内燃机的控制装置以及冷却装置的控制方法

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内燃机的控制装置以及冷却装置的控制方法
【专利摘要】本申请发明涉及一种控制冷却装置的控制装置以及控制方法。冷却装置包括缸盖的第一冷却水通路、缸体的第二冷却水通路、变更第一冷却水通路的流量与第二冷却水通路的流量的比例的控制阀、以及水泵。而且,若因水泵的故障导致冷却水的循环流量不足,则控制装置以使第一冷却水通路的流量的比例增大的方式控制控制阀。由此,在水泵发生故障时,能够抑制车辆的行驶性能的降低,并且能够抑制内燃机主体的损伤。
【专利说明】
内燃机的控制装置以及冷却装置的控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及内燃机的控制装置以及冷却装置的控制方法,详细地说,涉及控制内燃机的冷却装置的技术。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了一种内燃机,该内燃机具备通过电动水栗使冷却水循环的冷却装置,在该内燃机中,公开了包括在上述电动水栗发生故障时使车辆的运转模式移至故障保护模式,以及限制电动节流阀的开度的限制行驶模式作为故障保护模式。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:(日本)特开2008 —121656号公报

【发明内容】

[0006]发明要解决的技术课题
[0007]在车辆用内燃机的冷却装置中,若使制冷剂循环的栗发生故障,上述栗的排出流量降低,导致内燃机中的制冷剂的循环流量不足,则流向缸盖侧的制冷剂流量与流向缸体侧的制冷剂流量一同降低。
[0008]而且,若制冷剂的循环流量的降低导致缸盖的冷却性能降低,缸盖的温度上升,则会产生缸盖的热应变,而且,存在因产生爆燃而导致内燃机主体的损伤的可能性。
[0009]这里,若为了抑制伴随着缸盖的冷却性能的降低的内燃机主体的损伤,限制内燃机负载的增大而抑制内燃机的发热,则存在车辆的行驶性能较大损伤问题。
[0010]本发明是鉴于上述问题而完成的,目的在于在制冷剂的循环流量不足时能够抑制车辆的行驶性能的降低,并且抑制内燃机主体的损伤。
[0011 ]用于解决技术课题的技术方案
[0012]因此,本申请发明的内燃机的控制装置,其控制冷却装置,该冷却装置包括:第一冷却介质通路,其设于内燃机的缸盖;第二冷却介质通路,其设于所述内燃机的缸体;控制阀,其变更所述第一冷却介质通路的制冷剂流量与所述第二冷却介质通路的制冷剂流量的比例;以及栗,其使所述制冷剂循环;所述控制装置包括阀控制部,在所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足时,该阀控制部控制所述控制阀,以使得与制冷剂的循环流量未不足时相比,使所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大。
[0013]另外,本申请发明的控制方法是冷却装置包括:第一冷却介质通路,其设于内燃机的缸盖;第二冷却介质通路,其设于所述内燃机的缸体;控制阀,其变更所述第一冷却介质通路的制冷剂流量与所述第二冷却介质通路的制冷剂流量的比例;以及栗,其使所述制冷剂循环;所述冷却装置的控制方法包括:检测所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足的状态的步骤;在检测出所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足的状态时,控制所述控制阀,以使得所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大的步骤。
[0014]根据上述发明,在制冷剂的循环流量不足时,使第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大,由此能够抑制缸盖的冷却性能的降低,因此能够抑制缸盖的温度上升并抑制损伤的产生,另外,抑制内燃机负载的增大的必要性相应地降低,能够使制冷剂的循环流量的不足状态下的彳丁驶性能提尚。
【附图说明】
[0015]图1是表示本发明的一实施方式中的车辆用内燃机的冷却装置的图。
[0016]图2是表示本发明的一实施方式中的车辆用内燃机的图。
[0017]图3是表示本发明的一实施方式中的流量控制阀的控制处理的流程的流程图。
[0018]图4是表示本发明的一实施方式中的流量控制阀的控制处理的流程的流程图。
[0019]图5是表示本发明的一实施方式中的电动水栗的故障诊断的流程的流程图。
[0020]图6是用于说明本发明的一实施方式中的流量控制阀的转子工作角的控制特性的图。
[0021]图7是用于说明本发明的一实施方式中的流量控制阀的转子工作角的控制特性的图。
[0022]图8是表示本发明的一实施方式中的车辆用内燃机的冷却装置的图。
【具体实施方式】
[0023 ]以下,对本发明的实施方式进行说明。
[0024]图1示出应用本发明的控制装置的车辆用内燃机的冷却装置的一个例子。
