JP3044503B2 - Engine cooling system - Google Patents
Engine cooling systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン本体およびラ
ジエータ間を結ぶ冷却水循環回路のエンジン入口側に容
量が可変である電動式水ポンプが配設されるエンジンの
冷却装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system for an engine in which an electric water pump having a variable capacity is provided on the engine inlet side of a cooling water circulation circuit connecting an engine body and a radiator.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、かかる冷却装置は、たとえば特開
昭58−2418号公報等で既によく知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, such a cooling device is already well known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-2418.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような冷却装置
で、エンジンの運転状態に適合した冷却水温となるよう
に水ポンプの作動を精度よく制御するには、水ポンプの
作動をエンジン水温に応じてフィードバック制御するこ
とが望まれる。ところで、エンジン暖機時にはエンジン
本体を流通する冷却水量が極めて小量となるように水ポ
ンプをフィードバック制御することにより、エンジンの
急速暖機が可能となるが、冷却水の流通量が極めて小量
であることに起因して、水温検出器による検出値が不正
確となる。このためフィードバック制御によるもので
は、エンジン水温を望ましい値まで昇温することが困難
となったり、必要以上にエンジン水温が上昇したりする
ことがある。In such a cooling device, in order to accurately control the operation of the water pump so that the cooling water temperature matches the operating state of the engine, the operation of the water pump must be controlled in accordance with the engine water temperature. It is desired to perform feedback control. By the way, when the engine is warmed up, it is possible to rapidly warm up the engine by feedback-controlling the water pump so that the amount of cooling water flowing through the engine body is extremely small. , The value detected by the water temperature detector becomes inaccurate. Therefore, in the case of the feedback control, it may be difficult to raise the engine water temperature to a desired value, or the engine water temperature may rise more than necessary.
【0004】また本発明者は、図15で示すように、ノ
ッキングの発生を回避する上ではエンジン入口水温およ
びエンジン出口水温の差を小さくすることが有効である
ことを見出したが、上述のようなフィードバック制御で
は、エンジン入口水温およびエンジン出口水温の差を最
適に制御してノッキングの発生を回避することは困難で
ある。Further, as shown in FIG. 15, the present inventor has found that it is effective to reduce the difference between the engine inlet water temperature and the engine outlet water temperature in order to avoid the occurrence of knocking. With such a feedback control, it is difficult to optimally control the difference between the engine inlet water temperature and the engine outlet water temperature to avoid knocking.
【0005】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、エンジンの運転状態に応じて冷却水温を適正
に制御することを可能としたエンジンの冷却装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an engine cooling device capable of appropriately controlling a cooling water temperature according to an operating state of the engine.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の特徴に従う装置は、エンジン水温を
検出する水温検出器と、エンジン水温に応じたフィード
バック制御ならびにオープンループ制御をエンジンの運
転状態に応じて切換えて水ポンプの作動を制御する制御
手段とを備える。In order to achieve the above object, an apparatus according to a first aspect of the present invention includes a water temperature detector for detecting an engine water temperature, and a feedback control and an open loop control according to the engine water temperature. Control means for controlling the operation of the water pump by switching according to the operating state of the engine.
【0007】また本発明の第2の特徴によれば、上記第
1の特徴の構成に加えて、制御手段は、エンジン水温が
予め定めた基準水温以上であるときのフィードバック制
御と、エンジン水温が前記基準水温未満であるときのオ
ープンループ制御とを切換可能に構成される。According to a second feature of the present invention, in addition to the configuration of the first feature, the control means includes a feedback control when the engine coolant temperature is equal to or higher than a predetermined reference coolant temperature, and The open-loop control when the temperature is lower than the reference water temperature can be switched.
【0008】本発明の第3の特徴によれば、上記第2の
特徴の構成に加えて、制御手段には、エンジン水温が前
記基準水温未満であるときのオープンループ制御にあた
ってエンジン本体内での冷却水のほぼ均等な流通を保証
する水ポンプの許容最小容量に対応する制御値が予め設
定される。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the control means includes a control unit for performing an open loop control when the engine water temperature is lower than the reference water temperature. A control value corresponding to the permissible minimum capacity of the water pump that guarantees substantially uniform flow of the cooling water is preset.
【0009】本発明の第4の特徴によれば、上記第1の
特徴の構成に加えて、制御手段は、エンジン停止時には
エンジン水温に応じて連続的に変化する制御値による水
ポンプのオープンループ制御を実行すべく構成される。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the control means includes an open loop of the water pump having a control value which continuously changes according to the engine water temperature when the engine is stopped. It is configured to perform control.
【0010】[0010]
【0011】[0011]
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】先ず図1において、エンジン本体Eおよび
ラジエータRを結んで冷却水循環回路1が構成されてお
り、この冷却水循環回路1は、エンジン本体Eの出口お
よびラジエータRの入口間を結ぶ管路1aと、ラジエー
タRの出口およびエンジン本体Eの入口間を結ぶ管路1
bとを備える。また管路1a,1b間は、ラジエータR
を迂回するバイパス回路2で接続される。First, in FIG. 1, a cooling water circulating circuit 1 is formed by connecting an engine body E and a radiator R. The cooling water circulating circuit 1 is a pipeline 1a connecting an outlet of the engine body E and an inlet of the radiator R. 1 connecting the outlet of the radiator R and the inlet of the engine body E
b. A radiator R is provided between the pipelines 1a and 1b.
Are connected by a bypass circuit 2 that bypasses.
【0013】冷却水循環回路1における管路1bの途中
には、開度を無段階に変化させ得る流量制御弁3が配設
されており、バイパス回路2は該流量制御弁3よりも下
流側すなわちエンジン本体E側で管路1bに接続されて
いる。また管路1bのエンジン本体E寄りの部分には、
容量可変である電動式水ポンプ4が配設される。A flow control valve 3 whose opening can be changed steplessly is provided in the cooling water circulation circuit 1 in the middle of the pipe line 1b, and the bypass circuit 2 is located downstream of the flow control valve 3, ie, The engine body E is connected to the pipeline 1b. In the portion of the pipe 1b near the engine body E,
An electric water pump 4 having a variable capacity is provided.
