JP5803818B2 - Control device for cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関(エンジン)を備える車両の制御に関する。 The present invention relates to control of a vehicle including an internal combustion engine (engine).
従来から、冷却水の通水によりエンジン等を冷却可能な冷却水路の通水量を制御する技術が知られている。例えば、特許文献1には、エンジンの冷却水の通水量を制御するポンプを有し、エンジンの出口近傍の冷却水路に水温センサが配置された冷却システムにおいて、水温センサの出力に基づき、冷却水の循環停止中での冷却水温や燃焼室(ボア)壁温を推定し、ポンプの出力を制御する技術が開示されている。その他、本発明に関連する技術が特許文献2及び特許文献3に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for controlling a water flow rate of a cooling water channel that can cool an engine or the like by passing cooling water. For example, in
ボア壁温の状態を表す指標として冷却水温を用い、冷間始動時のエンジンの種々の制御量を補正する冷間補正が知られている。この冷間補正を冷却水の循環停止時に行う場合、特許文献1に記載の技術を用いて、エンジンの出口付近に設置された水温センサの出力に基づき循環停止中の冷却水温を推定し、推定した冷却水温に基づき冷間補正を行うことが可能である。しかしながら、冷却水の循環停止時には、ボア壁温が冷却水の循環時よりも高温となる場合であっても、冷却水温が循環時よりも低くなる場合がある。この場合、ボア壁温が高いにも関わらず冷却水温が低く推定又は測定されてしまうため、エンジンの制御量の冷間補正が過補正となってしまい、エミッション悪化に繋がる虞がある。
A cold correction is known in which the coolant temperature is used as an index representing the state of the bore wall temperature, and various control amounts of the engine at the cold start are corrected. When this cold correction is performed at the time of cooling water circulation stoppage, the technology described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジンの制御量を冷間補正する際の過補正を抑制することが可能な冷却システムの制御装置を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a control device for a cooling system capable of suppressing overcorrection when cold correcting the engine control amount. Main purpose.
本発明の1つの観点では、エンジンと、冷却水の通水により前記エンジンを冷却可能な冷却水路と、前記冷却水の水温を取得する冷却水温取得手段と、前記冷却水の通水量を調整可能な冷却水調整手段と、前記水温に基づき、前記エンジンを制御する制御手段と、を有する冷却システムの制御装置であって、前記冷却水調整手段は、前記水温が前記エンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度未満の場合に、前記通水量を制限し、前記制御手段は、前記水温が前記暖機完了温度未満となる期間内であって当該期間よりも短い前記エンジンの始動直後の所定期間が経過した後の期間では、前記通水量の制限時において、前記冷却水温取得手段が取得した水温を高温側に補正した値に基づき、前記エンジンを制御し、かつ、前記所定期間内では、前記通水量の制限時であっても、前記冷却水温取得手段が取得した水温に基づき、前記エンジンを制御する。
In one aspect of the present invention, an engine, a cooling water channel capable of cooling the engine by cooling water flow, cooling water temperature acquisition means for acquiring the cooling water temperature, and a flow rate of the cooling water can be adjusted. A cooling system control device comprising: a cooling water adjusting means; and a control means for controlling the engine based on the water temperature, wherein the cooling water adjusting means has the water temperature completed to warm up the engine. When the temperature is lower than the warm-up completion temperature, the flow rate is limited, and the control means starts the engine within a period when the water temperature is lower than the warm-up completion temperature and shorter than the period. the period after the predetermined period immediately has elapsed, at the time of restriction of the through water, based on the value obtained by correcting the temperature of the cooling water temperature acquisition means has acquired a high temperature side, and controls the engine, and the predetermined period So even time limit of the through water, based on the cooling water temperature water temperature acquisition means has acquired, to control the engine.
上記冷却システムの制御装置は、車両に搭載され、エンジンと、冷却水路と、冷却水温取得手段と、冷却水調整手段と、制御手段とを備える。冷却水路は、冷却水の通水によりエンジンを冷却する。冷却水温取得手段は、冷却水の水温を推定又は実測することにより取得する。冷却水調整手段は、冷却水の通水量を調整する。ここで、冷却水調整手段は、取得した冷却水温がエンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度未満の場合に、冷却水の通水量を制限し、当該通水量の制限時に冷却水の所定の通水条件が成立した場合に、冷却水の通水量の制限を解除する。制御手段は、取得した冷却水温が暖機完了温度未満となる期間内であって当該期間よりも短いエンジンの始動直後の所定期間が経過した後の期間では、通水量の制限時において、冷却水温取得手段が取得した水温を高温側に補正した値に基づき、エンジンを制御し、かつ、上述の所定期間内では、通水量の制限時であっても、冷却水温取得手段が取得した水温に基づき、エンジンを制御する。
The control device of the cooling system is mounted on a vehicle and includes an engine, a cooling water channel, a cooling water temperature acquisition unit, a cooling water adjustment unit, and a control unit. The cooling water channel cools the engine by passing cooling water. The coolant temperature acquisition means acquires the coolant temperature by estimating or actually measuring the coolant temperature. The cooling water adjusting means adjusts the flow rate of the cooling water. Here, the cooling water adjusting means limits the amount of cooling water flow when the acquired cooling water temperature is lower than the warm-up completion temperature at which it is determined that the engine has been warmed up. When the predetermined water flow condition is satisfied, the restriction on the flow rate of the cooling water is released. The control means is within a period in which the acquired cooling water temperature is lower than the warm-up completion temperature, and after a predetermined period immediately after engine startup that is shorter than the period , the cooling water temperature is limited when the flow rate is limited. Based on the value obtained by correcting the water temperature acquired by the acquisition means to the high temperature side, the engine is controlled, and within the predetermined period , based on the water temperature acquired by the cooling water temperature acquisition means even when the amount of water flow is limited. Control the engine .
一般に、冷却水の通水量の制限時には、冷却水路内の冷却水の移動が制限されるため、ボア(燃焼室)から冷却水への熱伝達効率が悪く、冷却水の通水時と比較して、ボア壁温は高いにも関わらず、取得される冷却水温は低くなる。この場合、冷却水温は、ボア壁温を表す指標としては精度が低くなる。また、冷却システムは、冷却水温がエンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度以下の場合には原則として冷却水の通水を停止する一方、所定の通水条件が成立する場合には冷却水の通水を再開する必要があり、同じ冷却水温であっても冷却水を通水させたり、通水停止させたりする状況が存在する。以上を勘案し、冷却システムの制御装置は、冷却水の通水量制限時の冷却水温とエンジンの制御量との関係を、通水量の制限を解除している間と異ならせる。但し、エンジン始動直後では、エンジンが暖機されにくい状態、即ち熱容量が高い状態にあるため、上述したような冷却水の通水制限時におけるボア壁温と冷却水温との乖離は発生しない。従って、冷却システムの制御装置は、エンジン始動直後の所定期間では、冷却水の通水制限を解除している間の冷却水温とエンジンの制御量との関係に基づき、エンジンの制御量を定める。このようにすることで、冷却システムの制御装置は、エンジンの制御量を冷間補正する際の過補正を抑制することが可能となる。 Generally, when the cooling water flow rate is limited, the movement of the cooling water in the cooling water channel is limited, so the heat transfer efficiency from the bore (combustion chamber) to the cooling water is poor, and compared to when cooling water is flowing. Even though the bore wall temperature is high, the obtained cooling water temperature is low. In this case, the cooling water temperature is less accurate as an index representing the bore wall temperature. The cooling system, in principle, stops cooling water flow when the cooling water temperature is equal to or lower than the warm-up completion temperature at which it is determined that the engine has been warmed up, while a predetermined water flow condition is satisfied. However, it is necessary to restart the flow of the cooling water, and there are situations where the cooling water is allowed to flow or is stopped even at the same cooling water temperature. In consideration of the above, the control device of the cooling system makes the relationship between the cooling water temperature and the engine control amount at the time of limiting the water flow rate different from that during the release of the water flow rate restriction. However, immediately after the engine is started, the engine is not easily warmed up, that is, the heat capacity is high. Therefore, the above-described difference between the bore wall temperature and the cooling water temperature when the cooling water flow restriction is performed does not occur. Therefore, the control device for the cooling system determines the engine control amount based on the relationship between the cooling water temperature and the engine control amount during the release of the cooling water flow restriction during a predetermined period immediately after engine startup. By doing in this way, the control apparatus of a cooling system can suppress the overcorrection at the time of carrying out cold correction of the engine control amount.
