JP2019052543A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019052543A
JP2019052543A JP2017175085A JP2017175085A JP2019052543A JP 2019052543 A JP2019052543 A JP 2019052543A JP 2017175085 A JP2017175085 A JP 2017175085A JP 2017175085 A JP2017175085 A JP 2017175085A JP 2019052543 A JP2019052543 A JP 2019052543A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
injection amount
water
executed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017175085A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6844477B2 (ja
Inventor
啓裕 古谷
Keihiro Furuya
啓裕 古谷
金子 理人
Masato Kaneko
理人 金子
高木 登
Noboru Takagi
登 高木
山口 正晃
Masaaki Yamaguchi
正晃 山口
宏和 安藤
Hirokazu Ando
宏和 安藤
山口 満
Mitsuru Yamaguchi
満 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017175085A priority Critical patent/JP6844477B2/ja
Priority to US16/124,779 priority patent/US10808597B2/en
Priority to CN201811049115.4A priority patent/CN109488442B/zh
Publication of JP2019052543A publication Critical patent/JP2019052543A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6844477B2 publication Critical patent/JP6844477B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/02Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/02Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/021Cooling cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/02Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/024Cooling cylinder heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2037/00Controlling
    • F01P2037/02Controlling starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16Outlet manifold
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

【課題】水止め制御を実行しているときに内燃機関が自動停止された場合において、自動始動する際の制御精度を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置130は、ウォータジャケット20と、冷却液ポンプとしての冷却水ポンプ22と、調節弁30とを備える内燃機関に適用され、調節弁30によってウォータジャケット20からの冷却液の排出を制限することにより機関本体200の温度を上昇させる水止め制御と、内燃機関を自動停止、自動始動する自動停止・自動始動制御とを実行する。内燃機関の制御装置130は、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して、内燃機関を自動始動するときの燃料噴射量を増大する。【選択図】図1

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
特許文献1に記載の内燃機関には、冷却水を流動させるための冷却水通路が設けられている。冷却水通路は、内燃機関の機関本体を冷却するウォータジャケットを有している。ウォータジャケットの入口には、ウォータポンプが配置された導入通路が接続されている。ウォータポンプは導入通路からウォータジャケットへ冷却水を供給する。また、ウォータジャケットの出口には、該ウォータジャケットから冷却水を排出するための導出通路が接続されている。導出通路には、調節弁が連結されている。調節弁は、導出通路に接続されている1つの流入ポートと、冷却水を排出するための3つの排出ポートとを有している。3つの排出ポートのうちの1つにはラジエータを経由して冷却水を流動させるための第1循環流路が接続されている。また、3つの排出ポートのうちの1つにはオイルクーラなどのデバイスを経由して冷却水を流動させるための第2循環流路が接続されている。また、3つの排出ポートのうちの1つには車両の空調装置のヒータを経由して冷却水を流動させるための第3循環流路が接続されている。各循環流路は、導入通路に接続されており、これにより冷却水通路を冷却水が循環する。調節弁は、各排出ポートから各循環流路に流れる冷却水の量を調節することで冷却水の温度を制御することも可能であって、各排出ポートからの冷却水の排出を停止することも可能に構成されている。
特許文献1に記載の内燃機関の制御装置は、自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止するとともに、自動始動条件が成立したときに自動停止した内燃機関を自動始動する自動停止・自動始動制御を実行する。内燃機関の制御装置は、内燃機関を自動停止したときには、調節弁を自動停止する直前の状態に保持する。また、内燃機関の制御装置は、内燃機関の暖機時には、調節弁を制御して、各排出ポートからの冷却水の排出を停止する水止め制御を実行する。
特開2017‐8824号公報
内燃機関の燃料噴射量は、ウォータジャケットの出口付近の冷却水温も考慮して算出される。冷却水温は、燃焼室の壁温(以下「ボア壁温」という。)に相関する。冷却水温を検出することで、該冷却水温から推定されるボア壁温に対応した燃料噴射量を算出できる。自動停止・自動始動制御によって内燃機関を自動始動する際にも、燃料噴射量を冷却水温に基づいて設定することはできる。この場合、内燃機関を自動停止してから自動始動するまでのボア壁温の低下度合い等を考慮して、冷却水温に基づいた燃料噴射量の適合値を設定することが望ましい。
上述した水止め制御が実行されていないときには、内燃機関の運転中にウォータジャケット内を冷却水が流れることから、ウォータジャケット内の冷却水温はほぼ均一化されている。そのため、内燃機関が停止した場合であっても、ウォータジャケットの出口付近において検出された冷却水温はボア壁温が反映された値となる。
一方で、上述した水止め制御を行っているときには、内燃機関の運転中であってもウォータジャケット内の冷却水の流れが停止される。そのため、ウォータジャケット内では、熱源に近いボア周辺などの部分が局所的に高温になる等して、冷却水温の分布に偏りが生じる。こうした状態で内燃機関が停止し続けると、熱源から冷却水への熱の伝達が停止するため、ボア周辺の高温の冷却水からその周囲の低温の冷却水等へと熱が拡散する。こうした冷却水温が均一化される過程においては、ボア周辺の冷却水温は内燃機関の停止直前に比べて大きく低下することがあり、これに伴いボア壁温の低下度合いも大きくなることがある。この場合、ウォータジャケットの出口付近において検出された冷却水温にはボア壁温が反映され難い状態となり、検出された冷却水温と実際のボア壁温との差が、水止め制御を実行していない場合における検出された冷却水温と実際のボア壁温との差と比べて異なったものとなる。つまり、内燃機関を自動始動するために算出される冷却水温と、該冷却水温から推定されるボア壁温との関係は、水止め制御を実行しているときと、そうではないときとで異なることもある。そのため、水止め制御を実行している場合において自動始動を行うための始動時燃料噴射量を算出するために検出された冷却水温と、水止め制御を実行していない場合における始動時燃料噴射量を算出するために検出された冷却水温とが同じであっても、実際のボア壁温は、水止め制御を実行している場合の方が、水止め制御を実行していない場合よりも低くなることもある。その結果、仮に水止め制御を実行していないときの冷却水温とボア壁温との関係に基づいて自動始動をする際の燃料噴射量の適合値を設定し、その適合値を水止め制御を実行しているときに適用しようとしても、該燃料噴射量は自動始動を行う上で必ずしも適切なものになるとは限らず、自動始動の制御精度を充分得ることができない場合もある。
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、内燃機関の機関本体に形成されていて該機関本体を冷却する冷却液の通路を構成しているウォータジャケットと、前記ウォータジャケットに冷却液を供給する冷却液ポンプと、前記ウォータジャケットから排出される冷却液の流量を調節する調節弁とを備える内燃機関に適用され、前記調節弁によって前記ウォータジャケットからの冷却液の排出を制限することにより前記機関本体の温度を上昇させる水止め制御と、自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止するとともに、自動始動条件が成立したときに自動停止した内燃機関を自動始動する自動停止・自動始動制御とを実行する制御装置であって、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合に比して、前記内燃機関を自動始動するときの燃料噴射量を増大する。
水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の低下度合いは、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の低下度合いに比して大きい。ボア壁温が低下すると、噴射された燃料の気化性が低下し、燃焼室内で気化している燃料量、すなわち燃焼に寄与する燃料量が低下する。
上記構成では、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して、内燃機関を自動始動するときの燃料噴射量を増大する。そのため、ボア壁温の低下度合いが大きいときであっても、始動性の担保をより確実にできる。したがって、水止め制御を実行しているときに内燃機関が自動停止された場合において、自動始動する際の制御精度を向上させることが可能になる。
また、上記内燃機関の制御装置では、前記自動停止・自動始動制御において前記内燃機関を自動始動するときには、冷却水温と自動停止してからの経過時間とに基づいて前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するものであり、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温とが同一であり、且つ、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間とが同一である条件において、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合には、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合に比して、前記自動始動するときの燃料噴射量を増大することが望ましい。
上記構成では、冷却水温と自動停止してからの経過時間とに基づいて始動時の燃料噴射量を算出する。冷却水温と経過時間とに基づけば、自動停止されてからのボア壁温の温度低下の推移に適合した燃料噴射量を算出することが可能である。また、この場合、冷却水温と経過時間とが同一であるとき、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合では、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して内燃機関を自動始動する際の燃料噴射量を増大することで、ボア壁温の低下度合いが大きいときであっても、自動始動を行う際の燃料噴射量を適切にできる。
