JP6845654B2

JP6845654B2 - Multi-cylinder engine cooling system

Info

Publication number: JP6845654B2
Application number: JP2016193440A
Authority: JP
Inventors: 尚史松下; 良行清水; 健作田中; 芳規田村; 啓冨士
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP2018053867A

Description

本発明は、多気筒エンジンを冷却する装置に関する。 The present invention relates to a device for cooling a multi-cylinder engine.

多気筒エンジンは、複数のシリンダが形成されたエンジン本体を有する。そして、たとえば自動車といった車両において動力源として用いられる。多気筒エンジンでは、シリンダに燃料および空気を供給し、この混合気を圧縮燃焼させることによりピストンを押し下げ、動力を得る。シリンダに供給する燃料（または混合気）の量を増減することにより、エンジン出力を増減することができる。
ところで、近年、燃費性能の向上などを目的として、多気筒エンジンにおいて、複数のシリンダの中の一部を休止させて動作させる気筒停止技術が研究されている（特許文献１）。
また、特許文献１では、複数のシリンダを、休止可能気筒と連続作動気筒とに分けて、休止している休止可能気筒に対して冷却水を循環させないようにしている。 A multi-cylinder engine has an engine body in which a plurality of cylinders are formed. Then, it is used as a power source in a vehicle such as an automobile. In a multi-cylinder engine, fuel and air are supplied to the cylinders, and the mixture is compressed and burned to push down the piston and obtain power. The engine output can be increased or decreased by increasing or decreasing the amount of fuel (or air-fuel mixture) supplied to the cylinder.
By the way, in recent years, in a multi-cylinder engine, a cylinder stopping technique for suspending and operating a part of a plurality of cylinders has been studied for the purpose of improving fuel efficiency (Patent Document 1).
Further, in Patent Document 1, a plurality of cylinders are divided into a dormant cylinder and a continuously operating cylinder so that cooling water is not circulated to the dormant cylinder.

特開２０１３−０８７７５８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-0877558

しかしながら、このように予め複数のシリンダを休止可能気筒と連続作動気筒とに分け、休止可能気筒のみを必要に応じて停止させた場合、多気筒エンジンの劣化を招く可能性がある。
たとえば、休止し続けるシリンダと、連続稼働し続けるシリンダとの間では、劣化の進行に差が生じ得る。複数のシリンダの間で劣化の進行に差が生じると、エンジン動作にアンバランスが生じ、エンジンの振動が大きくなる可能性がある。
また、休止期間が長くなると、休止し続けるシリンダの温度と、連続稼働し続けるシリンダの温度との間に、大きな温度差が生じ得る。長期に渡り休止し続けたシリンダにおいて燃焼を再開した場合、シリンダが冷却されていることに起因してピストンとの摩擦が大きくまたは小さくなる。その結果、シリンダ間でロスのアンバランスが生じる。燃焼再開前と比べて燃焼再開後のエンジンの振動が大きくなる。また、エンジン寿命も短くなる可能性がある。 However, if a plurality of cylinders are divided into a suspendable cylinder and a continuously operating cylinder in advance and only the suspendable cylinder is stopped as necessary, the multi-cylinder engine may be deteriorated.
For example, there may be a difference in the progress of deterioration between a cylinder that keeps resting and a cylinder that keeps running continuously. If there is a difference in the progress of deterioration among a plurality of cylinders, the engine operation may become unbalanced and the engine vibration may increase.
Further, when the pause period becomes long, a large temperature difference may occur between the temperature of the cylinder that continues to pause and the temperature of the cylinder that continues to operate continuously. When combustion is resumed in a cylinder that has been inactive for a long period of time, the friction with the piston becomes large or small due to the cooling of the cylinder. As a result, loss imbalance occurs between the cylinders. The vibration of the engine after the resumption of combustion becomes larger than that before the resumption of combustion. Also, the engine life may be shortened.

このように多気筒エンジンの冷却装置では、一部の気筒を休止させた場合の劣化を抑制することが求められている。 As described above, in the cooling device of a multi-cylinder engine, it is required to suppress deterioration when some cylinders are suspended.

