JP2012026372A - Cooling apparatus for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、機関冷間時にポンプの吐出量を一時的に制限することにより暖機の促進を図るようにした内燃機関の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine that is intended to promote warm-up by temporarily limiting the discharge amount of a pump when the engine is cold.
内燃機関の冷却装置においては、冷却水を吐出するポンプとして機関出力軸にベルト等を介して回転軸が連結される機関駆動式のものが従来から広く採用されている。こうした機関駆動式のポンプでは、その構造上、吐出量が機関出力軸の回転速度に基づいて一義的に決定されるといった制約が存在する。このため、例えば暖機がまだ完了していない時など、内燃機関が低温状態にある場合であってもポンプから強制的に吐出された冷却水が循環水路で循環されることとなり、これが燃費の向上を図るうえでの支障となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine cooling device, an engine drive type pump in which a rotating shaft is connected to an engine output shaft via a belt or the like is widely adopted as a pump for discharging cooling water. In such an engine-driven pump, there is a restriction that the discharge amount is uniquely determined based on the rotation speed of the engine output shaft because of its structure. For this reason, even when the internal combustion engine is in a low temperature state, for example, when the warm-up has not yet been completed, the cooling water forcedly discharged from the pump is circulated in the circulation channel, and this is the fuel efficiency. This is an obstacle to improvement.
そこで特許文献1に記載されるように、こうしたポンプとして電動回転式のものを採用し、冷却水の循環を一時的に制限する等、機関出力軸の回転速度に依存することなく冷却水の吐出量を変更可能な冷却装置も提案されている。また、こうした電動回転式ポンプに限らず、上述したような機関駆動式のポンプであっても、その回転軸と機関出力軸との間にクラッチを設け、そのクラッチの断接状態を切り替える構成を採用すれば、機関回転速度に依存することなくポンプの運転を停止して冷却水の循環を一時的に停止することができる。 Therefore, as described in Patent Document 1, such an electric rotary type pump is adopted, and the cooling water is discharged without depending on the rotational speed of the engine output shaft, such as temporarily limiting the circulation of the cooling water. A cooling device capable of changing the amount has also been proposed. Further, not only such an electric rotary pump but also an engine-driven pump as described above, a configuration is provided in which a clutch is provided between the rotary shaft and the engine output shaft and the connection / disconnection state of the clutch is switched. If employed, the operation of the pump can be stopped without depending on the engine speed, and the circulation of the cooling water can be temporarily stopped.
そして特許文献1にも記載されるように、このような吐出量可変式のポンプを採用した冷却装置にあっては、例えば機関冷間時には機関始動がなされてから所定期間が経過するまで、即ち冷却水の温度がある程度上昇するまで、ポンプから吐出される冷却水の量を少なくして冷却水の循環を制限或いは禁止することができる(以下、「暖機促進処理」という)。そしてこれにより、冷却装置の冷却能力を一時的に低下させることができ、暖機の促進や熱損失の低減による燃費の改善を図ることができるようになる。 As described in Patent Document 1, in the cooling device employing such a discharge amount variable pump, for example, when the engine is cold, the engine is started until a predetermined period elapses, that is, Until the temperature of the cooling water rises to some extent, the amount of cooling water discharged from the pump can be reduced to restrict or prohibit the circulation of the cooling water (hereinafter referred to as “warm-up promotion process”). As a result, the cooling capacity of the cooling device can be temporarily reduced, and fuel consumption can be improved by promoting warm-up and reducing heat loss.
ところで、本発明者は、こうした暖機促進処理の実行中においては、これを実行していない場合にみられない以下のような事象が発生し得るとの知見を得た。
即ち、内燃機関はその運転中、機関燃焼室の上部、即ち図5(a)に示されるように、シリンダにおいてシリンダヘッド側(図5(a)の+z軸方向)に位置する部分に発生する熱量が最も大きく温度も上昇しやすい傾向にある。従来のように、機関冷間時であっても冷却水を常に循環水路に循環させる冷却装置であれば、このように発生する熱量の最も多い部分からは相対的に多くの熱量が冷却水に伝達されるようになるため、シリンダの上下方向(z軸方向)において過度な温度の乖離が生じることはない。
By the way, this inventor acquired the knowledge that the following events which cannot be seen when not performing this during a warming-up promotion process may occur.
That is, during operation, the internal combustion engine is generated at the upper part of the engine combustion chamber, that is, at a portion located on the cylinder head side (+ z axis direction in FIG. 5A) in the cylinder as shown in FIG. The amount of heat is the largest and the temperature tends to rise. If the cooling device always circulates the cooling water through the circulating water channel even when the engine is cold, a relatively large amount of heat is generated in the cooling water from the most heat generated part. Since this is transmitted, there is no excessive temperature deviation in the vertical direction (z-axis direction) of the cylinder.
(イ)しかしながら、上述したようにポンプの吐出量を少なくして冷却水の循環を制限した場合には、この最も温度上昇するシリンダの上部と冷却水との熱交換量が小さくなる。このため、図5(b)に示されるように、シリンダの上部が他の部位よりも大きく熱膨張し、局所的な熱変形が生じるようになる。 (A) However, as described above, when the pump discharge amount is reduced and the circulation of the cooling water is limited, the heat exchange amount between the upper portion of the cylinder where the temperature rises most and the cooling water becomes small. For this reason, as shown in FIG. 5 (b), the upper part of the cylinder is thermally expanded more than other parts, and local thermal deformation occurs.
(ロ)特に、2つのシリンダによって挟まれるシリンダ(中間シリンダ)についてみると、図5(c)に示されるように、これに隣接する各シリンダが熱膨張によって拡大するため、これに伴って発生するシリンダ配列方向(x軸方向)の外力fがそれぞれ作用するようになる。その結果、中間シリンダにあっては、シリンダ配列方向の両端に位置するシリンダ(端シリンダ)と比較して、上述したような局所的な熱変形の発生が一層顕著なものとなる。その結果、図5(c)に示されるように、シリンダの上部には局所的な熱変形、即ちその全体が拡径するとともに楕円形状となる変形が生じるようになる。 (B) In particular, regarding a cylinder (intermediate cylinder) sandwiched between two cylinders, as shown in FIG. 5 (c), each adjacent cylinder expands due to thermal expansion. The external force f in the cylinder arrangement direction (x-axis direction) is applied. As a result, in the intermediate cylinder, the occurrence of the local thermal deformation as described above becomes more remarkable as compared with the cylinders (end cylinders) positioned at both ends in the cylinder arrangement direction. As a result, as shown in FIG. 5 (c), local thermal deformation, that is, deformation that becomes an elliptical shape as a whole increases in diameter occurs at the upper portion of the cylinder.
(ハ)一方、図5(a)に示されるピストンは冷却水との熱交換量がシリンダと比較してそもそも少ないため、シリンダとは異なる温度となる。このため、上述したようなシリンダの局所的な熱変形が生じているときにおけるピストンの熱膨張に伴う拡径量はそのときどきで異なるものとなる。その結果、ピストンとシリンダとの間のクリアランスもそれらの温度状態によって都度異なることとなる。 (C) On the other hand, the piston shown in FIG. 5 (a) has a heat exchange amount with cooling water that is less than that of the cylinder in the first place, and therefore has a temperature different from that of the cylinder. For this reason, the amount of diameter expansion accompanying the thermal expansion of the piston when the above-described local thermal deformation of the cylinder is occurring varies from time to time. As a result, the clearance between the piston and the cylinder also varies depending on the temperature state.
そして上述した(イ)〜(ハ)の事項に起因して、冷却装置の冷却能力を一時的に低下させた場合には、シリンダとピストンとの間のクリアランス、特にシリンダ配列方向と直交する方向(図5のy軸方向)におけるクリアランスが極めて大きくなることがある。そしてこのように、シリンダ配列方向と直交する方向におけるクリアランスが大きくなると、図6に示されるように、ピストンが上死点近傍にてその運動方向(図6のz軸方向)を変化する際に生じるピストンピンを回動中心とした揺動運動(その揺動方向を「R」にて図示)、いわゆるピストンの首振り運動における揺動量が大きくなる。その結果、ピストンがシリンダの内壁面に衝突する際の衝撃力が大きくなり、冷却水を循環させているときには発生し得ないレベルのピストン打音(ピストンスラップ)が発生することが明らかになった。 When the cooling capacity of the cooling device is temporarily reduced due to the above items (a) to (c), the clearance between the cylinders and the pistons, in particular, the direction orthogonal to the cylinder arrangement direction The clearance in the y-axis direction in FIG. 5 may be extremely large. When the clearance in the direction orthogonal to the cylinder arrangement direction increases as described above, as shown in FIG. 6, when the piston changes its movement direction (z-axis direction in FIG. 6) in the vicinity of the top dead center. Oscillating motion with the piston pin generated as a rotation center (the oscillation direction is indicated by “R”), that is, the amount of oscillation in the so-called swinging motion of the piston increases. As a result, it became clear that the impact force when the piston collides with the inner wall surface of the cylinder is increased, and piston hitting sound (piston slap) of a level that cannot be generated when circulating cooling water is generated. .
因みに、特許文献1に記載される内燃機関の冷却装置は、シリンダの温度を推定しその過度な温度上昇を抑制すべく暖機促進処理を終了するようにしたものにすぎず、上述したような暖機促進処理の実行中において過大なピストン打音が発生する点はもとより、シリンダが過度に温度上昇していない状況下であっても発生するピストン打音についての対処方法を示唆するものではない。 Incidentally, the cooling device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 is merely one in which the temperature of the cylinder is estimated and the warm-up promotion processing is terminated in order to suppress the excessive temperature rise, as described above. Not only does excessive piston hitting occur during the warm-up promotion process, but it does not suggest how to deal with the piston hitting noise that occurs even when the temperature of the cylinder does not rise excessively. .
