JP7192173B2 - engine cooling system - Google Patents
engine cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7192173B2 JP7192173B2 JP2019080776A JP2019080776A JP7192173B2 JP 7192173 B2 JP7192173 B2 JP 7192173B2 JP 2019080776 A JP2019080776 A JP 2019080776A JP 2019080776 A JP2019080776 A JP 2019080776A JP 7192173 B2 JP7192173 B2 JP 7192173B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- temperature
- flow control
- engine
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、エンジンによって回転駆動されるウォータポンプを備えたエンジンの冷却装置に関する。 The present invention relates to an engine cooling device having a water pump rotationally driven by an engine.
車両等に設けられるエンジンは、エンジンによって回転駆動されるウォータポンプによってエンジン本体や補機類に冷却水が圧送されるように構成されている。また、冷却水が流通する経路にこれを開閉可能な流量制御弁を設けて、流量制御弁の開閉操作によって冷却水の流量を変更することも行われている。 2. Description of the Related Art An engine provided in a vehicle or the like is configured such that cooling water is pressure-fed to an engine body and accessories by a water pump rotationally driven by the engine. Also, a flow control valve capable of opening and closing the flow control valve is provided in the path through which the cooling water flows, and the flow rate of the cooling water is changed by opening and closing the flow control valve.
流量制御弁が設けられたエンジンでは、流量制御弁の故障によってエンジン本体等に適切な量の冷却水が供給されなくなるおそれがあるため、流量制御弁が故障しているか否かを判定することが求められる。これに対して、特許文献1には、冷却水が流通する経路に冷却水の温度を検出する温度センサを設けて、温度センサが検出した冷却水の温度の変化に基づいて流量制御弁が故障しているか否かを判定する構成が開示されている。
In an engine equipped with a flow control valve, failure of the flow control valve may prevent an appropriate amount of cooling water from being supplied to the engine body. Desired. On the other hand, in
冷却水の流量が変化した場合であっても、冷却水の温度は徐々にしか変化せず、冷却水の流量変化に対する冷却水の温度変化の応答性は低い。これより、特許文献1の構成、つまり、冷却水の温度の変化に基づいて流量制御弁が故障しているか否かを判定する構成では、流量制御弁が故障した場合であってもこの故障をすぐには検出できないという問題がある。そして、流量制御弁の故障の検出が遅れると、この故障への対応が遅れることでエンジン本体の温度が過度に高くなって損傷する、あるいは、エンジン本体の温度が過度に低くなってエンジン本体での燃焼が不安定になるおそれがある。
Even when the flow rate of the cooling water changes, the temperature of the cooling water changes only gradually, and the responsiveness of the temperature change of the cooling water to the change of the cooling water flow rate is low. From this, in the configuration of
本発明は、前記のような事情に鑑みて成されたものであり、より早期に且つ精度よく流量制御弁が故障しているか否かを判定できるエンジンの冷却装置を提供する、ことを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an engine cooling system capable of quickly and accurately determining whether or not a flow control valve has failed. do.
前記課題を解決するために、本発明は、エンジンの冷却装置であって、エンジン本体を経由して冷却水を循環させる冷却水経路と、前記冷却水経路を開閉可能な弁本体と、当該弁本体が所定の周波数で開閉するように前記弁本体をデューティ駆動する駆動部とを備えた流量制御弁と、前記冷却水経路を流通する冷却水の圧力を検出する圧力センサと、前記流量制御弁を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定の故障判定実施条件が成立したとき、前記流量制御弁の弁本体の開閉周波数が前記故障判定実施条件の非成立時よりも高い状態で当該弁本体が開閉されるように前記駆動部を制御するとともに、当該弁本体の開閉時の前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁が故障しているか否かを判定するものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides an engine cooling device, comprising: a cooling water path for circulating cooling water through an engine body; a valve body capable of opening and closing the cooling water path; A flow control valve comprising a driving unit that duty-drives the valve body so that the body opens and closes at a predetermined frequency, a pressure sensor that detects the pressure of cooling water flowing through the cooling water path, and the flow control valve. wherein when a predetermined failure determination condition is established, the opening/closing frequency of the valve body of the flow control valve is higher than when the failure determination condition is not met. It controls the driving part so that the valve body is opened and closed, and determines whether or not the flow control valve is out of order based on the detected value of the pressure sensor when the valve body is opened and closed. .
冷却水経路を流通する冷却水の流量が変化すると冷却水経路内の冷却水の圧力はその温度に比べて早期に変化する。これに対して、本発明では、流量制御弁の開閉に伴って生じる冷却水の圧力変化に基づいて流量制御弁が故障しているか否かを判定している。これより、流量制御弁が故障しているか否かを早期に判定できる。 When the flow rate of cooling water flowing through the cooling water path changes, the pressure of the cooling water in the cooling water path changes earlier than its temperature. On the other hand, in the present invention, it is determined whether or not the flow control valve is out of order based on the pressure change of the cooling water caused by the opening and closing of the flow control valve. As a result, it is possible to quickly determine whether or not the flow control valve is out of order.
しかも、本発明では、故障判定実施条件が成立して流量制御弁が故障しているか否かを判定する際に、弁本体の駆動周波数が高くされた状態で弁本体が開閉駆動される。そのため、故障判定のための弁本体の開閉駆動によって冷却水の流量が大幅に変化するのを防止することができ、エンジン本体に供給される冷却水の量を適切にしつつ流量制御弁の故障を判定することができる。 Moreover, in the present invention, when it is determined whether or not the failure determination execution condition is satisfied and the flow control valve is in failure, the valve body is driven to open and close while the drive frequency of the valve body is increased. Therefore, it is possible to prevent a large change in the flow rate of cooling water due to the opening and closing drive of the valve body for failure determination, and prevent failure of the flow control valve while optimizing the amount of cooling water supplied to the engine body. can judge.
前記構成において、好ましくは、前記制御手段は、前記冷却水の温度が所定の設定温度以上のときは前記弁本体の開弁を許可し、前記冷却水の温度が前記設定温度未満のときは前記故障判定実施条件の成立時にのみ前記弁本体の開閉を許可する(請求項2)。 In the above configuration, preferably, the control means permits opening of the valve body when the temperature of the cooling water is equal to or higher than a predetermined set temperature, and allows the opening of the valve body when the temperature of the cooling water is lower than the set temperature. Opening and closing of the valve body is permitted only when failure determination execution conditions are satisfied (claim 2).
この構成では、冷却水の温度が設定温度以上であってエンジン本体の温度が高いときに、弁本体の開弁が許可されて冷却水によるエンジン本体の冷却が可能となるので、冷却水およびエンジン本体の温度が過度に高くなるのを防止できる。また、冷却水の温度が設定温度未満の場合であってエンジン本体の温度が低く、且つ、故障判定実施条件の非成立時には、弁本体の開閉が禁止されて冷却水の循環が停止されるので、冷却水によってエンジン本体が冷却されるのを回避してエンジン本体の暖機を促進できる。そして、冷却水の温度が設定温度未満の場合であって故障判定実施条件が成立したときであっても、前記のように、弁本体の開閉周波数が高くされて弁本体の開閉に伴う冷却水の流量の変化が小さく抑えられるので、この開閉によってエンジン本体が過度に冷却されるのを防止できる。これより、エンジン本体の暖機を促進しながら、エンジン本体の暖機中のタイミングつまりエンジン始動後の早いタイミングでの流量制御弁の適切な故障判定が可能となる。 In this configuration, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the set temperature and the temperature of the engine body is high, the opening of the valve body is permitted and the engine body can be cooled by the cooling water. It can prevent the temperature of the main body from becoming excessively high. In addition, when the temperature of the cooling water is lower than the set temperature, the temperature of the engine body is low, and the failure judgment execution condition is not satisfied, opening and closing of the valve body is prohibited, and the circulation of the cooling water is stopped. , the cooling of the engine body by the cooling water can be avoided, and the warm-up of the engine body can be promoted. Even when the temperature of the cooling water is lower than the set temperature and the failure determination execution condition is established, the opening/closing frequency of the valve body is increased as described above, and the cooling water is Since the change in the flow rate of the valve is kept small, it is possible to prevent the engine body from being excessively cooled due to the opening and closing of the valve. As a result, it is possible to appropriately determine the failure of the flow control valve at a timing during warm-up of the engine body, that is, at an early timing after the engine is started, while promoting warm-up of the engine body.