また、上記内燃機関の制御装置では、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温とが同一であり、且つ、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間とが同一である条件において、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量との差は、前記内燃機関を自動停止してから第1所定時間が経過するまでの第1所定期間よりも、該第1所定期間が経過してから第2所定時間が経過するまでの第2所定期間の方が大きいことが望ましい。
内燃機関を自動停止した直後の第1所定期間のボア壁温の低下度合いは、熱源からの入熱が停止されたことによる要因が支配的であって、水止め制御を実行しているときと、そうではないときとの差においてそれほど大きな変化はない傾向にある。一方で、第1所定期間後の第2所定期間のボア壁温の低下度合いは、ウォータジャケット内の冷却水の温度分布による要因が支配的である。水止め制御を実行しているときでは、その温度分布の偏りがあるために、水止め制御を実行していないときに比してボア壁温の低下度合いは大きくなる傾向にある。
上記構成では、こうした傾向を考慮して、水止め制御が実行されている場合に自動始動する際の燃料噴射量と、水止め制御が実行されていない場合に自動始動する際の燃料噴射量との差を第1所定期間よりも第2所定期間の方が大きくなるようにしている。そのため、水止め制御が実行されていることによって自動停止中のボア壁温の低下度合いが大きくなる第2所定期間において、水止め制御が実行されている場合には自動始動の際により多くの燃料が噴射されるようになる。したがって、上記構成によれば、水止め制御を実行しているときに内燃機関が自動停止された場合における自動始動性の向上に貢献できる。
また、上記内燃機関の制御装置では、前記差は、前記第2所定期間において、前記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくなることが望ましい。
上述したように、第2所定期間のボア壁温の低下度合いは、ウォータジャケット内の冷却水温の偏りによる要因が支配的であり、水止め制御を実行しているときの方がそうではないときに比して大きくなる傾向にある。そのため、第2所定期間において、水止め制御を実行しているときのボア壁温と水止め制御を実行していないときのボア壁温との差は、上記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくなる傾向にある。
上記構成では、こうしたボア壁温の低下度合いの差を考慮して、燃料噴射量の差を大きくしている。そのため、第2所定期間において、上記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止された場合における自動始動する際の燃料噴射量を多くすることができる。したがって、第2所定期間において自動始動する際の燃料噴射量の算出態様を適切にすることができる。
また、上記内燃機関の制御装置では、前記差は、前記第2所定期間が経過してから第3所定時間が経過するまでの第3所定期間において一定であることが望ましい。
第2所定期間経過した後の第3所定期間では、ウォータジャケット内の冷却水の温度分布における偏りが解消されつつあって、ボア壁温の低下度合いは、内燃機関からの放熱等の影響が支配的となる。そのため、第2所定期間経過後は、水止め制御を実行しているときとそうではないときとにおいて、ボア壁温の低下度合いにそれほど大きな変化はない傾向にある。上記構成では、こうした傾向を考慮して、水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止された場合における自動始動する際の燃料噴射量と、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止された場合における自動始動する際の燃料噴射量との差を第3所定期間では一定にしている。これにより、第3所定期間における自動始動の際の燃料噴射量の算出態様を適切にすることができる。
第1実施形態の内燃機関及びその制御装置の概略構成を示す模式図。 調節弁の斜視図。 調節弁の分解斜視図。 調節弁のハウジングを下方から視た斜視図。 ロータの斜視図。 ロータ位相と各ポートの開口率との関係を示すグラフ。 制御装置の機能ブロック図。 自動停止・自動始動制御に係る一連の処理の流れを示すフローチャート。 ボア壁温の推移を示すグラフ。 始動時燃料噴射量を算出するためのマップであって、(a)は水止め時噴射量を算出するためのマップ、(b)は水流し時噴射量を算出するためのマップ。 (a)〜(h)は、自動停止・自動始動制御における各パラメータの推移を示すタイミングチャート。 第2実施形態の内燃機関の制御装置が実行する自動停止・自動始動制御に係る一連の処理の流れを示すフローチャート。
(第1実施形態)
内燃機関の制御装置の第1実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。内燃機関及び該内燃機関の制御装置は車両に搭載されている。
図1に示すように、内燃機関の機関本体200は、シリンダブロック201とシリンダブロック201の上端に連結されているシリンダヘッド202とを含んでいる。内燃機関に冷却液としての冷却水を流動させるための冷却水通路10は、機関本体200の内部に形成されたウォータジャケット20を有している。ウォータジャケット20は、シリンダブロック201に形成されているブロック側ウォータジャケット20Aと、シリンダヘッド202に形成されていて、ブロック側ウォータジャケット20Aと連通しているヘッド側ウォータジャケット20Bとからなる。ブロック側ウォータジャケット20Aは、その一部が機関本体200に設けられている図示しない燃焼室の周囲を流れるように設けられている。なお、燃焼室には、図示しない燃料噴射弁が設けられている。
ウォータジャケット20の入口は、シリンダブロック201に開口している。この開口には、導入配管21の一端が接続されている。導入配管21の他端は、冷却水ポンプ22に接続されている。冷却水ポンプ22は、内燃機関のクランクシャフトによって駆動される機関駆動式のポンプである。クランクシャフトの回転に伴い冷却水ポンプ22が駆動されることにより、冷却水ポンプ22から導入配管21を通じてウォータジャケット20に冷却水が供給される。
ウォータジャケット20の出口は、シリンダヘッド202に開口している。この開口には導出配管23の一端が接続されている。導出配管23の他端は、調節弁30に接続されている。導出配管23には、該導出配管23を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ24が設けられている。
調節弁30には、冷却水の吐出口が3つ設けられている。3つの吐出口のうちの1つにはラジエータ92を経由して冷却水を流動させるための第1冷却水経路90が接続されている。第1冷却水経路90は、吐出口に一端が接続されている第1ラジエータ配管91と、第1ラジエータ配管91の他端に接続されているラジエータ92と、ラジエータ92及び冷却水ポンプ22を連結する第2ラジエータ配管93とから構成されている。
調節弁30の3つの吐出口のうちの1つには、スロットルボディ102やEGRバルブ103など、内燃機関の各部に設けられたデバイスを経由して冷却水を流動させるための第2冷却水経路100が接続されている。第2冷却水経路100は、吐出口に一端が接続されている第1デバイス配管101を有している。第1デバイス配管101は、下流側の端部が三股に分岐しており、分岐した端部がそれぞれスロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104に接続されている。第2冷却水経路100は、第2デバイス配管105を有している。第2デバイス配管105は、上流分岐部105Aと、該上流分岐部105Aに接続されている合流部105Bと、該合流部105Bに接続されている下流分岐部105Cとからなる。上流分岐部105Aは、上流側の端部が三股に分岐していて、分岐した端部がスロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104に接続されている。合流部105Bは、一つの通路を構成している。下流分岐部105Cは、下流側の端部が二股に分岐していて、分岐した端部がオイルクーラ106、及びATFウォーマ107に接続されている。
第2冷却水経路100は、第3デバイス配管108を有している。第3デバイス配管108は、上流側の端部が二股に分岐していて、分岐した端部がオイルクーラ106、及びATFウォーマ107に接続されている。第3デバイス配管108の下流側の端部は、第2ラジエータ配管93に接続されている。第2冷却水経路100では、調節弁30から第1デバイス配管101に流れた冷却水が、スロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104に分岐して流動する。スロットルボディ102、EGRバルブ103、及びEGRクーラ104のいずれかを通過した冷却水は、第2デバイス配管105において一旦合流した後、オイルクーラ106及びATFウォーマ107に分岐して流れる。オイルクーラ106及びATFウォーマ107のいずれかを通過した冷却水は、第3デバイス配管108において合流し、第2ラジエータ配管93を通じて冷却水ポンプ22に流れる。
調節弁30の3つの吐出口のうちの1つには、車両に設けられている空調装置のヒータコア112に冷却水を循環させるための第3冷却水経路110が接続されている。第3冷却水経路110は、吐出口に一端が接続されている第1ヒータ配管111と、第1ヒータ配管111の他端に接続されているヒータコア112と、ヒータコア112に一端が接続されている第2ヒータ配管113とから構成されている。第2ヒータ配管113の他端は、第3デバイス配管108に接続されている。第1ヒータ配管111に流れた冷却水は、ヒータコア112を通過した後、第2ヒータ配管113を通じて第3デバイス配管108に流動する。第3デバイス配管108に流動した冷却水は、第2ラジエータ配管93を通じて冷却水ポンプ22に流れる。このように、調節弁30から各冷却水経路90,100,110に流れた冷却水は、冷却水ポンプ22の手前で合流し、冷却水ポンプ22によって再びウォータジャケット20に供給される。
調節弁30には、リリーフ通路115が設けられている。リリーフ通路115は、調節弁30の内部と第1冷却水経路90とを連通している。リリーフ通路115には、リリーフ弁116が設けられている。リリーフ弁116は、リリーフ通路115における調節弁30側の圧力と第1ラジエータ配管91側の圧力との差圧が所定圧以上になったときに開弁し、調節弁30から第1冷却水経路90に冷却水を流動させる。すなわち、リリーフ弁116によって調節弁30内の圧力が過剰に高くなることが抑制されている。
図2〜図5を参照して調節弁30の構造について説明する。
図2に示すように、調節弁30は、冷却水の吐出口である3つのポートを有している。すなわち、調節弁30は、第1冷却水経路90が接続されるラジエータポートP1と、第2冷却水経路100が接続されるデバイスポートP2と、第3冷却水経路110が接続されるヒータポートP3とを有している。各ポートP1,P2,P3は、それぞれ異なる方向に開口している。デバイスポートP2の内径とヒータポートP3の内径とは同一である。ラジエータポートP1の内径は、デバイスポートP2及びヒータポートP3の内径よりも大きい。
図3に示すように、調節弁30は、その構成部品として、ハウジング40、ロータ60、回動機構70、及びカバー80を備えている。ハウジング40は、中空形状に形成されていて、調節弁30の骨格を構成している。ハウジング40は、本体部41と、該本体部41に取り付けられる第1コネクタ部51、第2コネクタ部52、及び第3コネクタ部53とからなる。第1コネクタ部51は、有底筒状に形成されている第1膨出部51Aと、該第1膨出部51Aの開口周縁に連結された板状の第1フランジ部51Bと、第1膨出部51Aの底壁に接続されている円筒状の第1ポート部51Cとからなる。第1コネクタ部51はラジエータポートP1の一構成部材である。第2コネクタ部52は、円筒状に形成されている第2ポート部52Aと、該第2ポート部52Aの一端部における開口周縁に連結された板状の第2フランジ部52Bとからなる。第2コネクタ部52はデバイスポートP2の一構成部材である。第3コネクタ部53は、円筒状に形成されている第3ポート部53Aと、該第3ポート部53Aの一端部における開口周縁に連結された板状の第3フランジ部53Bとからなる。第3コネクタ部53はヒータポートP3の一構成部材である。本体部41には、第1コネクタ部51が取り付けられる第1取付部42、第2コネクタ部52が取り付けられる第2取付部43、及び第3コネクタ部53が取り付けられ第3取付部44が設けられている。第1コネクタ部51は第1取付部42にボルト56によって取り付けられる。また、第2コネクタ部52は第2取付部43にボルト56によって取り付けられており、第3コネクタ部53は第3取付部44に図示しないボルトによって取り付けられている。
