吸気通路4には、エアクリーナ6及びスロットルボディ7が設けられる。エアクリーナ6は、吸気通路4を通じて各燃焼室に取り込まれる空気を清浄化する。スロットルボディ7には、吸気通路4を流れる空気量(吸気量)を調節するために開閉されるスロットルバルブ8と、そのバルブ8を開閉駆動するためのモータ9が設けられる。これらスロットルボディ7、スロットルバルブ8及びモータ9により本発明の電子スロットル53が構成される。電子スロットル53は、通電によりモータ9が駆動することによりスロットルバルブ8が開閉する。このスロットルバルブ8の開閉により、各燃焼室への吸気が調整可能である。この吸気調整により、エンジン1の出力が調整可能であり、エンジン本体2への加熱を抑止可能である。この電子スロットル53は、本発明の加熱抑止手段に相当する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system in this embodiment. A
エンジン本体2の各燃焼室には、各燃料噴射弁51から噴射される燃料が供給される。各燃焼室では、点火装置が作動することにより、燃料と空気との可燃混合気が爆発・燃焼する。この燃焼エネルギーを受けてピストンが動作することにより、クランクシャフト3が回転してエンジン1に動力が発生する。各燃焼室で生じた燃焼後の排気ガスは、排気通路5を通じて外部へ排出される。エンジン1で発生した燃焼エネルギーの一部は熱としてエンジン本体2に残留する。この残留熱によりエンジン本体2が過熱状態となるのを防止するために、エンジン1には、水冷式の冷却装置10が設けられる。
The fuel injected from each
この冷却装置10は、エンジン本体2に設けられるウォータジャケット11を含む。ウォータジャケット11の入口11a及び出口11bは、ラジエータ通路12を介してラジエータ13に接続される。ウォータジャケット11の入口11aの近傍には、ウォータポンプ(W/P)14が設けられる。ウォータポンプ14は、プーリ及びベルト等を介してクランクシャフト3に駆動連結され、エンジン1の運転に連動して作動する。ウォータポンプ14は、ラジエータ通路12を流れる冷却水を吸引してウォータジャケット11へ吐出する。この冷却水の吸引・吐出により、冷却水がウォータポンプ14を起点として、ラジエータ通路12を図1に矢印で示す時計方向に循環する。この循環中に、冷却水は、ウォータジャケット11を通過する過程で、エンジン本体2から熱を吸収して昇温する。昇温した冷却水は、ラジエータ13を通過する過程で熱を放出して温度を下げる。
The
ラジエータ通路12には、ラジエータ13を迂回するバイパス通路15が接続される。バイパス通路15の一端(図1の右端)は、ラジエータ通路12において、ラジエータ13とウォータジャケット11の出口11bとの間に接続される。バイパス通路15の他端(図1の左端)は、ラジエータ通路12において、ラジエータ13とウォータポンプ14との間に接続される。上記したウォータジャケット11及びラジエータ通路12により本発明における冷却水循環経路が構成される。
A
バイパス通路15の他端とラジエータ通路12との接続部分には、流量制御弁16が設けられる。この流量制御弁16は、ステップモータを駆動源として構成され、その弁開度ODVを制御することにより、ラジエータ通路12及びバイパス通路15を流れる冷却水の流量を調整する。ここで、流量制御弁16は、弁開度ODVが大きくなるほどラジエータ通路12を通る冷却水流量が多くなるように構成される。
A flow
この実施形態では、流量制御弁16として、例えば、特開2003−286843号公報に開示される流量制御弁と同様の構造を備えた流量制御弁が適用される。図2には、この流量制御弁16の流量特性をグラフに示す。このグラフは、横軸に流量制御弁16の弁開度ODVに相当するステップモータのステップ数を、縦軸に冷却水流量をそれぞれ示す。冷却水流量として、ラジエータ通路12からウォータポンプ14へ流れる「ラジエータ側流量」と、バイパス通路15からウォータポンプ14へ流れる「バイパス側流量」との二つがあり、それぞれ実線と破線で示す。このグラフで、ステップ数が「0」のときは、流量制御弁16の弁開度ODVが「全閉」となる。また、ステップ数が「239」のときは、流量制御弁16の弁開度ODVが「全開」となる。更に、ステップ数が「25」のときから、ラジエータ側流量及びバイパス側流量が共に増加を開始する。このグラフから明らかなように、ラジエータ側流量は、ステップ数の増加(開度増加)に対して増加傾向を示す。また、バイパス側流量は、ステップ数の増加(開度増加)に対して増加と減少を示す。この実施形態で、流量制御弁16は、本発明における流量調整手段に相当する。
In this embodiment, as the
この流量制御弁16により、ラジエータ通路12における冷却水流量を調整することにより、エンジン本体2を冷却するための冷却水温度が制御される。すなわち、流量制御弁16の弁開度ODVを制御してラジエータ通路12における冷却水流量を多くすることにより、エンジン本体2に流れる冷却水のうち、ラジエータ13で冷却される冷却水の割合が大きくなり、エンジン本体2を冷却する冷却水温度が低くなる。また、流量制御弁16を制御してラジエータ通路12における冷却水流量を少なくすることにより、エンジン本体2に流れる冷却水のうち、ラジエータ13で冷却される冷却水の割合が小さくなり、エンジン本体2を冷却する冷却水温度が高くなる。
The flow
ラジエータ13には、クーリングファン54が設けられる。クーリングファン54は、ラジエータ13からの放熱に必要な冷却風を強制的に供給するためのものである。クーリングファン54は、モータ54aと、モータ54aにより回転駆動されるファン54bとを備える。クーリングファン54によりラジエータ13に冷却風を供給することにより、冷却水の温度を低下させることができ、エンジン本体2への加熱を抑止可能である。クーリングファン54は、本発明の送風機に相当する。この送風機は、本発明の加熱抑止手段に相当する。ラジエータ13には、ラジエータ13を通過した後の冷却水温度(ラジエータ出口水温T2)を検出するためのラジエータ出口水温センサ21が設けられる。ここで、ラジエータ出口水温T2は、ラジエータ通過後の冷却水温度に相当する。エンジン本体2には、ウォータジャケット11の出口11bを通過した後の冷却水温度(エンジン出口水温TO)を、エンジン本体2の冷却水温度として検出するためのエンジン出口水温センサ22が設けられる。ここで、エンジン出口水温TOは、エンジン通過後の冷却水温度に相当する。
The
この冷却装置10は、バイパス通路15とは別に、ラジエータ13を迂回するようにラジエータ通路12に設けられる複数の受放熱回路を更に含む。これら受放熱回路として、スロットルボディ温水回路31、EGRクーラ回路32、温水加熱式のホットエアインテーク回路33、ヒータ回路34及びオイルクーラ回路35が設けられる。
