JP2017067015A - 冷却制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の冷却液の熱交換を行う複数の熱交換器のうち特定の熱交換器での熱交換を、必要に応じて行える冷却制御装置を構成する。【解決手段】内燃機関Eの冷却液を供給するため内燃機関Eで駆動される冷却液ポンプWPを備え、並列的に形成される複数の流路Fの各々に熱交換器を備え、複数の流路Fに供給される冷却液を制御する流量制御バルブVを備え、流量制御バルブVを制御する制御部10を備えた。制御部10は、複数の流路Fのうちの1つに冷却液を供給する第1供給モードと、複数の流路Fのうちの1つに冷却液を供給しつつ、他の1つに冷却液を供給する第2供給モードとの制御を行うと共に、第1供給モードにある状態で一時的に第2供給モードに移行し、第1供給モードに復帰する切換制御を行う。【選択図】図1
Description
本発明は、冷却液を用いて内燃機関の温度管理を行う冷却制御装置に関する。
上記構成の冷却制御装置として特許文献1には、内燃機関の冷却水を循環させるウォータポンプを備え、冷却水が供給されるEGRクーラと、冷却水が供給されるラジエータとを備えた技術が示されている。
この特許文献1では、内燃機関からの冷却水をラジエータに供給する流路にサーモスタットを備えることにより、冷却水の温度が低い場合には、EGRクーラに冷却水を供給しつつ、ラジエータに冷却水を供給しない状態を維持することにより内燃機関の暖機を促進する制御形態が記載されている。
特許文献2には、内燃機関の冷却水を循環させるウォータポンプを備え、冷却水が供給されるEGRクーラと冷却水が供給されるラジエータとを備えた技術が示されている。
この特許文献2では、ウォータポンプが、内燃機関のクランクシャフトからの駆動力が電磁クラッチを介して伝えられるように構成され、このウォータポンプが休止している状態で冷却水の温度が上昇した場合には、ウォータポンプを作動させることでEGRクーラでの冷却水の沸騰を抑制する制御形態が示されている。
内燃機関の冷却液をラジエータ以外にEGRクーラやオイルクーラに供給する構成の冷却制御装置で暖機運転をする場合、エンジンを早期に暖めるためにラジエータに対する冷却液の供給は行わないが、EGRクーラやオイルクーラには冷却液を供給する必要がある。
特許文献1及び特許文献2でも、ラジエータに冷却液を供給しない状況でEGRクーラに冷却液を供給する制御が行われる。また、EGRクーラに冷却液を供給する場合に、EGRクーラの他にオイルクーラに冷却液を供給する制御形態も求められる。
つまり、暖機運転時には、潤滑油の油温が低いことが多く、潤滑油の粘性を低下させる目的から、早期にオイルクーラに冷却液を供給して潤滑油の油温の上昇を図ることも必要とされる。しかしながら、EGRクーラに冷却水を供給する制御を先に行い、冷却水の水温が所定値まで上昇した場合に、オイルクーラに対して冷却水を供給するようにシーケンスを設定した場合には、冷却液の温度が所定値に達するまでオイルクーラに冷却水を供給することができず改善の余地がある。
即ち、内燃機関の冷却液を複数の熱交換器のうち特定のものに供給する状況でも、必要に応じて他の熱交換器に冷却液を供給することが可能な冷却制御装置が求められる。
本発明の特徴は、内燃機関の駆動力で駆動される冷却液ポンプと、
前記冷却液ポンプで送られる冷却液が並列的に供給される複数の流路の各々に備えられる熱交換器と、
複数の前記流路に対する冷却液の流れを制御する流量制御バルブと、
前記流量制御バルブを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記流量制御バルブの制御により、複数の前記流路のうちの1つを構成する第1流路に冷却液を供給する第1供給モードと、前記第1流路に冷却液を供給しつつ、複数の前記流路のうち他の1つを構成する第2流路に冷却液を供給する第2供給モードとの制御を行うと共に、前記第1供給モードにある状態で制御信号に基づいて一時的に第2供給モードに移行し、前記第1供給モードに復帰する切換制御を行う点にある。
前記冷却液ポンプで送られる冷却液が並列的に供給される複数の流路の各々に備えられる熱交換器と、
複数の前記流路に対する冷却液の流れを制御する流量制御バルブと、
前記流量制御バルブを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記流量制御バルブの制御により、複数の前記流路のうちの1つを構成する第1流路に冷却液を供給する第1供給モードと、前記第1流路に冷却液を供給しつつ、複数の前記流路のうち他の1つを構成する第2流路に冷却液を供給する第2供給モードとの制御を行うと共に、前記第1供給モードにある状態で制御信号に基づいて一時的に第2供給モードに移行し、前記第1供給モードに復帰する切換制御を行う点にある。
この構成によると、例えば、冷却液との熱交換を優先的に行うべき熱交換器が第1流路に備えられていても、制御情報を取得した場合には切換制御により、その熱交換器に対する冷却液の供給を継続する状態で第2供給モードに一時的に移行することが可能となり、第2供給モードに移行した後には、第1供給モードに自動復帰するため、第1流路の熱交換器での熱交換の効率を低下させることもない。つまり、切換制御により、常時第2供給モードに移行する場合に比べて、液温の低下を抑制しつつ、第2流路に冷却液を供給し第2流路の熱交換器での熱交換を可能にする。
従って、内燃機関の冷却液を複数の熱交換器のうち特定のものに供給する状況でも、必要に応じて他の熱交換器に冷却液を供給することが可能な冷却制御装置が構成された。
従って、内燃機関の冷却液を複数の熱交換器のうち特定のものに供給する状況でも、必要に応じて他の熱交換器に冷却液を供給することが可能な冷却制御装置が構成された。
本発明は、前記第2流路に備えられた熱交換器で冷却水の熱交換を必要とする要求情報に基づいて前記制御信号が出力されても良い。
これによると、第1供給モードにより所定の熱交換器で熱交換を行う状態であっても、他の熱交換器で熱交換を必要とする要求情報を受けた場合には、当該冷却制御装置において制御信号を生成して第2供給モードに移行し、熱交換を必要とする熱交換器に冷却液を供給することが可能となる。
本発明は、前記制御部は、暖機完了前は前記第1供給モードを実行し、暖機完了後は前記第2供給モードを実行し、前記切換制御では、暖機完了前であっても必要流量の冷却液を第2流路に供給しても良い。
これによると、暖機完了前のように液温が比較的低温である場合には、暖機により冷却液の液温上昇を図りつつ、第1供給モードにより対象とする熱交換器に冷却液を供給する。次に、暖機完了後のように液温が設定値以上に達した場合には、第2供給モードに自動的に移行し、第2流路の熱交換器に冷却液を供給できる。また、暖機完了前であっても、第2流路に対して必要流量の冷却液を供給できる。
本発明は、前記必要流量が、前記第2流路において、前記内燃機関の出口から複数の前記熱交換器のうちの他の1つの出口までに蓄えられる冷却液の液量であっても良い。
これによると、内燃機関の出口から熱交換器の出口に至る流路の存在する冷却液に相当する液量を、その流路に流した場合には、内燃機関の出口に存在する冷却液が、熱交換器の出口に達した時点で、その熱交換器には、内燃機関の出口より内燃機関の内部に存在する冷却液が供給されることになる。従って、必要最低限の流量のみを流すので、第1流路の熱交換器及びエンジン本体の暖機を阻害することなく、第2流路の熱交換器へ内燃機関で加熱された冷却液を供給することができる。
本発明は、前記流量制御バルブが、アクチュエータの駆動力で作動することにより前記第1流路に対するバルブ部の開度を拡大する前記第1供給モードを実現し、前記アクチュエータを更に駆動することにより、前記第1流路に対するバルブ部の開度を全開に維持したまま前記第2流路に対するバルブ部の開度を拡大する前記第2供給モードを実現しても良い。
これによると、開度の調節と、供給モードの切換とを行えるように流量制御バルブを構成することにより、アクチュエータの作動で第1供給モードと第2供給モードとにおける冷却液の流量の調節が可能になると共に、第1供給モードと第2供給モードとの切り換えも可能となる。従って、部品点数の低減も可能となる。
本発明は、複数の前記熱交換器のうちの1つが、前記内燃機関の燃焼ガスの一部が供給されるEGRクーラであり、複数の前記熱交換器のうちの他の1つが、前記内燃機関の潤滑油が潤滑油ポンプにより供給されるオイルクーラであり、
前記制御部は、前記第2供給モードに設定した場合に、前記潤滑油ポンプによる潤滑油の供給量を増大させる制御を行っても良い。
前記制御部は、前記第2供給モードに設定した場合に、前記潤滑油ポンプによる潤滑油の供給量を増大させる制御を行っても良い。
これによると、第1供給モードではEGRクーラにて、温度が低い状態のEGRクーラを冷却液により暖めて、EGR導入できるように暖機し、第2供給モードではEGRクーラの暖機を維持しつつ、オイルクーラにおいて冷却液の熱を潤滑油に与えて潤滑油の粘性の低下を図ることも可能となる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1に示すように、内燃機関としてのエンジンEの冷却水(冷却液の一例)を送るウォータポンプWP(冷却液ポンプの一例)と、並列に形成された複数の流路F(第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3と第4流路F4との上位概念)と、複数の流路Fの各々に備えた熱交換器と、冷却水(冷却液の一例)の流れを制御する流量制御バルブVとで成る冷却回路を有すると共に、流量制御バルブVの開度を設定する制御ユニット10(制御部の一例)を備えて冷却制御装置が構成されている。
〔基本構成〕
図1に示すように、内燃機関としてのエンジンEの冷却水(冷却液の一例)を送るウォータポンプWP(冷却液ポンプの一例)と、並列に形成された複数の流路F(第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3と第4流路F4との上位概念)と、複数の流路Fの各々に備えた熱交換器と、冷却水(冷却液の一例)の流れを制御する流量制御バルブVとで成る冷却回路を有すると共に、流量制御バルブVの開度を設定する制御ユニット10(制御部の一例)を備えて冷却制御装置が構成されている。
この冷却制御装置は、冷却水(冷却液)の水温を水温センサS(液温センサの一例)で検知し、この検知結果に基づいて制御ユニット10が流量制御バルブVを制御することにより、後述する第1供給モードM1と第2供給モードM2とでの熱交換が管理される。
流量制御バルブVで冷却水が制御される熱交換器として、後述するEGRクーラ1と、オイルクーラ2と、ラジエータ3とを備えている。独立して冷却水が制御される熱交換器として、ヒータコア4を備えている。また、ウォータポンプWP(冷却液ポンプ)は、エンジンEのクランクシャフトで駆動されるものであり、流量制御バルブVとエンジンEとの間に配置されている。
冷却制御装置は、乗用車等の車両のエンジンE(内燃機関)の温度管理を行うように構成されている。エンジンEは、シリンダブロックからシリンダヘッドに亘る領域に形成されたウォータジャケットを有している。冷却制御装置は、ウォータジャケットの冷却水を流路Fに送り出し、この冷却水を熱交換器に供給して熱交換した後にウォータポンプWPによりウォータジャケットに戻すように構成されている。また、エンジンEは、出力軸としてのクランクシャフトからの駆動力を変速装置に伝えるように構成されている。尚、エンジンEは、レシプロエンジンに限らず内燃機関全般に用いることが可能である。また、エンジンEは、変速装置に対して直接的に駆動力を作用させる構成に限らず、例えば、ハイブリッド型の車両のように電動モータに駆動力を伝えるものでも良い。
〔流路・熱交換器〕
水温センサSはエンジンEに設けられ、エンジンEから冷却水が送られる主流路FMから分岐する形態で複数の流路Fが形成されている。複数の流路Fとして、第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3と第4流路F4とが形成されている。熱交換器として第1流路F1にEGRクーラ1を備え、第2流路F2にオイルクーラ2を備え、第3流路F3にラジエータ3を備え、第4流路F4にヒータコア4を備えている。
水温センサSはエンジンEに設けられ、エンジンEから冷却水が送られる主流路FMから分岐する形態で複数の流路Fが形成されている。複数の流路Fとして、第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3と第4流路F4とが形成されている。熱交換器として第1流路F1にEGRクーラ1を備え、第2流路F2にオイルクーラ2を備え、第3流路F3にラジエータ3を備え、第4流路F4にヒータコア4を備えている。
エンジンEの排気ガスの一部を取り出し、吸気系に戻すことで排気ガス中の成分の改善や、燃費向上を図る技術をEGR(Exhaust Gas Recirculation )と称しており、EGRクーラ1は、エンジンEから取り出した排気ガスの一部を冷却水で熱交換(冷却)する。
オイルクーラ2は、エンジンEのオイルパン5に貯留される潤滑油がオイルポンプ6(潤滑油ポンプの一例)により供給される構成を有し、冷却水との間で熱交換を行う。オイルクーラ2で熱交換が行われた潤滑油は、弁開閉時期制御装置、あるいは、エンジン各部の潤滑部分に供給される。オイルポンプ6は、2段階以上に油圧レベルを制御可能な可変油圧機械式オイルポンプであり、エンジンEで駆動される。また、オイルクーラ2を通過した潤滑油を送る油路には、油温を検知する油温センサTosが備えられている。
ラジエータ3は、冷却水の放熱を行うことによりエンジンEの温度管理を行う機能を有し、ラジエータファン7により冷却風が供給される。ラジエータファン7は電動モータで構成されるファンモータ7Mで駆動される。ヒータコア4は車両のキャビン等の環境の加熱を行うものである。また、第4流路F4には冷却水の流れを制御する電磁弁8を備えている。
〔流量制御バルブ〕
流量制御バルブVは、バルブケースの内部に回転自在に弁体を収容したロータリ型であり、弁体を回転操作するようにアクチュエータとしての電動モータで成るバルブモータVMと、弁体の回転角を検知するバルブセンサVSとを備えている。バルブセンサVSは、ホール素子やポテンショメータ等で構成され、流量制御バルブVの弁体の回転角を検知することにより、流量制御バルブVにおいて各供給モードでのバルブ部の開度の検知を可能にする。尚、流量制御バルブVは、バルブケースの内部にスライド作動する弁体を収容したスライド作動型を用いても良い。
流量制御バルブVは、バルブケースの内部に回転自在に弁体を収容したロータリ型であり、弁体を回転操作するようにアクチュエータとしての電動モータで成るバルブモータVMと、弁体の回転角を検知するバルブセンサVSとを備えている。バルブセンサVSは、ホール素子やポテンショメータ等で構成され、流量制御バルブVの弁体の回転角を検知することにより、流量制御バルブVにおいて各供給モードでのバルブ部の開度の検知を可能にする。尚、流量制御バルブVは、バルブケースの内部にスライド作動する弁体を収容したスライド作動型を用いても良い。
流量制御バルブVは、第1流路F1を開閉する第1バルブ部V1と、第2流路F2を開閉する第2バルブ部V2と、第3流路F3を開閉する第3バルブ部V3とを有している。この構成の流量制御バルブVで弁体の作動量に対する第1バルブ部V1と、第2バルブ部V2と、第3バルブ部V3とにおける開度を図2に示している。尚、第1バルブ部V1と第2バルブ部V2と第3バルブ部V3とをバルブ部と総称する。
図2には、縦軸に第1バルブ部V1と第2バルブ部V2と第3バルブ部V3との開度を示し(開度はパーセンテージで表している)、横軸に弁体の作動量(回動量)を示している。同図から理解できるように弁体が初期位置にある場合には、第1バルブ部V1と、第2バルブ部V2と、第3バルブ部V3とが閉じ状態となる全閉モードM0となり、第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3とに冷却水は流れない。
次に、全閉モードM0から弁体を開放方向に作動させることにより、第2バルブ部V2と第3バルブ部V3とを閉じ状態に維持した状態で、第1バルブ部V1の開度の調節が可能な第1供給モードM1に移行する。
更に、第1供給モードM1から弁体を、全開状態を超えて開放方向に作動させることにより、第1バルブ部V1の開度を全開に維持した状態で(第3バルブ部V3は閉じ状態に維持される)、第2バルブ部V2の開度の調節が可能な第2供給モードM2に移行する。
そして、第2供給モードM2から弁体を、全開状態を超えて開放方向に作動させることにより、第1バルブ部V1の開度と第2バルブ部V2部の開度とを全開に維持した状態で、第3バルブ部V3の開度の調節が可能な第3供給モードM3に移行する。
特に、この流量制御バルブVでは、第1バルブ部V1の開度が全開に達する以前に第2バルブ部V2で冷却水の供給を行うことはない。これと同様に、第2バルブ部V2の開度が全開に達する以前に第3バルブ部V3で冷却水の供給を行うことはない。
〔制御ユニット・制御形態〕
制御ユニット10は、エンジン全体の管理を行うと共に、エンジンEの稼動時には流量制御バルブVで流路Fに流れる冷却水の水量を制御して熱交換器で交換される熱量の管理を行う。この制御ユニット10での制御形態を図5のフローチャートに示している。また、この制御では、流量制御バルブVの開度(目標開度)が設定された場合には、この開度をバルブセンサVSで検知するようにバルブモータVMが駆動される。
制御ユニット10は、エンジン全体の管理を行うと共に、エンジンEの稼動時には流量制御バルブVで流路Fに流れる冷却水の水量を制御して熱交換器で交換される熱量の管理を行う。この制御ユニット10での制御形態を図5のフローチャートに示している。また、この制御では、流量制御バルブVの開度(目標開度)が設定された場合には、この開度をバルブセンサVSで検知するようにバルブモータVMが駆動される。
つまり、水温センサSで検知される冷却水の水温を取得し、この水温からエンジンEの暖機完了前である場合には、流量制御バルブVを全閉モードM0に維持して暖機運転を行う(#01〜#03ステップ)。
エンジンEの始動直後のようにエンジンEの暖機完了前である場合には、第1バルブ部V1と第2バルブ部V2と第3バルブ部V3とを閉塞することで、冷却水を何れの流路Fにも供給することなく、エンジンEの温度上昇が図られる。
次にエンジンEの暖機が完了し、EGRクーラの暖機完了前である場合には、エンジンEの暖機を継続するものの、EGRクーラ1に冷却水を供給しつつ、水温の上昇に伴い第1バルブ部V1の開度を拡大させる第1供給モードM1での制御が行われる(#04、#05ステップ)。
この第1供給モードM1と、後述する第2供給モードM2と、第3供給モードM3との制御において対応するバルブ部を目標開度に設定する制御では、必要に応じて後述するように冷却水を間欠的に供給する制御が行われる。
また、この第1供給モードM1での制御において、例えば、潤滑油の油温の上昇を必要とする場合には、第1流路F1に冷却水を供給する状態を維持したまま、オイルクーラ2に冷却水を供給するように、一時的に第2バルブ部V2を開放することにより第2供給モードM2が強制的に設定される(#06、#07ステップ)。
このように強制的に第2供給モードM2が設定され第2流路F2に冷却水が供給される場合には、必要流量が供給されるように、第2バルブ部V2の開度と、開放時間とが設定される。必要水量は、第2流路F2において、エンジンEの冷却水の出口(吐出口)からオイルクーラ2の冷却水の出口までの流路Fに蓄えられている水量と略一致する値である。
これにより、第2供給モードM2で必要流量の冷却水が供給された場合、エンジンEの出口よりエンジンEの内部に存在する冷却水がオイルクーラ2に達することになり、必要最低限の流量の冷却水を供給することで冷却水の水温の低下を抑制できるためEGRクーラ1の暖機とオイルクーラ2の暖機とを両立させることができる。尚、図1には主流路FMが長い寸法で描かれているが、現実には比較的短い寸法である。
また、第2供給モードM2で冷却水を供給する場合には、オイルポンプ6の吐出圧を増大することにより、オイルクーラ2において冷却水との間で熱交換されるオイル量の増大が図れる。
次に、EGRクーラ1の暖機が完了した後で、オイルクーラ2の暖機完了前である場合には、EGRクーラ1に冷却水を供給しつつ、更に、オイルクーラ2に対して冷却水が供給される。この供給では、水温の上昇に伴い第2バルブ部V2の開度を拡大させる第2供給モードM2での制御が行われる(#08、#09ステップ)。
この第2供給モードM2では、オイルポンプ6で潤滑油に作用する油圧を複数の何れかに設定した場合に、第2流路F2に供給される冷却水の流量と、潤滑油の油温との関係を図3に示している。同図に示すように、油圧が高く、冷却水と潤滑油との温度差(Δ水温−油温)が大きい程、冷却水の流量を減らす。この冷却水と潤滑油との温度差から、冷却水の目標流量を算出する。これにより、水温と油温との乖離が大きくかつ、油流量が大きいときはオイルクーラ2への通水量を減らすことで、オイルに熱を奪われて、水温が大きく低下することを抑制する。
この後に、冷却水の水温が第2切換値以上に上昇した場合には、EGRクーラ1に冷却水を供給し、オイルクーラ2に冷却水を供給する状態を維持したまま、ラジエータ3に対して冷却水が供給される。この供給では、水温の上昇に伴い第3バルブ部V3の開度を拡大させる第3供給モードM3での制御が行われる(#010ステップ)。
この第3供給モードM3では、エンジンEの温度が冷却を必要とする温度に達しているため、ラジエータ3に冷却水を供給すると共に、低速走行で、かつ、水温が高いときにファンモータ7Mの駆動によりラジエータファン7を駆動して温度管理が行われる。
この第3供給モードM3では、エンジンEの回転数を複数の何れかに設定した場合に、第3バルブ部V3の開度(弁開度)と、冷却水の流量との関係を図4に示している。同図に示す如く、エンジンEが高回転で、弁開度が大きいほど第3流路F3に供給される冷却水の水量が増大する。従って、冷却水の目標流量とエンジンEの回転数とに基づいて第3バルブ部V3の開度を補正する制御が行われる。同図に示す傾向は、第1供給モードM1と第2供給モードM2とにおいても同様に現れるため、これらのモードでも同様の補正が行われる。
尚、ヒータコア4で熱交換を行う場合には、運転者が必要とするタイミングでスイッチ類を操作することにより、電磁弁8が開放するように制御形態が設定されている。
第1供給モードM1と第2供給モードM2と第3供給モードM3とにおいては、バルブ部の開度を設定するだけでなく、必要な場合には、冷却水を間欠的に供給するように制御形態が設定され、その制御形態の概要を図6のフローチャートに示している。また、このように冷却水を間欠的に供給する際の具体例として、第2供給モードM2でのタイミングチャートを図7に示している。
図6のフローチャートに示すように、エンジンEの回転数と、流路Fに供給すべき必要流量とに基づいて通水時間を演算し、このように演算された通水時間だけ冷却水を供給するようにバルブ部を開放し、バルブ部を閉塞する(#101〜#103ステップ)。
この制御の具体形態として、図7のチャートには、第2供給モードM2の第2バルブ部V2を演算時間だけ目標開度に設定した際の制御形態を示している。尚、このように第2バルブ部V2を目標開度に設定する場合に第1バルブ部V1は100%に設定される。
次に、冷却水の水温と、熱交換対象の温度と、熱交換対象の流速とに基づいて閉塞時間を演算し、このように演算された時間だけバルブ部を閉塞する(#104、#105ステップ)。
つまり、冷却水と対象とする熱交換器との間で熱交換を行う場合には、冷却水を間欠的に供給することにより、必要最低限の流量のみ流すので、EGRクーラ1及びエンジンEの暖機を阻害することなく、オイルクーラ2に加熱された冷却水を供給することができる。さらに、バルブ部の開度の設定だけでは、制御しきれない微妙な熱交換の調節を可能にするのである。
次に、演算された時間だけ閉塞した後には、水温と熱交換対象の温度とを取得し、間欠制御の可否を判定し、継続する場合には、#101ステップの制御から制御を再度実行し、制御を行わない場合には、終了する(#106、#107ステップ)。
〔実施形態の作用・効果〕
このように、本構成によるとエンジンEの稼動により冷却水の水温が上昇した場合には、最初に第1流路F1に対して冷却水の供給が開始され、次に第2流路F2に対して冷却水の供給が開始され、この後に第3流路F3に対して冷却水の供給が開始される。これにより、EGRクーラ1においてエンジンEの吸気系に戻される排気ガスの温度管理を行い、次に、オイルクーラ2において潤滑油の温度管理を行い、ラジエータ3において冷却水の温度管理を行える。
このように、本構成によるとエンジンEの稼動により冷却水の水温が上昇した場合には、最初に第1流路F1に対して冷却水の供給が開始され、次に第2流路F2に対して冷却水の供給が開始され、この後に第3流路F3に対して冷却水の供給が開始される。これにより、EGRクーラ1においてエンジンEの吸気系に戻される排気ガスの温度管理を行い、次に、オイルクーラ2において潤滑油の温度管理を行い、ラジエータ3において冷却水の温度管理を行える。
この順序は、エンジンEを良好に稼動させる上で重要となる優先関係に基づいて設定される。しかしながら、例えば、EGRクーラ1に冷却水を供給(第1流路F1に冷却水を供給)する状況において、潤滑油の粘性を低下させる等の目的により潤滑油の油温の上昇を必要とする場合もある。
このようにオイルクーラ2に冷却水を供給する場合に、オイルポンプ6の吐出油圧を上昇させることにより、潤滑油の効率的な温度上昇も実現する。
また、エンジンEの温度管理を行うため電動モータで駆動されるウォータポンプを用いることで冷却水の供給量を高精度で制御することも考えられる。ただし、本構成のように、流量制御バルブVの開度の設定により冷却水の流量を設定するものでは、エンジンEで駆動されるウォータポンプWPを用いることが可能となり低廉化にも繋がる。
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、前記実施形態と共通の番号、符号を付している)。
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、前記実施形態と共通の番号、符号を付している)。
(a)第1供給モードM1にある状況で一時的に第2供給モードM2に移行し、この後に第1供給モードM1に復帰する制御形態として、例えば、比較的短い時間だけ第2供給モードM2に移行する制御を間歇的に複数回行うように制御形態を設定しても良い。
(b)実施形態では、熱交換器としてEGRクーラ1と、オイルクーラ2と、ラジエータ3とを示していたが、これ以外に、ヒータコアや、変速装置のオイルの熱交換を行うものや、過給器のオイルの熱交換を行うもの等を熱交換器として備えても良い。
具体例として、第1供給モードM1でオイルクーラ2に冷却液を供給し、第2供給モードM2でEGRクーラ1に冷却液を供給するように流路Fを構成しても良い。
(c)熱交換器を用いる場合に、熱交換器を配置する複数の流路Fの何れの箇所であっても良い。また、第2流路F2に冷却液が流れる状態を第1供給モードM1とし、第3流路F3に冷却液が流れる状態を第2供給モードM2に設定しても良い。
(d)オイルポンプ6を、電動モータで駆動されるように構成しも良い。このように構成することにより、オイルポンプ6に供給するオイル量の調節を容易に行える。
(e)暖気完了を判断するために、油温を検知しても良い。つまり、検知された油温が設定値を超えた場合に、暖機完了と判断することになる。
本発明は、内燃機関の温度管理を行う冷却液が複数の流路において熱交換器に供給される冷却制御装置に利用することができる。
1 熱交換器・EGRクーラ
2 熱交換器・オイルクーラ
3 熱交換器(ラジエータ)
6 潤滑油ポンプ(オイルポンプ)
10 制御部(制御ユニット)
E 内燃機関(エンジン)
F 流路
F1 第1流路
F2 第2流路
V 流量制御バルブ
V1 バルブ部(第1バルブ部)
V2 バルブ部(第2バルブ部)
V3 バルブ部(第3バルブ部)
VM アクチュエータ(バルブモータ)
WP 冷却液ポンプ(ウォータポンプ)
M1 第1供給モード
M2 第2供給モード
2 熱交換器・オイルクーラ
3 熱交換器(ラジエータ)
6 潤滑油ポンプ(オイルポンプ)
10 制御部(制御ユニット)
E 内燃機関(エンジン)
F 流路
F1 第1流路
F2 第2流路
V 流量制御バルブ
V1 バルブ部(第1バルブ部)
V2 バルブ部(第2バルブ部)
V3 バルブ部(第3バルブ部)
VM アクチュエータ(バルブモータ)
WP 冷却液ポンプ(ウォータポンプ)
M1 第1供給モード
M2 第2供給モード
Claims (6)
- 内燃機関の駆動力で駆動される冷却液ポンプと、
前記冷却液ポンプで送られる冷却液が並列的に供給される複数の流路の各々に備えられる熱交換器と、
複数の前記流路に対する冷却液の流れを制御する流量制御バルブと、
前記流量制御バルブを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記流量制御バルブの制御により、複数の前記流路のうちの1つを構成する第1流路に冷却液を供給する第1供給モードと、前記第1流路に冷却液を供給しつつ、複数の前記流路のうち他の1つを構成する第2流路に冷却液を供給する第2供給モードとの制御を行うと共に、前記第1供給モードにある状態で制御信号に基づいて一時的に第2供給モードに移行し、前記第1供給モードに復帰する切換制御を行う冷却制御装置。 - 前記第2流路に備えられた熱交換器で冷却水の熱交換を必要とする要求情報に基づいて前記制御信号が出力される請求項1に記載の冷却制御装置。
- 前記制御部は、暖機完了前は前記第1供給モードを実行し、暖機完了後は前記第2供給モードを実行し、前記切換制御では、暖機完了前であっても必要流量の冷却液を第2流路に供給する請求項1又は2に記載の冷却制御装置。
- 前記必要流量が、前記第2流路において、前記内燃機関の出口から複数の前記熱交換器のうちの他の1つの出口までに蓄えられる冷却液の液量である請求項3に記載の冷却制御装置。
- 前記流量制御バルブが、アクチュエータの駆動力で作動することにより前記第1流路に対するバルブ部の開度を拡大する前記第1供給モードを実現し、前記アクチュエータを更に駆動することにより、前記第1流路に対するバルブ部の開度を全開に維持したまま前記第2流路に対するバルブ部の開度を拡大する前記第2供給モードを実現する請求項3又は4に記載の冷却制御装置。
- 複数の前記熱交換器のうちの1つが、前記内燃機関の燃焼ガスの一部が供給されるEGRクーラであり、複数の前記熱交換器のうちの他の1つが、前記内燃機関の潤滑油が潤滑油ポンプにより供給されるオイルクーラであり、
前記制御部は、前記第2供給モードに設定した場合に、前記潤滑油ポンプによる潤滑油の供給量を増大させる制御を行う請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷却制御装置。
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JP2020020334A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 車両用冷却システムの制御方法 |
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102359946B1 (ko) * | 2017-09-08 | 2022-02-07 | 현대자동차 주식회사 | 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법 |
EP3534105B1 (en) * | 2018-03-01 | 2020-08-19 | Innio Jenbacher GmbH & Co OG | Control plate for cooling circuit |
KR102496811B1 (ko) * | 2018-08-01 | 2023-02-06 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 냉각 시스템의 제어방법 |
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Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60120344T2 (de) * | 2001-02-12 | 2007-05-24 | Peugeot Citroen Automobiles | Verfahren und Einrichtung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs |
US6668764B1 (en) * | 2002-07-29 | 2003-12-30 | Visteon Global Techologies, Inc. | Cooling system for a diesel engine |
DE10311188B4 (de) * | 2003-03-12 | 2012-10-31 | Att Automotivethermotech Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur bedarfsgerechten Kühlung von Verbrennungskraftmaschinen unter Verwendung eines Bypassventils und mindestens einer Wärmesenke |
JP4134787B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2008-08-20 | 三菱自動車工業株式会社 | 油温制御装置 |
JP5246670B2 (ja) * | 2006-10-27 | 2013-07-24 | アウディー アーゲー | 特に複数の枝管を備えた内燃機関の冷却水循環経路用の回転滑り弁および電気機械組立品 |
JP2010209736A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Toyota Motor Corp | エンジンの暖機制御装置 |
JP5321315B2 (ja) * | 2009-07-23 | 2013-10-23 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関オイル循環量制御装置 |
JP6135256B2 (ja) * | 2012-05-23 | 2017-05-31 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
WO2014192747A1 (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | 日産自動車株式会社 | エンジンの制御装置及び制御方法 |
EP2998536B1 (en) * | 2014-09-18 | 2020-03-04 | Volvo Car Corporation | An arrangement and a control method of an engine cooling system |
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- 2016-09-08 CN CN201680050069.2A patent/CN107923302A/zh active Pending
- 2016-09-08 WO PCT/JP2016/076458 patent/WO2017056904A1/ja active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020020334A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 車両用冷却システムの制御方法 |
JP7253898B2 (ja) | 2018-08-01 | 2023-04-07 | 現代自動車株式会社 | 車両用冷却システムの制御方法 |
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