JP2013253582A

JP2013253582A - 冷却システムの制御装置

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Publication number: JP2013253582A
Application number: JP2012130994A
Authority: JP
Inventors: Yuki Haba; 優樹羽場; Nobumoto Ohashi; 伸基大橋; Teruhiko Miyake; 照彦三宅; Hisaya Okamoto; 尚也岡本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: JP5803818B2

Abstract

【課題】エンジンの制御量を冷間補正する際の過補正を抑制することが可能な冷却システムの制御装置を提供する。
【解決手段】冷却水路は、冷却水の通水によりエンジンを冷却する。冷却水温取得手段は、冷却水の水温を推定又は実測することにより取得する。制御量決定手段は、取得した冷却水温に基づき、エンジンの制御量を決定する。さらに、制御量決定手段は、取得した冷却水温が暖機完了温度未満の場合、冷却水の通水量の制限時と、冷却水の通水量の制限を解除している間とで、取得した冷却水温と、エンジンの制御量との関係を異ならせてエンジンの制御量を決定し、かつ、エンジンの始動直後の所定期間内では、冷却水の通水量の制限を解除している間における冷却水温と、エンジンの制御量との関係に基づき、エンジンの制御量を決定する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）を備える車両の制御に関する。

従来から、冷却水の通水によりエンジン等を冷却可能な冷却水路の通水量を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンの冷却水の通水量を制御するポンプを有し、エンジンの出口近傍の冷却水路に水温センサが配置された冷却システムにおいて、水温センサの出力に基づき、冷却水の循環停止中での冷却水温や燃焼室（ボア）壁温を推定し、ポンプの出力を制御する技術が開示されている。その他、本発明に関連する技術が特許文献２及び特許文献３に開示されている。

特開２００６−３４２６８０号公報特開２００６−２１４２８０号公報特開２００７−０５６７２２号公報

ボア壁温の状態を表す指標として冷却水温を用い、冷間始動時のエンジンの種々の制御量を補正する冷間補正が知られている。この冷間補正を冷却水の循環停止時に行う場合、特許文献１に記載の技術を用いて、エンジンの出口付近に設置された水温センサの出力に基づき循環停止中の冷却水温を推定し、推定した冷却水温に基づき冷間補正を行うことが可能である。しかしながら、冷却水の循環停止時には、ボア壁温が冷却水の循環時よりも高温となる場合であっても、冷却水温が循環時よりも低くなる場合がある。この場合、ボア壁温が高いにも関わらず冷却水温が低く推定又は測定されてしまうため、エンジンの制御量の冷間補正が過補正となってしまい、エミッション悪化に繋がる虞がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジンの制御量を冷間補正する際の過補正を抑制することが可能な冷却システムの制御装置を提供することを主な目的とする。

本発明の１つの観点では、エンジンと、冷却水の通水により前記エンジンを冷却可能な冷却水路と、前記冷却水の水温を取得する冷却水温取得手段と、前記冷却水の通水量を調整可能な冷却水調整手段と、前記水温に基づき、前記エンジンの制御量を決定する制御量決定手段と、を有する冷却システムの制御装置であって、前記冷却水調整手段は、前記水温が前記エンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度未満の場合に、前記通水量を制限し、前記通水量の制限時に前記冷却水の所定の通水条件が成立した場合に、前記通水量の制限を解除し、前記制御量決定手段は、前記水温が前記暖機完了温度未満の場合、前記通水量の制限時と、前記通水量の制限を解除している間とで、前記水温と、前記エンジンの制御量との関係を異ならせて前記エンジンの制御量を決定し、かつ、前記エンジンの始動直後の所定期間内では、前記通水量の制限を解除している間における前記水温と、前記エンジンの制御量との関係に基づき、前記エンジンの制御量を決定する。

上記冷却システムの制御装置は、車両に搭載され、エンジンと、冷却水路と、冷却水温取得手段と、冷却水調整手段と、制御量決定手段とを備える。冷却水路は、冷却水の通水によりエンジンを冷却する。冷却水温取得手段は、冷却水の水温を推定又は実測することにより取得する。冷却水調整手段は、冷却水の通水量を調整する。ここで、冷却水調整手段は、取得した冷却水温がエンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度未満の場合に、冷却水の通水量を制限し、当該通水量の制限時に冷却水の所定の通水条件が成立した場合に、冷却水の通水量の制限を解除する。制御量決定手段は、取得した冷却水温に基づき、エンジンの制御量を決定する。さらに、制御量決定手段は、取得した冷却水温が暖機完了温度未満の場合、冷却水の通水量の制限時と、冷却水の通水量の制限を解除している間とで、取得した冷却水温と、エンジンの制御量との関係を異ならせてエンジンの制御量を決定し、かつ、エンジンの始動直後の所定期間内では、冷却水の通水量の制限を解除している間における冷却水温と、エンジンの制御量との関係に基づき、エンジンの制御量を決定する。

一般に、冷却水の通水量の制限時には、冷却水路内の冷却水の移動が制限されるため、ボア（燃焼室）から冷却水への熱伝達効率が悪く、冷却水の通水時と比較して、ボア壁温は高いにも関わらず、取得される冷却水温は低くなる。この場合、冷却水温は、ボア壁温を表す指標としては精度が低くなる。また、冷却システムは、冷却水温がエンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度以下の場合には原則として冷却水の通水を停止する一方、所定の通水条件が成立する場合には冷却水の通水を再開する必要があり、同じ冷却水温であっても冷却水を通水させたり、通水停止させたりする状況が存在する。以上を勘案し、冷却システムの制御装置は、冷却水の通水量制限時の冷却水温とエンジンの制御量との関係を、通水量の制限を解除している間と異ならせる。但し、エンジン始動直後では、エンジンが暖機されにくい状態、即ち熱容量が高い状態にあるため、上述したような冷却水の通水制限時におけるボア壁温と冷却水温との乖離は発生しない。従って、冷却システムの制御装置は、エンジン始動直後の所定期間では、冷却水の通水制限を解除している間の冷却水温とエンジンの制御量との関係に基づき、エンジンの制御量を定める。このようにすることで、冷却システムの制御装置は、エンジンの制御量を冷間補正する際の過補正を抑制することが可能となる。

上記冷却システムの制御装置の一態様では、前記制御量決定手段は、前記エンジンの発熱量が大きい程、前記所定期間を短く設定する。エンジン発熱量が大きい場合には、冷却水の循環停止時におけるボア壁温が高くなり、ボア壁温と冷却水温との温度差が大きくなる。従って、この態様により、冷却システムの制御装置は、エンジンの状態に応じてエンジン制御量の冷間補正を的確に行うことができる。

