JPH10331637A - 内燃機関の冷却制御装置および冷却制御方法 - Google Patents
内燃機関の冷却制御装置および冷却制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 あらゆる運転状態においても内燃機関の冷却
水の温度変化を極力少なくなるように制御し、内燃機関
がオーバヒートに至らない程度の高温度の状態で運転す
ることを可能とすること。 【解決手段】 エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２４に
は、冷却ファン１２ａの動作または不動作状態を示す情
報、エンジン１から吐出される冷却水の温度を示す情
報、その他のエンジンの運転状態を示すパラメータが供
給される。ＥＣＵ２４においては、特に冷却ファンの動
作状況を示す情報に基づいてラジエータ２によって成さ
れる冷却水の温度降下量をテーブル形式のマップより読
み出すようにプログラムされており、冷却水温の変化を
予測して温度管理を成すことができる。したがってエン
ジンがオーバヒートに至らない程度の高温度の状態で運
転することが可能であり、燃費の向上が図れると共に、
有害な排気ガスの発生も極力押さえることが可能とな
る。
水の温度変化を極力少なくなるように制御し、内燃機関
がオーバヒートに至らない程度の高温度の状態で運転す
ることを可能とすること。 【解決手段】 エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２４に
は、冷却ファン１２ａの動作または不動作状態を示す情
報、エンジン１から吐出される冷却水の温度を示す情
報、その他のエンジンの運転状態を示すパラメータが供
給される。ＥＣＵ２４においては、特に冷却ファンの動
作状況を示す情報に基づいてラジエータ２によって成さ
れる冷却水の温度降下量をテーブル形式のマップより読
み出すようにプログラムされており、冷却水温の変化を
予測して温度管理を成すことができる。したがってエン
ジンがオーバヒートに至らない程度の高温度の状態で運
転することが可能であり、燃費の向上が図れると共に、
有害な排気ガスの発生も極力押さえることが可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用エ
ンジン等の内燃機関と熱交換機間に冷却媒体の循環路を
形成し、内燃機関を冷却するための冷却制御装置および
冷却制御方法に関し、特に内燃機関内に循環させる冷却
媒体の温度を最適な状態に制御し得るようにした冷却制
御装置およびその方法に関するものである。
ンジン等の内燃機関と熱交換機間に冷却媒体の循環路を
形成し、内燃機関を冷却するための冷却制御装置および
冷却制御方法に関し、特に内燃機関内に循環させる冷却
媒体の温度を最適な状態に制御し得るようにした冷却制
御装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等に使用される内燃機関（以下エ
ンジンと称する）においては、これを冷却するために一
般にラジエータを用いる水冷式の冷却装置が使用されて
いる。この種の冷却装置においては、エンジンに導入す
る冷却水の温度を制御するためにラジエータ側に循環さ
せる冷却水量を調節する熱膨張体を用いたサーモスタッ
ト、或いは電気制御によるバルブユニットが使用されて
いる。図１３は、電気制御によるバルブユニットを用い
た自動車用エンジンの冷却装置の一例を示したものであ
る。符号１はシリンダブロック１ａおよびシリンダヘッ
ド１ｂより構成されたエンジンであり、このエンジン１
のシリンダブロック１ａおよびシリンダヘッド１ｂ内に
は矢印ｃで示した流体通路が形成されている。また２は
熱交換機、すなわちラジエータを示し、このラジエータ
２には周知のとおり流体通路２ｃが形成されており、ラ
ジエータ２の冷却水入口部２ａおよび冷却水出口部２ｂ
は、前記エンジン１との間で冷却水を循環させる冷却水
路３に接続されている。
ンジンと称する）においては、これを冷却するために一
般にラジエータを用いる水冷式の冷却装置が使用されて
いる。この種の冷却装置においては、エンジンに導入す
る冷却水の温度を制御するためにラジエータ側に循環さ
せる冷却水量を調節する熱膨張体を用いたサーモスタッ
ト、或いは電気制御によるバルブユニットが使用されて
いる。図１３は、電気制御によるバルブユニットを用い
た自動車用エンジンの冷却装置の一例を示したものであ
る。符号１はシリンダブロック１ａおよびシリンダヘッ
ド１ｂより構成されたエンジンであり、このエンジン１
のシリンダブロック１ａおよびシリンダヘッド１ｂ内に
は矢印ｃで示した流体通路が形成されている。また２は
熱交換機、すなわちラジエータを示し、このラジエータ
２には周知のとおり流体通路２ｃが形成されており、ラ
ジエータ２の冷却水入口部２ａおよび冷却水出口部２ｂ
は、前記エンジン１との間で冷却水を循環させる冷却水
路３に接続されている。
【０００３】冷却水路３は、エンジン１の上部に設けら
れた冷却水の流出部１ｄからラジエータ２の上部に設け
られた冷却水の流入部２ａまで連通する流出側冷却水路
３ａと、ラジエータ２の下部に設けられた冷却水の流出
部２ｂからエンジン１の下部に設けられた冷却水の流入
部１ｅまで連通する流入側冷却水路３ｂと、両冷却水路
３ａ，３ｂの途中部位を接続するバイパス水路３ｃより
構成されている。これらエンジン１、ラジエータ２、冷
却水路３とにより冷却媒体の循環路４が形成されてい
る。そして、バイパス水路３ｃの分岐部とラジエータ２
の冷却水の流入部２ａとの間の流出側冷却水路３ａに
は、電気制御によるバルブユニット５が接続されてい
る。このバルブユニット５には、例えばバタフライバル
ブが使用されており、バルブユニット５内に配置された
例えば電気モータ（図示せず）の正逆転作用により開閉
動作され、ラジエータ２側に送り出す冷却水の流量が調
節できるように構成されている。
れた冷却水の流出部１ｄからラジエータ２の上部に設け
られた冷却水の流入部２ａまで連通する流出側冷却水路
３ａと、ラジエータ２の下部に設けられた冷却水の流出
部２ｂからエンジン１の下部に設けられた冷却水の流入
部１ｅまで連通する流入側冷却水路３ｂと、両冷却水路
３ａ，３ｂの途中部位を接続するバイパス水路３ｃより
構成されている。これらエンジン１、ラジエータ２、冷
却水路３とにより冷却媒体の循環路４が形成されてい
る。そして、バイパス水路３ｃの分岐部とラジエータ２
の冷却水の流入部２ａとの間の流出側冷却水路３ａに
は、電気制御によるバルブユニット５が接続されてい
る。このバルブユニット５には、例えばバタフライバル
ブが使用されており、バルブユニット５内に配置された
例えば電気モータ（図示せず）の正逆転作用により開閉
動作され、ラジエータ２側に送り出す冷却水の流量が調
節できるように構成されている。
【０００４】一方、前記流入側冷却水路３ｂとバイパス
水路３ｃとの接続部には、例えばサーミスタ等の温度検
知素子６が配置されている。この温度検知素子６による
検出値は、変換器７によってエンジン制御ユニット（以
下ＥＣＵと称する）８が認識可能なデータに変換され、
エンジン全体の運転状態を制御する前記ＥＣＵ８に供給
されるように構成されている。ＥＣＵ８からは、前記温
度検知素子６による冷却水の温度検出値に基づいてモー
タ制御回路９に対して制御信号が供給されるように成さ
れ、モータ制御回路９は、ＥＣＵ８からの制御信号によ
りバッテリー１０より、バルブユニット５に配置された
前記モータに対して駆動電流が供給されるように構成さ
れている。なお、図１３において符号１１はエンジン１
の流入部１ｅ部分に配置されたウォーターポンプであ
り、エンジン１の図示しないクランクシャフトの回転に
より回転軸が回転されて冷却水を強制的に循環させるも
のである。また、符号１２はラジエータ２に強制的に冷
却風を取り入れるためのファンユニットであり、冷却フ
ァン１２ａと、これを回転駆動する電動モータ１２ｂよ
り構成されている。
水路３ｃとの接続部には、例えばサーミスタ等の温度検
知素子６が配置されている。この温度検知素子６による
検出値は、変換器７によってエンジン制御ユニット（以
下ＥＣＵと称する）８が認識可能なデータに変換され、
エンジン全体の運転状態を制御する前記ＥＣＵ８に供給
されるように構成されている。ＥＣＵ８からは、前記温
度検知素子６による冷却水の温度検出値に基づいてモー
タ制御回路９に対して制御信号が供給されるように成さ
れ、モータ制御回路９は、ＥＣＵ８からの制御信号によ
りバッテリー１０より、バルブユニット５に配置された
前記モータに対して駆動電流が供給されるように構成さ
れている。なお、図１３において符号１１はエンジン１
