JP2006105106A - Engine cooling system - Google Patents
Engine cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006105106A JP2006105106A JP2004296746A JP2004296746A JP2006105106A JP 2006105106 A JP2006105106 A JP 2006105106A JP 2004296746 A JP2004296746 A JP 2004296746A JP 2004296746 A JP2004296746 A JP 2004296746A JP 2006105106 A JP2006105106 A JP 2006105106A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- cooling water
- radiator
- flow rate
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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、ラジエータを通る冷却水流量を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 is a cooling device that cools an engine by circulating cooling water through a cooling water circulation path including a radiator, and controls a cooling water temperature to a target cooling water temperature by adjusting a flow rate of the cooling water passing through the radiator. The present invention relates to an engine cooling apparatus.
従来、車両等に搭載されるエンジンの冷却装置として、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、エンジン本体のウォータジャケットを含む冷却水循環経路と、その冷却水循環経路に設けられるラジエータ、ウォータポンプ及び流量制御弁と、流量制御弁の開度を制御する電子制御装置(ECU)とを備える。この冷却装置において、ウォータポンプが作動することにより、冷却水循環経路を冷却水が循環し、その冷却水とエンジン本体との間で熱の受け渡しが行われる。このときエンジン本体から冷却水へ奪われる熱は、冷却水がラジエータを通過する過程で放熱される。ここで、実際の冷却水温度が目標冷却水温度となるように、ECUが流量制御弁の開度を制御するようになっている。 Conventionally, as a cooling device for an engine mounted on a vehicle or the like, for example, there is a water-cooling type cooling device described in Patent Document 1 below. The cooling device includes a cooling water circulation path including a water jacket of the engine body, a radiator, a water pump and a flow control valve provided in the cooling water circulation path, and an electronic control unit (ECU) that controls the opening degree of the flow control valve. Is provided. In this cooling device, when the water pump is operated, the cooling water circulates through the cooling water circulation path, and heat is transferred between the cooling water and the engine body. At this time, the heat taken from the engine body to the cooling water is dissipated in the process of the cooling water passing through the radiator. Here, the ECU controls the opening degree of the flow control valve so that the actual cooling water temperature becomes the target cooling water temperature.
詳しくは、この冷却装置において、エンジンの運転状態が変化したときに、エンジン本体から冷却水に奪われる熱量(冷却損失熱量)QWが変化しても冷却水温度が目標冷却水温度へ応答性よく収束するように、ECUは、エンジンの運転状態(エンジン回転速度及びエンジン負荷)に基づいて冷却損失熱量QWを算出する。また、ECUは、冷却水温度を目標冷却水温度に収束させるためのラジエータにおける冷却水要求通過量(要求ラジエータ流量)V2を、冷却損失熱量QW、目標冷却水温度(目標エンジン出口水温)Tt及びラジエータ通過後の冷却水温度(ラジエータ出口水温)T2に基づいて、下記の計算式(1)に従い算出する。計算式(1)において、「C」は、温度を流量に変換するための変換係数であり、例えば、冷却水の比熱と密度との積によって決定される。
V2=QW/{C・(Tt−T2)} ・・・(1)
そして、ECUは、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の開度を制御することにより、冷却水循環経路における冷却水温度を制御し、エンジンの冷却度合いを制御する。このようにエンジンの運転状態に応じてエンジンの冷却度合いを制御することで、エンジンのフリクション低減、燃費の向上及びノッキング性能の向上等を図ることができる。
Specifically, in this cooling device, when the operating state of the engine changes, even if the amount of heat (cooling loss heat amount) QW taken away from the engine body by the cooling water changes, the cooling water temperature is responsive to the target cooling water temperature. The ECU calculates the cooling loss heat quantity QW based on the operating state of the engine (engine speed and engine load) so as to converge. Further, the ECU sets the required cooling water passage amount (required radiator flow rate) V2 in the radiator for converging the cooling water temperature to the target cooling water temperature, the cooling loss heat quantity QW, the target cooling water temperature (target engine outlet water temperature) Tt, and Based on the cooling water temperature (radiator outlet water temperature) T2 after passing through the radiator, it is calculated according to the following calculation formula (1). In the calculation formula (1), “C” is a conversion coefficient for converting the temperature into the flow rate, and is determined by, for example, the product of the specific heat of the cooling water and the density.
V2 = QW / {C · (Tt−T2)} (1)
And ECU controls the cooling water temperature in a cooling water circulation path | route by controlling the opening degree of a flow control valve based on the calculated required radiator flow V2, and controls the cooling degree of an engine. In this way, by controlling the degree of cooling of the engine according to the operating state of the engine, it is possible to reduce engine friction, improve fuel consumption, improve knocking performance, and the like.