前記構成において、好ましくは、前記制御手段は、前記冷却水の温度が前記設定温度未満で且つエンジンが始動されてから前記流量制御弁が故障しているか否かの判定が一度も実施されていないときに、前記故障判定実施条件が成立したと判定する(請求項3)。 In the above configuration, preferably, the control means never determines whether the temperature of the cooling water is less than the set temperature and whether the flow control valve has failed since the engine was started. Sometimes, it is determined that the failure determination execution condition is established (claim 3).
この構成によれば、エンジンが始動してからその暖機が完了していないとき、つまり、エンジンの始動後の早いタイミングで流量制御弁が故障しているか否かを判定できるとともに、このときに、前記のようにエンジン本体の暖機を促進することもできる。 According to this configuration, it is possible to determine whether or not the flow control valve has failed when the warm-up has not been completed after the engine has started, that is, at an early timing after the engine has started. , it is also possible to accelerate the warm-up of the engine body as described above.
前記構成において、好ましくは、前記制御手段は、前記冷却水の温度が前記設定温度以上の場合、エンジン本体に形成された燃焼室の壁温が予め設定された目標温度となるように前記弁本体を開閉させる(請求項4)。 In the above configuration, preferably, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the set temperature, the control means controls the valve body so that the wall temperature of the combustion chamber formed in the engine body reaches a preset target temperature. is opened and closed (claim 4).
この構成によれば、流量制御弁の開閉によって燃焼室の壁温を適切な温度に制御することができる。 According to this configuration, the wall temperature of the combustion chamber can be controlled to an appropriate temperature by opening and closing the flow control valve.
以上のように、本発明のエンジンの冷却装置によれば、より早期に且つ精度よく流量制御弁が故障しているか否かを判定できる。 As described above, according to the engine cooling system of the present invention, it is possible to quickly and accurately determine whether or not the flow control valve has failed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の制御装置が適用される車両用エンジン(以下、単にエンジンという)の好ましい実施形態を示す図である。図1に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルのガソリン直噴エンジンであり、エンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体1から排出される排気ガスが流通する排気通路40と、排気通路40を流通する排気ガスの一部を吸気通路30に還流する外部EGR装置50とを備えている。
(1) Entire Configuration of Engine FIG. 1 is a diagram showing a preferred embodiment of a vehicle engine (hereinafter simply referred to as engine) to which the control device of the present invention is applied. The engine shown in FIG. 1 is a four-cycle gasoline direct-injection engine mounted on a vehicle as a power source for running. It has an
エンジン本体1は、気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、気筒2を上から閉塞するようにシリンダブロック3の上面に取り付けられたシリンダヘッド4と、気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。エンジン本体1は、典型的には複数の(例えば4つの)気筒2を有する多気筒型のものであるが、ここでは簡略化のため、1つの気筒2のみに着目して説明を進める。
The
ピストン5の上方には燃焼室6が画成されており、この燃焼室6には、ガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ15からの噴射によって供給される。そして、供給された燃料が燃焼室6で空気と混合されつつ燃焼し、その燃焼による膨張力を受けてピストン5が上下方向に往復運動する。
A
ピストン5の下方には、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸7が設けられている。クランク軸7は、コネクティングロッド8を介してピストン5と連結され、ピストン5の往復運動(上下運動)に応じて中心軸回りに回転駆動される。
A
シリンダブロック3には、クランク角センサSN1が組付けられている。クランク角センサSN1は、クランク軸7の回転角度(クランク角)およびクランク軸7の回転数(エンジン回転数)を検出する。
A crank angle sensor SN1 is assembled to the
シリンダヘッド4には、吸気通路30から供給される空気を燃焼室6に導入するための吸気ポート9と、燃焼室6で生成された排気ガスを排気通路40に導出するための排気ポート10と、吸気ポート9の燃焼室6側の開口を開閉する吸気弁11と、排気ポート10の燃焼室6側の開口を開閉する排気弁12とが設けられている。吸気弁11および排気弁12は、シリンダヘッド4に配設された一対のカム軸等を含む動弁機構により、クランク軸7の回転に連動して開閉駆動される。
The
シリンダヘッド4には、燃焼室6に燃料(ガソリン)を噴射するインジェクタ15と、インジェクタ15から燃焼室6に噴射された燃料と吸入空気とが混合された混合気に点火する点火プラグ16とが設けられている。
The
吸気通路30は、吸気ポート9と連通するようにシリンダヘッド4の一側面に接続されている。吸気通路30には、その上流側から順に、吸気中の異物を除去するエアクリーナ31と、吸気の流量を調整する開閉可能なスロットル弁32と、吸気を圧縮しつつ送り出す過給機33と、過給機33により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ35と、サージタンク36とが設けられている。吸気通路30におけるエアクリーナ31とスロットル弁32との間の部位には、吸気の流量を検出するエアフローセンサSN2が設けられている。
The
過給機33は、電磁クラッチ34を介してエンジン本体1と機械的に連係された機械式の過給機(スーパーチャージャ)である。過給機33としては、例えばリショルム式、ルーツ式、または遠心式といった公知の過給機のいずれかを用いることができる。
The
吸気通路30には、過給機33をバイパスするためのバイパス通路38が設けられている。バイパス通路38は、サージタンク36と後述するEGR通路51とを互いに接続している。バイパス通路38には開閉可能なバイパス弁39が設けられている。
A
