JP6582831B2 - Cooling control device - Google Patents
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Description
本発明は、冷却液を介して内燃機関の温度管理を行う冷却制御装置に関する。 The present invention relates to a cooling control device that performs temperature management of an internal combustion engine via a coolant.
上記の冷却制御装置として特許文献1には、ラジエータを通過する冷却水の流量を制御する流量制御弁を備え、この流量制御弁を制御する電子制御装置を備えた技術が記載されている。
As the above cooling control device,
この特許文献1では、電子制御装置が、エンジン出口水温度が所要の目標温度となるように流量調整弁の開度を制御するものであり、エンジンの運転状態に基づいてフィードフォワード項としての基本開度を設定している。また、エンジン出口水温度が目標温度となるように増減されるフィードバック項としてのF/B定数と、基本開度とから最終開度を算出し、その最終開度に基づいて流量調整弁の開度をフィードバック制御する。
In this
特許文献1では、ヒータ要求、エンジン空燃比等の運転状態と、その運転状態から算出した目標水温からフィードフォワード項の基本開度を算出している。
In
しかしながら、エンジンとラジエータとの間をホース等で構成される流路で接続し、ウォータポンプにより循環する装置では、冷却回路の個体差から通水抵抗にバラツキがあり、流量制御バルブの開度が適正に設定された場合にも水量の過不足を招くことがあった。また、冷却液を制御する流量制御バルブの開度を検知する開度センサにも個体差があり、この開度センサの検知結果に基づいて流量制御バルブの開度を設定しても流量を適正に設定できないこともあった。 However, in a device that connects the engine and the radiator with a flow path composed of a hose and circulates with a water pump, there is variation in water resistance due to individual differences in the cooling circuit, and the opening of the flow control valve is Even when set appropriately, the amount of water may be excessive or insufficient. Also, there are individual differences in the opening sensor that detects the opening of the flow control valve that controls the coolant, and the flow rate is appropriate even if the opening of the flow control valve is set based on the detection result of this opening sensor. In some cases, it could not be set.
また、ウォータポンプがエンジンで駆動され、流路抵抗にバラツキ、流量制御バルブの製造バラツキ、センサーのバラツキがある装置では、エンジンの回転数の変動に対応して流量制御バルブで流量を調整した場合でも、流路に対して過剰な冷却水が供給されることや、流路に供給される冷却水の水量が不足する不都合を招くことが想像された。 In addition, when the water pump is driven by the engine and the flow resistance varies, the flow control valve manufacturing variation, and the sensor variation, the flow control valve adjusts the flow rate in response to fluctuations in the engine speed. However, it has been imagined that excessive cooling water is supplied to the flow path and that the amount of cooling water supplied to the flow path is insufficient.
即ち、内燃機関の温度管理を行う冷却液の流量を適正に制御することにより高精度な温度管理を実現する冷却制御装置が求められる。 That is, there is a need for a cooling control device that realizes highly accurate temperature management by appropriately controlling the flow rate of the coolant that performs temperature management of the internal combustion engine.
本発明は、内燃機関の出力軸の駆動力で駆動される冷却液ポンプと、前記冷却液ポンプにより前記内燃機関の冷却液が供給される熱交換器と、前記熱交換器に供給される冷却液の流量を制御する流量制御バルブとを備えると共に、
前記出力軸の回転数を取得する回転数取得部と、前記流量制御バルブの開度を検知する開度センサと、前記流量制御バルブの開度を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記流量制御バルブを介して供給される冷却液の流量を目標量に維持するため、前記出力軸の回転数と前記流量制御バルブの目標開度とを関連付けた開度設定データを有しており、前記回転数取得部で取得される回転数に基づいて前記開度設定データを参照して前記目標開度を設定する開度設定部を備え、
前記開度設定部で設定される前記目標開度を補正する開度補正部と、前記開度補正部に与える補正データが保存される補正データ部とを備え、
前記補正データ部は、前記流量制御バルブを閉じ状態から開放して冷却液の供給を開始した場合に、冷却液の液温を検知する液温センサで設定時間内に検知される検知温度変化データと、予め記憶されている基準温度変化データとの温度差が第1閾値を超えている場合には、流量が大きくなっているため流量を低減させる前記補正データの値を取得し、前記温度差が第2閾値を下回っている場合には、流量が少なくなっているため流量を増加させる前記補正データの値を取得することを特徴とする。
The present invention includes a coolant pump driven by a driving force of an output shaft of an internal combustion engine, a heat exchanger to which the coolant of the internal combustion engine is supplied by the coolant pump, and a cooling supplied to the heat exchanger. A flow rate control valve for controlling the flow rate of the liquid,
A rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the output shaft, an opening sensor that detects the opening of the flow control valve, and a control unit that controls the opening of the flow control valve;
The control unit is an opening setting data in which the rotation speed of the output shaft and the target opening of the flow control valve are associated with each other in order to maintain the flow rate of the coolant supplied via the flow control valve at a target amount. And an opening setting unit that sets the target opening with reference to the opening setting data based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit ,
An opening correction unit that corrects the target opening set by the opening setting unit, and a correction data unit that stores correction data to be given to the opening correction unit,
The correction data portion is detected temperature change data detected within a set time by a liquid temperature sensor that detects the liquid temperature of the cooling liquid when the flow rate control valve is opened from the closed state and the supply of the cooling liquid is started. If the temperature difference between the reference temperature change data stored in advance and the reference temperature change data exceeds the first threshold value, the flow rate is increased, and the correction data value for reducing the flow rate is acquired. Is less than the second threshold value, the flow rate is reduced, and therefore the correction data value for increasing the flow rate is acquired .
内燃機関の温度管理のために、例えば、ラジエータに対して目標流量の冷却液を供給する制御を考えると、冷却液ポンプが内燃機関で駆動される構成では、内燃機関の回転数の変化に伴って流量も変化するため、内燃機関の回転数が変化した場合に流量制御バルブの開度を調節する制御を必要とする。これに対して、本構成のように、開度設定データを備えたものでは、内燃機関の回転数が変化した場合には、回転数取得部で取得される回転数に基づいて開度設定データを参照して目標開度を設定し、開度センサで検知される開度が目標開度に合致するように制御を行うことが可能となる。冷却液ポンプから供給される冷却液を流量制御バルブで制御し、必要とする流量の冷却液を熱交換器に供給できる。
特に、複数の冷却制御装置を製造する場合のように、冷却制御装置の流路の個体差から流路抵抗のバラツキがある場合や、開度センサに個体差がある場合にも、これらを開度設定データに反映することにより、冷却液の精度の高い制御が可能となる。
従って、内燃機関の温度管理を行う冷却液の流量を適正に制御することにより高精度な温度管理を実現する冷却制御装置が構成された。
また、この特徴によると、例えば、閉じ状態の流量制御バルブを開放して一定量の冷却液の供給を開始した場合には、単位時間に熱交換器の流路の流路抵抗に対応した量の冷却液が流れ、この流れに伴い液温センサで検知される温度も決まった特性で変化する。つまり、流路の冷却液が流れた場合に液温センサで検知される温度変化は、その流路の流量を反映することになる。
この現象を利用することにより、本構成では、流路に冷却液の供給を開始した場合に、設定時間内に液温センサで検知される検知温度変化データと、予め記憶されている基準温度変化データとの温度差を求め、この温度差が第1閾値を超えている場合には、流量が大きくなっているため流量を低減する補正データの値を取得する。また、温度差が第2閾値を下回っている場合には、流量が少なくなっているため流量を増大させる補正データの値を取得する。このように、流量センサや圧力センサを用いずとも補正データの値を取得でき、開度設定データから取得した目標開度を補正データで補正することにより流路抵抗を反映した適正な目標開度を得ることが可能となる。
In order to control the temperature of the internal combustion engine, for example, when control of supplying a coolant at a target flow rate to the radiator is considered, in the configuration in which the coolant pump is driven by the internal combustion engine, the change in the rotational speed of the internal combustion engine is accompanied. Since the flow rate also changes, it is necessary to control the opening degree of the flow control valve when the rotational speed of the internal combustion engine changes. On the other hand, with the configuration having the opening setting data as in this configuration, when the rotation speed of the internal combustion engine changes, the opening setting data based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit. The target opening is set with reference to the above, and control can be performed so that the opening detected by the opening sensor matches the target opening. The coolant supplied from the coolant pump can be controlled by the flow rate control valve, and the required amount of coolant can be supplied to the heat exchanger.
Especially when there are variations in flow resistance due to individual differences in the flow paths of the cooling control devices, such as when manufacturing multiple cooling control devices, or when there are individual differences in the opening sensor. Reflecting in the degree setting data makes it possible to control the coolant with high accuracy.
Therefore, a cooling control device has been constructed that realizes highly accurate temperature management by appropriately controlling the flow rate of the coolant that performs temperature management of the internal combustion engine.
