JP2008106625A - Temperature raising device for throttle body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンを冷却するための冷却水を利用してスロットルボディを昇温させるスロットルボディの昇温装置に関する。 The present invention relates to a temperature raising device for a throttle body that raises the temperature of a throttle body using cooling water for cooling an engine.
従来から、スロットルバルブにおける氷結(以下、「アイシング」とも呼ぶ。)に対して対策するための技術が提案されている。例えば、特許文献1には、スロットルバルブのスロットルボディに対して冷却水を流すことで、スロットルボディを昇温させる技術が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques have been proposed for taking measures against icing (hereinafter also referred to as “icing”) in a throttle valve. For example,
しかしながら、上記した特許文献1に記載された技術においては、十分にスロットルボディを昇温させることができずに、アイシングを適切に解消することができない場合があった。これは、エンジンの始動時などにおいて、アイシングを解消させるのに十分な量の冷却水を、スロットルボディに対して供給することができない場合があったからである。
However, in the technique described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スロットルボディに効果的に冷却水を供給することによって、アイシングを速やかに解消することが可能なスロットルボディの昇温装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a temperature raising device for a throttle body capable of quickly eliminating icing by effectively supplying cooling water to the throttle body. The purpose is to provide.
本発明の1つの観点では、エンジンを冷却するための冷却水を電動ポンプによって循環させると共に、前記冷却水をスロットルボディに供給することによって当該スロットルボディを昇温させるスロットルボディの昇温装置は、前記スロットルボディにアイシングが生じているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記アイシングが生じていると判定された場合に、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行う電動ポンプ制御手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, a temperature increasing device for a throttle body that circulates cooling water for cooling an engine by an electric pump and raises the temperature of the throttle body by supplying the cooling water to the throttle body. Determining means for determining whether or not icing has occurred in the throttle body, and electric pump control means for performing control to increase the flow rate of the electric pump when it is determined by the determining means that the icing has occurred And comprising.
上記のスロットルボディの昇温装置は、エンジンを冷却するための冷却水を利用してスロットルボディを昇温するために好適に利用される。具体的には、スロットルボディの昇温装置は、スロットルボディにアイシングが生じているか否かを判定し、アイシングが生じている場合に、冷却水を循環させる電動ポンプの流量を増加させる制御を実行する。これにより、スロットルボディを速やかに昇温させることができ、スロットルバルブにおいてアイシングが生じている部分を効果的に融解させることができる。したがって、スロットルバルブをアイシングから早期に復帰させることが可能となる。 The above-described temperature increasing device for the throttle body is preferably used for increasing the temperature of the throttle body using the cooling water for cooling the engine. Specifically, the temperature raising device for the throttle body determines whether or not icing has occurred in the throttle body, and executes control to increase the flow rate of the electric pump that circulates cooling water when icing has occurred. To do. Thereby, the temperature of the throttle body can be quickly raised, and the portion of the throttle valve where icing is generated can be effectively melted. Therefore, the throttle valve can be returned from icing at an early stage.
上記のスロットルボディの昇温装置の一態様では、内部を通過する冷却水と排気ガスとの熱交換を行う排気熱回収器を更に備える。 One aspect of the temperature increasing device for the throttle body further includes an exhaust heat recovery device for exchanging heat between the cooling water passing through the inside and the exhaust gas.
この態様では、スロットルボディの昇温装置は、冷却水と排気ガスとの熱交換を行う排気熱回収器を有する。排気熱回収器は、内部を通過する冷却水と排気ガスとの熱交換を行うことによって、冷却水の温度を効果的に昇温させることができる。これにより、昇温した冷却水をスロットルボディに供給することにより、スロットルボディを効率的に昇温させることが可能となる。 In this aspect, the temperature increasing device for the throttle body has an exhaust heat recovery device that performs heat exchange between the cooling water and the exhaust gas. The exhaust heat recovery device can effectively raise the temperature of the cooling water by exchanging heat between the cooling water passing through the inside and the exhaust gas. Thereby, it becomes possible to efficiently raise the temperature of the throttle body by supplying the raised cooling water to the throttle body.
上記のスロットルボディの昇温装置の他の一態様では、排気ガスを吸気系に還流させるEGRシステムに対して前記冷却水を供給する冷却水供給部を更に備え、前記電動ポンプ制御手段は、前記EGRシステムにおけるEGR率が高い場合、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行う。 In another aspect of the temperature increasing device for the throttle body, the electric pump control means further includes a cooling water supply unit that supplies the cooling water to an EGR system that recirculates exhaust gas to the intake system. When the EGR rate in the EGR system is high, control is performed to increase the flow rate of the electric pump.
