JP6463139B2 - Engine cooling control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの冷却制御装置に関する。特に、エンジンのノッキングを抑制するためのエンジンの冷却制御装置に関する。 The present invention relates to an engine cooling control device. In particular, the present invention relates to an engine cooling control device for suppressing engine knocking.
車両等に搭載されるエンジン(内燃機関)では、エンジンの筐体に形成された冷却水通路に冷却水を循環させることによってエンジンを冷却することが行われている。冷却水は、ラジエータに代表される冷却装置によって冷却されるとともに、ポンプによって圧送されてエンジンの筐体に形成された冷却水通路を含む冷却水循環通路を循環する。 In an engine (internal combustion engine) mounted on a vehicle or the like, the engine is cooled by circulating cooling water through a cooling water passage formed in a casing of the engine. The cooling water is cooled by a cooling device typified by a radiator, and is circulated through a cooling water circulation passage including a cooling water passage formed by being pumped and formed in an engine casing.
ここで、エンジンは、高負荷運転時等、燃焼室での燃料の燃焼温度が高温の状態において、異常燃焼によりノッキングが発生しやすくなる。かかるノッキングの発生を抑える方法の一つとして、エンジンのシリンダヘッドを冷却して、シリンダヘッドの温度を低下させる方法が知られている。従来、ノッキング抑制と燃費改善とを両立するために、シリンダヘッドに流れる冷却水の温度を低くしてノッキングの抑制を図るとともに、シリンダブロックに流れる冷却水の温度を高くして燃費改善を図る二系統の冷却構造が提案されている。 Here, the engine is likely to be knocked due to abnormal combustion when the combustion temperature of the fuel in the combustion chamber is high, such as during high-load operation. As one method of suppressing the occurrence of such knocking, a method of cooling the cylinder head of the engine to lower the temperature of the cylinder head is known. Conventionally, in order to achieve both knocking suppression and fuel efficiency improvement, the temperature of cooling water flowing to the cylinder head is lowered to suppress knocking, and the temperature of cooling water flowing to the cylinder block is increased to improve fuel efficiency. System cooling structures have been proposed.
例えば、特許文献1では、シリンダヘッドに形成したヘッド側冷却水通路と、シリンダブロックに形成したブロック側冷却水通路と、ヘッド用ラジエータと、ブロック用ラジエータと、ヘッド用ウォータポンプと、ブロック用ウォータポンプとを備えたエンジンの冷却構造が開示されている。かかるエンジンの冷却構造では、エンジンの非暖機運転時に、ヘッド側冷却水通路及びブロック側冷却水通路に冷却水を独立して流すことによりノッキングを抑制する制御が行われる。 For example, in Patent Document 1, a head side cooling water passage formed in a cylinder head, a block side cooling water passage formed in a cylinder block, a head radiator, a block radiator, a head water pump, and a block water. An engine cooling structure including a pump is disclosed. In such an engine cooling structure, during the non-warm-up operation of the engine, control for suppressing knocking is performed by flowing cooling water independently through the head side cooling water passage and the block side cooling water passage.
