JP2004324531A - エンジンの暖機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖機制御を実行する機会を増加し、ヒータによる暖房を促進して十分な暖房効果を得ることができるエンジンの暖機制御装置を提供する。
【解決手段】暖機スイッチが操作されたとき、シフト位置がＮ又はＰレンジのときのみならず、Ｄレンジのときにもファーストアイドル時の目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤより高い目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤを設定し、冷却水温ＴＨｗの上昇及び冷却水量の増加に伴ってヒータの暖房能力を向上させる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷態始動されたエンジンの暖機状態を制御する暖機制御装置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
エンジンの暖機状態を制御する暖機制御装置として種々のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献１に記載された暖機制御装置は、エンジンの冷態始動時にアイドル運転の安定化を目的として冷却水温に応じてアイドル回転速度を高めてエンジンをファーストアイドルさせると共に、走行中の車両が停車して自動変速機のシフト位置がＮ（ニュートラル）レンジに切換えられたときに、アイドル回転速度を徐々に低下させて、ファーストアイドルによる急発進を防止している。
【０００３】
ところで、特に寒冷地等では、エンジン暖機中にヒータによる暖房能力に不足を感じる場合があり、その対策として上記した通常のファーストアイドル機能とは別に、暖房能力の確保を目的としてアイドル回転速度を高める暖機制御を行う暖機制御装置が実施されている。当該暖機制御装置では、運転席等に設けた暖機スイッチが運転者により操作された状態で、車両が停車されて自動変速機のシフト位置がＮ又はＰ（パーキング）レンジに切換えられると、上記暖機制御を開始してアイドル回転速度を高め、これにより冷却水温の上昇を促進すると共に冷却水量を増加させて暖房能力を確保している。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２８８７５３８号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した暖機制御装置では、ヒータの暖房能力が不足気味になるアイドル運転の大部分がＮ又はＰレンジで行われるとの前提の基に、Ｎ又はＰレンジで暖機制御を実施している。しかしながら、通常の運転者は一旦走行を開始すると、信号待ち等で停車してもシフト位置をＤ（ドライブ）レンジに保持したまま待機することが多いため、車両走行中のアイドル運転の大半はＤレンジで行われ、結果として暖機制御の実行される機会が減少して暖房不足を十分に解消できないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、暖機制御を実行する機会を増加し、ヒータによる暖房を促進して十分な暖房効果を得ることができるエンジンの暖機制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンのアイドル回転速度を調整するアイドル回転速度調整手段と、エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段と、エンジンの暖機制御の実行を指令する暖機指令手段と、エンジンにトルクコンバータを介して接続された自動変速機のシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、暖機指令手段により暖機制御の実行が指令され、水温検出手段により検出された冷却水温が所定値以下で、且つ、シフト位置検出手段により検出されたシフト位置が走行レンジであるときに、アイドル回転速度調整手段によりエンジンのアイドル回転速度を上昇させる暖機制御手段とを備えたものである。
【０００８】
従って、エンジンの冷却水温が所定値以下でヒータによる暖房不足が懸念され、且つ、自動変速機のシフト位置が走行レンジであるときに、暖機指令手段により暖機制御の実行が指令されると、暖機制御手段に制御されたアイドル回転速度調整手段によりエンジンのアイドル回転速度が上昇される。これによりエンジン発熱量が増加して冷却水温の上昇が促進されると共に、ウォータポンプの回転速度が上昇して冷却水量が増加するため、結果としてヒータの暖房能力が向上する。
【０００９】
