JP7420044B2 - Internal combustion engine cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に設けられた冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system installed in an internal combustion engine.
内燃機関は、数多くの部品からなり、より一層の省スペース化及び部品点数の低減が望まれている。そこで、内燃機関のより一層の省スペース化及び部品点数の低減が可能な技術が開示されている。例えば、特許文献1には、次の様な内燃機関の冷却装置が開示されている。特許文献1に記載の内燃機関は、圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)であり、排気ガスのエネルギーを用いて過給する過給機(いわゆるターボチャージャ)と、吸気経路に設けられた吸気を冷却するインタークーラと、排気経路に設けられた燃料添加弁と、排気経路に設けられた尿素水添加弁と、を備えている。 An internal combustion engine consists of many parts, and it is desired to further save space and reduce the number of parts. Therefore, techniques have been disclosed that can further save space and reduce the number of parts in an internal combustion engine. For example, Patent Document 1 discloses the following cooling device for an internal combustion engine. The internal combustion engine described in Patent Document 1 is a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine), and includes a supercharger (so-called turbocharger) that supercharges using the energy of exhaust gas, and an intake air passage provided in the intake path. The engine includes an intercooler that cools the engine, a fuel addition valve provided in the exhaust path, and a urea water addition valve provided in the exhaust path.
ここで、燃料添加弁は、排気経路に設けられた粒子状物質除去フィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)内に堆積した粒子状物質(PM:Particulate Matter)を燃焼焼却させるために燃料を排気管内の排気ガス中に噴射する。燃焼焼却とは、噴射された燃料が排気ガス中で燃焼して、排気ガスの温度が上昇するとともに、粒子状物質除去フィルタ内に堆積した粒子状物質が燃焼することである。また、尿素水添加弁は、排気経路に設けられた選択還元触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)で窒素酸化物(NOx)を浄化するために排気管内に尿素水を噴射する。 Here, the fuel addition valve supplies fuel to the exhaust pipe in order to burn and incinerate particulate matter (PM) accumulated in a particulate matter removal filter (DPF) installed in the exhaust route. Inject into exhaust gas. Combustion and incineration means that the injected fuel burns in the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas rises, and the particulate matter deposited in the particulate matter removal filter burns. Furthermore, the urea water addition valve injects urea water into the exhaust pipe in order to purify nitrogen oxides (NOx) using a selective catalytic reduction (SCR) catalyst provided in the exhaust path.
特許文献1に記載の冷却装置は、上記のインタークーラと、燃料添加弁と、尿素水添加弁との3つを冷却水で冷却する。冷却装置は、内燃機関の冷却水を冷却するラジエータとは別途に設けられた、冷却装置専用のラジエータと、冷却装置専用のラジエータで冷却された冷却水を圧送する1つの電動ウオーターポンプと、冷却回路とを備えている。冷却回路は、ラジエータおよび電動ウオーターポンプが設けられた冷却水圧送通路に、インタークーラが設けられたインタークーラ冷却用通路と、燃料添加弁および尿素水添加弁が直列に設けられた添加弁冷却用通路と、が並列につながれている。冷却回路において、ラジエータで冷却された冷却水を電動ウオーターポンプ圧送すると、冷却水は、インタークーラが設けられたインタークーラ冷却用通路と、燃料添加弁及び尿素水添加弁が設けられた添加弁冷却用通路とに流れる。これにより、インタークーラ、燃料添加弁、尿素水添加弁の全てに、インタークーラにより冷却された冷却水が圧送される。 The cooling device described in Patent Document 1 uses cooling water to cool three of the intercooler, the fuel addition valve, and the urea water addition valve. The cooling system consists of a radiator dedicated to the cooling system that is separate from the radiator that cools the cooling water of the internal combustion engine, an electric water pump that pumps the cooling water cooled by the radiator dedicated to the cooling system, and a cooling system. It is equipped with a circuit. The cooling circuit consists of a cooling water pressure feeding passage in which a radiator and an electric water pump are installed, an intercooler cooling passage in which an intercooler is installed, and an addition valve cooling passage in which a fuel addition valve and a urea water addition valve are installed in series. The passages and are connected in parallel. In the cooling circuit, when the cooling water cooled by the radiator is pumped by the electric water pump, the cooling water is passed through the intercooler cooling passage where the intercooler is installed, and the addition valve cooling where the fuel addition valve and urea water addition valve are installed. It flows into the passageway. As a result, the cooling water cooled by the intercooler is pumped to all of the intercooler, fuel addition valve, and urea water addition valve.
ここで、燃料添加弁と、尿素水添加弁と、インタークーラとの3つに対して、それぞれ専用の電動ウオーターポンプを設ける代わりに、1つの電動ウオーターポンプで兼用しており、2つの電動ウオーターポンプが省かれている。これにより、特許文献1に記載の内燃機関の冷却装置は、より一層の省スペース化及び部品点数の低減されており、ひいては内燃機関のより一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができる。 Here, instead of providing dedicated electric water pumps for each of the three, the fuel addition valve, urea water addition valve, and intercooler, one electric water pump is used for both, and two electric water pumps are used. The pump has been omitted. As a result, the cooling device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 can further save space and reduce the number of parts, and in turn, it is possible to further save space and reduce the number of parts for the internal combustion engine. can.
ところで、上述した様に、燃料添加弁を用いて、燃焼焼却すると、燃料添加弁から噴射された燃料が排気ガス中で燃焼して排気ガスの温度が上昇して高温になるとともに、高温の排気ガスにより燃料添加弁が加熱される。そして、吸気が十分冷えており、吸気を冷却するインタークーラに冷却水を圧送する必要がないときに、燃焼焼却が行われて、燃料添加弁を冷却する必要がある場合がある。この様な、インタークーラに冷却水を圧送する必要がないにも関わらず、燃料添加弁を冷却するために燃料添加弁に冷却水を圧送する必要がある場合には、特許文献1に記載の冷却装置が、燃料添加弁を冷却するために電動ウオーターポンプで冷却水を圧送すると、燃料添加弁だけでなく、インタークーラにも冷却水が圧送されてしまい、インタークーラで吸気を過度に冷却するおそれがある。 By the way, as mentioned above, when the fuel addition valve is used for combustion and incineration, the fuel injected from the fuel addition valve burns in the exhaust gas and the temperature of the exhaust gas rises to a high temperature. The gas heats the fuel addition valve. Then, when the intake air is sufficiently cool and there is no need to pump cooling water to the intercooler that cools the intake air, combustion incineration may be performed and the fuel addition valve may need to be cooled. In this case, even though there is no need to forcefully feed cooling water to the intercooler, there is a need to forcefully feed cooling water to the fuel addition valve in order to cool the fuel addition valve, as described in Patent Document 1. When the cooling system uses an electric water pump to pump cooling water to cool the fuel addition valve, the cooling water is pumped not only to the fuel addition valve but also to the intercooler, causing the intercooler to excessively cool the intake air. There is a risk.
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、より一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができるとともに、インタークーラにクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラで吸気を過度に冷却することを抑制しつつ、添加弁を冷却できる冷却システムを提供することを課題とする。 The present invention has been devised in view of the above points, and it is possible to further save space and reduce the number of parts, and also to reduce the need for pumping coolant to the intercooler. An object of the present invention is to provide a cooling system that can cool an addition valve while suppressing excessive cooling of intake air by a cooler.
上記課題を解決するため、第1の発明は、吸気を過給する過給機を有する内燃機関の吸気経路に設けられたインタークーラと、前記内燃機関内を流れる内燃機関用クーラントを冷却する内燃機関用ラジエータとは別体とされて前記インタークーラ内を流れるクーラントを冷却するインタークーラ用ラジエータと、前記クーラントを循環させる電動ポンプと、前記電動ポンプを制御する制御装置と、を備えた内燃機関の冷却システムであって、前記内燃機関の排気経路には、排気ガスを浄化するために排気ガス中に添加剤を噴射する添加弁が設けられており、前記電動ポンプは、前記インタークーラ用ラジエータと、前記インタークーラ及び前記添加弁と、の間で、前記クーラントを循環させること及び前記クーラントの循環を停止することが可能であり、前記制御装置は、前記添加弁に関連する温度である添加弁関連温度を推定または測定する添加弁温度検出部と、前記添加弁関連温度に基づいて、前記添加弁の冷却の必要の有無を判定する添加弁冷却要求判定部と、前記電動ポンプを制御する電動ポンプ制御部と、を有し、添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、規定量の前記クーラントを前記電動ポンプに圧送させる、内燃機関の冷却システムである。 In order to solve the above problems, a first invention provides an intercooler provided in an intake path of an internal combustion engine having a supercharger that supercharges intake air, and an internal combustion engine that cools an internal combustion engine coolant flowing inside the internal combustion engine. An internal combustion engine comprising: an intercooler radiator that is separate from an engine radiator and cools coolant flowing in the intercooler; an electric pump that circulates the coolant; and a control device that controls the electric pump. In the cooling system, the exhaust path of the internal combustion engine is provided with an additive valve that injects an additive into the exhaust gas in order to purify the exhaust gas, and the electric pump is connected to the intercooler radiator. and the intercooler and the addition valve, the controller is capable of circulating the coolant and stopping circulation of the coolant between the intercooler and the addition valve; an addition valve temperature detection unit that estimates or measures a valve-related temperature; an addition valve cooling request determination unit that determines whether cooling of the addition valve is necessary based on the addition valve-related temperature; and a control unit that controls the electric pump. an electric pump control section, and when the addition valve cooling request determination section determines that there is a need to cool the addition valve, the electric pump control section supplies a specified amount of the coolant to the electric pump. This is a cooling system for internal combustion engines.
次に、第2の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の冷却システムであって、前記制御装置は、前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁関連温度が所定の温度である冷却開始温度を超えている場合に、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定する、内燃機関の冷却システムである。 Next, a second invention is the cooling system for an internal combustion engine according to the first invention, wherein the control device determines that the addition valve-related temperature is a predetermined temperature in the addition valve cooling request determination section. This cooling system for an internal combustion engine determines that the addition valve needs to be cooled when the temperature exceeds a certain cooling start temperature.
次に、第3の発明は、上記第1の発明または第2の発明に係る内燃機関の冷却システムであって、前記添加弁は、添加弁ホルダに収容されており、前記添加弁ホルダ内には、循環された前記クーラントが充填されており、前記制御装置は、前記添加弁温度検出部にて、前記添加弁ホルダにおける前記クーラントの流出口であるクーラント流出口の近傍の前記クーラントの温度を、前記添加弁関連温度として推定または測定する、内燃機関の冷却システムである。 Next, a third invention is the cooling system for an internal combustion engine according to the first invention or the second invention, wherein the addition valve is housed in an addition valve holder, and the addition valve is housed in an addition valve holder. is filled with the circulated coolant, and the control device measures the temperature of the coolant in the vicinity of the coolant outlet, which is the outlet of the coolant in the addition valve holder, using the addition valve temperature detection section. , the cooling system of the internal combustion engine, estimating or measuring the addition valve related temperature.
次に、第4の発明は、上記第3の発明に係る内燃機関の冷却システムであって、前記制御装置は、前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁ホルダ内の前記クーラントを全量交換することができる前記規定量の前記クーラントを前記電動ポンプに圧送させる、内燃機関の冷却システムである。 Next, a fourth invention is the cooling system for an internal combustion engine according to the third invention, wherein the control device determines, in the addition valve cooling request determination section, that there is a need to cool the addition valve. If the determination is made, the electric pump control unit causes the electric pump to force-feed the prescribed amount of the coolant that can replace the entire amount of the coolant in the addition valve holder.
次に、第5の発明は、上記第3の発明または第4の発明に係る内燃機関の冷却システムであって、前記制御装置は、前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、前記規定量に対応する前記電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御する、内燃機関の冷却システムである。 Next, a fifth invention is the cooling system for an internal combustion engine according to the third invention or the fourth invention, wherein the control device cools the addition valve in the addition valve cooling request determination section. If it is determined that there is a need for It is a cooling system for internal combustion engines that controls the
次に、第6の発明は、上記第5の発明に係る内燃機関の冷却システムであって、前記制御装置は、前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁ホルダにおける前記クーラントの流入口であるクーラント流入口の近傍の前記クーラントの動粘度に基づいて前記駆動時間を補正する、内燃機関の冷却システムである。 Next, a sixth invention is the cooling system for an internal combustion engine according to the fifth invention, wherein the control device is an inlet for the coolant in the addition valve holder in the electric pump control section. The cooling system for an internal combustion engine corrects the drive time based on the kinematic viscosity of the coolant near a coolant inlet.
次に、第7の発明は、上記第6の発明に係る内燃機関の冷却システムであって、前記制御装置は、前記添加弁ホルダにおける前記クーラント流入口の近傍の前記クーラントの温度である流入クーラント温度を推定または測定する流入クーラント温度検出部を有し、前記制御装置には、前記クーラント流入口から流入する前記クーラントの動粘度に関連する前記流入クーラント温度に応じた前記駆動時間が設定された流入クーラント温度・駆動時間特性が前記吐出流量に対応づけられて記憶されており、前記制御装置は、前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、前記吐出流量を求め、求めた前記吐出流量と、前記流入クーラント温度と、前記流入クーラント温度・駆動時間特性とに基づいて前記駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御する、内燃機関の冷却システムである。 Next, a seventh invention is the cooling system for an internal combustion engine according to the sixth invention, wherein the control device controls an inflow coolant whose temperature is the temperature of the coolant near the coolant inlet in the addition valve holder. It has an inflow coolant temperature detection unit that estimates or measures temperature, and the control device has the drive time set in accordance with the inflow coolant temperature related to the kinematic viscosity of the coolant flowing in from the coolant inlet. Inflow coolant temperature/driving time characteristics are stored in association with the discharge flow rate, and the control device determines that there is a need to cool the addition valve in the addition valve cooling request determination section, The electric pump control unit determines the discharge flow rate, determines the driving time based on the determined discharge flow rate, the inflow coolant temperature, and the inflow coolant temperature/driving time characteristic, and calculates the determined discharge flow rate. and a cooling system for an internal combustion engine that controls the electric pump based on the driving time.