In addition to the
スロットルボディ温水回路31は、スロットルボディ7に接続され、同回路31を冷却水(温水)が流れる過程でスロットルボディ7が暖められる。これにより、極寒時等におけるスロットルバルブ8の作動を安定化させる。
The throttle body
EGRクーラ回路32は、スロットルボディ温水回路31の下流側に直列に接続される。EGRクーラ回路32の一部は、EGR装置36に沿って設けられる。周知のようにEGR装置36は、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を低減するために、排気ガスの一部を吸気通路4へ再循環させて可燃混合気の最高燃焼温度を低下させるものである。EGR装置36は、EGR通路37、EGR弁38及びEGRチャンバ39を含む。EGR通路37は、排気通路5と吸気通路4との間に設けられる。EGR弁38は、EGR通路37の途中に設けられ、EGR通路37を流れるEGRガスの流量を調整するよう構成される。EGRチャンバ39は、EGR通路37の下流側に設けられ、EGRガスを各気筒に均等に導くように構成される。EGRクーラ回路32を流れる冷却水により、EGRチャンバ39、EGR弁38及び吸気通路4が冷却される。
The EGR
ホットエアインテーク回路33はエアクリーナ6に接続される。この回路33は、エアクリーナ6の近傍に設けられたヒータコア(図示略)を含み、そのヒータコアを冷却水が通過する過程で吸気通路4に吸入される空気が暖められる。
The hot
ヒータ回路34は、車室用暖房装置のヒータコア40に接続される。このヒータ回路34を流れる冷却水が、熱源としてヒータコア40に導かれることにより、車室用暖房装置が機能する。ヒータコア40の近傍には、ブロワ55が設けられる。ブロワ55は、空調装置の送風機であり、ヒータコア40からの放熱に必要な冷却風を強制的に供給することができる。ブロワ55は、モータ55aと、モータ55aにより回転駆動されるファン55bとを備える。ブロワ55によりヒータコア40などに冷却風を供給することにより、冷却水の温度を低下させることができ、エンジン本体2への加熱を抑止可能である。ブロワ55は、本発明の送風機に相当する。この送風機は、本発明の加熱抑止手段に相当する。
The
オイルクーラ回路35は、エンジン1の潤滑装置における潤滑油と、自動変速機における作動油(オートマチック・トランスミッション・フルード:ATF)を冷却するためのオイルクーラ41に接続される。このオイルクーラ41に冷却水が流れることにより、高温時に潤滑油やATFが速やかに冷やされる。このオイルクーラ41は、潤滑油やATFの温度が低いときには、オイルウォーマとしても機能する。
The oil
上記した各受放熱回路の上流部は、ウォータジャケット11の出口11bとラジエータ13との間においてラジエータ通路12に接続される。これらの受放熱回路の下流部は、互いに合流してウォータポンプ14に接続される。各受放熱回路の合流部42の近傍には、その合流部42における冷却水温度を合流部水温T3として検出するための合流部水温センサ23が設けられる。ここで、合流部水温T3は、各回路通過後の冷却水温度に相当する。
The upstream portion of each of the above described heat receiving and radiating circuits is connected to the
車両には、エンジン1の運転状態を検出するための各種センサが設けられる。すなわち、運転席に設けられるアクセルペダル43には、アクセルセンサ24が設けられる。アクセルセンサ24は、アクセルペダル43の踏み込み量(アクセル開度)ACCPを検出する。スロットルボディ7に設けられるスロットルセンサ25は、スロットルバルブ8の開度(スロットル開度)TAを検出する。スロットルボディ7より下流の吸気通路4に設けられる吸気圧センサ26は、吸気通路4における吸気圧PMを検出する。クランクシャフト3に対応して設けられる回転速度センサ27は、クランクシャフト3の回転角度(クランク角度)及び回転速度(エンジン回転速度)NEを検出する。
The vehicle is provided with various sensors for detecting the operating state of the
この冷却装置10は、エンジン1の運転状態に応じてエンジン1の冷却度合いを制御するために、エンジン1の運転状態に基づいて流量制御弁16の弁開度ODVを制御し、ウォータジャケット11、ラジエータ通路12及びバイパス通路15における冷却水循環流量を調整する。この制御を司るために、冷却装置10は電子制御装置(ECU)30を備える。ECU30には、ラジエータ出口温度センサ21、エンジン出口水温センサ22、合流部水温センサ23、流量制御弁16、モータ9、燃料噴射弁51,クーリングファン54及びブロワ55が接続される。また、ECU30には、エンジン1の運転状態を取り込むために、アクセルセンサ24、スロットルセンサ25、吸気圧センサ26及び回転速度センサ27が接続される。また、ECU30には、イグニションスイッチ(IGSW)28が接続される。イグニションスイッチ28は、エンジン1を始動、停止させるために操作される。加えて、ECU30には、チェックランプ56が接続される。このチェックランプ56は運転席のインパネに設けられる。チェックランプ56は、冷却装置10に故障が起きたときに、その故障を運転者に警告するために点灯するようになっている。
The
この実施の形態において、ECU30は冷却水温度制御を実行するものであり、本発明における暖機時制御手段に相当する。周知のように、ECU30は中央処理装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、バックアップRAM、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。ECU30は、CPU、ROM、RAM及びバックアップRAMと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。ROMは、冷却水温制御等に関する所定の制御プログラムを予め記憶したものである。RAMは、CPUの演算結果を一時記憶するものである。バックアップRAMは、予め記憶したデータを保存するものである。CPUは、入力回路を介して入力される各種センサ等21〜28からの検出信号に基づき所定の制御プログラムに従い冷却水温度制御等を実行する。
In this embodiment, the
次に、ECU30が実行する冷却水温度制御の内容につき図3〜5のフローチャートに従って説明する。ECU30は、これらルーチンを周期的に実行する。
