JPH05222933A - Cooling control device for internal combustion engine - Google Patents

Cooling control device for internal combustion engine

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JPH05222933A
JPH05222933A JP2292992A JP2292992A JPH05222933A JP H05222933 A JPH05222933 A JP H05222933A JP 2292992 A JP2292992 A JP 2292992A JP 2292992 A JP2292992 A JP 2292992A JP H05222933 A JPH05222933 A JP H05222933A
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JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
temperature
humidity
engine
intake air
Prior art date
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JP2292992A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Tate
▲隆▼雄 館
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce fuel consumption, and to improve exhaust emission in a cooling control device for an internal combustion engine. CONSTITUTION:A cooling control device is provided with a three-way flow control valve 30 which is connected both to a cooling water passage 15b for passing low-temperature cooling water passed through a radiator 12 and to a cooling water passage 20 for passing high-temperature cooling water not passed through the radiator 12, and by which the low-temperature cooling water is mixed with the high-temperature cooling water for passing it to the suction side of a cooling water pump 13. The device is also provided with a humidity sensor 45 for detecting the humidity of intake air. An ECU 50 feedback-controls the opening of the three-way flow control valve 30 so that the cooling water temperature at the inlet of an engine is decreased as the humidity of intake air becomes lower, while it is increased as the humidity thereof becomes higher.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却制御装置
に係り、特に冷却装置の冷却能力を制御して燃料消費量
および排気エミッションの向上を図るようにした内燃機
関の冷却制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling control device for an internal combustion engine, and more particularly to a cooling control device for an internal combustion engine which controls the cooling capacity of the cooling device to improve fuel consumption and exhaust emission.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の内燃機関の冷却制御装置について
は、例えば特開昭57−168017号公報に開示され
たものがある。この公報に開示された冷却制御装置は、
吸気管圧力に代表される内燃機関(エンジン)負荷に応
じてラジエータの冷却水循環量、即ちエンジン入口にお
ける冷却水温度を制御することにより、低、中負荷域に
おけるエンジンの過冷却を防止して機関効率および排気
エミッションを向上させたものである。
2. Description of the Related Art A conventional cooling control device for an internal combustion engine is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 168017/1982. The cooling control device disclosed in this publication is
By controlling the cooling water circulation amount of the radiator, that is, the cooling water temperature at the engine inlet according to the load of the internal combustion engine (engine) represented by the intake pipe pressure, the engine is prevented from being overcooled in the low and medium load regions. It is an improvement in efficiency and exhaust emission.

【0003】このように、例えばサーモスタットバルブ
等によりエンジンの入口における冷却水温度を一定の値
に制御していた技術に対して、エンジン運転状態の各値
(エンジン回転数、負荷等)をパラメータとしてエンジ
ン入口における冷却水温度を変化させて制御する冷却制
御装置が従来において周知である。
As described above, in contrast to the technique in which the temperature of the cooling water at the engine inlet is controlled to a constant value by, for example, a thermostat valve, each value of the engine operating state (engine speed, load, etc.) is used as a parameter. A cooling control device that changes and controls the cooling water temperature at the engine inlet is well known in the related art.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般的にエンジンの吸
入空気における各種データ(湿度、温度、空気密度等)
の変化は、エンジンの出力、ノッキングの発生し易さ
等、主にエンジン出力に関するエンジン性能に影響を及
ぼすことが知られている。また、従来の冷却制御装置に
おいては、上記の如くエンジン回転数や負荷等をパラメ
ータとして冷却能力を制御しているものの、吸入空気の
上記各種データをパラメータとした冷却能力の制御を行
っていない。このため、吸入空気の上記各種データの変
化に応じて冷却能力を変化させる制御を行うことによ
り、エンジン出力の増大、これに伴う燃焼消費量の低
減、排気エミッションの向上等の効果が期待できるもの
の、これらの効果は従来の技術において不明確とされた
ままとなっている。
Generally, various data (humidity, temperature, air density, etc.) in engine intake air
It is known that changes in the engine influence the engine performance mainly related to the engine output, such as engine output and susceptibility to knock. Further, in the conventional cooling control device, the cooling capacity is controlled by using the engine speed, the load and the like as parameters as described above, but the cooling capacity is not controlled by using the above various data of the intake air as parameters. For this reason, by performing control to change the cooling capacity according to changes in the above-mentioned various data of the intake air, it is possible to expect effects such as an increase in engine output, a reduction in combustion consumption accompanying this, and an improvement in exhaust emission. However, these effects remain unclear in the prior art.

【0005】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、吸入空気の湿度に応じて冷却性能を制御すること
により、燃料消費量の低減、および排気エミッションの
向上を図った内燃機関の冷却制御装置を提供することを
目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and controls the cooling performance according to the humidity of intake air to reduce the fuel consumption and improve the exhaust emission. The purpose is to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】図1は上記目的を達成す
る本発明の原理構成図である。同図に示すように本発明
は、内燃機関1の冷却系統2の冷却能力を変化せしめる
冷却能力調節手段3と、吸入空気の湿度を検出する湿度
センサ4と、前記湿度センサ4の出力信号を入力して、
前記吸入空気の湿度が低いほど前記冷却能力を高めるよ
うに前記冷却能力調節手段3を制御する冷却能力制御手
段5とを設けた構成である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention for achieving the above object. As shown in the figure, the present invention provides a cooling capacity adjusting means 3 for changing the cooling capacity of a cooling system 2 of an internal combustion engine 1, a humidity sensor 4 for detecting the humidity of intake air, and an output signal of the humidity sensor 4. Enter
A cooling capacity control means 5 for controlling the cooling capacity adjusting means 3 is provided so that the cooling capacity is increased as the humidity of the intake air is lower.

