JP2011214566A - Cooling device for on-vehicle internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for an internal combustion engine, capable of suppressing the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device including a cylinder head and a cylinder block such as a cylinder bore while suppressing the temperature drop of the cylinder bore whose temperature has risen in a circulation stop period of cooling water to improve fuel economy by suppressing the sudden temperature fluctuation in a circulating path of cooling water when releasing the circulation stop of cooling water.SOLUTION: The cooling device 20 for the internal combustion engine includes a water pump 23 capable of stopping the discharge of cooling water without depending on engine speed, and stops driving of the water pump 23 when an outlet water temperature is lower than a predetermined temperature in engine warming-up. The cooling device 20 further includes an inlet water temperature sensor 72 for detecting an inlet water temperature, and a flow regulating valve 50 regulating to make lower the flow rate of the cooling water flowing into a water jacket 61 as the inlet water temperature is lower after the discharge start of cooling water by the water pump 23.

Description

本発明は、ウォータポンプから吐出した冷却水をウォータジャケット等、冷却水の循環経路に循環させて内燃機関を冷却する車載内燃機関の冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device for an in-vehicle internal combustion engine that cools an internal combustion engine by circulating cooling water discharged from a water pump through a cooling water circulation path such as a water jacket.

例えば、特許文献1には、冷却水の循環経路に冷却水を吐出するウォータポンプとして電動式のウォータポンプを採用し、機関暖機時には水温センサにより検出される冷却水の温度が所定温度に達するまでそのウォータポンプを停止状態として循環経路における冷却水の循環を停止するようにしたものが記載されている。こうした冷却装置によれば、機関冷間時には冷却水による内燃機関の冷却が行われないため、機関暖機を促進することができ、燃焼状態の早期安定化や熱損失の低減に伴う燃費の向上を図ることができる。   For example, Patent Document 1 employs an electric water pump as a water pump that discharges cooling water to a cooling water circulation path, and the temperature of the cooling water detected by a water temperature sensor reaches a predetermined temperature when the engine is warmed up. Until now, the water pump is stopped and the circulation of the cooling water in the circulation path is stopped. According to such a cooling device, since the internal combustion engine is not cooled by the cooling water when the engine is cold, the engine warm-up can be promoted, and the fuel consumption is improved due to the early stabilization of the combustion state and the reduction of heat loss. Can be achieved.

特開2009−216028号公報JP 2009-216028 A

ところで、このように機関暖機時にウォータポンプの駆動を停止することにより冷却水の循環を停止した状態から、ウォータポンプの運転を開始して冷却水を循環経路に循環させる場合、この循環経路において、ウォータジャケット以外の部分に滞留する低温の冷却水がウォータジャケットに流入するようになる。このため、冷却水の循環停止期間に温度上昇したシリンダボアが冷却され、熱損失が一時的に増大するようになるため、こうした熱損失の増大が燃費の向上を妨げる要因となる。さらに、このように低温の冷却水がウォータジャケットに流入するのに併せて、ウォータジャケットにて温度上昇した高温の冷却水が循環経路のそれ以外の低温部分に流入する結果、機関暖機には冷却水の循環の停止/実行が繰り返されることとなり、シリンダボアや冷却水が流れる配管類、あるいは循環経路に設けられた熱交換器等に大きな温度変化が生じるため、それらに熱応力が繰り返し発生する現象、すなわち冷熱サイクルに起因する熱疲労が進行するおそれがある。   By the way, when the cooling water is started to circulate through the circulation path from the state where the circulation of the cooling water is stopped by stopping the driving of the water pump when the engine is warmed up in this way, Then, low-temperature cooling water staying in a portion other than the water jacket flows into the water jacket. For this reason, the cylinder bore whose temperature has increased during the cooling water circulation stop period is cooled, and the heat loss temporarily increases. This increase in the heat loss becomes a factor that hinders the improvement in fuel consumption. Furthermore, as the low-temperature cooling water flows into the water jacket in this way, the high-temperature cooling water whose temperature has risen in the water jacket flows into the other low-temperature parts of the circulation path. Since the stop / execution of the circulation of the cooling water is repeated, a large temperature change occurs in the cylinder bore, the piping through which the cooling water flows, or the heat exchanger provided in the circulation path, so that thermal stress is repeatedly generated in them. There is a possibility that thermal fatigue due to a phenomenon, that is, a thermal cycle, proceeds.

本発明はこのような従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却水の循環停止解除に際し、冷却水の循環経路における急激な温度変動を抑制することにより、冷却水の循環停止期間に温度上昇したシリンダボアの温度低下を抑えて燃費の向上を図るとともに、シリンダボア等のシリンダヘッド及びシリンダブロックを含めた冷却装置の各部位における熱疲労の進行を抑制することにある。   The present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to circulate the cooling water by suppressing a sudden temperature fluctuation in the circulation path of the cooling water when releasing the circulation stop of the cooling water. An object of the present invention is to improve the fuel consumption by suppressing the temperature drop of the cylinder bore that has risen during the stop period, and to suppress the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device including the cylinder head such as the cylinder bore and the cylinder block.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、機関回転速度に依存することなく冷却水の吐出を停止可能なウォータポンプと、ウォータジャケット及び同ウォータジャケットから流出する冷却水を前記ウォータポンプに戻し同ポンプから吐出された冷却水を再び前記ウォータジャケットに流入させるための外部通路を少なくとも含む循環経路と、前記ウォータジャケットから前記外部通路に流出する冷却水の温度を検出する出口水温センサとを含み、機関暖機時に前記出口水温センサにより検出される冷却水温が所定温度未満のときには前記ウォータポンプの駆動を停止して前記循環経路における冷却水の循環を停止する車載内燃機関の冷却装置において、前記外部通路から前記ウォータジャケットに流入する冷却水の温度を検出する入口水温センサと、前記ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、前記入口水温センサにより検出される冷却水温が低いときほど前記外部通路から前記ウォータジャケットに流入する冷却水の量が少なくなるようにその流量を制御する流量制御手段とを備えることを要旨としている。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 is a water pump capable of stopping the discharge of cooling water without depending on the engine speed, the water jacket and the cooling water flowing out of the water jacket being returned to the water pump and discharged from the pump. An engine warm-up comprising a circulation path including at least an external passage for allowing the cooled water to flow into the water jacket again, and an outlet water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water flowing out from the water jacket to the external passage. When the cooling water temperature detected by the outlet water temperature sensor is less than a predetermined temperature, the cooling system of the on-vehicle internal combustion engine that stops driving the water pump and stops the circulation of the cooling water in the circulation path from the external passage An inlet water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water flowing into the water jacket; When starting the circulation of the cooling water by driving the data pump, the flow rate is set so that the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage decreases as the cooling water temperature detected by the inlet water temperature sensor is lower. The gist is to provide a flow rate control means for controlling.

この発明では、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の温度が入口水温センサにより検出され、その検出される冷却水温が低いときほど、外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の量が少なくなるようにこれを流量制御手段を通じて制御するようにしている。その結果、外部通路からウォータジャケットに低温の冷却水が多量に流入することに起因するシリンダボアの急激な温度低下や、ウォータジャケットから外部通路に高温の冷却水が多量に流入することに起因する冷却装置の急激な温度上昇を抑えることができる。したがって、燃費の向上を図ることができるとともに、シリンダボア等のシリンダヘッド及びシリンダブロックを含めた冷却装置の各部位における熱疲労の進行を抑制することができる。   In this invention, when driving the water pump to start circulation of the cooling water, the temperature of the cooling water flowing into the water jacket from the external passage is detected by the inlet water temperature sensor, and the lower the detected cooling water temperature, This is controlled through the flow rate control means so that the amount of cooling water flowing from the external passage into the water jacket is reduced. As a result, the temperature of the cylinder bore suddenly drops due to a large amount of low-temperature cooling water flowing into the water jacket from the external passage, or the cooling due to a large amount of high-temperature cooling water flowing from the water jacket into the external passage. The rapid temperature rise of the apparatus can be suppressed. Accordingly, it is possible to improve the fuel consumption and to suppress the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device including the cylinder head such as the cylinder bore and the cylinder block.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車載内燃機関の冷却装置において、前記流量制御手段は前記ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、前記出口水温センサにより検出される冷却水温が高いときほど前記外部通路から前記ウォータジャケットに流入する冷却水の量が多くなるようにその流量を制御することを要旨としている。   According to a second aspect of the present invention, in the cooling device for an on-vehicle internal combustion engine according to the first aspect, the flow rate control means is detected by the outlet water temperature sensor when the water pump is driven to start circulation of the cooling water. The gist is to control the flow rate so that the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage increases as the temperature of the cooling water to be increased.

上述したように、入口水温センサにより検出される冷却水温が低いときほど、外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の量が少なくなるようにその流量を制御することで、燃費を向上させることができ、シリンダボア等のシリンダヘッド及びシリンダブロックを含めた冷却装置の各部位における熱疲労の進行を抑制することができるようになる。但しこのように、外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の量が少なくなるようにその流量を制御した場合、すなわち循環経路に循環する冷却水の流量を制限した場合、ウォータジャケットの冷却水温が上昇してシリンダボア近傍等で冷却水の局所的な沸騰が生じる懸念がある。   As described above, fuel consumption can be improved by controlling the flow rate so that the amount of cooling water flowing from the external passage into the water jacket decreases as the cooling water temperature detected by the inlet water temperature sensor decreases. It is possible to suppress the progression of thermal fatigue in each part of the cooling device including the cylinder head such as the cylinder bore and the cylinder block. However, in this way, when the flow rate is controlled so that the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage is reduced, that is, when the flow rate of the cooling water circulating in the circulation path is limited, the cooling water temperature of the water jacket is There is a concern that local boiling of the cooling water may occur in the vicinity of the cylinder bore.

この点、入口水温センサにより検出される冷却水温が低いときほど外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の量が少なくなるようにその流量を制御する一方、出口水温センサにより検出される冷却水温が高いときほど外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の量が多くなるようにその流量を制御する、といった構成を採用する請求項2に記載の発明によれば、こうしたウォータジャケット内における冷却水の局所的な沸騰についてもこれを好適に回避することができる。   In this regard, the flow rate is controlled so that the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage decreases as the cooling water temperature detected by the inlet water temperature sensor is lower, while the cooling water temperature detected by the outlet water temperature sensor is lower. According to the invention of claim 2, the flow rate is controlled so that the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage increases as the height increases. According to the invention of claim 2, the cooling water in the water jacket is adopted. This can also be suitably avoided for local boiling.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の車載内燃機関の冷却装置において、前記外部通路は前記出口水温センサの下流側且つ前記入口水温センサの上流側に設けられる熱交換器を含むことを要旨としている。   According to a third aspect of the present invention, in the cooling device for an on-vehicle internal combustion engine according to the first or second aspect, the external passage is heat provided downstream of the outlet water temperature sensor and upstream of the inlet water temperature sensor. The gist is to include an exchanger.