本発明に係る多気筒エンジン冷却装置は、複数のシリンダが形成されたエンジン本体を冷却する多気筒エンジン冷却装置であって、前記エンジン本体において前記シリンダ毎に独立して設けられる複数の個別冷却路と、前記個別冷却路への冷却水の流入を切り替えることができる複数のバルブと、前記エンジン本体の冷却を制御する制御部と、前記シリンダ毎の温度を検出するシリンダ毎温度センサと、を有し、前記制御部は、複数の前記シリンダの中に休止するものがある場合、燃焼するシリンダまたは休止する前記シリンダを、複数の前記シリンダの間で切り替えて交代させるとともに、前記シリンダの切り替えによる交代に対応させて、複数の前記バルブの開閉状態も切り替え、前記シリンダ毎温度センサにより検出された休止している前記シリンダの温度と、前記シリンダ毎温度センサにより検出された燃焼している前記シリンダの温度と、に所定値以上の温度差が生じている場合、燃焼する前記シリンダまたは休止する前記シリンダを複数の前記シリンダの間で切り替えて交代させ、当該交代に対応させて複数の前記バルブの開閉状態も切り替える。
また、本発明に係る多気筒エンジン冷却装置は、複数のシリンダが形成されたエンジン本体を冷却する多気筒エンジン冷却装置であって、前記エンジン本体において前記シリンダ毎に独立して設けられる複数の個別冷却路と、前記個別冷却路への冷却水の流入を切り替えることができる複数のバルブと、前記エンジン本体の冷却を制御する制御部と、前記個別冷却路毎の冷却水の温度を検出する個別冷却路毎温度センサと、を有し、前記制御部は、複数の前記シリンダの中に休止するものがある場合、燃焼するシリンダまたは休止する前記シリンダを、複数の前記シリンダの間で切り替えて交代させるとともに、前記シリンダの切り替えによる交代に対応させて、複数の前記バルブの開閉状態も切り替え、前記個別冷却路毎温度センサにより検出された休止している前記シリンダに対応する前記個別冷却路の冷却水の温度と、前記個別冷却路毎温度センサにより検出された燃焼している前記シリンダに対応する前記個別冷却路の冷却水の温度と、に所定値以上の温度差が生じている場合、燃焼する前記シリンダまたは休止する前記シリンダを複数の前記シリンダの間で切り替えて交代させ、当該交代に対応させて複数の前記バルブの開閉状態も切り替える。 The multi-cylinder engine cooling device according to the present invention is a multi-cylinder engine cooling device that cools an engine body in which a plurality of cylinders are formed, and a plurality of individual cooling paths independently provided for each cylinder in the engine body. A plurality of valves capable of switching the inflow of cooling water into the individual cooling passages, a control unit for controlling the cooling of the engine body, and a cylinder-by-cylinder temperature sensor for detecting the temperature of each cylinder. Then, when there is a stationary cylinder among the plurality of cylinders, the control unit switches and alternates the burning cylinder or the stationary cylinder among the plurality of cylinders, and also switches by switching the cylinders. Corresponding to, the open / closed state of the plurality of valves is also switched, and the temperature of the stationary cylinder detected by the cylinder temperature sensor and the burning cylinder detected by the cylinder temperature sensor. When there is a temperature difference between the temperature and a predetermined value or more , the burning cylinder or the resting cylinder is switched between the plurality of cylinders and replaced, and the plurality of valves are opened and closed in response to the replacement. The state is also switched.
Further, the multi-cylinder engine cooling device according to the present invention is a multi-cylinder engine cooling device for cooling an engine main body in which a plurality of cylinders are formed, and a plurality of individual individual cylinders are independently provided in the engine main body for each cylinder. A cooling path, a plurality of valves capable of switching the inflow of cooling water into the individual cooling path, a control unit that controls cooling of the engine body, and an individual that detects the temperature of the cooling water for each individual cooling path. The control unit has a cooling path temperature sensor, and when there is a stationary cylinder among the plurality of cylinders, the burning cylinder or the stationary cylinder is switched between the plurality of cylinders and alternated. In addition to switching the cylinders, the open / closed states of the plurality of valves are also switched to cool the individual cooling paths corresponding to the stationary cylinders detected by the temperature sensor for each individual cooling path. When there is a temperature difference of a predetermined value or more between the temperature of water and the temperature of the cooling water of the individual cooling passage corresponding to the burning cylinder detected by the temperature sensor for each individual cooling passage, combustion occurs. The cylinder to be stopped or the cylinder to be suspended is switched and replaced between the plurality of cylinders, and the open / closed state of the plurality of valves is also switched in response to the replacement.

好適には、前記制御部は、前記温度差に基づき、燃焼状態であった前記シリンダを休止状態に切り替える一方、休止状態にあった前記シリンダを燃焼状態に切り替えることで燃焼状態のシリンダと休止状態のシリンダを交代するとともに、当該交代に対応させて複数の前記バルブの開閉状態を切り替える、とよい。 Preferably, the control unit switches the cylinder in the combustion state to the hibernation state based on the temperature difference, and switches the cylinder in the hibernation state to the combustion state to switch between the cylinder in the combustion state and the hibernation state. It is preferable to change the cylinders of the above and to switch the open / closed state of the plurality of valves in response to the change.

好適には、前記制御部は、交代により休止を開始してからの休止期間、休止している前記シリンダの温度およびこれと燃焼している前記シリンダとの温度差、閉じている前記個別冷却路の冷却水の温度およびこれと開いている前記個別冷却路の冷却水との温度差、並びに、エンジン出力の増減、の中の少なくとも１つに基づいて、燃焼する前記シリンダまたは休止する前記シリンダを、複数の前記シリンダの間で切り替えて交代させる、とよい。 Preferably, the control unit takes turns to start a pause, a pause period, a temperature difference between the paused cylinder and the burning cylinder, and a closed individual cooling path. Based on at least one of the temperature of the cooling water and the temperature difference between it and the cooling water of the individual cooling passages, and the increase or decrease in engine output, the cylinder to burn or the cylinder to rest. , It is preferable to switch between the plurality of cylinders and switch between them.

好適には、前記制御部は、前記シリンダが燃焼状態から休止状態に切り替えられた場合、当該休止状態に切り替えられたシリンダに対応する前記個別冷却路への冷却水の流入を切り替えることができるバルブを、前記シリンダの燃焼状態から休止状態への切り替えに遅れて開状態から閉状態に切り替える、とよい。 Preferably, the control unit is a valve capable of switching the inflow of cooling water into the individual cooling passage corresponding to the cylinder switched to the hibernation state when the cylinder is switched from the combustion state to the hibernation state. It is preferable to switch from the open state to the closed state after the switching from the combustion state to the hibernation state of the cylinder .

本発明では、複数のシリンダの中に休止するものがある場合、燃焼するシリンダまたは休止するシリンダを、複数のシリンダの間で切り替えて交代させるとともに、シリンダの切り替えによる交代に対応させて、複数のバルブの開閉状態も切り替える。よって、複数のシリンダの一部が固定的に休止し続けたり、固定的に燃焼し続けたりしなくなる。その結果、気筒休止による燃費性能の向上とともに、複数のシリンダに対して固定的にこれらを振り分けた場合に生じ得る多気筒エンジンの劣化、たとえば動作アンバランス、振動、燃焼再開後のロスのアンバランスなどを効果的に抑制できる。 In the present invention, when some of a plurality of cylinders are paused, the burning cylinder or the resting cylinder is switched and switched between the plurality of cylinders, and a plurality of cylinders are switched and replaced. The open / closed state of the valve is also switched. Therefore, a part of the plurality of cylinders does not keep stationary or fixedly burns. As a result, along with the improvement of fuel efficiency due to cylinder deactivation, deterioration of the multi-cylinder engine that may occur when these are fixedly distributed to a plurality of cylinders, such as operation imbalance, vibration, and loss imbalance after resumption of combustion. Etc. can be effectively suppressed.