Next, the content of the coolant temperature control executed by the
処理がこのルーチンに移行すると、ステップ100で、ECU30は、回転速度センサ27及び吸気圧センサ26の検出値から得られるエンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEに基づいて冷却損失熱量QWを算出する。この算出に際し、ECU30は、図6に示すような関数データ(マップ)を参照する。このマップは、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEに対する冷却損失熱量QWの関係を予め定めたものである。このマップは、エンジン出口水温TOの各値毎に用意されている。このマップにおいて、冷却損失熱量QWは、エンジン回転速度NEが低いときは少なく、エンジン回転速度NEが高くなるに連れて多くなる。これは、エンジン回転速度NEが高いほど単位時間当りに燃焼室に供給される燃料が増え、エンジン本体2で発生する熱量が多くなり、これに伴いエンジン本体2から冷却水に奪われる熱量が多くなるためである。また、このマップにおいて、冷却損失熱量QWは、エンジン負荷LEが小さいときは少なく、エンジン負荷LEが大きくなるに連れて多くなる。但し、エンジン回転速度NEが高い領域では、エンジン負荷LEが大きくなるに連れて冷却損失熱量QWの増加度合が緩やかになる。これは、前述したようにエンジン回転速度NEの上昇により単位時間当りに供給される燃料が増え、その燃料増量に伴う冷却効果により燃焼室の温度が下がり、エンジン本体2から冷却水に奪われる熱量が減少するためである。
When the processing shifts to this routine, in
上記したエンジン負荷LEに代えてエンジン負荷率を用いることもできる。エンジン負荷率は、最大負荷に対する負荷割合を示すパラメータである。この場合も、図6に準ずるマップを使用することができる。 An engine load factor can be used instead of the engine load LE described above. The engine load factor is a parameter indicating a load ratio with respect to the maximum load. In this case as well, a map according to FIG. 6 can be used.
上記した冷却損失熱量QWは、基本的には、エンジン本体2からの発熱量に左右されることから、エンジン負荷LEとしては、エンジン本体2からの発熱量に関係するパラメータ、例えば、1燃焼サイクル当りの燃料噴射量、吸気量等を用いることができる。吸気量については、別途実行される燃料噴射制御において、吸気量に応じた量の燃料が噴射されることから、エンジン本体2からの発熱量に間接的に関係するパラメータであると言える。その他、エンジン負荷LEとして、吸気圧センサ26により検出される吸気圧PM、スロットルセンサ25により検出されるスロットル開度TA等を用いることも可能であるが、この場合には、適宜に補正を行うことが望ましい。
The above-described cooling loss heat quantity QW basically depends on the amount of heat generated from the engine body 2, and therefore, the engine load LE is a parameter related to the amount of heat generated from the engine body 2, for example, one combustion cycle. The fuel injection amount, the intake air amount, etc. can be used. The amount of intake air is a parameter indirectly related to the amount of heat generated from the engine body 2 because fuel according to the amount of intake air is injected in fuel injection control separately executed. In addition, as the engine load LE, it is possible to use the intake pressure PM detected by the
次に、ステップ200で、ECU30は、流量制御弁16の弁開度ODV及びエンジン回転速度NEに基づいて合流部42における冷却水流量(合流部流量)V3を算出する。この算出に際して、ECU30は、図7に示すような関数データ(マップ)を参照する。このマップは、流量制御弁16の弁開度ODV及びエンジン回転速度NEに対する合流部流量V3の関係を予め定めたものである。このマップにおいて、弁開度ODVが小さな領域では、弁開度ODVが大きくなるに連れて合流部流量V3は緩やかに少なくなる。弁開度ODVが中から大の領域では、弁開度ODVにかかわらず合流部流量V3は略一定となる。また、合流部流量V3はエンジン回転速度NEが低いときは少なく、エンジン回転速度NEが高くなるに連れて多くなる。ここで、合流部流量V3は、回路通過後冷却水流量に相当する。上記した弁開度ODVとして、例えば、ECU30が前回の制御周期で流量制御弁16に用いた指令開度ODCを適用するとができる。
Next, in
次に、ステップ300で、ECU30は、今回得られた各種パラメータ、すなわち、合流部流量V3、合流部水温T3及びエンジン出口水温TOに基づいて受放熱熱量Qetcを算出する。ECU30は、下記の計算式(1)に従って全受放熱回路における受放熱熱量Qetc(各回路31〜35における受放熱熱量の総和)を算出する。下記の計算式(1)中で、[C」は、温度を流量に変換するための係数であり、例えば、冷却水の比熱と密度との積によって決定される。
Qetc=C・V3・(TO−T3) ・・・(1)
Next, in step 300, the
Qetc = C · V3 · (TO-T3) (1)
次に、ステップ400で、ECU30は、今回得られた各種パラメータ、すなわち、冷却損失熱量QW、目標エンジン出口水温Tt、ラジエータ出口水温T2及び受放熱熱量Qetcに基づいて要求ラジエータ流量V2を算出する。ECU30は、下記の計算式(2)に従ってこの流量V2を算出する。下記の計算式(2)の中で、「C」は、上記と同じ係数である。
V2=(QW−Qetc)/{C・(Tt−T2)} ・・・(2)