第1取付部42には、開口面積の異なる2つの孔が形成されている。これらの孔のうち開口面積の小さい第1孔42Aにはリリーフ弁116が組付けられる。第1孔42Aにリリーフ弁116が組付けられた状態で第1コネクタ部51が第1取付部42に取り付けられる。これにより、ハウジング40内部にリリーフ弁116が収容される。第1取付部42に設けられている2つの孔のうち、第1孔42Aはリリーフ通路115の一部を構成し、第1孔42Aよりも開口面積の大きい第2孔42BはラジエータポートP1の一部を構成している。なお、ラジエータポートP1の通路断面積は、ヒータポートP3及びデバイスポートP2の各通路断面積に比して大きい。調節弁30では、このラジエータポートP1にリリーフ弁116を設けることにより、充分なリリーフ量を確保している。
図4に示すように、本体部41には、下端部に開口45が設けられており、その内部に該本体部41を上下方向に仕切る仕切り壁46が設けられている。本体部41の内部において、仕切り壁46によって仕切られた下側の空間を流入空間47といい、上側の空間を収容空間48という。ラジエータポートP1、デバイスポートP2、ヒータポートP3は、流入空間47と連通している。仕切り壁46には、流入空間47と収容空間48とを連通する支持孔49が形成されている。支持孔49の開口縁部には、流入空間47側に円筒状に突出した摺接部50が立設されている。摺接部50の外側面には、径方向外側に突出したストッパ55が連結されている。
図3に示すように、本体部41の内部には、下端部からロータ60が組付けられ、上端部から回動機構70が組付けられる。
図5に示すように、ロータ60は、弁体61と、該弁体61に挿通されているロータ軸65とを有している。弁体61は、図5の上側に配置されている第1弁部62と、下側に配置されている第2弁部63とを有している。第1弁部62は、ロータ軸65の中心軸方向(図5の上下方向)における中央部分ほど拡径された筒形状に形成されている。第1弁部62の側壁には、周方向に延びている第1貫通孔62Aが形成されている。第1貫通孔62Aによって、第1弁部62の内域と外域とは連通している。第1弁部62には、その上端に径方向内側に延びている突出壁62Bが連結されている。突出壁62Bの先端には、円環状に形成されている支持壁62Cが連結されている。第1弁部62の上端部には、周方向に円弧状に延びている係止孔62Dが形成されている。
第2弁部63は、筒状に形成されていて、その内域が第1弁部62の内域と連通している。第2弁部63の側壁には、第2貫通孔63Aが形成されている。第2貫通孔63Aは、第1貫通孔62Aに比して周方向に長く延びている。
ロータ軸65は、円柱棒状に形成されていて、第1弁部62の支持壁62Cに挿通されて連結されている。ロータ軸65は、弁体61を上下方向に貫通して延びている。ロータ軸65の上端部には、ベアリング66が連結されている。ロータ軸65には、ベアリング66よりも下方であって支持壁62Cよりも上方にシール67が連結されている。シール67は円板状に形成されている。ロータ軸65が回転すると、該ロータ軸65を回転中心として弁体61が回転する。ロータ60は、ベアリング66が連結されていない状態のロータ軸65の上端部を、ハウジング40の仕切り壁46の支持孔49に挿通して収容空間48側に突出させ、該突出した上端部にベアリング66を連結することにより、ハウジング40に組付けられる。この状態では、弁体61及びシール67が流入空間47に配置され、ベアリング66が収容空間48に配置される。ベアリング66は、仕切り壁46の上面に連結されることにより、ロータ軸65及び弁体61をハウジング40に対して相対回転可能に支持する。シール67は、摺接部50の下面に当接し、ロータ軸65の回転に伴って摺接部50の下面と摺接する。
ロータ60がハウジング40に収容された状態では、弁体61の係止孔62D内に、ストッパ55が配置される。ロータ60がハウジング40に対して相対回転したときには、係止孔62D内をストッパ55が周方向に相対移動する。ストッパ55が突出壁62Bに当接することでハウジング40に対するロータ60の相対回転が規制される。このように、ロータ60の弁体61は、ストッパ55が突出壁62Bに当接するまでの所定の範囲内において、ハウジング40に対して相対回転になっている。
ロータ60は、ハウジング40に対するロータ60の相対回転位相(以下「ロータ位相θ」という。)がある範囲のときに第1貫通孔62AとラジエータポートP1とを連通する。すなわち、ロータ位相θがこの範囲にないときには、ラジエータポートP1は弁体61によって閉塞された状態となる。また、ロータ60は、ロータ位相θが別のある範囲のときに第2貫通孔63AとデバイスポートP2及びヒータポートP3のうち少なくとも一方とを連通する。
調節弁30では、ハウジング40の下端部に導出配管23が接続される。これにより、ウォータジャケット20を流れた冷却水は、導出配管23を通じて流入空間47に流入する。導出配管23から流入空間47に供給された冷却水は、ロータ60の内域に流れ、第1貫通孔62AとラジエータポートP1とが連通しているときには、流入空間47からラジエータポートP1に冷却水が流動する。また、第2貫通孔63AとデバイスポートP2とが連通しているときには、流入空間47からデバイスポートP2に冷却水が流動し、第2貫通孔63AとヒータポートP3とが連通しているときには、流入空間47からヒータポートP3に冷却水が流動する。なお、ロータ60は、各ポートP1,P2,P3の流路断面積を変化させることにより、各ポートP1,P2,P3を流れる冷却水の流量を調節することもできる。シール67は、摺接部50の下面と摺接することで、流入空間47から収容空間48への冷却水の流動を抑えている。
図3に示すように、回動機構70は、ロータ軸65の上端に連結される第1ギア71と、第1ギア71と噛み合う第2ギア72とを有している。第2ギア72には、モータ73が連結される。モータ73が第2ギア72を回転させることにより、第1ギア71を介してロータ60が回転駆動される。モータ73には、該モータ73の駆動量、すなわちロータ位相θを検出するための位相センサ74が取り付けられる。位相センサ74は、モータ73によって回転駆動される検出ギア75と、該検出ギア75の回転位相を検出するセンサ部76とからなる。センサ部76は、カバー80に取り付けられている。回動機構70は、ハウジング40の収容空間48内に配置される。カバー80は、本体部41の上端開口を塞ぐように取り付けられる。これにより、回動機構70はハウジング40内部に収容される。
次に、調節弁30のロータ位相θと、各ポートP1,P2,P3の開口率との関係について説明する。
図6に示すように、調節弁30では、各ポートP1,P2,P3の全てが閉じた状態になるときのロータ位相θを「0°」としている。この状態では、弁体61を上方から視たときの時計回り方向(プラス方向)、及び半時計回り方向(マイナス方向)にロータ60を回転させることができる。なお、各ポートP1,P2,P3における開口率は、全開時の開口面積を「100%」とし、全閉時の開口面積を「0%」として、各ポートP1,P2,P3における開口面積の比率を表している。
各ポートP1,P2,P3の開口率は、ロータ位相θによって変化する。すなわち、ロータ位相θが「0°」の位置からロータ60をプラス方向に回転させると、まずヒータポートP3が開き始める。そして、プラス方向へのロータ位相θの増加に応じてヒータポートP3の開口率は大きくなる。ヒータポートP3の開口率が「100%」に達して全開状態になった後、ロータ位相θをさらに増加させると、次にデバイスポートP2が開き始める。そして、プラス方向へのロータ位相θの増加に応じてデバイスポートP2の開口率は大きくなる。デバイスポートP2の開口率が「100%」に達して全開状態になった後、ロータ位相θをさらに増加させると、次にラジエータポートP1が開き始める。そして、プラス方向へのロータ位相θの増加に応じてラジエータポートP1の開口率は大きくなる。突出壁62Bとストッパ55とが当接するロータ位相θを「β°」とすると、ロータ位相θが「β°」に至る手前でラジエータポートP1は全開になる。この状態からロータ位相θが「β°」に達するまでの間は、各ポートP1,P2,P3が全開の状態になる。このように、調節弁30では、ロータ60及びモータ73のプラスの方向における可動範囲の端は、ロータ位相θが「β°」となる位置であり、この位相では各ポートP1,P2,P3の全てが全開になる。
一方、ロータ位相θが「0°」の位置からロータ60をマイナス方向に回転させると、まずデバイスポートP2が開き始め、マイナス方向へのロータ位相θの増加に応じてデバイスポートP2の開口率は大きくなる。その後、デバイスポートP2の開口率が「100%」に達する前、すなわち全開状態になる位置よりも少し手前の位置から、ラジエータポートP1が開き始める。そして、マイナス方向へのロータ位相θの増加に応じてデバイスポートP2の開口率が大きくなって全開状態になり、ラジエータポートP1の開口率も大きくなる。突出壁62Bとストッパ55とが当接するロータ位相θを「−α°」とすると、ロータ位相θが「−α°」に至る手前でラジエータポートP1は全開になる。この状態からロータ位相θが「−α°」に達するまでの間は、デバイスポートP2及びラジエータポートP1が全開状態になる。このように、調節弁30では、ロータ60及びモータ73のマイナス方向における可動範囲の端は、ロータ位相θが「−α°」となる位置であり、この位相ではラジエータポートP1及びデバイスポートP2が全開になっている。なお、ロータ位相θが「0°」よりもマイナス側の範囲では、ヒータポートP3は常に全閉となっている。
図1に示すように、内燃機関の制御装置130には、水温センサ24からの出力信号が入力される。また、制御装置130には、調節弁30の位相センサ74の他、内燃機関の燃焼室に導入される吸気の量を検出するエアフローメータ25、内燃機関の回転速度を検出する回転速度センサ26、車両の速度を検出する車速センサ27、車両のブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ28などからの出力信号も入力される。制御装置130は、上記各センサ24,25,26,27,28,74からの出力信号等に基づいて、内燃機関の始動時に調節弁30を制御することで、機関本体200の温度の上昇を迅速化するための水止め制御を実行する。また、制御装置130は、自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止するとともに、自動始動条件が成立したときに自動停止した内燃機関を自動始動する自動停止・自動始動制御を実行する。
図7に示すように、制御装置130は、機能部として、車速算出部131、ブレーキ操作量算出部132、自動停止条件判定部133、自動始動条件判定部134、噴射量算出部135、及び燃料噴射弁制御部136を有している。また、制御装置130は、機能部として、経過時間算出部137、冷却水温算出部138、冷却水温判定部139、調節弁制御部140、及び水止め制御実行判定部141を有している。
車速算出部131は、車速センサ27からの出力信号に基づいて、車両の速度である車速を算出する。ブレーキ操作量算出部132は、ブレーキセンサ28からの出力信号に基づいて、ブレーキペダルの操作量を算出する。
自動停止条件判定部133は、自動停止条件が成立しているか否かを判定する。自動停止条件判定部133は、例えば、車速算出部131によって算出された車速が所定速度以下であり、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第1所定量以上であるときに、自動停止条件が成立していると判定する。
自動始動条件判定部134は、自動始動条件が成立しているか否かを判定する。自動始動条件判定部134は、例えば、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第1所定量より小さい第2所定量以下であるときに、自動始動条件が成立していると判定する。
噴射量算出部135は、エアフローメータ25及び回転速度センサ26等からの出力信号に基づいて内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量を算出する。また、内燃機関を自動始動するときには、所定のマップに基づいて、内燃機関を自動始動する際の燃料噴射量を算出する。