次に、第8の発明は、上記第5の発明~第7の発明のいずれか1つに係る内燃機関の冷却システムであって、前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記インタークーラの冷却の必要の有無を判定するインタークーラ冷却要求判定部を有し、前記添加弁冷却要求判定部及び前記インタークーラ冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要と前記インタークーラの冷却の必要との双方が無いとの判定の場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記電動ポンプの動作を停止させ、前記添加弁の冷却の必要が無くかつ前記インタークーラの冷却の必要が有るとの判定の場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記インタークーラに対する前記電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御し、前記添加弁の冷却の必要が有りかつ前記インタークーラの冷却の必要が無いとの判定の場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁に対する前記電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御し、前記添加弁の冷却の必要と前記インタークーラの冷却の必要との双方が有るとの判定の場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁に対する前記電動ポンプの前記吐出流量と前記駆動時間と、前記インタークーラに対する前記電動ポンプの前記吐出流量と前記駆動時間と、を求め、前記電動ポンプから吐出される前記クーラントの量が多くなる側の前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御する、内燃機関の冷却システムである。 Next, an eighth invention is the cooling system for an internal combustion engine according to any one of the fifth to seventh inventions, wherein the control device, based on the operating state of the internal combustion engine, The intercooler cooling request determination section determines whether cooling of the intercooler is necessary, and the addition valve cooling request determination section and the intercooler cooling request determination section determine whether cooling of the addition valve is necessary and the intercooler cooling requirement determination section. If it is determined that there is no need to cool the cooler, the electric pump control section stops the operation of the electric pump, and if there is no need to cool the addition valve and there is no need to cool the intercooler. If it is determined that it is necessary, the electric pump control unit determines the discharge flow rate and drive time of the electric pump with respect to the intercooler, and controls the electric pump based on the determined discharge flow rate and drive time. If it is determined that there is a need to cool the addition valve and there is no need to cool the intercooler, the electric pump control section controls the discharge flow rate and drive time of the electric pump for the addition valve. is determined, and the electric pump is controlled based on the determined discharge flow rate and the drive time, and if it is determined that there is a need to cool both the addition valve and the intercooler, The electric pump control unit determines the discharge flow rate and drive time of the electric pump to the addition valve, and the discharge flow rate and drive time of the electric pump to the intercooler, and calculates the discharge flow rate and drive time of the electric pump to the intercooler. The cooling system for an internal combustion engine controls the electric pump based on the discharge flow rate and the drive time on the side where the amount of the coolant increases.
第1の発明によれば、電動ポンプがクーラントを圧送すると、インタークーラ用ラジエータで冷却されたクーラントが、インタークーラおよび添加弁の両方に圧送され、1つの電動ポンプがインタークーラおよび添加弁にクーラントを圧送する。この様に、冷却システムは、クーラントを圧送するための、インタークーラ用の電動ポンプと、添加弁用の電動ポンプとを1つ電動ポンプで兼用している。これにより、冷却システムのより一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができ、ひいては内燃機関のより一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができる。 According to the first invention, when the electric pump pumps the coolant, the coolant cooled by the intercooler radiator is pumped to both the intercooler and the addition valve, and one electric pump pumps the coolant to the intercooler and the addition valve. to be pumped. In this way, in the cooling system, one electric pump serves as both an electric pump for the intercooler and an electric pump for the addition valve, both of which are used to pump the coolant. Thereby, it is possible to further save space and reduce the number of parts of the cooling system, and in turn, it is possible to further save space and reduce the number of parts of the internal combustion engine.
制御装置は、添加弁を冷却するために電動ポンプにクーラントを圧送させるのは、添加弁冷却要求判定部にて、添加弁関連温度に基づいて、添加弁の冷却の必要があると判定したときに行う。このため、インタークーラで吸気を冷却する必要がない場合においても、電動ポンプからクーラントを圧送させるのは、添加弁冷却要求判定部にて添加弁の冷却の必要があると判定したときであればよく、電動ポンプからクーラントを圧送させるのは常時ではない。これにより、インタークーラにクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラで吸気を過度に冷却することを抑制できる。従って、冷却システムは、より一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができるとともに、インタークーラにクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラで吸気を過度に冷却することを抑制しつつ、添加弁を冷却できる。 The control device forces the electric pump to pump coolant to cool the addition valve when the addition valve cooling request determination unit determines that the addition valve needs to be cooled based on the temperature related to the addition valve. to be done. Therefore, even if there is no need to cool the intake air with the intercooler, coolant is forced to be pumped from the electric pump only when the addition valve cooling request determination section determines that cooling the addition valve is necessary. Often, it is not always necessary to force coolant through an electric pump. Thereby, when there is no need to force-feed coolant to the intercooler, excessive cooling of intake air by the intercooler can be suppressed. Therefore, the cooling system can further save space and reduce the number of parts, and also prevents the intercooler from excessively cooling the intake air when there is no need to pump coolant to the intercooler. At the same time, the addition valve can be cooled.
第2の発明によれば、制御装置は、添加弁冷却要求判定部にて、添加弁関連温度が所定の温度である冷却開始温度を超えているか否かを判定するだけで、判定添加弁の冷却の必要の有無の判定をすることができる。従って、制御装置は、添加弁の冷却の必要の有無を容易に判定できる。 According to the second invention, the control device only determines whether the addition valve-related temperature exceeds the cooling start temperature which is a predetermined temperature in the addition valve cooling request determination section, and It is possible to determine whether cooling is necessary. Therefore, the control device can easily determine whether or not cooling of the addition valve is necessary.
第3の発明によれば、添加弁を収容する添加弁ホルダ内にてクーラントは添加弁の熱により加熱されるため、添加弁ホルダのクーラント流出口の近傍のクーラントの温度を推定または測定した温度である添加弁関連温度は、添加弁の温度に応じて変化しやすい。そして、制御装置は、添加弁の冷却の必要の有無の判定を、添加弁の温度に応じて変化しやすい添加弁関連温度に基づいて行う。従って、制御装置は、添加弁の冷却の必要の有無の判定を、より正確に行うことができる。 According to the third invention, since the coolant is heated by the heat of the addition valve in the addition valve holder that accommodates the addition valve, the temperature of the coolant near the coolant outlet of the addition valve holder is estimated or measured. The addition valve-related temperature, which is , tends to change depending on the temperature of the addition valve. Then, the control device determines whether cooling of the addition valve is necessary or not based on the addition valve-related temperature, which tends to change depending on the temperature of the addition valve. Therefore, the control device can more accurately determine whether cooling of the addition valve is necessary.
第4の発明によれば、制御装置は、添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、電動ポンプ制御部にて、添加弁ホルダ内のクーラントを全量交換することができる規定量のクーラントを電動ポンプに圧送させる。これにより、添加弁ホルダ内のクーラントが全量交換されるため、添加弁ホルダ内のクーラントがより確実に冷却される。ひいては、冷却システムは、添加弁を冷却する必要のあるときに、添加弁を確実に冷却できる。 According to the fourth invention, when the control device determines that there is a need to cool the addition valve, the electric pump control unit supplies a specified amount of coolant that allows the entire amount of coolant in the addition valve holder to be replaced. It is pumped by an electric pump. As a result, the entire amount of coolant in the addition valve holder is replaced, so that the coolant in the addition valve holder is cooled more reliably. In turn, the cooling system can ensure that the addition valve is cooled when it needs to be cooled.
第5の発明によれば、制御装置は、添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、電動ポンプ制御部にて、規定量に対応する電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め、求めた吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプを制御する。また、電動ポンプからインタークーラに圧送されるクーラントの流量は、電動ポンプの吐出流量によって定まる。そして、電動ポンプの吐出流量が多い程、電動ポンプからインタークーラに圧送されるクーラントの流量も多くなる。ここで、制御装置は、電動ポンプの吐出流量を適宜設定できる。これにより、制御装置は、インタークーラにクーラントを圧送する必要がない場合であり、かつ、添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合に、添加弁を冷却するための電動ポンプの吐出流量を、インタークーラで吸気を過度に冷却しない程度の量に調整することが容易となる。この様に吐出流量を調整できることで、冷却システムは、インタークーラにクーラントを圧送する必要がない場合であり、かつ、添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合に、インタークーラで吸気を過度に冷却することを抑制しつつ、添加弁を冷却することが容易となる。 According to the fifth invention, when the control device determines that there is a need to cool the addition valve, the electric pump control section determines the discharge flow rate and drive time of the electric pump corresponding to the specified amount; The electric pump is controlled based on the discharge flow rate and driving time. Further, the flow rate of the coolant pumped from the electric pump to the intercooler is determined by the discharge flow rate of the electric pump. As the discharge flow rate of the electric pump increases, the flow rate of the coolant pumped from the electric pump to the intercooler also increases. Here, the control device can appropriately set the discharge flow rate of the electric pump. This allows the control device to control the discharge flow rate of the electric pump for cooling the addition valve when there is no need to forcefully feed coolant to the intercooler and when it is determined that there is a need to cool the addition valve. , it becomes easy to adjust the amount of intake air to a level that does not excessively cool the intake air using the intercooler. By being able to adjust the discharge flow rate in this way, the cooling system can use the intercooler to overflow the intake air when there is no need to pump coolant to the intercooler, and when it determines that there is a need to cool the addition valve. It becomes easy to cool the addition valve while suppressing the cooling.
第6の発明によれば、制御装置は、電動ポンプ制御部にて、添加弁ホルダにおけるクーラントの流入口であるクーラント流入口の近傍のクーラントの動粘度に基づいて駆動時間を補正する。ここで、クーラントの動粘度が高い程、クーラントは流れにくくなる。そして、添加弁ホルダのクーラント流入口の近傍のクーラントの動粘度は、添加弁ホルダに流入するクーラントの動粘度であるため、この動粘度が高い程、添加弁ホルダにクーラントが流入しにくくなる。制御装置は、添加弁ホルダのクーラント流入口の近傍のクーラントの動粘度に基づいて駆動時間を補正することにより、添加弁の冷却に必要な量のクーラントをより正確に添加弁ホルダに圧送できる。従って、冷却システムは、添加弁をより確実に冷却できる。 According to the sixth invention, the control device corrects the driving time based on the kinematic viscosity of the coolant in the vicinity of the coolant inlet, which is the coolant inlet in the addition valve holder, in the electric pump control section. Here, the higher the kinematic viscosity of the coolant, the more difficult the coolant is to flow. Since the kinematic viscosity of the coolant near the coolant inlet of the addition valve holder is the kinematic viscosity of the coolant flowing into the addition valve holder, the higher the kinematic viscosity, the more difficult it becomes for the coolant to flow into the addition valve holder. By correcting the driving time based on the kinematic viscosity of the coolant near the coolant inlet of the addition valve holder, the control device can more accurately force feed the amount of coolant necessary for cooling the addition valve to the addition valve holder. Therefore, the cooling system can cool the addition valve more reliably.
第7の発明によれば、制御装置には、流入クーラント温度・駆動時間特性が吐出流量に対応づけられて記憶されている。制御装置は、流入クーラント温度・駆動時間特性を読み出して、読み出した流入クーラント温度・駆動時間特性から容易に駆動時間を求めることができる。また、流入クーラント温度・駆動時間特性は、クーラントの動粘度に関連する流入クーラント温度に応じた、添加弁に対する駆動時間が設定されており、流入クーラント温度・駆動時間特性から求めた添加弁に対する駆動時間は、動粘度に基づいて補正されている。従って、制御装置は、添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合に、動粘度に基づいて補正された添加弁に対する駆動時間を容易かつ迅速に算出できる。 According to the seventh invention, the inflow coolant temperature/driving time characteristics are stored in the control device in association with the discharge flow rate. The control device can read out the inflow coolant temperature/driving time characteristics and easily determine the driving time from the read inflow coolant temperature/driving time characteristics. In addition, the inflow coolant temperature and driving time characteristics are such that the driving time for the addition valve is set according to the inflow coolant temperature related to the kinematic viscosity of the coolant, and the driving time for the addition valve is determined from the inflow coolant temperature and driving time characteristics. Times have been corrected based on kinematic viscosity. Therefore, when the control device determines that there is a need to cool the addition valve, it can easily and quickly calculate the drive time for the addition valve corrected based on the kinematic viscosity.
