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JP7666382B2 - Cooling systems for internal combustion engines - Google Patents
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Description

本開示は、内燃機関の冷却システムに関する。 This disclosure relates to a cooling system for an internal combustion engine.

従来から、内燃機関のシリンダヘッドおよび排気循環装置などの冷却が必要な部品に冷却水を供給する通路を備えた内燃機関の冷却システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような内燃機関の冷却システムは、ラジエタに冷却水を供給する通路を有し、ラジエタによって冷却水が冷却される。特許文献1は、各通路の流量を制御する流量制御弁を有し、各通路に最適な流量の冷却水が流れるように制御する内燃機関の冷却システムを開示する。 Internal combustion engine cooling systems have been known that have passages that supply cooling water to parts that require cooling, such as the cylinder head and exhaust gas recirculation system of the internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1). Such internal combustion engine cooling systems have passages that supply cooling water to a radiator, and the cooling water is cooled by the radiator. Patent Document 1 discloses an internal combustion engine cooling system that has a flow control valve that controls the flow rate of each passage, and controls the flow of cooling water to an optimal flow rate in each passage.

特開2020-176582号公報JP 2020-176582 A

特許文献1は、流量制御弁が故障した場合に、流量制御弁を全開にし、水温が低下したら全開を解除する内燃機関の冷却システムを開示する。しかし、特許文献1は、流量制御弁の故障形態に応じた制御については、開示していない。 Patent Document 1 discloses a cooling system for an internal combustion engine that fully opens the flow control valve when the flow control valve fails, and releases the full opening when the water temperature drops. However, Patent Document 1 does not disclose control according to the type of failure of the flow control valve.

本開示の課題は、流量制御弁の故障形態に応じて、最適なフェールセーフ制御を実行できる内燃機関の冷却システムを提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide a cooling system for an internal combustion engine that can perform optimal fail-safe control depending on the type of failure of the flow control valve.

本開示に係る内燃機関の冷却システムは、冷却水が流れる複数の通路と、複数の前記通路のそれぞれに流れる冷却水の流量を制御する流量制御弁と、複数の前記通路に流す冷却水の温度に基づいて目標開度を決定し前記目標開度に向けて前記流量制御弁を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記流量制御弁の開度が特定できない第1故障の場合、前記流量制御弁を第1速度で移動させ、前記流量制御弁が前記目標開度に追従しない第2故障の場合、前記通路の全てに前記冷却水が流れる開度を前記目標開度に設定し前記流量制御弁を移動させる。 The cooling system for an internal combustion engine according to the present disclosure includes a plurality of passages through which cooling water flows, a flow control valve that controls the flow rate of the cooling water flowing through each of the plurality of passages, and a control device that determines a target opening based on the temperature of the cooling water flowing through the plurality of passages and controls the flow control valve toward the target opening. In the case of a first failure in which the opening of the flow control valve cannot be specified, the control device moves the flow control valve at a first speed, and in the case of a second failure in which the flow control valve does not follow the target opening, the control device sets the opening at which the cooling water flows through all of the passages as the target opening and moves the flow control valve.

この内燃機関の冷却システムによれば、流量制御弁の位置が特定できない第1故障が発生した場合と、流量制御弁が目標開度に追従しない第2故障が発生した場合と、によって流量制御弁の動かし方を変える。これによって、故障形態に合わせて流量制御弁を制御する。この結果、流量制御弁の故障形態に応じて最適なフェールセーフ制御を実行できる。 According to this internal combustion engine cooling system, the way in which the flow control valve is moved is changed depending on whether a first failure occurs in which the position of the flow control valve cannot be identified, or whether a second failure occurs in which the flow control valve does not follow the target opening. This allows the flow control valve to be controlled according to the type of failure. As a result, optimal fail-safe control can be executed according to the type of failure of the flow control valve.

本開示によれば、流量制御弁の故障形態に応じて最適なフェールセーフ制御を実行できる内燃機関の冷却システムを提供できる。 This disclosure provides a cooling system for an internal combustion engine that can perform optimal fail-safe control depending on the type of failure of the flow control valve.

本開示の実施形態による内燃機関の冷却システムのシステム図。1 is a system diagram of a cooling system for an internal combustion engine according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態によるロータリバルブの回転角度に対する各通路の開口面積(開度)との関係の一例を示すグラフ。5 is a graph showing an example of a relationship between the rotation angle of the rotary valve and the opening area (opening degree) of each passage in the rotary valve according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態による制御装置の実行する制御手順を示すフローチャート。4 is a flowchart showing a control procedure executed by a control device according to an embodiment of the present disclosure.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において、冷却水が流れる方向を基準として、上流を上流と、下流を下流と、明細書に記す。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the following description, the upstream side will be referred to as "upstream" and the downstream side will be referred to as "downstream" based on the direction in which the cooling water flows.

図1に示すように、内燃機関2の冷却システム1は、内燃機関2の種々の装置を冷却する装置である。内燃機関2の冷却システム1は、流量制御弁(V)4と、バルブフィッチング(V/F)6と、ウォータポンプ(W/P)8と、シリンダブロック(C/B)10と、シリンダヘッド(C/H)12と、アウトレットフィッチング(O/F)14と、排気循環ガスクーラ(EGR/C)16、ヒータコア(H/C)18と、過給機(T/C)20と、スロットル(Th/B)22と、モータジェネレータ(M/G)24と、トランスミッションクーラ(TM/C)26と、エンジンオイルクーラ(ENG/C)28と、ラジエタ(RA)30と、ホットボトル(HB)32と、制御装置40と、を備える。本実施形態では、内燃機関2は、車両に搭載され、ピストン(図示せず)がクランクシャフトを回転させるレシプロ型の内燃機関2である。 As shown in FIG. 1, the cooling system 1 of the internal combustion engine 2 is a device that cools various devices of the internal combustion engine 2. The cooling system 1 of the internal combustion engine 2 includes a flow control valve (V) 4, a valve fitting (V/F) 6, a water pump (W/P) 8, a cylinder block (C/B) 10, a cylinder head (C/H) 12, an outlet fitting (O/F) 14, an exhaust gas recirculation gas cooler (EGR/C) 16, a heater core (H/C) 18, a turbocharger (T/C) 20, a throttle (Th/B) 22, a motor generator (M/G) 24, a transmission cooler (TM/C) 26, an engine oil cooler (ENG/C) 28, a radiator (RA) 30, a hot bottle (HB) 32, and a control device 40. In this embodiment, the internal combustion engine 2 is a reciprocating type internal combustion engine that is mounted on a vehicle and has pistons (not shown) that rotate a crankshaft.

また、内燃機関2の冷却システム1は、冷却水を種々の装置に供給する複数の通路を備える。本実施形態では、主機冷却通路50と、ラジエタ通路52と、排気循環ガスクーラ通路(排気循環ガス冷却通路の一例)54と、スロットル温水通路56と、エンジンオイルクーラ通路58と、過給機冷却通路60と、を備える。 The cooling system 1 for the internal combustion engine 2 also includes multiple passages that supply cooling water to various devices. In this embodiment, the cooling system includes a main engine cooling passage 50, a radiator passage 52, an exhaust gas recirculation gas cooler passage (an example of an exhaust gas recirculation gas cooling passage) 54, a throttle hot water passage 56, an engine oil cooler passage 58, and a turbocharger cooling passage 60.

