JP2006105106A - Engine cooling system - Google Patents

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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
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cooling water
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cooling
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JP2004296746A
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Japanese (ja)
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Daisuke Yamamoto
大介 山本
Katsunao Takeuchi
克直 竹内
Hiromichi Murakami
広道 村上
Shuichi Hanai
修一 花井
Zenichi Shinpo
善一 新保
Shigetaka Yoshikawa
重孝 吉川
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Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve controllability of the cooling water temperature, by optimizing a conversion factor used for calculating a request radiator flow rate. <P>SOLUTION: This cooling system has cooling water circulating passages 12 and 15 of an engine 1, a radiator 13 in its circulating passages 12 and 15, and a flow control valve 16 for adjusting a cooling water flow rate of the radiator 13. An electronic control device ECU 30 calculates a cooling loss calorific value taken to cooling water from the engine 1 on the basis of an operation state of the engine 1. The ECU 30 controls the flow control valve 16 on the basis of its request radiator flow rate, by calculating the request radiator flow rate in the radiator 13 on the basis of the conversion factor for converting the cooling loss calorific value, the target cooling water temperature, the radiator outlet water temperature and the cooling water temperature into a flow rate for setting the cooling water temperature to the target cooling water temperature. Here, the ECU 30 calculates the conversion factor used for the calculation on the basis of a temperature difference between the engine outlet water temperature and the radiator outlet water temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

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.

特開2003−239742号公報(第5,7頁、図1,2,6)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-239742 (pages 5 and 7 and FIGS. 1, 2 and 6)

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 claim 2 is provided in the cooling water circulation path through which the cooling water of the engine circulates, the radiator provided in the cooling water circulation path, and the cooling water circulation path so as to bypass the radiator. An engine cooling system comprising a heat receiving and radiating circuit and a flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of cooling water passing through the radiator, 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 the cooling loss calorie taken from the engine to the cooling water based on the operating state of the engine, and the amount of heat received and radiated between the 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 heat receiving and radiating circuit, the cooling water flow rate after passing through the circuit, and the cooling water The means for calculating the amount of heat received and radiated based on the conversion coefficient for converting the degree of cooling into the cooling water flow rate, and the required radiator flow rate of the cooling water required by the radiator to set the engine cooling water temperature to the target cooling water temperature. A required radiator flow rate calculation means for calculating on the basis of the calculated cooling loss heat amount, the calculated heat receiving and radiating heat amount, the target cooling water temperature, the cooling water temperature after passing through the radiator after passing through the radiator, and the conversion coefficient. In a cooling device for an engine having control means for controlling the flow rate adjusting means based on the required radiator flow rate, the conversion coefficient is calculated based on the temperature difference between the coolant temperature after passing the engine and the coolant temperature after passing the radiator The purpose is to provide conversion coefficient calculation means for this purpose.

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 claim 1 or 2, the conversion coefficient is calculated by the conversion coefficient calculation means so that the temperature difference becomes relatively small as the temperature difference becomes relatively large. Therefore, when the temperature difference is relatively large, a relatively small conversion coefficient is reflected in the calculation of the required radiator flow rate, and when the temperature difference is relatively small, a relatively large conversion coefficient is reflected in the required radiator flow rate. It is reflected in the calculation.

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 claim 2, it is possible to optimize the conversion coefficient used for calculating the amount of heat received and radiated and the required radiator flow rate, and to increase the calculation accuracy of the amount of received and radiated heat and the required radiator flow rate. As a result, the controllability of the engine coolant temperature can be improved. For this reason, it is possible to reduce engine friction, improve fuel consumption, and knock performance.

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 claim 3, in addition to the effect of the invention described in claim 1 or 2, the conversion coefficient can be set to a value that is more actually adapted. In this sense, the calculation accuracy of the required radiator flow rate Can be increased.

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 engine body 2 including a cylinder block and a cylinder head. The engine body 2 is provided with a fuel injection valve and an ignition device (both not shown) corresponding to the combustion chamber of each cylinder (cylinder). The engine body 2 is provided with a piston (not shown) for each cylinder and a crankshaft 3 that is linked to each piston. The engine body 2 is provided with an intake passage 4 for taking air into each combustion chamber. The engine body 2 is provided with an exhaust passage 5 for exhausting exhaust gas from each combustion chamber. An air cleaner 6 and a throttle body 7 are provided in the intake passage 4. The air cleaner 6 cleans the air taken into each combustion chamber through the intake passage 4. The throttle body 7 is provided with a throttle valve 8 that is opened and closed to adjust the amount of air flowing through the intake passage 4 (intake amount), and a motor 9 that drives the valve 8 to open and close.