仮に、外部通路に滞留する冷却水の量が非常に少ない場合を想定すると、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し外部通路の冷却水がウォータジャケットに流入しても、これによる影響は比較的小さいと考えられる。すなわち、外部通路に滞留する低温の冷却水が短期間で全てウォータジャケットに流入したとしても、その冷却水全体の熱容量が小さいため、ウォータジャケット全体の冷却水の温度を大きく低下させてしまうことはなく、シリンダボアが急激に温度低下することもない。   Assuming that the amount of cooling water staying in the external passage is very small, even if the cooling water in the external passage flows into the water jacket when the water pump is driven to start circulation of the cooling water, The impact is considered to be relatively small. That is, even if all the low-temperature cooling water staying in the external passage flows into the water jacket in a short period of time, the heat capacity of the entire cooling water is small, so that the temperature of the cooling water of the entire water jacket is greatly reduced. In addition, the temperature of the cylinder bore does not drop suddenly.

しかしながら実際には、車載内燃機関の冷却装置においては、種々の制約が存在する状況のもとで外部通路を配設せざるを得ないためその長さが長くなり、更に流路抵抗を低減すべく流路面積をある程度大きく設定する必要もあることから必然的にその熱容量が大きくなる。すなわち、外部通路に滞留する冷却水の量、ひいてはその熱容量は上述したように無視できる程度のものではなく、特に、外部通路に熱交換器が設けられている場合にはその熱容量も更に大きくなる。このため、上述したような外部通路に滞留する低温の冷却水がウォータジャケットに流入することに起因する悪影響は避けられないものとなる。また、このように熱交換器を含め外部通路に滞留する冷却水の熱容量が大きくなると、冷却水の循環を開始する前の外部通路における冷却水温や循環開始後における冷却水の循環量によってウォータジャケットに流入する冷却水の温度は極めて多様な態様をもって推移することとなる。その結果、こうした温度推移に即したかたちで冷却水の循環量を適切に設定する必要性も当然高くなる。   However, in actuality, in the cooling device for an on-vehicle internal combustion engine, an external passage has to be disposed under a situation where various restrictions exist, so that the length becomes long, and the flow resistance is further reduced. Since it is necessary to set the flow path area as large as possible, the heat capacity inevitably increases. That is, the amount of cooling water staying in the external passage, and hence the heat capacity thereof, is not negligible as described above, and particularly when the heat exchanger is provided in the external passage, the heat capacity is further increased. . For this reason, the bad influence resulting from the inflow of the low-temperature cooling water staying in the external passage as described above into the water jacket is unavoidable. Further, when the heat capacity of the cooling water staying in the external passage including the heat exchanger is increased in this way, the water jacket depends on the cooling water temperature in the external passage before starting the circulation of the cooling water and the circulation amount of the cooling water after the circulation starts. The temperature of the cooling water flowing into the water will change in various ways. As a result, the necessity of appropriately setting the circulation amount of the cooling water in accordance with such a temperature transition is naturally increased.

この発明によれば、このように外部通路に滞留する低温の冷却水がウォータジャケットに流入することに起因する悪影響が避けられず、またウォータジャケットに流入する冷却水の温度がそのときどきによって異なる態様をもって推移する場合であっても、その冷却水温を入口水温センサにより検出し、その検出結果に基づいて外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の量を制御することができる。このため、外部通路からウォータジャケットに低温の冷却水が多量に流入することに起因するシリンダボアの急激な温度低下や、ウォータジャケットから外部通路に高温の冷却水が多量に流入することに起因する冷却装置の各部位における急激な温度変化を抑えることができる。したがって、燃費の更なる向上を図ることができ、併せてシリンダボア等のシリンダヘッド及びシリンダブロックを含めた冷却装置の各部位における熱疲労の進行を好適に抑制することができるようになる。ちなみに、こうした熱交換器としては、車室内を暖房するヒータ装置のヒータコア、EGR装置のEGR通路を流れるEGRガスを冷却するためのEGRクーラ、スロットルバルブ等が内蔵されるスロットルボディの内部に形成されて冷却水が流通する昇温通路等々を挙げることができる。   According to the present invention, such an adverse effect that the low-temperature cooling water staying in the external passage flows into the water jacket is unavoidable, and the temperature of the cooling water flowing into the water jacket varies from time to time. Even if it changes, the cooling water temperature is detected by the inlet water temperature sensor, and the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage can be controlled based on the detection result. For this reason, rapid cooling of the cylinder bore due to a large amount of low-temperature cooling water flowing into the water jacket from the external passage, or cooling due to a large amount of high-temperature cooling water flowing from the water jacket into the external passage A sudden temperature change at each part of the apparatus can be suppressed. Therefore, the fuel consumption can be further improved, and the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device including the cylinder head such as the cylinder bore and the cylinder block can be suitably suppressed. Incidentally, such a heat exchanger is formed inside a throttle body in which a heater core of a heater device for heating a vehicle interior, an EGR cooler for cooling EGR gas flowing in an EGR passage of the EGR device, a throttle valve, and the like are incorporated. And a temperature rising passage through which cooling water flows.

なお、流量制御手段はこれを請求項4に記載の発明によるように、外部通路に設けられてその流路断面積を変更することによって外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の流量を調節する流量調節弁と、入口水温センサにより検出される冷却水温に基づいてこの流量調節弁の開度を制御する制御部とを含む構成にて具現化することができる。   The flow rate control means adjusts the flow rate of the cooling water flowing from the external passage into the water jacket by changing the cross-sectional area of the flow passage provided in the external passage as in the invention described in claim 4. It can be embodied by a configuration including a flow rate control valve and a control unit that controls the opening degree of the flow rate control valve based on the coolant temperature detected by the inlet water temperature sensor.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の車載内燃機関の冷却装置において、前記ウォータポンプはその回転軸がクラッチを介して機関出力軸と駆動連結される機関駆動式のウォータポンプであって、前記クラッチが解放されることによりその停止状態となる一方、同クラッチが係合されることにより駆動状態となるものであることを要旨としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the on-vehicle internal combustion engine cooling device according to the fourth aspect, the water pump is an engine-driven water pump whose rotational shaft is drivingly connected to the engine output shaft via a clutch. The gist of the invention is that when the clutch is released, the clutch is stopped, and when the clutch is engaged, the clutch is engaged.

機関駆動式のウォータポンプにあっては、冷却水の吐出量が機関出力軸の回転速度によって一義的に決定される。換言すれば、ウォータジャケットやそれ以外の循環経路に滞留する冷却水の温度分布状態にかかわらず、循環経路における冷却水の循環量が決定されることとなる。このため、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、運転者のアクセル操作により機関回転速度が上昇すれば、それに伴って冷却水の循環量は循環経路に滞留する冷却水の温度分布状態と無関係に増大するようになり、上述したような循環経路における急激な温度変化に伴って生じる問題も一層深刻なものとなる。   In the engine-driven water pump, the coolant discharge amount is uniquely determined by the rotational speed of the engine output shaft. In other words, the circulation amount of the cooling water in the circulation path is determined regardless of the temperature distribution state of the cooling water staying in the water jacket and other circulation paths. For this reason, when the engine speed is increased by the driver's accelerator operation when driving the water pump and starting the circulation of the cooling water, the circulation amount of the cooling water is accordingly the temperature of the cooling water staying in the circulation path. The problem increases with an abrupt temperature change in the circulation path as described above, and becomes more serious regardless of the distribution state.

この発明によれば、このように機関駆動式のウォータポンプを採用した場合であっても、外部通路に設けられた流量調節弁の開度調節を通じて実質的にウォータポンプの吐出量を木目細かく制御し、外部通路からウォータジャケットに流入する冷却水の量を入口水温センサにより検出される冷却水温に基づいて制御することができるようになる。その結果、こうした機関駆動式のウォータポンプを採用した構成であっても、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケットを含め循環経路における冷却水の急激な温度変化を抑制することができる。したがって、燃費の向上を図ることができ、併せてシリンダボア等のシリンダヘッド及びシリンダブロックを含めた冷却装置の各部位における熱疲労の進行を抑制することができるようになる。   According to the present invention, even when the engine-driven water pump is employed as described above, the water pump discharge amount is substantially finely controlled through the opening adjustment of the flow rate control valve provided in the external passage. The amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage can be controlled based on the cooling water temperature detected by the inlet water temperature sensor. As a result, even when the engine-driven water pump is adopted, when the water pump is driven to start the circulation of the cooling water, the rapid temperature change of the cooling water in the circulation path including the water jacket is suppressed. can do. Therefore, the fuel consumption can be improved, and the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device including the cylinder head such as the cylinder bore and the cylinder block can be suppressed.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却装置において、前記ウォータジャケットとラジエータとの間で冷却水を循環するためのラジエータ通路と、同ラジエータ通路が接続され前記ウォータジャケットの冷却水の温度が所定の開弁温度未満のときにはその弁体により前記ラジエータ通路を閉鎖状態として前記ラジエータに対する冷却水の流入を禁止する一方、前記冷却水の温度が前記開弁温度以上のときには前記弁体により前記ラジエータ通路を連通状態として前記ラジエータに対する冷却水の流入を許容するサーモスタットとを備え、前記流量制御手段は前記出口水温センサにより検出される冷却水温が前記開弁温度よりも低い温度域からその流量制御を開始することを要旨としている。   The invention according to claim 6 is the cooling device for the on-vehicle internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a radiator passage for circulating cooling water between the water jacket and the radiator; When the radiator passage is connected and the temperature of the cooling water in the water jacket is lower than a predetermined valve opening temperature, the valve passage closes the radiator passage by the valve body and prohibits the cooling water from flowing into the radiator. A thermostat that allows the radiator passage to communicate with the valve element when the temperature is equal to or higher than the valve opening temperature, and allows the cooling water to flow into the radiator, and the flow rate control means detects the cooling water temperature detected by the outlet water temperature sensor. Is to start the flow rate control from a temperature range lower than the valve opening temperature.

この発明では、上述したような流量制御を、冷却水温がサーモスタットの開弁温度よりも低い温度域から開始するようにしているため、サーモスタットが閉弁されている冷却水温低温時に、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケットを含め循環経路における冷却水の急激な温度変化を抑制することができる。   In the present invention, the flow rate control as described above is started from a temperature range where the cooling water temperature is lower than the opening temperature of the thermostat. Therefore, the water pump is driven when the cooling water temperature is low when the thermostat is closed. Thus, when the circulation of the cooling water is started, a rapid temperature change of the cooling water in the circulation path including the water jacket can be suppressed.

請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却装置において、前記外部通路は前記出口水温センサの下流側且つ前記入口水温センサの上流側に設けられて冷却水の熱により車室内の空気を昇温するヒータコアを含み、その昇温した空気を車室内に送風するヒータブロアと、同ヒータブロアの風量を前記出口水温センサにより検出される冷却水温に基づいて設定するヒータ装置を更に備えることを要旨としている。   The invention according to claim 7 is the cooling system for an on-vehicle internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the external passage is on the downstream side of the outlet water temperature sensor and on the upstream side of the inlet water temperature sensor. A heater core that heats up the air in the vehicle interior by the heat of the cooling water, and that blows the heated air into the vehicle interior; and the air volume of the heater blower is set to the cooling water temperature detected by the outlet water temperature sensor. The gist is to further include a heater device that is set based on the above.