この発明は、上述したような発明者の知見に基づいてなされたものであり、その目的は、内燃機関の冷却装置において、暖機促進処理の実行中に過大なピストン打音が発生することを抑制することにある。 The present invention has been made on the basis of the inventor's knowledge as described above, and an object of the present invention is that excessive piston hitting noise is generated during the warm-up promotion process in the cooling device for the internal combustion engine. It is to suppress.
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、内燃機関の冷却水が循環する循環水路と、同循環水路の冷却水の温度を検出する検出手段と、その検出される検出水温が所定温度以下であるときに暖機促進処理を実行すべく冷却水の循環が制限されるように前記循環水路に設けられたポンプの駆動状態を制御する制御手段とを有し、前記検出手段は前記暖機促進処理の実行中にシリンダ周囲に滞留する冷却水と相関を有して温度変化する冷却水の温度を検出する内燃機関の冷却装置において、シリンダ上部の温度を監視するシリンダ温度監視手段と、ピストンの温度を監視するピストン温度監視手段と、前記暖機促進処理の実行時におけるシリンダ温度及びピストン温度に基づいて所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にあるか否かを判定する判定手段とを備え、前記制御手段は前記判定手段により所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にある旨の判定がなされたときに前記暖機促進処理を中断することを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to the first aspect of the present invention, the circulating water passage through which the cooling water of the internal combustion engine circulates, the detecting means for detecting the temperature of the cooling water in the circulating water passage, and the detected water temperature detected at or below the predetermined temperature Control means for controlling a driving state of a pump provided in the circulation water channel so that the circulation of the cooling water is restricted so as to execute the warm-up promotion process, and the detection means executes the warm-up promotion process Cylinder temperature monitoring means for monitoring the temperature of the upper part of the cylinder and the temperature of the piston in a cooling device for an internal combustion engine that detects the temperature of the cooling water that varies in correlation with the cooling water staying around the cylinder A piston temperature monitoring means for determining, and a determination means for determining whether or not a piston hitting sound of a predetermined level or higher is generated based on a cylinder temperature and a piston temperature at the time of executing the warm-up promotion process. Wherein the control means is summarized in that to interrupt the warm-up facilitating processing when a predetermined level or more pistons hitting sound is made a determination that in the situation generated by the determining means.
上述したように、暖機促進処理の実行中は、シリンダにおいてその上部が楕円形状となる局所的な熱変形が生じることにより、シリンダとピストンとの間のクリアランスが拡大する。そして、このクリアランスが大きいときほど、暖機促進処理の実行中に発生するピストン打音のレベルも大きくなる。ここで、このクリアランスの大きさはシリンダ、特にその上部の温度に依存するところが大きいものの、同温度のみならずピストン温度によっても異なるものとなる。即ち、シリンダ上部の温度が比較的低い場合であってもピストンの温度状況によっては無視できない大きさのピストン打音が発生する懸念がある。 As described above, during the warm-up promotion process, local thermal deformation in which the upper portion of the cylinder has an elliptical shape is generated, thereby increasing the clearance between the cylinder and the piston. As the clearance increases, the level of piston hitting sound generated during the warm-up promotion process increases. Here, the size of the clearance largely depends on the temperature of the cylinder, particularly the upper portion thereof, but differs depending not only on the same temperature but also on the piston temperature. That is, even when the temperature of the upper part of the cylinder is relatively low, there is a concern that a piston hitting sound having a magnitude that cannot be ignored is generated depending on the temperature state of the piston.
この点を考慮して上記構成では、暖機促進処理の実行中に、シリンダの上部における温度を監視するとともに、ピストンの温度も併せて監視し、それら監視される温度に基づいて所定レベル以上のピストン打音が発生しているか否かを判定するようにしている。このため、シリンダとピストンとの間のクリアランスの大きさ、換言すればピストン打音の発生状況を高い信頼性をもって判定することができる。そして、所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にある場合には、暖機促進処理を中断して冷却水の循環にかかる制限を解除することにより、冷却装置の冷却能力、特にシリンダの上部周囲における冷却能力を高めることができる。その結果、シリンダ上部の局所的な熱変形が緩和されるようになり、ピストン打音の発生を好適に抑制することができる。尚、ピストン温度やシリンダ温度は、これらを直接検出することで監視するようにしてもよいし、検出水温を含めた機関運転状態に基づいて推定することでその監視を行うようにしてもよい。 In consideration of this point, in the above configuration, during the warm-up promotion process, the temperature at the upper part of the cylinder is monitored, and the temperature of the piston is also monitored. Based on the monitored temperature, the temperature exceeds a predetermined level. It is determined whether or not piston hitting sound is generated. For this reason, the size of the clearance between the cylinder and the piston, in other words, the occurrence state of the piston hitting sound can be determined with high reliability. When the piston hitting sound exceeds the predetermined level, the warming-up promotion process is interrupted and the restriction on the circulation of the cooling water is released, so that the cooling capacity of the cooling device, particularly the upper part of the cylinder The cooling capacity in the surroundings can be increased. As a result, local thermal deformation at the upper part of the cylinder is mitigated, and generation of piston hitting sound can be suitably suppressed. The piston temperature and the cylinder temperature may be monitored by directly detecting them, or may be monitored by estimating them based on the engine operating state including the detected water temperature.
また、所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にあるか否かを判定するに際しては、暖機促進処理時のシリンダ温度及びピストン温度に基づいてこれを直接判定することもできるが、請求項2に記載の発明によるように、暖機促進処理の実行中に監視されるシリンダ温度及びピストン温度に基づいてピストン打音のレベルを予測し、その予測されるレベルと所定の判定値と比較するとともに、その予測されるレベルが所定の判定値を上回っているとの比較結果が得られたときに所定レベル以上のピストン打音が発生している旨判定する、といった構成を採用することができる。 Further, when determining whether or not a piston hitting sound of a predetermined level or more is generated, it can be directly determined based on the cylinder temperature and the piston temperature at the time of the warm-up promotion processing. According to the invention described in 2, the piston hitting sound level is predicted based on the cylinder temperature and the piston temperature monitored during the warm-up promotion process, and the predicted level is compared with a predetermined determination value. In addition, it is possible to adopt a configuration in which it is determined that piston hitting sound of a predetermined level or higher is generated when a comparison result is obtained that the predicted level exceeds a predetermined determination value. .
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の冷却装置において、前記判定手段は、その判定に際して、前記監視されるピストン温度が低いときほど、また前記監視されるシリンダ温度が高いときほど、前記暖機促進処理の実行中に発生するピストン打音のレベルが大きいとすることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, in the determination, the determination means is monitored as the monitored piston temperature is lower. The gist is that the higher the cylinder temperature, the higher the level of piston hitting sound that is generated during the execution of the warm-up acceleration processing.
暖機促進処理の実行中においては、通常、ピストン温度が低いときほど、即ちピストンの温度上昇に伴う拡径量が小さいときほど、シリンダとの間のクリアランスが大きくなる傾向があるため、そのクリアランスの増大に伴ってピストン打音のレベルも大きくなる。また、シリンダ温度が高いときほど、即ちシリンダの局所的な熱変形が大きいときほど、シリンダとの間のクリアランスが大きくなる傾向があるため、そのクリアランスの増大に伴ってピストン打音のレベルも大きくなる。上記構成によれば、これらの点を考慮することで、暖機促進処理の実行中に発生するピストン打音のレベルを適切に判断することができ、所定レベル以上のピストン打音が発生しているか否かを高い精度をもって判定することができる。 During the warm-up promotion process, the clearance between the cylinder and the cylinder tends to increase as the piston temperature is lower, that is, as the amount of expansion due to the temperature increase of the piston is smaller. As the level increases, the level of piston hitting sound also increases. Also, the higher the cylinder temperature, that is, the greater the local thermal deformation of the cylinder, the greater the clearance between the cylinder and the piston hitting sound level increases as the clearance increases. Become. According to the above configuration, by taking these points into consideration, it is possible to appropriately determine the level of piston hitting sound generated during the execution of the warm-up promotion process, and piston hitting sound of a predetermined level or higher is generated. It is possible to determine whether or not there is high accuracy.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記制御手段は前記判定手段により所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にある旨の判定がなされて前記暖機促進処理を中断した後に前記判定手段により所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にはない旨の判定がなされたとき、その判定がなされてから所定期間が経過するまで前記暖機促進処理の中断を継続することを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the internal combustion engine cooling apparatus according to any one of the first to third aspects, the control means is in a situation where a piston hitting sound of a predetermined level or more is generated by the determination means. After the determination is made and the warming-up promotion processing is interrupted, the determination means determines that there is no situation where piston hitting sound of a predetermined level or higher is generated. The gist is to continue the interruption of the warm-up promotion process until the time has elapsed.
ピストン打音が所定レベル以上になる状況となって暖機促進処理が中断されると循環水路における冷却水の流量が増加するため、シリンダの局所的な熱変形が緩和され、ピストン打音のレベルが低下するようになる。そして、ピストン打音が所定レベル未満になる状況に移行したことをもって即時に暖機促進処理を再開するようにした場合、シリンダの局所的な熱変形が再び増大するようになるため、それに伴ってピストン打音のレベルも上昇するようになる。その結果、ピストン打音が所定レベルを境として上下する態様で変動し、これに起因して暖機促進処理の中断及び実行が頻繁に繰り返される現象、換言すればポンプの吐出量が短時間の間で脈動する現象、即ちハンチング現象が発生する懸念がある。この点、上記構成によれば、こうしたハンチング現象の発生を好適に抑制することができる。 When the warming-up promotion process is interrupted when the piston hitting sound exceeds the specified level, the flow rate of the cooling water in the circulation channel increases, so the local thermal deformation of the cylinder is alleviated and the piston hitting sound level Will fall. Then, when the warm-up promotion processing is immediately restarted when the piston hitting sound is less than the predetermined level, the local thermal deformation of the cylinder increases again. The level of piston hitting sound will also increase. As a result, the piston hitting noise fluctuates in a manner that rises and falls with a predetermined level as a boundary, and as a result, the phenomenon that the warm-up promotion processing is frequently interrupted and executed repeatedly, in other words, the pump discharge amount is short. There is a concern that a phenomenon that pulsates between them, that is, a hunting phenomenon occurs. In this regard, according to the above configuration, the occurrence of such a hunting phenomenon can be suitably suppressed.
