JP2012197706A - 内燃機関の冷却制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関1の冷却制御装置は、機関冷却用の冷却水を冷却水経路3内で循環させる電動ウォーターポンプ4と、この電動ウォーターポンプ4の作動を制御する制御部6と、を含む。制御部6は、水温センサ61によって検知された前記冷却水の温度及び外気温センサ62によって検知された外気温度に基づいて、機関停止後における燃料噴射弁2の噴孔近傍の温度を推定し、この推定された温度が予め設定された参照温度以上となる場合に、機関停止後の所定期間、電動ウォーターポンプ4を作動させる。
【選択図】図1
Description
しかし、上記従来技術では燃料噴射弁の構造が複雑化してしまうという問題がある。また、上記従来技術の構成を採用すると、燃料の粒径や噴霧特性の最適化などのための燃料噴射弁の改良が制限され、あるいは、そのような改良が行われた燃料噴射弁については上記従来技術の構成を採用することができない場合もある。
近年、ポート噴射式の内燃機関における燃料噴射弁の取付位置が燃焼室側へと近づく傾向にあり、筒内直接噴射式の内燃機関はもちろん、ポート噴射式の内燃機関についても機関停止後に発生するおそれのある燃料噴射弁の噴孔内の付着物への対策が望まれている。
図1は、本発明の一実施形態による車両用の内燃機関及びその冷却制御装置の概略構成を示している。図1において、内燃機関1は、燃料噴射弁2から各気筒の吸気ポートに向けて燃料が噴射されるポート噴射式の内燃機関である。但し、燃料噴射弁から各気筒の燃焼室内に燃料が直接噴射される筒内噴射式の内燃機関としてもよい。
なお、機関始動直後のいわゆる暖機時などの場合を除き、通常の機関運転中のほとんどの場合においては、第1制御弁34及び第2制御弁35は開弁状態とされる。
ラジエータ5は、冷却水経路3内を循環する冷却水がシリンダヘッド11やシリンダブロック12から吸収した熱を放散させる。ラジエータ5には、ラジエータ5に向かって送風するラジエータファン51が設けられている。ラジエータファン51は、上記車載バッテリから供給される電力を動力源として作動する。ラジエータファン51の作動は、制御部6によって制御される。
ステップS2では、電動ウォーターポンプ(図中「電動W/P」と記す)4の作動を停止させる。これにより、冷却水経路3内での冷却水の循環が停止される。
なお、例えば第2制御弁35の閉じられている場合又は第2制御弁35の開度が所期の開度よりも小さい場合には、第2制御弁35を開く又は第2制御弁35の開度を大きくする処理を追加してもよい。
ステップS5では、ステップS4で読込んだ冷却水温度及び外気温度に基づき、図3に示すような制御マップを参照して機関停止後における燃料噴射弁2の噴孔近傍の到達温度を推定(予測)する。この到達温度は、機関停止後に上昇する燃料噴射弁2の噴孔近傍の最高温度に相当し、機関停止時の冷却水の温度が高いほど、また、外気の温度が高いほど高くなる。なお、上記制御マップは、例えば機関停止後における燃料噴射弁2の噴孔近傍の温度についてのシミュレーションを行い、その結果に基づいて予め作成される。
ステップS10では、電動ウォーターポンプ4(及びラジエータファン51)の作動を開始させる。ここで、ラジエータファン51を作動させるか否かは上記ステップS7における決定に従う。
ステップS13では、電動ウォーターポンプ4(及びラジエータファン51)の作動を停止する。
一方、推定された上記到達温度が上記第2参照温度以上である場合には、電動ウォーターポンプ4を作動させることに加えてラジエータファン51も作動させる。これにより、冷却水温度の低下、及びこれに伴うシリンダヘッド11の冷却、ひいては、燃料噴射弁の噴孔近傍の雰囲気温度の冷却が促進されるので、例えば停止直前に内燃機関が高負荷条件で運転されたような場合であっても、機関停止後における燃料噴射弁の噴孔近傍の温度上昇及びこれに伴う噴孔内の付着物の発生を抑制することができる。