しかしながら、特許文献1に記載のエンジンの冷却構造は、非暖機運転時において、常時、ヘッド側冷却水通路及びブロック側冷却水通路を冷却水が循環する。したがって、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る状態で長時間運転していると、ヘッド側冷却水通路を循環する冷却水の温度が上昇して、冷却効果が低下する。その場合、特許文献1に記載のエンジンの冷却構造は、シリンダヘッドに冷却水を循環させながら、ラジエータにより冷却水をさらに冷却しなければならず、シリンダヘッドの温度を低下させてノッキングを抑制するまでに時間がかかるおそれがある。 However, in the engine cooling structure described in Patent Document 1, cooling water circulates through the head side cooling water passage and the block side cooling water passage at all times during non-warm-up operation. Therefore, if the engine is operating for a long time in the knocking region, the temperature of the cooling water circulating in the head-side cooling water passage rises and the cooling effect decreases. In such a case, the engine cooling structure described in Patent Document 1 must further cool the cooling water by the radiator while circulating the cooling water to the cylinder head, thereby reducing the temperature of the cylinder head and suppressing knocking. It may take some time before
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、低温の冷却水により効率的にシリンダヘッドの温度を低下させてノッキングを抑制することが可能な、エンジンの冷却制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to efficiently reduce the temperature of the cylinder head with low-temperature cooling water when the engine operating state is in the knocking region. An object of the present invention is to provide an engine cooling control device that can reduce knocking and suppress knocking.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックを通過する第1の冷却水循環経路と、前記第1の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第1のポンプと、前記第1の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第1の冷却装置と、前記エンジンの前記シリンダヘッドを通過する第2の冷却水循環経路と、前記第2の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第2のポンプと、前記第2の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第2の冷却装置と、前記第2の冷却水循環経路の前記第2のポンプの下流側かつ前記シリンダヘッドの上流側から分岐して前記第2の冷却装置の上流側に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路の分岐位置に設けられ、前記第2のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側又は前記バイパス通路側に連通する流路切替弁と、前記第2のポンプ及び前記流路切替弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、前記第2の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が所定の閾値未満の場合には、前記流路切替弁により前記第2のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側に連通して、前記シリンダヘッドを介して前記冷却水を循環させる一方、前記第2の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が前記所定の閾値以上の場合には、前記流路切替弁により前記第2のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通して、前記シリンダヘッドを介さずに前記バイパス通路を介して前記冷却水を循環させて前記冷却水の温度を低下させる、エンジンの冷却制御装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a first cooling water circulation path that passes through a cylinder head and a cylinder block of an engine, and a first cooling water circulating through the first cooling water circulation path. , A first cooling device that cools the cooling water circulating through the first cooling water circulation path, a second cooling water circulation path that passes through the cylinder head of the engine, and the second cooling water circulation path A second pump for circulating cooling water, a second cooling device for cooling the cooling water circulating in the second cooling water circulation path, and a downstream side of the second pump in the second cooling water circulation path And a bypass passage that branches from the upstream side of the cylinder head and joins the upstream side of the second cooling device, and a branch position of the bypass passage, and the discharge port of the second pump is connected to the shim. And a flow path switching valve communicating with the cylinder head side or the bypass passage side, the control device for controlling the second pump and the flow path switching valve, wherein the control unit includes driving state knocking region of the engine When the temperature of the cooling water in the second cooling water circulation path is lower than a predetermined threshold value, the discharge port of the second pump is moved to the cylinder head side by the flow path switching valve. communicating, while circulating the cooling water through the cylinder head, when the temperature of the cooling water in the second cooling water circulation path is equal to or greater than the predetermined threshold value, said by the flow path switching valve the discharge port of the second pump communicating with the bypass passage side, the Ru said not through the cylinder head through the bypass passage to circulate the cooling water lowers the temperature of the cooling water, the engine cooling Your device is provided.
前記制御装置は、前記第2の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が所定の閾値未満の場合であって、前記エンジンの運転状態がノッキング領域にない場合に、前記流路切替弁により前記第2のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通してもよい。 When the temperature of the cooling water in the second cooling water circulation path is lower than a predetermined threshold value and the operating state of the engine is not in the knocking region, the control device uses the flow path switching valve to The discharge port of the second pump may be communicated with the bypass passage side.