第8の発明によれば、制御装置は、インタークーラを冷却するために必要な電動ポンプのインタークーラに対する吐出流量と、添加弁を冷却するために必要な電動ポンプの添加弁に対する吐出流量と、のうち大きな吐出流量の側に基づいて電動ポンプを制御するため、インタークーラおよび添加弁を確実に冷却できる。また、インタークーラの冷却の必要が無い場合において、電動ポンプからクーラントを圧送させる(吐出させる)のは、添加弁の冷却の必要があると判定した場合に行うが、添加弁の冷却の必要が無いと判定した場合には行わない。この様に、インタークーラの冷却の必要が無い場合において、添加弁を冷却する必要があるときにだけ、電動ポンプからクーラントを圧送させる(吐出させる)。これにより、インタークーラにクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラで吸気を過度に冷却することを確実に抑制できる。 According to the eighth invention, the control device includes a discharge flow rate of the electric pump to the intercooler necessary for cooling the intercooler, a discharge flow rate of the electric pump to the addition valve necessary for cooling the addition valve, Since the electric pump is controlled based on the side with a larger discharge flow rate, the intercooler and addition valve can be reliably cooled. In addition, when there is no need to cool the intercooler, the electric pump pumps (discharges) coolant when it is determined that the addition valve needs to be cooled. If it is determined that there is no such thing, it is not performed. In this way, when there is no need to cool the intercooler, coolant is forced to be fed (discharged) from the electric pump only when it is necessary to cool the addition valve. Thereby, when there is no need to force-feed coolant to the intercooler, excessive cooling of intake air by the intercooler can be reliably suppressed.
●[内燃機関システム1の構成(図1~図2)]
以下、本発明に係る実施形態の内燃機関10の冷却システム70について、図面を参照しながら説明する。内燃機関10は、ディーゼルエンジンである。以下、図1を用いて、冷却システム70を備えた内燃機関システム1の構成等について、吸気側から排気側へと順に説明する。
● [Configuration of internal combustion engine system 1 (Figures 1 and 2)]
Hereinafter, a
吸気管11Aには、吸気流量検出装置21が設けられており、過給機22のコンプレッサ22Bに接続されている。吸気流量検出装置21は、内燃機関10が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また吸気流量検出装置21には、吸気温度検出装置21A(例えば、吸気温度センサ)等が設けられている。吸気温度検出装置21Aは、吸気流量検出装置21を通過する吸気の温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
The
過給機22のコンプレッサ22Bには、吸気管11A、11Bが接続されている。コンプレッサ22Bは、排気によって回転駆動されるタービン22Aによって回転駆動され、吸気管11Aから流入された吸気を、吸気管11Bへと圧送する(吸気を圧縮して吐出する)。
A
吸気管11Bは、コンプレッサ22Bと吸気マニホルド11Cに接続されており、コンプレッサ22Bから圧送された吸気を吸気マニホルド11Cへと導く。吸気マニホルド11Cへと導かれた吸気は、内燃機関10の各シリンダに吸引されて、インジェクタ14A~14Dから噴射された燃料とともに燃焼に使用される。
The
吸気管11Bには、吸気を冷却するインタークーラ71と、インタークーラ71よりも下流側に吸気温度検出装置23(例えば、吸気温度センサ)が設けられている。吸気温度検出装置23は、インタークーラ71にて温度が低下された吸気の温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。詳細は後述するが、インタークーラ71は、冷却システム70の一部であり、吸気を冷却する。インタークーラ71は内部にクーラントが流れ、インタークーラ71に触れる吸気を冷却する。
The
詳細は後述するが、冷却システム70は、インタークーラ71、インタークーラ用ラジエータ72、電動ポンプ73、燃料添加弁61を保持する燃料添加弁ホルダ74、これらを接続するクーラント循環通路75、制御装置50を有している。制御装置50は、冷却システム70の一部でもあり、電動ポンプ73を制御する。インタークーラ用ラジエータ72は、内燃機関10内を流れる内燃機関用クーラント(不図示)を冷却する内燃機関用ラジエータ15とは別体とされて、インタークーラ71内を流れるクーラントを冷却する。
Although details will be described later, the
アクセル踏込量検出装置25は、例えば、アクセル踏込量センサであり、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
The accelerator depression
内燃機関10には、回転検出装置27、気筒検出装置28が設けられている。回転検出装置27は、例えば回転センサであり、内燃機関10のクランクシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また気筒検出装置28は、例えば1番気筒のピストンが圧縮上死点に達した時点で検出信号を制御装置50に出力する。
The
制御装置50は、回転検出装置27からの検出信号に基づいた内燃機関の回転数と、アクセル踏込量検出装置25からの検出信号に基づいたアクセルペダルの踏込量に基づいて要求負荷を算出し、要求負荷や吸気温度検出装置23からの検出信号に基づいた吸気の温度等に応じた燃料量を算出する。そして制御装置50は、回転検出装置27と気筒検出装置28からの検出信号に基づいて、所定のタイミングでインジェクタ14A~14Dを制御して、要求負荷や吸気温度検出装置23からの検出信号に基づいた吸気の温度等に応じた燃料量を噴射する。
The
内燃機関10からの排気は、排気マニホルド12A、排気管12B、過給機22のタービン22A、へと導かれてタービン22Aを回転駆動して排気管12Cへ吐出される。排気管12Cに吐出された排気は、排気管12D、排気管12Eへと流れた後に車両(不図示)の外へ排気される。
Exhaust gas from the
ディーゼルエンジンである内燃機関10からの排気には、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、粒子状物質(PM)、窒素酸化物(NOx)が含まれている。これらを浄化するために、内燃機関システム1には、上流側から、燃料添加弁61、第1酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)41、粒子状物質捕集フィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)42、尿素水添加弁62、選択還元触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)43、第2酸化触媒44等が設けられている。ここで、燃料添加弁61及び尿素水添加弁62は、内燃機関10の排気経路に設けられた、排気ガスを浄化するために排気ガス中に添加剤を噴射する添加弁である。
Exhaust from the
排気管12Cには、燃料添加弁61、第1酸化触媒41、DPF42、差圧センサ35、排気温度検出装置36A~36C等が、設けられている。第1酸化触媒41は、排気に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等を酸化して浄化する。粒子状物質捕集フィルタ(以下、「DPF」という。)42は、排気に含まれている粒子状物質(PM)を捕集し、排気のみを下流側へと流出させる。
The
排気管12Cは、第1酸化触媒41よりも上流側に、燃料添加弁61(添加弁)、排気温度検出装置36A(例えば、排気温度センサ)等が設けられている。燃料添加弁61は、図示省略した燃料タンクから燃料が供給されており、DPF42を再生するために燃料(添加剤)を排気ガス中に噴射する。上述した様に、DPF42は、排気に含まれている粒子状物質を捕集すると、捕集された粒子状物質はDPF42に堆積してゆく。堆積した粒子状物質によってDPF42が目詰まりを起こさないようにDPF42を再生する。DPF42の再生では、燃料添加弁61から燃料(添加剤)を排気ガス中に噴射し、噴射した燃料が燃えるとともに排気ガスが高温になり、高温の排気ガスによりDPF42に堆積した粒子状物質が燃焼焼却される。
The
燃料添加弁61は、高温の排気ガスが流れる排気管12Cに設けられているため、排気管12Cを流れる排気および排気管12Cにより加熱される。図2に模式的に示すように、燃料添加弁61は、クーラントが充填された燃料添加弁ホルダ74に保持されており、燃料添加弁61は、燃料添加弁ホルダ74によって冷却される。詳細は後述するが、燃料添加弁ホルダ74は、冷却システム70の一部である。燃料添加弁ホルダ74は、クーラントが充填されているとともに、クーラントが流れるクーラント循環通路75に接続され、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントを交換できるようになっている。
Since the
また、第1酸化触媒41の下流側、且つ、DPF42の上流側には、排気温度検出装置36B(例えば、排気温度センサ)が設けられている。DPF42の下流側には、排気温度検出装置36C(例えば、排気温度センサ)が設けられている。また、第1酸化触媒41の下流側、且つ、DPF42の上流側の排気圧力と、DPF42の下流側の排気圧力と、の差圧(圧力差)を検出する差圧センサ35が設けられている。
Further, an exhaust gas
制御装置50は、差圧センサ35からの検出信号に基づいてDPF42の上流側と下流側の圧力差を検出し、検出した圧力差に応じてDPF42内に捕集されている粒子状物質の堆積量を推定することができる。そして制御装置50は、推定した堆積量が所定の閾値を超えた場合に、燃料添加弁61から燃料を噴射して排気温度を上昇させてDPF42内に堆積している粒子状物質を燃焼焼却してDPF42を再生する。その際、制御装置50は、排気温度検出装置36A、36B、36Cからの検出信号に基づいて、それぞれの位置の排気の温度を検出し、所望する温度を維持するように燃料添加弁61から燃料を噴射する。
The
排気管12Dには、上流側から、NOx検出装置37A、尿素水添加弁62、選択還元触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)43、排気温度検出装置36D、NOx検出装置37B等が設けられている。
The
尿素水添加弁62は、DPF42の下流側、且つ、選択還元触媒(以下、「SCR」という。)43の上流側、となる排気管12Dに配置されて、所定のタイミングにて排気中に尿素水(添加剤)を噴射する。噴射された尿素水(添加剤)は、排気管12D内で拡散してSCR43に達する。なお尿素水添加弁62には、図示省略した尿素水タンクから尿素水が供給されている。SCR43は、噴射された尿素水から生成されたアンモニアガスを用いて、排気に含まれている窒素酸化物(NOx)を還元して浄化する。
The urea
またSCR43の上流側の排気管12Dには、NOx検出装置37A(例えばNOxセンサ)が設けられている。またSCR43の下流側の排気管12Eには、NOx検出装置37B(例えばNOxセンサ)、排気温度検出装置36D(例えば排気温度センサ)が設けられている。NOx検出装置37A、37Bは、排気中のNOxの濃度に応じた検出信号を制御装置50に出力し、排気温度検出装置36Dは、排気の温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。制御装置50は、NOx検出装置37A、37B、排気温度検出装置36Dからの検出信号に基づいて、SCR43のNOx浄化率を算出し、算出したNOx浄化率に基づいて尿素水添加弁62を制御する。
Further, the
第2酸化触媒44は、SCR43の下流側に、排気管12Eを介して連結されている。第2酸化触媒44は、排気中に残留するアンモニアガスを酸化して浄化する。
The
制御装置50は、CPU、RAM、ROM、タイマ、EEPROM等を備えた公知のものである。CPUは、ROMに記憶された各種プログラムやマップに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、EEPROMは、例えば、内燃機関10の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。詳細は後述するが、制御装置50のEEPROMには、クーラント流入口74Aから燃料添加弁ホルダ74に流入するクーラントの動粘度に関連する流入クーラント温度に応じた駆動時間が設定された流入クーラント温度・駆動時間特性(図4参照)、が燃料添加弁61を冷却するための吐出流量(燃料添加弁61に対する吐出流量)ごとに記憶されている。
The
そして、制御装置50は、上述のように入力された検出信号に基づいて、内燃機関10の回転数や、アクセルペダルの踏込量や、吸気温度検出装置23からの検出信号に基づいた吸気の温度等の内燃機関10の運転状態を検出することができる。また、制御装置50は、検出した内燃機関10の運転状態や、アクセル踏込量検出装置25からの検出信号に基づいた運転者からの要求に応じて、各インジェクタ14A~14Dから内燃機関10のシリンダ内に噴射する燃料量や、燃料添加弁61から添加(噴射)する燃料(添加剤)の量、尿素水添加弁62から添加(噴射)する尿素水の量を制御する制御信号を出力する。
Based on the detection signal input as described above, the
また、以下に詳細を説明するが、制御装置50は、冷却システム70の一部でもあり、インタークーラ71および燃料添加弁61(添加弁)を冷却するために、添加弁温度検出部50Aと、添加弁冷却要求判定部50Bと、電動ポンプ制御部50Cと流入クーラント温度検出部50Dと、インタークーラ冷却要求判定部50Eとを有している。なお、尿素水添加弁62も添加弁の一種であり、燃料添加弁61を保持する燃料添加弁ホルダ74と同様の、クーラントが充填された添加弁ホルダを用いて冷却することもできる。本実施形態では、尿素水添加弁62は専用の冷却装置(図示省略)を有する。
Further, as will be described in detail below, the
●[冷却システム70の構成(図1~図2)]
図1に示すように、冷却システム70は、インタークーラ71と、インタークーラ用ラジエータ72と、電動ポンプ73と、燃料添加弁ホルダ74と、流入クーラント温度検出装置741と、流出クーラント温度検出装置742と、クーラント循環通路75とを有している。以下に説明する様に、クーラント循環通路75は、インタークーラ71と、インタークーラ用ラジエータ72と、電動ポンプ73と、燃料添加弁ホルダ74とを接続しており、クーラントは、クーラント循環通路75内を循環する。
● [Configuration of cooling system 70 (Figures 1 and 2)]
As shown in FIG. 1, the
インタークーラ71は、上述したが、内燃機関10への吸気を過給する過給機22を有する吸気管11B(吸気経路)に設けられており、内部にクーラントが流れて、インタークーラ71に触れた吸気を冷却する。インタークーラ用ラジエータ72は、内燃機関10内を流れる内燃機関用クーラント(不図示)を冷却する内燃機関用ラジエータ15とは別体とされてインタークーラ71内を流れるクーラントを冷却する。
As described above, the
電動ポンプ73は、クーラント循環通路75に設けられており、後述する様に、制御装置50の電動ポンプ制御部50Cに制御されて、クーラントを圧送する。電動ポンプ73は、インタークーラ用ラジエータ72と、インタークーラ71及び燃料添加弁61(添加弁)と、の間で、クーラントを循環させること及びクーラントの循環を停止することが可能である。
The
燃料添加弁ホルダ74は、図2に模式図を示すように、燃料添加弁61を収容している。また、燃料添加弁ホルダ74内には、循環されたクーラントが充填されている。すなわち、図1及び図2に示すように、クーラント循環通路75を循環するクーラントの一部が、燃料添加弁ホルダ74の内部に充填されている。そして、図1に示すように、燃料添加弁ホルダ74は、クーラント循環通路75のFH分配管75BCからクーラントが流入するクーラント流入口74A(図2参照)と、クーラント循環通路75のFH戻配管75CBにクーラントを流出するクーラント流出口74B(図2参照)と、を備えている。
The fuel
また、クーラント流入口74Aよりも上流側にあるクーラント循環通路75のFH分配管75BCには、流入クーラント温度検出装置741(例えばクーラント温度センサ)が設けられている。またクーラント流出口74Bよりも下流側にあるクーラント循環通路75のFH戻配管75CBには、流出クーラント温度検出装置742(例えばクーラント温度センサ)が設けられている。流入クーラント温度検出装置741、流出クーラント温度検出装置742は、クーラントの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。制御装置50は、後述の流入クーラント温度検出部50Dにて、流入クーラント温度検出装置741からの検出信号に基づいて、燃料添加弁ホルダ74におけるクーラント流入口74Aの近傍のクーラントの温度である流入クーラント温度を(推定または)測定する。また、制御装置50は、後述の添加弁温度検出部50Aにて、流出クーラント温度検出装置742からの検出信号に基づいて、燃料添加弁ホルダ74におけるクーラントの流出口であるクーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度(本明細書では流出クーラント温度とする)を、添加弁関連温度として(推定または)測定する。添加弁関連温度(流出クーラント温度)は、燃料添加弁61(添加弁)に関連する温度である。