上記冷却システムの制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記エンジンのボア壁の発熱量が大きい程、前記所定期間を短く設定する。エンジン発熱量が大きい場合には、冷却水の循環停止時におけるボア壁温が高くなり、ボア壁温と冷却水温との温度差が大きくなる。従って、この態様により、冷却システムの制御装置は、エンジンの状態に応じてエンジン制御量の冷間補正を的確に行うことができる。
In one aspect of the control device of the cooling system, the control means, as the heating value of the bore wall of the engine is large, sets shorter the predetermined period. When the engine heat generation amount is large, the bore wall temperature when the circulation of the cooling water is stopped increases, and the temperature difference between the bore wall temperature and the cooling water temperature increases. Therefore, according to this aspect, the control device of the cooling system can accurately perform the cold correction of the engine control amount according to the state of the engine.
上記冷却システムの制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記水温が前記暖機完了温度未満の場合における前記通水量の制限時において、前記エンジンの始動前の停止時間が所定時間以下の場合には、前記所定期間内であっても、前記冷却水温取得手段が取得した水温を高温側に補正した値に基づき、前記エンジンを制御する。一般に、エンジンの始動前の停止時間(所謂ソーク時間)が短い場合には、ソーク時間が長い場合と比較して、エンジンが暖機されやすい状態にあるため、冷却水の通水制限時にはボア壁温と冷却水温との温度差が大きくなる。従って、この態様により、冷却システムの制御装置は、適切にエンジン制御量の冷間補正を行うことができる。
In another aspect of the control device of the cooling system, wherein, in the limited time of the passing water quantity in the case where the water temperature is lower than the warm-up completion temperature, the stop time before the start of the engine is less than or equal to a predetermined time In this case, even within the predetermined period, the engine is controlled based on a value obtained by correcting the water temperature acquired by the cooling water temperature acquisition means to the high temperature side . Generally, when the stop time before starting the engine (so-called soak time) is short, the engine is more easily warmed up than when the soak time is long. The temperature difference between the temperature and the cooling water temperature increases. Therefore, according to this aspect, the control device of the cooling system can appropriately perform cold correction of the engine control amount.
上記冷却システムの制御装置の好適な例では、前記制御手段は、前記通水量の制限時には、前記冷却水温取得手段が取得した前記水温を高温側に補正して前記エンジンの制御量を決定する。これにより、冷却システムの制御装置は、冷間補正に使用する冷却水温をボア壁温に応じた値に補正することができ、適切にエンジン制御量の冷間補正を行うことができる。また、この態様によれば、冷却システムの制御装置は、通水制限を解除している間に使用するエンジン制御量を定めるためのマップや算出式を通水制限時でも共通して使用することができ、通水制限時のエンジン制御量を決定するためのマップ等を作成するための適合工数を削減することができる。
In a preferred example of the control device of the cooling system, the control unit determines the control amount of the engine by correcting the water temperature acquired by the cooling water temperature acquisition unit to a high temperature side when the flow rate is limited. Thereby, the control apparatus of a cooling system can correct | amend the cooling water temperature used for cold correction | amendment to the value according to the bore wall temperature, and can perform cold correction | amendment of engine control amount appropriately. Further, according to this aspect, the control device for the cooling system can be used in common even when the water flow restriction is performed, such as a map or a calculation formula for determining the engine control amount to be used while releasing the water flow restriction. It is possible to reduce the man-hours for creating a map or the like for determining the engine control amount when the water flow is restricted.
上記冷却システムの制御装置の他の一態様では、前記制御量決定手段は、前記通水量の制限を解除している間における前記エンジンから前記水温の取得位置での前記冷却水への第1熱伝達効率と、前記通水量の制限時における前記エンジンから前記水温の取得位置での前記冷却水への第2熱伝達効率との違いに基づき、前記水温を高温側に補正する補正量を定める。この態様により、冷却システムの制御装置は、冷間補正に使用する冷却水温をボア壁温に応じた値に補正することができ、適切にエンジン制御量の冷間補正を行うことができる。 In another aspect of the control device for the cooling system, the control amount determination means may perform the first heat from the engine to the cooling water at the water temperature acquisition position while the restriction of the water flow amount is being released. A correction amount for correcting the water temperature to the high temperature side is determined based on the difference between the transfer efficiency and the second heat transfer efficiency from the engine to the cooling water at the water temperature acquisition position when the water flow rate is limited. According to this aspect, the control device of the cooling system can correct the cooling water temperature used for cold correction to a value corresponding to the bore wall temperature, and can appropriately perform cold correction of the engine control amount.
上記冷却システムの制御装置の好適な例では、前記制御手段は、前記通水量の制限時では、前記通水量の制限を解除している間と異なる前記水温に対する前記エンジンの制御量の算出手段を有する。例えば、冷却システムの制御装置は、上述の算出手段として、取得した水温に対するエンジン制御量又はその補正量のマップ等を、通水制限時の冷間補正用に予め記憶する。このように、冷却システムの制御装置は、エンジンの制御量の算出方法を冷却水の通水制限時と通水制限を解除している間とで異ならせることで、取得した水温を補正することなく好適に冷間始動時のエンジン制御量を算出することができる。
In a preferred example of the control device for the cooling system, the control means includes a calculation means for calculating the control amount of the engine for the water temperature that is different from when the restriction of the water flow amount is released when the water flow amount is restricted. Have. For example, the control device of the cooling system stores, in advance, the engine control amount for the acquired water temperature or a map of the correction amount or the like for cold correction at the time of restricting water flow as the above-described calculation means. As described above, the control device of the cooling system corrects the acquired water temperature by changing the calculation method of the engine control amount between when the cooling water flow is restricted and when the flow restriction is released. It is possible to calculate the engine control amount at the time of cold start.
上記冷却システムの制御装置の好適な例では、前記冷却水路は、LPLEGRクーラを冷却するための水路を含み、前記通水条件は、前記水温が排気露点温度以上となった場合に成立する。冷却水温が排気露点温度以上であれば、LPLEGRクーラを冷却する水路に冷却水を供給することによりEGRクーラ近傍の排気を排気露点温度以上の温度領域に維持することが出来る。従って、始動時のエンジンの暖機中において、冷却水温が排気露点温度に達した場合に通水制限を解除する構成とすることは、凝縮水の発生抑制の観点から効果的である。また、このように通水条件が定められた場合であっても、冷却システムの制御装置は、冷間始動期間において、エンジン制御量の冷間補正を的確に行うことができる。 In a preferred example of the control device of the cooling system, the cooling water channel includes a water channel for cooling the LPLEGR cooler, and the water flow condition is established when the water temperature is equal to or higher than the exhaust dew point temperature. If the cooling water temperature is equal to or higher than the exhaust dew point temperature, the exhaust water in the vicinity of the EGR cooler can be maintained in the temperature range equal to or higher than the exhaust dew point temperature by supplying the cooling water to the water channel for cooling the LPLEGR cooler. Accordingly, it is effective from the viewpoint of suppressing the generation of condensed water that the water flow restriction is canceled when the cooling water temperature reaches the exhaust dew point temperature while the engine is warming up at the time of starting. Even when the water flow conditions are determined in this way, the control device of the cooling system can accurately perform the cold correction of the engine control amount during the cold start period.