車両に搭載されるヒータ装置はそのヒータブロアによる風量が出口水温センサにより検出される冷却水温に基づいて設定される。このため、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、外部通路から短期間のうちに多量の冷却水がウォータジャケットに流入することがあると、同ウォータジャケットから流出して出口水温センサにより検出される冷却水温が一時的に大きく低下するようになるため、これに伴ってヒータブロアの風量が一時的に減少する、換言すれば、ヒータブロアの風量が不安定化するといったことが懸念される。   The heater device mounted on the vehicle is set based on the cooling water temperature detected by the outlet water temperature sensor. For this reason, when the water pump is driven to start circulation of the cooling water, if a large amount of cooling water may flow into the water jacket from the external passage in a short period of time, the water jacket flows out of the water jacket and the outlet water temperature Since the cooling water temperature detected by the sensor temporarily decreases significantly, the air flow of the heater blower temporarily decreases accordingly, in other words, there is a concern that the air flow of the heater blower becomes unstable. The

この点、本発明によれば、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケットから外部通路に流出して出口水温センサに接触する冷却水の温度が急激に低下することを抑えて、上述したような、ヒータブロアの風量が不安定化することを抑制することができる。   In this respect, according to the present invention, when the water pump is driven to start the circulation of the cooling water, the temperature of the cooling water flowing out from the water jacket to the external passage and contacting the outlet water temperature sensor rapidly decreases. It is possible to suppress the air volume of the heater blower from becoming unstable as described above.

請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却装置において、排気系から排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入して再循環させるEGR装置を更に備え、このEGR装置によるEGRガスの再循環は前記出口水温センサにより検出される冷却水温が前記所定温度よりも低い温度域から開始されることを要旨としている。   The invention according to claim 8 is the cooling apparatus for the on-vehicle internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein a part of the exhaust gas from the exhaust system is introduced into the intake system as EGR gas and recirculated. An EGR device is further provided, and the recirculation of the EGR gas by the EGR device starts from a temperature range in which the coolant temperature detected by the outlet water temperature sensor is lower than the predetermined temperature.

ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、外部通路から短期間のうちに多量の冷却水がウォータジャケットに流入することがあると、同ウォータジャケットから流出して出口水温センサにより検出される冷却水温が一時的に大きく低下するようになる。そしてこれにより、冷却水温がEGR制御の制御開始温度を下回ることがあると、EGR制御が一時的に停止されることとなり、排気性状の悪化を招くこととなる。   When driving the water pump and starting the circulation of cooling water, if a large amount of cooling water may flow into the water jacket from the external passage in a short period of time, it will flow out of the water jacket and be detected by the outlet water temperature sensor. The cooling water temperature to be temporarily decreased greatly. As a result, if the cooling water temperature falls below the control start temperature of the EGR control, the EGR control is temporarily stopped and the exhaust properties are deteriorated.

この点、本発明によれば、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケットから外部通路に流出して出口水温センサに接触する冷却水の温度が急激に低下することを抑制して上述したようなEGR制御の一時的な停止を回避することができ、こうしたEGR制御の不必要な停止に起因して排気性状が悪化することを抑制することができる。   In this respect, according to the present invention, when the water pump is driven to start the circulation of the cooling water, the temperature of the cooling water flowing out from the water jacket to the external passage and contacting the outlet water temperature sensor rapidly decreases. It is possible to avoid the temporary stop of the EGR control as described above, and to suppress the deterioration of the exhaust property due to the unnecessary stop of the EGR control.

本発明の車載内燃機関の冷却装置を具体化した一実施形態について、その構成を模式的に示す模式図。The schematic diagram which shows typically the structure about one Embodiment which actualized the cooling device of the vehicle-mounted internal combustion engine of this invention. 同実施形態にかかる流量調節弁の開度制御についてその処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence about the opening degree control of the flow control valve concerning the embodiment. 出口水温及び入口水温と流量調節弁の開度との関係を示すマップ。The map which shows the relationship between outlet water temperature and inlet water temperature, and the opening degree of a flow control valve. 同実施形態の流量調節弁の開度制御の動作例を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the operation example of the opening degree control of the flow control valve of the embodiment.

図1〜図4を参照して、本発明にかかる車載内燃機関の冷却装置を具体化した一実施形態について説明する。
図1に示されるように、車両に搭載される内燃機関1のシリンダブロック12には複数のシリンダボア12aが形成されるとともに、このシリンダブロック12の上部にはシリンダヘッド11が組み付けられている。これらシリンダボア12a等により区画形成される空間によって機関燃焼室が形成される。内燃機関1には、この機関燃焼室にて発生する熱により温度上昇するシリンダヘッド11やシリンダブロック12を冷却する冷却装置20が設けられている。
With reference to FIGS. 1-4, one Embodiment which actualized the cooling device of the vehicle-mounted internal combustion engine concerning this invention is described.
As shown in FIG. 1, a plurality of cylinder bores 12 a are formed in a cylinder block 12 of an internal combustion engine 1 mounted on a vehicle, and a cylinder head 11 is assembled on the top of the cylinder block 12. An engine combustion chamber is formed by a space defined by the cylinder bores 12a and the like. The internal combustion engine 1 is provided with a cooling device 20 that cools the cylinder head 11 and the cylinder block 12 that rise in temperature due to heat generated in the engine combustion chamber.

以下、この冷却装置20について説明する。
シリンダヘッド11及びシリンダブロック12には、機関燃焼室を形成するシリンダボア12aの周囲を囲むようにしてウォータジャケット61が形成されている。このウォータジャケット61にはウォータポンプ23から吐出された冷却水が流入する。このウォータポンプ23は、羽根車式のポンプであって、その回転軸(図示略)と機関出力軸(図示略)との間に介装されたクラッチ(図示略)を含めて構成されている。このクラッチが係合されることにより、ウォータポンプ23の回転軸と機関出力軸とが連結状態となり、ウォータポンプ23が駆動する。また、クラッチを通じて同回転軸と機関出力軸との連結状態が解除されることにより、ウォータポンプ23の駆動が停止する。すなわち、ウォータポンプ23は機関出力軸の回転状態に依存することなく、冷却水の吐出量は常に「0」となる。一方、クラッチが係合されることにより、機関出力軸の回転に伴ってウォータポンプ23の回転軸が回転するようになるため、ウォータポンプ23は駆動状態となる。このようにクラッチが係合されると、ウォータポンプ23は、一般の機関駆動式ポンプと同様に、その回転軸の回転速度、換言すればその吐出量が機関出力軸の回転速度に応じて変化するようになる。
Hereinafter, the cooling device 20 will be described.
A water jacket 61 is formed in the cylinder head 11 and the cylinder block 12 so as to surround a cylinder bore 12a that forms an engine combustion chamber. Cooling water discharged from the water pump 23 flows into the water jacket 61. The water pump 23 is an impeller pump and includes a clutch (not shown) interposed between a rotating shaft (not shown) and an engine output shaft (not shown). . When the clutch is engaged, the rotating shaft of the water pump 23 and the engine output shaft are connected, and the water pump 23 is driven. Further, the drive of the water pump 23 is stopped by releasing the connection state between the rotary shaft and the engine output shaft through the clutch. That is, the water pump 23 does not depend on the rotation state of the engine output shaft, and the discharge amount of the cooling water is always “0”. On the other hand, when the clutch is engaged, the rotation shaft of the water pump 23 is rotated with the rotation of the engine output shaft, so that the water pump 23 is in a driving state. When the clutch is engaged in this manner, the water pump 23 changes the rotational speed of its rotating shaft, in other words, its discharge amount in accordance with the rotational speed of the engine output shaft, like a general engine-driven pump. To come.

また、このようにウォータポンプ23から吐出されてウォータジャケット61に流入した冷却水は、シリンダヘッド11やシリンダブロック12の熱により温度上昇した後、一部は迂回通路64に流入し、サーモスタット22を介してウォータポンプ23に戻される一方、また一部は外部通路63に流入し、サーモスタット22を介してウォータポンプ23に戻される。この外部通路63の途中には種々の熱交換器が設けられている。具体的には、外部通路63にはその上流側からヒータコア31、EGRクーラ41が順に設けられている。   In addition, the cooling water discharged from the water pump 23 and flowing into the water jacket 61 in this way rises in temperature due to the heat of the cylinder head 11 and the cylinder block 12, and then partially flows into the bypass passage 64 to cause the thermostat 22 to flow. Is returned to the water pump 23, and a part thereof flows into the external passage 63 and is returned to the water pump 23 via the thermostat 22. Various heat exchangers are provided in the middle of the external passage 63. Specifically, the heater core 31 and the EGR cooler 41 are sequentially provided in the external passage 63 from the upstream side.

更に、ウォータジャケット61はラジエータ通路62を介してサーモスタット22に接続されている。このラジエータ通路62には冷却水の熱を外部に放出するラジエータ21が設けられている。そして、これらウォータジャケット61、迂回通路64、ヒータコア31及びEGRクーラ41を含めた外部通路63、ラジエータ21を含めたラジエータ通路62によって冷却装置20の循環経路60が構成されている。   Further, the water jacket 61 is connected to the thermostat 22 via the radiator passage 62. The radiator passage 62 is provided with the radiator 21 that releases heat of the cooling water to the outside. The water jacket 61, the bypass passage 64, the external passage 63 including the heater core 31 and the EGR cooler 41, and the radiator passage 62 including the radiator 21 constitute a circulation path 60 of the cooling device 20.

また、サーモスタット22は、迂回通路64を通じてその内部に流入する冷却水の温度に応じて、サーモスタット22内に設けられた弁体(図示略)が開閉することにより自律開閉する感温式の流路切替弁である。すなわち、サーモスタット22に流入する冷却水の温度が所定温度よりも低い値に設定された開弁温度以上になると、同サーモスタット22が開弁状態となるため、ウォータジャケット61からラジエータ通路62に冷却水が流入するようになる。その結果、ウォータジャケット61において温度上昇した冷却水はラジエータ21において冷却されるようになる。   The thermostat 22 is a temperature-sensitive flow path that opens and closes autonomously by opening and closing a valve body (not shown) provided in the thermostat 22 according to the temperature of cooling water flowing into the thermostat 22 through the bypass passage 64. It is a switching valve. That is, when the temperature of the cooling water flowing into the thermostat 22 becomes equal to or higher than the valve opening temperature set to a value lower than the predetermined temperature, the thermostat 22 is opened, so that the cooling water is supplied from the water jacket 61 to the radiator passage 62. Will flow in. As a result, the cooling water whose temperature has risen in the water jacket 61 is cooled in the radiator 21.

更に、外部通路63において、EGRクーラ41の下流側には流量調節弁50が設けられている。この流量調節弁50は、その開度αに応じて外部通路63の流路断面積を変更することにより、同外部通路63を流通する冷却水の流量を調節する。その結果、ヒータコア31やEGRクーラ41からウォータジャケット61に流入する冷却水の量が調節されるようになる。   Further, in the external passage 63, a flow rate adjustment valve 50 is provided on the downstream side of the EGR cooler 41. The flow rate adjusting valve 50 adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the external passage 63 by changing the cross-sectional area of the external passage 63 according to the opening degree α. As a result, the amount of cooling water flowing into the water jacket 61 from the heater core 31 or the EGR cooler 41 is adjusted.