図１は、本発明の実施形態に係る多気筒エンジン冷却装置を用いた自動車の説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of an automobile using the multi-cylinder engine cooling device according to the embodiment of the present invention. 図２は、図１の多気筒エンジンの模式的な縦断面図である。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the multi-cylinder engine of FIG. 図３は、本発明の実施形態に係る多気筒エンジン冷却装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a multi-cylinder engine cooling device according to an embodiment of the present invention. 図４は、複数のシリンダの交代制御の一例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of alternate control of a plurality of cylinders.

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る多気筒エンジン冷却装置２０を用いた自動車１の説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view of an automobile 1 using the multi-cylinder engine cooling device 20 according to the embodiment of the present invention.

図１の自動車１は、車体２を有する。車体２の車幅方向両側には、車輪３が配置される。また、車体２の前部には、多気筒エンジン４、ラジエタ２１、などが配置される。
自動車１は、乗員室のシート６に着座した運転手による手動運転操作により、またはナビゲーション装置３１の生成経路などに基づく自動運転装置３２による自動運転制御により走行する。また、手動運手中には、自動運転装置３２は、運転支援制御を実施する。 The automobile 1 of FIG. 1 has a vehicle body 2. Wheels 3 are arranged on both sides of the vehicle body 2 in the vehicle width direction. Further, a multi-cylinder engine 4, a radiator 21, and the like are arranged at the front portion of the vehicle body 2.
The automobile 1 travels by a manual driving operation by a driver seated on a seat 6 in the passenger compartment, or by an automatic driving control by an automatic driving device 32 based on a generation route of the navigation device 31 or the like. Further, during manual driving, the automatic driving device 32 performs driving support control.

図２は、図１の多気筒エンジン４の模式的な縦断面図である。図２には、この他にもエンジン制御部１８が図示されている。 FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the multi-cylinder engine 4 of FIG. In addition to this, the engine control unit 18 is shown in FIG.

図２の多気筒エンジン４は、エンジン本体１１、エンジン本体１１に一列に並べて形成される４つのシリンダ１２、各シリンダ１２内に配置される４つのピストン１３、４つのフライホイール１４を有する出力軸１５、各ピストン１３とフライホイール１４とを連結する４つのコンロッド１６、を有する。また、各シリンダ１２の頭部の燃焼室には、インジェクタ１７が配置される。各シリンダ１２では、インジェクタ１７が噴射した燃料と空気との混合気をピストン１３の上昇で圧縮し、図示外のプラグで燃焼させ、燃焼気体の圧力によりピストン１３を押し下げる。このピストン１３を押し下げる力は、コンロッド１６およびフライホイール１４を通じて出力軸１５を回転させる。そして、基本的には、インジェクタ１７から噴射する燃料の量を増やすと出力軸１５の回転トルクおよび回転速度が上昇し、減らすと出力軸１５の回転トルクおよび回転速度が降下する。 The multi-cylinder engine 4 of FIG. 2 is an output shaft having an engine body 11, four cylinders 12 formed in a row on the engine body 11, four pistons 13 arranged in each cylinder 12, and four flywheels 14. 15. It has four connecting rods 16 that connect each piston 13 and a flywheel 14. Further, an injector 17 is arranged in the combustion chamber at the head of each cylinder 12. In each cylinder 12, the air-fuel mixture injected by the injector 17 is compressed by the rise of the piston 13, burned by a plug (not shown), and the piston 13 is pushed down by the pressure of the combustion gas. The force pushing down the piston 13 rotates the output shaft 15 through the connecting rod 16 and the flywheel 14. Basically, increasing the amount of fuel injected from the injector 17 increases the rotational torque and rotational speed of the output shaft 15, and decreasing it decreases the rotational torque and rotational speed of the output shaft 15.

エンジン制御部１８は、インジェクタ１７から噴射する燃料の量を制御することにより、エンジン出力を制御する。
また、エンジン制御部１８は、４つのインジェクタ１７から同じ量の燃料を噴射させるのではなく、４つのインジェクタ１７から異なる量の燃料を噴射させることもできる。具体的にはたとえば、４つのインジェクタ１７の一部から燃料を噴射させるとともに、残りのインジェクタ１７からの燃料噴射を休止させる。これにより、燃料の総噴出量を抑えて、燃費を向上させることができる。燃料を噴出しないインジェクタ１７が設けられたシリンダ１２は、燃焼をしない休止状態となる。これに対し、燃料が噴出されるインジェクタ１７が設けられたシリンダ１２は、燃焼をする連続稼働状態となる。 The engine control unit 18 controls the engine output by controlling the amount of fuel injected from the injector 17.
Further, the engine control unit 18 can inject different amounts of fuel from the four injectors 17 instead of injecting the same amount of fuel from the four injectors 17. Specifically, for example, fuel is injected from a part of the four injectors 17, and fuel injection from the remaining injectors 17 is suspended. As a result, the total amount of fuel ejected can be suppressed and fuel efficiency can be improved. The cylinder 12 provided with the injector 17 that does not eject fuel is in a dormant state that does not burn. On the other hand, the cylinder 12 provided with the injector 17 from which fuel is ejected is in a continuous operation state for combustion.