また、上記所定期間は予め設定された期間であってもよいが、請求項2に記載の構成に請求項4に記載の発明を適用する場合には例えば次のような構成を採用することもできる。即ち、暖機促進処理を中断した後に所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にはない旨の判定がなされたとき、そのときからピストン打音の予測レベルが所定レベルよりも所定値以上小さいレベルに低下するまでの期間を上記所定期間として設定するようにしてもよい。 In addition, the predetermined period may be a period set in advance, but when the invention according to claim 4 is applied to the structure according to claim 2, for example, the following structure may be adopted. it can. That is, when it is determined that there is no situation in which piston hitting sound of a predetermined level or higher occurs after the warm-up promotion processing is interrupted, the predicted level of piston hitting sound is lower than the predetermined level by a predetermined value or more from that time. You may make it set the period until it falls to a level as said predetermined period.
また、この冷却装置に採用可能なポンプとしては例えば電動回転式のポンプを挙げることができる他、請求項5に記載される発明によるように、機関出力軸の回転力がポンプの回転軸に伝達可能な状態と伝達不能な状態とに切り替える切替機構を含むポンプを採用することもできる。そしてこの場合は、切替機構を駆動して暖機促進処理の実行時にはポンプの駆動状態を停止状態とする一方、暖機促進処理の中断時には同ポンプの駆動状態を運転状態に制御するようにする。 Further, as a pump that can be employed in this cooling device, for example, an electric rotary pump can be cited, and the rotational force of the engine output shaft is transmitted to the rotary shaft of the pump as in the invention described in claim 5. A pump including a switching mechanism that switches between a possible state and a non-transmittable state may be employed. In this case, the switching mechanism is driven so that the pump drive state is stopped when the warm-up promotion process is executed, while the pump drive state is controlled to the operating state when the warm-up promotion process is interrupted. .
また、請求項4に記載の構成に請求項5に記載の発明を適用する場合には、上述したようなハンチング現象の発生が好適に抑制されるようになる結果、切替機構による切替動作が頻繁に繰り返されることで、同機構の耐用寿命が短くなったり、切替動作に伴う動作音が連続して発生したりすることを回避することができるようになる。 In addition, when the invention according to claim 5 is applied to the configuration according to claim 4, the occurrence of the hunting phenomenon as described above is suitably suppressed, so that the switching operation by the switching mechanism is frequently performed. By repeating the above, it can be avoided that the service life of the mechanism is shortened or that the operation sound accompanying the switching operation is continuously generated.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記ポンプは機関出力軸の回転力が同ポンプの回転軸に伝達可能な状態と伝達不能な状態とに切り替える切替機構を含み、前記制御手段は前記切替機構を駆動して前記暖機促進処理の実行時には前記ポンプの駆動状態を停止状態とする一方、前記暖機促進処理の中断時には同ポンプの駆動状態を運転状態に制御することを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the internal combustion engine cooling apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the pump has a state in which the rotational force of the engine output shaft can be transmitted to the rotational shaft of the pump. A switching mechanism that switches to a state incapable of transmission, and the control means drives the switching mechanism to stop the driving state of the pump during execution of the warm-up promotion process, while interrupting the warm-up promotion process Sometimes the gist is to control the driving state of the pump to the operating state.
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内燃機関の冷却装置において、前記シリンダ温度監視手段は、前記検出される検出水温と時間当たりに発生する燃焼熱量とを引数として含み暖機促進処理時におけるシリンダ温度を戻り値として返す関数を予め同定してこれを記憶する記憶手段を含み、この記憶される関数に基づいてシリンダ温度を推定することを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the internal combustion engine cooling apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the cylinder temperature monitoring means is configured to detect the detected water temperature and the amount of combustion heat generated per time. Including a storage means for previously identifying and storing a function for returning the cylinder temperature at the time of warming-up promotion processing as a return value, and estimating the cylinder temperature based on the stored function To do.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の内燃機関の冷却装置において、前記関数は、前記検出される検出水温及びシリンダ温度の乖離度についてその変化速度が時間当たりに発生する燃焼熱量が大きいときほど高くなる関係を有してなることを要旨とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the internal combustion engine cooling apparatus according to the sixth aspect, the function is the amount of combustion heat generated by the change rate of the detected water temperature and cylinder temperature difference per unit time. The gist is that the relationship becomes higher as the value of is higher.
請求項8に記載の発明は、請求項6又は請求項7に記載の内燃機関の冷却装置において、前記関数は、前記検出される検出水温及びシリンダ温度の乖離度についてその変化速度が同乖離度が小さいときほど高くなる関係を有してなることを要旨とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the sixth or seventh aspect, the function has a rate of change in the degree of deviation of the detected detected water temperature and cylinder temperature. The gist is that it has a relationship that becomes higher as the value is smaller.
請求項9に記載の発明は、請求項6に記載の内燃機関の冷却装置において、前記記憶手段に記憶される関数は、所定の推定周期をもってシリンダ温度θc(i)を逐次推定するものであり、所定の推定タイミングt(i)において検出される検出水温θ(i)、同推定タイミングt(i)における時間当たりの燃焼熱量Q(i)、同推定タイミングt(i)におけるシリンダ温度θc(i)及び検出水温θ(i)の乖離度Δθc(i)(=θb(i)−θ(i))、前回の推定タイミングt(i−1)における同乖離度Δθc(i−1)を用いた以下の式(1)及び(2) According to a ninth aspect of the present invention, in the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the sixth aspect, the function stored in the storage means sequentially estimates the cylinder temperature θc (i) with a predetermined estimation period. , A detected water temperature θ (i) detected at a predetermined estimated timing t (i), a combustion heat quantity Q (i) per hour at the estimated timing t (i), and a cylinder temperature θc ( i) and the deviation degree Δθc (i) (= θb (i) −θ (i)) of the detected water temperature θ (i) and the deviation degree Δθc (i−1) at the previous estimated timing t (i−1). The following equations (1) and (2) used
本発明者は、暖機促進処理時におけるシリンダ温度は、検出水温、即ちシリンダ周囲に滞留する冷却水と相関を有して温度変化する冷却水の温度と時間当たりに発生する燃焼熱量とに基づいて近似的に求めることができることを実験により確認した。従って、請求項6〜9に記載の発明によるように、検出水温と時間当たりに発生する燃焼熱量とを引数として含み、暖機促進処理時におけるシリンダ温度を戻り値として返す関数を予め同定してこれを記憶しておくことにより、同関数に基づいてシリンダ温度を推定することができる。 The present inventor has determined that the cylinder temperature during the warm-up promotion process is based on the detected water temperature, that is, the temperature of the cooling water that changes in temperature in correlation with the cooling water staying around the cylinder and the amount of combustion heat generated per hour. It was confirmed by experiment that it can be obtained approximately. Therefore, as described in claims 6 to 9, a function that includes the detected water temperature and the amount of combustion heat generated per hour as arguments and returns the cylinder temperature during the warm-up promotion process as a return value is identified in advance. By storing this, the cylinder temperature can be estimated based on the same function.
更に、本発明者は、検出水温とシリンダ温度との乖離度に関してその乖離度の変化速度は、時間当たりに発生する燃焼熱量が大きいときほど高くなり、また機関冷間始動時等、同乖離度が小さいときほど高くなる点についても確認した。従って、請求項7〜9に記載の構成を採用することでより適切に暖機促進処理時のシリンダ温度を推定することができる。 Further, the present inventor has found that the rate of change of the degree of deviation between the detected water temperature and the cylinder temperature increases as the amount of combustion heat generated per hour increases, and the degree of deviation varies at the time of engine cold start. It was also confirmed that the higher the value, the higher the value. Therefore, the cylinder temperature at the time of the warm-up promotion process can be estimated more appropriately by adopting the configuration according to claims 7 to 9.
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記ピストン温度監視手段は、前記検出される検出水温と時間当たりに発生する燃焼熱量とを引数として含み暖機促進処理時におけるピストン温度を戻り値として返す関数を予め同定してこれを記憶する記憶手段を含み、この記憶される関数に基づいてピストン温度を推定することを要旨とする。 A tenth aspect of the present invention is the internal combustion engine cooling apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the piston temperature monitoring means is configured to detect the detected water temperature and the amount of combustion heat generated per time. Including a storage means for previously identifying and storing a function for returning the piston temperature at the time of warming-up promotion processing as a return value, and estimating the piston temperature based on the stored function To do.
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の内燃機関の冷却装置において、前記関数は、前記検出される検出水温及びピストン温度の乖離度についてその変化速度が時間当たりに発生する燃焼熱量が大きいときほど高くなる関係を有してなることを要旨とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the tenth aspect, the function is an amount of combustion heat generated by a change rate of the detected water temperature and the difference between the piston temperature per unit time. The gist is that the relationship becomes higher as the value of is higher.
請求項12に記載の発明は、請求項10又は請求項11に記載の内燃機関の冷却装置において、前記関数は、前記検出される検出水温及びピストン温度の乖離度についてその変化速度が同乖離度が小さいときほど高くなる関係を有してなることを要旨とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the cooling device for an internal combustion engine according to the tenth or eleventh aspect, the function has a rate of change in the degree of deviation between the detected water temperature and the detected piston temperature. The gist is that it has a relationship that becomes higher as the value is smaller.