[0025]图1所示的冷却装置是如下一种系统,具备:散热器50;第一冷却水通路(第一冷却介质通路)51,其设于内燃机I的缸盖Ia;第二冷却水通路(第二冷却介质通路)52,其设于内燃机I的缸体Ib;冷却水供给路53,其一端连接于散热器50的出口部50a,在中途分支成两叉而分别连接于冷却水通路51、52的入口侧51a、52a;电动水栗55,其设于冷却水供给路53的分支部53a与散热器50之间的冷却水供给路53,并朝向冷却水通路51、52排出冷却水;流量控制阀56,其夹设于电动水栗55与散热器50之间的冷却水供给路53;冷却水返回路54a,其一端连接于第一冷却水通路51的出口侧51b,另一端连接于散热器50的入口部50b;旁通通路57,其一端连接于冷却水返回路54a的中途,另一端连接于流量控制阀56;以及冷却水返回路54b,其一端连接于第二冷却水通路52的出口侧52b,另一端连接于流量控制阀56 ;通过电动水栗55使作为冷却介质的冷却水或者冷却液体在内燃机I中循环。
[0026]在流量控制阀56中,作为冷却水的流入侧,连接有旁通通路57、冷却水返回路54b、还有从散热器50的出口部50a延伸设置的冷却水供给路53这三个系统,作为冷却水的流出侧,连接有到达电动水栗55的抽吸口的冷却水供给路53。
[0027]而且,流量控制阀56构成为,例如根据转子的工作角变更流入侧的三个系统的开口面积,由此能够调整经由三个系统循环的冷却水的量。
[0028]换句话说,构成为,能够变更通过第一冷却水通路51之后通过散热器50的冷却水的量、与通过第一冷却水通路51之后绕过散热器50的冷却水的量的比例,另外,能够变更流经第一冷却水通路51流经冷却水的量、与流经第二冷却水通路52的冷却水的量的比例。
[0029]例如,通过流量控制阀56增加旁通通路57的开口面积,减少从散热器50的出口部50a到达流量控制阀56的散热器经由路58的开口面积,能够使通过第一冷却水通路51的冷却水中的、绕过散热器50而再循环的冷却水的量增加。而且,如果在暖机状态下增加绕过散热器50而再循环的冷却水的量,则能够减少冷却水的散热而促进暖机。
[0030]另外,例如,如果通过流量控制阀56减少冷却水返回路54b的开口面积,增加从第一冷却水通路51返回的系统的开口面积,则能够增加在第一冷却水通路51中循环的冷却水的量,相应地能够减少在第二冷却水通路52中循环的冷却水的量。
[0031]这里,例如能够将流量控制阀56构成为,通过使流量控制阀56的转子角度为最小值,使得绕过散热器50的系统的流量达到最大,通过增加转子角度,使得旁通系统的流量减少,经由散热器50的流量相应地增加,而且,若增加转子角度,则在第二冷却水通路52中循环的冷却水量减少,在第一冷却水通路51中循环的冷却水量增加。
[0032]图2是表不图1所不的内燃机I的一个例子的图。
[0033]图2所示的内燃机I是安装于作为驱动源的车辆的四冲程多气缸发动机。
[0034]在内燃机I的各气缸的进气端口2设有燃料喷射阀3,燃料喷射阀3从进气阀4的上游侧朝向进气阀4的伞部喷射燃料。
[0035]燃料喷射阀3所喷射的燃料在进气行程中经由进气阀4被抽吸到燃烧室5内,并通过火花塞6的火花点火而燃烧。
[0036]此外,能够采用燃料喷射阀3直接向燃烧室5内喷射燃料的缸内直接喷射式内燃机。
[0037]燃烧室5内的燃烧气体在排气行程中经由排气阀7向排气通路8排出。
[0038]内燃机I具备通过节流阀马达9动作的电子控制节流阀10,通过该电子控制节流阀10的开度调整了内燃机I的吸入空气量。
[0039]另外,内燃机I具备将燃料箱11内的燃料朝向燃料喷射阀3加压输送的燃料供给装置13。
[0040]燃料供给装置13具备燃料箱11、燃料栗12、燃料通道配管14、燃料供给配管15。
[0041]燃料栗12是配置于燃料箱11内的电动式栗,将燃料箱11内的燃料抽吸而排出。
[0042]在燃料栗12的排出口连接有燃料供给配管15的一端,燃料供给配管15的另一端连接于燃料通道配管14,在燃料通道配管14连接有各气缸的燃料喷射阀3的燃料供给口。
[0043]电子控制装置31是如下控制装置:具备含有CPU、R0M、RAM、输入输出电路等的微型计算机,对燃料喷射阀3的燃料喷射、火花塞6的点火、电子控制节流阀1的开度等内燃机I的主体进行控制,并且对构成冷却装置的电动水栗55以及流量控制阀56、构成燃料供给装置13的燃料栗12等进行控制。
[0044]此外,也能够取代电子控制装置31而设置控制对象互不相同的多个电子控制装置。
[0045]电子控制装置31将检测内燃机I的运转状态的各种传感器的输出信号输入。
[0046]作为上述的各种传感器,设有检测燃料通道配管16内的燃压FUPR的燃料压力传感器33、未图示的加速器踏板的踏入量、换言之是检测加速器开度ACC的加速器开度传感器34、检测内燃机I的吸入空气流量QA的气流传感器35、检测内燃机I的转速NE的旋转传感器36、检测内燃机I的冷却水温度TW的水温传感器37、基于排气中的氧浓度检测内燃机I的混合气的空燃比AF的空燃比传感器38、检测内燃机I的爆燃带来的振动VIB的爆震传感器39等。
