JP6581922B2 - Vehicle control device - Google Patents

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本発明は、相対的に燃焼室に近接する位置に第1ウォータージャケットが形成されるとともに、相対的に排気ポートに近接する位置に第2ウォータージャケットが形成されたシリンダヘッドに冷却水を流通させる車両制御装置に関する。   In the present invention, the first water jacket is formed at a position relatively close to the combustion chamber, and the cooling water is circulated through the cylinder head having the second water jacket formed at a position relatively close to the exhaust port. The present invention relates to a vehicle control device.

従来、エンジンのシリンダヘッドには、冷却水の流路として、相対的に燃焼室に近接する位置に第1ウォータージャケットが形成されるとともに、相対的に排気ポートに近接する位置に第2ウォータージャケットが形成されている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, in a cylinder head of an engine, a first water jacket is formed at a position relatively close to the combustion chamber as a cooling water flow path, and a second water jacket is relatively positioned near the exhaust port. (For example, Patent Document 1).

特許文献1に記載のエンジンでは、冷却水の温度が所定の温度閾値未満である場合に、第2ウォータージャケットへの冷却水の流通を遮断し、第1ウォータージャケットにのみ冷却水を流通させることで、排気ガスの冷却を抑えて早期に触媒を活性化させる温度に上昇させる。   In the engine described in Patent Document 1, when the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature threshold, the cooling water flow to the second water jacket is blocked and the cooling water is allowed to flow only to the first water jacket. Thus, the cooling of the exhaust gas is suppressed and the temperature is increased to a temperature at which the catalyst is activated at an early stage.

また、冷却水の温度が上記の温度閾値以上である場合に、第2ウォータージャケットへも冷却水を流通させ、シリンダヘッド内を流通する冷却水の量を増加させることで、シリンダヘッドを効率よく冷却する。   Further, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the above temperature threshold, the cooling water is circulated also to the second water jacket, and the amount of the cooling water flowing through the cylinder head is increased, so that the cylinder head can be efficiently Cooling.

特開2010−121561号公報JP 2010-121561 A

しかしながら、上記のエンジンでは、第1ウォータージャケットおよび第2ウォータージャケットに冷却水を流通させることで、第1ウォータージャケットを流通する冷却水の量が減少してしまうため、燃焼室の壁温が上昇してしまい、ノッキングが発生してしまうおそれがあった。   However, in the above engine, the amount of the cooling water flowing through the first water jacket is reduced by flowing the cooling water through the first water jacket and the second water jacket, so that the wall temperature of the combustion chamber increases. As a result, knocking may occur.

そこで、本発明は、ノッキングを抑制することが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the vehicle control apparatus which can suppress knocking.

上記課題を解決するために、本発明の車両制御装置は、冷却水の流路として、相対的に燃焼室に近接する位置に第1ウォータージャケットが形成されるとともに、相対的に排気ポートに近接する位置に第2ウォータージャケットが形成されたシリンダヘッドと、前記第2ウォータージャケットへの冷却水の流通および遮断を切り替えるバルブと、前記冷却水の温度を計測する温度センサと、前記バルブの開閉状態を切り替える制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度センサにより計測された温度が所定の高温閾値以上の場合に、前記バルブを閉状態にして前記第2ウォータージャケットへの冷却水を遮断し、前記シリンダヘッド内において前記第1ウォータージャケットに冷却水を流通させる。   In order to solve the above-described problem, the vehicle control apparatus of the present invention has a first water jacket formed at a position relatively close to the combustion chamber as a cooling water flow path and relatively close to the exhaust port. A cylinder head in which a second water jacket is formed at a position to be turned on, a valve for switching the flow and blocking of the cooling water to and from the second water jacket, a temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water, and an open / closed state of the valve A control unit that switches between the two, and the control unit shuts off the cooling water to the second water jacket by closing the valve when the temperature measured by the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined high temperature threshold. Then, cooling water is circulated through the first water jacket in the cylinder head.

また、前記制御部は、前記温度センサにより計測された温度が、前記高温閾値よりも低い低温閾値未満の場合に、前記バルブを閉状態にして前記第2ウォータージャケットへの冷却水を遮断し、前記シリンダヘッド内において前記第1ウォータージャケットに冷却水を流通させるとよい。   Further, when the temperature measured by the temperature sensor is less than a low temperature threshold lower than the high temperature threshold, the control unit closes the valve and shuts off the cooling water to the second water jacket, Cooling water may be circulated through the first water jacket in the cylinder head.