排気通路40は、排気ポート10と連通するようにシリンダヘッド4の他側面に接続されている。排気通路40には触媒コンバータ41が設けられている。触媒コンバータ41には、排気通路40を流通する排気ガス中に含まれる有害成分(HC、CO、NOx)を浄化するための三元触媒41aと、排気ガス中に含まれる粒子状物質(PM)を捕集するためのGPF(ガソリン・パティキュレート・フィルタ)41bとが内蔵されている。
The
外部EGR装置50は、排気通路40と吸気通路30とを接続するEGR通路51と、EGR通路51を開閉するEGR弁53と、EGR通路51に設けられたEGRクーラ52とを有している。EGR通路51は、排気通路40における触媒コンバータ41よりも下流側の部位と、吸気通路30におけるスロットル弁32と過給機33との間の部位とを互いに接続している。EGRクーラ52は、EGR通路51を通じて排気通路40から吸気通路30に還流される排気ガスを熱交換により冷却する。
The
気筒2の幾何学的圧縮比、つまりピストン5が上死点にあるときの燃焼室6の容積とピストン5が下死点にあるときの燃焼室6の容積との比は、13以上30以下、好ましくは14以上18以下の高圧縮比に設定される。
The geometric compression ratio of the
本実施形態では、エンジン回転数が所定の回転数以下の低速領域において、混合気の一部を圧縮着火させるSPCCI燃焼が実施されるようになっており、混合気の圧縮着火が適切に実現されるように、気筒2の幾何学的圧縮比が前記のような比較的高い値とされている。
In the present embodiment, SPCCI combustion, in which part of the air-fuel mixture is subjected to compression ignition, is performed in a low-speed region where the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed. Thus, the geometric compression ratio of
SPCCI燃焼とは、SI燃焼とCI燃焼とを組み合わせた部分圧縮着火燃焼である。SI燃焼とは、点火プラグ16から発生する火花により混合気に点火し、その点火点から周囲へと燃焼領域を拡げていく火炎伝播により混合気を強制的に燃焼させる燃焼形態のことである。CI燃焼とは、ピストン5の圧縮等により十分に高温・高圧化された環境下で混合気を自着火により燃焼させる燃焼形態のことである。これらSI燃焼とCI燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼とは、混合気が自着火する寸前の環境下で行われる火花点火により燃焼室6内の混合気の一部をSI燃焼させ、このSI燃焼の後に(SI燃焼に伴うさらなる高温・高圧化により)燃焼室6内の他の混合気を自着火によりCI燃焼させる燃焼形態である。つまり、低速領域では、燃料と空気とを予め混合しておき、この混合気の一部を点火プラグ16からの点火によって強制的に燃焼させて、この燃焼による熱エネルギーによって残りの混合気を圧縮着火させる。なお、「SPCCI」は「Spark Controlled Compression Ignition」の略である。一方、本実施形態では、前記低速領域よりもエンジン回転数が高い高速領域では、一般的なSI燃焼が実施される。
SPCCI combustion is partial compression ignition combustion in which SI combustion and CI combustion are combined. SI combustion is a combustion mode in which a spark generated by the
(2)冷却装置の全体構成
図2は、エンジンの冷却装置60の全体構成を示す回路図である。同図に示すように、冷却装置60は、ウォータポンプ(W/P)61と、ラジエータ(RAD)71と、冷却水を循環させるための複数の冷却水経路62~66(メイン冷却水経路62、EGR用冷却水経路63、ATF用冷却水経路64、連絡経路65、バルブ用経路66)とを備えている。
(2) Overall Configuration of Cooling Device FIG. 2 is a circuit diagram showing the overall configuration of the
ウォータポンプ61は、冷却水を吐出するためのポンプであり、シリンダブロック3の一側面に組付けられている。ウォータポンプ61は、エンジン本体1によって回転駆動される。具体的には、ウォータポンプ61は、ベルトを介してクランク軸7と連結されており、クランク軸7によって回転駆動されて冷却水を吐出する。
The
ラジエータ71は、冷却水を冷却するための熱交換器であり、冷却水はラジエータ71を通過した際に車両の走行風等によって冷却される。
The
(メイン冷却水経路)
図2の実線矢印で示すように、メイン冷却水経路62は、ウォータポンプ61から吐出される冷却水を、シリンダブロック3に形成されたブロック側ウォータジャケット62a、シリンダヘッド4に形成された燃焼室側ウォータジャケット62b、およびラジエータ71を経由してウォータポンプ61に戻すように循環させる経路である。
(main cooling water path)
As indicated by solid arrows in FIG. 2 , the main
燃焼室側ウォータジャケット62bは、図3に示すように、シリンダヘッド4のうちの燃焼室6の近傍であって吸気ポート9および排気ポート10の各バルブシート部の周辺に形成されたウォータジャケットである。
As shown in FIG. 3, the combustion chamber
メイン冷却水経路62におけるラジエータ71とウォータポンプ61との間の位置、詳細には、図2の実線矢印で示す冷却水の流れ方向について、ラジエータ71よりも下流側で且つウォータポンプ61よりも上流側となる位置には、第1サーモスタットバルブ72が設けられている。
A position between the
第1サーモスタットバルブ72は、メイン冷却水経路62を開閉する弁本体72a(以下、TSバルブ本体72aという)であって、TSバルブ本体72aを通過する冷却水の温度が所定の開弁温度以上のときに開弁して(全開となって)冷却水の温度が開弁温度未満のときに閉弁する(全閉となる)TSバルブ本体72aを備える。第1サーモスタットバルブ72は、前記の開弁温度を変更可能な可変式のサーモスタットバルブであり、開弁温度を変更するためのサーモスタットヒータ72bを備える。サーモスタットヒータ72bは通電されることで発熱する。サーモスタットヒータ72bへの通電量が大きいほど開弁温度は低くなる。つまり、サーモスタットヒータ72bへの通電量が大きくサーモスタットヒータ72bの温度が高いときの方が、サーモスタットヒータ72bへの通電量が小さくサーモスタットヒータ72bの温度が低いときよりも、冷却水の温度がより低いタイミングでTSバルブ本体72aは開弁する。サーモスタットヒータ72bへの通電量は、後述するPCM100によって制御される。
The
冷却水の温度が前記の開弁温度以上であって第1サーモスタットバルブ72(TSバルブ本体72a)が開弁しているときは、冷却水はメイン冷却水経路62内を流通してラジエータ71によって冷却される。一方、第1サーモスタットバルブ72が閉弁しているときは、冷却水のメイン冷却水経路62内の流通は停止され、ラジエータ71による冷却水の冷却は停止される。
When the coolant temperature is equal to or higher than the valve opening temperature and the first thermostat valve 72 (
メイン冷却水経路62には、これを流通する冷却水の温度を検出する第1水温センサSN3と第2水温センサSN4とが設けられている。第1水温センサSN3は、ウォータポンプ61とシリンダブロック3との間の位置、詳細には、図2の実線矢印で示す冷却水の流れ方向についてウォータポンプ61よりも下流側で且つシリンダブロック3よりも上流側となる位置に、設けられており、この位置を通過する冷却水の温度を検出する。第2水温センサSN4は、シリンダヘッド4とラジエータ71との間の位置、詳細には、図2の実線矢印で示す冷却水の流れ方向についてシリンダヘッド4よりも下流側で且つラジエータ71よりも上流側となる位置に、設けられており、この位置を通過する冷却水の温度を検出する。以下では、適宜、第1水温センサSN3により検出された冷却水の温度をエンジン水温という。ここで、第1サーモスタットバルブ72のTSバルブ本体72aを通過する冷却水の温度は第1水温センサSN3により検出されるエンジン水温とほぼ同じであり、このエンジン水温に応じて第1サーモスタットバルブ72は開閉する。
The main
(EGR用冷却水経路)
EGR用冷却水経路63は、メイン冷却水経路62の一部をバイパスする経路である。