[0047]而且,电子控制装置31基于加速器开度ACC等控制电子控制节流阀10的开度,基于吸入空气流量QA、内燃机转速NE、冷却水温度TW、空燃比AF等控制燃料喷射阀3的燃料喷射量,基于内燃机负载、内燃机转速、爆燃的有无等控制火花塞6的点火时期,基于内燃机负载、内燃机转速等控制燃料栗12的燃料排出量。
[0048]另外,电子控制装置31基于冷却水温度TW等控制电动水栗55的排出流量。详细地说,电子控制装置31基于冷却水温度TW等对电动水栗55的目标转速NWPtg[rpm]进行运算,并将运算出的目标转速NWPtg作为栗控制的指示值输出到电动水栗55。
[0049]电动水栗55—体地具备的控制器(微型计算机)接收从电子控制装置31输送的目标转速NWPtg的信号(转速指示信号),通过PffM控制等控制构成电动水栗55的马达的施加电压,以使实际转速NWP [rpm]接近目标转速NWPtg。
[0050]换句话说,电子控制装置31以及电动水栗55所具备的控制器具有控制电动水栗55的运算功能(栗控制部)。
[0051]而且,电子控制装置31具有诊断是否因电动水栗55的故障导致排出流量比指示值降低、成为冷却水的循环流量不足的状态的功能(诊断部)、根据该诊断结果变更第一冷却水通路51的冷却水流量与第二冷却水通路52的冷却水流量的比例的功能(流量比例设定部、分配比例设定部),根据决定的比例控制流量控制阀56的功能(阀控制部),根据上述诊断结果控制点火时期的功能(点火控制部)、根据上述诊断结果限制内燃机负载的增大变化的功能(内燃机负载控制部)等。
[0052]图3以及图4的流程图示出电子控制装置31对流量控制阀56的控制处理,换句话说,示出作为诊断部、流量比例设定部、阀控制部、点火控制部、内燃机负载控制部的功能。
[0053]电子控制装置31通过每隔规定时间的中断处理来执行图3以及图4的流程图所示的程序。
[0054]电子控制装置31在步骤SlOl中诊断电动水栗55是否发生故障,详细地说,诊断是否因电动水栗55的故障带来的排出流量的降低导致冷却水的循环流量不足。
[0055]这里,根据图5的流程图说明步骤SlOl中的诊断处理(诊断部的功能)的详细情况。
[0056]电子控制装置31在步骤S201中,读取根据冷却水温度TW等决定的电动水栗55的目标转速NWPtg[rpm],在接下来的步骤S202中,读取电动水栗55的实际转速NWP[rpm]。
[0057]在驱动电动水栗55的马达具备编码器、磁极位置传感器的情况下,电子控制装置31能够从该传感器的输出取得电动水栗55的实际转速NWP。在马达不具备上述的传感器而是无传感器地控制的情况下,电子控制装置31能够根据马达的旋转位置的推断结果取得实际转速NWP。另外,电子控制装置31能够从电动水栗55所具备的控制器取得实际转速NWP的?目息O
[0058]电子控制装置31在步骤S203中判断目标转速NWPtg与实际转速NWP的偏差Δ NffP(A NWP = NWPtg—NWP)是否为规定值SL以上。
[0059]然后,电子控制装置31在偏差ANWP小于规定值SL的情况下进入步骤S206,判定为获得所期望的排出流量、进而冷却水的循环流量充足的状态,换句话说是电动水栗55的正常状态。
[0060]另一方面,电子控制装置31在偏差ANWP为规定值SL以上的情况下进入步骤S204,判断偏差A NWP为规定值SL以上的状态是否持续设定时间以上。
[0061]上述规定时间是基于电动水栗55的转速控制中的响应延迟等设定的时间,并且被设定为比用于使实际转速NWP跟随于目标转速NWPtg的变化的时间长的时间。
[0062]因此,在偏差ANWP为规定值SL以上的状态持续设定时间以上的情况下,能够视为实际转速NWP未上升至目标转速NWPtg的状态。
[0063]如果偏差ANWP为规定值SL以上的状态未持续设定时间以上,则存在作为实际转速NWP跟随目标转速NWPtg的变化而变化的过渡状态的可能性,因此电子控制装置31进入步骤S206,判定为获得了所期的排出流量的电动水栗55的正常状态。
[0064]另一方面,在偏差△NWP为规定值SL以上的状态持续了设定时间以上的情况下,电子控制装置31进入步骤S205,判定为未获得所期望的排出流量的电动水栗55的故障状态,换句话说是冷却水的循环流量不足的状态。
[0065]本实施方式示出了产生电动水栗55的排出流量比正常状态降低的故障时的对策技术,例如在因断线、抱死等产生电动水栗55不再运转的故障的情况下,电子控制装置31执行与图3、4的流程图所示的处理不同的处理。
[0066]在产生电动水栗55不再运转的故障时,电子控制装置31所执行的处理例如是使混合动力车辆中的内燃机I停止而利用电动马达行驶的处理,或使内燃机I减缸运转而利用内燃机I以及电动马达退避行驶的处理等。
[0067]电子控制装置31在进入步骤S205的故障判定的情况下,判定为实际转速NWP比目标转速NWPtg低、实际的排出流量比与目标转速NW Ptg相当的排出流量少的排出流量的不足状态。换言之,电子控制装置31在步骤S205中判定为实际的循环流量相比于为了将冷却水的温度保持为适当温度而要求的冷却水的循环流量不足的状态。