その他、この冷却装置20において、その外部通路63には、ウォータジャケット61から外部通路63に流出する冷却水の温度を検出する出口水温センサ71が設けられるとともに、外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の温度を検出する入口水温センサ72が設けられている。上述したヒータコア31やEGRクーラ41は、外部通路63においてこの出口水温センサ71の下流側であり且つ入口水温センサ72の上流側に設けられている。したがって、外部通路63からヒータコア31やEGRクーラ41に流入する冷却水の温度は出口水温センサ71によって検出される一方、ヒータコア31やEGRクーラ41から外部通路63を介してウォータジャケット61に流入する冷却水の温度は入口水温センサ72により検出されることとなる。   In addition, in the cooling device 20, an outlet water temperature sensor 71 for detecting the temperature of the cooling water flowing out from the water jacket 61 to the external passage 63 is provided in the external passage 63, and flows into the water jacket 61 from the external passage 63. An inlet water temperature sensor 72 is provided for detecting the temperature of the cooling water. The heater core 31 and the EGR cooler 41 described above are provided downstream of the outlet water temperature sensor 71 and upstream of the inlet water temperature sensor 72 in the external passage 63. Accordingly, the temperature of the cooling water flowing into the heater core 31 and the EGR cooler 41 from the external passage 63 is detected by the outlet water temperature sensor 71, while the cooling water flowing into the water jacket 61 from the heater core 31 and the EGR cooler 41 through the external passage 63 is detected. The water temperature is detected by the inlet water temperature sensor 72.

なお、以下では、入口水温センサ72により検出される冷却水の温度を「入口水温θin」と、出口水温センサ71により検出される冷却水の温度を「出口水温θout」と称する。また、単に冷却水温θと記載した場合は「出口水温θout」を意味することとする。   Hereinafter, the temperature of the cooling water detected by the inlet water temperature sensor 72 is referred to as “inlet water temperature θin”, and the temperature of the cooling water detected by the outlet water temperature sensor 71 is referred to as “outlet water temperature θout”. Further, when the cooling water temperature θ is simply described, it means “outlet water temperature θout”.

次に、この冷却装置20における冷却水の循環態様について説明する。
機関暖機中のように、冷却水温θがサーモスタット22の開弁温度よりも低い場合には、これが閉弁状態となるため、ラジエータ通路62は同サーモスタット22により閉鎖される。その結果、ウォータジャケット61の冷却水は、ラジエータ通路62には流入せず、外部通路63及び迂回通路64を通じて循環するようになる。
Next, the circulation mode of the cooling water in the cooling device 20 will be described.
When the cooling water temperature θ is lower than the valve opening temperature of the thermostat 22 as in the engine warm-up, the valve is closed so that the radiator passage 62 is closed by the thermostat 22. As a result, the cooling water of the water jacket 61 does not flow into the radiator passage 62 but circulates through the external passage 63 and the bypass passage 64.

一方、機関暖機後のように、冷却水温θがサーモスタット22の開弁温度以上になった場合には、これが開弁状態となるため、ラジエータ通路62は同サーモスタット22により開放される。その結果、ウォータジャケット61から流出した冷却水は、外部通路63及び迂回通路64に加え、ラジエータ通路62を通じてラジエータ21にも循環されるようになる。   On the other hand, when the cooling water temperature θ becomes equal to or higher than the valve opening temperature of the thermostat 22 as after the engine warm-up, the radiator passage 62 is opened by the thermostat 22 because the valve is opened. As a result, the cooling water flowing out from the water jacket 61 is circulated to the radiator 21 through the radiator passage 62 in addition to the external passage 63 and the bypass passage 64.

ところで、機関始動後においては、機関暖機を早期に完了させることが燃費や燃焼状態の安定性を向上させる上で望ましい。そこで、本実施形態の冷却装置20では、機関暖機がある程度進行するまではウォータポンプ23の駆動を停止し、循環経路60における冷却水の循環を禁止するようにしている。   By the way, after the engine is started, it is desirable to complete the engine warm-up at an early stage in order to improve the fuel efficiency and the stability of the combustion state. Therefore, in the cooling device 20 of the present embodiment, the driving of the water pump 23 is stopped until the engine warm-up progresses to some extent, and the circulation of the cooling water in the circulation path 60 is prohibited.

具体的には、冷却水温θが所定温度θp未満のとき、クラッチが解放状態とされ、ウォータポンプ23が停止される。一方、冷却水温θが所定温度θp以上のとき、クラッチが係合状態となり、ウォータポンプ23の回転軸と機関出力軸とが駆動連結される。その結果、ウォータポンプ23は機関出力軸とともに回転し、その回転速度、すなわち機関回転速度に応じた量の冷却水を吐出する。   Specifically, when the cooling water temperature θ is lower than the predetermined temperature θp, the clutch is released and the water pump 23 is stopped. On the other hand, when the coolant temperature θ is equal to or higher than the predetermined temperature θp, the clutch is engaged, and the rotating shaft of the water pump 23 and the engine output shaft are drivingly connected. As a result, the water pump 23 rotates together with the engine output shaft, and discharges cooling water in an amount corresponding to the rotation speed, that is, the engine rotation speed.

また、内燃機関1には、こうした冷却装置20の他、ヒータ装置30、EGR装置40がそれぞれ設けられている。ヒータ装置30は、上述したヒータコア31によってその周囲の空気を昇温させるとともに、その昇温した空気をヒータブロア32によって車室内に送風する。また、EGR装置40は、排気通路(図示略)の排気の一部をEGRガスとしてEGR通路(図示略)を通じて吸気通路(図示略)に還流する。上述したEGRクーラ41はこのEGR通路の途中に設けられ、このEGR通路を流れるEGRガスを冷却水との熱交換を通じて冷却する。   In addition to the cooling device 20, the internal combustion engine 1 is provided with a heater device 30 and an EGR device 40. The heater device 30 raises the temperature of the surrounding air by the heater core 31 described above and blows the heated air into the vehicle interior by the heater blower 32. Further, the EGR device 40 returns a part of the exhaust gas in the exhaust passage (not shown) as EGR gas to the intake passage (not shown) through the EGR passage (not shown). The above-described EGR cooler 41 is provided in the middle of the EGR passage, and cools the EGR gas flowing through the EGR passage through heat exchange with cooling water.

そして、冷却装置20の他、上述したヒータ装置30やEGR装置40等の各種装置は、制御装置70を通じて統括的に制御される。この制御装置70は、CPUの他、メモリ、A/D変換回路、駆動回路等々を有して構成されている。また、この制御装置70には、出口水温センサ71、入口水温センサ72等の各種センサが接続されている。そして、制御装置70はこれらセンサの検出信号を適宜取り込むことにより、ヒータブロア32の送風量を調整するヒータブロア制御、EGRバルブの開度に基づいてEGRガス量を調整するEGR制御、クラッチの係合/解放状態を切り替えるクラッチ制御等々の制御をそれぞれ実行する。   In addition to the cooling device 20, various devices such as the heater device 30 and the EGR device 40 described above are comprehensively controlled through the control device 70. The control device 70 includes a memory, an A / D conversion circuit, a drive circuit, and the like in addition to the CPU. Various sensors such as an outlet water temperature sensor 71 and an inlet water temperature sensor 72 are connected to the control device 70. Then, the control device 70 appropriately takes in the detection signals of these sensors, thereby controlling the heater blower control for adjusting the air flow rate of the heater blower 32, EGR control for adjusting the EGR gas amount based on the opening degree of the EGR valve, and clutch engagement / Controls such as clutch control for switching the released state are executed.

ここで、ヒータブロア制御においては、出口水温センサ71により検出される出口水温θoutが制御開始温度θh以上であること条件に、ヒータブロア32が駆動されてヒータコア31との熱交換により昇温した空気が車室内に送風される。この制御開始温度θhは先の所定温度θpよりも低く設定されているため、冷却水の循環が開始される前にヒータブロア制御は開始されることとなる。また、出口水温θoutが制御開始温度θh以上となった場合には、同出口水温θoutに基づいてヒータブロア32の送風量が設定される。   Here, in the heater blower control, air heated by the heater blower 32 and heat exchange with the heater core 31 on the condition that the outlet water temperature θout detected by the outlet water temperature sensor 71 is equal to or higher than the control start temperature θh It is blown into the room. Since the control start temperature θh is set lower than the predetermined temperature θp, the heater blower control is started before the cooling water circulation is started. Further, when the outlet water temperature θout becomes equal to or higher than the control start temperature θh, the blower amount of the heater blower 32 is set based on the outlet water temperature θout.

また、EGR制御においては、出口水温センサ71により検出される出口水温θoutが制御開始温度θe以上であることを条件に実行される。この制御開始温度θeは先の所定温度θpよりも低く設定されているため、冷却水の循環が開始される前にEGR制御は開始されることとなる。   Further, the EGR control is executed on condition that the outlet water temperature θout detected by the outlet water temperature sensor 71 is equal to or higher than the control start temperature θe. Since the control start temperature θe is set lower than the predetermined temperature θp, the EGR control is started before the cooling water circulation is started.

ところで、機関暖機時にウォータポンプ23の駆動を停止することにより冷却水の循環を停止した状態から、ウォータポンプ23を駆動して冷却水の循環を開始する際には、以下のようなことが懸念される。すなわち、外部通路63からウォータジャケット61に低温の冷却水が多量に流入することによりシリンダボア12aの温度が急激に低下して燃費の悪化を招くおそれがある。また、このように外部通路63からウォータジャケット61に低温の冷却水が多量に流入する一方、ウォータジャケット61から外部通路63に高温の冷却水が多量に流入することにより、冷却装置20の温度が急激に変化してシリンダボア12a等のシリンダヘッド11及びシリンダブロック12を含めた冷却装置20の各部位における熱疲労の進行を招くおそれがある。   By the way, when driving the water pump 23 and starting the circulation of the cooling water from the state where the circulation of the cooling water is stopped by stopping the driving of the water pump 23 at the time of engine warm-up, the following is performed. Concerned. That is, when a large amount of low-temperature cooling water flows from the external passage 63 into the water jacket 61, the temperature of the cylinder bore 12a may be drastically lowered, resulting in deterioration of fuel consumption. In addition, a large amount of low-temperature cooling water flows into the water jacket 61 from the external passage 63 in this way, while a large amount of high-temperature cooling water flows from the water jacket 61 into the external passage 63, so that the temperature of the cooling device 20 is increased. There is a possibility that the thermal fatigue of each part of the cooling device 20 including the cylinder head 11 such as the cylinder bore 12a and the cylinder block 12 may be abruptly changed.