(EGR cooling water path)
The EGR
図2の一点鎖線矢印で示すように、EGR用冷却水経路63には、メイン冷却水経路62に含まれるブロック側ウォータジャケット62aを流通する冷却水の一部が導入される。ブロック側ウォータジャケット62aからEGR用冷却水経路63に導入された冷却水は、EGRクーラ(EGR/C)52、空調用のヒータコア74、シリンダヘッド4に形成された排気ポート側ウォータジャケット63bを経由してウォータポンプ61に戻る。
As indicated by the dashed-dotted line arrow in FIG. 2 , part of the cooling water flowing through the block-
排気ポート側ウォータジャケット63bは、図3に示すように、燃焼室側ウォータジャケット62bよりも下流側(排気ガスの流動方向における下流側)の位置で排気ポート10の周囲に形成されたウォータジャケットである。
As shown in FIG. 3, the exhaust port-
このように、本実施形態では、ブロック側ウォータジャケット62aを含むメイン冷却水経路62の一部とEGR用冷却水経路63とによって、メイン冷却水経路62とは別の経路で、ウォータポンプ61とエンジン本体1とを経由して冷却水を循環させる経路160が形成されている。本実施形態では、このブロック側ウォータジャケット62aを含むメイン冷却水経路62の一部とEGR用冷却水経路63とによって形成される冷却水の流通経路160が、請求項の「冷却水経路」に相当する。
Thus, in the present embodiment, a part of the main
EGR用冷却水経路63におけるシリンダヘッド4とウォータポンプ61との間の位置、詳細には、図2の一点鎖線矢印で示す冷却水の流れ方向について、シリンダヘッド4よりも下流側且つウォータポンプ61よりも上流側の位置に、流量制御弁(S/V)75が介設されている。
The position between the
図4は、流量制御弁75の概略断面図である。図5は、流量制御弁75の開度(図4の上側のグラフ)と、EGR用冷却水経路63内の冷却水の圧力であって後述する圧力センサSN5で検出された圧力(図4の下側のグラフ)とを示した図である。なお、図4の下側のグラフでは、冷却水の圧力の変化が模式的に示されている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
流量制御弁75は、ソレノイド式の開閉弁であって、EGR用冷却水経路63を開閉する弁本体75aと、電力の供給を受けて弁本体75aを駆動する駆動部75bとを備える。流量制御弁75は、ノーマルオープンタイプであり、駆動部75bに対する電力供給が停止されると弁本体75aは全開になる。
The
駆動部75bは、弁本体75aが所定の周波数で開閉するようにこれをデューティ駆動する。つまり、流量制御弁75は、DUTYコントロールバルブであり、図5に示すように、弁本体75aは全開と全閉とを繰り返すように駆動される。そして、1回の通電停止期間つまり弁本体75aの開弁期間T1と、1回の通電期間つまり弁本体75aの閉弁期間T2と、を合わせた期間(1周期)T、に対する1回の通電期間つまり1回の閉弁期間T2の割合であるDUTY比が変更されることで、弁本体75aを通過する冷却水の流量が変更される。流量制御弁75の駆動部75bに供給される電力は、流量制御弁75に併設されたCSV制御装置110と後述するPCM100とにより制御される。CSV制御装置110は、後述するPCM100からの指令を受けて、指令された周期および指令されたDUTY比で駆動部75bに電力を供給する。以下では、適宜、流量制御弁75の1周期Tに対する通電期間つまり閉弁期間T2の割合を単に流量制御弁75のDUTY比という。
The driving
前記のように、流量制御弁75がノーマルオープンタイプであることから、流量制御弁75のDUTY比が0%とされて駆動部75bに対する電力供給が停止されると流量制御弁75の弁本体75aは全開になる。一方、流量制御弁75のDUTY比が100%とされて駆動部75bに対して連続して電力が供給されると、弁本体75aは全閉に維持される。
As described above, since the
詳細には、駆動部75bは、電力の供給を受けて電磁力を発生させるコイル171と、コイル171で発生した電磁力により磁化される固定コア172と、固定コア172に対して接離する方向に移動可能な可動コア173と、可動コア173に連結されてこれと一体に移動するドライブピン174と、ドライブピン174の先端に取り付けられるリテーナー175と、固定コア172とリテーナー175との間に配置されるスプリング176とを有する。弁本体75aはドライブピン174と連結されており、ドライブピン174および可動コア173と一体に移動する。スプリング176は、図4の上方であって弁本体75aが開弁する方向にリテーナー175を付勢するように配設されている。コイル171に電力が供給されると、図4に示すように可動コア173が固定コア172に吸引されて弁本体75aは全閉になる。一方、コイル171への電力供給が停止されると、スプリング176の付勢力によってリテーナー175および弁本体75aは図4における上側に移動し、弁本体75aは全開となる。
Specifically, the
EGR用冷却水経路63には、これを流通する冷却水の圧力を検出する圧力センサSN5が設けられている。圧力センサSN5は、シリンダヘッド4と流量制御弁75との間の位置、詳細には、図2の一点鎖線矢印で示す冷却水の流れ方向についてシリンダヘッド4よりも下流側で且つ流量制御弁75よりも上流側となる位置に、設けられており、この位置を通過する冷却水の圧力を検出する。
The EGR
EGR用冷却水経路63は、ヒータコア74と流量制御弁75との間の位置で、連絡経路65を介してメイン冷却水経路62に接続されている。具体的には、シリンダヘッド4には、燃焼室側ウォータジャケット62bと排気ポート側ウォータジャケット63bとをつなぐ連絡経路65が形成されている。シリンダヘッド4内において、この連絡経路65によってEGR用冷却水経路63とメイン冷却水経路62とは接続されている。
The EGR
バルブ用経路66は、燃焼室側ウォータジャケット62bと、EGR用冷却水経路63のうちのヒータコア74と排気ポート側ウォータジャケット63bとの間の部分とをつなぐ経路である。燃焼室側ウォータジャケット62b内の冷却水の一部は、バルブ用経路66を通って、スロットル弁(ETB)32およびバイパス弁(ABV)39を経由してEGR用冷却水経路63に合流する。
The
(ATF用冷却水経路)
ATF用冷却水経路64は、EGR用冷却水経路63とは別に、メイン冷却水経路62の一部をバイパスする経路であり、ブロック側ウォータジャケット62aとウォータポンプ61とをつないでいる。図2中の破線矢印で示すように、ブロック側ウォータジャケット62a内の冷却水の一部は、メイン冷却水経路62から分流して、ATFウォーマ(ATF/W)76およびオイルクーラ(O/C)77を経由した後ウォータポンプ61に戻る。ATFウォーマ76は、ATF(オートマチックトランスミッションフルード)つまりトランスミッションで利用される液体を温めるための装置であり、オイルクーラ77は、エンジン本体1等に供給される潤滑油を冷却するための装置である。
(Cooling water path for ATF)
The ATF
ATF用冷却水経路64のうち、ATFウォーマ76とメイン冷却水経路62(ブロック側ウォータジャケット62a)との接続部分との間の部分には、この部分を開閉する第2サーモスタットバルブ(T/S)78が介設されている。第2サーモスタットバルブ78は、開弁温度が固定されたサーモスタットバルブである。
In the ATF
(3)制御系統
図6は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるPCM100は、エンジン等を統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
(3) Control System FIG. 6 is a block diagram showing the engine control system. A
PCM100には各種センサによる検出信号が入力される。例えば、PCM100は、前述のクランク角センサSN1、エアフローセンサSN2、第1水温センサSN3、第2水温センサSN4、圧力センサSN5と電気的に接続されている。PCM100には、これらのセンサによって検出された情報(つまりクランク角、エンジン回転数、吸気流量、エンジン水温、シリンダヘッド4の出口における冷却水の温度、冷却水の圧力)が逐次入力される。また、車両には、当該車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダルセンサSN6が設けられており、アクセルペダルセンサSN6による検出信号もPCM100に逐次入力される。