以下、図面を参照して本発明の好適な各実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
[エンジンシステムの概略構成]
図1は、本発明の各実施形態に共通した冷却システム100の概略構成図を示す。図1において、実線矢印は冷却水路及び流水方向を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。
<First Embodiment>
[Schematic configuration of engine system]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
冷却システム100は、車両に搭載され、主に、エンジン2と、冷却水制御弁(CCV:Closed Crankcase Ventilation)3と、電動ウォータポンプ(単に「電動W/P」とも表記する。)4と、水温センサ5と、サーモスタット6と、LPL(Low Pressure Loop)EGRクーラ7と、ヒータ8と、HPL(High Pressure Loop)EGRバルブ9と、オイルクーラ10と、ラジエータ11と、ECU15と、冷却水路CCVi、CCVo1乃至CCVo3、WPi、WPoとを備える。
The
エンジン2は、シリンダヘッド21及びシリンダブロック22を有する。ここで、図2を参照し、エンジン2の詳細な構成について説明する。ここに、図2は、エンジン2の概略断面図である。尚、図2において、図1と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
The
図2において、エンジン2は、金属製のシリンダブロック22内に収容されたシリンダ201を有する。このシリンダ201の内部に形成される燃焼室には、インジェクタ202の燃料噴射弁の一部が露出しており、燃焼室に燃料の高圧噴霧を供給可能に構成されている。シリンダ201の内部にはピストン203が往復運動可能に設置されており、圧縮行程において燃料と吸入空気との混合気が着火することによって生じるピストン203の往復運動は、コネクティングロッド204を介してクランクシャフト205の回転運動に変換される。
In FIG. 2, the
クランクシャフト205近傍には、クランクシャフト205の回転角であるクランク角「θcr」を検出するクランクポジションセンサ206が設置されている。クランクポジションセンサ206は、ECU15と電気的に接続されており、検出されたクランク角θcrは、一定又は不定の周期でECU15に供出される。ECU15は、クランクポジションセンサ206によって検出されたクランク角θcrに基づいて、インジェクタ202の燃料噴射時期等を制御する。また、ECU15は、この検出されたクランク角θcrを時間処理することによって、エンジン2の機関回転速度(「エンジン回転数Ne」とも呼ぶ。)を算出する。
A crank
エンジン2において、外部から吸入された空気は、吸気管207を通過し、絞り弁208及び吸気ポート209を順次介し、吸気バルブ210の開弁時にシリンダ201の内部に吸入される。
In the
シリンダ201内部で燃焼した混合気は、排気となり、吸気バルブ210の開閉に連動して開閉する排気バルブ211の開弁時に排気ポート212を介して排気管213に導かれる。この排気ポート212及び排気ポート212と排気管213との間に介装された排気マニホールド(図示略)は、シリンダヘッド21に収容されている。
The air-fuel mixture combusted inside the
排気管213には、DPF214が設置される。DPF214は排気中のPM(Particulate Matter:粒子状物質)を捕捉可能に構成されたフィルタである。なお、エンジン2には、DPF214に加えて、又はこれに代えて、CCO(酸化触媒)、SCR或いはNSR(Nox Storage Reduction)触媒(リーンNOx触媒とも称される)等の各種触媒が設けられていてもよい。
A
一方、排気管213における、DPF214の下流側には、金属材料で構成されたLPLEGR管320の一端部が接続されている。このLPLEGR管320の他端部は、絞り弁208の上流側において吸気管207に連結されており、排気の一部は、EGRガスとして吸気系に還流される。
On the other hand, one end of an
LPLEGR管320には、LPLEGRクーラ7が設けられている。LPLEGRクーラ7は、LPLEGR管320に設けられた、EGRガスの冷却装置であり、冷却水が封入されたウォータジャケットが周囲に張り巡らされ、この冷却水との熱交換を行うことによってEGRガスを冷却可能に構成されている。
The
更に、LPLEGR管320における、このLPLEGRクーラ7の下流側には、LPLEGRバルブ330が設けられている。LPLEGRバルブ330は、電磁駆動弁であり、ECU15を介してなされるソレノイドへの通電により弁開度が連続的に変化する。LPLEGR管320を流れるEGRガスの流量、即ち、EGR量は、吸気管207と排気管213との差圧とこの弁開度とに応じて連続的に変化する。そして、LPLEGR管320、LPLEGRクーラ7及びLPLEGRバルブ330は、LPLEGR装置30を構成する。
Furthermore, an
他方、排気管213における、DPF214の上流側には、金属材料で構成されたHPLEGR管720の一端部が接続されている。このHPLEGR管720の他端部は、絞り弁208の下流側において吸気ポート209に連結されており、排気の一部は、EGRガスとして吸気系に還流される。
On the other hand, one end of an
HPLEGR管720には、HPLEGRバルブ9が設けられている。HPLEGRバルブ9は、電磁駆動弁であり、ECU15を介してなされるソレノイドへの通電により弁開度が連続的に変化する。HPLEGR管320を流れるEGRガスの流量、即ち、EGR量は、吸気ポート209と排気管213との差圧とこの弁開度とに応じて連続的に変化する。HPLEGR管720及びHPLEGRバルブ9は、HPLEGR装置70を構成する。
The
図1に戻り、再び冷却システム100の各構成要素について説明する。
Returning to FIG. 1, each component of the
冷却水制御弁3は、冷却水の通水経路を、後述する各モードに応じて切り替え可能なロータリーバルブ装置である。冷却水制御弁3は、冷却水路CCViに接続された冷却水の入力側インターフェイスである入力ポートと、冷却水路CCVo1乃至CCVo3にそれぞれ接続された冷却水の出力側インターフェイスである3つの出力ポートとを有する。
The cooling
ここで、入力ポートと各出力ポートとを繋ぐ筒状の集約部には、当該集約部において一方向に回転可能な筒状の樹脂バルブが収容されている。この樹脂バルブの側面部分には、各出力ポートに対応する複数の切り欠き部が形成されており、一の切り欠き部と対応する各出力ポートとの連通面積が、樹脂バルブの回転角であるCCV回転角「Accv」に応じて連続的に変化する。樹脂バルブが一周すると、即ちCCV回転角Accvが360°に達すると、冷却水制御弁3の状態は従前の状態に復帰する。CCV回転角Accvは、ECU15から送信される制御信号S3に基づき制御される。
Here, the cylindrical aggregation part which connects an input port and each output port accommodates the cylindrical resin valve which can rotate in one direction in the said aggregation part. A plurality of notches corresponding to each output port are formed in the side surface portion of this resin valve, and the communication area between each notch and each output port is the rotation angle of the resin valve. It changes continuously according to the CCV rotation angle “Accv”. When the resin valve makes one round, that is, when the CCV rotation angle Accv reaches 360 °, the state of the cooling
冷却水路CCViは、シリンダブロック22及びシリンダヘッド21を順次経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水路である。冷却水路CCViは、冷却水制御弁3の入力ポートに接続されている。
The cooling water channel CCVi is a cooling water channel including a water jacket (not shown) that sequentially passes through the
冷却水路CCVo1は、冷却水制御弁3の第1の出力ポートに接続され、LPLEGRクーラ7及びヒータ8を経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水路である。冷却水路CCV1は、接続点「P1」において冷却水路WPiに接続される。
The cooling water channel CCVo1 is a cooling water channel that is connected to the first output port of the cooling
冷却水路CCVo2は、冷却水制御弁3の第2の出力ポートに接続される。冷却水路CCVo2は、先述したHPLEGRバルブ9を冷却するための冷却水路と、オイルクーラ10を冷却するための冷却水路とに分岐し、HPLEGRバルブ9及びオイルクーラ10の下流において分岐した冷却水路が再び合流する。そして、冷却水路CCVo2は、接続点「P2」において冷却水路WPiに接続される。
The cooling water channel CCVo2 is connected to the second output port of the cooling
冷却水路CCVo3は、冷却水制御弁3の第3の出力ポートに接続された冷却水路である。
冷却水路CCVo3は、ラジエータ11を介してサーモスタット6に接続されている。
The cooling water channel CCVo3 is a cooling water channel connected to the third output port of the cooling
The cooling
冷却水路WPiは、電動W/P4の入力側のポートに接続された冷却水路である。冷却水路WPoは、電動W/P4の出力側のポートに接続された冷却水路である。冷却水路WPoは、冷却水路CCViに接続されている。 The cooling water channel WPi is a cooling water channel connected to the input side port of the electric W / P4. The cooling water channel WPo is a cooling water channel connected to a port on the output side of the electric W / P4. The cooling water channel WPo is connected to the cooling water channel CCVi.
