JP4009509B2 - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水を循環させ、その冷却水と内燃機関との間で熱交換を行わせることにより内燃機関を冷却するようにした冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両等に搭載されるエンジンの冷却装置として、エンジンの冷却水循環経路に設けられて冷却水を冷却するラジエータと、ラジエータを通過する冷却水の流量を調整する流量制御弁とを備えたものが知られている。この冷却装置では、流量制御弁の開度制御を通じて調整される冷却水の流量に応じて、エンジンの冷却水温度が変化する。
【0003】
こうした流量制御弁の開度制御としては、例えば特開2002−21563号に記載されたものが知られている。この開度制御では、流量制御弁の弁体を作動させて弁開度を変化させるためにステップモータが用いられている。そして、エンジンの実際の冷却水温度と目標冷却水温度との比較結果に基づきステップモータを1ステップずつ動かし、冷却水温度が目標冷却水温度となるよう流量制御弁の開度をフィードバック制御している。この制御により、ラジエータを通過する冷却水の流量が調整され、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度に収束する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記制御技術では、ステップモータの1ステップの変化に対するエンジンの冷却水温度の変化が一義的なものとならない場合がある。すなわち、流量制御弁では、通常、その開度に対して流量がリニアに変化しない。従って、ステップモータ1ステップ当りのラジエータ流量の変化量が流量制御弁の使用開度域によって異なる。しかも、冷却水温度を目標冷却水温度とするのに要求されるラジエータ流量(要求ラジエータ流量)は、ラジエータを通過した後の冷却水温度によって異なる場合がある。そのため、上記のように実際の冷却水温度と目標冷却水温度との偏差に基づきステップモータを1ステップずつ作動させても、ラジエータを流れる冷却水の流量を要求ラジエータ流量に増減できるとは限らない。その結果、冷却水温度の目標冷却水温度に対するハンチングが大きくなるため、エンジンの耐熱性の観点から目標冷却水温度を下げざるを得なくなり、これにともないフリクションの増大による燃費悪化を招くという問題がある。
【0005】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、冷却水温度の目標冷却水温度に対するハンチングを小さくすることのできる内燃機関の冷却装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明では、内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正手段と、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段とを備え、前記フィードバック補正手段は、前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じた比例項に基づいて前記フィードバック補正量を求め、前記フィードバック補正手段は、前記比例項の感度係数を前記内燃機関の冷却水温度の変化量に応じて可変とし、この可変とされる感度係数に基づき前記比例項を求めるものであるとする。
【0007】
上記構成によれば、内燃機関の冷却装置では、冷却損失熱量算出手段、要求ラジエータ流量算出手段、フィードバック補正手段及び流量制御弁制御手段により流量制御弁が次のように制御される。
【0008】
冷却損失熱量算出手段では、機関運転状態に基づいて冷却損失熱量が算出される。要求ラジエータ流量算出手段では、内燃機関の冷却水温度を目標冷却水温度とするのに要求される要求ラジエータ流量が算出される。この要求ラジエータ流量の算出は、前記冷却損失熱量、前記目標冷却水温度、及びラジエータを通過した後の冷却水温度に基づいて行われる。フィードバック補正手段では、内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量が求められ、前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量がこのフィードバック補正量に基づいて補正される。そして、流量制御弁制御手段では前記要求ラジエータ流量に基づいて流量制御弁が制御される。この制御により流量制御弁が作動して、ラジエータを通過するラジエータ流量が調整され、内燃機関の冷却水温度が目標冷却水温度に収束される。
【0009】
このように請求項1に記載の発明では、要求ラジエータ流量が算出され、この算出された要求ラジエータ流量に基づいて流量制御弁が制御されるため、流量制御弁の流量特性に応じて流量制御弁を制御することが可能となる。従って、流量制御弁の開度に対してラジエータ流量がリニアに変化しない場合であっても、要求ラジエータ流量に対応させて流量制御弁の開度を増減することができる。
【0010】
また、要求ラジエータ流量は、前述したように冷却損失熱量、目標冷却水温度、及びラジエータを通過した後の冷却水温度に基づいて算出される。このため、機関運転状態が変化することにより冷却損失熱量が変化し、それにともなって要求ラジエータ流量が変化したとしても、それに応じてラジエータ流量を変化させることができる。また、要求ラジエータ流量は、ラジエータを通過した後の冷却水温度によっても異なるが、その冷却水温度に応じてラジエータ流量を変化させることができる。
【0011】
しかも、冷却損失熱量がフィードバック補正量によって補正され、流量制御弁の開度がフィードバック制御されることから、上述したように、流量制御弁の流量特性やラジエータを通過した後の冷却水温度を反映させてラジエータ流量を増減することができ、冷却水温度の目標冷却水温度に対するハンチングを小さくすることができる。その結果、内燃機関の耐熱性を考慮しながらも目標冷却水温度を高めに設定することにより、フリクションの増大による燃費悪化を抑えることが可能となる。
加えて、上記の構成によれば、フィードバック補正手段では、内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量が、これらの目標冷却水温度と冷却水温度との偏差に応じた比例項に基づいて求められ、前記比例項の感度係数が内燃機関の冷却水温度の変化量に応じて変更され、この変更された感度係数に基づき比例項が求められる。従って、このようにして求めたフィードバック補正量に基づいて冷却損失熱量が補正され、この冷却損失熱量が流量制御弁の制御のための要求ラジエータ流量の算出に用いられることで、冷却水温度の目標冷却水温度への応答性や収束性が好適に高められる。さらに、例えば、目標冷却水温度よりも高い側(又は低い側)にある冷却水温度が上昇(又は下降)していて冷却水温度の変化量が多い場合に感度係数を大きな値に設定することにより、冷却水温度を大きく変化させて目標冷却水温度に速く近づけることが可能となる。また、目標冷却水温度よりも高い側(又は低い側)にある冷却水温度があまり変化しておらず冷却水温度の変化量が少ない場合に感度係数を小さな値に設定することにより、冷却水温度を緩やかに変化させてその冷却水温度の目標冷却水温度に対するハンチングを抑制することが可能となる。このように、内燃機関の冷却水温度の目標冷却水温度への応答性や収束性を一層好適に高めることができる。
【0016】
請求項に記載の発明では、内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正手段と、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段とを備え、前記フィードバック補正手段は、前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じた比例項に基づいて前記フィードバック補正量を求め、前記比例項の感度係数を前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じて可変とし、この可変とされる感度係数に基づき前記比例項を求めるものであるとする。
【0017】
上記の構成によれば、フィードバック補正手段では、比例項の感度係数が目標冷却水温度と内燃機関の冷却水温度との偏差に応じて変更され、この変更された感度係数に基づき比例項が求められる。従って、例えば偏差が大きい場合に感度係数を大きな値に設定することにより、冷却水温度を大きく変化させて目標冷却水温度に速く収束させることが可能となる。また、偏差が小さい場合に感度係数を小さな値に設定することにより、冷却水温度をゆっくり変化させてその冷却水温度の目標冷却水温度に対するハンチングを抑制することが可能となる。このように、内燃機関の冷却水温度の目標冷却水温度への応答性や収束性を一層好適に高めることができる。
【0018】
請求項に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明において、前記フィードバック補正手段は、前記内燃機関を通過する冷却水の流量又はそれに相当する機関情報に応じた制御周期にて前記フィードバック補正量を更新するものであるとする。
【0019】
ここで、内燃機関を通過する冷却水の流量が少なく冷却水温度の応答が遅いにも拘らず短い制御周期でフィードバック補正量を更新すると、フィードバック補正量が過度に更新され、これにともない冷却水温度の制御性が悪化する。これとは逆に、内燃機関を通過する冷却水の流量が多く冷却水温度の応答が速いにも拘らず長い制御周期でフィードバック補正量を更新すると、フィードバック補正量の更新が遅れ、これにともない冷却水温度の制御性が悪化する。
【0020】
この点、請求項に記載の発明では、フィードバック補正手段において、内燃機関を通過する冷却水の流量又はそれに相当する機関情報に応じた制御周期でフィードバック補正量が更新される。従って、内燃機関の冷却水温度の応答に合わせてフィードバック補正量を適切に更新することができる。例えば、内燃機関を通過する冷却水の流量が少なく冷却水温度の応答が遅い場合に制御周期を長く設定することで、フィードバック補正量が過度に更新されるのを抑制できる。また、内燃機関を通過する冷却水の流量が多く冷却水温度の応答が速い場合に制御周期を短く設定することで、フィードバック補正量の更新が遅れるのを抑制できる。このように、冷却水の流量又はそれに相当する機関情報に基づき、冷却水温度の応答に合わせて制御周期を可変とすることで、フィードバック補正量の過度の更新や更新遅れといった制御性の悪化を抑制することができる。
【0021】
請求項に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記フィードバック補正手段は、前記フィードバック補正量を前記冷却損失熱量算出手段にて算出される冷却損失熱量に基づき修正したうえで前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するものであるとする。
【0022】
ここで、機関運転状態が変化することにより冷却損失熱量が変化した場合、変化前の機関運転状態でのフィードバック補正量がそのまま機関運転状態変化後に要求されるフィードバック補正量にならない場合がある。この場合、変化前の機関運転状態でのフィードバック補正量を用いると、冷却水温度の制御性が悪化するおそれがある。
【0023】
これに対し、請求項に記載の発明では、フィードバック補正手段において、フィードバック補正量に基づく冷却損失熱量の補正に先立ち、そのフィードバック補正量が冷却損失熱量に基づいて修正される。従って、機関運転状態の変化にともない冷却損失熱量が変化しても、前記のようにその冷却損失熱量の変化を反映したフィードバック補正量を用いることで、冷却水温度の制御性の悪化を抑制することができる。
【0024】
請求項に記載の発明では、内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正手段と、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段と、前記冷却損失熱量算出手段にて算出される冷却損失熱量を前記内燃機関の運転状態の変化に対する応答遅れに応じた時定数に基づき補正して補正冷却損失熱量を算出する補正冷却損失熱量算出手段と、前記ラジエータ流量、前記内燃機関の冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき実際の冷却損失熱量である実冷却損失熱量を算出する実冷却損失熱量算出手段と、前記補正冷却損失熱量算出手段による補正冷却損失熱量と、前記実冷却損失熱量算出手段による実冷却損失熱量とに基づき学習補正値を求め、この学習補正値を記憶するとともに、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記学習補正値に基づき補正する学習補正手段とを備えるものであるとする。
【0025】
ここで、機関運転状態に基づいて求められた冷却損失熱量が実際の冷却損失熱量に対してずれると、上述したフィードバック補正量による補正だけでは補正遅れが生ずるおそれがある。
【0026】
この点、請求項に記載の発明では、冷却損失熱量算出手段によって算出される冷却損失熱量が、補正冷却損失熱量算出手段、実冷却損失熱量算出手段及び学習補正手段により算出される学習補正値に基づき補正される。
【0027】
補正冷却損失熱量算出手段では、前記冷却損失熱量が機関運転状態の変化に対する応答遅れに応じた時定数に基づいて補正されることにより、補正冷却損失熱量が算出される。また、実冷却損失熱量算出手段では、ラジエータ流量、内燃機関の冷却水温度、及びラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき実冷却損失熱量が算出される。さらに、学習補正手段では、前記のようにして算出した補正冷却損失熱量及び実冷却損失熱量に基づき学習補正値が求められ、この学習補正値が記憶及び更新される。そして、学習補正手段では、要求ラジエータ流量算出手段による要求ラジエータ流量の算出に際し、冷却損失熱量が前記学習補正値に基づいて補正される。
【0028】
従って、機関運転状態に基づいて求められた冷却損失熱量が実際の冷却損失熱量に対してずれても、前記のようにして求めた学習補正値に基づいて冷却損失熱量を補正することで、フィードバック補正量による補正のみの場合に生じ得る補正遅れを補い、冷却水温度の制御性の悪化を抑制することができる。
【0029】
請求項に記載の発明では、請求項に記載の発明において、前記フィードバック補正量は、前記学習補正手段により前記学習補正値が更新されたとき、その更新量に応じて修正されるものであるとする。
【0030】
上記の構成によれば、学習補正手段によって学習補正値が更新されると、フィードバック補正量は、その学習補正値の更新量に応じて修正される。従って、要求ラジエータ流量の算出の際に用いる冷却損失熱量が、学習補正値の更新にともなって不要に変更されるのを防止でき、もって冷却水温度の制御性を向上することができる。
【0031】
請求項に記載の発明では、請求項5又は6に記載の発明において、前記学習補正手段は、前記内燃機関の運転領域別に前記学習補正値を求め、この学習補正値を前記運転領域別に記憶するとともに、前記冷却損失熱量をそのときの運転領域に対応する学習補正値に基づき補正するものであるとする。
【0032】
ここで、機関運転状態に基づいて求められた冷却損失熱量と実際の冷却損失熱量とのずれは、内燃機関の運転領域により変化する可能性がある。この点、請求項に記載の発明では、学習補正手段において、内燃機関の運転領域別に学習補正値が求められ、この学習補正値が運転領域別に記憶される。また、学習補正手段では、冷却損失熱量がそのときの運転領域に対応する学習補正値に基づいて補正される。従って、算出した冷却損失熱量と実際の冷却損失熱量とのずれが内燃機関の運転領域により変化したとしても、学習補正値をこの変化に対応させることができ、冷却水温度の制御性を向上することができる。
【0033】
請求項に記載の発明では、請求項5〜7のいずれかに記載の発明において、前記学習補正手段は、前記内燃機関の目標冷却水温度別に前記学習補正値を求め、この学習補正値を前記内燃機関の目標冷却水温度別に記憶するとともに、前記冷却損失熱量をそのときの目標冷却水温度に対応する学習補正値に基づき補正するものであるとする。
【0034】
ここで、機関運転状態に基づいて求められた冷却損失熱量と実際の冷却損失熱量とのずれは、目標冷却水温度により変化する可能性がある。この点、請求項に記載の発明では、学習補正手段において、内燃機関の目標冷却水温度別に学習補正値が求められ、この学習補正値が目標冷却水温度別に記憶される。また、学習補正手段では、冷却損失熱量がそのときの目標冷却水温度に対応する学習補正値に基づいて補正される。従って、算出した冷却損失熱量と実際の冷却損失熱量とのずれが目標冷却水温度により変化したとしても、学習補正値をこの変化に対応させることができ、冷却水温度の制御性を向上することができる。
【0035】
請求項に記載の発明では、請求項5〜8のいずれかに記載の発明において、前記学習補正手段は、前記内燃機関の燃焼形態別に前記学習補正値を求め、この学習補正値を前記燃焼形態別に記憶するとともに、前記冷却損失熱量をそのときの燃焼形態に対応する学習補正値に基づき補正するものであるとする。
【0036】
ここで、機関運転状態に基づいて求められた冷却損失熱量と実際の冷却損失熱量とのずれは、内燃機関の燃焼形態により変化する可能性がある。この点、請求項に記載の発明では、学習補正手段において、内燃機関の燃焼形態別に学習補正値が求められ、この学習補正値が運転領域別に記憶される。また、学習補正手段では、冷却損失熱量がそのときの燃焼形態に対応する学習補正値に基づいて補正される。従って、算出した冷却損失熱量と実際の冷却損失熱量とのずれが内燃機関の燃焼形態により変化したとしても、学習補正値をこの変化に対応させることができ、冷却水温度の制御性を向上することができる。
請求項10に記載の発明では、内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の出口の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の出口の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、前記内燃機関の出口の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正手段と、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段とを備えている。
上記構成によれば、内燃機関の出口の目標冷却水温度に対するハンチングを小さくすることができる。その結果、内燃機関の耐熱性を考慮しながらも内燃機関の出口の目標冷却水温度を高めに設定することができ、フリクションの増大による燃費悪化を抑えることができる。
請求項11に記載の発明では、請求項10に記載の発明において、前記フィードバック補正手段は、前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じた比例項に基づいて前記フィードバック補正量を求めるものであるとする。
請求項12に記載の発明では、請求項10又は11に記載の発明において、前記フィードバック補正手段は、前記内燃機関を通過する冷却水の流量又はそれに相当する機関情報に応じた制御周期にて前記フィードバック補正量を更新するものであるとする。
請求項13に記載の発明では、請求項10〜12のいずれかに記載の発明において、前記フィードバック補正手段は、前記フィードバック補正量を前記冷却損失熱量算出手段にて算出される冷却損失熱量に基づき修正したうえで前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するものであるとする。
【0037】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態について、図1〜図9に従って説明する。
【0038】
図1に示すように、車両に搭載された多気筒エンジン11の主要部は、シリンダブロック、シリンダヘッド等からなるエンジン本体12によって構成されている。エンジン本体12には、シリンダ毎の燃焼室に空気を取込むための吸気通路13が接続されている。吸気通路13には、エアクリーナ14及びスロットルボディ15が設けられている。スロットルボディ15にはスロットル弁16が回動可能に支持され、さらにこのスロットル弁16にスロットルモータ17が駆動連結されている。
【0039】
スロットルモータ17は、運転者によるアクセルペダル18の踏込み操作等に基づき、後述するECU55によって制御され、スロットル弁16を回動させる。吸気通路13を流れる空気の量である吸入空気量は、スロットル弁16の回動角度であるスロットル開度に応じて変化する。燃焼室では、吸気通路13を通じて取込まれた空気と燃料の混合気が燃焼される。この燃焼にともない発生する熱エネルギーによって、出力軸であるクランク軸19が回転される。このようにして熱エネルギーが動力に変換される。エンジン本体12には、燃焼室で生じた燃焼ガスをエンジン11の外部に排出するための排気通路21が接続されている。動力に変換されない熱エネルギーの一部は排気ガスとともに、あるいは摩擦損失として失われ、残りはエンジン本体12の各部に吸収される。この吸収された熱によりエンジン本体12が過熱するのを防止するために、以下に示す水冷式の冷却装置22が設けられている。
【0040】
エンジン本体12の内部には冷却水の通路であるウォータジャケット(図示略)が設けられている。ウォータジャケットの入口23a及び出口23bは、ラジエータ通路24によってラジエータ25に接続されている。
【0041】
ウォータジャケットの入口23a又はその近傍にはウォータポンプ(W/P)26が取付けられている。ウォータポンプ26は、プーリ、ベルト等によりクランク軸19に駆動連結されており、エンジン11の作動にともなうクランク軸19の回転により作動する。ウォータポンプ26は、ラジエータ通路24内の冷却水を吸引してウォータジャケットへ吐出する。これらの吸引及び吐出により、冷却水はウォータポンプ26を起点としてラジエータ通路24内を図1の時計周り方向に循環する(図1の矢印参照)。この循環中、冷却水はウォータジャケット通過する過程でエンジン本体12の熱を吸収し昇温する。そして、昇温した冷却水がラジエータ25を通過する際に、その冷却水の熱が放射される。
【0042】
ラジエータ通路24には、ラジエータ25を迂回するバイパス通路27が接続されている。バイパス通路27の一端(図1の右端)は、ラジエータ通路24において、ラジエータ25とウォータジャケットの出口23bとの間に接続されている。また、バイパス通路27の他端(図1の左端)は、ラジエータ通路24において、ラジエータ25とウォータポンプ26との間に接続されている。
【0043】
さらに、バイパス通路27とは別に、ラジエータ25をバイパスする複数の受放熱回路28が設けられている。受放熱回路28は、ヒータ回路31、スロットルボディ温水回路32、EGR(排気還流)クーラ回路33、自動変速機の作動油ウォーマ(トランスミッションオイルクーラ)回路34、温水加熱式のホットエアインテーク回路35等からなる。ヒータ回路31では、同回路31を流れる冷却水が熱源として、温水式ヒータ(暖房装置)のヒータコア(暖房用熱交換器)36に導かれる。スロットルボディ温水回路32では、同回路32を流れる冷却水(温水)によってスロットルボディ15が暖められ、極寒時等におけるスロットル弁16等の作動が安定する。EGRクーラ回路33では、同回路33を流れる冷却水によって、EGR装置37の構成部品、吸気通路13(特に吸気マニホルド)等が冷却される。EGR装置37の構成部品としては、EGRガスを各気筒に均等に導くためのEGRチャンバ39、EGR通路38を流れるEGRガスの流量を調整するためのEGR弁41等が挙げられる。作動油ウォーマ回路34では、冷却水(温水)が作動油ウォーマ42を流れ、冷間時には自動変速機の作動油が早期に暖められるとともに、自動変速機のフリクションが低減される。この作動油ウォーマ42は、作動油温が高いときにはオイルクーラとして機能する。ホットエアインテーク回路35では、冷却水がエアクリーナ14の近傍に設けられたヒータコアを通過する過程で、吸入空気が暖められる。
【0044】
上述した各受放熱回路28の上流部は、ラジエータ通路24において、ウォータジャケットの出口23bとラジエータ25との間に接続されている。また、これらの受放熱回路28の下流部は合流してウォータポンプ26に接続されている。そして、前述したウォータジャケット、ラジエータ通路24、バイパス通路27、各種受放熱回路28等によって冷却水循環経路が構成されている。
【0045】
前記冷却水循環経路において、バイパス通路27の前記他端(図1の左端)とラジエータ通路24との接続部分には流量制御弁43が設けられている。流量制御弁43は、その弁開度を調整することにより、ラジエータ通路24及びバイパス通路27を流れる冷却水の流量を調整するための弁である。ここで、流量制御弁43は、弁開度が大となるほどラジエータ通路24での冷却水の流量が多くなるよう構成されている。
【0046】
そして、流量制御弁43により、ラジエータ通路24の冷却水流量を調整することで、エンジン本体12を冷却する冷却水温度が制御される。すなわち、ラジエータ通路24の冷却水流量を多くすれば、冷却水循環経路内をエンジン本体12側に流れる冷却水のうち、ラジエータ25にて冷却された冷却水の割合が大となることから、エンジン本体12を冷却する冷却水の温度が低くなる。また、ラジエータ通路24の冷却水流量を少なくすれば、冷却水循環経路内をエンジン本体12側に流れる冷却水のうち、ラジエータ25にて冷却された冷却水の割合が小となることから、エンジン本体12を冷却する冷却水の温度が高くなる。
【0047】
車両には、その状態を検出するために各種センサが取付けられている。例えば、エンジン本体12には、ウォータジャケットの出口23bを通過した直後の冷却水の温度(エンジン出口水温ethw1 )を、エンジン本体12の冷却水温度として検出するエンジン出口水温センサ46が取付けられている。ラジエータ25には、そのラジエータ25を通過した直後の冷却水の温度(ラジエータ出口水温ethw2) を検出するラジエータ出口水温センサ47が取付けられている。