この態様では、スロットルボディの昇温装置は、EGRシステムの一部分に対して冷却水を供給し、EGRシステムの冷却を行う。そして、電動ポンプ制御手段は、EGR率が高い場合、電動ポンプの流量を増加させる制御を行う。このように電動ポンプの流量を増加させることにより、EGRシステムに供給する冷却水量を増加させることができ、EGRシステムを効果的に冷却することができる。したがって、EGRガスの温度を効果的に低下させることができるので、燃費を向上させることが可能となる。 In this aspect, the temperature increasing device for the throttle body supplies cooling water to a part of the EGR system to cool the EGR system. The electric pump control means performs control to increase the flow rate of the electric pump when the EGR rate is high. Thus, by increasing the flow rate of the electric pump, the amount of cooling water supplied to the EGR system can be increased, and the EGR system can be effectively cooled. Therefore, the temperature of the EGR gas can be effectively reduced, so that fuel consumption can be improved.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係るスロットルボディの昇温装置が適用された冷却系システム100の概略構成を示す図である。なお、図1においては、実線矢印がガスや冷却水の流れの一例を示し、破線矢印が信号の入出力を示している。また、太線で表した実線は、冷却水が流れる通路(冷却水通路)を示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
第1実施形態に係る冷却系システム100は、基本的には、冷却水を用いてエンジン1などの冷却を行うと共に、この冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収し、エンジン1の暖機やヒータの熱源に利用するシステムである。この場合、冷却水は、冷却水通路7a、7b、7c、7dを通過する。冷却水通路7a上には排気熱回収器2が設けられており、冷却水通路7b上にはラジエータ3が設けられている。また、冷却水通路7c上には電動ポンプ5が設けられており、冷却水通路7d上にはスロットルバルブ10が設けられている。なお、以下では、冷却水通路7a〜7dを区別しない場合には、単に冷却水通路7として用いるものとする。
The
エンジン(内燃機関)1は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。例えば、エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。また、エンジン1は、ハイブリッド車両などに搭載される。エンジン1は、ECU50から供給される制御信号S1によって、点火時期や燃料噴射量などの制御が行われる。
The engine (internal combustion engine) 1 is a device that generates power by burning a mixture of supplied fuel and air. For example, the
スロットルバルブ10は、エンジン1に供給する吸気の量を調整する弁である。スロットルバルブ10のボディ(以下、「スロットルボディ」と呼ぶ。)には、冷却水通路7dを介して冷却水が供給される。なお、スロットルバルブ10及び冷却水通路7dは、吸気に冷却水が混入しないように構成されている。このようにスロットルボディに冷却水を供給することによって、スロットルバルブ10において氷結(以下、「アイシング」とも呼ぶ。)が生じている場合に、このアイシングを解消できるような温度までスロットルボディを昇温させることが可能となる。
The
排気熱回収器2は、エンジン1からの排気ガスが通過する排気通路(不図示)上に設けられている。排気熱回収器2は、内部に冷却水が通過し、冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収する。
The exhaust heat recovery device 2 is provided on an exhaust passage (not shown) through which exhaust gas from the
ラジエータ3では、その内部を通過する冷却水が外気によって冷却される。この場合、電動ファン(不図示)の回転により導入された風によって、ラジエータ3内の冷却水の冷却が促進される。また、電動ポンプ(以下、「電動WP」と呼ぶ。)5は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路7内で循環させる。具体的には、電動WP5は、バッテリから電力が供給され、ECU50から供給される制御信号S5によって回転数などが制御される。
In the
サーモスタット4は、冷却水の温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット4は、冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、冷却水はラジエータ3を通過することとなる。これにより、冷却水が冷却され、例えばエンジン1のオーバーヒートなどが抑制される。これに対して、冷却水の温度が比較的低温である場合には、サーモスタット4は閉弁している。この場合には、冷却水はラジエータ3を通過しない。これにより、冷却水の温度低下が抑制されるため、例えばエンジン1のオーバークールなどが抑制される。
The thermostat 4 is configured by a valve that opens and closes according to the temperature of the cooling water. Basically, the thermostat 4 opens when the temperature of the cooling water becomes high. In this case, the cooling water passes through the