Detection signals from various sensors are input to the
PCM100は、各センサからの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。PCM100は、インジェクタ15、点火プラグ16、スロットル弁32、電磁クラッチ34、バイパス弁39、EGR弁53、ウォータポンプ61、サーモスタットヒータ72b(第1サーモスタットバルブ72)およびCSV制御装置110(流量制御弁75)等と電気的に接続されており、前記演算等の結果に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。
The
PCM100は、所定のプログラムが実行されることによって、燃焼制御部101、冷却水制御部102、および故障判定部103を機能的に具備する。PCM100は、請求項の「制御手段」に相当する。
The
(燃焼制御部)
燃焼制御部101は、燃焼室6での混合気の燃焼を制御する制御モジュールである。燃焼制御部101は、エンジン出力がドライバーの要求に応じた適切な値となるようにエンジンの各部(インジェクタ15、点火プラグ16‥‥等)を制御する。具体的には、燃焼制御部101は、アクセルペダルセンサSN6で検出されたアクセルペダルの開度とエンジン回転数等に基づいてエンジン出力の要求値である要求出力を算出し、この要求出力に基づいて燃焼室6に導入すべき空気の量および燃料の量を算出する。そして、算出した空気量と燃料量とが燃焼室6に導入されるようにスロットル弁32およびインジェクタ15を駆動する。また、燃焼制御部101は、低速領域においてSPCCI燃焼が実現され、高速領域においてSI燃焼が実現されるように、点火プラグ16の点火時期や、EGR弁53の開度等を変更する。
(combustion controller)
The
(冷却水制御部)
冷却水制御部102は、冷却装置60を制御する制御モジュールである。ここでは、冷却水制御部102により行われる第1サーモスタットバルブ72および流量制御弁75の制御について説明する。
(cooling water controller)
The cooling
冷却水制御部102は、第1サーモスタットバルブ72の開弁温度を決定して第1サーモスタットバルブ72のサーモスタットヒータ72bへの通電量を変更する。
The cooling
冷却水制御部102は、燃焼室6の壁温に応じて、第1サーモスタットバルブ72の開弁温度を、第1温度とこれよりも低い第2温度とに切り替える。具体的には、燃焼室6の壁温が所定の基準壁温未満のときは、冷却水制御部102は、第1サーモスタットバルブ72の開弁温度を第1温度に設定し、サーモスタットヒータ72bの温度がこれに対応した温度となるようにサーモスタットヒータ72bへの通電量を調整する。一方、燃焼室6の壁温が基準壁温以上のときは、冷却水制御部102は、第1サーモスタットバルブ72の開弁温度を第2温度に設定し、サーモスタットヒータ72bの温度がこれに対応した温度となるようにサーモスタットヒータ72bへの通電量を調整する。これにより、エンジン水温が第1温度未満であってエンジン本体1の暖機が完了していないときは、ラジエータ71によって冷却された冷却液がエンジン本体1に供給されるのが禁止され、エンジン本体1の暖機が促進される。これに対して、エンジン水温が第1温度以上に上昇してエンジン本体1の暖機が完了すると、ラジエータ71によって冷却された冷却液のエンジン本体1への供給が開始されて、冷却水によるエンジン本体1の冷却が開始される。ただし、燃焼室6の壁温が基準壁温以上のときは、エンジン水温が第1温度未満であっても第2温度以上であれば第1サーモスタットバルブ72は開弁され、ラジエータ71によって冷却された冷却水のエンジン本体1への供給が実施される。
The cooling
第1温度と第2温度とは予め設定されてPCM100に記憶されている。例えば、第1温度は90℃程度に設定され、第2温度は80℃程度に設定される。また、基準壁温は、SPCCI燃焼が適切に実現される温度であって、エンジン水温が120℃程度、例えば116℃となるときの燃焼室6の壁温に設定される。
The first temperature and the second temperature are preset and stored in the
第1サーモスタットバルブ72の開弁温度の切替の基準となる燃焼室6の壁温には、推定値が用いられる。冷却水制御部102は、第2水温センサSN4で検出された冷却水の温度に基づいて燃焼室6の壁温を推定する。
An estimated value is used for the wall temperature of the
冷却水制御部102は、流量制御弁75のDUTY比を決定して、流量制御弁75(弁本体75a)がこのDUTY比で開閉されるように、CSV制御装置110に指令を出す。
The cooling
エンジン水温が第1温度未満であってエンジン本体1の暖機が完了していないときは、冷却水制御部102は、流量制御弁75の開弁を禁止し、そのDUTY比を100%にして流量制御弁75を全閉に維持する。このように、本実施形態では、エンジン水温が第1温度未満のときに流量制御弁75の開弁が禁止されるようになっており、この第1温度が、請求項の「設定温度」に相当する。
When the engine water temperature is less than the first temperature and the warm-up of the
一方、エンジン水温が第1温度以上のときは、流量制御弁75の開閉が許容され、冷却水制御部102は、燃焼室6の壁温がその目標値である目標壁温となるように流量制御弁75のDUTY比を決定する。この燃焼室6の壁温にも、推定値が用いられる。目標壁温は予め設定されて冷却水制御部102に記憶されている。本実施形態では、目標温度は前記の基準壁温以下の温度に設定されている。
On the other hand, when the engine water temperature is equal to or higher than the first temperature, the
具体的には、燃焼室6の壁温が目標壁温よりも高いときは、冷却水制御部102は、流量制御弁75のDUTY比を小さくして流量制御弁75の開弁期間T1を長くする。流量制御弁75の開弁期間T1が長くなると、流量制御弁75が配設されたEGR用冷却水経路63に含まれるブロック側ウォータジャケット62aおよび排気ポート側ウォータジャケット63bを流通する冷却水の流量が多くなる。これにより、エンジン本体1の冷却が促進されて燃焼室6の壁温は低下する。一方、燃焼室6の壁温が目標壁温よりも低いときは、冷却水制御部102は、流量制御弁75のDUTY比を大きくして流量制御弁75の開弁期間T1を短くして、ブロック側ウォータジャケット62aおよび排気ポート側ウォータジャケット63bを流通する冷却水の流量を低下させる。これにより、エンジン本体1の冷却が抑制されて燃焼室6の壁温は上昇する。
Specifically, when the wall temperature of the
ここで、前記のように、第2サーモスタットバルブ78の開弁温度は固定されており、エンジンの運転状態によらず、エンジン水温が所定の温度以上になると第2サーモスタットバルブ78は開弁する。第2サーモスタットバルブ78の開弁温度は、第1温度よりも低い温度、例えば、50℃に設定されている。
Here, as described above, the valve opening temperature of the
前記の構成により、エンジン水温が第2サーモスタットバルブ78の開弁温度よりも低い状態でエンジンが始動された場合、つまり、エンジンが冷間始動された場合は、始動直後において、第1、第2サーモスタットバルブ78および流量制御弁75は全て閉弁状態に維持される。これにより、冷却水によるエンジン本体1の冷却は行われずエンジン本体1の暖機が促進される。エンジン本体1の暖機が進んでエンジン水温が第2サーモスタットバルブ78の開弁温度以上になると、第2サーモスタットバルブ78が開弁する。これにより、ATF用冷却水経路64を冷却水が流通するようになり、ブロック側ウォータジャケット62a内で昇温された冷却水がATFウォーマ76に導入されてATFが温められる。冷却水がさらに昇温して第1温度以上になると、つまり、エンジン本体1の暖機が完了すると、第2サーモスタットバルブ78が開弁する。これにより、前記のようにラジエータ71による冷却水の冷却が開始し、この冷却された冷却水によるエンジン本体1の冷却が開始される。また、冷却水が第1温度以上になると、流量制御弁75の開弁が許可されるようになり、燃焼室6の壁温が目標壁温となるように流量制御弁75が開閉される。
With the above configuration, when the engine is started with the engine water temperature lower than the valve opening temperature of the