の流入部１ｅ部分に配置されたウォーターポンプであ
り、エンジン１の図示しないクランクシャフトの回転に
より回転軸が回転されて冷却水を強制的に循環させるも
のである。また、符号１２はラジエータ２に強制的に冷
却風を取り入れるためのファンユニットであり、冷却フ
ァン１２ａと、これを回転駆動する電動モータ１２ｂよ
り構成されている。
【０００５】以上の構成において、エンジン１の起動と
共に、前記ウォーターポンプ１１が回転し冷却水を強制
循環させる。この場合、エンジン起動直後においては温
度検知素子６により検出される冷却水の温度は低いた
め、ＥＣＵ８からはバルブユニット５に対して閉弁状態
とする信号が出力され、バタフライバルブの開度を制御
する図示しないモータの駆動によりバルブが閉じられた
状態に制御される。このために、エンジン１から吐出さ
れる冷却水の殆どはバイパス通路３ｃを通して循環する
ように成され、ラジエータ２による冷却水の放熱作用は
少ない。そしてエンジン１が暖気され、冷却水の水温が
上昇すると温度検知素子６により検出される冷却水の温
度に応じてＥＣＵ８からはバルブユニット５に対して開
弁指令が供給され、バタフライバルブは開弁される。従
って冷却水はバルブの開度に応じてラジエータ２側に循
環し、ファンユニット１２によって強制冷却される。こ
のラジエータ２を循環した冷却水は、バイパス通路３ｃ
を循環した冷却水と混合されてエンジン１の通路ｃを流
れ、エンジン１を冷却する。
共に、前記ウォーターポンプ１１が回転し冷却水を強制
循環させる。この場合、エンジン起動直後においては温
度検知素子６により検出される冷却水の温度は低いた
め、ＥＣＵ８からはバルブユニット５に対して閉弁状態
とする信号が出力され、バタフライバルブの開度を制御
する図示しないモータの駆動によりバルブが閉じられた
状態に制御される。このために、エンジン１から吐出さ
れる冷却水の殆どはバイパス通路３ｃを通して循環する
ように成され、ラジエータ２による冷却水の放熱作用は
少ない。そしてエンジン１が暖気され、冷却水の水温が
上昇すると温度検知素子６により検出される冷却水の温
度に応じてＥＣＵ８からはバルブユニット５に対して開
弁指令が供給され、バタフライバルブは開弁される。従
って冷却水はバルブの開度に応じてラジエータ２側に循
環し、ファンユニット１２によって強制冷却される。こ
のラジエータ２を循環した冷却水は、バイパス通路３ｃ
を循環した冷却水と混合されてエンジン１の通路ｃを流
れ、エンジン１を冷却する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した冷却装置にお
いては、ラジエータによって冷却された冷却水とバイパ
ス通路を循環した冷却水とが混合されてエンジンを冷却
するように成され、バルブユニットはラジエータ側とバ
イパス通路側との冷却水の混合部分に配置されたサーミ
スタ等の温度検知素子による温度情報によって開閉され
る。そして、強制冷却手段としての前記ファンユニット
１２におけるファンモータ１２ｂも、例えば冷却水温や
その他のエンジン運転状態のパラメータを用いて間欠的
にオンまたはオフ制御がなされ、総合的にエンジンを一
定温度の範囲に保持させるように作用させる。
いては、ラジエータによって冷却された冷却水とバイパ
ス通路を循環した冷却水とが混合されてエンジンを冷却
するように成され、バルブユニットはラジエータ側とバ
イパス通路側との冷却水の混合部分に配置されたサーミ
スタ等の温度検知素子による温度情報によって開閉され
る。そして、強制冷却手段としての前記ファンユニット
１２におけるファンモータ１２ｂも、例えば冷却水温や
その他のエンジン運転状態のパラメータを用いて間欠的
にオンまたはオフ制御がなされ、総合的にエンジンを一
定温度の範囲に保持させるように作用させる。
【０００７】ところで、前記した冷却制御はラジエータ
側とバイパス通路側との冷却水の混合水温（以下Ｔｍｉ
ｘと称する）が変化したことを温度検知素子が関知した
後、ＥＣＵによってバルブの開度を制御するものであ
り、またこれに前記ファンユニット１２による強制冷却
作用が間欠的に加わる。従って、特に車の停車中のアイ
ドリング状態において、前記ファンユニット１２が動作
または停止した場合には、その放熱効果の変化が急激で
あり、冷却水の温度管理が極めて困難となる。
側とバイパス通路側との冷却水の混合水温（以下Ｔｍｉ
ｘと称する）が変化したことを温度検知素子が関知した
後、ＥＣＵによってバルブの開度を制御するものであ
り、またこれに前記ファンユニット１２による強制冷却
作用が間欠的に加わる。従って、特に車の停車中のアイ
ドリング状態において、前記ファンユニット１２が動作
または停止した場合には、その放熱効果の変化が急激で
あり、冷却水の温度管理が極めて困難となる。
【０００８】図１４は、この状態の一例を示したもので
あり、前記ファンユニット１２の動作または停止（図１
４においてはＯＮ，ＯＦＦで表示）に応じて、前記Ｔｍ
ｉｘの温度は極端に上下し、その幅±αは相当大きなも
のとなる。一般にエンジンはオーバヒートに至らない程
度の高温度の状態において運転することで、燃費が向上
し、また有害ガスの発生をある程度まで押さえることが
できる。しかしながら、前記したような大幅なハンチン
グが発生する場合においては、エンジンがオーバーヒー
ト状態に至る最悪な状態を避けるために、前記Ｔｍｉｘ
を相当低めに設定せざるを得ず、このために燃費等を犠
牲にせざるを得ないという技術的課題を有していた。
あり、前記ファンユニット１２の動作または停止（図１
４においてはＯＮ，ＯＦＦで表示）に応じて、前記Ｔｍ
ｉｘの温度は極端に上下し、その幅±αは相当大きなも
のとなる。一般にエンジンはオーバヒートに至らない程
度の高温度の状態において運転することで、燃費が向上
し、また有害ガスの発生をある程度まで押さえることが
できる。しかしながら、前記したような大幅なハンチン
グが発生する場合においては、エンジンがオーバーヒー
ト状態に至る最悪な状態を避けるために、前記Ｔｍｉｘ
を相当低めに設定せざるを得ず、このために燃費等を犠
牲にせざるを得ないという技術的課題を有していた。
【０００９】本発明は前記した技術的課題を解決するた
めに成されたものであり、特に冷却ファンの動作情報を
取り入れて冷却水の温度推移を予測した形で温度管理を
成し、前記したような大幅なハンチングの発生すること
のない冷却制御装置および制御方法を提供することを目
的とするものである。
めに成されたものであり、特に冷却ファンの動作情報を
取り入れて冷却水の温度推移を予測した形で温度管理を
成し、前記したような大幅なハンチングの発生すること
のない冷却制御装置および制御方法を提供することを目
的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ためになされた本発明にかかる内燃機関の冷却制御装置
は、内燃機関内に形成された流体通路と熱交換機に形成
された流体通路との間で冷却媒体の循環路を形成し、前
記循環路中に冷却媒体を循環させることによって内燃機
関において発生する熱を前記熱交換機によって放熱させ
るように構成した内燃機関の冷却制御装置であって、前
記内燃機関と熱交換機間の循環路における冷却媒体の流
量を制御する流量制御手段と、前記熱交換機に配置され
て、該熱交換機を間欠的に強制冷却する強制冷却手段
と、少なくとも前記強制冷却手段の動作状態または不動
作状態を示す第１情報と、前記流量制御手段による冷却
媒体の流量を示す第２情報と、前記内燃機関から吐出さ
れる冷却媒体の温度を示す第３情報と、外気温を示す第
４情報と、前記熱交換機に接触する風量の度合いを示す
第５情報とを受けて、前記流量制御手段における冷却媒
体の流量を制御するための指令信号を生成する制御ユニ
ットとにより構成される。
ためになされた本発明にかかる内燃機関の冷却制御装置
は、内燃機関内に形成された流体通路と熱交換機に形成
された流体通路との間で冷却媒体の循環路を形成し、前
記循環路中に冷却媒体を循環させることによって内燃機
関において発生する熱を前記熱交換機によって放熱させ
るように構成した内燃機関の冷却制御装置であって、前
記内燃機関と熱交換機間の循環路における冷却媒体の流
量を制御する流量制御手段と、前記熱交換機に配置され
て、該熱交換機を間欠的に強制冷却する強制冷却手段
と、少なくとも前記強制冷却手段の動作状態または不動
作状態を示す第１情報と、前記流量制御手段による冷却
媒体の流量を示す第２情報と、前記内燃機関から吐出さ
れる冷却媒体の温度を示す第３情報と、外気温を示す第
４情報と、前記熱交換機に接触する風量の度合いを示す
第５情報とを受けて、前記流量制御手段における冷却媒