一方、特許文献1の冷却装置において、ラジエータをバイパスする受放熱回路(例えば、ヒータ回路、スロットルボディ温水回路及びEGRクーラ回路等)が冷却水循環経路に設けられている場合、この受放熱回路での受放熱熱量Qetcを要求ラジエータ流量V2の算出に反映させる必要がある。そこで、ECUは、この受放熱熱量Qetcを、複数の受放熱回路の下流部が合流する合流部における流量(合流部流量)V3と、その合流部における冷却水温度(合流部水温)T3と、エンジン出口における冷却水温度(エンジン出口水温)TOとに基づいて、下記の計算式(2)に従い算出する。そして、ECUは、要求ラジエータ流量V2を、算出される冷却損失熱量QW、算出される受放熱熱量Qetc、目標エンジン出口水温Tt及びラジエータ出口水温T2に基づいて、下記の計算式(3)に従い算出する。計算式(2)及び(3)において、「C」は、計算式(1)におけると同様の変換係数である。
Qetc=C・V3・(TO−T3) ・・・(2)
V2=(QW−Qetc)/{C・(Tt−T2)} ・・・(3)
そして、ECUは、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の開度を制御することにより、冷却水循環経路における冷却水温度を制御し、エンジンの冷却度合いを制御する。
On the other hand, in the cooling device of Patent Document 1, when a heat receiving / radiating circuit (for example, a heater circuit, a throttle body hot water circuit, an EGR cooler circuit, etc.) that bypasses the radiator is provided in the cooling water circulation path, It is necessary to reflect the amount of heat received and radiated heat Qetc in the calculation of the required radiator flow rate V2. Therefore, the ECU determines the amount of received and radiated heat Qetc as a flow rate (merging portion flow rate) V3 at the merging portion where downstream portions of the plurality of receiving and radiating circuits merge, and a cooling water temperature (merging portion water temperature) T3 at the merging portion Based on the cooling water temperature (engine outlet water temperature) TO at the engine outlet, calculation is performed according to the following calculation formula (2). Then, the ECU calculates the required radiator flow rate V2 in accordance with the following calculation formula (3) based on the calculated cooling loss heat quantity QW, the calculated heat receiving and radiating heat quantity Qetc, the target engine outlet water temperature Tt, and the radiator outlet water temperature T2. To do. In formulas (2) and (3), “C” is the same conversion coefficient as in formula (1).
Qetc = C / V3 / (TO-T3) (2)
V2 = (QW−Qetc) / {C · (Tt−T2)} (3)
Then, the ECU controls the degree of cooling of the engine by controlling the cooling water temperature in the cooling water circulation path by controlling the opening degree of the flow rate control valve based on the calculated required radiator flow rate V2.
ところが、特許文献1の冷却装置では、上記した計算式(1)乃至(3)で使用される変換係数Cが定数であることから、ラジエータにて冷却水温度の変動が大きくなると、要求ラジエータ流量V2の計算に誤差が生じ、冷却水温度の制御性が悪化するおそれがあった。特に、車両が高速で走行するときには、ラジエータが走行風を多く受けることでラジエータからの放熱量が多くなり、ラジエータ出口水温T2が大幅に低下するので、その分だけ要求ラジエータ流量V2の計算誤差が大きくなる傾向があった。この計算誤差は、最大で「15%」にも達することがある。このため、エンジンの冷却度合の制御性が低下し、エンジンのフリクション低減、燃費及びノッキング性能が悪化する懸念があった。 However, in the cooling device of Patent Document 1, since the conversion coefficient C used in the above-described calculation formulas (1) to (3) is a constant, the required radiator flow rate when the fluctuation of the cooling water temperature increases in the radiator. An error may occur in the calculation of V2, and the controllability of the cooling water temperature may be deteriorated. In particular, when the vehicle travels at a high speed, the radiator receives a large amount of wind flow, so the amount of heat released from the radiator increases, and the radiator outlet water temperature T2 greatly decreases. Therefore, the calculation error of the required radiator flow rate V2 is correspondingly increased. There was a tendency to grow. This calculation error may reach “15%” at the maximum. For this reason, there is a concern that the controllability of the degree of cooling of the engine is lowered, and the friction reduction, fuel consumption and knocking performance of the engine are deteriorated.
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、要求ラジエータ流量の算出に使われる変換係数の適正化を図ることにより、冷却水温度の制御性を向上させ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 its object is to improve the controllability of the cooling water temperature by optimizing the conversion coefficient used for calculating the required radiator flow rate. An object of the present invention is to provide a cooling device for an engine.