電動W/P4は、公知の電気駆動型渦巻き式ポンプである。電動W/P4は、入力ポートを介して冷却水路WPiから入力される冷却水を、不図示モータの回転力によって吸引し、モータ回転速度に応じた量の冷却水を、出力ポートを介して冷却水路WPoに供給する。このように、電動W/P4は、ECU15から供給される制御信号S4に基づき、冷却水の通水量を調整する。
The electric W / P4 is a known electric drive type centrifugal pump. The electric W / P4 sucks the cooling water input from the cooling water passage WPi through the input port by the rotational force of the motor (not shown), and cools the cooling water in an amount corresponding to the motor rotation speed through the output port. Supply to waterway WPo. As described above, the electric W /
水温センサ5は、冷却水の温度を検出するセンサである。水温センサ5は、シリンダヘッド21と冷却水制御弁3との間の冷却水路CCViに設置される。水温センサ5は、検出した冷却水温(「水温センサ値Tsr」とも呼ぶ。)を示す検出信号S5をECU15に送信する。
The
サーモスタット6は、予め設定された温度(例えば、摂氏80度程度)において開弁するように構成された公知の温度調整弁である。サーモスタット6は、冷却水路CCVo1に接続されている。
The
ヒータ8は、冷却水との熱交換により暖められた空気を車内に供給する公知の暖房装置である。オイルクーラ10は、細管内部に潤滑油を満たし、同じく潤滑油を満たしたエンジン2のオイルジャケットと接続して潤滑油を循環することにより、エンジン2の冷却を行う。
The heater 8 is a known heating device that supplies air heated by heat exchange with cooling water into the vehicle. The
ECU15は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備え、受信した各検出信号に基づき、冷却システム100の各構成要素に対して種々の制御を行う。
The
例えば、ECU15は、冷却水温がエンジン2の暖機が完了したと判断される温度(「暖機完了温度」とも呼ぶ。)未満の場合に、エンジン2の冷間始動期間であると判断し、原則として冷却水の通水を停止するように冷却水制御弁3を制御する。これにより、ECU15は、燃費を向上させる。一方、ECU15は、冷却水温が暖機完了温度未満であっても、所定の通水条件が成立した場合には、冷却水を通水させる。通水条件については、[通水経路パターン]のセクションで述べる。
For example, the
また、エンジン2の冷間始動期間では、ECU15は、冷却水温に基づき、エンジン2の制御量を補正する制御(「冷間補正制御」とも呼ぶ。)を行う。具体的には、この場合、ECU15は、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、燃料噴射間隔、レール圧、過給圧、吸入空気量、LPLEGR通路320におけるEGR比率(「LPLEGR比率」とも呼ぶ。)等のエンジン2の制御量(単に、「エンジン制御量Vc」とも呼ぶ。)を補正する。
In the cold start period of the
そして、水温センサ5及びECU15は、本発明における「冷却水温取得手段」として機能する。また、冷却水制御弁3、電動W/P4、サーモスタット6、及びECU15は、本発明における「冷却水調整手段」として機能する。また、ECU15は、本発明における「制御量決定手段」として機能する。
The
なお、図1の構成は、一例であり、本発明が適用可能な構成は、必ずしもこれに限定されない。例えば、冷却システム100は、シリンダヘッド21を通る冷却水路と、シリンダブロック22を通る冷却水路とをそれぞれ有してもよい。また、冷却水制御弁3の取付位置についても、図1に示す位置に限定されず、例えば電動W/P4とエンジン2との間に取り付けられていてもよい。
The configuration in FIG. 1 is an example, and the configuration to which the present invention is applicable is not necessarily limited to this. For example, the
[通水経路パターン]
次に、冷却水制御弁3の状態に基づく冷却水の通水経路パターンについて説明する。冷却水の通水経路は、冷却水制御弁3のCCV回転角Accvに応じた四種類のモードM0乃至M4ごとに異なる。そして、冷却水制御弁3は、冷却水路内に封入された冷却水を、適宜選択する冷却水路内で循環供給することにより、被冷却体たるエンジン2、LPLEGRクーラ7、ヒータ8、HPLEGRバルブ9、及びオイルクーラ10を冷却する。
[Water flow pattern]
Next, a cooling water flow path pattern based on the state of the cooling
図3は、CCV回転角Accvと各冷却水路CCVo1乃至CCVo3の開度との関係を例示する図である。図3において、グラフ「Go1」は冷却水路CCVo1の開度を示し、グラフ「Go2」は冷却水路CCVo2の開度を示し、グラフ「Go3」は冷却水路CCVo3の開度を示す。尚、冷却水路の開度とは、上述した樹脂バルブの切り欠き部の作用により変化する、入力ポートと出力ポートとの連通面積と等価であり、連通面積が最大である場合を100%として規格化した値である。即ち、冷却水路の開度が0%である場合とは、当該冷却水路が閉鎖されて冷却水の通水が停止されていることを意味する。 FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the CCV rotation angle Accv and the opening degree of each of the cooling water channels CCVo1 to CCVo3. In FIG. 3, the graph “Go1” indicates the opening degree of the cooling water channel CCVo1, the graph “Go2” indicates the opening degree of the cooling water channel CCVo2, and the graph “Go3” indicates the opening degree of the cooling water channel CCVo3. The opening degree of the cooling water channel is equivalent to the communication area between the input port and the output port, which is changed by the action of the notch of the resin valve described above, and the standard is defined as 100% when the communication area is maximum. It is a converted value. That is, the case where the opening degree of the cooling water channel is 0% means that the cooling water channel is closed and the cooling water flow is stopped.
