JP2015094264A - Engine cooling control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却水温のフィードバック制御を行うエンジン冷却制御装置に関する。 The present invention relates to an engine cooling control device that performs feedback control of cooling water temperature.
車両等に採用される水冷式エンジンでは、エンジンの内部を通って冷却水を循環させる冷却水回路にラジエーターを迂回するバイパス水路を設け、ラジエーターに送られる冷却水の流量をサーモスタットにより増減することで、冷却水温を調整している。そして近年、こうしたエンジン冷却システムのサーモスタットとして、その動作をより自在に制御可能な電子制御サーモスタットの採用が進められている。電子制御サーモスタットとしては、サーモワックスが封入された感温部、その感温部の体積膨張に応じてリフトされる弁体、及び感温部のサーモワックスを加熱する電気式のヒーターを備えたものが知られている。 In a water-cooled engine used in vehicles, etc., a bypass water passage that bypasses the radiator is provided in a cooling water circuit that circulates the cooling water through the inside of the engine, and the flow rate of the cooling water sent to the radiator is increased or decreased by a thermostat. The cooling water temperature is adjusted. In recent years, the use of electronically controlled thermostats capable of more freely controlling the operation of such engine cooling system thermostats has been promoted. As an electronically controlled thermostat, a thermosensitive part in which thermowax is enclosed, a valve body that is lifted according to the volume expansion of the thermosensitive part, and an electric heater that heats the thermosensitive part of the thermosensitive part It has been known.
従来、そうした電子制御サーモスタットを備えるエンジン冷却制御装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。同文献に記載の冷却制御装置では、ヒーターの通電電力を冷却水温と目標水温との差に応じてフィードバック補正することで、電子制御サーモスタットの弁体の開弁特性のばらつきによる冷却水温の制御性の悪化を抑えるようにしている。 Conventionally, as an engine cooling control device provided with such an electronically controlled thermostat, a device described in Patent Document 1 is known. In the cooling control device described in the same document, feedback control of the heater energization power according to the difference between the cooling water temperature and the target water temperature enables feedback control of the cooling water temperature due to variations in the valve opening characteristics of the valve body of the electronically controlled thermostat. I try to suppress the deterioration.
こうした電子制御サーモスタットでは、ヒーターへの電力供給の開始からサーモワックスの温度が上昇するまでにある程度の時間がかかるため、冷却水温制御の応答性は、比較的低いものとなる。そこで、特許文献２に見られるように、電子制御サーモスタットに加え、エンジンの内部を通って循環される冷却水の流量（以下、ポンプ流量と記載する）を変更可能な電動ウォーターポンプを備え、応答性が特に求められる場面では、ポンプ流量の調整によって冷却水温を調整するエンジン冷却制御装置も提案されている。 In such an electronically controlled thermostat, it takes a certain amount of time from the start of power supply to the heater until the temperature of the thermowax rises, so the responsiveness of the cooling water temperature control is relatively low. Therefore, as seen in Patent Document 2, in addition to an electronically controlled thermostat, an electric water pump that can change the flow rate of cooling water circulated through the interior of the engine (hereinafter referred to as pump flow rate) is provided. An engine cooling control device that adjusts the cooling water temperature by adjusting the pump flow rate has also been proposed in situations where performance is particularly required.
ところで、電動ウォーターポンプのポンプ流量の増大による冷却水温の低下には、電子制御サーモスタットのヒーターへの電力供給による冷却水温の低下よりも、多大な電力が必要となる。そのため、電動ウォーターポンプにより冷却水温を調整する場合には、冷却水温のフィードバック制御に費やされる電力の消費量が増大して、発電負荷の増大によるエンジンの燃費損失の増加を招く虞がある。 Incidentally, a reduction in the cooling water temperature due to an increase in the pump flow rate of the electric water pump requires a larger amount of power than a reduction in the cooling water temperature due to the power supply to the heater of the electronically controlled thermostat. Therefore, when the cooling water temperature is adjusted by the electric water pump, the amount of power consumed for feedback control of the cooling water temperature increases, which may increase the fuel consumption loss of the engine due to an increase in power generation load.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、冷却水温制御の応答性の確保とエンジンの燃費損失の抑制とを好適に両立することのできるエンジン冷却制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is an engine cooling control capable of suitably achieving both ensuring the responsiveness of the cooling water temperature control and suppressing the fuel consumption loss of the engine. To provide an apparatus.
上記課題を解決するエンジン冷却制御装置は、電動ウォーターポンプ、電子制御サーモスタット、ヒーター制御手段、およびポンプ制御手段を備える。電動ウォーターポンプは、エンジンの内部を通って冷却水を循環させるとともに、その循環される冷却水の流量を変更可能とされている。また、電子制御サーモスタットは、ラジエーターを通過する流路を通って前記冷却水を循環させるか、該ラジエーターを通過しない流路を通って前記冷却水を循環させるかを切り換えるための弁体、およびその弁体の開弁量を調整するためのヒーターを有する。さらに、ヒーター制御手段は、エンジンの運転状態に応じて前記ヒーターの通電電力を制御して、前記弁体の開弁量を調整することで、冷却水温を目標値に制御し、ポンプ制御手段は、エンジンの運転状態に応じて電動ウォーターポンプの駆動電力を制御して、該電動ウォーターポンプから吐出される冷却水の流量を調整する。そして、上記エンジン冷却制御装置では、エンジンの運転状態に応じて設定したヒーターの通電電力を、冷却水温の検出値とその目標値との偏差に応じて補正するとともに、エンジン通過前後の冷却水温の差である出入口水温差の現在値とその基準値との偏差に応じて更に補正するように、ヒーター制御手段を構成している。 An engine cooling control apparatus that solves the above problems includes an electric water pump, an electronically controlled thermostat, a heater control means, and a pump control means. The electric water pump circulates the cooling water through the inside of the engine and can change the flow rate of the circulating cooling water. The electronic control thermostat includes a valve body for switching between circulating the cooling water through a flow path passing through a radiator or circulating the cooling water through a flow path not passing through the radiator, and A heater for adjusting the valve opening amount of the valve body is provided. Furthermore, the heater control means controls the cooling water temperature to the target value by controlling the energization power of the heater according to the operating state of the engine and adjusting the valve opening amount of the valve body, and the pump control means The driving power of the electric water pump is controlled according to the operating state of the engine to adjust the flow rate of the cooling water discharged from the electric water pump. The engine cooling control device corrects the energization power of the heater set according to the operating state of the engine according to the deviation between the detected value of the cooling water temperature and the target value, and the cooling water temperature before and after passing through the engine. The heater control means is configured to further correct according to the deviation between the current value of the inlet / outlet water temperature difference, which is the difference, and its reference value.
電動ウォーターポンプおよび電子制御サーモスタットを有するエンジン冷却制御装置では、電動ウォーターポンプから吐出される冷却水の流量が増減されると、エンジン通過中の冷却水温の上昇量、すなわちエンジン通過前後の冷却水温の差（出入口水温差）が変化され、その結果として冷却水温が調整される。一方、電子制御サーモスタットの弁体の開弁量が増減されると、冷却水の全循環量に占めるラジエーターを通過する冷却水流量の比率が変化して、エンジンを出てから再びエンジンに流入するまでの冷却水温の低下量が変化され、その結果として冷却水温が調整される。そのため、電子制御サーモスタットの弁体の開弁が遅れ、主に電動ウォーターポンプの冷却水吐出流量の増大によって目標値への冷却水温の調整が行われているときには、すなわち、冷却水温制御において電動ウォーターポンプが過剰な仕事をしているときには、そうでないときに比して出入口水温差が大きくなる。 In an engine cooling control device having an electric water pump and an electronically controlled thermostat, when the flow rate of the cooling water discharged from the electric water pump is increased or decreased, the amount of increase in the cooling water temperature while passing through the engine, that is, the cooling water temperature before and after passing through the engine is controlled. The difference (inlet / outlet water temperature difference) is changed, and as a result, the cooling water temperature is adjusted. On the other hand, when the valve opening amount of the electronically controlled thermostat is increased or decreased, the ratio of the cooling water flow rate passing through the radiator in the total circulation amount of the cooling water changes, and then flows out into the engine again after leaving the engine. The amount of decrease in the cooling water temperature is changed, and as a result, the cooling water temperature is adjusted. Therefore, when the opening of the valve body of the electronically controlled thermostat is delayed and the cooling water temperature is adjusted to the target value mainly by increasing the cooling water discharge flow rate of the electric water pump, that is, in the cooling water temperature control, When the pump is working excessively, the inlet / outlet water temperature difference is larger than when the pump is not.