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、エンジンから冷却水へ奪われる冷却損失熱量をエンジンの運転状態に基づき算出するための冷却損失熱量算出手段と、エンジンの冷却水温度を目標冷却水温度にするために、ラジエータで要求される冷却水の要求ラジエータ流量を、算出される冷却損失熱量、目標冷却水温度、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及び冷却水温度を冷却水流量に変換する変換係数に基づき算出するための要求ラジエータ流量算出手段と、算出される要求ラジエータ流量に基づき流量調整手段を制御するための制御手段とを備えたエンジンの冷却装置において、変換係数を、エンジンを通過した後のエンジン通過後冷却水温度とラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき算出するための変換係数算出手段を備えたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a cooling water circulation path through which engine cooling water circulates, a radiator provided in the cooling water circulation path, and a flow rate of cooling water passing through the radiator. An engine cooling device comprising a flow rate adjusting means and controlling the flow rate adjusting means so that the engine cooling water temperature becomes a target cooling water temperature. Cooling loss calorie calculating means for calculating based on the operating state of the engine, and the required radiator flow rate required for the radiator in order to set the engine cooling water temperature to the target cooling water temperature, the calculated cooling loss calorific value , The target cooling water temperature, the cooling water temperature after passing through the radiator after passing through the radiator, and the conversion coefficient for converting the cooling water temperature into the cooling water flow rate In a cooling device for an engine having a required radiator flow rate calculating means for controlling and a control means for controlling the flow rate adjusting means based on the calculated required radiator flow rate, the conversion coefficient is calculated after passing through the engine. It is intended that a conversion coefficient calculating means for calculating based on a temperature difference between the cooling water temperature and the cooling water temperature after passing through the radiator is provided.
上記発明の構成によれば、エンジンから冷却水へ奪われる冷却損失熱量が、エンジンの運転状態に基づき冷却損失熱量算出手段により算出される。また、エンジンの冷却水温度を目標冷却水温度にするために、ラジエータで要求される冷却水の要求ラジエータ流量が、算出される冷却損失熱量、算出される受放熱熱量、目標冷却水温度、ラジエータ通過後冷却水温度及び冷却水温度を冷却水流量に変換する変換係数に基づき要求ラジエータ流量算出手段により算出される。そして、その算出される要求ラジエータ流量に基づき制御手段により流量調整手段が制御される。これにより、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度に近付けられる。
ここで、上記した要求ラジエータ流量の算出に使用される変換係数は、エンジン通過後冷却水温度とラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき変換係数算出手段により算出される。従って、ラジエータからの放熱量が変わり、ラジエータ通過後冷却水温度が変化しても、エンジン通過後冷却水温度とラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき算出される変換係数が、要求ラジエータ流量の計算に反映されるので、その要求ラジエータ流量の計算誤差が少なくなる。
According to the configuration of the invention described above, the cooling loss heat amount taken from the engine to the cooling water is calculated by the cooling loss heat amount calculation means based on the operating state of the engine. In addition, in order to set the engine coolant temperature to the target coolant temperature, the required radiator flow rate of the coolant required by the radiator is calculated as the amount of heat loss calculated, the amount of heat received and radiated, the target coolant temperature, the radiator It is calculated by the required radiator flow rate calculation means based on the post-passage cooling water temperature and the conversion coefficient for converting the cooling water temperature into the cooling water flow rate. Then, the flow rate adjusting means is controlled by the control means based on the calculated required radiator flow rate. Thereby, the engine coolant temperature is brought close to the target coolant temperature.
Here, the conversion coefficient used to calculate the required radiator flow rate is calculated by the conversion coefficient calculation means based on the temperature difference between the coolant temperature after passing through the engine and the coolant temperature after passing through the radiator. Therefore, even if the amount of heat released from the radiator changes and the coolant temperature changes after passing the radiator, the conversion coefficient calculated based on the temperature difference between the coolant temperature after passing the engine and the coolant temperature after passing the radiator is the required radiator. Since it is reflected in the calculation of the flow rate, the calculation error of the required radiator flow rate is reduced.