【0007】[0007]

【作用】一般に吸入空気の湿度が低いほど、吸入空気中
に含まれる水分量が少なくノッキングが発生しやすいと
いうことが知られている。従って、本発明において、冷
却能力制御手段5が、吸入空気の湿度が低いほど冷却能
力を高めるように冷却能力調節手段3を制御することに
より、吸入空気の湿度が低いほど燃焼室の壁温が低下
し、点火遅角を行うことなくノッキングを防止するとこ
ができる。このように、ノッキングが発生する状態にお
いても点火遅角が行われないため、点火遅角分の出力が
増大する。また、燃焼室の壁温が低下することにより最
高燃焼温度が低下し、最高燃焼温度に応じてその発生量
が増減する窒素酸化物(NOx)の発生が抑制される。
It is generally known that the lower the humidity of the intake air, the less the amount of water contained in the intake air and the more likely knocking occurs. Therefore, in the present invention, the cooling capacity control means 5 controls the cooling capacity adjusting means 3 so as to increase the cooling capacity as the humidity of the intake air becomes lower, so that the wall temperature of the combustion chamber becomes lower as the humidity of the intake air becomes lower. It is possible to prevent knocking without lowering the ignition retard. In this way, the ignition retard is not performed even in the state where knocking occurs, so the output for the ignition retard increases. In addition, the maximum combustion temperature is reduced due to the decrease in the wall temperature of the combustion chamber, and the generation of nitrogen oxides (NOx) whose amount is increased / decreased according to the maximum combustion temperature is suppressed.

【0008】また、反対に吸入空気の湿度が高いほどノ
ッキングが発生しにくい。従って、吸入空気の湿度が高
いほど冷却能力を低下させるように冷却能力調節手段3
を制御することにより、燃焼室の壁温が上昇し、これに
よるフリクションロスの低減、および燃焼室内の燃焼エ
ネルギが壁面に吸収されることによる出力の損失、所
謂、冷却損失が低減することにより、その分の出力が増
大する。また、燃焼室の壁温が上昇し、燃焼速度がアッ
プすることによっても出力が増大する。
On the contrary, the higher the humidity of the intake air, the less likely knocking occurs. Therefore, the cooling capacity adjusting means 3 is designed to lower the cooling capacity as the humidity of the intake air increases.
By controlling the wall temperature of the combustion chamber rises, the friction loss is reduced by this, and the loss of output due to the combustion energy in the combustion chamber being absorbed by the wall surface, so-called, cooling loss is reduced. The output increases accordingly. In addition, the output increases as the wall temperature of the combustion chamber rises and the combustion speed increases.

【0009】[0009]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図2は本発明が適用される内燃機関およびその周辺装置
の一実施例のシステム構成図を示す。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a system configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine and its peripheral devices to which the present invention is applied.

【0010】同図中、11は機関本体(単にエンジンと
称する)、12はラジエータ、13はエンジンの出力軸
によって回転駆動される冷却水ポンプ、14は機関本体
11内に設けられ、シリンダブロックおよびシリンダヘ
ッドを冷却する冷却水の冷却水通路、15a、15bは
冷却水通路14とラジエータ12とを接続する冷却水通
路、16はスロットルボデー、17はアイドルスピード
コントロールバルブ(ISCV)、18はリヤウォータ
バイパスジョイント、19はウォータアウトレットハウ
ジング、20はリヤウォータバイパスジョイント18か
らの冷却水をスロットルボデー16およびISCV17
へ流す冷却水通路である。
In the figure, 11 is an engine body (simply referred to as engine), 12 is a radiator, 13 is a cooling water pump which is rotationally driven by an output shaft of the engine, 14 is provided in the engine body 11, and a cylinder block and A cooling water passage for cooling the cylinder head, 15a and 15b for connecting the cooling water passage 14 and the radiator 12, 16 for a throttle body, 17 for an idle speed control valve (ISCV), and 18 for a rear water Bypass joint, 19 is a water outlet housing, 20 is cooling water from the rear water bypass joint 18, throttle body 16 and ISCV17
It is a cooling water passage to flow to.

【0011】また、30はISCV17を通過した後の
冷却水通路20と、ラジエータ12を通過した後の冷却
水通路15bとが夫々接続され、冷却水通路15b,2
0を夫々流れる冷却水をミキシングして冷却水ポンプ1
3の吸入側に流す、前記冷却能力調節手段3に該当する
3方流量制御弁である。冷却水通路20を流れる冷却水
は、機関本体11内の冷却水通路14を流れて加熱され
ているため比較的高い温度を有しており、冷却水通路1
5bを流れる冷却水はラジエータ12を通過しているた
め低い温度を有している。このため、3方流量制御弁3
0は、弁開度を調節して、冷却水通路20から冷却水ポ
ンプ13に流れる流量と、冷却水通路15bから冷却水
ポンプ13に流れる流量との割合を変えることにより、
エンジン入口における冷却水温度を変えることができ
る。
Further, 30 is connected with a cooling water passage 20 after passing through the ISCV 17 and a cooling water passage 15b after passing through the radiator 12, respectively, and cooling water passages 15b, 2 are provided.
Cooling water pump 1
3 is a three-way flow control valve that corresponds to the cooling capacity adjusting means 3 that flows to the suction side of 3. The cooling water flowing through the cooling water passage 20 has a relatively high temperature because it flows through the cooling water passage 14 in the engine body 11 and is heated.
The cooling water flowing through 5b has a low temperature because it passes through the radiator 12. Therefore, the three-way flow control valve 3
0 adjusts the valve opening to change the ratio between the flow rate of the cooling water passage 20 flowing to the cooling water pump 13 and the flow rate of the cooling water passage 15b flowing to the cooling water pump 13.
The cooling water temperature at the engine inlet can be changed.

