JP2020118138A - 内燃機関の冷却水制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の始動時、蓄熱器からの高温の冷却水の供給による暖機を良好に行い、その後、昇温された内燃機関の温度低下を抑制し、燃費及び排気特性を向上させる内燃機関の冷却水制御装置を提供する。【解決手段】本発明の冷却水制御装置は、冷却水が循環する冷却水回路3と、冷却水回路3に設けられ、内燃機関2から流出した高温の冷却水を貯留し、蓄熱する蓄熱器13と、冷却水回路3を開閉する開閉弁12と、冷却水回路3に並列に接続され、ヒータコア15を有するヒータ通路4と、ヒータ通路4内の冷却水の流量を制御する流量制御弁17を備える。内燃機関2の始動時、暖機を促進するために、流量制御弁17を閉弁し、開閉弁12を開弁することで、蓄熱器13内の冷却水を内燃機関2に供給し、その後、開閉弁12を閉弁し、内燃機関2の温度が所定の目標温度TWCMDになるように流量制御弁17の開度AV2を制御する。【選択図】図3
Description
本発明は、内燃機関を冷却する冷却水の流れを制御する内燃機関の冷却水制御装置に関し、特に暖機を促進するために、蓄熱器に蓄えた高温の冷却水を内燃機関に供給し、放熱する冷却水制御装置に関する。
従来のこの種の冷却水制御装置として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この冷却水制御装置は、ウォータポンプの運転によって冷却水が循環する冷却水回路と、冷却水回路に設けられ、内燃機関から流出した高温の冷却水を貯留する蓄熱器と、冷却水回路に並列に接続され、冷却水の熱を利用して車両を暖房するためのヒータコアが設けられたヒータ通路と、冷却水の流路を切り替えるための切替弁を備えている。この切替弁は、第1位置では、内燃機関から流出した冷却水を蓄熱器を通り、冷却水回路を介して循環させ、第2位置では、内燃機関から流出した冷却水を、蓄熱器を通らずにヒータ通路を介して循環させ、蓄熱器内の冷却水を保持するように構成されている。
この冷却水制御装置では、内燃機関の冷間始動時に、切替弁が第2位置から第1位置に切り替えられる。これにより、蓄熱器に貯留されていた高温の冷却水が、冷却水回路を介して内燃機関に供給されることで、暖機が促進される。その後、蓄熱器からの高温の冷却水の放出が終了すると、切替弁が第1位置から第2位置に切り替えられることで、蓄熱器からの冷却水の供給が停止されるとともに、内燃機関から流出した冷却水はヒータ通路を介して循環する。
上述したように、従来の冷却水制御装置では、内燃機関の冷間始動時に、切替弁が第1位置に切り替えられることで、蓄熱器内の高温の冷却水が内燃機関に供給され、暖機が促進される。しかし、この冷却水制御装置では、その後、切替弁が第2位置に切り替えられ、冷却水がヒータ通路を介して循環するため、ヒータ通路に存在していた低温の冷却水が内燃機関に流入する。その結果、蓄熱器からの放熱によって昇温されていた内燃機関の温度が大きく低下してしまい、燃費や排気特性が悪化するなど、暖機による利点を良好に得ることができない。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の始動時、蓄熱器から内燃機関への高温の冷却水の供給による暖機を良好に行うとともに、その後、昇温された内燃機関の温度低下を抑制し、暖機効果を維持することによって、燃費及び排気特性などを向上させることができる内燃機関の冷却水制御装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関2を冷却する冷却水の流れを制御する内燃機関の冷却水制御装置であって、ウォータポンプ14の運転により、冷却水が内燃機関2を通って循環する冷却水回路3と、冷却水回路3に設けられ、内燃機関2から流出した高温の冷却水を貯留することにより、冷却水の熱を蓄える蓄熱器13と、冷却水回路3を開閉することにより、蓄熱器13を通る冷却水の流れを許容/阻止する開閉弁12と、蓄熱器13をバイパスするように冷却水回路3に並列に接続されるとともに、冷却水の熱を利用する、蓄熱器13とは別個の機器(実施形態における(以下、本項において同じ)ヒータコア15)が設けられたバイパス通路(ヒータ通路4)と、バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御するための流量制御弁(第2流量制御弁17)と、内燃機関2の始動時に、暖機を促進するために、流量制御弁を閉弁した状態で、開閉弁12を開弁することによって、蓄熱器13内の冷却水を内燃機関2に供給し、その後、開閉弁12を閉弁した状態で、内燃機関2の温度が所定の目標温度TWCMDになるように流量制御弁の開度(第2弁開度AV2)を制御する制御手段(ECU10、図3のステップ5〜7、ステップ11〜12、16)と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、内燃機関の冷却水の流路として、冷却水の熱を蓄える蓄熱器が設けられた冷却水回路と、蓄熱器をバイパスするように冷却水回路に並列に接続され、冷却水の熱を利用する別個の機器が設けられたバイパス通路を備える。また、冷却水回路を開閉する開閉弁と、バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御する流量制御弁を備える。