[0068]电子控制装置31若在步骤SlOl中诊断电动水栗55的故障的有无,则进入步骤S102,判断是否已诊断了电动水栗55的故障。
[0069]然后,电子控制装置31若在步骤S102中诊断为电动水栗55正常、冷却水的循环流量充足,则进入步骤SI 19。
[0070]在步骤S119中,电子控制装置31将流量控制阀56的目标位置(目标转子工作度)设定为标准位置(标准角度),使第一冷却水通路51的冷却水流量与第二冷却水通路52的冷却水流量的比例成为标准值。
[0071]电子控制装置31能够预先存储上述的标准位置作为固定值。另外,电子控制装置31能够根据冷却水温度TW等的运转条件而变更标准位置。
[0072]此外,如图1所示的冷却装置那样,在通过流量控制阀56调整绕过散热器50的冷却水量的情况下,电子控制装置31为了调整旁通流量而能够变更标准位置。
[0073]另一方面,电子控制装置31若在步骤S102中判断为电动水栗55故障而冷却水的循环流量不足,则进入步骤S103,根据电动水栗55的实际转速NWP计算电动水栗55的实际排出流量[L/min] 0
[0074]接着,电子控制装置31在步骤S104中根据电动水栗55的实际排出流量、换言之是排出流量的不足的部分,设定流量控制阀56的目标位置(目标转子工作角AGtg)。换句话说,电子控制装置31为了应对排出流量的不足而将第一冷却水通路51的冷却水流量与第二冷却水通路52的冷却水流量的比例从标准值起变更。
[0075]具体而言,电子控制装置31以增加第一冷却水通路51的冷却水流量的比例并相应地减少第二冷却水通路52的冷却水流量的比例的方式,变更流量控制阀56的目标转子工作角AGtg。由此,抑制了因电动水栗55的排出流量的降低导致流经缸盖Ia的冷却水流量降低。
[0076]另外,在步骤S104中,电子控制装置31进行与电动水栗55正常并且未产生排出流量的不足的情况相比将内燃机I的最大吸入空气量限制为更低的处理,换句话说,进行将内燃机I的负载的增大限制为比正常状态更低的处理。作为限制该吸入空气量的增大的处理,电子控制装置31例如实施相比于电动水栗55正常时降低电子控制节流阀10的开度控制中的目标值的上限的处理。
[0077]通过将内燃机I的最大吸入空气量限制为比正常时更低,能够抑制内燃机I的产生热量,并能够在电动水栗55的排出流量降低的状态下抑制内燃机I的过热。
[0078]此外,电子控制装置31能够在电动水栗55的排出流量的降低程度越大时,越将内燃机I的最大吸入空气量限制为更低。另外,电子控制装置31在电动水栗55的排出流量的降低比规定量小时,取消将能够内燃机I的最大吸入空气量限制为比正常时更低的处理,能够与电动水栗55正常的情况下相同地控制内燃机负载。
[0079]若在步骤S104中设定目标转子工作角AGtg,则电子控制装置31进入步骤S105,判断在步骤S104中设定的目标转子工作角AGtg是否超过极限值AGlimit。
[0080]这里,如果在步骤S104中设定的目标转子工作角AGtg超过极限值AGlimit,则电子控制装置31进入步骤S106,通过将上述极限值AGlimit设定为目标转子工作角AGtg,由此抑制设定超过上述极限值AGlimit的目标转子工作角AGtg。
[0081]另一方面,如果在步骤S104中设定的目标转子工作角AGtg未超过极限值AGlimit,则电子控制装置31绕过步骤S106,不变更在步骤S104中设定的目标转子工作角AGtg,而是进入步骤S107。
[0082]如之后详细说明那样,上述上限值AGlimit是第一冷却水通路51的冷却水流量的比例的上限值,换言之是相当于第二冷却水通路52的冷却水流量的比例的下限值的值。
[0083]以下,一边参照图6,一边详细地说明步骤S104?步骤S106中的目标转子工作角AGtg的设定处理。
[0084]此外,在本实施方式中,流量控制阀56的转子角的增大方向成为使第一冷却水通路51的冷却水流量的比例增大的方向。其中,也能够采用通过转子角的减少来减少第一冷却水通路51的冷却水流量的比例的构成。
[0085]图6是按照流量控制阀56的每个转子工作角表示第一冷却水通路51的冷却水流量[L/min]以及第二冷却水通路52的冷却水流量[L/min]的图。
[0086]图6的实线表示电动水栗55的实际转速NWP收敛成目标转速NWPtg、可获得相当于目标转速NWPtg的排出流量的正常状态的特性。另一方面,图6的虚线表示电动水栗55的实际转速NWP未到达目标转速NWPtg、且实际的排出流量比与目标转速NWPtg相当的排出流量降低的故障状态下的特性。
[0087]在图6所示的特性例中,通过变更流量控制阀56的转子工作角,从使第二冷却水通路52的冷却水流量为最小且使第一冷却水通路51的冷却水流量为最大的状态起,连续地变化至使第二冷却水通路52的冷却水流量为最大且使第一冷却水通路51的冷却水流量为最小的状态。
[0088]然后,若因电动水栗55的故障导致实际的排出流量比与目标转速NWPtg相当的排出流量降低,则第一冷却水通路51以及第二冷却水通路52的冷却水流量一起降低。