(流量制御弁の故障判定)
故障判定部103は、流量制御弁75が故障しているか否かを判定する制御モジュールである。故障判定部103により実施される、流量制御弁75の故障判定の手順について、図7、図8のフローチャートを用いて説明する。図7は、エンジン始動後に最初に実施される故障判定(初回の故障判定)の手順を示しており、図8は、エンジン始動後で且つ初回の故障判定が終了した後に実施される故障判定の手順を示している。
(Determination of flow control valve failure)
The
まず、ステップS1にて、故障判定部103は、各センサの検出値を読み込む。故障判定部103は、クランク角センサSN1により検出されたエンジン回転数、第1水温センサSN3により検出された冷却水の温度つまりエンジン水温、圧力センサSN5で検出された冷却水の圧力等を読み込む。
First, in step S1, the
次に、ステップS2にて、故障判定部103は、流量制御弁75の駆動周波数つまり流量制御弁75の開閉周波数を第1周波数F1に設定して(流量制御弁75の開閉周期Tを1/F1に設定して)、これが実現されるようにCSV制御装置110に指令を出す。つまり、CSV制御装置110は、流量制御弁75の開閉周波数を変更できるように構成されており、故障判定部103からの指令を受けてこれを変更する。第1周波数F1は、予め設定されて故障判定部103に記憶されている。例えば、第1周波数F1は0.5Hz(1周期T1=2秒)とされる。
Next, in step S2, the
次に、ステップS3にて、故障判定部103は、基本条件が成立しているか否かを判定する。基本条件が非成立のときは、故障判定部103はステップS4以降の故障判定を行わずに処理を終了する(ステップS1に戻る)。一方、基本条件が成立しているときは、故障判定部103はステップS4に進む。本実施形態では、エンジン回転数がアイドル回転数よりも低い所定の回転数以上であってエンジンの始動が完了しており、且つ、各センサが故障していないときに基本条件が成立していると判定される。
Next, in step S3, the
ステップS4にて、故障判定部103は、流量制御弁75の初回の故障判定が未完了であるか否かを判定する。つまり、エンジンが始動されてから流量制御弁75の故障判定が1度も実施されていないか否かを判定する。
In step S4, the
ステップS4の判定がNOであって流量制御弁75の初回の故障判定が完了している場合は、図8に示すフローチャートのステップS21に進む。一方、ステップS4の判定がYESであって流量制御弁75の初回の故障判定が未完了である場合は、ステップS5に進む。
If the determination in step S4 is NO and the initial failure determination of the
ステップS5にて、故障判定部103は、エンジン水温が第1温度以上であるか否かを判定する。
In step S5, the
ステップS5の判定がNOであってエンジン水温が第1温度以上である、つまり、エンジン本体1の暖機が完了しているときは、ステップS7に進む。
If the determination in step S5 is NO and the engine water temperature is equal to or higher than the first temperature, that is, if the engine
一方、ステップS5の判定がYESであってエンジン水温が第1温度未満であってエンジン本体1の暖機が完了していないときは、ステップS6に進む。
On the other hand, if the determination in step S5 is YES, the engine water temperature is less than the first temperature, and the
ステップS6にて、故障判定部103は、流量制御弁75の開閉波数を第2周波数F2に設定する。第2周波数F2は第1周波数F1よりも高い値に設定されている。例えば、第2周波数F2は第1周波数F1の4倍の周波数に設定される。そして、故障判定部103は、流量制御弁75が第2周波数F2で駆動されるように(流量制御弁75の弁本体75aの開閉周期Tが1/F2となるように)、CSV制御装置110に指令を出す。
In step S6, the
さらに、ステップS6にて、故障判定部103は、第2周波数F2で流量制御弁75を開閉駆動させる。本実施形態では、2周期分だけ流量制御弁75を開閉させる。具体的には、前記のように、エンジン水温が第1温度未満の場合(ステップS5の判定がYESの場合)、流量制御弁75は基本的に全閉に維持されている。これに対して、ステップS6に進んだ場合は、図9の実線に示すように、流量制御弁75が全開→全閉→全開→全閉とされ、その後、再び全閉に維持される。この開閉駆動時の流量制御弁75のDUTY比は0%および100%を除いた値とされる。例えば、このDUTY比は50%とされる。ステップS6の後はステップS7に進む。
Furthermore, in step S6, the
ステップS7にて、故障判定部103は、現在のエンジン回転数が予め設定された基準回転数未満であるか否かを判定する。基準回転数は、予め設定されてPCM100に記憶されている。基準回転数は、例えば、2000rpm程度に設定される。
In step S7, the
ステップS7の判定がYESであってエンジン回転数が基準回転数未満のときは、ステップS8に進む。 When the determination in step S7 is YES and the engine speed is less than the reference speed, the process proceeds to step S8.
ステップS8にて、故障判定部103は、流量制御弁75の閉弁に伴うEGR用冷却水経路63内の冷却水の圧力の上昇量を算出して、後述するステップS10で用いる判定量に設定する。流量制御弁75が閉弁すると、冷却水は流量制御弁75により堰き止められる。このとき、EGR用冷却水経路63内の冷却水はその慣性によって流量制御弁75や配管等に衝突して、いわゆるウォータハンマー現象が生じる。これより、図5に示すように、流量制御弁75が閉弁すると(時刻t1等において)EGR用冷却水経路63内の圧力はP1からP2に急上昇する。ステップS8では、この圧力の上昇量を算出する。
In step S8, the
ここで、ステップS5の判定がYESであることに伴いステップS6が実施されたときは、このステップS6の実施によって流量制御弁75を開弁状態から閉弁状態に変更する指令が出されたとき(流量制御弁75に対する通電を0%から100%に変更する指令が出されたとき)の冷却水の圧力の上昇量を算出する。具体的には、故障判定部103は、流量制御弁75に閉弁指令が出されているタイミングで圧力センサSN5により検出された圧力から、前記閉弁指令が出される直前のタイミングで圧力センサSN5により検出された圧力を差し引いた値を、前記の圧力の上昇量として算出する。そして、この算出値を判定量に決定する。
Here, when step S6 is performed in accordance with the determination in step S5 being YES, when a command to change the
これに対して、ステップS5の判定がNOの場合にステップS8に進んだ場合は、冷却水制御部102によって流量制御弁75のDUTY比が0%から100%に変更される、あるいは、100%よりも小さく且つ0%よりも大きい値に決定されたときに、流量制御弁75の開弁状態から閉弁状態への変更(指令)が行われることになる。これより、前記決定が行われたときに、故障判定部103は、流量制御弁75の閉弁に伴う冷却水の圧力上昇量を圧力センサSN5の検出値に基づいて算出して、算出値を判定量に決定する。なお、ステップS5の判定がNOの場合にステップS8に進んだ場合、流量制御弁75が全開あるいは全閉に維持されていることがある。このときは、そのまま処理を終了する(ステップS1に戻る)。ステップS8の後はステップS10に進む。
On the other hand, if the determination in step S5 is NO and the process proceeds to step S8, the cooling
一方、ステップS7の判定がYESであってエンジン回転数が基準回転数以上のときは、ステップS9に進む。 On the other hand, when the determination in step S7 is YES and the engine speed is equal to or higher than the reference speed, the process proceeds to step S9.