流量制御弁4は、通路に流れる冷却水の量を調整する装置である。本実施形態では、ラジエタ通路52、排気循環ガスクーラ通路54、およびエンジンオイルクーラ通路58(以下明細書において各通路という場合もある)に流れる冷却水の量を調整する装置である。本実施形態では、流量制御弁4は、各通路から流量制御弁4に冷却水が入る入口の開度を可変することによって、各通路に流れる冷却水の流量を制御する。本実施形態では、流量制御弁4は、ロータリバルブ4aを有するロータリ式バルブである。流量制御弁4は、ロータリバルブ4aを回転させることによって、各通路の入口の開口面積の大きさを変化させる。これによって、流量制御弁4は、各通路に流れる冷却水の流量を制御できる。流量制御弁4は、制御装置40と電気的に接続され、制御装置40によってバルブの回転角度が制御される。また、流量制御弁4は、ロータリバルブ4aの回転角度ωを検知する回転角センサ(図示せず)を有し、ロータリバルブ4aの回転角度ωを制御装置40に送信する。 The flow control valve 4 is a device that adjusts the amount of cooling water flowing through the passages. In this embodiment, it is a device that adjusts the amount of cooling water flowing through the radiator passage 52, the exhaust gas recirculation cooler passage 54, and the engine oil cooler passage 58 (hereinafter sometimes referred to as each passage in the specification). In this embodiment, the flow control valve 4 controls the flow rate of cooling water flowing through each passage by varying the opening degree of the inlet through which the cooling water enters the flow control valve 4 from each passage. In this embodiment, the flow control valve 4 is a rotary valve having a rotary valve 4a. The flow control valve 4 changes the size of the opening area of the inlet of each passage by rotating the rotary valve 4a. In this way, the flow control valve 4 can control the flow rate of cooling water flowing through each passage. The flow control valve 4 is electrically connected to the control device 40, and the rotation angle of the valve is controlled by the control device 40. In addition, the flow control valve 4 has a rotation angle sensor (not shown) that detects the rotation angle ω of the rotary valve 4a, and transmits the rotation angle ω of the rotary valve 4a to the control device 40.

流量制御弁4は、冷却水が入る入口として、ロータリバルブ4aに直接接続される第1入口4bと、サーモスタット(T)5を介してロータリバルブ4aをバイパスし、バルブフィッチング6に接続される第2入口4cと、サーモスタット5の第2入口4cを開閉するサーモバルブ(図示なし)及びロータリバルブ4aをバイパスし、バルブフィッチング6に接続される第3入口4dと、を有する。サーモスタット5は、冷却水が所定の温度となるとパラフィンワックスが溶け第2入口4cを開弁する。所定の温度は、冷却水が沸騰し内燃機関2がオーバーヒートする可能性がある温度である。第3入口4dに供給される冷却水は、このパラフィンワックスを通過し、パラフィンワックスを溶かす。サーモスタット5は、第2入口4cを閉じる方向にサーモバルブを付勢するバネを有する。なお、サーモスタット5は、既存のサーモスタット5であればよく、より詳細な説明は省略する。 The flow control valve 4 has a first inlet 4b directly connected to the rotary valve 4a as an inlet through which the cooling water enters, a second inlet 4c bypassing the rotary valve 4a via a thermostat (T) 5 and connected to a valve fitting 6, and a third inlet 4d bypassing the rotary valve 4a and a thermo valve (not shown) that opens and closes the second inlet 4c of the thermostat 5 and connected to the valve fitting 6. When the cooling water reaches a predetermined temperature, the paraffin wax melts and the thermostat 5 opens the second inlet 4c. The predetermined temperature is a temperature at which the cooling water may boil and the internal combustion engine 2 may overheat. The cooling water supplied to the third inlet 4d passes through this paraffin wax and melts the paraffin wax. The thermostat 5 has a spring that biases the thermo valve in a direction that closes the second inlet 4c. The thermostat 5 may be an existing thermostat 5, and a more detailed description will be omitted.

バルブフィッチング6は、流量制御弁4の冷却水出口に取り付けられる筒状部材である。バルブフィッチング6の下流には、冷却水を各通路に供給するウォータポンプ8が接続される。本実施形態では、ウォータポンプ8は、内燃機関2のクランクシャフトから駆動力を得てインペラが回転する機械式のポンプである。 The valve fitting 6 is a cylindrical member that is attached to the cooling water outlet of the flow control valve 4. A water pump 8 that supplies cooling water to each passage is connected downstream of the valve fitting 6. In this embodiment, the water pump 8 is a mechanical pump that receives driving force from the crankshaft of the internal combustion engine 2 to rotate an impeller.

ウォータポンプ8の下流には、主機冷却通路50が接続される。主機冷却通路50は、シリンダブロック10のシリンダ(図示せず)の周囲に形成される第1ウォータジャケット(図示なし)、およびシリンダヘッドの排気ポート近傍に形成される第2ウォータジャケット(図示なし)を含む。主機冷却通路50は、第1ウォータジャケットおよび第2ウォータジャケットを冷却水が通過することによって、シリンダブロック10と、シリンダヘッド12を冷却する。 The main engine cooling passage 50 is connected downstream of the water pump 8. The main engine cooling passage 50 includes a first water jacket (not shown) formed around the cylinder (not shown) of the cylinder block 10, and a second water jacket (not shown) formed near the exhaust port of the cylinder head. The main engine cooling passage 50 cools the cylinder block 10 and the cylinder head 12 by passing cooling water through the first water jacket and the second water jacket.

アウトレットフィッチング14は、シリンダブロック10およびシリンダヘッド12を通過した冷却水を、各通路に分配する筒状部材である。本実施形態では、アウトレットフィッチング14は、シリンダヘッド12の第2ウォータジャケットの下流に取り付けられる。本実施形態では、アウトレットフィッチング14には、水温センサ15が設けられる。水温センサ15は、アウトレットフィッチング14を通過する冷却水の温度(水温WT)を検知する。言い換えると、水温センサ15は、冷却水が各通路に供給される前の冷却水温度を検知する。水温センサ15は、制御装置40と電気的に接続され、検知した水温WTを制御装置40に送信する。 The outlet fitting 14 is a cylindrical member that distributes the cooling water that has passed through the cylinder block 10 and the cylinder head 12 to each passage. In this embodiment, the outlet fitting 14 is attached downstream of the second water jacket of the cylinder head 12. In this embodiment, the outlet fitting 14 is provided with a water temperature sensor 15. The water temperature sensor 15 detects the temperature of the cooling water (water temperature WT) passing through the outlet fitting 14. In other words, the water temperature sensor 15 detects the temperature of the cooling water before the cooling water is supplied to each passage. The water temperature sensor 15 is electrically connected to the control device 40 and transmits the detected water temperature WT to the control device 40.