さらに、外部通路63に存在する低温の冷却水がウォータジャケット61に流入し、これが再びウォータジャケット61から外部通路63に流出することにより、出口水温センサ71により検出される出口水温θoutの値が一時的に低下する。そしてこの場合、ヒータブロア制御においては、ヒータブロア32のその出口水温θoutの変動に伴って送風量が変動するおそれがある。また、ヒータブロア制御及びEGR制御においては、一時的に出口水温θoutが低下することにより、これが上述した制御開始温度θh,θeを下回るようになる結果、それらの制御が不必要に停止されてしまうおそれもある。   Furthermore, the low-temperature cooling water present in the external passage 63 flows into the water jacket 61 and flows out of the water jacket 61 into the external passage 63 again, whereby the value of the outlet water temperature θout detected by the outlet water temperature sensor 71 is temporarily increased. Decline. In this case, in the heater blower control, there is a possibility that the air flow rate fluctuates as the outlet water temperature θout of the heater blower 32 fluctuates. Further, in the heater blower control and the EGR control, the outlet water temperature θout temporarily decreases, and as a result, the control water may be unnecessarily stopped as a result of the temperature becoming lower than the above-described control start temperatures θh and θe. There is also.

そこで、本実施形態では、ウォータポンプ23による冷却水の吐出が開始されると、出口水温センサ71及び入口水温センサ72により検出される各冷却水温θout,θinに基づいて、外部通路63を流通する冷却水の流量を制御することにより、上述したようなシリンダボア12aの急激な温度低下や、冷却装置20の各部位における熱疲労の進行を抑制するようにしている。具体的には、流量調節弁50を通じて入口水温センサ72により検出される入口水温θinが低いときほど外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の量が少なくなるように流量調節弁50の開度が制御される。更に、出口水温センサ71により検出される出口水温θoutが高いときほど外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の量が多くなるように流量調節弁50の開度が制御される。   Therefore, in this embodiment, when discharge of the cooling water by the water pump 23 is started, the external passage 63 is circulated based on the respective cooling water temperatures θout and θin detected by the outlet water temperature sensor 71 and the inlet water temperature sensor 72. By controlling the flow rate of the cooling water, the rapid temperature decrease of the cylinder bore 12a as described above and the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device 20 are suppressed. Specifically, the flow rate adjustment valve 50 is opened so that the amount of cooling water flowing into the water jacket 61 from the external passage 63 decreases as the inlet water temperature θin detected by the inlet water temperature sensor 72 through the flow rate adjustment valve 50 is lower. The degree is controlled. Further, the opening degree of the flow rate adjusting valve 50 is controlled so that the amount of cooling water flowing from the external passage 63 into the water jacket 61 increases as the outlet water temperature θout detected by the outlet water temperature sensor 71 increases.

このように流量調節弁50の開度αを制御することにより、冷却水の循環開始に伴って外部通路63を流通する冷却水の量を調節する「流量調節弁の開度制御」の具体的な処理内容について図2を参照して説明する。なお、この処理は制御装置70により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。   By controlling the opening degree α of the flow rate control valve 50 in this way, a specific example of “flow rate control valve opening degree control” for adjusting the amount of cooling water flowing through the external passage 63 as the cooling water circulation starts. Details of the processing will be described with reference to FIG. This process is repeatedly executed by the control device 70 every predetermined calculation cycle.

まず、ステップS110にて出口水温センサ71から検出される出口水温θoutが所定温度θp以上か否かを判定する。ここで、所定温度θpは、機関暖機がある程度進行したか否か、換言すればこのまま冷却水の循環を停止した場合にシリンダボア12a近傍の冷却水に局所的な沸騰が生じるか否かを判定するための値として、試験等を通じて予め設定され、制御装置70のメモリに記憶されている。なお、この所定温度θpはサーモスタット22の開弁温度よりも低い値に設定されている。このステップS110にて冷却水温θが所定温度θp未満である旨判定したとき、ステップS130にて、ウォータポンプ23の駆動を禁止する。すなわち、循環経路60における冷却水の循環を停止することにより機関暖機を促進させる。   First, in step S110, it is determined whether or not the outlet water temperature θout detected from the outlet water temperature sensor 71 is equal to or higher than a predetermined temperature θp. Here, the predetermined temperature θp determines whether or not the engine warm-up has progressed to some extent, in other words, whether or not local boiling occurs in the cooling water in the vicinity of the cylinder bore 12a when the circulation of the cooling water is stopped as it is. This value is preset through a test or the like and stored in the memory of the control device 70. The predetermined temperature θp is set to a value lower than the valve opening temperature of the thermostat 22. When it is determined in step S110 that the cooling water temperature θ is lower than the predetermined temperature θp, the driving of the water pump 23 is prohibited in step S130. That is, the engine warm-up is promoted by stopping the circulation of the cooling water in the circulation path 60.

一方、ステップS110にて冷却水温θが所定温度θp以上である旨判定したとき、ステップS120にてウォータポンプ23を駆動する。
次に、ステップS140にて、出口水温センサ71から検出される出口水温θoutが判定温度θv未満か否かを判定する。ここで、判定温度θvは、このまま冷却水を循環させた場合に内燃機関1に焼きつきが生じるか否かを判定するための値として、試験等を通じて予め設定され、制御装置70のメモリに記憶されている。このステップS140にて出口水温θoutが判定温度θv未満である旨判定されたときには、ステップS150にて、出口水温センサ71により検出されるウォータジャケット61から流出する冷却水の出口水温θout及び入口水温センサ72により検出されるウォータジャケット61に流入する冷却水の入口水温θinをパラメータとするマップ(図3参照)に基づいて、流量調節弁50の開度αを算出する。
On the other hand, when it is determined in step S110 that the coolant temperature θ is equal to or higher than the predetermined temperature θp, the water pump 23 is driven in step S120.
Next, in step S140, it is determined whether or not the outlet water temperature θout detected from the outlet water temperature sensor 71 is less than the determination temperature θv. Here, the determination temperature θv is preset through a test or the like as a value for determining whether or not the internal combustion engine 1 is seized when the cooling water is circulated as it is, and is stored in the memory of the control device 70. Has been. When it is determined in step S140 that the outlet water temperature θout is lower than the determination temperature θv, in step S150, the outlet water temperature θout of the cooling water flowing out from the water jacket 61 detected by the outlet water temperature sensor 71 and the inlet water temperature sensor. Based on a map (see FIG. 3) using the coolant inlet water temperature θin flowing into the water jacket 61 detected by 72 as a parameter (see FIG. 3), the opening degree α of the flow control valve 50 is calculated.

具体的には、入口水温θinが低いほど、その開度αが小さく設定される。また、出口水温θoutが高いほど、その開度αが大きく設定される。
一方、ステップS140にて出口水温θoutが判定温度θv以上である旨判定したとき、これ以降に冷却水の流量を制限した場合には、ウォータジャケット61内において冷却水温の局所的な沸騰や焼きつきが生じる可能性があると判断して、ステップS160にて流量調節弁50の開度αを全開に設定する。すなわち、機関回転速度が等しいと仮定したときの、外部通路63における冷却水の流量は最大となる。
Specifically, as the inlet water temperature θin is lower, the opening degree α is set smaller. Further, as the outlet water temperature θout is higher, the opening degree α is set larger.
On the other hand, when it is determined in step S140 that the outlet water temperature θout is equal to or higher than the determination temperature θv, when the flow rate of the cooling water is limited thereafter, the local boiling or seizure of the cooling water temperature in the water jacket 61 is performed. In step S160, the opening degree α of the flow control valve 50 is set to fully open. That is, the flow rate of the cooling water in the external passage 63 becomes maximum when it is assumed that the engine speeds are equal.

次に、図4を参照して、上述した一連の処理を実行した場合における出口水温θout、入口水温θin、流量調節弁の開度α、ヒータブロア制御の実行態様、EGR制御の実行態様、ウォータポンプ23の駆動状態の推移の一例について説明する。   Next, referring to FIG. 4, the outlet water temperature θout, the inlet water temperature θin, the flow rate adjustment valve opening α, the heater blower control execution mode, the EGR control execution mode, the water pump when the series of processes described above are executed. An example of the transition of the driving state 23 will be described.

同図4に示すタイミングt1にて、出口水温θoutがヒータブロア制御の制御開始温度θh以上となると、ヒータブロア制御が開始され、出口水温θoutに応じた送風量が車室内に送風されるようになる。   When the outlet water temperature θout becomes equal to or higher than the control start temperature θh of the heater blower control at the timing t1 shown in FIG. 4, the heater blower control is started, and the amount of air blown according to the outlet water temperature θout is blown into the vehicle interior.

次に、タイミングt2にて、出口水温θoutがEGR制御の制御開始温度θe以上となると、EGR制御が開始され、機関運転状態に応じた量のEGRガスが吸気通路に還流されるようになる。なお、タイミングt1,t2においては、出口水温θoutが所定温度θp未満であるため、ウォータポンプ23の駆動が停止されているため、入口水温θinは低温のまま変動することはない。   Next, when the outlet water temperature θout becomes equal to or higher than the control start temperature θe of EGR control at timing t2, EGR control is started, and an amount of EGR gas corresponding to the engine operating state is returned to the intake passage. At timings t1 and t2, since the outlet water temperature θout is lower than the predetermined temperature θp, the driving of the water pump 23 is stopped, so that the inlet water temperature θin does not change at a low temperature.

その後、タイミングt3にて、出口水温θoutが所定温度θp以上となると、ウォータポンプ23の駆動が開始される。このとき、出口水温θout及び入口水温θinが高くなるほど流量調節弁50の開度αが大きく設定される。また、この冷却水の循環が開始されたタイミング以降の入口水温θinは、徐々に上昇するようになる。   Thereafter, when the outlet water temperature θout becomes equal to or higher than the predetermined temperature θp at the timing t3, the driving of the water pump 23 is started. At this time, the higher the outlet water temperature θout and the inlet water temperature θin, the larger the opening degree α of the flow control valve 50 is set. Further, the inlet water temperature θin after the timing when the circulation of the cooling water is started gradually increases.