Further, according to this feature, for example, when the flow control valve in the closed state is opened and supply of a certain amount of coolant is started, the amount corresponding to the flow resistance of the flow path of the heat exchanger per unit time As the coolant flows, the temperature detected by the liquid temperature sensor also changes with the determined characteristics. That is, the temperature change detected by the liquid temperature sensor when the coolant in the flow channel flows reflects the flow rate in the flow channel.
By utilizing this phenomenon, in this configuration, when the supply of the coolant to the flow path is started, the detected temperature change data detected by the liquid temperature sensor within the set time and the reference temperature change stored in advance A temperature difference from the data is obtained, and when the temperature difference exceeds the first threshold value, the flow rate is increased, and the value of correction data for reducing the flow rate is acquired. Further, when the temperature difference is less than the second threshold value, since the flow rate is small, the correction data value for increasing the flow rate is acquired. In this way, the value of the correction data can be acquired without using a flow sensor or a pressure sensor, and an appropriate target opening reflecting the channel resistance by correcting the target opening acquired from the opening setting data with the correction data. Can be obtained.
本発明は、内燃機関の出力軸の駆動力で駆動される冷却液ポンプと、前記冷却液ポンプにより前記内燃機関の冷却液が供給される熱交換器と、前記熱交換器に供給される冷却液の流量を制御する流量制御バルブとを備えると共に、The present invention includes a coolant pump driven by a driving force of an output shaft of an internal combustion engine, a heat exchanger to which the coolant of the internal combustion engine is supplied by the coolant pump, and a cooling supplied to the heat exchanger. A flow rate control valve for controlling the flow rate of the liquid,
前記出力軸の回転数を取得する回転数取得部と、前記流量制御バルブの開度を検知する開度センサと、前記流量制御バルブの開度を制御する制御ユニットとを備え、A rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the output shaft, an opening sensor that detects the opening of the flow control valve, and a control unit that controls the opening of the flow control valve;
前記制御ユニットは、前記流量制御バルブを介して供給される冷却液の流量を目標量に維持するため、前記出力軸の回転数と前記流量制御バルブの目標開度とを関連付けた開度設定データを有しており、前記回転数取得部で取得される回転数に基づいて前記開度設定データを参照して前記目標開度を設定する開度設定部を備え、 The control unit is an opening setting data in which the rotation speed of the output shaft and the target opening of the flow control valve are associated with each other in order to maintain the flow rate of the coolant supplied via the flow control valve at a target amount. And an opening setting unit that sets the target opening with reference to the opening setting data based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit,
前記開度設定部で設定される前記目標開度を補正する開度補正部と、前記開度補正部に与える補正データが保存される補正データ部とを備え、An opening correction unit that corrects the target opening set by the opening setting unit, and a correction data unit that stores correction data to be given to the opening correction unit,
前記補正データ部は、前記流量制御バルブを閉じ状態から開放して冷却液の供給を開始した場合に、冷却液の液温を検知する液温センサで設定時間内に検知される検知温度変化データと、予め記憶されている基準温度変化データとの温度差を求め、この温度差が第1閾値を超えている場合には、流量が少なくなっているため流量を増加させる前記補正データの値を取得し、前記温度差が第2閾値を下回っている場合には、流量が大きくなっているため流量を低減させる前記補正データの値を取得することを特徴とする。The correction data portion is detected temperature change data detected within a set time by a liquid temperature sensor that detects the liquid temperature of the cooling liquid when the flow rate control valve is opened from the closed state and the supply of the cooling liquid is started. And the reference temperature change data stored in advance, and if this temperature difference exceeds the first threshold value, the flow rate is reduced and the value of the correction data for increasing the flow rate is set. When the temperature difference is less than the second threshold value, the correction data value for reducing the flow rate is acquired because the flow rate is large.
内燃機関の温度管理のために、例えば、ラジエータに対して目標流量の冷却液を供給する制御を考えると、冷却液ポンプが内燃機関で駆動される構成では、内燃機関の回転数の変化に伴って流量も変化するため、内燃機関の回転数が変化した場合に流量制御バルブの開度を調節する制御を必要とする。これに対して、本構成のように、開度設定データを備えたものでは、内燃機関の回転数が変化した場合には、回転数取得部で取得される回転数に基づいて開度設定データを参照して目標開度を設定し、開度センサで検知される開度が目標開度に合致するように制御を行うことが可能となる。冷却液ポンプから供給される冷却液を流量制御バルブで制御し、必要とする流量の冷却液を熱交換器に供給できる。In order to control the temperature of the internal combustion engine, for example, when control of supplying a coolant at a target flow rate to the radiator is considered, in the configuration in which the coolant pump is driven by the internal combustion engine, the change in the rotational speed of the internal combustion engine is accompanied. Since the flow rate also changes, it is necessary to control the opening degree of the flow control valve when the rotational speed of the internal combustion engine changes. On the other hand, with the configuration having the opening setting data as in this configuration, when the rotation speed of the internal combustion engine changes, the opening setting data based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit. The target opening is set with reference to the above, and control can be performed so that the opening detected by the opening sensor matches the target opening. The coolant supplied from the coolant pump can be controlled by the flow rate control valve, and the required amount of coolant can be supplied to the heat exchanger.
特に、複数の冷却制御装置を製造する場合のように、冷却制御装置の流路の個体差から流路抵抗のバラツキがある場合や、開度センサに個体差がある場合にも、これらを開度設定データに反映することにより、冷却液の精度の高い制御が可能となる。Especially when there are variations in flow resistance due to individual differences in the flow paths of the cooling control devices, such as when manufacturing multiple cooling control devices, or when there are individual differences in the opening sensor. Reflecting in the degree setting data makes it possible to control the coolant with high accuracy.
従って、内燃機関の温度管理を行う冷却液の流量を適正に制御することにより高精度な温度管理を実現する冷却制御装置が構成された。Therefore, a cooling control device has been constructed that realizes highly accurate temperature management by appropriately controlling the flow rate of the coolant that performs temperature management of the internal combustion engine.
また、この特徴によると、例えば、閉じ状態の流量制御バルブを開放して一定量の冷却液の供給を開始した場合には、単位時間に熱交換器の流路の流路抵抗に対応した量の冷却液が流れ、この流れに伴い液温センサで検知される温度も決まった特性で変化する。つまり、流路の冷却液が流れた場合に液温センサで検知される温度変化は、その流路の流量を反映することになる。Further, according to this feature, for example, when the flow control valve in the closed state is opened and supply of a certain amount of coolant is started, the amount corresponding to the flow resistance of the flow path of the heat exchanger per unit time As the coolant flows, the temperature detected by the liquid temperature sensor also changes with the determined characteristics. That is, the temperature change detected by the liquid temperature sensor when the coolant in the flow channel flows reflects the flow rate in the flow channel.
この現象を利用することにより、本構成では、流路に冷却液の供給を開始した場合に、設定時間内に液温センサで検知される検知温度変化データと、予め記憶されている基準温度変化データとの温度差を求め、この温度差が第1閾値を超えている場合には、流量が少なくなっているため流量を増加させる補正データの値を取得する。また、この温度差が第2閾値を下回っている場合には、流量が大きくなっているため流量を低減させる補正データの値を取得している。このように、流量センサや圧力センサを用いずとも補正データの値を取得でき、開度設定データから取得した目標開度を補正データで補正することにより流路抵抗を反映した適正な目標開度を得ることが可能となる。By utilizing this phenomenon, in this configuration, when the supply of the coolant to the flow path is started, the detected temperature change data detected by the liquid temperature sensor within the set time and the reference temperature change stored in advance A temperature difference from the data is obtained, and when the temperature difference exceeds the first threshold, the flow rate is reduced, and the value of correction data for increasing the flow rate is acquired. Further, when the temperature difference is less than the second threshold value, the flow rate is increased, and therefore the correction data value for reducing the flow rate is acquired. In this way, the value of the correction data can be acquired without using a flow sensor or a pressure sensor, and an appropriate target opening reflecting the channel resistance by correcting the target opening acquired from the opening setting data with the correction data. Can be obtained.
本発明は、前記内燃機関が車両の走行用の変速装置に駆動力を伝達するものであり、
前記回転数取得部が、前記変速装置での変速時のシフトに基づき前記内燃機関の前記出力軸の回転数が変化する以前に前記出力軸の回転数の増減を予測し、
前記開度設定部は、前記回転数取得部で予測された回転数の増減に基づいて前記開度設定データから前記目標開度を設定しても良い。
In the present invention, the internal combustion engine transmits a driving force to a transmission for traveling of a vehicle.
The rotational speed acquisition unit predicts an increase or decrease in the rotational speed of the output shaft before the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine changes based on a shift at the time of shifting in the transmission;
The opening degree setting unit may set the target opening degree from the opening degree setting data based on the increase / decrease in the rotation number predicted by the rotation number acquisition unit.