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 engine body 2. In each combustion chamber, the combustible mixture of fuel and air explodes and burns when the ignition device operates. When the piston operates by receiving this combustion energy, the crankshaft 3 rotates and power is generated in the engine 1. The exhaust gas after combustion generated in each combustion chamber is discharged to the outside through the exhaust passage 5. A part of the combustion energy generated in the engine 1 remains in the engine body 2 as heat. In order to prevent the engine main body 2 from being overheated by this residual heat, the engine 1 is provided with a water-cooled cooling device 10.

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 cooling device 10 includes a water jacket 11 provided in the engine body 2. The inlet 11 a and the outlet 11 b of the water jacket 11 are connected to the radiator 13 through the radiator passage 12. A water pump (W / P) 14 is provided in the vicinity of the inlet 11 a of the water jacket 11. The water pump 14 is drivingly connected to the crankshaft 3 via a pulley, a belt, and the like, and operates in conjunction with the operation of the engine 1. The water pump 14 sucks the cooling water flowing through the radiator passage 12 and discharges it to the water jacket 11. By this cooling water suction / discharge, the cooling water circulates in the clockwise direction indicated by the arrow in FIG. 1 starting from the water pump 14. During this circulation, the cooling water absorbs heat from the engine body 2 and rises in temperature in the process of passing through the water jacket 11. The raised cooling water releases heat in the process of passing through the radiator 13 to lower the temperature. As is well known, the radiator 13 is provided facing the front side of the vehicle, so that it is easy to receive the traveling wind of the vehicle. For this reason, the amount of heat released from the radiator 13 can be changed by the difference in the vehicle speed, that is, the difference in the amount that the radiator 13 receives the traveling wind.

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 bypass passage 15 that bypasses the radiator 13 is connected to the radiator passage 12. One end of the bypass passage 15 (the right end in FIG. 1) is connected between the radiator 13 and the outlet 11 b of the water jacket 11 in the radiator passage 12. The other end (the left end in FIG. 1) of the bypass passage 15 is connected between the radiator 13 and the water pump 14 in the radiator passage 12. The water jacket 11 and the radiator passage 12 described above constitute a cooling water circulation path in the present invention.

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 rate control valve 16 is provided at a connection portion between the other end of the bypass passage 15 and the radiator passage 12. The flow rate control valve 16 is configured with a step motor as a drive source, and adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the radiator passage 12 and the bypass passage 15 by controlling the valve opening degree ODV. This flow control valve 16 corresponds to the flow rate adjusting means in the present invention. Here, the flow rate control valve 16 is configured such that the flow rate of cooling water passing through the radiator passage 12 increases as the valve opening degree ODV increases.

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 rate control valve 16 controls the coolant temperature for cooling the engine body 2 by adjusting the coolant flow rate in the radiator passage 12. That is, by controlling the valve opening degree ODV of the flow control valve 16 to increase the coolant flow rate in the radiator passage 12, the ratio of the coolant water cooled by the radiator 13 out of the coolant water flowing through the engine body 2 is large. Thus, the temperature of the cooling water for cooling the engine body 2 is lowered. Further, by controlling the flow rate control valve 16 to reduce the cooling water flow rate in the radiator passage 12, the ratio of the cooling water cooled by the radiator 13 out of the cooling water flowing through the engine main body 2 is reduced. The temperature of the cooling water for cooling is increased.

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 radiator 13 is provided with a radiator outlet water temperature sensor 21 for detecting a cooling water temperature (radiator outlet water temperature T2) after passing through the radiator 13. Here, the radiator outlet water temperature T2 corresponds to the cooling water temperature after passing through the radiator in the present invention. The engine body 2 is provided with an engine outlet water temperature sensor 22 for detecting the coolant temperature (engine outlet water temperature TO) after passing through the outlet 11 b of the water jacket 11 as the coolant temperature of the engine body 2. Here, the engine outlet water temperature TO corresponds to the post-engine coolant temperature in the present invention.

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 bypass passage 15, the cooling device 10 further includes a plurality of heat receiving and radiating circuits provided in the radiator passage 12 so as to bypass the radiator 13. As these heat receiving and radiating circuits, a throttle body hot water circuit 31, an EGR cooler circuit 32, a hot water heating type hot air intake circuit 33, a heater circuit 34, and an oil cooler circuit 35 are provided.