また、前記制御部は、前記温度センサにより計測された温度が、前記高温閾値未満であり、かつ、前記低温閾値以上の場合、前記バルブを開状態にし、前記シリンダヘッド内において前記第1ウォータージャケットおよび前記第2ウォータージャケットに冷却水を流通させるとよい。   Further, the control unit opens the valve when the temperature measured by the temperature sensor is lower than the high temperature threshold and is equal to or higher than the low temperature threshold, and the first water jacket is formed in the cylinder head. And it is good to distribute | circulate a cooling water to the said 2nd water jacket.

本発明によれば、ノッキングを抑制することができる。   According to the present invention, knocking can be suppressed.

車両制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a vehicle control apparatus. エンジンの構成を説明する図である。It is a figure explaining the composition of an engine. ウォータージャケットの冷却水の流通状態を説明する図である。It is a figure explaining the distribution | circulation state of the cooling water of a water jacket. 制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control processing.

以下に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する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

図1は、車両制御装置1の構成を示す図である。なお、図1中、冷却水路16を実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。図1に示すように、車両制御装置1は、エンジン10、ラジエータ12、ウォーターポンプ14、冷却水路16および制御部18を含んで構成され、これらエンジン10、ラジエータ12およびウォーターポンプ14には、冷却水路16を介して冷却水が流通する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the vehicle control device 1. In FIG. 1, the cooling water channel 16 is indicated by a solid arrow, and the signal flow is indicated by a broken arrow. As shown in FIG. 1, the vehicle control device 1 includes an engine 10, a radiator 12, a water pump 14, a cooling water channel 16, and a control unit 18, and the engine 10, the radiator 12, and the water pump 14 are provided with cooling. Cooling water flows through the water channel 16.

エンジン10は、シリンダブロック30およびシリンダヘッド32を含んで構成される。シリンダブロック30には、複数のシリンダボア34が形成されており、各シリンダボア34内で不図示のピストンが摺動可能に収容される。   The engine 10 includes a cylinder block 30 and a cylinder head 32. A plurality of cylinder bores 34 are formed in the cylinder block 30, and a piston (not shown) is slidably accommodated in each cylinder bore 34.

ラジエータ12は、冷却水路16の途中に設けられ、冷却水路16内を流通する冷却水の熱を外部に放熱することで、冷却水を冷却する。ウォーターポンプ14は、エンジン10の回転動力により回転駆動し、冷却水を冷却水路16内で循環させる。   The radiator 12 is provided in the middle of the cooling water channel 16 and cools the cooling water by radiating the heat of the cooling water flowing through the cooling water channel 16 to the outside. The water pump 14 is rotationally driven by the rotational power of the engine 10 and circulates the cooling water in the cooling water passage 16.

冷却水路16は、配管16aと、シリンダヘッド32に形成されたウォータージャケット36と、配管16bと、配管16cと、配管16dとを含んで構成される。配管16aは、ウォーターポンプ14およびウォータージャケット36にそれぞれ接続され、ウォーターポンプ14およびウォータージャケット36が配管16aを介して連通される。   The cooling water channel 16 includes a pipe 16a, a water jacket 36 formed in the cylinder head 32, a pipe 16b, a pipe 16c, and a pipe 16d. The pipe 16a is connected to the water pump 14 and the water jacket 36, respectively, and the water pump 14 and the water jacket 36 are communicated with each other through the pipe 16a.

ウォータージャケット36は、配管16aが接続されたシリンダヘッド32における上流側において第1ウォータージャケット36aおよび第2ウォータージャケット36bに分岐され、複数のシリンダボア34よりも下流側において統合される。   The water jacket 36 is branched into a first water jacket 36 a and a second water jacket 36 b on the upstream side of the cylinder head 32 to which the pipe 16 a is connected, and is integrated downstream of the plurality of cylinder bores 34.

第1ウォータージャケット36aは、配管16aと連通しており、シリンダヘッド32内においてシリンダボア34の配列方向に沿って、詳しくは後述するように、燃焼室の近傍に形成されている。   The first water jacket 36a communicates with the pipe 16a and is formed in the vicinity of the combustion chamber in the cylinder head 32 along the arrangement direction of the cylinder bores 34 as will be described in detail later.

第2ウォータージャケット36bは、第1ウォータージャケット36aに対して、冷却水の流通および遮断を開閉により切り替える電子制御バルブ20を介して接続されており、シリンダヘッド32内においてシリンダボア34の配列方向に沿って、詳しくは後述するように、排気ポートの近傍に形成されている。   The second water jacket 36b is connected to the first water jacket 36a via the electronic control valve 20 that switches between opening and closing of the cooling water by opening and closing, and along the arrangement direction of the cylinder bores 34 in the cylinder head 32. As will be described in detail later, it is formed in the vicinity of the exhaust port.