【0048】
アクセルペダル18又はその近傍には、運転者によるアクセルペダル18の踏込み量(アクセル開度)を検出するアクセルセンサ48が取付けられている。スロットルボディ15には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ49が取付けられている。吸気通路13内のスロットル弁16よりも下流には、吸入空気の圧力(吸気圧)を検出する吸気圧センサ50が取付けられている。クランク軸19の近傍には、そのクランク軸19が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生するクランク角センサ51が設けられている。この信号は、クランク軸19の回転角度(クランク角)及び回転速度(エンジン回転速度ene )の算出に用いられる。
【0049】
エンジン11の各部を制御するために、マイクロコンピュータを中心として構成された電子制御装置(Electronic Control Unit :ECU)55が設けられている。ECU55では、中央処理装置(CPU)が各種信号に基づき、読出し専用メモリ(ROM)に記憶されている制御プログラムや初期データに従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。この演算処理に用いられる各種信号としては、例えば、前述した各種センサ46〜51の検出値が挙げられる。CPUによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ(RAM)において一時的に記憶される。さらに、ECU55は、不揮発性メモリからなるバックアップRAMを備えている。バックアップRAMはバッテリによってバックアップされており、ECU55に対する電力供給が停止された後にも各種データを記憶保持する。
【0050】
上記ECU55による制御の1つに、エンジン出口水温ethw1 が目標冷却水温度(目標エンジン出口水温ethwtvw )に収束するように流量制御弁43を制御するものがある。この冷却水温度制御では、エンジン本体12が冷却水に奪われる熱量(冷却損失熱量eqw )を算出する。また、エンジン出口水温ethw1 を目標エンジン出口水温ethwtvw とするために要求されるラジエータ25での冷却水の流量(要求ラジエータ流量ev2req)を、前記冷却損失熱量eqw 等に基づいて算出する。さらに、エンジン出口水温ethw1 を目標エンジン出口水温ethwtvw とするためのフィードバック(F/B)補正熱量eqwfb(i)を求め、前記要求ラジエータ流量ev2req の算出に際し、冷却損失熱量eqw をフィードバック補正熱量eqwfb(i)に基づいて補正する。そして、要求ラジエータ流量ev2reqに基づき流量制御弁43を制御する。
【0051】
次に、上記冷却水温度制御の詳細を図2及び図3のフローチャートに従って説明する。図2の冷却水温度制御ルーチンは所定のタイミングで、例えば所定時間毎に繰り返し実行される。
【0052】
ECU55は、まず図2のステップ100において、前回の制御周期における各種値(前回値)をRAMから読出す。次に、ステップ200において、エンジン11の運転状態に基づき目標エンジン出口水温ethwtvw を算出する。例えば、運転状態がアイドル域にある場合、目標エンジン出口水温ethwtvw は、発進時のノッキング対策等のために若干低めの温度(例えば90℃)に設定される。運転状態が部分負荷域(パーシャル域)にある場合、目標エンジン出口水温ethwtvw は、フリクションロス低減等のために高めの温度(例えば100℃)に設定される。運転状態が全負荷域(WOT)にある場合、目標エンジン出口水温ethwtvw は、充てん効率を高めるためやノッキングによる点火遅角を回避するために低めの温度(例えば80℃)に設定される。なお、これらの目標エンジン出口水温ethwtvw の各値は一例にすぎず、適宜変更可能である。
【0053】
次に、ステップ300において、エンジン出口水温センサ46によって検出されたエンジン出口水温ethw1 、及びラジエータ出口水温センサ47によって検出されたラジエータ出口水温ethw2 をそれぞれ読込む。
【0054】
続いて、ステップ400において、エンジン運転状態に基づき冷却損失熱量eqw を算出する。このエンジン運転状態としては、冷却損失熱量eqw に大きく影響を及ぼすと考えられるもの、例えばエンジン回転速度ene 、エンジン負荷等を用いることができる。
【0055】
冷却損失熱量eqw の算出に際しては、例えば、図4に示すように、エンジン回転速度ene 及びエンジン負荷と冷却損失熱量eqw との関係を予め規定したマップを参照する。このマップでは、冷却損失熱量eqw は、エンジン回転速度ene が低いときには少なく、エンジン回転速度ene が高くなるに従って多くなる。これは、エンジン回転速度ene が高いほど単位時間当りに燃焼室に供給される燃料が多くなり、これにともないエンジン本体12で発生する熱量が多くなって、冷却水に奪われるエンジン本体12の熱量が多くなるためである。
【0056】
また、冷却損失熱量eqw は、エンジン負荷が小さいときには少なく、エンジン負荷が大きくなるに従って多くなる。ただし、エンジン回転速度ene が高い領域では、エンジン負荷が大きくなるに従い冷却損失熱量eqw の増加度合が緩やかになる。これは、前述したようにエンジン回転速度ene の上昇により単位時間当りに供給される燃料が増え、その燃料増量にともなう冷却効果により燃焼室の温度が下がり、冷却水に奪われるエンジン本体12の熱量が減少するためである。
【0057】
ここで、冷却損失熱量eqw は基本的にはエンジン本体12での発熱量に左右される。このことから、エンジン負荷としては、発熱量に関係する要素、例えば1燃焼サイクル当りの燃料噴射量、吸入空気量等を用いることができる。後者(吸入空気量)については、燃料噴射制御において、吸入空気量に応じた量の燃料が噴射されることから、発熱量に間接的に関係する要素であるといえる。そのほかにも、エンジン負荷として、吸気圧センサ50による吸気圧、スロットルセンサ49によるスロットル開度等を用いることも可能であるが、この場合には適宜補正を行うことが望ましい。
【0058】
次に、ステップ500において、冷却損失熱量eqw を基準の値(基準冷却損失熱量eqwb)とした場合の、すなわち基準状態でのフィードバック補正熱量eqwfb(i)を算出する。なお、基準冷却損失熱量eqwbとしては、冷却損失熱量eqw について使用頻度の高い値が用いられることが望ましい。
【0059】
フィードバック補正熱量eqwfb(i)の算出に際しては、ECU55はまず図3のステップ505において、フィードバック補正熱量eqwfb(i)を更新する制御周期(更新周期etmqwf)であるかどうかを判定する。この更新周期etmqwfは、エンジン本体12を通過する冷却水の流量又はそれに相当するエンジン情報に基づき変更される。これは、冷却損失熱量eqw の変化に対する冷却水温度の応答が冷却水の流量に応じて異なるところ、常に同じ更新周期etmqwfでフィードバック補正熱量eqwfb(i)を更新すると、その更新が過度に行われたり更新が遅れたりし、これにともない冷却水温度の制御性が低下するおそれがあるからである。
【0060】
ここで、冷却水の流量はウォータポンプ26の回転速度に応じて変化する。このウォータポンプ26はエンジン11によって駆動される。このことから、本実施形態では、冷却水の流量に相当するエンジン情報としてエンジン回転速度ene が用いられ、このエンジン回転速度ene に応じて更新周期etmqwfが可変設定される。
【0061】
そして、この設定に際しては、図5に示すように、エンジン回転速度ene と更新周期etmqwfとの関係を予め規定したマップが用いられる。このマップでは、更新周期etmqwfはエンジン回転速度ene が低いときには長く、エンジン回転速度ene の上昇にともなって短くなる。従って、このマップを参照すると、エンジン回転速度ene が高くなるに従い冷却水の流量が多くなって冷却水温度の応答が速くなるが、この場合には短い更新周期etmqwfでフィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新及び冷却損失熱量eqw の補正が行われる。また、エンジン回転速度ene の低下に従い冷却水の流量が少なくなって冷却水温度の応答が遅くなるが、この場合には長い更新周期etmqwfでフィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新及び冷却損失熱量eqw の補正が行われる。
【0062】
前記ステップ505の判定条件が満たされていないと図2のステップ700へ移行し、満たされているとステップ510へ移行する。ステップ510では、今回の制御周期におけるエンジン出口水温(今回値)ethw1 から前回の制御周期におけるエンジン出口水温(前回値)ethwo を減算することにより、エンジン出口水温ethw1 についての変化量edlthw1oを算出する。また、ステップ515において、目標エンジン出口水温ethwtvw とエンジン出口水温ethw1 との偏差edlthwt1を算出する。
【0063】
次に、ステップ520において、前記変化量edlthw1o、偏差edlthwt1等に基づき、フィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新を禁止する条件(更新禁止条件)が成立しているかどうかを判定する。この更新禁止条件の1つに、図6に示すように、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw を含む一定の幅の中にあることが挙げられる。すなわち、(ethwtvw −α)≦ethw1 <(ethwtvw +α)であることが更新禁止条件の1つとされる。αは所定の温度であり、ここでは1.25℃に設定されている。
【0064】
そのほかにも、更新禁止条件として、ethw1 ≧(ethwtvw +α)のもと、edlthw1o<β1であることが挙げられる。β1は所定の温度であり、ここでは−0.625℃に設定されている。これを更新禁止条件としたのは、図6において特性線L1で示すようにエンジン出口水温ethw1 が低下傾向にあり、フィードバック補正熱量eqwfb(i)を更新しなくてもエンジン出口水温ethw1 が低下して前述した幅の中に入ると考えられるからである。
【0065】
同様に、更新禁止条件として、ethw1 <(ethwtvw −α)のもと、edlthw1o≧γ2であることが挙げられる。γ2は所定の温度であり、ここでは0.625℃に設定されている。これを更新禁止条件としたのは、図6において特性線L2で示すようにエンジン出口水温ethw1 が上昇傾向にあり、フィードバック補正熱量eqwfb(i)を更新しなくてもエンジン出口水温ethw1 が上昇して前述した幅の中に入ると考えられるからである。
【0066】
前記ステップ520の判定条件が満たされていない(更新禁止条件不成立)と、ステップ525,530において、フィードバック補正熱量eqwfb(i)を更新するための更新量eqwfbaddを、前記偏差edlthwt1に応じた比例項に基づいて算出する。
【0067】
ステップ525では、前記変化量edlthw1o及び偏差edlthwt1に基づいて比例項の感度係数ekvwfbを算出する。この算出には例えば図7に示すマップを参照する。このマップには、偏差edlthwt1に対応する感度係数ekvwfbが変化量edlthw1oの態様別に規定されている。変化量edlthw1oの態様としては、次の(I)〜(IV)の4つが設定されている。
【0068】
態様(I)
ethw1 ≧(ethwtvw +α)のもと、β1≦edlthw1o<β2である態様(図6参照)、すなわち、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw よりも高い側にあり、あまり変化していない態様。β1,β2は所定の温度であり、ここではβ1=−0.625℃、β2=+0.625℃に設定されている。
【0069】
この態様(I)では、偏差edlthwt1が−α(=−1.25℃)に近いとき、感度係数ekvwfbはほぼ最小値(ほぼ1.0)になる。そして、感度係数ekvwfbは、偏差edlthwt1が小さくなるに従い、すなわち目標エンジン出口水温ethwtvw に対しエンジン出口水温ethw1 が高くなるに従い徐々に大きな値になる。
【0070】
態様(II)
ethw1 ≧(ethwtvw +α)のもと、β2≦edlthw1oである態様(図6参照)、すなわち、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw よりも高い側にあり、かつ上昇している態様。
【0071】
この態様(II)では、偏差edlthwt1が−α(=−1.25℃)に近いとき、感度係数ekvwfbはほぼ最小値になる。ただし、この最小値は上記した態様(I)での最小値よりも大きい。そして、感度係数ekvwfbは、偏差edlthwt1が小さくなるに従い大きくなる傾向にある。
【0072】
態様(III )
ethw1 <(ethwtvw −α)のもと、γ1≦edlthw1o<γ2である態様(図6参照)、すなわち、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw よりも低い側にあり、あまり変化していない態様。γ1は所定の温度であり、ここでは−0.625℃に設定されている。
【0073】
この態様(III )では、偏差edlthwt1がα(=1.25℃)に近いとき、感度係数ekvwfbはほぼ最小値(ほぼ1.0)になる。そして、感度係数ekvwfbは、偏差edlthwt1が大きくなるに従い、すなわち目標エンジン出口水温ethwtvw に対しエンジン出口水温ethw1 が低くなるに従い徐々に大きくなる。
【0074】
態様(IV)
ethw1 <(ethwtvw −α)のもと、edlthw1o<γ1である態様(図6参照)、すなわち、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw よりも低い側にあり、かつ下降している態様。
【0075】
この態様(IV)では、偏差edlthwt1がα(=1.25℃)に近いとき、感度係数ekvwfbはほぼ最小値になる。ただし、この最小値は上記した態様(III )での最小値よりも大きい。そして、感度係数ekvwfbは、偏差edlthwt1が大きくなるに従い大きくなる傾向にある。
【0076】
前記のようにしてマップを参照して感度係数ekvwfbを算出すると、ステップ530において次式(1)に従って更新量eqwfbaddを算出する。
eqwfbadd=C*ev2req(i-1)*edlthwt1*ekvwfb ……(1)
上記式(1)中、C は温度を熱流量に変換するための係数であり、例えば冷却水の比熱と密度との積によって決定されている。また、ev2req(i-1) は、前回の制御周期における要求ラジエータ流量である。式(1)中、edlthwt1*ekvwfb が比例項に相当する。ステップ530の処理を経た後、ステップ540へ移行する。一方、前記ステップ520の判定条件が満たされている(更新禁止条件成立)と、ステップ535で更新量eqwfbaddを「0」に設定し、ステップ540へ移行する。
【0077】
ステップ540では、前記ステップ400で求めた現在の冷却損失熱量eqw に応じた反映係数ekqwfbを算出する。この反映係数ekqwfbの算出には、例えば図8に示すような冷却損失熱量eqw と反映係数ekqwfbとの関係を予め規定したマップを用いる。このマップでは、冷却損失熱量eqw と反映係数ekqwfbとがほぼ比例関係となり、かつ、前記基準冷却損失熱量eqwbのとき反映係数ekqwfbが「1.0」となるように設定されている。
【0078】
次に、ステップ545において、前記ステップ530での更新量eqwfbaddを加算項として用い、次式(2)に従ってフィードバック補正熱量eqwfb(i)を算出する。
【0079】
eqwfb(i)={eqwfb(i-1)*ekqwfb+eqwfbadd}/ekqwfb ……(2)
上記式(2)中、eqwfb(i-1)は、前回の制御周期におけるフィードバック補正熱量(前回値)である。ここで、更新量eqwfbaddは現在の状況に対応した値であるのに対し、フィードバック補正熱量eqwfb(i-1)は、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合(ekqwfb=1)の値である。そこで、後者を前者と同様、一旦現在の状況に対応した値にするために、式(2)の分子では、フィードバック補正熱量eqwfb(i-1)に対し、そのときの冷却損失熱量eqw に応じた反映係数ekqwfbを乗算している。従って、この乗算により、前回のフィードバック補正熱量eqwfb(i-1)は、現在の状況(冷却損失熱量eqw )に対応した値となる。
【0080】
なお、前回のフィードバック補正熱量eqwfb(i-1)に反映係数ekqwfbを乗算することにより、その乗算結果と冷却損失熱量eqw との間の関係、例えば比率が、冷却損失熱量eqw が変化しても一定に保たれることとなる。
【0081】
また、上記式(2)において、分子を反映係数ekqwfbで除算するのは、次回制御周期でのフィードバック補正熱量eqwfb(i)の算出に備え、分子を再び、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合(基準状態)の値に戻すためである。すなわち、分子を反映係数ekqwfbで除算することにより、その分子をekqwfb=1、つまりeqw =eqwbのときの値に変換する。この変換により得られたフィードバック補正熱量eqwfb(i)は、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合の値であるため、次回の制御周期ではそのままの形でフィードバック補正熱量eqwfb(i)の算出に用いることができる。
【0082】
なお、前記更新禁止条件が成立してステップ520→535の処理を経ている場合には、eqwfbadd=0であることから、フィードバック補正熱量eqwfb が更新されない。前回値eqwfb(i-1)がそのまま今回の制御周期におけるフィードバック補正熱量eqwfb(i)とされる。
【0083】
次に、ステップ550において、今回の制御周期におけるエンジン出口水温(今回値)ethw1 を、次回の制御周期に備え、前回の制御周期におけるエンジン出口水温(前回値)ethwo として設定し、RAMに記憶する。
【0084】
そして、このようにしてフィードバック補正熱量eqwfb(i)を算出すると、図2のステップ700へ移行する。ステップ700では、エンジン本体12から放出される熱量であるエンジン本体放熱熱量eqoengと、冷却水が受放熱回路28を通過する過程で授受される熱量である受放熱熱量eqetc とをそれぞれ算出する。
【0085】
次に、ステップ800において、次式(3)に従って要求ラジエータ流量ev2req(i) を算出する。
ev2req(i)={(eqw-eqwfb(i)*ekqwfb)-eqoeng-eqetc}/{C*(ethwtvw-ethw2)}……(3)
上記式(3)の分子において、フィードバック補正熱量eqwfb(i)に反映係数ekqwfbを乗算しているのは、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合のフィードバック補正熱量eqwfb(i)を、現在の状況(冷却損失熱量eqw )に対応した値に変換するためである。
【0086】
続いて、ステップ900において、前記要求ラジエータ流量ev2req(i) 及び前記エンジン回転速度ene に基づき流量制御弁43への指令開度(バルブ開度evwreq)を算出する。この算出に際しては、例えば、図9に示すように、要求ラジエータ流量ev2req及びエンジン回転速度ene と、バルブ開度evwreqとの関係を予め規定したマップを参照する。このマップでは、バルブ開度evwreqは、要求ラジエータ流量ev2reqが少ないときには小さく、要求ラジエータ流量ev2reqが多くなるに従って大きくなる。また、バルブ開度evwreqは、エンジン回転速度ene が低いときには要求ラジエータ流量ev2reqがわずかに変化しても大きく変化する。これに対し、バルブ開度evwreqは、エンジン回転速度ene が高くなるに従い、要求ラジエータ流量ev2reqが多く変化しなければあまり変化しなくなる。
【0087】
次に、ステップ1000において、前記ステップ900で求めたバルブ開度evwreqに従って流量制御弁43を駆動制御して、弁開度を変化させる。そして、ステップ1100において、今回の制御周期における各種値を、次回の制御周期に備えて前回値としてRAMに記憶し、その後冷却水温度制御ルーチンの一連の処理を一旦終了する。この流量制御弁43の開度調整によりラジエータ25を通過する冷却水の流量が調整され、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw に収束する。
【0088】
上述した冷却水温度制御ルーチンでは、ECU55によって実行されるステップ400の処理が冷却損失熱量算出手段に相当し、ステップ800の処理が要求ラジエータ流量算出手段に相当する。また、ステップ500,800の処理がフィードバック補正手段に相当し、ステップ900,1000の処理が流量制御弁制御手段に相当する。
【0089】
以上詳述した第1実施形態によれば、次の効果が得られる。
(a)要求ラジエータ流量ev2req(i) を算出し、この要求ラジエータ流量ev2req(i) に基づき流量制御弁43を制御している(ステップ800〜1000)。このため、流量制御弁43の流量特性に応じてその流量制御弁43を制御することが可能となる。従って、流量制御弁43の開度に対してラジエータ流量がリニアに変化しない場合であっても、要求ラジエータ流量ev2req(i) に対応させて流量制御弁43の開度を増減することができる。
【0090】
(b)要求ラジエータ流量ev2req(i) を、冷却損失熱量eqw 、目標エンジン出口水温ethwtvw 及びラジエータ出口水温ethw2 に基づき算出している(ステップ800)。このため、エンジン11の運転状態が変化することにより冷却損失熱量eqw が変化し、それにともなって要求ラジエータ流量ev2req(i) が変化したとしても、その要求ラジエータ流量ev2req(i) の変化に応じて実際のラジエータ流量を変化させることができる。
【0091】
また、要求ラジエータ流量ev2req(i) はラジエータ出口水温ethw2 によっても異なるが、前記のように要求ラジエータ流量ev2req(i) の算出にラジエータ出口水温ethw2 を用いているため、そのラジエータ出口水温ethw2 に応じてラジエータ流量を変化させることができる。
【0092】
(c)冷却損失熱量eqw をフィードバック補正熱量eqwfb(i)で補正し、流量制御弁の開度をフィードバック制御している(ステップ800〜1000)。このため、上記(a)での流量制御弁43の流量特性や、上記(b)でのラジエータ出口水温ethw2 を反映させてラジエータ流量を増減することができ、エンジン出口水温ethw1 の目標エンジン出口水温ethwtvw に対するハンチングを小さくすることができる。その結果、エンジン11の耐熱性を考慮しながらも目標エンジン出口水温ethwtvw を高めに設定することができ、フリクションの増大による燃費悪化を抑えることができる。
【0093】
(d)偏差edlthwt1に応じた比例項(edlthwt1*ekvwfb )に基づき更新量eqwfbaddを求め、この更新量eqwfbaddを用いてフィードバック補正熱量eqwfb(i)を算出している(ステップ530,545)。このため、冷却損失熱量eqw をフィードバック補正熱量eqwfb(i)に基づいて補正したうえで要求ラジエータ流量ev2reqの算出に用いる(ステップ800)ことで、エンジン出口水温ethw1 の目標エンジン出口水温ethwtvw への応答性や収束性を好適に高めることができる。
【0094】
(e)比例項(edlthwt1*ekvwfb )の感度係数ekvwfbをエンジン出口水温ethw1 の変化量edlthw1oに応じて可変とし、この感度係数ekvwfbに基づき比例項を求めている(ステップ510,525,530)。
【0095】
すなわち、目標エンジン出口水温ethwtvw よりも高い側(又は低い側)にあるエンジン出口水温ethw1 が上昇(又は下降)傾向にある図6の態様(II)(又は態様(IV))では感度係数ekvwfbを大きな値に設定している。こうすることで、目標エンジン出口水温ethwtvw から遠ざかる方向へ変化しようとしているエンジン出口水温ethw1 を大きく変化させて、その目標エンジン出口水温ethwtvw に速く近づけることができる。
【0096】
また、目標エンジン出口水温ethwtvw よりも高い側(又は低い側)にあるエンジン出口水温ethw1 があまり変化していない図6の態様(I)(又は態様(III ))では感度係数ekvwfbを小さな値に設定している。こうすることで、エンジン出口水温ethw1 を緩やかに変化させてそのエンジン出口水温ethw1 の目標エンジン出口水温ethwtvw に対するハンチングを抑制することができる。
【0097】
従って、感度係数ekvwfbを一定とした場合に比べて、エンジン出口水温ethw1 の目標エンジン出口水温ethwtvw への応答性や収束性を一層好適に高めることが可能となる。
【0098】