しかしながら、このように多気筒エンジン４の複数のシリンダ１２の中の一部を休止させて動作させた場合、休止状態のシリンダ１２が発生することに起因して、多気筒エンジン４の劣化を招く可能性がある。
たとえば、複数のシリンダ１２が設けられる多気筒エンジン４では、一般的に、図２に点線で示すように、シリンダ１２の配列方向に沿って冷却経路が設けられる。そして、この冷却経路に冷却水を循環させることで、エンジンを冷却している。
しかしながら、この場合、多気筒エンジン４に設けられる複数のシリンダ１２は、連続稼働状態または休止状態にかかわらず冷却され続けることなる。その結果、休止状態にあるシリンダ１２では冷却が進み、燃焼を再開する際にはエンジンの熱効率が低下してしまう。また、このような休止状態が特定のシリンダ１２で固定的に繰り返された場合、他のシリンダ１２との間で劣化の進行に差が生じる。複数のシリンダ１２の間で劣化の進行に差が生じると、エンジン動作にアンバランスが生じる可能性がある。
この他にもたとえば、シリンダ１２間で休止状態にあるシリンダ１２が燃焼を再開する際に、稼働状態にあるシリンダ１２と熱膨張の度合いが異なることから、摩擦も大きく異なることとなる可能性があり、そのようなアンバランスが生じた場合には、燃焼再開前と比べて燃焼再開後のエンジンの振動が大きくなる。また、エンジン寿命も短くなる可能性がある。 However, when a part of the plurality of cylinders 12 of the multi-cylinder engine 4 is suspended and operated in this way, the cylinders 12 in the paused state are generated, which causes deterioration of the multi-cylinder engine 4. there is a possibility.
For example, in a multi-cylinder engine 4 provided with a plurality of cylinders 12, a cooling path is generally provided along the arrangement direction of the cylinders 12, as shown by a dotted line in FIG. Then, the engine is cooled by circulating cooling water in this cooling path.
However, in this case, the plurality of cylinders 12 provided in the multi-cylinder engine 4 will continue to be cooled regardless of the continuous operation state or the hibernation state. As a result, the cylinder 12 in the dormant state is cooled, and the thermal efficiency of the engine is lowered when the combustion is restarted. Further, when such a dormant state is fixedly repeated in the specific cylinder 12, there is a difference in the progress of deterioration with the other cylinder 12. If there is a difference in the progress of deterioration among the plurality of cylinders 12, there is a possibility that the engine operation will be unbalanced.
In addition to this, for example, when the cylinder 12 in the dormant state between the cylinders 12 resumes combustion, the degree of thermal expansion differs from that of the cylinder 12 in the operating state, so that the friction may also differ significantly. When such an imbalance occurs, the vibration of the engine after the resumption of combustion becomes larger than that before the resumption of combustion. Also, the engine life may be shortened.

このように多気筒エンジン４では、気筒休止に関連した多気筒エンジン４の劣化を抑制することが求められる。 As described above, in the multi-cylinder engine 4, it is required to suppress the deterioration of the multi-cylinder engine 4 related to the cylinder deactivation.

図３は、本発明の実施形態に係る多気筒エンジン冷却装置２０の構成図である。 FIG. 3 is a block diagram of the multi-cylinder engine cooling device 20 according to the embodiment of the present invention.

図３の多気筒エンジン冷却装置２０は、複数のシリンダ１２が形成されたエンジン本体１１を冷却するものであり、ラジエタ２１、ポンプ２２、複数のバルブ２３、複数の個別冷却路２４、冷却系制御部２５、を有する。 The multi-cylinder engine cooling device 20 of FIG. 3 cools an engine body 11 in which a plurality of cylinders 12 are formed, and is a radiator 21, a pump 22, a plurality of valves 23, a plurality of individual cooling passages 24, and a cooling system control. It has a part 25.

複数の個別冷却路２４は、エンジン本体１１においてシリンダ１２毎に独立して分けて設けられる。 The plurality of individual cooling passages 24 are independently provided for each cylinder 12 in the engine main body 11.

複数のバルブ２３は、複数の個別冷却路２４と１対１対応で接続される。バルブ２３は、個別冷却路２４への冷却水の流入を全開と全閉との間で切り替えることができる。 The plurality of valves 23 are connected to the plurality of individual cooling passages 24 in a one-to-one correspondence. The valve 23 can switch the inflow of cooling water into the individual cooling passages 24 between fully open and fully closed.

ラジエタ２１は、図１に示すように、車体２の最前部に配置される。ラジエタ２１は、外気により冷却水を冷却する。気化している冷却水は、ラジエタ２１において液化する。 As shown in FIG. 1, the radiator 21 is arranged at the frontmost portion of the vehicle body 2. The radiator 21 cools the cooling water with the outside air. The vaporized cooling water is liquefied in the radiator 21.

ラジエタ２１、ポンプ２２、複数のバルブ２３、および複数の個別冷却路２４は、冷却管によりその順番で接続される。冷却水は、ポンプ２２の動作により、その循環経路内を循環する。
液化している冷却水は、ポンプ２２の動力により、ラジエタ２１から複数のバルブ２３へ供給される。複数のバルブ２３が開いている場合、冷却水は、個別冷却路２４へ供給される。エンジン本体１１のシリンダ１２は、液化している冷却水により冷却される。
エンジン本体１１を冷却した冷却水は、エンジンの熱を吸収して気化する。気化した冷却水は、循環経路を通じてラジエタ２１へ供給される。これにより、冷却水は再び液化する。 The radiator 21, the pump 22, the plurality of valves 23, and the plurality of individual cooling passages 24 are connected in that order by cooling pipes. The cooling water circulates in the circulation path by the operation of the pump 22.
The liquefied cooling water is supplied from the radiator 21 to the plurality of valves 23 by the power of the pump 22. When the plurality of valves 23 are open, the cooling water is supplied to the individual cooling passages 24. The cylinder 12 of the engine body 11 is cooled by the liquefied cooling water.
The cooling water that cools the engine body 11 absorbs the heat of the engine and vaporizes it. The vaporized cooling water is supplied to the radiator 21 through a circulation path. As a result, the cooling water is liquefied again.