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 warm water circuit 31 is connected to the throttle body 7, and the throttle body 7 is warmed in the process of cooling water (warm water) flowing through the circuit body 31. As a result, the operation of the throttle valve 8 at the time of extreme cold or the like is stabilized.

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 cooler circuit 32 is connected in series downstream of the throttle body warm water circuit 31. A part of the EGR cooler circuit 32 is provided along the EGR device 36. As is well known, the EGR device 36 reduces the maximum combustion temperature of the combustible mixture by recirculating a part of the exhaust gas to the intake passage 4 in order to reduce nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas. It is. The EGR device 36 includes an EGR passage 37, an EGR valve 38, and an EGR chamber 39. The EGR passage 37 is provided between the exhaust passage 5 and the intake passage 4. The EGR valve 38 is provided in the middle of the EGR passage 37 and is configured to adjust the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 37. The EGR chamber 39 is provided on the downstream side of the EGR passage 37, and is configured to guide EGR gas evenly to each cylinder. The EGR chamber 39, the EGR valve 38, and the intake passage 4 are cooled by the cooling water flowing through the EGR cooler circuit 32.

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 air intake circuit 33 is connected to the air cleaner 6. The circuit 33 includes a heater core (not shown) provided in the vicinity of the air cleaner 6, and air sucked into the intake passage 4 is warmed in the process in which cooling water passes through the heater core.

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 heater circuit 34 is connected to the heater core 40 of the vehicle interior heating device. The cooling water flowing through the heater circuit 34 is guided to the heater core 40 as a heat source, so that the vehicle compartment heating device functions.

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 cooler circuit 35 is connected to an oil cooler 41 for cooling the lubricating oil in the lubricating device of the engine 1 and the hydraulic oil (automatic transmission fluid: ATF) in the automatic transmission. When the cooling water flows through the oil cooler 41, the lubricating oil and ATF are quickly cooled at high temperatures. The oil cooler 41 also functions as an oil warmer when the temperature of the lubricating oil or ATF is low.

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 radiator passage 12 between the outlet 11 b of the water jacket 11 and the radiator 13. The downstream portions of these heat receiving and radiating circuits merge with each other and are connected to the water pump 14. A junction water temperature sensor 23 for detecting the cooling water temperature in the junction 42 as a junction water temperature T3 is provided in the vicinity of the junction 42 of each receiving and radiating circuit. Here, the junction water temperature T3 corresponds to the post-circuit cooling water temperature in the present invention.

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 accelerator sensor 24 is provided in the accelerator pedal 43 provided in the driver's seat. The accelerator sensor 24 detects the depression amount (accelerator opening) ACCP of the accelerator pedal 43. A throttle sensor 25 provided in the throttle body 7 detects the opening degree (throttle opening degree) TA of the throttle valve 8. An intake pressure sensor 26 provided in the intake passage 4 downstream of the throttle body 7 detects the intake pressure PM in the intake passage 4. A rotational speed sensor 27 provided corresponding to the crankshaft 3 detects a rotational angle (crank angle) and a rotational speed (engine rotational speed) NE of the crankshaft 3.

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 cooling device 10 controls the flow rate control valve 16 based on the operating state of the engine 1 in order to control the degree of cooling of the engine 1 according to the operating state of the engine 1, and the water jacket 11, the radiator passage 12, and the bypass The cooling water circulation flow rate in the passage 15 is adjusted. In order to control this control, the cooling device 10 includes an electronic control unit (ECU) 30. The ECU 30 is connected to a radiator outlet temperature sensor 21, an engine outlet water temperature sensor 22, a junction water temperature sensor 23, and a flow rate control valve 16. In addition, an accelerator sensor 24, a throttle sensor 25, an intake pressure sensor 26, and a rotational speed sensor 27 are connected to the ECU 30 in order to capture the operating state of the engine 1. In addition, an ignition switch (IGSW) 28 is connected to the ECU 30. The ignition switch 28 is operated to start and stop the engine 1.