上記目的を達成するために、請求項2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、ラジエータを迂回するように冷却水循環経路に設けられる受放熱回路と、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、エンジンから冷却水へ奪われる冷却損失熱量をエンジンの運転状態に基づき算出するための冷却損失熱量算出手段と、受放熱回路と冷却水との間で受け放される受放熱熱量を、エンジンを通過した後のエンジン通過後冷却水温度、受放熱回路を通過した後の回路通過後冷却水温度及び回路通過後冷却水流量、並びに、冷却水温度を冷却水流量に変換する変換係数に基づき算出するための受放熱熱量算出手段と、エンジンの冷却水温度を目標冷却水温度にするために、ラジエータで要求される冷却水の要求ラジエータ流量を、算出される冷却損失熱量、算出される受放熱熱量、目標冷却水温度、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及び変換係数に基づき算出するための要求ラジエータ流量算出手段と、算出される要求ラジエータ流量に基づき流量調整手段を制御するための制御手段とを備えたエンジンの冷却装置において、変換係数を、エンジン通過後冷却水温度とラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき算出するための変換係数算出手段を備えたことを趣旨とする。
To achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、エンジンから冷却水へ奪われる冷却損失熱量が、エンジンの運転状態に基づき冷却損失熱量算出手段により算出される。また、受放熱回路と冷却水との間で受け放される受放熱熱量が、エンジン通過後冷却水温度、回路通過後冷却水温度及び回路通過後冷却水流量、並びに、変換係数に基づき受放熱熱量算出手段により算出される。また、エンジンの冷却水温度を目標冷却水温度にするために、ラジエータで要求される冷却水の要求ラジエータ流量が、算出される冷却損失熱量、算出される受放熱熱量、目標冷却水温度、ラジエータ通過後冷却水温度及び変換係数に基づき要求ラジエータ流量算出手段により算出される。そして、その算出される要求ラジエータ流量に基づき制御手段により流量調整手段が制御される。これにより、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度に近付けられる。
ここで、上記した受放熱熱量及び要求ラジエータ流量の算出に使用される変換係数は、エンジン通過後冷却水温度とラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき変換係数算出手段により算出される。従って、ラジエータからの放熱量が変わり、ラジエータ通過後冷却水温度が変化しても、エンジン通過後冷却水温度とラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき算出される変換係数が、受放熱熱量の計算や要求ラジエータ流量の計算に反映されるので、それら受放熱熱量及び要求ラジエータ流量の計算誤差が少なくなる。
According to the configuration of the invention described above, the cooling loss heat amount taken from the engine to the cooling water is calculated by the cooling loss heat amount calculation means based on the operating state of the engine. The amount of heat received and radiated between the heat receiving and radiating circuit and the cooling water is determined based on the cooling water temperature after passing through the engine, the cooling water temperature after passing through the circuit, the cooling water flow after passing through the circuit, and the conversion coefficient. Calculated by the calorie calculation means. In addition, in order to set the engine coolant temperature to the target coolant temperature, the required radiator flow rate of the coolant required by the radiator is calculated as the amount of heat loss calculated, the amount of heat received and radiated, the target coolant temperature, the radiator Based on the post-passage cooling water temperature and the conversion coefficient, it is calculated by the required radiator flow rate calculation means. Then, the flow rate adjusting means is controlled by the control means based on the calculated required radiator flow rate. Thereby, the engine coolant temperature is brought close to the target coolant temperature.
Here, the conversion coefficient used for the calculation of the amount of heat received and radiated and the required radiator flow rate is calculated by the conversion coefficient calculation means based on the temperature difference between the cooling water temperature after passing through the engine and the cooling water temperature after passing through the radiator. Therefore, even if the amount of heat released from the radiator changes and the coolant temperature changes after passing through the radiator, the conversion coefficient calculated based on the temperature difference between the coolant temperature after passing through the engine and the coolant temperature after passing through the radiator is Since it is reflected in the calculation of the heat amount and the calculation of the required radiator flow rate, the calculation error of the received and radiated heat amount and the required radiator flow rate is reduced.
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又は2に記載の発明において、変換係数算出手段は、温度差が相対的に大きくなるに連れて相対的に小さくなるように変換係数を算出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 first or second aspect of the present invention, the conversion coefficient calculating means becomes relatively small as the temperature difference becomes relatively large. Thus, the purpose is to calculate the conversion coefficient.
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、温度差が相対的に大きくなるに連れて相対的に小さくなるように変換係数が変換係数算出手段により算出されるので、温度差が相対的に大きいときは、相対的に小さい変換係数が要求ラジエータ流量の計算に反映され、温度差が相対的に小さいときは、相対的に大きい変換係数が要求ラジエータ流量の計算に反映される。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention described in
請求項1に記載の発明によれば、要求ラジエータ流量の算出に使われる変換係数の適正化を図ることができ、要求ラジエータ流量の算出精度を高めることができ、延いては、エンジンの冷却水温度の制御性を向上させることができる。このため、エンジンのフリクション低減、燃費及びノッキング性能の向上を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the conversion coefficient used for calculating the required radiator flow rate can be optimized, the calculation accuracy of the required radiator flow rate can be improved, and the cooling water of the engine can be increased. Temperature controllability can be improved. For this reason, it is possible to reduce engine friction, improve fuel consumption, and knock performance.