体の流量を制御するための指令信号を生成する制御ユニ
ットとにより構成される。
【００１１】この場合、前記制御ユニットに、さらに前
記熱交換機を通過する冷却媒体の量を示す第６情報が供
給され、前記第１情報乃至第５情報と共に前記流量制御
手段における冷却媒体の流量を制御するための指令信号
を生成するように構成される場合もある。
記熱交換機を通過する冷却媒体の量を示す第６情報が供
給され、前記第１情報乃至第５情報と共に前記流量制御
手段における冷却媒体の流量を制御するための指令信号
を生成するように構成される場合もある。
【００１２】また好ましい実施の形態においては、前記
第１情報として、熱交換機に冷却風を取り入れるための
ファンを回転駆動する電動モータの駆動または停止状態
に応じて生成される情報が用いられ、前記第２情報とし
て、筒状の冷却媒体通路中に配置され、冷却媒体の流通
量を可変するバルブの開度に応じて生成される情報が用
いられる。また、前記第５情報として、内燃機関を搭載
する車輛の速度情報が用いられ、前記第６情報として、
前記内燃機関の回転数と前記流量制御手段のバルブの開
度に応じて生成された情報が用いられる。そして、好ま
しい実施の形態においては、前記制御ユニットには、前
記第１情報乃至第５情報に基づいて前記熱交換機によっ
て降下する冷却媒体の温度降下データを求める第１テー
ブルと、前記第１テーブルによって求められた温度降下
データに基づいて、前記流量制御手段により制御される
冷却媒体の流量度合いを求める第２テーブルとが具備さ
れる。さらには、前記第１情報乃至第５情報に前記第６
情報を加えて前記熱交換機によって降下する冷却媒体の
温度降下データを第１テーブルより求めるように構成す
ることもできる。
第１情報として、熱交換機に冷却風を取り入れるための
ファンを回転駆動する電動モータの駆動または停止状態
に応じて生成される情報が用いられ、前記第２情報とし
て、筒状の冷却媒体通路中に配置され、冷却媒体の流通
量を可変するバルブの開度に応じて生成される情報が用
いられる。また、前記第５情報として、内燃機関を搭載
する車輛の速度情報が用いられ、前記第６情報として、
前記内燃機関の回転数と前記流量制御手段のバルブの開
度に応じて生成された情報が用いられる。そして、好ま
しい実施の形態においては、前記制御ユニットには、前
記第１情報乃至第５情報に基づいて前記熱交換機によっ
て降下する冷却媒体の温度降下データを求める第１テー
ブルと、前記第１テーブルによって求められた温度降下
データに基づいて、前記流量制御手段により制御される
冷却媒体の流量度合いを求める第２テーブルとが具備さ
れる。さらには、前記第１情報乃至第５情報に前記第６
情報を加えて前記熱交換機によって降下する冷却媒体の
温度降下データを第１テーブルより求めるように構成す
ることもできる。
【００１３】また、本発明にかかる内燃機関の冷却制御
方法は、内燃機関内に形成された流体通路と熱交換機に
形成された流体通路との間で冷却媒体の循環路を形成
し、前記循環路中に冷却媒体を循環させることによって
内燃機関において発生する熱を前記熱交換機によって放
熱させるように構成した内燃機関の冷却制御方法であっ
て、少なくとも前記熱交換機を強制冷却する強制冷却手
段の動作状態または不動作状態を示す第１情報と、前記
内燃機関と熱交換機間の循環路における冷却媒体の流量
を制御する流量制御手段による冷却媒体の流量を示す第
２情報と、前記内燃機関から吐出される冷却媒体の温度
を示す第３情報と、外気温を示す第４情報と、前記熱交
換機に接触する風量の度合いを示す第５情報とを取り込
むステップと、強制冷却手段の動作状態に応じてそれぞ
れ熱交換機によって降下する冷却媒体の温度降下データ
を求めるステップと、前記温度降下データに基づいて前
記流量制御手段により制御される冷却媒体の最適流量度
合いを求めるステップと、前記冷却媒体の最適流量度合
いに基づいて前記熱交換機に流入する冷却媒体の流量制
御を実行するステップより成る。また、前記第１情報乃
至第５情報を取り込むステップにおいて、前記第１情報
乃至第５情報に加え、前記熱交換機を通過する冷却媒体
の量を示す第６情報をさらに取り込むようにされる場合
もある。
方法は、内燃機関内に形成された流体通路と熱交換機に
形成された流体通路との間で冷却媒体の循環路を形成
し、前記循環路中に冷却媒体を循環させることによって
内燃機関において発生する熱を前記熱交換機によって放
熱させるように構成した内燃機関の冷却制御方法であっ
て、少なくとも前記熱交換機を強制冷却する強制冷却手
段の動作状態または不動作状態を示す第１情報と、前記
内燃機関と熱交換機間の循環路における冷却媒体の流量
を制御する流量制御手段による冷却媒体の流量を示す第
２情報と、前記内燃機関から吐出される冷却媒体の温度
を示す第３情報と、外気温を示す第４情報と、前記熱交
換機に接触する風量の度合いを示す第５情報とを取り込
むステップと、強制冷却手段の動作状態に応じてそれぞ
れ熱交換機によって降下する冷却媒体の温度降下データ
を求めるステップと、前記温度降下データに基づいて前
記流量制御手段により制御される冷却媒体の最適流量度
合いを求めるステップと、前記冷却媒体の最適流量度合
いに基づいて前記熱交換機に流入する冷却媒体の流量制
御を実行するステップより成る。また、前記第１情報乃
至第５情報を取り込むステップにおいて、前記第１情報
乃至第５情報に加え、前記熱交換機を通過する冷却媒体
の量を示す第６情報をさらに取り込むようにされる場合
もある。
【００１４】以上のように成された内燃機関の冷却制御
装置および冷却制御方法によると、第１乃至第５情報、
またはこれに第６情報を取込み、熱交換機としてのラジ
エータに対する強制冷却手段、すなわち冷却ファンの動
作状況が判別される。そして、冷却ファンの動作状況に
応じてラジエータによって成される冷却媒体、すなわち
冷却水の温度降下が算定される。これに基づいて流量制
御手段としての例えばバタフライバルブにより制御され
る冷却媒体の最適流量度合い、すなわち最適なバルブの
開度データが求められる。続いて、求められた最適なバ
ルブの開度データに基づいて冷却水の流量制御、すなわ
ちバルブの開閉制御がなされる。
装置および冷却制御方法によると、第１乃至第５情報、
またはこれに第６情報を取込み、熱交換機としてのラジ
エータに対する強制冷却手段、すなわち冷却ファンの動
作状況が判別される。そして、冷却ファンの動作状況に
応じてラジエータによって成される冷却媒体、すなわち
冷却水の温度降下が算定される。これに基づいて流量制
御手段としての例えばバタフライバルブにより制御され
る冷却媒体の最適流量度合い、すなわち最適なバルブの
開度データが求められる。続いて、求められた最適なバ
ルブの開度データに基づいて冷却水の流量制御、すなわ
ちバルブの開閉制御がなされる。
【００１５】この場合、ラジエータによって成される冷
却水の温度降下量は、例えば実測データを格納したマッ
プより取り出すことができ、このデータに基づいてバル
ブの最適な開度が決定される。このように特に冷却ファ
ンの動作によって冷却水の温度変化が急激に生ずる点に
着目し、これに応じてバルブの開閉制御をなすため、温
度管理の対応を早急にとることができる。したがって、
設定温度に対しての大幅なハンチングの発生を防止する
ことが可能となる。
却水の温度降下量は、例えば実測データを格納したマッ
プより取り出すことができ、このデータに基づいてバル
ブの最適な開度が決定される。このように特に冷却ファ
ンの動作によって冷却水の温度変化が急激に生ずる点に
着目し、これに応じてバルブの開閉制御をなすため、温
度管理の対応を早急にとることができる。したがって、
設定温度に対しての大幅なハンチングの発生を防止する
ことが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる内燃機関の
冷却制御装置および制御制御方法について、図に示した
実施の形態に基づいて説明する。図１は自動車用エンジ
ンの冷却制御装置に適用した全体構成を示したものであ
る。なお図１において、図１３に示した従来の装置と同
一符号部分はそれぞれ相当部分を示しており、したがっ
て個々の構成および作用の説明は適宜省略する。図１に
示すように、内燃機関としてのエンジン１の上部に設け
られた冷却媒体としての冷却水の流出部１ｄと、熱交換
機としてのラジエータ２の上部に設けられた冷却水の流
入部２ａとの間に配置された流出側冷却水路３ａには、
流量制御手段としてのバルブユニット２１がフランジに
よって接続されている。
冷却制御装置および制御制御方法について、図に示した
実施の形態に基づいて説明する。図１は自動車用エンジ