請求項13に記載の発明は、請求項10に記載の内燃機関の冷却装置において、前記記憶手段に記憶される関数は、所定の推定周期をもってピストン温度θp(i)を逐次推定するものであり、所定の推定タイミングt(i)において検出される検出水温θ(i)、同推定タイミングt(i)における時間当たりの燃焼熱量Q(i)、同推定タイミングt(i)におけるピストン温度θp(i)及び検出水温θ(i)の乖離度Δθp(i)(=θb(i)−θ(i))、前回の推定タイミングt(i−1)における同乖離度Δθp(i−1)を用いた以下の式(3)及び式(4) According to a thirteenth aspect of the present invention, in the internal combustion engine cooling apparatus according to the tenth aspect, the function stored in the storage means sequentially estimates the piston temperature θp (i) with a predetermined estimation period. , Detected water temperature θ (i) detected at a predetermined estimated timing t (i), combustion heat quantity Q (i) per time at the estimated timing t (i), piston temperature θp (at the estimated timing t (i) i) and the deviation degree Δθp (i) (= θb (i) −θ (i)) of the detected water temperature θ (i) and the deviation degree Δθp (i−1) at the previous estimated timing t (i−1). The following formula (3) and formula (4) used
本発明者は、暖機促進処理時におけるピストン温度は、検出水温、即ちシリンダ周囲に滞留する冷却水と相関を有して温度変化する冷却水の温度と時間当たりに発生する燃焼熱量とに基づいて近似的に求めることができることを実験により確認した。従って、請求項10〜13に記載の発明によるように、検出水温と時間当たりに発生する燃焼熱量とを引数として含み、暖機促進処理時におけるピストン温度を戻り値として返す関数を予め同定してこれを記憶しておくことにより、同関数に基づいてピストン温度を推定することができる。
The inventor has determined that the piston temperature during the warm-up promotion process is based on the detected water temperature, that is, the temperature of the cooling water that changes in correlation with the cooling water staying around the cylinder and the amount of combustion heat generated per hour. It was confirmed by experiment that it can be obtained approximately. Therefore, as in the inventions of
更に、本発明者は、検出水温とピストン温度との乖離度に関してその乖離度の変化速度は、時間当たりに発生する燃焼熱量が大きいときほど高くなり、また機関冷間始動時等、同乖離度が小さいときほど高くなる点についても確認した。従って、請求項11〜13に記載の構成を採用することでより適切に暖機促進処理時のピストン温度を推定することができる。 Furthermore, the present inventor has found that the rate of change in the degree of deviation between the detected water temperature and the piston temperature increases as the amount of combustion heat generated per hour increases, and the degree of deviation varies during engine cold start. It was also confirmed that the higher the value, the higher the value. Therefore, the piston temperature at the time of warming-up promotion processing can be estimated more appropriately by adopting the configuration according to claims 11 to 13.
以下、この発明を具体化した一実施形態について図1〜4を併せ参照して説明する。
まず、図1を参照して内燃機関10の冷却装置の構成について説明する。同図1に示されるように、内燃機関10には、そのシリンダブロック11の内部に4つのシリンダ12(図1ではその一つを示す)が形成されている。これらシリンダ12の内部には、その内周面、ピストン15の頂面、シリンダヘッド13の下面により機関燃焼室14がそれぞれ区画形成されている。シリンダブロック11及びシリンダヘッド13においてシリンダ12の周囲には冷却水が循環するウォータジャケット21が形成されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the cooling device for the
冷却装置の循環水路20は、このウォータジャケット21の他、同ウォータジャケット21から流出する冷却水をラジエータ22を介してサーモスタット27に戻すラジエータ通路24と、このラジエータ通路24から分岐してラジエータ22を迂回する態様でサーモスタット27に接続され、同ウォータジャケット21から流出する冷却水をサーモスタット27に戻す迂回通路25とにより構成されている。このように循環水路20を通じてサーモスタット27に戻された冷却水は、ポンプ30により再び同ウォータジャケット21の内部に吐出される。
In addition to the
このようにポンプ30から吐出された冷却水は、循環水路20を循環することによりシリンダブロック11及びシリンダヘッド13を含めた内燃機関10を冷却する。また、サーモスタット27は、内燃機関10の熱により冷却水の温度が上昇して所定の開弁温度以上になると開弁する。このようにサーモスタット27が開弁すると、ラジエータ通路24にも冷却水が循環するようになり、ラジエータ22において冷却水の放熱が行われるようになる。
Thus, the cooling water discharged from the
ポンプ30の回転軸(図示略)には、電磁式のクラッチ31を介してプーリ32が取り付けられている。このプーリ32と機関出力軸にそれぞれ取り付けられたプーリ(いずれも図示略)との間にはベルト33が掛架されている。従って、クラッチ31が係合状態にあるときには、機関出力軸の回転力がポンプ30の回転軸に伝達され、同ポンプ30が運転されるようになる。一方、クラッチ31が解放状態にあるときには、こうした動力伝達が遮断されるため、ポンプ30の運転は停止される。このように、機関運転中においてクラッチ31の係合/解放状態を切り替えることにより、ポンプ30を運転/停止させることができる。このようなクラッチ31の係合/開放状態の切り替えは、制御装置91によって実行される。
A
また、内燃機関10には、こうした制御を実行するための各種センサが設けられている。例えば、シリンダヘッド13においてウォータジャケット21に連通する迂回通路25の最も上流側の位置には水温センサ92が設けられている。この水温センサ92により迂回通路25の冷却水の温度(以下、検出水温θ)が検出される。冷却装置では、この検出水温θをシリンダ12の周囲、即ちウォータジャケット21に滞留する冷却水の温度の代替値としている。この水温センサ92により検出される検出水温θは、ポンプ30が運転されて冷却水が循環水路20に循環されている場合はもとより、ポンプ30の運転が停止されて冷却水が循環水路20において循環していない場合であっても、ウォータジャケット21に滞留する冷却水の温度と相関を有している。
Further, the
また、吸気通路(図示略)には、吸入空気量GAを検出するエアフロメータ93が設けられている。制御装置91は、これら各種センサの検出値を取り込むとともに、その取り込まれた検出値に基づいて、クラッチ31の係合/解放状態の切り替え、換言すればポンプ30の駆動状態の制御や、内燃機関10の燃料噴射制御等、各種制御を統括して実行する。尚、制御装置91はこうした各種制御のプログラムや演算マップ等を記憶するためのメモリ91aを備えている。
Further, an
この制御装置91は、機関始動時から検出水温θを監視し、この検出水温θが所定の温度(以下、上限水温θg)未満であるときには、ポンプ30の運転を停止して迂回通路25やラジエータ通路24といった循環水路20における冷却水の循環を停止する(暖機促進処理)。こうした暖機促進処理を実行することにより、冷却水による冷却能力が低下するため、内燃機関10の暖機が促進されるようになる。
The
ところで、このような暖機促進処理の実行中は、シリンダ12の上端部が楕円形状となる局所的な熱変形が発生すること、そしてこれに起因して冷却水を循環させているときには発生し得ないレベルのピストン打音が発生することがある点については上述した通りである。そこで、本実施形態にかかる冷却装置では、制御装置91を通じてこうしたピストン打音の発生を抑制する打音抑制処理を上述した暖機促進処理と併せて実行するようにしている。
By the way, during execution of such warm-up promotion processing, local thermal deformation occurs in which the upper end portion of the
以下、図2に示されるフローチャートを参照してこれら打音抑制処理及び暖機促進処理の実行手順についてその一例を説明する。尚、図2に示される一連の処理は制御装置91により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。
Hereinafter, with reference to the flowchart shown in FIG. 2, an example of the execution procedure of the hitting sound suppression process and the warm-up promotion process will be described. 2 is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まず水温センサ92により検出される検出水温θが上限水温θg未満であるか否かを判定する(ステップS100)。この上限水温θgは、内燃機関10の暖機が十分に進行しておらず、冷却水を循環させて内燃機関10を冷却する必要がない状態にあることを検出水温θとの比較のもと判定するための値である。即ち、この上限水温θgよりも検出水温θが低い場合には、冷却水を循環させることにより内燃機関10を冷却する必要が無いため、暖機促進処理を実行する。こうした暖機促進処理を実行することにより、冷却装置の冷却能力が低下するため、内燃機関10の暖機が促進されるようになる。尚、上限水温θgはサーモスタット27の開弁温度よりも低い温度に設定されている。このため、検出水温θが上限水温θg未満であるときには、サーモスタット27は閉弁状態に維持される。
In this series of processing, first, it is determined whether or not the detected water temperature θ detected by the
検出水温θが上限水温θg以上であると判定した場合(ステップS100:NO)、即ち内燃機関10の暖機がほぼ完了していると判定した場合は、暖機促進処理を実行する必要がないため、ポンプ30は通常運転に移行する(ステップS170)。即ち、ポンプ30のクラッチ31を係合状態に移行させて、機関出力軸の回転力によりポンプ30を運転する。
When it is determined that the detected water temperature θ is equal to or higher than the upper limit water temperature θg (step S100: NO), that is, when it is determined that the warm-up of the
一方、検出水温θが上限水温θg未満であると判定した場合(ステップS100:YES)、基本的に暖機促進処理を実行する。即ち、ポンプ30の運転を停止して、循環水路20における冷却水の循環を停止する。そして、このような暖機促進処理の実行中、ピストン打音のレベルが無視できない程度の大きさになる可能性があると判定したときには、暖機促進処理を一時的に中断してポンプ30を運転状態とする打音抑制処理を実行するようにしている。以下、このような打音抑制処理について、詳細に説明する。