本実施形態の内燃機関2は、図示しない排気循環バルブを含む排気循環装置17を備え、内燃機関2の排気を吸気に導入する。排気循環バルブは、制御装置40に電気的に接続され、排気循環バルブによって、吸気に流れる排気の量が調整される。排気循環ガスクーラ(排気循環ガス冷却装置の一例)16は、排気循環装置17によって、内燃機関2の排気から吸気に導入される排気循環ガス(図1の破線参照)を、冷却水によって冷却する熱交換器である。ヒータコア18は、車両の室内に空調風を供給する空調装置(HVAC)19の熱交換器である。ヒータコア18は、冷却水から熱を吸収し、空調風を温める。空調装置19は、ブロアファン19aを含み、ブロアファン19aを回転させることによって、ヒータコア18で暖められた空調風を室内に供給する。空調装置19は、空調制御装置19bを含む。空調制御装置19bは図示しない通信線によって制御装置40と電気的に接続され、制御装置40から送信される情報を取得できる。制御装置40も同様に、空調制御装置19bから送信される情報を取得できる。 The internal combustion engine 2 of this embodiment is equipped with an exhaust gas recirculation device 17 including an exhaust gas recirculation valve (not shown), which introduces the exhaust gas of the internal combustion engine 2 into the intake air. The exhaust gas recirculation valve is electrically connected to the control device 40, and the amount of exhaust gas flowing into the intake air is adjusted by the exhaust gas recirculation valve. The exhaust gas recirculation gas cooler (an example of an exhaust gas recirculation gas cooling device) 16 is a heat exchanger that cools the exhaust gas recirculation gas (see the dashed line in FIG. 1) introduced into the intake air from the exhaust gas of the internal combustion engine 2 by the exhaust gas recirculation device 17, using cooling water. The heater core 18 is a heat exchanger of the air conditioning device (HVAC) 19 that supplies conditioned air to the interior of the vehicle. The heater core 18 absorbs heat from the cooling water and warms the conditioned air. The air conditioning device 19 includes a blower fan 19a, and supplies the conditioned air warmed by the heater core 18 into the interior by rotating the blower fan 19a. The air conditioning device 19 includes an air conditioning control device 19b. The air conditioning control device 19b is electrically connected to the control device 40 via a communication line (not shown) and can obtain information transmitted from the control device 40. Similarly, the control device 40 can obtain information transmitted from the air conditioning control device 19b.

排気循環ガスクーラ16およびヒータコア18には、アウトレットフィッチング14と接続される排気循環ガスクーラ通路54が接続され、冷却水が供給される。排気循環ガスクーラ通路54は、ゴムホース、および金属製のパイプなどによって形成される通路である。排気循環ガスクーラ通路54は、ヒータコア18の下流で流量制御弁4の第1入口4bに接続される第1排気循環ガスクーラ通路54aと、第3入口4dに接続される第2排気循環ガスクーラ通路54bと、に分岐する。第2排気循環ガスクーラ通路54bは、サーモスタット5の感温用の通路である。具体的には、冷却水が高温となった場合に第2排気循環ガスクーラ通路54bを流れる冷却水がパラフィンワックスを溶かし、パラフィンワックスが溶け第2入口4cが開通すると、ロータリバルブ4aの回転角度ωによらずラジエタ通路52に冷却水が供給される。 The exhaust gas cooler 16 and the heater core 18 are connected to an exhaust gas cooler passage 54 connected to the outlet fitting 14, and coolant is supplied to the exhaust gas cooler 16 and the heater core 18. The exhaust gas cooler passage 54 is a passage formed by a rubber hose, a metal pipe, etc. The exhaust gas cooler passage 54 branches into a first exhaust gas cooler passage 54a connected to the first inlet 4b of the flow control valve 4 downstream of the heater core 18, and a second exhaust gas cooler passage 54b connected to the third inlet 4d. The second exhaust gas cooler passage 54b is a passage for sensing the temperature of the thermostat 5. Specifically, when the coolant becomes hot, the coolant flowing through the second exhaust gas cooler passage 54b melts the paraffin wax, and when the paraffin wax melts and the second inlet 4c opens, the coolant is supplied to the radiator passage 52 regardless of the rotation angle ω of the rotary valve 4a.

過給機20は、内燃機関2の吸気を過給する装置である。過給機20は、排気循環ガスクーラ通路54の排気循環ガスクーラ16より上流から分岐した過給機冷却通路60が接続され、過給機20のタービン軸を冷却する。過給機冷却通路60は、ホットボトル32と接続される。 The turbocharger 20 is a device that supercharges the intake air of the internal combustion engine 2. The turbocharger 20 is connected to a turbocharger cooling passage 60 that branches off from the exhaust gas recirculation gas cooler passage 54 upstream of the exhaust gas recirculation gas cooler 16, and cools the turbine shaft of the turbocharger 20. The turbocharger cooling passage 60 is connected to a hot bottle 32.

スロットル22は、内燃機関2の吸気量を制御する装置である。モータジェネレータ24は、内燃機関2に接続され、発電と内燃機関2の始動とを行う回転電機である。スロットル22およびモータジェネレータ24は、アウトレットフィッチング14と接続されるスロットル温水通路56と接続される。スロットル温水通路56は、ラジエタ30を通過せずにバルブフィッチング6と接続される。スロットル温水通路56は、常時暖められた冷却水が流れることによって、スロットル22の凍結やモータジェネレータ24の凍結を防止する。 The throttle 22 is a device that controls the amount of intake air for the internal combustion engine 2. The motor generator 24 is a rotating electric machine that is connected to the internal combustion engine 2 and generates electricity and starts the internal combustion engine 2. The throttle 22 and the motor generator 24 are connected to a throttle hot water passage 56 that is connected to the outlet fitting 14. The throttle hot water passage 56 is connected to the valve fitting 6 without passing through the radiator 30. The throttle hot water passage 56 prevents the throttle 22 and the motor generator 24 from freezing by allowing constantly heated cooling water to flow through it.

トランスミッションクーラ26は、トランスミッションに充填されるトランスミッションオイルと冷却水とを熱交換し、トランスミッションオイルを昇温若しくは冷却する熱交換器である。エンジンオイルクーラ28は、内燃機関2に充填されるエンジンオイルと冷却水とを熱交換し、エンジンオイルを昇温若しくは冷却する熱交換器である。 The transmission cooler 26 is a heat exchanger that exchanges heat between the transmission oil filled in the transmission and the cooling water, thereby heating or cooling the transmission oil. The engine oil cooler 28 is a heat exchanger that exchanges heat between the engine oil filled in the internal combustion engine 2 and the cooling water, thereby heating or cooling the engine oil.

トランスミッションクーラ26、およびエンジンオイルクーラ28は、スロットル温水通路56のスロットル22より上流から分岐するエンジンオイルクーラ通路58に接続され、冷却水が供給される。エンジンオイルクーラ通路58は、流量制御弁4の第1入口4bに接続される。 The transmission cooler 26 and the engine oil cooler 28 are connected to an engine oil cooler passage 58 that branches off from the throttle hot water passage 56 upstream of the throttle 22, and are supplied with cooling water. The engine oil cooler passage 58 is connected to the first inlet 4b of the flow control valve 4.

ラジエタ30は、図示しない上部通路30aと、上部通路30aの下流に配置されるラジエタコア30bと、ラジエタコア30bの下流に配置される下部通路30cと、を有する。ラジエタコア30bは、複数のフィンを有し、冷却水と車両の外気とを熱交換し、冷却水を冷却するための熱交換器である。ラジエタ30の上部通路30aは、アウトレットフィッチング14に接続されるラジエタ通路52に接続される。ラジエタ30の下部通路30cは、流量制御弁4の第1入口4bに接続される第1ラジエタ通路52aと、第2入口4cに接続される第2ラジエタ通路52bと、に接続される。ラジエタ通路52は、第1ラジエタ通路52aと、第2ラジエタ通路52bと、に分岐する。また、ラジエタ通路52は、ラジエタ30の上流で過給機冷却通路60に接続される第3ラジエタ通路52cに分岐する。 The radiator 30 has an upper passage 30a (not shown), a radiator core 30b arranged downstream of the upper passage 30a, and a lower passage 30c arranged downstream of the radiator core 30b. The radiator core 30b has a plurality of fins and is a heat exchanger for exchanging heat between the coolant and the outside air of the vehicle to cool the coolant. The upper passage 30a of the radiator 30 is connected to a radiator passage 52 connected to the outlet fitting 14. The lower passage 30c of the radiator 30 is connected to a first radiator passage 52a connected to the first inlet 4b of the flow control valve 4 and a second radiator passage 52b connected to the second inlet 4c. The radiator passage 52 branches into a first radiator passage 52a and a second radiator passage 52b. Additionally, the radiator passage 52 branches off into a third radiator passage 52c that is connected to the turbocharger cooling passage 60 upstream of the radiator 30.