本発明にかかるエンジンの冷却制御装置によれば、第2の冷却水循環経路を循環する冷却水を、シリンダヘッドを通過させずに温度を低く維持することができる。したがって、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、低温に保たれた冷却水を第2の冷却水循環経路に循環させることができる。これにより、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、低温の冷却水により効率的にシリンダヘッドの温度を低下させてノッキングを抑制することができる。 According to the engine cooling control apparatus of the present invention, the temperature of the cooling water circulating through the second cooling water circulation path can be kept low without passing through the cylinder head. Therefore, when the engine operating state is in the knocking region, the cooling water kept at a low temperature can be circulated through the second cooling water circulation path. Thereby, when the engine operating state is in the knocking region, knocking can be suppressed by efficiently lowering the temperature of the cylinder head with low-temperature cooling water.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<<1.エンジンの冷却制御装置の全体構成例>>
まず、本発明の一実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置100の全体構成の一例について説明する。図1は、エンジンの冷却制御装置100の全体構成例を概略的に示す模式図である。かかるエンジンの冷却制御装置100は、水平対向型の4気筒ガソリンエンジンに適用された例である。ただし、エンジンは、V型や列型の従来のエンジンであってもよく、気筒数も4気筒に限定されない。
<< 1. Example of overall configuration of engine cooling control device >>
First, an example of the overall configuration of an engine
エンジンは、左右のシリンダヘッド12L,12R及び左右のシリンダブロック14L,14Rを備える。シリンダブロック14L,14Rはピストンが摺動して進退動するシリンダを有する。シリンダヘッド12L,12Rはシリンダの両端の開口のうちの一方を閉じる位置に設けられる。シリンダブロック14L,14Rのシリンダと、ピストンと、シリンダヘッド12L,12Rとにより燃焼室が画成される。シリンダヘッド12L,12Rには、燃焼室に臨むように点火プラグが設けられる。
The engine includes left and
シリンダヘッド12L,12R及びシリンダブロック14L,14Rには、それぞれ図示しないウォータジャケット(冷却水の流路)が形成されている。エンジンの冷却制御装置100は、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケット及びシリンダブロック14L,14Rのウォータジャケットに冷却水を分配しながら冷却水を循環させる第1の冷却水循環経路20を備える。また、本実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置100は、第1の冷却水循環経路20と併せて、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットに冷却水を供給しながら冷却水を循環させる第2の冷却水循環経路40を有する。
The
(第1の冷却水循環経路)
第1の冷却水循環経路20は、冷却水を圧送する第1のポンプ22と、冷却水を冷却するラジエータ30とを備える。第1のポンプ22はモータ等により駆動される電動ウォータポンプとし得る。エンジンのクランクシャフトにギヤを介して連結されたギヤポンプであってもよい。また、ラジエータ30は、冷却水を放熱させて冷却水の温度を低下させる冷却装置であり、第1の冷却装置に相当する。かかる第1の冷却水循環経路20は、従来のエンジンに備えられた冷却水循環経路と同一の構成とし得る。
(First cooling water circulation path)
The first cooling
第1のポンプ22が駆動される間、第1のポンプ22により圧送される冷却水は、左右の水分離室24L,24Rに供給される。水分離室24Lに供給される冷却水は、冷却水通路16L,18Lを介して、シリンダヘッド12L及びシリンダブロック14Lのウォータジャケットに分配される。また、水分離室24Rに供給される冷却水は、冷却水通路16R,18Rを介して、シリンダヘッド12R及びシリンダブロック14Rのウォータジャケットに分配される。冷却水がシリンダヘッド12L,12R及びシリンダブロック14L,14Rを通過する際に、シリンダヘッド12L,12R及びシリンダブロック14L,14Rの熱が冷却水に移動し、シリンダヘッド12L,12R及びシリンダブロック14L,14Rが冷却される。
While the
水分離室24Lからシリンダヘッド12Lとシリンダブロック14Lとに分配される冷却水の比、及び、水分離室24Rからシリンダヘッド12Rとシリンダブロック14Rとに分配される冷却水の比は、例えば9:1とすることができる。これにより、燃焼温度への影響が大きいシリンダヘッド12L,12Rの冷却が効率的に行われる。冷却水の比は、例えば冷却水通路16L,18L(16R,18R)の流路面積の比を変えることによって調節することができる。