冷却系制御部２５は、エンジン制御部１８、ナビゲーション装置３１、自動運転装置３２、シリンダ別温度センサ３３、冷却路別温度センサ３４、タイマ３５、が接続される。
そして、冷却系制御部２５は、これら各部からの情報に基づいて、エンジン本体１１の冷却を制御する。 The engine control unit 18, the navigation device 31, the automatic operation device 32, the temperature sensor 33 for each cylinder, the temperature sensor 34 for each cooling path, and the timer 35 are connected to the cooling system control unit 25.
Then, the cooling system control unit 25 controls the cooling of the engine body 11 based on the information from each of these units.

シリンダ別温度センサ３３は、多気筒エンジン４のエンジン本体１１において、各シリンダ１２の近くに配置される。これにより、シリンダ別温度センサ３３は、シリンダ１２毎の温度を検出する。 The cylinder-specific temperature sensor 33 is arranged near each cylinder 12 in the engine body 11 of the multi-cylinder engine 4. As a result, the cylinder-specific temperature sensor 33 detects the temperature of each cylinder 12.

冷却路別温度センサ３４は、個別冷却路２４に設けられる。これにより、冷却路別温度センサ３４は、各々の個別冷却路２４に流れる冷却水の温度を検出する。 The cooling path-specific temperature sensor 34 is provided in the individual cooling path 24. As a result, the cooling path-specific temperature sensor 34 detects the temperature of the cooling water flowing through each individual cooling path 24.

タイマ３５は、たとえば経過期間などの時間を計測する。 The timer 35 measures time such as an elapsed period.

図４は、複数のシリンダ１２の交代制御の一例の説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of alternate control of a plurality of cylinders 12.

冷却系制御部２５は、エンジン制御部１８からシリンダ１２の休止制御を示す信号が入力されると、複数のシリンダ１２の中に休止するものがあると判断する。冷却系制御部２５は、すべての個別冷却路２４へ冷却水を供給する通常冷却制御を終了し、個別冷却路２４への冷却水供給を個別に制御する個別冷却制御を開始する。 When the engine control unit 18 inputs a signal indicating the suspension control of the cylinder 12, the cooling system control unit 25 determines that some of the plurality of cylinders 12 are suspended. The cooling system control unit 25 ends the normal cooling control for supplying cooling water to all the individual cooling passages 24, and starts the individual cooling control for individually controlling the supply of the cooling water to the individual cooling passages 24.

個別冷却制御において、冷却系制御部２５は、まず、複数のバルブ２３の開閉を個別に制御し、休止中のシリンダ１２に対応するバルブ２３を閉じて個別冷却路２４への冷却水供給を停止し、連続稼働中のシリンダ１２に対応するバルブ２３を開状態に維持して個別冷却路２４への冷却水供給を継続する。 In the individual cooling control, the cooling system control unit 25 first individually controls the opening and closing of the plurality of valves 23, closes the valves 23 corresponding to the idle cylinders 12, and stops the supply of cooling water to the individual cooling passages 24. Then, the valve 23 corresponding to the cylinder 12 in continuous operation is maintained in an open state to continue supplying cooling water to the individual cooling passages 24.

図４（Ａ）では、エンジン本体１１に一列に配列された４つのシリンダ１２の中、図左側から一番目のシリンダ１２と三番目のシリンダ１２とが稼働状態にある。二番目のシリンダ１２と四番目のシリンダ１２とは休止状態にある。この場合、冷却系制御部２５は、エンジン制御部１８の情報に基づいて、図左側から一番目のバルブ２３および三番目のバルブ２３を開き、これに対応する個別冷却路２４へ冷却水を供給する。これにより、燃焼するシリンダ１２は、冷却水により冷却される。これに対し、図左側から二番目のバルブ２３および四番目のバルブ２３を閉じ、これに対応する個別冷却路２４への冷却水供給を停止する。これにより、休止するシリンダ１２は、冷却水により冷却されなくなる。
また、冷却系制御部２５は、タイマ３５に経過時間の計測を開始させる。 In FIG. 4A, among the four cylinders 12 arranged in a row on the engine main body 11, the first cylinder 12 and the third cylinder 12 from the left side of the drawing are in operation. The second cylinder 12 and the fourth cylinder 12 are in a dormant state. In this case, the cooling system control unit 25 opens the first valve 23 and the third valve 23 from the left side of the drawing based on the information of the engine control unit 18, and supplies cooling water to the corresponding individual cooling passages 24. To do. As a result, the burning cylinder 12 is cooled by the cooling water. On the other hand, the second valve 23 and the fourth valve 23 from the left side of the drawing are closed, and the supply of cooling water to the corresponding individual cooling passages 24 is stopped. As a result, the stationary cylinder 12 is not cooled by the cooling water.
Further, the cooling system control unit 25 causes the timer 35 to start measuring the elapsed time.