流量制御バルブの開度を調節する制御では、制御開始から現実に開度が目標開度に達するまでに所定の時間を要する。従って、内燃機関の回転数が増大する場合に、例えば、センサ(回転数取得部)で回転数の増大を検出し、この検出結果に基づいて流量制御バルブの開度を制御するものでは、制御遅れから供給される冷却液の流量が増大した後に、流量制御バルブの開度が適正な値に達する現象を招くことになる。In the control for adjusting the opening degree of the flow control valve, a predetermined time is required until the opening degree actually reaches the target opening degree from the start of the control. Therefore, when the rotational speed of the internal combustion engine increases, for example, when the increase in the rotational speed is detected by a sensor (rotational speed acquisition unit) and the opening degree of the flow control valve is controlled based on the detection result, After the flow rate of the coolant supplied from the delay increases, a phenomenon that the opening degree of the flow rate control valve reaches an appropriate value is caused.
これに対して、本構成のように変速時のシフト信号に基づいて出力軸の回転数の増減を予測するものでは、開度補正部が内燃機関の回転速度が変化する以前に、予測した回転数に基づいて開度設定データから目標開度を参照して流量制御バルブの開度の補正を行える。このような制御を行えるため、制御遅れを招くことなく、内燃機関の回転速度の変化に適正に対応して冷却液の流量を適正に維持できる。On the other hand, in the case of predicting increase / decrease in the rotational speed of the output shaft based on the shift signal at the time of shifting as in this configuration, the opening correction unit predicts the rotation before the rotational speed of the internal combustion engine changes. The opening of the flow control valve can be corrected by referring to the target opening from the opening setting data based on the number. Since such control can be performed, the flow rate of the coolant can be appropriately maintained in response to a change in the rotational speed of the internal combustion engine without causing a control delay.
本発明は、前記熱交換器がラジエータであっても良い。 In the present invention, the heat exchanger may be a radiator.
これによると、ラジエータに冷却液を供給する場合にも、開度設定データに基づいて流量制御バルブの開度を設定することにより、高精度の流量制御を実現する。 According to this, even when the coolant is supplied to the radiator, highly accurate flow control is realized by setting the opening of the flow control valve based on the opening setting data.
本発明は、前記流量制御バルブが、ハウジング孔部を有したバルブハウジングと、このバルブハウジングに移動自在に収容され弁孔部を有して弁体とを備えて構成され、
前記ハウジング孔部と前記弁孔部とのいずれか一方の開口形状の設定により、前記流量制御バルブを、閉塞位置から開放方向に作動させた場合に弁体の移動量に対する冷却液の供給量の増大率が予め設定した値より小さい検知領域と、前記増大率が前記検知領域より大きい制御領域とが設定され、
前記補正データ部の前記補正データを設定する補正データ設定部は、前記検知領域から冷却液が供給される際の前記流量差から前記補正データの値を取得しても良い。
In the present invention, the flow rate control valve includes a valve housing having a housing hole, and a valve body that is movably accommodated in the valve housing and has a valve hole,
By setting the opening shape of one of the housing hole and the valve hole, when the flow control valve is operated in the opening direction from the closed position, the amount of coolant supplied relative to the amount of movement of the valve body A detection area where the increase rate is smaller than a preset value and a control area where the increase rate is larger than the detection area are set,
The correction data setting unit that sets the correction data in the correction data unit may acquire the value of the correction data from the flow rate difference when the coolant is supplied from the detection region.
これによると、流量制御弁の弁体を閉塞位置から開放方向に作動させた場合には、制御領域より冷却液の増加率が小さい検知領域に流れる冷却液の流量の変化に基づいて検知温度変化を取得できる。このため、冷却液の急激な増大を抑制し、内燃機関で暖められた冷却水の影響を受け難い状態で補正データ設定部で設定される補正データの精度を高めることが可能となる。 According to this, when the valve body of the flow control valve is operated in the opening direction from the closed position, the detected temperature change is based on the change in the flow rate of the coolant flowing in the detection region where the increase rate of the coolant is smaller than the control region. Can be obtained. For this reason, it is possible to suppress the rapid increase of the coolant and to increase the accuracy of the correction data set by the correction data setting unit in a state where it is difficult to be influenced by the cooling water heated by the internal combustion engine.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1に示すように、内燃機関としてのエンジンEの冷却水(冷却液の一例)を送るウォータポンプWP(冷却液ポンプの一例)と、並列に形成された複数の流路F(第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3との上位概念)と、複数の流路Fの各々に備えた熱交換器と、冷却水(冷却液の一例)の流れを制御する流量制御バルブVとで成る冷却回路を備えると共に、流量制御バルブVの開度を設定する制御ユニット10(制御部の一例)を備えて冷却制御装置が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration]
As shown in FIG. 1, a water pump WP (an example of a cooling liquid pump) that sends cooling water (an example of a cooling liquid) of an engine E as an internal combustion engine, and a plurality of flow paths F (first flow) formed in parallel. The flow rate for controlling the flow of the cooling water (an example of the cooling liquid), the heat exchanger provided in each of the plurality of flow paths F, and the superordinate concept of the path F1, the second flow path F2, and the third flow path F3). The cooling control device is configured to include a cooling circuit including the control valve V and a control unit 10 (an example of a control unit) that sets the opening degree of the flow control valve V.
この冷却制御装置は、冷却水(冷却液)の水温を水温センサS(液温センサの一例)で検知し、この検知結果に基づいて制御ユニット10が流量制御バルブVを制御することにより熱交換器での熱交換が管理される。
This cooling control device detects the water temperature of the cooling water (cooling liquid) with a water temperature sensor S (an example of a liquid temperature sensor), and the
熱交換器としては、後述するEGRクーラ1と、オイルクーラ2と、ラジエータ3とを対応する流路Fに備えている。また、ウォータポンプWPは、流量制御バルブVとエンジンEとの間のリターン流路FR(流路Fの一部)に配置されている。
As a heat exchanger, the
冷却制御装置は、乗用車等の車両のエンジンE(内燃機関)の温度管理を行うように構成されている。エンジンEは、シリンダブロックからシリンダヘッドに亘る領域に形成されたウォータジャケットを有している。冷却制御装置は、ウォータジャケットの冷却水を流路Fに送り出し、この冷却水を熱交換器に供給して熱交換した後にウォータポンプWPによりウォータジャケットに戻すように構成されている。また、エンジンEは、出力軸としてのクランクシャフトからの駆動力を変速装置に伝えるように構成されている。尚、エンジンEは、レシプロエンジンに限らず内燃機関全般に用いることが可能である。また、エンジンEは、変速装置に対して直接的に駆動力を作用させる構成に限らず、例えば、ハイブリッド型の車両のように電動モータに駆動力を伝えるものでも良い。 The cooling control device is configured to perform temperature management of an engine E (internal combustion engine) of a vehicle such as a passenger car. The engine E has a water jacket formed in a region extending from the cylinder block to the cylinder head. The cooling control device is configured to send the cooling water in the water jacket to the flow path F, supply the cooling water to the heat exchanger to exchange heat, and then return the water jacket to the water jacket by the water pump WP. The engine E is configured to transmit a driving force from a crankshaft as an output shaft to the transmission. The engine E can be used not only for reciprocating engines but also for internal combustion engines in general. Further, the engine E is not limited to the configuration in which the driving force is directly applied to the transmission, but may be one that transmits the driving force to the electric motor, for example, like a hybrid vehicle.
〔流路・熱交換器〕
水温センサSはエンジンEに設けられ、エンジンEから冷却水が送られる主流路FMから分岐する複数の流路Fが形成されている。複数の流路Fとして、第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3とが形成されている。熱交換器としては、第1流路F1にEGRクーラ1を備え、第2流路F2にオイルクーラ2を備え、第3流路にラジエータ3を備えている。
[Flow path / Heat exchanger]
The water temperature sensor S is provided in the engine E, and a plurality of flow paths F branched from the main flow path FM through which cooling water is sent from the engine E are formed. As the plurality of flow paths F, a first flow path F1, a second flow path F2, and a third flow path F3 are formed. As a heat exchanger, the
エンジンEの排気ガスの一部を取り出し、吸気系に戻すことで排気ガス中の成分の改善や、燃費向上を図る技術をEGR(Exhaust Gas Recirculation )と称しており、EGRクーラ1は、エンジンEから取り出した排気ガスの一部を冷却水で熱交換(冷却)する。 Technology that improves exhaust gas components and improves fuel efficiency by taking out part of the exhaust gas from the engine E and returning it to the intake system is called EGR (Exhaust Gas Recirculation). Part of the exhaust gas taken out from the chamber is heat exchanged (cooled) with cooling water.