ステップS9にて、故障判定部103は、流量制御弁75の開弁に伴うEGR用冷却水経路63内の冷却水の圧力の低下量を算出して、ステップS10で用いる判定量に設定する。図5に示すように、流量制御弁75が開弁すると(時刻t11等において)、冷却水の流路面積が増大することでEGR用冷却水経路63内の冷却水の圧力はP11からP1に低下する。ステップS9では、この圧力の低下量を算出する。具体的には、流量制御弁75が閉弁しているタイミングで圧力センサSN5により検出された圧力から、流量制御弁75が開弁した後のタイミング(続いて流量制御弁75が閉弁するときはこの閉弁前のタイミング)で圧力センサSN5により検出された圧力を差し引いた値を、前記の圧力の低下量として算出する。そして、この算出値を判定量に決定する。
In step S9, the
ここで、ステップS5の判定がYESであることに伴いステップS6が実施されたときは、このステップS6の実施によって流量制御弁75が閉弁状態から開弁状態に変更されたときの冷却水の圧力の低下量を算出する。
Here, when the determination in step S5 is YES and step S6 is executed, the
一方、ステップS5の判定がNOである場合にステップS9に進んだときは、冷却水制御部102によって流量制御弁75のDUTY比が100%からそれ以外の値に変更される、あるいは、100%よりも小さく且つ0%よりも大きい値に決定されたときに、流量制御弁75の閉弁状態から開弁状態への変更が行われることになる。これより、前記決定が行われたときに、故障判定部103は、流量制御弁75の開弁に伴う冷却水の圧力低下量を圧力センサSN5の検出値に基づいて算出して、算出値を判定量に決定する。なお、ステップS5の判定がNOの場合にステップS9に進んだ場合は、流量制御弁75が全開あるいは全閉に維持されていることがある。このときは、そのまま処理を終了する(ステップS1に戻る)。ステップS9の後はステップS10に進む。
On the other hand, when the determination in step S5 is NO and the process proceeds to step S9, the cooling
ステップS10にて、故障判定部103は、ステップS8あるいはステップS9で決定した判定量(圧力上昇量あるいは圧力低下量)が予め設定された判定閾値よりも大きいか否かを判定する。この判定がYESであって判定量が判定閾値よりも大きい場合は、ステップS11に進み、故障判定部103は、流量制御弁75が正常であると判定する。一方、この判定がNOであって判定量が判定閾値以下の場合は、ステップS12に進み、故障判定部103は、流量制御弁75が異常である、つまり、故障していると判定する。判定閾値は0より大きい値に予め設定されて故障判定部103に記憶されている。すなわち、前記のように、流量制御弁75が正常に開閉すれば、前記のウォータハンマー現象が生じて冷却水の圧力が上昇する、あるいは、流路面積が増大して圧力の低下が生じるが、流量制御弁75が正常に開閉しないときには、これらの変化が生じない。これより、本実施形態では、前記判定量が判定閾値以下の場合は、流量制御弁75が正常に開閉していないと判定する。
In step S10, the
なお、ステップS5にて流量制御弁75の開閉周波数が第2周波数F2に設定された場合であっても、ステップS6~S12の処理が終了してステップS1に戻ると、この開閉周波数は第1周波数F1に戻される。
Note that even if the opening/closing frequency of the
このように、本実施形態では、エンジン水温が第1温度未満のときであっても、流量制御弁75に対して開閉指令が出されて、このときの冷却水の圧力変化に基づいて、流量制御弁75の故障判定が実施される。そして、エンジン水温が第1温度未満で、且つ、初回の故障判定が未実施のときは、流量制御弁75の開閉周波数が高められる。ここで、本実施形態では、エンジン水温が第1温度未満で、且つ、初回の故障判定が未実施である、という条件が、請求項の「故障判定実施条件」に相当する。
Thus, in this embodiment, even when the engine water temperature is lower than the first temperature, the opening/closing command is issued to the
また、初回の故障判定においてエンジン回転数が基準回転数未満のときは流量制御弁75に閉弁指令が出されたときの冷却水の圧力上昇量に基づいて流量制御弁75が故障しているか否かを判定する。一方、初回の故障判定においてエンジン回転数が基準回転数以上のときは流量制御弁75に閉弁指令が出されたときの冷却水の圧力低下量に基づいて流量制御弁75が故障しているか否かを判定する。
In addition, when the engine speed is less than the reference speed in the first failure determination, it is determined whether the
次に、ステップS4の判定がNOの場合に進むステップS21以降の処理について説明する。 Next, the processing after step S21 that proceeds when the determination in step S4 is NO will be described.
ステップS21にて、故障判定部103は、ステップS6と同様に、流量制御弁75に対して閉弁指令が出されたか否かを判定する。この判定がNOであって流量制御弁75に対して閉弁指令が出されなかった場合は、そのまま処理を終了する(ステップS1に戻る)。一方、この判定がYESであって流量制御弁75に対して閉弁指令が出された場合は、ステップS22に進む。ステップS22にて、故障判定部103は、ステップS7と同様に、圧力センサSN5の検出値に基づいて、流量制御弁75の閉弁に伴うEGR用冷却水経路63内の冷却水の圧力の上昇量を算出して、判定量に設定する。ステップS22の後は、ステップS23に進む。ステップS23にて、故障判定部103は、ステップS10と同様に、判定量が判定閾値より大きいか否かを判定する。
In step S<b>21 , the
ステップS23の判定がYESであって判定量が判定閾値よりも大きい場合は、そのまま処理を終了する(ステップS1に戻る)。つまり、初回の故障判定の結果を維持する。一方、ステップS23の判定がNOであって判定量が判定閾値以下の場合は、ステップS24に進む。ステップS24では、異常カウンタをカウントアップする。異常カウンタは、ステップS23の判定がNOになると1ずつ加算されるカウンタであり、エンジンが停止すると0にリセットされる。ステップS24の後はステップS25に進む。 If the determination in step S23 is YES and the determination amount is greater than the determination threshold value, the process ends (returns to step S1). That is, the result of the initial failure determination is maintained. On the other hand, if the determination in step S23 is NO and the determination amount is equal to or less than the determination threshold, the process proceeds to step S24. In step S24, the abnormality counter is counted up. The abnormality counter is a counter that is incremented by 1 when the determination in step S23 is NO, and is reset to 0 when the engine stops. After step S24, the process proceeds to step S25.
ステップS25にて、故障判定部103は、異常カウンタが予め設定された異常判定回数より大きいか否かを判定する。ステップS25の判定がYESであって異常カウンタが異常判定回数よりも大きい場合は、故障判定部103は、ステップS26に進み、流量制御弁75が異常であると判定して処理を終了する(ステップS1に戻る)。一方、ステップS25の判定がNOであって異常カウンタが異常判定回数以下の場合は、故障判定部103は、そのまま処理を終了する(ステップS1に戻る)。なお、異常判定回数は、0より大きい値に予め設定されて故障判定部103に記憶されている。
In step S25, the
このように、初回の故障判定が終了した後は、エンジン回転数に関わらず流量制御弁75に閉弁指令が出されたときの冷却水の圧力上昇量に基づいて流量制御弁75が故障しているか否かを判定するとともに、この圧力上昇量が判定閾値以下となった回数が異常判定回数よりも大きいときに流量制御弁75が異常であると判定する。
In this way, after the initial failure determination is completed, the
(4)作用等
以上のように、本実施形態では、流量制御弁75の開閉時(開閉指令時)におけるEGR用冷却水経路63内の冷却水の圧力変化に基づいて流量制御弁75が故障しているか否かを判定している。図5に示すように、冷却水の圧力は流量制御弁75の開閉に伴って敏感に変換する。そのため、本実施形態によれば、冷却水の圧力変化に基づいて流量制御弁75が故障しているか否かを判定するように構成したことで、早期に且つ精度よくこの判定を行うことができる。
(4) Operation, etc. As described above, in the present embodiment, the
ここで、流量制御弁75が故障しているとエンジン本体1に供給される冷却水の量を適切に制御できなくなるため、エンジンの始動後の早いタイミングで流量制御弁75が故障しているか否かを判定する必要がある。一方、エンジンの始動後は、エンジン本体1を暖機する必要があるため流量制御弁75を閉弁して、EGR用冷却水経路63を介して冷却水がエンジン本体1に供給されるのを禁止するのが望ましい。
Here, if the
これに対して、本実施形態では、エンジン水温が第1温度未満のときは、流量制御弁75の初回の故障判定を行うときを除いて、流量制御弁75を全閉に維持している。そして、エンジン水温が第1温度未満であってエンジンの暖機が完了していないときの初回の故障判定時には、流量制御弁75の開閉周波数Fを第2周波数F2として、その他の時の開閉周波数F1よりも高くしつつ、流量制御弁75を開閉駆動している。つまり、エンジンの暖機途中において流量制御弁75を開閉させるが、そのときの開閉周波数を高くして流量制御弁75の開弁時間を短く抑えている。そのため、流量制御弁75の故障判定をエンジン始動後の早いタイミングで実施しつつ、エンジンの暖機を促進することができる。
On the other hand, in this embodiment, when the engine water temperature is lower than the first temperature, the
また、本実施形態では、エンジン水温が第1温度以上であってエンジンの暖機が完了したときは、流量制御弁75の開閉が許可されるようになっており、流量制御弁75の開閉によってエンジン本体1の温度を適切にすることができる。
Further, in the present embodiment, when the engine coolant temperature is equal to or higher than the first temperature and the engine has been warmed up, opening and closing of the
特に、本実施形態では、流量制御弁75のDUTY比を燃焼室6の壁温が目標壁温となるように設定して、燃焼室6の壁温が目標壁温となるように流量制御弁75を開閉させている。そのため、より確実に燃焼室6の壁温を燃焼に適した温度にすることができる。特に、SPCCI燃焼では、一部の混合気を圧縮着火させる必要があり、燃焼室6の壁温を精度よく制御することが求められる。これに対して、本実施形態によれば、燃焼室6の壁温を適切な温度に精度よく制御することができ、適切なSPCCI燃焼を実現できる。
In particular, in this embodiment, the duty ratio of the
(5)変形例
前記の実施形態では、第2水温センサSN4からの情報に基づき、燃焼室6の壁温が推定される場合について説明したが、燃焼室6の壁温を取得する構成はこれに限定されない。例えば、燃焼室6の壁温を直接検出するセンサをエンジン本体1に設けてもよい。
(5) Modification In the above embodiment, the wall temperature of the
前記実施形態中で示している第1温度、第2温度などの具体的な数値はあくまでも例示である。これらの温度は、エンジン本体1や冷却装置60の具体的な構成に応じて適宜変更可能である。
Specific numerical values such as the first temperature and the second temperature shown in the above embodiment are merely examples. These temperatures can be changed as appropriate according to the specific configurations of the
前記実施形態では、部分圧縮着火燃焼(SPCCI燃焼)が可能なエンジンに冷却装置60が適用された例について説明したが、この冷却装置60が適用されるエンジンの燃焼形態はこれに限らない。例えば、全運転領域の燃焼形態がSI燃焼となるように制御されるエンジンについても、前記の冷却装置60は適用可能である。
In the above embodiment, an example in which the
1 エンジン本体
6 燃焼室
60 冷却装置
61 ウォータポンプ
75 流量制御弁
75a 流量制御弁の弁本体
75b 流量制御弁の駆動部
100 PCM(制御手段)
160 冷却水経路
SN5 圧力センサ
160 Cooling water path SN5 Pressure sensor
Claims (4)
エンジン本体を経由して冷却水を循環させる冷却水経路と、
前記冷却水経路を開閉可能な弁本体と、当該弁本体が所定の周波数で開閉するように前記弁本体をデューティ駆動する駆動部とを備えた流量制御弁と、
前記冷却水経路を流通する冷却水の圧力を検出する圧力センサと、
前記流量制御弁を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、所定の故障判定実施条件が成立したとき、前記流量制御弁の弁本体の開閉周波数が前記故障判定実施条件の非成立時よりも高い状態で当該弁本体が開閉されるように前記駆動部を制御するとともに、当該弁本体の開閉時の前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁が故障しているか否かを判定する、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 An engine cooling device,