ここで、目標エンジン出口水温Ttは、エンジン1の運転状態に応じて決定され、本発明における目標冷却水温度に相当する。例えば、エンジン1がアイドル運転状態である場合、目標エンジン出口水温Ttは、発進時のノッキング対策等のために若干低めの温度(例えば「90℃」)に設定される。一方、エンジン1が部分負荷(パーシャル)運転状態にある場合、目標エンジン出口水温Ttは、フリクションロス低減のために高めの温度(例えば「100℃」)に設定される。エンジン1が全負荷(WOT)運転状態にある場合、目標エンジン出口水温Ttは、充填率を高めるために低めの温度(例えば「80℃」)に設定される。上記した目標エンジン出口水温Ttに関する各値(90℃、100℃、80℃)は、一例に過ぎない。
Next, in
V2 = (QW−Qetc) / {C · (Tt−T2)} (2)
Here, the target engine outlet water temperature Tt is determined according to the operating state of the
次に、ステップ500で、ECU30は、算出される要求ラジエータ流量V2及びエンジン回転速度NEに基づいて流量制御弁16に対する指令開度ODCを算出する。この算出に際して、ECU30は、図8に示すような関数データ(マップ)を参照する。このマップは、要求ラジエータ流量V2及びエンジン回転速度NEに対する指令開度ODCの関係を予め定めたものである。このマップにおいて、指令開度ODCは、要求ラジエータ流量V2が少ないときは小さく、要求ラジエータ流量V2が多くなるに連れて大きくなる。また、指令開度ODCは、エンジン回転速度NEが低いときは、要求ラジエータ流量V2がわずかに変化しても大きく変化する。これに対し、指令開度ODCは、エンジン回転速度NEが高くなるときは、要求ラジエータ流量V2が多く変化しなければあまり変化しない。
Next, in
次に、ステップ600で、ECU30は、流量制御弁16の故障診断処理を実行する。その後、ステップ700で、ECU30は、算出又は設定される指令開度ODCに基づいて流量制御弁16を駆動制御した後、その後の処理を一旦終了する。このように流量制御弁16を駆動制御することにより、流量制御弁16が正常である場合には、ラジエータ13を通る冷却水流量が調整され、エンジン出口水温TOが目標エンジン出口水温Ttに収束することになる。
Next, in
ここで、ステップ600における故障診断処理の内容について、図4に示すフローチャートに従って詳しく説明する。
Here, the contents of the failure diagnosis process in
まず、ステップ601で、ECU30は、エンジン出口水温センサ22により検出されるエンジン出口水温TOが所定の基準温度としての「100℃」以上であり、かつ、ラジエータ出口水温センサ21により検出されるラジエータ出口水温T2が所定の基準温度としての「80℃」以下であるか否かを判断する。この判断は、ウォータジャケット11とラジエータ通路12における冷却水流れの停止を想定したものである。この判断結果が肯定である場合、ウォータジャケット11とラジエータ通路12における冷却水流れが停止しているものとして、ウォータジャケット11とラジエータ通路12における冷却水流れを最大にするために、ECU30は、ステップ602で、流量制御弁16の指令開度ODCを「全開」に設定する。
First, in
次に、ステップ603で、ECU30は、指令開度ODCを「全開」にしてからの経過時間を表す全開カウンタCFOをセットする。すなわち、ECU30は、所定時間へ向けて全開カウンタCFOによる計時開始する。
Next, in
次に、ステップ604で、ECU30は、全開カウンタCFOがタイムアップしたか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、指令開度ODCを全開にしてから所定時間経過していないことから、ECU30は、処理をステップ700へ移行する。この場合、ECU30は、ステップ700で、「全開」に設定された指令開度ODCに基づいて流量制御弁16を駆動制御することになる。一方、上記の判断結果が肯定である場合、指令開度ODCを全開にしてから所定時間経過したことから、ECU30は、ステップ605で、全開カウンタCFOをリセットする。
Next, at
その後、ステップ606で、ECU30は、エンジン出口水温TOが「100℃」以上で、かつ、ラジエータ出口水温T2が「80℃」以上であるか否かを判断する。この判断は、ウォータジャケット11とラジエータ通路12において冷却水が流れていることを想定したものである。この判断結果が否定である場合、指令開度ODCを「全開」にして流量制御弁16を駆動制御したにもかかわらず、ウォータジャケット11とラジエータ通路12に冷却水が流れておらず、流量制御弁16が全閉状態又は全閉に近い状態で故障しているものとして、すなわち、例えば、弁体が閉じた状態で固着したり、弁体が閉じた状態でステップモータが断線したりしているなどの故障が起きているものとして、ECU30は、処理をステップ620へ移行する。そして、ステップ620で、ECU30は、エンジン本体2の「オーバーヒート抑止処理」を実行した後、処理をステップ700へ移行する。この「オーバーヒート抑止処理」の内容については、後述する。これに対し、上記の判断結果が肯定である場合、指令開度ODCを「全開」にして流量制御弁16を駆動制御したことで、ウォータジャケット11とラジエータ通路12に冷却水が十分に流れたものとして、ECU30は、処理をステップ608へ移行する。
Thereafter, in
一方、ステップ601での判断結果が否定である場合、ウォータジャケット11とラジエータ通路12に冷却水が流れているものとして、ECU30は、処理をステップ607へ移行する。そして、ステップ607で、ECU30は、エンジン出口水温TOが所定の基準温度としての「100℃」以上であり、かつ、ラジエータ出口水温T2が所定の基準温度としての「80℃」以上であるか否かを判断する。この判断は、ウォータジャケット11とラジエータ通路12に冷却水が流れており、ラジエータ13に冷却風の供給が必要であるときを想定したものである。この判断結果が肯定である場合、ラジエータ13に冷却風の供給が必要なときであるものとして、ECU30は、処理をステップ608へ移行する。
On the other hand, when the determination result in
そして、ステップ606又はステップ607から移行してステップ608では、ECU30は、ラジエータ13に冷却風を供給するためにクーリングファン54を駆動させる。また、ステップ609で、ECU30は、クーリングファン54を駆動してからの経過時間を表すクーリングファンカウンタCCFをセットする。すなわち、ECU30は、クーリングファンカウンタ54により所定時間へ向けて計時開始する。
