JP2018145825A - 車載内燃機関の冷却液循環システム - Google Patents
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Abstract
Description
上記課題を解決するための車載内燃機関の冷却液循環システムは、内燃機関のウォータジャケットを含む冷却液の循環回路と、前記循環回路の途中に設けられていて前記循環回路内の冷却液を移動させる電動ポンプと、前記循環回路内を流れる冷却液の温度を検出する液温センサと、前記電動ポンプを制御する制御装置と、を備えている。そして、この冷却液循環システムでは、前記制御装置が、機関始動後に前記電動ポンプを駆動せずに冷却液の循環を停止させた状態にする循環停止制御を実行し、且つ前記循環停止制御を開始するときに前記液温センサで検出した冷却液の温度に応じて同循環停止制御を継続させる期間の長さを変化させる。また、この冷却液循環システムでは、前記制御装置が、機関始動後に所定の期間に亘って前記電動ポンプを駆動して前記循環回路内の冷却液を移動させることによって、前記液温センサによって検出される冷却液の温度に基づいて前記内燃機関内における冷却液の温度のばらつきの大きさが所定の大きさ以下であるか否かを判定するばらつき判定制御を実行し、且つ同ばらつき判定制御を通じてばらつきの大きさが所定の大きさ以下であると判定されたことを条件に、前記循環停止制御を実行する。
また、車載内燃機関の冷却液循環システムの一態様では、前記液温センサが、前記内燃機関からの冷却液の出口における冷却液の温度を検出する出口液温センサであり、前記制御装置が、前記ばらつき判定制御において、前記所定の期間として、機関始動後に前記電動ポンプの駆動を開始してから前記ウォータジャケットのうち前記内燃機関の排気ポートを冷却する部分に存在する冷却液が前記出口液温センサの設けられている部分に到達するまでの期間に亘って前記電動ポンプを駆動する。
制御装置が、循環停止制御を開始するときに検出した冷却液の温度に応じて同循環停止制御を継続させる期間の長さを変化させる具体的な態様としては、前記循環停止制御を開始するときに前記液温センサで検出した冷却液の温度が低いときほど大きな値を終了判定値として設定し、前記循環停止制御中に燃料噴射量を積算することによって積算燃料噴射量を算出し、算出した積算燃料噴射量が前記終了判定値以上になったときに前記循環停止制御を終了させる、といった態様を採用することもできる。
ばらつき判定制御では、内燃機関内の冷却液の温度のばらつきを判定するために、電動ポンプを駆動して冷却液を移動させて冷却液の温度を検出するが、このときの電動ポンプの駆動量が高すぎると、冷却液が撹拌されてしまうため、的確にばらつきを判定することができなくなってしまう。
まず、図1を参照してこの冷却液循環システムを搭載した車載内燃機関であるディーゼルエンジン10の構成を説明する。
図2に示すように、ディーゼルエンジン10の冷却液循環システムは、ディーゼルエンジン10のウォータジャケット36,45を含む循環回路R10を備えている。循環回路R10の途中には冷却液を送り出して循環回路R10内の冷却液を移動させる電動ポンプ60が設けられている。循環回路R10は、第1循環経路R1、第2循環経路R2、第3循環経路R3及び第4循環経路R4の4つの経路を含んでいる。
制御装置100は、ディーゼルエンジン10の暖機が完了しているときには、出口液温センサ54によって検出される出口液温ethwoutを目標の温度に近づけるように、出口液温ethwoutに応じて電動ポンプ60の駆動デューティをフィードバック制御する出口液温フィードバック制御を行う。すなわち、電動ポンプ60の単位時間当たりの駆動量をフィードバック制御する。なお、目標の温度はサーモスタット62の開弁温度よりも高く、且つ冷却液の沸点よりも低い温度である。
この冷却液循環システムでは、上記の一連の制御におけるステップS110〜S130の処理がばらつき判定制御に相当する。すなわち、制御装置100は、機関冷間始動時に、所定の期間に亘って電動ポンプ60を駆動して循環回路R10内の冷却液を移動させることによって、出口液温ethwoutに基づいてディーゼルエンジン10内における冷却液の温度のばらつきの大きさが所定の大きさ以下であるか否かを判定するばらつき判定制御を実行する。そして、制御装置100は、ばらつき判定制御を通じてばらつきの大きさが所定の大きさ以下であると判定されたことを条件に、循環停止制御を実行する。
(1)ディーゼルエンジン10内の冷却液の温度のばらつきが大きいとき、すなわち、循環停止制御を開始するときに出口液温センサ54で検出した出口液温ethwoutが循環停止制御に用いるには相応しくない値である可能性が高い場合には、循環停止制御が実行されなくなる。これにより、冷却液の沸騰が発生してしまうことを抑制することができる。
(4)排気冷却部36aは、燃焼室14に近く、且つ高温の排気に晒される排気ポートを冷却する部分であるため、この部分の冷却液は、冷却液の中でも特に温度が高くなる。一方で、ディーゼルエンジン10からの冷却液の出口は、外気によって冷却されるディーゼルエンジン10の表面に位置しているため、この部分の冷却液は、機関停止中に温度が低下しやすく、ディーゼルエンジン10の冷却液の中でも特に温度が低くなる。
・ディーゼルエンジン10の冷却液循環システムを例示したが、同様の構成を適用できる内燃機関はディーゼルエンジンに限らない。例えば、ガソリンエンジンを冷却する冷却液循環システムに同様の構成を適用することもできる。
Claims (8)
- 内燃機関のウォータジャケットを含む冷却液の循環回路と、前記循環回路の途中に設けられていて前記循環回路内の冷却液を移動させる電動ポンプと、前記循環回路内を流れる冷却液の温度を検出する液温センサと、前記電動ポンプを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置が、機関始動後に前記電動ポンプを駆動せずに冷却液の循環を停止させた状態にする循環停止制御を実行し、且つ前記循環停止制御を開始するときに前記液温センサで検出した冷却液の温度に応じて同循環停止制御を継続させる期間の長さを変化させる車載内燃機関の冷却液循環システムにおいて、
前記制御装置が、機関始動後に所定の期間に亘って前記電動ポンプを駆動して前記循環回路内の冷却液を移動させることによって、前記液温センサによって検出される冷却液の温度に基づいて前記内燃機関内における冷却液の温度のばらつきの大きさが所定の大きさ以下であるか否かを判定するばらつき判定制御を実行し、且つ同ばらつき判定制御を通じてばらつきの大きさが所定の大きさ以下であると判定されたことを条件に、前記循環停止制御を実行する
ことを特徴とする車載内燃機関の冷却液循環システム。 - 前記液温センサが、前記内燃機関からの冷却液の出口における冷却液の温度を検出する出口液温センサであり、
前記制御装置が、前記ばらつき判定制御において、前記所定の期間として、機関始動後に前記電動ポンプの駆動を開始してから前記ウォータジャケットのうち前記内燃機関の排気ポートを冷却する部分に存在する冷却液が前記出口液温センサの設けられている部分に到達するまでの期間に亘って前記電動ポンプを駆動する
請求項1に記載の車載内燃機関の冷却液循環システム。 - 前記制御装置が、前記ばらつき判定制御において、前記電動ポンプの駆動を開始する直前に前記出口液温センサで検出した冷却液の温度と前記電動ポンプを駆動している間に前記出口液温センサで検出した冷却液の温度の最大値との乖離量が所定値以下であるか否かに応じて前記内燃機関内における冷却液の温度のばらつきの大きさが所定の大きさ以下であるか否かを判定し、前記電動ポンプを駆動している間の冷却液の温度の最大値との乖離量が所定値以下であるときに、ばらつきの大きさが所定の大きさ以下であると判定する
請求項2に記載の車載内燃機関の冷却液循環システム。 - 前記制御装置は、前記循環停止制御を開始するときに前記液温センサで検出した冷却液の温度を、前記ウォータジャケットのうち前記内燃機関の排気ポートを冷却する部分における冷却液の温度の推定値である推定液温の初期液温にして前記循環停止制御中に前記ウォータジャケットのうち前記内燃機関の排気ポートを冷却する部分における冷却液の温度上昇分を積算することによって前記推定液温を算出し、算出した前記推定液温が所定の液温以上になったときに前記循環停止制御を終了させる
請求項3に記載の車載内燃機関の冷却液循環システム。 - 前記制御装置は、機関回転速度と、燃料噴射量と、過給圧と、EGR率と、車速と、外気温とを取得し、前記温度上昇分を算出する
請求項4に記載の車載内燃機関の冷却液循環システム。 - 前記制御装置は、前記循環停止制御を開始するときに前記液温センサで検出した冷却液の温度が低いときほど大きな値を終了判定値として設定し、前記循環停止制御中に燃料噴射量を積算することによって積算燃料噴射量を算出し、算出した積算燃料噴射量が前記終了判定値以上になったときに前記循環停止制御を終了させる
請求項3〜5のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却液循環システム。 - 前記制御装置は、前記ばらつき判定制御及び前記循環停止制御の他に、前記液温センサによって検出される冷却液の温度に応じて前記電動ポンプの単位時間当たりの駆動量をフィードバック制御する液温フィードバック制御と、前記液温フィードバック制御よりも低い駆動量で前記電動ポンプを駆動する微流量制御とを実行する
請求項1〜6のいずれか一項に記載の車載内燃機関の冷却液循環システム。 - 前記制御装置は、前記ばらつき判定制御において、前記微流量制御よりも低い駆動量で前記電動ポンプを駆動する
請求項7に記載の車載内燃機関の冷却液循環システム。
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