ホットボトル32は、冷却水を一時貯蔵するリザーバタンクとして機能するとともに、冷却水中のエア抜きを行うためのタンクである。ホットボトル32の上流は、過給機冷却通路60における、第3ラジエタ通路52cと過給機冷却通路60との連結部より下流に接続される。ホットボトル32の下流は、スロットル温水通路56のモータジェネレータ24より下流に接続される。ホットボトル32には、過給機20を通過した冷却水が供給される。 The hot bottle 32 functions as a reservoir tank for temporarily storing cooling water, and is also a tank for bleeding air from the cooling water. The upstream side of the hot bottle 32 is connected to the turbocharger cooling passage 60 downstream of the connection between the third radiator passage 52c and the turbocharger cooling passage 60. The downstream side of the hot bottle 32 is connected to the throttle hot water passage 56 downstream of the motor generator 24. The hot bottle 32 is supplied with cooling water that has passed through the turbocharger 20.

制御装置40は、水温センサ15によって取得した水温WT、車両の走行状態、内燃機関2の運転状態、などに応じて流量制御弁4を制御し、冷却水の流量を制御する装置である。より具体的には、制御装置40は、水温WT、車両の走行状態、内燃機関2の運転状態、に応じて各通路の開度O、すなわちロータリバルブ4aの目標回転角度ωtを決定し、各通路に流す冷却水の流量を制御する。 The control device 40 is a device that controls the flow control valve 4 in response to the water temperature WT obtained by the water temperature sensor 15, the running state of the vehicle, the operating state of the internal combustion engine 2, etc., to control the flow rate of the cooling water. More specifically, the control device 40 determines the opening degree O of each passage, i.e., the target rotation angle ωt of the rotary valve 4a, in response to the water temperature WT, the running state of the vehicle, and the operating state of the internal combustion engine 2, and controls the flow rate of the cooling water flowing through each passage.

図2のグラフは、横軸にロータリバルブ4aの回転角度ωを示し、縦軸に開口面積(開度O)を示す。制御装置40は、水温WT、車両の走行状態、内燃機関2の運転状態、に応じて目標回転角度ωtを決定する。制御装置40は、目標回転角度ωtに向けてロータリバルブ4aを回転させる。ロータリバルブ4aが目標回転角度ωtとなると、各通路の開度Oが目標回転角度ωtに対応した値となり、各通路に流れる冷却水の流量が制御される。すなわち、目標回転角度ωtを決定することは、目標開度Otを決定することと同義である。制御装置40は、この間、流量制御弁4に設けられた回転角センサからロータリバルブ4aの実際の実回転角度ωrを取得し、実回転角度が追従しているか否か監視する。 The graph in FIG. 2 shows the rotation angle ω of the rotary valve 4a on the horizontal axis and the opening area (opening degree O) on the vertical axis. The control device 40 determines the target rotation angle ωt according to the water temperature WT, the running state of the vehicle, and the operating state of the internal combustion engine 2. The control device 40 rotates the rotary valve 4a toward the target rotation angle ωt. When the rotary valve 4a reaches the target rotation angle ωt, the opening degree O of each passage becomes a value corresponding to the target rotation angle ωt, and the flow rate of the cooling water flowing through each passage is controlled. In other words, determining the target rotation angle ωt is synonymous with determining the target opening degree Ot. During this time, the control device 40 obtains the actual rotation angle ωr of the rotary valve 4a from the rotation angle sensor provided in the flow control valve 4 and monitors whether the actual rotation angle is following.

また、本実施形態の流量制御弁4は、ロータリバルブ4aの最小回転角度ωminの位置(本実施形態では例えば、図2の―40度の位置)にロータリバルブ4aの回転を規制する第1ストッパ(規制部の一例)を有する。また、流量制御弁4は、最大回転角度ωmaxの位置(本実施形態では例えば図2の210度の位置)に、ロータリバルブ4aの回転を規制する第2ストッパ(規制部の一例)を有する。制御装置40は、ロータリバルブ4aを第1ストッパから第2ストッパの区間で制御する。 The flow control valve 4 of this embodiment also has a first stopper (an example of a restricting portion) that restricts the rotation of the rotary valve 4a at the position of the minimum rotation angle ωmin of the rotary valve 4a (for example, at the position of -40 degrees in FIG. 2 in this embodiment). The flow control valve 4 also has a second stopper (an example of a restricting portion) that restricts the rotation of the rotary valve 4a at the position of the maximum rotation angle ωmax (for example, at the position of 210 degrees in FIG. 2 in this embodiment). The control device 40 controls the rotary valve 4a in the section from the first stopper to the second stopper.

また、制御装置40は、排気循環ガスの導入割合を決定し、排気循環ガスの導入量が、吸気量に対して決定した導入割合となるように、排気循環弁の開度を制御する。制御装置40は、内燃機関2の運転領域ごとに排気循環ガスの導入割合を定めたマップに基づいて、排気循環ガスの導入割合を決定してもよい。 The control device 40 also determines the introduction rate of the exhaust recirculation gas and controls the opening of the exhaust recirculation valve so that the amount of exhaust recirculation gas introduced is the determined introduction rate relative to the intake air volume. The control device 40 may determine the introduction rate of the exhaust recirculation gas based on a map that defines the introduction rate of the exhaust recirculation gas for each operating range of the internal combustion engine 2.

このほか、制御装置40は、エアフロセンサ(図示なし)、およびアクセルポジションセンサ(図示なし)などのセンサから取得した値に基づいて、内燃機関2が所望の運転状態となるように、燃料噴射弁(図示なし)、排気循環弁(図示なし)、および過給機20の過給圧、などの各装置の制御を実行してもよい。 In addition, the control device 40 may control each device, such as the fuel injection valve (not shown), exhaust gas recirculation valve (not shown), and the boost pressure of the turbocharger 20, so that the internal combustion engine 2 is in a desired operating state, based on values obtained from sensors such as an air flow sensor (not shown) and an accelerator position sensor (not shown).

制御装置40は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成されるECU(Electrоnic Control Unit)である。制御装置40は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関2が、所望の運転状態となるように各装置を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。 The control device 40 is actually an ECU (Electronic Control Unit) that is composed of a microcomputer including an arithmetic unit, memory, an input/output buffer, etc. The control device 40 controls each device based on maps and programs stored in the memory so that the internal combustion engine 2 is in a desired operating state. Note that the various controls are not limited to processing by software, and can also be processed by dedicated hardware (electronic circuits).

次に、図3のフローチャートを用いて、制御装置40が実行する制御手順について説明する。なお、制御装置40は、図示しないイグニッションスイッチがオンされると制御動作を開始する。 Next, the control procedure executed by the control device 40 will be described using the flowchart in FIG. 3. The control device 40 starts the control operation when an ignition switch (not shown) is turned on.

ステップS1では、制御装置40は、水温WTを取得する。制御装置40は、水温WTを取得すると、ステップS2に処理を進め、水温WT、車両の走行状態、内燃機関2の運転状態、に応じて、各通路の開度を調整するバルブの目標回転角度ωtを決定する。制御装置40は、目標回転角度ωtを決定すると、ステップS3に処理を進める。 In step S1, the control device 40 acquires the water temperature WT. After acquiring the water temperature WT, the control device 40 proceeds to step S2, where it determines a target rotation angle ωt of the valve that adjusts the opening degree of each passage according to the water temperature WT, the running state of the vehicle, and the operating state of the internal combustion engine 2. After determining the target rotation angle ωt, the control device 40 proceeds to step S3.