[0089]这里,根据与目标转速NWPtg相当的排出流量、以及流量控制阀56的目标转子工作角AGtg的标准值AGst,求出栗的正常状态下的第一冷却水通路51的冷却水流量。
[0090]另外,根据在步骤S103中计算出的故障状态下的电动水栗55的实际排出流量、以及流量控制阀56的目标转子工作角AGtg的标准值AGst,求出以栗故障状态将目标转子工作角AGtg保持为标准值AGst的情况下的第一冷却水通路51的冷却水流量。
[0091]如上述那样求出的栗正常状态下的第一冷却水通路51的冷却水流量、以及栗故障状态下的第一冷却水通路51的冷却水流量之差成为第一冷却水通路51中的冷却水流量的不足的部分。
[0092]在第一冷却水通路51的冷却水流量不足的栗故障状态下,如果将流量控制阀56的目标转子工作角AGtg向增加第一冷却水通路51的冷却水流量的比例的方向变更,则能够减少第一冷却水通路51中的冷却水流量的不足的部分,有时能够增加至栗正常状态下的冷却水流量。
[0093]其中,虽然增加第一冷却水通路51的冷却水流量的比例会相应地减少第二冷却水通路52的冷却水流量,但需要将第二冷却水通路52的冷却水流量保持为规定量以上。
[0094]换句话说,上述极限值是根据第二冷却水通路52的冷却水流量的下限值确定的第一冷却水通路51的冷却水流量的上限值。
[0095]因此,在步骤S104中,电子控制装置31对为了将第一冷却水通路51的冷却水流量增加至栗正常状态下的冷却水流量而要求的目标转子工作角AGtg进行运算。进而,若电子控制装置31在步骤S105中判断为用于消除冷却水流量的不足部分的目标转子工作角AGtg超过上述极限值AGlimit的情况下,进入步骤S106,将上述极限值AGlimit设定为栗故障状态下的目标值AGtg。
[0096]根据该结果,在因故障导致栗的排出流量降低时,能够抑制缸盖Ia中的冷却水的不足,能够抑制缸盖Ia的高温化导致的内燃机I的损伤,并且能够使最低限度以上的冷却水流经缸体lb。另外,由于增加缸盖Ia的冷却水流量,因此能够使用于抑制缸盖Ia的温度上升的内燃机负载的限制缓慢,能够抑制栗故障状态下的行驶性能的降低。
[0097]在上述结构中,在用于消除流量不足部分的的目标转子工作角AGtg未超过上述极限值AGlimit的情况下,将第一冷却水通路51的冷却水流量增加至栗正常状态下的冷却水流量的转子工作角AGtg被最终设定为目标转子工作角AGtg。
[0098]其中,并不限定于将第一冷却水通路51的冷却水流量增加至栗正常状态下的冷却水流量的结构,电子控制装置31例如能够设定比栗正常状态下的冷却水流量少的、栗故障状态下的目标流量,并能够设定将第一冷却水通路51的冷却水流量增加至该故障时用的目标流量的那种目标转子工作角AGtg。
[0099]在图3的流程图的步骤S107中,电子控制装置31将在步骤S104中设定的目标转子工作角AGtg、或者步骤S106中的限制处理后的目标转子工作角AGtg设定为栗故障状态下的目标转子工作角的基本值AGtgba。
[0100]接着,电子控制装置31进入图4的流程图所示的步骤S108,基于爆震传感器39的输出信号判断是否在内燃机I中产生了爆燃。
[0101]然后,在未产生爆燃的情况下,电子控制装置31进入步骤S109,判断表示是否是作为爆燃对策的目标转子工作角的设定状态的标志F是否已上升。
[0102]如后述那样,上述标志F在上升的情况下表示是作为爆燃对策的目标转子工作角的设定状态,在下降的情况下表示不是作为爆燃对策的目标转子工作角的设定状态。
[0103]在标志F下降的情况下,电子控制装置31进入步骤SI10,使在步骤S107中设定的栗故障状态下的目标转子工作角的基本值AGtgba原样成为栗故障状态下的最终的目标转子工作角AGtgde。然后,电子控制装置31根据目标转子工作角AGtgde控制流量控制阀56的转子工作角,由此调整第一冷却水通路51的冷却水流量与第二冷却水通路52的冷却水流量的比例。
[0104]另一方面,电子控制装置31若在步骤S108中为判断已产生爆燃,则进入步骤Slll,使栗故障状态下的目标转子工作角AGtg的基本值AGtgba逐步地变化至能够使第一冷却水通路51的冷却水流量增大至与栗正常状态相同等级的值,并将变更后的值设定为最终的目标转子工作角AGtgde。
[0105]换句话说,电子控制装置31在步骤Slll中取消极限值AGlimit对转子工作角的限制,变更为能够将栗故障状态下的缸盖Ia的冷却水流量增加至栗正常状态下的缸盖Ia的冷却水流量附近的目标转子工作角AGtg。
[0106]在栗故障状态下的目标转子工作角AGtg的基本值AGtgba为极限值AGlimit的情况下,电子控制装置31变化至相比于极限值AGlimit时增加缸盖Ia的冷却水流量、缸体Ib的冷却水流量低于最低流量的目标转子工作角AGtg。
[0107]其中,在该步骤S113中,电子控制装置31能够设定为将第一冷却水通路51的冷却水流量增加至比栗正常状态下的缸盖Ia的冷却水流量少的流量那种目标转子工作角AGtg。
[0108]接着,电子控制装置31在步骤S112中使上述标志F上升之后,进入步骤S113。