ンの冷却制御装置に適用した全体構成を示したものであ
る。なお図１において、図１３に示した従来の装置と同
一符号部分はそれぞれ相当部分を示しており、したがっ
て個々の構成および作用の説明は適宜省略する。図１に
示すように、内燃機関としてのエンジン１の上部に設け
られた冷却媒体としての冷却水の流出部１ｄと、熱交換
機としてのラジエータ２の上部に設けられた冷却水の流
入部２ａとの間に配置された流出側冷却水路３ａには、
流量制御手段としてのバルブユニット２１がフランジに
よって接続されている。
【００１７】また、前記エンジン１における冷却水の流
出部１ｄには、例えばサーミスタ等の温度検知素子２２
が配置されている。この温度検知素子２２による検出
値、すなわちエンジン出口水温に関する情報（以下、こ
れを第３情報ともいう）は、変換器２３によってエンジ
ン制御ユニット（以下ＥＣＵと称する）２４が認識可能
なデータに変換され、エンジン全体の運転状態を制御す
る前記ＥＣＵ２４に供給されるように構成されている。
また、図１に示す実施の形態においては、ＥＣＵ２４に
対してバルブユニット２１に配置された後述する角度セ
ンサより得られるバタフライバルブの回転角度を示す信
号（以下、これを第２情報ともいう）が供給されるよう
に構成されている。さらに図示していないが、前記制御
ユニット２４には、他に強制冷却手段としてのファンユ
ニット１２におけるファンモータ１２ｂの動作状態また
は不動作状態を示す信号（以下、これを第１情報ともい
う）、外気温を示す信号（以下、これを第４情報ともい
う）、ラジエータに接触する風量の度合い、すなわち車
速を示す信号（以下、これを第５情報ともいう）、およ
び熱交換機を通過する冷却媒体の量を示す信号、すなわ
ち、エンジンの回転数の情報（以下、これを第６情報と
もいう）も供給されるように構成されている。
出部１ｄには、例えばサーミスタ等の温度検知素子２２
が配置されている。この温度検知素子２２による検出
値、すなわちエンジン出口水温に関する情報（以下、こ
れを第３情報ともいう）は、変換器２３によってエンジ
ン制御ユニット（以下ＥＣＵと称する）２４が認識可能
なデータに変換され、エンジン全体の運転状態を制御す
る前記ＥＣＵ２４に供給されるように構成されている。
また、図１に示す実施の形態においては、ＥＣＵ２４に
対してバルブユニット２１に配置された後述する角度セ
ンサより得られるバタフライバルブの回転角度を示す信
号（以下、これを第２情報ともいう）が供給されるよう
に構成されている。さらに図示していないが、前記制御
ユニット２４には、他に強制冷却手段としてのファンユ
ニット１２におけるファンモータ１２ｂの動作状態また
は不動作状態を示す信号（以下、これを第１情報ともい
う）、外気温を示す信号（以下、これを第４情報ともい
う）、ラジエータに接触する風量の度合い、すなわち車
速を示す信号（以下、これを第５情報ともいう）、およ
び熱交換機を通過する冷却媒体の量を示す信号、すなわ
ち、エンジンの回転数の情報（以下、これを第６情報と
もいう）も供給されるように構成されている。
【００１８】前記ＥＣＵ２４は、これら第１乃至第５情
報またはこれに第６情報を加え、後述する演算処理を実
行し、バルブユニット２１に与える指令信号を生成す
る。この指令信号はモータ制御回路２５に供給され、モ
ータ制御回路１８はバッテリー１０から供給される電流
を制御し、バルブユニット２１に具備された後述する直
流モータに対して駆動電流を与えるように構成されてい
る。またＥＣＵ２４からは、例えばリレー装置によるモ
ータ制御回路２６にもオン、オフの指令信号が供給され
るように成され、モータ制御回路２６を介してバッテリ
ー１０よりファンモータ１２ｂに対して間欠的に駆動電
流を供給できるように構成されている。従って、ファン
モータ１２ｂのオン動作によりラジエータ２は空冷によ
る強制冷却がなされる。
報またはこれに第６情報を加え、後述する演算処理を実
行し、バルブユニット２１に与える指令信号を生成す
る。この指令信号はモータ制御回路２５に供給され、モ
ータ制御回路１８はバッテリー１０から供給される電流
を制御し、バルブユニット２１に具備された後述する直
流モータに対して駆動電流を与えるように構成されてい
る。またＥＣＵ２４からは、例えばリレー装置によるモ
ータ制御回路２６にもオン、オフの指令信号が供給され
るように成され、モータ制御回路２６を介してバッテリ
ー１０よりファンモータ１２ｂに対して間欠的に駆動電
流を供給できるように構成されている。従って、ファン
モータ１２ｂのオン動作によりラジエータ２は空冷によ
る強制冷却がなされる。
【００１９】図２は、前記したバルブユニット２１の構
成を模式的に示したものである。このバルブユニット２
１には、前記したように直流モータ２１ａが具備されて
いる。この直流モータ２１ａは、前記モータ制御回路２
５からの駆動電流を受けて正方向および逆方向に回転駆
動されるものであり、このモータ２１ａの駆動軸は減速
ギヤ２１ｂに結合されている。この減速ギヤ２１ｂは、
バタフライバルブ２１ｃの駆動軸に結合されている。バ
タフライバルブ２１ｃは筒状の冷却媒体通路２１ｃ１
と、通路２１ｃ１中に配置された平板状のバルブ２１ｃ
２により構成されている。このバルブ２１ｃ２は、冷却
水の流通方向に対して、その平面方向の角度が駆動軸と
しての支軸２１ｃ３の回転角により、冷却水の流量が制
御されるように成される。すなわち、冷却水の流通方向
に対して、その平面方向の角度が０度付近で開弁状態と
なり、冷却水の流通方向に対して、その平面方向の角度
が９０度付近で閉弁状態となる。そして、その中間角度
を適宜とることにより、冷却水の流量はリニアに制御さ
れる。
成を模式的に示したものである。このバルブユニット２
１には、前記したように直流モータ２１ａが具備されて
いる。この直流モータ２１ａは、前記モータ制御回路２
５からの駆動電流を受けて正方向および逆方向に回転駆
動されるものであり、このモータ２１ａの駆動軸は減速
ギヤ２１ｂに結合されている。この減速ギヤ２１ｂは、
バタフライバルブ２１ｃの駆動軸に結合されている。バ
タフライバルブ２１ｃは筒状の冷却媒体通路２１ｃ１
と、通路２１ｃ１中に配置された平板状のバルブ２１ｃ
２により構成されている。このバルブ２１ｃ２は、冷却
水の流通方向に対して、その平面方向の角度が駆動軸と
しての支軸２１ｃ３の回転角により、冷却水の流量が制
御されるように成される。すなわち、冷却水の流通方向
に対して、その平面方向の角度が０度付近で開弁状態と
なり、冷却水の流通方向に対して、その平面方向の角度
が９０度付近で閉弁状態となる。そして、その中間角度
を適宜とることにより、冷却水の流量はリニアに制御さ
れる。
【００２０】また前記支軸２１ｃ３の減速ギヤ２１ｂに
対向する他端部には、角度センサ２１ｄが結合されてお
り、この角度センサ２１ｄによりバタフライバルブ２１
ｃの回転角度（以下、開度とも呼ぶ）を認識することが
できる。そして角度センサ２１ｄの出力は、前記したと
おりＥＣＵ２４に供給されるように構成されている。図
３は、前記ＥＣＵ２４の基本構成を示したものである。
このＥＣＵ２４には、前記第１乃至第６情報等を受け
て、ＥＣＵが認識可能なデジタル信号等に変換する信号
処理部２４ａと、この信号処理部２４ａにより処理され
た入力データと、メモリ２４ｃにテーブル形式で格納さ
れた後述する各種のデータとを比較する比較部２４ｂ
と、この比較部２４ｂによる比較結果を演算処理して、
前記バルブユニット２１などに指令信号を出力する信号
処理部２４ｄより構成されている。
対向する他端部には、角度センサ２１ｄが結合されてお
り、この角度センサ２１ｄによりバタフライバルブ２１
ｃの回転角度（以下、開度とも呼ぶ）を認識することが
できる。そして角度センサ２１ｄの出力は、前記したと
おりＥＣＵ２４に供給されるように構成されている。図
３は、前記ＥＣＵ２４の基本構成を示したものである。
このＥＣＵ２４には、前記第１乃至第６情報等を受け
て、ＥＣＵが認識可能なデジタル信号等に変換する信号
処理部２４ａと、この信号処理部２４ａにより処理され
た入力データと、メモリ２４ｃにテーブル形式で格納さ
れた後述する各種のデータとを比較する比較部２４ｂ
と、この比較部２４ｂによる比較結果を演算処理して、
前記バルブユニット２１などに指令信号を出力する信号
処理部２４ｄより構成されている。
【００２１】次に図１乃至図３に示した自動車エンジン
の冷却制御装置の作用について、図４以降に示す主に前
記ＥＣＵ２４が実行する制御フローに従って説明する。
図４は、バタフライバルブの開度を制御するためのメイ
ンフローを示したものである。まず、エンジンが起動さ
れるとステップＳ１１において、バルブユニット２１に