On the other hand, when it is determined that the detected water temperature θ is lower than the upper limit water temperature θg (step S100: YES), the warm-up promotion process is basically executed. That is, the operation of the
上述したように、検出水温θが上限水温θg未満であると判定した場合(ステップS100:YES)、次に検出水温θ及び吸入空気量GAに基づいて、このような暖機促進処理の実行中におけるシリンダ12上部の温度(以下、「シリンダ温度θc」)、及びピストン15の温度(以下、「ピストン温度θp」)をそれぞれ推定する(ステップS110)。尚ここで、吸入空気量GAは、機関燃焼室14において時間当たりに発生する燃焼熱量の相関値として用いられている。
As described above, when it is determined that the detected water temperature θ is lower than the upper limit water temperature θg (step S100: YES), the warm-up promotion process is being executed based on the detected water temperature θ and the intake air amount GA. The temperature of the upper part of the cylinder 12 (hereinafter referred to as “cylinder temperature θc”) and the temperature of the piston 15 (hereinafter referred to as “piston temperature θp”) are estimated (step S110). Here, the intake air amount GA is used as a correlation value of the amount of combustion heat generated per hour in the
まず、ピストン温度θpの推定方法について、以下の式(1)及び(2)を参照して説明する。尚、これら式(1)及び式(2)によって示される関数は、それぞれピストン温度θpを推定するための割り込みプログラムとして制御装置91のメモリ91aに予め記憶されている。
First, a method for estimating the piston temperature θp will be described with reference to the following equations (1) and (2). It should be noted that the functions expressed by the equations (1) and (2) are stored in advance in the memory 91a of the
また、上式(2)に示されるように、この乖離度Δθp(i)は、これを今回の制御周期で検出された吸入空気量GAと前回の制御周期に設定された乖離度Δθp(i−1)との差分、正確には吸入空気量GAを適合値α,γにて補正した値と乖離度Δθp(i−1)を適合値βにて補正した値との差分の積算値として算出するようにしている。同式(2)から明らかなように、単位時間当たりに機関燃焼室14で発生する熱量が大きいときほど、単位時間当たりの乖離度Δθp(i)の変化量、換言すれば乖離度Δθp(i)の変化速度は大きくなると推定するようにしている。また前回の制御周期に設定された乖離度Δθp(i−1)が小さいときも同様に、乖離度Δθp(i)の変化速度が大きいものと推定するようにしている。
Further, as shown in the above equation (2), the divergence degree Δθp (i) is calculated based on the intake air amount GA detected in the current control cycle and the divergence degree Δθp (i set in the previous control cycle. -1), more precisely, as an integrated value of the difference between the value obtained by correcting the intake air amount GA with the appropriate values α and γ and the value obtained by correcting the deviation degree Δθp (i-1) with the compatible value β. I am trying to calculate. As apparent from the equation (2), as the amount of heat generated in the
ここで、各適合値α,β,γは、内燃機関10及びその冷却装置の各種特性に基づいて適宜設定される値である。即ち、吸入空気量GA及び検出水温θとの関係に基づいてピストン温度θpを推定するにあたって、上述した乖離度Δθp(i)とその実際の値との差がそれらの変化する範囲内において最も小さくなるように選択される値であり、ここでは各適合値α,β,γは、それぞれ実験等を通じて「α11」,「β11」,「γ11」として予め設定され、メモリ91aに記憶されている。
Here, the adaptive values α, β, γ are values that are appropriately set based on various characteristics of the
また、シリンダ温度θcについても同様に、これを上式(1)及び(2)に準じた以下の式(3)及び(4)に基づいて推定する。尚、これら式(3)及び式(4)によって示される関数は、先の式(1)及び式(2)によって示される関数と同様、それぞれシリンダ温度θcを推定するための割り込みプログラムとして制御装置91のメモリ91aに予め記憶されている。 Similarly, the cylinder temperature θc is estimated based on the following formulas (3) and (4) according to the above formulas (1) and (2). It should be noted that the functions shown by these formulas (3) and (4) are similar to the functions shown by the previous formulas (1) and (2), respectively, as control programs as interrupt programs for estimating the cylinder temperature θc. 91 is stored in advance in the memory 91a.
この際、上述した各適合値α,β,γは、それぞれ実験等を通じて「α21」,「β21」,「γ21」として設定され、メモリ91aに記憶されている。これら各適合値α,β,γの値(α21,β21,γ21)は、上述した各適合値α,β,γの値(α11,β11,γ11)とは異なる値であり、吸入空気量GA及び検出水温θとの関係に基づいてシリンダ温度θcを推定するにあたって、上述した乖離度Δθc(i)とその実際の値との差がそれらの変化する範囲内において最も小さくなるように選択される値である。 At this time, the above-mentioned corresponding values α, β, and γ are set as “α21”, “β21”, and “γ21” through experiments and the like, and stored in the memory 91a. The values (α21, β21, γ21) of the adaptive values α, β, γ are different from the values (α11, β11, γ11) of the adaptive values α, β, γ described above, and the intake air amount GA When the cylinder temperature θc is estimated based on the relationship with the detected water temperature θ, the difference between the above-described divergence degree Δθc (i) and its actual value is selected to be the smallest within the range in which they change. Value.
ところで、ポンプ30を運転して、打音抑制処理を実行する際におけるピストン温度θpとシリンダ温度θcの各推移は、暖機促進処理の実行中におけるこれらの各推移とは異なるものとなる。このため、打音抑制処理の実行中、ピストン温度θpを推定する際に用いる各適合値α,β,γとしては、上述した値(α11,β11,γ11)とは異なる値(α12,β12,γ12)が試験等を通じて予め設定されている。同様に、打音抑制処理を実行中、シリンダ温度θcを推定する際に用いる各適合値α,β,γとしては、上述した値(α21,β21,γ21)とは異なる値(α22,β22,γ22)が試験等を通じて予め設定されている。尚、上述した推定方法において、ピストン温度θp(i)、シリンダ温度θc(i)の初期値は、機関始動時の検出水温θと等しく設定され、乖離度Δθp(i),Δθc(i)の初期値は、「0」に設定される。
By the way, the transitions of the piston temperature θp and the cylinder temperature θc when the
次に、このようにして推定したシリンダ温度θc及びピストン温度θpに基づいてピストン打音のレベル(以下、「打音レベルGe」という)を予測する(ステップS120)。打音レベルGeは、上述したようにピストン15が上死点近傍にてその運動方向を変化する際、シリンダ12の内壁面に衝突する衝撃力によって生じる打音の大きさであり、図3を参照して予測する。尚、同図3に示される演算マップは、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcと打音レベルGeとの関係を示すマップであり、制御装置91のメモリ91aに記憶されている。
Next, based on the cylinder temperature θc and the piston temperature θp estimated in this way, a piston hitting sound level (hereinafter referred to as “sounding sound level Ge”) is predicted (step S120). The striking sound level Ge is the magnitude of the striking sound generated by the impact force that collides with the inner wall surface of the
同図3に示されるように、ピストン温度θpが低く、シリンダ温度θcが高いときほど、打音レベルGeは大きいと予測する。即ち、ピストン温度θpが低いときにはピストン15の拡径量は小さくなり、シリンダ温度θcが高いときにはシリンダ12が熱変形することに起因して同シリンダ12上部の拡径量は大きくなる。このため、ピストン温度θpが低く、シリンダ温度θcが高いときほど、シリンダ12とピストン15との間のクリアランスが大きくなり、打音レベルGeが大きくなると予測することができる。
As shown in FIG. 3, the lower the piston temperature θp and the higher the cylinder temperature θc, the higher the striking sound level Ge is predicted. That is, when the piston temperature θp is low, the diameter expansion amount of the
次に、この打音レベルGeが判定値Gc未満であるか否かを判定する(ステップS130)。判定値Gcは、無視できないピストン打音が発生しているか否かを上述した打音レベルGeとの比較のもと判定するための値である。 Next, it is determined whether or not the hitting sound level Ge is less than the determination value Gc (step S130). The determination value Gc is a value for determining whether or not a piston hitting sound that cannot be ignored is generated based on the comparison with the hitting sound level Ge described above.