[0109]在步骤S113中,电子控制装置31根据在步骤Slll中设定的目标转子工作角AGtgde控制流量控制阀56的转子工作角,调整第一冷却水通路51的冷却水流量与第二冷却水通路52的冷却水流量的比例。另外,电子控制装置31—并进行流量控制阀56的转子工作角的控制,在步骤S113中进行使点火时期延迟变化的控制。
[0110]在栗故障状态下、并且是电动水栗55的排出流量降低的状态下产生爆燃的情况下,电子控制装置31以增加缸盖Ia中的冷却水流量的方式变更目标转子工作角AGtg,使缸盖Ia的冷却促进,进而,为了迅速消除爆燃而实施将内燃机I中的点火时期变更为延迟方向的处理。
[0111]换句话说,即使进行增加缸盖Ia的冷却水流量的控制,也不会因此导致缸盖I a的温度立即降低并消除爆燃,有时会导致缸盖Ia的冷却水流量的增量所发挥的爆燃的抑制效果产生延迟。因此,电子控制装置31通过点火时期的延迟而实现爆燃的迅速消除,且一并进行冷却水流量的增量来获得爆燃的抑制效果。
[0112]爆燃在栗故障状态下持续的情况下,电子控制装置31从步骤S108进入步骤Slll?步骤SI 13,实现爆燃的消除,若不再产生爆燃,则从步骤S108进入步骤S109。
[0113]这里,在爆燃产生状态下,在步骤SI12中,标志F上升,因此若爆燃产生状态消除而进入步骤S109,则电子控制装置31判断为标志F上升,进入步骤S114。
[0114]在步骤S114中,电子控制装置31判断是否比目标转子工作角AGtg的基本值AGtgba向缸盖Ia的冷却水流量增加的一侧设定了目标转子工作角AGtgde,换句话说,判断是否是为了消除爆燃而暂时使缸盖Ia的冷却水流量增大的状态。
[0115]这里,在相比于目标转子工作角AGtg的基本值AGtgba向增加缸盖Ia的冷却水流量的一侧变更了目标转子工作角AGtgde的情况下,电子控制装置31进入步骤S115,将向减少缸盖Ia的冷却水流量的方向将目标转子工作角AGtgde的前次值仅变更了规定值△ AG的值设定成本次的目标转子工作角AGtgde。
[0116]然后,电子控制装置31进入步骤S116,在本程序的每个执行冲程中,根据在步骤S115中变更的目标转子工作角AGtgde,控制流量控制阀56的转子工作角。
[0117]例如,在使缸盖Ia的冷却水流量减少的方向是转子工作角的减少方向的情况下,电子控制装置31在步骤SI 15中将从前次的目标转子工作角AGtgde减去规定值AAG而得的工作角设定成本次的目标转子工作角AGtgde。
[0118]换句话说,电子控制装置31若检测出爆燃,则向增大缸盖Ia的冷却水流量的方向使目标转子工作角AGtgde变化。然后,若爆燃收敛,则电子控制装置31使目标转子工作角AGtgde向缸盖I a的冷却水流量减少的方向逐渐变化,相应地使缸体I b的冷却水流量逐渐增大。
[0119]若基于不再检测出爆燃而使缸盖Ia的冷却水流量大幅度降低,则在缸盖Ia的温度充分降低之前,存在缸盖Ia的冷却水流量减少而再次产生爆燃的可能性。因此,电子控制装置31在爆燃收敛的情况下使缸盖Ia的冷却水流量逐渐降低,抑制了爆燃的重复产生。
[0120]上述的步骤S115中的处理的结果是,若目标转子工作角AGtgde恢复到基本值AGtgba,则电子控制装置31在步骤S114中判断为不是比目标转子工作角AGtg的基本值AGtgba向增加缸盖Ia的冷却水流量的一侧设定了目标转子工作角AGtgde的状态,换句话说,判断为前次的目标转子工作角AGtgde与基本值AGtgba大致一致,并进入步骤SI 17。
[0121]电子控制装置31在步骤S117中,使上述标志F下降,在接下来的步骤S118中,将基本值AGtgba设定为目标转子工作角AGtgde并控制流量控制阀56的转子工作角,结束作为爆燃对策的目标转子工作角AGtgde的变更。
[0122]图7示出产生爆燃时的目标转子工作角AGtg的变化。
[0123]在未产生爆燃的栗故障状态下,受到极限值AGlimit的限制而确定目标转子工作角AGtgde,但若产生爆燃,则电子控制装置31取消极限值AGlimit带来的限制,使目标转子工作角AGtgde逐步地变化至相比于极限值AGlimit时增加缸盖Ia的冷却水流量的一侧、例如可获得栗正常状态下的流量的工作角附近。
[0124]在这之后的爆燃持续的期间,电子控制装置31将目标转子工作角AGtgde维持为可获得栗正常状态下的流量的工作角附近,若不再产生爆燃,则使目标转子工作角AGtgde从可获得栗正常状态下的流量的工作角附近朝向极限值AGlimit逐级变化。
[0125]此外,在缸体侧的流量小于最低流量的持续时间达到设定时间的情况下,电子控制装置31即使在爆燃的产生状态下也使目标转子工作角AGtgde朝向极限值AGlimit变化,或使目标转子工作角AGtgde更快地变更成接近极限值AGlimit的速度。
[0126]以上,参照优选的实施方式具体地说明了本发明的内容,但如果是本领域技术人员,则自然可基于本发明的基本的技术思想以及启示获得各种变形方式。
[0127]具备设于缸盖Ia的第一冷却水通路51、以及设于内燃机I的缸体Ib的第二冷却水通路52的冷却装置当然不限定于图1所例示的结构,例如,在图8所示的那种结构的冷却装置中,也能够应用本申请发明的控制装置以及控制方法。