(f)目標エンジン出口水温ethwtvw よりも高い側(又は低い側)にあるエンジン出口水温ethw1 が、図6において特性線L1又はL2で示すように下降又は上昇している場合には、そのエンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw に近づいていることになる。この場合、更新量eqwfbaddを「0」にして(ステップ535)、フィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新を行わないようにしている(ステップ545)。また、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw を含む一定の幅の中にある場合にも、前記と同様にフィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新を行わないようにしている。従って、上記のいずれの場合にも、フィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新により、エンジン出口水温ethw1 が目標エンジン出口水温ethwtvw に対しハンチングする現象を抑制することができる。
【0099】
(g)比例項(edlthwt1*ekvwfb )の感度係数ekvwfbを目標エンジン出口水温ethwtvw とエンジン出口水温ethw1 との偏差edlthwt1に応じて可変とし、この感度係数ekvwfbに基づき比例項を求めている(ステップ525,530)。
【0100】
すなわち、偏差edlthwt1(絶対値)が大きい場合に感度係数ekvwfbを大きな値に設定することにより、エンジン出口水温ethw1 を急激に変化させて目標エンジン出口水温ethwtvw に速く近づけることが可能となる。また、偏差edlthwt1(絶対値)が小さい場合に感度係数ekvwfbを小さな値に設定することにより、エンジン出口水温ethw1 をゆっくり変化させてそのエンジン出口水温ethw1 の目標エンジン出口水温ethwtvw に対するハンチングを抑制することが可能となる。このように、エンジン出口水温ethw1 の目標エンジン出口水温ethwtvw への応答性や収束性を一層好適に高めることができる。
【0101】
(h)エンジン11を通過する冷却水の流量に相当するエンジン情報としてエンジン回転速度ene を用い、このエンジン回転速度ene に応じた更新周期etmqwfでフィードバック補正熱量eqwfb(i)を更新している(ステップ505)。従って、エンジン出口水温ethw1 の応答に合わせてフィードバック補正熱量eqwfb(i)を適切に更新することができる。
【0102】
すなわち、エンジン11を通過する冷却水の流量が少なく(ene :低)、エンジン出口水温ethw1 の応答が遅い場合に更新周期etmqwfを長く設定することで、フィードバック補正熱量eqwfb(i)が過度に更新されるのを抑制できる。また、前記冷却水の流量が多く(ene :高)、エンジン出口水温ethw1 の応答が速い場合に更新周期etmqwfを短く設定することで、フィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新が遅れるのを抑制できる。このように、エンジン回転速度ene に応じて更新周期etmqwfを可変とすることで、フィードバック補正熱量eqwfb(i)の過度の更新や更新遅れといった制御性の悪化を抑制することができる。
【0103】
(i)エンジン運転状態が変化することにより冷却損失熱量eqw が変化した場合、変化前のエンジン運転状態でのフィードバック補正熱量eqwfb(i)がそのまま変化後に要求されるフィードバック補正熱量eqwfb(i)にならない場合がある。この場合、変化前のエンジン運転状態でのフィードバック補正熱量eqwfb(i)を用いると、冷却水温度の制御性が悪化するおそれがある。
【0104】
これに対し、第1実施形態では、フィードバック補正熱量eqwfb(i)を用いた冷却損失熱量eqw の補正(ステップ800)に先立ち、そのフィードバック補正熱量eqwfb(i)を冷却損失熱量eqw に基づいて修正している。すなわち、フィードバック補正熱量eqwfb(i),eqwfb(i-1)を、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合の値としている。また、基準冷却損失熱量eqwbでの反映係数ekqwfbを「1.0」としている。そして、フィードバック補正熱量eqwfb(i)の算出に際し、前回値eqwfb(i-1)に対し、現在の冷却損失熱量eqw に応じた反映係数ekqwfbを乗算している(ステップ545)。
【0105】
従って、冷却損失熱量eqw に拘らずその冷却損失熱量eqw に対するフィードバック補正熱量eqwfb(i)の比率を一定(基準冷却損失熱量eqwbと、それに対応するフィードバック補正熱量eqwfb(i)との比率と同じ値)に保つことができる。結果として、エンジン運転状態の変化にともない冷却損失熱量eqw が変化しても、前記のようにその冷却損失熱量eqw の変化を反映したフィードバック補正熱量eqwfb(i)を用いることで、冷却水温度の制御性の悪化を抑制することができる。
【0106】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図10〜図13に従って説明する。第2実施形態では、エンジン運転状態に基づき求めた冷却損失熱量eqw が実際の冷却損失熱量に対してずれた場合のフィードバック補正熱量eqwfb(i)の補正遅れを解消するために学習制御を行っている。
【0107】
この学習制御の概要を説明すると、冷却損失熱量eqw が変化した場合において、図12に示すように冷却損失熱量eqw を、エンジン運転状態の変化に対する応答遅れを考慮して補正することにより補正冷却損失熱量eqwsm を算出する。これとは別に、実際の冷却損失熱量(実冷却損失熱量eqwreal )を算出する。これら補正冷却損失熱量eqwsm 及び実冷却損失熱量eqwreal は本来は一致すべきものである。そこで、これら補正冷却損失熱量eqwsm 及び実冷却損失熱量eqwreal に基づき学習補正値(学習補正係数ekqwkg)を求め、これをバックアップRAMに記憶するとともに、要求ラジエータ流量ev2reqの算出に際し、冷却損失熱量eqw を学習補正係数ekqwkgに基づいて補正する。
【0108】
次に、上記制御の詳細について説明する。図10のフローチャートは、前述した図2に対応する冷却水温度制御ルーチンを示している。なお、図10において図2と同様の処理については同一のステップ数を付して詳しい説明を省略する。
【0109】
この冷却水温度制御ルーチンでは、ECU55はステップ100〜500の処理を順に経た後、ステップ600において学習補正係数ekqwkgの更新処理を行う。この更新処理に際しては、図11のステップ605において、前述したように冷却損失熱量eqw を、応答遅れの程度を示す時定数nsm に基づき補正する、いわゆるなまし処理(徐変処理)を行うことにより、補正冷却損失熱量eqwsm(i)を算出する。
【0110】
時定数nsm としてはエンジン回転速度ene に応じた値が設定される。この設定に際しては、例えば図13に示すように、エンジン回転速度ene と時定数nsm との関係を予め規定したマップが用いられる。このマップでは、時定数nsm はエンジン回転速度ene が低いときには大きく、エンジン回転速度ene の上昇にともなって小さくなるよう設定されている。これは、エンジン回転速度ene の低いときには冷却水の流量が少なくエンジン出口水温ethw1 の応答が遅く、エンジン回転速度ene が高くなるに従い冷却水の流量が多くなってエンジン出口水温ethw1 の応答が速くなるためである。
【0111】
次に、ステップ610において、ラジエータ流量及び実際の水温(エンジン出口水温ethw1 及びラジエータ出口水温ethw2 )を用い、次式(4)〜(6)に従って実冷却損失熱量eqwreal を算出する。ラジエータ流量としては、例えば要求ラジエータ流量の前回値ev2req(i-1) を用いることができる。
【0112】
eqwreal =t_qwb/ekqwkg(o) ……(4)
t_qwb =C*ev2req(i-1)*edlthw12+eqoeng+eqetc ……(5)
edlthw12=ethw1-ethw2 ……(6)
上記式(4)中、ekqwkg(o)は更新前の学習補正係数である。また、edlthw12 はラジエータ25通過前後の冷却水の温度変化を示している。
【0113】
次に、ステップ615において学習補正係数ekqwkgを更新する周期かどうかを判定する。ここでは、更新周期は補正冷却損失熱量eqwsm(i)や実冷却損失熱量eqwreal の算出周期に比べて大きな値、例えば10秒に設定されている。このステップ615の判定条件が満たされていると、ステップ620において、そのときのエンジン運転状態がどの学習領域に属しているかを判定する。学習領域は、算出した冷却損失熱量eqw と実冷却損失熱量eqwreal との間のずれを変化させる可能性のある要素に基づき複数の領域に区分されている。このような要素としては、例えば(i)エンジン11の運転領域、(ii)目標エンジン出口水温ethwtvw 、(iii )エンジン11の燃焼形態、(iv)前記(i)〜(iii )の組合わせ等が挙げられる。
【0114】
上記(i)の場合、学習領域は、例えば停止及びアイドル域と、それ以外の領域とに区分されてもよい。(ii)の場合、学習領域は、目標エンジン出口水温ethwtvw に応じた数の領域に区分されてもよい。また、高温、低温といったように目標エンジン出口水温ethwtvw が複数のグループに分けられ、学習領域がそのグループに応じた数の領域に区分されてもよい。
【0115】
(iii )の場合、学習領域は、例えば成層燃焼と均質燃焼とに区分されてもよい。均質燃焼は、エンジン11の高負荷時等において、吸気行程に燃料を噴射させることにより拡散時間を長く取り、気化を促進して燃料と空気とを均一に混合して理論空燃比付近の混合気とし、その後に点火を行う燃焼方式である。成層燃焼は、エンジン11の低負荷時等において、圧縮行程の後半に燃料をピストンの頂面に向けて噴射することにより混合気を層状化し、その後に点火を行う燃焼方式である。すなわち、燃料の噴射時期を可能な限り遅らせることで、燃料が燃焼室の全体に拡散する前に、点火プラグの周辺には燃料の濃い(理論空燃比程度)混合気の層を形成し、その周りには燃料の少ない混合気の層を形成する方式である。
【0116】
前記ステップ620で学習領域を決定すると、ステップ625において、学習補正係数ekqwkgの更新量edlkqwkgを次式(7)に従って算出する。
edlkqwkg={(eqwreal/eqwsm(i))-1}/n ……(7)
上記式(7)中のnは任意の数であり、例えば「6」が設定される。式(7)中の(eqwreal/eqwsm(i))-1は、基準となる値、この場合「1」からのずれに相当する。また、nで除算するのは、学習補正係数ekqwkgをゆっくり更新してずれを少しずつ小さくするためである。
【0117】
次に、ステップ630において、更新量edlkqwkgを用いた次式(8)に従って学習補正係数ekqwkgを更新する。
ekqwkg(n) =ekqwkg(o) +edlkqwkg ……(8)
上記式(8)中のekqwkg(o) は、前記ステップ620で判定したバックアップRAMの学習領域において記憶されている更新前の学習補正係数である。また、ekqwkg(n) は前記と同じ学習領域において置き換えられる新たな学習補正係数、すなわち更新後の学習補正係数である。
【0118】
次に、ステップ635において、前記更新後の学習補正係数ekqwkg(n) を次式(9)に従って熱量に変換することにより、学習更新熱量eqwfbadjを算出する。
eqwfbadj=t_qwb/ekqwkg(n)-eqwreal ……(9)
上記式(9)は以下のようにして導き出したものである。冷却損失熱量eqw 、フィードバック補正熱量eqwfb(i)、反映係数ekqwfb、学習補正係数ekqwkg(o),ekqwkg(n)、学習更新熱量eqwfbadjの間には、次の関係式(10)が成り立つ。
【0119】
(eqw-eqwfb(i)*ekqwfb)*ekqwkg(o)
={eqw-(eqwfb(i)*ekqwfb-eqwfbadj)}*ekqwkg(n) ……(10)
ここで、eqw-eqwfb(i)*ekqwfb=eqwreal とすると、上記式(10)は次式(11)で表される。
【0120】
eqwreal*ekqwkg(o)=(eqwreal+eqwfbadj)*ekqwkg(n) ……(11)
式(11)を整理すると、下記式(12)、(13)が導かれる。
eqwfbadj*ekqwkg(n)=eqwreal*ekqwkg(o)-eqwreal*ekqwkg(n)……(12)
eqwfbadj=eqwreal*ekqwkg(o)/ekqwkg(n)-eqwreal ……(13)
そして、前述した式(4)で上記式(13)を整理すると、前記式(9)が得られる。
【0121】
次に、ステップ640において、前記ステップ500で算出したフィードバック補正熱量eqwfb(i)を次式(14)に従って修正することにより、修正フィードバック補正熱量eqwfb(i')を算出する。
【0122】
eqwfb(i')=(eqwfb(i)*ekqwfb-eqwfbadj)/ekqwfb ……(14)
上記式(14)の分子中の反映係数ekqwfbは、フィードバック補正熱量eqwfb(i)を現在の状況(冷却損失熱量eqw )に対応した値にするために用いられている。また、分母中の反映係数ekqwfbは、分子を再び、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合(基準状態)の値に戻すために用いられている。
【0123】
そして、ステップ640の処理を経た後、図10のステップ700へ移行する。ステップ700でエンジン本体放熱熱量eqoeng及び受放熱熱量eqetc をそれぞれ算出した後、ステップ800で次式(15)に従って要求ラジエータ流量ev2req(i) を算出する。式(15)は前述した式(3)に学習補正係数ekqwkg(n) 及び修正フィードバック補正熱量eqwfb(i')を反映させたものである。
【0124】

Figure 0004009509
上記式(15)において、修正フィードバック補正熱量eqwfb(i' )に反映係数ekqwfbを乗算しているのは、次の理由によるものである。すなわち、前述した式(3)と同様、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合の修正フィードバック補正熱量eqwfb(i' )を、現在の状況(冷却損失熱量eqw )に対応した値に変換するためである。
【0125】
このようにして要求ラジエータ流量ev2req(i) を算出すると、ステップ900〜1100の処理を順に行った後、冷却水温度制御ルーチンの一連の処理を一旦終了する。
【0126】
上述した第2実施形態では、ECU55によって実行されるステップ605の処理が補正冷却損失熱量算出手段に相当し、ステップ610の処理が実冷却損失熱量算出手段に相当する。また、ステップ625〜640,800の処理が学習補正手段に相当する。
【0127】
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した(a)〜(i)に加え、次の効果が得られる。
(j)冷却損失熱量eqw を学習補正係数ekqwkg(n)に基づいて補正している。すなわち、冷却損失熱量eqw を応答遅れに応じた時定数nsm に基づいて補正することにより、補正冷却損失熱量eqwsm(i)を算出する(ステップ605)。また、要求ラジエータ流量ev2req(i-1) 、現在の水温(エンジン出口水温ethw1 、ラジエータ出口水温ethw2 )に基づき実冷却損失熱量eqwreal を算出する(ステップ610)。さらに、前記補正冷却損失熱量eqwsm 及び実冷却損失熱量eqwreal に基づき学習補正係数ekqwkg(n) を求め、これを記憶及び更新する(ステップ625,630)。そして、要求ラジエータ流量ev2req(i) の算出に際し、冷却損失熱量eqw を学習補正係数ekqwkg(n) に基づいて補正している(ステップ635,640,800)。
【0128】
従って、冷却損失熱量eqw が実冷却損失熱量eqwreal に対してずれても、前記学習補正係数ekqwkg(n) に基づく冷却損失熱量eqw の補正により、フィードバック補正熱量eqwfb(i)による補正のみの場合に生じ得る補正遅れを補い、冷却水温度の制御性の悪化を抑制することができる。
【0129】
(k)式(7)において、基準となる値、ここでは「1」からのずれに相当する(eqwreal/eqwsm(i))-1をnで除算して更新量edlkqwkgを求めている。このため、学習補正係数ekqwkgを少しずつ更新して、学習補正係数ekqwkgの誤学習を防止し、冷却損失熱量eqw の過補正を抑制することができる。
【0130】
(l)学習補正係数ekqwkg(o) が更新される(ステップ630)と、その更新量edlkqwkgに応じてフィードバック補正熱量eqwfb(i)を修正している(ステップ635,640)。すなわち、学習補正係数ekqwkg(n) を熱量(学習更新熱量eqwfbadj)に変換した後、これをフィードバック補正熱量eqwfb(i)(正確には反映係数ekqwfbとの積)から減算している。従って、要求ラジエータ流量ev2req(i) の算出に用いる冷却損失熱量eqw が、学習補正係数ekqwkgの更新にともなって不要に変更されるのを防止でき、もって冷却水温度の制御性を向上することができる。
【0131】
(m)エンジン11の運転領域について学習領域を区分し、その学習領域毎に学習補正係数ekqwkg(n) を求め、これを学習領域別に記憶及び更新している。そして、冷却損失熱量eqw をそのときの運転領域に対応する学習領域の学習補正係数ekqwkg(n) に基づいて補正している。従って、算出した冷却損失熱量eqw と実際の冷却損失熱量とのずれが、エンジン11の運転領域により変化したとしても、この変化に対応させて学習補正係数ekqwkg(n) を得ることができ、冷却水温度の制御性を向上することができる。
【0132】
同様の効果は、エンジン11の運転領域以外にも目標エンジン出口水温ethwtvw 毎、燃焼形態毎に学習領域を設定した場合にも得られる。例えば、本実施形態では目標エンジン出口水温ethwtvw (又は燃焼形態)について学習領域を区分し、その学習領域毎に学習補正係数ekqwkg(n) を求め、これを学習領域別に記憶及び更新している。この場合、算出した冷却損失熱量eqw と実際の冷却損失熱量とのずれが、目標エンジン出口水温ethwtvw (又は燃焼形態)により変化したとしても、この変化に対応させて学習補正係数ekqwkg(n) を得ることができ、冷却水温度の制御性を向上することができる。
【0133】
さらに、上記の効果は、前記エンジン11の運転領域、目標エンジン出口水温ethwtvw 、燃焼形態を種々組合わせて、その組合わせについて学習領域を区分し、その学習領域毎に学習補正係数ekqwkgを求め、これを学習領域別に記憶した場合にも得られる。
【0134】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図14〜図16に従って説明する。第3実施形態は、学習制御の内容が前述した第2実施形態と大きく異なっている。すなわち、フィードバック補正熱量eqwfb(i)の所定分の1に基づき学習補正量eqwkg を求め、この学習補正量eqwkg を記憶するとともに、要求ラジエータ流量ev2reqの算出に際し、冷却損失熱量eqw を前記学習補正量eqwkg に基づき補正している。
【0135】
次に、上記制御の詳細について説明する。図14は前述した図2及び図10に対応する冷却水温度制御ルーチンを示している。なお、図14において図2及び図10と同様の処理については同一のステップ数を付して詳しい説明を省略する。
【0136】
この冷却水温度制御ルーチンでは、ECU55はステップ100〜500の処理を順に経た後、ステップ650において学習補正量eqwkg の更新処理を行う。この処理に際しては、図15のステップ655において学習領域の判定を行う。この処理は、前述したステップ620の処理内容と同様である。
【0137】
次に、ステップ660において、次式(16)に従って学習補正量eqwkg を更新する。
eqwkg(n) =eqwkg(o) +eqwfb(i)/n ……(16)
上記式(16)中のeqwkg(o)は、前記ステップ655で判定した学習領域においてバックアップRAMに記憶されている更新前の学習補正量である。また、eqwkg(n)は前記と同じ学習領域において置き換えられる新たな学習補正量、すなわち更新後の学習補正量である。さらに、nは任意の数である。
【0138】
次に、ステップ665において、前記ステップ500で算出したフィードバック補正熱量eqwfb(i)を次式(17)に従って修正することにより、修正フィードバック補正熱量eqwfb(i') を算出する。
【0139】
eqwfb(i')=(1-1/n)eqwfb(i) ……(17)
上記式(17)でeqwfb(i)/nを減算するのは、要求ラジエータ流量ev2req(i) の算出に用いる冷却損失熱量eqw が学習補正量eqwkg の更新にともなって不要に変更されるのを防止し、もって冷却水温度の制御性を高めるためである。
【0140】
続いて、ステップ670において、冷却損失熱量eqw に応じた反映係数ekqwkgを算出する。ここで、反映係数ekqwkgは、第1実施形態で説明した反映係数ekqwfbと同様のものである。この算出には例えば、図16に示すような冷却損失熱量eqw と反映係数ekqwkgとの関係を予め規定したマップを用いる。このマップでは、冷却損失熱量eqw と反映係数ekqwkgとがほぼ比例関係となり、かつ、前記基準冷却損失熱量eqwbのとき反映係数ekqwkgが「1.0」となるように設定されている。
【0141】
そして、ステップ670の処理を経た後、図14のステップ700へ移行する。ステップ700でエンジン本体放熱熱量eqoeng及び受放熱熱量eqetc を算出した後、ステップ800で次式(18)に従って要求ラジエータ流量ev2req(i) を算出する。式(18)は前述した式(3)に修正フィードバック補正熱量eqwfb(i' )、学習補正量eqwkg(n)及び反映係数ekqwkgを反映させたものである。
【0142】
Figure 0004009509
上記式(18)の分子において、学習補正量eqwkg(n) に反映係数ekqwkg を乗算しているのは、次の理由によるものである。すなわち、冷却損失熱量eqw を基準冷却損失熱量eqwbとした場合のフィードバック補正熱量eqwfb(i)が反映された学習補正量eqwkg(n)を、現在の状況(冷却損失熱量eqw )に対応した値に変換するためである。
このようにして要求ラジエータ流量ev2req(i) を算出すると、ステップ900〜1100の処理を順に行った後、冷却水温度制御ルーチンの一連の処理を一旦終了する。
【0143】
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した(a)〜(i)及び(m)に加え、次の効果が得られる。
(n)フィードバック補正熱量eqwfb(i)のn分の1ずつ学習補正量eqwkg(o)を更新し(ステップ660)、この学習補正量eqwkg(n)をバックアップRAMに記憶する。そして、要求ラジエータ流量ev2req(i) の算出に際し、冷却損失熱量eqw を前記学習補正量eqwkg(n)に基づいて補正している(ステップ800)。
【0144】
従って、冷却損失熱量eqw が実際の冷却損失熱量に対してずれても、前記学習補正量eqwkg(n)に基づいて冷却損失熱量eqw を補正することで、フィードバック補正熱量eqwfb(i)による補正のみの場合に生じ得る補正遅れを補い、冷却水温度の制御性の悪化を抑制することができる。
【0145】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・本発明は、エンジン11により駆動される機械駆動式ウォータポンプ26に代えて、モータにより駆動される電動式ウォータポンプを用いた冷却装置にも適用可能である。
【0146】
・エンジン本体12を通過する冷却水の流量を検出し、その検出値に基づいてフィードバック補正熱量eqwfb(i)の更新周期etmqwfを設定してもよい。また、エンジン本体12を通過する冷却水の流量に相当するエンジン情報に基づいて更新周期etmqwfを設定してもよい。このエンジン情報としては、冷却水の流量に比例するものが望ましい。この点、機械駆動式ウォータポンプ26を用いた前記各実施形態では、前記エンジン情報としてエンジン回転速度ene を用いた。この機械駆動式ウォータポンプ26に代えて前記のように電動式ウォータポンプを用いた場合には、前記エンジン情報として例えばモータの回転速度を用いることができる。
【0147】
・変化量edlthw1oの態様を、前記第2及び第3実施形態((I)〜(IV)の4つの態様)よりも多くの態様に細分化してもよい。例えば、目標エンジン出口水温ethwtvw よりも高い側にあるエンジン出口水温ethw1 が上昇している場合(態様(II)に相当)、その上昇の度合に応じて複数の態様を設定してもよい。このように多くの態様に分けた場合にも、それぞれの態様につき偏差edlthwt1に対する感度係数ekvwfbの特性を異ならせる。
【0148】
・感度係数ekvwfbを一定値としてもよく、また変化量edlthw1o及び偏差edlthwt1のいずれか一方に応じて可変としてもよい。
・第2及び第3実施形態に代えて、又は加えて、冷却損失熱量eqw 別に学習補正係数ekqwkg(又は学習補正量eqwkg )を求め、これらを冷却損失熱量eqw 別に記憶する。そして、冷却損失熱量eqw をその冷却損失熱量eqw に対応する学習補正係数ekqwkg(又は学習補正量eqwkg )に基づき補正するようにしてもよい。
【0149】
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
(A)請求項1〜のいずれかに記載の内燃機関の冷却装置において、さらに、前記フィードバック補正手段による前記フィードバック補正量に基づき学習補正量を求め、この学習補正量を記憶するとともに、前記要求ラジエータ流量算出手段にて前記要求ラジエータ流量を算出するに際して前記冷却損失熱量を前記学習補正量に基づき補正する第2の学習補正手段を備える。
【0150】
ここで、ECU55によって実行されるステップ660,800の処理が第2の学習補正手段に相当する。
上記の構成によれば、機関運転状態に基づいて求めた冷却損失熱量が実際の冷却損失熱量に対してずれても、前記学習補正量に基づいて冷却損失熱量を補正することで、フィードバック補正量による補正のみの場合に生じ得る補正遅れを補い、冷却水温度の制御性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態において、エンジンの冷却装置の構成を示す略図。
【図2】冷却水の温度を制御する手順を示すフローチャート。
【図3】フィードバック補正熱量eqwfb(i)を算出する手順を示すフローチャート。
【図4】冷却損失熱量eqw の決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図5】フィードバック補正熱量の更新周期etmqwfの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図6】エンジン出口水温の変化量edlthw1oの態様を示す説明図。
【図7】感度係数ekvwfbの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図8】反映係数ekqwfbの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図9】バルブ開度evwreqの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図10】本発明の第2実施形態において、冷却水の温度を制御する手順を示すフローチャート。
【図11】学習補正係数ekqwkgを更新する手順を示すフローチャート。
【図12】冷却損失熱量eqw 、補正冷却損失熱量eqwsm 及び実冷却損失熱量eqwreal の関係を示す説明図。
【図13】時定数の決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図14】本発明の第3実施形態において、冷却水の温度を制御する手順を示すフローチャート。
【図15】学習補正量eqwkg を更新する手順を示すフローチャート。
【図16】反映係数ekqwkgの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【符号の説明】
11…エンジン(内燃機関)、22…冷却装置、25…ラジエータ、43…流量制御弁、55…ECU(冷却損失熱量算出手段、要求ラジエータ流量算出手段、フィードバック補正手段、流量制御弁制御手段、補正冷却損失熱量算出手段、実冷却損失熱量算出手段、学習補正手段)、ethw1 …エンジン出口水温(内燃機関の冷却水温度)、ethw2 …ラジエータ出口水温(ラジエータを通過した後の冷却水温度)、ethwtvw …目標エンジン出口水温(目標冷却水温度)、edlthw1o…変化量、edlthwt1…偏差、ene …エンジン回転速度(機関情報)、ev2req…要求ラジエータ流量、eqw …冷却損失熱量、eqwfb …フィードバック補正熱量(フィードバック補正量)、eqwsm …補正冷却損失熱量、eqwreal …実冷却損失熱量、eqwfbadd…更新量、ekqwkg…学習補正係数(学習補正値)、etmqwf…更新周期(制御周期)、ekvwfb…感度係数、nsm …時定数。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device that circulates cooling water and cools the internal combustion engine by exchanging heat between the cooling water and the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
As a cooling device for an engine mounted on a vehicle or the like, a cooling device that is provided in a cooling water circulation path of the engine and cools the cooling water and a flow rate control valve that adjusts a flow rate of the cooling water passing through the radiator is known. It has been. In this cooling device, the engine coolant temperature changes according to the coolant flow rate adjusted through the opening control of the flow control valve.
[0003]
As such an opening degree control of the flow control valve, for example, what is described in JP-A-2002-21563 is known. In this opening degree control, a step motor is used to operate the valve body of the flow control valve to change the valve opening degree. Then, based on the comparison result between the actual cooling water temperature of the engine and the target cooling water temperature, the step motor is moved step by step, and the opening degree of the flow control valve is feedback controlled so that the cooling water temperature becomes the target cooling water temperature. Yes. By this control, the flow rate of the cooling water passing through the radiator is adjusted, and the engine cooling water temperature converges to the target cooling water temperature.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the control technique, a change in the coolant temperature of the engine with respect to a change in one step of the step motor may not be unique. That is, in the flow rate control valve, the flow rate does not normally change linearly with respect to the opening degree. Therefore, the amount of change in the radiator flow rate per step of the step motor varies depending on the use opening range of the flow control valve. In addition, the radiator flow rate (required radiator flow rate) required to set the cooling water temperature as the target cooling water temperature may differ depending on the cooling water temperature after passing through the radiator. Therefore, even if the step motor is operated step by step based on the deviation between the actual cooling water temperature and the target cooling water temperature as described above, the flow rate of the cooling water flowing through the radiator cannot always be increased or decreased to the required radiator flow rate. . As a result, since the hunting of the cooling water temperature to the target cooling water temperature increases, the target cooling water temperature has to be lowered from the viewpoint of heat resistance of the engine, and this causes a problem of worsening fuel consumption due to increased friction. is there.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine capable of reducing hunting of the coolant temperature with respect to the target coolant temperature.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
  According to the first aspect of the present invention, a radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine, a flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate that is a flow rate of cooling water that passes through the radiator, and the internal combustion engine is used as cooling water. Cooling loss calorie calculating means for calculating the lost heat loss based on the engine operating state, cooling loss calorie by the cooling loss calorie calculating means, target cooling water temperature of the internal combustion engine, and cooling water after passing through the radiator Based on the temperature, required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate for setting the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature, and for setting the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature When calculating the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat amount is calculated. Comprising a feedback correction means for correcting, based on the serial feedback correction amount, and a flow control valve control means for controlling said flow control valve on the basis of the request radiator flow rate by the required radiator flow rate calculating meansThe feedback correction means obtains the feedback correction amount based on a proportional term corresponding to a deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the feedback correction means is a sensitivity coefficient of the proportional term. Is variable according to the amount of change in the coolant temperature of the internal combustion engine, and the proportional term is obtained based on the variable sensitivity coefficient.
[0007]
According to the above configuration, in the cooling device for the internal combustion engine, the flow rate control valve is controlled as follows by the cooling loss heat amount calculation means, the required radiator flow rate calculation means, the feedback correction means, and the flow rate control valve control means.
[0008]
The cooling loss heat quantity calculation means calculates the cooling loss heat quantity based on the engine operating state. The required radiator flow rate calculation means calculates a required radiator flow rate required to set the cooling water temperature of the internal combustion engine as the target cooling water temperature. The calculation of the required radiator flow rate is performed based on the cooling loss heat amount, the target cooling water temperature, and the cooling water temperature after passing through the radiator. The feedback correction means obtains a feedback correction amount for setting the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature, and the cooling loss heat amount is corrected based on the feedback correction amount when calculating the required radiator flow rate. The Then, the flow rate control valve control means controls the flow rate control valve based on the required radiator flow rate. By this control, the flow rate control valve is operated, the flow rate of the radiator passing through the radiator is adjusted, and the cooling water temperature of the internal combustion engine is converged to the target cooling water temperature.
[0009]
Thus, in the first aspect of the invention, the required radiator flow rate is calculated, and the flow rate control valve is controlled based on the calculated required radiator flow rate. Therefore, the flow rate control valve is controlled according to the flow rate characteristics of the flow rate control valve. Can be controlled. Therefore, even when the radiator flow rate does not change linearly with respect to the opening degree of the flow rate control valve, the opening degree of the flow rate control valve can be increased or decreased corresponding to the required radiator flow rate.
[0010]
Further, as described above, the required radiator flow rate is calculated based on the cooling loss heat amount, the target cooling water temperature, and the cooling water temperature after passing through the radiator. For this reason, even if the cooling loss heat quantity changes due to a change in the engine operating state and the required radiator flow rate changes accordingly, the radiator flow rate can be changed accordingly. The required radiator flow rate also varies depending on the cooling water temperature after passing through the radiator, but the radiator flow rate can be changed according to the cooling water temperature.
[0011]
  In addition, the amount of heat loss due to cooling is corrected by the feedback correction amount, and the opening degree of the flow control valve is feedback controlled. As described above, the flow characteristic of the flow control valve and the coolant temperature after passing through the radiator are reflected. Thus, the flow rate of the radiator can be increased or decreased, and hunting of the cooling water temperature with respect to the target cooling water temperature can be reduced. As a result, by setting the target cooling water temperature higher while taking into consideration the heat resistance of the internal combustion engine, it becomes possible to suppress deterioration in fuel consumption due to increased friction.
In addition, according to the above configuration, in the feedback correction means, the feedback correction amount for setting the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature is a deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature. The proportional term is obtained based on the proportional term, the sensitivity coefficient of the proportional term is changed according to the amount of change in the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the proportional term is obtained based on the changed sensitivity factor. Therefore, the cooling loss heat amount is corrected based on the feedback correction amount obtained in this way, and this cooling loss heat amount is used to calculate the required radiator flow rate for controlling the flow control valve. Responsiveness and convergence to the cooling water temperature are preferably improved. Furthermore, for example, when the cooling water temperature on the side higher (or lower) than the target cooling water temperature is rising (or lowering) and the amount of change in the cooling water temperature is large, the sensitivity coefficient is set to a large value. As a result, the cooling water temperature can be greatly changed to quickly approach the target cooling water temperature. In addition, when the cooling water temperature on the side higher (or lower) than the target cooling water temperature is not changed so much and the change amount of the cooling water temperature is small, the sensitivity coefficient is set to a small value to set the cooling water temperature. By gradually changing the temperature, it is possible to suppress hunting of the cooling water temperature with respect to the target cooling water temperature. Thus, the responsiveness and convergence of the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature can be further improved.
[0016]
  Claim2In the invention described inA radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine, a flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate that is a flow rate of cooling water passing through the radiator, and a cooling loss heat amount that the internal combustion engine is deprived of the cooling water by engine operation A cooling loss heat amount calculating means for calculating based on the state; a cooling loss heat amount by the cooling loss heat amount calculating means; a target cooling water temperature of the internal combustion engine; and a cooling water temperature after passing through the radiator. A required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate for setting the cooling water temperature to the target cooling water temperature, a feedback correction amount for determining the cooling water temperature of the internal combustion engine as the target cooling water temperature, and When the required radiator flow rate is calculated by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat amount is converted into the feedback correction amount. Comprising a feedback correction means for, based corrected, and a flow control valve control means for controlling said flow control valve on the basis of the request radiator flow rate by the required radiator flow rate calculating means,The feedback correction means includesObtaining the feedback correction amount based on a proportional term according to a deviation between the target coolant temperature and the coolant temperature of the internal combustion engine;The sensitivity coefficient of the proportional term is variable according to the deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the proportional term is obtained based on the variable sensitivity coefficient.
[0017]
According to the above configuration, in the feedback correction means, the sensitivity coefficient of the proportional term is changed according to the deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the proportional term is obtained based on the changed sensitivity coefficient. It is done. Therefore, for example, when the deviation is large, the sensitivity coefficient is set to a large value, so that the cooling water temperature can be greatly changed to quickly converge to the target cooling water temperature. Further, by setting the sensitivity coefficient to a small value when the deviation is small, it is possible to slowly change the cooling water temperature and suppress hunting of the cooling water temperature with respect to the target cooling water temperature. Thus, the responsiveness and convergence of the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature can be further improved.
[0018]
  Claim3In the invention described in claim1 or 2The feedback correction means updates the feedback correction amount at a control period corresponding to the flow rate of cooling water passing through the internal combustion engine or the engine information corresponding thereto.
[0019]
Here, if the feedback correction amount is updated in a short control cycle even though the flow rate of the cooling water passing through the internal combustion engine is small and the response of the cooling water temperature is slow, the feedback correction amount is excessively updated. Temperature controllability deteriorates. On the contrary, if the feedback correction amount is updated in a long control cycle even though the flow rate of the cooling water passing through the internal combustion engine is large and the response of the cooling water temperature is fast, the update of the feedback correction amount is delayed. Controllability of the cooling water temperature is deteriorated.
[0020]
  This point, claims3In the invention described in, the feedback correction amount is updated in the feedback correction means at a control cycle corresponding to the flow rate of the cooling water passing through the internal combustion engine or the engine information corresponding thereto. Therefore, the feedback correction amount can be appropriately updated in accordance with the response of the coolant temperature of the internal combustion engine. For example, when the flow rate of the cooling water passing through the internal combustion engine is small and the response of the cooling water temperature is slow, it is possible to prevent the feedback correction amount from being updated excessively by setting the control cycle longer. In addition, when the flow rate of the cooling water passing through the internal combustion engine is large and the response of the cooling water temperature is fast, the delay in updating the feedback correction amount can be suppressed by setting the control cycle short. In this way, by making the control cycle variable according to the coolant temperature response based on the coolant flow rate or the engine information corresponding thereto, the controllability deteriorates such as excessive update of the feedback correction amount and update delay. Can be suppressed.
[0021]
  Claim4In the invention described in claim1-3In the invention according to any one of the above, the feedback correction unit corrects the feedback correction amount based on the cooling loss heat amount calculated by the cooling loss heat amount calculation unit, and then converts the cooling loss heat amount to the feedback correction amount. It is assumed that the correction is made based on this.
[0022]
Here, when the cooling loss heat quantity changes due to a change in the engine operation state, the feedback correction amount in the engine operation state before the change may not be the feedback correction amount required after the engine operation state change as it is. In this case, if the feedback correction amount in the engine operating state before the change is used, the controllability of the cooling water temperature may be deteriorated.
[0023]
  In contrast, the claims4In the invention described in (1), the feedback correction means corrects the feedback correction amount based on the cooling loss heat amount prior to the correction of the cooling loss heat amount based on the feedback correction amount. Therefore, even if the cooling loss heat quantity changes as the engine operating state changes, the feedback correction amount reflecting the change in the cooling loss heat quantity is used as described above, thereby suppressing the deterioration of the controllability of the cooling water temperature. be able to.
[0024]
  Claim5In the invention described inA radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine, a flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate that is a flow rate of cooling water passing through the radiator, and a cooling loss heat amount that the internal combustion engine is deprived of the cooling water by engine operation A cooling loss heat amount calculating means for calculating based on the state; a cooling loss heat amount by the cooling loss heat amount calculating means; a target cooling water temperature of the internal combustion engine; and a cooling water temperature after passing through the radiator. A required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate for setting the cooling water temperature to the target cooling water temperature, a feedback correction amount for determining the cooling water temperature of the internal combustion engine as the target cooling water temperature, and When the required radiator flow rate is calculated by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat amount is converted into the feedback correction amount. Feedback correcting means for, based correction, a flow control valve control means for controlling said flow control valve on the basis of the request radiator flow rate by the required radiator flow rate calculating means,Corrected cooling loss heat amount calculating means for correcting the cooling loss heat amount calculated by the cooling loss heat amount calculating means based on a time constant corresponding to a response delay with respect to a change in the operating state of the internal combustion engine and calculating a corrected cooling loss heat amount; An actual cooling loss heat quantity calculating means for calculating an actual cooling loss heat quantity that is an actual cooling loss heat quantity based on the radiator flow rate, the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the cooling water temperature after passing through the radiator, and the correction A learning correction value is obtained based on the corrected cooling loss heat amount by the cooling loss heat amount calculation means and the actual cooling loss heat amount by the actual cooling loss heat amount calculation means, and the learning correction value is stored, and the requested radiator flow rate calculation means by the request radiator flow rate calculation means In the calculation of the required radiator flow rate, learning correction means for correcting the cooling loss heat quantity based on the learning correction value is provided. That.
[0025]
Here, if the cooling loss heat quantity obtained based on the engine operating state deviates from the actual cooling loss heat quantity, there is a possibility that a correction delay may occur only by the correction using the feedback correction amount.
[0026]
  This point, claims5In the invention described in (1), the cooling loss heat amount calculated by the cooling loss heat amount calculation means is corrected based on the learning correction value calculated by the corrected cooling loss heat amount calculation means, the actual cooling loss heat amount calculation means, and the learning correction means.
[0027]
The corrected cooling loss heat quantity calculating means calculates the corrected cooling loss heat quantity by correcting the cooling loss heat quantity based on a time constant corresponding to a response delay with respect to a change in the engine operating state. Further, the actual cooling loss heat quantity calculating means calculates the actual cooling loss heat quantity based on the radiator flow rate, the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the cooling water temperature after passing through the radiator. Further, the learning correction means obtains a learning correction value based on the corrected cooling loss heat amount and the actual cooling loss heat amount calculated as described above, and stores and updates the learning correction value. Then, in the learning correction means, when the required radiator flow rate is calculated by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat quantity is corrected based on the learning correction value.
[0028]
Therefore, even if the cooling loss heat quantity obtained based on the engine operating state is deviated from the actual cooling loss heat quantity, feedback is achieved by correcting the cooling loss heat quantity based on the learning correction value obtained as described above. It is possible to compensate for a correction delay that may occur in the case of only correction based on the correction amount, and to suppress deterioration in controllability of the coolant temperature.
[0029]
  Claim6In the invention described in claim5In the invention described in item 1, when the learning correction value is updated by the learning correction unit, the feedback correction amount is corrected according to the updated amount.
[0030]
According to the above configuration, when the learning correction value is updated by the learning correction unit, the feedback correction amount is corrected according to the update amount of the learning correction value. Therefore, it is possible to prevent the cooling loss heat amount used when calculating the required radiator flow rate from being unnecessarily changed as the learning correction value is updated, thereby improving the controllability of the cooling water temperature.
[0031]
  Claim7In the invention described in claim5 or 6The learning correction means obtains the learning correction value for each operation region of the internal combustion engine, stores the learning correction value for each operation region, and sets the cooling loss heat amount in the operation region at that time. It is assumed that the correction is made based on the corresponding learning correction value.
[0032]
  Here, the difference between the cooling loss heat quantity obtained based on the engine operating state and the actual cooling loss heat quantity may vary depending on the operating region of the internal combustion engine. This point, claims7In the invention described in the above, the learning correction value is obtained for each operation region of the internal combustion engine in the learning correction means, and this learning correction value is stored for each operation region. Further, in the learning correction means, the cooling loss heat quantity is corrected based on the learning correction value corresponding to the operation region at that time. Therefore, even if the deviation between the calculated cooling loss heat quantity and the actual cooling loss heat quantity changes depending on the operation region of the internal combustion engine, the learning correction value can be made to correspond to this change, and the controllability of the cooling water temperature is improved. be able to.
[0033]
  Claim8In the invention described in claim5-7In the invention according to any one of the above, the learning correction means obtains the learning correction value for each target cooling water temperature of the internal combustion engine, stores the learning correction value for each target cooling water temperature of the internal combustion engine, and It is assumed that the cooling loss heat amount is corrected based on the learning correction value corresponding to the target cooling water temperature at that time.
[0034]
  Here, the deviation between the cooling loss heat quantity obtained based on the engine operating state and the actual cooling loss heat quantity may vary depending on the target cooling water temperature. This point, claims8In the invention described in (1), the learning correction means obtains a learning correction value for each target cooling water temperature of the internal combustion engine, and stores this learning correction value for each target cooling water temperature. Further, in the learning correction means, the cooling loss heat quantity is corrected based on the learning correction value corresponding to the target cooling water temperature at that time. Therefore, even if the difference between the calculated cooling loss heat quantity and the actual cooling loss heat quantity changes according to the target cooling water temperature, the learning correction value can be made to correspond to this change, and the controllability of the cooling water temperature can be improved. Can do.
[0035]
  Claim9In the invention described in claim5-8In the invention according to any one of the above, the learning correction means obtains the learning correction value for each combustion mode of the internal combustion engine, stores the learning correction value for each combustion mode, and stores the cooling loss heat amount at that time. It is assumed that the correction is made based on the learning correction value corresponding to the combustion mode.
[0036]
  Here, the difference between the cooling loss heat quantity obtained based on the engine operating state and the actual cooling loss heat quantity may vary depending on the combustion mode of the internal combustion engine. This point, claims9In the invention described in the above, the learning correction value is obtained for each combustion mode of the internal combustion engine in the learning correction means, and this learning correction value is stored for each operation region. Further, the learning correction means corrects the cooling loss heat amount based on the learning correction value corresponding to the combustion mode at that time. Therefore, even if the deviation between the calculated cooling loss heat quantity and the actual cooling loss heat quantity changes depending on the combustion mode of the internal combustion engine, the learning correction value can be made to correspond to this change, and the controllability of the cooling water temperature is improved. be able to.
  In a tenth aspect of the present invention, a radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine, a flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate that is a flow rate of cooling water that passes through the radiator, and the internal combustion engine is used as cooling water. A cooling loss calorie calculating means for calculating the lost heat loss based on the engine operating state, a cooling loss calorie value by the cooling loss calorie calculating means, a target coolant temperature at the outlet of the internal combustion engine, and after passing through the radiator Based on the cooling water temperature, a required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate for setting the cooling water temperature at the outlet of the internal combustion engine as the target cooling water temperature, and the cooling water temperature at the outlet of the internal combustion engine as the target A feedback correction amount for obtaining the cooling water temperature is obtained, and the required radiator flow rate is calculated by the required radiator flow rate calculation means. Comprises a feedback correction means for correcting, based the cooling heat loss in the feedback correction amount, and a flow control valve control means for controlling said flow control valve on the basis of the request radiator flow rate by the required radiator flow rate calculating means.
According to the above configuration, hunting for the target cooling water temperature at the outlet of the internal combustion engine can be reduced. As a result, the target cooling water temperature at the outlet of the internal combustion engine can be set higher while considering the heat resistance of the internal combustion engine, and deterioration of fuel consumption due to an increase in friction can be suppressed.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect of the present invention, the feedback correction unit is configured to perform the feedback based on a proportional term corresponding to a deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature of the internal combustion engine. It is assumed that the correction amount is obtained.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to the tenth or eleventh aspect, the feedback correction unit is configured to control the feedback signal at a control cycle corresponding to a flow rate of cooling water passing through the internal combustion engine or engine information corresponding thereto. It is assumed that the feedback correction amount is updated.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the tenth to twelfth aspects, the feedback correction unit is configured to change the feedback correction amount based on a cooling loss heat amount calculated by the cooling loss heat amount calculation unit. It is assumed that the heat loss after correction is corrected based on the feedback correction amount.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0038]
As shown in FIG. 1, a main part of a multi-cylinder engine 11 mounted on a vehicle is constituted by an engine body 12 including a cylinder block, a cylinder head, and the like. An intake passage 13 is connected to the engine body 12 for taking air into a combustion chamber for each cylinder. An air cleaner 14 and a throttle body 15 are provided in the intake passage 13. A throttle valve 16 is rotatably supported on the throttle body 15, and a throttle motor 17 is drivingly connected to the throttle valve 16.
[0039]
The throttle motor 17 is controlled by an ECU 55, which will be described later, based on a depression operation of the accelerator pedal 18 by the driver, and rotates the throttle valve 16. The amount of intake air that is the amount of air flowing through the intake passage 13 changes according to the throttle opening that is the rotation angle of the throttle valve 16. In the combustion chamber, the air-fuel mixture taken in through the intake passage 13 is combusted. The crankshaft 19 that is the output shaft is rotated by the heat energy generated by the combustion. In this way, heat energy is converted into power. An exhaust passage 21 for discharging combustion gas generated in the combustion chamber to the outside of the engine 11 is connected to the engine body 12. A part of the heat energy that is not converted into power is lost together with the exhaust gas or as a friction loss, and the rest is absorbed by each part of the engine body 12. In order to prevent the engine body 12 from overheating due to the absorbed heat, a water-cooling type cooling device 22 shown below is provided.
[0040]
A water jacket (not shown), which is a cooling water passage, is provided inside the engine body 12. The water jacket inlet 23 a and outlet 23 b are connected to a radiator 25 by a radiator passage 24.
[0041]
A water pump (W / P) 26 is attached at or near the inlet 23a of the water jacket. The water pump 26 is drivingly connected to the crankshaft 19 by a pulley, a belt, or the like, and is operated by the rotation of the crankshaft 19 with the operation of the engine 11. The water pump 26 sucks the cooling water in the radiator passage 24 and discharges it to the water jacket. By these suction and discharge, the cooling water circulates in the radiator passage 24 in the clockwise direction in FIG. 1 from the water pump 26 (see the arrow in FIG. 1). During this circulation, the cooling water absorbs the heat of the engine body 12 and rises in temperature as it passes through the water jacket. Then, when the heated cooling water passes through the radiator 25, the heat of the cooling water is radiated.
[0042]
A bypass passage 27 that bypasses the radiator 25 is connected to the radiator passage 24. One end of the bypass passage 27 (the right end in FIG. 1) is connected in the radiator passage 24 between the radiator 25 and the outlet 23b of the water jacket. The other end (the left end in FIG. 1) of the bypass passage 27 is connected between the radiator 25 and the water pump 26 in the radiator passage 24.
[0043]
In addition to the bypass passage 27, a plurality of heat receiving and radiating circuits 28 that bypass the radiator 25 are provided. The heat receiving and radiating circuit 28 includes a heater circuit 31, a throttle body warm water circuit 32, an EGR (exhaust gas recirculation) cooler circuit 33, an automatic transmission hydraulic oil warmer (transmission oil cooler) circuit 34, a hot water heating hot air intake circuit 35, and the like. Become. In the heater circuit 31, the cooling water flowing through the circuit 31 is led to a heater core (heating heat exchanger) 36 of a hot water heater (heating device) as a heat source. In the throttle body warm water circuit 32, the throttle body 15 is warmed by the cooling water (warm water) flowing through the circuit 32, and the operation of the throttle valve 16 and the like is stabilized during extreme cold. In the EGR cooler circuit 33, the components of the EGR device 37, the intake passage 13 (particularly the intake manifold), and the like are cooled by the cooling water flowing through the circuit 33. The components of the EGR device 37 include an EGR chamber 39 for guiding EGR gas evenly to each cylinder, an EGR valve 41 for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 38, and the like. In the hydraulic oil warmer circuit 34, the cooling water (warm water) flows through the hydraulic oil warmer 42, and when it is cold, the hydraulic oil of the automatic transmission is warmed early and the friction of the automatic transmission is reduced. The hydraulic oil warmer 42 functions as an oil cooler when the hydraulic oil temperature is high. In the hot air intake circuit 35, the intake air is warmed in the process in which the cooling water passes through the heater core provided in the vicinity of the air cleaner 14.
[0044]
The upstream portion of each of the heat receiving and radiating circuits 28 described above is connected between the outlet 23 b of the water jacket and the radiator 25 in the radiator passage 24. Further, the downstream portions of these heat receiving and radiating circuits 28 merge and are connected to the water pump 26. The water jacket, the radiator passage 24, the bypass passage 27, various heat receiving / dissipating circuits 28, and the like described above constitute a cooling water circulation path.
[0045]
In the cooling water circulation path, a flow rate control valve 43 is provided at a connection portion between the other end (left end in FIG. 1) of the bypass passage 27 and the radiator passage 24. The flow control valve 43 is a valve for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the radiator passage 24 and the bypass passage 27 by adjusting the valve opening degree. Here, the flow rate control valve 43 is configured such that the flow rate of the cooling water in the radiator passage 24 increases as the valve opening increases.
[0046]
The flow rate control valve 43 adjusts the coolant flow rate in the radiator passage 24 to control the coolant temperature for cooling the engine body 12. That is, if the cooling water flow rate in the radiator passage 24 is increased, the ratio of the cooling water cooled by the radiator 25 in the cooling water flowing toward the engine main body 12 in the cooling water circulation path increases. The temperature of the cooling water for cooling 12 is lowered. Further, if the cooling water flow rate in the radiator passage 24 is reduced, the ratio of the cooling water cooled by the radiator 25 in the cooling water flowing in the cooling water circulation path toward the engine main body 12 becomes small. The temperature of the cooling water which cools 12 becomes high.
[0047]
Various sensors are attached to the vehicle in order to detect the state. For example, the engine main body 12 is provided with an engine outlet water temperature sensor 46 that detects the temperature of the cooling water immediately after passing through the outlet 23b of the water jacket (engine outlet water temperature ethw1) as the cooling water temperature of the engine main body 12. . A radiator outlet water temperature sensor 47 for detecting the temperature of the cooling water immediately after passing through the radiator 25 (radiator outlet water temperature ethw2) is attached to the radiator 25.
[0048]
An accelerator sensor 48 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 18 (accelerator opening) by the driver is attached to the accelerator pedal 18 or the vicinity thereof. A throttle sensor 49 for detecting the throttle opening is attached to the throttle body 15. An intake pressure sensor 50 for detecting the pressure of intake air (intake pressure) is attached downstream of the throttle valve 16 in the intake passage 13. In the vicinity of the crankshaft 19, there is provided a crank angle sensor 51 that generates a pulsed signal every time the crankshaft 19 rotates by a certain angle. This signal is used to calculate the rotation angle (crank angle) and rotation speed (engine rotation speed ene) of the crankshaft 19.
[0049]
In order to control each part of the engine 11, an electronic control unit (ECU) 55 configured mainly with a microcomputer is provided. In the ECU 55, a central processing unit (CPU) performs arithmetic processing according to a control program and initial data stored in a read-only memory (ROM) based on various signals, and executes various controls based on the calculation results. Examples of various signals used in this calculation process include detection values of the various sensors 46 to 51 described above. The calculation result by the CPU is temporarily stored in a random access memory (RAM). Further, the ECU 55 includes a backup RAM made up of a nonvolatile memory. The backup RAM is backed up by a battery, and stores and holds various data even after power supply to the ECU 55 is stopped.
[0050]
One of the controls by the ECU 55 is to control the flow rate control valve 43 so that the engine outlet water temperature ethw1 converges to the target cooling water temperature (target engine outlet water temperature ethwtvw). In this cooling water temperature control, the amount of heat (cooling loss heat amount eqw) taken by the engine body 12 by the cooling water is calculated. Further, the flow rate of the cooling water (required radiator flow rate ev2req) in the radiator 25 required to set the engine outlet water temperature ethw1 to the target engine outlet water temperature ethwtvw is calculated based on the cooling loss heat quantity eqw and the like. Further, a feedback (F / B) correction heat quantity eqwfb (i) for setting the engine outlet water temperature ethw1 to the target engine outlet water temperature ethwtvw is obtained, and when calculating the required radiator flow rate ev2req, the cooling loss heat quantity eqw is converted into a feedback correction heat quantity eqwfb ( Correct based on i). Then, the flow rate control valve 43 is controlled based on the required radiator flow rate ev2req.
[0051]
Next, details of the cooling water temperature control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. The cooling water temperature control routine of FIG. 2 is repeatedly executed at a predetermined timing, for example, every predetermined time.
[0052]
First, in step 100 of FIG. 2, the ECU 55 reads various values (previous values) in the previous control cycle from the RAM. Next, in step 200, the target engine outlet water temperature ethwtvw is calculated based on the operating state of the engine 11. For example, when the operating state is in the idling region, the target engine outlet water temperature ethwtvw is set to a slightly lower temperature (for example, 90 ° C.) for measures such as knocking when starting. When the operating state is in the partial load region (partial region), the target engine outlet water temperature ethwtvw is set to a higher temperature (for example, 100 ° C.) for reducing friction loss and the like. When the operating state is in the full load range (WOT), the target engine outlet water temperature ethwtvw is set to a lower temperature (for example, 80 ° C.) in order to increase the charging efficiency and avoid the ignition delay due to knocking. Each value of the target engine outlet water temperature ethwtvw is merely an example, and can be changed as appropriate.
[0053]
Next, in step 300, the engine outlet water temperature ethw1 detected by the engine outlet water temperature sensor 46 and the radiator outlet water temperature ethw2 detected by the radiator outlet water temperature sensor 47 are read.
[0054]
Subsequently, in step 400, the cooling loss heat quantity eqw is calculated based on the engine operating state. As this engine operating state, it is possible to use what is considered to have a great influence on the cooling heat loss eqw, for example, engine speed ene, engine load, and the like.
[0055]
In calculating the cooling loss heat quantity eqw, for example, as shown in FIG. 4, a map that predefines the relationship between the engine rotational speed ene and the engine load and the cooling loss heat quantity eqw is referred to. In this map, the cooling loss heat quantity eqw is small when the engine speed ene is low, and increases as the engine speed ene increases. This is because the higher the engine rotational speed ene, the more fuel is supplied to the combustion chamber per unit time, and as a result, the amount of heat generated in the engine body 12 increases and the amount of heat of the engine body 12 taken away by the cooling water. This is because there are many.
[0056]
The cooling loss heat quantity eqw is small when the engine load is small, and increases as the engine load increases. However, in the region where the engine speed ene is high, the degree of increase in the cooling loss heat quantity eqw becomes moderate as the engine load increases. This is because, as described above, the amount of fuel supplied per unit time increases due to the increase in the engine rotational speed ene, the temperature of the combustion chamber decreases due to the cooling effect accompanying the increase in the amount of fuel, and the amount of heat of the engine body 12 that is taken away by the cooling water. This is because of the decrease.
[0057]
Here, the cooling loss heat quantity eqw basically depends on the heat generation amount in the engine body 12. From this, as the engine load, elements related to the heat generation amount, for example, the fuel injection amount per combustion cycle, the intake air amount, and the like can be used. The latter (intake air amount) can be said to be an element indirectly related to the heat generation amount because fuel corresponding to the intake air amount is injected in the fuel injection control. In addition, it is possible to use the intake pressure by the intake pressure sensor 50, the throttle opening by the throttle sensor 49, or the like as the engine load. In this case, it is desirable to make corrections as appropriate.
[0058]
Next, in step 500, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) when the cooling loss heat quantity eqw is set to a reference value (reference cooling loss heat quantity eqwb), that is, in the reference state is calculated. As the reference cooling loss heat quantity eqwb, it is desirable to use a frequently used value for the cooling loss heat quantity eqw.
[0059]
In calculating the feedback correction heat quantity eqwfb (i), the ECU 55 first determines in step 505 in FIG. 3 whether or not it is a control cycle (update period etmqwf) for updating the feedback correction heat quantity eqwfb (i). This update period etmqwf is changed based on the flow rate of the cooling water passing through the engine body 12 or the engine information corresponding thereto. This is because the response of the cooling water temperature to changes in the cooling heat loss eqw varies depending on the flow rate of the cooling water.If the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is constantly updated at the same update period etmqwf, the update is excessively performed. This is because there is a possibility that the controllability of the cooling water temperature may be reduced due to the delay of the update.
[0060]
Here, the flow rate of the cooling water changes according to the rotational speed of the water pump 26. The water pump 26 is driven by the engine 11. Therefore, in this embodiment, the engine rotation speed ene is used as the engine information corresponding to the flow rate of the cooling water, and the update period etmqwf is variably set according to the engine rotation speed ene.
[0061]
In this setting, as shown in FIG. 5, a map that predefines the relationship between the engine speed ene and the update period etmqwf is used. In this map, the update period etmqwf is long when the engine speed ene is low, and is shortened as the engine speed ene increases. Therefore, referring to this map, as the engine speed ene increases, the flow rate of the cooling water increases and the response of the cooling water temperature becomes faster.In this case, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) with a short update cycle etmqwf Is updated and the heat loss eqw is corrected. As the engine speed ene decreases, the cooling water flow rate decreases and the cooling water temperature response slows.In this case, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is updated and the cooling loss heat quantity eqw is updated with a long update period etmqwf. Is corrected.
[0062]
If the determination condition in step 505 is not satisfied, the process proceeds to step 700 in FIG. 2, and if satisfied, the process proceeds to step 510. In step 510, a change amount edlthw1o for the engine outlet water temperature ethw1 is calculated by subtracting the engine outlet water temperature (previous value) ethwo in the previous control cycle from the engine outlet water temperature (current value) ethw1 in the current control cycle. In step 515, a deviation edlthwt1 between the target engine outlet water temperature ethwtvw and the engine outlet water temperature ethw1 is calculated.
[0063]
Next, in step 520, based on the change amount edlthw1o, deviation edlthwt1, etc., it is determined whether a condition for prohibiting updating of the feedback correction heat quantity eqwfb (i) (update prohibition condition) is satisfied. One of the update prohibition conditions is that the engine outlet water temperature ethw1 is within a certain range including the target engine outlet water temperature ethwtvw as shown in FIG. That is, (ethwtvw−α) ≦ ethw1 <(ethwtvw + α) is one of the update prohibition conditions. α is a predetermined temperature, and is set to 1.25 ° C. here.
[0064]
In addition, an update prohibition condition is that edlthw1o <β1 under ethw1 ≧ (ethwtvw + α). β1 is a predetermined temperature, and is set to −0.625 ° C. here. This update prohibition condition is that the engine outlet water temperature ethw1 tends to decrease as shown by the characteristic line L1 in FIG. 6, and the engine outlet water temperature ethw1 decreases without updating the feedback correction heat quantity eqwfb (i). This is because it is considered to fall within the range described above.
[0065]
Similarly, an update prohibition condition is that edlthw1o ≧ γ2 under ethw1 <(ethwtvw−α). γ2 is a predetermined temperature, and is set to 0.625 ° C. here. This update prohibition condition is that the engine outlet water temperature ethw1 is increasing as shown by the characteristic line L2 in FIG. 6, and the engine outlet water temperature ethw1 increases without updating the feedback correction heat quantity eqwfb (i). This is because it is considered to fall within the range described above.
[0066]
If the determination condition of step 520 is not satisfied (update prohibition condition is not satisfied), an update amount eqwfbadd for updating the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is changed to a proportional term corresponding to the deviation edlthwt1 in steps 525 and 530. Calculate based on
[0067]
In step 525, the sensitivity coefficient ekvwfb of the proportional term is calculated based on the change amount edlthw1o and the deviation edlthwt1. For this calculation, for example, a map shown in FIG. 7 is referred to. In this map, a sensitivity coefficient ekvwfb corresponding to the deviation edlthwt1 is defined for each aspect of the change amount edlthw1o. As modes of the change amount edlthw1o, the following four (I) to (IV) are set.
[0068]
Aspect (I)
An aspect in which β1 ≦ edlthw1o <β2 under ethw1 ≧ (ethwtvw + α) (see FIG. 6), that is, an aspect in which the engine outlet water temperature ethw1 is higher than the target engine outlet water temperature ethwtvw and does not change much. β1 and β2 are predetermined temperatures. Here, β1 = −0.625 ° C. and β2 = + 0.625 ° C. are set.
[0069]
In this mode (I), when the deviation edlthwt1 is close to −α (= −1.25 ° C.), the sensitivity coefficient ekvwfb is almost the minimum value (almost 1.0). The sensitivity coefficient ekvwfb gradually increases as the deviation edlthwt1 decreases, that is, as the engine outlet water temperature ethw1 increases with respect to the target engine outlet water temperature ethwtvw.
[0070]
Aspect (II)
A mode in which β2 ≦ edlthw1o under ethw1 ≧ (ethwtvw + α) (see FIG. 6), that is, a mode in which the engine outlet water temperature ethw1 is higher than the target engine outlet water temperature ethwtvw and is rising.
[0071]
In this mode (II), when the deviation edlthwt1 is close to −α (= −1.25 ° C.), the sensitivity coefficient ekvwfb becomes almost the minimum value. However, this minimum value is larger than the minimum value in the above-described aspect (I). The sensitivity coefficient ekvwfb tends to increase as the deviation edlthwt1 decreases.
[0072]
Aspect (III)
A mode in which γ1 ≦ edlthw1o <γ2 under ethw1 <(ethwtvw−α) (see FIG. 6), that is, a mode in which the engine outlet water temperature ethw1 is lower than the target engine outlet water temperature ethwtvw and does not change much . γ1 is a predetermined temperature, and is set to −0.625 ° C. here.
[0073]
In this mode (III), when the deviation edlthwt1 is close to α (= 1.25 ° C.), the sensitivity coefficient ekvwfb is almost the minimum value (almost 1.0). The sensitivity coefficient ekvwfb gradually increases as the deviation edlthwt1 increases, that is, as the engine outlet water temperature ethw1 decreases with respect to the target engine outlet water temperature ethwtvw.
[0074]
Aspect (IV)
An aspect in which edlthw1o <γ1 under ethw1 <(ethwtvw−α) (see FIG. 6), that is, an aspect in which the engine outlet water temperature ethw1 is lower than the target engine outlet water temperature ethwtvw and is decreasing.
[0075]
In this mode (IV), when the deviation edlthwt1 is close to α (= 1.25 ° C.), the sensitivity coefficient ekvwfb becomes almost the minimum value. However, this minimum value is larger than the minimum value in the above-described embodiment (III). The sensitivity coefficient ekvwfb tends to increase as the deviation edlthwt1 increases.
[0076]
When the sensitivity coefficient ekvwfb is calculated with reference to the map as described above, the update amount eqwfbadd is calculated in step 530 according to the following equation (1).
eqwfbadd = C * ev2req (i-1) * edlthwt1 * ekvwfb (1)
In the above formula (1), C is a coefficient for converting the temperature into the heat flow rate, and is determined, for example, by the product of the specific heat of the cooling water and the density. Further, ev2req (i-1) is a required radiator flow rate in the previous control cycle. In equation (1), edlthwt1 * ekvwfb corresponds to the proportional term. After step 530, the process proceeds to step 540. On the other hand, if the determination condition in step 520 is satisfied (update prohibition condition is satisfied), the update amount eqwfbadd is set to “0” in step 535, and the process proceeds to step 540.
[0077]
In step 540, a reflection coefficient ekqwfb corresponding to the current cooling loss heat quantity eqw obtained in step 400 is calculated. For calculation of the reflection coefficient ekqwfb, for example, a map that predefines the relationship between the cooling loss heat quantity eqw and the reflection coefficient ekqwfb as shown in FIG. 8 is used. In this map, the cooling loss heat quantity eqw and the reflection coefficient ekqwfb are approximately proportional to each other, and the reflection coefficient ekqwfb is set to “1.0” when the reference cooling loss heat quantity eqwb.
[0078]
Next, in step 545, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is calculated according to the following equation (2) using the update amount eqwfbadd in step 530 as an addition term.
[0079]
eqwfb (i) = {eqwfb (i-1) * ekqwfb + eqwfbadd} / ekqwfb (2)
In the above equation (2), eqwfb (i-1) is the feedback correction heat quantity (previous value) in the previous control cycle. Here, the update amount eqwfbadd is a value corresponding to the current situation, whereas the feedback correction heat amount eqwfb (i-1) is obtained when the cooling loss heat amount eqw is set as the reference cooling loss heat amount eqwb (ekqwfb = 1). Value. Therefore, in order to make the latter a value corresponding to the current situation once in the same way as the former, in the numerator of equation (2), the feedback correction heat quantity eqwfb (i-1) depends on the cooling loss heat quantity eqw at that time. Multiply the reflection coefficient ekqwfb. Therefore, by this multiplication, the previous feedback correction heat quantity eqwfb (i-1) becomes a value corresponding to the current situation (cooling loss heat quantity eqw).
[0080]
By multiplying the previous feedback correction heat quantity eqwfb (i-1) by the reflection coefficient ekqwfb, even if the relationship between the multiplication result and the cooling loss heat quantity eqw, for example, the ratio changes, the cooling loss heat quantity eqw changes. It will be kept constant.
[0081]
In the above equation (2), dividing the numerator by the reflection coefficient ekqwfb is to prepare the calculation of the feedback correction calorific value eqwfb (i) in the next control cycle. This is to return to the value of eqwb (reference state). That is, by dividing the numerator by the reflection coefficient ekqwfb, the numerator is converted into a value when ekqwfb = 1, that is, eqw = eqwb. The feedback correction heat quantity eqwfb (i) obtained by this conversion is the value when the cooling loss heat quantity eqw is set as the reference cooling loss heat quantity eqwb, so that the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is used as it is in the next control cycle. It can be used for calculation.
[0082]
When the update prohibition condition is satisfied and the process from step 520 to step 535 is performed, eqwfbadd = 0, so that the feedback correction heat quantity eqwfb is not updated. The previous value eqwfb (i-1) is directly used as the feedback correction heat quantity eqwfb (i) in the current control cycle.
[0083]
Next, in step 550, the engine outlet water temperature (current value) ethw1 in the current control cycle is set as the engine outlet water temperature (previous value) ethwo in the previous control cycle, and stored in the RAM. .
[0084]
When the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is calculated in this way, the process proceeds to step 700 in FIG. In step 700, an engine main body radiated heat quantity eqoeng, which is the amount of heat released from the engine main body 12, and a received / heat radiated heat quantity eqetc, which is the amount of heat transferred in the process of passing the cooling water through the receiving / radiating circuit 28, are calculated.
[0085]
Next, at step 800, the required radiator flow rate ev2req (i) is calculated according to the following equation (3).
ev2req (i) = {(eqw-eqwfb (i) * ekqwfb) -eqoeng-eqetc} / {C * (ethwtvw-ethw2)} …… (3)
In the numerator of the above formula (3), the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is multiplied by the reflection coefficient ekqwfb because the feedback correction heat quantity eqwfb (i) when the cooling loss heat quantity eqw is the reference cooling loss heat quantity eqwb is used. This is because the value is converted into a value corresponding to the current situation (cooling loss heat quantity eqw).
[0086]
Subsequently, in step 900, a command opening degree (valve opening degree evwreq) to the flow rate control valve 43 is calculated based on the required radiator flow rate ev2req (i) and the engine speed ene. For this calculation, for example, as shown in FIG. 9, a map that predefines the relationship among the required radiator flow rate ev2req, the engine rotational speed ene, and the valve opening degree evwreq is referred to. In this map, the valve opening degree evwreq is small when the required radiator flow rate ev2req is small, and increases as the required radiator flow rate ev2req increases. Further, the valve opening degree evwreq changes greatly even if the required radiator flow rate ev2req slightly changes when the engine speed ene is low. On the other hand, the valve opening evwreq does not change so much as the required radiator flow rate ev2req does not change as the engine speed ene increases.
[0087]
Next, in step 1000, the flow control valve 43 is driven and controlled in accordance with the valve opening evwreq obtained in step 900 to change the valve opening. In step 1100, various values in the current control cycle are stored in the RAM as previous values in preparation for the next control cycle, and then a series of processes of the cooling water temperature control routine is temporarily ended. The flow rate of the cooling water passing through the radiator 25 is adjusted by adjusting the opening degree of the flow rate control valve 43, and the engine outlet water temperature ethw1 converges to the target engine outlet water temperature ethwtvw.
[0088]
In the cooling water temperature control routine described above, the process of step 400 executed by the ECU 55 corresponds to the cooling loss heat quantity calculation means, and the process of step 800 corresponds to the required radiator flow rate calculation means. Further, the processing of steps 500 and 800 corresponds to feedback correction means, and the processing of steps 900 and 1000 corresponds to flow rate control valve control means.
[0089]
According to the first embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(A) The required radiator flow rate ev2req (i) is calculated, and the flow rate control valve 43 is controlled based on the required radiator flow rate ev2req (i) (steps 800 to 1000). For this reason, it becomes possible to control the flow control valve 43 according to the flow characteristics of the flow control valve 43. Therefore, even when the radiator flow rate does not change linearly with respect to the opening degree of the flow control valve 43, the opening degree of the flow control valve 43 can be increased or decreased in correspondence with the required radiator flow rate ev2req (i).
[0090]
(B) The required radiator flow rate ev2req (i) is calculated based on the cooling loss heat quantity eqw, the target engine outlet water temperature ethwtvw, and the radiator outlet water temperature ethw2 (step 800). For this reason, even if the operating loss of the engine 11 changes and the cooling loss heat quantity eqw changes, and the required radiator flow rate ev2req (i) changes accordingly, the required radiator flow rate ev2req (i) changes according to the change in the required radiator flow rate ev2req (i). The actual radiator flow rate can be changed.
[0091]
Also, the required radiator flow rate ev2req (i) varies depending on the radiator outlet water temperature ethw2, but since the radiator outlet water temperature ethw2 is used to calculate the required radiator flow rate ev2req (i) as described above, it depends on the radiator outlet water temperature ethw2. The radiator flow rate can be changed.
[0092]
(C) The cooling loss heat quantity eqw is corrected by the feedback correction heat quantity eqwfb (i), and the opening degree of the flow control valve is feedback controlled (steps 800 to 1000). Therefore, the flow rate of the flow control valve 43 in (a) above and the radiator outlet water temperature ethw2 in (b) above can be reflected to increase or decrease the radiator flow rate, and the target engine outlet water temperature of the engine outlet water temperature ethw1 Hunting for ethwtvw can be reduced. As a result, the target engine outlet water temperature ethwtvw can be set higher while taking into consideration the heat resistance of the engine 11, and fuel consumption deterioration due to increased friction can be suppressed.
[0093]
(D) The update amount eqwfbadd is obtained based on the proportional term (edlthwt1 * ekvwfb) corresponding to the deviation edlthwt1, and the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is calculated using this update amount eqwfbadd (steps 530 and 545). Therefore, by correcting the cooling loss heat quantity eqw based on the feedback correction heat quantity eqwfb (i) and using it to calculate the required radiator flow rate ev2req (step 800), the response of the engine outlet water temperature ethw1 to the target engine outlet water temperature ethwtvw And the convergence can be suitably improved.
[0094]
(E) The sensitivity coefficient ekvwfb of the proportional term (edlthwt1 * ekvwfb) is made variable according to the amount of change edlthw1o of the engine outlet water temperature ethw1, and the proportional term is obtained based on this sensitivity coefficient ekvwfb (steps 510, 525, 530).
[0095]
That is, in the aspect (II) (or aspect (IV)) of FIG. 6 in which the engine outlet water temperature ethw1 on the higher side (or lower side) than the target engine outlet water temperature ethwtvw tends to increase (or decrease), the sensitivity coefficient ekvwfb is set. A large value is set. By doing so, the engine outlet water temperature ethw1 that is going to change away from the target engine outlet water temperature ethwtvw can be changed greatly, and the target engine outlet water temperature ethwtvw can be quickly brought close to the target engine outlet water temperature ethwtvw.
[0096]
Further, in the aspect (I) (or aspect (III)) of FIG. 6 in which the engine outlet water temperature ethw1 on the higher side (or lower side) than the target engine outlet water temperature ethwtvw does not change much, the sensitivity coefficient ekvwfb is set to a small value. It is set. By so doing, the engine outlet water temperature ethw1 can be gradually changed to suppress hunting of the engine outlet water temperature ethw1 with respect to the target engine outlet water temperature ethwtvw.
[0097]
Therefore, compared with the case where the sensitivity coefficient ekvwfb is constant, the response and convergence of the engine outlet water temperature ethw1 to the target engine outlet water temperature ethwtvw can be further improved.
[0098]
(F) When the engine outlet water temperature ethw1, which is higher (or lower) than the target engine outlet water temperature ethwtvw, decreases or increases as shown by the characteristic line L1 or L2 in FIG. The water temperature ethw1 is approaching the target engine outlet water temperature ethwtvw. In this case, the update amount eqwfbadd is set to “0” (step 535), and the feedback correction heat amount eqwfb (i) is not updated (step 545). Further, even when the engine outlet water temperature ethw1 is within a certain range including the target engine outlet water temperature ethwtvw, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is not updated as described above. Accordingly, in any of the above cases, the phenomenon that the engine outlet water temperature ethw1 hunts with respect to the target engine outlet water temperature ethwtvw can be suppressed by updating the feedback correction heat quantity eqwfb (i).
[0099]
(G) The sensitivity coefficient ekvwfb of the proportional term (edlthwt1 * ekvwfb) is made variable according to the deviation edlthwt1 between the target engine outlet water temperature ethwtvw and the engine outlet water temperature ethw1, and the proportional term is obtained based on this sensitivity coefficient ekvwfb (step 525). , 530).
[0100]
That is, by setting the sensitivity coefficient ekvwfb to a large value when the deviation edlthwt1 (absolute value) is large, the engine outlet water temperature ethw1 can be rapidly changed to quickly approach the target engine outlet water temperature ethwtvw. Also, by setting the sensitivity coefficient ekvwfb to a small value when the deviation edlthwt1 (absolute value) is small, the engine outlet water temperature ethw1 is changed slowly to suppress hunting of the engine outlet water temperature ethw1 to the target engine outlet water temperature ethwtvw. Is possible. In this way, the response and convergence of the engine outlet water temperature ethw1 to the target engine outlet water temperature ethwtvw can be further improved.
[0101]
(H) The engine rotation speed ene is used as engine information corresponding to the flow rate of the cooling water passing through the engine 11, and the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is updated at an update period etmqwf corresponding to the engine rotation speed ene ( Step 505). Therefore, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) can be appropriately updated in accordance with the response of the engine outlet water temperature ethw1.
[0102]
That is, when the flow rate of the cooling water passing through the engine 11 is small (ene: low) and the response of the engine outlet water temperature ethw1 is slow, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is updated excessively by setting the update cycle etmqwf long. Can be suppressed. In addition, when the flow rate of the cooling water is large (ene: high) and the response of the engine outlet water temperature ethw1 is fast, the update of the feedback correction heat quantity eqwfb (i) can be prevented from being delayed by setting the update cycle etmqwf short. . Thus, by making the update cycle etmqwf variable according to the engine speed ene, it is possible to suppress deterioration of controllability such as excessive update of the feedback correction heat quantity eqwfb (i) and update delay.
[0103]
(I) When the cooling loss heat quantity eqw changes due to a change in the engine operating state, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) in the engine operating state before the change is directly changed to the feedback correction heat quantity eqwfb (i) required after the change. It may not be possible. In this case, if the feedback correction heat quantity eqwfb (i) in the engine operating state before the change is used, the controllability of the cooling water temperature may be deteriorated.
[0104]
On the other hand, in the first embodiment, prior to correction of the cooling loss heat quantity eqw using the feedback correction heat quantity eqwfb (i) (step 800), the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is corrected based on the cooling loss heat quantity eqw. is doing. That is, the feedback correction heat quantities eqwfb (i) and eqwfb (i-1) are values when the cooling loss heat quantity eqw is set as the reference cooling loss heat quantity eqwb. Further, the reflection coefficient ekqwfb at the reference cooling loss heat quantity eqwb is set to “1.0”. In calculating the feedback correction heat quantity eqwfb (i), the previous value eqwfb (i-1) is multiplied by a reflection coefficient ekqwfb corresponding to the current cooling loss heat quantity eqw (step 545).
[0105]
Therefore, the ratio of the feedback correction heat quantity eqwfb (i) to the cooling loss heat quantity eqw is constant regardless of the cooling loss heat quantity eqw (the same value as the ratio of the reference cooling loss heat quantity eqwb and the corresponding feedback correction heat quantity eqwfb (i)) ) Can be kept. As a result, even if the cooling heat loss eqw changes as the engine operating state changes, the feedback correction calorific value eqwfb (i) that reflects the change in the cooling heat loss eqw as described above is used. Deterioration of controllability can be suppressed.
[0106]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, learning control is performed to eliminate the correction delay of the feedback correction heat quantity eqwfb (i) when the cooling loss heat quantity eqw obtained based on the engine operating state deviates from the actual cooling loss heat quantity. Yes.
[0107]
The outline of this learning control will be described. When the cooling loss heat quantity eqw changes, the corrected cooling loss heat quantity eqw is corrected in consideration of the delay in response to the change in the engine operating state as shown in FIG. Calculate the calorific value eqwsm. Separately from this, an actual cooling loss heat quantity (actual cooling loss heat quantity eqwreal) is calculated. The corrected cooling loss heat quantity eqwsm and the actual cooling loss heat quantity eqwreal should be essentially the same. Therefore, a learning correction value (learning correction coefficient ekqwkg) is obtained based on the corrected cooling loss heat quantity eqwsm and the actual cooling loss heat quantity eqwreal, and is stored in the backup RAM, and the cooling loss heat quantity eqw is calculated when calculating the required radiator flow rate ev2req. Correction is made based on the learning correction coefficient ekqwkg.
[0108]
Next, details of the control will be described. The flowchart of FIG. 10 shows a coolant temperature control routine corresponding to FIG. 2 described above. In FIG. 10, the same steps as those in FIG.
[0109]
In this cooling water temperature control routine, the ECU 55 sequentially performs the processing of Steps 100 to 500, and then performs the update processing of the learning correction coefficient ekqwkg in Step 600. In this update process, in step 605 of FIG. 11, a so-called annealing process (gradual change process) is performed to correct the cooling heat loss eqw based on the time constant nsm indicating the degree of response delay as described above. Then, the corrected cooling loss heat quantity eqwsm (i) is calculated.
[0110]
A value corresponding to the engine speed ene is set as the time constant nsm. For this setting, for example, as shown in FIG. 13, a map that predefines the relationship between the engine speed ene and the time constant nsm is used. In this map, the time constant nsm is set to be large when the engine speed ene is low, and to decrease as the engine speed ene increases. This is because when the engine speed ene is low, the flow rate of the cooling water is small and the response of the engine outlet water temperature ethw1 is slow, and as the engine speed ene increases, the flow rate of the cooling water increases and the response of the engine outlet water temperature ethw1 becomes fast Because.
[0111]
Next, in step 610, the actual cooling loss heat quantity eqwreal is calculated according to the following equations (4) to (6) using the radiator flow rate and the actual water temperature (engine outlet water temperature ethw1 and radiator outlet water temperature ethw2). As the radiator flow rate, for example, the previous value ev2req (i-1) of the required radiator flow rate can be used.
[0112]
eqwreal = t_qwb / ekqwkg (o) (4)
t_qwb = C * ev2req (i-1) * edlthw12 + eqoeng + eqetc (5)
edlthw12 = ethw1-ethw2 (6)
In the above equation (4), ekqwkg (o) is a learning correction coefficient before update. Also, edlthw12 indicates the temperature change of the cooling water before and after passing through the radiator 25.
[0113]
Next, in step 615, it is determined whether or not it is a cycle for updating the learning correction coefficient ekqwkg. Here, the update cycle is set to a value larger than the calculation cycle of the corrected cooling loss heat quantity eqwsm (i) and the actual cooling loss heat quantity eqwreal, for example, 10 seconds. If the determination condition in step 615 is satisfied, it is determined in step 620 which learning region the engine operating state at that time belongs to. The learning area is divided into a plurality of areas based on an element that may change a deviation between the calculated cooling loss heat quantity eqw and the actual cooling loss heat quantity eqwreal. Examples of such elements include (i) the operating range of the engine 11, (ii) the target engine outlet water temperature ethwtvw, (iii) the combustion mode of the engine 11, (iv) a combination of the above (i) to (iii), etc. Is mentioned.
[0114]
In the case of (i) above, the learning area may be divided into, for example, a stop / idle area and other areas. In the case of (ii), the learning area may be divided into a number of areas according to the target engine outlet water temperature ethwtvw. Further, the target engine outlet water temperature ethwtvw may be divided into a plurality of groups such as high temperature and low temperature, and the learning area may be divided into a number of areas corresponding to the group.
[0115]
In the case of (iii), the learning region may be divided into, for example, stratified combustion and homogeneous combustion. In homogeneous combustion, for example, when the engine 11 is under a high load, fuel is injected during the intake stroke to increase the diffusion time, promote vaporization, and evenly mix the fuel and air to obtain a mixture near the stoichiometric air-fuel ratio. And a combustion system in which ignition is performed thereafter. Stratified combustion is a combustion system in which fuel-air mixture is stratified by injecting fuel toward the top surface of a piston in the latter half of the compression stroke, for example, when the engine 11 is under a low load, and then ignition is performed. That is, by delaying the fuel injection timing as much as possible, before the fuel diffuses throughout the combustion chamber, a fuel-rich mixture layer (about the stoichiometric air-fuel ratio) is formed around the spark plug. This is a method of forming a mixture layer with less fuel around.
[0116]
When the learning area is determined in step 620, in step 625, the update amount edlkqwkg of the learning correction coefficient ekqwkg is calculated according to the following equation (7).
edlkqwkg = {(eqwreal / eqwsm (i))-1} / n (7)
In the above formula (7), n is an arbitrary number, for example, “6” is set. (Eqwreal / eqwsm (i))-1 in the equation (7) corresponds to a reference value, in this case, a deviation from “1”. Moreover, the reason for dividing by n is that the learning correction coefficient ekqwkg is slowly updated to reduce the deviation little by little.
[0117]
Next, in step 630, the learning correction coefficient ekqwkg is updated according to the following equation (8) using the update amount edlkqwkg.
ekqwkg (n) = ekqwkg (o) + edlkqwkg ...... (8)
Ekqwkg (o) in the above equation (8) is a learning correction coefficient before update stored in the learning area of the backup RAM determined in step 620. Also, ekqwkg (n) is a new learning correction coefficient that is replaced in the same learning area as described above, that is, an updated learning correction coefficient.
[0118]
Next, at step 635, the learning update heat quantity eqwfbadj is calculated by converting the updated learning correction coefficient ekqwkg (n) into a heat quantity according to the following equation (9).
eqwfbadj = t_qwb / ekqwkg (n) -eqwreal (9)
The above formula (9) is derived as follows. The following relational expression (10) holds among the cooling loss heat quantity eqw, the feedback correction heat quantity eqwfb (i), the reflection coefficient ekqwfb, the learning correction coefficients ekqwkg (o), ekqwkg (n), and the learning update heat quantity eqwfbadj.
[0119]
(eqw-eqwfb (i) * ekqwfb) * ekqwkg (o)
= {Eqw- (eqwfb (i) * ekqwfb-eqwfbadj)} * ekqwkg (n) (10)
Here, when eqw-eqwfb (i) * ekqwfb = eqwreal, the above equation (10) is expressed by the following equation (11).
[0120]
eqwreal * ekqwkg (o) = (eqwreal + eqwfbadj) * ekqwkg (n) (11)
By rearranging the formula (11), the following formulas (12) and (13) are derived.
eqwfbadj * ekqwkg (n) = eqwreal * ekqwkg (o) -eqwreal * ekqwkg (n) …… (12)
eqwfbadj = eqwreal * ekqwkg (o) / ekqwkg (n) -eqwreal ...... (13)
Then, when formula (13) is rearranged by formula (4) described above, formula (9) is obtained.
[0121]
Next, in step 640, the corrected feedback correction heat quantity eqwfb (i ′) is calculated by correcting the feedback correction heat quantity eqwfb (i) calculated in step 500 according to the following equation (14).
[0122]
eqwfb (i ') = (eqwfb (i) * ekqwfb-eqwfbadj) / ekqwfb (14)
The reflection coefficient ekqwfb in the numerator of the above equation (14) is used to set the feedback correction heat quantity eqwfb (i) to a value corresponding to the current situation (cooling loss heat quantity eqw). The reflection coefficient ekqwfb in the denominator is used to return the numerator to the value when the cooling loss heat quantity eqw is set as the reference cooling loss heat quantity eqwb (reference state).
[0123]
Then, after the processing in step 640, the process proceeds to step 700 in FIG. In step 700, the engine main body radiating heat quantity eqoeng and the received / radiated heat quantity eqetc are calculated, and then in step 800, the required radiator flow rate ev2req (i) is calculated according to the following equation (15). Expression (15) reflects the learning correction coefficient ekqwkg (n) and the corrected feedback correction heat quantity eqwfb (i ′) in the above-described expression (3).
[0124]
Figure 0004009509
In the above equation (15), the correction feedback correction heat quantity eqwfb (i ′) is multiplied by the reflection coefficient ekqwfb for the following reason. That is, as in the above equation (3), the corrected feedback correction heat quantity eqwfb (i ′) when the cooling heat loss eqw is set as the reference cooling heat loss eqwb is set to a value corresponding to the current situation (cooling heat loss eqw). This is for conversion.
[0125]
When the required radiator flow rate ev2req (i) is calculated in this way, the processing of steps 900 to 1100 is performed in order, and then the series of processing of the cooling water temperature control routine is temporarily terminated.
[0126]
In the second embodiment described above, the process of step 605 executed by the ECU 55 corresponds to the corrected cooling loss heat quantity calculation means, and the process of step 610 corresponds to the actual cooling loss heat quantity calculation means. Further, the processing of steps 625 to 640, 800 corresponds to learning correction means.
[0127]
According to the second embodiment described in detail above, the following effects can be obtained in addition to the above-described (a) to (i).
(J) The cooling loss heat quantity eqw is corrected based on the learning correction coefficient ekqwkg (n). That is, the corrected cooling loss heat quantity eqwsm (i) is calculated by correcting the cooling loss heat quantity eqw based on the time constant nsm corresponding to the response delay (step 605). Further, the actual cooling loss heat quantity eqwreal is calculated based on the required radiator flow rate ev2req (i-1) and the current water temperature (engine outlet water temperature ethw1, radiator outlet water temperature ethw2) (step 610). Further, a learning correction coefficient ekqwkg (n) is obtained based on the corrected cooling loss heat quantity eqwsm and the actual cooling loss heat quantity eqwreal, and stored and updated (steps 625 and 630). In calculating the required radiator flow rate ev2req (i), the cooling loss heat quantity eqw is corrected based on the learning correction coefficient ekqwkg (n) (steps 635, 640, 800).
[0128]
Therefore, even if the cooling loss heat quantity eqw is deviated from the actual cooling loss heat quantity eqwreal, the correction of the cooling loss heat quantity eqw based on the learning correction coefficient ekqwkg (n) only makes correction by the feedback correction heat quantity eqwfb (i). The correction delay which may arise can be compensated and deterioration of controllability of cooling water temperature can be controlled.
[0129]
(K) In equation (7), the update value edlkqwkg is obtained by dividing a reference value, here (eqwreal / eqwsm (i)) − 1 corresponding to a deviation from “1”, by n. Therefore, it is possible to update the learning correction coefficient ekqwkg little by little to prevent erroneous learning of the learning correction coefficient ekqwkg and to suppress overcorrection of the cooling loss heat quantity eqw.
[0130]
(L) When the learning correction coefficient ekqwkg (o) is updated (step 630), the feedback correction heat quantity eqwfb (i) is corrected according to the updated amount edlkqwkg (steps 635 and 640). That is, after the learning correction coefficient ekqwkg (n) is converted into a heat quantity (learning update heat quantity eqwfbadj), this is subtracted from the feedback correction heat quantity eqwfb (i) (more precisely, the product of the reflection coefficient ekqwfb). Therefore, it is possible to prevent the cooling loss heat quantity eqw used for calculating the required radiator flow rate ev2req (i) from being unnecessarily changed as the learning correction coefficient ekqwkg is updated, thereby improving the controllability of the cooling water temperature. it can.
[0131]
(M) The learning region is divided into the operation region of the engine 11, and the learning correction coefficient ekqwkg (n) is obtained for each learning region, and this is stored and updated for each learning region. Then, the cooling heat loss eqw is corrected based on the learning correction coefficient ekqwkg (n) of the learning region corresponding to the operation region at that time. Therefore, even if the deviation between the calculated cooling loss heat quantity eqw and the actual cooling loss heat quantity changes depending on the operating region of the engine 11, the learning correction coefficient ekqwkg (n) can be obtained in correspondence with this change, Controllability of water temperature can be improved.
[0132]
The same effect can be obtained not only when the engine 11 is operated but also when a learning area is set for each target engine outlet water temperature ethwtvw and for each combustion mode. For example, in this embodiment, the learning region is divided for the target engine outlet water temperature ethwtvw (or combustion mode), the learning correction coefficient ekqwkg (n) is obtained for each learning region, and this is stored and updated for each learning region. In this case, even if the deviation between the calculated cooling heat loss eqw and the actual cooling heat loss varies depending on the target engine outlet water temperature ethwtvw (or combustion mode), the learning correction coefficient ekqwkg (n) is set to correspond to this change. Therefore, the controllability of the cooling water temperature can be improved.
[0133]
Further, the above-described effects are obtained by combining the operation region of the engine 11, the target engine outlet water temperature ethwtvw, and the combustion mode, dividing the learning region for the combination, and obtaining the learning correction coefficient ekqwkg for each learning region, It is also obtained when this is stored for each learning area.
[0134]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment is greatly different from the second embodiment described above in the content of learning control. That is, the learning correction amount eqwkg is obtained based on a predetermined fraction of the feedback correction heat amount eqwfb (i), the learning correction amount eqwkg is stored, and the cooling loss heat amount eqw is calculated as the learning correction amount when calculating the required radiator flow rate ev2req. Corrected based on eqwkg.
[0135]
Next, details of the control will be described. FIG. 14 shows a cooling water temperature control routine corresponding to FIGS. 2 and 10 described above. In FIG. 14, the same processes as those in FIGS. 2 and 10 are given the same number of steps, and detailed description thereof is omitted.
[0136]
In this cooling water temperature control routine, the ECU 55 performs the processing of steps 100 to 500 in order, and then updates the learning correction amount eqwkg in step 650. In this processing, the learning area is determined in step 655 of FIG. This processing is the same as the processing content of step 620 described above.
[0137]
Next, at step 660, the learning correction amount eqwkg is updated according to the following equation (16).
eqwkg (n) = eqwkg (o) + eqwfb (i) / n (16)
In the equation (16), eqwkg (o) is a learning correction amount before update stored in the backup RAM in the learning area determined in step 655. Further, eqwkg (n) is a new learning correction amount that is replaced in the same learning region as described above, that is, the updated learning correction amount. Furthermore, n is an arbitrary number.
[0138]
Next, in step 665, the feedback correction heat quantity eqwfb (i) calculated in step 500 is corrected according to the following equation (17) to calculate a correction feedback correction heat quantity eqwfb (i ').
[0139]
eqwfb (i ') = (1-1 / n) eqwfb (i) (17)
The reason for subtracting eqwfb (i) / n in the above equation (17) is that the cooling heat loss eqw used for calculating the required radiator flow rate ev2req (i) is unnecessarily changed as the learning correction amount eqwkg is updated. This is for preventing and improving the controllability of the cooling water temperature.
[0140]
Subsequently, in step 670, a reflection coefficient ekqwkg corresponding to the cooling loss heat quantity eqw is calculated. Here, the reflection coefficient ekqwkg is the same as the reflection coefficient ekqwfb described in the first embodiment. For this calculation, for example, a map that predefines the relationship between the cooling loss heat quantity eqw and the reflection coefficient ekqwkg as shown in FIG. 16 is used. In this map, the cooling loss heat quantity eqw and the reflection coefficient ekqwkg are substantially proportional to each other, and the reflection coefficient ekqwkg is set to “1.0” when the reference cooling loss heat quantity eqwb.
[0141]
Then, after the processing in step 670, the process proceeds to step 700 in FIG. After calculating the engine main body heat radiation eqoeng and the received heat radiation heat quantity eqetc at step 700, the required radiator flow rate ev2req (i) is calculated at step 800 according to the following equation (18). Expression (18) reflects the corrected feedback correction heat quantity eqwfb (i ′), the learning correction quantity eqwkg (n), and the reflection coefficient ekqwkg in the above-described expression (3).
[0142]
Figure 0004009509
In the numerator of the equation (18), the learning correction amount eqwkg (n) is multiplied by the reflection coefficient ekqwkg for the following reason. That is, the learning correction amount eqwkg (n) reflecting the feedback correction heat amount eqwfb (i) when the cooling loss heat amount eqw is set as the reference cooling loss heat amount eqwb is set to a value corresponding to the current situation (cooling loss heat amount eqw). This is for conversion.
When the required radiator flow rate ev2req (i) is calculated in this way, the processing of steps 900 to 1100 is performed in order, and then the series of processing of the cooling water temperature control routine is temporarily terminated.
[0143]
According to 3rd Embodiment explained in full detail above, the following effect is acquired in addition to (a)-(i) and (m) mentioned above.
(N) The learning correction amount eqwkg (o) is updated by 1 / n of the feedback correction heat amount eqwfb (i) (step 660), and this learning correction amount eqwkg (n) is stored in the backup RAM. In calculating the required radiator flow rate ev2req (i), the cooling heat loss eqw is corrected based on the learning correction amount eqwkg (n) (step 800).
[0144]
Therefore, even if the cooling loss heat quantity eqw deviates from the actual cooling loss heat quantity, only the correction by the feedback correction heat quantity eqwfb (i) can be performed by correcting the cooling loss heat quantity eqw based on the learning correction quantity eqwkg (n). In this case, the correction delay that may occur can be compensated for, and deterioration of the controllability of the coolant temperature can be suppressed.
[0145]
Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
The present invention can also be applied to a cooling device using an electric water pump driven by a motor instead of the mechanically driven water pump 26 driven by the engine 11.
[0146]
The flow rate of cooling water passing through the engine body 12 may be detected, and the update period etmqwf of the feedback correction heat quantity eqwfb (i) may be set based on the detected value. Further, the update period etmqwf may be set based on engine information corresponding to the flow rate of the cooling water passing through the engine body 12. The engine information is preferably proportional to the flow rate of the cooling water. In this regard, in each of the embodiments using the mechanically driven water pump 26, the engine speed ene is used as the engine information. When an electric water pump is used as described above instead of the mechanical drive water pump 26, for example, the rotation speed of a motor can be used as the engine information.
[0147]
The aspect of the change amount edlthw1o may be subdivided into more aspects than the second and third embodiments (four aspects (I) to (IV)). For example, when the engine outlet water temperature ethw1 on the higher side than the target engine outlet water temperature ethwtvw is rising (corresponding to the aspect (II)), a plurality of modes may be set according to the degree of the increase. Even in such a case of dividing into many modes, the characteristic of the sensitivity coefficient ekvwfb with respect to the deviation edlthwt1 is made different for each mode.
[0148]
The sensitivity coefficient ekvwfb may be a constant value, or may be variable according to one of the change amount edlthw1o and the deviation edlthwt1.
Instead of or in addition to the second and third embodiments, a learning correction coefficient ekqwkg (or learning correction amount eqwkg) is obtained for each cooling loss heat quantity eqw and stored for each cooling loss heat quantity eqw. The cooling loss heat quantity eqw may be corrected based on a learning correction coefficient ekqwkg (or learning correction quantity eqwkg) corresponding to the cooling loss heat quantity eqw.
[0149]
  In addition, the technical ideas that can be grasped from the respective embodiments will be described together with their effects.
  (A) Claims 1 to4In the internal combustion engine cooling device according to any one of the above, further, a learning correction amount is obtained based on the feedback correction amount by the feedback correction unit, the learning correction amount is stored, and the requested radiator flow rate calculation unit is configured to store the learning correction amount. Second learning correction means is provided for correcting the cooling loss heat amount based on the learning correction amount when calculating the required radiator flow rate.
[0150]
Here, the processing of steps 660 and 800 executed by the ECU 55 corresponds to the second learning correction means.
According to the above configuration, even if the cooling loss heat quantity obtained based on the engine operating state is deviated from the actual cooling loss heat quantity, the feedback correction quantity is corrected by correcting the cooling loss heat quantity based on the learning correction quantity. Therefore, it is possible to compensate for a correction delay that can occur in the case of only the correction by the control, and to suppress the deterioration of the controllability of the cooling water temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an engine cooling device in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for controlling the temperature of cooling water.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for calculating a feedback correction heat quantity eqwfb (i).
FIG. 4 is a schematic diagram showing a map structure of a map used for determining a cooling loss heat quantity eqw.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a map structure of a map used for determining an update period etmqwf of feedback correction heat quantity.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an aspect of a change amount edlthw1o of the engine outlet water temperature.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a map structure of a map used for determining a sensitivity coefficient ekvwfb.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a map structure of a map used for determining a reflection coefficient ekqwfb.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a map structure of a map used for determining the valve opening degree evwreq.
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for controlling the temperature of cooling water in the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for updating a learning correction coefficient ekqwkg.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship among a cooling loss heat quantity eqw, a corrected cooling loss heat quantity eqwsm, and an actual cooling loss heat quantity eqwreal.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a map structure of a map used for determining a time constant.
FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for controlling the temperature of cooling water in the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing a procedure for updating a learning correction amount eqwkg.
FIG. 16 is a schematic diagram showing a map structure of a map used for determining a reflection coefficient ekqwkg.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 22 ... Cooling device, 25 ... Radiator, 43 ... Flow control valve, 55 ... ECU (Cooling loss heat amount calculation means, Requested radiator flow rate calculation means, Feedback correction means, Flow control valve control means, Correction Cooling loss heat quantity calculation means, actual cooling loss heat quantity calculation means, learning correction means), ethw1 ... engine outlet water temperature (cooling water temperature of the internal combustion engine), ethw2 ... radiator outlet water temperature (cooling water temperature after passing through the radiator), ethwtvw ... target engine outlet water temperature (target cooling water temperature), edlthw1o ... change, edlthwt1 ... deviation, ene ... engine speed (engine information), ev2req ... requested radiator flow rate, eqw ... cooling loss heat, eqwfb ... feedback correction heat (feedback) Correction amount), eqwsm ... correction cooling heat loss, eqwreal ... actual cooling heat loss, eqwfbadd ... update amount, ekqwkg ... learning correction factor (learning correction) ), Etmqwf ... update cycle (control cycle), ekvwfb ... sensitivity coefficient, nsm ... time constant.

Claims (13)

内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、
前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、
前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、
前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、
前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正手段と、
前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段とを備え、
前記フィードバック補正手段は、前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じた比例項に基づいて前記フィードバック補正量を求め、前記比例項の感度係数を前記内燃機関の冷却水温度の変化量に応じて可変とし、この可変とされる感度係数に基づき前記比例項を求めるものであることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
A radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine;
A flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate which is a flow rate of cooling water passing through the radiator;
A cooling loss heat amount calculating means for calculating a cooling loss heat amount taken by the cooling water from the internal combustion engine based on an engine operating state;
In order to set the cooling water temperature of the internal combustion engine as the target cooling water temperature based on the cooling loss heat amount by the cooling loss heat amount calculation means, the target cooling water temperature of the internal combustion engine, and the cooling water temperature after passing through the radiator A required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate,
A feedback correction amount for setting the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature is obtained, and when calculating the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat amount is corrected based on the feedback correction amount. Feedback correction means for
Flow rate control valve control means for controlling the flow rate control valve based on the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means ,
The feedback correction means obtains the feedback correction amount based on a proportional term corresponding to a deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature of the internal combustion engine, and sets the sensitivity coefficient of the proportional term as the cooling water of the internal combustion engine. A cooling apparatus for an internal combustion engine, which is variable in accordance with a change amount of temperature and obtains the proportional term based on the variable sensitivity coefficient .
内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、A radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine;
前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、  A flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate which is a flow rate of cooling water passing through the radiator;
前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、  A cooling loss heat amount calculating means for calculating a cooling loss heat amount taken by the cooling water from the internal combustion engine based on an engine operating state;
前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、  In order to set the cooling water temperature of the internal combustion engine as the target cooling water temperature based on the cooling loss heat amount by the cooling loss heat amount calculation means, the target cooling water temperature of the internal combustion engine, and the cooling water temperature after passing through the radiator A required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate,
前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正手段と、  A feedback correction amount for setting the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature is obtained, and when calculating the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat amount is corrected based on the feedback correction amount. Feedback correction means for
前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段とを備え、  Flow rate control valve control means for controlling the flow rate control valve based on the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means,
前記フィードバック補正手段は、前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じた比例項に基づいて前記フィードバック補正量を求め、前記比例項の感度係数を前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じて可変とし、この可変とされる感度係数に基づき前記比例項を求めるものであることを特徴とする内燃機関の冷却装置。  The feedback correction means obtains the feedback correction amount based on a proportional term corresponding to a deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature of the internal combustion engine, and sets the sensitivity coefficient of the proportional term as the target cooling water temperature. A cooling apparatus for an internal combustion engine, which is variable according to a deviation from a cooling water temperature of the internal combustion engine and obtains the proportional term based on the variable sensitivity coefficient.
前記フィードバック補正手段は、前記内燃機関を通過する冷却水の流量又はそれに相当する機関情報に応じた制御周期にて前記フィードバック補正量を更新するものである請求項1又は2に記載の内燃機関の冷却装置。The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the feedback correction means updates the feedback correction amount at a control cycle corresponding to a flow rate of cooling water passing through the internal combustion engine or engine information corresponding to the flow rate. Cooling system. 前記フィードバック補正手段は、前記フィードバック補正量を前記冷却損失熱量算出手段にて算出される冷却損失熱量に基づき修正したうえで前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するものである請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の冷却装置。2. The feedback correction unit corrects the cooling loss heat amount based on the feedback correction amount after correcting the feedback correction amount based on the cooling loss heat amount calculated by the cooling loss heat amount calculation unit. The cooling apparatus for an internal combustion engine according to any one of? 内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、A radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine;
前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、  A flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate which is a flow rate of cooling water passing through the radiator;
前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、  A cooling loss heat amount calculating means for calculating a cooling loss heat amount taken by the cooling water from the internal combustion engine based on an engine operating state;
前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、  In order to set the cooling water temperature of the internal combustion engine as the target cooling water temperature based on the cooling loss heat amount by the cooling loss heat amount calculation means, the target cooling water temperature of the internal combustion engine, and the cooling water temperature after passing through the radiator A required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate,
前記内燃機関の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正手段と、  A feedback correction amount for setting the cooling water temperature of the internal combustion engine to the target cooling water temperature is obtained, and when calculating the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat amount is corrected based on the feedback correction amount. Feedback correction means for
前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段と、  Flow rate control valve control means for controlling the flow rate control valve based on the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means;
前記冷却損失熱量算出手段にて算出される冷却損失熱量を前記内燃機関の運転状態の変化に対する応答遅れに応じた時定数に基づき補正して補正冷却損失熱量を算出する補正冷却損失熱量算出手段と、  Corrected cooling loss heat amount calculating means for correcting the cooling loss heat amount calculated by the cooling loss heat amount calculating means based on a time constant corresponding to a response delay with respect to a change in the operating state of the internal combustion engine and calculating a corrected cooling loss heat amount; ,
前記ラジエータ流量、前記内燃機関の冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき実際の冷却損失熱量である実冷却損失熱量を算出する実冷却損失熱量算出手段と、  An actual cooling loss calorie calculating means for calculating an actual cooling loss calorie that is an actual cooling loss calorie based on the radiator flow rate, the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the cooling water temperature after passing through the radiator;
前記補正冷却損失熱量算出手段による補正冷却損失熱量と、前記実冷却損失熱量算出手段による実冷却損失熱量とに基づき学習補正値を求め、この学習補正値を記憶するとともに、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記学習補正値に基づき補正する学習補正手段と  A learning correction value is obtained based on the corrected cooling loss heat quantity by the corrected cooling loss heat quantity calculation means and the actual cooling loss heat quantity by the actual cooling loss heat quantity calculation means, and this learning correction value is stored and the required radiator flow rate calculation means. Learning correction means for correcting the cooling heat loss based on the learning correction value when calculating the required radiator flow rate by
を備えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。A cooling device for an internal combustion engine, comprising:
前記フィードバック補正量は、前記学習補正手段により前記学習補正値が更新されたとき、その更新量に応じて修正されるものである請求項5に記載の内燃機関の冷却装置。6. The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the feedback correction amount is corrected according to the update amount when the learning correction value is updated by the learning correction means. 前記学習補正手段は、前記内燃機関の運転領域別に前記学習補正値を求め、この学習補正値を前記運転領域別に記憶するとともに、前記冷却損失熱量をそのときの運転領域に対応する学習補正値に基づき補正するものである請求項5又は6に記載の内燃機関の冷却装置。The learning correction means obtains the learning correction value for each operation region of the internal combustion engine, stores the learning correction value for each operation region, and sets the cooling loss heat amount to a learning correction value corresponding to the operation region at that time. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein correction is performed based on the correction. 前記学習補正手段は、前記内燃機関の目標冷却水温度別に前記学習補正値を求め、この学習補正値を前記内燃機関の目標冷却水温度別に記憶するとともに、前記冷却損失熱量をそのときの目標冷却水温度に対応する学習補正値に基づき補正するものである請求項5〜7のいずれかに記載の内燃機関の冷却装置。The learning correction means obtains the learning correction value for each target cooling water temperature of the internal combustion engine, stores the learning correction value for each target cooling water temperature of the internal combustion engine, and stores the cooling loss heat amount at the target cooling at that time. The cooling device for an internal combustion engine according to any one of claims 5 to 7, wherein correction is performed based on a learning correction value corresponding to the water temperature. 前記学習補正手段は、前記内燃機関の燃焼形態別に前記学習補正値を求め、この学習補正値を前記燃焼形態別に記憶するとともに、前記冷却損失熱量をそのときの燃焼形態に対応する学習補正値に基づき補正するものである請求項5〜8のいずれかに記載の内燃機関の冷却装置。The learning correction means obtains the learning correction value for each combustion mode of the internal combustion engine, stores the learning correction value for each combustion mode, and sets the cooling loss heat amount to a learning correction value corresponding to the combustion mode at that time. The cooling apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 5 to 8, wherein correction is performed based on the correction. 内燃機関の冷却水循環経路に設けられたラジエータと、A radiator provided in a cooling water circulation path of the internal combustion engine;
前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する流量制御弁と、  A flow rate control valve for adjusting a radiator flow rate which is a flow rate of cooling water passing through the radiator;
前記内燃機関が冷却水に奪われる冷却損失熱量を機関運転状態に基づき算出する冷却損失熱量算出手段と、  A cooling loss heat amount calculating means for calculating a cooling loss heat amount taken by the cooling water from the internal combustion engine based on an engine operating state;
前記冷却損失熱量算出手段による冷却損失熱量、前記内燃機関の出口の目標冷却水温度、及び前記ラジエータを通過した後の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の出口の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするための要求ラジエータ流量を算出する要求ラジエータ流量算出手段と、  Based on the cooling heat loss by the cooling heat loss calculation means, the target coolant temperature at the outlet of the internal combustion engine, and the coolant temperature after passing through the radiator, the coolant temperature at the outlet of the internal combustion engine is calculated as the target coolant temperature. A required radiator flow rate calculating means for calculating a required radiator flow rate for obtaining a temperature;
前記内燃機関の出口の冷却水温度を前記目標冷却水温度とするためのフィードバック補正量を求め、前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量の算出に際し、前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するフィードバック補正  A feedback correction amount for setting the cooling water temperature at the outlet of the internal combustion engine to the target cooling water temperature is obtained, and when the required radiator flow rate is calculated by the required radiator flow rate calculation means, the cooling loss heat amount is set to the feedback correction amount. Feedback correction based on correction 手段と、Means,
前記要求ラジエータ流量算出手段による前記要求ラジエータ流量に基づき前記流量制御弁を制御する流量制御弁制御手段と  Flow rate control valve control means for controlling the flow rate control valve based on the required radiator flow rate by the required radiator flow rate calculation means;
を備えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。A cooling device for an internal combustion engine, comprising:
前記フィードバック補正手段は、前記目標冷却水温度と前記内燃機関の冷却水温度との偏差に応じた比例項に基づいて前記フィードバック補正量を求めるものである請求項10に記載の内燃機関の冷却装置。11. The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the feedback correction means obtains the feedback correction amount based on a proportional term corresponding to a deviation between the target cooling water temperature and the cooling water temperature of the internal combustion engine. . 前記フィードバック補正手段は、前記内燃機関を通過する冷却水の流量又はそれに相当する機関情報に応じた制御周期にて前記フィードバック補正量を更新するものである請求項10又は11に記載の内燃機関の冷却装置。The internal combustion engine according to claim 10 or 11, wherein the feedback correction means updates the feedback correction amount at a control cycle corresponding to a flow rate of cooling water passing through the internal combustion engine or engine information corresponding thereto. Cooling system. 前記フィードバック補正手段は、前記フィードバック補正量を前記冷却損失熱量算出手段にて算出される冷却損失熱量に基づき修正したうえで前記冷却損失熱量を前記フィードバック補正量に基づき補正するものである請求項10〜12のいずれかに記載の内燃機関の冷却装置。11. The feedback correction means corrects the cooling loss heat amount based on the feedback correction amount after correcting the feedback correction amount based on the cooling loss heat amount calculated by the cooling loss heat amount calculation means. The cooling apparatus of the internal combustion engine in any one of -12.
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