【0012】更に図2において、31はヒータ、32は
リヤウォータバイパスジョイント18からの冷却水の一
部をヒータ31を介して上記3方流量制御弁30と冷却
水ポンプ13との間の冷却水通路15bに流す冷却水通
路、33はヒータウォータバルブ、34はラジエータ1
2のリザーブタンク、35はリザーブタンク34への冷
却水通路、36はラジエータキャップである。
In FIG. 2, 31 is a heater, 32 is a part of the cooling water from the rear water bypass joint 18, and the cooling water between the three-way flow control valve 30 and the cooling water pump 13 is passed through the heater 31. A cooling water passage flowing in the passage 15b, 33 a heater water valve, and 34 a radiator 1
2 is a reserve tank, 35 is a cooling water passage to the reserve tank 34, and 36 is a radiator cap.

【0013】更に、41はエンジン入口部における冷却
水温度THWを検出する水温センサ、42は機関本体1
1の吸気管圧力Pを検出する圧力センサ、43は吸入空
気量Qを検出するエアーフローメータ、44は吸入空気
の温度THAを検出する吸気温センサ、45は吸入空気
の湿度Huを検出する湿度センサ(前記湿度センサ4に
該当する)、46はディストリビュータ(図示せず)に
設けられ、エンジン回転数Neに対応する信号を出力す
る回転角センサ、47はスロットルバルブの開度θth
を検出するスロットルポジションセンサ、48はノッキ
ングを検出すると共に点火時期を制御してノッキングの
発生を防止するノックコントロールシステム(KCS)
である。
Further, 41 is a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature THW at the engine inlet, and 42 is the engine body 1.
1 is a pressure sensor for detecting the intake pipe pressure P, 43 is an air flow meter for detecting the intake air amount Q, 44 is an intake air temperature sensor for detecting the intake air temperature THA, and 45 is a humidity for detecting the intake air humidity Hu. Sensors (corresponding to the humidity sensor 4), 46 are provided in a distributor (not shown), a rotation angle sensor that outputs a signal corresponding to the engine speed Ne, and 47 is a throttle valve opening θth.
Knock control system (KCS) that detects the knock and controls the ignition timing to prevent the occurrence of knock
Is.

【0014】また、エンジンコントロールユニット(E
CU)50はマイクロコンピュータからなり、一般的に
各種センサからの信号を入力して所定の演算、制御を行
うことにより、図示されていない燃料噴射弁、イグナイ
タおよびISCV17等の各種アクチュエータに対して
適当な信号を出力し、エンジンを所望の運転状態とする
制御が行われている。本実施例においては、後で詳述す
るが、上記各種センサ41〜48からの信号を入力して
演算および各種処理を行い、これによって3方流量制御
弁30を適当な開度とする制御が、上記各種アクチュエ
ータの制御に加えて行われている。
The engine control unit (E
The CU) 50 is composed of a microcomputer, and is generally suitable for various actuators such as a fuel injection valve, an igniter, and an ISCV 17 (not shown) by inputting signals from various sensors and performing predetermined calculation and control. Is output to control the engine to a desired operating state. In the present embodiment, as will be described later in detail, signals from the various sensors 41 to 48 are input to perform calculations and various processes, thereby controlling the three-way flow control valve 30 to an appropriate opening degree. , In addition to the control of the above-mentioned various actuators.

【0015】図3はECU50の具体的な構成要素を示
す。同図中、図2と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。同図中、中央処理ユニット(CP
U)51は、各センサから出力されるデータを制御プロ
グラムに従って入力、演算すると共に、燃料噴射弁、イ
グナイタ、ISCV17等の各種アクチュエータ、およ
び3方流量制御弁30を制御するための処理を行うよう
になっている。リードオンリメモリ(ROM)52は、
上記制御プログラム、点火時期演算マップ等のデータを
格納する記憶装置であり、ランダムアクセスメモリ(R
AM)53は、各センサから出力されるデータや演算制
御に必要なデータを一時的に読み書きする記憶装置であ
り、バックアップランダムアクセスメモリ(バックアッ
プRAM)54は、図示しないイグニッションスイッチ
がオフになっても機関駆動に必要なデータ等がバッテリ
ー電源によりバックアップされる記憶装置である。
FIG. 3 shows specific components of the ECU 50. In the figure, the same components as those in FIG.
The description is omitted. In the figure, the central processing unit (CP
U) 51 inputs and calculates data output from each sensor according to a control program, and performs processing for controlling various actuators such as a fuel injection valve, an igniter, an ISCV 17, and a three-way flow control valve 30. It has become. The read only memory (ROM) 52 is
A storage device for storing data such as the control program and the ignition timing calculation map, which is a random access memory (R
AM) 53 is a storage device for temporarily reading and writing data output from each sensor and data necessary for arithmetic control. A backup random access memory (backup RAM) 54 has an ignition switch (not shown) turned off. Is a storage device in which data and the like necessary for driving the engine are backed up by a battery power source.