【0014】冷却水循環回路1における管路1aには、
切換弁5を介して管路6,7の一端が接続されており、
両管路6,7の他端は冷却水循環回路1における管路1
bの流量制御弁3および水ポンプ4間に接続される。而
して、一方の管路6の途中にはヒータユニット8が介装
され、他方の管路7の途中には、その上流側から順に制
御弁9およびトランスミッションオイルウォーマ10が
介設される。The pipe line 1a in the cooling water circulation circuit 1 includes:
One end of each of the pipelines 6 and 7 is connected via the switching valve 5,
The other ends of both pipes 6 and 7 are connected to pipe 1 in cooling water circulation circuit 1.
b is connected between the flow control valve 3 and the water pump 4. Thus, a heater unit 8 is interposed in the middle of one pipe 6, and a control valve 9 and a transmission oil warmer 10 are sequentially installed in the middle of the other pipe 7 from the upstream side.
【0015】ラジエータRに付設されたラジエータファ
ン11は、ラジエータRの出口側に配設されたファンス
イッチ12により、オン・オフ制御されるものであり、
ラジエータRの出口水温が所定値以上となったときにラ
ジエータファン11が作動せしめられる。A radiator fan 11 attached to the radiator R is controlled on / off by a fan switch 12 disposed on the outlet side of the radiator R.
When the outlet water temperature of the radiator R becomes equal to or higher than a predetermined value, the radiator fan 11 is operated.
【0016】流量制御弁3、水ポンプ4、切換弁5、制
御弁9、ならびにヒータユニット8に付設されたファン
13は、コンピュータから成る制御手段14により制御
されるものであり、この制御手段14には、エンジン水
温として冷却水循環回路1におけるエンジン出口水温T
WOを検出する水温検出器としての出口水温検出器15、
冷却水循環回路1におけるエンジン入口水温TWIを検出
する入口水温検出器16、ラジエータRの出口において
ラジエータ水温TWRを検出するラジエータ水温検出器1
7、トランスミッションオイルの温度TO を検出する油
温検出器18、外気温TD を検出する外気温検出器1
9、車室内温度TR を検出する車室温検出器20、エン
ジン回転数NE を検出する回転数検出器21、エンジン
吸気圧PBを検出する吸気圧検出器22、大気圧PA を
検出する大気圧検出器23、ならびにエンジン本体Eの
振動によりノッキングを検出するノッキング検出器24
等がそれぞれ接続される。The flow control valve 3, the water pump 4, the switching valve 5, the control valve 9, and the fan 13 attached to the heater unit 8 are controlled by a control means 14 comprising a computer. Is the engine outlet water temperature T in the cooling water circulation circuit 1 as the engine water temperature.
Outlet water temperature detector 15 as a water temperature detector for detecting WO ,
An inlet water temperature detector 16 for detecting an engine inlet water temperature TWI in the cooling water circulation circuit 1 and a radiator water temperature detector 1 for detecting a radiator water temperature TWR at an outlet of the radiator R.
7, the oil temperature detector 18 for detecting the temperature T O of the transmission oil, the outside air temperature detector 1 for detecting the outside air temperature T D
9, vehicle interior temperature detector 20 for detecting the vehicle interior temperature T R, the rotation speed detector 21 for detecting an engine speed N E, the intake pressure detector 22 for detecting the engine intake pressure P B, detecting the atmospheric pressure P A Atmospheric pressure detector 23 and knocking detector 24 for detecting knocking by vibration of engine body E
Etc. are respectively connected.
【0017】而して、制御手段14は、上記各温度
TWO,TWI,TWR、TO ,TD ,TR 、エンジン回転数
NE 、エンジン吸気圧PB 、大気圧PA 、ならびにノッ
キング検出器24の出力等に応じて流量制御弁3、水ポ
ンプ4、切換弁5、制御弁9およびファン13の作動を
制御するものであるが、次に水ポンプ4および流量制御
弁3の作動制御に関して制御手段14で設定されている
制御手順について説明する。The control means 14 calculates the temperatures T WO , T WI , T WR , T O , T D , T R , the engine speed NE , the engine intake pressure P B , the atmospheric pressure P A , In addition, the operation of the flow control valve 3, the water pump 4, the switching valve 5, the control valve 9, and the fan 13 is controlled in accordance with the output of the knocking detector 24 and the like. A control procedure set by the control means 14 regarding the operation control of the control will be described.
【0018】図2は、水ポンプ4の作動を制御すべく制
御手段14で設定されている制御手順のメインルーチン
であり、エンジン作動時には通常モードのサブルーチン
およびノック判別モードのサブルーチンによる制御が実
行され、エンジンが停止したときに停止後モードのサブ
ルーチンによる制御が実行される。FIG. 2 shows a main routine of a control procedure set by the control means 14 to control the operation of the water pump 4. When the engine is operating, control by a subroutine of a normal mode and a subroutine of a knock determination mode are executed. When the engine stops, control is performed by a subroutine of a post-stop mode.
【0019】図3は通常モードのサブルーチンを示すも
のであり、第1ステップS1では、パラメータとしてエ
ンジン回転数NE 、エンジン吸気圧PB およびエンジン
出口水温TWOが読込まれ、第2ステップS2で、エンジ
ン出口水温TWOが予め設定してある基準水温TWSたとえ
ば80度C以上であるか否かが判定される。この第2ス
テップS2で、TWO<TWSであると判定されたときには
第3ステップS3に進む。[0019] FIG. 3 shows a subroutine of the normal mode, the first step S1, the engine speed N E, the engine intake pressure P B and the engine outlet water temperature T WO is read in as a parameter, in a second step S2 It is determined whether the engine outlet water temperature T WO is equal to or higher than a preset reference water temperature T WS, for example, 80 ° C. When it is determined in this second step S2 that T WO <T WS , the process proceeds to a third step S3.
【0020】ところで、電動式である水ポンプ4のモー
タはDCモータであり、そのデューティ比を制御するこ
とにより、水ポンプ4の容量が変化する。而して、第3
ステップS3では、エンジン出口水温TWOおよびエンジ
ン吸気圧PB に応じて図4で示すように予め設定されて
いるマップに従って、デューティ比DO1,DO2,DO3,
DO4,DO5等のデューティ比が設定されており、たとえ
ばDO1は5%、DO2は10%、DO3は20%、DO4は3
0%、DO5は40%である。而してエンジン出口水温T
WOおよびエンジン吸気圧PB が低いときには、デューテ
ィ比DO が5%程度に設定されており、この値は、エン
ジン本体E内での冷却水のほぼ均等な流通を保証してエ
ンジン本体Eでボイリングが生じない程度の許容最小値
として設定されている。The electric motor of the water pump 4 is a DC motor, and the capacity of the water pump 4 changes by controlling the duty ratio. Thus, the third
In step S3, the duty ratios D O1 , D O2 , D O3 , and D O3 are set according to a map set in advance as shown in FIG. 4 according to the engine outlet water temperature T WO and the engine intake pressure P B.
Duty ratios such as D O4 and D O5 are set. For example, D O1 is 5%, D O2 is 10%, D O3 is 20%, and D O4 is 3%.
0% and D O5 are 40%. Thus, the engine outlet water temperature T
When WO and the engine intake pressure P B are low, the duty ratio D O is set to about 5%, and this value is used to guarantee substantially even flow of cooling water in the engine It is set as an allowable minimum value that does not cause boiling.
【0021】その後、第4ステップS4で、前記検索デ
ューティ比DO に基づいて水ポンプ4のモータが作動せ
しめらされる。すなわちエンジン出口水温TWOが基準水
温T WS未満であるときには、エンジン出口水温TWOおよ
びエンジン吸気圧PB に応じて定まる固定のデューティ
比DO で水ポンプ4のモータがオープンループで制御さ
れることになる。Thereafter, in a fourth step S4, the search data
Duty ratio DOThe motor of the water pump 4 operates based on
I'm impressed. That is, the engine outlet water temperature TWOIs reference water
Warm T WSIf it is less than, the engine outlet water temperature TWOAnd
And engine intake pressure PBFixed duty determined according to
Ratio DOThe motor of the water pump 4 is controlled by open loop
Will be.
【0022】第2ステップS2で、TWO≧TWSであると
判定されたときには、第5ステップS5〜第10ステッ
プS10に従ってフィードバック制御が実行されること
になり、第5ステップS5では、エンジン回転数NE お
よびエンジン吸気圧PB に応じて図5で示すように予め
定めたマップにより、目標出口水温TWOTRが検索され
る。而して、図5において目標出口水温TWOTR1 は、た
とえば80〜90度Cに設定されており、目標出口水温
TWOTR2 は、たとえば130度Cに設定されている。When it is determined in the second step S2 that T WO ≧ T WS , the feedback control is executed in accordance with the fifth step S5 to the tenth step S10, and in the fifth step S5, the engine rotation is performed. the predetermined map as shown in Figure 5 in accordance with the number N E and the engine intake pressure P B, the target outlet water temperature T WOTR is searched. Thus, in FIG. 5, target outlet water temperature T WOTR1 is set, for example, to 80 to 90 ° C., and target outlet water temperature T WOTR2 is set, for example, to 130 ° C.
【0023】次の第6ステップS6では、エンジン回転
数NE およびエンジン吸気圧PB に応じて図6で示すよ
うに予め設定されている基準デューティ比DFSが検索さ
れる。図6において、エンジン回転数NE およびエンジ
ン吸気圧PB に応じて基準デューティ比DFSの5つの領
域DFS1 ,DFS2 ,DFS3 ,DFS4 ,DFS5 が設定され
ており、たとえばDFS1 は5%、DFS2 は10%、D
FS3 は20〜50%、D FS4 は50〜60%、DFS5 は
80〜100%である。In the next sixth step S6, the engine speed
Number NEAnd engine intake pressure PBAs shown in FIG.
The reference duty ratio D set in advanceFSIs searched
It is. In FIG. 6, the engine speed NEAnd engine
Intake pressure PBAccording to the reference duty ratio DFS5 territories
Area DFS1, DFS2, DFS3, DFS4, DFS5Is set
And for example DFS1Is 5%, DFS2Is 10%, D
FS3Is 20-50%, D FS4Is 50-60%, DFS5Is
80 to 100%.
【0024】第7ステップS7では、エンジン出口水温
TWOおよび目標出口水温TWOTRの水温差ΔTWO(=TWO
−TWOTR)が算出され、第8ステップS8で、フィード
バック制御値DF が(DFS+K・ΔTWO)として算出さ
れる。而してKは、ゲインである。In a seventh step S7, a water temperature difference ΔT WO (= T WO) between the engine outlet water temperature T WO and the target outlet water temperature T WOTR.
-T WOTR) is calculated, in the eighth step S8, the feedback control value D F is calculated as (D FS + K · ΔT WO ). Thus, K is a gain.
【0025】第9ステップS9では、第8ステップS8
で得られたフィードバック制御値D F が許容最小値D
FMIN未満であるかどうかが判定され、DF <DFMINであ
ったときには第10ステップS10でDF =DFMINとさ
れた後、第4ステップS4に進み、DF ≧DFMINであっ
たときには第10ステップS10を迂回して第4ステッ
プS4に進む。In a ninth step S9, an eighth step S8
Feedback control value D obtained by FIs the minimum allowable value D
FMINIs determined to be less thanF<DFMINIn
D in the tenth step S10F= DFMINTosa
After that, the process proceeds to the fourth step S4, where DF≧ DFMINSo
The fourth step, bypassing the tenth step S10.
Proceed to step S4.
【0026】図7はノック判別モードのサブルーチンを
示すものであり、第1ステップL1では、フラグFが
「1」であるか否かが判別される。このフラグFは、ノ
ッキング状態であるか否かを示すものであり、F=1は
ノッキング状態を示し、F=0は非ノッキング状態を示
す。而して第1ステップL1でF=0であったときには
第2ステップL2に進み、F=1であったときには第7
ステップL7に進む。FIG. 7 shows a subroutine of the knock determination mode. In the first step L1, it is determined whether or not the flag F is "1". The flag F indicates whether or not a knocking state is present. F = 1 indicates a knocking state, and F = 0 indicates a non-knocking state. When F = 0 in the first step L1, the process proceeds to the second step L2.
Go to step L7.
【0027】第2ステップL2ではノッキング検出器2
4の出力によりノッキングが発生したか否かを判別し、
ノッキングが発生していなかったときには第3ステップ
L3に進み、前述の図5のマップに従って目標出口水温
TWOTRが検索される。In the second step L2, the knocking detector 2
4 to determine whether knocking has occurred,
When knocking has not occurred, the process proceeds to the third step L3, and the target outlet water temperature TWOTR is searched according to the map of FIG.
【0028】第2ステップL2でノッキングが発生した
と判別されたときには第4ステップL4においてフラグ
Fが「1」と設定される。次いで第5ステップL5で
は、目標出口水温のバイアス値DTWが(DTW=DTWO −
XD1)なる演算式に従って算出される。ここで、DTWO
はたとえば0度Cであり、XD1はたとえば5度Cであ
る。第6ステップL6では、目標出口水温TOWTRが図5
のマップ値に前記バイアス値DTWを加算した値(TWOTR
=マップ値+DTW)として設定される。ここで、D
TWは、第5ステップL5で負の値(たとえば−5度C)
として設定されているので、第6ステップL6では図5
のマップ値から低減した値が目標出口水温TOWTRとして
設定されることになる。Knocking occurred in the second step L2
Is determined in the fourth step L4.
F is set to "1". Then in the fifth step L5
Is the bias value D of the target outlet water temperature.TWIs (DTW= DTWO−
XD1) Is calculated according to the following equation: Where DTWO
Is, for example, 0 degrees C, and XD1Is 5 degrees C
You. In the sixth step L6, the target outlet water temperature TOWTRFigure 5
The bias value DTW(TWOTR
= Map value + DTW). Where D
TWIs a negative value (for example, -5 degrees C) in the fifth step L5.
In the sixth step L6, FIG.
Of the target outlet water temperature TOWTRAs
Will be set.
【0029】第7ステップL7では、ノッキング検出器
24の出力によりノッキングが発生したか否かを判別
し、ノッキングが発生していたときには第8ステップL
8に進み、目標出口水温のバイアス値DTWが(DTW=D
TW−XD2)なる演算式に従って算出される。ここで、X
D2はたとえば3度Cである。次の第9ステップL9で
は、目標出口水温TOWTRが図5のマップ値に第8ステッ
プL8で得たバイアス値D TWを加算した値(TWOTR=マ
ップ値+DTW)として設定されるが、DTWは、第8ステ
ップL8で負の値として設定されているので、第9ステ
ップL9では図5のマップ値から低減した値が目標出口
水温TOWTRとして設定される。In a seventh step L7, a knocking detector
Determines whether knocking has occurred by the output of 24
When knocking has occurred, the eighth step L
8 and the target outlet water temperature bias value DTWIs (DTW= D
TW-XD2) Is calculated according to the following equation: Where X
D2Is 3 degrees C, for example. In the next ninth step L9
Is the target outlet water temperature TOWTRIs the eighth step in the map values of FIG.
Bias value D obtained in step L8 TW(TWOTR= Ma
Top value + DTW), But DTWIs the eighth stage
Since the value is set as a negative value in step L8, the ninth step
In step L9, the value reduced from the map value in FIG.
Water temperature TOWTRIs set as
【0030】第7ステップL7でノッキングが発生して
いないと判別したときには、第10ステップL10で、
目標出口水温のバイアス値DTWが(DTW=DTW+XD3)
なる演算式に従って算出される。ここで、XD3はたとえ
ば1度Cである。次の第11ステップL11では、目標
出口水温TOWTRが図5のマップ値に第10ステップL1
0で得たバイアス値DTWを加算した値(TWOTR=マップ
値+DTW)として設定されるが、DTWは、第10ステッ
プL10においてたとえば1度Cずつ加算されているの
で、目標出口水温TWOTRが図5のマップ値に次第に復帰
していくことになる。When it is determined at the seventh step L7 that knocking has not occurred, at a tenth step L10,
The bias value D TW of the target outlet water temperature is (D TW = D TW + X D3 )
It is calculated according to the following arithmetic expression. Here, X D3 is, for example, once C. In the next eleventh step L11, the target outlet water temperature T OWTR is changed to the map value in FIG.
The value is set as a value obtained by adding the bias value D TW obtained at 0 (T WOTR = map value + D TW ). Since D TW is added, for example, once every C in the tenth step L10, the target outlet water temperature is set. T WOTR will gradually return to the map values of FIG.
【0031】第12ステップL12では、バイアス値D
TWが「0」以上であるか否かが判別され、DTW≧0であ
ったときには第13ステップL13でフラグFが「0」
に設定される。In the twelfth step L12, the bias value D
It is determined whether or not TW is equal to or greater than “0”. If D TW ≧ 0, the flag F is set to “0” in a thirteenth step L13.
Is set to
【0032】このようなノック判別モードのサブルーチ
ンによれば、ノッキングが生じたときには、その初期に
目標出口水温TWOTRがマップ値からたとえば5度C低減
された後、ノッキングが発生しなくなるまで低減量を3
度Cずつ大きくしながら目標出口水温TWOTRがマップ値
から減算されていき、ノッキングが解消されると、前記
低減量をたとえば1度Cずつ小さくしながら目標出口水
温TWOTRがマップ値から減算され、低減量が「0」とな
ったとき(目標出口水温TWOTRがマップ値に復帰したと
き)にフラグFが「0」とされて通常の制御モードに復
帰することになる。According to the knock determination mode subroutine, when knocking occurs, the target outlet water temperature T WOTR is reduced from the map value by, for example, 5 degrees C at the initial stage, and then is reduced until knocking no longer occurs. 3
The target outlet water temperature T WOTR is subtracted from the map value while increasing by degrees C, and when knocking is eliminated, the target outlet water temperature T WOTR is subtracted from the map value while decreasing the reduction amount by, for example, 1 degree C. When the reduction amount becomes "0" (when the target outlet water temperature TWOTR returns to the map value), the flag F is set to "0" and the control returns to the normal control mode.
【0033】図8は停止後モードのサブルーチンを示す
ものであり、第1ステップN1ではパラメータとしてエ
ンジン出口水温TWO、大気圧PA およびラジエータ水温
TWRが読込まれ、第2ステップN2では作動域が検索さ
れる。すなわち図9で示すように、大気圧PA およびエ
ンジン出口水温TWOに応じた作動域および非作動域が、
相互間にヒステリシス領域(図9の斜線で示す領域)を
有するようにして予め設定されており、エンジン出口水
温TWOが高く、かつ大気圧PA が低い(すなわち高地走
行)状態に設定された作動域にあるかどうかが次の第3
ステップN3で判別され、非作動域であると判断された
ときには第4ステップN4で水ポンプ4の作動を停止
し、作動域に在ると判断されたときには第3ステップN
3から第5ステップN5に進む。[0033] FIG. 8 shows a subroutine after stopping mode, the engine outlet water temperature T WO as in the first step N1 parameter, is read in the atmospheric pressure P A and the radiator water temperature T WR, operation range in the second step N2 Is searched. That is, as shown in Figure 9, operation range and non-operation range is in accordance with the atmospheric pressure P A and the engine outlet water temperature T WO,
Hysteresis region therebetween are set in advance so as to have a (region indicated by hatching in FIG. 9), higher engine outlet water temperature T WO is, and the atmospheric pressure P A is set to a low (i.e., high altitude running) state Whether it is in the operating area is the next third
The operation of the water pump 4 is stopped in a fourth step N4 when it is determined in the step N3 that it is in the non-operating range, and the third step N is performed when it is determined that it is in the operating range.
The process proceeds from step 3 to a fifth step N5.
【0034】第5ステップN5では、エンジン出口水温
TWOに応じて図10で示すように予め設定されたマップ
に従って水ポンプ4におけるモータのデューティ比
DO ′が検索される。而して該デューティ比DO ′は、
エンジン停止時にエンジン出口水温TWOが高くなるのに
応じて連続的に低くなるように設定されるものであり、
エンジン停止後には水ポンプ4のオープンループ制御に
おける制御値がエンジン出口水温TWOに応じて連続的に
変化せしめられることになる。In a fifth step N5, the duty ratio D O 'of the motor in the water pump 4 is searched according to a map set in advance as shown in FIG. 10 according to the engine outlet water temperature T WO . Thus, the duty ratio D O ′ is
When the engine is stopped, the engine outlet water temperature TWO is set so as to continuously decrease as the engine coolant temperature increases.
After the engine is stopped so that the control value in the open loop control of the water pump 4 is changed continuously in accordance with the engine outlet water temperature T WO.
【0035】第6ステップN6では、流量制御弁3が強
制的に開弁せしめられ、エンジン本体Eで昇温した冷却
水の殆どがラジエータRを流通することになる。In the sixth step N6, the flow control valve 3 is forcibly opened, and most of the cooling water heated in the engine body E flows through the radiator R.
【0036】第7ステップN7では、ラジエータ水温T
WRが予め設定された設定水温TWRO以上になったかどう
かが判定される。この設定水温TWRO は、ラジエータR
に付設されたラジエータファン11がファンスイッチ1
2により作動せしめられる温度よりも高く設定される。
而してTWR<TWRO であったときには第9ステップN9
に進み、TWR≧TWRO であったときには第8ステップN
8を経由して第9ステップN9に進む。In a seventh step N7, the radiator water temperature T
It is determined whether WR has become equal to or higher than a preset set water temperature T WRO . The set water temperature T WRO is determined by the radiator R
Radiator fan 11 attached to the fan switch 1
2 is set to be higher than the temperature operated.
When T WR <T WRO , the ninth step N9
To the eighth step N when T WR ≧ T WRO
Then, the processing proceeds to a ninth step N9 via the control unit 8.
【0037】第8ステップN8では、切換弁5(図1参
照)によりヒータユニット8を有する管路6に冷却水を
流すようにするとともに、ヒータユニット8に付設され
ているファン13を作動せしめるようにする。すなわち
ラジエータファン11を作動させてもラジエータ水温T
WRが低下しないときには冷却水の一部をヒータユニット
8に流し、ファン13で冷却水からの放熱を促進するよ
うにする。In an eighth step N8, the switching valve 5 (see FIG. 1) allows the cooling water to flow through the pipe 6 having the heater unit 8, and activates the fan 13 attached to the heater unit 8. To That is, even if the radiator fan 11 is operated, the radiator water temperature T
When the WR does not decrease, a part of the cooling water is caused to flow to the heater unit 8 and the fan 13 promotes heat radiation from the cooling water.
【0038】第9ステップN9では、第5ステップN5
で得られたデューティ比DO ′を制御値として、水ポン
プ4のモータをオープンループで制御することになる。In the ninth step N9, the fifth step N5
The motor of the water pump 4 is controlled in an open loop by using the duty ratio D O 'obtained as described above as a control value.
【0039】図11は、エンジン作動状態での流量制御
弁3の作動を制御すべく制御手段14で設定されている
制御手順を示すものであり、第1ステップM1では、パ
ラメータとしてエンジン回転数NE 、エンジン吸気圧P
B 、エンジン入口水温TWIおよびラジエータ水温TWRが
読込まれる。次いで第2ステップM2では、エンジン回
転数NE およびエンジン吸気圧PB に応じて予め図12
で示すように設定されるマップに従って目標入口水温T
WITRが検索される。而して、図12において、目標入口
水温TWITR1 はたとえば110度Cであり、目標入口水
温TWITE2 はたとえば80度Cであり、目標入口水温T
WITR3 はたとえば60度Cである。FIG. 11 shows a control procedure set by the control means 14 to control the operation of the flow control valve 3 in the engine operating state. In the first step M1, the engine speed N is set as a parameter. E , engine intake pressure P
B , the engine inlet water temperature TWI and the radiator water temperature TWR are read. Next, at the second step M2, in advance according to the engine speed N E and the engine intake pressure P B 12
The target inlet water temperature T according to the map set as shown by
WITR is searched. In FIG. 12, the target inlet water temperature T WITR1 is, for example, 110 ° C., the target inlet water temperature T WITE2 is, for example, 80 ° C.
WITR3 is, for example, 60 degrees C.
【0040】第3ステップM3では、流量制御弁3のフ
ィードバック制御におけるゲインK VCがエンジン入口水
温TWIおよびラジエータ水温TWRに応じて算出される。
すなわち、図13で示すように、ラジエータ水温TWRお
よびエンジン入口水温TWIの水温差(TWR−TWI)に応
じてゲインKVCが予め設定されており、この図13に従
ってゲインKVCが得られることになる。In the third step M3, the flow control valve 3
Gain K in feedback control VCIs the engine inlet water
Warm TWIAnd radiator water temperature TWRIs calculated according to.
That is, as shown in FIG.WRYou
And engine inlet water temperature TWIWater temperature difference (TWR-TWIRespond to
Just gain KVCAre set in advance, and FIG.
Tte gain KVCIs obtained.
【0041】第4ステップM4では、流量制御弁3のフ
ィードバック制御開度VCMD が算出される。すなわち、
VCMD =KVC・(TWI−TWITR)なる演算式が実行さ
れ、次の第5ステップM5で流量制御弁3の開度が前記
フィードバック制御開度VCMDに従って制御されること
になる。In the fourth step M4, the feedback control opening VCMD of the flow control valve 3 is calculated. That is,
An arithmetic expression of V CMD = K VC · (T WI −T WITR ) is executed, and in the next fifth step M5, the opening of the flow control valve 3 is controlled according to the feedback control opening V CMD .
【0042】次にこの実施例の作用について説明する
と、エンジンの暖機状態でエンジン出口水温TWOが基準
水温TWSに達していないときには、エンジン出口水温T
WOおよびエンジン吸気圧PB に応じて定まる固定のデュ
ーティ比DO により水ポンプ4のモータがオープンルー
プで制御されるので、エンジン本体Eを流通する冷却水
量が少ないことに起因して出口水温検出器15による検
出値が不正確となってもエンジン本体Eの冷却水温度を
適切に制御することができる。しかもエンジン出口水温
TWOが、20度C以下の低温状態ではエンジン本体E内
での冷却水のほぼ均等な流通を保証する水ポンプ4の許
容最小容量に対応するものとして、デューティ比DO が
たとえば5%程度の低い値に設定されており、エンジン
本体Eでの冷却水のほぼ均等な流通を保証して小量の冷
却水がエンジン本体Eに流されるので、エンジン本体E
各部の温度をほぼ均等にして冷却水温を基準水温TWSま
で急速に昇温させることができ、エンジン本体Eに局部
的な歪みが生じたり、オーバーヒートが生じたりするこ
ともない。この際、流量制御弁3は閉じており、冷却水
はラジエータRを通過せず、パイパス回路2を流通する
ことになる。Next, the operation of this embodiment will be described. When the engine outlet water temperature T WO does not reach the reference water temperature T WS in the warm-up state of the engine, the engine outlet water temperature T WO
Since the motor of the water pump 4 is controlled in an open loop by the fixed duty ratio D O determined according to WO and the engine intake pressure P B, outlet water temperature detected due to a small amount of cooling water flowing through the engine body E Even if the value detected by the heater 15 becomes inaccurate, the cooling water temperature of the engine body E can be appropriately controlled. In addition, when the engine outlet water temperature T WO corresponds to the allowable minimum capacity of the water pump 4 that guarantees substantially uniform flow of the cooling water in the engine body E in a low temperature state of 20 ° C. or less, the duty ratio D O is For example, it is set to a low value of about 5%, and a substantially small amount of cooling water flows to the engine main body E while guaranteeing substantially even distribution of the cooling water in the engine main body E.
The cooling water temperature can be rapidly raised to the reference water temperature T WS by making the temperatures of the respective parts substantially equal, and there is no local distortion or overheating of the engine body E. At this time, the flow control valve 3 is closed, and the cooling water does not pass through the radiator R but flows through the bypass circuit 2.
【0043】またエンジンが低負荷状態にあるときに
は、図5で示すように水ポンプ4のフィードバック制御
における目標出口水温TWOTRが130度C程度の比較的
高い値に設定されるとともに、流量制御弁3のフィード
バック制御における目標入口水温TWITRが図12で示す
ように110度C程度の比較的高い値に設定されている
ことにより、エンジン本体Eにおける冷却水温を比較的
高いレベルに保ち、冷却損失の低減および燃料の霧化向
上により燃費の低減を図ることが可能となり、これによ
り排出ガス性状の悪化も回避される。When the engine is in a low load state, the target outlet water temperature TWOTR in the feedback control of the water pump 4 is set to a relatively high value of about 130 ° C. as shown in FIG. Since the target inlet water temperature T WITR in the feedback control 3 is set to a relatively high value of about 110 ° C. as shown in FIG. 12, the cooling water temperature in the engine body E is maintained at a relatively high level, and the cooling loss It is possible to reduce fuel consumption by reducing fuel consumption and improving atomization of fuel, thereby avoiding deterioration of exhaust gas properties.
【0044】しかも水ポンプ4による冷却水循環量をエ
ンジン本体E内でボイリングが生じない程度の最小限度
に制御することが可能であり、また流量制御弁3の開度
にかかわらず水ポンプ4の上流側が減圧状態になること
はないので、冷却水循環回路1でボイリングが発生する
こともない。Further, the amount of cooling water circulated by the water pump 4 can be controlled to a minimum level that does not cause boiling in the engine main body E, and the upstream of the water pump 4 can be controlled regardless of the opening of the flow control valve 3. Since the pressure is not reduced on the side, boiling does not occur in the cooling water circulation circuit 1.
【0045】ところで、エンジンが高負荷状態となった
ときには、燃費の低減を図る上で図14で示すように冷
却水温の最適値が存在し、またノッキングの発生を回避
する上からも図15で示すように冷却水温の最適値が存
在するが、水ポンプ4の容量をエンジン出口水温TWOに
応じて制御し、また流量制御弁3をエンジン入口水温T
WIに応じて制御することにより、燃費の低減、ノッキン
グの発生回避、ならびにエンジン出力向上等の観点から
エンジン本体Eでの冷却水温を最適に制御することが可
能となる。By the way, when the engine is in a high load state, there is an optimum value of the cooling water temperature as shown in FIG. 14 in order to reduce the fuel consumption, and also from FIG. As shown, there is an optimum value of the cooling water temperature, but the capacity of the water pump 4 is controlled according to the engine outlet water temperature TWO , and the flow control valve 3 is set to the engine inlet water temperature TWO.
By controlling according to the WI , it is possible to optimally control the cooling water temperature in the engine body E from the viewpoint of reducing fuel consumption, avoiding occurrence of knocking, and improving engine output.
【0046】しかも流量制御弁3のフィードバック制御
のゲインKVCが、ラジエータ水温T WRおよびエンジン入
口水温TWIに応じて変化せしめられるので、ラジエータ
Rを流通する冷却水量と、バイパス回路2を流通する冷
却水量との比を最適に制御して、エンジン負荷状態に適
合した水温の冷却水をエンジン本体Eの入口に供給する
ことが可能となる。Moreover, feedback control of the flow control valve 3
Gain KVCIs the radiator water temperature T WRAnd engine
Mouth water temperature TWIRadiator because it can be changed according to
R and the amount of cooling water flowing through the bypass circuit 2.
Optimal control of the ratio to the amount of water rejected to suit engine load conditions
Supply cooling water with the combined water temperature to the inlet of the engine body E
It becomes possible.
【0047】またノッキング検出器24がノッキングを
検出したときには、水ポンプ4のフィードバック制御に
おける目標値すなわち目標出口水温TWOTRを低減するよ
うにしているので、ノッキング発生時にはエンジン入口
水温TWIおよびエンジン出口水温TWO間の温度差を減少
させることになる。而して図15で示すように前記温度
差が小さくなると、ノッキングが生じ難くなるものであ
り、上記目標出口水温TWOTRの低減により一旦発生した
ノッキング現象を速やかに解消することができる。Further, when the knocking detector 24 detects knocking, since so as to reduce the target value or target outlet water temperature T WOTR in the feedback control of the water pump 4, at the time of occurrence of knocking engine inlet water temperature T WI and the engine outlet The temperature difference between the water temperatures TWO will be reduced. As shown in FIG. 15, when the temperature difference is reduced, knocking is less likely to occur, and the knocking phenomenon once generated by the reduction of the target outlet water temperature TWOTR can be quickly eliminated.
【0048】さらにエンジン停止時には、エンジン出口
水温TWOに応じて連続的に変化する制御値により、水ポ
ンプ4の作動をオープンループで制御するようにしたの
で、エンジン本体Eの冷却に伴って冷却水循環量を円滑
に変化させ、エンジン本体E内で熱溜まりが生じるのを
防止し、冷却水の沸騰およびエンジン再始動時の始動不
良の発生を防止することができる。Further, when the engine is stopped, the operation of the water pump 4 is controlled in an open loop by a control value which continuously changes in accordance with the engine outlet water temperature TWO. It is possible to smoothly change the amount of water circulation, to prevent the generation of heat accumulation in the engine main body E, and to prevent the boiling of the cooling water and the occurrence of poor starting when the engine is restarted.
【0049】以上の実施例では、流量制御弁3の開度を
エンジン入口水温TWIに応じて制御するようにしたが、
一定水温で開くサーモスタットを用いるようにしてもよ
く、その場合、図8で示したフローチャートの第6ステ
ップN6は不要となる。In the above embodiment, the opening of the flow control valve 3 is controlled in accordance with the engine inlet water temperature TWI .
A thermostat that opens at a constant water temperature may be used, in which case the sixth step N6 in the flowchart shown in FIG. 8 is not required.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上のように本発明の第1の特徴に従う
装置は、エンジン水温を検出する水温検出器と、エンジ
ン水温に応じたフィードバック制御ならびにオープンル
ープ制御をエンジンの運転状態に応じて切換えて水ポン
プの作動を制御する制御手段とを備えるので、水温検出
器の検出値が不正確となる運転状態にあっても適切な量
の冷却水をエンジン本体に流通させることができる。As described above, the apparatus according to the first aspect of the present invention switches the water temperature detector for detecting the engine water temperature and the feedback control and the open loop control according to the engine water temperature in accordance with the operating state of the engine. And control means for controlling the operation of the water pump, so that an appropriate amount of cooling water can be circulated to the engine body even in an operation state in which the detection value of the water temperature detector is inaccurate.
【0051】また本発明の第2の特徴によれば、上記第
1の特徴の構成に加えて、制御手段は、エンジン水温が
予め定めた基準水温以上であるときのフィードバック制
御と、エンジン水温が前記基準水温未満であるときのオ
ープンループ制御とを切換可能に構成されるので、暖機
時に適切な量の冷却水がエンジン本体を流通するように
して速やかに暖機を完了することができる。According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the control means performs feedback control when the engine coolant temperature is equal to or higher than a predetermined reference coolant temperature, and controls the engine coolant temperature. Since it is configured to be able to switch between open loop control when the temperature is lower than the reference water temperature, an appropriate amount of cooling water flows through the engine main body at the time of warm-up, so that warm-up can be completed quickly.
【0052】本発明の第3の特徴によれば、上記第2の
特徴の構成に加えて、制御手段には、エンジン水温が前
記基準水温未満であるときのオープンループ制御にあた
ってエンジン本体内での冷却水のほぼ均等な流通を保証
する水ポンプの許容最小容量に対応する制御値が予め設
定されるので、暖機時に必要最小限の冷却水がエンジン
本体を流通するようにしてエンジン本体に局部的な熱歪
みの発生やオーバーヒートが生じることを防止すること
ができる。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the control means includes: an open-loop control when the engine water temperature is lower than the reference water temperature; Since a control value corresponding to the allowable minimum capacity of the water pump that guarantees substantially even distribution of the cooling water is preset, the minimum necessary cooling water flows through the engine body when the engine is warmed up. Generation of thermal distortion and overheating can be prevented.
【0053】本発明の第4の特徴によれば、上記第1の
特徴の構成に加えて、制御手段は、エンジン停止時には
エンジン水温に応じて連続的に変化する制御値による水
ポンプのオープンループ制御を実行すべく構成されるの
で、エンジン停止時にはエンジン本体に冷却水を連続的
に流通させ、冷却水の沸騰およびエンジンの再始動不良
が生じることを防止することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the control means includes an open loop of the water pump having a control value which continuously changes according to the engine water temperature when the engine is stopped. Since the control is performed, the cooling water is continuously circulated through the engine body when the engine is stopped, so that the boiling of the cooling water and the restart failure of the engine can be prevented.
【0054】[0054]
【図1】エンジンの冷却装置の全体系統図である。FIG. 1 is an overall system diagram of a cooling device for an engine.
【図2】水ポンプの制御手順を示すメインルーチンのフ
ローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a main routine showing a control procedure of a water pump.
【図3】通常モードのサブルーチンを示すフローチャー
トである。FIG. 3 is a flowchart showing a subroutine of a normal mode.
【図4】オープンループ制御でのデューティ比設定マッ
プを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a duty ratio setting map in open loop control.
【図5】目標出口水温の設定マップを示す図である。FIG. 5 is a view showing a setting map of a target outlet water temperature.
【図6】基準デューティ比の設定マップを示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating a setting map of a reference duty ratio.
【図7】ノック判別モードのサブルーチンを示すフロー
チャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a subroutine of a knock determination mode.
【図8】停止後モードのサブルーチンを示すフローチャ
ートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a subroutine of a post-stop mode.
【図9】エンジン停止後の作動域および非作動域の設定
マップを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a setting map of an operation area and a non-operation area after the engine is stopped.
【図10】エンジン停止後のオープンループ制御でのデ
ューティ比設定マップを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a duty ratio setting map in open loop control after the engine is stopped.
【図11】流量制御弁の制御手順を示すフローチャート
である。FIG. 11 is a flowchart showing a control procedure of the flow control valve.
【図12】目標入口水温の設定マップを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a setting map of a target inlet water temperature.
【図13】ゲインの設定マップを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a gain setting map.
【図14】冷却水温による燃料消費率特性図である。FIG. 14 is a graph showing fuel consumption rate characteristics depending on cooling water temperature.
【図15】冷却水温によるノッキング発生点火時期特性
図である。FIG. 15 is a diagram showing knocking ignition timing characteristics according to cooling water temperature.
1 冷却水循環回路 14 制御手段 15 出口水温検出器 24 ノッキング検出器 E エンジン本体 R ラジエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling water circulation circuit 14 Control means 15 Outlet water temperature detector 24 Knocking detector E Engine body R Radiator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 裕央 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 岡崎 幸治 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平1−237315(JP,A) 特開 昭62−237024(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01P 7/16 505 F01P 3/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hiroo Shimada 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Koji Okazaki 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama (56) References JP-A-1-237315 (JP, A) JP-A-62-237024 (JP, A) (58) Fields studied (Int. Cl. 7 , DB name) F01P 7/16 505 F01P 3/20
Claims (4)
(R)間を結ぶ冷却水循環回路(1)のエンジン入口側
に容量が可変である電動式水ポンプ(4)が配設される
エンジンの冷却装置において、エンジン水温を検出する
水温検出器(15)と、エンジン水温に応じたフィード
バック制御ならびにオープンループ制御をエンジンの運
転状態に応じて切換えて水ポンプ(4)の作動を制御す
る制御手段(14)とを備えることを特徴とするエンジ
ンの冷却装置。1. A cooling system for an engine in which an electric water pump (4) having a variable capacity is provided on the engine inlet side of a cooling water circulation circuit (1) connecting between an engine body (E) and a radiator (R). , A water temperature detector (15) for detecting the engine water temperature, and a control means (14) for controlling the operation of the water pump (4) by switching feedback control and open loop control according to the engine water temperature according to the operating state of the engine. ). An engine cooling device, comprising:
が予め定めた基準水温以上であるときのフィードバック
制御と、エンジン水温が前記基準水温未満であるときの
オープンループ制御とを切換可能に構成されることを特
徴とする請求項1記載のエンジンの冷却装置。2. The control means (14) is configured to be capable of switching between feedback control when the engine coolant temperature is equal to or higher than a predetermined reference coolant temperature and open loop control when the engine coolant temperature is less than the reference coolant temperature. The cooling device for an engine according to claim 1, wherein the cooling is performed.
温が前記基準水温未満であるときのオープンループ制御
にあたってエンジン本体(E)内での冷却水のほぼ均等
な流通を保証する水ポンプ(4)の許容最小容量に対応
する制御値が予め設定されることを特徴とする請求項2
記載のエンジンの冷却装置。3. The control means (14) further comprises a water pump (guaranteed to ensure a substantially even flow of cooling water in the engine body (E) when performing open loop control when the engine water temperature is lower than the reference water temperature. The control value corresponding to the allowable minimum capacity of (4) is set in advance.
A cooling device for the engine as described.
時にはエンジン水温に応じて連続的に変化する制御値に
よる水ポンプ(4)のオープンループ制御を実行すべく
構成されることを特徴とする請求項1記載のエンジンの
冷却装置。 4. The control means (14) is configured to execute open loop control of the water pump (4) by a control value that continuously changes according to the engine water temperature when the engine is stopped. cooling equipment according to claim 1, wherein the engine.
Priority Applications (4)
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EP93301223A EP0557113B1 (en) | 1992-02-19 | 1993-02-19 | Engine cooling system |
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