オイルクーラ2は、エンジンEのオイルパン5に貯留される潤滑油がオイルポンプ6により供給される構成を有し、冷却水との間で熱交換を行う。このオイルクーラ2で熱交換が行われた潤滑油は、弁開閉時期制御装置等の油圧作動機器、あるいは、エンジン各部の潤滑部分に供給される。オイルポンプ6は、2段階以上に液圧レベルを制御可能な可変油圧機械式オイルポンプであり、エンジンEで駆動される。
The oil cooler 2 has a configuration in which the lubricating oil stored in the
ラジエータ3は、冷却水の放熱を行うことによりエンジンEの温度管理を行う機能を有し、ラジエータファン7により冷却風が供給される。ラジエータファン7は電動モータで構成されるファンモータ7Mで駆動される。
The
〔流量制御バルブ〕
流量制御バルブVは、バルブケースの内部に回転自在に弁体を収容したロータリ作動型に構成されている。また、弁体を回転操作するように電動モータで構成されるバルブモータVMと、弁体の回転角を検知するバルブセンサVS(開度センサの一例)を備えている。尚、流量制御バルブVは、バルブケースの内部にスライド作動する弁体を収容したスライド作動型を用いても良い。
(Flow control valve)
The flow control valve V is configured as a rotary operation type in which a valve body is rotatably accommodated in a valve case. In addition, a valve motor VM configured by an electric motor so as to rotate the valve body, and a valve sensor VS (an example of an opening sensor) that detects the rotation angle of the valve body are provided. The flow control valve V may be a slide operation type in which a valve body that slides is accommodated inside the valve case.
流量制御バルブVは、第1流路F1を開閉する第1バルブ部V1と、第2流路F2を開閉する第2バルブ部V2と、第3流路F3を開閉する第3バルブ部V3とを有している。この構成の流量制御バルブVで弁体の作動量に対する第1バルブ部V1と、第2バルブ部V2と、第3バルブ部V3とにおける開度を図2に示している。尚、第1バルブ部V1と第2バルブ部V2と第3バルブ部V3とをバルブ部と総称する。 The flow control valve V includes a first valve portion V1 that opens and closes the first flow path F1, a second valve portion V2 that opens and closes the second flow path F2, and a third valve portion V3 that opens and closes the third flow path F3. have. FIG. 2 shows the opening degrees of the first valve portion V1, the second valve portion V2, and the third valve portion V3 with respect to the operation amount of the valve body in the flow rate control valve V having this configuration. The first valve portion V1, the second valve portion V2, and the third valve portion V3 are collectively referred to as valve portions.
図2には、縦軸に第1バルブ部V1と第2バルブ部V2と第3バルブ部V3との開度を示し(開度はパーセンテージで表している)、横軸に弁体の作動量(回動量)を示している。同図から理解できるように弁体が初期位置にある場合には、第1バルブ部V1と、第2バルブ部V2と、第3バルブ部V3とが閉じ状態となる全閉モードM0となり、第1流路F1と第2流路F2と第3流路F3とに冷却水は流れない。 In FIG. 2, the vertical axis indicates the opening degree of the first valve part V1, the second valve part V2, and the third valve part V3 (the opening degree is expressed as a percentage), and the horizontal axis indicates the valve operating amount. (Rotation amount) is shown. As can be understood from the figure, when the valve body is in the initial position, the first valve portion V1, the second valve portion V2, and the third valve portion V3 are in the fully closed mode M0 in which they are closed, Cooling water does not flow through the first flow path F1, the second flow path F2, and the third flow path F3.
次に、全閉モードM0から弁体を開放方向に作動させることにより、第2バルブ部V2と第3バルブ部V3とを閉じ状態に維持した状態で、第1バルブ部V1の開度の調節が可能な第1供給モードM1に移行する。 Next, the opening degree of the first valve portion V1 is adjusted while the second valve portion V2 and the third valve portion V3 are maintained in the closed state by operating the valve body in the opening direction from the fully closed mode M0. Shifts to the first supply mode M1 in which
更に、第1供給モードM1から弁体を、全開状態を超えて開放方向に作動させることにより、第1バルブ部V1の開度を全開に維持した状態で(第3バルブ部V3は閉じ状態に維持される)、第2バルブ部V2の開度の調節が可能な第2供給モードM2に移行する。 Further, by operating the valve body in the opening direction beyond the fully opened state from the first supply mode M1, the opening degree of the first valve unit V1 is maintained in the fully opened state (the third valve unit V3 is in the closed state). Maintained), the operation proceeds to the second supply mode M2 in which the opening degree of the second valve portion V2 can be adjusted.
そして、第2供給モードM2から弁体を、全開状態を超えて開放方向に作動させることにより、第1バルブ部V1の開度と第2バルブ部V2部の開度とを全開に維持した状態で、第3バルブ部V3の開度の調節が可能な第3供給モードM3に移行する。 And the state which maintained the opening degree of the 1st valve part V1 and the opening degree of the 2nd valve part V2 part by operating a valve body from the 2nd supply mode M2 to an open direction exceeding a fully open state Thus, the operation proceeds to the third supply mode M3 in which the opening degree of the third valve portion V3 can be adjusted.
特に、この流量制御バルブVでは、第1バルブ部V1の開度が全開に達する以前に第2バルブ部V2で冷却水の供給を行うことはない。これと同様に、第2バルブ部V2の開度が全開に達する以前に第3バルブ部V3で冷却水の供給を行うことはない。尚、流量制御バルブVは、この構成に限るものではなく、例えば、バルブ部を4つ以上備えることや、複数のバルブ部の開度が連係して同時に開放作動するものでも良い。 In particular, in this flow control valve V, the cooling water is not supplied by the second valve portion V2 before the opening degree of the first valve portion V1 reaches full open. Similarly, the cooling water is not supplied by the third valve portion V3 before the opening degree of the second valve portion V2 reaches the fully open position. The flow control valve V is not limited to this configuration. For example, the flow control valve V may be provided with four or more valve parts, or may be operated to be opened simultaneously in association with the opening degrees of a plurality of valve parts.
〔制御ユニット〕
制御ユニット10は、エンジン全体の管理を行うと共に、エンジンEの稼動時には流量制御バルブVで流路Fに流れる冷却水の水量を制御して熱交換器で交換される熱量の管理を行う。特に、エンジンEの温度管理を行う場合には、流量制御バルブVの制御によりラジエータ3に供給する冷却水の流量を最適に設定できるように構成されている。
〔Controller unit〕
The
この制御ユニット10では、後述する温度管理制御部12が、水温センサSで検知される水温を目標水温に近付けるための目標流量を設定すると共に、この目標流量を得るようにエンジンEの回転数(単位時間あたりの回転数)に対応して流量制御バルブVの目標開度が設定される。
In this
このような温度管理制御により、エンジンEの回転数が変化した場合には流量制御バルブVの開度を調節することにより目標流量の冷却水を流路Fに供給してエンジンEを適正な温度に維持する温度管理制御が実現する。 By such temperature management control, when the rotational speed of the engine E changes, the opening amount of the flow rate control valve V is adjusted to supply the target flow rate of cooling water to the flow path F so that the engine E has an appropriate temperature. The temperature management control to maintain is realized.
しかしながら、目標開度は流路Fの流路抵抗が設計値にあることを前提にして設定されるため、流路抵抗が設計値と異なる場合には、エンジンEの回転数の変化に対応して流量制御バルブVの開度を調節しても流路Fに供給される冷却水の流量が適正でなく、温度管理の精度を低下させる不都合に繋がるものであった。 However, since the target opening is set on the assumption that the flow resistance of the flow path F is at the design value, if the flow resistance is different from the design value, it corresponds to a change in the rotational speed of the engine E. Even if the opening degree of the flow rate control valve V is adjusted, the flow rate of the cooling water supplied to the flow path F is not appropriate, which leads to inconvenience of lowering the accuracy of temperature management.
このような不都合も解消できるように流路Fの流量抵抗を温度管理制御に反映させる制御形態の概要を図4のフローチャートに示している。 A flowchart of FIG. 4 shows an outline of a control mode in which the flow resistance of the flow path F is reflected in the temperature management control so that such inconvenience can be solved.