【0016】また入力部55は圧力センサ42、エアー
フローメータ43等の各センサからの入力信号を図示し
ない波形整形回路により波形整形し、この信号を図示し
ないマルチプレクサによりCPU51に選択的に出力す
るようにしている。入力部55では、各センサからの出
力信号がアナログ信号であればこれをA/Dコンバータ
57によりデジタル信号に変換する。入出力部56は、
エンジン回転数Neの信号の基となる回転角センサ46
等からの入力信号を波形整形回路により波形整形し、こ
の信号を入力ポートを介してRAM53等に書き込む。
また入出力部56は、上記CPU51の指令により出力
ポートを介して駆動する駆動回路により、図示されてい
ない燃料噴射弁、イグナイタ、およびISCV17、3
方流量制御弁30等を所定のタイミングで所定量駆動す
る。バスライン58は、上記CPU51、ROM52等
の各素子および入力部55に接続されるA/Dコンバー
タ57、入出力部56を結び各種データを送るものであ
る。
The input unit 55 also shapes the input signals from the sensors such as the pressure sensor 42 and the air flow meter 43 by a waveform shaping circuit (not shown) and selectively outputs this signal to the CPU 51 by a multiplexer (not shown). I have to. In the input unit 55, if the output signal from each sensor is an analog signal, this is converted into a digital signal by the A / D converter 57. The input / output unit 56 is
A rotation angle sensor 46 which is a basis of a signal of the engine speed Ne.
The input signal from the circuit is shaped by the waveform shaping circuit, and this signal is written to the RAM 53 and the like via the input port.
Further, the input / output unit 56 is driven by a drive circuit which is driven via the output port in response to a command from the CPU 51, so that the fuel injection valve, the igniter, and the ISCV 17, 3 (not shown) are provided.
The one-way flow control valve 30 and the like are driven by a predetermined amount at a predetermined timing. The bus line 58 connects various elements such as the CPU 51 and the ROM 52, the A / D converter 57 connected to the input section 55, and the input / output section 56 to send various data.

【0017】ECU50は、上記の如く、燃料噴射弁、
イグナイタおよびISCV17等の各種アクチュエータ
を制御する他に、前記冷却能力調節手段3に該当する3
方流量制御弁30を適当な開度に制御する。即ち、EC
U50内のCPU51は、ROM52内に格納されたプ
ログラムに従い、以下に説明するフローチャートの処理
を実行し、前記した冷却能力制御手段5をソフトウェア
処理にて実現する。
As described above, the ECU 50 uses the fuel injection valve,
In addition to controlling various actuators such as an igniter and an ISCV 17, 3 corresponding to the cooling capacity adjusting means 3
The one-way flow control valve 30 is controlled to an appropriate opening. That is, EC
The CPU 51 in the U50 executes the processing of the flowchart described below according to the program stored in the ROM 52, and implements the cooling capacity control means 5 described above by software processing.

【0018】次に、本発明装置の一実施例の要部を構成
する制御プログラムとして、冷却水温度制御ルーチンに
ついて説明する。
Next, a cooling water temperature control routine will be described as a control program constituting a main part of an embodiment of the device of the present invention.

【0019】図4は上記の冷却水温度制御ルーチンのフ
ローチャートを示す。同図に示す冷却水温度制御ルーチ
ンは所定時間毎に割り込み起動される。ルーチンが起動
されると先ずステップ102において、CPU51の初
期化、および上記各種センサ41〜48からの入力デー
タを読み込む。次のステップ104ではエンジン回転数
Ne、負荷Q/Neをパラメータとした燃費が最も良好
となる冷却水温度THWを図5に示すマップから求め、
これを目標値THW0 とする。即ち、上記ステップ10
2における各種入力データのうち、回転角センサ46の
入力データからエンジン回転数Ne、回転角センサ46
およびエアーフローメータ43の入力データからエンジ
ン負荷Q/Neの値を算出し、これを図5に示すマップ
に当てはめることにより、現在のエンジン運転状態にお
いて燃費が最良となる冷却水温度THWが得られる。
FIG. 4 shows a flow chart of the above cooling water temperature control routine. The cooling water temperature control routine shown in the figure is interrupted and activated at predetermined time intervals. When the routine is started, first in step 102, the CPU 51 is initialized and the input data from the various sensors 41 to 48 are read. In the next step 104, the cooling water temperature THW at which the fuel consumption is best with the engine speed Ne and the load Q / Ne as parameters is obtained from the map shown in FIG.
This is the target value THW 0 . That is, the above step 10
Among various input data in 2, the engine speed Ne and the rotation angle sensor 46 are calculated from the input data of the rotation angle sensor 46.
Also, by calculating the value of the engine load Q / Ne from the input data of the air flow meter 43 and applying it to the map shown in FIG. 5, the cooling water temperature THW that gives the best fuel economy in the current engine operating state can be obtained. ..

【0020】ここで、図5に示すマップは、標準状態
(例えば大気圧P0 =760mmHg、吸気温度T0
20℃、吸気湿度Hu0 =50%)において、エンジン
回転数Ne、負荷Q/Neをパラメータとして燃費が最
も良好となる冷却水温度を実験により求め、これをプロ
ットして作成されたものであり、ECU50内のROM
52に格納されている。同図に示すように、燃費最良と
なる冷却水温度は常に一定ではなく、低回転、低負荷域
ほど高く、高回転、高負荷域となるに従って低くなる傾
向を有する。また、同図の縦軸となるエンジン負荷を表
す値は、同図に示す如く吸入空気量Qをエンジン回転数
Neで割った値に限らず、ECU50内で算出される燃
料噴射量Qf、またはスロットルポジションセンサ47
により検出されるスロットルバルブ開度θthであって
もよい。
Here, the map shown in FIG. 5 shows a standard state (for example, atmospheric pressure P 0 = 760 mmHg, intake air temperature T 0 =).
At 20 ° C. and intake air humidity Hu 0 = 50%), the cooling water temperature at which the fuel consumption is the best was obtained experimentally using the engine speed Ne and the load Q / Ne as parameters, and was created by plotting this. , ROM in ECU 50
It is stored in 52. As shown in the figure, the temperature of the cooling water that provides the best fuel economy is not always constant, but tends to be higher in the low rotation speed and low load regions and lower in the high rotation speed and high load regions. The value representing the engine load, which is the vertical axis in the figure, is not limited to the value obtained by dividing the intake air amount Q by the engine speed Ne as shown in the diagram, but may be the fuel injection amount Qf calculated in the ECU 50, or Throttle position sensor 47
The throttle valve opening degree θth detected by