Further, an inflow coolant temperature detection device 741 (for example, a coolant temperature sensor) is provided in the FH distribution pipe 75BC of the
クーラント循環通路75は、インタークーラ71~燃料添加弁ホルダ74を接続している。クーラント循環通路75の内部のクーラントは、電動ポンプ73によって圧送されて、クーラント循環通路75内を循環する。クーラント循環通路75は、冷クーラント配管75Aと、上流配管75BA、IC分配管75BB、FH分配管75BCと、IC戻配管75CAと、FH戻配管75CBと、を有している。
The
冷クーラント配管75Aは、インタークーラ用ラジエータ72と電動ポンプ73とを接続する。インタークーラ用ラジエータ72で冷却されたクーラントは、インタークーラ用ラジエータ72から冷クーラント配管75Aに流入し、さらに、冷クーラント配管75Aから電動ポンプ73に流入する。
The
クーラント圧送配管75Bは、上流配管75BAは電動ポンプ73に接続されており、上流配管75BAからIC分配管75BBおよびFH分配管75BCに分岐している。IC分配管75BBは、上流配管75BAとインタークーラ71とを接続する。そして、FH分配管75BCは、上流配管75BAと燃料添加弁ホルダ74とを接続する。電動ポンプ73により圧送されたクーラントは、電動ポンプ73から上流配管75BAに流入して、上流配管75BAから、IC分配管75BBおよびFH分配管75BCへと分岐して流入する。IC分配管75BBに流入したクーラントは、IC分配管75BBからインタークーラ71に流入する。また、FH分配管75BCに流入したクーラントは、FH分配管75BCから燃料添加弁ホルダ74に流入する。
The coolant pressure feeding pipe 75B has an upstream pipe 75BA connected to the
IC戻配管75CAはインタークーラ71とインタークーラ用ラジエータ72とを接続する。インタークーラ71から流出したクーラントは、IC戻配管75CAに流入し、さらに、インタークーラ用ラジエータ72に流入する。
The IC return pipe 75CA connects the
FH戻配管75CBは、燃料添加弁ホルダ74とIC戻配管75CAとを接続する。燃料添加弁ホルダ74から流出するクーラントはFH戻配管75CBに流入し、さらに、FH戻配管75CBからIC戻配管75CAに流出して、IC戻配管75CAにからインタークーラ用ラジエータ72に流入する。
FH return pipe 75CB connects fuel
以上で説明した様に、クーラントは、クーラント循環通路75内を循環する。インタークーラ用ラジエータ72で冷却されたクーラントは、冷クーラント配管75Aを介して電動ポンプ73に流入する。電動ポンプ73から圧送されたクーラントは、上流配管75BA、IC分配管75BB、FH分配管75BCを介して、電動ポンプ73から、インタークーラ71及び燃料添加弁ホルダ74に流入する。インタークーラ71に流入したクーラントは、インタークーラ71にて吸気により加熱されて、インタークーラ71から、IC戻配管75CAを介してインタークーラ用ラジエータ72に流入する。一方、燃料添加弁ホルダ74に流入したクーラントは、燃料添加弁ホルダ74にて加熱されて、燃料添加弁ホルダ74から、FH戻配管75CBおよびIC戻配管75CAを介してインタークーラ用ラジエータ72に流入する。
As explained above, the coolant circulates within the
ここで、電動ポンプ73、インタークーラ71、燃料添加弁ホルダ74との間を接続する配管である、上流配管75BA、IC分配管75BB、FH分配管75BCは、上流配管75BAから、IC分配管75BBとFH分配管75BCとに分岐している。これにより、インタークーラ用ラジエータ72で冷却されたクーラントは、電動ポンプ73によって圧送されて、電動ポンプ73からインタークーラ71と、燃料添加弁ホルダ74と、に分岐して流入する。そして、上流配管75BA、IC分配管75BB、FH分配管75BCのそれぞれは、断面積のうち、クーラントが流れる部分の面積は、上流側から下流側にかけて一定となっている。上流配管75BA、IC分配管75BB、FH分配管75BCにおいて、断面のうち、クーラントが流れる部分の面積の比率は、次の(式1)の比率になっている。
IC分配管75BB:FH分配管75BC=9:1 ・・・(式1)
Here, the upstream piping 75BA, the IC distribution piping 75BB, and the FH distribution piping 75BC, which are piping that connects the
IC distribution pipe 75BB:FH distribution pipe 75BC=9:1...(Formula 1)
そして、(式1)の比率に設定することにより、クーラントの流量は、IC分配管75BBに分配される流量よりも、FH分配管75BCに分配される流量の方が小さくなるように設定される。すなわち、電動ポンプ73から上流配管75BAに圧送されたクーラントは、IC分配管75BBと、FH分配管75BCとに、次の(式2)の比率に分配されるようになっている。
IC分配管75BB:FH分配管75BC=9:1 ・・・(式2)
By setting the ratio of (Equation 1), the flow rate of the coolant is set so that the flow rate distributed to the FH distribution pipe 75BC is smaller than the flow rate distributed to the IC distribution pipe 75BB. . That is, the coolant pumped from the
IC distribution pipe 75BB:FH distribution pipe 75BC=9:1...(Formula 2)
通常、インタークーラ71のクーラントの容積は、燃料添加弁ホルダ74のクーラントの容積よりも大きい(容積;インタークーラ71>燃料添加弁ホルダ74)ため、インタークーラ71の冷却に必要なクーラントの量は、燃料添加弁ホルダ74の冷却に必要なクーラントの量よりも大きい(冷却に必要なクーラントの量;インタークーラ71>燃料添加弁ホルダ74)。これに対して、IC分配管75BBを介してインタークーラ71へ圧送させるクーラントの流量が、FH分配管75BCを介して燃料添加弁ホルダ74(燃料添加弁61へ)圧送させるクーラントの流量よりも大きくなるように、(式2)の比率の様に流量の比率を設定することで、クーラントを、インタークーラ71及び燃料添加弁ホルダ74(添加弁)に効率よく圧送することができる。
Usually, the volume of coolant in
●[制御装置50の処理手順(図3~図5)]
次に、制御装置50の処理手順について説明する。制御装置50(制御装置50のCPU(図1参照))は、起動されると、EEPROM(図1参照)から流入クーラント温度・駆動時間特性を読み出してRAM(図1参照)に記憶し、さらに、例えば所定時間間隔(数10[ms]間隔)にて図3に示す処理を起動する。制御装置50は、図3にフローチャートを示す処理を起動すると、ステップS010へ処理を進める。
● [Processing procedure of control device 50 (Figures 3 to 5)]
Next, the processing procedure of the
ステップS010にて制御装置50は、流出クーラント温度を検出し、ステップS020に処理を進める。ここで、流出クーラント温度は、図2に示すように、燃料添加弁ホルダ74におけるクーラントの流出口であるクーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度である。制御装置50は、クーラント流出口74Bの近傍に設けられた流出クーラント温度検出装置742からの検出信号に基づいて、流出クーラント温度を検出する。
In step S010, the
クーラント流入口74Aから燃料添加弁ホルダ74に流入したクーラントは、燃料添加弁ホルダ74内にて燃料添加弁61の熱により加熱されて、クーラント流出口74Bから燃料添加弁ホルダ74の外に流出する。従って、クーラント流出口74Bの近傍のクーラントは、燃料添加弁ホルダ74内で燃料添加弁61により加熱された後のクーラントである。このため、燃料添加弁61内部の温度が高くなる程、クーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度である流出クーラント温度が高くなると考えることができる。
The coolant that has flowed into the fuel
また、燃料添加弁ホルダ74のクーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度である流出クーラント温度は、燃料添加弁61(添加弁)に関連する温度である添加弁関連温度に相当する。ステップS010にて流出クーラント温度を検出する制御装置50(CPU)は、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)におけるクーラントの流出口であるクーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度(すなわち、流出クーラント温度)を、添加弁関連温度として(推定または)測定する添加弁温度検出部50Aに相当する。換言すれば、ステップS010にて流出クーラント温度を検出する制御装置50(CPU)は、燃料添加弁61(添加弁)に関連する温度である流出クーラント温度(添加弁関連温度)を推定または測定する添加弁温度検出部50Aに相当する。
Further, the outflow coolant temperature, which is the temperature of the coolant near the
ステップS020にて制御装置50は、燃料添加弁61を冷却する必要があるか否かを判定し、燃料添加弁61を冷却する必要があると判定した場合(Yes)にはステップS080に処理を進め、燃料添加弁61を冷却する必要がないと判定した場合(No)にはステップS030に処理を進める。
In step S020, the
ここで、ステップS010について上述した様に、燃料添加弁61内部の温度が高くなる程、クーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度である流出クーラント温度が高くなると考えることができる。そこで、ステップS020にて、制御装置50は流出クーラント温度(添加弁関連温度)が所定の温度である冷却開始温度以上の場合(冷却開始温度≦流出クーラント温度)に、燃料添加弁61の冷却の必要が有る(ステップS020:Yes)と判定する。一方、ステップS020にて、制御装置50は流出クーラント温度(添加弁関連温度)が冷却開始温度未満の場合(流出クーラント温度<冷却開始温度)に、燃料添加弁61の冷却の必要が無い(ステップS020:No)と判定する。
Here, as described above regarding step S010, it can be considered that as the temperature inside the
なお、ステップS020にて、燃料添加弁61を冷却する必要があるか否かを判定する制御装置50(CPU)は、流出クーラント温度(添加弁関連温度)に基づいて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要の有無を判定する添加弁冷却要求判定部50Bに相当する。より詳しくは、ステップS020にて、燃料添加弁61を冷却する必要があるか否かを判定する制御装置50(CPU)は、流出クーラント温度(添加弁関連温度)が所定の温度である冷却開始温度を超えている場合に、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定する添加弁冷却要求判定部50Bに相当する。
In addition, in step S020, the control device 50 (CPU) that determines whether or not it is necessary to cool the
ステップS030に処理を進めた場合、制御装置50は、内燃機関10の種々の運転状態を検出し、ステップS040に処理を進める。ここで、運転状態の検出は、図1に示す各種の検出装置からの検出信号等に基づいて制御装置50が行う。また、制御装置50が検出する運転状態には、吸気温度検出装置23からの検出信号に基づいた、インタークーラ71にて温度が低下された吸気の温度の情報を含む。すなわち、制御装置50が検出する運転状態には、例えば、次の情報を含む。吸気流量検出装置21からの検出信号に基づいた内燃機関10が吸入した空気の流量。吸気温度検出装置21Aからの検出信号に基づいた吸気流量検出装置21を通過する吸気の温度。吸気温度検出装置23からの検出信号に基づいたインタークーラ71にて温度が低下された吸気の温度。アクセル踏込量検出装置25からの検出信号に基づいたアクセルペダルの踏込量。回転検出装置27からの検出信号及び気筒検出装置28からの検出信号に基づいた内燃機関10の回転数。
When proceeding to step S030, the
ステップS040にて制御装置50は、ステップS030にて検出した内燃機関10の種々の運転状態に基づいて、インタークーラ71を冷却する必要があるか否かを判定し、インタークーラ71を冷却する必要があると判定した場合(Yes)にはステップS060に処理を進め、インタークーラ71を冷却する必要がないと判定した場合(No)にはステップS050に処理を進める。ここで、インタークーラ71内のクーラントの温度が低い程、吸気は冷却され、インタークーラ用ラジエータ72からインタークーラ71に電動ポンプ73圧送するクーラントの量が多い程、インタークーラ71内の温度を低下させやすく、ひいては、吸気をより強く冷却できる。すなわち、インタークーラ71で吸気をどの程度冷やすかを、インタークーラ用ラジエータ72から圧送されるクーラントの量で調整できる。ステップS040の処理は、内燃機関10の燃料の燃焼を制御するための、インタークーラ用ラジエータ72から圧送されるクーラントの量を設定するために、インタークーラ71を冷却する必要があるか否かを判定する処理である。
In step S040,
なお、ステップS040および後述するステップS110にて、内燃機関10の運転状態に基づいて、インタークーラ71を冷却する必要があるか否かを判定する制御装置50(CPU)は、内燃機関10の運転状態に基づいて、インタークーラ71の冷却の必要の有無を判定するインタークーラ冷却要求判定部50Eに相当する。
Note that in step S040 and step S110, which will be described later, the control device 50 (CPU) determines whether or not it is necessary to cool the
ステップS050に処理を進めた場合、制御装置50は、電動ポンプ73の動作を停止させて、図3のフローチャートに示す処理を終了する。なお、ステップS050の処理は、制御装置50が、ステップS020にて燃料添加弁61(添加弁)を冷却する必要が無いと判定し(ステップS020:No)、さらに、続くステップS040にてインタークーラ71を冷却する必要が無いと判定した場合(ステップS040:No)に実行される処理である。すなわち、ステップS050の処理は、燃料添加弁61(添加弁)とインタークーラ71の双方とも冷却する必要がない場合、すなわち、燃料添加弁61及びインタークーラ71を冷却するためにクーラントを圧送させる必要がない場合に実行される。そこで、ステップS050の処理により電動ポンプ73の動作を停止させる。
When the process proceeds to step S050, the
なお、ステップS050にて電動ポンプ73の動作を停止させる制御装置50(CPU)は、添加弁冷却要求判定部50B及びインタークーラ冷却要求判定部50Eにて、添加弁の冷却の必要とインタークーラの冷却の必要との双方が無いとの判定の場合(ステップS020:Noに続くステップS040:No)は、電動ポンプの動作を停止させて、クーラント循環通路75内のクーラントの循環を停止する電動ポンプ制御部50Cに相当する。
The control device 50 (CPU) that stops the operation of the
ステップS060に処理を進めた場合、制御装置50は、ステップS030にて検出した内燃機関10の種々の運転状態に基づいて、インタークーラ71を冷却するために電動ポンプ73がクーラントを圧送させる吐出流量及び吐出時間である、インタークーラ71に対する吐出流量及び吐出時間を算出して、ステップS070に処理を進める。ここで、ステップS060の処理では、制御装置50は、内燃機関10の燃料の燃焼を制御するために、インタークーラ71に対する吐出流量及び吐出時間を算出する。
When the process proceeds to step S060, the
なお、ステップS060にて、インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間を求める制御装置50(CPU)も、電動ポンプ制御部50Cに相当する。また、本明細書では、「インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間」を、「インタークーラ71に対する吐出流量と駆動時間」や「インタークーラ71に対する吐出流量、駆動時間」や、「インタークーラに対する吐出流量、駆動時間」と記載する場合もある。同様に、本明細書では、「燃料添加弁61を冷却するための電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間」を、「燃料添加弁61に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間」や、「燃料添加弁61に対する吐出流量と駆動時間」や「燃料添加弁61に対する吐出流量、駆動時間」や、「添加弁に対する吐出流量、駆動時間」と記載する場合もある。
Note that the control device 50 (CPU) that determines the discharge flow rate and drive time of the
ステップS070にて制御装置50は、電動ポンプ73が、ステップS060にて算出したインタークーラ71に対する吐出時間及び吐出時間で、クーラントを圧送するよう、電動ポンプ73に制御信号を出力して、図3のフローチャートに示す処理を終了する。なお、ステップS070は、制御装置50が、ステップS020にて燃料添加弁61(添加弁)を冷却する必要が無いと判定し(ステップS020:No)、さらに、続くステップS040にてインタークーラ71を冷却する必要があると判定した場合(ステップS040:Yes)に実行する処理である。ステップS070の処理が実行される場合は、インタークーラ71を冷却するためにクーラントを必要があり、かつ、燃料添加弁61を冷却するためにクーラントを圧送する必要がない場合である。そこで、ステップS070では、制御装置50は、インタークーラ71に対する吐出時間及び吐出時間、クーラントを圧送し続けるよう、電動ポンプ73に制御信号を出力する処理を実行する。