燃料噴射弁制御部136は、噴射量算出部135によって算出された燃料噴射量分の燃料が噴射されるように燃料噴射弁を制御する。また、自動停止条件判定部133によって自動停止条件が成立していると判定されているときには、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する。これにより内燃機関は自動停止する。その後、自動始動条件判定部134によって自動始動条件が成立していると判定すると、噴射量算出部135によって算出された燃料噴射量分の燃料の噴射が再開されるように燃料噴射弁を制御する。これにより内燃機関は自動始動する。
経過時間算出部137は、内燃機関が自動停止されてから内燃機関の自動始動条件が成立するまでの経過時間を算出する。
冷却水温算出部138は、水温センサ24からの出力信号に基づいて冷却水温を算出する。冷却水温判定部139は、冷却水温算出部138によって算出された冷却水温が水止め実行温度範囲にあるか否かを判定する。
調節弁制御部140は、冷却水温算出部138によって算出された冷却水温や、位相センサ74によって検出されたロータ位相θ等に基づいて、内燃機関の運転中に調節弁30を制御する。これにより、各冷却水経路90,100,110に流れる冷却水の流量を制御する。また、内燃機関の始動時において、冷却水温判定部139によって冷却水温が水止め実行温度範囲内にあると判定されているときには、冷却水温判定部139によって冷却水温が水止め実行温度範囲以上であると判定されるまで、水止め制御を開始する。水止め制御では、調節弁30のロータ位相θを「0°」に制御し、ウォータジャケット20からの冷却水の排出を停止してウォータジャケット20内の冷却水の流動を抑制する。
水止め制御実行判定部141は、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かを判定する。
次に、図8のフローチャートを参照して、内燃機関の制御装置130が実行する自動停止・自動始動制御に係る一連の処理の流れについて説明する。なお、この処理は、制御装置130によって所定周期毎に繰り返し実行される。
図8に示すように、内燃機関の制御装置130がこの一連の処理を開始すると、まず自動停止条件判定部133が、自動停止条件が成立しているか否かを判定する(ステップS800)。車速算出部131によって算出された車速が所定速度以下であり、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第1所定量以上であるときには、自動停止条件判定部133によって自動停止条件が成立していると判定される(ステップS800:YES)。この場合には、次に、水止め制御実行判定部141は、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かを判定する(ステップS801)。本実施形態では、水止め制御が実行されているか否かの判定を、例えば、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かに基づいて判定する。水止め制御実行判定部141が、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かを判定すると、次に、燃料噴射弁制御部136が、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する。その後、内燃機関は自動停止する(ステップS802)。内燃機関が自動停止されると、冷却水通路10に設けられている冷却水ポンプ22の駆動も停止する。
その後、自動始動条件判定部134が自動始動条件が成立しているか否かを判定する(ステップS803)。この処理では、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第2所定量を超えている場合には、自動始動条件が成立していないと判定される(ステップS803:NO)。このように、ステップS803の処理において否定判定されている場合には、次の処理に移行せずにステップS803の処理を繰り返す。その後、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第2所定量以下となった場合、自動始動条件判定部134は、自動始動条件が成立していると判定する(ステップS803:YES)。
自動始動条件判定部134によって自動始動条件が成立していると判定されると、次に噴射量算出部135が、内燃機関を自動始動するときの燃料噴射量である始動時燃料噴射量を算出する。噴射量算出部135は、始動時燃料噴射量を算出するときには、まず、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていたか否かを判定する(ステップS804)。つまり、ステップS801の処理において、水止め制御実行判定部141によって水止め制御の実行が判定されていたか否かを判定する。この処理において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていたと判定した場合には(ステップS804:YES)、ステップS805の処理に移行して、始動時燃料噴射量を水止め時始動マップから算出する。また、ステップS804の処理において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていないと判定した場合には(ステップS804:NO)、ステップS806の処理に移行して、始動時燃料噴射量を水流し時始動マップから算出する。
図9には、水止め制御が実行されている場合に内燃機関を自動停止したときのボア壁温の低下度合い(図9の実線)と、水止め制御が実行されていない場合に内燃機関を自動停止したときのボア壁温の低下度合い(図9の一点鎖線)とを示している。なお、このグラフでは、内燃機関を自動停止したときの両者のボア壁温が仮想的に同一になっていると見なし、この状態において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていた場合と、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合とにおけるボア壁温の低下度合いを示している。
図9に示すように、ボア壁温は、内燃機関が停止し続けた場合、放熱等によって温度が低下する。水止め制御が実行されていないときには、内燃機関の運転中にウォータジャケット20内を冷却水が流れることから、ウォータジャケット20内の冷却水温はほぼ均一化されている。図9に一点鎖線で示すように、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の推移では、タイミングt91において内燃機関が自動停止してから第1所定時間経過したタイミングt92までの第1所定期間R1(タイミングt91〜タイミングt92)において、ボア壁温は大きく低下する。これは熱源からボア周囲の冷却水温への入熱が停止されたことによる。また、第1所定期間R1が経過してから第2所定時間が経過したタイミングt93までの第2所定期間R2(タイミングt92〜タイミングt93)においては、内燃機関からの放熱等の影響によって徐々にボア壁温が低下するため、ボア壁温の低下度合いが第1所定期間R1に比して緩やかになる。第2所定期間R2以降も、内燃機関からの放熱等の影響によって徐々にボア壁温が低下する。
一方で、水止め制御を行っているときには、内燃機関の運転中であってもウォータジャケット20内の冷却水の流れが停止されている。そのため、ウォータジャケット20内では、熱源に近いボア周辺などの部分が局所的に高温になる等して、冷却水の温度分布に偏りが生じる。こうした状態で内燃機関が停止し続けると、ボア周辺の高温の冷却水からその周囲の低温の冷却水等へと熱が拡散する。図9に実線で示すように、水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の推移では、第1所定期間R1において、ボア壁温が大きく低下する。これは熱源からボア周囲の冷却水温への入熱が停止されたことによるものであって、その低下度合いは、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の低下度合いとほぼ等しい。その後、第2所定期間R2においては、ウォータジャケット20内の冷却水の温度分布の偏りが均一化されることにより、ボア壁温の温度低下が生じる。このように冷却水温が均一化される過程においては、ボア周辺の冷却水温は内燃機関の停止直前に比べて大きく低下することがあり、これに伴ってボア壁温の温度低下度合いが大きくなる。このように、第2所定期間R2においては、水止め制御を実行している場合(図9の実線)、こうした温度分布の偏りがあるために、水止め制御を実行していない場合(図9の一点鎖線)に比してボア壁温の低下度合いが大きくなる。したがって、第2所定期間R2では、経過時間が長くなるほど、水止め制御を実行しているとき(図9の実線)と、そうではないとき(図9の一点鎖線)とにおいて、ボア壁温の差が大きくなる。
その後、第2所定期間R2が経過してから第3所定時間が経過したタイミングt94までの第3所定期間R3(タイミングt93〜タイミングt94)においては、ボア壁温の低下度合いが第2所定期間R2に比して緩やかになる。これは、第3所定期間R3ではウォータジャケット20内の冷却水の温度分布における偏りが解消されつつあって、ボア壁温の低下度合いは、内燃機関からの放熱等の影響が支配的となるためである。第3所定期間R3におけるボア壁温の低下度合いは、第2所定期間R2において冷却水の温度分布が均一化される過程におけるボア壁温の低下度合いに比べて緩やかな傾向を示す。第3所定期間R3においては、水止め制御を実行しているとき(図9の実線)と、そうではないとき(図9の一点鎖線)とにおいて、ボア壁温の低下度合いにそれほど大きな変化は生じない。
こうしたことから、本実施形態では、水止め時始動マップ及び水流し時始動マップを次のように設定している。
すなわち、図10(a)及び(b)に示すように、始動時燃料噴射量は、ボア壁温に関係するパラメータである冷却水温と経過時間とに基づいて算出される。冷却水温は、自動始動条件が成立したときに冷却水温算出部138によって算出された冷却水温である。また、経過時間は、内燃機関が自動停止されてから内燃機関の自動始動条件が成立するまでの経過時間であって、経過時間算出部137によって算出される。水止め時始動マップ及び水流し時始動マップは、予め実験やシミュレーションによって求められて噴射量算出部135に記憶されている。以下では、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合において、始動時燃料噴射量を算出するための冷却水温を水止め時冷却水温とし、始動時燃料噴射量を算出するための経過時間を水止め時経過時間とする。また、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合において、始動時燃料噴射量を算出するための冷却水温を水流し時冷却水温とし、始動時燃料噴射量を算出するための経過時間を水流し時経過時間とする。また、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合における始動時燃料噴射量を水止め時噴射量とし、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合における始動時燃料噴射量を水流し時噴射量とする。
図10(a)に示すように、水止め時始動マップでは、水止め時冷却水温が低いときほど多くなるように始動時燃料噴射量が設定されている。また、水止め時始動マップでは、水止め時経過時間が長いときほど多くなるように始動時燃料噴射量が設定されている。なお、図10(a)中の「n」は、1以上の任意の数である。また、「k」、「l」、及び「m」は1よりも大きくnよりも小さい任意の数であって、「1<k<l<m<n」の関係を有している。
また、図10(b)に示すように、水流し時始動マップでは、水流し時冷却水温が低いときほど多くなるように始動時燃料噴射量が設定されている。また、水流し時始動マップでは、水流し時経過時間が長いときほど多くなるように始動時燃料噴射量が設定されている。なお、図10(b)中の「n」は、1以上の任意の数である。また、「k」、「l」、及び「m」は1よりも大きくnよりも小さい任意の数であって、「1<k<l<m<n」の関係を有している。
自動始動を行う際の冷却水温が低いときほどボア壁温は低くなる傾向にある。ボア壁温が低下すると、噴射された燃料の気化性が低下し、燃焼室内で気化している燃料量、すなわち燃焼に寄与する燃料量が低下する。そのため、水止め時始動マップ及び水流し時始動マップの双方では、こうした傾向を考慮して、自動始動を行う際に算出される冷却水温が低いときほど始動時燃料噴射量を多くすることで、燃焼に寄与する燃料量を確保している。また、上述したように、自動停止してからの自動始動するまでの経過時間が長いときほどボア壁温が低くなる。そのため、水止め時始動マップ及び水流し時始動マップの双方では、上記経過時間が長いときほど始動時燃料噴射量を多くして、燃焼に寄与する燃料量を確保している。