ステップS3では、制御装置40は、目標回転角度ωtと現在のロータリバルブ4aの角度である実回転角度ωrの差を取得し、目標回転角度ωtと実回転角度ωrとの差に基づいて、ロータリバルブ4aの回転速度ωvを決定する。制御装置40は、目標回転角度ωtと実回転角度ωrとの差が大きいほど、回転速度ωvが大きくなるように回転速度ωvを決定する。制御装置40は、回転速度ωvを決定するとステップS4に処理を進める。 In step S3, the control device 40 obtains the difference between the target rotation angle ωt and the actual rotation angle ωr, which is the current angle of the rotary valve 4a, and determines the rotation speed ωv of the rotary valve 4a based on the difference between the target rotation angle ωt and the actual rotation angle ωr. The control device 40 determines the rotation speed ωv such that the rotation speed ωv increases as the difference between the target rotation angle ωt and the actual rotation angle ωr increases. After determining the rotation speed ωv, the control device 40 proceeds to step S4.

ステップS4では、制御装置40は、ロータリバルブ4aの位置(流量制御弁4の開度)が特定できなくなる位置特定不良故障(第1故障の一例)が発生したか否か判断する。制御装置40は、位置特定不良故障が発生したか否かを第1故障判定制御の実行結果に基づいて判断してもよい。例えば、制御装置40は、規制部に向けて流量制御弁4を移動させ、規制部に流量制御弁4を突き当てて位置特定不良故障を判定する第1故障判定制御を実行し、第1故障判定制御の実行結果に基づいて、位置特定不良故障が発生したか否かを判断してもよい。具体的には、制御装置40は、ロータリバルブ4aを第1ストッパに向けて移動させ続け、実回転角度ωrが最小回転角度ωminの位置にあるか否かを判定する。その後、ロータリバルブ4aを第1ストッパから第2ストッパに向けて移動させ続け、ロータリバルブ4aの実回転角度ωrが最大回転角度ωmaxの位置にあるか否かを判定する。ロータリバルブ4aの位置が最小回転角度ωminもしくは最大回転角度ωmaxに位置していないと判定された場合、位置特定不良故障と判定し位置特定不良故障フラグを記憶する。上記手順で行う制御を位置特定不良故障判定制御(第1故障判定制御の一例)と呼称する。制御装置40は、位置特定不良故障判定制御を、イグニッションスイッチがオフされた際に実行する。制御装置40は、位置特定不良故障フラグを記憶している場合、位置特定不良故障が発生したと判断する。制御装置40は、位置特定不良故障が発生していると判断すると(ステップS4 YES)、ステップS5に処理を進める。 In step S4, the control device 40 judges whether a position identification failure failure (an example of a first failure) has occurred in which the position of the rotary valve 4a (the opening degree of the flow control valve 4) cannot be identified. The control device 40 may judge whether a position identification failure failure has occurred based on the execution result of the first failure judgment control. For example, the control device 40 may execute the first failure judgment control in which the flow control valve 4 is moved toward the regulating portion and the flow control valve 4 is abutted against the regulating portion to judge a position identification failure failure, and may judge whether a position identification failure failure has occurred based on the execution result of the first failure judgment control. Specifically, the control device 40 continues to move the rotary valve 4a toward the first stopper and judges whether the actual rotation angle ωr is at the minimum rotation angle ωmin. Thereafter, the control device 40 continues to move the rotary valve 4a from the first stopper toward the second stopper and judges whether the actual rotation angle ωr of the rotary valve 4a is at the maximum rotation angle ωmax. If it is determined that the position of the rotary valve 4a is not at the minimum rotation angle ωmin or the maximum rotation angle ωmax, it is determined that a position identification failure has occurred, and a position identification failure flag is stored. The control performed in the above procedure is referred to as position identification failure failure determination control (an example of a first failure determination control). The control device 40 executes the position identification failure failure determination control when the ignition switch is turned off. If the control device 40 has stored a position identification failure flag, it determines that a position identification failure has occurred. If the control device 40 determines that a position identification failure has occurred (step S4 YES), it proceeds to step S5.

図2に示すように、制御装置40は、このように第1ストッパから第2ストッパに向けて移動させ、位置特定不良故障判定制御を実行することによって、位置特定不良故障判定制御を実行した後はラジエタ通路52の開度が大きくなる方にロータリバルブ4aが移動していることになる。これによって、位置特定不良故障判定制御により位置特定不良故障が発生したと判断された場合も、ラジエタ通路52への冷却水の流量を確保しやすい。この結果、制御装置40は、より安全な位置特定不良故障判定制御を実行できる。 As shown in FIG. 2, the control device 40 moves the rotary valve 4a from the first stopper toward the second stopper in this manner and executes the position identification failure failure judgment control, so that after executing the position identification failure failure judgment control, the rotary valve 4a moves in the direction in which the opening of the radiator passage 52 becomes larger. This makes it easier to ensure the flow rate of cooling water to the radiator passage 52 even when the position identification failure failure judgment control determines that a position identification failure failure has occurred. As a result, the control device 40 can execute safer position identification failure failure judgment control.

なお、位置特定不良故障の判定は、上記の位置特定不良故障判定制御の他に、回転角センサの天絡、地絡の判定を行ってもよい。回転角センサの天絡は、回転角センサの出力が通常の制御では出力されない第1出力以上の状態が所定時間継続したか否か、地絡は、回転角センサの出力が通常の制御では出力されない第2出力以下の状態が所定時間継続したか否かで判定すればよい。天絡、地絡の判定は、内燃機関の駆動中、常に行ってもよい。 In addition to the above-mentioned position identification failure determination control, the determination of a position identification failure may also include a determination of a power fault or ground fault of the rotation angle sensor. A power fault of the rotation angle sensor may be determined by whether or not a state in which the output of the rotation angle sensor is equal to or higher than a first output that is not output under normal control continues for a predetermined period of time, and a ground fault may be determined by whether or not a state in which the output of the rotation angle sensor is equal to or lower than a second output that is not output under normal control continues for a predetermined period of time. The determination of a power fault or ground fault may be performed at all times while the internal combustion engine is running.

図3に示すように、ステップS5では、制御装置40は、目標開度Оt(目標回転角度ωt)を決定せず、流量制御弁4を第1速度ωv1で回転移動させる第1制御を実行する。本実施形態では、第1速度ωv1は、ロータリバルブ4aを回転させる角速度である。第1速度ωv1は、予め決められた角速度であり、ロータリバルブ4aを安全に回転させることができる角速度である。言い換えると、ステップS5では、制御装置40は、目標回転角度ωtを決定せず、ロータリバルブ4aを一定の角速度(第1速度ωv1の一例)によって、回転移動させる。これによって、ロータリバルブ4aの位置が特定できない場合であっても、ロータリバルブ4aが安全に第1ストッパまたは第2ストッパまで移動する。本実施形態では、本ステップにおけるロータリバルブ4aの移動は、イグニッションスイッチがオフされた際に実行する。 As shown in FIG. 3, in step S5, the control device 40 executes the first control to rotate the flow control valve 4 at a first speed ωv1 without determining the target opening Ot (target rotation angle ωt). In this embodiment, the first speed ωv1 is an angular speed at which the rotary valve 4a is rotated. The first speed ωv1 is a predetermined angular speed at which the rotary valve 4a can be safely rotated. In other words, in step S5, the control device 40 does not determine the target rotation angle ωt, and rotates the rotary valve 4a at a constant angular speed (an example of the first speed ωv1). As a result, even if the position of the rotary valve 4a cannot be specified, the rotary valve 4a safely moves to the first stopper or the second stopper. In this embodiment, the movement of the rotary valve 4a in this step is executed when the ignition switch is turned off.

本実施形態では、ロータリバルブ4aを第2ストッパに向けて回転移動させる。これによって、図2に示すように、ラジエタ通路52の開口面積が大きくなる。この結果、位置特定不良故障が発生した場合であっても、ラジエタを通過する冷却水の流量を確保でき、内燃機関2を冷却できる。図3に示すように、制御装置40は、ステップS5で第1制御を実行すると、ステップS6に処理を進める。 In this embodiment, the rotary valve 4a is rotated toward the second stopper. This increases the opening area of the radiator passage 52 as shown in FIG. 2. As a result, even if a location identification failure occurs, the flow rate of the cooling water passing through the radiator can be ensured, and the internal combustion engine 2 can be cooled. As shown in FIG. 3, after the control device 40 executes the first control in step S5, the process proceeds to step S6.

ステップS6では、制御装置40は、ロータリバルブ4aを回転開始させてから所定時間経過したか否か判断する。所定時間は、例えば、ロータリバルブ4aを第1速度ωv1で回転移動させた場合に、―40度から210度まで移動させる時間である。言い換えると、所定時間は、ロータリバルブ4aを第1速度ωv1によって移動させた場合、すでに第2ストッパに突き当たる時間であればよい。これによって、位置特定不良故障が発生したとしてもラジエタ通路52の開口面積を最大にすることができるとともに、そのために必要な電力を抑制できる。制御装置40は、所定時間経過したと判断した場合(ステップS6 YES)、ステップS7に処理を進める。制御装置40は、所定時間経過していないと判断した場合(ステップS6 NO)、ステップS5に処理を戻し、ロータリバルブ4aの回転移動を続ける。 In step S6, the control device 40 judges whether a predetermined time has elapsed since the rotary valve 4a started to rotate. The predetermined time is, for example, the time required for the rotary valve 4a to move from -40 degrees to 210 degrees when it is rotated at the first speed ωv1. In other words, the predetermined time may be the time required for the rotary valve 4a to hit the second stopper when it is moved at the first speed ωv1. This makes it possible to maximize the opening area of the radiator passage 52 even if a position identification failure occurs, and to reduce the power required for this. If the control device 40 judges that the predetermined time has elapsed (step S6 YES), it proceeds to step S7. If the control device 40 judges that the predetermined time has not elapsed (step S6 NO), it returns to step S5 and continues the rotational movement of the rotary valve 4a.

ステップS7では、制御装置40は、内燃機関2の出力を後述する第2出力よりも低い第1出力に制限する、第1出力制限制御を実行する。位置特定不良故障の場合、冷却水の温度を制御することが難しい。このため、内燃機関2の発熱量を極力抑制することが好ましい。したがって、制御装置40は、第1出力に制限することによって、内燃機関2の出力を抑制し、発熱量を抑制する。第1出力は、例えば車両を安全な場所まで退避移動させる程度の出力(リンプフォーム出力)であってもよい。制御装置40は、第1出力制限制御を実行すると、ステップS8に処理を進める。 In step S7, the control device 40 executes a first output limiting control that limits the output of the internal combustion engine 2 to a first output that is lower than a second output, which will be described later. In the case of a poor location identification failure, it is difficult to control the temperature of the cooling water. For this reason, it is preferable to suppress the amount of heat generated by the internal combustion engine 2 as much as possible. Therefore, the control device 40 suppresses the output of the internal combustion engine 2 and suppresses the amount of heat generated by limiting it to the first output. The first output may be, for example, an output (limp form output) that is sufficient to evacuate the vehicle to a safe place. After executing the first output limiting control, the control device 40 proceeds to step S8.

ステップS8では、制御装置40は、排気循環装置17の排気循環バルブを閉じ、排気循環ガスを停止する。図2に示すように、本実施形態では、第2ストッパの位置が、ロータリバルブ4aが排気循環ガスクーラ通路54の通路を閉弁(閉鎖)する位置に対応する。このため、排気循環ガスクーラ16に冷却水を供給できない。この結果、制御装置40は、排気循環ガスの導入を中止し、排気循環装置17および内燃機関2を保護する。制御装置40は、排気循環ガスの導入を停止すると、ステップS9に処理を進める。 In step S8, the control device 40 closes the exhaust recirculation valve of the exhaust recirculation device 17 to stop the exhaust recirculation gas. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the position of the second stopper corresponds to the position where the rotary valve 4a closes (closes) the passage of the exhaust recirculation gas cooler passage 54. Therefore, cooling water cannot be supplied to the exhaust recirculation gas cooler 16. As a result, the control device 40 stops the introduction of the exhaust recirculation gas to protect the exhaust recirculation device 17 and the internal combustion engine 2. After the control device 40 stops the introduction of the exhaust recirculation gas, the process proceeds to step S9.

なお、ステップS7とステップS8は、ステップS5と平行して処理を行ってもよい。すなわち、制御装置40は、位置特定不良故障が発生していると判断すると、流量制御弁4を第1速度ωv1で回転移動させるとともに、内燃機関2の出力を第1出力に制限し、排気循環装置17の排気循環バルブを閉じてもよい。また、ステップS5、ステップS7、ステップS8の順番を入れ替えてもよい。 Note that steps S7 and S8 may be processed in parallel with step S5. That is, when the control device 40 determines that a position identification failure has occurred, it may rotate the flow control valve 4 at the first speed ωv1, limit the output of the internal combustion engine 2 to the first output, and close the exhaust recirculation valve of the exhaust recirculation device 17. Also, the order of steps S5, S7, and S8 may be reversed.

ステップS9では、制御装置40は、位置特定不良故障が解消したか否か判断する。本実施形態では、制御装置40は、位置特定不良故障フラグが消えた場合、位置特定不良故障が解消したと判断する。しかし、制御装置40は、他の方法によって位置特定不良故障が解消したと判断してもよい。制御装置40は、位置特定不良故障が解消したと判断した場合(ステップS9 YES)、ステップS1に処理を戻す。制御装置40は、位置特定不良故障が解消していないと判断した場合(ステップS9 NO)、ステップS7に処理を進め、第1出力制限制御と、排気循環ガスの導入停止を継続する。 In step S9, the control device 40 determines whether the position identification failure failure has been resolved. In this embodiment, the control device 40 determines that the position identification failure failure has been resolved when the position identification failure failure flag has disappeared. However, the control device 40 may determine that the position identification failure failure has been resolved by other methods. If the control device 40 determines that the position identification failure failure has been resolved (step S9 YES), it returns the process to step S1. If the control device 40 determines that the position identification failure failure has not been resolved (step S9 NO), it proceeds to step S7 and continues the first output limit control and the stop of the introduction of exhaust recirculation gas.