なお仮に、外部通路63にこうした流量調節弁50を設けない構成を採用したとすると、図4にて二点鎖線にて示すように、冷却水の循環が開始されることに伴う各部の熱交換量が一時的に大きく変化することに起因して、出口水温θoutが一時的に下回る状況が発生する点については既に述べたとおりである。そしてこうした出口水温θoutが、ヒータブロア制御の制御開始温度θhを一時的に下回る期間(t5〜t6)や、EGR制御の制御開始温度θeを一時的に下回る期間(タイミングt4〜t7)では、それら各制御が停止されることとなり、車室内温度の不安定化や排気性状の悪化を招くこととなる。また、ヒータブロア制御においては、その制御が停止される制御開始温度θhを下回ることがないにしても、冷却水温θが大きく変動した場合には、送風量も大きく変動するため、車室内に安定して空気を供給することが困難なものとなる。しかしながら、上述した流量調節弁50の開度制御を通じて、冷却水の循環停止を解除した後に、出口水温θoutが所定温度θpを大きく下回ることがないように、外部通路63を流通する冷却水の流量を調整するようにしているため、ウォータジャケット61に低温の冷却水が多量に流入することはない。これにより、シリンダボア12aの急激な温度低下を招くことはなく、燃費の悪化を招くことはない。さらにヒータブロア制御やEGR制御が一時的に停止されてしまうことはなく、車室内温度の不安定化や排気性状の悪化を招くこともない。そして、出口水温θoutが上昇し続けてタイミングt8となると、出口水温θoutが判定温度θv以上となり、流量調節弁50の開度αが全開に設定されるようになる。   Assuming that such a configuration in which the flow rate adjusting valve 50 is not provided in the external passage 63 is adopted, as shown by the two-dot chain line in FIG. As described above, the situation in which the outlet water temperature θout temporarily falls due to a large change in the amount temporarily occurs. And in such a period when the outlet water temperature θout is temporarily lower than the control start temperature θh of the heater blower control (t5 to t6) and a period temporarily lower than the control start temperature θe of the EGR control (timing t4 to t7), Control will be stopped, leading to instability of the passenger compartment temperature and deterioration of exhaust properties. In the heater blower control, even if the temperature does not fall below the control start temperature θh at which the control is stopped, if the cooling water temperature θ greatly fluctuates, the air flow also fluctuates greatly, so that it is stable in the passenger compartment. This makes it difficult to supply air. However, the flow rate of the cooling water flowing through the external passage 63 so that the outlet water temperature θout does not greatly fall below the predetermined temperature θp after releasing the cooling water circulation stop through the opening degree control of the flow rate adjusting valve 50 described above. Therefore, a large amount of low-temperature cooling water does not flow into the water jacket 61. As a result, the temperature of the cylinder bore 12a is not suddenly decreased, and fuel consumption is not deteriorated. Further, the heater blower control and EGR control are not temporarily stopped, and the temperature in the passenger compartment is not unstable and the exhaust properties are not deteriorated. When the outlet water temperature θout continues to rise and reaches timing t8, the outlet water temperature θout becomes equal to or higher than the determination temperature θv, and the opening degree α of the flow rate control valve 50 is set to be fully open.

本実施形態の車載内燃機関の制御装置によれば以下の効果を奏することができる。
(1)ウォータポンプ23を駆動して冷却水の循環を開始するに際し、外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水温θを入口水温センサ72により検出し、その検出した入口水温θinが低いときほど、外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の量が少なくなるように流量調節弁50の開度αを設定するようにした。これにより、外部通路63からウォータジャケット61に低温の冷却水が多量に流入することに起因するシリンダボア12aの急激な温度低下や、ウォータジャケット61から外部通路63に高温の冷却水が多量に流入することに起因する冷却装置20の急激な温度上昇を抑えることができる。したがって、燃費の向上を図ることができるとともに、シリンダボア12a等のシリンダヘッド11及びシリンダブロック12等を含めた冷却装置20の各部位における熱疲労の進行を抑制することができる。
According to the control apparatus for an onboard internal combustion engine of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the water pump 23 is driven to start the circulation of the cooling water, the cooling water temperature θ flowing into the water jacket 61 from the external passage 63 is detected by the inlet water temperature sensor 72, and the detected inlet water temperature θin is low. The opening degree α of the flow control valve 50 is set so that the amount of cooling water flowing into the water jacket 61 from the external passage 63 decreases. As a result, a sudden drop in temperature of the cylinder bore 12a due to a large amount of low-temperature cooling water flowing into the water jacket 61 from the external passage 63, or a large amount of high-temperature cooling water flows from the water jacket 61 into the external passage 63. The rapid temperature rise of the cooling device 20 resulting from this can be suppressed. Therefore, it is possible to improve the fuel consumption and to suppress the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device 20 including the cylinder head 11 such as the cylinder bore 12a and the cylinder block 12 and the like.

(2)入口水温センサ72により検出される入口水温θinが低いときほど外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の量が少なくなるように流量調節弁50の開度αを設定する一方、出口水温センサ71により検出される出口水温θoutが高いときほど外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の量が多くなるように流量調節弁50の開度αを設定するようにした。これにより、ウォータジャケット61内における冷却水の局所的な沸騰についてもこれを好適に回避することができるようになる。   (2) While setting the opening degree α of the flow control valve 50 so that the amount of cooling water flowing into the water jacket 61 from the external passage 63 decreases as the inlet water temperature θin detected by the inlet water temperature sensor 72 is lower, The opening degree α of the flow control valve 50 is set so that the amount of cooling water flowing into the water jacket 61 from the external passage 63 increases as the outlet water temperature θout detected by the outlet water temperature sensor 71 increases. As a result, local boiling of the cooling water in the water jacket 61 can be suitably avoided.

(3)外部通路63において、出口水温センサ71の下流側であり且つ入口水温センサ72の上流側にヒータコア31やEGRクーラ41を設けるようにした。これにより、それらヒータコア31やEGRクーラ41に滞留する低温の冷却水がウォータジャケット61に流入することに起因するシリンダボア12aの急激な温度低下や、ウォータジャケット61から外部通路63に高温の冷却水が多量に流入することに起因するヒータコア31やEGRクーラ41における急激な温度変化を抑えることができる。したがって、燃費の更なる向上を図ることができ、併せてシリンダボア12a等のシリンダヘッド11及びシリンダブロック12を含めた冷却装置20の各部位における熱疲労の進行を好適に抑制することができるようになる。   (3) In the external passage 63, the heater core 31 and the EGR cooler 41 are provided downstream of the outlet water temperature sensor 71 and upstream of the inlet water temperature sensor 72. Thereby, the low temperature cooling water staying in the heater core 31 and the EGR cooler 41 flows into the water jacket 61, and the temperature of the cylinder bore 12a is drastically reduced. The high temperature cooling water is supplied from the water jacket 61 to the external passage 63. A sudden temperature change in the heater core 31 and the EGR cooler 41 due to a large amount of inflow can be suppressed. Therefore, the fuel consumption can be further improved, and the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device 20 including the cylinder head 11 such as the cylinder bore 12a and the cylinder block 12 can be suitably suppressed. Become.

(4)冷却水の循環開始時にクラッチが係合されることに伴い、機関回転速度に応じた量の冷却水を吐出する機関駆動式のウォータポンプ23を採用した場合であっても、外部通路63に冷却水の流量を調節する流量調節弁50を設け、この流量調節弁50の開度αを調節することにより、実質的にウォータポンプ23の吐出量を木目細かく制御し、外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の流量を入口水温センサ72により検出される入口水温θinに基づいて制御することができるようになる。その結果、こうした機関駆動式のウォータポンプ23を採用した構成にあっても、ウォータポンプ23を駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケット61を含め循環経路60における冷却水の急激な温度変化を抑制することができる。したがって、燃費の向上を図ることができ、併せてシリンダボア12a等のシリンダヘッド11及びシリンダブロック12を含めた冷却装置20の各部位における熱疲労の進行を抑制することができるようになる。   (4) Even when the engine-driven water pump 23 that discharges the cooling water in an amount corresponding to the engine rotation speed is employed when the clutch is engaged at the start of the circulation of the cooling water, the external passage 63 is provided with a flow rate adjustment valve 50 for adjusting the flow rate of the cooling water, and by adjusting the opening degree α of the flow rate adjustment valve 50, the discharge amount of the water pump 23 is substantially finely controlled. The flow rate of the cooling water flowing into the water jacket 61 can be controlled based on the inlet water temperature θin detected by the inlet water temperature sensor 72. As a result, even in such a configuration employing the engine-driven water pump 23, when the water pump 23 is driven to start the circulation of the cooling water, the cooling water abruptly in the circulation path 60 including the water jacket 61 is rapidly changed. Temperature change can be suppressed. Therefore, fuel consumption can be improved, and the progress of thermal fatigue in each part of the cooling device 20 including the cylinder head 11 such as the cylinder bore 12a and the cylinder block 12 can be suppressed.

(5)流量調節弁50の開度制御を、出口水温θoutがサーモスタット22の開弁温度よりも低い温度域から開始するようにしている。これにより、サーモスタット22が閉弁されている冷却水温低温時に、ウォータポンプ23を駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケット61を含め循環経路60における冷却水の急激な温度変化を抑制することができるようになる。   (5) The opening degree control of the flow rate control valve 50 is started from a temperature range in which the outlet water temperature θout is lower than the valve opening temperature of the thermostat 22. Thus, when the water temperature is low and the thermostat 22 is closed, when the water pump 23 is driven to start the circulation of the cooling water, the rapid temperature change of the cooling water in the circulation path 60 including the water jacket 61 is suppressed. Will be able to.

(6)出口水温θout及び入口水温θinに基づいて、流量調節弁50の開度αを設定するようにした。これにより、ウォータポンプ23を駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケット61から外部通路63に流出して出口水温センサ71に接触する出口水温θoutが急激に低下することを抑えることができるため、ヒータブロア32の送風量が不安定化することを抑制することができるようになる。   (6) The opening degree α of the flow control valve 50 is set based on the outlet water temperature θout and the inlet water temperature θin. Accordingly, when the water pump 23 is driven to start the circulation of the cooling water, it is possible to prevent the outlet water temperature θout flowing out from the water jacket 61 to the external passage 63 and contacting the outlet water temperature sensor 71 from rapidly decreasing. Therefore, it becomes possible to prevent the air flow rate of the heater blower 32 from becoming unstable.

(7)出口水温θout及び入口水温θinに基づいて、流量調節弁50の開度αを設定するようにした。これにより、ウォータポンプ23を駆動して冷却水の循環を開始するに際し、ウォータジャケット61から外部通路63に流出して出口水温センサ71に接触する出口水温θoutが急激に低下することを抑えることができるため、EGR制御の一時的な停止を回避することができ、こうしたEGR制御の不必要な停止に起因して排気性状が悪化することを抑制することができるようになる。   (7) The opening degree α of the flow control valve 50 is set based on the outlet water temperature θout and the inlet water temperature θin. Accordingly, when the water pump 23 is driven to start the circulation of the cooling water, it is possible to prevent the outlet water temperature θout flowing out from the water jacket 61 to the external passage 63 and contacting the outlet water temperature sensor 71 from rapidly decreasing. Therefore, the temporary stop of the EGR control can be avoided, and the deterioration of the exhaust property due to the unnecessary stop of the EGR control can be suppressed.

(8)出口水温θout及び入口水温θinに基づいて流量調節弁50の開度αを設定するようにした。これにより、ウォータジャケット61に流入する冷却水の冷却水温θに、より即したかたちで流量調節弁50の開度αを設定することができるようになる。   (8) The opening degree α of the flow control valve 50 is set based on the outlet water temperature θout and the inlet water temperature θin. As a result, the opening degree α of the flow control valve 50 can be set in a manner more in line with the cooling water temperature θ of the cooling water flowing into the water jacket 61.

(その他の実施形態)
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be carried out, for example, in the following manner. The following modifications are not applied only to the above-described embodiment, and different modifications can be combined with each other.