また、図9に示すように、水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の低下度合い(図9の実線)は、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の低下度合い(図9の一点鎖線)に比して大きい。このように、内燃機関を自動始動するために算出した冷却水温と、該冷却水温から推定されるボア壁温との関係は、水止め制御を実行しているときと、そうではないときとで異なる。そのため、図10に示すように、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温ckであり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間tkである条件において、図10(a)に示す水止め時始動マップに基づいて算出される水止め時噴射量Q1kkの方が、図10(b)に示す水流し時始動マップに基づいて算出される水流し時噴射量Q2kkよりも多くなるように始動時燃料噴射量が設定されている(Q1kk>Q2kk)。そのため、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温であり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間である条件において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合には、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して、始動時燃料噴射量が増大されることとなる。なお、内燃機関の運転中において冷却水温が同一である条件では、水止め制御を実行しているときの方が、そうではないときに比して、ボア壁温が高くなる傾向になる。水止め時始動マップに基づいて算出される水止め時噴射量(例えば「Q1kk」)と、水流し時始動マップに基づいて算出される水流し時噴射量(例えば「Q2kk」)との差には、こうしたボア壁温の差も反映されている。
また、水止め時始動マップ及び水流し時始動マップでは、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温であり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間である条件において、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差は、第1所定期間R1よりも第2所定期間R2の方が大きくなるように始動時燃料噴射量が設定されている。すなわち、例えば、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温c1であるときにおいて、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間t1となっているときの第1所定期間R1における水止め時噴射量Q111と水流し時噴射量Q211との差を第1噴射量差Δ11(=Q111−Q211)とする。また、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温c1であるときにおいて、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間tk(>t1)となっているときの第2所定期間R2における水止め時噴射量Q1k1と水流し時噴射量Q2k1との差を第2噴射量差Δk1(=Q1k1−Q2k1)とする。この場合、第1噴射量差Δ11よりも第2噴射量差Δk1の方が大きい(Δ11<Δk1)。
また、水止め時始動マップでは、第2所定期間R2において、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差を、経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくしている。すなわち、例えば、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温c1であるときにおいて、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間tl(>tk)となっているときの第2所定期間R2における水止め時噴射量Q1l1と水流し時噴射量Q2l1との差を第3噴射量差Δl1(=Q1l1−Q2l1)とする。この場合、第2噴射量差Δk1よりも第3噴射量差Δl1の方が大きい(Δk1<Δl1)。
また、水止め時始動マップでは、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差を、第3所定期間においては、一定になるようにしている。すなわち、例えば、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温c1であるときにおいて、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間tmとなっているときの第3所定期間R3における水止め時噴射量Q1m1と水流し時噴射量Q2m1との差を第4噴射量差Δm1(=Q1m1−Q2m1)とする。また、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温c1であるときにおいて、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間tn(>tm)となっているときの第3所定期間R3における水止め時噴射量Q1n1と水流し時噴射量Q2n1との差を第5噴射量差Δn1(=Q1n1−Q2n1)とする。この場合、第4噴射量差Δm1と第5噴射量差Δn1とは同じである(Δm1=Δn1)。なお、ここでいう「同じ」とは、両者が完全に一致している場合のみを意味するのではなく、例えば両者の差が数%程度あるときなど、両者が完全に一致しておらず若干異なっている場合も含む。
図8に示すように、ステップS805の処理において始動時燃料噴射量を水止め時始動マップから算出した場合、及びステップS806の処理において始動時燃料噴射量を水流し時始動マップから算出した場合には、次に燃料噴射弁制御部136が、噴射量算出部135によって算出された始動時燃料噴射量分の燃料が噴射されるように燃料噴射弁を制御する。これにより内燃機関を自動始動する(ステップS807)。こうして内燃機関を自動始動すると、制御装置130は、自動停止・自動始動制御に係る一連の処理を終了する。なお、噴射量算出部135は、内燃機関の自動始動が完了した場合には、上述した各始動マップに基づいてではなく、エアフローメータ25及び回転速度センサ26等からの出力信号に基づいて燃料噴射量を算出する。こうして算出される燃料噴射量は内燃機関の運転状態に応じたものとなる。そして、燃料噴射弁制御部136は、内燃機関を自動始動した後は、噴射量算出部135によって内燃機関の運転状態に応じて算出された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁を制御する。これにより、内燃機関の運転状態に応じた量の燃料が燃焼室に供給される。
一方、ステップS800の処理において、自動停止条件判定部133が自動停止条件が成立していないと判定した場合には(ステップS800:NO)、制御装置130は以降の処理を行わずに自動停止・自動始動制御に係る一連の処理を終了する。
本実施形態の作用効果について、図11を参照して説明する。
(1)図11(c)に示すように、タイミングt100においてブレーキペダルが操作されると、図11(d)に示すように車速が減少する。そして、ブレーキペダルの操作量が第1所定量以上であり、車速が所定速度以下となるタイミングt101において、図11(f)に示すように自動停止条件が成立する。自動停止条件が成立したタイミングt101において内燃機関が自動停止すると、これに伴って、図11(e)に示すように内燃機関の回転速度である機関回転速度が「0」となる。内燃機関の自動停止が継続することにより、図11(b)に示すように、ボア壁温は低下する。図11に示す例では、図11(a)に実線で示すように、水止め制御が実行されているときにおいて水温センサ24によって検出されるウォータジャケット20の出口部付近の冷却水温と、図11(a)に一点鎖線で示すように、水止め制御が実行されていないときにおいて水温センサ24によって検出されるウォータジャケット20の出口部付近の冷却水温とは同じである。この場合、図11(b)に示すように、内燃機関が自動停止される前においては、水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止される場合のボア壁温(図11(b)の実線)は、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止される場合のボア壁温(図11(b)の一点鎖線)に比して高くなっている。そして、上述したように、水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の低下度合いは、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温の低下度合いに比して大きい。そのため、図11(b)に示すように、水止め制御が実行されているときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温は、水止め制御が実行されていないときに内燃機関が自動停止された場合のボア壁温を第2所定期間R2において下回ることとなる。
なお、図11(a)に示すように、水止め制御が実行されていないときとそうではないときとにおいて、水温センサ24によって検出されるウォータジャケット20の出口部付近の冷却水温はそれほど低下しない。このように、検出される冷却水温とボア壁温との差は、水止め制御が実行されていないときとそうではないときとにおいて異なったものとなる。
図11(c)に示すように、内燃機関の自動停止後のタイミングt102において、ブレーキペダルの操作量が第2所定量以下となると、図11(g)に示すように自動始動条件が成立する。これにより、図11(h)に示すように、始動時燃料噴射量が算出される。始動時燃料噴射量を算出する際には、図11(h)に実線で示す内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合、図11(h)に一点鎖線で示す内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して、始動時燃料噴射量が増大される。そして、算出した始動時燃料噴射量分の燃料が燃料噴射弁から噴射されることにより、内燃機関が自動始動する。このように、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合であって、ボア壁温の低下度合いが大きいときであっても、始動時燃料噴射量が増大されることから、始動性の担保をより確実にすることができる。したがって、水止め制御を実行しているときに内燃機関が自動停止された場合において、自動始動する際の制御精度が向上する。
(2)本実施形態では、水止め時始動マップ及び水流し時始動マップを用いて、冷却水温と自動停止してからの経過時間とに基づいて始動時燃料噴射量を算出する。冷却水温と経過時間とに基づけば、自動停止されてからのボア壁温の温度低下の推移に適合した燃料噴射量を算出することが可能である。また、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温であり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間である条件において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合には、水止め時始動マップに基づいて算出される水止め時噴射量を、水流し時始動マップに基づいて算出される水流し時噴射量よりも多くなるように設定している。そのため、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温であり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間であるとき、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合では、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して、始動時燃料噴射量が増大される。これにより、ボア壁温の低下度合いが大きいときであっても、自動始動を行う際の燃料噴射量を適切にできる。