In step S070, the
また、ステップS070にて、添加弁冷却要求判定部50B及びインタークーラ冷却要求判定部50Eにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が無く(ステップS020:No)かつインタークーラ71の冷却の必要が有るとの判定の場合(ステップS040:Yes)に、インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間クーラントを圧送し続けるよう、電動ポンプ73に制御信号を出力する処理を実行する(インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプ73を制御する)制御装置50(CPU)は、電動ポンプ制御部50Cに相当する。
In addition, in step S070, the addition valve cooling
ステップS080に処理を進めた場合、制御装置50は、流入クーラント温度を検出し、ステップS090に処理を進める。ここで、流入クーラント温度は、図2に示すように、燃料添加弁ホルダ74におけるクーラントのクーラント流入口74Aであるクーラント流入口74Aの近傍のクーラントの温度である。すなわち、流入クーラント温度は、燃料添加弁ホルダ74に流入するクーラントの温度である。制御装置50は、クーラント流入口74Aの近傍に設けられた流入クーラント温度検出装置741からの検出信号に基づいて、流入クーラント温度を検出する。
When proceeding to step S080, the
ここで、クーラントの動粘度が高い程、クーラントは流れにくくなり、動粘度はクーラントの温度によって変化する。クーラント流入口74Aの近傍のクーラントの動粘度は、燃料添加弁ホルダ74に流入するクーラントの動粘度であり、この動粘度が高い程、燃料添加弁ホルダ74にクーラントが流入しにくくなる。
Here, the higher the kinematic viscosity of the coolant, the more difficult the coolant is to flow, and the kinematic viscosity changes depending on the temperature of the coolant. The kinematic viscosity of the coolant near the
なお、ステップS080にて、流入クーラント温度を検出する制御装置50(CPU)は、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)における燃料添加弁ホルダ74の近傍のクーラントの温度である流入クーラント温度を推定または測定する流入クーラント温度検出部50Dに相当する。
Note that in step S080, the control device 50 (CPU) that detects the inflow coolant temperature estimates the inflow coolant temperature, which is the temperature of the coolant near the fuel
ステップS090に処理を進めた場合、制御装置50は、燃料添加弁61を冷却するために電動ポンプ73がクーラントを圧送させる吐出流量及び吐出時間である、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量を設定し、設定した吐出流量と、ステップS080にて検出した流入クーラント温度と、あらかじめ記憶された流入クーラント温度・駆動時間特性と、に基づいて、燃料添加弁に対する駆動時間を算出して、ステップS100に処理を進める。ここで、ステップS090にて、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)を冷却するために、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量を設定し、燃料添加弁61(添加弁)に対する駆動時間を算出する。上述したが、制御装置50(制御装置50のCPU(図1参照))は、起動されると、EEPROM(図1参照)から流入クーラント温度・駆動時間特性を読み出してRAM(図1参照)に記憶する。
When the process proceeds to step S090, the
図4には、流入クーラント温度・駆動時間特性の例が示されている。流入クーラント温度・駆動時間特性は、図4に示すように、複数の、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量(図4では、吐出流量A、吐出流量Bの2つとした)それぞれに対して、あらかじめ計測された、種々の流入クーラント温度に対する駆動時間の値のデータを、マップの形態で含んでいる。 FIG. 4 shows an example of inflow coolant temperature/driving time characteristics. As shown in FIG. 4, the inflow coolant temperature/driving time characteristics are determined for each of the discharge flow rates (in FIG. 4, there are two discharge flow rates A and B) for the plurality of fuel addition valves 61 (addition valves). It contains data of driving time values measured in advance for various inflow coolant temperatures in the form of a map.
電動ポンプ73が、駆動時間の間、吐出流量でクーラントを圧送した場合に、電動ポンプ73が圧送するクーラントの量(=駆動時間×吐出流量)が、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントを全量交換することができる規定量となるように、駆動時間及び吐出流量は設定されている。制御装置50は、内燃機関10の運転状態に応じて吐出流量を変更できるように、複数の吐出流量(図4では、吐出流量A、吐出流量Bの2つとした)それぞれ毎に対応づけられた、流入クーラント温度に応じた駆動時間が設定された流入クーラント温度・駆動時間特性を記憶している。
When the
駆動時間は、例えば、次の(式3)に示す様に、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)のクーラント流入口74Aの近傍のクーラント(燃料添加弁ホルダ74に流入するクーラント)の動粘度に基づいて補正する。
駆動時間(T℃)=基準駆動時間(20℃)×動粘度(T℃)/基準動粘度(20℃) ・・・(式3)
(式3)において、駆動時間(T℃)は、流入クーラント温度がT℃の場合の駆動時間である。基準駆動時間(20℃)は、流入クーラント温度が20℃の場合の駆動時間である。動粘度(T℃)は、T℃のクーラントの動粘度である。動粘度(20℃)は、20℃のクーラントの動粘度である。一般的に、クーラントの温度が高い程、クーラントの動粘度は小さくなる。このため、図4に示すように、流入クーラント温度・駆動時間特性では、流入クーラント温度が大きいほど、駆動時間は小さくなる。
For example, the driving time is determined by the kinematic viscosity of the coolant (coolant flowing into the fuel addition valve holder 74) near the
Driving time (T°C) = Standard driving time (20°C) x Kinematic viscosity (T°C) / Standard kinematic viscosity (20°C) (Formula 3)
In (Equation 3), the drive time (T°C) is the drive time when the inflow coolant temperature is T°C. The reference driving time (20°C) is the driving time when the inflow coolant temperature is 20°C. Kinematic viscosity (T°C) is the kinematic viscosity of the coolant at T°C. Kinematic viscosity (20°C) is the kinematic viscosity of the coolant at 20°C. Generally, the higher the temperature of the coolant, the lower the kinematic viscosity of the coolant. Therefore, as shown in FIG. 4, in the inflow coolant temperature/driving time characteristic, the higher the inflow coolant temperature, the shorter the driving time.
ステップS090の処置では、制御装置50は、まず、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量を設定する(例えば、図4の吐出流量A、Bのうち、吐出流量Aに設定する)。次に、設定した吐出流量に対応する流入クーラント温度・駆動時間特性と、ステップS080にて検出した流入クーラント温度と、に基づいて駆動時間を算出する。このように、制御装置50は、設定した吐出流量と、ステップS080にて検出した流入クーラント温度と、あらかじめ記憶された流入クーラント温度・駆動時間特性と、に基づいて、燃料添加弁に対する駆動時間を算出することを行う。
In step S090, the
なお、ステップS090において、設定した吐出流量と、ステップS080にて検出した流入クーラント温度と、あらかじめ記憶された流入クーラント温度・駆動時間特性と、に基づいて、燃料添加弁に対する駆動時間を算出する制御装置50(CPU)は、電動ポンプ制御部50Cに相当する。そして、制御装置50は、ステップS020にて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合(ステップS020:Yes)、電動ポンプ制御部50Cにて、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量を求め、求めた吐出流量と、流入クーラント温度と、流入クーラント温度・駆動時間特性とに基づいて駆動時間を求め(ステップS090)、求めた吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプ73を制御する(後述するステップS070、ステップS140)。
In addition, in step S090, control is performed to calculate the drive time for the fuel addition valve based on the set discharge flow rate, the inflow coolant temperature detected in step S080, and the inflow coolant temperature/drive time characteristics stored in advance. The device 50 (CPU) corresponds to the electric
また、ステップS090において、電動ポンプ制御部50Cは、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)におけるクーラントの流入口であるクーラント流入口74Aの近傍のクーラントの動粘度に基づいて駆動時間を補正する。また、上述したが、電動ポンプ73が、駆動時間の間、吐出流量でクーラントを圧送した場合に、駆動時間の間に電動ポンプ73に圧送させるクーラントの量(=駆動時間×吐出流量)が、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントを全量交換することができる規定量となるように、駆動時間及び吐出流量が設定されている。
Further, in step S090, the electric
ステップS100にて制御装置50は、内燃機関10の種々の運転状態を検出し、ステップS110に処理を進める。ここで、制御装置50は、運転状態の検出を、上述したステップS030と同様に行う。すなわち、制御装置50が検出する運転状態には、例えば、次の情報を含む。内燃機関10が吸入した空気の流量、吸気流量検出装置21を通過する吸気の温度、インタークーラ71にて温度が低下された吸気の温度、アクセルペダルの踏込量、内燃機関10の回転数。
In step S100,
ステップS110にて制御装置50は、ステップS100にて検出した内燃機関10の種々の運転状態に基づいて、インタークーラ71を冷却する必要があるか否かを判定し、インタークーラ71を冷却する必要があると判定した場合(Yes)にはステップS120に処理を進め、インタークーラ71を冷却する必要がないと判定した場合(No)にはステップS140に処理を進める。ここで、制御装置50は、インタークーラ71を冷却する必要があるか否かの判定を、上述したステップS040と同様に行う。また、ステップS110にて、内燃機関10の運転状態に基づいて、インタークーラ71を冷却する必要があるか否かを判定する制御装置50(CPU)は、内燃機関10の運転状態に基づいて、インタークーラ71の冷却の必要の有無を判定するインタークーラ冷却要求判定部50Eに相当する。
In step S110,
なお、ステップS110の処理は、ステップS020にて、燃料添加弁61を冷却する必要があると判定(ステップS020:Yes)した上で実行される処理である。このため、ステップS110にて、制御装置50がインタークーラ71を冷却する必要がないと判定した場合(ステップS110:No)には、インタークーラ71を冷却するために電動ポンプ73からクーラントを搬送する必要がないが、燃料添加弁61を冷却する必要がある。そこで、ステップS110にて、制御装置50がインタークーラ71を冷却する必要がないと判定した場合(ステップS110:No)には、続くステップS140の処理にて、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)を冷却するために、ステップS090にてあらかじめ求めた燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量と駆動時間、電動ポンプ73がクーラントを圧送し続けるよう、電動ポンプ73に制御信号を出力する。ここで、制御装置50が、添加弁冷却要求判定部及び前記インタークーラ冷却要求判定部にて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有り(ステップS020:YES)かつ前記インタークーラの冷却の必要が無い(ステップS110:NO)との判定の場合(ステップS110:NO)は、燃料添加弁61(添加弁)に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間を求め(ステップS090)、求めた吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプ73を制御する(ステップS140)制御装置50(CPU)は、電動ポンプ制御部50Cに相当する。
Note that the process of step S110 is a process that is executed after determining in step S020 that it is necessary to cool the fuel addition valve 61 (step S020: Yes). Therefore, if the
ステップS120に処理を進めた場合、ステップS100にて検出した内燃機関10の種々の運転状態に基づいて、インタークーラ71を冷却するために電動ポンプ73がクーラントを圧送させる吐出流量及び吐出時間である、インタークーラ71に対する吐出流量及び吐出時間を算出して、ステップS070に処理を進める。ここで、インタークーラ71に対する吐出流量及び吐出時間の算出は、ステップS060にて実行される処理と同様に行う。ステップS120にて、インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間を求める制御装置50(CPU)も、電動ポンプ制御部50Cに相当する。
When the process proceeds to step S120, the discharge flow rate and discharge time at which the
ステップS130にて制御装置50は、ステップS090にて求めた燃料添加弁61に対する吐出流量が、ステップS120にて求めたインタークーラ71に対する吐出流量以上(燃料添加弁61に対する吐出流量≧インタークーラ71に対する吐出流量)であるか否かを判定し、燃料添加弁61に対する吐出流量がインタークーラ71に対する吐出流量以上(燃料添加弁61に対する吐出流量≧インタークーラ71に対する吐出流量)であると判定した場合(Yes)にはステップS140に処理を進め、燃料添加弁61に対する吐出流量がインタークーラ71に対する吐出流量未である(燃料添加弁61に対する吐出流量<インタークーラ71に対する吐出流量)と判定した場合(No)にはステップS070に処理を進める。
In step S130,
なお、ステップS130にて、燃料添加弁61に対する吐出流量がインタークーラ71に対する吐出流量以上でない(燃料添加弁61に対する吐出流量<インタークーラ71に対する吐出流量)と判定した場合(ステップS130:No)には、続くステップS070の処理にて、制御装置50は、ステップS120にて求めたインタークーラ71に対する吐出流量と駆動時間で、電動ポンプ73がクーラントを圧送し続けるよう、電動ポンプ73に制御信号を出力する。
Note that if it is determined in step S130 that the discharge flow rate to the
ステップS140に処理を進めた場合、制御装置50は、ステップS090にて求めた燃料添加弁61に対する吐出時間、吐出流量で、電動ポンプ73がクーラントを圧送するよう、電動ポンプ73に制御信号を出力して、図3のフローチャートに示す処理を終了する。ここで、上述した様にステップS090にて、電動ポンプ73が、駆動時間の間、吐出流量でクーラントを圧送した場合に、駆動時間の間に電動ポンプ73に圧送させるクーラントの量(=駆動時間×吐出流量)が、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントを全量交換することができる規定量となるように、駆動時間及び吐出流量が設定されている。制御装置50は、添加弁冷却要求判定部50Bにて、添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合(ステップS020:Yes)、電動ポンプ制御部50Cにて、添加弁ホルダ内のクーラントを全量交換することができる規定量のクーラントを電動ポンプに圧送させる(ステップS140)。