ここで、CCV回転角Accvが0〜「A1」(A1>0)の場合、冷却水制御弁3の状態がモードM0となり、全ての冷却水路CCVo1乃至CCVo3が閉鎖される。次に、CCV回転角AccvがA1〜「A2」(A2>A1)の場合、冷却水制御弁3の状態がモードM1となり、冷却水路CCVo1のみが開放される。また、CCV回転角AccvがA2〜「A3」(A2>A3)の場合、冷却水制御弁3の状態がモードM2となり、冷却水路CCVo1に加え、冷却水路CCVo2が開放される。そして、CCV回転角AccvがA3〜「A4」(A4>A3)の場合、冷却水制御弁3のモードがモードM3となり、全ての冷却水路CCVo1乃至CCVo3が開放される。尚、CCV回転角AccvがA4〜「A5」(360°>A5>A4)となる期間は、各冷却水路が夫々閉鎖状態に移行する期間である。また、CCV回転角AccvがA5〜360°(0°)となる期間では、冷却水制御弁3のモードはモードM0となる。
Here, when the CCV rotation angle Accv is 0 to “A1” (A1> 0), the state of the cooling
従って、ECU15は、冷却水温に基づき、冷却水制御弁3のモードを制御することで、エンジン2の冷間始動時において、冷却水の通水を停止し、燃費を向上させることが可能となる。例えば、ECU15は、まず、冷却水温が暖機完了温度未満となるエンジン2の始動時から所定時間(例えば200秒)まではCCV回転角Accvを角度A1以下にして全ての冷却水路CCVo1乃至CCVo3への通水を停止し、当該所定時間経過後にCCV回転角Accvを角度A1と角度A2の中間角度にして冷却水路CCVo1のみ少量通水する。そして、ECU15は、エンジン2の始動時から所定時間(例えば800秒)経過した場合に、CCV回転角Accvを角度A3から角度A4に設定し、全ての冷却水路CCVo1乃至CCVo3へ通水させる。
Therefore, the
また、ECU15は、冷却水温が暖機完了温度未満であっても、所定の通水条件が成立した場合には、冷却水路CCVo1を通水させる。ここで、通水条件は、EGRクーラ7や他の熱源の冷却要求があった場合に成立し、例えば、冷却水温が排気露点温度以上となった場合に成立する。ここで、排気露点温度は、それ未満の温度領域において、LPLEGR管320内のEGRガスから凝縮水が生じる(尚、実際に生じるか否かとは必ずしも関係ない)温度値として設定されている。このように排気露点温度以上の温度領域にある冷却水が、冷却水路CCVo1に供給されることによって、LPLEGRクーラ7の暖機が促進され、LPLEGRクーラ7付近のEGRガスの温度が排気露点温度以上に維持される。従って、ECU15は、冷却水温が排気露点温度となる場合に、冷却水制御弁3の状態をモードM1乃至M3のいずれかに遷移させることで、LPLEGR装置30における腐食等を抑制することができる。
Moreover, even if the cooling water temperature is lower than the warm-up completion temperature, the
[冷間補正制御]
次に、第1実施形態において、ECU15が実行する冷間補正制御について説明する。概略的には、ECU15は、冷間補正制御を実行する際、冷却水の通水が停止していた場合には、冷却水温の推定値を高温側に補正した値に基づき、エンジン制御量Vcを補正する。これにより、ECU15は、冷間始動時におけるエンジン制御量Vcの過補正を抑制し、エミッション悪化を抑制する。以後では、冷却水の通水停止時における冷却水温の推定値を「推定水温Tes」と呼び、推定水温Tesの補正後の値を「補正後水温Tam」とも呼ぶ。
[Cold correction control]
Next, cold correction control executed by the
ここで、推定水温Tesを補正した補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う理由について図4及び図5を参照して説明する。 Here, the reason why the cold correction control is performed based on the corrected water temperature Tam obtained by correcting the estimated water temperature Tes will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
図4は、冷間始動後の冷却水温の実測値の時間変化を示すグラフである。具体的に、グラフ「Ghstp」は、冷却水の通水停止時におけるシリンダヘッド21のウォータジャケット内の水温の時間変化を示す。グラフ「Gbnml」は、冷却水の通水時におけるシリンダブロック22のウォータジャケット内の水温の時間変化を示す。グラフ「Gbstp」は、冷却水の通水停止時におけるシリンダブロック22のウォータジャケット内の水温の時間変化を示す。
FIG. 4 is a graph showing the change over time of the actual measured value of the cooling water temperature after the cold start. Specifically, the graph “Ghstp” indicates the time change of the water temperature in the water jacket of the
図4に示すように、冷間始動後の一定期間において、冷却水の通水停止時におけるシリンダブロック22のウォータジャケット内の水温(グラフGbstp参照)が、冷却水の通水時におけるシリンダブロック22のウォータジャケット内の水温(グラフGbnml参照)よりも低くなる。一般に、冷却水の通水時には、エンジン2から冷却水への熱伝達効率が高い分、ボア壁面の熱を奪ってエンジン2の負荷に応じて冷却水温が上昇する。一方、冷却水の通水停止時には、エンジン2から冷却水への熱伝達効率が低い分、エンジン2の負荷に対する応答性が悪くなり、冷却水温が上昇しにくい。よって、エンジン2の負荷に対する応答性の違いに基づき、上述の冷却水温の温度差が生じることになる。従って、この場合、ECU15は、ボア壁温の状態を表す指標として冷却水温を用いて冷間補正制御を行うと、適切にエンジン制御量Vcを補正することができない。これについて、図5を参照してさらに詳しく説明する。
As shown in FIG. 4, the water temperature in the water jacket of the cylinder block 22 (refer to the graph Gbstp) when the cooling water flow is stopped during a certain period after the cold start is the
図5は、ボア壁と、水温センサ5が設置された位置(「水温測定位置」とも呼ぶ。)との位置関係及び各位置での温度を示す図である。図5では、左側に近い位置ほどボア壁の内壁位置に近い位置を示すものとする。図5において、プロット点「Pnml1」は、冷却水の通水時におけるボア壁の温度(ボア壁温)を示し、プロット点「Pnml2」は、冷却水の通水時における水温測定位置での冷却水温を示す。また、プロット点「Pstp1」は、冷却水の通水停止時におけるボア壁温を示し、プロット点「Pstp2」は、冷却水の通水停止時における水温測定位置の冷却水温、即ち推定水温Tesの理想値を示す。また、プロット点「Pstp3」は、補正後水温Tamを示す。
FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the bore wall and the position where the
図5に示すように、冷却水の通水停止時では、ボア壁温(プロット点Pstp1参照)が高いにも関わらず、水温測定位置での冷却水温(プロット点Pstp2参照)は低くなる。これは、図4において説明したように、冷却水の通水停止時では、冷却水の移動がなく、ボアから水温測定位置の冷却水までの熱伝達効率が悪いことに起因する。従って、ECU15は、冷間始動時において、プロット点Pstp2に相当する推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行った場合、エンジン制御量Vcを過補正することになり、エミッション悪化及び燃費悪化が生じることになる。
As shown in FIG. 5, when the cooling water flow is stopped, the cooling water temperature (see the plot point Pstp2) at the water temperature measurement position is low even though the bore wall temperature (see the plot point Pstp1) is high. As described with reference to FIG. 4, this is because the cooling water does not move when the cooling water flow is stopped, and the heat transfer efficiency from the bore to the cooling water at the water temperature measurement position is poor. Therefore, the
以上を勘案し、第1実施形態では、冷却水の通水停止時において、ECU15は、水温測定位置での冷却水温(プロット点Pstp2参照)をボア壁温に的確に対応した値になるように補正した補正後水温Tam(プロット点Pstp3参照)を用いて冷間補正制御を行う。このとき、ECU15は、通水時のボア壁から水温測定位置の冷却水までの熱伝達効率(「第1熱伝達効率」とも呼ぶ。)と、通水停止時のボア壁温から水温測定位置の冷却水までの熱伝達効率(「第2熱伝達効率」とも呼ぶ。)との差に基づき、推定水温Tesの補正量を定める。具体的には、ECU15は、通水停止時と通水時のボア壁温の差(即ちプロット点Pstp1とプロット点Pnml1との温度差)と、通水停止時と通水時の冷却水温の差(即ちプロット点Pstp2とプロット点Pstp3との温度差)とが等しくなるように、補正後水温Tamを定める。言い換えると、ECU15は、通水時のボア壁温から水温測定位置の冷却水温への温度遷移を示す線「Lnml」と、通水停止時のボア壁温から水温測定位置の冷却水温への温度遷移を示す線「Lstp」とが平行になるように、補正後水温Tamを定める。
Considering the above, in the first embodiment, when the cooling water flow is stopped, the
このようにすることで、ECU15は、冷間補正制御によるエンジン制御量Vcの過補正を抑制することができる。また、この場合、ECU15は、従来と同様に冷却水温を基準として冷間補正制御を実行することができるため、後述する図7、図8に示すエンジン制御量Vcの補正量を定めるためのマップ等を新たに作成して保持する必要がなく、適合工数を削減することができる。
By doing in this way, ECU15 can suppress overcorrection of engine control amount Vc by cold correction control. In this case, since the