(3)水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温であり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間である条件において、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差は、第1所定期間R1よりも第2所定期間R2の方が大きくなるように始動時燃料噴射量が設定されている。内燃機関を自動停止した直後の第1所定期間R1のボア壁温の低下度合いは、熱源からの入熱が停止されたことによる要因が支配的であって、水止め制御を実行しているときと、そうではないときとの差においてそれほど大きな変化はない傾向にある。一方で、第2所定期間R2のボア壁温の低下度合いは、ウォータジャケット20内の冷却水の温度分布による要因が支配的である。水止め制御を実行しているときでは、その温度分布の偏りがあるために、水止め制御を実行していないときに比してボア壁温の低下度合いは大きくなる傾向にある。
本実施形態では、こうした傾向を考慮して、水止め制御が実行されている場合の始動時燃料噴射量と、水止め制御が実行されていない場合の自動時燃料噴射量との差を第1所定期間R1よりも第2所定期間R2の方が大きくなるようにしている。そのため、水止め制御が実行されていることによって自動停止中のボア壁温の低下度合いが大きくなる第2所定期間R2において、水止め制御が実行されている場合には自動始動の際により多くの燃料が噴射されるようになる。したがって、水止め制御を実行しているときに内燃機関が自動停止された場合における自動始動性の向上に貢献できる。
(4)第2所定期間R2のボア壁温の低下度合いは、ウォータジャケット20内の冷却水温の偏りによる要因が支配的であり、水止め制御を実行しているときの方がそうではないときに比して大きくなる傾向にある。そのため、第2所定期間R2において、水止め制御を実行しているときのボア壁温と水止め制御を実行していないときのボア壁温との差は、上記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくなる傾向にある。
本実施形態では、こうしたボア壁温の低下度合いの差を考慮して、水止め時始動マップでは、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差を、第2所定期間R2において上記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくしている。そのため、第2所定期間R2において、上記経過時間が長い場合には短い場合に比べて、水止め制御が実行されているときに始動時燃料噴射量をより多く増大することができる。したがって、第2所定期間R2において自動始動する際の燃料噴射量の算出態様を適切にすることができる。
(5)第2所定期間R2が経過した後の第3所定期間R3では、ウォータジャケット20内の冷却水の温度分布による偏りが解消されつつあって、ボア壁温の低下度合いは、内燃機関からの放熱等の影響が支配的となる。そのため、第2所定期間R2の経過後は、水止め制御を実行しているときとそうではないときとにおいて、ボア壁温の低下度合いにそれほど大きな変化はない傾向にある。本実施形態では、こうした傾向を考慮して、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差を、第3所定期間R3において一定になるようにしている。これにより、第3所定期間R3における自動始動の際の燃料噴射量の算出態様を適切にすることができる。
(第2実施形態)
内燃機関の制御装置の第2実施形態について、図12を参照して説明する。本実施形態では、自動停止・自動始動制御に係る一連の処理の流れが第1実施形態と異なっている。第1実施形態と同様の構成については、共通の符号を付して説明を省略する。
図12に示すように、内燃機関の制御装置230がこの一連の処理を開始すると、まず自動停止条件判定部133が、自動停止条件が成立しているか否かを判定する(ステップS1200)。車速算出部131によって算出された車速が所定速度以下であり、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第1所定量以上であるときには、自動停止条件判定部133によって自動停止条件が成立していると判定される(ステップS1200:YES)。この場合には、次に、水止め制御実行判定部141は、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かを判定する(ステップS1201)。本実施形態では、水止め制御が実行されているか否かの判定を、例えば、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かに基づいて判定する。水止め制御実行判定部141が、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かを判定すると、次に、燃料噴射弁制御部136が、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する。その後、内燃機関は自動停止する(ステップS1202)。内燃機関が自動停止されると、冷却水通路10に設けられている冷却水ポンプ22の駆動も停止する。
その後、自動始動条件判定部134が自動始動条件が成立しているか否かを判定する(ステップS1203)。この処理では、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第2所定量を超えている場合には、自動始動条件が成立していないと判定される(ステップS1203:NO)。このように、ステップS1203の処理において否定判定されている場合には、次の処理に移行せずにステップS1203の処理を繰り返す。その後、ブレーキ操作量算出部132によって算出されたブレーキペダルの操作量が第2所定量以下となった場合、自動始動条件判定部134は、自動始動条件が成立していると判定する(ステップS1203:YES)。
自動始動条件判定部134によって自動始動条件が成立していると判定されると、次に噴射量算出部135が、内燃機関を自動始動するときの燃料噴射量である始動時燃料噴射量を算出する。噴射量算出部135は、始動時燃料噴射量を算出するときには、まず、始動時燃料噴射量を始動マップから算出する(ステップS1204)。始動マップは、第1実施形態における水流し時始動マップと同じマップであり、内燃機関が自動停止する際に水止め制御が実行されていない場合のボア壁温の推移に適合させて予め実験やシミュレーションによって求められて噴射量算出部135に記憶されている。すなわち、始動マップでは、始動時燃料噴射量を、ボア壁温に関係するパラメータである冷却水温と経過時間とに基づいて設定している。冷却水温は、自動始動条件が成立したときに冷却水温算出部138によって算出された冷却水温である。また、経過時間は、内燃機関が自動停止されてから内燃機関の自動始動条件が成立するまでの経過時間であって、経過時間算出部137によって算出される。始動マップでは、自動始動条件が成立したときに冷却水温算出部138によって算出された冷却水温が低いときほど多くなるように始動時燃料噴射量が設定されている。また、始動マップでは、内燃機関が自動停止されてから内燃機関の自動始動条件が成立するまでの経過時間が長いときほど多くなるように始動時燃料噴射量が設定されている。
噴射量算出部135は、始動マップから始動時燃料噴射量を算出すると、次に、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていたか否かを判定する(ステップS1205)。つまり、ステップS1201の処理において、水止め制御実行判定部141によって水止め制御の実行が判定されていたか否かを判定する。この処理において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていたと判定した場合には(ステップS1205:YES)、ステップS1206の処理に移行して、ステップS1204において始動マップから算出した始動時燃料噴射量を増量補正する。この処理では、例えば、始動マップから算出した始動時燃料噴射量に対して予め設定されている固定の補正値を乗算することで、始動時燃料噴射量を増量補正する。なお、補正値は「1」よりも大きい数であり、内燃機関が自動停止する際に水止め制御が実行されていた場合のボア壁温の推移に適合させて予め実験やシミュレーションによって求められて噴射量算出部135に記憶されている。
一方、ステップS1205の処理において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていないと判定した場合には(ステップS1205:NO)、噴射量算出部135は、ステップS1206の処理には移行せず、始動マップから算出した始動時燃料噴射量の増量補正を行わない。
その後、内燃機関の制御装置230はステップS1207の処理に移行し、燃料噴射弁制御部136が、噴射量算出部135によって算出された始動時燃料噴射量分の燃料が噴射されるように燃料噴射弁を制御する。これにより内燃機関を自動始動する。すなわち、ステップS1207の処理では、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていた場合には、始動マップから算出した始動時燃料噴射量を増量補正した後の始動時燃料噴射量分の燃料を噴射することで自動始動が行われる。また、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合には、始動マップから算出した始動時燃料噴射量分の燃料を噴射することで自動始動が行われる。
こうして内燃機関を自動始動すると、内燃機関の制御装置230は、自動停止・自動始動制御に係る一連の処理を終了する。なお、噴射量算出部135は、内燃機関の自動始動が完了した場合には、上述した始動マップに基づいてではなく、エアフローメータ25及び回転速度センサ26等からの出力信号に基づいて燃料噴射量を算出する。こうして算出される燃料噴射量は内燃機関の運転状態に応じたものとなる。そして、燃料噴射弁制御部136は、内燃機関を自動始動した後は、噴射量算出部135によって内燃機関の運転状態に応じて算出された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁を制御する。これにより、内燃機関の運転状態に応じた量の燃料が燃焼室に供給される。
一方、ステップS1200の処理において、自動停止条件判定部133が自動停止条件が成立していないと判定した場合には(ステップS1200:NO)、制御装置230は以降の処理を行わずに自動停止・自動始動制御に係る一連の処理を終了する。
第2実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
(6)本実施形態では、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合、始動マップから算出した始動時燃料噴射量に基づいて自動始動を行う。始動マップは、冷却水温と自動停止してからの経過時間とに基づいて始動時燃料噴射量を算出するためのマップである。始動マップは、水止め制御を実行していないときに内燃機関が自動停止された場合において、自動停止されてからのボア壁温の温度低下の推移に適合した燃料噴射量となるように、冷却水温と経過時間とに関係付けて設定されている。そのため、水止め制御を実行していないときに内燃機関が自動停止された場合において、自動始動する際の始動性を担保することができる。
また、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合には、始動マップから算出した始動時燃料噴射量を補正値によって増量補正する。すなわち、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温であり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間である条件において、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合には、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合よりも始動時燃料噴射量を増大する。このように、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合であって、ボア壁温の低下度合いが大きいときに始動時燃料噴射量が増量補正されることから、始動性の担保をより確実にすることができる。したがって、水止め制御を実行しているときに内燃機関が自動停止された場合において、自動始動する際の制御精度を向上させることができる。