請求項2に記載の発明によれば、受放熱熱量及び要求ラジエータ流量の算出に使われる変換係数の適正化を図ることができ、受放熱熱量及び要求ラジエータ流量の算出精度を高めることができ、延いては、エンジンの冷却水温度の制御性を向上させることができる。このため、エンジンのフリクション低減、燃費及びノッキング性能の向上を図ることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、変換係数をより実際に適合した値とすることができ、この意味で、要求ラジエータ流量の算出精度を高めることができる。
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及び点火装置(共に図示略)が設けられる。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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system in this embodiment. A multi-cylinder engine 1 mounted on a vehicle includes an
エンジン本体2の各燃焼室には、燃料噴射弁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 the fuel injection valve is supplied to each combustion chamber of the
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。周知のようにラジエータ13は、車両の前側に面して設けられることから、車両の走行風を受けやすくなっている。このため、ラジエータ13からの放熱量は、車速の違い、すなわちラジエータ13が走行風を受ける量の違いによっても変わりうる。
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。この流量制御弁16は、本発明における流量調整手段に相当する。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、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、本発明におけるラジエータ通過後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、本発明におけるエンジン通過後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。
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、本発明における回路通過後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 engine 1. In other words, 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及び流量制御弁16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。加えて、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。
The
この実施の形態において、ECU30は冷却水温制御を実行するものであり、本発明における冷却損失熱量算出手段、受放熱熱量算出手段、要求ラジエータ流量算出手段、制御手段及び変換係数算出手段に相当する。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2のフローチャートに従って説明する。
Next, the content of the coolant temperature control executed by the
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ100で、ECU30は、エンジン出口水温センサ22の検出値から得られるエンジン出口水温TOと、ラジエータ出口水温センサ21の検出値から得られるラジエータ出口水温T2との温度差dlthwを算出する。すなわち、ECU30は、下記の計算式(4)に従って温度差dlthwを算出する。
dlthw=TO−T2 ・・・(4)
When the process proceeds to this routine, in
dlthw = TO-T2 (4)
その後、ステップ110で、ECU30は、算出される温度差dlthwに基づいて変換係数Cを算出する。この「C」は、冷却水温度を冷却水流量に変換するための変換係数であり、冷却水の比熱と密度との積により定められる。この変換係数Cの算出に際し、ECU30は、図3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、温度差dlthwに対する変換係数Cの関係を予め定めたものである。このマップにおいて、変換係数Cは、温度差dlthwが相対的に大きくなるに連れて相対的に小さくなるように設定される。
Thereafter, in
次に、ステップ120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4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。
Next, at
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4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. 4 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
次に、ステップ130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5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、本発明における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140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、エンジン出口水温TO及び変換係数Cに基づいて受放熱熱量Qetcを算出する。ECU30は、下記の計算式(5)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。
Qetc=C・V3・(TO−T3) ・・・(5)
Next, in
Qetc = C / V3 / (TO-T3) (5)
次に、ステップ150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、受放熱熱量Qetc及び変換係数C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(6)に従ってこの流量V2を算出する。
V2=(QW−Qetc)/{C・(Tt−T2)} ・・・(6)
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, at
V2 = (QW−Qetc) / {C · (Tt−T2)} (6)
Here, the target engine outlet water temperature Tt is determined according to the operating state of the engine 1 and corresponds to the target cooling water temperature in the present invention. For example, when the engine 1 is in the idling operation state, the target engine outlet water temperature Tt is set to a slightly lower temperature (for example, “90 ° C.”) for measures against knocking at the time of start. On the other hand, when the engine 1 is in a partial load (partial) operation state, the target engine outlet water temperature Tt is set to a higher temperature (for example, “100 ° C.”) to reduce friction loss. When the engine 1 is in the full load (WOT) operation state, the target engine outlet water temperature Tt is set to a lower temperature (for example, “80 ° C.”) in order to increase the filling rate. Each value (90 ° C., 100 ° C., 80 ° C.) related to the target engine outlet water temperature Tt is merely an example.