図3に示すように、制御ユニット10は、水温センサS(液温センサ)と、回転数センサ21と、バルブセンサVS(開度センサ)と、シフトセンサ24とからの信号が入力する。また、制御ユニット10は、流量制御バルブVの開度を制御するバルブモータVMと、ラジエータファン7を駆動するファンモータ7Mとに制御信号を出力する。
As shown in FIG. 3, the
水温センサSは、冷却水の水温を検知するようにエンジンに設けられ、サーミスタ等で構成されている。回転数センサ21はエンジンEのクランクシャフトの回転数を計測する非接触型のセンサで構成され、この回転数センサ21の検知からクランクシャフトの回転数(単位時間あたりの回転数)の検知を可能にする。
The water temperature sensor S is provided in the engine so as to detect the water temperature of the cooling water, and is composed of a thermistor or the like. The
バルブセンサVSは、ホールICやポテンショメータ等で構成され、流量制御バルブVの弁体の回転角を検知する。この検知により流量制御バルブVにおいて各供給モードでのバルブ部の開度の検知を可能にしている。シフトセンサ24は変速制御が行われる際に、変速が完了する以前にギヤの変速段の位置を出力する。このシフトセンサ24は、変速操作時に作動するシフタ等の位置を検知するスイッチ等のハードウエアを想定しているが、目標とする変速段のデータを取得するソフトウエアで構成されるものでも良い。
The valve sensor VS includes a Hall IC, a potentiometer, and the like, and detects the rotation angle of the valve body of the flow control valve V. This detection enables the flow rate control valve V to detect the opening of the valve portion in each supply mode. When shift control is performed, the
制御ユニット10は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を備えている。また、この制御ユニット10では、ソフトウエアとして構成される暖機制御部11と、温度管理制御部12と、開度設定部13と、回転数取得部14と、開度設定データ部15と、開度補正部16と、補正データ部17と、補正データ設定部18とを備えている。
The
温度管理制御部12は、水温センサSの検知結果に基づいて第1供給モードM1と、第2供給モードM2と、第3供給モードM3との何れかの供給モードを選択する。第1供給モードM1と第2供給モードM2とでは、水温センサSの検知結果に基づいて第1バルブ部V1と第2バルブ部V2との開度を設定してEGRクーラ1とオイルクーラ2とに供給する冷却水の水量を管理する制御が行われる。
Based on the detection result of the water temperature sensor S, the temperature
また、温度管理制御部12は、第3流路F3によりラジエータ3に供給される冷却水の目標流量を設定し、エンジンEの回転数に基づいて流量制御バルブVの目標開度を設定し、この目標開度を得るようにバルブモータVMを駆動する制御が行われる。尚、この第3供給モードM3では、低速走行で、かつ、水温が高い時にファンモータ7Mの駆動により、ラジエータファン7を駆動して冷却風をラジエータ3に供給する。また、高速走行時にはファンモータ7Mは駆動しない。
Further, the temperature
温度管理制御部12での制御では、温度管理制御部12が目標流量を開度設定部13に与える。次に、開度設定部13が、回転数取得部14で取得した回転数に基づいて開度設定データ部15から目標開度データを参照する。尚、回転数取得部14は、エンジンEの出力軸の回転数の値を直接的に取得する、あるいは、変速のシフト操作後に現れるエンジンEの出力軸の回転数を取得する。
In the control by the temperature
開度設定部13で設定される目標開度は、開度補正部16に与えられる。開度補正部16では、補正データ部17から与えられる補正データに基づいて目標開度を補正して出力する。
The target opening set by the
補正データ設定部18は、補正データ部17の補正データの設定を行う。補正データ部17には、流路Fの流路抵抗に起因する流量の過不足を補正するために設定されるデータである。この補正データは、例えば、流量センサや圧力センサを用いることにより取得することも可能であるが、後述する#100ステップのデータ補正処理により設定される。尚、この設定以前に補正データが存在する場合には、上書きより更新するように設定される。これらの制御形態をフローチャートの説明と併せて説明する。
The correction
〔制御形態〕
図4のフローチャートに示すように、エンジンEの温度管理を行う冷却制御ルーチンでは、エンジンEの始動の直後のように、水温センサSで検知される水温が基準値未満である場合には暖機制御部11が、流量制御バルブVを全閉モードM0に維持して(バルブ部の全てを閉塞して)冷却水の循環を停止する暖機運転を実行する(#01〜#03ステップ)。
[Control form]
As shown in the flowchart of FIG. 4, in the cooling control routine for managing the temperature of the engine E, when the water temperature detected by the water temperature sensor S is less than the reference value, just after the engine E is started, the engine is warmed up. The
次に、水温センサSで検知される水温が、基準値以上に上昇した場合には、温度管理制御部12による温度管理運転が行われる(#04ステップ)。この温度管理運転(#04ステップ)では、水温センサSの検知結果に基づいて第1供給モードM1と、第2供給モードM2と、第3供給モードM3との何れかの供給モードが設定される。これらの供給モードでは、第1バルブ部V1と、第2バルブ部V2と、第3バルブ部V3との少なくとも1つを目標開度に設定する制御が行われる。 Next, when the water temperature detected by the water temperature sensor S rises above the reference value, a temperature management operation is performed by the temperature management control unit 12 (# 04 step). In this temperature management operation (step # 04), any one of the first supply mode M1, the second supply mode M2, and the third supply mode M3 is set based on the detection result of the water temperature sensor S. . In these supply modes, control for setting at least one of the first valve portion V1, the second valve portion V2, and the third valve portion V3 to the target opening degree is performed.
特に、温度管理制御の一例として流量制御バルブVを第3供給モードM3に設定した状態で実行されるフィードフォワード制御の概要を以下に説明する。この制御では、エンジンEやEGRクーラ1等で冷却水を加熱する熱量と、主としてラジエータ3により冷却水から放熱される熱量とを演算して冷却水に含まれる総熱量が取得される。この総熱量が冷却水の蓄えられる熱量であり、この総熱量からエンジンEを適正な温度に維持するために必要な熱量を減じた残余の熱量の放熱量として算出する。そして、この放熱量の放熱を行うため、予め設定された演算式や、テーブルを参照することにより第3流路F3に対して単位時間に供給すべき冷却水の目標流量を設定し、この目標流量を得るため流量制御バルブVに設定される目標開度が設定される。
In particular, as an example of temperature management control, an outline of feedforward control executed in a state where the flow control valve V is set to the third supply mode M3 will be described below. In this control, the total amount of heat contained in the cooling water is obtained by calculating the amount of heat for heating the cooling water by the engine E, the
この目標開度は、放熱すべき熱量が大きいほど大きい開度に設定されるものであるが、エンジンEの回転数が変動した場合でも冷却水の流量を維持するために、この目標開度は、エンジンEの回転数に基づいて変更される。前述した開度設定データ部15には、目標流量に対応した複数の開度設定データが記憶されている。この開度設定データは、目標流量が設定された場合に対応する目標流量のものが選択される。この開度設定データは、回転数取得部14で取得された回転数と目標開度とを関連付けしたデータ構造を有しており、例えば、横軸に回転数を取り、縦軸に目標開度を取ったマップ型のデータ構造が考えられる。
The target opening is set to a larger opening as the amount of heat to be dissipated is larger. However, in order to maintain the flow rate of the cooling water even when the engine E varies, the target opening is , Based on the rotational speed of the engine E. The opening setting data unit 15 described above stores a plurality of opening setting data corresponding to the target flow rate. As the opening setting data, the target flow rate corresponding to the target flow rate is selected. The opening degree setting data has a data structure in which the rotation speed acquired by the rotation
また、初めて第1供給モードM1に設定される場合を除き、エンジンEの回転速度が変化した場合には、開度設定部13が、開度設定データ部15の目標開度データを参照して目標開度が設定される(#05、#200ステップ)。
When the rotational speed of the engine E changes except when the first supply mode M1 is set for the first time, the
このように設定された目標開度は、開度補正部16で必要な補正が行われ、この補正後の目標開度と、バルブセンサVSで検知される値とが合致するようにバルブモータVMが駆動されることで目標流量の冷却水を流路Fに供給することが可能となる。尚、初めて第1供給モードM1に設定される場合とは、エンジンEの始動の後に、最初に第1供給モードM1で冷却水が供給される場合のことである。
The target opening set in this way is corrected by the
そして、初めて第1供給モードM1に設定される場合には、データ補正処理が実行される(#05、#100ステップ)。 When the first supply mode M1 is set for the first time, data correction processing is executed (# 05, # 100 steps).
開放補正処理ルーチン(#200ステップ)の処理を、#100ステップより先に説明する。この開放補正処理ルーチンはサブルーチンとしてセットされたものであり、図6に示すように、目標開度に対応して開度設定データ部15の開度設定データを設定し、回転数センサ21で検知される回転数を取得する。このように取得される回転数は、シフト操作があった場合には、エンジンEの出力軸の予測される回転数であり、シフト操作がない場合には回転数センサ21で検知される回転数である(#201〜#205ステップ)。
The opening correction processing routine (step # 200) will be described before
例えば、走行系に作用する負荷に基づいて変速装置の自動的なシフト操作により変速を行う変速装置では、登坂路を走行する際の自動的なシフト操作による変速後にはエンジンEの回転数が上昇することがある。#204ステップでは、シフト操作が開始された場合には、シフト後のエンジンEの出力軸の回転数を推定し、シフト操作がなかった場合には、実回転数を取得することになる。また、シフト操作によりエンジンEの回転数が減少する場合にも回転数を推測するように構成しても良い。
For example, in a transmission in which a shift is performed by an automatic shift operation of the transmission based on a load acting on the traveling system, the rotation speed of the engine E increases after a shift by an automatic shift operation when traveling on an uphill road There are things to do. In
次に、設定された開度設定データから、回転数に基づいて目標開度を参照し、このように参照した目標開度を、開度補正部16に与え、この開度補正部16において、補正データ部17に設定されたEGRクーラ1に対応する補正データと、ラジエータ3に対応する補正データとの何れかに基づいて補正する。このように補正された目標開度に達するようにバルブモータVMにより流量制御バルブVの開度を目標開度まで駆動する(#206〜#208ステップ)。
Next, from the set opening setting data, the target opening is referred to based on the rotational speed, and the target opening thus referred is given to the
補正データ部17には、流路Fの流路抵抗に対応した補正データを記憶する不揮発性メモリ等で構成されている。例えば、補正データが係数として設定される場合には、流路抵抗が設計された値と一致すれば「1」が設定され、流路抵抗が設計された値より大きい場合には「1」より大きい値が与えられ、小さい場合には「1」より小さい値を与られる。従って、開度補正部16では、目標開度に対して単純に補正を行う演算により目標開度を設定する。
The
これにより流路抵抗を反映した水量の冷却水を第3流路F3に供給することが可能となり、過剰な冷却や、冷却不足によるオーバーヒートを招くことがない。 As a result, it becomes possible to supply cooling water with an amount of water reflecting the flow path resistance to the third flow path F3, thereby preventing excessive cooling or overheating due to insufficient cooling.