内燃機関の始動時には、流量制御弁を閉弁した状態で、開閉弁が開弁される。この開閉弁の開弁により、蓄熱器に貯留されていた高温の冷却水が冷却水回路を介して内燃機関に供給され、冷却水の熱が放熱されることによって、暖機が促進される。この場合、流量制御弁が閉弁状態に制御されることで、バイパス通路内の低温の冷却水は、内燃機関に供給されず、蓄熱器からの高温の冷却水には混入しない。以上により、蓄熱器からの冷却水の放熱による暖機の促進を良好に行うことができる。
また、その後、開閉弁を閉弁するとともに、内燃機関の温度が所定の目標温度になるように、流量制御弁の開度が制御される。この開閉弁の閉弁により、蓄熱器からの冷却水の供給が終了する。それと同時に、流量制御弁の開度の制御によって、内燃機関の温度が目標温度に制御される。これにより、蓄熱器からの高温の冷却水の供給が終了した後、昇温された内燃機関の温度低下が抑制され、暖機効果が維持されることによって、燃費及び排気特性などを向上させることができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関の冷却水制御装置において、内燃機関2の温度として、内燃機関2の出口(冷却水出口2a)における冷却水の温度(エンジン水温TW)を検出する冷却水温度検出手段(エンジン水温センサ51)をさらに備え、制御手段は、検出された冷却水の温度が目標温度TWCMDに収束するようにフィードバック制御によって、流量制御弁の開度を制御すること(図3のステップ16、図4)を特徴とする。
この構成では、内燃機関の温度として、内燃機関の出口における冷却水の温度が検出される。この内燃機関の出口における冷却水の温度は、入口における温度と比較し、内燃機関で発生した熱などの影響に応じて変化する内燃機関の実際の温度や燃焼状態をより良く反映する。そして、検出された内燃機関の出口における冷却水の温度が目標温度に収束するようにフィードバック制御によって、流量制御弁の開度を制御するので、内燃機関の実際の温度を目標温度に精度良く制御し、暖機効果を良好に維持することができる。
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関の冷却水制御装置において、内燃機関2の始動の開始時における冷却水の温度(始動開始時水温TWSTR)を取得する冷却水温度取得手段(エンジン水温センサ51、ECU10、図7のステップ31)と、始動の開始後に発生した内燃機関2の出力を表す出力パラメータ(始動後燃料噴射量QFUEL)を取得する出力パラメータ取得手段(ECU10、図7のステップ32)と、をさらに備え、制御手段は、取得された冷却水の温度及び出力パラメータに基づき、内燃機関2の温度が目標温度TWCMDになるようにフィードフォワード制御によって、流量制御弁の開度を制御すること(図7のステップ33)を特徴とする。
内燃機関の始動中の温度は、始動の開始時における冷却水の温度と、始動の開始後に発生した内燃機関の出力すなわち熱量に応じて、概ね定まる。この構成によれば、これらの2つのパラメータを取得し、それらに基づき、内燃機関の温度が目標温度になるようにフィードフォワード制御によって、流量制御弁の開度を制御する。これにより、フィードバック制御よりも簡便なフィードフォワード制御を用い、内燃機関の温度を目標温度に制御し、暖機効果を維持することができる。
請求項4に係る発明は、請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の冷却水制御装置において、目標温度TWCMDは、内燃機関2の温度が目標温度TWCMDよりも低下したときに燃費の低下が生じるような所定の下限値に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、内燃機関の目標温度が上記のように設定されるので、蓄熱器からの冷却水の供給の終了後において、内燃機関の温度が目標温度になるように流量制御弁の開度が制御されることによって、燃費の低下を適切に防止することができる。
請求項5に係る発明は、請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関の冷却水制御装置において、内燃機関2は車両に搭載されており、バイパス通路に設けられた別個の機器は、車両を暖房するためのヒータコア15であることを特徴とする。
この構成では、内燃機関は車両に搭載されており、蓄熱器をバイパスするバイパス通路には、冷却水の熱を利用する別個の機器として、車両を暖房するためのヒータコアが設けられている。一般に、ヒータコアは、車両の暖房に用いられることで、要求される熱量が大きいため、ヒータコアが設けられたバイパス通路の容積は大きい。したがって、この構成によれば、蓄熱器からの高温の冷却水の供給の終了後、昇温された内燃機関の温度低下を抑制し、暖機効果を維持するという本願発明の効果を、特に有効に得ることができる。