配管16bは、ウォータージャケット36およびラジエータ12にそれぞれ接続され、ウォータージャケット36およびラジエータ12が配管16bを介して連通される。配管16cは、ラジエータ12およびウォーターポンプ14にそれぞれ接続され、ラジエータ12およびウォーターポンプ14が配管16cを介して連通される。   The pipe 16b is connected to the water jacket 36 and the radiator 12, respectively, and the water jacket 36 and the radiator 12 are communicated with each other through the pipe 16b. The pipe 16c is connected to the radiator 12 and the water pump 14, respectively, and the radiator 12 and the water pump 14 are communicated via the pipe 16c.

配管16bの途中には、電子制御バルブ22が設けられる。電子制御バルブ22には、配管16dが接続される。電子制御バルブ22は、開閉状態を切り替えることにより、ラジエータ12、および、配管16dのどちらか一方に冷却水を流通させる。つまり、電子制御バルブ22は、ラジエータ12への冷却水の流通および遮断を切り替える。   An electronic control valve 22 is provided in the middle of the pipe 16b. A pipe 16 d is connected to the electronic control valve 22. The electronic control valve 22 causes the cooling water to flow through either the radiator 12 or the pipe 16d by switching the open / close state. In other words, the electronic control valve 22 switches between the circulation and blocking of the cooling water to the radiator 12.

このような構成の車両制御装置1では、ウォーターポンプ14が駆動することにより、ウォーターポンプ14から吐出された冷却水が配管16aを介してシリンダヘッド32のウォータージャケット36に導かれる。そして、ウォータージャケット36に導かれた冷却水は、電子制御バルブ20が開状態であれば、第1ウォータージャケット36aおよび第2ウォータージャケット36bを流通した後、配管16bに導かれる。一方、ウォータージャケット36に導かれた冷却水は、電子制御バルブ20が閉状態であれば、第1ウォータージャケット36aのみを流通した後、配管16bに導かれる。   In the vehicle control apparatus 1 having such a configuration, when the water pump 14 is driven, the cooling water discharged from the water pump 14 is guided to the water jacket 36 of the cylinder head 32 through the pipe 16a. And if the electronic control valve | bulb 20 is an open state, the cooling water guide | induced to the water jacket 36 will be guide | induced to the piping 16b, after distribute | circulating the 1st water jacket 36a and the 2nd water jacket 36b. On the other hand, if the electronic control valve 20 is in the closed state, the cooling water guided to the water jacket 36 flows only through the first water jacket 36a and then is guided to the pipe 16b.

配管16bに導かれた冷却水は、電子制御バルブ22の開閉状態に応じて、ラジエータ12および配管16cを介してウォーターポンプ14に導かれるか、配管16dおよび配管16cを介してウォーターポンプ14に導かれる。このようにして、車両制御装置1では、冷却水が冷却水路16内を循環する。   The cooling water led to the pipe 16b is led to the water pump 14 via the radiator 12 and the pipe 16c, or to the water pump 14 via the pipe 16d and the pipe 16c, depending on the open / close state of the electronic control valve 22. It is burned. Thus, in the vehicle control device 1, the cooling water circulates in the cooling water channel 16.

また、配管16bには、ウォータージャケット36の近傍に、ウォータージャケット36を流通した冷却水の温度(水温)を計測する温度センサ24が設けられている。温度センサ24は、計測した冷却水の温度を示す温度信号を制御部18に送信する。   In addition, a temperature sensor 24 that measures the temperature (water temperature) of the cooling water flowing through the water jacket 36 is provided in the vicinity of the water jacket 36 in the pipe 16b. The temperature sensor 24 transmits a temperature signal indicating the measured temperature of the cooling water to the control unit 18.

制御部18は、ECU(Engine Control Unit)であり、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路で構成されている。制御部18は、電子制御バルブ20、電子制御バルブ22および温度センサ24が接続されており、温度センサ24から送信される温度信号に基づいて、電子制御バルブ20および電子制御バルブ22の開閉を制御し、冷却水が流通する流路を切り替える。なお、制御部18における制御処理について、詳しくは後述する。   The control unit 18 is an ECU (Engine Control Unit), and is composed of a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), a ROM storing a program, a RAM as a work area, and the like. The control unit 18 is connected to the electronic control valve 20, the electronic control valve 22, and the temperature sensor 24, and controls opening and closing of the electronic control valve 20 and the electronic control valve 22 based on a temperature signal transmitted from the temperature sensor 24. Then, the flow path through which the cooling water flows is switched. The control process in the control unit 18 will be described in detail later.