When the process proceeds to step S140, the
なお、制御装置50は、添加弁冷却要求判定部50Bにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合(ステップS020:Yes)、電動ポンプ制御部50Cにて、規定量のクーラントを電動ポンプに圧送させる(ステップS070またはステップS140)。また、制御装置50(CPU)は、添加弁冷却要求判定部50Bにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合(ステップS020:Yes)、電動ポンプ制御部50Cにて、規定量に対応する電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め(ステップS090)、求めた吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプを制御する(ステップS100~ステップS140、ステップS070)。
Note that when the addition valve cooling
また、制御装置50が、添加弁冷却要求判定部50B及びインタークーラ冷却要求判定部50Eにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要とインタークーラ71の冷却の必要との双方が有るとの判定の場合(ステップS110:Yes)に、燃料添加弁61(添加弁)に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間(ステップS090)と、インタークーラ71に対する電動ポンプの吐出流量と駆動時間(ステップS120)と、を求め、電動ポンプ73から吐出されるクーラントの量が多くなる側の吐出流量と駆動時間(ステップS130)に基づいて電動ポンプを制御する(ステップS070またはステップS0140)制御装置50(CPU)は、電動ポンプ制御部50Cに相当する。
Further, the
●[本実施形態の冷却システム70の作用効果について(図1~図3)]
次に図5を用いて、本実施形態の冷却システム70の作用効果について説明する。図3のフローチャートに示す処理では、燃料添加弁61とインタークーラ71の両方とも冷却する必要がない場合(ステップS040:No)には、電動ポンプ73の動作を停止させる(ステップS050)。また、燃料添加弁61とインタークーラ71とのいずれかに冷却する必要がある場合(ステップS110:No、または、ステップS040:Yes)には、冷却する必要がある側に対する吐出流量、吐出時間で、電動ポンプ73を制御する(ステップS140またはステップS070)。
● [About the effects of the
Next, the effects of the
一方、燃料添加弁61とインタークーラ71の両方とも冷却する必要がある場合(ステップS110:Yes)には、添加弁に対する吐出流量と、インタークーラ71に対する吐出流量とのうち、多くなる側の吐出流量と駆動時間(ステップS130)で電動ポンプを制御する(ステップS070またはステップS0140)。以上のように、図3のフローチャートに示す処理では、燃料添加弁61とインタークーラ71との少なくとも一方冷却する必要がある場合には、電動ポンプ73からクーラントが、燃料添加弁61およびインタークーラ71の両方に圧送されるようになっている。
On the other hand, if both the
図3のフローチャートに示す処理では、インタークーラ71で吸気を冷却する必要がないため、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合(ステップS040:Noまたは、ステップS110:No)には、次の様に、処理が行われる。図5には、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合の1つの例における、クーラント流出温度(添加弁関連温度)の時間変化と、インタークーラの内部温度の時間変化と、電動ポンプのON,OFFとの概略が示されている。図5に示すように、時刻T1では、クーラント流出温度(添加弁関連温度)が冷却開始温度よりも低いため、制御装置50は、燃料添加弁61を冷却する必要が無いと判定し(ステップS020:No)、さらにインタークーラ71にクーラントを圧送する必要がないため(ステップS040:No)、電動ポンプ73の動作を停止させる(ステップS050)。
In the process shown in the flowchart of FIG. 3, since there is no need to cool the intake air in the
図2に示すように、燃料添加弁61は、高温の排気ガスが流れる排気管12Cに設けられており、排気管12Cを流れる排気ガスおよび排気管12Cにより加熱される。そして、燃料添加弁61を保持し、内部にクーラントが充填された燃料添加弁ホルダ74は、燃料添加弁61により加熱される。これにより、図5に示す時刻T1から時刻T2の間では、燃料添加弁ホルダ74のクーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度である、クーラント流出温度が上昇してゆき、時刻T2では、クーラント流出温度が冷却開始温度となる。そして、時刻T1から時刻T2の間では、クーラント流出温度が冷却開始温度よりも小さいため、制御装置50は、電動ポンプ73の動作を停止(ステップS050)させ続ける。
As shown in FIG. 2, the
また、時刻T1から時刻T2の間では、インタークーラ71は吸気の熱により加熱されて、インタークーラ71の内部温度は徐々に上昇していく。図5のインタークーラ71の内部温度の時間変化のグラフにおいて、推奨上限温度と、推奨下限温度とを示した。インタークーラ71の内部温度が、推奨上限温度よりも大きい場合には、インタークーラ71の温度が高すぎるため、制御装置50は、インタークーラ71を冷却する必要があると判定する(ステップS040:Yes、または、ステップS110:Yes)。またインタークーラ71の内部温度が、推奨下限温度よりも小さい場合には、インタークーラ71の内部温度が低すぎるため、インタークーラ71にて吸気が過度に冷却される。このため、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない状態では、インタークーラ71の内部温度が、推奨上限温度よりも小さく、かつ、推奨下限温度よりも大きい状態(推奨下限温度<インタークーラ71の内部温度<推奨上限温度)必要がある。
Further, between time T1 and time T2,
上述したが、時刻T2ではクーラント流出温度が冷却開始温度となる。冷却開始温度はクーラント流出温度の許容上限温度である。時刻T2では、クーラント流出温度が冷却開始温度以上(冷却開始温度≦流出クーラント温度)となっていることにより、制御装置50は、燃料添加弁61を冷却する必要が有ると判定し(ステップS020:Yes)、かつインタークーラ71の内部温度が推奨上限温度より小さいことによりインタークーラ71を冷却する必要が無いと判定(ステップS110:No)する。そして、制御装置50は、燃料添加弁61に対する吐出流量、駆動時間で電動ポンプ73を制御する(ステップS140)。これにより、時刻T2から、燃料添加弁61に対する駆動時間経過した時刻T3まで、クーラントが電動ポンプ73からインタークーラ71及び燃料添加弁ホルダ74に圧送されて、インタークーラ71及び燃料添加弁61が冷却される。その結果、時刻T2から時刻T3まで、クーラント流出温度及びインタークーラ71の内部温度が低下してゆく。
As described above, at time T2, the coolant outflow temperature becomes the cooling start temperature. The cooling start temperature is the allowable upper limit temperature of the coolant outflow temperature. At time T2, since the coolant outflow temperature is equal to or higher than the cooling start temperature (cooling start temperature≦outflow coolant temperature), the
ここで、電動ポンプ73が、燃料添加弁61に対する駆動時間の間、燃料添加弁61に対する吐出流量でクーラントを圧送した場合に、駆動時間の間に電動ポンプ73に圧送させるクーラントの量(=駆動時間×吐出流量)が、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントを全量交換することができる規定量となるように、燃料添加弁61に対する駆動時間及び吐出流量は設定されている。このため、時刻T2から時刻T3までの間に、確実に燃料添加弁61が冷却される。
Here, when the
時刻T3では、クーラント流出温度(添加弁関連温度)が冷却開始温度よりも低いため、制御装置50は、燃料添加弁61を冷却する必要が無いと判定し(ステップS020:No)、さらにインタークーラ71にクーラントを圧送する必要がないため(ステップS040:No)、電動ポンプ73の動作を停止させる(ステップS050)。
At time T3, since the coolant outflow temperature (addition valve related temperature) is lower than the cooling start temperature, the
そして、時刻T1から時刻T2の間と同様に、時刻T3から時刻T4まで、クーラント流出温度およびインタークーラ71の内部温度が上昇していき、時刻T4では、クーラント流出温度が再び冷却開始温度となる。そして、時刻T2と同様に、時刻T4に、制御装置50は、再び、燃料添加弁61に対する吐出流量、駆動時間で電動ポンプ73を制御する。これにより、時刻T4から燃料添加弁61に対する駆動時間経過した時刻T5まで、再び、クーラント流出温度及びインタークーラ71の内部温度は低下していく。時刻T5以降は、制御装置50は、時刻T3~時刻T5までの間と同様の制御を行うとともに、時刻T3~時刻T5までの間と同様の、クーラント流出温度(添加弁関連温度)の時間変化と、インタークーラの内部温度の時間変化と、電動ポンプ73のON,OFFと、を繰り返す。
Then, in the same way as between time T1 and time T2, the coolant outflow temperature and the internal temperature of the
以上で説明した様に、本実施形態の冷却システム70は、クーラント流出温度が許容上限温度である冷却開始温度以上か否かで、電動ポンプのONかOFFかを切り替える。これに対して、図5に示す比較例1の冷却システムでは、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合(換言すれば、インタークーラ71で吸気を冷却する必要がない場合)に電動ポンプ73の動作を停止させる制御を行う冷却システムである。図5に示すように、比較例1の冷却システムでは、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない期間が続く場合には、排気管12Cを流れる排気ガスおよび排気管12C(図2参照)により燃料添加弁61が加熱され続けるとともにクーラント流出温度が許容上限温度を超えて上昇し続ける(図5の時刻T2以降の一点鎖線)。その結果、燃料添加弁61が熱により損傷を受けるほど、燃料添加弁61の温度が高温になるおそれがある。
As explained above, the
そこで、図5に示す比較例2の冷却システムを、燃料添加弁61を冷却する必要がある場合(すなわち、クーラント流出温度が冷却開始温度以上となった場合)に燃料添加弁61の冷却を開始する冷却システムとする。すなわち、比較例2の冷却システムは、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合に、クーラント流出温度が許容上限温度である冷却開始温度以上となると、燃料添加弁61に対する吐出流量で電動ポンプ73がクーラントを圧送することを開始し、以降、燃料添加弁61に対する吐出流量で電動ポンプ73がクーラントを圧送し続ける。
Therefore, the cooling system of Comparative Example 2 shown in FIG. The cooling system shall be That is, in the cooling system of Comparative Example 2, when there is no need to force-feed coolant to the
図5に示すように、比較例2の冷却システムでは、時刻T2にクーラント流出温度が許容上限温度である冷却開始温度以上となり、時刻T2以降では電動ポンプ73に燃料添加弁61に対する吐出流量でクーラントを圧送し続ける。比較例2の冷却システムでは、時刻T2以降、クーラント流出温度が下がり続けるため燃料添加弁61が熱による損傷を受けるおそれはない。しかし、時刻T2以降、電動ポンプ73がインタークーラ71にもクーラントを圧送し続けるため、インタークーラ71の内部温度が推奨加減温度よりも低下してしまい、吸気がインタークーラ71によって過度に冷却されるおそれがある。以上の様に、比較例1の冷却システムでは、過度に燃料添加弁61が加熱されるおそれがあり、比較例2の冷却システムでは、吸気がインタークーラ71によって過度に冷却されるおそれがある。
As shown in FIG. 5, in the cooling system of Comparative Example 2, the coolant outflow temperature becomes equal to or higher than the cooling start temperature, which is the allowable upper limit temperature, at time T2, and after time T2, the coolant flows into the
一方、本実施形態の冷却システム70は、クーラント流出温度が許容上限温度である冷却開始温度以上(冷却開始温度≦流出クーラント温度)の場合には燃料添加弁61及びインタークーラ71を冷却するが、クーラント流出温度が冷却開始温度未満(流出クーラント温度<冷却開始温度)の場合には、電動ポンプ73の動作を停止させる。従って、インタークーラ71で吸気を冷却する必要がない場合において、燃料添加弁61(添加弁)を冷却するために、常時電動ポンプ73からクーラントを圧送させない。これにより、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラ71で吸気を過度に冷却することを抑制しつつ、燃料添加弁61(添加弁)を冷却できる。
On the other hand, the
以上では、図5を用いて、インタークーラ71で吸気を冷却する必要がない場合における、実施形態の内燃機関10の冷却システム70の作用効果を説明した。本実施形態の内燃機関10の冷却システム70は、以下で説明する作用効果を有する。
The effects of the
冷却システム70は、電動ポンプ73がクーラントを圧送すると、インタークーラ用ラジエータ72で冷却されたクーラントが、インタークーラ71および燃料添加弁61(添加弁)の両方に圧送され、1つの電動ポンプ73がインタークーラ71および燃料添加弁61(添加弁)にクーラントを圧送する。この様に、冷却システム70は、クーラントを圧送するための、インタークーラ71用の電動ポンプと、燃料添加弁61(添加弁)用の電動ポンプとを1つ電動ポンプ73で兼用している。これにより、冷却システム70のより一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができ、ひいては内燃機関10のより一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができる。
In the
制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)を冷却するために電動ポンプ73にクーラントを圧送させるのは、添加弁冷却要求判定部50Bにて、添加弁関連温度に基づいて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要があると判定したときに行う。このため、インタークーラ71で吸気を冷却する必要がない場合においても、に電動ポンプ73からクーラントを圧送させるのは、添加弁冷却要求判定部50Bにて燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要があると判定したときであればよく、電動ポンプ73からクーラントを圧送させるのは常時ではない。これにより、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラ71で吸気を過度に冷却することを抑制できる。従って、冷却システム70は、より一層の省スペース化及び部品点数の低減を図ることができるとともに、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラ71で吸気を過度に冷却することを抑制しつつ、燃料添加弁61(添加弁)を冷却できる。
In order to cool the fuel addition valve 61 (addition valve), the
また、制御装置50は、添加弁冷却要求判定部50Bにて、添加弁関連温度が所定の温度である冷却開始温度を超えているか否かを判定するだけで、判定燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要の有無の判定をすることができる。従って、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要の有無を容易に判定できる。
In addition, the
また、燃料添加弁61(添加弁)を収容する燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)内にてクーラントは燃料添加弁61(添加弁)の熱により加熱されるため、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)のクーラント流出口の近傍のクーラントの温度を推定または測定した温度である添加弁関連温度は、燃料添加弁61(添加弁)の温度に応じて変化しやすい。そして、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要の有無の判定を、燃料添加弁61(添加弁)の温度に応じて変化しやすい添加弁関連温度に基づいて行う。従って、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要の有無の判定を、より正確に行うことができる。