【0021】次のステップ106では、水温センサ41
によるエンジン入口部における現時点での冷却水温度T
HWs、吸気温センサ44による現時点での吸気温度T
HA、そしてKCS48からの信号により、現在ノッキ
ングが発生しているか否かのノッキング信号を夫々読み
込む。また、続くステップ108では、湿度センサ45
からの入力信号により現時点における吸入空気の湿度
(吸気湿度)Huを読み込む。ここで冷却水温度THW
s、吸気温度THA、ノッキング信号、および吸気湿度
Hu夫々は上記ステップ102において一度読み込まれ
ているが、このステップ106にて更新する。
In the next step 106, the water temperature sensor 41
Cooling water temperature T at the engine inlet due to
HWs, intake air temperature T at present time by intake air temperature sensor 44
A knocking signal indicating whether or not knocking is currently occurring is read by signals from HA and KCS 48, respectively. Further, in the subsequent step 108, the humidity sensor 45
The humidity (intake humidity) Hu of the intake air at the present time is read by the input signal from. Here, the cooling water temperature THW
Each of s, the intake air temperature THA, the knocking signal, and the intake air Hu are once read in step 102, but are updated in step 106.

【0022】次のステップ110では、図6に示される
湿度Huに対する補正値K1 のマップより、ステップ1
08にて読み込まれた現時点での吸気湿度Huに対応す
る補正値K1 を求める。この補正値K1 とは、ステップ
104で求められた標準状態(吸気湿度Hu0 =50
%)における冷却水温度の目標値THW0 を、現時点の
吸気湿度の場合における目標値に補正するための補正値
である。標準状態での目標値THW0 は補正値K1 によ
り加算補正される。このため、図6中、上記標準状態の
吸気湿度Hu0 における補正値K1 は0とされている。
尚、図6に示されるマップも図5に示すマップと同様に
予め実験により求められたものである。
At the next step 110, step 1 is performed from the map of the correction value K 1 for the humidity Hu shown in FIG.
A correction value K 1 corresponding to the present intake air humidity Hu read at 08 is obtained. The correction value K 1 is the standard state (intake humidity Hu 0 = 50 obtained in step 104).
%) Is a correction value for correcting the target value THW 0 of the cooling water temperature in (%) to the target value for the current intake humidity. The target value THW 0 in the standard state is added and corrected by the correction value K 1 . Therefore, in FIG. 6, the correction value K 1 for the intake humidity Hu 0 in the standard state is set to 0.
The map shown in FIG. 6 is also obtained in advance by an experiment, like the map shown in FIG.

【0023】次のステップ112では上記ステップ10
6により読み込まれた現時点での吸気温度THA(=大
気温度)により、上記ステップ110で算出された補正
値K 1 にガードを設ける。図7は吸気温度THAに対応
する上限ガードKmaxと下限ガードKminを表した
マップである。吸気温センサ44から得られる吸気温度
THAにより上下限ガードKmax,Kminが設定さ
れ、補正値K1 が上下限ガードKmax,Kminを越
える場合には、K1 =Kmax或いはK1 =Kminと
される。従って、補正値K1 は、図7中、ハッチングで
示される範囲内となるようにガードされる。図7に示す
上下限ガードKmax,Kminの基本的な考え方は、
過補正防止と、寒冷時における最低水温の確保と、酷暑
時の水温過熱の防止である。
In the next step 112, the above step 10 is carried out.
Intake air temperature THA (= large
Correction based on the air temperature)
Value K 1Install a guard on. Figure 7 corresponds to intake air temperature THA
Represents the upper limit guard Kmax and the lower limit guard Kmin
It is a map. Intake air temperature obtained from the intake air temperature sensor 44
Upper and lower limit guards Kmax and Kmin are set by THA.
Correction value K1Exceeds the upper and lower limit guards Kmax and Kmin
If you get K1= Kmax or K1= Kmin
To be done. Therefore, the correction value K1Is hatched in FIG.
You will be guarded to be within the range shown. Shown in FIG.
The basic idea of the upper and lower limit guards Kmax and Kmin is
Prevent overcorrection, secure minimum water temperature in cold weather, and intense heat
It is to prevent the water temperature from overheating.

【0024】次にステップ114では、次式により冷却
水温度THWの最終目標値THWfを算出する。
Next, at step 114, the final target value THWf of the cooling water temperature THW is calculated by the following equation.