次に、第1実施形態における冷間補正制御の具体的な処理について、図6乃至図8を参照して説明する。 Next, specific processing of the cold correction control in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図6は、冷間始動期間においてECU15が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ECU15は、図6に示すフローチャートの処理を、エンジン2の冷間始動期間に所定周期に従い繰り返し実行する。なお、ECU15は、上述したように、冷間始動期間では、原則として冷却水路の通水を停止させ、LPLEGRクーラ7などの熱源の冷却要求があった場合には、冷間始動期間であっても冷却水路を通水させるものとする。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of cold correction control executed by the
まず、ECU15は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する(ステップS101)。具体的には、ECU15は、現在の冷却水流量が、通水停止時と同様に熱伝達効率が低くなる冷却水流量であるか否か判定する。例えば、この場合、ECU15は、CCV回転角Accvが予め定めた角度の範囲、例えばモードMOに対応する角度の範囲の場合に、冷却水流量が所定の閾値以下であると判定する。
First, the
そして、ECU15は、冷却水流量が所定の閾値以下であると判断した場合(ステップS101;Yes)、冷却水路への通水が停止されているものと見なし、推定水温Tesを補正した補正後水温Tamを算出する(ステップS102)。具体的には、まず、ECU15は、推定水温Tesを、水温センサ5が検出した水温センサ値Tsrに基づき算出する。例えば、ECU15は、冷却水の通水を停止する直前の通水状態で水温センサ5が検出した水温センサ値Tsrに対し、燃料噴射量に基づくエンジン2の負荷から計算される冷却水の受熱量に相当する温度と、車速及び外気温から計算されるエンジン2等の放熱量に相当する温度とを足した値を推定水温Tesとする。そして、ECU15は、算出した推定水温Tesに所定温度を足すことで、補正後水温Tamを算出する。上述の所定温度は、図5の説明で述べたように、通水時のボア壁から水温計測位置の冷却水までの第1熱伝達効率と、通水停止時のボア壁から水温計測位置の冷却水までの第2熱伝達効率との差を勘案し、実験等に基づき予め定められる。
When the
そして、ECU15は、補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う(ステップS103)。このように、ECU15は、ボア壁温に応じた補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行うことで、エンジン制御量Vcの過補正を行うことなく、エミッション悪化を抑制し、かつ燃費を向上させることができる。
Then, the
一方、ECU15は、冷却水流量が所定の閾値以下ではないと判断した場合(ステップS101;No)、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行う(ステップS104)。即ち、この場合、ECU15は、冷却水の通水に起因してボア壁と冷却水との間の熱伝達効率が十分にあり、水温センサ値Tsrがボア壁温に応じた値になっていると判断し、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ECU15は、エミッション悪化を抑制し、かつ燃費を向上させる。
On the other hand, when the
次に、ステップS103及びステップS104の冷間補正制御において補正するエンジン制御量Vcの決定方法について説明する。概略的には、ECU15は、後述する図7及び図8に示すマップを参照し、エンジン2の各運転条件に基づき、エンジン制御量Vcの補正量を算出する。
Next, a method for determining the engine control amount Vc to be corrected in the cold correction control in steps S103 and S104 will be described. Schematically, the
図7(a)は、冷間補正制御における冷却水温が48℃の場合のエンジン回転数Ne及び燃料噴射量に対する吸入空気量の補正量(mg/hub)のマップの一例を示し、図7(b)は、冷却水温が50℃の場合のエンジン回転数Ne及び燃料噴射量に対する吸入空気量の補正量(mg/hub)のマップの一例を示す。また、図8(a)は、冷却水温が48℃の場合のエンジン回転数Ne及び燃料噴射量に対するLPLEGR比率の補正量(%)のマップの一例を示し、図8(b)は、冷却水温が50℃の場合のエンジン回転数Ne及び燃料噴射量に対するLPLEGR比率の補正量(%)のマップの一例を示す。なお、図7(a)、(b)の吸入空気量の補正量のマップは、冷却水温の低温時の失火を防ぐ観点から、冷却水温が低温であるほど、吸入空気量が多くなるように設定されている。 FIG. 7A shows an example of a map of the correction amount (mg / hub) of the intake air amount with respect to the engine speed Ne and the fuel injection amount when the cooling water temperature in the cold correction control is 48 ° C. b) shows an example of a map of the correction amount (mg / hub) of the intake air amount with respect to the engine speed Ne and the fuel injection amount when the coolant temperature is 50 ° C. FIG. 8A shows an example of a map of the correction amount (%) of the LPLEGR ratio with respect to the engine speed Ne and the fuel injection amount when the cooling water temperature is 48 ° C., and FIG. 8B shows the cooling water temperature. An example of the map of the correction amount (%) of the LPLEGR ratio with respect to the engine speed Ne and the fuel injection amount when is 50 ° C. is shown. 7A and 7B, the intake air amount correction amount map is such that the intake air amount increases as the cooling water temperature decreases from the viewpoint of preventing misfire when the cooling water temperature is low. Is set.
ここで、冷却水の通水停止時の冷間始動期間において、推定水温Tesが48℃、補正後水温Tamが50℃であるとすると、ECU15は、図7(b)に示すマップを参照して吸入空気量の補正量を定めると共に、図8(b)に示すマップを参照してLPLEGR比率の補正量を定める。即ち、この場合、ECU15は、推定水温Tesに基づき図7(a)及び図8(a)に示すマップを参照してそれぞれ吸入空気量及びLPLEGR比率の補正量を定める場合と比較して、吸入空気量を減らしてLPLEGR管320におけるEGR量を増加させ、かつ、LPLEGR比率を増加させる。これにより、ECU15は、NOxの排出を低減させることができる。
Here, if the estimated water temperature Tes is 48 ° C. and the corrected water temperature Tam is 50 ° C. during the cold start period when cooling water flow is stopped, the
次に、第1実施形態に対する比較例として、冷間始動期間の通水停止時に推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行った場合のNOx排出量について、図9を参照して説明する。 Next, as a comparative example with respect to the first embodiment, the NOx emission amount when the cold correction control is performed based on the estimated water temperature Tes when the water flow is stopped during the cold start period will be described with reference to FIG.
図9(a)は、エンジン2の始動時から300秒までの冷間始動期間におけるNOx排出量の時間変化のグラフを示す。具体的には、グラフ「Ges1」は、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行った場合のNOx排出量の時間変化を示し、グラフ「Gsr1」は、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行った場合のNOx排出量の時間変化を示す。また、図9(b)は、上述の冷間始動期間において、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行った場合のNOx排出量を示す棒グラフ「Ges2」と、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行った場合のNOx排出量を示す棒グラフ「Gsr2」とを示す。
FIG. 9A shows a graph of the temporal change in the NOx emission amount during the cold start period from the start of the
図9(a)の枠90内及び図9(b)に示すように、冷間始動期間の通水停止時に、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行った場合には、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行った場合と比較して、NOx排出量が増加している。即ち、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行った場合、エンジン制御量Vcを過補正することになり、エミッションが悪化してしまう。 As shown in the frame 90 of FIG. 9A and FIG. 9B, when the cold correction control is performed based on the estimated water temperature Tes when the water flow is stopped during the cold start period, the water temperature sensor value Tsr Compared with the case where the cold correction control is performed based on this, the NOx emission amount is increased. That is, when the cold correction control is performed based on the estimated water temperature Tes, the engine control amount Vc is overcorrected, and the emission is deteriorated.