In
次に、ステップ610で、ECU30は、クーリングファンカウンタCCFがタイムアップしたか、又は、ラジエータ出口水温T2が所定の基準温度である「80℃」以下であるか否かを判断する。この判断は、クーリングファン54によりラジエータ13に冷却風が十分に供給されたこと、又は、ラジエータ13にて冷却水が十分な放熱したことを想定したものである。この判断結果が否定である場合、クーリングファン54による冷却風の供給を継続するために、ECU30は、処理をステップ700へ移行する。これに対し、上記の判断結果が肯定である場合、ラジエータ13にて冷却水が十分に放熱したものとして、ECU30は、処理をステップ611へ移行する。
Next, at
そして、ステップ611で、ECU30は、エンジン出口水温TOが所定の基準温度としての「100℃」以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、エンジン本体2の温度上昇が過剰傾向にあるものとして、ECU30は、ステップ620で、「オーバーヒート抑止処理」を実行した後、処理をステップ700へ移行する。また、上記の判断結果が否定である場合、エンジン本体2が適度な温度であるものとして、ECU30は、ステップ613で、全開カウンタCFOとクーリングファンカウンタCCFをそれぞれリセットするとともに、クーリングファン54を停止した後、処理をステップ700へ移行する。
In
一方、ステップ607の判断結果が否定である場合、ECU30は、ステップ614で、全開カウンタCFOとクーリングファンカウンタCCFをそれぞれリセットした後、処理をステップ700へ移行する。
On the other hand, if the determination result in
ここで、ステップ620における「オーバーヒート抑止処理」の内容について、図5に示すフローチャートに従って詳しく説明する。
Here, the content of the “overheat suppression process” in
まず、ステップ621で、エンジン本体2への加熱を抑止するために、ECU30は、電子スロットル53を全閉に処理する。すなわち、ECU30は、モータ9を駆動してスロットルバルブ8を全閉にする。これにより、各燃焼室に供給される吸気量が低減し、各燃焼室における燃焼が抑えられてエンジン本体2への加熱が抑えられる。
First, in
次に、ステップ622で、エンジン本体2への加熱を抑止するための、ECU30は、燃料噴射増量処理を実行する。すなわち、ECU30は、各燃料噴射弁51からの燃料噴射量を増加させる。これにより、各燃焼室に対する燃料供給量が増加し、各燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジン本体2への加熱が抑えられる。
Next, in
次に、ステップ623で、エンジン本体2への加熱を抑止するための、ECU30は、ブロワ55を最大駆動処理する。すなわち、ECU30は、ブロワ55のモータ55aによりファン55bを最大限に回転駆動させて、ヒータコア41などに最大限に冷却風を供給する。これにより、ヒータ回路34を流れる冷却水が冷やされ、ウォータジャケット11やラジエータ通路12を流れる冷却水が冷やされて冷却水温度の上昇が抑えられ、エンジン本体2への加熱が抑止される。
Next, in
次に、ステップ624で、流量制御弁16が閉弁状態などで故障していることを運転者に警告するために、ECU30は、チェックランプ56を点灯処理する。ここでは、警告効果を高めるために、チェックランプ56を点滅させてもよい。
Next, in
その後、ステップ625で、流量制御弁16がラジエータ通路12における冷却水流れを遮断した状態で故障していること、すなわち、流量制御弁16が閉弁状態又は閉弁に近い状態で故障していることを記録するために、ECU30は、その故障コードをバックアップRAMに書き込む。この書き込まれた故障コードは、車両のメンテナンス時に、ECU30から読み出して確認することができる。上記のように、「オーバーヒート抑止処理」が実行される。
Thereafter, in
以上説明したこの実施形態におけるエンジンの冷却装置10によれば、エンジン1の冷却水はウォータジャケット11とラジエータ通路12を循環する間にラジエータ13を通過し、そのラジエータ13を通過する冷却水流量は流量制御弁16により調整される。そして、エンジン出口水温TOが目標エンジン出口水温Ttとなるように流量制御弁16が制御されることにより、エンジン1の冷却度合いが制御される。
According to the
ここで、流量制御弁16が冷却水流れを遮断する状態で故障した場合、すなわち、流量制御弁16が閉弁状態又は閉弁に近い状態で故障した場合は、ウォータジャケット11とラジエータ通路12などを介してエンジン本体12に冷却水が流れず、エンジン本体2が冷却されなくなり、エンジン本体2にオーバーヒートの懸念がある。このとき、エンジン出口水温TOは高くなり、ラジエータ出口水温T2は低くなる。
Here, when the
これに対し、この実施形態における冷却装置10では、エンジン出口水温TOが「100℃」以上であり、かつ、ラジエータ出口水温T2が「80℃」以下であるときは、ウォータジャケット11とラジエータ通路12における冷却水流れを最大にするために、流量制御弁16が全開の指令開度ODCに基づいてECU30により制御され、その後にエンジン出口水温TOが低下しないときに、「オーバーヒート抑止処理」が実行される。すなわち、エンジン本体2への加熱を抑止するために、電子スロットル53の全閉処理、燃料噴射増量処理及びブロワ55の最大駆動処理がそれぞれ実行される。従って、ウォータジャケット11とラジエータ通路12における冷却水流れを最大にするために流量制御弁16を全開の指令開度ODCに基づいて制御したにもかかわらず、エンジン出口水温TOが低下しないときは、実際にはウォータジャケット11とラジエータ通路12を冷却水が流れておらず、流量制御弁16が冷却水流れを遮断した状態、すなわち全閉状態又は全閉に近い状態で故障しているものと判断することができ、このときにエンジン本体2への加熱が抑止される。この結果、ウォータジャケット11とラジエータ通路12における冷却水流れを調整する流量制御弁16につき、冷却水流れが遮断された状態での流量制御弁16の故障を検出することができ、エンジン本体2のオーバーヒートを防止することができる。特に、この実施形態では、各燃料噴射弁51を制御することで、エンジン本体2のオーバーヒートを防止することができる。また、ブロワ55を制御することで、エンジン本体2のオーバーヒートを防止することができる。更に、電子スロットル53を制御することで、エンジン本体2のオーバーヒートを防止することができる。