上記冷却システムの制御装置の他の一態様では、前記制御量決定手段は、前記水温が前記暖機完了温度未満の場合における前記通水量の制限時において、前記エンジンの始動前の停止時間が所定時間以下の場合には、前記エンジンの始動直後の前記所定期間内であっても、前記通水量の制限時における前記水温と、前記エンジンの制御量との関係に基づき、前記エンジンの制御量を決定する。一般に、エンジンの始動前の停止時間（所謂ソーク時間）が短い場合には、ソーク時間が長い場合と比較して、エンジンが暖機されやすい状態にあるため、冷却水の通水制限時にはボア壁温と冷却水温との温度差が大きくなる。従って、この態様により、冷却システムの制御装置は、適切にエンジン制御量の冷間補正を行うことができる。

上記冷却システムの制御装置の他の一態様では、前記制御量決定手段は、前記通水量の制限時には、前記冷却水温取得手段が取得した前記水温を高温側に補正して前記エンジンの制御量を決定する。これにより、冷却システムの制御装置は、冷間補正に使用する冷却水温をボア壁温に応じた値に補正することができ、適切にエンジン制御量の冷間補正を行うことができる。また、この態様によれば、冷却システムの制御装置は、通水制限を解除している間に使用するエンジン制御量を定めるためのマップや算出式を通水制限時でも共通して使用することができ、通水制限時のエンジン制御量を決定するためのマップ等を作成するための適合工数を削減することができる。

上記冷却システムの制御装置の他の一態様では、前記制御量決定手段は、前記通水量の制限を解除している間における前記エンジンから前記水温の取得位置での前記冷却水への第１熱伝達効率と、前記通水量の制限時における前記エンジンから前記水温の取得位置での前記冷却水への第２熱伝達効率との違いに基づき、前記水温を高温側に補正する補正量を定める。この態様により、冷却システムの制御装置は、冷間補正に使用する冷却水温をボア壁温に応じた値に補正することができ、適切にエンジン制御量の冷間補正を行うことができる。

上記冷却システムの制御装置の他の一態様では、前記制御量決定手段は、前記通水量の制限時では、前記通水量の制限を解除している間と異なる前記水温に対する前記エンジンの制御量の算出手段を有する。例えば、冷却システムの制御装置は、上述の算出手段として、取得した水温に対するエンジン制御量又はその補正量のマップ等を、通水制限時の冷間補正用に予め記憶する。このように、冷却システムの制御装置は、エンジンの制御量の算出方法を冷却水の通水制限時と通水制限を解除している間とで異ならせることで、取得した水温を補正することなく好適に冷間始動時のエンジン制御量を算出することができる。

上記冷却システムの制御装置の他の一態様では、前記冷却水路は、ＬＰＬＥＧＲクーラを冷却するための水路を含み、前記通水条件は、前記水温が排気露点温度以上となった場合に成立する。冷却水温が排気露点温度以上であれば、ＬＰＬＥＧＲクーラを冷却する水路に冷却水を供給することによりＥＧＲクーラ近傍の排気を排気露点温度以上の温度領域に維持することが出来る。従って、始動時のエンジンの暖機中において、冷却水温が排気露点温度に達した場合に通水制限を解除する構成とすることは、凝縮水の発生抑制の観点から効果的である。また、このように通水条件が定められた場合であっても、冷却システムの制御装置は、冷間始動期間において、エンジン制御量の冷間補正を的確に行うことができる。

各実施形態に共通した冷却システムの概略構成図を示す。エンジンの概略断面図である。ＣＣＶ回転角と各冷却水路の開度との関係を例示する図である。冷間始動後の冷却水温の実測値の時間変化を示すグラフである。ボア壁と、水温センサが設置された水温計測位置との位置関係及び各位置での温度を示す図である。第１実施形態における冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。（ａ）冷間補正制御における冷却水温が４８℃の場合のエンジン回転数及び燃料噴射量に対する吸入空気量の補正量のマップを示す。（ｂ）冷却水温が５０℃の場合のエンジン回転数及び燃料噴射量に対する吸入空気量の補正量のマップを示す。（ａ）冷却水温が４８℃の場合のエンジン回転数及び燃料噴射量に対するＬＰＬＥＧＲ比率の補正量のマップを示す。（ｂ）冷却水温が５０℃の場合のエンジン回転数及び燃料噴射量に対するＬＰＬＥＧＲ比率の補正量のマップを示す。（ａ）エンジンの始動時から３００秒までの冷間始動期間におけるＮＯｘ排出量の時間変化を示す。（ｂ）冷間始動期間において、推定水温に基づき冷間補正制御を行った場合及び水温センサ値に基づき冷間補正制御を行った場合のＮＯｘ排出量の時間変化を示す。エンジンの始動時から４００秒経過までの冷間始動期間におけるボア壁温の時間変化を示す。第２実施形態における冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。第３実施形態における冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。第４実施形態における冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な各実施の形態について説明する。

＜第１実施形態＞
［エンジンシステムの概略構成］
図１は、本発明の各実施形態に共通した冷却システム１００の概略構成図を示す。図１において、実線矢印は冷却水路及び流水方向を示し、破線矢印は信号の入出力を示す。

冷却システム１００は、車両に搭載され、主に、エンジン２と、冷却水制御弁（ＣＣＶ：ＣｌｏｓｅｄＣｒａｎｋｃａｓｅＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）３と、電動ウォータポンプ（単に「電動Ｗ／Ｐ」とも表記する。）４と、水温センサ５と、サーモスタット６と、ＬＰＬ（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅＬｏｏｐ）ＥＧＲクーラ７と、ヒータ８と、ＨＰＬ（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＬｏｏｐ）ＥＧＲバルブ９と、オイルクーラ１０と、ラジエータ１１と、ＥＣＵ１５と、冷却水路ＣＣＶｉ、ＣＣＶｏ１乃至ＣＣＶｏ３、ＷＰｉ、ＷＰｏとを備える。

エンジン２は、シリンダヘッド２１及びシリンダブロック２２を有する。ここで、図２を参照し、エンジン２の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、エンジン２の概略断面図である。尚、図２において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図２において、エンジン２は、金属製のシリンダブロック２２内に収容されたシリンダ２０１を有する。このシリンダ２０１の内部に形成される燃焼室には、インジェクタ２０２の燃料噴射弁の一部が露出しており、燃焼室に燃料の高圧噴霧を供給可能に構成されている。シリンダ２０１の内部にはピストン２０３が往復運動可能に設置されており、圧縮行程において燃料と吸入空気との混合気が着火することによって生じるピストン２０３の往復運動は、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換される。

クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転角であるクランク角「θｃｒ」を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。クランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１５と電気的に接続されており、検出されたクランク角θｃｒは、一定又は不定の周期でＥＣＵ１５に供出される。ＥＣＵ１５は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角θｃｒに基づいて、インジェクタ２０２の燃料噴射時期等を制御する。また、ＥＣＵ１５は、この検出されたクランク角θｃｒを時間処理することによって、エンジン２の機関回転速度（「エンジン回転数Ｎｅ」とも呼ぶ。）を算出する。