上記構成では、ヒーターの通電電力が、冷却水温の検出値とその目標値との偏差に応じて補正されるとともに、エンジン通過前後の冷却水温の差である出入口水温差の現在値とその基準値との偏差に応じて更に補正される。そのため、一時的に電動ウォーターポンプの仕事が過剰となることがあっても、その過剰仕事分は次第に電子制御サーモスタット側に移し変えられるようなり、電動ウォーターポンプの仕事が過剰となった状態は継続されないようになる。よって、電動ウォーターポンプを用いることで冷却水温制御の応答性を確保しながらも、電動ウォーターポンプの仕事が過剰となった状態が継続されないようにすることができる。したがって、上記構成によれば、冷却水温制御の応答性の確保とエンジンの燃費損失の抑制とを好適に両立することができる。 In the above configuration, the energization power of the heater is corrected according to the deviation between the detected value of the cooling water temperature and the target value, and the current value of the inlet / outlet water temperature difference, which is the difference in the cooling water temperature before and after passing through the engine, and its reference value. Is further corrected according to the deviation. Therefore, even if the work of the electric water pump temporarily becomes excessive, the excess work is gradually transferred to the electronic control thermostat, and the state where the work of the electric water pump becomes excessive continues. Will not be. Therefore, the state where the work of the electric water pump becomes excessive can be prevented from being continued while securing the responsiveness of the cooling water temperature control by using the electric water pump. Therefore, according to the said structure, ensuring of the responsiveness of cooling water temperature control and suppression of the fuel consumption loss of an engine can be made to make compatible both suitably.
なお、ポンプ制御手段は、エンジンの運転状態に応じて設定した電動ウォーターポンプの駆動電力を、出入口水温差の現在値とその目標値との比に応じて補正するように構成することができる。そうした場合の出入口水温差の目標値は、エンジン通過後の冷却水温である出口水温の目標値とエンジン通過前の冷却水温である入口水温の現在値との差として求めることができる。そして更に、そうした場合の入口水温の現在値は、出口水温の現在値から出入口水温差の現在値を減算することで求めるようにすることが可能である。 The pump control means can be configured to correct the driving power of the electric water pump set according to the operating state of the engine according to the ratio between the current value of the inlet / outlet water temperature difference and its target value. The target value of the inlet / outlet water temperature difference in such a case can be obtained as the difference between the target value of the outlet water temperature that is the cooling water temperature after passing through the engine and the current value of the inlet water temperature that is the cooling water temperature before passing through the engine. Further, the current value of the inlet water temperature in such a case can be obtained by subtracting the current value of the inlet / outlet water temperature difference from the current value of the outlet water temperature.
以下、エンジン冷却制御装置を具体化した一実施形態を、図１〜図８を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態の冷却制御装置が適用されるエンジンの冷却システムの構成を示している。ここではまず、同図を参照して、そうした冷却システムの構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment embodying an engine cooling control device will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a configuration of an engine cooling system to which the cooling control apparatus of the present embodiment is applied. Here, first, the configuration of such a cooling system will be described with reference to FIG.
同図に示すように、エンジンのシリンダーブロック１０及びシリンダーヘッド１１の内部には、ウォータージャケット１２が形成されている。そして、ウォータージャケット１２に冷却水を導入するための流入口１３がシリンダーブロック１０に、ウォータージャケット１２から冷却水を排出するための排出口１４がシリンダーヘッド１１に、それぞれ設けられている。 As shown in the figure, a water jacket 12 is formed inside the cylinder block 10 and the cylinder head 11 of the engine. An inlet 13 for introducing cooling water into the water jacket 12 is provided in the cylinder block 10, and an outlet 14 for discharging cooling water from the water jacket 12 is provided in the cylinder head 11.
排出口１４には往路水路１５が、流入口１３には復路水路１６が、それぞれ接続されている。復路水路１６には、その流入口１３の近傍の部分に電動ウォーターポンプ１７が設けられている。また、往路水路１５には、その排出口１４の近傍の部分に、ウォータージャケット１２から流出したときの冷却水温、すなわちエンジン通過後の冷却水温（以下、出口水温と記載する）を検出する水温センサー１８が設けられている。そして、これら往路水路１５と復路水路１６は、ラジエーター水路１９及びバイパス水路２０の２つの水路を介して互いに連結されている。 A forward channel 15 is connected to the discharge port 14, and a return channel 16 is connected to the inlet 13. The return water channel 16 is provided with an electric water pump 17 in the vicinity of the inlet 13. A water temperature sensor that detects the cooling water temperature when it flows out of the water jacket 12, that is, the cooling water temperature after passing through the engine (hereinafter referred to as the outlet water temperature), is provided in the vicinity of the discharge port 14 in the outgoing water channel 15. 18 is provided. The forward water channel 15 and the return water channel 16 are connected to each other via two water channels, a radiator water channel 19 and a bypass water channel 20.
電動ウォーターポンプ１７は、ウォータージャケット１２を通って冷却水を循環させるとともに、その循環される冷却水の流量を変更可能に構成されている。具体的には、電動ウォーターポンプ１７への通電電力を増大するほど、電動ウォーターポンプ１７からより多量の冷却水が吐出され、エンジンの内部を通って循環される冷却水の流量が増大される。こうした電動ウォーターポンプ１７には、バッテリーから電力が供給されており、そのバッテリーには、エンジンの動力を利用して発電された電気が蓄えられるようになっている。 The electric water pump 17 is configured to circulate the cooling water through the water jacket 12 and to change the flow rate of the circulated cooling water. Specifically, as the electric power supplied to the electric water pump 17 is increased, a larger amount of cooling water is discharged from the electric water pump 17 and the flow rate of the cooling water circulated through the inside of the engine is increased. Electric power is supplied to the electric water pump 17 from a battery, and electricity generated using the power of the engine is stored in the battery.
ラジエーター水路１９の途中には、大気と冷却水との熱交換により、冷却水を冷却するラジエーター２１が設けられている。また、ラジエーター２１の近傍には、ラジエーター２１に強制的に大気を送るファンユニット２２が設けられている。 A radiator 21 for cooling the cooling water is provided in the middle of the radiator water channel 19 by heat exchange between the air and the cooling water. A fan unit 22 that forcibly sends air to the radiator 21 is provided in the vicinity of the radiator 21.
さらに、ラジエーター水路１９には、その冷却水の流れ方向におけるラジエーター２１の上流に、電子制御サーモスタット２３が設けられている。電子制御サーモスタット２３は、サーモワックスが封入された感温部２３Ａと、その感温部２３Ａの体積膨張に応じてリフトされる弁体２３Ｂを備えている。また、この電子制御サーモスタット２３には、ヒーター２６が内蔵されている。そして、感温部２３Ａに封入されたサーモワックスを、通電に応じたヒーター２６の発熱で加熱できるようになっている。なお、ヒーター２６に対する通電も、上述のバッテリーからの電力供給により行われる。 Further, an electronically controlled thermostat 23 is provided in the radiator water channel 19 upstream of the radiator 21 in the cooling water flow direction. The electronically controlled thermostat 23 includes a temperature sensing part 23A in which a thermo wax is enclosed, and a valve body 23B that is lifted according to the volume expansion of the temperature sensing part 23A. The electronic control thermostat 23 has a built-in heater 26. The thermowax sealed in the temperature sensing portion 23A can be heated by the heat generated by the heater 26 in response to energization. Note that energization of the heater 26 is also performed by supplying power from the battery.