補正処理ルーチン(#100ステップ)は、サブルーチンとしてセットされたものであり、図5のフローチャートに示すように、設定時間Tにおいて水温センサSで計測される温度変化を取得し、基準温度変化と比較する(#101、#102ステップ)。 The correction processing routine (step # 100) is set as a subroutine, and as shown in the flowchart of FIG. 5, the temperature change measured by the water temperature sensor S at the set time T is acquired and compared with the reference temperature change. (Steps # 101 and # 102).
つまり、第1バルブ部V1が開放し、第1流路F1に対して初めて冷却水が供給された場合に、第1流路F1に対して設計された値と等しい流量の冷却水が流れた場合には、図7の基準温度変化データQxのグラフに沿って温度が変化する。また、第3流路F3に対して設計された値と等しい流量の冷却水が流れた場合には、図8の基準温度変化データQxのグラフに沿って温度が変化する。 That is, when the first valve portion V1 is opened and the cooling water is supplied to the first flow path F1 for the first time, the cooling water having a flow rate equal to the value designed for the first flow path F1 flows. In this case, the temperature changes along the graph of the reference temperature change data Qx in FIG. Further, when cooling water having a flow rate equal to the value designed for the third flow path F3 flows, the temperature changes along the graph of the reference temperature change data Qx in FIG.
実験によると、第1流路F1によりEGRクーラ1に対して冷却水の供給を開始した場合に、流路抵抗が設計されたものより大きく、冷却水の流れが抑制される場合には水温センサSで検知される温度が基準温度変化データQxより低下する。これとは逆に流路抵抗が設定されたものより小さく、冷却水の流れが増大する場合には水温センサSで検知される温度が基準温度変化データQxより上昇する。
According to the experiment, when the supply of cooling water to the
また、同様に実験により、第3流路F3によりラジエータ3に対して冷却水の供給を開始する場合に、流路抵抗が設計されたものより大きく、冷却水の流れが抑制される場合には水温センサSで検知される温度が基準温度変化データQxより上昇する。これとは逆に流路抵抗が設定されたものより小さく、冷却水の流れが増大する場合には水温センサSで検知される温度が基準温度変化データQxより低下する。尚、図8には、水温センサSで検知される温度(検知温度変化データQs)を低温側だけを示している。
Similarly, when the supply of cooling water to the
このような理由から、EGRクーラ1に冷却水を流した際に検知温度が基準温度変化データQxのグラフを超える場合には流量が多いと判断でき、検知温度が基準温度変化データQxのグラフを下回る場合には流量が少ないと判断できる。これとは逆に、ラジエータ3に冷却水を流した際に検知温度が基準温度変化データQxのグラフを超える場合には流量が少ないと判断でき、検知温度が基準温度変化データQxのグラフを下回る場合には、流量が多いと判断できる。
For this reason, if the detected temperature exceeds the reference temperature change data Qx graph when the cooling water is passed through the
尚、水温センサSで検知される検知温度が基準温度変化データQxと異なる検知温度変化データQsのグラフに沿って変化する場合には、図7、図8に示す如く、設定時間Tにおける温度差Gに基づいて流量を推定することが可能となる。流量を推定する場合、検知温度(検知温度変化データQsのグラフの所定のタイミングの値)は、基準温度変化データQxより高温側と低温側との何れかの値を取るため、所定のタイミングでの基準温度変化データQxの値から検知温度変化データQsを減ずることで温度差Gが取得される。 When the detected temperature detected by the water temperature sensor S changes along the graph of detected temperature change data Qs different from the reference temperature change data Qx, the temperature difference at the set time T as shown in FIGS. The flow rate can be estimated based on G. When the flow rate is estimated, the detected temperature (the value of the predetermined timing in the graph of the detected temperature change data Qs) takes either the high temperature side or the low temperature side from the reference temperature change data Qx, so at a predetermined timing. The temperature difference G is acquired by subtracting the detected temperature change data Qs from the value of the reference temperature change data Qx.
次に、検知温度が基準温度変化データQxと、検知温度変化データQsとに基づいて温度差Gを取得し、熱交換器がEGRクーラ1の場合、温度差Gと第1EGRクーラ閾値He及び第2EGRクーラ閾値Leと比較する(#103、#104、#106ステップ)。また、熱交換器がラジエータ3n場合、温度差Gと第1ラジエータ閾値Hr及び第2ラジエータ閾値Lrと比較する(#103、#108、#110ステップ)。
Next, when the detected temperature is the reference temperature change data Qx and the detected temperature change data Qs, the temperature difference G is acquired. If the heat exchanger is the
また、#103ステップにより、冷却水が供給される対象がEGRクーラ1であり、取得した温度差Gが第1EGRクーラ閾値Heより大きい場合には、流量を低減させる補正データを設定し、温度差Gが第2EGRクーラ閾値Leより小さい場合には、流量を増加させる補正データを設定する(#104〜#107ステップ)。
In
また、#103ステップにより、冷却水が供給される対象がラジエータ3であり、取得した温度差Gが第1ラジエータ閾値Hrより大きい場合には、流量を増加させる補正データを設定し、温度差Gが第2ラジエータ閾値Lrより小さい場合には、流量を低減させる補正データを設定する(#108〜#111ステップ)。
In
この処理の具体例を説明すると、第1EGRクーラ閾値Heに正の符号を付し(例えば「+10」)、第2EGRクーラ閾値Leに負の符号を付しておく(例えば「−10」)。そして、基準温度変化データQxが80℃にある場合に、検知温度変化データQsが100℃であると、温度差Gは20(100−80=20)となり、判定は、G>Heとなる。また、基準温度変化データQxが80℃にある場合に、検知温度変化データQsが60℃であると、温度差Gは−20(60−80=−20)となり、判定は、G<Leとなる。 A specific example of this process will be described. A first EGR cooler threshold value He is given a positive sign (for example, “+10”), and a second EGR cooler threshold value Le is given a negative sign (for example, “−10”). When the reference temperature change data Qx is 80 ° C. and the detected temperature change data Qs is 100 ° C., the temperature difference G is 20 (100−80 = 20), and the determination is G> He. When the reference temperature change data Qx is 80 ° C. and the detected temperature change data Qs is 60 ° C., the temperature difference G is −20 (60−80 = −20), and the determination is G <Le. Become.
具体的には、第1流路F1に冷却水が供給されEGRクーラ1に冷却水が流れる場合において、温度差Gが第1EGRクーラ閾値Heより大きい場合には、流量が設計値より大きくなっているため、流量を低減させる補正データの値を取得する。また、温度差Gが第2EGRクーラ閾値Leより小さい場合には、流量が設計値より少なくなっているため、流量を増大させる補正データの値を取得する。更に、第3流路F3に冷却水が供給されラジエータ3に冷却水が流れる場合において、温度差Gが第1ラジエータ閾値Hrより大きい場合には、流量が設計値より少なくなっているため、流量を増加させる補正データの値を取得する。また、温度差Gが第2ラジエータ閾値Lrより小さい場合には、流量が設計値より大きくなっているため、流量を低減させる補正データの値を取得する。
Specifically, when the cooling water is supplied to the first flow path F1 and the cooling water flows to the
このように取得された補正データの値に基づいて補正データ部17において、EGRクーラ1に対応する補正データと、ラジエータ3に対応する補正データとが設定される。このように設定される補正データは、判定された流路抵抗が設計された流路抵抗と一致するものであれば、前述した通り、「1」が与えられ、判定された流路抵抗が設計された流路抵抗より大きい場合には「1」より大きい値が与えられ、小さい場合には「1」より小さい値が与えられる。
Based on the value of the correction data acquired in this way, correction data corresponding to the
EGRクーラ1に冷却水を供給する第1供給モードM1と、ラジエータ3に冷却水を供給する第3供給モードとM3において、対応する補正データに基づいて開度設定部13で設定される目標開度を補正する演算により、目標開度が補正される。これにより、流量制御バルブVの開度を、流路抵抗に対応した適正な値に設定し、目標とする流量の冷却水を供給して精度の高い温度管理を実現する。
In the first supply mode M1 for supplying cooling water to the
このことから、第1供給モードM1と第2供給モードM2との何れの供給モードでも、必要とする流量の冷却水を、対応する流路に供給して精度の高い温度管理を実現する。 Therefore, in any of the first supply mode M1 and the second supply mode M2, the required flow rate of cooling water is supplied to the corresponding flow path to realize highly accurate temperature management.