エンジン２において、外部から吸入された空気は、吸気管２０７を通過し、絞り弁２０８及び吸気ポート２０９を順次介し、吸気バルブ２１０の開弁時にシリンダ２０１の内部に吸入される。

シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は、排気となり、吸気バルブ２１０の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１１の開弁時に排気ポート２１２を介して排気管２１３に導かれる。この排気ポート２１２及び排気ポート２１２と排気管２１３との間に介装された排気マニホールド（図示略）は、シリンダヘッド２１に収容されている。

排気管２１３には、ＤＰＦ２１４が設置される。ＤＰＦ２１４は排気中のＰＭ（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ：粒子状物質）を捕捉可能に構成されたフィルタである。なお、エンジン２には、ＤＰＦ２１４に加えて、又はこれに代えて、ＣＣＯ（酸化触媒）、ＳＣＲ或いはＮＳＲ（ＮｏｘＳｔｏｒａｇｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒（リーンＮＯｘ触媒とも称される）等の各種触媒が設けられていてもよい。

一方、排気管２１３における、ＤＰＦ２１４の下流側には、金属材料で構成されたＬＰＬＥＧＲ管３２０の一端部が接続されている。このＬＰＬＥＧＲ管３２０の他端部は、絞り弁２０８の上流側において吸気管２０７に連結されており、排気の一部は、ＥＧＲガスとして吸気系に還流される。

ＬＰＬＥＧＲ管３２０には、ＬＰＬＥＧＲクーラ７が設けられている。ＬＰＬＥＧＲクーラ７は、ＬＰＬＥＧＲ管３２０に設けられた、ＥＧＲガスの冷却装置であり、冷却水が封入されたウォータジャケットが周囲に張り巡らされ、この冷却水との熱交換を行うことによってＥＧＲガスを冷却可能に構成されている。

更に、ＬＰＬＥＧＲ管３２０における、このＬＰＬＥＧＲクーラ７の下流側には、ＬＰＬＥＧＲバルブ３３０が設けられている。ＬＰＬＥＧＲバルブ３３０は、電磁駆動弁であり、ＥＣＵ１５を介してなされるソレノイドへの通電により弁開度が連続的に変化する。ＬＰＬＥＧＲ管３２０を流れるＥＧＲガスの流量、即ち、ＥＧＲ量は、吸気管２０７と排気管２１３との差圧とこの弁開度とに応じて連続的に変化する。そして、ＬＰＬＥＧＲ管３２０、ＬＰＬＥＧＲクーラ７及びＬＰＬＥＧＲバルブ３３０は、ＬＰＬＥＧＲ装置３０を構成する。

他方、排気管２１３における、ＤＰＦ２１４の上流側には、金属材料で構成されたＨＰＬＥＧＲ管７２０の一端部が接続されている。このＨＰＬＥＧＲ管７２０の他端部は、絞り弁２０８の下流側において吸気ポート２０９に連結されており、排気の一部は、ＥＧＲガスとして吸気系に還流される。

ＨＰＬＥＧＲ管７２０には、ＨＰＬＥＧＲバルブ９が設けられている。ＨＰＬＥＧＲバルブ９は、電磁駆動弁であり、ＥＣＵ１５を介してなされるソレノイドへの通電により弁開度が連続的に変化する。ＨＰＬＥＧＲ管３２０を流れるＥＧＲガスの流量、即ち、ＥＧＲ量は、吸気ポート２０９と排気管２１３との差圧とこの弁開度とに応じて連続的に変化する。ＨＰＬＥＧＲ管７２０及びＨＰＬＥＧＲバルブ９は、ＨＰＬＥＧＲ装置７０を構成する。

図１に戻り、再び冷却システム１００の各構成要素について説明する。

冷却水制御弁３は、冷却水の通水経路を、後述する各モードに応じて切り替え可能なロータリーバルブ装置である。冷却水制御弁３は、冷却水路ＣＣＶｉに接続された冷却水の入力側インターフェイスである入力ポートと、冷却水路ＣＣＶｏ１乃至ＣＣＶｏ３にそれぞれ接続された冷却水の出力側インターフェイスである３つの出力ポートとを有する。

ここで、入力ポートと各出力ポートとを繋ぐ筒状の集約部には、当該集約部において一方向に回転可能な筒状の樹脂バルブが収容されている。この樹脂バルブの側面部分には、各出力ポートに対応する複数の切り欠き部が形成されており、一の切り欠き部と対応する各出力ポートとの連通面積が、樹脂バルブの回転角であるＣＣＶ回転角「Ａｃｃｖ」に応じて連続的に変化する。樹脂バルブが一周すると、即ちＣＣＶ回転角Ａｃｃｖが３６０°に達すると、冷却水制御弁３の状態は従前の状態に復帰する。ＣＣＶ回転角Ａｃｃｖは、ＥＣＵ１５から送信される制御信号Ｓ３に基づき制御される。

冷却水路ＣＣＶｉは、シリンダブロック２２及びシリンダヘッド２１を順次経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水路である。冷却水路ＣＣＶｉは、冷却水制御弁３の入力ポートに接続されている。

冷却水路ＣＣＶｏ１は、冷却水制御弁３の第１の出力ポートに接続され、ＬＰＬＥＧＲクーラ７及びヒータ８を経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水路である。冷却水路ＣＣＶ１は、接続点「Ｐ１」において冷却水路ＷＰｉに接続される。

冷却水路ＣＣＶｏ２は、冷却水制御弁３の第２の出力ポートに接続される。冷却水路ＣＣＶｏ２は、先述したＨＰＬＥＧＲバルブ９を冷却するための冷却水路と、オイルクーラ１０を冷却するための冷却水路とに分岐し、ＨＰＬＥＧＲバルブ９及びオイルクーラ１０の下流において分岐した冷却水路が再び合流する。そして、冷却水路ＣＣＶｏ２は、接続点「Ｐ２」において冷却水路ＷＰｉに接続される。

冷却水路ＣＣＶｏ３は、冷却水制御弁３の第３の出力ポートに接続された冷却水路である。
冷却水路ＣＣＶｏ３は、ラジエータ１１を介してサーモスタット６に接続されている。

冷却水路ＷＰｉは、電動Ｗ／Ｐ４の入力側のポートに接続された冷却水路である。冷却水路ＷＰｏは、電動Ｗ／Ｐ４の出力側のポートに接続された冷却水路である。冷却水路ＷＰｏは、冷却水路ＣＣＶｉに接続されている。

電動Ｗ／Ｐ４は、公知の電気駆動型渦巻き式ポンプである。電動Ｗ／Ｐ４は、入力ポートを介して冷却水路ＷＰｉから入力される冷却水を、不図示モータの回転力によって吸引し、モータ回転速度に応じた量の冷却水を、出力ポートを介して冷却水路ＷＰｏに供給する。このように、電動Ｗ／Ｐ４は、ＥＣＵ１５から供給される制御信号Ｓ４に基づき、冷却水の通水量を調整する。