The ratio of the cooling water distributed from the
シリンダヘッド12L及びシリンダブロック14Rのウォータジャケットを通過した冷却水は、水集合室26Lで合流した後、集合管28に流れる。シリンダヘッド12R及びシリンダブロック14Rのウォータジャケットを通過した冷却水は、水集合室26Rで合流した後、集合管28に流れる。集合管28に流れてきた冷却水は、冷却水通路20aを介してラジエータ30へと戻される。ラジエータ30に戻された冷却水は、放熱されて冷却された後、サーモスタット弁32を介して、再び第1のポンプ22へと循環する。また、一部の冷却水は、集合管28から冷却水通路20bを介して、ラジエータ30を経由せずにサーモスタット弁32を介して第1のポンプ22へと循環する。
The cooling water that has passed through the water jacket of the
本実施形態では、集合管28を流れる冷却水は、EGR(Exhaust Gas Recirculation)バルブ62の周囲を流れ、EGRバルブ62を冷却するよう構成されている。また、本実施形態では、集合管28の冷却水の一部は、ヒータコック72を介してヒータコア74に流れる。ヒータコア74は、冷却水と熱交換することで車室内を暖房するためのものであり、例えば、エンジンの暖機中に暖房要求があった場合等に、ヒータコック72が開かれ、冷却水がヒータコア74に流れる。ヒータコア74を流れた冷却水は、熱交換により冷却され、サーモスタット弁32を介して第1のポンプ22へと循環する。
In the present embodiment, the cooling water flowing through the
また、本実施形態では、集合管28の冷却水の一部は、スロットル弁を備えたスロットルチャンバ64の冷却通路を通過する。スロットルチャンバ64を流れた冷却水についても、サーモスタット弁32を介して第1のポンプ22へと循環する。
In the present embodiment, part of the cooling water in the collecting
サーモスタット弁32は、第1のポンプ22の吸入口を開閉するように設けられている。かかるサーモスタット弁32は、冷却水の温度が所定の閾値未満で閉弁し、ラジエータ30を介した冷却水の循環を停止させる。一方、サーモスタット弁32は、冷却水の温度が所定の閾値以上で開弁し、ラジエータ30を介して冷却水を循環させる。サーモスタット弁32の開閉状態にかかわらず、ヒータコア74側及びスロットルチャンバ64側から第1のポンプ22へと循環する冷却水の流路は開放されている。上記閾値は、例えば85℃とすることができる。
The
また、サーモスタット弁32は、ボトムバイパス弁76付のサーモスタット弁32であり、冷却水の温度が所定の閾値未満の場合には、冷却水通路20b側を開放する。したがって、冷却水の温度が所定の閾値未満のときには、シリンダヘッド12L,12R及びシリンダブロック14L,14Rを通過した冷却水はラジエータ30を通らずに第1の冷却水循環経路20を循環する。これにより、冷却水の温度が低い場合には、冷却水を速やかに昇温させることができる。上記閾値は、例えば75℃とすることができる。
The
また、本実施形態では、第1のポンプ22により圧送される冷却水は、トランスミッションを備えたトランスミッション熱交換器68側に流れるように構成されている。トランスミッション熱交換器68では、トランスミッションの熱が冷却水に移動することで、トランスミッションが冷却される。トランスミッション熱交換器68側に流れる冷却水は、サーモスタット弁66を介して集合管28に合流する。サーモスタット弁66は、冷却水の温度が所定の温度以上になると開弁する。
Moreover, in this embodiment, the cooling water pumped by the
(第2の冷却水循環経路)
第2の冷却水循環経路40は、冷却水を圧送する第2のポンプ42と、流路切替弁44と、冷却水を冷却するラジエータ46と、水タンク48とを備える。第2のポンプ42は、第1のポンプ22と同様に、モータ等により駆動される電動ウォータポンプとし得る。エンジンのクランクシャフトにギヤを介して連結されたギヤポンプであってもよい。また、ラジエータ46は、冷却水を放熱させて冷却水の温度を低下させる冷却装置であり、第2の冷却装置に相当する。水タンク48は、ラジエータ46を通過して放熱された冷却水を貯留する。
(Second cooling water circulation path)
The second cooling
流路切替弁44は、第2のポンプ42の吐出口を、シリンダヘッド12L,12R側の冷却水通路56L,56R又はバイパス通路54に連通する。すなわち、流路切替弁44は、第2のポンプ42によって圧送される冷却水を、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットを通過させるか、シリンダヘッド12L,12Rを迂回させるかを切り替える。シリンダヘッド12L,12R側に流された冷却水は、熱交換によりエンジンヘッド12L,12Rを冷却した後、水集合室26L,26R、集合管28及び冷却水通路58を介してラジエータ46に戻される。シリンダヘッド12L,12R内に形成されるウォータジャケットは、第1の冷却水循環経路20におけるシリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットと共用とされてもよいし、別のウォータジャケットとしてもよい。
The flow
流路切替弁44が冷却水通路56L,56R側に切り替えられている状態では、第1の冷却水循環経路20内を循環する冷却水と併せて、第2の冷却水循環経路40内を循環する冷却水によって、シリンダヘッド12L,12Rが冷却される。すなわち、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットを通過する冷却水の流量が増え、冷却効率が向上する。また、第2の冷却水循環経路40を循環する冷却水は低温状態になっていることからも、シリンダヘッド12L,12Rの冷却効率は向上する。したがって、燃焼室での燃焼温度を低下させて、ノッキングが速やかに抑制される。