ここで、打音レベルGeが判定値Gc以上であると判定した場合(ステップS130:NO)、暖機促進処理を中断する(ステップS160)。即ち、制御装置91はクラッチ31を係合状態としてポンプ30の運転を開始する。これにより、循環水路20には冷却水が循環するようになり、シリンダ12の周囲に滞留していた冷却水が流れるようになるため、その冷却水によるシリンダ12の冷却能力が上昇するようになる。その結果、シリンダ温度θcが低下し、シリンダ12の局所的な熱変形が緩和されて上記クリアランスが徐々に小さくなるのに伴って打音レベルGeも徐々に減少するようになる。
Here, when it is determined that the hitting sound level Ge is equal to or higher than the determination value Gc (step S130: NO), the warm-up promotion process is interrupted (step S160). That is, the
一方、打音レベルGeが判定値Gc未満であると判定した場合(ステップS130:YES)、次に打音レベルGeが判定値Gc以上である状態から判定値Gc未満に低下したとき、換言すれば暖機促進処理が中断されている状態から打音レベルGeが判定値Gc未満に低下したときから所定期間Tcが経過したか否かを判定する(ステップS140)。ここで、打音レベルGeが判定値Gc未満となってから所定期間Tcが経過していないと判定した場合(ステップS140:NO)、暖機促進処理の中断を継続してポンプ30を運転状態に維持する(ステップS160)。即ち、打音抑制処理の実行を通じてポンプ30を一旦運転状態としたときには、打音レベルGeが低下してこれが判定値Gc未満となったと判定した場合であっても、その状態を所定期間Tcが経過するまで維持するようにしている。これは、以下の理由による。
On the other hand, when it is determined that the sound level Ge is less than the determination value Gc (step S130: YES), in other words, when the sound level Ge is lower than the determination value Gc from a state where the sound level Ge is equal to or higher than the determination value Gc. For example, it is determined whether or not a predetermined period Tc has elapsed since the hitting level Ge has dropped below the determination value Gc from the state where the warm-up promotion process is interrupted (step S140). Here, when it is determined that the predetermined period Tc has not elapsed since the sound hitting level Ge is less than the determination value Gc (step S140: NO), the warm-up promotion process is continuously interrupted and the
即ち、ポンプ30の運転を開始して、循環水路20に冷却水が循環するようになれば、シリンダ12の局所的な熱変形も徐々に緩和され、打音レベルGeも減少するようにはなる。しかしながら、仮に打音レベルGeが判定値Gc未満であると判定されても、シリンダ12の局所的な熱変形がまだ十分に緩和されていない場合もある。このため、打音レベルGeが判定値Gc未満であるとの判定をもって冷却水の循環を即時停止するようにした場合には、短期間のうちに再び打音レベルGeが判定値Gc以上になり、ポンプ30を再び運転状態とする必要が生じる可能性が高い。即ち、暖機促進処理の実行/中断、換言すればポンプ30の停止/運転が短期間のうちに頻繁に繰り返されるハンチング現象の発生が懸念される。ステップS140の判定処理では、こうしたハンチング現象の発生を回避するために、ポンプ30を一旦運転状態とした場合には、打音レベルGeが判定値Gc未満となってもその状態を所定期間Tcが経過するまで維持するようにしている。
That is, when the operation of the
一方、打音レベルGeが判定値Gc未満となってから所定期間Tcが経過したと判定した場合(ステップS140:YES)、ポンプ30の運転を停止して、暖機促進処理を再開する(ステップS150)。
On the other hand, when it is determined that the predetermined period Tc has elapsed since the sound level Ge is less than the determination value Gc (step S140: YES), the operation of the
次に、上述した暖機促進処理及び打音抑制処理が実行された場合における、(a)吸入空気量GA、(b)検出水温θ、(c)ピストン温度θp(実線)及びシリンダ温度θc(一点鎖線)、(d)打音レベルGe、(e)ポンプ30の運転状態の各推移についてその一例を図4を参照して説明する。尚、図4において、ポンプ30が通常運転に移行した後のピストン温度θp、シリンダ温度θc、及び打音レベルGeの推移については、破線で示している。また、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcと、打音レベルGeの各推移については、先に説明した図3も併せ参照して説明する。
Next, (a) intake air amount GA, (b) detected water temperature θ, (c) piston temperature θp (solid line) and cylinder temperature θc ( An example of each transition of the operating state of the
同図4に示されるように、内燃機関10の運転が開始され(タイミングt0)、吸入空気量GAがある程度大きい状態に維持されると、機関燃焼室14に発生する熱によりシリンダ12の周囲に滞留する冷却水の温度が上昇し、これと相関を有するかたちで水温センサ92により検出される検出水温θも徐々に上昇するようになる。ここで、この検出水温θが上限水温θg未満である間は、ポンプ30は停止状態に維持される。即ち、暖機促進処理が実行されるようになる(タイミングt0〜t1)。
As shown in FIG. 4, when the operation of the
この暖機促進処理の実行中、シリンダ温度θcの温度上昇量は暖機促進処理を実行しない場合と比較して大きいため、シリンダ12には上述したような局所的な熱変形が発生し、これに伴って打音レベルGeも徐々に上昇するようになる(タイミングt0〜t1)。即ち、図3に示されるように、シリンダ温度θcが上昇することで、打音レベルGeが上昇し、これが判定値Gcに達するようになる。このように、打音レベルGeが判定値Gcに達すると、ポンプ30の運転が開始される。即ち、暖機促進処理が一時的に中断され、打音抑制処理が開始されるようになる(タイミングt1)。
During the execution of the warm-up promotion process, the temperature increase amount of the cylinder temperature θc is larger than that in the case where the warm-up promotion process is not executed. Along with this, the sound level Ge also gradually increases (timing t0 to t1). That is, as shown in FIG. 3, as the cylinder temperature θc rises, the sound hitting level Ge rises and reaches the determination value Gc. As described above, when the sound level Ge reaches the determination value Gc, the operation of the
このように打音抑制処理が開始されると、図4に示されるように、循環水路20において冷却水が循環することにより検出水温θは一旦低下するものの、その後は徐々に上昇するようになる。一方、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcはそれぞれ一旦上昇し(タイミングt1〜t2)、その後低下するようになる。この際、シリンダ12は冷却水との熱交換量がピストン15と比較して大きいため、シリンダ温度θcはピストン温度θpと比較してその低下量が大きくなる。そして、吸入空気量GAが減少すると、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcは更に低下するようになる(タイミングt2〜t3)。
When the hitting suppression process is started in this manner, as shown in FIG. 4, the detected water temperature θ once decreases as the cooling water circulates in the circulating
このようなシリンダ温度θc及びピストン温度θpの各推移に伴い、打音レベルGeは、一旦上昇するものの、速やかに低下するようになる(タイミングt1〜3)。即ち、図3に示されるように、打音レベルGeは、まず判定値Gcに達し(タイミングt1)、その後この判定値Gcを越えるようになる(タイミングt1〜t2)。そして、その後、再度判定値Gcに近づくようになる(タイミングt2〜t3)。 With each transition of the cylinder temperature θc and the piston temperature θp, the striking sound level Ge once increases, but quickly decreases (timing t1 to t3). That is, as shown in FIG. 3, the sound hitting level Ge first reaches the determination value Gc (timing t1), and then exceeds the determination value Gc (timing t1 to t2). After that, it again approaches the determination value Gc (timing t2 to t3).
そして、図4に示されるように、打音レベルGeが判定値Gcに達すると(タイミングt3)、その後、所定期間Tcが経過するまでの期間は、打音抑制処理が継続して実行される。即ち、暖機促進処理の中断が継続される。そしてこの期間は、シリンダ温度θcの低下に伴って、打音レベルGeは更に低下するようになる(タイミングt3〜t4)。即ち、図3に示されるように、打音レベルGeは減少して判定値Gcから離れるようになる(タイミングt3〜t4)。 Then, as shown in FIG. 4, when the sound hit level Ge reaches the determination value Gc (timing t3), the sound hit suppression process is continuously executed for a period until the predetermined period Tc elapses thereafter. . That is, the warm-up promotion process is continued. During this period, the striking sound level Ge further decreases as the cylinder temperature θc decreases (timing t3 to t4). That is, as shown in FIG. 3, the sound level Ge decreases and departs from the determination value Gc (timing t3 to t4).
そして、図4に示されるように、所定期間Tcが経過すると(タイミングt4)、ポンプ30の運転が停止され、暖機促進処理が再開される(タイミングt4〜t5)。そして、このような暖機促進処理の実行に伴ってピストン温度θp及びシリンダ温度θcが上昇すると、打音レベルGeは再び判定値Gcに達するようになる。このように、打音レベルGeが判定値Gcに達すると、暖機促進処理が中断され、ポンプ30が運転状態となって打音抑制処理を開始される(タイミングt5)。
Then, as shown in FIG. 4, when the predetermined period Tc has passed (timing t4), the operation of the
このように打音抑制処理を開始されると、上述したように、検出水温θは一旦低下した後、徐々に上昇する。一方、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcはそれぞれ一旦上昇し(タイミングt5〜t6)、その後低下するようになる。この際、上述した理由によりシリンダ温度θcはピストン温度θpと比較してその低下量が大きくなる(タイミングt6〜)。 When the hammering sound suppression process is started in this manner, as described above, the detected water temperature θ once decreases and then gradually increases. On the other hand, each of the piston temperature θp and the cylinder temperature θc once increases (timing t5 to t6) and then decreases. At this time, for the reason described above, the amount of decrease in the cylinder temperature θc is larger than the piston temperature θp (from timing t6).
またこのようなシリンダ温度θc及びピストン温度θpの推移に伴い、先のタイミングt1〜3の期間と同様に、打音レベルGeは一旦上昇した後、低下するようになる(タイミングt5〜7)。即ち、図3に示されるように、打音レベルGeは、まず判定値Gcに達し(タイミングt5)、その後この判定値Gcを越えるようになる(タイミングt5〜t6)。そして、その後、再度判定値Gcに近づくようになる(タイミングt6〜t7)。 Further, as the cylinder temperature θc and the piston temperature θp change as described above, the striking sound level Ge once rises and then decreases (timing t5 to 7) as in the period from the previous timing t1 to t3. That is, as shown in FIG. 3, the hitting sound level Ge first reaches the determination value Gc (timing t5), and then exceeds the determination value Gc (timing t5 to t6). After that, it again approaches the determination value Gc (timing t6 to t7).
そして、図4に示されるように、打音レベルGeが判定値Gcに達し(タイミングt7)、その後、所定期間Tcが経過すると(タイミングt8)、再び暖機促進処理が開始される(タイミングt8〜)。 Then, as shown in FIG. 4, when the sound hitting level Ge reaches the determination value Gc (timing t7) and then a predetermined period Tc elapses (timing t8), the warm-up promotion process is started again (timing t8). ~).
そして、このように吸入空気量GAが増大した状態のもと、暖機促進処理が開始されるため、検出水温θは大きく上昇する(タイミングt8〜t9)。そして、この検出水温θが上限水温θgに達したとき、ポンプ30は通常運転に移行する(タイミングt9〜)。このように、ポンプ30が通常運転に移行した後は、シリンダ温度θcは大きく低下するため、打音レベルGeも大きく低下するようになる。このように、基本的に暖機促進処理が実行されるものの、打音レベルGeが判定値Gc以上となったときには、暖機促進処理が一時的に中断され、打音抑制処理が実行されるようになる。
Then, since the warm-up promotion process is started in the state where the intake air amount GA is increased in this way, the detected water temperature θ is greatly increased (timing t8 to t9). And when this detected water temperature (theta) reaches upper limit water temperature (theta) g, the
以上説明したように本実施形態によれば以下の作用効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、シリンダ温度θcとピストン温度θpとを併せて監視するとともに、これら監視される温度θc,θpの双方に基づいて打音レベルGeを予測するようにしている。このため、暖機促進処理の実行中、シリンダ温度θcが上昇したことによりシリンダ12とピストン15との間のクリアランスが拡大したときや、シリンダ温度θcが比較的低い場合であってもピストン温度θpが低いことにより同クリアランスが拡大したときでも、それに伴って増大する打音レベルGeを高い信頼性をもって予測することができる。そして、このように打音レベルGeを予測して、これが判定値Gc以上となる状況にある場合には、暖機促進処理を中断して打音抑制処理を実行するようにしているため、冷却装置の冷却能力、特にシリンダ12の上部周囲における冷却能力を高めることができる。そしてこれにより、シリンダ12の上部の局所的な熱変形を速やかに緩和して過大なピストン打音の発生を好適に抑制することができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be achieved.