【0025】 THWf=THW0 +K1 ……(1) 次のステップ116では、上記ステップ106にて読み
込まれたノッキング信号により現時点においてノッキン
グが発生しているか否かの判定を行う。ノッキングが発
生していない場合にはステップ118に進み、上記ステ
ップ106にて読み込まれた現時点における冷却水温度
THWsと上記ステップ114にて算出された冷却水温
度の最終目標値THWfとを比較する。冷却水温度TH
Wsが目標値THWfを越えてしまっている場合にはス
テップ120に進み、ステップ120で3方流量制御弁
(単に制御弁ともいう)30を現時点の開度から更に開
方向に駆動せしめる。制御弁30が開方向に駆動される
こと、即ち制御弁30の開度が増すことにより、図2
中、高温側の冷却水通路20よりも低温側の冷却水通路
15bから冷却水ポンプ13に流れる冷却水の割合が増
加し、エンジン入口における冷却水温度を低下せしめ
る。このため、検出される冷却水温度THWsが目標値
THWfに近づく方向に制御される。
THWf = THW 0 + K 1 (1) In the next step 116, it is determined whether or not knocking is occurring at the present time based on the knocking signal read in in step 106. When knocking has not occurred, the routine proceeds to step 118, where the current cooling water temperature THWs read at step 106 is compared with the final target value THWf of the cooling water temperature calculated at step 114. Cooling water temperature TH
When Ws has exceeded the target value THWf, the routine proceeds to step 120, where the three-way flow control valve (also simply referred to as the control valve) 30 is driven in the opening direction from the present opening degree. As the control valve 30 is driven in the opening direction, that is, the opening degree of the control valve 30 increases,
The proportion of the cooling water flowing from the cooling water passage 15b on the lower temperature side to the cooling water pump 13 than the cooling water passage 20 on the higher temperature side increases to lower the cooling water temperature at the engine inlet. Therefore, the detected cooling water temperature THWs is controlled so as to approach the target value THWf.

【0026】また、ステップ118にて、冷却水温度T
HWsが目標値THWf未満である場合にはステップ1
22に進み、制御弁30を現時点の開度から閉方向に駆
動せしめる。制御弁30が閉方向に駆動されると、即ち
制御弁30の開度が減ると、上記とは反対に低温側の冷
却水通路15bよりも高温側の冷却水通路20から冷却
水ポンプ13に流れる冷却水の割合が増加し、エンジン
入口における冷却水温度を上昇せしめる。従ってこの場
合にも、検出される冷却水温度THWsが目標値THW
fに近づく方向に制御される。
In step 118, the cooling water temperature T
If HWs is less than the target value THWf, step 1
In step 22, the control valve 30 is driven in the closing direction from the present opening degree. When the control valve 30 is driven in the closing direction, that is, when the opening degree of the control valve 30 decreases, contrary to the above, from the cooling water passage 15b on the low temperature side to the cooling water pump 13 from the cooling water passage 20 on the high temperature side. The proportion of the flowing cooling water increases, which raises the cooling water temperature at the engine inlet. Therefore, also in this case, the detected cooling water temperature THWs is equal to the target value THW.
It is controlled to approach f.

【0027】ステップ120,122のいずれかの処理
が行われた後は、再び上記ステップ106に戻され、ス
テップ106以降の処理が繰り返し実行される。このよ
うに、上記ステップ118,120、122の処理を繰
り返し実行することにより、冷却水温度THWsが目標
値THWfとなるように制御弁30のフィードバック制
御が行われる。
After the process of either step 120 or 122 is performed, the process is returned to step 106 again, and the process of step 106 and subsequent steps is repeatedly executed. As described above, the feedback control of the control valve 30 is performed so that the cooling water temperature THWs becomes the target value THWf by repeatedly executing the processing of steps 118, 120, and 122 described above.

【0028】また、ステップ116においてノッキング
発生有りと判定された場合には、無条件でステップ12
0に進んで冷却水温度を低下せしめ、燃焼室壁面の温度
を低下させてノッキングの発生を防止する。このように
本実施例においては、燃焼室壁面の温度を低下させてノ
ッキングの発生を防止するため、上述したKCS48は
ノッキングが検出されている場合においても点火遅角を
実行しないように制御されている。
If it is determined in step 116 that knocking has occurred, unconditionally step 12 is performed.
The temperature of the cooling water is lowered to 0 and the temperature of the wall surface of the combustion chamber is lowered to prevent knocking. As described above, in the present embodiment, in order to prevent the knocking by lowering the temperature of the wall surface of the combustion chamber, the above-described KCS 48 is controlled so as not to execute the ignition retard even when the knocking is detected. There is.

【0029】以上のように図4に示す冷却水温度制御ル
ーチンによれば、吸気湿度Huが高いほど、図6に示す
マップから大きい値の補正値K1 が得られ、冷却水温度
THWsは、上式(1)により得られる高めの最終目標
値THWfにフィードバック制御される。よって、エン
ジン入口における冷却水温度が高くなり冷却能力が低下
する。また反対に、吸気湿度Huが低いほど、小さい値
の補正値K1 (標準状態の吸気湿度Hu0 よりも低い場
合には負の値)により低めの最終目標値THWfにフィ
ードバック制御される。よって、エンジン入口における
冷却水温度が低くなり冷却能力が高まる。従って、図4
に示す冷却水温度制御ルーチンにより、前記冷却能力制
御手段5が実現される。
As described above, according to the cooling water temperature control routine shown in FIG. 4, the higher the intake humidity Hu, the larger the correction value K 1 obtained from the map shown in FIG. 6, and the cooling water temperature THWs becomes Feedback control is performed to the higher final target value THWf obtained by the above equation (1). Therefore, the temperature of the cooling water at the engine inlet increases and the cooling capacity decreases. On the contrary, the lower the intake humidity Hu, it is feedback controlled to a lower final target value THWf by (a negative value if it is lower than the intake humidity Hu 0 in the standard state) correction value K 1 of small value. Therefore, the cooling water temperature at the engine inlet is lowered and the cooling capacity is increased. Therefore, FIG.
The cooling capacity control means 5 is realized by the cooling water temperature control routine shown in FIG.

【0030】次に本実施例における効果について説明す
る。
Next, the effect of this embodiment will be described.