次に、冷却系制御部２５は、エンジン本体１１の冷却状態について監視する。
冷却系制御部２５は、たとえばタイマ３５の経過時間が、交代までの所定の休止期間を経過したか否かを判断する。そして、休止期間を経過している場合、冷却系制御部２５は、休止しているシリンダ１２の交代制御を実行する。
また、シリンダ別温度センサ３３により計測されるシリンダ１２毎の温度に基づいて、休止しているシリンダ１２の温度と、これと燃焼している前記シリンダ１２との温度差と、を判断する。そして、休止しているシリンダ１２の温度が所定の最低温度を低下している場合、または所定値以上の温度差が生じている場合、冷却系制御部２５は、休止しているシリンダ１２の交代制御を実行する。
また、冷却路別温度センサ３４により計測される個別冷却路２４毎の温度に基づいて、休止しているシリンダ１２に対応する個別冷却路２４の冷却水の温度と、これと燃焼している前記シリンダ１２に対応する個別冷却路２４の冷却水の温度との温度差と、を判断する。そして、休止している冷却水の温度が所定の最低温度を低下している場合、または所定値以上の温度差が生じている場合、冷却系制御部２５は、休止しているシリンダ１２の交代制御を実行する。
また、ナビゲーション装置３１の経路情報および自動運転装置３２の制御情報に基づいて、今後に必要となるエンジン出力を判断する。そして、今後のエンジン出力がたとえば増加する予想である場合、冷却系制御部２５は、休止しているシリンダ１２の交代制御を実行する。 Next, the cooling system control unit 25 monitors the cooling state of the engine body 11.
The cooling system control unit 25 determines, for example, whether or not the elapsed time of the timer 35 has elapsed a predetermined pause period until the change. Then, when the rest period has elapsed, the cooling system control unit 25 executes the replacement control of the resting cylinder 12.
Further, based on the temperature of each cylinder 12 measured by the temperature sensor 33 for each cylinder, the temperature of the stationary cylinder 12 and the temperature difference between this and the burning cylinder 12 are determined. Then, when the temperature of the idle cylinder 12 is lowered to a predetermined minimum temperature, or when a temperature difference of a predetermined value or more occurs, the cooling system control unit 25 replaces the idle cylinder 12. Take control.
Further, based on the temperature of each individual cooling path 24 measured by the temperature sensor 34 for each cooling path, the temperature of the cooling water of the individual cooling path 24 corresponding to the stationary cylinder 12 and the temperature of the cooling water burning with the temperature of the cooling water of the individual cooling path 24. The temperature difference from the temperature of the cooling water of the individual cooling passage 24 corresponding to the cylinder 12 is determined. Then, when the temperature of the idle cooling water is lower than the predetermined minimum temperature, or when a temperature difference of a predetermined value or more occurs, the cooling system control unit 25 replaces the idle cylinder 12. Take control.
Further, the engine output required in the future is determined based on the route information of the navigation device 31 and the control information of the automatic driving device 32. Then, when the engine output is expected to increase in the future, for example, the cooling system control unit 25 executes the alternate control of the stationary cylinder 12.

休止しているシリンダ１２の交代制御では、冷却系制御部２５は、まず、エンジン本体１１に一列に配列された４つのシリンダ１２の中から、交代により可動させるシリンダ１２と休止させるシリンダ１２とを選択する。
そして、冷却系制御部２５は、シリンダ１２の選択情報を示す信号をエンジン制御部１８へ出力する。エンジン制御部１８は、情報に基づいて、稼働するシリンダ１２と休止するシリンダ１２とを、複数のシリンダ１２の間で切り替える。図４（Ｂ）では、図４（Ａ）において休止していた図左側から一番目のシリンダ１２と三番目のシリンダ１２とを休止状態に切り替える。また、二番目のシリンダ１２と四番目のシリンダ１２とを稼働状態に切り替える。
また、冷却系制御部２５は、選択に基づいて、複数のバルブ２３の開閉状態を切り替える。図４（Ｂ）では、図４（Ａ）において開いていた図左側から一番目のバルブ２３と三番目のバルブ２３とを閉じる。また、二番目のバルブ２３と四番目のバルブ２３とを開く。これにより、交代により燃焼を開始するシリンダ１２に対応するバルブ２３を開き、交代により燃焼を休止するシリンダ１２に対応するバルブ２３を閉じることができる。 In the alternate control of the stationary cylinders 12, the cooling system control unit 25 first selects, among the four cylinders 12 arranged in a row on the engine body 11, the cylinders 12 to be moved by alternating and the cylinders 12 to be suspended. select.
Then, the cooling system control unit 25 outputs a signal indicating the selection information of the cylinder 12 to the engine control unit 18. Based on the information, the engine control unit 18 switches between the operating cylinder 12 and the stationary cylinder 12 among the plurality of cylinders 12. In FIG. 4 (B), the first cylinder 12 and the third cylinder 12 from the left side of the figure, which were paused in FIG. 4 (A), are switched to the paused state. Further, the second cylinder 12 and the fourth cylinder 12 are switched to the operating state.
Further, the cooling system control unit 25 switches the open / closed state of the plurality of valves 23 based on the selection. In FIG. 4 (B), the first valve 23 and the third valve 23 from the left side of the figure, which were opened in FIG. 4 (A), are closed. Also, the second valve 23 and the fourth valve 23 are opened. As a result, the valve 23 corresponding to the cylinder 12 that starts combustion by taking turns can be opened, and the valve 23 corresponding to the cylinder 12 that stops combustion by taking turns can be closed.

また、休止しているシリンダ１２の交代制御を実行した後、冷却系制御部２５は、再びエンジン本体１１の冷却状態の監視を実行する。冷却系制御部２５は、エンジン制御部１８からの休止解除を示す信号が入力されるまで、上述した監視と交代制御とを繰り返し実行する。
これにより、気筒休止中において実際に休止するシリンダ１２を交替させて、一部のシリンダ１２をその間連続的に休止させた場合と比べて、エンジン本体１１の熱バランスを改善できる。 Further, after executing the replacement control of the idle cylinder 12, the cooling system control unit 25 again monitors the cooling state of the engine main body 11. The cooling system control unit 25 repeatedly executes the above-mentioned monitoring and shift control until a signal indicating the release of the pause is input from the engine control unit 18.
As a result, the thermal balance of the engine body 11 can be improved as compared with the case where the cylinders 12 that are actually deactivated during the cylinder deactivation are replaced and some of the cylinders 12 are continuously deactivated during that period.