(1) In the present embodiment, the cylinder temperature θc and the piston temperature θp are monitored together, and the striking sound level Ge is predicted based on both of the monitored temperatures θc and θp. For this reason, even when the clearance between the
(2)暖機促進処理の実行中、ピストン温度θpが低いときほど、即ちピストン15の温度上昇に伴う拡径量が小さいときほど、またシリンダ温度θcが高いときほど、即ちシリンダ12の温度上昇に伴う局所的な熱変形が大きいときほど、打音レベルGeが大きいと予測するようにしているため、この打音レベルGeを適切に予測することができるようになる。即ち、所定レベル以上のピストン打音が発生しているか否かを高い精度をもって判定することができる。
(2) During the execution of the warm-up promotion process, the lower the piston temperature θp, that is, the smaller the amount of expansion associated with the temperature rise of the
(3)また、一旦、暖機促進処理を中断した後に打音レベルGeが判定値Gc未満である旨判定したときは、そのときから所定期間Tcが経過するまで、その暖機促進処理の中断状態を維持するようにしている。その結果、打音レベルGeが判定値Gcを境として上下する態様で変動し、これに起因してポンプ30の運転/停止、換言すれば暖機促進処理の実行/中断が短期間のうちに頻繁に繰り返されるハンチング現象の発生を抑制することができ、冷却水の循環とその停止が繰り返されることにより暖機促進処理の実効性が低下してしまうことを好適に回避することができるようになる。
(3) When it is determined that the sound level Ge is less than the determination value Gc after the warm-up promotion process is interrupted, the warm-up promotion process is interrupted until a predetermined period Tc elapses from that time. The state is maintained. As a result, the striking sound level Ge fluctuates in a manner that rises and falls with the determination value Gc as a boundary, and due to this, the operation / stop of the
(4)更に、こうしたハンチング現象の発生を抑制することができるため、ポンプ30の運転と停止が頻繁に繰り返されることに起因して、クラッチ31の耐用寿命が短くなったり、その作動音が顕在化したりすることについても回避することができ、ひいては冷却装置における耐久性の向上や静音化を図ることができるようになる。
(4) Furthermore, since the occurrence of such a hunting phenomenon can be suppressed, the service life of the clutch 31 is shortened due to frequent operation and stoppage of the
尚、本発明の実施態様は、上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示されるように変更し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、異なる変形例を適宜組み合わせた態様にて実施することもできる。 In addition, the embodiment of the present invention is not limited to the embodiment exemplified in the above embodiment, and can be implemented by changing it as shown below, for example. Further, the following modifications are not applied only to the above-described embodiment, but can be implemented in a mode in which different modifications are appropriately combined.
・上記実施形態では、検出水温θ及び吸入空気量GAに基づいてピストン温度θp、シリンダ温度θcをそれぞれ推定することでこれら温度を監視するようにしたが、これら各温度θp,θbを例えば熱電対等を用いて直接検出することで監視することもできる。 In the above embodiment, the piston temperature θp and the cylinder temperature θc are estimated based on the detected water temperature θ and the intake air amount GA, respectively, so that these temperatures are monitored. However, these temperatures θp and θb are, for example, thermocouples or the like. It is also possible to monitor by directly detecting using.
・また、このようにピストン温度θpやシリンダ温度θcを推定する際のパラメータとして検出水温θの他、吸入空気量GAを適用するようにしたが、機関燃焼室14に発生する燃焼熱量と相関を有する燃料噴射量等の他のパラメータに基づいてピストン温度θpやシリンダ温度θcを推定するようにしてもよい。
In addition, the intake air amount GA is applied in addition to the detected water temperature θ as a parameter for estimating the piston temperature θp and the cylinder temperature θc as described above, but the correlation is made with the combustion heat amount generated in the
・上述した変形例を含めた各実施形態では、図3に示される演算マップを参照することにより、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcに基づいて打音レベルGeを予測するようにした。こうしたマップ演算に依らずとも、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcを引数とし打音レベルGeを戻り値として返す関数をプログラムとしてメモリ91aに記憶しておき、この関数に基づいて打音レベルGeを予測することもできる。 -In each embodiment including the modification mentioned above, the striking sound level Ge was estimated based on piston temperature (theta) p and cylinder temperature (theta) c by referring the calculation map shown by FIG. Regardless of such map calculation, a function that returns the sound level Ge as a return value with the piston temperature θp and the cylinder temperature θc as arguments is stored in the memory 91a as a program, and the sound level Ge is predicted based on this function. You can also
・更に、上記各例では、図3に示されるように、ピストン温度θpが低いときほど、またシリンダ温度θcが高いときほど、打音レベルGeが大きいと予測する場合を例示した。しかしながら、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcと打音レベルGeとの間に相関関係は存在するものの、シリンダ12の数や形状、ピストン15の形状、機関燃焼室14に発生する燃焼熱の伝達態様等々によっては、そうした相関関係に上述したような大局的な傾向が存在せず、そのときどきのピストン温度θp及びシリンダ温度θcの状況に応じて打音レベルGeが複雑に変化する場合も考えられる。こうした場合であっても、予め実験等を通じてピストン温度θp及びシリンダ温度θcと打音レベルGeとの関係を求め、これを演算マップや関数としてメモリ91aに記憶しておき、その記憶される演算マップ等を参照して打音レベルGeを予測することができる。
Further, in each of the above examples, as shown in FIG. 3, the case where the hitting level Ge is predicted to be higher as the piston temperature θp is lower and as the cylinder temperature θc is higher is illustrated. However, although there are correlations between the piston temperature θp and the cylinder temperature θc and the sound level Ge, the number and shape of the
・上述した変形例を含めた各実施形態では、式(1)〜式(4)に示されるように、検出水温θと吸入空気量GAとを引数とする関数に基づいて暖機促進処理時におけるピストン温度θpやシリンダ温度θcを推定するようにした。しかしながら、上記吸入空気量GAは機関燃焼室14において時間当たりに発生する燃焼熱量の代替値であり、この燃焼熱量の変化は最終的には検出水温θの変化として検出することができる。例えば、検出水温θの上昇速度が高いときほど燃焼熱量が大きいと想定できるため、同検出水温θとその上昇速度とに基づいてピストン温度θpやシリンダ温度θcを推定することもできる。
-In each embodiment including the modification mentioned above, as shown in Formula (1)-Formula (4), it is at the time of warming-up acceleration processing based on the function which uses detected water temperature (theta) and intake air amount GA as an argument. The piston temperature θp and the cylinder temperature θc were estimated. However, the intake air amount GA is an alternative value for the amount of combustion heat generated per hour in the
・また、式(1)〜式(4)に示される関数では、吸入空気量GAを機関燃焼室14において時間当たりに発生する燃焼熱量の代替値として適用したが、これは燃焼熱量と相関を有する燃料噴射量等、他のパラメータに変更することもできる。当然ながらこの場合は、適合値α,β,γを実験等を通じて適切な値に設定し直すようにする。
In addition, in the functions shown in the equations (1) to (4), the intake air amount GA is applied as an alternative value of the combustion heat amount generated per hour in the
・上述した変形例を含めた各実施形態では、打音レベルGeが判定値Gc以上となって暖機促進処理を中断した後、打音レベルGeが判定値Gcを下回るようになっても、所定期間Tcが経過するまでは暖機促進処理の中断を継続するようにした。この場合、上記所定期間Tcを以下のような態様で設定してもよい。即ち、打音レベルGeが判定値Gcを下回るようになった場合、そのときから打音レベルGeが判定値Gcよりも所定値以上小さいレベルに低下するまでの期間を上記所定期間Tcとしてもよい。 -In each embodiment including the modification mentioned above, even if the hitting level Ge becomes lower than the judgment value Gc after the hitting level Ge becomes equal to or higher than the judgment value Gc and the warm-up promotion processing is interrupted, Until the predetermined period Tc elapses, the warm-up promotion process is continued. In this case, the predetermined period Tc may be set in the following manner. That is, when the sound hitting level Ge falls below the determination value Gc, a period from that time until the sound hitting level Ge decreases to a level smaller than the determination value Gc by a predetermined value or more may be set as the predetermined period Tc. .
・その他、打音レベルGeが判定値Gc以上となって暖機促進処理を中断した後、打音レベルGeが判定値Gcを下回るようになった場合には速やかに暖機促進処理を再開するようにしてもよい。こうした構成によれば、暖機促進処理の実行期間を長く確保することができ、同暖機促進処理が頻繁に中断されることに起因する暖機の遅延や熱損失の増大に伴う燃費の悪化を抑制することができる。 In addition, after the hitting sound level Ge becomes equal to or higher than the determination value Gc and the warm-up promotion process is interrupted, when the hitting sound level Ge becomes lower than the determination value Gc, the warm-up promotion process is immediately restarted. You may do it. According to such a configuration, it is possible to ensure a long execution period of the warm-up promotion process, and a deterioration in fuel consumption due to a delay in warm-up and an increase in heat loss due to frequent interruption of the warm-up promotion process. Can be suppressed.
・上述した変形例を含めた各実施形態では、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcに基づいて打音レベルGeを予測し、この打音レベルGeが判定レベルGc以上になったことをもって暖機促進処理を中断するようにした。これに代えて、打音レベルGeにかかる予測を省略し、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcをパラメータとして暖機促進処理の実行を許可するか中断するかを直接判定する判定用演算マップを予め実験等により求めてメモリ91aに記憶しておき、その同マップを参照することにより暖機促進処理を実行するか中断するかを判定するようにしてもよい。例えば、先に示した図3の演算マップにおいて判定値Gcを示す線を基準線とし、図3のマップにおいてこの基準線よりも左側に位置する領域を「許可領域」とする一方、同基準線を含めてこれよりも右側に位置する領域を「中断領域」とする。そして、ピストン温度θp及びシリンダ温度θcにそれぞれ対応するマップ上の値が「許可領域」である場合には、所定レベル以上のピストン打音が発生し得る状況にはないと判定して暖機促進処理を実行する一方、同マップ上の値が「許可領域」である場合には、所定レベル以上のピストン打音が発生し得る状況にあると判定して暖機促進処理を中断する、といった制御構造を採用することもできる。 In each embodiment including the above-described modifications, the sounding level Ge is predicted based on the piston temperature θp and the cylinder temperature θc, and the warming-up promotion process is performed when the sounding level Ge is equal to or higher than the determination level Gc. Was interrupted. Instead of this, a prediction calculation map that directly determines whether the warm-up promotion processing is permitted or interrupted by using the piston temperature θp and the cylinder temperature θc as parameters is omitted. It is possible to determine whether to execute the warm-up promotion processing or to interrupt it by referring to the same map obtained by such a method. For example, the line indicating the determination value Gc in the calculation map of FIG. 3 described above is set as a reference line, and the area located on the left side of the reference line in the map of FIG. An area located on the right side of the line including “” is defined as an “interruption area”. When the values on the map corresponding to the piston temperature θp and the cylinder temperature θc are “permitted areas”, it is determined that there is no situation in which piston hitting sound of a predetermined level or higher can be generated, and warm-up is promoted. While the process is executed, if the value on the map is “permitted area”, it is determined that there is a situation in which piston hitting sound of a predetermined level or more can be generated, and the warm-up promotion process is interrupted. A structure can also be adopted.
・上述した変形例を含めた各実施形態では、暖機促進処理としてポンプ30の運転を停止し循環水路20における冷却水の循環を禁止する処理を例示したが、本発明における暖機促進処理には、ポンプ30を駆動させるものの、例えば、シリンダ12の周囲において冷却水の局所的な沸騰が発生しない最小量の冷却水を循環水路20に循環させる等、その吐出量を所定量以下に制限するものも含まれる。こうした場合であっても、冷却水による冷却能力が極めて低いために、シリンダ12に熱変形が発生し、程度の差こそあれピストン打音の発生が懸念されるためである。またこの場合において、暖機促進処理を禁止する場合には、上述したような冷却水の局所的な沸騰が発生しない最小量からシリンダ12を十分に高い冷却能力にて冷却しその熱変形を速やかに解消することのできる量までポンプ30の吐出量を増大させるようにする。
-In each embodiment including the modification mentioned above, although the process which stops the driving | operation of the
・上述した変形例を含めた各実施形態では、機関出力軸からポンプ30の回転軸との動力伝達をクラッチ31により断接するようにしたが、機関出力軸の回転力がポンプの回転軸に伝達可能な状態と伝達不能な状態とに切り替えることが可能であれば、例えばポンプの回転軸に取り付けられたプーリ32を機関出力軸の回転に伴って走行するベルトに対して押圧/離間させることにより動力伝達を断接する等、その他の切替機構によりこれを行うようにしてもよい。更に、こうした機関駆動式のポンプに限らず、例えば電動回転式のポンプを採用することもできる。
In each of the embodiments including the above-described modifications, power transmission from the engine output shaft to the rotation shaft of the
10…内燃機関、11…シリンダブロック、12…シリンダ、13…シリンダヘッド、14…機関燃焼室、15…ピストン、20…循環水路、21…ウォータジャケット、22…ラジエータ、24…ラジエータ通路、25…迂回通路、27…サーモスタット、30…ポンプ、31…クラッチ(切替機構)、32…プーリ、33…ベルト、91…制御装置(制御手段、検出手段、判定手段、シリンダ温度監視手段、ピストン温度監視手段)、91a…メモリ(記憶手段)、92…水温センサ(シリンダ温度監視手段、ピストン温度監視手段)、93…エアフロメータ(シリンダ温度監視手段、ピストン温度監視手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
シリンダ上部の温度を監視するシリンダ温度監視手段と、
ピストンの温度を監視するピストン温度監視手段と、
前記暖機促進処理の実行時におけるシリンダ温度及びピストン温度に基づいて所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にあるか否かを判定する判定手段とを備え、
前記制御手段は前記判定手段により所定レベル以上のピストン打音が発生する状況にある旨の判定がなされたときに前記暖機促進処理を中断する
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 A cooling water passage through which the cooling water of the internal combustion engine circulates, a detection means for detecting the temperature of the cooling water in the circulation water passage, and cooling to execute warm-up promotion processing when the detected water temperature is below a predetermined temperature. Control means for controlling the drive state of a pump provided in the circulation water path so that water circulation is restricted, and the detection means is cooling water that stays around the cylinder during the execution of the warm-up promotion process. In the cooling device for an internal combustion engine that detects the temperature of the cooling water that correlates with the temperature,
Cylinder temperature monitoring means for monitoring the temperature of the upper part of the cylinder;
Piston temperature monitoring means for monitoring the temperature of the piston;
Determination means for determining whether or not a piston hitting sound of a predetermined level or more is generated based on a cylinder temperature and a piston temperature at the time of executing the warm-up promotion process,
The cooling device for an internal combustion engine, wherein the control means interrupts the warm-up promotion process when the determination means determines that a piston hitting sound of a predetermined level or more is generated.
請求項1に記載の内燃機関の冷却装置。 The determination means predicts a piston hitting sound level based on a cylinder temperature and a piston temperature monitored during execution of the warm-up promotion processing, and the predicted piston hitting sound level is equal to or higher than the predetermined level. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined that a piston hitting sound of a predetermined level or more is generated.
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の冷却装置。 In the determination, when the monitored piston temperature is lower and when the monitored cylinder temperature is higher, the level of the piston hitting sound generated during execution of the warm-up promotion process is larger. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置。 The control means determines that the piston hitting sound of a predetermined level or higher is generated by the determining means and interrupts the warm-up promotion processing, and then the piston hitting sound of a predetermined level or higher is generated by the determining means. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein when it is determined that the situation is not present, the warm-up promotion process is continued until a predetermined period has elapsed since the determination was made. Cooling system.
前記制御手段は前記切替機構を駆動して前記暖機促進処理の実行時には前記ポンプの駆動状態を停止状態とする一方、前記暖機促進処理の中断時には同ポンプの駆動状態を運転状態に制御する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置。 The pump includes a switching mechanism that switches between a state in which the rotational force of the engine output shaft can be transmitted to the rotational shaft of the pump and a state in which the rotational force cannot be transmitted to the pump.
The control means drives the switching mechanism to stop the driving state of the pump when the warming-up promotion process is executed, and controls the driving state of the pump to an operating state when the warming-up promotion process is interrupted. The cooling device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置。 The cylinder temperature monitoring means pre-identifies and stores a function that includes the detected water temperature detected and the amount of combustion heat generated per hour as arguments and returns the cylinder temperature during warm-up acceleration processing as a return value. The cooling device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising: means for estimating a cylinder temperature based on the stored function.
請求項6に記載の内燃機関の冷却装置。 The cooling function for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the function has a relationship in which the rate of change of the detected water temperature and cylinder temperature detected increases as the amount of combustion heat generated per hour increases. apparatus.
請求項6又は請求項7に記載の内燃機関の冷却装置。 The cooling function for an internal combustion engine according to claim 6 or 7, wherein the function has a relation that the rate of change of the detected deviation between the detected water temperature and the cylinder temperature increases as the deviation becomes smaller. apparatus.
請求項6に記載の内燃機関の冷却装置。 The function stored in the storage means sequentially estimates the cylinder temperature θc (i) with a predetermined estimation period, and the detected water temperature θ (i) detected at a predetermined estimation timing t (i). Combustion heat quantity Q (i) per time at timing t (i), degree of deviation Δθc (i) (= θb (i) between cylinder temperature θc (i) and detected water temperature θ (i) at the estimated timing t (i) −θ (i)) and the following equations (1) and (2) using the degree of deviation Δθc (i−1) at the previous estimated timing t (i−1).
請求項1〜9のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置。 The piston temperature monitoring means pre-identifies and stores a function that returns the detected temperature of the detected water and the amount of combustion heat generated per hour as arguments and returns the piston temperature during the warm-up acceleration process as a return value. The cooling device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, further comprising: means for estimating a piston temperature based on the stored function.
請求項10に記載の内燃機関の冷却装置。 The cooling function for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the function has a relationship in which the rate of change between the detected water temperature and the detected piston temperature increases as the amount of combustion heat generated per hour increases. apparatus.
請求項10又は請求項11に記載の内燃機関の冷却装置。 The cooling function for an internal combustion engine according to claim 10 or 11, wherein the function has a relationship in which the change rate of the detected deviation between the detected water temperature and the piston temperature increases as the deviation is small. apparatus.
請求項10に記載の内燃機関の冷却装置。 The function stored in the storage means sequentially estimates the piston temperature θp (i) with a predetermined estimation period, and the detected water temperature θ (i) detected at the predetermined estimation timing t (i). Combustion heat quantity Q (i) per time at timing t (i), degree of deviation Δθp (i) (= θb (i) between piston temperature θp (i) and detected water temperature θ (i) at the same estimated timing t (i) −θ (i)) and the following formulas (3) and (4) using the degree of deviation Δθp (i−1) at the previous estimated timing t (i−1).
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