On the other hand, in the
この実施形態では、上記の「オーバーヒート抑止処理」において、電子スロットル53の全閉処理と燃料噴射増量処理を実行するので、車両走行中に流量制御弁16の故障が検出されたときは、エンジン1の出力が低減して車両が減速することになる。これと同時に、チェックランプ56が点灯して、運転者に冷却装置10(流量制御弁16)の故障が報知されることになる。このため、運転者は、冷却装置10(流量制御弁16)に故障が起きたことを認識することができ、その後に車両を路肩などへ退避走行させることができる。
In this embodiment, since the
この実施形態では、冷却装置10に設けられるエンジン出口水温センサ22とラジエータ出口水温センサ21を使用して流量制御弁16の故障を検出できるので、流量制御弁16の故障を検出するために特別なセンサなどを設ける必要がない。
In this embodiment, since the failure of the
この他、この実施形態では、上記したようにエンジン1の運転状態に関するパラメータとして、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEが、流量制御弁16の弁開度ODVの制御に反映される。このため、単に冷却水の温度のみに基づいて流量制御弁16の弁開度ODVの制御が行われる場合とは異なり、実際のエンジン出口水温TOを、そのときどきのエンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEに適した目標エンジン出口水温Ttに制御することができる。例えば、エンジン1が高出力となる場合には、エンジン出口水温TOを低くして各気筒の冷却効率を高めることができる。また、エンジン1が低燃費で運転される場合には、エンジン出口水温TOを高くして各気筒内での燃焼効率を向上させることができる。このため、上記した高出力及び低燃費という相反する性能を両立させながらエンジン性能を向上させることができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the engine rotational speed NE and the engine load LE are reflected in the control of the valve opening degree ODV of the
この実施形態では、冷却損失熱量QWを算出するために、エンジン1の運転状態に関するパラメータとして、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEが適用される。このように、エンジン本体2からの発熱を左右するエンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEをパラメータとして計算に適用することで、冷却損失熱量QWを精度よく算出することができる。また、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEの両者に基づいて冷却損失熱量QWを算出するので、エンジン回転速度NE又はエンジン負荷LEを単独で適用した場合に比べて、冷却損失熱量QWの算出精度の向上を図ることができる。
In this embodiment, the engine speed NE and the engine load LE are applied as parameters relating to the operating state of the
この実施形態では、冷却損失熱量QWがエンジン1の運転状態を示すエンジン回転速度NE及びエンジン負荷LEに基づいて算出され、その算出される冷却損失熱量QWが要求ラジエータ流量V2の算出に反映される。そして、その算出される要求ラジエータ流量V2に基づいて流量制御弁16の弁開度ODVが制御される。このため、エンジン1の運転状態が変化して冷却損失熱量QWが変化しても、その冷却損失熱量QWの変化に応じて流量制御弁16の弁開度ODVを制御することができ、エンジン出口水温TOを目標エンジン出口水温Ttに応答性よく制御することができる。
In this embodiment, the cooling loss heat quantity QW is calculated based on the engine rotational speed NE indicating the operating state of the
ここで、冷却水温度と目標冷却水温度との偏差(水温差)のみに基づいて流量制御弁の弁開度をフィードバック制御するような場合では、エンジン本体2における冷却損失熱量QWの変化に対応できないことから、本実施形態のような制御に関する良好な応答性を得ることは困難である。このため、この実施形態では、前述したエンジン1の高出力運転時には、エンジン出口水温TOを速やかに低下させることができ、エンジン1の低燃費運転時には、エンジン出口水温TOを速やかに上昇させることができ、高出力及び低燃費の両立を実現する上で発生する制御ロスを低減することができる。
Here, in the case where the valve opening degree of the flow rate control valve is feedback-controlled based only on the deviation (water temperature difference) between the cooling water temperature and the target cooling water temperature, it corresponds to the change in the cooling loss heat quantity QW in the engine body 2. Since this is not possible, it is difficult to obtain good responsiveness regarding control as in this embodiment. For this reason, in this embodiment, the engine outlet water temperature TO can be quickly decreased during the high-power operation of the