また、図9(a)の枠91内に示すように、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行った場合、及び、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行った場合のいずれの場合も、NOx排出量が増加する期間が存在する。 Moreover, as shown in the frame 91 of FIG. 9A, either of the case where the cold correction control is performed based on the estimated water temperature Tes and the case where the cold correction control is performed based on the water temperature sensor value Tsr. However, there is a period in which the NOx emission amount increases.
これに対し、第1実施形態では、ECU15は、エンジン2の実際の状態に即した補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行うことで、エンジン制御量Vcの過補正を抑制し、NOx排出量を低減することができる。
On the other hand, in the first embodiment, the
<第2実施形態>
第2実施形態では、ECU15は、エンジン1の始動から所定期間内では、第1実施形態による補正後水温Tamに基づく冷間補正制御に代えて、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ECU15は、失火等の発生をより確実に抑制する。
Second Embodiment
In the second embodiment, the
これについて、図10を参照して説明する。図10は、エンジン2の始動時から400秒経過までの冷間始動期間におけるボア壁温の時間変化を示す。図10において、グラフ「Gstp」は、冷却水の通水停止時におけるボア壁温の時間変化を示し、グラフ「Gnml」は、冷却水の通水時におけるボア壁温の時間変化を示す。
This will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the change over time in the bore wall temperature during the cold start period from the start of the
図10に示すように、エンジン2の始動直後の期間にあたるエンジン2の始動から0秒から約80秒までの間では、冷却水の通水停止時におけるボア壁温(即ち燃焼室温度)と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が殆ど存在しない。このように、エンジン2の始動直後では、エンジン2の熱容量に起因して、通水停止時におけるボア壁温と、通水時におけるボア壁温との差が殆ど存在しない期間が存在する。従って、この期間において、ECU15は、推定水温Tesより高温の補正後水温Tamに基づき冷間始動制御を行った場合、エンジン制御量Vcを過補正してしまう可能性がある。
As shown in FIG. 10, the bore wall temperature (that is, the combustion chamber temperature) at the time when the cooling water flow is stopped, from 0 second to about 80 seconds from the start of the
以上を勘案し、第2実施形態では、ECU15は、エンジン2の始動からの経過時間幅(「経過時間幅Tw」とも呼ぶ。)が所定の閾値(「閾値Twth」とも呼ぶ。)以下となる期間では、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う。上述の閾値Twthは、例えば、冷却水の通水停止時におけるボア壁温と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が殆ど存在しない経過時間幅Twの上限値に実験等に基づき予め定められる。これにより、ECU15は、エンジン2の始動直後であっても、冷間補正制御を適切な冷却水温に基づき好適に実施し、失火等の発生を抑制することができる。
Considering the above, in the second embodiment, the
図11は、冷間始動時において、第2実施形態に基づきECU15が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ECU15は、図11に示すフローチャートの処理を、エンジン2の冷間始動期間に所定周期に従い繰り返し実行する。
FIG. 11 is a flowchart showing a cold correction control processing procedure executed by the
まず、ECU15は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する(ステップS201)。そして、冷却水流量が所定の閾値以下である場合(ステップS201;Yes)、ECU15は、冷却水の通水が停止されていると見なし、ステップS202の処理を実行する。一方、冷却水流量が所定の閾値より大きい場合(ステップS201;No)、ECU15は、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行う(ステップS205)。即ち、この場合、ECU15は、冷却水の循環に起因してボア壁と冷却水との間の熱伝達効率が十分にあり、水温センサ値Tsrがボア壁温に応じた値になっていると判断し、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ECU15は、エミッション悪化を抑制し、かつ燃費を向上させる。
First, the
次に、ステップS202において、ECU15は、エンジン2の冷間始動後の経過時間幅Twが閾値Twthより大きいか否か判定する(ステップS202)。そして、経過時間幅Twが閾値Twthより大きい場合(ステップS202;Yes)、ECU15は、推定水温Tesを補正した補正後水温Tamを算出し(ステップS203)、当該補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う(ステップS204)。即ち、この場合、ECU15は、通水停止時におけるボア壁温が通水時におけるボア壁温よりも高くなる期間であると判断し、補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ECU15は、エンジン2の実際の状態に応じて適切にエンジン制御量Vcを補正し、エミッション悪化の抑制及び燃費向上等を実現させることができる。
Next, in step S202, the
一方、経過時間幅Twが閾値Twth以下の場合(ステップS202;No)、ECU15は、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う(ステップS206)。即ち、この場合、ECU15は、通水停止時におけるボア壁温と通水時におけるボア壁温との差が生じない期間であると判断し、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ECU15は、冷間始動時直後であっても、エンジン制御量Vcを適切に設定し、エンジン2のエミッション悪化の抑制及び燃費向上等を実現させることができる。
On the other hand, when the elapsed time width Tw is equal to or smaller than the threshold value Twth (step S202; No), the
<第3実施形態>
第3実施形態では、第2実施形態の処理に加え、ECU15は、閾値Twthをエンジン2の運転条件に応じて動的に設定する。これにより、ECU15は、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う期間を的確に設定する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, in addition to the processing of the second embodiment, the
一般に、エンジン2の運転条件によって、冷却水の通水停止時におけるボア壁温と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が生じないエンジン2の始動後の期間の幅が変動する。以上を勘案し、ECU15は、エンジン2の運転条件に応じて閾値Twthを定めることで、冷間補正制御に使用する冷却水温をより適切に定め、エミッション悪化の抑制及び燃費向上等を実現させることができる。例えば、ECU15は、各種センサから送信された検出信号又は/及びエンジン制御量Vcの指令値に基づき認識したエンジン2の運転条件から、エンジン2の発熱量を推定する。そして、ECU15は、推定したエンジン2の発熱量が大きい程、閾値Twthを短くする。
In general, depending on the operating conditions of the
図12は、冷間始動時において、第3実施形態に基づきECU15が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ECU15は、図12に示すフローチャートの処理を、冷間始動時に所定周期に従い繰り返し実行する。
FIG. 12 is a flowchart showing a cold correction control processing procedure executed by the
まず、ECU15は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する(ステップS301)。そして、冷却水流量が所定の閾値以下である場合(ステップS301;Yes)、ECU15は、冷却水の通水が停止されていると見なし、ステップS302の処理を実行する。一方、冷却水流量が所定の閾値より大きい場合(ステップS301;No)、ECU15は、第1及び第2実施形態と同様、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行う(ステップS306)。
First, the
次に、ステップS302において、ECU15は、閾値Twthをエンジン2の運転条件に基づき設定する(ステップS302)。例えば、ECU15は、エンジン2の各運転条件と、閾値Twthとのマップを予め記憶しておき、現在のエンジン2の運転条件に基づき当該マップを参照して閾値Twthを定める。
Next, in step S302, the
次に、ECU15は、エンジン2の冷間始動後の経過時間幅Twが閾値Twthより大きいか否か判定する(ステップS303)。そして、経過時間幅Twが閾値Twthより大きい場合(ステップS303;Yes)、ECU15は、推定水温Tesを補正した補正後水温Tamを算出し(ステップS304)、当該補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う(ステップS305)。この場合、ECU15は、ステップS302において、エンジン2の運転条件に基づき適切に閾値Twthを設定しているため、通水停止時におけるボア壁温と、通水時におけるボア壁温との差が生じる期間に的確に限定してステップS304及びステップS305の処理を実行することができる。