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 ECU 30 performs the cooling water temperature control, and corresponds to the cooling loss heat amount calculating means, the received / heated heat radiation calculating means, the required radiator flow rate calculating means, the control means, and the conversion coefficient calculating means in the present invention. As is well known, the ECU 30 includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a backup RAM, an external input circuit, an external output circuit, and the like. The ECU 30 configures a logical operation circuit formed by connecting a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, an external input circuit, an external output circuit, and the like through a bus. The ROM stores in advance a predetermined control program related to cooling water temperature control and the like. The RAM temporarily stores the calculation result of the CPU. The backup RAM stores data stored in advance. The CPU executes cooling water temperature control and the like according to a predetermined control program based on detection signals from various sensors 21 to 28 inputted via the input circuit.

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 ECU 30 will be described with reference to the flowchart of FIG.

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 step 100, the ECU 30 determines the temperature between the engine outlet water temperature TO obtained from the detected value of the engine outlet water temperature sensor 22 and the radiator outlet water temperature T2 obtained from the detected value of the radiator outlet water temperature sensor 21. Calculate the difference dlthw. That is, the ECU 30 calculates the temperature difference dlthw according to the following calculation formula (4).
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 step 110, the ECU 30 calculates the conversion coefficient C based on the calculated temperature difference dlthw. “C” is a conversion coefficient for converting the cooling water temperature into the cooling water flow rate, and is determined by the product of the specific heat of the cooling water and the density. In calculating the conversion coefficient C, the ECU 30 refers to function data (map) as shown in FIG. This map predetermines the relationship of the conversion coefficient C to the temperature difference dlthw. In this map, the conversion coefficient C is set so as to become relatively small as the temperature difference dlthw becomes relatively large.

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 step 120, the ECU 30 calculates the cooling loss heat quantity QW based on the engine rotation speed NE and the engine load LE obtained from the detection values of the rotation speed sensor 27 and the intake pressure sensor 26. In this calculation, the ECU 30 refers to function data (map) as shown in FIG. This map predetermines the relationship of the cooling loss heat quantity QW to the engine speed NE and the engine load LE. This map is prepared for each value of the engine outlet water temperature TO. In this map, the cooling loss heat quantity QW is small when the engine rotational speed NE is low, and increases as the engine rotational speed NE increases. This is because the higher the engine speed NE is, the more fuel is supplied to the combustion chamber per unit time, and the more heat is generated in the engine body 2, and the more heat is taken away from the engine body 2 by the cooling water. Because it becomes. In this map, the cooling loss heat quantity QW is small when the engine load LE is small, and increases as the engine load LE increases. However, in the region where the engine speed NE is high, the degree of increase in the cooling loss heat quantity QW becomes moderate as the engine load LE increases. This is because, as described above, the amount of fuel supplied per unit time increases due to the increase in the engine rotational speed NE, the temperature of the combustion chamber decreases due to the cooling effect accompanying the increase in the amount of fuel, and the amount of heat taken away from the engine body 2 by the cooling water. This is because of the decrease.

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 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 intake pressure sensor 26, the throttle opening degree TA detected by the throttle sensor 25, etc., but in this case, the correction is made appropriately. It is desirable.

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 step 130, the ECU 30 calculates a coolant flow rate (merging portion flow rate) V3 in the merging portion 42 based on the valve opening degree ODV of the flow control valve 16 and the engine speed NE. In this calculation, the ECU 30 refers to function data (map) as shown in FIG. This map predetermines the relationship of the junction flow rate V3 with respect to the valve opening degree ODV of the flow rate control valve 16 and the engine rotational speed NE. In this map, in the region where the valve opening degree ODV is small, as the valve opening degree ODV increases, the junction flow rate V3 gradually decreases. In the region where the valve opening degree ODV is medium to large, the junction flow rate V3 is substantially constant regardless of the valve opening degree ODV. Further, the merging portion flow rate V3 is small when the engine speed NE is low and increases as the engine speed NE increases. Here, the merging portion flow rate V3 corresponds to the post-circuit passage coolant flow rate in the present invention. As the above-described valve opening degree ODV, for example, the command opening degree ODC used by the ECU 30 for the flow control valve 16 in the previous control cycle can be applied.