おける角度センサ２１ｄからの開度情報に基づき、バタ
フライバルブ２１ｃの現在開度が取込まれる。そして、
ステップＳ１２において、後述する目標開度と現在開度
とが比較され、現在開度に対して目標開度が大であるか
否かが判定される。この判定結果がＹｅｓである場合に
は、ステップＳ１３に移り、バタフライバルブ２１ｃの
開弁を実行する。これは、ＥＣＵ２４よりモータ制御回
路９に指令信号を送り、バルブユニット２１における直
流モータ２１ａに対してバルブ２１ｃが開弁する方向に
一定時間駆動電流を与えることで達成される。
の冷却制御装置の作用について、図４以降に示す主に前
記ＥＣＵ２４が実行する制御フローに従って説明する。
図４は、バタフライバルブの開度を制御するためのメイ
ンフローを示したものである。まず、エンジンが起動さ
れるとステップＳ１１において、バルブユニット２１に
おける角度センサ２１ｄからの開度情報に基づき、バタ
フライバルブ２１ｃの現在開度が取込まれる。そして、
ステップＳ１２において、後述する目標開度と現在開度
とが比較され、現在開度に対して目標開度が大であるか
否かが判定される。この判定結果がＹｅｓである場合に
は、ステップＳ１３に移り、バタフライバルブ２１ｃの
開弁を実行する。これは、ＥＣＵ２４よりモータ制御回
路９に指令信号を送り、バルブユニット２１における直
流モータ２１ａに対してバルブ２１ｃが開弁する方向に
一定時間駆動電流を与えることで達成される。
【００２２】そして、ステップＳ１４においてエンジン
が停止したか否かを判定し、エンジンが停止していない
場合には、ステップＳ１１に戻り、同様なルーチンを繰
り返す。前記ステップＳ１２において、現在開度に対し
て目標開度が大ではない、すなわちＮｏと判定されると
ステップＳ１５に移り、バタフライバルブ２１ｃの閉弁
を実行する。これは、前記と同様にＥＣＵ２４よりモー
タ制御回路９に指令信号を送り、バルブユニット２１に
おける直流モータ２１ａに対してバルブ２１ｃが閉弁す
る方向に一定時間駆動電流を与えることで達成される。
このようにしてエンジンが駆動中においては、常時バタ
フライバルブ２１ｃの開度を調整するメインルーチンを
繰り返す。
が停止したか否かを判定し、エンジンが停止していない
場合には、ステップＳ１１に戻り、同様なルーチンを繰
り返す。前記ステップＳ１２において、現在開度に対し
て目標開度が大ではない、すなわちＮｏと判定されると
ステップＳ１５に移り、バタフライバルブ２１ｃの閉弁
を実行する。これは、前記と同様にＥＣＵ２４よりモー
タ制御回路９に指令信号を送り、バルブユニット２１に
おける直流モータ２１ａに対してバルブ２１ｃが閉弁す
る方向に一定時間駆動電流を与えることで達成される。
このようにしてエンジンが駆動中においては、常時バタ
フライバルブ２１ｃの開度を調整するメインルーチンを
繰り返す。
【００２３】図５は、前記メインルーチンに対して一定
時間毎に割込む割込み処理ルーチンの第１の実施の形態
を示したものである。すなわち、ステップＳ２１におい
て例えば一定時間毎に、エンジン出口水温（第３情
報）、バルブ開度（第２情報）、外気温（第４情報）、
車速（第５情報）が取込まれる。前記エンジン出口水温
は前記温度検知素子２２よりもたらされるものであり、
バルブ開度はバルブユニット２１における角度センサ２
１ｄからもたらされ、外気温並びに車速は、図示してい
ないが温度検知器並びに速度計等から得ることができ
る。そして、ステップＳ２２において、エンジン出口水
温Ｔｈと外気温との差であるΔＴが求められる。そして
ステップＳ２３に移り、ラジエータファンがオン状態か
否かが判断される。これは強制冷却手段としてのファン
１２ａが稼働しているか否かを判断するものであり、Ｅ
ＣＵ２４自身から出力されるファンモータ１２ｂの駆動
指令信号の有無により判断することができる。
時間毎に割込む割込み処理ルーチンの第１の実施の形態
を示したものである。すなわち、ステップＳ２１におい
て例えば一定時間毎に、エンジン出口水温（第３情
報）、バルブ開度（第２情報）、外気温（第４情報）、
車速（第５情報）が取込まれる。前記エンジン出口水温
は前記温度検知素子２２よりもたらされるものであり、
バルブ開度はバルブユニット２１における角度センサ２
１ｄからもたらされ、外気温並びに車速は、図示してい
ないが温度検知器並びに速度計等から得ることができ
る。そして、ステップＳ２２において、エンジン出口水
温Ｔｈと外気温との差であるΔＴが求められる。そして
ステップＳ２３に移り、ラジエータファンがオン状態か
否かが判断される。これは強制冷却手段としてのファン
１２ａが稼働しているか否かを判断するものであり、Ｅ
ＣＵ２４自身から出力されるファンモータ１２ｂの駆動
指令信号の有無により判断することができる。
【００２４】ここで、ラジエータファンがオン状態（Ｙ
ｅｓ）であると判断すると、ステップＳ２４に移り、図
６および図７に示されたテーブル形式のマップより読
み出し、ラジエータでの温度降下Ｔｄを算出する。すな
わち図６は、バルブ開度に対応した各マップを示してお
り、図７はその１つのバルブ開度に対応して記述された
ラジエータでの温度降下データＴｄを示したものであ
る。この温度降下データＴｄは、ステップＳ２２におい
て求めた温度差ΔＴ、すなわちＴｈ−外気温と、ステッ
プＳ２１で取込んだ車速とのマトリックスに成されてお
り、それぞれに対応した温度降下データＴｄ11〜Ｔｄ94
のデータが記述されている。したがってこの様なマップ
よりラジエータでの温度降下データＴｄが求められ
る。
ｅｓ）であると判断すると、ステップＳ２４に移り、図
６および図７に示されたテーブル形式のマップより読
み出し、ラジエータでの温度降下Ｔｄを算出する。すな
わち図６は、バルブ開度に対応した各マップを示してお
り、図７はその１つのバルブ開度に対応して記述された
ラジエータでの温度降下データＴｄを示したものであ
る。この温度降下データＴｄは、ステップＳ２２におい
て求めた温度差ΔＴ、すなわちＴｈ−外気温と、ステッ
プＳ２１で取込んだ車速とのマトリックスに成されてお
り、それぞれに対応した温度降下データＴｄ11〜Ｔｄ94
のデータが記述されている。したがってこの様なマップ
よりラジエータでの温度降下データＴｄが求められ
る。
【００２５】なお、図６および図７に示されたテーブル
形式のマップは紙面での表現上、２次元で示されてい
るが、これらは３次元データとして図３におけるメモリ
２４ｃに格納されている。また、図６においては紙面お
よび説明の便宜上、９種類のバルブ開度に対応したマッ
プを示し、また図７においても４種類の温度差、９種類
の車速に対応した温度降下データの記述状況を示してい
るが、これらの中間値においては、いわゆる中間補間を
成すことで、それぞれに対応した温度降下データＴｄを
求めることもできる。図５に戻り、ステップＳ２３にお
いてラジエータファンがオン状態ではない（Ｎｏ）と判
断すると、ステップＳ２５に移り、マップからラジエ
ータでの温度降下Ｔｄを算出する。このマップも図６
および図７に示されたものと同様な形態であり、結果と
して図７に示す温度降下データＴｄ11〜Ｔｄ94の各数値
が、ラジエータファンがオン時の特性で記述されてい
る。なおこのマップも、前記マップと同様に図３に
おけるメモリ２４ｃに格納され、マップとマップを
含めて４次元のデータで構築させるようにしてもよい。
形式のマップは紙面での表現上、２次元で示されてい
るが、これらは３次元データとして図３におけるメモリ
２４ｃに格納されている。また、図６においては紙面お
よび説明の便宜上、９種類のバルブ開度に対応したマッ
プを示し、また図７においても４種類の温度差、９種類
の車速に対応した温度降下データの記述状況を示してい
るが、これらの中間値においては、いわゆる中間補間を
成すことで、それぞれに対応した温度降下データＴｄを
求めることもできる。図５に戻り、ステップＳ２３にお
いてラジエータファンがオン状態ではない（Ｎｏ）と判
断すると、ステップＳ２５に移り、マップからラジエ
ータでの温度降下Ｔｄを算出する。このマップも図６
および図７に示されたものと同様な形態であり、結果と
して図７に示す温度降下データＴｄ11〜Ｔｄ94の各数値
が、ラジエータファンがオン時の特性で記述されてい
る。なおこのマップも、前記マップと同様に図３に
おけるメモリ２４ｃに格納され、マップとマップを
含めて４次元のデータで構築させるようにしてもよい。
【００２６】次にステップＳ２６においては、ステップ
Ｓ２４またはステップＳ２５において求めた温度降下デ
ータＴｄと、ステップＳ２１で取込んだエンジン出口水
温Ｔｈとによりラジエータ通過後の水温Ｔｃ（＝Ｔｈ−