水温センサ５は、冷却水の温度を検出するセンサである。水温センサ５は、シリンダヘッド２１と冷却水制御弁３との間の冷却水路ＣＣＶｉに設置される。水温センサ５は、検出した冷却水温（「水温センサ値Ｔｓｒ」とも呼ぶ。）を示す検出信号Ｓ５をＥＣＵ１５に送信する。

サーモスタット６は、予め設定された温度（例えば、摂氏８０度程度）において開弁するように構成された公知の温度調整弁である。サーモスタット６は、冷却水路ＣＣＶｏ１に接続されている。

ヒータ８は、冷却水との熱交換により暖められた空気を車内に供給する公知の暖房装置である。オイルクーラ１０は、細管内部に潤滑油を満たし、同じく潤滑油を満たしたエンジン２のオイルジャケットと接続して潤滑油を循環することにより、エンジン２の冷却を行う。

ＥＣＵ１５は、図示しないＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などを備え、受信した各検出信号に基づき、冷却システム１００の各構成要素に対して種々の制御を行う。

例えば、ＥＣＵ１５は、冷却水温がエンジン２の暖機が完了したと判断される温度（「暖機完了温度」とも呼ぶ。）未満の場合に、エンジン２の冷間始動期間であると判断し、原則として冷却水の通水を停止するように冷却水制御弁３を制御する。これにより、ＥＣＵ１５は、燃費を向上させる。一方、ＥＣＵ１５は、冷却水温が暖機完了温度未満であっても、所定の通水条件が成立した場合には、冷却水を通水させる。通水条件については、［通水経路パターン］のセクションで述べる。

また、エンジン２の冷間始動期間では、ＥＣＵ１５は、冷却水温に基づき、エンジン２の制御量を補正する制御（「冷間補正制御」とも呼ぶ。）を行う。具体的には、この場合、ＥＣＵ１５は、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、燃料噴射間隔、レール圧、過給圧、吸入空気量、ＬＰＬＥＧＲ通路３２０におけるＥＧＲ比率（「ＬＰＬＥＧＲ比率」とも呼ぶ。）等のエンジン２の制御量（単に、「エンジン制御量Ｖｃ」とも呼ぶ。）を補正する。

そして、水温センサ５及びＥＣＵ１５は、本発明における「冷却水温取得手段」として機能する。また、冷却水制御弁３、電動Ｗ／Ｐ４、サーモスタット６、及びＥＣＵ１５は、本発明における「冷却水調整手段」として機能する。また、ＥＣＵ１５は、本発明における「制御量決定手段」として機能する。

なお、図１の構成は、一例であり、本発明が適用可能な構成は、必ずしもこれに限定されない。例えば、冷却システム１００は、シリンダヘッド２１を通る冷却水路と、シリンダブロック２２を通る冷却水路とをそれぞれ有してもよい。また、冷却水制御弁３の取付位置についても、図１に示す位置に限定されず、例えば電動Ｗ／Ｐ４とエンジン２との間に取り付けられていてもよい。

［通水経路パターン］
次に、冷却水制御弁３の状態に基づく冷却水の通水経路パターンについて説明する。冷却水の通水経路は、冷却水制御弁３のＣＣＶ回転角Ａｃｃｖに応じた四種類のモードＭ０乃至Ｍ４ごとに異なる。そして、冷却水制御弁３は、冷却水路内に封入された冷却水を、適宜選択する冷却水路内で循環供給することにより、被冷却体たるエンジン２、ＬＰＬＥＧＲクーラ７、ヒータ８、ＨＰＬＥＧＲバルブ９、及びオイルクーラ１０を冷却する。

図３は、ＣＣＶ回転角Ａｃｃｖと各冷却水路ＣＣＶｏ１乃至ＣＣＶｏ３の開度との関係を例示する図である。図３において、グラフ「Ｇｏ１」は冷却水路ＣＣＶｏ１の開度を示し、グラフ「Ｇｏ２」は冷却水路ＣＣＶｏ２の開度を示し、グラフ「Ｇｏ３」は冷却水路ＣＣＶｏ３の開度を示す。尚、冷却水路の開度とは、上述した樹脂バルブの切り欠き部の作用により変化する、入力ポートと出力ポートとの連通面積と等価であり、連通面積が最大である場合を１００％として規格化した値である。即ち、冷却水路の開度が０％である場合とは、当該冷却水路が閉鎖されて冷却水の通水が停止されていることを意味する。

ここで、ＣＣＶ回転角Ａｃｃｖが０〜「Ａ１」（Ａ１＞０）の場合、冷却水制御弁３の状態がモードＭ０となり、全ての冷却水路ＣＣＶｏ１乃至ＣＣＶｏ３が閉鎖される。次に、ＣＣＶ回転角ＡｃｃｖがＡ１〜「Ａ２」（Ａ２＞Ａ１）の場合、冷却水制御弁３の状態がモードＭ１となり、冷却水路ＣＣＶｏ１のみが開放される。また、ＣＣＶ回転角ＡｃｃｖがＡ２〜「Ａ３」（Ａ２＞Ａ３）の場合、冷却水制御弁３の状態がモードＭ２となり、冷却水路ＣＣＶｏ１に加え、冷却水路ＣＣＶｏ２が開放される。そして、ＣＣＶ回転角ＡｃｃｖがＡ３〜「Ａ４」（Ａ４＞Ａ３）の場合、冷却水制御弁３のモードがモードＭ３となり、全ての冷却水路ＣＣＶｏ１乃至ＣＣＶｏ３が開放される。尚、ＣＣＶ回転角ＡｃｃｖがＡ４〜「Ａ５」（３６０°＞Ａ５＞Ａ４）となる期間は、各冷却水路が夫々閉鎖状態に移行する期間である。また、ＣＣＶ回転角ＡｃｃｖがＡ５〜３６０°（０°）となる期間では、冷却水制御弁３のモードはモードＭ０となる。

従って、ＥＣＵ１５は、冷却水温に基づき、冷却水制御弁３のモードを制御することで、エンジン２の冷間始動時において、冷却水の通水を停止し、燃費を向上させることが可能となる。例えば、ＥＣＵ１５は、まず、冷却水温が暖機完了温度未満となるエンジン２の始動時から所定時間（例えば２００秒）まではＣＣＶ回転角Ａｃｃｖを角度Ａ１以下にして全ての冷却水路ＣＣＶｏ１乃至ＣＣＶｏ３への通水を停止し、当該所定時間経過後にＣＣＶ回転角Ａｃｃｖを角度Ａ１と角度Ａ２の中間角度にして冷却水路ＣＣＶｏ１のみ少量通水する。そして、ＥＣＵ１５は、エンジン２の始動時から所定時間（例えば８００秒）経過した場合に、ＣＣＶ回転角Ａｃｃｖを角度Ａ３から角度Ａ４に設定し、全ての冷却水路ＣＣＶｏ１乃至ＣＣＶｏ３へ通水させる。