次に、ステップ160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、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
その後、ステップ170で、ECU30は、算出される指令開度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の開度を制御することにより、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。
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によれば、エンジン本体2から冷却水へ奪われる冷却損失熱量QWが、エンジン1の運転状態に基づいてECU30により算出される。また、受放熱回路(各回路31〜35)と冷却水との間で受け放される受放熱熱量Qetcが、エンジン出口水温TO、合流部水温T3、合流部流量V3及び変換係数Cに基づいてECU30により算出される。また、エンジン出口水温TOを目標エンジン出口水温Ttにするために、ラジエータ13で要求される冷却水の要求ラジエータ流量V2が、上記のようにそれぞれ算出される冷却損失熱量QW及び受放熱熱量Qetc、並びに、変換係数C、目標エンジン出口水温Tt及びラジエータ出口水温T2に基づいてECU30により算出される。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ECU30により指令開度ODCが算出され、その指令開度ODCに基づいて流量制御弁16が駆動制御される、すなわち、流量制御弁13の弁開度ODVが制御される。これにより、エンジン出口水温TOが目標エンジン出口水温Ttに近付けられる。
According to the engine cooling apparatus in this embodiment described above, the cooling loss heat quantity QW taken from the
すなわち、この実施形態の冷却装置10では、エンジン1の冷却水はウォータジャケット11及びラジエータ通路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。
That is, in the
ここで、ラジエータ13は、車両の前側に設けられることから、車両が高速で走行するときは、ラジエータ13が走行風を多く受けることでラジエータ13からの放熱量が多くなる。従って、図7(a),(b)に示すように、車速が増加することでラジエータ出口水温T2が低下し、エンジン出口水温TOとラジエータ出口水温T2との温度差dlthwが大きくなる。このため、この温度差dlthwが大きくなる分だけ、要求ラジエータ流量V2の計算誤差が問題になっていた。
Here, since the
これに対し、この実施形態では、上記した受放熱熱量Qetc及び要求ラジエータ流量V2の算出に使用される変換係数Cが、エンジン出口水温TOとラジエータ出口水温T2との温度差dlthwに基づいてECU30により算出される。この変換係数Cは、温度差dlthwが相対的に大きくなるに連れて相対的に小さくなるように算出される。従って、ラジエータ13からの放熱量が変わってラジエータ出口水温T2が変化しても、上記した温度差dlthwから算出される変換係数Cが、受放熱熱量Qetcの計算や要求ラジエータ流量V2の計算に反映されるので、受放熱熱量Qetc及び要求ラジエータ流量V2の計算誤差が少なくなる。この結果、受放熱熱量Qetc及び要求ラジエータ流量V2の算出に使われる変換係数Cの適正化を図ることができ、要求ラジエータ流量V2の算出精度を高めることができ、延いては、エンジン1の冷却水温度の制御性を向上させることができる。このため、エンジン1のフリクション低減、燃費及びノッキング性能の向上を図ることができる。
On the other hand, in this embodiment, the conversion coefficient C used for the calculation of the above-described received and radiated heat quantity Qetc and the required radiator flow rate V2 is determined by the
加えて、この実施形態では、図3にマップで示すように、温度差dlthwが相対的に大きくなるに連れて相対的に小さくなるように変換係数Cが算出されるので、温度差dlthwが相対的に大きいときは、相対的に小さい変換係数Cが受放熱熱量Qetc及び要求ラジエータ流量V2の計算に反映され、温度差dlthwが相対的に小さいときは、相対的に大きい変換係数Cが受放熱熱量Qetc及び要求ラジエータ流量V2の計算に反映される。このため、変換係数Cをより実際に適合した値とすることができ、この意味で、要求ラジエータ流量の算出精度を高めることができる。 In addition, in this embodiment, as shown by a map in FIG. 3, the conversion coefficient C is calculated so that the temperature difference dlthw becomes relatively small as the temperature difference dlthw becomes relatively large. When the temperature difference is relatively large, a relatively small conversion coefficient C is reflected in the calculation of the heat receiving and radiating heat quantity Qetc and the required radiator flow rate V2, and when the temperature difference dlthw is relatively small, the relatively large conversion coefficient C is received and radiated. This is reflected in the calculation of the heat quantity Qetc and the required radiator flow rate V2. For this reason, the conversion coefficient C can be set to a value that is actually more suitable, and in this sense, the calculation accuracy of the required radiator flow rate can be increased.