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 step 140, the ECU 30 calculates the amount of received and radiated heat Qetc based on the various parameters obtained this time, that is, the merging portion flow rate V3, the merging portion water temperature T3, the engine outlet water temperature TO, and the conversion coefficient C. The ECU 30 calculates the amount of received and radiated heat Qetc (total amount of received and radiated heat in each of the circuits 31 to 35) in all the received and radiated circuits according to the following calculation formula (5).
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 step 150, the ECU 30 determines the required radiator flow rate V2 based on the various parameters obtained this time, that is, the cooling loss heat quantity QW, the target engine outlet water temperature Tt, the radiator outlet water temperature T2, the heat receiving / radiating heat quantity Qetc, and the conversion coefficient C. Is calculated. The ECU 30 calculates the flow rate V2 according to the following calculation formula (6).
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 step 160, the ECU 30 calculates a command opening degree ODC for the flow rate control valve 16 based on the calculated required radiator flow rate V2 and the engine speed NE. In this calculation, the ECU 30 refers to function data (map) as shown in FIG. This map predetermines the relationship of the command opening degree ODC with respect to the required radiator flow rate V2 and the engine speed NE. In this map, the command opening degree ODC is small when the required radiator flow rate V2 is small, and increases as the required radiator flow rate V2 increases. Further, the command opening degree ODC changes greatly even when the required radiator flow rate V2 slightly changes when the engine speed NE is low. On the other hand, the command opening degree ODC does not change much when the engine speed NE is high unless the required radiator flow rate V2 changes much.

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 step 170, the ECU 30 drives and controls the flow rate control valve 16 based on the calculated command opening degree ODC, and then temporarily terminates the subsequent processing. By controlling the opening degree of the flow control valve 16 in this way, the flow rate of the cooling water passing through the radiator 13 is adjusted, and the engine outlet water temperature TO converges to the target engine outlet water temperature Tt.

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 engine body 2 to the cooling water is calculated by the ECU 30 based on the operating state of the engine 1. Further, the amount of received and radiated heat Qetc received and received between the heat receiving and radiating circuit (each circuit 31 to 35) and the cooling water is based on the engine outlet water temperature TO, the merging portion water temperature T3, the merging portion flow rate V3, and the conversion coefficient C. Calculated by the ECU 30. Further, in order to set the engine outlet water temperature TO to the target engine outlet water temperature Tt, the required radiator flow rate V2 of the cooling water required by the radiator 13 is calculated as the cooling loss heat quantity QW and the received and radiated heat quantity Qetc, respectively calculated as described above. In addition, the ECU 30 calculates the conversion coefficient C, the target engine outlet water temperature Tt, and the radiator outlet water temperature T2. The command opening degree ODC is calculated by the ECU 30 based on the calculated required radiator flow rate V2, and the flow control valve 16 is driven and controlled based on the command opening degree ODC. The degree ODV is controlled. Thereby, the engine outlet water temperature TO is brought close to the target engine outlet water temperature Tt.

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 cooling device 10 of this embodiment, the cooling water of the engine 1 passes through the radiator 13 while circulating through the water jacket 11 and the radiator passage 12, and the flow rate of the cooling water passing through the radiator 13 is controlled by the flow control valve 16. Adjusted. Then, the degree of cooling of the engine 1 is controlled by controlling the flow rate control valve 16 so that the engine outlet water temperature TO becomes the target engine outlet water temperature Tt.

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 radiator 13 is provided on the front side of the vehicle, when the vehicle travels at a high speed, the radiator 13 receives a lot of traveling wind, so that the amount of heat released from the radiator 13 increases. Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, as the vehicle speed increases, the radiator outlet water temperature T2 decreases, and the temperature difference dlthw between the engine outlet water temperature TO and the radiator outlet water temperature T2 increases. For this reason, the calculation error of the required radiator flow rate V2 has become a problem as the temperature difference dlthw increases.

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 ECU 30 based on the temperature difference dlthw between the engine outlet water temperature TO and the radiator outlet water temperature T2. Calculated. This conversion coefficient C is calculated so as to become relatively small as the temperature difference dlthw becomes relatively large. Therefore, even if the amount of heat released from the radiator 13 changes and the radiator outlet water temperature T2 changes, the conversion coefficient C calculated from the above temperature difference dlthw is reflected in the calculation of the amount of received and radiated heat Qetc and the calculation of the required radiator flow rate V2. As a result, the calculation error of the amount of received and radiated heat Qetc and the required radiator flow rate V2 is reduced. As a result, it is possible to optimize the conversion coefficient C used for calculating the amount of received and radiated heat Qetc and the required radiator flow rate V2, to increase the calculation accuracy of the required radiator flow rate V2, and to cool the engine 1 as a result. The controllability of the water temperature can be improved. For this reason, it is possible to reduce the friction of the engine 1 and improve the fuel consumption and knocking performance.