なお、エンジン制御部１８による休止しているシリンダ１２の切り替えタイミングと、冷却系制御部２５によるバルブ２３の切り替えタイミングとは、同時であっても、前後にずれていてもよい。
たとえば自動運転情報やナビ情報の先読みに基づいてエンジン負荷が増減することを事前に予測した場合には、冷却系制御部２５は、負荷の増減に応じて、休止させるシリンダ１２の個数または可動させるシリンダ１２の個数を増減させてもよい。これにより、エンジンの稼働状態を車両の走行状態が変化する前に予め制御でき、滑らかに走行させることができる。
たとえば自動運転制御やナビ情報を先読みすることにより、エンジン負荷が低くなる可能性がある場合には、休止するシリンダ１２を増やすように多気筒エンジン４を制御できる。
この他にもたとえば、自動運転制御やナビ情報を先読みすることにより、気筒休止中にエンジン負荷が高くなる可能性がある場合には、休止するシリンダ１２を減らすように多気筒エンジン４を制御できる。
また、休止しているシリンダ１２を稼働状態に切り替えた場合、該シリンダ１２の温度は少し時間が経過してから上昇する。このため、休止しているシリンダ１２を稼働状態に切り替えた後にバルブ２３を切り替えても、特段の問題は生じない。
また、稼働しているシリンダ１２を休止状態に切り替えた場合、該シリンダ１２の温度はある程度の時間が経過するまで温度が上昇し続けて高い温度を維持する。このため、稼働しているシリンダ１２を休止状態に切り替えた場合、バルブ２３は遅らせて切り替えるのが望ましい。 The switching timing of the idle cylinder 12 by the engine control unit 18 and the switching timing of the valve 23 by the cooling system control unit 25 may be simultaneous or may be shifted back and forth.
For example, when it is predicted in advance that the engine load will increase or decrease based on the look-ahead of the automatic operation information or the navigation information, the cooling system control unit 25 will move the number of cylinders 12 to be suspended or move according to the increase or decrease of the load. The number of cylinders 12 may be increased or decreased. As a result, the operating state of the engine can be controlled in advance before the running state of the vehicle changes, and the vehicle can run smoothly.
For example, when there is a possibility that the engine load becomes low by pre-reading automatic operation control or navigation information, the multi-cylinder engine 4 can be controlled so as to increase the number of cylinders 12 to be suspended.
In addition to this, for example, by pre-reading automatic operation control and navigation information, if there is a possibility that the engine load becomes high during cylinder deactivation, the multi-cylinder engine 4 can be controlled so as to reduce the deactivated cylinders 12. ..
Further, when the stationary cylinder 12 is switched to the operating state, the temperature of the cylinder 12 rises after a little time has passed. Therefore, even if the valve 23 is switched after the stationary cylinder 12 is switched to the operating state, no particular problem occurs.
Further, when the operating cylinder 12 is switched to the hibernation state, the temperature of the cylinder 12 continues to rise until a certain time elapses and maintains a high temperature. Therefore, when the operating cylinder 12 is switched to the hibernation state, it is desirable that the valve 23 is switched with a delay.

以上のように、本実施形態では、複数のシリンダ１２の中に休止するものがある場合、燃焼するシリンダ１２または休止するシリンダ１２を、複数のシリンダ１２の間で切り替えて交代させるとともに、シリンダ１２の切り替えによる交代に対応させて、複数のバルブ２３の開閉状態も切り替える。よって、複数のシリンダ１２の一部が固定的に休止し続けたり、固定的に燃焼し続けたりしなくなる。その結果、気筒休止による燃費性能の向上とともに、複数のシリンダ１２に対して固定的にこれらを振り分けた場合に生じ得る多気筒エンジン４の劣化、たとえば動作アンバランス、振動、気筒復帰後のエンジンの熱効率低下、燃焼再開後のロスのアンバランスなどを効果的に抑制できる。 As described above, in the present embodiment, when some of the plurality of cylinders 12 are paused, the burning cylinder 12 or the resting cylinder 12 is switched between the plurality of cylinders 12 and alternated, and the cylinder 12 is replaced. The open / closed state of the plurality of valves 23 is also switched in response to the change due to the switching. Therefore, a part of the plurality of cylinders 12 does not keep stationary or fixedly burns. As a result, along with the improvement of fuel efficiency due to cylinder deactivation, deterioration of the multi-cylinder engine 4 that may occur when these are fixedly distributed to a plurality of cylinders 12, for example, operation imbalance, vibration, and engine after cylinder return It is possible to effectively suppress a decrease in thermal efficiency and an imbalance in loss after resuming combustion.

本実施形態では、交代により燃焼を開始するシリンダ１２に対応するバルブ２３を開き、交代により燃焼を休止するシリンダ１２に対応するバルブ２３を閉じる。よって、エンジン本体１１において、燃焼するシリンダ１２を冷却し続けるとともに、休止するシリンダ１２を冷却しないようにすることができる。エンジン本体１１の温度分布の悪化を抑制できる。 In the present embodiment, the valve 23 corresponding to the cylinder 12 that starts combustion by taking turns is opened, and the valve 23 corresponding to the cylinder 12 that stops combustion by taking turns is closed. Therefore, in the engine body 11, the burning cylinder 12 can be continuously cooled, and the stationary cylinder 12 can be prevented from being cooled. Deterioration of the temperature distribution of the engine body 11 can be suppressed.