また、ＥＣＵ１５は、冷却水温が暖機完了温度未満であっても、所定の通水条件が成立した場合には、冷却水路ＣＣＶｏ１を通水させる。ここで、通水条件は、ＥＧＲクーラ７や他の熱源の冷却要求があった場合に成立し、例えば、冷却水温が排気露点温度以上となった場合に成立する。ここで、排気露点温度は、それ未満の温度領域において、ＬＰＬＥＧＲ管３２０内のＥＧＲガスから凝縮水が生じる（尚、実際に生じるか否かとは必ずしも関係ない）温度値として設定されている。このように排気露点温度以上の温度領域にある冷却水が、冷却水路ＣＣＶｏ１に供給されることによって、ＬＰＬＥＧＲクーラ７の暖機が促進され、ＬＰＬＥＧＲクーラ７付近のＥＧＲガスの温度が排気露点温度以上に維持される。従って、ＥＣＵ１５は、冷却水温が排気露点温度となる場合に、冷却水制御弁３の状態をモードＭ１乃至Ｍ３のいずれかに遷移させることで、ＬＰＬＥＧＲ装置３０における腐食等を抑制することができる。

［冷間補正制御］
次に、第１実施形態において、ＥＣＵ１５が実行する冷間補正制御について説明する。概略的には、ＥＣＵ１５は、冷間補正制御を実行する際、冷却水の通水が停止していた場合には、冷却水温の推定値を高温側に補正した値に基づき、エンジン制御量Ｖｃを補正する。これにより、ＥＣＵ１５は、冷間始動時におけるエンジン制御量Ｖｃの過補正を抑制し、エミッション悪化を抑制する。以後では、冷却水の通水停止時における冷却水温の推定値を「推定水温Ｔｅｓ」と呼び、推定水温Ｔｅｓの補正後の値を「補正後水温Ｔａｍ」とも呼ぶ。

ここで、推定水温Ｔｅｓを補正した補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う理由について図４及び図５を参照して説明する。

図４は、冷間始動後の冷却水温の実測値の時間変化を示すグラフである。具体的に、グラフ「Ｇｈｓｔｐ」は、冷却水の通水停止時におけるシリンダヘッド２１のウォータジャケット内の水温の時間変化を示す。グラフ「Ｇｂｎｍｌ」は、冷却水の通水時におけるシリンダブロック２２のウォータジャケット内の水温の時間変化を示す。グラフ「Ｇｂｓｔｐ」は、冷却水の通水停止時におけるシリンダブロック２２のウォータジャケット内の水温の時間変化を示す。

図４に示すように、冷間始動後の一定期間において、冷却水の通水停止時におけるシリンダブロック２２のウォータジャケット内の水温（グラフＧｂｓｔｐ参照）が、冷却水の通水時におけるシリンダブロック２２のウォータジャケット内の水温（グラフＧｂｎｍｌ参照）よりも低くなる。一般に、冷却水の通水時には、エンジン２から冷却水への熱伝達効率が高い分、ボア壁面の熱を奪ってエンジン２の負荷に応じて冷却水温が上昇する。一方、冷却水の通水停止時には、エンジン２から冷却水への熱伝達効率が低い分、エンジン２の負荷に対する応答性が悪くなり、冷却水温が上昇しにくい。よって、エンジン２の負荷に対する応答性の違いに基づき、上述の冷却水温の温度差が生じることになる。従って、この場合、ＥＣＵ１５は、ボア壁温の状態を表す指標として冷却水温を用いて冷間補正制御を行うと、適切にエンジン制御量Ｖｃを補正することができない。これについて、図５を参照してさらに詳しく説明する。

図５は、ボア壁と、水温センサ５が設置された位置（「水温測定位置」とも呼ぶ。）との位置関係及び各位置での温度を示す図である。図５では、左側に近い位置ほどボア壁の内壁位置に近い位置を示すものとする。図５において、プロット点「Ｐｎｍｌ１」は、冷却水の通水時におけるボア壁の温度（ボア壁温）を示し、プロット点「Ｐｎｍｌ２」は、冷却水の通水時における水温測定位置での冷却水温を示す。また、プロット点「Ｐｓｔｐ１」は、冷却水の通水停止時におけるボア壁温を示し、プロット点「Ｐｓｔｐ２」は、冷却水の通水停止時における水温測定位置の冷却水温、即ち推定水温Ｔｅｓの理想値を示す。また、プロット点「Ｐｓｔｐ３」は、補正後水温Ｔａｍを示す。

図５に示すように、冷却水の通水停止時では、ボア壁温（プロット点Ｐｓｔｐ１参照）が高いにも関わらず、水温測定位置での冷却水温（プロット点Ｐｓｔｐ２参照）は低くなる。これは、図４において説明したように、冷却水の通水停止時では、冷却水の移動がなく、ボアから水温測定位置の冷却水までの熱伝達効率が悪いことに起因する。従って、ＥＣＵ１５は、冷間始動時において、プロット点Ｐｓｔｐ２に相当する推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行った場合、エンジン制御量Ｖｃを過補正することになり、エミッション悪化及び燃費悪化が生じることになる。

以上を勘案し、第１実施形態では、冷却水の通水停止時において、ＥＣＵ１５は、水温測定位置での冷却水温（プロット点Ｐｓｔｐ２参照）をボア壁温に的確に対応した値になるように補正した補正後水温Ｔａｍ（プロット点Ｐｓｔｐ３参照）を用いて冷間補正制御を行う。このとき、ＥＣＵ１５は、通水時のボア壁から水温測定位置の冷却水までの熱伝達効率（「第１熱伝達効率」とも呼ぶ。）と、通水停止時のボア壁温から水温測定位置の冷却水までの熱伝達効率（「第２熱伝達効率」とも呼ぶ。）との差に基づき、推定水温Ｔｅｓの補正量を定める。具体的には、ＥＣＵ１５は、通水停止時と通水時のボア壁温の差（即ちプロット点Ｐｓｔｐ１とプロット点Ｐｎｍｌ１との温度差）と、通水停止時と通水時の冷却水温の差（即ちプロット点Ｐｓｔｐ２とプロット点Ｐｓｔｐ３との温度差）とが等しくなるように、補正後水温Ｔａｍを定める。言い換えると、ＥＣＵ１５は、通水時のボア壁温から水温測定位置の冷却水温への温度遷移を示す線「Ｌｎｍｌ」と、通水停止時のボア壁温から水温測定位置の冷却水温への温度遷移を示す線「Ｌｓｔｐ」とが平行になるように、補正後水温Ｔａｍを定める。