Next, the
一方、経過時間幅Twが閾値Twth以下の場合(ステップS303;No)、ECU15は、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う(ステップS307)。この場合、ECU15は、ステップS302において、エンジン2の運転条件に基づき適切に閾値Twthを設定しているため、通水停止時におけるボア壁温と、通水時におけるボア壁温との差が生じない期間に的確に限定してステップS307の処理を実行することができる。
On the other hand, when the elapsed time width Tw is equal to or less than the threshold value Twth (step S303; No), the
<第4実施形態>
第4実施形態では、ECU15は、第2実施形態又は第3実施形態の処理に加えて、エンジン2の停止から始動までの停止時間(「ソーク時間Ts」とも呼ぶ。)が所定の閾値(「閾値Tsth」とも呼ぶ。)以下の場合、経過時間幅Twによらず、補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ECU15は、冷却補正制御をより高精度に実行する。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, in addition to the processing of the second embodiment or the third embodiment, the
一般に、ソーク時間Tsが短い場合には、エンジン2の温度が十分に低下せず、エンジン2が始動直後であっても熱を有する。従って、この場合には、エンジン2の熱容量に起因した燃焼室の温度(即ち、ボア壁温)の立ち上がりの遅れは小さい。以上を勘案し、第4実施形態では、ECU15は、ソーク時間Tsが閾値Tsth以下の場合には、経過時間幅Twによらず、冷却水の通水停止時におけるボア壁温と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が生じると判断し、補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う。上述の閾値Tsthは、各ソーク時間Tsに対してエンジン2に残存する熱量等を勘案し、実験等に基づき予め設定される。これにより、ECU15は、冷却補正制御をより高精度に実行することができる。
Generally, when the soak time Ts is short, the temperature of the
図13は、冷間始動時において、第4実施形態に基づきECU15が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ECU15は、図13に示すフローチャートの処理を、冷間始動時に所定周期に従い繰り返し実行する。
FIG. 13 is a flowchart showing a cold correction control processing procedure executed by the
まず、ECU15は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する(ステップS401)。そして、冷却水流量が所定の閾値以下である場合(ステップS401;Yes)、ECU15は、冷却水の通水が停止されていると見なし、ステップS402の処理を実行する。一方、冷却水流量が所定の閾値より大きい場合(ステップS401;No)、ECU15は、第1乃至第3実施形態と同様、水温センサ値Tsrに基づき冷間補正制御を行う(ステップS406)。
First, the
次に、ステップS402において、ECU15は、ソーク時間Tsが閾値Tsth以下であるか否か判定する(ステップS402)。そして、ソーク時間Tsが閾値Tsth以下である場合(ステップS402;Yes)、ECU15は、経過時間幅Twによらず、ステップS404へ処理を進める。即ち、この場合、ECU15は、エンジン2の始動前に残存した熱に起因して、ボア壁温が冷却水の通水時におけるボア壁温よりも直ちに高くなると判断し、補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う。
Next, in step S402, the
一方、ソーク時間Tsが閾値Tsthより大きい場合(ステップS402;No)、ECU15は、エンジン2の冷間始動後の経過時間幅Twが閾値Twthより大きいか否か判定する(ステップS403)。そして、経過時間幅Twが閾値Twthより大きい場合(ステップS403;Yes)、ECU15は、推定水温Tesを補正した補正後水温Tamを算出し(ステップS404)、当該補正後水温Tamに基づき冷間補正制御を行う(ステップS405)。
On the other hand, when the soak time Ts is larger than the threshold Tsth (step S402; No), the
一方、経過時間幅Twが閾値Twth以下の場合(ステップS403;No)、ECU15は、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う(ステップS407)。即ち、この場合には、ECU15は、エンジン2の熱容量に起因して現在のボア壁温が通水時におけるボア壁温と変わらないと判断し、推定水温Tesに基づき冷間補正制御を行う。
On the other hand, when the elapsed time width Tw is equal to or less than the threshold value Twth (step S403; No), the
<変形例>
次に、第1実施形態乃至第4実施形態に共通して適用可能な変形例について説明する。
<Modification>
Next, modified examples that can be commonly applied to the first to fourth embodiments will be described.
図7、図8等の説明では、ECU15は、冷却水の通水停止時では、推定水温Tesを高温側に補正した補正後水温Tamに基づき、冷却水の通水時と同様のマップ等を参照し、エンジン制御量Vcの補正量を決定した。
In the description of FIG. 7, FIG. 8, and the like, the
これに代えて、ECU15は、冷却水の通水停止時では、冷却水の通水時と異なる算出方法により、エンジン制御量Vcの補正量を算出してもよい。例えば、この場合、ECU15は、冷却水の通水時に用いる水温センサ値Tsrに対するエンジン制御量Vcの補正量のマップ又は算出式に加え、冷却水の通水停止時に用いる推定水温Tesに対するエンジン制御量Vcの補正量のマップ又は算出式を有する。上述のマップ又は算出式は、それぞれ、各水温センサ値Tsr又は推定水温Tesに適合したエンジン制御量Vcの補正量となるように実験等に基づき予め作成される。そして、ECU15は、上述のマップ等を記憶しておくことで、冷却水の通水停止時には、推定水温Tesに基づき、通水停止時に用いる上述のマップ又は算出式を参照し、エンジン制御量Vcの補正量を適切に決定することができる。即ち、この場合、ECU15は、推定水温Tesを補正することなく、エンジン制御量Vcの補正量を適切に決定することができる。
Instead, the
2 エンジン
3 冷却水制御弁(CCV)
4 電動W/P
5 水温センサ
6 サーモスタット
7 LPLEGRクーラ
8 ヒータ
9 HPLEGRバルブ
10 オイルクーラ
11 ラジエータ
15 ECU
100 エンジンシステム
2
4 Electric W / P
5
100 engine system
Claims (4)
冷却水の通水により前記エンジンを冷却可能な冷却水路と、
前記冷却水の水温を取得する冷却水温取得手段と、
前記冷却水の通水量を調整可能な冷却水調整手段と、
前記水温に基づき、前記エンジンを制御する制御手段と、を有する冷却システムの制御装置であって、
前記冷却水調整手段は、前記水温が前記エンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度未満の場合に、前記通水量を制限し、
前記制御手段は、前記水温が前記暖機完了温度未満となる期間内であって当該期間よりも短い前記エンジンの始動直後の所定期間が経過した後の期間では、前記通水量の制限時において、前記冷却水温取得手段が取得した水温を高温側に補正した値に基づき、前記エンジンを制御し、かつ、前記所定期間内では、前記通水量の制限時であっても、前記冷却水温取得手段が取得した水温に基づき、前記エンジンを制御することを特徴とする冷却システムの制御装置。 Engine,
A cooling water channel capable of cooling the engine by passing cooling water;
Cooling water temperature acquisition means for acquiring the water temperature of the cooling water;
A cooling water adjusting means capable of adjusting a flow rate of the cooling water;
A control device for a cooling system having control means for controlling the engine based on the water temperature,
The cooling water adjusting means limits the amount of water flow when the water temperature is lower than a warm-up completion temperature at which it is determined that the engine has been warmed-up,
Wherein, in the period after the water temperature is a predetermined period immediately after the start of the shorter the engine than the period in the A and the period which is less than the warm-up completion temperature has elapsed, at the time of restriction of the through water, based water temperature of the cooling water temperature acquisition means has acquired the value obtained by correcting the high-temperature side, and controls the engine, and, in the the predetermined period, even limiting the time of the passing water quantity, said cooling water temperature acquisition means A control device for a cooling system , wherein the engine is controlled based on the acquired water temperature .
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