・上記実施形態では、入口水温センサ72により検出される入口水温θinと出口水温センサ71により検出される出口水温θoutとに基づいて流量調節弁50の開度αを設定するようにしたが、次のように変更することもできる。すなわち、入口水温センサ72により検出される入口水温θinのみに基づいて流量調節弁50の開度αを設定するようにしてもよい。この場合にも入口水温θinが低いときほど外部通路63からウォータジャケット61に流入する冷却水の流量が少なくなるように流量調節弁50の開度αを設定するようにすればよい。こうした構成であっても、上述した(1),(3)〜(7)の作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, the opening degree α of the flow control valve 50 is set based on the inlet water temperature θin detected by the inlet water temperature sensor 72 and the outlet water temperature θout detected by the outlet water temperature sensor 71. It can also be changed as follows. That is, the opening degree α of the flow control valve 50 may be set based only on the inlet water temperature θin detected by the inlet water temperature sensor 72. Also in this case, the opening degree α of the flow rate adjusting valve 50 may be set so that the flow rate of the cooling water flowing from the external passage 63 into the water jacket 61 decreases as the inlet water temperature θin decreases. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1) and (3)-(7) mentioned above.

・上記実施形態では、熱交換器としてヒータコア31及びEGRクーラ41を例示したが、熱交換器の種類はこれに限られない。すなわち、さらにスロットルバルブ等が内蔵されるスロットルボディの内部に形成されて冷却水が流通する昇温通路等であってもよい。こうした構成であっても、上述した(1)〜(8)の作用効果を奏することができる。   -Although the heater core 31 and the EGR cooler 41 were illustrated as a heat exchanger in the said embodiment, the kind of heat exchanger is not restricted to this. That is, it may be a temperature rising passage or the like that is formed inside a throttle body in which a throttle valve or the like is built and through which cooling water flows. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(8) mentioned above.

・上記実施形態では、内燃機関1がヒータ装置30及びEGR装置40を備える構成としたが、少なくともいずれか一方を省略することもできる。こうした構成であっても、(1)〜(5),(8)の作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, the internal combustion engine 1 includes the heater device 30 and the EGR device 40, but at least one of them can be omitted. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(5), (8).

・上記実施形態では、入口水温センサ72を外部通路63におけるサーモスタット22の入口付近に設けるようにしたが、同センサ72を設ける位置はこれに限られない。例えば、シリンダヘッド11及びシリンダブロック12の入口付近に設けるようにしてもよい。こうした構成であっても、上述した(1)〜(8)の作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, the inlet water temperature sensor 72 is provided near the inlet of the thermostat 22 in the external passage 63, but the position where the sensor 72 is provided is not limited thereto. For example, it may be provided near the inlets of the cylinder head 11 and the cylinder block 12. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(8) mentioned above.

・上記実施形態では、機関出力軸とウォータポンプ23の回転軸との間の動力伝達系にクラッチを設け、そのクラッチにより機関出力軸からウォータポンプ23の回転軸に対する動力伝達を断接するようにしたが、例えば機関出力軸のプーリとともに回転するベルト(いずれも図示略)に、ウォータポンプ23に回転力を入略するためのプーリを当接/離間させることにより、機関出力軸からウォータポンプ23の回転軸に対する動力伝達を断接することもできる。   In the above embodiment, a clutch is provided in the power transmission system between the engine output shaft and the rotation shaft of the water pump 23, and the power transmission from the engine output shaft to the rotation shaft of the water pump 23 is connected / disconnected by the clutch. However, for example, a belt (not shown) that rotates together with the pulley of the engine output shaft is brought into contact with / separated from the engine output shaft to bring the water pump 23 into contact with or separated from the water pump 23. The power transmission to the rotating shaft can be connected / disconnected.

・上記実施形態では、クラッチの係合/解放状態によりウォータポンプ23を駆動/停止することのできる機関駆動式のウォータポンプ23を用いるようにしたが、モータにより駆動される電動ウォータポンプを用いることもできる。こうした構成の場合、電動ウォータポンプにて冷却水の流量を少量に制限することが可能となるため、入口水温センサ72からの検出値を考慮することなく、すなわち、入口水温センサ72を省略した構成にて、出口水温θoutのみに基づいて外部通路63の冷却水の流量を調節することができるようになる。   In the above embodiment, the engine-driven water pump 23 that can drive / stop the water pump 23 according to the engaged / released state of the clutch is used, but an electric water pump that is driven by a motor is used. You can also. In such a configuration, the flow rate of the cooling water can be limited to a small amount by the electric water pump, so that the detection value from the inlet water temperature sensor 72 is not considered, that is, the configuration in which the inlet water temperature sensor 72 is omitted. Thus, the flow rate of the cooling water in the external passage 63 can be adjusted based only on the outlet water temperature θout.

・上記実施形態では、ヒータコア31とEGRクーラ41とが同コア31の下流に同クーラ41が直列になるよう配置したが、これら装置の配置を逆にすることもできる。また、これら装置を並列となるように配置してもよい。こうした構成であっても、上述した(1)〜(8)の作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, the heater core 31 and the EGR cooler 41 are arranged downstream of the core 31 so that the cooler 41 is in series. However, the arrangement of these devices can be reversed. Also, these devices may be arranged in parallel. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(8) mentioned above.

・上記実施形態では、冷却水温θを制御情報として取り込む機関制御として、ヒータブロア制御及びEGR制御を一例に挙げて、その制御態様を説明したが、その他、この種の機関制御としては以下に示すものが挙げられる。そしてこれらの機関制御にも本発明を適用することができる。   In the above embodiment, heater blower control and EGR control have been described as an example of engine control for taking in coolant temperature θ as control information, but other control modes have been described below. Is mentioned. The present invention can also be applied to these engine controls.

例えば、内燃機関1において、冷却水温θが低温のときには、燃焼状態の悪化を抑制すべく、その冷却水温θに基づいて燃料噴射量が増量補正される。ここで、冷却水の循環が開始されて冷却水温θが一次的に所定温度θpを下回るようになったときに、この冷却水温θに基づいて燃料噴射量の増量補正を実行するようにすると、不必要に燃料噴射量が増大されて燃費や排気性状の悪化を招く懸念がある。しかしこの変形例によれば、このような燃料噴射量の過度な増量補正に起因する問題の発生を回避することができるようになる。こうした構成であっても、上述した(1)〜(5),(8)の作用効果を奏することができる。また燃料噴射量に限らず燃料噴射時期についても同様に本発明を適用することができる。   For example, in the internal combustion engine 1, when the cooling water temperature θ is low, the fuel injection amount is increased and corrected based on the cooling water temperature θ to suppress deterioration of the combustion state. Here, when the circulation of the cooling water is started and the cooling water temperature θ temporarily falls below the predetermined temperature θp, the fuel injection amount increase correction is executed based on the cooling water temperature θ. There is a concern that the fuel injection amount is unnecessarily increased, leading to deterioration of fuel consumption and exhaust properties. However, according to this modification, it is possible to avoid the occurrence of a problem due to such an excessive increase correction of the fuel injection amount. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(5), (8) mentioned above. Further, the present invention can be applied not only to the fuel injection amount but also to the fuel injection timing.

・また、内燃機関1において、冷却水温θが低温のときには、排気通路に設けられた触媒の暖機を促進すべく、その冷却水温θに基づいて点火時期が遅角される。ここで、冷却水の循環が開始されて冷却水温θが一次的に所定温度θpを下回るようになったときに、この冷却水温θに基づいて点火時期の遅角を実行するようにすると、不必要に点火時期が遅角されて、機関出力の低下や触媒の過度な温度上昇を招く懸念がある。しかしこの変形例によれば、このような点火時期の不必要な遅角に起因する問題の発生を回避することができるようになる。こうした構成であっても、上述した(1)〜(5),(8)の作用効果を奏することができる。   In the internal combustion engine 1, when the cooling water temperature θ is low, the ignition timing is retarded based on the cooling water temperature θ in order to promote warming up of the catalyst provided in the exhaust passage. Here, when the circulation of the cooling water is started and the cooling water temperature θ is temporarily lower than the predetermined temperature θp, if the ignition timing is retarded based on the cooling water temperature θ, then there is no effect. There is a concern that the ignition timing is retarded as necessary, leading to a decrease in engine output and an excessive temperature increase of the catalyst. However, according to this modification, it is possible to avoid the occurrence of a problem due to such an unnecessary retardation of the ignition timing. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(5), (8) mentioned above.

・また、空燃比制御においては、機関暖機完了後に排気中の酸素濃度に基づいて燃焼される混合気の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量等をフィードバック補正して、空燃比の学習値を更新する。ここで、冷却水の循環が開始されて冷却水温θが一次的に所定温度θpを下回るようになったときに、この冷却水温θに基づいて、不必要に空燃比制御が停止されると、空燃比の不安定化や排気性状の悪化を招く懸念がある。しかしこの変形例によれば、このような空燃比制御が不必要に停止されることに起因する問題の発生を回避することができるようになる。こうした構成であっても、上述した(1)〜(5),(8)の作用効果を奏することができる。   In the air-fuel ratio control, the fuel injection amount and the like are feedback corrected so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned based on the oxygen concentration in the exhaust gas after the completion of engine warm-up becomes the stoichiometric air-fuel ratio. Update the learning value of. Here, when the circulation of the cooling water is started and the cooling water temperature θ is temporarily lower than the predetermined temperature θp, the air-fuel ratio control is stopped unnecessarily based on the cooling water temperature θ. There is a concern that the air-fuel ratio becomes unstable and the exhaust properties deteriorate. However, according to this modification, it is possible to avoid the occurrence of problems due to such an unnecessary stop of the air-fuel ratio control. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(5), (8) mentioned above.

・また、バルブタイミング制御においては、機関暖機完了後のように冷却水温θが高温のときには、燃費や機関出力の向上を実現すべく、機関運転状態に応じた最適なバルブタイミングとなるようバルブタイミング制御が実行される。ここで、冷却水の循環が開始されて冷却水温θが一次的に所定温度θpを下回るようになったときに、この冷却水温θに基づいてバルブタイミング制御が停止されるようになると、不必要に同制御が停止されて、機関出力の低下や燃費の悪化を招く懸念がある。しかしこの変形例によれば、このようなバルブタイミング制御が不必要に停止されることに起因する問題の発生を回避することができるようになる。こうした構成であっても、上述した(1)〜(5),(8)の作用効果を奏することができる。   -In valve timing control, when the coolant temperature θ is high, such as after engine warm-up is completed, the valve timing is set to the optimum valve timing according to the engine operating condition in order to improve fuel economy and engine output. Timing control is executed. Here, when the circulation of the cooling water is started and the cooling water temperature θ is temporarily lower than the predetermined temperature θp, the valve timing control is stopped based on the cooling water temperature θ. However, there is a concern that the control is stopped and the engine output is reduced and the fuel consumption is deteriorated. However, according to this modification, it is possible to avoid the occurrence of a problem due to such an unnecessary stop of the valve timing control. Even if it is such a structure, there can exist the effect of (1)-(5), (8) mentioned above.