Ｔｄ）を算出する。そして、ステップＳ２７において
は、ステップＳ２６において求めたＴｃを用いて流量比
を算出する。この流量比はエンジンに流入する冷却水の
目標温度と、Ｔｃと、エンジン出口水温Ｔｈとにより算
出する。すなわち、流量比＝〔（目標温度〕−Ｔｃ〕／
〔Ｔｈ−Ｔｃ〕の演算が成される。続いてステップＳ２
８に移り、マップからバルブ開度の基本開度Ｄ0 を算
出する。このマップの一例を図８に示しており、前記
ステップＳ２７において求めた流量比に対応した基本バ
ルブ開度Ｄ0 が図８に示すマップより得ることができ
る。
Ｓ２４またはステップＳ２５において求めた温度降下デ
ータＴｄと、ステップＳ２１で取込んだエンジン出口水
温Ｔｈとによりラジエータ通過後の水温Ｔｃ（＝Ｔｈ−
Ｔｄ）を算出する。そして、ステップＳ２７において
は、ステップＳ２６において求めたＴｃを用いて流量比
を算出する。この流量比はエンジンに流入する冷却水の
目標温度と、Ｔｃと、エンジン出口水温Ｔｈとにより算
出する。すなわち、流量比＝〔（目標温度〕−Ｔｃ〕／
〔Ｔｈ−Ｔｃ〕の演算が成される。続いてステップＳ２
８に移り、マップからバルブ開度の基本開度Ｄ0 を算
出する。このマップの一例を図８に示しており、前記
ステップＳ２７において求めた流量比に対応した基本バ
ルブ開度Ｄ0 が図８に示すマップより得ることができ
る。
【００２７】この様にして求められた基本バルブ開度Ｄ
0 となるように、前記バタフライバルブ２１ｃの開度を
設定すれば、理論的にはエンジンに流入する冷却水の温
度が前記した目標温度に設定されることになるが、現実
には種々の外乱要素により、目標温度の近傍に収束しな
い状態が発生する。そこで、ステップＳ２９においてＰ
ＩＤ制御量の算出サブルーチンが実行される。このＰＩ
Ｄ（追従制御量）の演算により、バルブの開度が変化し
て冷却水のエンジン流入口の温度変化に至るまでの時間
的な遅れを補正するための微小な正負方向の開度データ
が算出される。そして、ステップＳ３０において、バル
ブの目標開度が算出される。これはステップＳ２８にお
いて算出された基本開度Ｄ0 に対して、ステップＳ２８
において算出されたＰＩＤ制御量を補正値として加える
ものである。（目標開度＝Ｄ0＋ＰＩＤ）この様にして
得られた目標開度が、図４に示すメインルーチンにおけ
るステップＳ１２における目標開度として利用される。
したがって前記メインルーチンの作用によって、バタフ
ライバルブ２１ｃの開度が調整され、エンジンに流入す
る冷却水の温度をほぼ目標温度に設定させることができ
る。なお、前記ステップＳ２９においては、ＰＩＤ制御
量の算出サブルーチンを実行するようにしているが、こ
のサブルーチンにおいてはＰＩＤ制御に加え、ファジー
制御による補正値も含めてバルブの目標開度を設定する
ように構成することで、より理想的なバルブの開閉制御
を成すことが可能となる。
0 となるように、前記バタフライバルブ２１ｃの開度を
設定すれば、理論的にはエンジンに流入する冷却水の温
度が前記した目標温度に設定されることになるが、現実
には種々の外乱要素により、目標温度の近傍に収束しな
い状態が発生する。そこで、ステップＳ２９においてＰ
ＩＤ制御量の算出サブルーチンが実行される。このＰＩ
Ｄ（追従制御量）の演算により、バルブの開度が変化し
て冷却水のエンジン流入口の温度変化に至るまでの時間
的な遅れを補正するための微小な正負方向の開度データ
が算出される。そして、ステップＳ３０において、バル
ブの目標開度が算出される。これはステップＳ２８にお
いて算出された基本開度Ｄ0 に対して、ステップＳ２８
において算出されたＰＩＤ制御量を補正値として加える
ものである。（目標開度＝Ｄ0＋ＰＩＤ）この様にして
得られた目標開度が、図４に示すメインルーチンにおけ
るステップＳ１２における目標開度として利用される。
したがって前記メインルーチンの作用によって、バタフ
ライバルブ２１ｃの開度が調整され、エンジンに流入す
る冷却水の温度をほぼ目標温度に設定させることができ
る。なお、前記ステップＳ２９においては、ＰＩＤ制御
量の算出サブルーチンを実行するようにしているが、こ
のサブルーチンにおいてはＰＩＤ制御に加え、ファジー
制御による補正値も含めてバルブの目標開度を設定する
ように構成することで、より理想的なバルブの開閉制御
を成すことが可能となる。
【００２８】次に図９は、前記図４に示したメインルー
チンに対して一定時間毎に割込む割込み処理ルーチンの
第２の実施の形態を示したものである。なお、この図９
に示した割込み処理ルーチンの大半は、前記図５に示し
た割込み処理ルーチンと同一であり、以下については図
５に示すルーチンとの相違点を主に説明する。まずステ
ップＳ４１において一定時間毎に、エンジン出口水温
（第３情報）、バルブ開度（第２情報）、外気温（第４
情報）、車速（第５情報）、エンジン回転数（第６情
報）が取込まれる。このステップＳ４１においては、図
５のステップＳ２１に対してエンジン回転数（第６情
報）も取り込むようにした点に相違がある。このエンジ
ンの回転数に関する情報は、エンジンの回転力によって
ウォータポンプ１１が駆動されており、したがってエン
ジンの回転数に応じて冷却水の送出度合いが変化するた
め、このパラメータも利用するようにしている。
チンに対して一定時間毎に割込む割込み処理ルーチンの
第２の実施の形態を示したものである。なお、この図９
に示した割込み処理ルーチンの大半は、前記図５に示し
た割込み処理ルーチンと同一であり、以下については図
５に示すルーチンとの相違点を主に説明する。まずステ
ップＳ４１において一定時間毎に、エンジン出口水温
（第３情報）、バルブ開度（第２情報）、外気温（第４
情報）、車速（第５情報）、エンジン回転数（第６情
報）が取込まれる。このステップＳ４１においては、図
５のステップＳ２１に対してエンジン回転数（第６情
報）も取り込むようにした点に相違がある。このエンジ
ンの回転数に関する情報は、エンジンの回転力によって
ウォータポンプ１１が駆動されており、したがってエン
ジンの回転数に応じて冷却水の送出度合いが変化するた
め、このパラメータも利用するようにしている。
【００２９】続いてステップＳ４２においては、マップ
からラジエータの通過流量Ｌを求める。マップの一
例が図１０に示されており、エンジン回転数とバルブ開
度に対応させて、冷却水のラジエータの通過流量Ｌを求
めることができる。そしてステップＳ４３に移るが、ス
テップＳ４３乃至ステップＳ４６までは、図５における
ステップＳ２２乃至ステップＳ２５と同一であり、その
説明は省略する。ただし、ステップＳ４５において利用
されるマップは、図１１および図１２に示されたもの
が利用される。
からラジエータの通過流量Ｌを求める。マップの一
例が図１０に示されており、エンジン回転数とバルブ開
度に対応させて、冷却水のラジエータの通過流量Ｌを求
めることができる。そしてステップＳ４３に移るが、ス
テップＳ４３乃至ステップＳ４６までは、図５における
ステップＳ２２乃至ステップＳ２５と同一であり、その
説明は省略する。ただし、ステップＳ４５において利用
されるマップは、図１１および図１２に示されたもの
が利用される。
【００３０】すなわち図１１は、車速に対応した各マッ
プを示しており、図１２はその１つの車速に対応して記
述されたラジエータでの温度降下データＴｄを示したも
のである。この温度降下データＴｄは、ステップＳ４３
において求めた温度差ΔＴ、すなわちＴｈ−外気温と、
ステップＳ４２で求めたラジエータの通過流量Ｌとのマ
トリックスに成されており、それぞれに対応した温度降
下データＴｄxxのデータが記述されている。したがって
この様なマップよりラジエータでの温度降下データＴ
ｄが求められる。また、ステップＳ４６において利用さ
れるマップも、図１１および図１２に示されたものと
同一形態のものが利用される。ただし図１２における温
度降下データＴｄxxの数値は異なりラジエータファンオ
ン時の冷却特性からの値になる。この様にしてマップ
またはマップにより温度降下データＴｄxxを求め、以
下ステップＳ４７乃至ステップＳ５１に示すルーチンを
実行するが、これらは図５に示すステップＳ２６乃至ス
テップＳ３０と同一であり、その説明は省略する。ま
た、図９に示す割込み処理ルーチンによって求められた
目標開度は、図４に示すメインルーチンにおけるステッ
プＳ１２における目標開度として利用されることも同様
である。
プを示しており、図１２はその１つの車速に対応して記
述されたラジエータでの温度降下データＴｄを示したも
のである。この温度降下データＴｄは、ステップＳ４３
において求めた温度差ΔＴ、すなわちＴｈ−外気温と、
ステップＳ４２で求めたラジエータの通過流量Ｌとのマ