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 engine 1 in order to calculate the cooling loss heat quantity QW. Thus, by applying the engine rotation speed NE and the engine load LE that influence the heat generation from 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 engine 1 and the engine load LE, and the calculated cooling loss heat quantity QW is reflected in the calculation of the required radiator flow rate V2. . Then, the valve opening degree ODV of the flow
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
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
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dT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dT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 dT between the junction water temperature T3 and the engine outlet water temperature TO is small, the amount of heat received and radiated 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、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。
(1) In the embodiment, a plurality of circuits, that is, the throttle body
(2)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。この場合も、要求ラジエータ流量V2の算出に使用される変換係数Cを、エンジン出口水温TOとラジエータ出口水温T2との温度差dlthwに基づき算出することにより、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
(2) In the above-described embodiment, in a cooling device provided with 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(冷却損失熱量算出手段、受放熱熱量算出手段、要求ラジエータ流量算出手段、制御手段及び変換係数算出手段)
31…スロットルボディ温水回路(受放熱回路)
32…EGRクーラ回路(受放熱回路)
33…ホットエアインテーク回路(受放熱回路)
34…ヒータ回路(受放熱回路)
35…オイルクーラ回路(受放熱回路)
T2…ラジエータ出口水温(ラジエータ通過後冷却水温度)
TO…エンジン出口水温(エンジン通過後冷却水温度)
T3…合流部水温(回路通過後冷却水温度)
QW…冷却損失熱量
V3…合流部流量(回路通過後冷却水流量)
Qetc…受放熱熱量
Tt…目標エンジン出口水温(目標冷却水温度)
C…変換係数
dlthw…温度差
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
12. Radiator passage (cooling water circulation path)
13 ...
30 ... ECU (cooling loss calorie calculating means, receiving and radiating calorie calculating means, required radiator flow rate calculating means, control means and conversion coefficient calculating means)
31 ... Throttle body warm water circuit (heat receiving / dissipating circuit)
32 ... EGR cooler circuit (heat receiving / dissipating circuit)
33 ... Hot air intake circuit (heat receiving / dissipating circuit)
34 ... Heater circuit (heat receiving / dissipating circuit)
35 ... Oil cooler circuit (heat receiving / dissipating circuit)
T2 ... Radiator outlet water temperature (cooling water temperature after passing through the radiator)
TO ... Engine outlet water temperature (cooling water temperature after passing through the engine)
T3 ... Junction water temperature (cooling water temperature after passing through the circuit)
QW ... cooling heat loss V3 ... flow rate at the junction (cooling water flow rate after passing through the circuit)
Qetc ... heat received and radiated heat Tt ... target engine outlet water temperature (target cooling water temperature)
C ... Conversion coefficient
dlthw ... temperature difference
Claims (3)
前記エンジンから前記冷却水へ奪われる冷却損失熱量を前記エンジンの運転状態に基づき算出するための冷却損失熱量算出手段と、
前記エンジンの冷却水温度を前記目標冷却水温度にするために、前記ラジエータで要求される冷却水の要求ラジエータ流量を、前記算出される冷却損失熱量、前記目標冷却水温度、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及び冷却水温度を冷却水流量に変換する変換係数に基づき算出するための要求ラジエータ流量算出手段と、
前記算出される要求ラジエータ流量に基づき前記流量調整手段を制御するための制御手段と
を備えたエンジンの冷却装置において、
前記変換係数を、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と前記ラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき算出するための変換係数算出手段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,
A cooling loss heat amount calculating means for calculating a cooling loss heat amount taken from the engine to the cooling water based on an operating state of the engine;
In order to set the cooling water temperature of the engine to the target cooling water temperature, the required radiator flow rate of the cooling water required by the radiator has passed through the calculated cooling loss heat quantity, the target cooling water temperature, and the radiator. A required radiator flow rate calculating means for calculating a cooling water temperature after passing through the subsequent radiator and a conversion coefficient for converting the cooling water temperature into a cooling water flow rate;
An engine cooling device comprising: a control means for controlling the flow rate adjusting means based on the calculated required radiator flow rate;
A conversion coefficient calculation means for calculating the conversion coefficient based on a temperature difference between a post-engine coolant temperature after passing through the engine and a post-radiator coolant temperature after passing through the engine is provided. Cooling system.