次に、エンジン10の構成について説明する。図2は、エンジン10の構成を説明する図である。図2に示すように、エンジン10は、シリンダブロック30の下方に、シリンダブロック30と一体形成されたクランクケース38が設けられており、クランクケース38内でクランクシャフト40が回転自在に軸支される。クランクシャフト40には、コンロッド42を介してピストン44が連結されており、ピストン44は、シリンダボア34内に摺動可能に収容される。エンジン10では、シリンダブロック30と、シリンダヘッド32と、ピストン44の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室46として形成される。   Next, the configuration of the engine 10 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the engine 10. As shown in FIG. 2, the engine 10 is provided with a crankcase 38 integrally formed with the cylinder block 30 below the cylinder block 30, and the crankshaft 40 is rotatably supported in the crankcase 38. The A piston 44 is connected to the crankshaft 40 via a connecting rod 42, and the piston 44 is slidably accommodated in the cylinder bore 34. In the engine 10, a space surrounded by the cylinder block 30, the cylinder head 32, and the crown surface of the piston 44 is formed as a combustion chamber 46.

シリンダヘッド32には、吸気ポート48および排気ポート50が燃焼室46に連通するように設けられる。吸気ポート48と燃焼室46との間には、不図示の吸気弁の先端が位置し、排気ポート50と燃焼室46との間には、不図示の排気弁の先端が位置している。吸気弁および排気弁は、クランクシャフト40にベルト等によって連結されたカムシャフトに固定されたカムが回転することにより、吸気ポート48と燃焼室46との間、および、排気ポート50と燃焼室46との間をそれぞれ開閉する。   An intake port 48 and an exhaust port 50 are provided in the cylinder head 32 so as to communicate with the combustion chamber 46. Between the intake port 48 and the combustion chamber 46, the tip of an intake valve (not shown) is located, and between the exhaust port 50 and the combustion chamber 46, the tip of an exhaust valve (not shown) is located. The intake valve and the exhaust valve are rotated between the intake port 48 and the combustion chamber 46 and between the exhaust port 50 and the combustion chamber 46 by rotation of a cam fixed to a camshaft connected to the crankshaft 40 by a belt or the like. Open and close each.

また、シリンダヘッド32には、先端が燃焼室46内に位置するようにインジェクタ52および点火プラグ54が設けられ、所定のタイミングでインジェクタ52から燃料が噴射された後、点火プラグ54によって燃料が点火されて燃焼する。かかる燃焼により、ピストン44がシリンダボア34内で往復運動を行い、その往復運動が、コンロッド42を通じてクランクシャフト40の回転運動に変換される。   The cylinder head 32 is provided with an injector 52 and a spark plug 54 so that the tip is located in the combustion chamber 46. After the fuel is injected from the injector 52 at a predetermined timing, the fuel is ignited by the spark plug 54. Burned. By such combustion, the piston 44 reciprocates in the cylinder bore 34, and the reciprocating motion is converted into the rotational motion of the crankshaft 40 through the connecting rod 42.

吸気ポート48の上流側には、インテークマニホールドを含む吸気路56が連通される。吸気路56内には、エアクリーナやスロットル弁が設けられる。また、排気ポート50の下流側には、エキゾーストマニホールドを含む排気路58が連通され、排気路58内に三元触媒(Three-Way Catalyst)やマフラーが設けられる。なお、三元触媒は、例えば、プラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)を含んで構成され、排気ポート50から排出された排気ガス中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NO)を除去する。また、三元触媒は、300℃〜850℃の温度範囲において活性化し、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を効率よく除去し、上記の温度範囲未満においては、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の除去効率が低下してしまう。 An intake passage 56 including an intake manifold is communicated with the upstream side of the intake port 48. An air cleaner and a throttle valve are provided in the intake passage 56. Further, an exhaust passage 58 including an exhaust manifold communicates with the exhaust port 50 on the downstream side, and a three-way catalyst or a muffler is provided in the exhaust passage 58. The three-way catalyst includes, for example, platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh), and includes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide in the exhaust gas discharged from the exhaust port 50 ( CO) and nitrogen oxides (NO x ) are removed. The three-way catalyst is activated in a temperature range of 300 ° C. to 850 ° C., and efficiently removes hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides in the exhaust gas. The removal efficiency of hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides decreases.

また、エンジン10には、吸気路56および排気路58を連通させる還流路60が設けられており、排気路58を流通する排気ガスの一部を吸気路56に還流させる。還流路60には、排気ガスの温度を下げるEGRクーラ62、および、還流路60を流通する排気ガスの流量を制御するEGRバルブ64が設けられている。なお、以下では、還流路60を流通する排気ガスをEGRガスとも呼ぶ。   Further, the engine 10 is provided with a reflux path 60 that allows the intake path 56 and the exhaust path 58 to communicate with each other, and part of the exhaust gas flowing through the exhaust path 58 is refluxed to the intake path 56. The reflux path 60 is provided with an EGR cooler 62 that lowers the temperature of the exhaust gas, and an EGR valve 64 that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the reflux path 60. Hereinafter, the exhaust gas flowing through the reflux path 60 is also referred to as EGR gas.