In addition, since the coolant is heated in the fuel addition valve holder 74 (addition valve holder) that accommodates the fuel addition valve 61 (addition valve) by the heat of the fuel addition valve 61 (addition valve), the fuel addition valve holder 74 ( The addition valve-related temperature, which is the estimated or measured temperature of the coolant near the coolant outlet of the addition valve holder), tends to change depending on the temperature of the fuel addition valve 61 (addition valve). Then, the
また、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合、電動ポンプ制御部50Cにて、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)内のクーラントを全量交換することができる規定量のクーラントを電動ポンプ73に圧送させる。これにより、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)内のクーラントが全量交換されるため、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)内のクーラントがより確実に冷却される。ひいては、冷却システム70は、燃料添加弁61(添加弁)を冷却する必要の有るときに、燃料添加弁61(添加弁)を確実に冷却できる。
Further, when the
また、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合、電動ポンプ制御部50Cにて、規定量に対応する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間(燃料添加弁61に対する吐出流量と駆動時間)を求め、求めた吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプ73を制御する。また、電動ポンプ73からインタークーラ71に圧送されるクーラントの流量は、電動ポンプ73の吐出流量によって定まる。そして、電動ポンプ73の吐出流量が多い程、電動ポンプ73からインタークーラ71圧送されるクーラントの流量も多くなる。
Further, when the
ここで、制御装置50は、電動ポンプ73の吐出流量(燃料添加弁61に対する吐出流量)を適宜設定できる。これにより、制御装置50は、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合であり、かつ、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合に、燃料添加弁61(添加弁)を冷却するための電動ポンプ73の吐出流量を、インタークーラ71で吸気を過度に冷却しない程度の量に調整することが容易となる。この様に吐出流量を調整できることで、冷却システム70は、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合であり、かつ、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合に、インタークーラ71で吸気を過度に冷却することを抑制しつつ、燃料添加弁61(添加弁)を冷却することが容易となる。
Here, the
また、制御装置50は、電動ポンプ制御部50Cにて、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)におけるクーラントの流入口であるクーラント流入口74Aの近傍のクーラントの動粘度に基づいて(燃料添加弁61に対する)駆動時間を補正する。ここで、クーラントの動粘度が高い程、クーラントは流れにくくなる。そして、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)のクーラント流入口74Aの近傍のクーラントの動粘度は、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)に流入するクーラントの動粘度であるため、この動粘度が高い程、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)にクーラントが流入しにくくなる。制御装置50は、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)のクーラント流入口74Aの近傍のクーラントの動粘度に基づいて(燃料添加弁61に対する)駆動時間を補正することにより、燃料添加弁61(添加弁)の冷却に必要な量のクーラントをより正確に燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)に圧送できる。従って、冷却システム70は、燃料添加弁61(添加弁)をより確実に冷却できる。
Further, the
また、制御装置50には、流入クーラント温度・駆動時間特性が吐出流量に対応づけられて記憶されている。制御装置50は、流入クーラント温度・駆動時間特性を読み出し、読み出した流入クーラント温度・駆動時間特性から容易に駆動時間を求めることができる。また、流入クーラント温度・駆動時間特性は、クーラントの動粘度に関連する流入クーラント温度に応じた、燃料添加弁61(添加弁)に対する駆動時間が設定されており、流入クーラント温度・駆動時間特性から求めた燃料添加弁61(添加弁)に対する駆動時間は、動粘度に基づいて補正されている。従って、制御装置50は、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合に、動粘度に基づいて補正された燃料添加弁61(添加弁)に対する駆動時間を容易かつ迅速に算出できる。
Further, the
また、制御装置50は、インタークーラ71を冷却するために必要な電動ポンプのインタークーラに対する吐出流量と、燃料添加弁61(添加弁)を冷却するために必要な電動ポンプ73の燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量と、のうち大きな吐出流量の側に基づいて電動ポンプ73を制御するため、インタークーラ71および燃料添加弁61(添加弁)を確実に冷却できる。また、インタークーラ71の冷却の必要が無い場合において、電動ポンプ73からクーラントを圧送させる(吐出させる)のは、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要があると判定した場合に行うが、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が無いと判定した場合には行わない。この様に、インタークーラ71の冷却の必要が無い場合において、燃料添加弁61(添加弁)を冷却する必要があるときにだけ、電動ポンプ73からクーラントを圧送させる(吐出させる)。これにより、インタークーラ71にクーラントを圧送する必要がない場合において、インタークーラ71で吸気を過度に冷却することを確実に抑制できる。
The
●[他の実施の形態]
本発明の内燃機関の制御装置は、上述した実施形態で説明した内燃機関10の冷却システム70の構成、形状、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
●[Other embodiments]
The internal combustion engine control device of the present invention is not limited to the configuration, shape, structure, etc. of the
上述した実施形態の冷却システム70は、クーラント循環通路75にインタークーラ71及び燃料添加弁ホルダ74が接続されており、クーラントを圧送して冷却する対象は、インタークーラ71及び燃料添加弁61である。ここで、クーラント循環通路75接続された燃料添加弁61を保持する添加弁ホルダ74に換えて、燃料添加弁ホルダ74と同様の尿素水添加弁62を保持する尿素水添加弁ホルダ(不図示)をクーラント循環通路75に接続して、クーラントを圧送して冷却する対象を、インタークーラ71及び尿素水添加弁62としてもよい。また、以下に説明するように、冷却システム70は、クーラントを圧送して冷却する対象を、添加弁の一種である尿素水添加弁62を加えた、インタークーラ71、燃料添加弁61、尿素水添加弁62とする構成にしてもよい。
In the
例えば、図6に示すように、燃料添加弁ホルダ74と同様の尿素水添加弁ホルダ76で尿素水添加弁62を保持し、流出クーラント温度検出装置742と同様の流出クーラント温度検出装置762を尿素水添加弁ホルダ76に対して設ける。さらに、燃料添加弁61が設けられているFH分配管75BC(図1参照)を尿素水添加弁ホルダ76まで延長して尿素水添加弁ホルダ76に接続し、これに併せてFH戻配管75CBを尿素水添加弁ホルダ76まで延長してもよい。この構成では、図6に示すように、燃料添加弁ホルダ74と尿素水添加弁ホルダ76とが、FH分配管75BCに直列に設けられている。
For example, as shown in FIG. 6, a urea water
また、例えば、図6では、燃料添加弁ホルダ74と、尿素水添加弁ホルダ76とが、クーラント循環通路75のFH分配管75BCに直列に接続されているが、本発明の冷却システムは、図7に示すように、燃料添加弁ホルダ74と、尿素水添加弁ホルダ76とが、クーラント循環通路75に並列に接続された冷却システムであってもよい。
Further, for example, in FIG. 6, the fuel
また、制御装置50が、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量を、あらかじめ用意された1種類の吐出流量に設定する制御を行ってもよい。また、制御装置50が、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量を、数の種類(値)の吐出流量から選択して設定する制御を行ってもよい。さらに、制御装置50が、燃料添加弁61(添加弁)に対する吐出流量を、所定の範囲内の吐出流量(例えば1ml/min~500ml/min)の中から適宜設定する無段階可変で設定する制御を行ってもよい。
Further, the
図2を用いて上述したように、実施形態の冷却システム70の制御装置50は、流入クーラント温度検出部50Dにて、流入クーラント温度検出装置741を用いて流入クーラント温度を測定する。ここで、流入クーラント温度は、燃料添加弁ホルダ74(添加弁ホルダ)におけるクーラント流入口74Aの近傍のクーラントの温度である。そして、流入クーラント温度検出部50D(制御装置50)は、流入クーラント温度を測定または推定すればよい。流入クーラント温度検出部50D(制御装置50)は、流入クーラント温度を、流入クーラント温度検出装置741とは別の部位に設けられた温度検出装置を用いて測定してもよいし、流入クーラント温度を測定する代わりに推定してもよい。例えば、流入クーラント温度検出部50D(制御装置50)は、流入クーラント温度検出装置741とは別の部位に設けられた温度検出装置(例えば、排気ガスの排気温度検出装置36A)からの検出信号に基づいて、流入クーラント温度を推定してもよい。
As described above using FIG. 2, the
また、図2を用いて上述したように、実施形態の冷却システム70の制御装置50は、添加弁温度検出部50Aにて、流出クーラント温度検出装置742からの検出信号に基づいて、流出クーラント温度を、添加弁関連温度として測定する(流出クーラント温度=添加弁関連温度)。ここで、流出クーラント温度は、添加弁関連温度であり、また、流出クーラント温度は、燃料添加弁ホルダ74におけるクーラントの流出口であるクーラント流出口74Bの近傍のクーラントの温度である。そして、添加弁温度検出部50A(制御装置50)は、流出クーラント温度(添加弁関連温度)を測定または推定すればよい。添加弁温度検出部50A(制御装置50)は、流出クーラント温度(添加弁関連温度)を、流出クーラント温度検出装置742とは別の部位に設けられた温度検出装置を用いて測定してもよいし、測定する代わりに推定してもよい。例えば、制御装置50は、添加弁温度検出部50Aにて、流出クーラント温度検出装置742とは別の部位に設けられた温度検出装置(例えば、排気ガスの排気温度検出装置36A)からの検出信号に基づいて、流出クーラント温度(添加弁関連温度)を推定してもよい。
Further, as described above using FIG. 2, the
また、実施形態の冷却システム70では、制御装置50の添加弁冷却要求判定部50Bにて、添加弁関連温度が冷却開始温度を超えている場合に、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定するが、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定するのは、添加弁関連温度が冷却開始温度を超えている場合でなくてもよい。例えば、制御装置50の添加弁冷却要求判定部50Bにて、添加弁関連温度が所定時間上昇し続ける場合に、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定してもよい。
In addition, in the
また、実施形態の冷却システム70では、燃料添加弁61(添加弁)は、クーラントが充填された燃料添加弁ホルダ74に収容されており、制御装置50の添加弁温度検出部50Aにて、クーラント流出口74B近傍のクーラントの温度を、添加弁関連温度として測定するが、冷却システム70は、燃料添加弁ホルダ74を有する代わりに、燃料添加弁ホルダ74と同様の機能を有する燃料添加弁61(添加弁)を有してもよい。
Further, in the
また、実施形態の冷却システム70では、制御装置50は、添加弁冷却要求判定部50Bにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合(図3のステップS020:YES)、電動ポンプ制御部50Cにて、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントを全量交換することができる規定量のクーラントを電動ポンプ73に圧送させる(図3のステップS140)。ここで、クーラントを電動ポンプ73に圧送させる規定量は、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントを全量交換することができる量でなくともよく、例えば、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントの50%を交換することができる量であってもよく、また、例えば、燃料添加弁ホルダ74内のクーラントの80%や、90%を交換することができる量であってもよい。
Further, in the
また、実施形態の冷却システム70では、制御装置50は、添加弁冷却要求判定部50Bにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要が有ると判定した場合(図3のステップS020:YES)、電動ポンプ制御部50Cにて、規定量に対応する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間(燃料添加弁61に対する吐出流量と駆動時間)を求め、求めた吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプ73を制御する。ここで、電動ポンプ制御部50Cにて、規定量に対応する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間(燃料添加弁61に対する吐出流量と駆動時間)を求めなくともよく、例えば、あらかじめ設定された燃料添加弁61に対する吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプ73を制御してもよい。
Furthermore, in the
また、実施形態の冷却システム70では、制御装置50は、電動ポンプ制御部50Cにて、燃料添加弁ホルダ74のクーラント流入口74A近傍のクーラントの動粘度に基づいて燃料添加弁61(添加弁)に対する駆動時間を補正する(図3のステップS090)が、駆動時間を動粘度に基づいて補正しなくともよい。
In the
また、実施形態の冷却システム70では、制御装置50は、あらかじめ記憶された流入クーラント温度・駆動時間特性を用いて燃料添加弁61(添加弁)に対する駆動時間を求めるが、あらかじめ記憶された流入クーラント温度・駆動時間特性を用いて燃料添加弁61(添加弁)に対する駆動時間を求めなくともよい。例えば、クーラントの動粘度を測定するクーラント動粘度検出装置を冷却システムが備えるものとし、冷却システムは、クーラント動粘度検出装置を用いて、クーラントの動粘度を測定したうえで駆動時間を求めてもよい。
Further, in the
また、実施形態の冷却システム70では、制御装置50は、添加弁冷却要求判定部50B及びインタークーラ冷却要求判定部50Eにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要とインタークーラ71の冷却の必要との双方が有るとの判定の場合(図3のステップS110:YES)は、電動ポンプ制御部50Cにて、燃料添加弁61(添加弁)に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間と(図3のステップS090)、インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間と(図3のステップS120)、を求め、電動ポンプ73から吐出されるクーラントの量が多くなる側の吐出流量と駆動時間に基づいて電動ポンプ73を制御する(図3のステップS130~ステップS140またはステップS070)。これに限らず、制御装置50は、添加弁冷却要求判定部50B及びインタークーラ冷却要求判定部50Eにて、燃料添加弁61(添加弁)の冷却の必要とインタークーラ71の冷却の必要との双方が有るとの判定の場合(図3のステップS110:YES)は、インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間のみを求め、インタークーラ71に対する電動ポンプ73の吐出流量と駆動時間のみに基づいて電動ポンプ73を制御してもよい。
Further, in the
また、上述した実施形態にて説明した冷却システム70は、一般車両、産業車両、発電システム等、種々の用途の、種々の燃料の内燃機関に適用することができる。
Furthermore, the
また、上記の記載において、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等が記載してある場合、等号を含んでも含まなくてもよい。 Furthermore, in the above description, when greater than or equal to (≧), less than or equal to (≦), greater than (>), less than (<), etc. are described, an equal sign may or may not be included.