図8,9は、第1変形例を示している。この第1変形例は、推定された上記到達温度に基づいて電動ウォーターポンプ4の制御量(デューティー比)及びラジエータファン51の制御量(デューティー比)を設定することにより、機関停止中に作動させる電動ウォーターポンプ4の流量(回転数)及びラジエータファン51の風量(回転数)を可変設定するようにしたものである。
なお、第2変形例においては、図11に示すように、電動ウォーターポンプ4を作動させた後にラジエータファン51を作動させ、電動ウォーターポンプ4の作動を停止させる前にラジエータファン51の作動を停止させるようにするのが好ましい。このようにすると、例えば、シリンダヘッド11内で高温となった冷却水がラジエータ5に流入するタイミングでラジエータファン51の作動を開始する一方、シリンダヘッド11の冷却がある程度進んだタイミングでラジエータファン51の作動を停止させることができ、ラジエータファン51を効率的に作動させることができる。
ここで、上記実施形態及びその変形例から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
前記制御部は、機関停止時の前記冷却水の温度及び外気温度に基づいて機関停止後における前記燃料噴射弁の到達温度を推定し、
推定された到達温度に基づいて前記所定時間及び前記待機時間を設定する。
このようにすると、機関停止後における前記燃料噴射弁の到達温度の推定精度が向上するため、電動ウォーターポンプを過剰に作動させることが防止され、機関停止中における消費電力の増加を効果的に抑制できる。
前記冷却水が前記内燃機関のシリンダヘッド、シリンダブロック、及びラジエータを流通する第1の循環経路と、
前記冷却水が前記シリンダブロックを流通することなく、前記シリンダヘッド及び前記ラジエータを流通する第2の循環経路と、
前記第1の循環経路と前記第2の循環経路とを切り換える制御弁と、を有し、
前記制御部は、機関停止後の前記所定期間、前記冷却水が前記第2の循環経路を循環するように前記制御弁を制御する。
このようにすると、シリンダヘッドの冷却、ひいては、燃料噴射弁の噴孔近傍の雰囲気温度の冷却を効率的に行うことができるので、機関停止後における電動ウォーターポンプの作動時間を低減することができる。これにより、機関停止中における消費電力の増加を効果的に抑制できる。
前記ラジエータに送風するラジエータファンを有し、
前記制御部は、前記推定された到達温度が前記参照温度よりも高い温度として予め設定された第2参照温度以上である場合には、前記電動ウォーターポンプを作動させることに加えて前記ラジエータファンを作動させる。
このようにすると、例えば停止直前に内燃機関が高負荷条件で運転されたような場合であっても、機関停止後における燃料噴射弁の噴孔近傍の温度上昇及びこれに伴う噴孔内の付着物の発生を抑制することができる。
前記制御部は、前記電動ウォーターポンプと前記ラジエータファンとを個別に作動させる。
(ホ)上記(ハ)又は上記(ニ)に記載の内燃機関の冷却制御装置であって、
前記制御部は、前記電動ウォーターポンプと前記ラジエータファンとを交互に作動させる。
このようにすると、電動ウォーターポンプとラジエータファンとのそれぞれを適切に作動させ又はこれらの作動時間を低減できるので、上記実施形態に比べて、機関停止中における消費電力の増加をさらに抑制することが可能となる。
Claims (3)
- 燃料噴射弁を備えた内燃機関の冷却制御装置であって、
機関冷却用の冷却水を循環させる電動ウォーターポンプと、
機関停止後における前記燃料噴射弁の噴孔近傍の温度を推定し、推定された温度が予め設定された参照温度以上となる場合に、機関停止後の所定期間、前記電動ウォーターポンプを作動させる制御部と、
を含む、内燃機関の冷却制御装置。 - 前記制御部は、機関停止から待機時間が経過した後に、前記電動ウォーターポンプの作動を開始させる、請求項1に記載の内燃機関の冷却制御装置。
- 前記制御部は、機関停止時の前記冷却水の温度に基づいて、機関停止後における前記燃料噴射弁の噴孔近傍の温度の推定、前記所定期間の設定、及び前記待機時間の設定の少なくとも一つを行う、請求項1又は2に記載の内燃機関の冷却制御装置。
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