In a state where the flow
一方、バイパス通路54側に流されて、シリンダヘッド12L,12Rを迂回した冷却水はそのままラジエータ46に戻される。流路切替弁44がバイパス通路54側に切り替えられている状態では、冷却水は、高温の領域を通過せずに、ラジエータ46及び第2のポンプ42を繰り返し循環する。したがって、冷却水は放熱を繰り返して冷却され、低温状態で維持される。
On the other hand, the cooling water that has flowed toward the
流路切替弁44は、基本的に、エンジンがノッキング領域に在る場合、第2のポンプ42の吐出口がシリンダヘッド12L,12R側に連通されるよう切り替えられ、冷却水がシリンダヘッド12L,12R側に流される。ただし、ラジエータ46に設けられた温度センサ52により検出されるラジエータ温度が所定の閾値を超える場合には、第2のポンプ42の吐出口がバイパス通路54側に連通されるよう切り替えられる。これにより、冷却水はシリンダヘッド12L,12Rを迂回して循環し、低温状態とされる。
The flow
本実施形態では、流路切替弁44の通電状態において、第2のポンプ42の吐出口がシリンダヘッド12L,12R側に連通され、流路切替弁44の非通電状態において、第2のポンプ42の吐出口がバイパス通路54側に連通する。
In the present embodiment, when the flow
(制御装置)
図2は、本実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置100に備えられた制御装置200の構成を機能的なブロックで示した図である。図2は、制御装置200の構成のうち、第2の冷却水循環経路40に備えられた第2のポンプ42及び流路切替弁44の制御に関連する部分を示している。制御装置200は、主として公知のマイクロコンピュータにより構成され、ノッキング領域判定部210と、ラジエータ温度検出部220と、ポンプ制御部230と、流路切替弁制御部240とを備える。具体的に、これらの各部は、マイクロコンピュータによるソフトウェアプログラムの実行により実現される。
(Control device)
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the
また、制御装置200は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の図示しない記憶素子等を備える。かかる制御装置200は、エンジン回転数Neや吸入空気量Va、EGR量Ve、ラジエータ温度Trad等に関する情報を読み込み可能になっている。
The
ノッキング領域判定部210は、エンジンの運転状態が、ノッキングが発生し得るノッキング領域に在るか否かを判定する。本実施形態では、ノッキング領域判定部210は、エンジン回転数Neの変動量に基づきノッキングの有無を判定することにより、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かを判定する。ただし、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かの判定方法は、他の方法であってもよい。
Knocking
ラジエータ温度検出部220は、ラジエータ46に設けられた温度センサ52のセンサ信号を読み込み、ラジエータ温度Tradを検出する。これにより、第2の冷却水循環経路40を循環する冷却水の温度が把握される。
The
ポンプ制御部230は、ノッキング領域判定部210の判定結果及びラジエータ温度Tradに基づき、第2のポンプ42の駆動制御を行う。本実施形態では、第2のポンプ42は一定の出力で駆動されるようになっており、ポンプ制御部230は、第2のポンプ42の駆動又は停止を切り替える。
The
流路切替弁制御部240は、ノッキング領域判定部210の判定結果及びラジエータ温度Tradに基づき、流路切替弁44の制御を行う。本実施形態では、流路切替弁制御部240は、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットを通過させながら第2の冷却水循環経路40に冷却水を循環させる際には、流路切替弁44に通電させる。これにより、第2のポンプ42の吐出口がシリンダヘッド12L,12R側に連通する。また、流路切替弁制御部240は、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットを迂回させながら第2の冷却水循環経路40に冷却水を循環させる際には、流路切替弁44への通電を停止する。これにより、第2のポンプ42の吐出口がバイパス通路54側に連通する。
The channel switching
<<2.エンジンの冷却制御方法の例>>
次に、本実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置100の制御装置200により実行されるエンジンの冷却制御方法の例について説明する。図3は、エンジンの冷却制御方法の一例を示すフローチャートである。以下の制御は、例えば、エンジンの運転中、常時実行される。なお、かかる制御は、第2の冷却水循環経路40内の冷却水の流れを制御するものであり、当該制御が実行される間、第1の冷却水循環経路20では、常時、第1のポンプ22によって冷却水が循環させられる。
<< 2. Example of engine cooling control method >>
Next, an example of an engine cooling control method executed by the
まず、制御装置200は、ステップS10において、ラジエータ46に備えられた温度センサ52により検出されるラジエータ温度Tradが、あらかじめ設定された閾値Trad_0以下であるか否かを判別する。ラジエータ温度Tradが閾値Trad_0を超える場合(S10:No)、第2の冷却水循環経路40を循環させる冷却水の温度を低下させておく必要があることから、制御装置200は、ステップS30に進み、流路切替弁44への通電を停止したままで第2のポンプ42を駆動させる。かかる閾値Trad_0は、例えば75℃とすることができる。