〔実施形態の作用・効果〕
冷却制御ルーチンでは、流路Fの流路抵抗が設計値と異なる場合でも、補正データが設定されるため、温度管理制御部12での制御ルーチンを変更することなく、流路Fに対して適正な流量の冷却水を供給して高精度の温度管理を実現が可能となる。特に、バルブセンサVSで検知される開度に誤差が含まれるものでは、この誤差は流量を制御する際に流路Fに供給される流量に影響する。しかしながら、開度補正部16で目標開度を補正した場合には、この誤差を含む値も補正することになる。その結果として、バルブセンサVSを交換することや、バルブセンサVSの検知結果を補正するための処理を特別に行わずとも、適正な流量を得ることも可能となる。
[Operation / Effect of Embodiment]
In the cooling control routine, even if the flow path resistance of the flow path F is different from the design value, the correction data is set, so that it is appropriate for the flow path F without changing the control routine in the temperature
つまり、経年変化により流路抵抗が変化した場合や、バルブ自体の製造にバラツキがある場合にも、このように変化した流路抵抗を補正データに反映させることが可能となり、エンジンEの回転数が変化した場合にも適正な流量を供給することが可能となる。 That is, even when the flow path resistance changes due to secular change, or when there is variation in the manufacture of the valve itself, it is possible to reflect the changed flow path resistance in the correction data, and the rotational speed of the engine E It is possible to supply an appropriate flow rate even when is changed.
また、データ補正処理(#100ステップ)では、水温センサSで検知される水温の変化に基づいて流路抵抗を判定して適正な補正データを設定できるため、例えば、流量センサを備えることや、水圧センサ等を必要とせず、極めて簡便に補正データを設定できる。 Further, in the data correction process (# 100 step), since it is possible to determine the flow path resistance based on the change in the water temperature detected by the water temperature sensor S and to set appropriate correction data, for example, a flow sensor is provided, Correction data can be set very easily without requiring a water pressure sensor or the like.
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
[Another embodiment]
In addition to the above-described embodiments, the present invention may be configured as follows (the components having the same functions as those of the embodiments are given the same numbers and symbols as those of the embodiments).
(a)補正データ部17の補正データに基づいて開度設定データ部15の開度設定データを補正する。このように補正データで開度設定データを補正することにより、回転数で制御データを参照するだけで適正な目標開度を設定することが可能となる。
(A) The opening setting data in the opening setting data unit 15 is corrected based on the correction data in the
(b)実施形態では、第1供給モードM1で冷却水が最初に供給される場合に、補正データ設定部18により補正データを更新していた。これに代えて、エンジンEからラジエータ3に対して冷却水の供給が開始される第3供給モードM3と、オイルクーラ2に冷却水を供給する第2供給モードM2との少なくとも一方において、同様に補正データを更新するように処理形態を設定する。
(B) In the embodiment, the correction data is updated by the correction
このように構成することにより、対応する供給モードで冷却水が供給される流路Fに対して必要とする流量の冷却水の供給が可能となる。 By configuring in this way, it becomes possible to supply the cooling water at a required flow rate to the flow path F to which the cooling water is supplied in the corresponding supply mode.
(c)流路Fの冷却水が供給されるヒータコアを備え、このヒータコアに対する冷却水の供給と遮断とを行う開閉弁を備えて冷却制御装置を構成し、開閉弁が開放した場合に他の流路Fに流れる冷却水の流量を維持するために流量制御バルブVの開度を拡大するように制御ユニットの制御形態を設定する。 (C) A heater core to which cooling water of the flow path F is supplied is provided, and an on-off valve for supplying and shutting off the cooling water to the heater core is provided to constitute a cooling control device. In order to maintain the flow rate of the cooling water flowing in the flow path F, the control mode of the control unit is set so as to increase the opening degree of the flow rate control valve V.
この構成では、ヒータコアに冷却水の一部が供給されたため、流量制御バルブVの開度を拡大する制御が行われてもヒータコア以外の流路Fに供給される冷却水の流量は維持されることになる。このような理由から開度設定データ部15の開度設定データとして対応するものを設定することになる。 In this configuration, since a part of the cooling water is supplied to the heater core, the flow rate of the cooling water supplied to the flow path F other than the heater core is maintained even if the control for increasing the opening degree of the flow control valve V is performed. It will be. For this reason, the corresponding opening setting data in the opening setting data unit 15 is set.
(d)実施形態において#100ステップで説明したように、流量制御バルブVの第1バルブ部V1を開放してデータ補正処理を実行する際に、検知温度変化データQsの検知精度を高めるため図9〜図11に示すように流量制御バルブVを構成する。
(D) As described in the
つまり、流量制御バルブVのバルブハウジング35にハウジング孔部35aを形成し、これに収容される弁体36に弁孔部36aを形成して第1バルブ部V1を構成する。ハウジング孔部35aには、ハウジング孔部35aと弁孔部36aとの相対移動方向に突出する長孔部で成る検知領域35sと、ハウジング孔部35aの主要部で成る制御領域35tとが形成される。
That is, the
検知領域35sは、ハウジング孔部35aと弁孔部36aとの相対移動量(弁体の移動量の一例)に対する冷却水の供給量の増大率が、予め設定された値より小さい値に設定され、制御領域35tは、相対移動量に対する冷却水の供給量の増大率が、前述した増大率より大きい値に設定されている。
In the
この構成により、図9に示すように第1バルブ部V1は、ハウジング孔部35aと弁孔部36aとが離間する状態で閉塞状態が維持される。次に、図10に示すように、バルブハウジング35に対して弁体36が開放方向に相対移動し、ハウジング孔部35aの検知領域35sに弁孔部36aが重複することにより冷却液の供給が開始される。この開放方向に更に相対移動することで、ハウジング孔部35aの制御領域35tに弁孔部36aが重複することにより供給される冷却水の増大が可能となる。
With this configuration, as shown in FIG. 9, the first valve portion V1 is maintained in a closed state in a state where the
ここで、バルブハウジング35と弁体36との単純な円形の孔部を形成した従来構成と、図9〜図11に示す改良構成とを、等しい相対速度で開放した場合の冷却水の流量の変化を図12に示している。従来構成では従来特性Daに従って開度が拡大し、改良構成では改良特性Dbに従って開度が拡大する。これらのグラフから明らかなように、バルブ部の開放初期の冷却水の水量の急激な増大を抑制することになる。
Here, the flow rate of the cooling water when the conventional configuration in which the simple circular hole portion of the
この構成を利用することにより、第1バルブ部V1に初めて冷却水が供給される場合には、冷却水の水量の急激な増大を抑制することになり、高精度で検知温度変化データQsを取得し、補正データの精度も向上する。 By using this configuration, when cooling water is supplied to the first valve portion V1 for the first time, the rapid increase in the amount of cooling water is suppressed, and the detected temperature change data Qs is acquired with high accuracy. In addition, the accuracy of the correction data is improved.
(e)流量制御バルブVとして、例えば、実施形態の第1バルブ部V1と第2バルブ部V2と第3バルブ部V3とを備えたものでは、第1バルブ部V1の開度が全開に達する以前に第2バルブ部V2で冷却水の供給を開始し、第2バルブ部V2の開度が全開に達する以前に第3バルブ部V3で冷却水の供給を開始するように構成しても良い。つまり、複数のバルブ部を備えて流量制御バルブVを構成する場合に、弁体の作動に伴い所定のバルブ部の開度が100%に達する以前に他のバルブ部の開度を拡大するように、各々の開度の拡大領域を重複するように構成しても良い。 (E) As the flow control valve V, for example, with the first valve portion V1, the second valve portion V2, and the third valve portion V3 of the embodiment, the opening degree of the first valve portion V1 reaches full open. The supply of cooling water may be started before by the second valve portion V2, and the supply of cooling water may be started by the third valve portion V3 before the opening degree of the second valve portion V2 reaches full open. . That is, when the flow control valve V is configured with a plurality of valve parts, the opening degree of the other valve part is increased before the opening degree of the predetermined valve part reaches 100% with the operation of the valve body. Moreover, you may comprise so that the expansion area | region of each opening degree may overlap.