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 flow control valve 16 as the parameters relating to the operating state of the engine 1. For this reason, unlike the case where the valve opening degree ODV of the flow rate control valve 16 is controlled based solely on the temperature of the cooling water, the actual engine outlet water temperature TO is determined based on the engine rotational speed NE and the engine load LE. The target engine outlet water temperature Tt can be controlled. For example, when the engine 1 has a high output, the engine outlet water temperature TO can be lowered to increase the cooling efficiency of each cylinder. Further, when the engine 1 is operated with low fuel consumption, the engine outlet water temperature TO can be increased to improve the combustion efficiency in each cylinder. For this reason, the engine performance can be improved while satisfying the conflicting performances of high output and low fuel consumption.

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 engine body 2 as parameters, the cooling loss heat quantity QW can be calculated with high accuracy. Further, since the cooling loss heat quantity QW is calculated based on both the engine rotation speed NE and the engine load LE, the calculation accuracy of the cooling loss heat quantity QW can be improved compared to the case where the engine rotation speed NE or the engine load LE is applied alone. Improvements can be made.

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 rate control valve 16 is controlled based on the calculated required radiator flow rate V2. For this reason, even if the operating state of the engine 1 changes and the cooling loss heat quantity QW changes, the valve opening degree ODV of the flow control valve 16 can be controlled according to the change in the cooling loss heat quantity QW, and the engine outlet The water temperature TO can be controlled to the target engine outlet water temperature Tt with good responsiveness.

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 engine 1 described above, and the engine outlet water temperature TO can be quickly increased during the low fuel consumption operation of the engine 1. It is possible to reduce the control loss that occurs when realizing both high output and low fuel consumption.

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 flow control valve 16 is directly calculated from the operating state of the engine 1 and the valve opening degree ODV of the flow control valve 16 is to be controlled based on the calculated command opening degree ODC. When flow control valves having different flow characteristics are used, it is necessary to calculate the command opening degree ODC again for each flow control valve, and the versatility is lacking. In contrast, in this embodiment, the required radiator flow rate V2 with respect to the radiator outlet water temperature T2 is once calculated, and the command opening degree ODC of the flow control valve 16 is calculated based on the calculated required radiator flow rate V2. . For this reason, even when flow control valves having different flow characteristics are used, it is not necessary to newly calculate the command opening degree ODC corresponding to the flow characteristics for each flow control valve.

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 radiator passage 12 is provided with a plurality of heat receiving and radiating circuits (each circuit 31 to 35) so as to bypass the radiator 13, in the process of cooling water passing through each circuit 31 to 35, each part Heat is received and released (received and radiated) between the cooling water and the cooling water. The cooling water after receiving and radiating heat passes through the radiator passage 12 from the junction 42 through the water pump 14 and again passes through the water jacket 11 of the engine body 2. When the amount of heat received and radiated heat Qetc in each circuit 31 to 35 is large, it is difficult to converge the engine outlet water temperature TO to the target engine outlet water temperature Tt unless the received and radiated heat amount Qetc is taken into consideration, and the cooling water temperature is exceeded. There is concern that shooting and undershooting will occur. Here, “overshoot” is a phenomenon in which the target engine outlet water temperature Tt cannot be maintained after the engine outlet water temperature TO reaches the target engine outlet water temperature Tt, and rises. The “undershoot” is a phenomenon in which, after the engine outlet water temperature TO reaches the target engine outlet water temperature Tt, the target engine outlet water temperature Tt cannot be maintained and falls.

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 engine 1 or the automatic transmission, which may lead to deterioration in fuel consumption of the engine 1.

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 circuits 31 to 35) is calculated, and the calculated amount of received and radiated heat Qetc is reflected in the calculation of the required radiator flow rate V2. . Therefore, even if the amount of received and radiated heat Qetc in each circuit 31 to 35 changes, the convergence property of the engine outlet water temperature TO with respect to the target engine outlet water temperature Tt is improved. For this reason, overshoot and undershoot in the cooling water temperature control can be reduced, and it is not necessary to lower the target engine outlet water temperature Tt in consideration of the heat resistance related to the components such as the engine body 2. As a result, it is possible to suppress an increase in friction associated with a decrease in the target engine outlet water temperature Tt, and thus a deterioration in fuel consumption of the engine 1.