そして、このように走行レンジで暖機制御が実行されることから、自動変速機のシフト位置を走行レンジに保持したまま信号待ち等で停車した場合であっても暖機制御が行われることになり、暖機制御を実行する機会が増加される。
請求項２の発明は、請求項１において、暖機制御手段が、シフト位置検出手段により検出されたシフト位置が非走行レンジのときにもエンジンのアイドル回転速度を上昇させると共に、非走行レンジに比較して走行レンジでは低いアイドル回転速度に制御するものである。
【００１０】
従って、走行レンジにおけるアイドル回転速度の上昇は自動変速機のクリープ力の増加に繋がるため、過大なクリープ力により運転者が違和感を抱いたり、停車状態の維持に大きなブレーキ踏力を要したりするが、非走行レンジに比較して走行レンジではアイドル回転速度がより低く制御されるため、暖房能力を確保した上でクリープ力の増加が適切な範囲に抑制され、過大なクリープ力による上記不具合が未然に回避される。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、冷態時のエンジンをファーストアイドルさせるファーストアイドル制御手段を備え、暖機制御手段が、水温検出手段により検出された冷却水温の上昇に伴ってアイドル回転速度を低下させると共に、アイドル回転速度の上限値を、ファーストアイドル制御手段によるファーストアイドル時のアイドル回転速度の上限値と略等しくしたものである。
【００１２】
従って、暖機制御時には、暖機制御手段によりエンジンのアイドル回転速度が上昇された後に、冷却水温の上昇に伴って次第に低下されて暖機完了後のアイドル運転に移行する。そして、この走行レンジにおける暖機制御時のアイドル回転速度の上限がファーストアイドル時のアイドル回転速度の上限と略等しいことから、自動変速機のクリープ力の発生状況や停車維持に要するブレーキ踏力に大きな差はなく、運転者はファーストアイドル時と同様の感覚で運転可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したエンジンの暖機制御装置の一実施形態を説明する。
図１の全体構成図に示すように、エンジン１は吸気管噴射型の直列４気筒ガソリン機関として構成されている。エンジン１の吸気通路２には各気筒毎に燃料噴射弁３が備えられ、各燃料噴射弁３は図示しない燃料ポンプから燃料を供給される。図示しないエアククリーナから吸気通路内２内に導入された吸気はモータ４ａで開閉駆動されるスロットル弁４（アイドル回転速度調整手段）により流量調整された後に、燃料噴射弁３から噴射された燃料と混合され、混合気として吸気弁の開弁に伴って燃焼室５内に導入される。その後、所定のタイミングで点火プラグ６により混合気が点火され、燃焼後の排ガスは排気弁の開弁に伴って燃焼室５から排気通路７に排出されて、図示しない触媒や消音器を経て外部に排出される。
【００１４】
図示はしないが、このように構成されたエンジン１はトルクコンバータを備えた自動変速機と連結されて車両に搭載されており、車両走行時において、車速やエンジン１のスロットル開度に応じて変速段が自動的に切換えられる。
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ２１（エンジン制御ユニット）が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、自動変速機のシフト位置（自動変速で切換えられる変速段ではなく、運転者により選択されたシフトレバーの位置）を検出するシフト位置センサ２２（シフト位置検出手段）、エンジンの冷却水温ＴＨｗを検出する水温センサ２３（水温検出手段）、運転席に設けられて暖機制御モードの実行を指令するための暖機スイッチ２４（暖機指令手段）、及びその他の各種スイッチやセンサ類が接続されている。又、ＥＣＵ２１の出力側には、上記燃料噴射弁３、スロットル弁４のモータ４ａ、点火プラグ６、及びその他のデバイス類が接続されている。
【００１５】
ＥＣＵ２１は上記した各検出情報に基づき燃料噴射制御や点火時期制御を始めとするエンジン１を運転するための各種制御を実行する。
又、ＥＣＵ２１はエンジン１の冷態始動時に冷却水温ＴＨｗに応じてアイドル回転速度を上昇させてファーストアイドルを行う一方（ファーストアイドル制御手段）、暖機スイッチ２４が操作されると、車両に搭載されたヒータの暖房能力を確保すべく、ファーストアイドルよりもアイドル回転速度を高い回転域に保つ暖機制御を実行しており（暖機制御手段）、以下、当該制御の詳細を説明する。
【００１６】
図２は目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤを設定するためのマップを示しており、ファーストアイドル及び暖機制御の目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤは、共に自動変速機のシフト位置毎に冷却水温ＴＨｗに基づいて設定される。