また、上記したように、シリンダヘッド32内には、第1ウォータージャケット36aおよび第2ウォータージャケット36bを含むウォータージャケット36が形成されている。第1ウォータージャケット36aは、第2ウォータージャケット36bよりもシリンダブロック30側(図中下側)であって、燃焼室46に相対的に近接した位置で、燃焼室46を囲むように形成されている。   As described above, the water jacket 36 including the first water jacket 36 a and the second water jacket 36 b is formed in the cylinder head 32. The first water jacket 36 a is formed on the cylinder block 30 side (lower side in the figure) with respect to the second water jacket 36 b so as to surround the combustion chamber 46 at a position relatively close to the combustion chamber 46. Yes.

第2ウォータージャケット36bは、第1ウォータージャケット36aよりもシリンダブロック30から遠い側(図中上側)であって、排気ポート50に相対的に近接した位置で、排気ポート50を囲むように形成されている。   The second water jacket 36b is formed on the side farther from the cylinder block 30 than the first water jacket 36a (upper side in the figure) and at a position relatively close to the exhaust port 50 so as to surround the exhaust port 50. ing.

したがって、エンジン10では、第1ウォータージャケット36aに冷却水が流通することで、燃焼室46で燃料が燃焼したことにより発生する熱を冷却水が吸収し、燃焼室46を冷却する。また、第2ウォータージャケット36bに冷却水が流通することで、排気ポート50を流通する排気ガスの熱を冷却水が吸収し、排気ガスを冷却する。   Therefore, in the engine 10, the cooling water flows through the first water jacket 36 a, so that the cooling water absorbs the heat generated by the combustion of the fuel in the combustion chamber 46 and cools the combustion chamber 46. Further, when the cooling water flows through the second water jacket 36b, the cooling water absorbs the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust port 50, thereby cooling the exhaust gas.

図3は、ウォータージャケット36の冷却水の流通状態を説明する図である。なお、図3中、第1W/Jは、第1ウォータージャケット36aを示し、第2W/Jは、第2ウォータージャケット36bを示し、後述する図4においても同様とする。例えば、エンジン10の始動直後など、エンジン10が十分に温まっておらず、冷却水の温度も低い場合、第2ウォータージャケット36bに冷却水を流通させると、排気ポート50を流通する排気ガスの温度が低下し、排気路58内に設けられた三元触媒の温度が温度範囲に到達するまでに時間を要してしまうことになる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the circulation state of the cooling water in the water jacket 36. In FIG. 3, the first W / J indicates the first water jacket 36a, the second W / J indicates the second water jacket 36b, and the same applies to FIG. 4 described later. For example, when the engine 10 is not sufficiently warmed and the temperature of the cooling water is low, such as immediately after the engine 10 is started, if the cooling water is circulated through the second water jacket 36b, the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust port 50 Decreases, and it takes time for the temperature of the three-way catalyst provided in the exhaust passage 58 to reach the temperature range.

そこで、図3に示すように、制御部18は、温度センサ24から送信される温度信号に示される冷却水の温度が所定の閾値T1(低温閾値、例えば30℃)未満である場合、電子制御バルブ20を閉状態にし、第2ウォータージャケット36bへの冷却水の流通を遮断する。また、閾値T1は、冷却水の温度が低く、三元触媒の温度が温度範囲に到達していないとされる温度に設定される。また、冷却水の温度が所定の閾値T1(例えば30℃)未満である場合、制御部18は、電子制御バルブ22を制御してラジエータ12への冷却水を遮断する。   Therefore, as shown in FIG. 3, when the temperature of the cooling water indicated by the temperature signal transmitted from the temperature sensor 24 is lower than a predetermined threshold T1 (low temperature threshold, for example, 30 ° C.), the control unit 18 performs electronic control. The valve 20 is closed and the flow of the cooling water to the second water jacket 36b is blocked. The threshold value T1 is set to a temperature at which the temperature of the cooling water is low and the temperature of the three-way catalyst does not reach the temperature range. When the temperature of the cooling water is less than a predetermined threshold T1 (for example, 30 ° C.), the control unit 18 controls the electronic control valve 22 to block the cooling water to the radiator 12.

この場合、シリンダヘッド32内では、冷却水が第1ウォータージャケット36aのみに流通するため、第2ウォータージャケット36bに冷却水が流通することによる、排気ポート50を流通する排気ガスの温度を低下させてしまうことを抑制する。これにより、排気路58に設けられた三元触媒は、排気ガスによって早期に暖気され、活性化する温度範囲に早期に到達することが可能となる。   In this case, in the cylinder head 32, since the cooling water flows only to the first water jacket 36a, the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust port 50 is lowered by the cooling water flowing to the second water jacket 36b. It suppresses that. As a result, the three-way catalyst provided in the exhaust passage 58 is warmed up early by the exhaust gas, and can reach the temperature range to be activated early.