(7)始動マップを用いて算出された始動時燃料噴射量に固定値である補正値を乗算することによって、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合の始動時燃料噴射量である水止め時噴射量を算出している。そのため、水止め時噴射量を算出するためのマップを備える必要がなく、噴射量算出部135に始動マップに加えて水止め時噴射量を算出するためのマップを記憶させる構成に比して、噴射量算出部135の記憶容量の低減に貢献できる。
上記各実施形態は以下のように変更して実施することができる。以下の変更例は、互いに適宜組み合わせて実施することも可能である。
・第1実施形態では、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差を、第3所定期間R3において一定になるようにしているが、この構成は変更が可能である。例えば、図10(a)に示す水止め時始動マップにおいて、第4噴射量差Δm1(=Q1m1−Q2m1)を第5噴射量差Δn1(=Q1n1−Q2n1)よりも大きくなるように水止め時噴射量を設定してもよい。また、水止め時始動マップにおいて、第4噴射量差Δm1が第5噴射量差Δn1よりも小さくなるように水止め時噴射量を設定することも可能である。こうした構成では、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差を、第3所定期間R3において変化させることができる。
・第1実施形態では、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差が、第2所定期間R2において上記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくなるように始動時燃料噴射量を設定している。こうした構成は変更が可能である。例えば、水止め時始動マップにおいて、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差が、第2所定期間R2において上記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて小さくなるように始動時燃料噴射量を設定してもよい。また、水止め時始動マップにおいて、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差が、第2所定期間R2において上記経過時間に拘わらず一定となるように始動時燃料噴射量を設定してもよい。
・第1実施形態では、水止め制御が実行されている場合の始動時燃料噴射量と、水止め制御が実行されていない場合の自動時燃料噴射量との差を第1所定期間R1よりも第2所定期間R2の方が大きくなるようにしている。この構成は適宜変更が可能である。例えば、水止め制御が実行されている場合の始動時燃料噴射量と、水止め制御が実行されていない場合の自動時燃料噴射量との差が、第1所定期間R1よりも第2所定期間R2の方が小さくなるようにしてもよいし、第1所定期間R1と第2所定期間R2とにおいて同じになるようにしてもよい。
・第2実施形態では、始動マップを用いて算出された始動時燃料噴射量に固定値である補正値を乗算することで水止め時噴射量を算出しているが、補正値は固定値に限らない。例えば、第1所定期間R1における始動時燃料噴射量に対する補正値よりも、第2所定期間R2における始動時燃料噴射量に対する補正値が大きくなるように補正値を設定することも可能である。この場合には、水止め時冷却水温と水流し時冷却水温とが同一の冷却水温であり、且つ、水止め時経過時間と水流し時経過時間とが同一の経過時間である条件において、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差は、第1所定期間R1よりも第2所定期間R2の方が大きくなる。そのため、この構成によれば、上記(3)と同様の作用効果を得ることができる。
また、第2所定期間R2における始動時燃料噴射量に対する補正において、経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて補正値が増大するように補正値を設定してもよい。この場合、水止め時噴射量と水流し時噴射量との差は、第2所定期間R2において上記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくなる。したがって、こうした構成によれば、上記(4)と同様の作用効果を得ることができる。
・上記各実施形態では、水止め制御が実行されているか否かの判定を、調節弁制御部140によって水止め制御が実行されているか否かに基づいて判定している。水止め制御が実行されているか否かの判定は、こうした方法に限らない。例えば、冷却水温算出部138によって算出された冷却水温が水止め実行温度範囲内であることが冷却水温判定部139によって判定されているか否かに基づいて、水止め制御実行判定部141が水止め制御が実行されているか否かを判定するといった判定方法を採用することも可能である。
・上記各実施形態において、始動時燃料噴射量を算出するために用いられる冷却水温の検出タイミングは、自動始動条件が成立したタイミング以外であってもよい。例えば、自動停止条件が成立したタイミングや、自動停止するために燃料噴射弁からの燃料噴射を停止したタイミング等に検出した冷却水温を用いて始動時燃料噴射量を算出してもよい。
・上記各実施形態では、内燃機関の燃焼室に燃料噴射弁が設けられており、該燃焼室に燃料が直接噴射される内燃機関の制御装置に具体化した例を説明した。内燃機関の制御装置は、吸気ポートに燃料噴射弁が設けられている内燃機関に適用することも可能である。吸気ポートは、内燃機関において熱源に近い位置に配置されていることから、その壁温であるポート壁温は、上述したボア壁温と同様の変化態様を示す。すなわち、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して、ポート壁温の低下度合いは大きい。そのため、こうした構成において、冷却水温や上記経過時間に基づいて始動時燃料噴射量を算出する場合であっても、上記各実施形態と同様に始動時燃料噴射量を設定することで、上記(1)等と同様の作用効果を得ることはできる。
・上記各実施形態において、始動時燃料噴射量を冷却水温と経過時間とに基づいて算出したが、ボア壁温やポート壁温と相関する他のパラメータに基づいて始動時燃料噴射量を算出してもよい。この場合であっても、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されている場合、内燃機関を自動停止するときに水止め制御が実行されていない場合に比して、始動時燃料噴射量を増大すればよい。
・内燃機関の冷却水通路10における冷却液は冷却水に限らない。例えば、冷却液として、水以外の他の液体を主成分とする冷却液を採用することも可能である。
10…冷却水通路、20…ウォータジャケット、20A…ブロック側ウォータジャケット、20B…ヘッド側ウォータジャケット、21…導入配管、22…冷却水ポンプ、23…導出配管、24…水温センサ、25…エアフローメータ、26…回転速度センサ、27…車速センサ、28…ブレーキセンサ、30…調節弁、40…ハウジング、41…本体部、42…第1取付部、42A…第1孔、42B…第2孔、43…第2取付部、44…第3取付部、45…開口、46…仕切り壁、47…流入空間、48…収容空間、49…支持孔、50…摺接部、51…第1コネクタ部、51A…第1膨出部、51B…第1フランジ部、51C…第1ポート部、52…第2コネクタ部、52A…第2ポート部、52B…第2フランジ部、53…第3コネクタ部、53A…第3ポート部、53B…第3フランジ部、55…ストッパ、56…ボルト、60…ロータ、61…弁体、62…第1弁部、62A…第1貫通孔、62B…突出壁、62C…支持壁、62D…係止孔、63…第2弁部、63A…第2貫通孔、65…ロータ軸、66…ベアリング、67…シール、70…回動機構、71…第1ギア、72…第2ギア、73…モータ、74…位相センサ、75…検出ギア、76…センサ部、80…カバー、90…第1冷却水経路、91…第1ラジエータ配管、92…ラジエータ、93…第2ラジエータ配管、100…第2冷却水経路、101…第1デバイス配管、102…スロットルボディ、103…EGRバルブ、104…EGRクーラ、105…第2デバイス配管、105A…上流分岐部、105B…合流部、105C…下流分岐部、106…オイルクーラ、107…ATFウォーマ、108…第3デバイス配管、110…第3冷却水経路、111…第1ヒータ配管、112…ヒータコア、113…第2ヒータ配管、115…リリーフ通路、116…リリーフ弁、130…制御装置、131…車速算出部、132…ブレーキ操作量算出部、133…自動停止条件判定部、134…自動始動条件判定部、135…噴射量算出部、136…燃料噴射弁制御部、137…経過時間算出部、138…冷却水温算出部、139…冷却水温判定部、140…調節弁制御部、141…水止め制御実行判定部、200…機関本体、201…シリンダブロック、202…シリンダヘッド、230…制御装置、P1…ラジエータポート、P2…デバイスポート、P3…ヒータポート。

Claims (5)

  1. 内燃機関の機関本体に形成されていて該機関本体を冷却する冷却液の通路を構成しているウォータジャケットと、
    前記ウォータジャケットに冷却液を供給する冷却液ポンプと、
    前記ウォータジャケットから排出される冷却液の流量を調節する調節弁と
    を備える内燃機関に適用され、
    前記調節弁によって前記ウォータジャケットからの冷却液の排出を制限することにより前記機関本体の温度を上昇させる水止め制御と、
    自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止するとともに、自動始動条件が成立したときに自動停止した内燃機関を自動始動する自動停止・自動始動制御とを実行する制御装置であって、
    前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合に比して、前記内燃機関を自動始動するときの燃料噴射量を増大する内燃機関の制御装置。
  2. 前記自動停止・自動始動制御において前記内燃機関を自動始動するときには、冷却水温と自動停止してからの経過時間とに基づいて前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するものであり、
    前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温とが同一であり、且つ、
    前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間とが同一である条件において、
    前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合には、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合に比して、前記自動始動するときの燃料噴射量を増大する
    請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための冷却水温とが同一であり、且つ、
    前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量を算出するための前記経過時間とが同一である条件において、
    前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されている場合における前記自動始動するときの燃料噴射量と、前記内燃機関を自動停止するときに前記水止め制御が実行されていない場合における前記自動始動するときの燃料噴射量との差は、前記内燃機関を自動停止してから第1所定時間が経過するまでの第1所定期間よりも、該第1所定期間が経過してから第2所定時間が経過するまでの第2所定期間の方が大きい
    請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記差は、前記第2所定期間において、前記経過時間が長い場合、該経過時間が短い場合に比べて大きくなる
    請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記差は、前記第2所定期間が経過してから第3所定時間が経過するまでの第3所定期間において一定である
    請求項3または4に記載の内燃機関の制御装置。