こうした冷却システムは、エンジン制御を司る電子制御ユニット３０により制御されている。電子制御ユニット３０は、エンジン制御にかかる各種演算処理を実行する中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが記憶された読込専用メモリー、中央演算処理装置の演算結果や各センサーの検出結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリーを備えている。電子制御ユニット３０には、上述の水温センサー１８に加え、エンジンの吸入空気量を検出するエアフローメーター３１、エンジンのクランク角及び回転速度を検出するクランク角センサー３２、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサー３３といった、エンジンの運転状態を検出する各種センサーの検出信号が入力されている。なお、電動ウォーターポンプ１７や電子制御サーモスタット２３、ファンユニット２２は、こうした電子制御ユニット３０により駆動制御されている。 Such a cooling system is controlled by an electronic control unit 30 that controls the engine. The electronic control unit 30 is a central processing unit that executes various arithmetic processes related to engine control, a read-only memory that stores control programs and data, arithmetic results of the central processing unit, detection results of each sensor, etc. A random access memory is provided for temporary storage. The electronic control unit 30 detects an air flow meter 31 that detects the intake air amount of the engine, a crank angle sensor 32 that detects the crank angle and the rotational speed of the engine, and an accelerator pedal depression amount in addition to the water temperature sensor 18 described above. Detection signals of various sensors such as an accelerator pedal sensor 33 for detecting the operating state of the engine are input. The electric water pump 17, the electronic control thermostat 23, and the fan unit 22 are driven and controlled by such an electronic control unit 30.
電子制御ユニット３０は、エンジン制御の一環として、冷却システムを循環される冷却水温のフィードバック制御（以下、「水温フィードバック制御」と記載する）を実行する。この水温フィードバック制御は、水温センサー１８により検出される出口水温の現在値（以下、実出口水温Thwと記載する）を、エンジン運転状態に応じて設定される目標出口水温Thwtrgに調整すべく実行される。以下、こうした水温フィードバック制御の詳細を説明する。 The electronic control unit 30 executes feedback control of the cooling water temperature circulated through the cooling system (hereinafter referred to as “water temperature feedback control”) as part of the engine control. This water temperature feedback control is executed to adjust the current value of the outlet water temperature detected by the water temperature sensor 18 (hereinafter referred to as the actual outlet water temperature Thw) to the target outlet water temperature Thwtrg set according to the engine operating state. The Details of such water temperature feedback control will be described below.
上記のような冷却システムでは、ポンプ電力WPduty及びヒーター投入熱量thermoWの操作により、実出口水温Thwの制御が行われる。ポンプ電力WPdutyは、電動ウォーターポンプ１７の駆動電力の制御指令値であり、その増大に応じては、電動ウォーターポンプ１７の吐出する冷却水の流量（ポンプ流量WP）が増大される。一方、ヒーター投入熱量thermoWは、電子制御サーモスタット２３のヒーター２６の通電電力の制御指令値であり、その増大によっては、ヒーター２６の発熱量が増大され、ひいては弁体２３Ｂのリフト量（開弁量）が増大される。すなわち、ポンプ電力WPdutyを増大して電動ウォーターポンプ１７の吐出する冷却水の流量を、ひいてはエンジンを通過する冷却水の流量を増やせば、冷却水がエンジン通過中にエンジンから受ける熱量が同じでも、エンジン通過中の冷却水温の上昇量が小さくなって実出口水温Thwが低下する。また、ヒーター投入熱量thermoWを増大して電子制御サーモスタット２３の弁体２３Ｂのリフト量を増大させれば、ラジエーター２１に分流される冷却水の流量（以下、ラジエーター流量と記載する）が増えて、より多くの冷却水がラジエーター２１で冷却されることになる。そして、ウォータージャケット１２に流入するときの冷却水の温度、すなわちエンジン通過前の冷却水温（以下、入口水温と記載する）が低下する。そのため、入口水温が低下すれば、エンジン通過中の冷却水温の上昇量が同じでも、実出口水温Thwは低下することになる。 In the cooling system as described above, the actual outlet water temperature Thw is controlled by operating the pump power WPduty and the heater input heat amount thermoW. The pump power WPduty is a control command value for the driving power of the electric water pump 17, and the flow rate of the cooling water discharged from the electric water pump 17 (pump flow rate WP) is increased in accordance with the increase. On the other hand, the heater input heat amount thermoW is a control command value of the energization power of the heater 26 of the electronically controlled thermostat 23. The increase in the amount of heat generated by the heater 26 results in an increase in the lift amount (valve opening amount) of the valve body 23B. ) Is increased. That is, if the pump power WPduty is increased to increase the flow rate of the cooling water discharged from the electric water pump 17, and thus the flow rate of the cooling water passing through the engine, even if the amount of heat that the cooling water receives from the engine while passing through the engine is the same, The increase amount of the cooling water temperature while passing through the engine is reduced, and the actual outlet water temperature Thw is lowered. Further, if the heater input heat amount thermoW is increased to increase the lift amount of the valve body 23B of the electronically controlled thermostat 23, the flow rate of cooling water diverted to the radiator 21 (hereinafter referred to as the radiator flow rate) increases. More cooling water is cooled by the radiator 21. And the temperature of the cooling water when flowing into the water jacket 12, that is, the cooling water temperature before passing through the engine (hereinafter referred to as the inlet water temperature) decreases. Therefore, if the inlet water temperature decreases, the actual outlet water temperature Thw will decrease even if the amount of increase in the cooling water temperature during passage through the engine is the same.
こうした水温フィードバック制御では、電動ウォーターポンプ１７及び電子制御サーモスタット２３の双方の働きにより、実出口水温Thwが調整される。ただし、実出口水温Thwの調整における、それら電動ウォーターポンプ１７及び電子制御サーモスタット２３の仕事配分によっては、次の問題が生じる。 In such water temperature feedback control, the actual outlet water temperature Thw is adjusted by the action of both the electric water pump 17 and the electronic control thermostat 23. However, the following problems occur depending on the work distribution of the electric water pump 17 and the electronic control thermostat 23 in the adjustment of the actual outlet water temperature Thw.
図２は、水温フィードバック制御の制御態様の一例を示している。この例では、ポンプ電力WPdutyは、目標出口水温Thwtrgに応じたオープン制御により操作されている。また、ヒーター投入熱量thermoWは、実出口水温Thwと目標出口水温Thwtrgとの偏差ΔThw（＝Thw−Thwtrg）に応じたフィードバック制御により操作されている。 FIG. 2 shows an example of the control mode of the water temperature feedback control. In this example, the pump power WPduty is operated by open control according to the target outlet water temperature Thwtrg. The heater input heat amount thermoW is operated by feedback control according to a deviation ΔThw (= Thw−Thwtrg) between the actual outlet water temperature Thw and the target outlet water temperature Thwtrg.
この場合、目標出口水温Thwtrgが低下されると、実出口水温Thwと目標出口水温Thwtrgとの偏差ΔThwの拡大に応じてヒーター投入熱量thermoWが大幅に増やされる。ただし、ヒーター２６の加熱の開始からサーモワックスの温度が実際に上昇されるようになるまでにはある程度の時間が掛るため、ラジエーター流量が実際に増大されて、実出口水温Thwが低下されるようになるのは、ヒーター投入熱量thermoWの増大から暫く経ってからとなる。そのため、ヒーター投入熱量thermoWのフィードバック制御のみでは、水温フィードバック制御に高い応答性を期待するのは難しい。 In this case, when the target outlet water temperature Thwtrg is lowered, the heater input heat amount thermoW is significantly increased as the deviation ΔThw between the actual outlet water temperature Thw and the target outlet water temperature Thwtrg increases. However, since it takes a certain amount of time from the start of heating of the heater 26 until the temperature of the thermo wax actually increases, the radiator flow rate is actually increased so that the actual outlet water temperature Thw is decreased. It becomes after a while from the increase of the heater input heat amount thermoW. Therefore, it is difficult to expect high responsiveness to the water temperature feedback control only by the feedback control of the heater input heat amount thermoW.
図３は、ポンプ流量WPの増大及びヒーター投入熱量thermoWの双方を、目標出口水温Thwtrgと実出口水温Thwとの偏差ΔThwに応じたフィードバック制御により操作する場合の水温フィードバック制御の制御態様の一例を示している。この場合には、目標出口水温Thwtrgの低下に応じて、ポンプ電力WPduty及びヒーター投入熱量thermoWの双方が大幅に増やされる。上述のように、ヒーター投入熱量thermoWの増大からラジエーター流量の実際の増大までには、暫く時間を要するが、ポンプ流量WPは、ポンプ電力WPdutyの増大後、比較的速やかに増大される。そのため、目標出口水温Thwtrgの低下直後の実出口水温Thwの低下は、主にポンプ流量WPの増大によってなされることになる。なお、電動ウォーターポンプ１７の応答性は、電子制御サーモスタット２３の応答性よりも高いため、この場合の水温フィードバック制御の応答性は高くなる。 FIG. 3 shows an example of the control mode of the water temperature feedback control when both the increase of the pump flow rate WP and the heater input heat amount thermoW are operated by feedback control according to the deviation ΔThw between the target outlet water temperature Thwtrg and the actual outlet water temperature Thw. Show. In this case, both the pump power WPduty and the heater input heat amount thermoW are greatly increased as the target outlet water temperature Thwtrg decreases. As described above, it takes a while from the increase in the heater input heat amount thermoW to the actual increase in the radiator flow rate, but the pump flow rate WP is increased relatively quickly after the increase in the pump power WPduty. Therefore, the decrease in the actual outlet water temperature Thw immediately after the decrease in the target outlet water temperature Thwtrg is mainly caused by the increase in the pump flow rate WP. In addition, since the responsiveness of the electric water pump 17 is higher than the responsiveness of the electronic control thermostat 23, the responsiveness of the water temperature feedback control in this case becomes high.
ただし、こうした場合には、ラジエーター流量が実際に増大される前に実出口水温Thwが目標出口水温Thwtrgに到達し、ヒーター投入熱量thermoWが「０」となる。そのため、目標出口水温Thwtrgに到達後のポンプ電力WPdutyの値は、図２の場合よりも大きくなる。一方、ヒーター投入熱量thermoWの増大によるラジエーター流量の増大は、比較的少ない電力で行うことが可能であるが、ポンプ電力WPdutyの増大によるポンプ流量WPの増大には、多大な電力が必要となる。そのため、この場合には、低下後の実出口水温Thwの維持に必要な電力消費が増し、その消費分を補うためにエンジンの発電負荷が増加するため、水温フィードバック制御によるエンジンの燃費損失が大きくなってしまう。 In such a case, however, the actual outlet water temperature Thw reaches the target outlet water temperature Thwtrg before the radiator flow rate is actually increased, and the heater input heat amount thermoW becomes “0”. Therefore, the value of the pump power WPduty after reaching the target outlet water temperature Thwtrg is larger than in the case of FIG. On the other hand, an increase in the radiator flow rate due to an increase in the heater input heat amount thermoW can be performed with a relatively small amount of electric power, but an increase in the pump flow rate WP due to an increase in the pump power WPduty requires a large amount of electric power. Therefore, in this case, the power consumption necessary to maintain the actual outlet water temperature Thw after the decrease increases, and the engine power generation load increases to compensate for the consumption. turn into.
このように水温フィードバック制御における実出口水温Thwの低下にあたってのポンプ流量WPの増大、及びラジエーター流量の増大の比重の置き方が不適切であると、水温フィードバック制御の応答性の悪化、若しくはエンジンの燃費損失の増大のいずれかを招いてしまう。そこで、本実施形態では、それらの両立を図るべく、以下の態様で水温フィードバック制御を行うようにしている。 As described above, if the specific gravity of the increase of the pump flow rate WP and the increase of the radiator flow rate when the actual outlet water temperature Thw is decreased in the water temperature feedback control is inappropriate, the response of the water temperature feedback control is deteriorated, or the engine One of the increase of fuel consumption loss will be invited. Therefore, in the present embodiment, the water temperature feedback control is performed in the following manner in order to achieve both of them.
（ヒーター投入熱量thermoWの算出）
図４に、本実施形態のエンジン冷却制御装置で実行される水温フィードバック制御でのヒーター投入熱量thermoWの算出に用いられる投入熱量算出ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、定時割り込み処理として、電子制御ユニット３０により周期的に実行される。
(Calculation of heater input heat amount thermoW)
FIG. 4 shows a flowchart of an input heat amount calculation routine used for calculating the heater input heat amount thermoW in the water temperature feedback control executed by the engine cooling control apparatus of the present embodiment. The routine process is periodically executed by the electronic control unit 30 as a scheduled interrupt process.
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、ヒーターオフ条件の成立の有無が確認される。ヒーターオフ条件は、ヒーター２６の通電の強制遮断の実行条件であり、ポンプ流量WPが「０」で、かつ目標出口水温Thwtrgが既定値α未満であるときに成立する。なお、目標出口水温Thwtrgは、水温フィードバック制御における冷却水温（実出口水温Thw）の目標値であり、その値は、エンジン負荷KL及びエンジン回転速度NEに基づいて算出される。なお、本実施形態では、高負荷運転時には、エンジンのシリンダー壁面の温度を下げてノッキングの発生を抑えるため、目標出口水温Thwtrgの値を、低、中負荷運転時よりも小さい値に設定している。 When the processing of this routine is started, first, in step S100, it is confirmed whether or not the heater-off condition is satisfied. The heater-off condition is a condition for forcibly shutting off the energization of the heater 26, and is satisfied when the pump flow rate WP is “0” and the target outlet water temperature Thwtrg is less than the predetermined value α. The target outlet water temperature Thwtrg is a target value of the cooling water temperature (actual outlet water temperature Thw) in the water temperature feedback control, and the value is calculated based on the engine load KL and the engine rotational speed NE. In this embodiment, during high load operation, the target outlet water temperature Thwtrg is set to a smaller value than during low and medium load operation in order to reduce the temperature of the cylinder wall surface of the engine and suppress the occurrence of knocking. Yes.
ここで、ヒーターオフ条件が成立していれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０１に進められ、そのステップＳ１０１において、ヒーター２６の通電電力の制御指令値であるヒーター投入熱量thermoWの値が「０」に設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、ヒーターオフ条件が不成立であれば（Ｓ１００：ＮＯ）、ステップＳ１０２に処理が進められ、そのステップＳ１０２からステップＳ１０８の処理を通じてヒーター投入熱量thermoWの値が設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 If the heater-off condition is satisfied (S100: YES), the process proceeds to step S101. In step S101, the value of the heater input heat amount thermoW that is the control command value of the energization power of the heater 26 is “ After being set to “0”, the current routine is terminated. On the other hand, if the heater-off condition is not satisfied (S100: NO), the process proceeds to step S102, and the value of the heater input heat amount thermoW is set through the process from step S102 to step S108. Processing is terminated.
ステップＳ１０２に処理が進められると、そのステップＳ１０２において、ベース出入口水温差DTbaseが算出される。ベース出入口水温差DTbaseは、現在のエンジンの運転状態で冷却システムに基準流量の冷却水を循環させた状態を定常的に継続したときに生じる出入口水温差の想定値である。このベース出入口水温差DTbaseの値は、単位時間当りの燃料消費量である燃料流量GFに基づいて算出される。 When the process proceeds to step S102, the base inlet / outlet water temperature difference DTbase is calculated in step S102. The base inlet / outlet water temperature difference DTbase is an estimated value of the inlet / outlet water temperature difference that occurs when the state in which the cooling water of the reference flow rate is circulated through the cooling system in the current engine operating state is continually maintained. The value of the base inlet / outlet water temperature difference DTbase is calculated based on the fuel flow rate GF that is the fuel consumption per unit time.
図５に、ベース出入口水温差DTbaseと燃料流量GFとの関係を示す。燃料流量GFが多く、エンジンの発熱量が大きいときには、エンジンを通過する冷却水の受熱量も大きくなる。そのため、同図に示すように、ベース出入口水温差DTbaseは、燃料流量GFの増加に応じて大きい値に設定される。 FIG. 5 shows the relationship between the base inlet / outlet water temperature difference DTbase and the fuel flow rate GF. When the fuel flow rate GF is large and the heat generation amount of the engine is large, the heat receiving amount of the cooling water passing through the engine is also large. Therefore, as shown in the figure, the base inlet / outlet water temperature difference DTbase is set to a large value as the fuel flow rate GF increases.
続くステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で算出したベース出入口水温差DTbaseと現状のポンプ流量WPとに基づき、エンジン通過前後の冷却水の温度差の現在値である実出入口水温差DTengが求められる。ここでは、ポンプ流量WPに基づき算出された流量補正係数KWPを上述のベース出入口水温差DTbaseに積算した値を実出入口水温差DTengとして求めている。 In subsequent step S103, based on the base inlet / outlet water temperature difference DTbase calculated in step S102 and the current pump flow rate WP, the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng, which is the current value of the temperature difference of the coolant before and after passing through the engine, is obtained. Here, a value obtained by adding the flow rate correction coefficient KWP calculated based on the pump flow rate WP to the above-described base inlet / outlet water temperature difference DTbase is obtained as the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng.
図６に、ポンプ流量WPと流量補正係数KWPとの関係を示す。エンジン通過中に冷却水がエンジンから受ける熱量が同じであれば、エンジンを通過する冷却水の流量が、ひいてはエンジンを通過する冷却水の熱容量が増すほど、エンジン通過前後の冷却水温の上昇量は小さくなる。そのため、流量補正係数KWPの値は、ポンプ流量WPが多くなるほど、小さい値が設定される。なお、同図に示すように、流量補正係数KWPの値は、ポンプ流量WPが基準流量のときに「１」となるように設定される。 FIG. 6 shows the relationship between the pump flow rate WP and the flow rate correction coefficient KWP. If the amount of heat that the cooling water receives from the engine while passing through the engine is the same, the amount of increase in the cooling water temperature before and after the passage of the engine increases as the flow rate of the cooling water that passes through the engine increases. Get smaller. Therefore, the value of the flow rate correction coefficient KWP is set to a smaller value as the pump flow rate WP increases. As shown in the figure, the value of the flow rate correction coefficient KWP is set to “1” when the pump flow rate WP is the reference flow rate.
次のステップＳ１０４では、実出口水温Thwから実出入口水温差DTengを減算した値が、入口水温の現在値である実入口水温Thwin（＝Thw−DTeng）として算出される。また、次のステップＳ１０５では、目標出口水温Thwtrgから出入口水温差の基準値である基準出入口水温差DTを減算することで、入口水温の目標値である目標入口水温Thwintrg（＝Thwtrg−DT）が求められる。基準出入口水温差DTは、冷却システムに基準流量の冷却水を循環させた状態を定常的に継続したときに生じる出入口水温差を示し、本実施形態のエンジン冷却制御装置では、その値は定数とされている。 In the next step S104, a value obtained by subtracting the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng from the actual outlet water temperature Thw is calculated as the actual inlet water temperature Thwin (= Thw−DTeng) which is the current value of the inlet water temperature. In the next step S105, the target inlet water temperature Thwintrg (= Thwtrg−DT) which is the target value of the inlet water temperature is obtained by subtracting the reference inlet / outlet water temperature difference DT which is the reference value of the inlet / outlet water temperature difference from the target outlet water temperature Thwtrg. Desired. The reference inlet / outlet water temperature difference DT indicates the inlet / outlet water temperature difference that occurs when the state in which the reference flow rate of cooling water is circulated through the cooling system is continually maintained. In the engine cooling control device of this embodiment, the value is a constant. Has been.
次のステップＳ１０５では、実入口水温Thwinと目標入口水温Thwintrgとの差（＝Thwin−Thwintrg）に、規定の比例ゲインGpを乗算した値として比例補正量thermoPが算出される。また、続くステップＳ１０６では、比例補正量thermoPの積算値に規定の積分ゲインGiを乗算した値として積分補正量thermoIが算出される。そしてステップＳ１０７では、比例補正量thermoP及び積分補正量thermoIの和に、ポンプ流量WPに応じて設定されるフィードバックゲインGfbを乗算した値としてヒーター投入熱量thermoWが算出される。 In the next step S105, the proportional correction amount thermoP is calculated as a value obtained by multiplying the difference between the actual inlet water temperature Thwin and the target inlet water temperature Thwintrg (= Thwin−Thwintrg) by a specified proportional gain Gp. In the subsequent step S106, the integral correction amount thermoI is calculated as a value obtained by multiplying the integral value of the proportional correction amount thermoP by a specified integral gain Gi. In step S107, the heater input heat amount thermoW is calculated as a value obtained by multiplying the sum of the proportional correction amount thermoP and the integral correction amount thermoI by the feedback gain Gfb set according to the pump flow rate WP.
なお、上述のように、実入口水温Thwinの値は、実出口水温Thwから実出入口水温差DTengを減算することで求められ、目標入口水温Thwintrgの値は、目標出口水温Thwtrgから基準出入口水温差DTを減算することで求められている。よって、下式の通り、比例補正量thermoPの算出に際して比例ゲインGpに乗算される値、すなわち実入口水温Thwinと目標入口水温Thwintrgとの差（＝Thwin−Thwintrg）とは要するに、次の（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ記載した２つの差分値を加算した値である。（Ａ）出口水温の現在値（実出口水温Thw）とその目標値（目標出口水温Thwtrg）との偏差。（Ｂ）エンジン通過前後の冷却水温の差である出入口水温差の現在値（実出入口水温差DTeng）とその基準値（基準出入口水温差DT）との偏差。ちなみに、実出入口水温差DTengと基準出入口水温差DTとの偏差は、現状の冷却水フィードバック制御において、実出口水温Thwの低下のために電動ウォーターポンプ１７が行っている仕事のうち、本来必要とされる以上に電動ウォーターポンプ１７が行っている仕事分（過剰仕事分）に相当している。 As described above, the value of the actual inlet water temperature Thwin is obtained by subtracting the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng from the actual outlet water temperature Thw, and the target inlet water temperature Thwintrg is calculated from the target outlet water temperature Thwtrg. It is calculated by subtracting DT. Therefore, as the following equation, the value multiplied by the proportional gain Gp when calculating the proportional correction amount thermoP, that is, the difference between the actual inlet water temperature Thwin and the target inlet water temperature Thwintrg (= Thwin−Thwintrg) is basically the following (A ) And (B) are values obtained by adding two difference values respectively described. (A) Deviation between the current value of the outlet water temperature (actual outlet water temperature Thw) and its target value (target outlet water temperature Thwtrg). (B) Deviation between the current value of the inlet / outlet water temperature difference (actual inlet / outlet water temperature difference DTeng), which is the difference in cooling water temperature before and after passing through the engine, and its reference value (reference inlet / outlet water temperature difference DT). Incidentally, the deviation between the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng and the reference inlet / outlet water temperature difference DT is originally necessary among the work performed by the electric water pump 17 to reduce the actual outlet water temperature Thw in the current cooling water feedback control. This corresponds to the work performed by the electric water pump 17 (excess work).
図７に、本実施形態のエンジン冷却制御装置で実行される水温フィードバック制御でのポンプ電力WPdutyの算出に用いられるポンプ電力算出ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、定時割り込み処理として、電子制御ユニット３０により周期的に実行される。
FIG. 7 shows a flowchart of a pump power calculation routine used for calculating the pump power WPduty in the water temperature feedback control executed by the engine cooling control device of the present embodiment. The routine process is periodically executed by the electronic control unit 30 as a scheduled interrupt process.
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、エンジンの暖機が完了しているか否かが判定される。エンジンの暖機は、低温部水温Thwlが規定の暖機判定値を超えていることを条件に完了と判定される。なお、低温部水温Thwlは、ウォータージャケット１２の低温部（例えばシリンダーブロック１０の流入口１３の付近の部分など）における冷却水温を示し、その値は、エンジンの運転状態及び実出口水温Thwの検出結果から推定して求められる。 When the processing of this routine is started, it is first determined in step S200 whether or not the engine has been warmed up. The engine warm-up is determined to be complete on condition that the low temperature water temperature Thwl exceeds a prescribed warm-up determination value. The low temperature water temperature Thwl indicates the cooling water temperature in the low temperature portion of the water jacket 12 (for example, a portion near the inlet 13 of the cylinder block 10), and the value is the detection of the engine operating state and the actual outlet water temperature Thw. Estimated from the results.
ここで暖機が完了していないと判定されれば（Ｓ２００：ＮＯ）、ステップＳ２０１において、電動ウォーターポンプ１７のポンプ流量WPの要求値である要求ポンプ流量WPLの値に未暖機時流量が設定された後、ステップＳ２０５に処理が進められる。未暖機時流量は、エンジンの暖機途上におけるポンプ流量の要求値であり、その値は、低温部水温Thwl、沸騰部水温Thwh及び実出口水温Thwより算出される。ここで、沸騰部水温Thwhは、ウォータージャケット１２において冷却水温が最も高くなる部位（例えばシリンダーヘッド１１の吸排気ポートの間の部分など）の冷却水温を示し、その値は、エンジンの運転状態及び実出口水温Thwから推定して求められる。なお、未暖機時流量は、このときの要求ポンプ流量WPLは、エンジン内に冷却水をより長い時間留め置き、その昇温を効果的に促進可能な極少量のポンプ流量がその値に設定される。 If it is determined that the warm-up has not been completed (S200: NO), in step S201, the unwarmed flow rate is set to the required pump flow rate WPL, which is the required pump flow rate WP of the electric water pump 17. After the setting, the process proceeds to step S205. The unwarmed flow rate is a required value of the pump flow rate during the warming up of the engine, and the value is calculated from the low temperature water temperature Thwl, the boiling water temperature Thwh, and the actual outlet water temperature Thw. Here, the boiling water temperature Thwh indicates the cooling water temperature at a portion (for example, a portion between the intake and exhaust ports of the cylinder head 11) where the cooling water temperature is highest in the water jacket 12, and the value is determined based on the engine operating state and Estimated from actual outlet water temperature Thw. Note that the unwarmed flow rate is the required pump flow rate WPL at this time, which is set to a very small amount of pump flow rate that can effectively accelerate the temperature rise by retaining the coolant in the engine for a longer period of time. The
一方、ステップＳ２００において、暖機が完了していると判定されれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２からステップＳ２０４の処理を通じて要求ポンプ流量WPLが算出される。
すなわち、まずステップＳ２０２において、エンジン運転状態に応じて、ポンプ流量WPのベース値としてのベースポンプ流量WPbaseが算出される。ベースポンプ流量WPbaseの値には、現状の運転条件でエンジンが定常運転された状態において、実出口水温Thwを目標出口水温Thwtrgに維持するために必要なポンプ流量の想定値が設定される。ここでは、エンジン運転状態（エンジン負荷）の指標値として燃料流量GFを用いてベースポンプ流量WPbaseを算出している。そして、燃料流量GFが多いほど、ベースポンプ流量WPbaseに大きい値が設定されるようになっている。
On the other hand, if it is determined in step S200 that the warm-up has been completed (YES), the required pump flow rate WPL is calculated through the processing from step S202 to step S204.
That is, first, in step S202, the base pump flow rate WPbase as the base value of the pump flow rate WP is calculated according to the engine operating state. As the value of the base pump flow rate WPbase, an assumed value of the pump flow rate required to maintain the actual outlet water temperature Thw at the target outlet water temperature Thwtrg is set in a state where the engine is normally operated under the current operating conditions. Here, the base pump flow rate WPbase is calculated using the fuel flow rate GF as an index value of the engine operating state (engine load). The larger the fuel flow rate GF, the larger the base pump flow rate WPbase is set.
次にステップＳ２０３において、目標出口水温Thwtrgから実入口水温Thwinを減算した値として目標出入口水温差DTtrgが算出される。そして、ステップＳ２０４において、目標出入口水温差DTtrgに対する実出入口水温差DTengの比（＝DTeng／DTtrg）をベースポンプ流量WPbaseに乗算した値として、要求ポンプ流量WPLが算出された後、ステップＳ２０５に処理が進められる。 Next, in step S203, the target inlet / outlet water temperature difference DTtrg is calculated as a value obtained by subtracting the actual inlet water temperature Thwin from the target outlet water temperature Thwtrg. In step S204, the required pump flow rate WPL is calculated as a value obtained by multiplying the base pump flow rate WPbase by the ratio of the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng to the target inlet / outlet water temperature difference DTtrg (= DTeng / DTtrg). Is advanced.
ステップＳ２０１又はステップＳ２０４において要求ポンプ流量WPLが算出され、処理がステップＳ２０５に進められると、そのステップＳ２０５において、要求ポンプ流量WPL分の冷却水の吐出に必要なポンプ電力WPdutyが算出される。そしてその後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 When the required pump flow rate WPL is calculated in step S201 or step S204 and the process proceeds to step S205, the pump power WPduty necessary for discharging the coolant corresponding to the required pump flow rate WPL is calculated in step S205. Thereafter, the processing of this routine is terminated.
なお、同図のフローチャートでは省略されているが、沸騰部水温Thwhが極めて高くなっているときには、ポンプ流量WPが最大となるようにポンプ電力WPdutyが設定される。
続いて、以上のように構成された本実施形態の作用を説明する。
Although omitted in the flowchart of FIG. 8, when the boiling water temperature Thwh is extremely high, the pump power WPduty is set so that the pump flow rate WP becomes maximum.
Then, the effect | action of this embodiment comprised as mentioned above is demonstrated.
図８は、本実施形態のエンジン冷却制御装置において実出口水温Thwを低下させるときの水温フィードバック制御の制御態様の一例を示している。
エンジン負荷KLの増大によって目標出口水温Thwtrgが低下されると、実出口水温Thwを低下させるべく、ポンプ電力WPduty及びヒーター投入熱量thermoWの双方が増大される。そしてその後、ポンプ電力WPdutyの増大による実出入口水温差DTengの縮小、及びヒーター投入熱量thermoWの増大による実入口水温Thwinの低下を通じて目標出口水温Thwtrgが低下される。
FIG. 8 shows an example of a control mode of water temperature feedback control when the actual outlet water temperature Thw is lowered in the engine cooling control device of the present embodiment.
When the target outlet water temperature Thwtrg is reduced by increasing the engine load KL, both the pump power WPduty and the heater input heat amount thermoW are increased in order to reduce the actual outlet water temperature Thw. After that, the target outlet water temperature Thwtrg is lowered through the reduction of the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng due to the increase of the pump power WPduty and the decrease of the actual inlet water temperature Thwin due to the increase of the heater input heat amount thermoW.
ただし、上述したように、ヒーター投入熱量thermoWの増大がラジエーター流量の増大に、そしてひいては実入口水温Thwinの低下に反映されるようになるまでには、一定の時間を要する。そのため、目標出口水温Thwtrgの低下から暫くは、主にポンプ電力WPdutyの増大に応じた実出入口水温差DTengの縮小を通じて実出口水温Thwが低下される。 However, as described above, a certain period of time is required until the increase in the heater input heat amount thermoW is reflected in the increase in the radiator flow rate and, in turn, in the decrease in the actual inlet water temperature Thwin. Therefore, for a while after the target outlet water temperature Thwtrg decreases, the actual outlet water temperature Thw decreases mainly through the reduction of the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng corresponding to the increase in the pump power WPduty.
一方、本実施形態のエンジン冷却制御装置では、実出口水温Thwと目標出口水温Thwtrgとの差に、基準出入口水温差DTと実出入口水温差DTengとの差を加算した値が小さくなるように、ヒーター投入熱量thermoWのフィードバック制御が行われる。基準出入口水温差DTと実出入口水温差DTengとの差は、実出口水温Thwにかかる電動ウォーターポンプ１７の過剰仕事分に相当する。そのため、電動ウォーターポンプ１７の過剰仕事分が、電子制御サーモスタット２３の仕事へと次第に移し替えられるようになり、より電力消費の多い電動ウォーターポンプ１７が必要以上に駆動されることが抑えられるようになる。 On the other hand, in the engine cooling control device of this embodiment, the value obtained by adding the difference between the reference inlet / outlet water temperature difference DT and the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng to the difference between the actual outlet water temperature Thw and the target outlet water temperature Thwtrg is reduced. Feedback control of the heat input thermoW thermoW is performed. The difference between the reference inlet / outlet water temperature difference DT and the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng corresponds to the excess work of the electric water pump 17 applied to the actual outlet water temperature Thw. Therefore, the excess work of the electric water pump 17 is gradually transferred to the work of the electronic control thermostat 23 so that the electric water pump 17 with higher power consumption can be prevented from being driven more than necessary. Become.
なお、こうした本実施形態では、電子制御ユニット３０により実行される投入熱量算出ルーチンの処理が、上記ヒーター制御手段が行う処理に相当する。また、同じく電子制御ユニット３０により実行されるポンプ電力算出ルーチンの処理が、上記ポンプ制御手段が行う処理に相当する。 In this embodiment, the process of the input heat amount calculation routine executed by the electronic control unit 30 corresponds to the process performed by the heater control means. Similarly, the process of the pump power calculation routine executed by the electronic control unit 30 corresponds to the process performed by the pump control means.
以上説明した本実施形態のエンジン冷却制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ポンプ電力WPdutyを制御して、電動ウォーターポンプ１７のポンプ流量WPを調整すること、及びヒーター投入熱量thermoWを制御して、電子制御サーモスタット２３の弁体２３Ｂの開弁量を調整することで、冷却水温（実出口水温Thw）を目標値（目標出口水温Thwtrg）に制御している。そして、ヒーター投入熱量thermoWを、冷却水温の現在値（実出口水温Thw）とその目標値（目標出口水温Thwtrg）との偏差に応じて補正するとともに、エンジン通過前後の冷却水温の差である出入口水温差の現在値（実出入口水温差DTeng）とその基準値（基準出入口水温差DT）との偏差に応じて更に補正している。そのため、一時的に電動ウォーターポンプ１７の仕事が過剰となることがあっても、その過剰仕事分は次第に電子制御サーモスタット２３側に移し変えられるようなり、電動ウォーターポンプ１７の仕事が過剰となった状態は継続されないようになる。よって、電動ウォーターポンプ１７を用いることで冷却水温制御の応答性を確保しながらも、電動ウォーターポンプ１７の仕事が過剰となった状態が継続されないようにすることができる。したがって、冷却水温制御の応答性の確保とエンジンの燃費損失の抑制とを好適に両立することができる。
According to the engine cooling control apparatus of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the pump power WPduty is controlled to adjust the pump flow rate WP of the electric water pump 17, and the heater input heat amount thermoW is controlled to open the valve body 23B of the electronically controlled thermostat 23. The cooling water temperature (actual outlet water temperature Thw) is controlled to the target value (target outlet water temperature Thwtrg) by adjusting the amount. The heater input heat amount thermoW is corrected according to the deviation between the current value of the cooling water temperature (actual outlet water temperature Thw) and its target value (target outlet water temperature Thwtrg), and the inlet / outlet is the difference in cooling water temperature before and after passing through the engine. Further correction is made according to the deviation between the current value of the water temperature difference (actual inlet / outlet water temperature difference DTeng) and its reference value (reference inlet / outlet water temperature difference DT). Therefore, even if the work of the electric water pump 17 temporarily becomes excessive, the excess work is gradually transferred to the electronic control thermostat 23 side, and the work of the electric water pump 17 becomes excessive. The state will not continue. Therefore, the state where the work of the electric water pump 17 becomes excessive can be prevented from being continued while the responsiveness of the cooling water temperature control is secured by using the electric water pump 17. Therefore, it is possible to suitably achieve both ensuring the responsiveness of the coolant temperature control and suppressing the fuel consumption loss of the engine.
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、基準出入口水温差DTを定数としていたが、エンジン運転状態に応じてその値を可変設定するようにしても良い。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the reference inlet / outlet water temperature difference DT is a constant, but the value may be variably set according to the engine operating state.
・上記実施形態では、電動ウォーターポンプ１７の過剰仕事分DTthermoと、目標出口水温Thwtrgと実出口水温Thwとの偏差ΔThwとの和に基づき、ヒーター投入熱量thermoWの比例補正量thermoP及び積分補正量thermoIを設定している。そしてこれにより、過剰仕事分DTthermoを電子制御サーモスタット２３の通電電力に反映させていた。こうした過剰仕事分DTthermoの電子制御サーモスタット２３の通電電力への反映を、別の態様で行うようにしても良い。例えば、比例補正量thermoP及び積分補正量thermoIは、目標出口水温Thwtrgと実出口水温Thwとの偏差ΔThwのみに基づき設定し、ヒーター投入熱量thermoWの算出に際して、過剰仕事分DTthermoに応じた補正をそれらとは別途に行うようにするようにしても良い。 In the above embodiment, based on the sum of the excess work DTthermo of the electric water pump 17 and the deviation ΔThw between the target outlet water temperature Thwtrg and the actual outlet water temperature Thw, the proportional correction amount thermoP and the integral correction amount thermoI of the heater input heat amount thermoW Is set. As a result, the excess work DTthermo is reflected in the energization power of the electronic control thermostat 23. The reflection of the excess work DTthermo to the energization power of the electronically controlled thermostat 23 may be performed in another manner. For example, the proportional correction amount thermoP and the integral correction amount thermoI are set based only on the deviation ΔThw between the target outlet water temperature Thwtrg and the actual outlet water temperature Thw, and when calculating the heater input heat amount thermoW, the correction corresponding to the excess work DTthermo is performed. May be performed separately.
・上記実施形態では、ベース出入口水温差DTbaseを燃料流量GFより求めていたが、他のパラメーターから求めるようにしても良い。例えば、エンジン負荷KLとエンジン回転速度NEとを用いてベース出入口水温差DTbaseを求めるようにすることもできる。 In the above embodiment, the base inlet / outlet water temperature difference DTbase is obtained from the fuel flow rate GF, but it may be obtained from other parameters. For example, the base inlet / outlet water temperature difference DTbase can be obtained using the engine load KL and the engine speed NE.
・上記実施形態では、排出口１４の近傍の部分における往路水路１５に水温センサー１８を設置していたが、その位置を適宜変更しても良い。例えば、流入口１３の近傍の部分における復路水路１６に水温センサーを設置したり、流入口１３の近傍の部分における復路水路１６、及び排出口１４の近傍の部分における往路水路１５の双方に水温センサーを設置したりするようにしても良い。なお、流入口１３の近傍のみに水温センサーを設置した場合には、実出口水温Thwを直接検出することはできないが、その水温センサーにより検出される実入口水温Thwinとエンジンの運転状態とから実出口水温Thwを推定して求めることは可能である。 In the above embodiment, the water temperature sensor 18 is installed in the forward water channel 15 in the vicinity of the discharge port 14, but the position thereof may be changed as appropriate. For example, a water temperature sensor is installed in the return water channel 16 in the vicinity of the inlet 13, or the water temperature sensor in both the return water channel 16 in the vicinity of the inlet 13 and the forward water channel 15 in the vicinity of the discharge port 14. Or may be installed. If the water temperature sensor is installed only in the vicinity of the inflow port 13, the actual outlet water temperature Thw cannot be directly detected, but the actual inlet water temperature Thwin detected by the water temperature sensor and the engine operating state are actually detected. It is possible to estimate and obtain the outlet water temperature Thw.
・上記実施形態では、エンジン通過後の冷却水温（実出口水温Thw）を測定し、その測定値とエンジンの運転状態とから実出入口水温差DTengを推定していたが、エンジン通過前の冷却水温（実入口水温Thwin）を測定し、その測定値とエンジンの運転状態とから実出入口水温差DTengを推定して求めることもできる。また、エンジン通過前、通過後の冷却水温をそれぞれ測定し、それらの測定値から実出入口水温差DTengを直接計測することも可能である。 In the above embodiment, the cooling water temperature after passing through the engine (actual outlet water temperature Thw) was measured, and the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng was estimated from the measured value and the operating state of the engine, but the cooling water temperature before passing through the engine The actual inlet / outlet water temperature difference DTeng can be estimated from the measured value and the operating state of the engine. It is also possible to measure the cooling water temperature before and after passage through the engine, and directly measure the actual inlet / outlet water temperature difference DTeng from these measured values.
・上記実施形態では、流入口１３の近傍の部分における復路水路１６に電動ウォーターポンプ１７が設置されていた。また、ラジエーター２１の上流側の部分におけるラジエーター水路１９に電子制御サーモスタット２３が設置されていた。これら電動ウォーターポンプ１７及び電子制御サーモスタット２３の位置を適宜変更しても良い。例えば電動ウォーターポンプ１７を往路水路１５に設置したり、ラジエーター２１の下流側の部分におけるラジエーター水路１９に電子制御サーモスタット２３を設置したりするようにしても良い。 In the above embodiment, the electric water pump 17 is installed in the return water channel 16 in the vicinity of the inflow port 13. In addition, an electronically controlled thermostat 23 was installed in the radiator water channel 19 in the upstream portion of the radiator 21. The positions of the electric water pump 17 and the electronic control thermostat 23 may be changed as appropriate. For example, the electric water pump 17 may be installed in the forward water channel 15, or the electronic control thermostat 23 may be installed in the radiator water channel 19 in the downstream portion of the radiator 21.
１０…シリンダーブロック、１１…シリンダーヘッド、１２…ウォータージャケット、１３…流入口、１４…排出口、１５…往路水路、１６…復路水路、１７…電動ウォーターポンプ、１８…水温センサー、１９…ラジエーター水路、２０…バイパス水路、２１…ラジエーター、２２…ファンユニット、２３…電子制御サーモスタット（２３Ａ…感温部、２３Ｂ…弁体、２６…ヒーター）、３０…電子制御ユニット、３１…エアフローメーター、３２…クランク角センサー、３３…アクセルペダルセンサー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylinder block, 11 ... Cylinder head, 12 ... Water jacket, 13 ... Inlet, 14 ... Discharge port, 15 ... Outbound waterway, 16 ... Return waterway, 17 ... Electric water pump, 18 ... Water temperature sensor, 19 ... Radiator waterway , 20 ... Bypass channel, 21 ... Radiator, 22 ... Fan unit, 23 ... Electronically controlled thermostat (23A ... Temperature sensing part, 23B ... Valve body, 26 ... Heater), 30 ... Electronic control unit, 31 ... Air flow meter, 32 ... Crank angle sensor, 33 ... accelerator pedal sensor.
Claims (4)
ラジエーターを通過する流路を通って前記冷却水を循環させるか、該ラジエーターを通過しない流路を通って前記冷却水を循環させるかを切り換えるための弁体、およびその弁体の開弁量を調整するためのヒーターを有する電子制御サーモスタットと、
前記エンジンの運転状態に応じて前記ヒーターの通電電力を制御して、前記弁体の開弁量を調整することで、冷却水温を目標値に制御するヒーター制御手段と、
前記エンジンの運転状態に応じて前記電動ウォーターポンプの駆動電力を制御して、該電動ウォーターポンプから吐出される冷却水の流量を調整することで、冷却水温を目標値に制御するポンプ制御手段と、
を備えるエンジン冷却制御装置において、
前記ヒーター制御手段は、前記ヒーターの通電電力を、前記冷却水温の検出値とその目標値との偏差に応じて補正するとともに、エンジン通過前後の冷却水温の差である出入口水温差の現在値とその基準値との偏差に応じて更に補正する、
ことを特徴とするエンジン冷却制御装置。 An electric water pump that circulates the cooling water through the inside of the engine and can change the flow rate of the circulating cooling water,
A valve body for switching between circulating the cooling water through a flow path passing through a radiator or circulating the cooling water through a flow path not passing through the radiator, and a valve opening amount of the valve body. An electronically controlled thermostat with a heater to regulate;
Heater control means for controlling the cooling water temperature to a target value by controlling the energization power of the heater according to the operating state of the engine and adjusting the valve opening amount of the valve body;
Pump control means for controlling the cooling water temperature to a target value by controlling the driving power of the electric water pump according to the operating state of the engine and adjusting the flow rate of the cooling water discharged from the electric water pump; ,
An engine cooling control device comprising:
The heater control means corrects the energization power of the heater according to the deviation between the detected value of the cooling water temperature and the target value, and the current value of the inlet / outlet water temperature difference, which is the difference in cooling water temperature before and after passing through the engine, Further correction according to the deviation from the reference value,
An engine cooling control device.
請求項１に記載のエンジン冷却制御装置。 The pump control means corrects the driving power of the electric water pump set according to the operating state of the engine according to a ratio between a current value of the inlet / outlet water temperature difference and a target value thereof,
The engine cooling control device according to claim 1.
請求項２に記載のエンジン冷却制御装置。 The target value of the inlet / outlet water temperature difference is obtained as the difference between the target value of the outlet water temperature, which is the cooling water temperature after passing through the engine, and the current value of the inlet water temperature, which is the cooling water temperature before passing through the engine,
The engine cooling control device according to claim 2.
請求項３に記載のエンジン冷却制御装置。 The current value of the inlet water temperature is obtained by subtracting the current value of the inlet / outlet water temperature difference from the current value of the outlet water temperature.
The engine cooling control device according to claim 3.
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