[0128]图8所示的冷却装置是如下一种系统,具备:散热器50;第一冷却水通路(第一冷却介质通路)51,其设于内燃机I的缸盖Ia;第二冷却水通路(第二冷却介质通路)52,其与第一冷却水通路51 —并设于内燃机I的缸体Ib;冷却水供给路53,其一端连接于散热器50的出口部50a,在中途分支成两叉而分别连接于冷却水通路51、52的入口侧51a、52a;冷却水返回路54,其分别连接于冷却水通路51、52的出口侧51b、52b,在下游侧合流而连接于散热器50的入口部50b ;电动水栗55,其设于散热器50的出口部50a;以及流量控制阀(三通电磁阀)56,其设于冷却水供给路53的分支部,变更第一冷却水通路51的冷却水流量与第二冷却水通路52的冷却水流量的比例;通过电动水栗55使作为冷却介质的冷却水(或者冷却液)在内燃机I中循环。
[0129]此外,流量控制阀56例如是根据转子的工作角连续地变更第一冷却水通路51的冷却水流量与第二冷却水通路5 2的冷却水流量的比例的机构。
[0130]在该图8所示的冷却装置中,根据通过流量控制阀56调整的比例,将从电动水栗55排出的冷却水分别分配到第一冷却水通路51侧与第二冷却水通路52侧。而且,流经第一冷却水通路51的冷却水吸收缸盖Ia的热量而温度上升,另外,流经第二冷却水通路52的冷却水吸收缸体Ib的热量而温度上升,通过第一冷却水通路51、第二冷却水通路52且温度上升的冷却水合流而进入散热器50。被散热器50吸收热量而温度降低的冷却水被吸入到电动水栗55,并分别供给到第一冷却水通路51侧与第二冷却水通路52侧。
[0131]换句话说,冷却水在内燃机I(第一冷却水通路51以及第二冷却水通路52)4散热器50—电动水栗55—内燃机I—..?的封闭的路径中循环。
[0132]另外,例如能够省略基于爆燃的检测的目标转子工作角AGtg的控制,另外,在检测出产生爆燃时,能够实施限制内燃机负载的增大的处理。
[0133]另外,在实施限制内燃机负载的增大的处理的情况下,电子控制装置31能够通过警告灯等对内燃机I所安装的车辆的驾驶员警告已实施限制内燃机负载(内燃机输出转矩)的增大的处理。
[0134]另外,流量控制阀56并不限定于转子式,例如能够使用电磁阀作为流量控制阀56,或通过多个电磁阀的组合构成流量控制阀56。
[0135]另外,电子控制装置31能够基于冷却水的压力降低等检测出栗的排出流量降低的故障。
[0136]另外,在产生栗的排出流量降低的故障时,电子控制装置31使散热器50所具备的电动风扇工作,由此能够提高散热器50中的冷却水的散热效率,使散热器50的出口的冷却水温度降低,进而抑制缸盖I a的温度上升。
[0137]另外,在取代电动水栗55而具备通过内燃机I驱动的内燃机驱动式水栗的冷却装置中,也能够应用本申请发明的控制装置以及控制方法。在具备内燃机驱动式水栗的冷却装置的情况下,电子控制装置31例如基于冷却水温度的上升、冷却水的压力降低,检测出内燃机驱动式水栗的排出量降低的故障的产生。
[0138]而且,在因内燃机驱动式水栗的排出量的降低导致制冷剂的循环流量不足的状态的情况下,电子控制装置31能够以相比于制冷剂的循环流量未不足时增大第一冷却水通路51的制冷剂流量的比例的方式控制流量控制阀56,而且,能够基于爆燃的产生使第一冷却水通路51的制冷剂流量的比例增大,以及/或者基于爆燃的产生实施使点火时期延迟的控制。
[0139]附图标记说明
[0140]I…内燃机,la...缸盖,lb...缸体,31...电子控制装置(控制装置),50…散热器,51…第一冷却水通路(第一冷却介质通路),52…第二冷却水通路(第二冷却介质通路),53..?冷却水供给路,55..?电动水栗(栗),56…流量控制阀(控制阀)。
【主权项】
1.一种内燃机的控制装置,其控制冷却装置,该冷却装置包括:第一冷却介质通路,其设于内燃机的缸盖;第二冷却介质通路,其设于所述内燃机的缸体;控制阀,其变更所述第一冷却介质通路的制冷剂流量与所述第二冷却介质通路的制冷剂流量的比例;以及栗,其使所述制冷剂循环;所述内燃机的控制装置的特征在于, 所述控制装置包括阀控制部,在所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足时,该阀控制部控制所述控制阀,以使得与制冷剂的循环流量未不足时相比,使所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大。2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 所述栗是电动栗。3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 在所述栗发生故障时,所述阀控制部控制所述控制阀,以使得所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大。4.