このようにすることで、ＥＣＵ１５は、冷間補正制御によるエンジン制御量Ｖｃの過補正を抑制することができる。また、この場合、ＥＣＵ１５は、従来と同様に冷却水温を基準として冷間補正制御を実行することができるため、後述する図７、図８に示すエンジン制御量Ｖｃの補正量を定めるためのマップ等を新たに作成して保持する必要がなく、適合工数を削減することができる。

次に、第１実施形態における冷間補正制御の具体的な処理について、図６乃至図８を参照して説明する。

図６は、冷間始動期間においてＥＣＵ１５が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１５は、図６に示すフローチャートの処理を、エンジン２の冷間始動期間に所定周期に従い繰り返し実行する。なお、ＥＣＵ１５は、上述したように、冷間始動期間では、原則として冷却水路の通水を停止させ、ＬＰＬＥＧＲクーラ７などの熱源の冷却要求があった場合には、冷間始動期間であっても冷却水路を通水させるものとする。

まず、ＥＣＵ１５は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＥＣＵ１５は、現在の冷却水流量が、通水停止時と同様に熱伝達効率が低くなる冷却水流量であるか否か判定する。例えば、この場合、ＥＣＵ１５は、ＣＣＶ回転角Ａｃｃｖが予め定めた角度の範囲、例えばモードＭＯに対応する角度の範囲の場合に、冷却水流量が所定の閾値以下であると判定する。

そして、ＥＣＵ１５は、冷却水流量が所定の閾値以下であると判断した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、冷却水路への通水が停止されているものと見なし、推定水温Ｔｅｓを補正した補正後水温Ｔａｍを算出する（ステップＳ１０２）。具体的には、まず、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓを、水温センサ５が検出した水温センサ値Ｔｓｒに基づき算出する。例えば、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水を停止する直前の通水状態で水温センサ５が検出した水温センサ値Ｔｓｒに対し、燃料噴射量に基づくエンジン２の負荷から計算される冷却水の受熱量に相当する温度と、車速及び外気温から計算されるエンジン２等の放熱量に相当する温度とを足した値を推定水温Ｔｅｓとする。そして、ＥＣＵ１５は、算出した推定水温Ｔｅｓに所定温度を足すことで、補正後水温Ｔａｍを算出する。上述の所定温度は、図５の説明で述べたように、通水時のボア壁から水温計測位置の冷却水までの第１熱伝達効率と、通水停止時のボア壁から水温計測位置の冷却水までの第２熱伝達効率との差を勘案し、実験等に基づき予め定められる。

そして、ＥＣＵ１５は、補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ１０３）。このように、ＥＣＵ１５は、ボア壁温に応じた補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行うことで、エンジン制御量Ｖｃの過補正を行うことなく、エミッション悪化を抑制し、かつ燃費を向上させることができる。

一方、ＥＣＵ１５は、冷却水流量が所定の閾値以下ではないと判断した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ１０４）。即ち、この場合、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水に起因してボア壁と冷却水との間の熱伝達効率が十分にあり、水温センサ値Ｔｓｒがボア壁温に応じた値になっていると判断し、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ＥＣＵ１５は、エミッション悪化を抑制し、かつ燃費を向上させる。

次に、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の冷間補正制御において補正するエンジン制御量Ｖｃの決定方法について説明する。概略的には、ＥＣＵ１５は、後述する図７及び図８に示すマップを参照し、エンジン２の各運転条件に基づき、エンジン制御量Ｖｃの補正量を算出する。

図７（ａ）は、冷間補正制御における冷却水温が４８℃の場合のエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量に対する吸入空気量の補正量（ｍｇ／ｈｕｂ）のマップの一例を示し、図７（ｂ）は、冷却水温が５０℃の場合のエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量に対する吸入空気量の補正量（ｍｇ／ｈｕｂ）のマップの一例を示す。また、図８（ａ）は、冷却水温が４８℃の場合のエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量に対するＬＰＬＥＧＲ比率の補正量（％）のマップの一例を示し、図８（ｂ）は、冷却水温が５０℃の場合のエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量に対するＬＰＬＥＧＲ比率の補正量（％）のマップの一例を示す。なお、図７（ａ）、（ｂ）の吸入空気量の補正量のマップは、冷却水温の低温時の失火を防ぐ観点から、冷却水温が低温であるほど、吸入空気量が多くなるように設定されている。

ここで、冷却水の通水停止時の冷間始動期間において、推定水温Ｔｅｓが４８℃、補正後水温Ｔａｍが５０℃であるとすると、ＥＣＵ１５は、図７（ｂ）に示すマップを参照して吸入空気量の補正量を定めると共に、図８（ｂ）に示すマップを参照してＬＰＬＥＧＲ比率の補正量を定める。即ち、この場合、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓに基づき図７（ａ）及び図８（ａ）に示すマップを参照してそれぞれ吸入空気量及びＬＰＬＥＧＲ比率の補正量を定める場合と比較して、吸入空気量を減らしてＬＰＬＥＧＲ管３２０におけるＥＧＲ量を増加させ、かつ、ＬＰＬＥＧＲ比率を増加させる。これにより、ＥＣＵ１５は、ＮＯｘの排出を低減させることができる。

次に、第１実施形態に対する比較例として、冷間始動期間の通水停止時に推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行った場合のＮＯｘ排出量について、図９を参照して説明する。

図９（ａ）は、エンジン２の始動時から３００秒までの冷間始動期間におけるＮＯｘ排出量の時間変化のグラフを示す。具体的には、グラフ「Ｇｅｓ１」は、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行った場合のＮＯｘ排出量の時間変化を示し、グラフ「Ｇｓｒ１」は、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行った場合のＮＯｘ排出量の時間変化を示す。また、図９（ｂ）は、上述の冷間始動期間において、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行った場合のＮＯｘ排出量を示す棒グラフ「Ｇｅｓ２」と、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行った場合のＮＯｘ排出量を示す棒グラフ「Ｇｓｒ２」とを示す。

図９（ａ）の枠９０内及び図９（ｂ）に示すように、冷間始動期間の通水停止時に、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行った場合には、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行った場合と比較して、ＮＯｘ排出量が増加している。即ち、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行った場合、エンジン制御量Ｖｃを過補正することになり、エミッションが悪化してしまう。

また、図９（ａ）の枠９１内に示すように、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行った場合、及び、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行った場合のいずれの場合も、ＮＯｘ排出量が増加する期間が存在する。

これに対し、第１実施形態では、ＥＣＵ１５は、エンジン２の実際の状態に即した補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行うことで、エンジン制御量Ｖｃの過補正を抑制し、ＮＯｘ排出量を低減することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、ＥＣＵ１５は、エンジン１の始動から所定期間内では、第１実施形態による補正後水温Ｔａｍに基づく冷間補正制御に代えて、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ＥＣＵ１５は、失火等の発生をより確実に抑制する。

これについて、図１０を参照して説明する。図１０は、エンジン２の始動時から４００秒経過までの冷間始動期間におけるボア壁温の時間変化を示す。図１０において、グラフ「Ｇｓｔｐ」は、冷却水の通水停止時におけるボア壁温の時間変化を示し、グラフ「Ｇｎｍｌ」は、冷却水の通水時におけるボア壁温の時間変化を示す。

図１０に示すように、エンジン２の始動直後の期間にあたるエンジン２の始動から０秒から約８０秒までの間では、冷却水の通水停止時におけるボア壁温（即ち燃焼室温度）と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が殆ど存在しない。このように、エンジン２の始動直後では、エンジン２の熱容量に起因して、通水停止時におけるボア壁温と、通水時におけるボア壁温との差が殆ど存在しない期間が存在する。従って、この期間において、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓより高温の補正後水温Ｔａｍに基づき冷間始動制御を行った場合、エンジン制御量Ｖｃを過補正してしまう可能性がある。

以上を勘案し、第２実施形態では、ＥＣＵ１５は、エンジン２の始動からの経過時間幅（「経過時間幅Ｔｗ」とも呼ぶ。）が所定の閾値（「閾値Ｔｗｔｈ」とも呼ぶ。）以下となる期間では、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う。上述の閾値Ｔｗｔｈは、例えば、冷却水の通水停止時におけるボア壁温と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が殆ど存在しない経過時間幅Ｔｗの上限値に実験等に基づき予め定められる。これにより、ＥＣＵ１５は、エンジン２の始動直後であっても、冷間補正制御を適切な冷却水温に基づき好適に実施し、失火等の発生を抑制することができる。

図１１は、冷間始動時において、第２実施形態に基づきＥＣＵ１５が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１５は、図１１に示すフローチャートの処理を、エンジン２の冷間始動期間に所定周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１５は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する（ステップＳ２０１）。そして、冷却水流量が所定の閾値以下である場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水が停止されていると見なし、ステップＳ２０２の処理を実行する。一方、冷却水流量が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ２０５）。即ち、この場合、ＥＣＵ１５は、冷却水の循環に起因してボア壁と冷却水との間の熱伝達効率が十分にあり、水温センサ値Ｔｓｒがボア壁温に応じた値になっていると判断し、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ＥＣＵ１５は、エミッション悪化を抑制し、かつ燃費を向上させる。

次に、ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１５は、エンジン２の冷間始動後の経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈより大きいか否か判定する（ステップＳ２０２）。そして、経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈより大きい場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓを補正した補正後水温Ｔａｍを算出し（ステップＳ２０３）、当該補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ２０４）。即ち、この場合、ＥＣＵ１５は、通水停止時におけるボア壁温が通水時におけるボア壁温よりも高くなる期間であると判断し、補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ＥＣＵ１５は、エンジン２の実際の状態に応じて適切にエンジン制御量Ｖｃを補正し、エミッション悪化の抑制及び燃費向上等を実現させることができる。

一方、経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈ以下の場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ２０６）。即ち、この場合、ＥＣＵ１５は、通水停止時におけるボア壁温と通水時におけるボア壁温との差が生じない期間であると判断し、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ＥＣＵ１５は、冷間始動時直後であっても、エンジン制御量Ｖｃを適切に設定し、エンジン２のエミッション悪化の抑制及び燃費向上等を実現させることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第２実施形態の処理に加え、ＥＣＵ１５は、閾値Ｔｗｔｈをエンジン２の運転条件に応じて動的に設定する。これにより、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う期間を的確に設定する。

一般に、エンジン２の運転条件によって、冷却水の通水停止時におけるボア壁温と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が生じないエンジン２の始動後の期間の幅が変動する。以上を勘案し、ＥＣＵ１５は、エンジン２の運転条件に応じて閾値Ｔｗｔｈを定めることで、冷間補正制御に使用する冷却水温をより適切に定め、エミッション悪化の抑制及び燃費向上等を実現させることができる。例えば、ＥＣＵ１５は、各種センサから送信された検出信号又は／及びエンジン制御量Ｖｃの指令値に基づき認識したエンジン２の運転条件から、エンジン２の発熱量を推定する。そして、ＥＣＵ１５は、推定したエンジン２の発熱量が大きい程、閾値Ｔｗｔｈを短くする。

図１２は、冷間始動時において、第３実施形態に基づきＥＣＵ１５が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１５は、図１２に示すフローチャートの処理を、冷間始動時に所定周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１５は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する（ステップＳ３０１）。そして、冷却水流量が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水が停止されていると見なし、ステップＳ３０２の処理を実行する。一方、冷却水流量が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は、第１及び第２実施形態と同様、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ３０６）。

次に、ステップＳ３０２において、ＥＣＵ１５は、閾値Ｔｗｔｈをエンジン２の運転条件に基づき設定する（ステップＳ３０２）。例えば、ＥＣＵ１５は、エンジン２の各運転条件と、閾値Ｔｗｔｈとのマップを予め記憶しておき、現在のエンジン２の運転条件に基づき当該マップを参照して閾値Ｔｗｔｈを定める。

次に、ＥＣＵ１５は、エンジン２の冷間始動後の経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈより大きいか否か判定する（ステップＳ３０３）。そして、経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈより大きい場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓを補正した補正後水温Ｔａｍを算出し（ステップＳ３０４）、当該補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ３０５）。この場合、ＥＣＵ１５は、ステップＳ３０２において、エンジン２の運転条件に基づき適切に閾値Ｔｗｔｈを設定しているため、通水停止時におけるボア壁温と、通水時におけるボア壁温との差が生じる期間に的確に限定してステップＳ３０４及びステップＳ３０５の処理を実行することができる。

一方、経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈ以下の場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ３０７）。この場合、ＥＣＵ１５は、ステップＳ３０２において、エンジン２の運転条件に基づき適切に閾値Ｔｗｔｈを設定しているため、通水停止時におけるボア壁温と、通水時におけるボア壁温との差が生じない期間に的確に限定してステップＳ３０７の処理を実行することができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、ＥＣＵ１５は、第２実施形態又は第３実施形態の処理に加えて、エンジン２の停止から始動までの停止時間（「ソーク時間Ｔｓ」とも呼ぶ。）が所定の閾値（「閾値Ｔｓｔｈ」とも呼ぶ。）以下の場合、経過時間幅Ｔｗによらず、補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う。これにより、ＥＣＵ１５は、冷却補正制御をより高精度に実行する。

一般に、ソーク時間Ｔｓが短い場合には、エンジン２の温度が十分に低下せず、エンジン２が始動直後であっても熱を有する。従って、この場合には、エンジン２の熱容量に起因した燃焼室の温度（即ち、ボア壁温）の立ち上がりの遅れは小さい。以上を勘案し、第４実施形態では、ＥＣＵ１５は、ソーク時間Ｔｓが閾値Ｔｓｔｈ以下の場合には、経過時間幅Ｔｗによらず、冷却水の通水停止時におけるボア壁温と、冷却水の通水時におけるボア壁温との差が生じると判断し、補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う。上述の閾値Ｔｓｔｈは、各ソーク時間Ｔｓに対してエンジン２に残存する熱量等を勘案し、実験等に基づき予め設定される。これにより、ＥＣＵ１５は、冷却補正制御をより高精度に実行することができる。

図１３は、冷間始動時において、第４実施形態に基づきＥＣＵ１５が実行する冷間補正制御の処理手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１５は、図１３に示すフローチャートの処理を、冷間始動時に所定周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１５は、冷却水流量が所定の閾値以下であるか否か判定する（ステップＳ４０１）。そして、冷却水流量が所定の閾値以下である場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水が停止されていると見なし、ステップＳ４０２の処理を実行する。一方、冷却水流量が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は、第１乃至第３実施形態と同様、水温センサ値Ｔｓｒに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ４０６）。

次に、ステップＳ４０２において、ＥＣＵ１５は、ソーク時間Ｔｓが閾値Ｔｓｔｈ以下であるか否か判定する（ステップＳ４０２）。そして、ソーク時間Ｔｓが閾値Ｔｓｔｈ以下である場合（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、経過時間幅Ｔｗによらず、ステップＳ４０４へ処理を進める。即ち、この場合、ＥＣＵ１５は、エンジン２の始動前に残存した熱に起因して、ボア壁温が冷却水の通水時におけるボア壁温よりも直ちに高くなると判断し、補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う。

一方、ソーク時間Ｔｓが閾値Ｔｓｔｈより大きい場合（ステップＳ４０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は、エンジン２の冷間始動後の経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈより大きいか否か判定する（ステップＳ４０３）。そして、経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈより大きい場合（ステップＳ４０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓを補正した補正後水温Ｔａｍを算出し（ステップＳ４０４）、当該補正後水温Ｔａｍに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ４０５）。

一方、経過時間幅Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈ以下の場合（ステップＳ４０３；Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う（ステップＳ４０７）。即ち、この場合には、ＥＣＵ１５は、エンジン２の熱容量に起因して現在のボア壁温が通水時におけるボア壁温と変わらないと判断し、推定水温Ｔｅｓに基づき冷間補正制御を行う。

＜変形例＞
次に、第１実施形態乃至第４実施形態に共通して適用可能な変形例について説明する。

図７、図８等の説明では、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水停止時では、推定水温Ｔｅｓを高温側に補正した補正後水温Ｔａｍに基づき、冷却水の通水時と同様のマップ等を参照し、エンジン制御量Ｖｃの補正量を決定した。

これに代えて、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水停止時では、冷却水の通水時と異なる算出方法により、エンジン制御量Ｖｃの補正量を算出してもよい。例えば、この場合、ＥＣＵ１５は、冷却水の通水時に用いる水温センサ値Ｔｓｒに対するエンジン制御量Ｖｃの補正量のマップ又は算出式に加え、冷却水の通水停止時に用いる推定水温Ｔｅｓに対するエンジン制御量Ｖｃの補正量のマップ又は算出式を有する。上述のマップ又は算出式は、それぞれ、各水温センサ値Ｔｓｒ又は推定水温Ｔｅｓに適合したエンジン制御量Ｖｃの補正量となるように実験等に基づき予め作成される。そして、ＥＣＵ１５は、上述のマップ等を記憶しておくことで、冷却水の通水停止時には、推定水温Ｔｅｓに基づき、通水停止時に用いる上述のマップ又は算出式を参照し、エンジン制御量Ｖｃの補正量を適切に決定することができる。即ち、この場合、ＥＣＵ１５は、推定水温Ｔｅｓを補正することなく、エンジン制御量Ｖｃの補正量を適切に決定することができる。

２エンジン
３冷却水制御弁（ＣＣＶ）
４電動Ｗ／Ｐ
５水温センサ
６サーモスタット
７ＬＰＬＥＧＲクーラ
８ヒータ
９ＨＰＬＥＧＲバルブ
１０オイルクーラ
１１ラジエータ
１５ＥＣＵ
１００エンジンシステム

Claims

エンジンと、
冷却水の通水により前記エンジンを冷却可能な冷却水路と、
前記冷却水の水温を取得する冷却水温取得手段と、
前記冷却水の通水量を調整可能な冷却水調整手段と、
前記水温に基づき、前記エンジンの制御量を決定する制御量決定手段と、を有する冷却システムの制御装置であって、
前記冷却水調整手段は、前記水温が前記エンジンの暖機が完了したと判断される暖機完了温度未満の場合に、前記通水量を制限し、前記通水量の制限時に前記冷却水の所定の通水条件が成立した場合に、前記通水量の制限を解除し、
前記制御量決定手段は、前記水温が前記暖機完了温度未満の場合、前記通水量の制限時と、前記通水量の制限を解除している間とで、前記水温と、前記エンジンの制御量との関係を異ならせて前記エンジンの制御量を決定し、かつ、前記エンジンの始動直後の所定期間内では、前記通水量の制限を解除している間における前記水温と、前記エンジンの制御量との関係に基づき、前記エンジンの制御量を決定することを特徴とする冷却システムの制御装置。
前記制御量決定手段は、前記エンジンの発熱量が大きい程、前記所定期間を短く設定することを特徴とする請求項１に記載の冷却システムの制御装置。
前記制御量決定手段は、前記水温が前記暖機完了温度未満の場合における前記通水量の制限時において、前記エンジンの始動前の停止時間が所定時間以下の場合には、前記エンジンの始動直後の前記所定期間内であっても、前記通水量の制限時における前記水温と、前記エンジンの制御量との関係に基づき、前記エンジンの制御量を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の冷却システムの制御装置。
前記制御量決定手段は、前記通水量の制限時には、前記冷却水温取得手段が取得した前記水温を高温側に補正して前記エンジンの制御量を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷却システムの制御装置。
前記制御量決定手段は、前記通水量の制限を解除している間における前記エンジンから前記水温の取得位置での前記冷却水への第１熱伝達効率と、前記通水量の制限時における前記エンジンから前記水温の取得位置での前記冷却水への第２熱伝達効率との違いに基づき、前記水温を高温側に補正する補正量を定めることを特徴とする請求項４に記載の冷却システムの制御装置。
前記制御量決定手段は、前記通水量の制限時では、前記通水量の制限を解除している間と異なる前記水温に対する前記エンジンの制御量の算出手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷却システムの制御装置。
前記冷却水路は、ＬＰＬＥＧＲクーラを冷却するための水路を含み、
前記通水条件は、前記水温が排気露点温度以上となった場合に成立することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の冷却システムの制御装置。