前記エンジンから前記冷却水へ奪われる冷却損失熱量を前記エンジンの運転状態に基づき算出するための冷却損失熱量算出手段と、
前記受放熱回路と冷却水との間で受け放される受放熱熱量を、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、前記受放熱回路を通過した後の回路通過後冷却水温度及び回路通過後冷却水流量、並びに、冷却水温度を冷却水流量に変換する変換係数に基づき算出するための受放熱熱量算出手段と、
前記エンジンの冷却水温度を前記目標冷却水温度にするために、前記ラジエータで要求される冷却水の要求ラジエータ流量を、前記算出される冷却損失熱量、前記算出される受放熱熱量、前記目標冷却水温度、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及び前記変換係数に基づき算出するための要求ラジエータ流量算出手段と、
前記算出される要求ラジエータ流量に基づき前記流量調整手段を制御するための制御手段と
を備えたエンジンの冷却装置において、
前記変換係数を、前記エンジン通過後冷却水温度と前記ラジエータ通過後冷却水温度との温度差に基づき算出するための変換係数算出手段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, a heat receiving / dissipating circuit provided in the cooling water circulation path so as to bypass the radiator, and a cooling water flow rate passing through the radiator. An engine cooling apparatus comprising: a flow rate adjusting means for adjusting; and controlling the flow rate adjusting means such that the engine coolant temperature becomes a target coolant temperature,
A cooling loss heat amount calculating means for calculating a cooling loss heat amount taken from the engine to the cooling water based on an operating state of the engine;
The amount of heat received and radiated and received between the heat receiving and radiating circuit and the cooling water, the cooling water temperature after passing through the engine after passing through the engine, the cooling water temperature after passing through the circuit after passing through the receiving and radiating circuit, and A cooling water flow rate after passing through the circuit, and a heat receiving and radiating heat amount calculating means for calculating based on a conversion coefficient for converting the cooling water temperature into the cooling water flow rate;
In order to set the cooling water temperature of the engine to the target cooling water temperature, the required radiator flow rate of the cooling water required by the radiator is set to the calculated cooling loss heat amount, the calculated heat receiving and radiating heat amount, and the target cooling amount. A required radiator flow rate calculation means for calculating based on the water temperature, the cooling water temperature after passing through the radiator after passing through the radiator, and the conversion coefficient;
An engine cooling device comprising: a control means for controlling the flow rate adjusting means based on the calculated required radiator flow rate;
A cooling apparatus for an engine, comprising: conversion coefficient calculating means for calculating the conversion coefficient based on a temperature difference between the coolant temperature after passing through the engine and the coolant temperature after passing through the radiator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004296746A JP2006105106A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Engine cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004296746A JP2006105106A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Engine cooling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006105106A true JP2006105106A (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36375131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004296746A Withdrawn JP2006105106A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Engine cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006105106A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011017283A (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Caterpillar Sarl | Control device of engine cooling circuit |
CN103984999A (en) * | 2014-06-03 | 2014-08-13 | 上海优华系统集成技术有限公司 | Energy integrated optimization method for industrial circulating cooling water |
CN112284742A (en) * | 2020-09-21 | 2021-01-29 | 东风汽车集团有限公司 | Water temperature and flow control system for engine pedestal |
-
2004
- 2004-10-08 JP JP2004296746A patent/JP2006105106A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011017283A (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Caterpillar Sarl | Control device of engine cooling circuit |
CN103984999A (en) * | 2014-06-03 | 2014-08-13 | 上海优华系统集成技术有限公司 | Energy integrated optimization method for industrial circulating cooling water |
CN103984999B (en) * | 2014-06-03 | 2018-08-21 | 上海优华系统集成技术有限公司 | A kind of industrial circulating cooling water energy integrated optimization method |
CN112284742A (en) * | 2020-09-21 | 2021-01-29 | 东风汽车集团有限公司 | Water temperature and flow control system for engine pedestal |
CN112284742B (en) * | 2020-09-21 | 2022-02-22 | 东风汽车集团有限公司 | Water temperature and flow control system for engine pedestal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4023176B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
US7128026B2 (en) | Method for controlling the heat in an automotive internal combustion engine | |
US10093147B2 (en) | Methods and systems for coolant system | |
US10807436B2 (en) | Methods and systems for coolant system | |
JP6473105B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine for vehicle and control method for cooling device | |
US10690042B2 (en) | Methods and systems for coolant system | |
US11002179B2 (en) | Methods and systems for control of coolant flow through an engine coolant system | |
US5404842A (en) | Internal combustion engine cooling apparatus | |
RU2607098C1 (en) | Control device for internal combustion engine (versions) | |
EP1969224A1 (en) | An arrangement and a method for recirculation of exhaust gases of an internal combustion engine | |
JP2018145825A (en) | Coolant circulation system for on-vehicle internal combustion engine | |
JP2010090773A (en) | Control device for engine | |
JP6414194B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP3379354B2 (en) | Exhaust gas recirculation control device for internal combustion engine with two-system cooling device | |
JP2006105093A (en) | Engine cooling system | |
JP4009509B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP4254363B2 (en) | Warm-up control device | |
JP2006105105A (en) | Engine cooling device | |
JP2006105106A (en) | Engine cooling system | |
JP2006112344A (en) | Engine cooling system | |
JP2006105104A (en) | Engine cooling system | |
JP2006112330A (en) | Engine cooling system | |
JPH02125910A (en) | Cooling water flow control device for internal combustion engine | |
JP2006112233A (en) | Engine cooling system | |
JP2006112234A (en) | Engine cooling device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |