JP2018048562A - Cooling device for direct-injection engine - Google Patents

Cooling device for direct-injection engine Download PDF

Info

Publication number
JP2018048562A
JP2018048562A JP2016182793A JP2016182793A JP2018048562A JP 2018048562 A JP2018048562 A JP 2018048562A JP 2016182793 A JP2016182793 A JP 2016182793A JP 2016182793 A JP2016182793 A JP 2016182793A JP 2018048562 A JP2018048562 A JP 2018048562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
cooling
amount
cooling water
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016182793A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6687900B2 (en
Inventor
征二 松田
Seiji Matsuda
征二 松田
正幸 加茂
Masayuki Kamo
正幸 加茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2016182793A priority Critical patent/JP6687900B2/en
Publication of JP2018048562A publication Critical patent/JP2018048562A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6687900B2 publication Critical patent/JP6687900B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for a direct-injection engine capable of optimizing cooling of fuel by supplying cooling water to a fuel cooler without excess and shortage and of preventing failure caused by an inappropriate fuel temperature.SOLUTION: Request heat radiation amount Qb to an intercooler 22 is calculated, and based on necessary cooling water amount required to achieve the request heat radiation amount Qb, a drive duty of a water pump 38 is set (S1). When a determination that a fuel temperature Tfd in a delivery pipe 13 exceeds a determination value Tfd0 so as to require cooling is made (S3), request heat radiation amount Qa to a fuel cooler 29 is calculated, and necessary cooling water amount required to achieve the request heat radiation amount Qa is calculated (S5). Based on the necessary cooling water amount, the drive duty of the water pump 38 is calculated, and increase correction of the drive duty in Step S1 only by the drive duty is performed (S6). Corresponding to a ratio of the necessary cooling water amount between the fuel cooler 29 and the intercooler 22, an opening of the flow control valve 37 is set (S7).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、直噴エンジンの冷却装置に係り、詳しくは筒内噴射インジェクタに供給される燃料を冷却する燃料クーラを備えた直噴エンジンの冷却装置に関する。   The present invention relates to a direct-injection engine cooling apparatus, and more particularly, to a direct-injection engine cooling apparatus including a fuel cooler that cools fuel supplied to an in-cylinder injector.

筒内に燃料を噴射する直噴エンジンでは、筒内に臨むようにインジェクタが配置されていることから、筒内の燃焼熱がインジェクタに直接的に伝達される。このためインジェクタが温度上昇してソレノイドの磁界再現性が低下し、燃料噴射量に誤差が生じて気筒間の空燃比にバラツキが生じる可能性がある。
このような課題を鑑みて、インジェクタに供給される燃料を冷却する対策が提案されている。例えば特許文献1に記載の技術では、各気筒のインジェクタに燃料を分配・供給するデリバリパイプにウォータジャケットを設け、ウォータポンプから供給される冷却水をウォータジャケットに流通させるようにして燃料クーラを構成している。そして、この燃料クーラによりデリバリパイプ内の燃料を冷却することでインジェクタの温度上昇の抑制を図っている。
In a direct injection engine that injects fuel into a cylinder, since the injector is disposed so as to face the cylinder, combustion heat in the cylinder is directly transmitted to the injector. As a result, the temperature of the injector rises and the magnetic field reproducibility of the solenoid decreases, and an error occurs in the fuel injection amount, resulting in variations in the air-fuel ratio between the cylinders.
In view of such a problem, measures for cooling the fuel supplied to the injector have been proposed. For example, in the technique described in Patent Document 1, a water jacket is provided in a delivery pipe that distributes and supplies fuel to the injectors of each cylinder, and a fuel cooler is configured such that cooling water supplied from a water pump is circulated through the water jacket. doing. The fuel cooler cools the fuel in the delivery pipe, thereby suppressing the temperature rise of the injector.

特開平5−202821号公報JP-A-5-202821

特許文献1に記載の燃料クーラは、単にウォータジャケットに冷却水を流通させるだけの構成のため、デリバリパイプ内の燃料が受ける冷却作用は、エンジンの運転状態等に関係なく一律のものとなる。しかしながら、エンジンの筒内の燃焼熱は運転状態等に応じて刻々と変化し、それに応じてインジェクタの温度上昇、ひいては温度上昇を抑制するために要求される燃料クーラの放熱量も増減する。特許文献1の技術によれば、冷却水の供給過小による冷却不足を回避するために、インジェクタの温度上昇が最も甚だしい条件を想定して、燃料クーラへの冷却水の供給量(燃料クーラの放熱量)を設定せざるを得ない。   Since the fuel cooler described in Patent Document 1 simply has a configuration in which cooling water is circulated through the water jacket, the cooling action received by the fuel in the delivery pipe is uniform regardless of the operating state of the engine and the like. However, the combustion heat in the cylinder of the engine changes every moment according to the operating state and the like, and accordingly, the temperature rise of the injector, and hence the heat radiation amount of the fuel cooler required for suppressing the temperature rise also increases or decreases. According to the technique of Patent Document 1, in order to avoid insufficient cooling due to insufficient cooling water supply, assuming that the temperature rise of the injector is the most severe, the amount of cooling water supplied to the fuel cooler (releasing the fuel cooler) Amount of heat) must be set.

このため、例えばインジェクタの冷却を要しないエンジン運転状態であっても、燃料クーラに十分な冷却水を供給すべくウォータポンプが駆動され、結果としてモータ駆動であれば無駄な電力消費、エンジン駆動であれば駆動ロス等が生じてしまう。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃料を冷却してインジェクタの温度上昇を抑制する燃料クーラに冷却水を過不足なく供給し、これにより燃料の冷却を最適化して不適切な燃料温度に起因する種々の不具合を未然に防止することができる直噴エンジンの冷却装置を提供することにある。
For this reason, for example, even in an engine operating state that does not require cooling of the injector, the water pump is driven to supply sufficient cooling water to the fuel cooler. If it exists, a drive loss etc. will arise.
The present invention has been made in order to solve such problems. The object of the present invention is to supply cooling water to a fuel cooler that cools the fuel and suppresses the rise in the temperature of the injector. Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling device for a direct injection engine that can optimize the cooling of the fuel and prevent various problems caused by an inappropriate fuel temperature.

上記の目的を達成するため、本発明の直噴エンジンの冷却装置は、筒内に燃料を噴射するインジェクタの燃料経路に配設され、冷却水の流通により前記インジェクタに供給される燃料を冷却する燃料クーラと、前記燃料クーラに供給される冷却水の流量を調整可能な流量調整手段と、直噴エンジンの運転状態に基づき前記インジェクタに供給される燃料の冷却のために前記燃料クーラに要求される放熱量を算出する放熱量算出手段と、前記放熱量算出手段により算出された要求放熱量に基づき前記流量調整手段を制御する冷却制御手段とを備えたことを特徴とする(請求項1)。   In order to achieve the above object, a cooling device for a direct injection engine according to the present invention is disposed in a fuel path of an injector that injects fuel into a cylinder, and cools the fuel supplied to the injector by circulation of cooling water. The fuel cooler, flow rate adjusting means capable of adjusting the flow rate of cooling water supplied to the fuel cooler, and the fuel cooler required for cooling the fuel supplied to the injector based on the operating state of the direct injection engine. And a cooling control means for controlling the flow rate adjusting means on the basis of the required heat release amount calculated by the heat release amount calculation means (claim 1). .

このように構成した直噴エンジンの冷却装置によれば、燃料冷却のための燃料クーラの要求放熱量に基づき流量調整手段を制御するため、燃料クーラに冷却水が過不足なく供給されて燃料の冷却が最適化される。
その他の態様として、前記流量調整手段が、前記燃料クーラに供給される冷却水を吐出するウォータポンプまたは該ウォータポンプから吐出された冷却水の流量を制御する流量制御弁の少なくとも一方であり、前記冷却制御手段が、前記燃料クーラへの要求放熱量に基づき前記ウォータポンプの回転速度または前記流量制御弁の開度を制御することが好ましい(請求項2)。
According to the direct-injection engine cooling apparatus configured as described above, since the flow rate adjusting means is controlled based on the required heat dissipation amount of the fuel cooler for cooling the fuel, the cooling water is supplied to the fuel cooler without excess or deficiency. Cooling is optimized.
As another aspect, the flow rate adjusting means is at least one of a water pump that discharges cooling water supplied to the fuel cooler or a flow rate control valve that controls a flow rate of cooling water discharged from the water pump, It is preferable that the cooling control means controls the rotational speed of the water pump or the opening degree of the flow rate control valve based on the required heat radiation amount to the fuel cooler.

この態様によれば、燃料クーラに要求される放熱量に基づきウォータポンプの回転速度や流量制御弁の開度が制御される。
その他の態様として、前記直噴エンジンにはターボチャージャの水冷式インタクーラが備えられ、前記流量調整手段が、冷却水を吐出するウォータポンプ、及び該ウォータポンプから吐出された冷却水を前記燃料クーラ側と前記インタクーラ側とに任意の比率で分配可能な流量制御弁であり、前記冷却制御手段が、前記燃料クーラ及び前記インタクーラに要求される放熱量に基づき、前記ウォータポンプの回転速度及び前記流量制御弁による冷却水の分配比率を制御することが好ましい(請求項3)。
According to this aspect, the rotational speed of the water pump and the opening degree of the flow control valve are controlled based on the heat radiation amount required for the fuel cooler.
As another aspect, the direct injection engine is provided with a water-cooled intercooler of a turbocharger, and the flow rate adjusting means discharges the cooling water, and the cooling water discharged from the water pump is supplied to the fuel cooler side. And the intercooler side can be distributed at an arbitrary ratio, and the cooling control means is configured to control the rotational speed of the water pump and the flow rate control based on the heat radiation amount required for the fuel cooler and the intercooler. It is preferable to control the distribution ratio of the cooling water by the valve.

この態様によれば、燃料クーラ及びインタクーラに要求される放熱量に基づきウォータポンプの回転速度及び流量制御弁による冷却水の分配比率が制御されることから、燃料クーラによる燃料の冷却に加えて、インタクーラによる吸気の冷却も最適化される。
その他の態様として、前記放熱量算出手段が、前記直噴エンジンの停止中に、前記インジェクタに供給される燃料が有する実熱量と予め設定された目標温度時の燃料の熱量との差に基づき、前記燃料クーラへの要求放熱量を算出し、前記直噴エンジンの運転中には、前記実熱量と前記目標温度時の熱量との差から筒内への燃料噴射により奪われる熱量を減算して、前記燃料クーラへの要求放熱量を算出することが好ましい(請求項4)。
According to this aspect, since the water pump rotation speed and the distribution ratio of the cooling water by the flow rate control valve are controlled based on the heat radiation required for the fuel cooler and the intercooler, in addition to the cooling of the fuel by the fuel cooler, The intake air cooling by the intercooler is also optimized.
As another aspect, the heat dissipation amount calculating means is based on a difference between an actual heat amount of fuel supplied to the injector and a heat amount of fuel at a preset target temperature while the direct injection engine is stopped. Calculate the required heat dissipation amount to the fuel cooler, and subtract the amount of heat lost by fuel injection into the cylinder from the difference between the actual heat amount and the heat amount at the target temperature during operation of the direct injection engine. It is preferable to calculate a required heat radiation amount to the fuel cooler (claim 4).

この態様によれば、エンジンの運転中と停止中の何れの場合でも適切な要求放熱量を算出可能となる。
その他の態様として、所定の停止条件の成立に基づき前記直噴エンジンを自動停止させ、その後に所定の始動条件の成立に基づき前記直噴エンジンを自動始動するアイドルストップ制御手段をさらに備え、前記放熱量算出手段が、前記アイドルストップ制御手段による前記直噴エンジンの自動停止中に、前記実熱量と前記目標温度時の熱量との差に基づき前記燃料クーラへの要求放熱量を算出することが好ましい(請求項5)。
According to this aspect, it is possible to calculate an appropriate required heat radiation amount regardless of whether the engine is operating or stopped.
As another aspect, the engine further comprises an idle stop control means for automatically stopping the direct injection engine based on establishment of a predetermined stop condition, and then automatically starting the direct injection engine based on establishment of a predetermined start condition. Preferably, the calorific value calculating means calculates a required heat radiation amount to the fuel cooler based on a difference between the actual calorific value and the calorific value at the target temperature during the automatic stop of the direct injection engine by the idle stop control means. (Claim 5).

この態様によれば、アイドルストップ制御手段による直噴エンジンの自動停止中においても適切な要求放熱量を算出可能となる。
その他の態様として、前記冷却制御手段が、前記インジェクタに供給される燃料の温度が予め設定された第1の判定値以下の場合、または前記インジェクタの燃料噴射量が予め設定された第2の判定値を超えている場合の何れかに該当するときに、前記流量調整手段により前記燃料クーラへの冷却水の供給を中止することが好ましい(請求項6)。
According to this aspect, it is possible to calculate an appropriate required heat radiation amount even during the automatic stop of the direct injection engine by the idle stop control means.
As another aspect, the cooling control means is configured such that the temperature of the fuel supplied to the injector is equal to or lower than a first determination value set in advance, or the second determination in which the fuel injection amount of the injector is set in advance. It is preferable that supply of the cooling water to the fuel cooler is stopped by the flow rate adjusting means when any of the cases where the value is exceeded (Claim 6).

この態様によれば、インジェクタに供給される燃料の温度が第1の判定値以下の場合には、燃料クーラによる燃料の冷却が不要と見なし、インジェクタの燃料噴射量が第2の判定値を超えている場合には、筒内への燃料噴射による燃料の温度低下が著しくて燃料クーラによる冷却が不要と見なし、何れの場合も燃料クーラへの冷却水の供給が中止される。   According to this aspect, when the temperature of the fuel supplied to the injector is equal to or lower than the first determination value, it is considered that cooling of the fuel by the fuel cooler is unnecessary, and the fuel injection amount of the injector exceeds the second determination value. In this case, the temperature of the fuel is significantly lowered due to the fuel injection into the cylinder, so that the cooling by the fuel cooler is considered unnecessary, and in any case, the supply of the cooling water to the fuel cooler is stopped.

本発明の直噴エンジンの冷却装置によれば、燃料を冷却してインジェクタの温度上昇を抑制する燃料クーラに冷却水を過不足なく供給し、これにより燃料の冷却を最適化して不適切な燃料温度に起因する種々の不具合を未然に防止することができる。   According to the cooling device for a direct injection engine of the present invention, the cooling water is supplied to the fuel cooler that cools the fuel and suppresses the rise in the temperature of the injector, thereby optimizing the cooling of the fuel and improper fuel. Various problems due to temperature can be prevented in advance.

実施形態の冷却装置が適用された直噴ガソリンエンジンを示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the direct injection gasoline engine to which the cooling device of an embodiment was applied. エンジンの運転中にECUが実行するエンジン運転時冷却制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a cooling control routine at the time of engine operation which ECU performs during operation of an engine. エンジンの自動停止中にECUが実行するエンジン停止時冷却制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the cooling control routine at the time of an engine stop which ECU performs during an automatic stop of an engine.

以下、本発明を直噴ガソリンエンジンの冷却装置に具体化した一実施形態を説明する。
図1は本実施形態の冷却装置が適用された直噴ガソリンエンジンを示す全体構成図である。
本実施形態の直噴エンジン1(以下、単にエンジンという)は、走行用動力源として図示しない車両に搭載されている。エンジン1のシリンダブロック2に形成された各気筒のシリンダ3内にはピストン4が配設され、クランク軸5の回転に応じて各ピストン4がシリンダ3内で摺動する。クランク軸5の回転に同期して各気筒の吸気弁6及び排気弁7が駆動され、これにより吸気ポート8及び排気ポート9が所定クランク角で開閉される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a cooling device for a direct injection gasoline engine will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a direct injection gasoline engine to which the cooling device of the present embodiment is applied.
A direct injection engine 1 (hereinafter simply referred to as an engine) of the present embodiment is mounted on a vehicle (not shown) as a driving power source. Pistons 4 are disposed in the cylinders 3 of the respective cylinders formed in the cylinder block 2 of the engine 1, and the pistons 4 slide in the cylinders 3 according to the rotation of the crankshaft 5. The intake valve 6 and the exhaust valve 7 of each cylinder are driven in synchronization with the rotation of the crankshaft 5, thereby opening and closing the intake port 8 and the exhaust port 9 at a predetermined crank angle.

エンジン1の各気筒には筒内に臨むように点火プラグ10及びインジェクタ11が配設され、点火プラグ10はイグナイタ12の駆動により点火されるようになっている。各気筒のインジェクタ11は共通のデリバリパイプ13に接続され、デリバリパイプ13内には燃料経路14を経て高圧ポンプ15により加圧された燃料(ガソリン)が供給され、その燃料がデリバリパイプ13から各気筒のインジェクタ11に分配・供給される。   Each cylinder of the engine 1 is provided with a spark plug 10 and an injector 11 so as to face the cylinder, and the spark plug 10 is ignited by driving an igniter 12. The injectors 11 of the respective cylinders are connected to a common delivery pipe 13, and fuel (gasoline) pressurized by a high-pressure pump 15 is supplied into the delivery pipe 13 through a fuel path 14. Distribution and supply to the injectors 11 of the cylinders.

各気筒の吸気ポート8には吸気マニホールド17を介してサージタンク18が接続され、サージタンク18には吸気通路19の下流端が接続されている。吸気通路19には上流側よりエアクリーナ20、ターボチャージャ21のコンプレッサ21a、インタクーラ22、スロットル弁23が設けられている。
また、各気筒の排気ポート9には排気マニホールド24を介して排気通路25の上流端が接続され、排気通路25にはターボチャージャ21のタービン21b、触媒装置26及び図示しない消音器が設けられている。
A surge tank 18 is connected to the intake port 8 of each cylinder via an intake manifold 17, and a downstream end of an intake passage 19 is connected to the surge tank 18. An air cleaner 20, a compressor 21 a of a turbocharger 21, an intercooler 22, and a throttle valve 23 are provided in the intake passage 19 from the upstream side.
The exhaust port 9 of each cylinder is connected to an upstream end of an exhaust passage 25 via an exhaust manifold 24. The exhaust passage 25 is provided with a turbine 21b of the turbocharger 21, a catalyst device 26, and a silencer (not shown). Yes.

エンジン1の運転中には、エアクリーナ20から吸気通路19内に導入された吸気がターボチャージャ21のコンプレッサ21aにより加圧され、インタクーラ22により冷却された後にスロットル弁23により流量調整され、さらにサージタンク18を経て吸気マニホールド17により各気筒に分配されて吸気弁6の開弁に伴いエンジン1の筒内に導入される。筒内で吸気中には所定クランク角でインジェクタ11から燃料が噴射されて点火プラグ10により点火され、発生した燃焼圧によりピストン4を介してクランク軸5が回転駆動される。   During the operation of the engine 1, the intake air introduced from the air cleaner 20 into the intake passage 19 is pressurized by the compressor 21 a of the turbocharger 21, cooled by the intercooler 22, adjusted in flow rate by the throttle valve 23, and further surge tank 18 is distributed to each cylinder by the intake manifold 17 and introduced into the cylinder of the engine 1 when the intake valve 6 is opened. During intake in the cylinder, fuel is injected from the injector 11 at a predetermined crank angle and ignited by the spark plug 10, and the crankshaft 5 is rotationally driven via the piston 4 by the generated combustion pressure.

各気筒の筒内で燃焼後の排ガスは排気弁7の開弁に伴い排気ポート9に排出されて排気マニホールド24により集合され、排気通路25に案内されてターボチャージャ21のタービン21bを駆動した後に触媒装置26及び消音器を経て外部に排出される。
一方、本実施形態の冷却装置は、インジェクタ11に供給される燃料、インタクーラ22、ターボチャージャ21の軸受け部21cを冷却の対象としており、それらの冷却のために冷却水を循環させる冷却回路28(以下、補機冷却回路という)を備えている。なお、この補機冷却回路28は、エンジン1を冷却するためにラジエータとの間で冷却水を循環させる周知のエンジン冷却回路とは別系統で形成されたものである。
The exhaust gas after combustion in the cylinder of each cylinder is discharged to the exhaust port 9 when the exhaust valve 7 is opened, collected by the exhaust manifold 24, guided to the exhaust passage 25, and driving the turbine 21 b of the turbocharger 21. It is discharged to the outside through the catalyst device 26 and the silencer.
On the other hand, in the cooling device of the present embodiment, the fuel supplied to the injector 11, the intercooler 22, and the bearing portion 21c of the turbocharger 21 are targets for cooling, and a cooling circuit 28 (circulating cooling water for cooling them) ( Hereinafter referred to as an auxiliary machine cooling circuit). The auxiliary machine cooling circuit 28 is formed in a separate system from a known engine cooling circuit that circulates cooling water to and from the radiator in order to cool the engine 1.

インジェクタ11への燃料の冷却は、[背景技術]で述べたように、筒内からの受熱によるインジェクタ11の温度上昇の抑制を目的としており、そのために、各気筒のインジェクタ11に燃料を分配・供給するデリバリパイプ13には燃料クーラ29が設けられている。燃料クーラ29のウォータジャケット29aはデリバリパイプ13の周囲を取り囲むように形成され、上記した補機冷却回路28を経てウォータジャケット29a内を流通する冷却水によりデリバリパイプ13内の燃料が冷却される。そして、冷却後の燃料がインジェクタ11を経て筒内に噴射されることにより、インジェクタ11の温度上昇の抑制作用が奏される。   As described in [Background Art], the cooling of the fuel to the injector 11 is aimed at suppressing the temperature rise of the injector 11 due to the heat received from the cylinder. For this purpose, the fuel is distributed to the injector 11 of each cylinder. The supplied delivery pipe 13 is provided with a fuel cooler 29. The water jacket 29a of the fuel cooler 29 is formed so as to surround the periphery of the delivery pipe 13, and the fuel in the delivery pipe 13 is cooled by the cooling water flowing through the water jacket 29a via the accessory cooling circuit 28 described above. Then, the cooled fuel is injected into the cylinder through the injector 11, thereby suppressing the temperature rise of the injector 11.

燃料クーラ29による燃料の冷却は、筒内で燃焼が生起されるエンジン1の運転中は無論必要であり、後述するアイドルストップ制御でのエンジン1の自動停止中にも、エンジン1からの受熱でデリバリパイプ13内の燃料が温度上昇することから冷却が必要になる。
インタクーラ22は水冷式として構成されており、補機冷却回路28を経てインタクーラ22内を流通する冷却水により、同じくインタクーラ22内を別経路で流通する吸気が冷却される。なお、エンジン停止中にはインタクーラ22内での吸気の流通が中断されるため、その冷却は不要になる。
Cooling of the fuel by the fuel cooler 29 is, of course, necessary during operation of the engine 1 in which combustion occurs in the cylinder. Even during automatic stop of the engine 1 in idle stop control, which will be described later, it is possible to receive heat from the engine 1. Since the temperature of the fuel in the delivery pipe 13 rises, cooling is necessary.
The intercooler 22 is configured as a water-cooled type, and the intake air flowing through the intercooler 22 in another path is cooled by the cooling water flowing through the intercooler 22 via the auxiliary machine cooling circuit 28. In addition, since the circulation of the intake air in the intercooler 22 is interrupted while the engine is stopped, the cooling is unnecessary.

周知のように、ターボチャージャ21のコンプレッサ21aとタービン21bとは軸受け部21cにより同軸上で回転可能に支持され、エンジン運転中にはエンジンオイルの供給により軸受け部21cが潤滑及び冷却される。本実施形態のターボチャージャ21は、さらに冷却水を利用した軸受け部21cの冷却機能を備えており、そのために図示はしないが、軸受け部21cの近傍にウォータジャケットが形成され、このウォータジャケットに補機冷却回路28を経た冷却水が流通することにより軸受け部21cが冷却される。   As is well known, the compressor 21a and the turbine 21b of the turbocharger 21 are rotatably supported coaxially by a bearing portion 21c, and the bearing portion 21c is lubricated and cooled by supplying engine oil during engine operation. The turbocharger 21 of this embodiment further has a cooling function of the bearing portion 21c using cooling water. For this reason, although not shown, a water jacket is formed in the vicinity of the bearing portion 21c, and this water jacket is supplemented. The bearing water 21c is cooled by the circulation of the cooling water passing through the machine cooling circuit 28.

冷却水による軸受け部21cの冷却は、エンジン停止によりエンジンオイルの供給が中止されたときの軸受け部21cの焼付き防止を目的とする。このため、冷却水による軸受け部21cの冷却はエンジン停止直後に要求され、特に高負荷運転の直後にはエンジン本体やタービン21b側から伝達される多量の熱により、エンジン停止にも拘わらず却って軸受け部21cの温度が上昇することから、冷却水による十分な冷却が必要になる。   The purpose of cooling the bearing portion 21c with the cooling water is to prevent seizure of the bearing portion 21c when the supply of engine oil is stopped by stopping the engine. For this reason, the cooling of the bearing portion 21c with the cooling water is required immediately after the engine is stopped. Especially, immediately after the high load operation, the bearing is opposed to the engine body or the turbine 21b due to a large amount of heat transmitted from the engine body or the turbine 21b. Since the temperature of the part 21c rises, sufficient cooling with cooling water is required.

以上の燃料クーラ29、インタクーラ22及びターボチャージャ21の軸受け部21cに対し、状況に応じて適宜冷却水を流通させるように補機冷却回路28が形成されており、以下、その構成について説明する。
補機冷却回路28のラジエータ31は、例えばエンジン冷却回路のラジエータと共に車両のエンジンルーム内に設置されており、走行風やファンの送風により内部を流通する冷却水を外気に放熱させるようになっている。
Auxiliary equipment cooling circuit 28 is formed to allow the coolant to flow through the fuel cooler 29, the intercooler 22 and the bearing portion 21c of the turbocharger 21 according to the situation, and the configuration thereof will be described below.
The radiator 31 of the auxiliary machine cooling circuit 28 is installed in, for example, the engine room of the vehicle together with the radiator of the engine cooling circuit, and dissipates the cooling water flowing through the interior to the outside air by running air or fan blowing. Yes.

補機冷却回路28は、ラジエータ31の出口と燃料クーラ29とを接続する第1水路32、燃料クーラ29とターボチャージャ21の軸受け部21cとを接続する第2水路33、ターボチャージャ21の軸受け部21cとラジエータ31の入口とを接続する第3水路34、第1水路32の途中箇所に介装された流量制御弁37(流量調整手段)とインタクーラ22とを接続する第4水路35、及びインタクーラ22と第2水路33の途中箇所とを接続する第5水路36から構成されている。なお、第2水路33上には逆止弁39が介装され、ターボチャージャ21側から燃料クーラ29側への冷却水の逆流が防止されている。   The auxiliary machine cooling circuit 28 includes a first water passage 32 that connects the outlet of the radiator 31 and the fuel cooler 29, a second water passage 33 that connects the fuel cooler 29 and the bearing portion 21 c of the turbocharger 21, and a bearing portion of the turbocharger 21. A third water passage 34 that connects 21c and the inlet of the radiator 31, a fourth water passage 35 that connects the intercooler 22 with a flow rate control valve 37 (flow rate adjusting means) interposed in the middle of the first water passage 32, and an intercooler. 22 and a fifth water channel 36 connecting the middle part of the second water channel 33. A check valve 39 is interposed on the second water passage 33 to prevent the backflow of cooling water from the turbocharger 21 side to the fuel cooler 29 side.

第1水路32の流量制御弁37よりラジエータ31側には、図示しないモータにより駆動される電動式のウォータポンプ38(流量調整手段)が介装され、このウォータポンプ38から吐出された冷却水が補機冷却回路28内を循環する。モータのデューティ制御によりウォータポンプ38の回転速度が増減し、それに応じてウォータポンプ38からの冷却水の吐出量、ひいては補機冷却回路28内での冷却水の循環量を任意に調整可能となっている。   An electric water pump 38 (flow rate adjusting means) driven by a motor (not shown) is interposed from the flow rate control valve 37 of the first water channel 32 to the radiator 31 side, and the cooling water discharged from the water pump 38 is It circulates in the auxiliary machine cooling circuit 28. The rotational speed of the water pump 38 is increased or decreased by the duty control of the motor, and the discharge amount of the cooling water from the water pump 38 and the circulation amount of the cooling water in the auxiliary machine cooling circuit 28 can be arbitrarily adjusted accordingly. ing.

流量制御弁37は、ウォータポンプ38からの冷却水を燃料クーラ29側とインタクーラ22側とに任意の比率(100:0〜0:100)で分配可能な機能を有する。以下の説明では、燃料クーラ29及びインタクーラ22の両方に冷却水を供給するときの流量制御弁37の開度を中間位置、燃料クーラ29のみに冷却水を供給するときの開度を燃料クーラ位置(100:0)、インタクーラ22のみに冷却水を供給するときの開度をインタクーラ位置(0:100)と表現する。   The flow control valve 37 has a function capable of distributing the cooling water from the water pump 38 to the fuel cooler 29 side and the intercooler 22 side at an arbitrary ratio (100: 0 to 0: 100). In the following description, the opening degree of the flow rate control valve 37 when supplying cooling water to both the fuel cooler 29 and the intercooler 22 is an intermediate position, and the opening degree when supplying cooling water only to the fuel cooler 29 is the fuel cooler position. (100: 0), an opening when supplying cooling water only to the intercooler 22 is expressed as an intercooler position (0: 100).

なお、流量制御弁37の設置箇所及び機能は上記に限るものではなく、例えば第1水路32と第4水路35との分岐箇所より燃料クーラ29側及びインタクーラ22側のそれぞれの下流側に、各水路32,35の開度を調整可能な流量制御弁(流量調整手段)を介装してもよい。この場合でも、双方の流量制御弁の開度に応じて燃料クーラ29及びインタクーラ22への冷却水の分配比率を任意に調整可能となる。   In addition, the installation location and function of the flow control valve 37 are not limited to the above. For example, the flow control valve 37 is provided on the downstream side of the fuel cooler 29 side and the intercooler 22 side from the branch location of the first water channel 32 and the fourth water channel 35. A flow rate control valve (flow rate adjusting means) capable of adjusting the opening degree of the water channels 32 and 35 may be provided. Even in this case, the distribution ratio of the cooling water to the fuel cooler 29 and the intercooler 22 can be arbitrarily adjusted according to the opening degree of both flow control valves.

以上の補機冷却回路28の構成により、ウォータポンプ38から吐出された冷却水は第1水路32を経て流量制御弁37に流入する。流量制御弁37が中間位置にある場合、冷却水は燃料クーラ29側及びインタクーラ22側の両方に所定比率で分配され、第1水路32を経て燃料クーラ29に供給されると共に、第4水路35を経てインタクーラ22に供給される。   With the configuration of the auxiliary machine cooling circuit 28 described above, the cooling water discharged from the water pump 38 flows into the flow control valve 37 through the first water channel 32. When the flow control valve 37 is in the intermediate position, the cooling water is distributed at a predetermined ratio to both the fuel cooler 29 side and the intercooler 22 side, supplied to the fuel cooler 29 via the first water channel 32, and the fourth water channel 35. And supplied to the intercooler 22.

燃料クーラ29のウォータジャケット29a内で燃料を冷却した後の冷却水は第2水路33を流通し、一方、インタクーラ22内で吸気を冷却した後の冷却水は第5水路36を流通し、互いに合流した後にターボチャージャ21の軸受け部21cに流入する。軸受け部21cを冷却後の冷却水は第3水路34を経てラジエータ31に戻され、外気への放熱により温度低下した後に再びウォータポンプ38から吐出され、以降は同様の循環を補機冷却回路28内で繰り返す。   The cooling water after cooling the fuel in the water jacket 29a of the fuel cooler 29 flows through the second water passage 33, while the cooling water after cooling the intake air in the intercooler 22 flows through the fifth water passage 36, and After joining, it flows into the bearing portion 21c of the turbocharger 21. The cooling water after cooling the bearing portion 21c is returned to the radiator 31 through the third water passage 34, and is discharged from the water pump 38 again after the temperature is lowered due to heat radiation to the outside air. Repeat within.

また流量制御弁37が燃料クーラ位置にある場合、冷却水は第1水路32を経て燃料クーラ29に供給されて燃料を冷却し、第2水路33を経てターボチャージャ21の軸受け部21cを冷却し、その後に第3水路34を経てラジエータ31に流入する。
また流量制御弁37がインタクーラ位置にある場合、冷却水は第1水路32及び第4水路35を経てインタクーラ22に供給されて吸気を冷却し、第5水路36及び第2水路33を経てターボチャージャ21の軸受け部21cを冷却し、その後に第3水路34を経てラジエータ31に戻される。
When the flow control valve 37 is in the fuel cooler position, the cooling water is supplied to the fuel cooler 29 via the first water passage 32 to cool the fuel, and the bearing 21 c of the turbocharger 21 is cooled via the second water passage 33. Then, it flows into the radiator 31 through the third water channel 34.
When the flow control valve 37 is in the intercooler position, the cooling water is supplied to the intercooler 22 through the first water passage 32 and the fourth water passage 35 to cool the intake air, and the turbocharger passes through the fifth water passage 36 and the second water passage 33. The bearing 21 c of 21 is cooled, and then returned to the radiator 31 through the third water channel 34.

車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたECU41(エンジン制御ユニット)が設置されており、エンジン1の総合的な制御を行う。ECU41の入力側には、エンジン1の吸気温度Taを検出する吸気温度センサ42、吸気量Gaを検出する吸気量センサ43、デリバリパイプ13内の燃料温度Tfdを検出する燃料温度センサ44、デリバリパイプ13内の燃圧Pfdを検出する燃圧センサ45、ターボチャージャ21の出口油温Toを検出する油温センサ46、及びインタクーラを流通後のIC下流温度Tbを検出するIC下流温度センサ47等の各種センサ類が接続されている。   An ECU 41 (engine control unit) provided with an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, etc.) used for storing control programs, control maps, a central processing unit (CPU), a timer counter, etc. ) Is installed, and comprehensive control of the engine 1 is performed. On the input side of the ECU 41, an intake air temperature sensor 42 for detecting the intake air temperature Ta of the engine 1, an intake air amount sensor 43 for detecting the intake air amount Ga, a fuel temperature sensor 44 for detecting the fuel temperature Tfd in the delivery pipe 13, and a delivery pipe Various sensors such as a fuel pressure sensor 45 for detecting the fuel pressure Pfd in the engine 13, an oil temperature sensor 46 for detecting the outlet oil temperature To of the turbocharger 21, and an IC downstream temperature sensor 47 for detecting the IC downstream temperature Tb after flowing through the intercooler. Is connected.

また、ECU41の出力側には、インジェクタ11、点火プラグ10のイグナイタ12、補機冷却回路28の流量制御弁37及びウォータポンプ38等の各種デバイス類が接続されている。
ECU41は、各センサからの検出情報に基づき点火時期や燃料噴射量等を決定し、決定した目標値に基づいてイグナイタやインジェクタを駆動制御してエンジン1を運転する。
Also, various devices such as the injector 11, the igniter 12 of the spark plug 10, the flow control valve 37 of the auxiliary machine cooling circuit 28, and the water pump 38 are connected to the output side of the ECU 41.
The ECU 41 determines an ignition timing, a fuel injection amount, and the like based on detection information from each sensor, and operates the engine 1 by drivingly controlling an igniter and an injector based on the determined target value.

またECU41は、アイドルストップ制御を実行する(アイドルストップ制御手段)。周知のように当該制御は、信号待ちなどの車両の一時停止時にブレーキ操作などの所定の停止条件が成立するとエンジン1を自動停止させ、ブレーキ操作の中止などの所定の始動条件が成立するとエンジン1を自動始動するものである。
またECU41は、エンジン1の運転状態に応じて補機冷却回路28を循環する冷却水を燃料クーラ29、インタクーラ22及びターボチャージャ21の軸受け部21cに適宜流通させて冷却する。
The ECU 41 executes idle stop control (idle stop control means). As is well known, the control automatically stops the engine 1 when a predetermined stop condition such as a brake operation is satisfied when the vehicle is temporarily stopped such as waiting for a signal, and the engine 1 when a predetermined start condition such as stop of the brake operation is satisfied. Is automatically started.
Further, the ECU 41 cools the coolant that circulates through the auxiliary machine cooling circuit 28 according to the operating state of the engine 1 through the fuel cooler 29, the intercooler 22, and the bearing portion 21 c of the turbocharger 21 as appropriate.

そして、[発明が解決しようとする課題]で述べたように、特許文献1の技術では、冷却対象の1つである燃料クーラ29への冷却水の供給量について配慮していないことから、冷却水の供給不足によりインジェクタ11の温度上昇を抑制できなかったり、逆に冷却水の過剰な供給によりウォータポンプ38を駆動するモータの消費電力を無駄に増加させたりするという問題が生じた。   As described in [Problems to be Solved by the Invention], the technique disclosed in Patent Document 1 does not consider the amount of cooling water supplied to the fuel cooler 29, which is one of the objects to be cooled. There has been a problem that the temperature rise of the injector 11 cannot be suppressed due to insufficient supply of water, or conversely, the power consumption of the motor driving the water pump 38 is wasted due to excessive supply of cooling water.

このような冷却装置に対する要望を鑑みて、本実施形態ではエンジン1の運転状態に応じて冷却が必要なデバイスを選択した上で、それらのデバイスに対し過不足のない適正量の冷却水を流通させるべく、ウォータポンプ38の回転速度(ポンプ吐出量であり、換言すると補機冷却回路28内での冷却水の循環量)及び流量制御弁37の開度(燃料クーラ29側とインタクーラ22側との冷却水の分配比率)を制御している。以下、具体的なECU41による制御を述べるが、それに先立って当該制御が如何なる知見に基づくかを説明する。   In view of the demand for such a cooling device, in this embodiment, after selecting devices that require cooling in accordance with the operating state of the engine 1, an appropriate amount of cooling water that is not excessive or insufficient is distributed to those devices. To achieve this, the rotational speed of the water pump 38 (the pump discharge amount, in other words, the circulation amount of the cooling water in the auxiliary machine cooling circuit 28) and the opening of the flow control valve 37 (the fuel cooler 29 side and the intercooler 22 side) The cooling water distribution ratio). Hereinafter, specific control by the ECU 41 will be described, but prior to that, what kind of knowledge the control is based on will be described.

基本的に、冷却が必要なデバイスはエンジン1の運転状態に基づき選択され、選択された各デバイスへの冷却水の流通量はそれぞれのデバイスへの要求放熱量に基づき制御される。
まず冷却が必要なデバイスは、エンジン1の運転中とアイドルストップ制御による自動停止中とで相違する。
Basically, a device that needs to be cooled is selected based on the operating state of the engine 1, and the flow rate of the cooling water to each selected device is controlled based on the required heat radiation amount to each device.
First, a device that needs to be cooled is different between the operation of the engine 1 and the automatic stop by the idle stop control.

上記したようにエンジン1の運転中には、インジェクタ11の温度上昇を抑制するために燃料クーラ29による燃料の冷却が必要になると共に、吸気の冷却のためにインタクーラ22の冷却も必要となる。しかし、ターボチャージャ21の軸受け部21cはエンジンオイルで潤滑・冷却されると共に、コンプレッサ21aを流通する吸気で冷却されているため、アイドルストップ制御による自動停止中より、熱害に対する要件は幾分緩和される。   As described above, during the operation of the engine 1, the fuel cooler 29 needs to be cooled in order to suppress the temperature rise of the injector 11, and the intercooler 22 needs to be cooled in order to cool the intake air. However, since the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is lubricated and cooled by engine oil and cooled by the intake air flowing through the compressor 21a, the requirement for heat damage is somewhat relaxed compared to the automatic stop by the idle stop control. Is done.

よって、このときの流量制御弁37は中間位置に切り換えられ(後述するフローチャートのように例外的にインタクーラ位置もあり)、燃料クーラ29及びインタクーラ22の両方に冷却水が供給される。このとき、下流側に位置するターボチャージャ21の軸受け部21cにも冷却水が流通するが、これを主目的としたものではない。
またエンジン1の自動停止中には、依然として燃料クーラ29による燃料の冷却は必要であるが、インタクーラ22については吸気が流通しなくなるため冷却が不要となる。その反面、ターボチャージャ21の軸受け部21cへのエンジンオイルの供給及びコンプレッサ21aの吸気流通が中止されるため、冷却水による冷却が必要になる。
Accordingly, the flow rate control valve 37 at this time is switched to the intermediate position (exceptionally there is an intercooler position as in the flowchart described later), and the cooling water is supplied to both the fuel cooler 29 and the intercooler 22. At this time, the cooling water also flows through the bearing portion 21c of the turbocharger 21 located on the downstream side, but this is not intended for the main purpose.
Further, while the engine 1 is automatically stopped, it is still necessary to cool the fuel by the fuel cooler 29. However, since the intake air does not flow through the intercooler 22, cooling is unnecessary. On the other hand, since the supply of engine oil to the bearing portion 21c of the turbocharger 21 and the intake air flow of the compressor 21a are stopped, cooling with cooling water is necessary.

よって、このときの流量制御弁37は燃料クーラ位置に切り換えられ、燃料クーラ29のみに冷却水が分配され(後述するフローチャートのように例外的に供給停止もあり)、必然的に下流側のターボチャージャ21の軸受け部21cにも冷却水が流通する。
一方、各デバイスへの要求放熱量は以下の観点に基づき算出され、この要求放熱量を達成可能な冷却水の流通量に基づきウォータポンプ38及び流量制御弁37が制御される。
Therefore, the flow control valve 37 at this time is switched to the fuel cooler position, and the cooling water is distributed only to the fuel cooler 29 (there is an exceptional supply stop as shown in the flowchart described later), and inevitably the downstream turbo Cooling water also flows through the bearing portion 21c of the charger 21.
On the other hand, the required heat dissipation amount to each device is calculated based on the following viewpoints, and the water pump 38 and the flow rate control valve 37 are controlled based on the flow rate of cooling water that can achieve this required heat dissipation amount.

まず、基本的に燃料クーラ29に要求される放熱量は、デリバリパイプ13内の燃料が有している実際の熱量と予め設定された目標温度時の燃料の熱量との乖離として表せ、燃料の冷却により要求放熱量が達成されることで乖離が解消される。
但し、エンジン1の運転中には、筒内への燃料噴射により相対的に高温の燃料がデリバリパイプ13内から流出し、新たにデリバリパイプ13内に相対的に低温の燃料が流入する。結果としてデリバリパイプ13内の燃料から熱が奪われる現象が発生し、その温度低下分だけ要求放熱量が低減される。
First, the amount of heat required for the fuel cooler 29 can be basically expressed as a divergence between the actual heat amount of the fuel in the delivery pipe 13 and the heat amount of the fuel at a preset target temperature. The deviation is eliminated by achieving the required heat dissipation by cooling.
However, during operation of the engine 1, relatively high temperature fuel flows out from the delivery pipe 13 due to fuel injection into the cylinder, and relatively low temperature fuel flows into the delivery pipe 13. As a result, a phenomenon in which heat is taken away from the fuel in the delivery pipe 13 occurs, and the required heat radiation amount is reduced by the temperature drop.

よって、エンジン運転中の燃料クーラ29への要求放熱量Qaは、次式(1)で表される。
Qa={C1×(Tfd―Tfdtgt)×C2×Vd}−C2×q×(Tfd−Tft) ……(1)
ここに、C1は定数、Tfdは燃料温度センサ44により検出されるデリバリパイプ13内の燃料温度、Tfdtgtは燃料の目標温度、C2は燃料比熱、Vdはデリバリパイプ13の内容積、qはインジェクタ11の噴射量、Tftは燃料タンク内の燃料温度である。なお、タンク内燃料温度Tftの検出には燃料タンク内にセンサを追加する必要があるため、簡易的に吸気温度センサ42により検出される吸気温度Ta(即ち外気温)を適用してもよい。
Therefore, the required heat radiation amount Qa to the fuel cooler 29 during engine operation is expressed by the following equation (1).
Qa = {C1 * (Tfd-Tfdtgt) * C2 * Vd} -C2 * q * (Tfd-Tft) (1)
Here, C1 is a constant, Tfd is the fuel temperature in the delivery pipe 13 detected by the fuel temperature sensor 44, Tfdtgt is the target temperature of the fuel, C2 is the specific heat of the fuel, Vd is the internal volume of the delivery pipe 13, and q is the injector 11. , Tft is the fuel temperature in the fuel tank. In addition, since it is necessary to add a sensor in the fuel tank to detect the fuel temperature Tft in the tank, the intake air temperature Ta (that is, the outside air temperature) detected by the intake air temperature sensor 42 may be simply applied.

また、上記のように筒内への燃料噴射が中止されるエンジン自動停止中には、デリバリパイプ13への燃料の出入りがないことから、燃料クーラ29への要求放熱量Qaは次式(2)で表される。
Qa=C1×(Tfd―Tfdtgt)×C2×Vd ……(2)
なお、インジェクタ11の噴射量qは次式(3)で表される。
Further, during the automatic engine stop when the fuel injection into the cylinder is stopped as described above, the fuel does not enter or leave the delivery pipe 13, so that the required heat radiation amount Qa to the fuel cooler 29 is expressed by the following equation (2 ).
Qa = C1 × (Tfd−Tfdtgt) × C2 × Vd (2)
The injection quantity q of the injector 11 is expressed by the following equation (3).

q=C3×Pfd×Pw ……(3)
ここに、C3は定数、Pfdは燃圧センサ45により検出されるデリバリパイプ13内の燃圧、PwはECU41がエンジン制御でインジェクタ11を駆動する際の噴射パルスである。
また、インタクーラ22への要求放熱量Qbは、次式(4)で表される。
q = C3 × Pfd × Pw (3)
Here, C3 is a constant, Pfd is the fuel pressure in the delivery pipe 13 detected by the fuel pressure sensor 45, and Pw is an injection pulse when the ECU 41 drives the injector 11 under engine control.
Further, the required heat radiation amount Qb to the intercooler 22 is expressed by the following equation (4).

Qb=C4×(Tb―Tbtgt)×Ga ……(4)
ここに、C4は定数、TbはIC下流温度センサ47により検出されるIC下流温度Tb、Tbtgtは目標下流温度、Gaは吸気量センサ43により検出される吸気量である。
なお、目標下流温度Tbtgtは、エンジン制御でインタクーラ22への冷却水の流通量を制御するときのIC下流温度Tbの目標値であるが、これに限るものではなく、予め設定された固定値としてもよい。
Qb = C4 × (Tb−Tbtgt) × Ga (4)
Here, C4 is a constant, Tb is the IC downstream temperature Tb detected by the IC downstream temperature sensor 47, Tbtgt is the target downstream temperature, and Ga is the intake air amount detected by the intake air amount sensor 43.
The target downstream temperature Tbtgt is a target value of the IC downstream temperature Tb when the amount of cooling water flowing to the intercooler 22 is controlled by engine control. However, the target downstream temperature Tbtgt is not limited to this and is a fixed value set in advance. Also good.

また、ターボチャージャ21の軸受け部21cへの要求放熱量Qcは、次式(5)で表される。
Qc=C5×(To―Totgt) ……(5)
ここに、C5は定数、Toは油温センサ46により検出されるターボチャージャ21の出口油温、Totgtは目標油温である。
Further, the required heat radiation amount Qc to the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is expressed by the following equation (5).
Qc = C5 x (To-Totgt) (5)
Here, C5 is a constant, To is the outlet oil temperature of the turbocharger 21 detected by the oil temperature sensor 46, and Totgt is the target oil temperature.

なお、目標油温Totgtは、エンジン制御でのエンジン油温や負荷状態を考慮した制御値である。
このようにして各デバイス毎に算出された要求放熱量Qa,Qb,Qcに基づき、それぞれのデバイスに流通させるべき冷却水量を特定でき、その流通量を達成すべくウォータポンプ38の回転速度及び流量制御弁37の開度が制御される。
The target oil temperature Totgt is a control value that takes into account the engine oil temperature and the load state in engine control.
Based on the required heat dissipation amounts Qa, Qb, and Qc calculated for each device in this way, the amount of cooling water to be circulated through each device can be specified, and the rotational speed and flow rate of the water pump 38 to achieve the circulated amount. The opening degree of the control valve 37 is controlled.

次に、具体的なECU41による制御を説明する。
まず、エンジン1の運転中に実行される冷却制御について述べる。
図2はエンジン1の運転中にECU41が実行するエンジン運転時冷却制御ルーチンを示すフローチャートであり、ECU41はエンジン1の運転中に当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
Next, specific control by the ECU 41 will be described.
First, the cooling control executed during the operation of the engine 1 will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing an engine operation cooling control routine executed by the ECU 41 during operation of the engine 1. The ECU 41 executes the routine at predetermined control intervals while the engine 1 is operating.

まずステップS1で、上式(4)に従ってインタクーラ22への要求放熱量Qbを算出し、その要求放熱量Qbを達成するためにインタクーラ22に供給すべき冷却水量(必要冷却水量)を算出すると共に、必要冷却水量を達成可能なウォータポンプ38の駆動デューティを設定する。続くステップS2では、インタクーラ22のIC下流温度Tbが目標下流温度Tbtgtよりも予め設定された判定値Tb0以上高い(Tb≧Tbtgt+Tb0)か否かを判定する。   First, in step S1, a required heat dissipation amount Qb to the intercooler 22 is calculated according to the above equation (4), and a cooling water amount (required cooling water amount) to be supplied to the intercooler 22 to achieve the required heat dissipation amount Qb is calculated. The drive duty of the water pump 38 that can achieve the required amount of cooling water is set. In the subsequent step S2, it is determined whether or not the IC downstream temperature Tb of the intercooler 22 is higher than the target downstream temperature Tbtgt by a preset determination value Tb0 (Tb ≧ Tbtgt + Tb0).

ステップS2の処理は、冷却水の一部を燃料クーラ29の冷却に利用可能であるか否かを見極めることを目的とする。ステップS2の判定がNo(否定)のときには、インタクーラ22による吸気の冷却に余裕があり、冷却水の一部を燃料クーラ29の冷却に利用する余地があると見なしてステップS3に移行する。
ステップS3では、デリバリパイプ13内の燃料温度Tfdが予め設定された判定値Tfd0(第1の判定値)を超えている(Tfd>Tfd0)か否かを判定する。ステップS3の処理は、燃料クーラ29による燃料の冷却が必要であるか否かを見極めることを目的とする。ステップS3の判定がYesのときには燃料クーラ29による冷却が必要と見なし、ステップS4に移行する。
The process of step S <b> 2 aims to determine whether or not a part of the cooling water can be used for cooling the fuel cooler 29. When the determination in step S2 is No (negative), it is determined that there is a margin in cooling the intake air by the intercooler 22 and there is room for some cooling water to be used for cooling the fuel cooler 29, and the process proceeds to step S3.
In step S3, it is determined whether or not the fuel temperature Tfd in the delivery pipe 13 exceeds a predetermined determination value Tfd0 (first determination value) (Tfd> Tfd0). The process of step S3 aims to determine whether or not the fuel cooler 29 needs to cool the fuel. When the determination in step S3 is Yes, it is considered that cooling by the fuel cooler 29 is necessary, and the process proceeds to step S4.

ステップS4では、上式(3)により求めたインジェクタ11の噴射量qが予め設定された判定値q0(第2の判定値)を超えている(q>q0)か否かを判定する。ステップS4の処理は、筒内への燃料噴射によるデリバリパイプ13内の燃料の温度低下が著しいか否か(即ち、上式(1)の右辺の影響が大であるか否か)を見極めることを目的とする。ステップS4の判定がNoのときには、燃料噴射による燃料の温度低下が少なくて燃料クーラ29による冷却が必要と見なし、ステップS5に移行する。   In step S4, it is determined whether or not the injection amount q of the injector 11 obtained by the above equation (3) exceeds a preset determination value q0 (second determination value) (q> q0). The process of step S4 determines whether or not the temperature drop of the fuel in the delivery pipe 13 due to fuel injection into the cylinder is significant (that is, whether or not the influence of the right side of the above equation (1) is large). With the goal. When the determination in step S4 is No, it is considered that cooling by the fuel cooler 29 is necessary because the temperature drop of the fuel due to fuel injection is small, and the process proceeds to step S5.

ステップS5では、上式(1)に従って燃料クーラ29への要求放熱量Qaを算出し(放熱量算出手段)、その要求放熱量Qaを達成するために燃料クーラ29に供給すべき必要冷却水量を算出する。続くステップS6では、上記ステップS5で算出した燃料クーラ29への必要冷却水量を達成可能なウォータポンプ38の駆動デューティを算出し、その駆動デューティ分だけ上記ステップS1で算出した駆動デューティを増加補正する(冷却制御手段)。   In step S5, the required heat dissipation amount Qa to the fuel cooler 29 is calculated according to the above equation (1) (heat dissipation amount calculating means), and the required amount of cooling water to be supplied to the fuel cooler 29 to achieve the required heat dissipation amount Qa is calculated. calculate. In the subsequent step S6, the drive duty of the water pump 38 that can achieve the required amount of cooling water to the fuel cooler 29 calculated in step S5 is calculated, and the drive duty calculated in step S1 is increased and corrected by the drive duty. (Cooling control means).

続くステップS7では、燃料クーラ29への必要冷却水量とインタクーラ22への必要冷却水量との比率に対応するように、流量制御弁37を中間位置において所定の開度に設定する(冷却制御手段)。具体的には、ウォータポンプ38から供給される冷却水が必要冷却水量の比率で燃料クーラ29側とインタクーラ22側と分配されるように流量制御弁37の開度を設定し、その後にルーチンを終了する。   In the following step S7, the flow control valve 37 is set to a predetermined opening at the intermediate position so as to correspond to the ratio of the required cooling water amount to the fuel cooler 29 and the required cooling water amount to the intercooler 22 (cooling control means). . Specifically, the opening degree of the flow control valve 37 is set so that the cooling water supplied from the water pump 38 is distributed between the fuel cooler 29 side and the intercooler 22 side in the ratio of the required cooling water amount, and then the routine is executed. finish.

以上がエンジン1の運転中の基本的な制御内容であり、このときには燃料クーラ29及びインタクーラ22の冷却が必要であるとの観点の下に、両者29,22の冷却のために必要な冷却水量がステップS6での駆動デューティの設定に基づきウォータポンプ38から吐出されると共に、ステップS7での流量制御弁37の開度設定に基づく比率で燃料クーラ29及びインタクーラ22に冷却水が分配される。   The above is the basic control contents during the operation of the engine 1, and the amount of cooling water necessary for cooling both the fuel cooler 29 and the intercooler 22 is required from the viewpoint that the fuel cooler 29 and the intercooler 22 need to be cooled. Is discharged from the water pump 38 based on the setting of the drive duty in step S6, and the cooling water is distributed to the fuel cooler 29 and the intercooler 22 at a ratio based on the opening setting of the flow control valve 37 in step S7.

従って、燃料クーラ29及びインタクーラ22は共に所期の冷却を実現して、デリバリパイプ13内の燃料及びエンジン1の供給される吸気を冷却可能となる。このため、燃料冷却によりインジェクタ11の温度上昇を抑制して気筒間の燃料噴射量のバラツキを防止できると共に、吸気の冷却により良好なエンジン性能を保つことができる。
一方、上記ステップS2の判定がYesの場合にはインタクーラ22による吸気の冷却に余裕がないと見なせるため、全ての冷却水をインタクーラ22の冷却に費やすべく、ステップS8に移行する。
Therefore, both the fuel cooler 29 and the intercooler 22 achieve the desired cooling, and the fuel in the delivery pipe 13 and the intake air supplied to the engine 1 can be cooled. For this reason, the temperature rise of the injector 11 can be suppressed by fuel cooling to prevent variations in the fuel injection amount between the cylinders, and good engine performance can be maintained by cooling the intake air.
On the other hand, if the determination in step S2 is Yes, it can be considered that there is no room for cooling the intake air by the intercooler 22, so the process proceeds to step S8 in order to spend all the cooling water for cooling the intercooler 22.

また、上記ステップS3の判定がNoの場合には、デリバリパイプ13内の燃料温度Tfdが低くて燃料の冷却が不要と見なせることから、ステップS8に移行する。
また、上記ステップS4の判定がYesの場合には、筒内への燃料噴射によるデリバリパイプ13内の燃料の温度低下が著しくて燃料クーラ29による冷却が不要と見なせることから、ステップS8に移行する。
On the other hand, if the determination in step S3 is No, the fuel temperature Tfd in the delivery pipe 13 is low and it can be considered that cooling of the fuel is unnecessary, so the routine proceeds to step S8.
On the other hand, if the determination in step S4 is Yes, the temperature of the fuel in the delivery pipe 13 is significantly lowered due to fuel injection into the cylinder, and it can be considered that cooling by the fuel cooler 29 is unnecessary. .

ステップS8では、流量制御弁37の開度をインタクーラ位置に設定し、その後にルーチンを終了する。
よって、上記ステップS2〜4の何れの場合も、燃料クーラ29には冷却水が供給されずに燃料クーラ29による燃料の冷却は実行されない。ウォータポンプ38からはインタクーラ22の必要冷却水量に相当する冷却水が吐出され、その冷却水がインタクーラ22のみに供給されてエンジン1への吸気の冷却に利用される。これにより、ウォータポンプ38を駆動するモータの電力消費の増大が防止される。
In step S8, the opening degree of the flow control valve 37 is set to the intercooler position, and then the routine is terminated.
Therefore, in any of the above steps S2 to S4, the cooling water is not supplied to the fuel cooler 29, and the fuel cooling by the fuel cooler 29 is not executed. The water pump 38 discharges cooling water corresponding to the required amount of cooling water for the intercooler 22, and the cooling water is supplied only to the intercooler 22 and used for cooling the intake air to the engine 1. This prevents an increase in power consumption of the motor that drives the water pump 38.

次いで、アイドルストップ制御によるエンジン1の自動停止中に実行される冷却制御について述べる。
図3はエンジン1の自動停止中にECU41が実行するエンジン停止時冷却制御ルーチンを示すフローチャートであり、ECU41はエンジン1の自動停止中に当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
Next, the cooling control executed during the automatic stop of the engine 1 by the idle stop control will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an engine stop cooling control routine executed by the ECU 41 while the engine 1 is automatically stopped. The ECU 41 executes the routine at predetermined control intervals while the engine 1 is automatically stopped.

まずステップS11で流量制御弁37の開度を燃料クーラ位置に設定し(冷却制御手段)、続くステップS12で、上記ステップS3と同様にデリバリパイプ13内の燃料温度Tfdが予め設定された判定値Tfd0を超えている(Tfd>Tfd0)か否かを判定する。ステップS12の判定がYesのときには燃料クーラ29による冷却が必要と見なし、ステップS13に移行する。   First, in step S11, the opening degree of the flow control valve 37 is set to the fuel cooler position (cooling control means), and in the subsequent step S12, the fuel temperature Tfd in the delivery pipe 13 is set in advance as in step S3. It is determined whether Tfd0 is exceeded (Tfd> Tfd0). When the determination in step S12 is Yes, it is considered that cooling by the fuel cooler 29 is necessary, and the process proceeds to step S13.

ステップS13では、上式(1)に従って燃料クーラ29への要求放熱量Qaを算出し(放熱量算出手段)、上式(5)に従ってターボチャージャ21の軸受け部21cへの要求放熱量Qcを算出する。そして、要求放熱量Qaを達成するために燃料クーラ29に供給すべき必要冷却水量を算出すると共に、要求放熱量Qcを達成するためにターボチャージャ21の軸受け部21cに供給すべき必要冷却水量を算出し、双方の算出値を加算する。   In step S13, the required heat dissipation amount Qa to the fuel cooler 29 is calculated according to the above equation (1) (heat dissipation amount calculating means), and the required heat dissipation amount Qc to the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is calculated according to the above equation (5). To do. Then, the required amount of cooling water to be supplied to the fuel cooler 29 in order to achieve the required heat dissipation amount Qa is calculated, and the required amount of cooling water to be supplied to the bearing portion 21c of the turbocharger 21 in order to achieve the required heat dissipation amount Qc is calculated. Calculate and add both calculated values.

続くステップS14では、ステップS13で加算した必要冷却水量を達成可能なウォータポンプ38の駆動デューティを設定し(冷却制御手段)、その後にルーチンを終了する。
以上がエンジン1の自動停止中の基本的な制御内容であり、このときには燃料クーラ29及びターボチャージャ21の軸受け部21cの冷却が必要であるとの観点の下に、両者29,21cの冷却のために必要な冷却水量がステップS14での駆動デューティの設定に基づきウォータポンプ38から吐出されると共に、ステップS11の流量制御弁37の開度設定に基づき燃料クーラ29側のみに冷却水が分配される。
In the subsequent step S14, the drive duty of the water pump 38 that can achieve the required amount of cooling water added in step S13 is set (cooling control means), and then the routine is terminated.
The above is the basic control contents during the automatic stop of the engine 1, and in this case, the cooling of both the fuel cooler 29 and the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is necessary in view of the necessity of cooling. The amount of cooling water required for the discharge is discharged from the water pump 38 based on the drive duty setting in step S14, and the cooling water is distributed only to the fuel cooler 29 side based on the opening degree setting of the flow control valve 37 in step S11. The

従って、燃料クーラ29及びターボチャージャ21の軸受け部21cは共に所期の冷却を実現して、デリバリパイプ13内の燃料及び軸受け部21cを冷却可能となる。エンジン自動停止中の燃料冷却により、その後のエンジン始動後にインジェクタ11の温度上昇を抑制して、気筒間の燃料噴射量のバラツキを防止でき、またエンジン停止自動中のターボチャージャ21の軸受け部21cの焼付きを防止することができる。   Therefore, both the fuel cooler 29 and the bearing portion 21c of the turbocharger 21 achieve the desired cooling, and the fuel in the delivery pipe 13 and the bearing portion 21c can be cooled. By cooling the fuel while the engine is automatically stopped, the temperature rise of the injector 11 can be suppressed after the engine is started, thereby preventing variations in the fuel injection amount between the cylinders. Further, the bearing 21c of the turbocharger 21 when the engine is automatically stopped can be prevented. Seizure can be prevented.

一方、上記ステップS12の判定がNoの場合には、燃料の冷却が不要と見なしてステップS15に移行する。ステップS15では、ターボチャージャ21の出口油温Toが予め設定された判定値To0を超えている(To>To0)か否かを判定し、続くステップS16では、エンジン停止から遡る所定時間内における高負荷運転の積算時間Tload(エンジン発熱量と相関)が予め設定された判定値Tload0を超えている(Tload>Tload0)か否かを判定する。   On the other hand, if the determination in step S12 is No, it is determined that fuel cooling is unnecessary, and the process proceeds to step S15. In step S15, it is determined whether or not the outlet oil temperature To of the turbocharger 21 exceeds a preset determination value To0 (To> To0). It is determined whether or not the load operation integration time Tload (correlated with the engine heat generation amount) exceeds a preset determination value Tload0 (Tload> Tload0).

ステップS15,16の処理は、ターボチャージャ21の軸受け部21cが冷却水による冷却を要するか否かを見極めることを目的とする。たとえステップS12で燃料の冷却が不要と判定しても、ターボチャージャ21の軸受け部21cの冷却を要する場合には、燃料クーラ29を経て冷却水をターボチャージャ21に供給する必要がある。よって、ステップS15またはステップS16の何れかでYesの判定を下したときにはステップS13に移行し、上記のように燃料クーラ29及びターボチャージャ21の軸受け部21cの冷却を実行する。   The processing in steps S15 and S16 is intended to determine whether or not the bearing portion 21c of the turbocharger 21 requires cooling with cooling water. Even if it is determined in step S12 that cooling of the fuel is unnecessary, if cooling of the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is required, it is necessary to supply cooling water to the turbocharger 21 via the fuel cooler 29. Therefore, when the determination of Yes is made in either step S15 or step S16, the process proceeds to step S13, and the cooling of the fuel cooler 29 and the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is executed as described above.

また、ステップS15,16の何れでもNoの判定を下したときには、ステップS17でウォータポンプ38の駆動デューティを0に設定し、その後にルーチンを終了する。この場合には、燃料クーラ29による燃料の冷却が不要であり、且つターボチャージャ21の軸受け部21cの冷却も不要であるため、ウォータポンプ38を停止させて補機冷却回路28の冷却水の循環を中止しているのである。これにより、ウォータポンプ38を駆動するモータの電力消費の増大が防止される。   If NO is determined in both steps S15 and S16, the drive duty of the water pump 38 is set to 0 in step S17, and then the routine is terminated. In this case, cooling of the fuel by the fuel cooler 29 is unnecessary, and cooling of the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is also unnecessary. Therefore, the water pump 38 is stopped and the cooling water circulating in the auxiliary machine cooling circuit 28 is circulated. Is stopped. This prevents an increase in power consumption of the motor that drives the water pump 38.

ところで、エンジン自動停止の当初はステップS12の判定に基づき冷却が実行されたとしても、燃料温度Tfdや出口油温Toが次第に低下して冷却不要になるとステップS17の処理が実行される。このタイミングが車両の発進のためのエンジン1の自動始動よりも先行する場合には、エンジンの自動停止中に冷却が中止されることになる。
なお、本実施形態ではアイドルストップ制御によるエンジン1の自動停止中に冷却制御を実行したが、これに限るものではなく、通常のエンジン停止時に当該冷却制御を実行してもよい。この場合でもターボチャージャ21の軸受け部21cの焼付き防止が必要であり、また、エンジン停止から時間を経ずに始動した場合、エンジン停止中に燃料を冷却しておけば、上記と同じく、その後のエンジン始動後にインジェクタ11の温度上昇を抑制できる。そしてエンジン停止中に冷却不要になれば、ステップS17の処理に基づきウォータポンプ38が停止されるため、何ら問題は生じない。
By the way, even if the cooling is executed based on the determination in step S12 at the beginning of the automatic engine stop, the processing in step S17 is executed when the fuel temperature Tfd and the outlet oil temperature To are gradually lowered and the cooling becomes unnecessary. When this timing precedes the automatic start of the engine 1 for starting the vehicle, the cooling is stopped during the automatic stop of the engine.
In the present embodiment, the cooling control is executed during the automatic stop of the engine 1 by the idle stop control. However, the present invention is not limited to this, and the cooling control may be executed when the engine is stopped normally. Even in this case, it is necessary to prevent seizure of the bearing portion 21c of the turbocharger 21, and when the engine is started without time after the engine is stopped, if the fuel is cooled while the engine is stopped, After the engine is started, the temperature rise of the injector 11 can be suppressed. If cooling is not required while the engine is stopped, the water pump 38 is stopped based on the processing in step S17, so that no problem occurs.

また、燃料冷却を要するとしてステップS12からステップS13に移行した時点では、ターボチャージャ21の軸受け部21cに対する冷却の要否を判断していないが、それにも拘わらず燃料クーラ29への必要冷却水量にターボチャージャ21の軸受け部21cへの必要冷却水量を加算しているのは、燃料クーラ29の冷却が必要な状況ではターボチャージャ21の軸受け部21cも冷却を要するとの観点に基づく。但し、これに限るものではなく、例えば燃料の冷却のみを要する場合(ステップS12の条件が成立し且つステップS15,16の条件が成立しない場合)には、燃料クーラ29への必要冷却水量のみに基づきウォータポンプ38の駆動デューティを設定してもよい。   Further, at the time when the process is shifted from step S12 to step S13 because fuel cooling is required, it is not determined whether or not the bearing 21c of the turbocharger 21 needs to be cooled, but nevertheless, the required amount of cooling water to the fuel cooler 29 is reached. The addition of the required amount of cooling water to the bearing portion 21c of the turbocharger 21 is based on the viewpoint that the bearing portion 21c of the turbocharger 21 also needs to be cooled in a situation where the fuel cooler 29 needs to be cooled. However, the present invention is not limited to this. For example, when only cooling of the fuel is required (when the condition of Step S12 is satisfied and the conditions of Steps S15 and S16 are not satisfied), only the necessary cooling water amount to the fuel cooler 29 is obtained. Based on this, the drive duty of the water pump 38 may be set.

以上のように本実施形態の直噴エンジン1の冷却装置では、エンジン1のデリバリパイプ13にウォータジャケット29aを形成して燃料クーラ29を構成し、ウォータポンプ38からの冷却水を燃料クーラ29に供給することによりデリバリパイプ13内の燃料を冷却している。そして、このときの燃料冷却のために、燃料クーラ29に要求される放熱量Qaを算出すると共に、要求放熱量Qaに基づき燃料クーラ29に供給すべき必要冷却水量を算出し、この必要冷却水量を達成するようにウォータポンプ38及び流量制御弁37を制御している。   As described above, in the cooling device for the direct injection engine 1 according to the present embodiment, the water jacket 29 a is formed on the delivery pipe 13 of the engine 1 to configure the fuel cooler 29, and the cooling water from the water pump 38 is supplied to the fuel cooler 29. By supplying, the fuel in the delivery pipe 13 is cooled. Then, for the fuel cooling at this time, a heat dissipation amount Qa required for the fuel cooler 29 is calculated, and a necessary cooling water amount to be supplied to the fuel cooler 29 is calculated based on the required heat dissipation amount Qa. The water pump 38 and the flow rate control valve 37 are controlled so as to achieve the above.

このように燃料冷却のために燃料クーラ29に要求される放熱量Qaに基づきウォータポンプ38及び流量制御弁37を制御しているため、燃料クーラ29に冷却水を過不足なく供給して燃料の冷却を最適化することができる。よって、不適切な燃料温度に起因する不具合、例えば燃料の冷却不足によるインジェクタ11の温度上昇、或いはウォータポンプ38を駆動するモータの電力消費の増大等の不具合を未然に防止することができる。   Thus, since the water pump 38 and the flow rate control valve 37 are controlled based on the heat radiation amount Qa required for the fuel cooler 29 for cooling the fuel, the cooling water is supplied to the fuel cooler 29 without excess or deficiency. Cooling can be optimized. Therefore, it is possible to prevent problems caused by an inappropriate fuel temperature, such as an increase in the temperature of the injector 11 due to insufficient cooling of the fuel or an increase in power consumption of the motor driving the water pump 38.

また燃料クーラ29の要求放熱量Qaは、基本的に燃料の実熱量と目標温度時の熱量との差であるとの観点の下に、エンジン1の自動停止中には、上式(2)に従って要求放熱量Qaを算出している。これに対してエンジン1の運転中には、筒内への燃料噴射によりデリバリパイプ13内の燃料から奪われる熱量が存在することに着目し、この熱量を考慮した上式(1)に従って要求放熱量Qaを算出している。   Also, the required heat dissipation amount Qa of the fuel cooler 29 is basically the difference between the actual heat amount of the fuel and the heat amount at the target temperature, and during the automatic stop of the engine 1, the above equation (2) The required heat dissipation amount Qa is calculated according to On the other hand, while the engine 1 is in operation, paying attention to the fact that there is a quantity of heat deprived from the fuel in the delivery pipe 13 by fuel injection into the cylinder, the demand is released according to the above formula (1) considering this quantity of heat. The amount of heat Qa is calculated.

従って、エンジン1の運転中と自動停止中の何れの場合でも適切な要求放熱量を算出でき、ひいては燃料の冷却を一層最適化することができる。
またエンジン1の運転中において、デリバリパイプ13内の燃料温度Tfdが判定値Tfd0以下の場合には、燃料クーラ29による燃料の冷却が不要と見なし(ステップS3)、インジェクタ11の噴射量qが判定値q0を超えている場合には、筒内への燃料噴射によるデリバリパイプ13内の燃料の温度低下が著しくて燃料クーラ29による冷却が不要と見なし(ステップS4)、何れの場合も燃料クーラ29への冷却水の供給を中止している(ステップS8)。よって、ウォータポンプ38を駆動するモータの電力消費の増大を防止することができる。
Therefore, it is possible to calculate an appropriate required heat release amount during both operation and automatic stop of the engine 1, and further optimize the cooling of the fuel.
If the fuel temperature Tfd in the delivery pipe 13 is equal to or lower than the determination value Tfd0 during the operation of the engine 1, it is considered that the fuel cooler 29 does not need to cool the fuel (step S3), and the injection amount q of the injector 11 is determined. When the value q0 is exceeded, it is considered that the temperature of the fuel in the delivery pipe 13 due to fuel injection into the cylinder is so great that cooling by the fuel cooler 29 is unnecessary (step S4). The supply of cooling water to is stopped (step S8). Therefore, an increase in power consumption of the motor that drives the water pump 38 can be prevented.

またエンジン1の運転中には、燃料クーラ29の要求放熱量のみならずインタクーラ22の要求放熱量も考慮してそれぞれの必要冷却水量を算出し、それらの必要冷却水量を達成するために必要なウォータポンプ38の駆動デューティ、及び流量制御弁37の開度を設定している。従って、燃料クーラ29による燃料の冷却に加えて、インタクーラ22による吸気の冷却も最適化することができる。   Further, during the operation of the engine 1, not only the required heat dissipation amount of the fuel cooler 29 but also the required heat dissipation amount of the intercooler 22 is calculated, and the respective required cooling water amounts are calculated, and are necessary to achieve those required cooling water amounts. The drive duty of the water pump 38 and the opening degree of the flow control valve 37 are set. Therefore, in addition to the fuel cooling by the fuel cooler 29, the cooling of the intake air by the intercooler 22 can be optimized.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、直噴ガソリンエンジン1の冷却装置に具体化したが、エンジンの種別はこれに限ることはなく、例えばディーゼルエンジンに適用してもよい。
また上記実施形態では、インジェクタ11に供給される燃料、インタクーラ22、ターボチャージャ21の軸受け部21cを冷却対象としたが、これに限るものではない。例えば、本発明をターボチャージャ21を備えない直噴エンジン1に適用した上で、そのデリバリパイプ13に設けた燃料クーラ29のみを冷却対象として上記実施形態の制御を実行してもよい。
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the cooling device for the direct injection gasoline engine 1 is embodied. However, the type of the engine is not limited to this, and may be applied to, for example, a diesel engine.
Moreover, in the said embodiment, although the fuel supplied to the injector 11, the intercooler 22, and the bearing part 21c of the turbocharger 21 were made into the cooling object, it is not restricted to this. For example, after applying the present invention to the direct injection engine 1 that does not include the turbocharger 21, the control of the above embodiment may be executed only for the fuel cooler 29 provided in the delivery pipe 13.