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 在所述电动栗的实际排出流量比指示排出流量低的异常状态时,所述阀控制部控制所述控制阀,以使得与正常状态时相比,使所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大。5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 所述阀控制部基于所述电动栗的实际转速与指示转速检测出所述异常状态。6.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 在所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足时,若在所述内燃机中产生爆燃,则所述阀控制部控制所述控制阀,以使得与未产生爆燃时相比,使所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大。7.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 在所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足时,若在所述内燃机中产生爆燃,则所述阀控制部控制所述控制阀,以使得所述第一冷却介质通路的制冷剂流量与在所述内燃机中的制冷剂的循环流量为正常时相等。8.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 还包括点火控制部,在所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足时,在所述内燃机中产生爆燃的情况下,该点火控制部使所述内燃机的点火时期向延迟方向变化。9.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 还包括内燃机负载控制部,在所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足时,该内燃机负载控制部与不足时相比,将所述内燃机的负载的增大限制为更低。10.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 所述阀控制部限制所述控制阀的动作,以使得所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例不超过上限值。11.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 所述阀控制部控制所述控制阀,以使得根据所述栗的实际排出流量的降低使所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大。12.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 在所述控制阀的流入侧连接有所述第一冷却介质通路的出口、所述第二冷却介质通路的出口、以及散热器的出口,在所述控制阀的流出侧连接有所述栗的吸入口。13.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于, 在所述控制阀的流出侧连接有所述第一冷却介质通路的入口以及所述第二冷却介质通路的入口,在所述控制阀的流入侧连接有所述栗的排出口。14.一种冷却装置的控制方法,该冷却装置包括:第一冷却介质通路,其设于内燃机的缸盖;第二冷却介质通路,其设于所述内燃机的缸体;控制阀,其变更所述第一冷却介质通路的制冷剂流量与所述第二冷却介质通路的制冷剂流量的比例;以及栗,其使所述制冷剂循环;所述冷却装置的控制方法的特征在于,包括: 检测所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足的状态的步骤; 在检测出所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足的状态时,控制所述控制阀,以使得所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大的步骤。15.根据权利要求14所述的冷却装置的控制方法,其特征在于, 所述栗是电动栗, 检测所述制冷剂的循环流量不足的状态的步骤包括: 检测所述电动栗的实际排出流量比指示排出流量低的异常状态的步骤。16.根据权利要求14所述的冷却装置的控制方法,其特征在于,还包括: 在所述内燃机中的制冷剂的循环流量不足的状态下,若在所述内燃机中产生爆燃,则控制所述控制阀,以使得与未产生爆燃时相比,使所述第一冷却介质通路的制冷剂流量的比例增大。
【文档编号】B60K11/02GK106030071SQ201480075705
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年9月19日
【发明人】外山裕, 外山裕一
【申请人】日立汽车系统株式会社
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