ECU(Engine Control Unit)50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備える。第1実施形態では、ECU50は、スロットルボディにアイシングが生じているか否かを判定し、アイシングが生じている場合に、電動WP5の流量を増加させる制御を行う。このように電動WP5の流量を増加させることにより、スロットルボディに供給する冷却水量を増加させることができ、スロットルボディを速やかに昇温させることが可能となる。したがって、上記した制御によれば、スロットルボディを速やかに昇温させることで、スロットルバルブ10においてアイシングが生じている部分を効果的に融解させることができ、スロットルバルブ10を早期に正常に復帰させることが可能となる。以上のように、ECU50は、本発明における判定手段、及び電動ポンプ制御手段として動作する。
The ECU (Engine Control Unit) 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown). In the first embodiment, the
(電動WPの制御方法)
ここで、図2を参照して、第1実施形態に係る電動WP5の制御方法について説明する。
(Control method of electric WP)
Here, with reference to FIG. 2, the control method of the
図2は、第1実施形態に係る電動WP5の制御処理を示すフローチャートである。この処理は、スロットルボディに生じているアイシングを早期に解消するために行われる。具体的には、スロットルボディにアイシングが生じた場合には、スロットルバルブ10が所望の開度に設定されなくなるため、不具合が発生し得る。したがって、第1実施形態では、このようなアイシングに起因する不具合の発生を防止するために、スロットルボディに生じているアイシングを早期に解消して、正常に復帰させるための制御を実行する。なお、この処理は、前述したECU50が所定の周期で繰り返し実行する。
FIG. 2 is a flowchart showing a control process of the
まず、ステップS101では、ECU50は、スロットルボディにアイシングが発生して、動作に異常(以下、「氷結異常」と呼ぶ。)が発生しているか否かを判定する。1つの例では、ECU50は、エンジン1の運転状態や回転数などに応じて、スロットルボディに氷結異常が発生しているか否かを判定する。この場合、ECU50は、エンジン回転数が、想定される回転数から大きく低下している場合に、氷結異常が発生していると判定する。他の例では、ECU50は、スロットルバルブ10の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサの出力に基づいて氷結異常が発生しているか否かを判定する。この場合、ECU50は、スロットルバルブ10に供給した制御信号に対応するスロットル開度と、スロットル開度センサが検出したスロットル開度とを比較することによって、氷結異常が発生しているか否かを判定する。氷結異常が発生していると判定された場合(ステップS101;Yes)、処理はステップS102に進み、氷結異常が発生していないと判定された場合(ステップS101;No)、処理は当該フローを抜ける。
First, in step S101, the
ステップS102では、ECU50は、アイドル回転数を上昇させる制御、及び電動WP5の流量を増加させる制御を行う。アイドル回転数を上昇させる制御を行うのは、熱源を確保するためである。また、電動WP5の流量を増加させる制御を行うのは、スロットルボディに供給する冷却水量を増加させて、スロットルボディを速やかに昇温させるためである。つまり、スロットルバルブ10においてアイシングが生じている部分を効果的に融解させることによって、スロットルバルブ10を早期に復帰させるためである。以上の処理が終了すると、処理はステップS103に進む。
In step S102, the
ステップS103では、ECU50は、タイマーをカウントアップする。そして、処理はステップS104に進む。ステップS104では、ECU50は、タイマーが所定時間以上であるか否かを判定する。この判定に用いる所定時間は、予め設定された時間であり、スロットルバルブ10においてアイシングが生じている部分が融解するまでに要する時間に概ね相当する。タイマーが所定時間以上である場合(ステップS104;Yes)、処理はステップS105に進む。ステップS105では、ECU50は、氷結異常をクリアする処理を行う。こうするのは、スロットルボディにおける氷結異常が解消したものと考えられるからである。そして、処理は当該フローを抜ける。
In step S103, the
一方、タイマーが所定時間未満である場合(ステップS104;No)、処理はステップS103に戻る。この場合、ステップS103において、タイマーを更にカウントアップする。このようにステップS103の処理及びステップS104の判定を繰り返すことによって、タイマーが所定時間以上(ステップS104;Yes)となるまで、アイドル回転数を上昇させる制御、及び電動WP5の流量を増加させる制御を継続する。 On the other hand, when the timer is less than the predetermined time (step S104; No), the process returns to step S103. In this case, in step S103, the timer is further counted up. Thus, by repeating the process of step S103 and the determination of step S104, the control for increasing the idle speed and the control for increasing the flow rate of the electric WP5 until the timer reaches a predetermined time or more (step S104; Yes). continue.