また、三元触媒が活性化する温度まで上昇した後、第2ウォータージャケット36bを遮断したままであると、排気ガスの温度、すなわち、EGRガスの温度が高温となるため、吸気路56内へ流通させる排気ガスの流入量を減少させなければならない。   Further, after the temperature rises to the temperature at which the three-way catalyst is activated, if the second water jacket 36b is kept shut off, the temperature of the exhaust gas, that is, the temperature of the EGR gas becomes high. The amount of exhaust gas flowing in must be reduced.

そこで、制御部18は、温度センサ24から送信される温度信号に示される冷却水の温度が閾値T1以上であり、かつ、閾値T1よりも高い閾値T2(高温閾値、例えば100℃)未満である場合、電子制御バルブ20を開状態にし、第2ウォータージャケット36bへ冷却水を流通させる。なお、閾値T2は、エンジン10においてノッキングが発生してしまうおそれがある温度に設定される。   Therefore, in the control unit 18, the temperature of the cooling water indicated in the temperature signal transmitted from the temperature sensor 24 is equal to or higher than the threshold T1 and lower than the threshold T2 (high temperature threshold, for example, 100 ° C.) higher than the threshold T1. In this case, the electronic control valve 20 is opened, and the cooling water is circulated to the second water jacket 36b. The threshold value T2 is set to a temperature at which knocking may occur in the engine 10.

この場合、シリンダヘッド32内では、冷却水が第1ウォータージャケット36aおよび第2ウォータージャケット36bの双方に流通するため、燃焼室46で発生した熱、および、排気ポート50を流通する排気ガスの熱によって冷却水が早期に暖められる。これにより、車両制御装置1では、シリンダブロック30やシリンダヘッド32内を流通するエンジンオイルも早期に暖められ、エンジンオイルの流動抵抗も低下させることができる。   In this case, in the cylinder head 32, since the cooling water flows through both the first water jacket 36a and the second water jacket 36b, the heat generated in the combustion chamber 46 and the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust port 50 are obtained. As a result, the cooling water is warmed up early. Thereby, in the vehicle control apparatus 1, the engine oil which distribute | circulates the inside of the cylinder block 30 or the cylinder head 32 is warmed at an early stage, and the flow resistance of engine oil can also be reduced.

また、車両制御装置1では、第2ウォータージャケット36bに冷却水を流通させることで、排気ガスの温度、すなわち、EGRガスの温度を低下させることができ、吸気路56内へ流通させるEGRガスの流入量を増加させることが可能となる。エンジン10では、EGRガスの流入量を増加させることで、燃焼室46内では大気よりも酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼するため、燃焼温度が低下する。これにより、車両制御装置1では、燃焼室46(シリンダヘッド32)を冷却させるための冷却損失を低下させることができる。   Further, in the vehicle control device 1, the temperature of the exhaust gas, that is, the temperature of the EGR gas can be lowered by circulating the cooling water through the second water jacket 36 b, and the EGR gas flowing into the intake passage 56 can be reduced. It becomes possible to increase the inflow amount. In the engine 10, by increasing the inflow amount of EGR gas, the fuel burns in the combustion chamber 46 in a state where the oxygen concentration is lower than the atmosphere, so the combustion temperature decreases. Thereby, in the vehicle control apparatus 1, the cooling loss for cooling the combustion chamber 46 (cylinder head 32) can be reduced.

また、車両制御装置1では、EGRガスの流入量を増加させることで、吸気路56の負圧を小さくしてポンピングロスを低減することができる。さらに、車両制御装置1では、ノッキングを防止するために点火プラグ54の点火時期を遅角させる遅角量も小さくすることで、点火時期の遅角による時間損失(トルク損失)も低減することができる。   Further, in the vehicle control device 1, by increasing the inflow amount of EGR gas, the negative pressure in the intake passage 56 can be reduced and the pumping loss can be reduced. Furthermore, in the vehicle control device 1, the time loss (torque loss) due to the retard of the ignition timing can be reduced by reducing the retard amount for retarding the ignition timing of the spark plug 54 in order to prevent knocking. it can.

その後、第1ウォータージャケット36aおよび第2ウォータージャケット36bに冷却水を流通させたままであると、冷却水の温度が上昇するとともに、燃焼室46の温度も上昇し、ノッキングが発生してしまうおそれが増加する。   Thereafter, if the cooling water is allowed to flow through the first water jacket 36a and the second water jacket 36b, the temperature of the cooling water rises, the temperature of the combustion chamber 46 also rises, and knocking may occur. To increase.