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 circuit 31 to 35 is small, and conversely, when the water temperature difference dT is large, each circuit The amount of heat received and radiated at 31 to 35 is large. Further, when the junction flow rate V3 is small, the amount of received and radiated heat Qetc in each circuit 31 to 35 is small, and when the junction portion flow rate V3 is large, the amount of received and radiated heat Qetc in each circuit 31 to 35 is large. With this point, in this embodiment, the amount of received and radiated heat Qetc in each of the circuits 31 to 35 is calculated based on the merge portion flow rate V3, the merge portion water temperature T3, and the engine outlet water temperature TO. Therefore, since the merging portion flow rate V3, the merging portion water temperature T3, and the engine outlet water temperature TO as parameters that influence the received and radiated heat quantity Qetc as described above are applied to the calculation, the received and radiated heat quantity Qetc can be accurately calculated. . Therefore, the required radiator flow rate V2 can be calculated with high accuracy, and the flow control valve 16 can be controlled with high accuracy.

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 rate control valve 16, and accordingly, according to the cooling water flow rate in the cooling water circulation path such as the radiator passage 12. Thus, the amount of received and radiated heat Qetc is calculated more accurately. As a result, the required radiator flow rate V2 can be calculated more accurately, the command opening degree ODC of the flow control valve 16 can be calculated more accurately, and the flow control valve 16 can be controlled more accurately. Can do. Thereby, the engine outlet water temperature TO can be more suitably converged to the target engine outlet water temperature Tt, and the controllability of the cooling water temperature of the engine 1 can be further improved.

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 hot water circuit 31, the EGR cooler circuit 32, the hot air intake circuit 33, the heater circuit 34, and the oil cooler circuit 35 are provided as the heat receiving and radiating circuits. On the other hand, all these circuits 31 to 35 may not be used as the heat receiving and radiating circuits, and at least one of the circuits 31 to 35 can be provided as the receiving and radiating circuits. 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、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 circuits 31 to 35), the amount of heat received and radiated heat Qetc in these heat receiving and radiating circuits is calculated, and the amount of received and radiated heat Qetc is calculated as a required radiator. This was reflected in the calculation of the flow rate V2. On the other hand, a cooling device that does not have a heat receiving / dissipating circuit can be embodied in a cooling device that calculates the required radiator flow rate V2 without calculating the amount of heat received and radiated. In this case as well, by calculating the conversion coefficient C used for calculating the required radiator flow rate V2 based on the temperature difference dlthw between the engine outlet water temperature TO and the radiator outlet water temperature T2, the same effects as those of the above embodiment are obtained. be able to.

エンジンシステムを示す概略構成図。The schematic block diagram which shows an engine system. 冷却水温度制御の内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the content of cooling water temperature control. 温度差に対する変換係数の関係を示すマップ。A map showing the relationship of the conversion coefficient to the temperature difference. エンジン回転速度とエンジン負荷に対する冷却損失熱量の関係を示すマップ。The map which shows the relationship between the engine rotation speed and the cooling loss heat quantity with respect to the engine load. 弁開度とエンジン回転速度に対する合流部流量の関係を示すマップ。The map which shows the relationship of the valve opening degree and the flow volume of a junction part with respect to an engine speed. 要求ラジエータ流量とエンジン回転速度に対する指令開度の関係を示すマップ。A map showing the relationship between the required radiator flow rate and the command opening relative to the engine speed. (a),(b)は、エンジン出口水温、ラジエータ出口水温及び車速の挙動を示すタイムチャート。(A), (b) is a time chart which shows the behavior of engine outlet water temperature, radiator outlet water temperature, and vehicle speed.

符号の説明Explanation of symbols

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 ... Engine 10 ... Cooling device 11 ... Water jacket (cooling water circulation path)
12. Radiator passage (cooling water circulation path)
13 ... Radiator 16 ... Flow rate control valve (flow rate adjusting means)
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)

エンジンの冷却水が循環する冷却水循環経路と、前記冷却水循環経路に設けられるラジエータと、前記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、前記エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように前記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、
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.
エンジンの冷却水が循環する冷却水循環経路と、前記冷却水循環経路に設けられるラジエータと、前記ラジエータを迂回するように前記冷却水循環経路に設けられる受放熱回路と、前記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、前記エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように前記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、
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.
前記変換係数算出手段は、前記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前記変換係数を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの冷却装置。 3. The engine cooling apparatus according to claim 1, wherein the conversion coefficient calculating unit calculates the conversion coefficient so that the conversion coefficient is relatively decreased as the temperature difference is relatively increased. 4.
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