1 内燃機関システム
10 内燃機関
11A、11B 吸気管
11C 吸気マニホルド
12A 排気マニホルド
12B、12C、12D、12E 排気管
14A~14D インジェクタ
15 内燃機関用ラジエータ
21 吸気流量検出装置
21A 吸気温度検出装置
22 過給機
22A タービン
22B コンプレッサ
23 吸気温度検出装置
25 アクセル踏込量検出装置
27 回転検出装置
28 気筒検出装置
35 差圧センサ
36A~36D 排気温度検出装置
37A、37B NOx検出装置
41 第1酸化触媒(DOC)
42 DPF(粒子状物質捕集フィルタ)
43 SCR(選択還元触媒)
44 第2酸化触媒
50 制御装置
50A 添加弁温度検出部
50B 添加弁冷却要求判定部
50C 電動ポンプ制御部
50D 流入クーラント温度検出部
50E インタークーラ冷却要求判定部
61 燃料添加弁
62 尿素水添加弁
70 冷却システム
71 インタークーラ
72 インタークーラ用ラジエータ
73 電動ポンプ
74 燃料添加弁ホルダ(添加弁ホルダ)
74A クーラント流入口
74B クーラント流出口
741 流入クーラント温度検出装置
742 流出クーラント温度検出装置
75 クーラント循環通路
75A 冷クーラント配管
75BA 上流配管
75BB IC分配管
75BC FH分配管
75CA IC戻配管
75CB FH戻配管
1 Internal
42 DPF (particulate matter collection filter)
43 SCR (selective reduction catalyst)
44
Claims (5)
前記内燃機関内を流れる内燃機関用クーラントを冷却する内燃機関用ラジエータとは別体とされて前記インタークーラ内を流れるクーラントを冷却するインタークーラ用ラジエータと、
前記クーラントを循環させる電動ポンプと、
前記電動ポンプを制御する制御装置と、
を備えた内燃機関の冷却システムであって、
前記内燃機関の排気経路には、排気ガスを浄化するために排気ガス中に添加剤を噴射する添加弁が設けられており、
前記電動ポンプは、前記インタークーラ用ラジエータと、前記インタークーラ及び前記添加弁と、の間で、前記クーラントを循環させること及び前記クーラントの循環を停止することが可能であり、
前記添加弁は、添加弁ホルダに収容されており、
前記添加弁ホルダ内には、循環された前記クーラントが充填されており、
前記制御装置は、
前記添加弁に関連する温度である添加弁関連温度を推定または測定する添加弁温度検出部と、
前記添加弁関連温度に基づいて、前記添加弁の冷却の必要の有無を判定する添加弁冷却要求判定部と、
前記電動ポンプを制御する電動ポンプ制御部と、
を有し、
添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、規定量の前記クーラントを前記電動ポンプに圧送させ、
前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁関連温度が所定の温度である冷却開始温度を超えている場合に、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定し、
前記添加弁温度検出部にて、前記添加弁ホルダにおける前記クーラントの流出口であるクーラント流出口の近傍の前記クーラントの温度を、前記添加弁関連温度として推定または測定し、
前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁ホルダ内の前記クーラントを全量交換することができる前記規定量の前記クーラントを前記電動ポンプに圧送させる、
内燃機関の冷却システム。 An intercooler provided in an intake path of an internal combustion engine having a supercharger that supercharges intake air;
an intercooler radiator that is separate from an internal combustion engine radiator that cools the internal combustion engine coolant that cools the internal combustion engine coolant that cools the intercooler;
an electric pump that circulates the coolant;
a control device that controls the electric pump;
A cooling system for an internal combustion engine, comprising:
The exhaust path of the internal combustion engine is provided with an additive valve that injects an additive into the exhaust gas to purify the exhaust gas,
The electric pump is capable of circulating the coolant and stopping circulation of the coolant between the intercooler radiator, the intercooler, and the addition valve,
The addition valve is housed in an addition valve holder,
The addition valve holder is filled with the circulated coolant,
The control device includes:
an addition valve temperature detection unit that estimates or measures an addition valve-related temperature that is a temperature related to the addition valve;
an addition valve cooling request determination unit that determines whether cooling of the addition valve is necessary based on the addition valve-related temperature;
an electric pump control section that controls the electric pump;
has
When the addition valve cooling request determination unit determines that there is a need to cool the addition valve, the electric pump control unit causes the electric pump to pump a specified amount of the coolant ;
The addition valve cooling request determination unit determines that there is a need to cool the addition valve when the addition valve related temperature exceeds a predetermined cooling start temperature,
The addition valve temperature detection unit estimates or measures the temperature of the coolant near the coolant outlet that is the coolant outlet in the addition valve holder as the addition valve related temperature;
When the addition valve cooling request determination unit determines that there is a need to cool the addition valve, the electric pump control unit determines the prescribed amount by which the entire amount of coolant in the addition valve holder can be replaced. forcing the electric pump to pump the coolant;
Internal combustion engine cooling system.
前記制御装置は、
前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、前記規定量に対応する前記電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御する、
内燃機関の冷却システム。 A cooling system for an internal combustion engine according to claim 1 , comprising:
The control device includes:
If the addition valve cooling request determination unit determines that there is a need to cool the addition valve, the electric pump control unit determines the discharge flow rate and drive time of the electric pump corresponding to the specified amount; controlling the electric pump based on the determined discharge flow rate and the driving time;
Internal combustion engine cooling system.
前記制御装置は、
前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁ホルダにおける前記クーラントの流入口であるクーラント流入口の近傍の前記クーラントの動粘度に基づいて前記駆動時間を補正する、
内燃機関の冷却システム。 The internal combustion engine cooling system according to claim 2 ,
The control device includes:
The electric pump control unit corrects the driving time based on the kinematic viscosity of the coolant near a coolant inlet that is an inlet for the coolant in the addition valve holder.
Internal combustion engine cooling system.
前記制御装置は、
前記添加弁ホルダにおける前記クーラント流入口の近傍の前記クーラントの温度である流入クーラント温度を推定または測定する流入クーラント温度検出部を有し、
前記制御装置には、
前記クーラント流入口から流入する前記クーラントの動粘度に関連する前記流入クーラント温度に応じた前記駆動時間が設定された流入クーラント温度・駆動時間特性が前記吐出流量に対応づけられて記憶されており、
前記制御装置は、
前記添加弁冷却要求判定部にて、前記添加弁の冷却の必要が有ると判定した場合、前記電動ポンプ制御部にて、前記吐出流量を求め、求めた前記吐出流量と、前記流入クーラント温度と、前記流入クーラント温度・駆動時間特性とに基づいて前記駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御する、
内燃機関の冷却システム。 The internal combustion engine cooling system according to claim 3 ,
The control device includes:
an inflow coolant temperature detection unit that estimates or measures an inflow coolant temperature that is a temperature of the coolant near the coolant inlet in the addition valve holder;
The control device includes:
An inflow coolant temperature/drive time characteristic in which the drive time is set according to the inflow coolant temperature related to the kinematic viscosity of the coolant flowing in from the coolant inflow port is stored in association with the discharge flow rate,
The control device includes:
When the addition valve cooling request determination unit determines that there is a need to cool the addition valve, the electric pump control unit determines the discharge flow rate and combines the determined discharge flow rate with the inflow coolant temperature. , determining the driving time based on the inflow coolant temperature and driving time characteristics, and controlling the electric pump based on the determined discharge flow rate and the driving time;
Internal combustion engine cooling system.
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記インタークーラの冷却の必要の有無を判定するインタークーラ冷却要求判定部を有し、
前記添加弁冷却要求判定部及び前記インタークーラ冷却要求判定部にて、
前記添加弁の冷却の必要と前記インタークーラの冷却の必要との双方が無いとの判定の
場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記電動ポンプの動作を停止させ、
前記添加弁の冷却の必要が無くかつ前記インタークーラの冷却の必要が有るとの判定の場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記インタークーラに対する前記電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御し、
前記添加弁の冷却の必要が有りかつ前記インタークーラの冷却の必要が無いとの判定の
場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁に対する前記電動ポンプの吐出流量と駆動時間を求め、求めた前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御し、
前記添加弁の冷却の必要と前記インタークーラの冷却の必要との双方が有るとの判定の場合は、前記電動ポンプ制御部にて、前記添加弁に対する前記電動ポンプの前記吐出流量と前記駆動時間と、前記インタークーラに対する前記電動ポンプの前記吐出流量と前記駆動時間と、を求め、前記電動ポンプから吐出される前記クーラントの量が多くなる側の前記吐出流量と前記駆動時間に基づいて前記電動ポンプを制御する、
内燃機関の冷却システム。
The cooling system according to any one of claims 2 to 4 ,
The control device includes:
an intercooler cooling request determination unit that determines whether cooling of the intercooler is necessary based on the operating state of the internal combustion engine;
In the addition valve cooling request determining section and the intercooler cooling request determining section,
If it is determined that there is no need to cool the addition valve and the intercooler, the electric pump control unit stops the operation of the electric pump,
If it is determined that there is no need to cool the addition valve and there is a need to cool the intercooler, the electric pump control unit determines the discharge flow rate and driving time of the electric pump to the intercooler; controlling the electric pump based on the determined discharge flow rate and the driving time;
If it is determined that there is a need to cool the addition valve and there is no need to cool the intercooler, the electric pump control unit determines the discharge flow rate and drive time of the electric pump with respect to the addition valve; controlling the electric pump based on the determined discharge flow rate and the driving time;
If it is determined that there is a need to cool both the addition valve and the intercooler, the electric pump control unit controls the discharge flow rate and drive time of the electric pump to the addition valve. and the discharge flow rate and drive time of the electric pump with respect to the intercooler, and calculate the discharge flow rate and drive time of the electric pump on the side where the amount of coolant discharged from the electric pump increases. control the pump,
Internal combustion engine cooling system.
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