シフト位置がＮ又はＰレンジ（非走行レンジ）のとき、ファーストアイドルの目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤが、下限水温に対応する１４００ｒｐｍから暖気完了後に対応する６５０ｒｐｍまで冷却水温ＴＨｗの上昇に伴って次第に低下するのに対し、暖機制御の目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤは、予め設定された第２水温ＴＨｗ２となるまで１４００ｒｐｍに保持される。よって、下限水温から暖機完了後の水温（例えば、８０℃）に達するまでのファーストアイドルの全領域で、暖機制御ではより高い目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤが設定される。
【００１７】
又、シフト位置がＤレンジ（走行レンジ）のとき、ファーストアイドルの目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤが第１水温ＴＨｗ１（＜ＴＨｗ２）未満では１０００ｒｐｍに保持され、第１水温ＴＨｗ１以上では冷却水温ＴＨｗの上昇に伴って暖機完了後に対応する５５０ｒｐｍまで次第に低下するのに対し、暖機制御の目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤは、冷却水温ＴＨｗがより高温の第２水温ＴＨｗ２となるまで１０００ｒｐｍに保持される。よって、冷却水温ＴＨｗが第１水温ＴＨｗ１を越えてから暖機完了後の水温に達するまでの領域で、暖機制御ではより高い目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤ（本実施形態では、＋２００ｒｐｍ程度）が設定される。
【００１８】
尚、図２の特性は一例であり、目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤの上限値や暖機完了後の水温等は任意に変更可能である。
ＥＣＵ２１は運転者により暖機スイッチ２４が操作されていないときには、図２のファーストアイドル時の特性に従って目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤを設定して通常通りのファーストアイドルを行う一方、暖機スイッチ２４が操作されているときには、図２の暖機制御時の特性に従って目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤを設定し、ファーストアイドルより高いアイドル回転速度に保つ。アイドル回転速度の上昇によりエンジン１の発熱量が増加して冷却水温ＴＨｗの上昇が促進されると共に、ウォータポンプの回転速度が上昇して冷却水量が増加するため、結果としてヒータの暖房能力を向上させることができる。
【００１９】
そして、上記のように本実施形態では、Ｎ又はＰレンジのみならずＤレンジでも暖機制御を実行している。通常の運転者は一旦走行を開始すると、信号待ち等で停車してもシフト位置をＤレンジに保持したまま待機することが多いが、このような場合でも暖機制御が実行されるため、暖機制御を実行する機会が増加することになる。又、停車時のみならず車両走行中においても、例えば自動変速機の直結クラッチが接続されずに車両が減速された状況では、エンジン回転速度が通常のファーストアイドルまで低下せずに暖機制御時のアイドル回転速度に保持されるため、暖機制御が実行される。従って、Ｎ又はＰレンジのみで暖機制御を行う先行技術の暖機制御装置に比較して、暖機制御を実行する機会が大幅に増加し、ヒータによる暖房を促進して十分な暖房効果を得ることができる。
【００２０】
一方、Ｄレンジにおけるアイドル回転速度の上昇は自動変速機のクリープ力の増加に繋がるため、Ｄレンジの暖機制御時にＮ又はＰレンジと同様の高い目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤが設定されると、過大なクリープ力により運転者が違和感を抱いたり、停車状態の維持に大きなブレーキ踏力を要したりする不具合が生じる。本実施形態では、Ｎ又はＰレンジとは別個にＤレンジではより低い目標アイドル回転速度ｔｇｔＩＤが設定されるため、暖房能力を確保した上でクリープ力の増加が適切な範囲に抑制され、過大なクリープ力による上記不具合を未然に回避して良好なドライバビリティを実現することができる。
【００２１】