ここで、仮に、エンジン1の運転状態から流量制御弁16の指令開度ODCを直接算出し、その算出される指令開度ODCに基づいて流量制御弁16の弁開度ODVを制御しようとすると、流量特性の異なる流量制御弁を用いた場合には、それら流量制御弁毎に指令開度ODCを改めて算出する必要が生じ、汎用性に欠けることになる。これに対し、この実施形態では、ラジエータ出口水温T2に対する要求ラジエータ流量V2を一旦算出し、その算出される要求ラジエータ流量V2に基づいて流量制御弁16の指令開度ODCを算出するようにしている。このため、流量特性の異なる流量制御弁を用いた場合でも、流量制御弁毎に流量特性に応じた指令開度ODCを改めて算出する必要がなくなる。
Here, if the command opening degree ODC of the
ところで、この実施形態では、ラジエータ13を迂回するようにラジエータ通路12に複数の受放熱回路(各回路31〜35)が設けられるので、冷却水が各回路31〜35を通過する過程で、各部と冷却水との間で熱の受け放し(受放熱)が行われる。この受放熱後の冷却水は、合流部42からウォータポンプ14を介してラジエータ通路12を通り、再びエンジン本体2のウォータジャケット11を通過する。各回路31〜35での受放熱熱量Qetcが多い場合は、その受放熱熱量Qetcを考慮しなければエンジン出口水温TOを狙いの目標エンジン出口水温Ttへ収束させることは難しく、冷却水温度にオーバシュートやアンダシュートが起きる懸念がある。ここで、「オーバシュート」は、エンジン出口水温TOが目標エンジン出口水温Ttに達した後に、その目標エンジン出口水温Ttを維持することができずに上昇する現象である。また、「アンダシュート」は、エンジン出口水温TOが目標エンジン出口水温Ttに達した後に、その目標エンジン出口水温Ttを維持することができずに下降する現象である。
By the way, in this embodiment, since the
このように冷却水温度にオーバシュートやアンダシュートが多く起きる場合には、エンジン本体2等の各構成部品の耐熱性を考慮して各構成部品の正常動作を保障しようとすると、目標エンジン出口水温Ttを下げる必要がある。その反面、目標エンジン出口水温Ttを単に下げると、エンジン出口水温TOが低くなることから、エンジン1や自動変速機でフリクションが増大してエンジン1の燃費悪化を招くおそれがある。
In this way, when many overshoots and undershoots occur in the cooling water temperature, it is necessary to consider the heat resistance of each component such as the engine body 2 to ensure the normal operation of each component. It is necessary to lower Tt. On the other hand, if the target engine outlet water temperature Tt is simply lowered, the engine outlet water temperature TO is lowered, so that friction increases in the
これに対し、この実施形態では、全受放熱回路(各回路31〜35の全部)における受放熱熱量Qetc が算出され、その算出される受放熱熱量Qetc が要求ラジエータ流量V2の算出に反映される。従って、各回路31〜35における受放熱熱量Qetcが変化しても、目標エンジン出口水温Ttに対するエンジン出口水温TOの収束性が向上する。このため、冷却水温度制御におけるオーバシュートやアンダシュートを少なくすることがき、エンジン本体2等の構成部品に係る耐熱性を考慮して目標エンジン出口水温Ttを下げる必要がなくなる。この結果、目標エンジン出口水温Ttの低下に伴うフリクションの増大、延いては、エンジン1の燃費悪化を抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, the amount of received and radiated heat Qetc in all the heat receiving and radiating circuits (all of the
この実施形態では、合流部水温T3とエンジン出口水温TOとの水温差が小さいときは、各回路31〜35における受放熱熱量Qetc が少なく、その逆に水温差が大きいときは、各回路31〜35における受放熱熱量Qetc が多い。また、合流部流量V3が少ないときは、各回路31〜35における受放熱熱量Qetc が少なく、合流部流量V3が多いときは、各回路31〜35における受放熱熱量Qetc が多い。この点つき、この実施形態では、合流部流量V3、合流部水温T3及びエンジン出口水温TOに基づいて各回路31〜35における受放熱熱量Qetc が算出される。従って、上記のように受放熱熱量Qetc を左右するパラメータとしての合流部流量V3、合流部水温T3及びエンジン出口水温TOが計算に適用されるので、受放熱熱量Qetcを精度よく算出することができる。このため、要求ラジエータ流量V2を精度よく算出することができ、流量制御弁16を精度よく制御することができる。
In this embodiment, when the water temperature difference between the merging portion water temperature T3 and the engine outlet water temperature TO is small, the amount of received and radiated heat Qetc in each
この実施形態では、流量制御弁16の制御量である弁開度ODV及びエンジン回転速度NEに基づいて合流部流量V3が算出されるので、ラジエータ通路12などの冷却水循環経路における冷却水流量に応じて受放熱熱量Qetcがより正確に算出される。この結果、要求ラジエータ流量V2をより一層正確に算出することができ、流量制御弁16の指令開度ODCをより一層正確に算出することができ、流量制御弁16をより一層正確に制御することができる。これにより、エンジン出口水温TOを目標エンジン出口水温Ttへより一層好適に収束させることができ、エンジン1の冷却水温度の制御性をより一層向上させることができる。
In this embodiment, the merging portion flow rate V3 is calculated based on the valve opening degree ODV and the engine rotational speed NE, which are control amounts of the flow
尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can also implement as follows.