JP2017175085A 2017-09-12 2017-09-12 内燃機関の制御装置 Active JP6844477B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017175085A JP6844477B2 (ja) 2017-09-12 2017-09-12 内燃機関の制御装置
US16/124,779 US10808597B2 (en) 2017-09-12 2018-09-07 Control device for internal combustion engine
CN201811049115.4A CN109488442B (zh) 2017-09-12 2018-09-10 内燃机的控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017175085A JP6844477B2 (ja) 2017-09-12 2017-09-12 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019052543A true JP2019052543A (ja) 2019-04-04
JP6844477B2 JP6844477B2 (ja) 2021-03-17

Family

ID=65630753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017175085A Active JP6844477B2 (ja) 2017-09-12 2017-09-12 内燃機関の制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10808597B2 (ja)
JP (1) JP6844477B2 (ja)
CN (1) CN109488442B (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007024031A (ja) * 2005-06-13 2007-02-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
WO2011108117A1 (ja) * 2010-03-05 2011-09-09 トヨタ自動車株式会社 クラッチの制御装置
JP2013072281A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Mazda Motor Corp 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
US20140257676A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a cooling system of an engine equipped with a start-stop system
US20150285202A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling an internal combustion engine during autostop and autostart operations
JP2015218592A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2016210298A (ja) * 2015-05-08 2016-12-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却装置
JP2017145743A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 株式会社Subaru 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103998739B (zh) * 2011-12-19 2017-05-17 丰田自动车株式会社 冷却系统的控制装置
JP5803818B2 (ja) 2012-06-08 2015-11-04 トヨタ自動車株式会社 冷却システムの制御装置
FR2999234B1 (fr) * 2012-12-11 2014-12-19 Renault Sa Procede de gestion d'un groupe motopropulseur mettant en oeuvre une estimation de la temperature moteur a la fin d'un temps d'arret d'un element du groupe motopropulseur
JP2014181648A (ja) 2013-03-21 2014-09-29 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP5987814B2 (ja) * 2013-11-18 2016-09-07 トヨタ自動車株式会社 車両用内燃機関の制御装置
US10309363B2 (en) * 2013-12-05 2019-06-04 Ecomplete, Llc Integrated automated idle reduction system and method
KR20150080660A (ko) * 2013-12-30 2015-07-10 현대자동차주식회사 엔진의 냉각시스템
CN203702312U (zh) * 2013-12-31 2014-07-09 玉柴联合动力股份有限公司 分流式发动机冷却系统
JP6394441B2 (ja) * 2014-04-07 2018-09-26 株式会社デンソー 内燃機関の冷却装置
DE102014106362A1 (de) * 2014-05-07 2015-11-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Überwachung des Öffnungszustands eines Regelventils eines Kühlmittelkreislaufs einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung dafür
US9822752B2 (en) * 2014-05-19 2017-11-21 Ford Global Technologies, Llc Vehicle heating system and method
JP6378055B2 (ja) * 2014-11-12 2018-08-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の冷却制御装置
JP6287961B2 (ja) * 2015-06-01 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却装置
JP6225949B2 (ja) 2015-06-23 2017-11-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却装置
JP6264348B2 (ja) * 2015-09-15 2018-01-24 トヨタ自動車株式会社 エンジン冷却装置
US10082047B2 (en) * 2015-12-27 2018-09-25 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Rapid warm-up schemes of engine and engine coolant for higher fuel efficiency

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007024031A (ja) * 2005-06-13 2007-02-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
WO2011108117A1 (ja) * 2010-03-05 2011-09-09 トヨタ自動車株式会社 クラッチの制御装置
JP2013072281A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Mazda Motor Corp 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
US20140257676A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a cooling system of an engine equipped with a start-stop system
US20150285202A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling an internal combustion engine during autostop and autostart operations
JP2015218592A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2016210298A (ja) * 2015-05-08 2016-12-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却装置
JP2017145743A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 株式会社Subaru 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109488442B (zh) 2021-03-23
CN109488442A (zh) 2019-03-19
US20190078496A1 (en) 2019-03-14
US10808597B2 (en) 2020-10-20
JP6844477B2 (ja) 2021-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6135684B2 (ja) エンジンの冷却装置
JP6330768B2 (ja) エンジン冷却装置
JP6848728B2 (ja) 内燃機関の冷却システムの制御装置
US20160348567A1 (en) Cooling apparatus for internal combustion engine
JP2010043555A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP7114889B2 (ja) 冷却水制御弁装置、および、それを用いたエンジン冷却システム
JP2019105199A (ja) 冷却水制御弁装置
JP2011214566A (ja) 車載内燃機関の冷却装置
JP2002089265A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP6844477B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6137206B2 (ja) エンジンの冷却装置
JP2008095694A (ja) エンジンの冷却装置
JP6738237B2 (ja) 冷却装置
WO2014125570A1 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6881261B2 (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2010242609A (ja) 車載内燃機関の冷却装置
KR102394548B1 (ko) 엔진 냉각 시스템 및 이의 제어 방법
US10968872B2 (en) Exhaust gas recirculation valve warming device
JP6135685B2 (ja) エンジンの冷却装置
JP2012052488A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2011202634A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2012229678A (ja) 内燃機関の排気還流装置
JP6648536B2 (ja) 内燃機関の暖機促進システム
JP2017201137A (ja) 内燃機関の油温制御装置
JP2014163359A (ja) 内燃機関を有する車両

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210208

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6844477

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151