ステップS4において、制御装置40は、第1故障である位置特定不良故障でないと判断した場合(ステップS4 NO)、ステップS10に処理を進める。ステップS10では、制御装置40は、追従不良故障(第2故障の一例)か否か判断する。追従不良故障は、流量制御弁4が目標開度Otに追従しない故障である。本実施形態では、制御装置40は、ロータリバルブ4aの実回転角度ωrが目標回転角度ωtに追従しない(実回転角度ωrと目標回転角度ωtとの差が所定以上の状態が所定の時間継続する)場合、追従不良故障であると判断する。一方、制御装置40は、追従不良故障では、ロータリバルブ4aの位置は特定できている。制御装置40は、追従不良故障を内燃機関の駆動中、常に判断する。制御装置40は、追従不良故障であると判断した場合(ステップS10 YES)、ステップS11に処理を進める。制御装置40は、追従不良故障でないと判断した場合(ステップS10 NO)、ステップS1に処理を戻す。 In step S4, if the control device 40 determines that the failure is not a position identification failure, which is the first failure (step S4 NO), the process proceeds to step S10. In step S10, the control device 40 determines whether or not the failure is a tracking failure (an example of a second failure). A tracking failure is a failure in which the flow control valve 4 does not follow the target opening Ot. In this embodiment, the control device 40 determines that a tracking failure has occurred when the actual rotation angle ωr of the rotary valve 4a does not follow the target rotation angle ωt (a state in which the difference between the actual rotation angle ωr and the target rotation angle ωt is greater than or equal to a predetermined value continues for a predetermined period of time). On the other hand, in the case of a tracking failure, the control device 40 is able to identify the position of the rotary valve 4a. The control device 40 constantly determines a tracking failure while the internal combustion engine is running. If the control device 40 determines that a tracking failure has occurred (step S10 YES), the process proceeds to step S11. If the control device 40 determines that the failure is not due to poor tracking (step S10 NO), it returns the process to step S1.

ステップS11では、制御装置40は、ステップS3で決定した回転速度ωv(第2速度の一例)によって、ロータリバルブ4aを各通路の開度Oが最大となる位置に向けて回転移動させる。図2に示すように、本実施形態では、回転角度ωが150度から160度の間は、ラジエタ通路52、排気循環ガスクーラ通路54、およびエンジンオイルクーラ通路58(各通路)の開口面積(開度)が最大となる。制御装置40は、150度から160度の間を目標回転角度ωtに決定し、ロータリバルブ4aを、目標回転角度ωtと実回転角度ωrの差に基づいた回転速度ωvで回転移動させる。これによって、制御装置40は、ロータリバルブ4aを、内燃機関2のオーバーヒートを防止できる安全な開弁位置まで極力早く移動させることができる。なお、追従不良故障には、詰りによってロータリバルブ4aが移動できないというケースもあるが、上記のようにロータリバルブ4aを移動させようとすることにより詰りが解消し、追従性が復帰する場合もある。追従性が復帰しない場合は、ロータリバルブ4aが目標回転角度ωtに到達できない場合もあるため、ロータリバルブ4aへの負荷を考慮した所定時間が経過しても目標回転角度ωtに到達しない場合は、ロータリバルブ4aの移動を終了してもよい。図3に示すように、制御装置40は、ロータリバルブ4aを回転移動させると、ステップS12に処理を進める。 In step S11, the control device 40 rotates the rotary valve 4a toward a position where the opening degree O of each passage is maximum at the rotation speed ωv (an example of the second speed) determined in step S3. As shown in FIG. 2, in this embodiment, when the rotation angle ω is between 150 degrees and 160 degrees, the opening area (opening degree) of the radiator passage 52, the exhaust gas recirculation cooler passage 54, and the engine oil cooler passage 58 (each passage) is maximum. The control device 40 determines the target rotation angle ωt to be between 150 degrees and 160 degrees, and rotates the rotary valve 4a at a rotation speed ωv based on the difference between the target rotation angle ωt and the actual rotation angle ωr. This allows the control device 40 to move the rotary valve 4a as quickly as possible to a safe valve opening position that can prevent overheating of the internal combustion engine 2. In addition, in the case of a poor tracking failure, there are cases where the rotary valve 4a cannot move due to clogging, but by attempting to move the rotary valve 4a as described above, the clogging may be cleared and tracking may be restored. If tracking does not return, the rotary valve 4a may not reach the target rotation angle ωt, so if the target rotation angle ωt is not reached even after a predetermined time considering the load on the rotary valve 4a has elapsed, the movement of the rotary valve 4a may be terminated. As shown in FIG. 3, after the control device 40 rotates and moves the rotary valve 4a, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、制御装置40は、内燃機関2の出力を目標開度Otに応じた第2出力に制限する第2出力制限制御を実行する。本実施形態では、ステップS11において決定した目標回転角度ωtに応じた第2出力に制限する。ステップS11において決定した目標回転角度ωtは、各通路の開度Оが最大となる位置である。このため、第2出力が第1出力よりも高くても、内燃機関2のオーバーヒートが発生しない。したがって、第2出力は、例えば、リンプフォーム出力よりも高く、内燃機関2の全開出力未満の出力であればよい。制御装置40は、第2出力制限制御を実行するとステップS13に処理を進める。 In step S12, the control device 40 executes a second output limiting control that limits the output of the internal combustion engine 2 to a second output corresponding to the target opening degree Ot. In this embodiment, the output is limited to the second output corresponding to the target rotation angle ωt determined in step S11. The target rotation angle ωt determined in step S11 is the position where the opening degree O of each passage is maximum. Therefore, even if the second output is higher than the first output, overheating of the internal combustion engine 2 does not occur. Therefore, the second output may be, for example, higher than the limp form output and less than the full throttle output of the internal combustion engine 2. After executing the second output limiting control, the control device 40 proceeds to step S13.

ステップS13では、制御装置40は、追従不良故障が解消したか否か判断する。制御装置40は、ロータリバルブ4aの実回転角度ωrが目標回転角度ωtに追従を再開した場合、追従不良故障が解消したと判断してもよい。制御装置40は、追従不良故障が解消したと判断した場合(ステップS13 YES)、ステップS1に処理を戻す。制御装置40は、追従不良故障が解消していないと判断した場合(ステップS13 NO)、ステップS12に処理を戻し、第2出力制限制御を継続する。 In step S13, the control device 40 determines whether the poor tracking failure has been resolved. The control device 40 may determine that the poor tracking failure has been resolved when the actual rotation angle ωr of the rotary valve 4a resumes tracking the target rotation angle ωt. If the control device 40 determines that the poor tracking failure has been resolved (step S13 YES), it returns the process to step S1. If the control device 40 determines that the poor tracking failure has not been resolved (step S13 NO), it returns the process to step S12 and continues the second output limit control.

以上説明した通り、本開示の内燃機関2の冷却システム1によれば、位置特定不良故障が発生した場合と、追従不良故障が発生した場合と、によってロータリバルブ4aの動かし方を変える。具体的には、制御装置40は、位置特定不良故障の場合、目標回転角度ωtに到達したか分からないので、目標回転角度ωtを決定せずに開側に向かい動かす。一方、制御装置40は、追従性不良の場合、目標回転角度ωtに到達したことが分かる。このため、制御装置40は、ロータリバルブ4aを最も安全な開度にする。これによって、故障形態に合わせてロータリバルブ4aを制御できる。この結果、ロータリバルブ4aの故障形態に応じて最適なフェールセーフ制御を実行できる。 As described above, according to the cooling system 1 for the internal combustion engine 2 disclosed herein, the manner in which the rotary valve 4a is moved is changed depending on whether a position identification failure occurs or a tracking failure occurs. Specifically, in the case of a position identification failure, the control device 40 does not know whether the target rotation angle ωt has been reached, so it moves the rotary valve 4a toward the open side without determining the target rotation angle ωt. On the other hand, in the case of a tracking failure, the control device 40 knows that the target rotation angle ωt has been reached. Therefore, the control device 40 sets the rotary valve 4a to the safest opening. This allows the rotary valve 4a to be controlled in accordance with the failure mode. As a result, optimal fail-safe control can be executed in accordance with the failure mode of the rotary valve 4a.