【0031】同一大気条件で湿度のみ低下すると、乾燥
空気の割合が増加して湿り空気の割合が減少する。この
ため、吸気中における空気分の割合が増加するため燃
焼速度が速まる。吸気中における水分の気化潜熱によ
る冷却効果が減少するため燃焼温度即ち燃焼室壁面の温
度が上昇する。上記、の理由により吸気の湿度が低
下するとノッキングが発生しやすくなる。
If only the humidity decreases under the same atmospheric conditions, the proportion of dry air increases and the proportion of moist air decreases. Therefore, the ratio of the air component in the intake air increases, and the combustion speed increases. Since the cooling effect of the latent heat of vaporization of water during intake air decreases, the combustion temperature, that is, the temperature of the combustion chamber wall surface rises. For the above reasons, knocking is likely to occur when the intake air humidity decreases.

【0032】本実施例では、上記の如く吸気湿度Huが
低いほど冷却能力が高まるため、これによって燃焼室の
壁面の温度が低下し、点火遅角を行うことなくノッキン
グの発生を防止することができる。このように、本実施
例ではノッキングが発生するような状態においても点火
遅角を行わないため、従来に比べて点火遅角分の出力が
増大する。また、この出力の増大により従来に比べて少
ない燃料量で同じ出力を発生させることができるため、
燃料消費量を低減することができる。更に、燃焼室壁面
の温度を低下させることにより最高燃焼温度を低下させ
ることができるため、最高燃焼温度に応じてその発生量
が増減するNOxの発生が従来に比べて抑制され、排気
エミッションを向上させることができる。
In this embodiment, as the intake air humidity Hu is lower as described above, the cooling capacity is increased, so that the temperature of the wall surface of the combustion chamber is lowered, and the occurrence of knocking can be prevented without performing ignition retard. it can. As described above, in this embodiment, the ignition retard is not performed even in a state where knocking occurs, so that the output for the ignition retard is increased as compared with the conventional case. Also, because of this increase in output, the same output can be generated with a smaller amount of fuel than in the past,
Fuel consumption can be reduced. Further, since the maximum combustion temperature can be lowered by lowering the temperature of the wall surface of the combustion chamber, the generation of NOx whose amount increases and decreases according to the maximum combustion temperature is suppressed as compared with the conventional case, and the exhaust emission is improved. Can be made

【0033】また反対に湿度が上昇すると、乾燥空気の
割合が減少して湿り空気の割合が増加するため、上記と
は反対に燃焼速度が低下すると共に、冷却効果が大きく
作用して燃焼温度が低下する。このため、吸気の湿度が
上昇するとノッキングが発生しにくくなる。従って、吸
気の湿度が高いほど、ノッキングが発生しにくくなる
分、燃焼室壁面の温度を上昇させることができる。
On the other hand, when the humidity rises, the proportion of dry air decreases and the proportion of moist air increases, so that the burning rate decreases contrary to the above, and at the same time, the cooling effect largely acts and the burning temperature increases. descend. Therefore, when the humidity of the intake air rises, knocking is less likely to occur. Therefore, the higher the humidity of the intake air, the more the knocking is less likely to occur, so that the temperature of the wall surface of the combustion chamber can be increased.

【0034】そして本実施例では、上記の如く吸気湿度
Huが高いほど冷却能力が低下するため、燃焼室の壁面
の温度が上昇する。このため、潤滑油の粘性低下により
フリクションロスが低減し、また燃焼室内の燃焼エネル
ギが壁面に吸収される冷却損失が低減することにより、
エンジンの出力が増大する。また、燃焼室壁面の温度が
上昇するとこにより燃焼速度が速まり、これによっても
出力が増大する。そして、これらの出力の増大により、
上記と同様に燃料消費量を低減することができる。
In this embodiment, as the intake humidity Hu is higher as described above, the cooling capacity is lowered, so that the temperature of the wall surface of the combustion chamber rises. Therefore, the friction loss is reduced due to the decrease in the viscosity of the lubricating oil, and the cooling loss in which the combustion energy in the combustion chamber is absorbed by the wall surface is reduced.
The engine output increases. Further, when the temperature of the wall surface of the combustion chamber rises, the combustion speed increases, which also increases the output. And by increasing these outputs,
The fuel consumption can be reduced as in the above.

【0035】以上のように本実施例によれば、吸気湿度
が低下するほどエンジン入口の冷却水温度を低く制御し
て冷却能力を高め、また、吸気湿度が上昇するほどエン
ジン入口の冷却水温度を高く制御して冷却能力を低下さ
せることにより、従来に比べてエンジンの出力を増大さ
せることができ、これによって燃料消費量を低減させる
ことができる。また、低湿度の条件下においては、排気
エミッションを向上させることができる。
As described above, according to this embodiment, the cooling water temperature at the engine inlet is controlled to be lower as the intake air humidity is lowered to enhance the cooling capacity, and the cooling water temperature at the engine inlet is increased as the intake air humidity is raised. The engine output can be increased as compared to the conventional case by controlling the controllability to decrease the cooling capacity, thereby reducing the fuel consumption amount. Further, under low humidity conditions, exhaust emission can be improved.