以上の第1実施形態に係る電動WP5の制御処理によれば、スロットルボディに氷結異常が発生している場合に、スロットルボディを速やかに昇温させることができ、スロットルバルブ10においてアイシングが生じている部分を効果的に融解させることができる。これにより、スロットルバルブ10を氷結異常から早期に復帰させることが可能となる。また、冷却水通路7上に排気熱回収器2が設けられているため、排気ガスと冷却水との熱交換により冷却水の温度を効果的に昇温させることができるので、昇温した冷却水をスロットルボディに供給することにより、スロットルボディを効率的に昇温させることが可能となる。
According to the control process of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、排気ガスの温度が高い場合に、電動WP5の流量を増加させる制御を行う点で、第1実施形態と異なる。具体的には、第2実施形態では、高温の排気ガスを利用して排気熱回収器2における熱交換を促進するために、電動WP5の流量を増加させる制御を行う。即ち、第1実施形態では、スロットルボディを昇温させることを目的として制御を行ったが、第2実施形態では、排気熱回収器2における熱交換を促進することを目的として制御を行う。なお、排気熱回収器2における熱交換を促進させる理由は、エンジン1を早期に暖機するためである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in that control is performed to increase the flow rate of the
具体的には、第2実施形態に係る制御は、前述した冷却系システム100におけるECU50によって実行される(図1参照)。この場合、ECU50は、センサより得られた排気ガスの温度、或いは推定によって得られた排気ガスの温度に基づいて、電動WP5の制御を行う。言い換えると、ECU50は、排気ガスの温度の高低によって、電動WP5の流量を変化させる。詳しくは、ECU50は、得られた排気ガスの温度が所定温度よりも高い場合に、電動WP5の流量を増加させる制御を行う。
Specifically, the control according to the second embodiment is executed by the
このように電動WP5の流量を増加させることにより、排気熱回収器2を通過する冷却水量を増加させることができるので、排気熱回収器2における熱交換を促進することができる。言い換えると、排気熱回収器2での回収熱量を増加させることができる。よって、第2実施形態に係る制御によれば、排気熱回収器2における熱交換によって昇温された冷却水を用いて、エンジン1を効果的に暖機することが可能となる。
By increasing the flow rate of the
なお、第2実施形態に係る制御のみを実行することに限定はされず、前述した第1実施形態に係る制御と組み合わせて第2実施形態に係る制御を実行しても良い。即ち、スロットルボディを昇温させるべき状況(アイシングが生じている状況)、及び排気熱回収器2における熱交換を促進すべき状況の両方において、電動WP5の流量を増加させる制御を行うことができる。
In addition, it is not limited to performing only the control which concerns on 2nd Embodiment, You may perform control which concerns on 2nd Embodiment in combination with the control which concerns on 1st Embodiment mentioned above. That is, it is possible to perform control to increase the flow rate of the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態では、吸気系に還流させる排気ガス(以下、「EGRガス」と呼ぶ。)の温度を、冷却水によって効果的に低下させるための制御を行う点で、第1実施形態及び第2実施形態と異なる。具体的には、第3実施形態では、EGR率が高い場合(EGRガスの量が多い場合)に、電動WP5の流量を増加させる制御を行うことによって、EGRガスの温度を低下させる。即ち、第1実施形態では、スロットルボディを昇温させることを目的として電動WP5の流量を増加させる制御を行ったが、第3実施形態では、EGRガスの温度を低下させることを目的として電動WP5の流量を増加させる制御を行う。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the first embodiment and the first embodiment are different in that control is performed to effectively reduce the temperature of exhaust gas recirculated to the intake system (hereinafter referred to as “EGR gas”) with cooling water. Different from the second embodiment. Specifically, in the third embodiment, when the EGR rate is high (when the amount of EGR gas is large), the temperature of the EGR gas is decreased by performing control to increase the flow rate of the electric WP5. That is, in the first embodiment, control is performed to increase the flow rate of the electric WP5 for the purpose of raising the temperature of the throttle body. In the third embodiment, however, the electric WP5 is used for the purpose of reducing the temperature of the EGR gas. Control to increase the flow rate.
図3は、第3実施形態に係る冷却系システム103の概略構成を示す図である。図3においては、実線矢印がガスや冷却水の流れの一例を示し、破線矢印が信号の入出力を示している。冷却系システム103は、排気ガスを吸気系に還流させることによって、燃費向上などを図るシステム(排気ガス再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)システム)に適用される。なお、図1に示した冷却系システム100と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
具体的には、第3実施形態に係る冷却系システム103では、冷却水通路7aに冷却水通路7eが接続されている。この冷却水通路7eには、EGRクーラ12が設けられている。EGRクーラ12は、EGRガスが通過するEGR通路(不図示)上に設けられており、EGRガスを冷却するために用いられる。また、EGRクーラ12には、冷却水通路7eを介して冷却水が供給される。なお、EGRクーラ12及び冷却水通路7eは、EGRガスに冷却水が混入しないように構成されている。このようにEGRクーラ12に冷却水を供給することによって、冷却水によってEGRクーラ12を冷却することができ、EGRガスの温度を効果的に下げることが可能となる。なお、冷却水通路7eは、本発明における冷却水供給部に相当する。
Specifically, in the
ECU53は、図示しないCPU、ROM及びRAMなどを備える。第3実施形態では、ECU53は、EGR率が高い場合などにおいて、電動WP5の流量を増加させる制御を実行する。このように電動WP5の流量を増加させることにより、EGRクーラ12に供給する冷却水量を増加させることができ、EGRクーラ12を効果的に冷却することができる。よって、EGRクーラ12内を通過するEGRガスの温度を効果的に低下させることが可能となる。
The
したがって、第3実施形態に係る制御によれば、EGRガスの温度を効果的に低下させることができるので、エンジン1の燃費を向上させることが可能となる。
Therefore, according to the control according to the third embodiment, the temperature of the EGR gas can be effectively reduced, so that the fuel consumption of the
なお、上記では、EGRクーラ12に冷却水を供給してEGRガスの温度を低下させる例を示したが、これに限定はされない。他の例では、EGRシステムにおけるEGRクーラ12以外の構成要素に対して冷却水を供給することによって、EGRガスの温度を低下させることができる。
In addition, although the example which supplies cooling water to the
また、第3実施形態に係る制御のみを実行することに限定はされず、第3実施形態に係る制御と、前述した第1実施形態に係る制御及び第2実施形態に係る制御の少なくともいずれかと、を組み合わせて実行しても良い。例えば、スロットルボディを昇温させるべき状況(アイシングが生じている状況)、及び排気熱回収器2における熱交換を促進すべき状況、並びにEGRガスの温度を下げるべき状況において、電動WP5の流量を増加させる制御を実行することができる。
Moreover, it is not limited to performing only the control according to the third embodiment, and at least one of the control according to the third embodiment, the control according to the first embodiment and the control according to the second embodiment described above. , May be executed in combination. For example, in a situation where the temperature of the throttle body should be raised (a situation where icing has occurred), a situation where heat exchange in the exhaust heat recovery device 2 should be promoted, and a situation where the temperature of the EGR gas should be lowered, the flow rate of the
1 エンジン(内燃機関)
2 排気熱回収器
3 ラジエータ
5 電動ポンプ(電動WP)
7 冷却水通路
9 吸気通路
10 スロットルバルブ
12 EGRクーラ
50 ECU
100 冷却系システム
1 engine (internal combustion engine)
2 Exhaust
7 Cooling water passage 9
100 Cooling system
Claims (3)
前記スロットルボディにアイシングが生じているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記アイシングが生じていると判定された場合に、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行う電動ポンプ制御手段と、を備えることを特徴とするスロットルボディの昇温装置。 A temperature raising device for a throttle body that circulates cooling water for cooling the engine by an electric pump and raises the temperature of the throttle body by supplying the cooling water to the throttle body,
Determination means for determining whether icing has occurred in the throttle body;
An electric pump control unit that performs control to increase the flow rate of the electric pump when the determination unit determines that the icing has occurred.
前記電動ポンプ制御手段は、前記EGRシステムにおけるEGR率が高い場合、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のスロットルボディの昇温装置。 A cooling water supply unit that supplies the cooling water to an EGR system that recirculates exhaust gas to the intake system;
The temperature increasing device for a throttle body according to claim 1 or 2, wherein the electric pump control means performs control to increase the flow rate of the electric pump when the EGR rate in the EGR system is high.
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