トリックスに成されており、それぞれに対応した温度降
下データＴｄxxのデータが記述されている。したがって
この様なマップよりラジエータでの温度降下データＴ
ｄが求められる。また、ステップＳ４６において利用さ
れるマップも、図１１および図１２に示されたものと
同一形態のものが利用される。ただし図１２における温
度降下データＴｄxxの数値は異なりラジエータファンオ
ン時の冷却特性からの値になる。この様にしてマップ
またはマップにより温度降下データＴｄxxを求め、以
下ステップＳ４７乃至ステップＳ５１に示すルーチンを
実行するが、これらは図５に示すステップＳ２６乃至ス
テップＳ３０と同一であり、その説明は省略する。ま
た、図９に示す割込み処理ルーチンによって求められた
目標開度は、図４に示すメインルーチンにおけるステッ
プＳ１２における目標開度として利用されることも同様
である。
【００３１】なお以上は、本発明の冷却制御装置を自動
車用エンジンに適用した実施の形態に基づいて説明した
が、本発明はこのような特定なものに限られることな
く、その他の内燃機関に適用することで、同様の作用効
果を得ることができる。また、本発明の実施の形態にお
いては、冷却媒体の流量制御手段としてバタフライバル
ブを用いているが、バタフライバルブに限らず、例えば
ポペットバルブを採用しそのリフト量を数値化して冷却
媒体の流量を制御することも可能であり、このような構
成においても同様の作用効果を得ることができる。さら
に、前記したテーブル形式に成された各マップについて
も、図に示した特定のものに限定されることはなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲において、種々の形態をと
ることができる。
車用エンジンに適用した実施の形態に基づいて説明した
が、本発明はこのような特定なものに限られることな
く、その他の内燃機関に適用することで、同様の作用効
果を得ることができる。また、本発明の実施の形態にお
いては、冷却媒体の流量制御手段としてバタフライバル
ブを用いているが、バタフライバルブに限らず、例えば
ポペットバルブを採用しそのリフト量を数値化して冷却
媒体の流量を制御することも可能であり、このような構
成においても同様の作用効果を得ることができる。さら
に、前記したテーブル形式に成された各マップについて
も、図に示した特定のものに限定されることはなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲において、種々の形態をと
ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかる内燃機関の冷却制御装置および冷却制御方法によ
ると、冷却媒体の温度制御に利用される複数のパラメー
タを用意し、そのうち特に強制冷却手段としての冷却フ
ァンの動作状況を示す情報に基づいてラジエータによっ
て成される冷却媒体の温度降下量をテーブル形式のマッ
プより読み出すようにしたので、冷却ファンの動作、不
動作に基づき大幅に変化する冷却水温の変化を予測して
温度管理を成すことができる。したがって、冷却水の目
標温度に対しての大幅なハンチングの発生を防止させる
ことができるので、エンジンがオーバヒートに至らない
程度の高温度の状態で運転することが可能であり、燃費
の向上が図れると共に、有害な排気ガスの発生も極力押
さえることが可能となる。
かかる内燃機関の冷却制御装置および冷却制御方法によ
ると、冷却媒体の温度制御に利用される複数のパラメー
タを用意し、そのうち特に強制冷却手段としての冷却フ
ァンの動作状況を示す情報に基づいてラジエータによっ
て成される冷却媒体の温度降下量をテーブル形式のマッ
プより読み出すようにしたので、冷却ファンの動作、不
動作に基づき大幅に変化する冷却水温の変化を予測して
温度管理を成すことができる。したがって、冷却水の目
標温度に対しての大幅なハンチングの発生を防止させる
ことができるので、エンジンがオーバヒートに至らない
程度の高温度の状態で運転することが可能であり、燃費
の向上が図れると共に、有害な排気ガスの発生も極力押
さえることが可能となる。
【図１】本発明にかかる冷却制御装置を自動車用エンジ
ンに適用した実施の形態を示す構成図である。
ンに適用した実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す装置に用いられる流量制御手段を一
部断面状態で示した構成図である。
部断面状態で示した構成図である。
【図３】図１に示す装置に用いられる制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）の構成を示したブロック図である。
ＣＵ）の構成を示したブロック図である。
【図４】図１に示す装置の作用を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図５】図４に示すルーチンに対して割込む処理ルーチ
ンの第１の実施の形態を示したフローチャートである。
ンの第１の実施の形態を示したフローチャートである。
【図６】図５に示す処理ルーチンにおいて使用されるマ
ップの形態を示した構成図である。
ップの形態を示した構成図である。
【図７】図６に示すマップの詳細な構成を示した構成図
である。
である。
【図８】図５に示す処理ルーチンにおいて使用される他
のマップの形態を示した構成図である。
のマップの形態を示した構成図である。
【図９】図４に示すルーチンに対して割込む処理ルーチ
ンの第２の実施の形態を示したフローチャートである。
ンの第２の実施の形態を示したフローチャートである。
【図１０】図９に示す処理ルーチンにおいて使用される
マップの形態を示した構成図である。
マップの形態を示した構成図である。
【図１１】図９に示す処理ルーチンにおいて使用される
他のマップの形態を示した構成図である。
他のマップの形態を示した構成図である。
【図１２】図１１に示すマップの詳細な構成を示した構
成図である。
成図である。
【図１３】従来の冷却制御装置の一例を示した構成図で
ある。
ある。
【図１４】図１３に示す冷却制御装置による冷却水の温
度変化状況を示したタイムチャートである。
度変化状況を示したタイムチャートである。
１ 内燃機関（エンジン） ２ 熱交換機（ラジエータ） ３ 冷却水路 ４ 冷却媒体循環路 １０ バッテリー １１ ウォータポンプ １２ ファンユニット １２ａ 冷却ファン １２ｂ 電動モータ ２１ 流量制御手段（バルブユニット） ２１ａ 直流モータ ２１ｂ 減速ギヤ ２１ｃ バタフライバルブ ２１ｄ 角度センサ ２２ 温度検知素子 ２３ 変換器 ２４ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ） ２５ モータ制御回路 ２６ モータ制御回路
Claims (10)
- 【請求項１】 内燃機関内に形成された流体通路と熱交
換機に形成された流体通路との間で冷却媒体の循環路を
形成し、前記循環路中に冷却媒体を循環させることによ
って内燃機関において発生する熱を前記熱交換機によっ
て放熱させるように構成した内燃機関の冷却制御装置で
あって、 前記内燃機関と熱交換機間の循環路における冷却媒体の
流量を制御する流量制御手段と、 前記熱交換機に配置されて、該熱交換機を間欠的に強制
冷却する強制冷却手段と、 少なくとも前記強制冷却手段の動作状態または不動作状
態を示す第１情報と、前記流量制御手段による冷却媒体
の流量を示す第２情報と、前記内燃機関から吐出される
冷却媒体の温度を示す第３情報と、外気温を示す第４情
報と、前記熱交換機に接触する風量の度合いを示す第５
情報とを受けて、前記流量制御手段における冷却媒体の
流量を制御するための指令信号を生成する制御ユニット
と、を具備したことを特徴とする内燃機関の冷却制御装
置。 - 【請求項２】 前記制御ユニットに、さらに前記熱交換
機を通過する冷却媒体の量を示す第６情報が供給され、
前記第１情報乃至第５情報と共に前記流量制御手段にお
ける冷却媒体の流量を制御するための指令信号を生成す
るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関の冷却制御装置。 - 【請求項３】 前記第１情報は、熱交換機に冷却風を取
り入れるためのファンを回転駆動する電動モータの駆動
または停止状態に応じて生成されるように構成されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内
燃機関の冷却制御装置。 - 【請求項４】 前記第２情報は、筒状の冷却媒体通路中
に配置され、冷却媒体の流通量を可変するバルブの開度
に応じて生成されるように構成されていることを特徴と
する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内燃機関
の冷却制御装置。 - 【請求項５】 前記第５情報は、内燃機関を搭載する車
輛の速度情報に応じて生成されるように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記
載の内燃機関の冷却制御装置。 - 【請求項６】 前記第６情報は、前記内燃機関の回転数
と前記流量制御手段のバルブの開度に応じて生成される
ように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請
求項５のいずれかに記載の内燃機関の冷却制御装置。 - 【請求項７】 前記制御ユニットには、前記第１情報乃
至第５情報に基づいて前記熱交換機によって降下する冷
却媒体の温度降下データを求める第１テーブルと、 前記第１テーブルによって求められた温度降下データに
基づいて、前記流量制御手段により制御される冷却媒体
の流量度合いを求める第２テーブルと、が具備されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項３乃至請求項
６のいずれかに記載の内燃機関の冷却制御装置。 - 【請求項８】 前記制御ユニットには、前記第１情報乃
至第６情報に基づいて前記熱交換機によって降下する冷
却媒体の温度降下データを求める第１テーブルと、 前記第１テーブルによって求められた温度降下データに
基づいて、前記流量御手段により制御される冷却媒体の
流量度合いを求める第２テーブルと、が具備されている
ことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記
載の内燃機関の冷却制御装置。 - 【請求項９】 内燃機関内に形成された流体通路と熱交
換機に形成された流体通路との間で冷却媒体の循環路を
形成し、前記循環路中に冷却媒体を循環させることによ
って内燃機関において発生する熱を前記熱交換機によっ
て放熱させるように構成した内燃機関の冷却制御方法で
あって、 少なくとも前記熱交換機を強制冷却する強制冷却手段の
動作または不動作状態を示す第１情報と、前記内燃機関
と熱交換機間の循環路における冷却媒体の流量を制御す
る流量制御手段による冷却媒体の流量を示す第２情報
と、前記内燃機関から吐出される冷却媒体の温度を示す
第３情報と、外気温を示す第４情報と、前記熱交換機に
接触する風量の度合いを示す第５情報とを取り込むステ
ップと、 強制冷却手段の動作状態に応じてそれぞれ熱交換機によ
って降下する冷却媒体の温度降下データを求めるステッ
プと、 前記温度降下データに基づいて流量制御手段により制御
される冷却媒体の最適流量度合いを求めるステップと、 前記冷却媒体の最適流量度合いに基づいて前記熱交換機
に流入する冷却媒体の流量制御を実行するステップと、 からなることを特徴とする内燃機関の冷却制御方法。 - 【請求項１０】 前記第１情報乃至第５情報を取り込む
ステップにおいて、前記第１情報乃至第５情報に加え、
前記熱交換機を通過する冷却媒体の量を示す第６情報を
さらに取り込むようにしたことを特徴とする請求項９に
記載の内燃機関の冷却制御方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15572297A JP3891512B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 内燃機関の冷却制御装置および冷却制御方法 |
| EP98921843A EP0969190B1 (en) | 1997-05-29 | 1998-05-27 | Cooling control apparatus and cooling control method for internal combustion engines |
| CN98800717A CN1228137A (zh) | 1997-05-29 | 1998-05-27 | 内燃机的冷却控制装置及冷却控制方法 |
| CA002253778A CA2253778A1 (en) | 1997-05-29 | 1998-05-27 | Device for controlling the cooking system of internal combustion engine and method for controlling such cooling system |
| US09/180,113 US6109219A (en) | 1997-05-29 | 1998-05-27 | Cooling control apparatus and cooling control method for internal combustion engines |
| DE69829957T DE69829957T2 (de) | 1997-05-29 | 1998-05-27 | Verfahren und vorrichtung zur kontrolle der kühlung eines verbrennungsmotors |
| PCT/JP1998/002336 WO1998054447A1 (fr) | 1997-05-29 | 1998-05-27 | Procede et appareil de regulation du refroidissement pour moteurs a combustion interne |
| KR1019980710785A KR20000022357A (ko) | 1997-05-29 | 1998-05-27 | 내연 기관의 냉각 제어 장치 및 냉각 제어 방법 |
| TW087108402A TW355730B (en) | 1997-05-29 | 1998-05-29 | Cooling control device and control method for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15572297A JP3891512B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 内燃機関の冷却制御装置および冷却制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331637A true JPH10331637A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3891512B2 JP3891512B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=15612053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15572297A Expired - Fee Related JP3891512B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 内燃機関の冷却制御装置および冷却制御方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6109219A (ja) |
| EP (1) | EP0969190B1 (ja) |
| JP (1) | JP3891512B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000022357A (ja) |
| CN (1) | CN1228137A (ja) |
| CA (1) | CA2253778A1 (ja) |
| DE (1) | DE69829957T2 (ja) |
| TW (1) | TW355730B (ja) |
| WO (1) | WO1998054447A1 (ja) |
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| JP2013515195A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | ルノー エス．ア．エス． | 自動車用の冷却装置 |
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| JP4017767B2 (ja) | 1998-10-14 | 2007-12-05 | ヤマハマリン株式会社 | エンジンの潤滑オイル供給装置 |
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