また、燃料クーラ29を設ける位置に関してもデリバリパイプ13に限るものではなく、例えば高圧ポンプ15の入口側の燃料経路14に燃料クーラ29を配設して、高圧ポンプ15に流入する燃料を冷却するようにしてもよい。この場合でも上記実施形態の制御を実行すれば、同様の作用効果を得ることができる。   Further, the position where the fuel cooler 29 is provided is not limited to the delivery pipe 13. For example, the fuel cooler 29 is disposed in the fuel path 14 on the inlet side of the high pressure pump 15 to cool the fuel flowing into the high pressure pump 15. You may do it. Even in this case, the same effect can be obtained by executing the control of the above embodiment.

1 直噴エンジン
11 インジェクタ
14 燃料経路
21 ターボチャージャ
22 インタクーラ
29 燃料クーラ
37 流量制御弁(流量調整手段)
38 ウォータポンプ(流量調整手段)
41 ECU(放熱量算出手段、冷却制御手段、アイドルストップ制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Direct injection engine 11 Injector 14 Fuel path 21 Turbocharger 22 Intercooler 29 Fuel cooler 37 Flow control valve (flow rate adjustment means)
38 Water pump (flow rate adjusting means)
41 ECU (heat dissipation amount calculation means, cooling control means, idle stop control means)

Claims (6)

筒内に燃料を噴射するインジェクタの燃料経路に配設され、冷却水の流通により前記インジェクタに供給される燃料を冷却する燃料クーラと、
前記燃料クーラに供給される冷却水の流量を調整可能な流量調整手段と、
直噴エンジンの運転状態に基づき前記インジェクタに供給される燃料の冷却のために前記燃料クーラに要求される放熱量を算出する放熱量算出手段と、
前記放熱量算出手段により算出された要求放熱量に基づき前記流量調整手段を制御する冷却制御手段と
を備えたことを特徴とする直噴エンジンの冷却装置。
A fuel cooler that is disposed in a fuel path of an injector that injects fuel into the cylinder, and that cools the fuel supplied to the injector by circulation of cooling water;
A flow rate adjusting means capable of adjusting a flow rate of cooling water supplied to the fuel cooler;
A heat dissipation amount calculating means for calculating a heat dissipation amount required for the fuel cooler for cooling the fuel supplied to the injector based on an operating state of the direct injection engine;
A cooling apparatus for a direct injection engine, comprising: cooling control means for controlling the flow rate adjusting means based on the required heat radiation amount calculated by the heat radiation amount calculating means.
前記流量調整手段は、前記燃料クーラに供給される冷却水を吐出するウォータポンプまたは該ウォータポンプから吐出された冷却水の流量を制御する流量制御弁の少なくとも一方であり、
前記冷却制御手段は、前記燃料クーラへの要求放熱量に基づき前記ウォータポンプの回転速度または前記流量制御弁の開度を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の直噴エンジンの冷却装置。
The flow rate adjusting means is at least one of a water pump that discharges cooling water supplied to the fuel cooler or a flow rate control valve that controls the flow rate of cooling water discharged from the water pump,
2. The cooling device for a direct injection engine according to claim 1, wherein the cooling control unit controls a rotation speed of the water pump or an opening degree of the flow control valve based on a required heat radiation amount to the fuel cooler. .
前記直噴エンジンにはターボチャージャのコンプレッサにより加圧された吸気を冷却するための水冷式インタクーラが備えられ、
前記放熱量算出手段は、吸気の冷却のために前記水冷式インタクーラに要求される放熱量を算出し、
前記流量調整手段は、冷却水を吐出するウォータポンプ、及び該ウォータポンプから吐出された冷却水を前記燃料クーラ側と前記水冷式インタクーラ側とに任意の比率で分配可能な流量制御弁であり、
前記冷却制御手段は、前記燃料クーラ及び前記インタクーラに要求される放熱量に基づき、前記ウォータポンプの回転速度及び前記流量制御弁による冷却水の分配比率を制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の直噴エンジンの冷却装置。
The direct injection engine is provided with a water-cooled intercooler for cooling the intake air pressurized by a turbocharger compressor,
The heat dissipation amount calculating means calculates a heat dissipation amount required for the water-cooled intercooler for cooling the intake air,
The flow rate adjusting means is a water pump that discharges cooling water, and a flow rate control valve that can distribute the cooling water discharged from the water pump to the fuel cooler side and the water-cooled intercooler side at an arbitrary ratio,
The cooling control means controls the distribution rate of cooling water by the rotational speed of the water pump and the flow control valve based on the amount of heat radiation required for the fuel cooler and the intercooler. The direct-injection engine cooling device according to 2.
前記放熱量算出手段は、前記直噴エンジンの停止中に、前記インジェクタに供給される燃料が有する実熱量と予め設定された目標温度時の燃料の熱量との差に基づき、前記燃料クーラへの要求放熱量を算出し、前記直噴エンジンの運転中には、前記実熱量と前記目標温度時の熱量との差から筒内への燃料噴射により奪われる熱量を減算して、前記燃料クーラへの要求放熱量を算出する
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の直噴エンジンの冷却装置。
The heat dissipation amount calculating means is configured to supply the fuel cooler with a difference between an actual heat amount of fuel supplied to the injector and a heat amount of fuel at a preset target temperature while the direct injection engine is stopped. The required heat release amount is calculated, and during operation of the direct injection engine, the amount of heat taken by fuel injection into the cylinder is subtracted from the difference between the actual heat amount and the heat amount at the target temperature, and the fuel cooler is subtracted. 4. The direct-injection engine cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the required heat radiation amount is calculated.
所定の停止条件の成立に基づき前記直噴エンジンを自動停止させ、その後に所定の始動条件の成立に基づき前記直噴エンジンを自動始動するアイドルストップ制御手段をさらに備え、
前記放熱量算出手段は、前記アイドルストップ制御手段による前記直噴エンジンの自動停止中に、前記実熱量と前記目標温度時の熱量との差に基づき前記燃料クーラへの要求放熱量を算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の直噴エンジンの冷却装置。
Idle stop control means for automatically stopping the direct injection engine based on establishment of a predetermined stop condition, and then automatically starting the direct injection engine based on establishment of a predetermined start condition;
The heat dissipation amount calculating means calculates a required heat dissipation amount to the fuel cooler based on a difference between the actual heat amount and the heat amount at the target temperature during the automatic stop of the direct injection engine by the idle stop control means. The cooling device for a direct injection engine according to claim 4.
前記冷却制御手段は、前記インジェクタに供給される燃料の温度が予め設定された第1の判定値以下の場合、または前記インジェクタの燃料噴射量が予め設定された第2の判定値を超えている場合の何れかに該当するときに、前記流量調整手段により前記燃料クーラへの冷却水の供給を中止する
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の直噴エンジンの冷却装置。
When the temperature of the fuel supplied to the injector is equal to or lower than a first determination value set in advance, or the fuel injection amount of the injector exceeds a second determination value set in advance. 6. The direct injection engine cooling according to claim 1, wherein the supply of the cooling water to the fuel cooler is stopped by the flow rate adjusting means when any of the cases is satisfied. apparatus.
JP2016182793A 2016-09-20 2016-09-20 Direct injection engine cooling system Active JP6687900B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016182793A JP6687900B2 (en) 2016-09-20 2016-09-20 Direct injection engine cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016182793A JP6687900B2 (en) 2016-09-20 2016-09-20 Direct injection engine cooling system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018048562A true JP2018048562A (en) 2018-03-29
JP6687900B2 JP6687900B2 (en) 2020-04-28

Family

ID=61767272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016182793A Active JP6687900B2 (en) 2016-09-20 2016-09-20 Direct injection engine cooling system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6687900B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05202821A (en) * 1992-01-27 1993-08-10 Mitsubishi Motors Corp Fuel injection device
JP2007137374A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Toyota Motor Corp Engine unit, hybrid car equipped with engine unit and method for controlling engine unit
JP2008121529A (en) * 2006-11-10 2008-05-29 Toyota Motor Corp Internal combustion engine system
JP2010090729A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Denso Corp Cooling system for vehicle
JP2012197706A (en) * 2011-03-18 2012-10-18 Hitachi Automotive Systems Ltd Cooling control device of internal combustion engine
KR101490963B1 (en) * 2013-12-11 2015-02-06 현대자동차 주식회사 Engine system having turbo charger
US20150233337A1 (en) * 2012-08-20 2015-08-20 Borgwarner Inc. Thermal cold start system with multifunction valve

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05202821A (en) * 1992-01-27 1993-08-10 Mitsubishi Motors Corp Fuel injection device
JP2007137374A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Toyota Motor Corp Engine unit, hybrid car equipped with engine unit and method for controlling engine unit
JP2008121529A (en) * 2006-11-10 2008-05-29 Toyota Motor Corp Internal combustion engine system
JP2010090729A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Denso Corp Cooling system for vehicle
JP2012197706A (en) * 2011-03-18 2012-10-18 Hitachi Automotive Systems Ltd Cooling control device of internal combustion engine
US20150233337A1 (en) * 2012-08-20 2015-08-20 Borgwarner Inc. Thermal cold start system with multifunction valve
KR101490963B1 (en) * 2013-12-11 2015-02-06 현대자동차 주식회사 Engine system having turbo charger

Also Published As

Publication number Publication date
JP6687900B2 (en) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2685783C2 (en) Control of fuel injection
JP4438712B2 (en) Control device for internal combustion engine
RU2716787C2 (en) Method (embodiments) and system for cooling direct injection pump
US20150369179A1 (en) Temperature control apparatus for intercooler
JP2006132517A (en) Fuel injection apparatus of internal combustion engine and control device of high-pressure fuel system of internal combustion engine
JP5288046B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009030616A (en) Fuel injection control device for cold engine at low temperature
JP2011047305A (en) Internal combustion engine
US9970347B2 (en) Cooling system having pulsed fan control
KR19990036479A (en) Internal injection fuel control system of internal combustion engine
JP4115237B2 (en) diesel engine
JP2016056743A (en) Exhaust gas recirculation control device for engine
JP6687900B2 (en) Direct injection engine cooling system
JP6687901B2 (en) Direct injection engine cooling system
JP2009250060A (en) Control device of internal combustion engine
JP6687902B2 (en) Direct injection engine cooling system
JP2013194664A (en) Internal combustion engine
JP2012087641A (en) Fuel injection device
JP2006105105A (en) Engine cooling device
JP2014088779A (en) Control device for internal combustion engine
US8434452B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010275961A (en) Engine cooling device
JP2013050091A (en) Fuel supply device for internal combustion engine
US11680510B1 (en) Cooling device for internal combustion engine and cooling method of internal combustion engine
US11047285B2 (en) Control apparatus of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191211

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200317

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6687900

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151