1…内燃機関、11…シリンダヘッド、12…シリンダブロック、12a…シリンダボア、20…冷却装置、21…ラジエータ、22…サーモスタット、23…ウォータポンプ、30…ヒータ装置、31…ヒータコア、32…ヒータブロア、40…EGR装置、41…EGRクーラ、50…流量調節弁(流量制御手段)、60…循環経路、61…ウォータジャケット、62…ラジエータ通路、63…外部通路、64…迂回通路、70…制御装置(流量制御手段、制御部)、71…出口水温センサ、72…入口水温センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 11 ... Cylinder head, 12 ... Cylinder block, 12a ... Cylinder bore, 20 ... Cooling device, 21 ... Radiator, 22 ... Thermostat, 23 ... Water pump, 30 ... Heater device, 31 ... Heater core, 32 ... Heater blower, DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... EGR apparatus, 41 ... EGR cooler, 50 ... Flow control valve (flow control means), 60 ... Circulation route, 61 ... Water jacket, 62 ... Radiator passage, 63 ... External passage, 64 ... Detour passage, 70 ... Control device (Flow rate control means, control unit), 71 ... outlet water temperature sensor, 72 ... inlet water temperature sensor.

Claims (8)

機関回転速度に依存することなく冷却水の吐出を停止可能なウォータポンプと、ウォータジャケット及び同ウォータジャケットから流出する冷却水を前記ウォータポンプに戻し同ポンプから吐出された冷却水を再び前記ウォータジャケットに流入させるための外部通路を少なくとも含む循環経路と、前記ウォータジャケットから前記外部通路に流出する冷却水の温度を検出する出口水温センサとを含み、機関暖機時に前記出口水温センサにより検出される冷却水温が所定温度未満のときには前記ウォータポンプの駆動を停止して前記循環経路における冷却水の循環を停止する車載内燃機関の冷却装置において、
前記外部通路から前記ウォータジャケットに流入する冷却水の温度を検出する入口水温センサと、
前記ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、前記入口水温センサにより検出される冷却水温が低いときほど前記外部通路から前記ウォータジャケットに流入する冷却水の量が少なくなるようにその流量を制御する流量制御手段とを備える
ことを特徴とする車載内燃機関の冷却装置。
A water pump capable of stopping the discharge of cooling water without depending on the engine speed, and the water jacket and the cooling water flowing out from the water jacket are returned to the water pump, and the cooling water discharged from the pump is returned to the water jacket again. A circulation path including at least an external passage for flowing into the engine, and an outlet water temperature sensor for detecting a temperature of cooling water flowing out from the water jacket to the external passage, and is detected by the outlet water temperature sensor when the engine is warmed up. In the cooling system for an on-vehicle internal combustion engine that stops driving the water pump and stops circulation of the cooling water in the circulation path when the cooling water temperature is lower than a predetermined temperature,
An inlet water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water flowing into the water jacket from the external passage;
When driving the water pump to start circulating the cooling water, the lower the cooling water temperature detected by the inlet water temperature sensor, the smaller the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage. A cooling device for an on-vehicle internal combustion engine, comprising: a flow rate control means for controlling a flow rate.
前記流量制御手段は前記ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を開始するに際し、前記出口水温センサにより検出される冷却水温が高いときほど前記外部通路から前記ウォータジャケットに流入する冷却水の量が多くなるようにその流量を制御する
請求項1に記載の車載内燃機関の冷却装置。
When the flow control means drives the water pump to start circulation of cooling water, the amount of cooling water flowing into the water jacket from the external passage increases as the cooling water temperature detected by the outlet water temperature sensor increases. The cooling device for an in-vehicle internal combustion engine according to claim 1, wherein the flow rate is controlled so as to increase.
請求項1又は請求項2に記載の車載内燃機関の冷却装置において、
前記外部通路は前記出口水温センサの下流側且つ前記入口水温センサの上流側に設けられる熱交換器を含む
ことを特徴とする車載内燃機関の冷却装置。
In the cooling device for an in-vehicle internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The external passage includes a heat exchanger provided downstream of the outlet water temperature sensor and upstream of the inlet water temperature sensor.
前記流量制御手段は、
前記外部通路に設けられてその流路断面積を変更することにより同外部通路から前記ウォータジャケットに流入する冷却水の流量を調節する流量調節弁と、
前記入口水温センサにより検出される冷却水温に基づいて前記流量調節弁の開度を制御する制御部とを含む
請求項1〜3のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却装置。
The flow rate control means is
A flow rate adjusting valve that is provided in the external passage and adjusts the flow rate of the cooling water flowing from the external passage into the water jacket by changing the flow passage cross-sectional area;
The on-vehicle internal combustion engine cooling device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a control unit that controls an opening degree of the flow rate control valve based on a cooling water temperature detected by the inlet water temperature sensor.
前記ウォータポンプはその回転軸がクラッチを介して機関出力軸と駆動連結される機関駆動式のウォータポンプであって、前記クラッチが解放されることによりその停止状態となる一方、同クラッチが係合されることにより駆動状態となるものである
請求項4に記載の車載内燃機関の冷却装置。
The water pump is an engine-driven water pump whose rotational shaft is drivingly connected to the engine output shaft via a clutch, and is brought into a stopped state when the clutch is released, while the clutch is engaged. The in-vehicle internal combustion engine cooling device according to claim 4, wherein the driving state is achieved.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却装置において、
前記ウォータジャケットとラジエータとの間で冷却水を循環するためのラジエータ通路と、
同ラジエータ通路が接続され前記ウォータジャケットの冷却水の温度が所定の開弁温度未満のときにはその弁体により前記ラジエータ通路を閉鎖状態として前記ラジエータに対する冷却水の流入を禁止する一方、前記冷却水の温度が前記開弁温度以上のときには前記弁体により前記ラジエータ通路を連通状態として前記ラジエータに対する冷却水の流入を許容するサーモスタットとを備え、
前記流量制御手段は前記出口水温センサにより検出される冷却水温が前記開弁温度よりも低い温度域からその流量制御を開始する
ことを特徴とする車載内燃機関の冷却装置。
In the cooling device for a vehicle-mounted internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
A radiator passage for circulating cooling water between the water jacket and the radiator;
When the radiator passage is connected and the temperature of the cooling water in the water jacket is lower than a predetermined valve opening temperature, the valve passage closes the radiator passage by the valve body and prohibits the cooling water from flowing into the radiator. A thermostat that allows the radiator passage to communicate with the valve body when the temperature is equal to or higher than the valve opening temperature, and allows cooling water to flow into the radiator;
The on-vehicle internal combustion engine cooling device, wherein the flow rate control means starts the flow rate control from a temperature range in which the coolant temperature detected by the outlet water temperature sensor is lower than the valve opening temperature.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却装置において、
前記外部通路は前記出口水温センサの下流側且つ前記入口水温センサの上流側に設けられて冷却水の熱により車室内の空気を昇温するヒータコアを含み、その昇温した空気を車室内に送風するヒータブロアと、同ヒータブロアの風量を前記出口水温センサにより検出される冷却水温に基づいて設定するヒータ装置を更に備える
ことを特徴とする車載内燃機関の冷却装置。
In the cooling device for an in-vehicle internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6,
The external passage includes a heater core that is provided on the downstream side of the outlet water temperature sensor and the upstream side of the inlet water temperature sensor and raises the air in the vehicle interior by the heat of the cooling water, and blows the heated air into the vehicle interior And a heater device for setting an air volume of the heater blower based on a cooling water temperature detected by the outlet water temperature sensor.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却装置において、
排気系から排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入して再循環させるEGR装置を更に備え、
このEGR装置によるEGRガスの再循環は前記出口水温センサにより検出される冷却水温が前記所定温度よりも低い温度域から開始される
ことを特徴とする車載内燃機関の冷却装置。
In the cooling device for a vehicle-mounted internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
An EGR device that recirculates a part of the exhaust gas from the exhaust system as EGR gas introduced into the intake system;
The recirculation of EGR gas by the EGR device is started from a temperature range in which the coolant temperature detected by the outlet water temperature sensor is lower than the predetermined temperature.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013231411A (en) * 2012-05-01 2013-11-14 Hino Motors Ltd Heat recovery system
JP2014092051A (en) * 2012-11-01 2014-05-19 Mazda Motor Corp Fuel injection control device for engine
JP2015158170A (en) * 2014-02-24 2015-09-03 株式会社デンソー Internal combustion engine cooling apparatus
JP2016191312A (en) * 2015-03-30 2016-11-10 ダイハツ工業株式会社 Cooling device of internal combustion engine
CN106194393A (en) * 2015-06-01 2016-12-07 丰田自动车株式会社 The chiller of internal combustion engine
WO2017090483A1 (en) * 2015-11-24 2017-06-01 アイシン精機株式会社 Internal-combustion engine cooling system
WO2018019183A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 广州汽车集团股份有限公司 Water temperature control method and device for an engine
CN107860785A (en) * 2017-12-08 2018-03-30 广西玉柴机器股份有限公司 A kind of quick thermal fatigue test method of engine cylinder cap and device
JP2018053720A (en) * 2016-09-26 2018-04-05 いすゞ自動車株式会社 Cooling system for internal combustion engine
JP2018132040A (en) * 2017-02-17 2018-08-23 スズキ株式会社 Cooling device of internal combustion engine
US10513963B2 (en) 2015-01-26 2019-12-24 Mazda Motor Corporation Engine cooling device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013231411A (en) * 2012-05-01 2013-11-14 Hino Motors Ltd Heat recovery system
JP2014092051A (en) * 2012-11-01 2014-05-19 Mazda Motor Corp Fuel injection control device for engine
US10113474B2 (en) 2014-02-24 2018-10-30 Denso Corporation Cooling device for internal combustion engine
JP2015158170A (en) * 2014-02-24 2015-09-03 株式会社デンソー Internal combustion engine cooling apparatus
DE112015000934B4 (en) 2014-02-24 2021-07-29 Denso Corporation Cooling device for internal combustion engine
US10513963B2 (en) 2015-01-26 2019-12-24 Mazda Motor Corporation Engine cooling device
JP2016191312A (en) * 2015-03-30 2016-11-10 ダイハツ工業株式会社 Cooling device of internal combustion engine
CN106194393A (en) * 2015-06-01 2016-12-07 丰田自动车株式会社 The chiller of internal combustion engine
JP2016223381A (en) * 2015-06-01 2016-12-28 トヨタ自動車株式会社 Cooling device of internal combustion engine
WO2017090483A1 (en) * 2015-11-24 2017-06-01 アイシン精機株式会社 Internal-combustion engine cooling system
US11041428B2 (en) 2016-07-26 2021-06-22 Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. Method and apparatus for controlling water temperature of engine
WO2018019183A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 广州汽车集团股份有限公司 Water temperature control method and device for an engine
JP2018053720A (en) * 2016-09-26 2018-04-05 いすゞ自動車株式会社 Cooling system for internal combustion engine
JP2018132040A (en) * 2017-02-17 2018-08-23 スズキ株式会社 Cooling device of internal combustion engine
CN107860785A (en) * 2017-12-08 2018-03-30 广西玉柴机器股份有限公司 A kind of quick thermal fatigue test method of engine cylinder cap and device

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