そこで、制御部18は、温度センサ24から送信される温度信号に示される冷却水の温度が所定の閾値T2以上である場合、電子制御バルブ20を閉状態にし、第2ウォータージャケット36bへの冷却水の流通を遮断させる。また、制御部18は、電子制御バルブ22を制御し、ラジエータ12に冷却水を流通させる。   Therefore, when the temperature of the cooling water indicated by the temperature signal transmitted from the temperature sensor 24 is equal to or higher than the predetermined threshold T2, the control unit 18 closes the electronic control valve 20 and cools the second water jacket 36b. Block water flow. In addition, the control unit 18 controls the electronic control valve 22 and causes the coolant to flow through the radiator 12.

この場合、シリンダヘッド32内では、冷却水が第1ウォータージャケット36aのみに流通するため、第1ウォータージャケット36aを流通する冷却水の流速(流量)を増加させることができる。このため、車両制御装置1では、燃焼室46で発生する熱をより吸収することが可能となり、これによって、燃焼室46の温度を、第2ウォータージャケット36bに冷却水を流通させる場合よりも低下させることができる。   In this case, in the cylinder head 32, since the cooling water flows only to the first water jacket 36a, the flow rate (flow rate) of the cooling water flowing through the first water jacket 36a can be increased. For this reason, in the vehicle control apparatus 1, it becomes possible to absorb more heat generated in the combustion chamber 46, thereby lowering the temperature of the combustion chamber 46 as compared with the case where cooling water is circulated through the second water jacket 36b. Can be made.

これにより、車両制御装置1では、ノッキングの発生を防止することができるとともに、ノッキングを防止するために点火プラグ54の点火時期を遅角させる遅角量も小さくすることで、点火時期の遅角による時間損失も低減することができ、燃費も向上させることができる。   As a result, the vehicle control device 1 can prevent the occurrence of knocking, and also reduces the amount of retardation that retards the ignition timing of the spark plug 54 in order to prevent knocking, thereby retarding the ignition timing. The time loss due to can be reduced, and the fuel consumption can be improved.

続いて、上述した制御処理の流れについて、図4のフローチャートを用いて詳述する。なお、この制御処理は所定間隔毎に行われる。   Next, the flow of the control process described above will be described in detail using the flowchart of FIG. This control process is performed at predetermined intervals.

図4は、制御処理の流れを示すフローチャートである。図4に示すように、制御処理が実行されると、制御部18は、温度センサ24から温度信号を取得する(S100)。   FIG. 4 is a flowchart showing the flow of control processing. As shown in FIG. 4, when the control process is executed, the control unit 18 acquires a temperature signal from the temperature sensor 24 (S100).

そして、制御部18は、温度信号に示される冷却水の温度が閾値T1未満であるかを判定する(S102)。その結果、冷却水の温度が閾値T1未満である場合(S102におけるYES)、制御部18は、電子制御バルブ20を閉状態にし、シリンダヘッド32内で冷却水を第1ウォータージャケット36aのみに流通させる(S104)。   And the control part 18 determines whether the temperature of the cooling water shown by the temperature signal is less than threshold value T1 (S102). As a result, when the temperature of the cooling water is lower than the threshold value T1 (YES in S102), the control unit 18 closes the electronic control valve 20 and distributes the cooling water only to the first water jacket 36a in the cylinder head 32. (S104).

一方、冷却水の温度が閾値T1未満でない、つまり、冷却水の温度が閾値T1以上である場合(S102におけるNO)、制御部18は、温度信号に示される冷却水の温度が閾値T2未満であるかを判定する(S106)。その結果、冷却水の温度が閾値T2未満である場合(S106におけるYES)、制御部18は、電子制御バルブ20を開状態にし、シリンダヘッド32内で冷却水を第1ウォータージャケット36aおよび第2ウォータージャケット36bに流通させる(S108)。   On the other hand, when the temperature of the cooling water is not lower than the threshold T1, that is, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the threshold T1 (NO in S102), the control unit 18 indicates that the temperature of the cooling water indicated by the temperature signal is lower than the threshold T2. It is determined whether it exists (S106). As a result, when the temperature of the cooling water is lower than the threshold value T2 (YES in S106), the control unit 18 opens the electronic control valve 20, and the cooling water is supplied to the first water jacket 36a and the second water in the cylinder head 32. It distribute | circulates to the water jacket 36b (S108).

