[发明专利]内燃机的冷却控制装置及冷却控制方法

说明书

本发明涉及一种用于冷却例如汽车发动机之类的内燃机的冷却控制装置及冷却控制方法，特别是涉及一种可提高对在内燃机内循环的冷却介质进行的温度控制响应性且可同时改善其控制精度的冷却控制装置及控制方法。

以往，一般是用水冷式冷却装置对使用于汽车等中的内燃机(以下称发动机)进行冷却，该水冷式冷却装置使用了散热器。

在这种冷却装置中，为控制冷却水的温度使用了恒温器来，当冷却水的温度低于规定温度时，通过所述恒温器的作用，使冷却水流向旁通通路，不经过散热器进行循环。

图29表示其结构，标号1是由汽缸部件1a和汽缸盖1b构成的发动机。在该发动机1的汽缸部件1a和汽缸盖1b内，形成箭头C所示的流体通路。

2表示热交换器、即散热器，在该散热器2中形成众所周知的流体通路2c。散热器2的冷却水入口部2a和冷却水出口部2b，同冷却水路3连接着，该冷却水路3使冷却水在与发动机1之间进行循环。

冷却水路3包括：流出侧冷却水路3a，从设于发动机1上部的冷却水的流出部1d一直连通到设于散热器2上部的冷却水的流入部2a；流入侧冷却水路3b，从设置在散热器2下部的冷却水的流出部2b一直连通到设置在发动机1下部的冷却水的流入部1e；旁通水路3c，连接两个冷却水路3a、3b的中途部位。

此外，在冷却水路3中的流出侧冷却水路3a和旁通水路3c的分支部上配置着恒温器4。该恒温器4的内部装有随冷却水温度的变化进行热胀冷缩的热膨胀体(例如蜡)。当冷却水温度高时(例如超过80℃)，通过所述热膨胀体的膨胀将阀打开，可使从发动机1的流出部1d流出的冷却水经过流出侧冷却水路3a后流入散热器2，在散热器2处散热而变成低温的冷却水从流出部2b流出，并经过流入侧冷却水路3b后，从发动机1的流入部1e流入发动机内。

此外，当冷却水温度低时，通过热膨胀体的收缩而关闭恒温器4的阀，从发动机1的流出部1d流出的冷却水，经过旁通水路3c后，从发动机1的流入部1e流入发动机1内的冷却通路c中。

另外，图29中的标号5是配置在发动机1的流入部1e上的水泵，该水泵的转轴随发动机1的图中未表示的曲轴的转动而转动，强制性地使冷却水循环。标号6是用于强制冷风进入散热器2的风扇装置，由冷却风扇6a和驱动该风扇转动的风扇电动机66构成。

如上所述的通过恒温器进行的开阀及关阀作用是由冷却水温度决定的，而且还根据蜡等热膨胀体的膨胀收缩作用而定，因此，开阀时的温度和关阀时的温度不是固定的。即，从蜡等热膨胀体受冷却水温度变化的影响之后到阀动作，需要一段时间，特别是温度下降时的响应性比温度上升时的差，具有所谓的滞后性。因此，存在着难以将冷却水调节到所期望的规定温度范围内的技术课题。

为此，提出了不利用通过蜡等膨胀体进行的开阀及关阀作用，而是对冷却水流量进行电子学控制的装置。

这种装置，是利用例如步进电动机来控制蝶阀的转角的装置。它不含有图29中的恒温器4，而是用具有蝶阀的阀装置7来取代恒温器4，该阀装置7如图29中的虚线所示地配置在流出侧冷却水路3a中。

图30表示阀装置7的一个例子，圆形平板状蝶阀7a被支轴7b可转动地支承在冷却水路3a内。该支轴7b的一端安装有蜗轮7c，嵌入在电动机7d的旋转驱动轴上的蜗杆7e与所述蜗轮7c啮合。

通过控制发动机整体运转状态的控制装置(ECU)，向所述电动机7d供给使电动机的驱动轴正转或反转的工作电流。因此，如果通过ECU的作用向电动机7d供给使驱动轴正转的电流，则由于周知的蜗杆7e与蜗轮7c的减速作用，蝶阀7a的支轴7b向一个方向转动，于是，蝶阀7a的面方向转动到与冷却水路3a的水路方向相同的方向而成为开阀状态。

此外，如果通过ECU的作用向电动机7d供给使驱动轴反转的电流，则蝶阀7a的支轴7b向另一方向转动，于是，蝶阀7a的面方向转动到与冷却水路3a的水路方向垂直的方向而成为关阀状态。

所述ECU是这样构成的，例如向ECU提供与发动机的冷却水温度有关的信息，所述ECU利用该信息控制所述电动机，由此控制冷却水的温度。

另外，控制装置(ECU)读取从发动机检测出的各种运转参数后发出控制信号，根据该控制信号驱动使蝶阀转动的步进电动机(未图示)，从而控制流向散热器一侧的冷却水的流量。

但是，采用了所述蝶阀的冷却控制装置是这样构成的，例如将热敏电阻等温度检测元件(未图示)配置在发动机1的冷却水的一部分水路上，根据由该温度检测元件检测到的冷却水温度来驱动电动机7d。