本実施形態では、交代により休止を開始してからの休止期間、休止しているシリンダ１２の温度およびこれと燃焼しているシリンダ１２との温度差、閉じている個別冷却路２４の冷却水の温度およびこれと開いている個別冷却路２４の冷却水との温度差、並びに、エンジン出力の増減、の中の少なくとも１つに基づいて、燃焼するシリンダ１２または休止するシリンダ１２を、複数のシリンダ１２の間で切り替えて交代させる。よって、たとえばエンジン本体１１の温度分布を、所定の温度差に抑えることができる。 In the present embodiment, the pause period from the start of the pause due to the alternation, the temperature of the cylinder 12 that is paused and the temperature difference between the cylinder 12 that is burning, and the cooling water of the closed individual cooling passage 24 Multiple cylinders, based on at least one of the temperature and the temperature difference between it and the cooling water of the individual cooling passages 24, and the increase or decrease in engine output, the cylinder 12 that burns or the cylinder 12 that pauses. Switch between 12 and take turns. Therefore, for example, the temperature distribution of the engine body 11 can be suppressed to a predetermined temperature difference.

本実施形態では、シリンダ１２の交代制御と同時にまたはその前後に、複数のバルブ２３の開閉状態を切り替える。このようにシリンダ１２の交代タイミングを基準としてバルブ２３を開閉することにより、バルブ２３の開閉状態は、複数のシリンダ１２の間での燃焼交代または休止交代に対応する上体を好適に維持することができる。 In the present embodiment, the open / closed state of the plurality of valves 23 is switched at the same time as or before and after the change control of the cylinder 12. By opening and closing the valve 23 with reference to the replacement timing of the cylinder 12 in this way, the open / closed state of the valve 23 is such that the upper body corresponding to the combustion shift or the pause shift among the plurality of cylinders 12 is suitably maintained. Can be done.

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。 The above embodiments are examples of preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various modifications or modifications can be made without departing from the gist of the invention.

１…自動車（車両）
２…車体
３…車輪
４…多気筒エンジン
６…シート
１１…エンジン本体
１２…シリンダ
１３…ピストン
１４…フライホイール
１５…出力軸
１６…コンロッド
１７…インジェクタ
１８…エンジン制御部
２０…多気筒エンジン冷却装置
２１…ラジエタ
２２…ポンプ
２３…バルブ
２４…個別冷却路
２５…冷却系制御部
３１…ナビゲーション装置
３２…自動運転装置
３３…シリンダ別温度センサ
３４…冷却路別温度センサ
３５…タイマ

1 ... Automobile (vehicle)
2 ... Body 3 ... Wheels 4 ... Multi-cylinder engine 6 ... Seat 11 ... Engine body 12 ... Cylinder 13 ... Piston 14 ... Flywheel 15 ... Output shaft 16 ... Connecting rod 17 ... Injector 18 ... Engine control unit 20 ... Multi-cylinder engine cooling device 21 ... Radiator 22 ... Pump 23 ... Valve 24 ... Individual cooling path 25 ... Cooling system control unit 31 ... Navigation device 32 ... Automatic operation device 33 ... Cylinder-specific temperature sensor 34 ... Cooling path-specific temperature sensor 35 ... Timer

Claims

A multi-cylinder engine cooling device that cools the engine body in which multiple cylinders are formed.
A plurality of individual cooling passages independently provided for each cylinder in the engine body,
A plurality of valves capable of switching the inflow of cooling water into the individual cooling passages, and
A control unit that controls the cooling of the engine body,
A cylinder-by-cylinder temperature sensor that detects the temperature of each cylinder,
Have,
The control unit
If any of the cylinders are dormant
The cylinder that burns or the cylinder that pauses is switched between the plurality of cylinders and alternates.
In response to the change due to the switching of the cylinder, the open / closed state of the plurality of valves can also be switched.
When there is a temperature difference of a predetermined value or more between the temperature of the stationary cylinder detected by the temperature sensor for each cylinder and the temperature of the burning cylinder detected by the temperature sensor for each cylinder . , The burning cylinder or the resting cylinder is switched between the plurality of cylinders and replaced, and the open / closed state of the plurality of valves is also switched in response to the replacement.
Multi-cylinder engine cooling system.

A multi-cylinder engine cooling device that cools the engine body in which multiple cylinders are formed.
A plurality of individual cooling passages independently provided for each cylinder in the engine body,
A plurality of valves capable of switching the inflow of cooling water into the individual cooling passages, and
A control unit that controls the cooling of the engine body,
An individual cooling path temperature sensor that detects the temperature of the cooling water for each individual cooling path, and an individual cooling path temperature sensor.
Have,
The control unit
If any of the cylinders are dormant
The cylinder that burns or the cylinder that pauses is switched between the plurality of cylinders and alternates.
In response to the change due to the switching of the cylinder, the open / closed state of the plurality of valves can also be switched.
Corresponds to the temperature of the cooling water of the individual cooling passage corresponding to the stationary cylinder detected by the individual cooling passage temperature sensor and the burning cylinder detected by the individual cooling passage temperature sensor. When there is a temperature difference of a predetermined value or more between the temperature of the cooling water in the individual cooling passages and the temperature of the cooling water, the cylinder that burns or the cylinder that pauses is switched between the plurality of cylinders and replaced. Correspondingly, the open / closed state of the plurality of valves is also switched.
Multi-cylinder engine cooling system.

The control unit
Based on the temperature difference
While switching the cylinder that was in the combustion state to the hibernation state,
By switching the cylinder in the dormant state to the combustion state, the cylinder in the combustion state and the cylinder in the dormant state are switched, and at the same time, the cylinder in the dormant state is replaced.
Switching the open / closed state of the plurality of valves in response to the change,
The multi-cylinder engine cooling device according to claim 1 or 2.

The control unit
When the cylinder is switched from the combustion state to the hibernation state,
The valve capable of switching the inflow of cooling water to the individual cooling passage corresponding to the cylinder switched to the hibernation state is switched from the open state to the closed state after the switching from the combustion state to the hibernation state of the cylinder. ,
The multi-cylinder engine cooling device according to any one of claims 1 to 3.