First, in step S10, the
これにより、第2のポンプ42により圧送される冷却水は、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットを迂回して、バイパス通路54及びラジエータ46を介して第2のポンプ42に還流する。したがって、冷却水は、ラジエータ46内を繰り返し通過し、放熱が繰り返されることによって低温状態とされる。
Thereby, the cooling water pumped by the
一方、ラジエータ温度Tradが閾値Trad_0以下の場合(S10:Yes)、制御装置200は、ステップS20において、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かを判別する。本実施形態では、制御装置200は、単位時間当たりのエンジン回転数Neの変動量ΔNeが、あらかじめ設定した所定の閾値ΔNe_0以上であるか否かによって、ノッキングを生じているか否かを判定する。
On the other hand, when the radiator temperature Trad is equal to or lower than the threshold value Trad_0 (S10: Yes), the
エンジンの運転状態がノッキング領域にない場合(S20:No)、シリンダヘッド12L,12Rを通過させる冷却水の流量を増やす必要がない。したがって、制御装置200は、ステップS50に進み、流路切替弁44への通電を停止させるとともに第2のポンプ42の駆動を停止させる。これにより、第2の冷却水循環経路40は、冷却水の流れが停止した状態で維持される。
When the engine operating state is not in the knocking region (S20: No), there is no need to increase the flow rate of the cooling water that passes through the
一方、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合(S20:Yes)、燃焼室での燃料の燃焼温度を低下させる必要がある。したがって、制御装置200は、ステップS40に進み、第2のポンプ42を駆動させるとともに、流路切替弁44に通電させる。これにより、第2のポンプ42の吐出口が冷却水通路56L,56Rに連通される。そうすると、第2のポンプ42により圧送される冷却水は、冷却水通路56L,56R、シリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケット、冷却水通路58及びラジエータ46を介して第2のポンプ42に還流する。
On the other hand, when the engine operating state is in the knocking region (S20: Yes), it is necessary to lower the combustion temperature of the fuel in the combustion chamber. Therefore, the
その結果、シリンダヘッド12L,12Rには、第1のポンプ22によって圧送され、第1の冷却水循環経路20内を流れる冷却水と併せて、第2のポンプ42によって圧送され、第2の冷却水循環経路40内を流れる冷却水が流れる。したがって、シリンダヘッド12L,12Rの冷却効率が向上し、シリンダヘッド12L,12Rの温度、すなわち、燃焼温度が早期に低下するため、生じていたノッキングが抑制される。
As a result, the
なお、上記のフローチャートでは、エンジンの運転状態がノッキング領域になく、かつ、ラジエータ温度Tradが閾値Trad_0以下の場合(S10:Yes、かつ、S20:No)、第2の冷却水循環経路40内での冷却水の循環が停止される。ただし、この場合においても、ステップS30に進み、冷却水が、シリンダヘッド12L,12Rを迂回して、ラジエータ46を繰り返し通過するようにしてもよい。すなわち、ステップS50は省略されてもよい。
In the above flowchart, when the engine operating state is not in the knocking region and the radiator temperature Trad is equal to or lower than the threshold value Trad_0 (S10: Yes and S20: No), the second cooling
このように制御する場合には、第2の冷却水循環経路40内の冷却水がシリンダヘッド12L,12Rを通過しない期間中、冷却水は、常時、ラジエータ46を介して循環するようになる。したがって、ラジエータ46内の冷却水だけでなく、第2のポンプ42、流路切替弁44、バイパス通路54及び水タンク48を介して循環する冷却水が、均一に低温に維持される。したがって、シリンダヘッド12L,12Rの冷却が必要になった場合に、低温の冷却水を安定的にシリンダヘッド12L,12Rのウォータジャケットに供給することができる。
In the case of such control, the cooling water circulates through the
(他の制御例)
制御装置200は、上記の冷却制御を、図3のフローチャートに沿って実行する代わりに、制御マップを用いて実行してもよい。図4は、使用可能な制御マップの一例を示す。かかる制御マップでは、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否か、及びラジエータ温度Tradが閾値Trad_0以下か否かによって、第2のポンプ42のオンオフ及び流路切替弁44のオンオフがあらかじめ切り分けられて設定されている。
(Other control examples)
The