一方、冷却水の温度が閾値T2未満でない、つまり、冷却水の温度が閾値T2以上である場合(S106におけるNO)、制御部18は、電子制御バルブ20を閉状態にし、シリンダヘッド32内で冷却水を第1ウォータージャケット36aのみに流通させる(S104)。   On the other hand, when the temperature of the cooling water is not lower than the threshold value T2, that is, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the threshold value T2 (NO in S106), the control unit 18 closes the electronic control valve 20 and Cooling water is circulated only through the first water jacket 36a (S104).

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説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、そ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。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した実施形態では、配管16bに温度センサ24を設けるようにしたが、これに限らず、冷却水路16上のいずれかの位置で冷却水の温度を計測可能であれば、どこに設けるようにしてもよい。   For example, in the embodiment described above, the temperature sensor 24 is provided in the pipe 16b. However, the temperature sensor 24 is not limited to this, and the pipe 16b is provided anywhere as long as the temperature of the cooling water can be measured at any position on the cooling water channel 16. It may be.

本発明は、相対的に燃焼室に近接する位置に第1ウォータージャケットが形成されるとともに、相対的に排気ポートに近接する位置に第2ウォータージャケットが形成されたシリンダヘッドに冷却水を流通させる車両制御装置に利用できる。   In the present invention, the first water jacket is formed at a position relatively close to the combustion chamber, and the cooling water is circulated through the cylinder head having the second water jacket formed at a position relatively close to the exhaust port. It can be used for a vehicle control device.

1 車両制御装置
18 制御部
20 電子制御バルブ(バルブ)
24 温度センサ
32 シリンダヘッド
36a 第1ウォータージャケット
36b 第2ウォータージャケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle control apparatus 18 Control part 20 Electronic control valve (valve)
24 temperature sensor 32 cylinder head 36a first water jacket 36b second water jacket

Claims (3)

冷却水の流路として、相対的に燃焼室に近接する位置に第1ウォータージャケットが形成されるとともに、相対的に排気ポートに近接する位置に第2ウォータージャケットが形成されたシリンダヘッドと、
前記第2ウォータージャケットへの冷却水の流通および遮断を切り替えるバルブと、
前記冷却水の温度を計測する温度センサと、
前記バルブの開閉状態を切り替える制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記温度センサにより計測された温度が所定の高温閾値以上の場合に、前記バルブを閉状態にして前記第2ウォータージャケットへの冷却水を遮断し、前記シリンダヘッド内において前記第1ウォータージャケットに冷却水を流通させることを特徴とする車両制御装置。
A cylinder head in which a first water jacket is formed at a position relatively close to the combustion chamber as a cooling water flow path, and a second water jacket is formed at a position relatively close to the exhaust port;
A valve for switching between circulation and blocking of the cooling water to the second water jacket;
A temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water;
A control unit for switching the open / close state of the valve;
With
The controller is
When the temperature measured by the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined high temperature threshold, the valve is closed to shut off the cooling water to the second water jacket and cool to the first water jacket in the cylinder head. A vehicle control apparatus characterized by circulating water.
前記制御部は、
前記温度センサにより計測された温度が、前記高温閾値よりも低い低温閾値未満の場合に、前記バルブを閉状態にして前記第2ウォータージャケットへの冷却水を遮断し、前記シリンダヘッド内において前記第1ウォータージャケットに冷却水を流通させることを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
The controller is
When the temperature measured by the temperature sensor is lower than the low temperature threshold lower than the high temperature threshold, the valve is closed to shut off the cooling water to the second water jacket, and the first in the cylinder head The vehicle control device according to claim 1, wherein cooling water is circulated through one water jacket.
前記制御部は、
前記温度センサにより計測された温度が、前記高温閾値未満であり、かつ、前記低温閾値以上の場合、前記バルブを開状態にし、前記シリンダヘッド内において前記第1ウォータージャケットおよび前記第2ウォータージャケットに冷却水を流通させることを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
The controller is
When the temperature measured by the temperature sensor is less than the high temperature threshold and not less than the low temperature threshold, the valve is opened, and the first water jacket and the second water jacket are placed in the cylinder head. The vehicle control device according to claim 2, wherein cooling water is circulated.
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JP3104538B2 (en) * 1994-08-31 2000-10-30 日産自動車株式会社 Internal combustion engine cooling system
JP2010121561A (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Toyota Motor Corp Cylinder head cooling structure
EP2508728A4 (en) * 2009-12-01 2014-03-19 Toyota Motor Co Ltd Cooling device for engine
JP5577788B2 (en) * 2010-03-25 2014-08-27 トヨタ自動車株式会社 Engine cooling system
US8584628B2 (en) * 2010-07-14 2013-11-19 Ford Global Technologies, Llc Engine with cylinder head cooling
JP6090138B2 (en) * 2013-12-06 2017-03-08 マツダ株式会社 Engine cooling system

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