【0036】尚、上記実施例においては、前記冷却能力
調節手段3として3方流量制御弁30を設け、低温の冷
却水と高温の冷却水とを適当にミキシングすることによ
りエンジン入口における冷却水温度を変えて冷却能力を
変化させていた。しかしながら、本発明は上記実施例の
構成に限定されるものではなく、前記冷却能力調節手段
3の一例として以下に示す他の方法も考えられる。例え
ば、ラジエータファンの回転数を調節する方法、ラ
ジエータにおける冷却水の通過面積を変化させる方法、
ラジエータにおける冷却空気の通過面積を変化させる
方法、冷却水ポンプの回転数を調節する方法等の各方
法によりエンジン入口における冷却水温度を変化させる
構成であってもよい。そして、前記冷却能力調節手段3
として、上記〜の構成を設けた実施例においても、
上記実施例と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the cooling water temperature at the engine inlet is provided by providing the three-way flow control valve 30 as the cooling capacity adjusting means 3 and appropriately mixing the low temperature cooling water and the high temperature cooling water. To change the cooling capacity. However, the present invention is not limited to the configuration of the above-mentioned embodiment, and other methods shown below as an example of the cooling capacity adjusting means 3 are conceivable. For example, a method of adjusting the rotation speed of the radiator fan, a method of changing the passage area of the cooling water in the radiator,
The cooling water temperature at the engine inlet may be changed by various methods such as a method of changing the passage area of the cooling air in the radiator and a method of adjusting the rotation speed of the cooling water pump. And the cooling capacity adjusting means 3
As an example, even in the example in which the above-mentioned configurations are provided,
It is possible to obtain the same effect as that of the above embodiment.

【0037】[0037]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、ノッキン
グが発生しやすい吸入空気の湿度が低い状態において
は、燃焼室の壁温が低下して点火遅角を行うことなくノ
ッキングが防止されるため、点火遅角分の内燃機関の出
力を増大させることができ、また、ノッキングが発生し
にくい吸入空気の湿度が高い状態においては、燃焼室の
壁温が上昇してフリクションロスの低減、冷却損失の低
減、および燃焼速度の向上が図られるため、内燃機関の
出力を増大させることができる。そしてこれらの出力増
大により燃料消費量を低減させることができる。また、
吸入空気の湿度が低い状態においては、燃焼室の壁温が
低下してNOxの排出量が抑制されるため、排気エミッ
ションの向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, when the humidity of the intake air where knocking is likely to occur is low, the wall temperature of the combustion chamber is lowered to prevent knocking without retarding the ignition. Therefore, it is possible to increase the output of the internal combustion engine for the ignition retard angle, and also, in the state where the humidity of the intake air in which knocking is unlikely to occur is high, the wall temperature of the combustion chamber rises and friction loss is reduced. Since the cooling loss is reduced and the combustion speed is improved, the output of the internal combustion engine can be increased. The fuel consumption can be reduced by increasing the output. Also,
In the state where the humidity of the intake air is low, the wall temperature of the combustion chamber is lowered and the NOx emission amount is suppressed, so that the exhaust emission can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明が適用される内燃機関(エンジン)およ
びその周辺装置の一実施例のシステム構成図である。
FIG. 2 is a system configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine (engine) and peripheral devices to which the present invention is applied.

【図3】図2中のエンジンコントロールユニット(EC
U)の具体的な構成要素を示す図である。
FIG. 3 is an engine control unit (EC
It is a figure which shows the specific structural element of U).

【図4】本発明装置の一実施例の要部を構成する冷却水
温度制御ルーチンのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of a cooling water temperature control routine which constitutes a main part of an embodiment of the device of the present invention.

【図5】エンジン回転数および負荷をパラメータとして
燃費が最良となる冷却水温度を求めるマップを表す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a map for obtaining a cooling water temperature at which fuel consumption is best with the engine speed and load as parameters.

【図6】吸入空気の湿度Huに対する補正値K1 のマッ
プを表す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a map of a correction value K 1 with respect to a humidity Hu of intake air.

【図7】吸気温度THAに対応する上限ガードKmax
と下限ガードKminのマップを表した図である。
FIG. 7: Upper limit guard Kmax corresponding to intake air temperature THA
It is a figure showing the map of the lower limit guard Kmin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 2 冷却系統 3 冷却能力調節手段 4,45 湿度センサ 5 冷却能力制御手段 11 機関本体 12 ラジエータ 13 冷却水ポンプ 14,15a,15b,20,32,35 冷却水通路 30 3方流量制御弁 41 水温センサ 48 ノックコントロールシステム(KCS) 50 エンジンコントロールユニット(ECU) 51 中央処理ユニット(CPU) 1 Internal Combustion Engine 2 Cooling System 3 Cooling Capacity Adjusting Means 4,45 Humidity Sensor 5 Cooling Capacity Controlling Means 11 Engine Main Body 12 Radiator 13 Cooling Water Pump 14, 15a, 15b, 20, 32, 35 Cooling Water Passage 30 3-way Flow Control Valve 41 Water Temperature Sensor 48 Knock Control System (KCS) 50 Engine Control Unit (ECU) 51 Central Processing Unit (CPU)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の冷却系統の冷却能力を変化せ
しめる冷却能力調節手段と、 吸入空気の湿度を検出する湿度センサと、 前記湿度センサの出力信号を入力して、前記吸入空気の
湿度が低いほど前記冷却能力を高めるように前記冷却能
力調節手段を制御する冷却能力制御手段とを設けたこと
を特徴とする内燃機関の冷却制御装置。
1. A cooling capacity adjusting means for changing the cooling capacity of a cooling system of an internal combustion engine, a humidity sensor for detecting the humidity of intake air, and an output signal of the humidity sensor to input the humidity of the intake air. A cooling control device for an internal combustion engine, comprising: cooling capacity control means for controlling the cooling capacity adjusting means so that the cooling capacity is increased as the temperature is lowered.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100244746B1 (en) * 1995-12-07 2000-03-02 정몽규 Device of controlling coolant circulation for reducing warming up on the engine cooling time
JP6058102B1 (en) * 2015-10-07 2017-01-11 三菱電機株式会社 Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine

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