さらに、制御装置40は、故障形態にあわせた第1出力制限制御と、第2出力制限制御と、を実行する。これによって、冷却水の流量に合わせた出力制限を実行できる。 Furthermore, the control device 40 executes a first output limiting control and a second output limiting control according to the failure mode. This allows the output limiting to be executed according to the flow rate of the cooling water.

<他の実施形態>
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
<Other embodiments>
Although the embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention. In particular, the multiple modifications described in this specification can be arbitrarily combined as necessary.

(a)上記実施形態では、流量制御弁4はロータリバルブ4aを例に用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。流量制御弁4は、例えば、各通路の流量をスライド式のバルブによって制御する流量制御弁4であってもよい。この場合、規制部は、スライド式のバルブの移動を規制するストッパであってもよい。 (a) In the above embodiment, the flow control valve 4 is described using a rotary valve 4a as an example, but the present disclosure is not limited to this. The flow control valve 4 may be, for example, a flow control valve 4 that controls the flow rate of each passage by a slide-type valve. In this case, the regulating portion may be a stopper that regulates the movement of the slide-type valve.

(b)上記実施形態では、制御装置40が図2の各通路の開口面積とロータリバルブ4aの回転角度ωの関係を用いて、各通路に流れる冷却水の流量を制御する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。制御装置40は、例えば、流量を検知するセンサ等を用いて、流量制御弁4を制御してもよい。また、図2の各通路の開口面積と、ロータリバルブ4aの回転角度ωは、適宜変更してもよい。 (b) In the above embodiment, an example has been described in which the control device 40 controls the flow rate of the cooling water flowing through each passage using the relationship between the opening area of each passage in FIG. 2 and the rotation angle ω of the rotary valve 4a, but the present disclosure is not limited to this. The control device 40 may control the flow control valve 4 using, for example, a sensor that detects the flow rate. In addition, the opening area of each passage in FIG. 2 and the rotation angle ω of the rotary valve 4a may be changed as appropriate.

1 :冷却システム
2 :内燃機関
4 :流量制御弁
17 :排気循環装置
30 :ラジエタ
40 :制御装置
52 :ラジエタ通路
54 :排気循環ガスクーラ通路
O :開度
Ot :目標開度
ωmax :最大回転角度
ωmin :最小回転角度
ωr :実回転角度
ωt :目標回転角度
ωv :回転速度
ωv1 :第1速度
1: Cooling system 2: Internal combustion engine 4: Flow control valve 17: Exhaust gas recirculation device 30: Radiator 40: Control device 52: Radiator passage 54: Exhaust gas recirculation gas cooler passage O: Opening degree Ot: Target opening degree ωmax: Maximum rotation angle ωmin: Minimum rotation angle ωr: Actual rotation angle ωt: Target rotation angle ωv: Rotational speed ωv1: First speed

Claims (7)

冷却水が流れる複数の通路と、
複数の前記通路のそれぞれに流れる冷却水の流量を制御する流量制御弁と、
複数の前記通路に流す冷却水の温度に基づいて目標開度を決定し前記目標開度に向けて前記流量制御弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記流量制御弁の開度が特定できない第1故障の場合、前記流量制御弁を第1速度で移動させ、
前記流量制御弁が前記目標開度に追従しない第2故障の場合、前記通路の全てに前記冷却水が流れる開度を前記目標開度に設定し前記流量制御弁を移動させる、
内燃機関の冷却システム。
A plurality of passages through which cooling water flows;
a flow control valve for controlling a flow rate of the cooling water flowing through each of the plurality of passages;
a control device that determines a target opening degree based on temperatures of cooling water flowing through the plurality of passages and controls the flow control valve toward the target opening degree;
Equipped with
When a first failure occurs in which the opening degree of the flow control valve cannot be identified, the control device moves the flow control valve at a first speed;
In the case of a second failure in which the flow control valve does not follow the target opening, the flow control valve is moved to set the target opening to an opening at which the cooling water flows through all of the passages.
Cooling system of an internal combustion engine.
前記制御装置は、前記第1故障の場合に前記流量制御弁を所定時間、前記第1速度で移動させる、
請求項1に記載の内燃機関の冷却システム。
the controller moves the flow control valve at the first speed for a predetermined time in the event of the first fault;
2. The cooling system for an internal combustion engine according to claim 1.
前記制御装置は、前記第2故障の場合、前記流量制御弁を前記目標開度と実際の開度との差に応じて決まる第2速度で前記目標開度まで移動させる、
請求項1または2に記載の内燃機関の冷却システム。
When the second failure occurs, the control device moves the flow control valve to the target opening at a second speed determined according to a difference between the target opening and an actual opening.
3. A cooling system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
前記制御装置は、
前記第2故障と判定する場合、前記内燃機関の出力を前記目標開度に応じた第2出力に制限する第2出力制限制御を実行し、
前記第1故障と判定する場合、前記内燃機関の出力を前記第2出力よりも低い第1出力に制限する第1出力制限制御を実行する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の冷却システム。
The control device includes:
When it is determined that the second malfunction has occurred, a second output limiting control is executed to limit the output of the internal combustion engine to a second output corresponding to the target opening degree;
when it is determined that the first malfunction has occurred, a first output limiting control is executed to limit an output of the internal combustion engine to a first output which is lower than the second output.
4. A cooling system for an internal combustion engine according to claim 1.
排気循環装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記第1故障を判定した場合、前記排気循環装置による排気循環を停止する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関の冷却システム。
Further comprising an exhaust gas recirculation device;
When the control device determines that the first malfunction has occurred, the control device stops exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation device.
5. A cooling system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
複数の前記通路は、ラジエタに前記冷却水を供給するラジエタ通路を含み、
前記流量制御弁は、前記ラジエタ通路が最大開度となる位置に、前記流量制御弁の位置を規制する規制部を有し、
前記制御装置は、前記規制部に向けて前記流量制御弁を移動させ、前記規制部に前記流量制御弁を突き当てて前記第1故障を判定する第1故障判定制御を実行する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関の冷却システム。
the plurality of passages includes a radiator passage that supplies the cooling water to a radiator,
the flow control valve has a restriction portion that restricts a position of the flow control valve to a position where the radiator passage has a maximum opening degree,
The control device executes a first fault determination control to move the flow control valve toward the restriction portion and to abut the flow control valve against the restriction portion to determine the first fault.
5. A cooling system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
排気循環装置と、
前記排気循環装置によって循環される排気循環ガスを冷却する排気循環ガス冷却装置と、
をさらに備え、
複数の前記通路は、前記排気循環ガス冷却装置に冷却水を供給する排気循環ガス冷却通路を含み、
前記規制部は前記流量制御弁が前記排気循環ガス冷却通路を閉鎖する位置に対応し、
前記制御装置は、前記第1故障を判定した場合、前記排気循環装置による排気循環を停止する、
請求項6に記載の内燃機関の冷却システム。
An exhaust gas recirculation device;
an exhaust gas recirculation gas cooling device that cools the exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation device;
Further equipped with
the plurality of passages include an exhaust recirculation gas cooling passage that supplies cooling water to the exhaust recirculation gas cooling device,
the restriction portion corresponds to a position where the flow control valve closes the exhaust recirculation gas cooling passage,
When the control device determines that the first malfunction has occurred, the control device stops exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation device.
7. The cooling system for an internal combustion engine according to claim 6.
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