(f)本構成の冷却制御装置は、内燃機関全般に用いることが可能である。また、ヒータコアを備え、このヒータコアに対する冷却水の給排を制御するヒータ弁を備えた冷却制御装置では、ヒータコアに冷却水を供給する状態と、供給しない状態とにおいて、流量制御バルブVの開度を設定するマップ型のデータの切り換えを行うように制御形態を設定しても良い。 (F) The cooling control device of this configuration can be used for all internal combustion engines. Further, in the cooling control device that includes the heater core and includes the heater valve that controls the supply and discharge of the cooling water with respect to the heater core, the opening degree of the flow control valve V in the state where the cooling water is supplied to the heater core and the state where the cooling water is not supplied. The control form may be set so as to switch the map-type data for setting.
本発明は、冷却液を介して内燃機関の温度管理を行う冷却制御装置に利用できる。 The present invention can be used in a cooling control device that performs temperature management of an internal combustion engine via a coolant.
1 熱交換器(EGRクーラ)
2 熱交換器(オイルクーラ)
3 熱交換器・ラジエータ
10 制御ユニット
13 開度設定部
14 回転数取得部
16 目標開度補正部
17 補正データ部
35 バルブハウジング
35a ハウジング孔部
36 弁体
36a 弁孔部
E 内燃機関(エンジン)
F 流路
G 温度差
He 第1閾値(第1EGRクーラ閾値)
Hr 第1閾値(第1ラジエータ閾値)
Le 第2閾値(第2EGRクーラ閾値)
Lr 第2閾値(第2ラジエータ閾値)
Qx 基準温度変化データ
Qs 検知温度変化データ
S 液温センサ(水温センサ)
V 流量制御バルブ
VS 開度センサ
WP 冷却液ポンプ(ウォータポンプ)
1 Heat exchanger (EGR cooler)
2 Heat exchanger (oil cooler)
3 Heat Exchanger /
F channel G temperature difference He first threshold (first EGR cooler threshold)
Hr first threshold value (first radiator threshold value)
Le second threshold (second EGR cooler threshold)
Lr second threshold (second radiator threshold)
Qx Reference temperature change data Qs Detection temperature change data S Liquid temperature sensor (water temperature sensor)
V Flow control valve VS Opening sensor WP Coolant pump (water pump)
Claims (6)
前記出力軸の回転数を取得する回転数取得部と、前記流量制御バルブの開度を検知する開度センサと、前記流量制御バルブの開度を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記流量制御バルブを介して供給される冷却液の流量を目標量に維持するため、前記出力軸の回転数と前記流量制御バルブの目標開度とを関連付けた開度設定データを有しており、前記回転数取得部で取得される回転数に基づいて前記開度設定データを参照して前記目標開度を設定する開度設定部を備え、
前記開度設定部で設定される前記目標開度を補正する開度補正部と、前記開度補正部に与える補正データが保存される補正データ部とを備え、
前記補正データ部は、前記流量制御バルブを閉じ状態から開放して冷却液の供給を開始した場合に、冷却液の液温を検知する液温センサで設定時間内に検知される検知温度変化データと、予め記憶されている基準温度変化データとの温度差が第1閾値を超えている場合には、流量が大きくなっているため流量を低減させる前記補正データの値を取得し、前記温度差が第2閾値を下回っている場合には、流量が少なくなっているため流量を増加させる前記補正データの値を取得する冷却制御装置。 A coolant pump driven by the driving force of the output shaft of the internal combustion engine, a heat exchanger to which the coolant of the internal combustion engine is supplied by the coolant pump, and a flow rate of the coolant supplied to the heat exchanger. A flow control valve for controlling,
A rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the output shaft, an opening sensor that detects the opening of the flow control valve, and a control unit that controls the opening of the flow control valve;
The control unit is an opening setting data in which the rotation speed of the output shaft and the target opening of the flow control valve are associated with each other in order to maintain the flow rate of the coolant supplied via the flow control valve at a target amount. And an opening setting unit that sets the target opening with reference to the opening setting data based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit ,
An opening correction unit that corrects the target opening set by the opening setting unit, and a correction data unit that stores correction data to be given to the opening correction unit,
The correction data portion is detected temperature change data detected within a set time by a liquid temperature sensor that detects the liquid temperature of the cooling liquid when the flow rate control valve is opened from the closed state and the supply of the cooling liquid is started. If the temperature difference between the reference temperature change data stored in advance and the reference temperature change data exceeds the first threshold value, the flow rate is increased, and the correction data value for reducing the flow rate is acquired. Is lower than the second threshold value, the cooling control device acquires the value of the correction data for increasing the flow rate because the flow rate has decreased .
前記出力軸の回転数を取得する回転数取得部と、前記流量制御バルブの開度を検知する開度センサと、前記流量制御バルブの開度を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記流量制御バルブを介して供給される冷却液の流量を目標量に維持するため、前記出力軸の回転数と前記流量制御バルブの目標開度とを関連付けた開度設定データを有しており、前記回転数取得部で取得される回転数に基づいて前記開度設定データを参照して前記目標開度を設定する開度設定部を備え、
前記開度設定部で設定される前記目標開度を補正する開度補正部と、前記開度補正部に与える補正データが保存される補正データ部とを備え、
前記補正データ部は、前記流量制御バルブを閉じ状態から開放して冷却液の供給を開始した場合に、冷却液の液温を検知する液温センサで設定時間内に検知される検知温度変化データと、予め記憶されている基準温度変化データとの温度差を求め、この温度差が第1閾値を超えている場合には、流量が少なくなっているため流量を増加させる前記補正データの値を取得し、前記温度差が第2閾値を下回っている場合には、流量が大きくなっているため流量を低減させる前記補正データの値を取得する冷却制御装置。 A coolant pump driven by the driving force of the output shaft of the internal combustion engine, a heat exchanger to which the coolant of the internal combustion engine is supplied by the coolant pump, and a flow rate of the coolant supplied to the heat exchanger. A flow control valve for controlling,
A rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the output shaft, an opening sensor that detects the opening of the flow control valve, and a control unit that controls the opening of the flow control valve;
The control unit is an opening setting data in which the rotation speed of the output shaft and the target opening of the flow control valve are associated with each other in order to maintain the flow rate of the coolant supplied via the flow control valve at a target amount. And an opening setting unit that sets the target opening with reference to the opening setting data based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit,
An opening correction unit that corrects the target opening set by the opening setting unit, and a correction data unit that stores correction data to be given to the opening correction unit,
The correction data portion is detected temperature change data detected within a set time by a liquid temperature sensor that detects the liquid temperature of the cooling liquid when the flow rate control valve is opened from the closed state and the supply of the cooling liquid is started. And the reference temperature change data stored in advance, and if this temperature difference exceeds the first threshold value, the flow rate is reduced and the value of the correction data for increasing the flow rate is set. The cooling control device that acquires and corrects the value of the correction data for reducing the flow rate when the temperature difference is below the second threshold because the flow rate is large .
前記回転数取得部が、前記変速装置での変速時のシフトに基づき前記内燃機関の前記出力軸の回転数が変化する以前に前記出力軸の回転数の増減を予測し、
前記開度設定部は、前記回転数取得部で予測された回転数の増減に基づいて前記開度設定データから前記目標開度を設定する請求項1又は2に記載の冷却制御装置。 The internal combustion engine transmits a driving force to a transmission for driving the vehicle;
The rotational speed acquisition unit predicts an increase or decrease in the rotational speed of the output shaft before the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine changes based on a shift at the time of shifting in the transmission;
The cooling control device according to claim 1 or 2 , wherein the opening degree setting unit sets the target opening degree from the opening degree setting data based on an increase or decrease in the rotation number predicted by the rotation number acquisition unit.
前記ハウジング孔部と前記弁孔部とのいずれか一方の開口形状の設定により、前記流量制御バルブを、閉塞位置から開放方向に作動させた場合に弁体の移動量に対する冷却液の供給量の増大率が予め設定した値より小さい検知領域と、前記増大率が前記検知領域より大きい制御領域とが設定され、
前記補正データ部の前記補正データを設定する補正データ設定部は、前記検知領域から冷却液が供給される際の流量差から前記補正データの値を取得する請求項1又は2に記載の冷却制御装置。 The flow rate control valve includes a valve housing having a housing hole, and a valve body that is movably accommodated in the valve housing and has a valve hole,
By setting the opening shape of one of the housing hole and the valve hole, when the flow control valve is operated in the opening direction from the closed position, the amount of coolant supplied relative to the amount of movement of the valve body A detection area where the increase rate is smaller than a preset value and a control area where the increase rate is larger than the detection area are set,
The cooling control according to claim 1 or 2 , wherein the correction data setting unit that sets the correction data of the correction data unit acquires a value of the correction data from a flow rate difference when cooling liquid is supplied from the detection region. apparatus.
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