a cooling water path for circulating cooling water through the engine body;
a flow control valve comprising: a valve body capable of opening and closing the cooling water path; and a driving section duty-driving the valve body so that the valve body opens and closes at a predetermined frequency;
a pressure sensor that detects the pressure of cooling water flowing through the cooling water path;
and a control means for controlling the flow control valve,
The control means controls the opening/closing frequency of the valve body of the flow control valve so that, when a predetermined failure determination condition is satisfied, the valve body is opened and closed in a state in which the switching frequency is higher than when the failure determination condition is not satisfied. An engine cooling device, comprising: controlling the drive unit, and determining whether or not the flow control valve is out of order based on the value detected by the pressure sensor when the valve body is opened or closed.
前記制御手段は、
前記冷却水の温度が所定の設定温度以上のときは前記弁本体の開弁を許可し、
前記冷却水の温度が前記設定温度未満のときは前記故障判定実施条件の成立時にのみ前記弁本体の開閉を許可する、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 In the engine cooling device according to claim 1,
The control means is
allowing the valve body to open when the temperature of the cooling water is equal to or higher than a predetermined set temperature;
An engine cooling system according to claim 1, wherein when the temperature of the cooling water is lower than the set temperature, opening and closing of the valve body is permitted only when the failure determination execution condition is satisfied.
前記制御手段は、前記冷却水の温度が前記設定温度未満で且つエンジンが始動されてから前記流量制御弁が故障しているか否かの判定が一度も実施されていないときに、前記故障判定実施条件が成立したと判定する、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 In the engine cooling device according to claim 2,
The control means performs the failure determination when the temperature of the cooling water is less than the set temperature and determination whether the flow control valve has failed has not been performed once since the engine was started. An engine cooling device, characterized in that it determines that a condition is established.
前記制御手段は、前記冷却水の温度が前記設定温度以上の場合、エンジン本体に形成された燃焼室の壁温が予め設定された目標温度となるように前記弁本体を開閉させる、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 In the engine cooling device according to claim 2 or 3,
When the temperature of the cooling water is equal to or higher than the set temperature, the control means opens and closes the valve body so that the wall temperature of a combustion chamber formed in the engine body reaches a preset target temperature. engine cooling system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019080776A JP7192173B2 (en) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | engine cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019080776A JP7192173B2 (en) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | engine cooling system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020176580A JP2020176580A (en) | 2020-10-29 |
JP7192173B2 true JP7192173B2 (en) | 2022-12-20 |
Family
ID=72936133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019080776A Active JP7192173B2 (en) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | engine cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7192173B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110224883A1 (en) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | GM Global Technology Operations LLC | Method to diagnose a failure of an opcj valve of an internal combustion engine |
JP2015110919A (en) | 2013-12-06 | 2015-06-18 | マツダ株式会社 | Engine cooling device and cooling method |
JP2015183586A (en) | 2014-03-24 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cooling system |
US20180073423A1 (en) | 2016-09-13 | 2018-03-15 | Caterpillar Inc. | Method and system for detecting thermostat failure in an engine cooling system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3811242B2 (en) * | 1997-02-12 | 2006-08-16 | 日本サーモスタット株式会社 | On-off valve self-diagnosis device |
JP2015081566A (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | Cooling device for internal combustion engine |
-
2019
- 2019-04-22 JP JP2019080776A patent/JP7192173B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110224883A1 (en) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | GM Global Technology Operations LLC | Method to diagnose a failure of an opcj valve of an internal combustion engine |
JP2015110919A (en) | 2013-12-06 | 2015-06-18 | マツダ株式会社 | Engine cooling device and cooling method |
JP2015183586A (en) | 2014-03-24 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cooling system |
US20180073423A1 (en) | 2016-09-13 | 2018-03-15 | Caterpillar Inc. | Method and system for detecting thermostat failure in an engine cooling system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020176580A (en) | 2020-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3803220B2 (en) | Engine system control device with electromagnetically driven intake and exhaust valves | |
US6789512B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine, and motor vehicle | |
RU2704376C2 (en) | Gasoline particle filter temperature control | |
JP7192172B2 (en) | engine cooling system | |
US7290521B2 (en) | Control system for compression-ignition engine | |
US8539932B2 (en) | Systems and methods for heating intake air during cold HCCI operation | |
WO2010143265A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
RU2577675C2 (en) | Control over exhaust gas recirculation system (egr) | |
US20070028600A1 (en) | Control system for compression-ignition engine | |
KR101910784B1 (en) | Control method and apparatus for direct injection internal combustion engine | |
JP5109752B2 (en) | Automatic stop device for diesel engine | |
JP2004308618A (en) | Internal combustion engine equipped with compression ratio change mechanism and method for controlling internal combustion engine | |
EP3176399A1 (en) | Gdci engine with accelerated oil warm-up | |
JP7192173B2 (en) | engine cooling system | |
JP7230664B2 (en) | engine cooling system | |
JP7196639B2 (en) | engine cooling system | |
JPWO2019142226A1 (en) | Internal combustion engine control method and internal combustion engine control device | |
JP2020176581A (en) | Engine control device | |
JP2012072669A (en) | Internal combustion engine control system | |
JP6455584B1 (en) | Engine control device | |
JP2010168924A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2007040235A (en) | Controller for compression ignition internal combustion engine | |
JP6911634B2 (en) | Internal combustion engine cooling control device | |
JP5949176B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2022165103A (en) | Engine control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220928 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221013 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221017 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7192173 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |