内燃机的冷却控制装置的制造方法_3

文档序号:9823854阅读:来源:国知局
,利用中间冷却器35、副散热器51、第1 和第2冷却水通路52a、5化构成闭合回路,冷却水在该闭合回路中循环。
[0077] 另外,在发动机3中设有曲轴角传感器61。该曲轴角传感器61伴随着曲轴(未图 示)的旋转,每隔规定的曲轴角(例如30度)将作为脉冲信号的C服信号输出至ECU 2。 ECU 2根据该CRK信号计算发动机3的转速(W下称作"发动机转速")肥。另外,从油口开 度传感器62将下述检测信号输出至ECU 2,所述检测信号表示车辆的油口踏板(未图示) 的踩下量(W下称作"油口开度")AP。 阳07引 ECU 2由微型计算机构成,所述微型计算机由CPU、RAM、ROM及I/O接口(均未图 示)等构成。ECU 2根据所述的各种传感器的检测信号等对发动机3的运转状态进行判别, 并且,根据判别出的运转状态执行冷却水累53的流量控制处理。并且,在本实施方式中, ECU 2相当于累控制单元和运转区域判定单元。
[0079] 图3示出了由ECU 2执行的冷却水累53的流量控制处理。本处理W规定的周期 来执行。
[0080] 在本处理中,首先,在步骤1(图示为"S1"。W下相同)中,对发动机3是否处于应 执行EGR的运转区域即EGR区域进行判别。
[0081] 图6示出了用于根据发动机3的运转状态对该发动机3的运转区域进行判别的映 射图,该发动机3的运转区域具体而言是上述EGR区域、不应执行EGR的EGR区域外、应该 执行增压的增压区域W及应执行自然进气的NA区域。在该映射图中,根据发动机转速肥 和表示发动机负载的实质平均有效压力BMEP来设定发动机3的运转区域。具体而言,当发 动机转速肥为规定的值肥th W下且比较低时,发动机3的运转区域被设定在EGR区域内, 另一方面,当发动机转速肥比规定的值肥th大且比较高时,发动机3的运转区域被设定在 EGR区域外。另外,当实质平均有效压力BMEP为规定的值BMEPth W上且发动机负载比较大 时,发动机3的运转区域被设定在增压区域内,另一方面,当实质平均有效压力BMEP比规定 的值BMEPth小且发动机负载比较小时,发动机3的运转区域被设定在NA区域内。
[0082] 当上述步骤1的判别结果为"是"且发动机3处于EGR区域内时,执行EGR,计算吸 入气体中的EGR气体的比例即EGR率Regr (步骤2)。该EGR率Regr是根据发动机转速肥 和油口开度AP,通过检索未图示的映射图计算出来的。
[0083] 接下来,计算EGR气体中的水蒸气分压Pwegr (步骤3)。该水蒸气分压Pwegr通过 采用比满轮增压器11的压缩机21靠上游侧的压力(在本实施方式中,为进气压PB)、在上 述步骤2中计算出的EGR率Regr W及废气中的水蒸气比例(在本实施方式中,为0. 14),根 据下式(1)计算出来。
[0084] Pwegr = PBXRegrXO. 14 ???(!) 阳0化]在接下来的步骤4中,计算第1目标水溫TWCMDl,该第1目标水溫TWCMDl是冷却 水溫TWCAC的目标溫度,用于使在通过进气通路4的中间冷却器35的吸入气体中5不产生 冷凝水。在此,对第1目标水溫TWCMDl的计算方法详细地进行说明。
[0086] 图7示出了水的蒸汽压力曲线。在该蒸汽压力曲线中,例如分别将A点的溫度和 压力设为Tl和Pl,分别将B点的溫度和压力设为T2和P2,采用上述2点的溫度和压力,根 据克拉伯龙方程式,利用下式(2)能够使蒸汽压力曲线近似。
阳0蝴 L :物质的摩尔蒸发热
[0089] R :气体常数
[0090] 根据公式似,关于蒸汽压力曲线上的任意的压力P与溫度T之间的关系,能够利 用下公式(3)来表示。
[0092] 在公式(3)的括弧内的3个加法项中,右侧2个加法项为常数,因此,如果将运些 加法项设为常数C,则公式(3)可W被替换成下公式(4)。
[0094] 在该公式(4)中所表示的蒸汽的液体为水的情况下,关于L/R和C,只要知道蒸汽 压力曲线上的2点的溫度和压力,就能够计算出公式(4)的L/R和C。例如,通过将所述的 A点(lOOr、101. 3kPa)和B点(l〇°C、1. 33kPa)的溫度和压力代入公式(4),L/R和C成为 W下的值。 阳0巧]L/R = 5087. 06
[0096] C = 18. 25
[0097] 如果将上述值代入公式(4)中,则能够得到表示水蒸汽压力中的压力P和溫度T 的关系的下式巧)。
[0099] 在该公式巧)中,溫度T的反函数用下式化)来表示。
阳1〇U 图8示意性地示出了执行EGR时的吸入气体中的吸入空气(外部空气)和EGR气 体。如该图所示,吸入气体中存在吸入空气中含有的水分和EGR气体中含有的水分,运些水 分量之和为被导入到发动机3中的吸入气体中的水分量。 阳10引上述的吸入气体中的吸入空气中的水蒸气分压Pwamb通过采用按所述公式(5)计 算出的饱和水蒸气压PV和湿度RH来根据下式(7)求出。 阳 103] Pwamb = PVXRHX (I-Regr) ? ? ? (7)
[0104] 另外,EGR气体中的水蒸气分压Pwegr利用所述公式(1)求出。此外,由于在上述 的发动机3中设有满轮增压器11,因此,在发动机3处于增压区域的情况下,吸入气体被压 缩机21加压。因此,该吸入气体的水蒸气分压Pwtotal可W通过利用下式(8),用吸入空气 和EGR气体中的水蒸气分压乘W增压压力PBST求出。
[01 化]Pwtotal = PBSTX (Pwamb+Pwegr) 阳 106] = PBSTX {PVXRHX (l-Regr)+PBXRegrXO. 14} 阳107] ? ? ? (8)
[0108] 根据所述公式化),采用如上所述得到的吸入气体的水蒸气分压Pwtotal,利用下 式(9)表不出第1目标水溫TWCMDl。
[0110] 图4是示出上述的第1目标水溫TWCMDl的计算处理的子程序。在本处理中,首先, 采用饱和水蒸气压PV、湿度RH W及在步骤2中计算出的EGR率Regr,根据所述公式(7),计 算出吸入气体中的吸入空气中的水蒸气分压Pwamb (步骤21)。
[0111] 接下来,采用增压压力PBST、在步骤21中计算出的吸入空气中的水蒸气分压 Pwamb、W及在步骤3中计算出的EGR气体中的水蒸气分压Pwegr,根据所述公式(8),计算 出吸入气体的水蒸气分压Pwtotal (步骤22)。
[0112] 然后,采用在上述步骤22中计算出的吸入气体的水蒸气分压Pwtotal,根据所述 公式巧),计算出第1目标水溫TWCMDl (步骤23),然后结束本处理。
[0113] 返回图3,在与步骤4连续的步骤5中,判别冷却水溫TWCAC是否比在步骤4中计 算出的第I目标水溫TWCMDl低。在该判别结果为"否"时,将闭路阀敞开标志F_S皿TVAL设 置为"0"(步骤6)。该情况下,在闭路阀56将要被封闭、或者已经被封闭时,维持该状态。 由此,冷却装置13的冷却水在冷却装置13的闭合回路中循环。
[0114] 另一方面,在上述步骤5的判别结果为"是"时,将闭路阀敞开标志F_S皿TVAL设 置为"1"(步骤7)。该情况下,在闭路阀56将要被敞开、或者已经被敞开时,维持该状态。 由此,发动机主体3b侧的溫度比较高的冷却水流入冷却装置13侧,其结果是,导致冷却装 置13的冷却水的溫度上升。
[0115] 接下来,计算出冷却水溫TWCAC与在步骤4中计算出的第1目标水溫TWCMDl之间 的偏差的绝对值作为冷却水溫偏差A TWCAC (步骤8),并根据该冷却水溫偏差A TWCAC,通 过检索图9所示的犯WP表,计算出冷却水累53的累流量犯WP (步骤9)。
[0116] 如图9所示,在犯WP表中,在冷却水溫偏差A TWCAC为第1规定值A T1 W下时,累 流量犯WP被设定为大于0的规定的最低流量Qmin。该最低流量Qmin是冷却水累53能够 控制的最低的流量,根据该累自身的特性来确定。另外,在犯WP表中,被设定为,在冷却水 溫偏差A TWCAC大于第1规定值A Tl且小于第2规定值A T2时,冷却水溫偏差A TWCAC越 大,累流量犯WP就越大。进而,在犯WP表中,在冷却水溫偏差A TWCAC为第2规定值A T2 W上时,累流量犯WP被设定为规定的最大流量Qmax。该最大流量Qmax是在发动机3的最 大输出时为了确保吸入气体的充分的冷却所需的流量。
[0117] 图5是示出累流量犯WP的计算处理的子程序。在本处理中,首先,对在所述步骤8 中计算出的冷却水溫偏差A TWCAC是否为第1规定值A Tl W下进行判别(步骤31)。在该 判别结果为"是"时,将累流量犯WP设置为最低流量Qmin(步骤32),然后结束本处理。另 夕F,在上述步骤31的判别结果为"否"时,前进至步骤33,对冷却水溫偏差ATWCAC是否为
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