しかも、図２から明らかなように、Ｄレンジでの暖機制御時には、ファーストアイドル時に比較して下限水温からのアイドル回転速度である１０００ｒｐｍをより高温側（ＴＨｗ１→ＴＨｗ２）まで維持することで、結果としてアイドル回転速度を上昇させている。つまり、Ｄレンジでのアイドル回転速度の上限はファーストアイドル時と暖機制御時とで何ら相違せず、単にアイドル回転速度が低下するエンジン冷却水温ＴＨｗが異なるだけのため、クリープ力の発生状況や停車維持に要するブレーキ踏力に大きな差は生じない。よって、運転者は暖機制御時でもファーストアイドル時と同様の感覚で運転でき、このような特性に設定した点もドライバビリティの向上に大きく貢献している。
【００２２】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、吸気管噴射型のガソリンエンジン１に適用される暖機制御装置に具体化したが、エンジン１の種別はこれに限らず、例えばディーゼルエンジン用の暖機制御装置として具体化してもよく、この場合、暖機制御時にはコントロールスリーブの位置に応じて燃料噴射量を調整することでアイドル回転速度を上昇させればよい（アイドル回転速度調整手段）。
【００２３】
又、上記実施形態では、走行レンジとしてＤレンジを設定し、シフト位置がＤレンジのときに図２の特性に従って暖機制御を実行したが、走行レンジとしてはＤレンジに限ることはなく、Ｄレンジに加えてＲ（リバース）レンジでも同一特性に従って暖機制御を実行するようにしてもよい。
更に、上記実施形態では、スロットル弁４によりエンジン１のアイドル回転速度を調整したが、これに代えてスロットル弁４を迂回するバイパス通路にアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）を設け、当該ＩＳＣＶの開度制御によりアイドル回転速度を調整してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの暖機制御装置によれば、暖機制御を実行する機会を増加し、ヒータによる暖房を促進して十分な暖房効果を得ることができる。
請求項２の発明のエンジンの暖機制御装置によれば、請求項１に加えて、走行レンジでの過大なクリープ力を未然に回避して、良好なドライバビリティを実現することができる。
【００２５】
請求項３の発明のエンジンの暖機制御装置によれば、請求項１又は２に加えて、暖機制御時にファーストアイドル時と同様の感覚で運転でき、ドライバビリティを一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のエンジンの暖機制御装置を示す全体構成図である。
【図２】目標アイドル回転速度を設定するためのマップを示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
４ スロットル弁（アイドル回転速度調整手段）
２１ ＥＣＵ（暖機制御手段、ファーストアイドル制御手段）
２２ シフト位置センサ（シフト位置検出手段）
２３ 水温センサ（水温検出手段）
２４ 暖機スイッチ（暖機指令手段）

Claims (3)

1. エンジンのアイドル回転速度を調整するアイドル回転速度調整手段と、
   上記エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段と、
   上記エンジンの暖機制御の実行を指令する暖機指令手段と、
   上記エンジンにトルクコンバータを介して接続された自動変速機のシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
   上記暖機指令手段により暖機制御の実行が指令され、上記水温検出手段により検出された冷却水温が所定値以下で、且つ、上記シフト位置検出手段により検出されたシフト位置が走行レンジであるときに、上記アイドル回転速度調整手段により上記エンジンのアイドル回転速度を上昇させる暖機制御手段と
   を備えたことを特徴とするエンジンの暖機制御装置。
2. 上記暖機制御手段は、上記シフト位置検出手段により検出されたシフト位置が非走行レンジのときにも上記エンジンのアイドル回転速度を上昇させると共に、上記非走行レンジに比較して上記走行レンジでは低いアイドル回転速度に制御することを特徴とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの暖機制御装置。
3. 冷態時のエンジンをファーストアイドルさせるファーストアイドル制御手段を備え、
   上記暖機制御手段は、上記水温検出手段により検出された冷却水温の上昇に伴ってアイドル回転速度を低下させると共に、該アイドル回転速度の上限値を、上記ファーストアイドル制御手段によるファーストアイドル時のアイドル回転速度の上限値と略等しくしたことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの暖機制御装置。

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