制御装置200は、例えば、エンジン回転数Neの変動量ΔNe及びラジエータ温度Tradを検出するとともに、かかる制御マップを参照して、第2のポンプ42及び流路切替弁44のオンオフを決定する。制御マップにしたがって制御する場合、エンジンの運転状態がノッキング領域にあり、かつ、ラジエータ温度Tradが閾値Trad_0以下のときには、第2の冷却水循環経路40から低温の冷却水が供給される。したがって、シリンダヘッド12L,12Rには、第1の冷却水循環経路20内を流れる冷却水と併せて、第2の冷却水循環経路40内を流れる冷却水が流れ、シリンダヘッド12L,12Rが効率的に冷却される。
For example, the
また、制御マップにしたがって制御する場合、エンジンの運転状態がノッキング領域になく、かつ、ラジエータ温度Tradが閾値Trad_0以下のときには、第2の冷却水循環経路40内の冷却水の循環は停止される。さらに、制御マップにしたがって制御する場合、ラジエータ温度Tradが閾値Trad_0を超えるときには、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かにかかわらず、シリンダヘッド12L,12Rを迂回して、冷却水は第2の冷却水循環経路40内を循環する。したがって、第2の冷却水循環経路40内の冷却水が低温状態で維持される。
When the control is performed according to the control map, the circulation of the cooling water in the second cooling
以上説明したように、本実施形態によれば、第1の冷却水循環経路20内を循環する冷却水によってシリンダヘッド12L,12R及びシリンダブロック14L,14Rを冷却しながらエンジンを運転している間に、エンジンの燃焼温度が上昇して、ノッキングが発生しやすくなると、第2の冷却水循環経路40を循環する冷却水がシリンダヘッド12L,12Rに供給される。したがって、シリンダヘッド12L,12Rを通過する冷却水の流量が増加して、シリンダヘッド12L,12Rが効率的に冷却される。その結果、エンジンの燃焼温度は低下し、生じていたノッキングが抑制される。
As described above, according to the present embodiment, while the engine is operating while cooling the
また、本実施形態によれば、第2の冷却水循環経路40内の冷却水がシリンダヘッド12L,12Rに供給されない期間においても、第2の冷却水循環経路40を循環する冷却水の温度が低温で維持されるようになっている。したがって、エンジンの燃焼温度が上昇し、ノッキングが生じたときに、速やかに低温の冷却水をシリンダヘッド12L,12Rに供給することができる。これにより、シリンダヘッド12L,12Rの温度を早期に低下させて、生じているノッキングを抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the temperature of the cooling water circulating through the second cooling
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications or application examples within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記の実施形態においては、第2のポンプ42の出力が一定とされ、制御装置200は、第2のポンプ42のオンオフのみを制御していたが、本制御はかかる例に限定されない。制御装置200は、エンジン回転数Neの変動量ΔNe等に応じて、第2のポンプ42の出力を可変制御してもよい。すなわち、エンジン回転数Neの変動量ΔNeが大きいほど、燃焼室内での異常燃焼の程度がひどく、燃焼温度が高いことが推定されることから、第2のポンプ42の出力を大きくして、冷却水の流量を増やすようにしてもよい。
For example, in the above embodiment, the output of the
また、上記の実施形態においては、第2の冷却水循環経路40を循環する冷却水によってシリンダヘッド12L,12Rを冷却する制御が実行されていたが、上記実施形態の制御装置は、シリンダヘッド12L,12Rを温める制御に用いられてもよい。例えば、上記のエンジンの冷却制御装置100における第2の冷却水循環経路40を、第1の冷却水循環経路20から完全に分離して別系統の流路とし、ラジエータ46を加熱装置等に置き換える。そして、エンジンの燃焼温度が低下して、サージが生じやすくなっている場合に、シリンダヘッド12L,12Rを通過するように、高温の媒体を第2の循環経路内に循環させる。これにより、シリンダヘッド12L,12Rの温度が上昇して、エンジンの燃焼温度が上昇し、生じていたサージが抑制される。
Further, in the above embodiment, the control for cooling the
12L,12R シリンダヘッド
14L,14R シリンダブロック
16L,18L,16R,18R 冷却水通路
20 第1の冷却水循環経路
20a,20b 冷却水通路
22 第1のポンプ
24L,24R 水分離室
26L,26R 水集合室
28 集合管
30 ラジエータ
32 サーモスタット弁
40 第2の冷却水循環経路
42 第2のポンプ
44 流路切替弁
46 ラジエータ
48 水タンク
52 温度センサ
54 バイパス通路
56L,56R 冷却水通路
58 冷却水通路
62 EGRバルブ
64 スロットルチャンバ
66 サーモスタット弁
68 トランスミッション熱交換器
72 ヒータコック
74 ヒータコア
76 ボトムバイパス弁
100 エンジンの冷却制御装置
200 制御装置
210 ノッキング領域判定部
220 ラジエータ温度検出部
230 ポンプ制御部
240 流路切替弁制御部
12L,
Claims (2)
前記第1の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第1のポンプと、
前記第1の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第1の冷却装置と、