(1)前記実施形態では、「オーバーヒート抑止処理」として、電子スロットル全閉処理、燃料噴射増量処理及びブロワ最大駆動処理を実行するようにしたが、これらの処理の一つか二つを実行するようにしてもよい。この場合も、基本的には、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。 (1) In the above-described embodiment, the electronic throttle fully closing process, the fuel injection increasing process, and the blower maximum drive process are executed as the “overheat suppression process”, but one or two of these processes are executed. It may be. Also in this case, basically, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
(2)前記実施形態では、「オーバーヒート抑止処理」として、電子スロットル全閉処理、燃料噴射増量処理及びブロワ最大駆動処理を実行するようにしたが、これらの処理に代わって、エンジンの出力を低減するために点火装置による点火時期を制御するようにしてもよい。ここで、点火時期の制御として、点火時期の進角を抑制したり、遅角したりすることが考えられる。この場合、点火装置は、本発明の加熱抑止手段に相当し、点火時期を制御するECUは、本発明の制御手段に相当する。従って、流量制御弁が冷却水流れを遮断した状態(全閉状態又は全閉に近い状態)で故障していると判断できるときには、例えば、点火時期を遅角することにより燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。これにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。 (2) In the above embodiment, the electronic throttle fully closing process, the fuel injection increasing process and the blower maximum drive process are executed as the “overheat suppression process”, but the engine output is reduced instead of these processes. Therefore, the ignition timing by the ignition device may be controlled. Here, as control of the ignition timing, it is conceivable that the advance of the ignition timing is suppressed or retarded. In this case, the ignition device corresponds to the heating suppression means of the present invention, and the ECU that controls the ignition timing corresponds to the control means of the present invention. Accordingly, when it can be determined that the flow rate control valve is malfunctioning in a state where the coolant flow is interrupted (fully closed state or nearly fully closed state), for example, the ignition chamber is retarded to increase the temperature in the combustion chamber. It is suppressed and heating to the engine is suppressed. Thereby, engine overheating can be prevented.
(3)前記実施形態では、受放熱回路として複数の回路、すなわち、スロットルボディ温水回路31、EGRクーラ回路32、ホットエアインテーク回路33、ヒータ回路34及びオイルクーラ回路35を設けた。これに対し、これら全ての回路31〜35を受放熱回路としなくてもよく、各回路31〜35の少なくとも一つを受放熱回路として設けることもできる。この場合も、基本的には、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
(3) In the above embodiment, a plurality of circuits, that is, the throttle body
(4)前記実施形態では、複数の受放熱回路(各回路31〜35の全部)を備えた冷却装置において、それら受放熱回路における受放熱熱量Qetc を算出し、その受放熱熱量Qetcを要求ラジエータ流量V2の算出に反映させるようにした。これに対し、受放熱回路を持たない冷却装置において、受放熱熱量Qetcを算出することなく、要求ラジエータ流量V2を算出する冷却装置に具体化することもできる。
(4) In the above-described embodiment, in a cooling device having a plurality of heat receiving / dissipating circuits (all of the
1…エンジン
10…冷却装置
11…ウォータジャケット(冷却水循環経路)
12…ラジエータ通路(冷却水循環経路)
13…ラジエータ
16…流量制御弁(流量調整手段)
30…ECU(制御手段)
51…燃料噴射弁(燃料噴射装置、加熱抑止手段)
52…デリバリパイプ (燃料噴射装置、加熱抑止手段)
53…電子スロットル(加熱抑止手段)
55…ブロワ(送風機、加熱抑止手段)
DESCRIPTION OF
12. Radiator passage (cooling water circulation path)
13 ...
30 ... ECU (control means)
51 ... Fuel injection valve (fuel injection device, heating suppression means)
52 ... Delivery pipe (fuel injection device, heating deterring means)
53 ... Electronic throttle (heating suppression means)
55 ... Blower (blower, heating suppression means)
Claims (5)
前記エンジンへの加熱を抑止するための加熱抑止手段と、
前記冷却水が前記エンジンを通過した後のエンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、前記冷却水が前記ラジエータを通過した後のラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、前記冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために前記流量調整手段を制御し、その後に前記エンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、前記エンジンへの加熱を抑止するために前記加熱抑止手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。 A cooling water circulation path through which engine cooling water circulates; a radiator provided in the cooling water circulation path; and a flow rate adjusting means for adjusting a cooling water flow rate passing through the radiator; An engine cooling apparatus configured to control the flow rate adjusting means so as to have a cooling water temperature,
Heating suppression means for suppressing heating of the engine;
The cooling water temperature after passing through the engine after the cooling water passes through the engine is equal to or higher than a predetermined reference temperature, and the cooling water temperature after passing through the radiator after the cooling water passes through the radiator is a predetermined reference temperature. In order to suppress heating to the engine when the flow rate adjusting means is controlled to maximize the cooling water flow in the cooling water circulation path and the cooling water temperature does not decrease after passing through the engine when And a control means for controlling the heating suppression means.
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- 2004-10-08 JP JP2004296728A patent/JP2006105105A/en not_active Withdrawn
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