前記エンジンの前記シリンダヘッドを通過する第2の冷却水循環経路と、
前記第2の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第2のポンプと、
前記第2の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第2の冷却装置と、
前記第2の冷却水循環経路の前記第2のポンプの下流側かつ前記シリンダヘッドの上流側から分岐して前記第2の冷却装置の上流側に合流するバイパス通路と、
前記バイパス通路の分岐位置に設けられ、前記第2のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側又は前記バイパス通路側に連通する流路切替弁と、
前記第2のポンプ及び前記流路切替弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、
前記第2の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が所定の閾値未満の場合には、前記流路切替弁により前記第2のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側に連通して、前記シリンダヘッドを介して前記冷却水を循環させる一方、
前記第2の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が前記所定の閾値以上の場合には、前記流路切替弁により前記第2のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通して、前記シリンダヘッドを介さずに前記バイパス通路を介して前記冷却水を循環させて前記冷却水の温度を低下させる、エンジンの冷却制御装置。 A first coolant circulation path that passes through the cylinder head and cylinder block of the engine;
A first pump for circulating cooling water in the first cooling water circulation path;
A first cooling device for cooling the cooling water circulating in the first cooling water circulation path;
A second coolant circulation path that passes through the cylinder head of the engine;
A second pump for circulating cooling water in the second cooling water circulation path;
A second cooling device for cooling the cooling water circulating in the second cooling water circulation path;
A bypass passage branched from the second pump downstream side of the second cooling water circulation path and upstream of the cylinder head to join the upstream side of the second cooling device;
A flow path switching valve provided at a branch position of the bypass passage and communicating the discharge port of the second pump to the cylinder head side or the bypass passage side;
A control device for controlling the second pump and the flow path switching valve,
The control device includes:
When the operating state of the engine is in the knocking region,
When the temperature of the cooling water in the second cooling water circulation path is less than a predetermined threshold, the discharge port of the second pump is communicated to the cylinder head side by the flow path switching valve, and the cylinder While circulating the cooling water through the head,
The second when the temperature of the cooling water of the cooling water circulation path is equal to or greater than the predetermined threshold, communicates the discharge port of the second pump in the bypass passage side by the flow path switching valve, the Ru lowers the temperature of the cooling water by circulating the cooling water through the bypass passage without passing through the cylinder head, the engine cooling control unit.
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