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の内燃機関の冷却水制御装置において、制御手段は、蓄熱器13内の冷却水が内燃機関2に供給された後、車両の暖房が要求されているときには、内燃機関2の温度と目標温度TWCMDとの関係にかかわらず、流量制御弁を全開状態に制御すること(図3のステップ17)を特徴とする。
この構成によれば、蓄熱器の冷却水が内燃機関に供給された後、車両の暖房が要求されているときには、流量制御弁は、内燃機関の温度と目標温度との関係にかかわらず、全開状態に制御される。これにより、冷却水の熱をヒータコアにおいて最大限、利用しながら、車両の暖房を優先的に行うことができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示す、実施形態による冷却水制御装置1は、内燃機関2を冷却する冷却水の流れを制御するものである。内燃機関2(以下「エンジン2」という)は、車両(図示せず)に動力源として搭載されている。冷却水は、例えばLLC (Long Life Coolant)で構成されている。
冷却水制御装置1は、冷却水が流れる通路として、冷却水回路3、ヒータ通路4、ラジエータ回路5、及びサーモ通路6を備える。
冷却水回路3の一端部は、エンジン2のウォータジャケット(図示せず)の冷却水出口2aに接続され、他端部は冷却水入口2bに接続されている。冷却水回路3には、上流側から順に、冷却水回路3における冷却水の流量を制御するための第1流量制御弁11と、冷却水回路3を開閉する開閉弁12と、蓄熱器13と、冷却水を循環させるための電動のウォータポンプ14が設けられている。
以上の構成の冷却水回路3では、ウォータポンプ14が駆動されると、開閉弁12が開弁した状態では、エンジン2の冷却水出口2aから流出した冷却水は、蓄熱器13を通って冷却水回路3を流れ、冷却水入口2bを介してエンジン2に戻り、循環する。また、冷却水回路3を流れる冷却水の流量は、第1流量制御弁11によって制御される。また、蓄熱器13は、内外の二重構造を有し、エンジン2の運転時に昇温された高温の冷却水を、断熱状態で貯留するとともに、冷間始動時などにエンジン2に供給し、暖機を促進するためのものである。
ヒータ通路4は、冷却水回路3の第1流量制御弁11よりも上流側から分岐し、ウォータポンプ14のすぐ上流側に合流しており、第1流量制御弁11及び蓄熱器13をバイパスするように、冷却水回路3に並列に接続されている。ヒータ通路4には、上流側から順に、ヒータコア15、排熱回収器16及び第2流量制御弁17が設けられている。第2流量制御弁17は、冷却水回路3とのヒータ通路4の合流部付近に配置されている。
以上の構成のヒータ通路4では、ウォータポンプ14が作動し、第2流量制御弁17が開弁した状態では、エンジン2の冷却水出口2aから流出した冷却水は、ヒータコア15及び排熱回収器16を通ってヒータ4を流れ、冷却水入口2bを介してエンジン2に戻り、循環する。また、ヒータ通路4を流れる冷却水の流量は、第2流量制御弁17によって制御される。
ヒータコア15は、ヒータ通路4を流れる冷却水との熱交換によって空気を昇温するとともに、車室内に送風することによって、車両の暖房を行うものである。また、排熱回収器16は、エンジン2から排出された排ガスの熱をヒータ通路4内の冷却水に回収することで、暖機の促進などを図るものである。
ラジエータ回路5は、上流部5aと下流部5bで構成されている。上流部5aの一端部はエンジン2の第2の冷却水出口2cに接続され、他端部はヒータ通路4の第2流量制御弁17のすぐ上流側に接続されている。下流部5bは、ヒータ通路4の第2流量制御弁17が配置された部分と、冷却水回路3のウォータポンプ14が配置され且つエンジン2の冷却水入口2bに至る部分とを共用することで構成されている。
ラジエータ回路5の上流部5aには、上流側から順に、ラジエータ18とサーモスタット19が配置されている。サーモスタット19は、サーモ通路6を介してエンジン2の第3の冷却水出口2dに接続されており、流入する冷却水の温度が上昇し、所定温度(例えば90℃)に達したときに、ラジエータ回路5を開くように構成されている。
以上の構成のラジエータ回路5では、ウォータポンプ14が作動し、第2流量制御弁17が開弁した状態で、冷却水の温度の上昇に伴ってサーモスタット19が開くと、エンジン2の第2の冷却水出口2cから流出した冷却水は、ラジエータ回路5の上流部5a、ラジエータ18、サーモスタット19及び下流部5bを順に流れ、冷却水入口2bを介してエンジン2に戻り、循環する。これにより、高温の冷却水の熱がラジエータ18から外部に放熱される。一方、冷却水が所定温度よりも低いときには、サーモスタット19が閉じた状態に維持されることで、ラジエータ回路5での冷却水の循環は発生せず、ラジエータ18から外部への放熱は行われない。
また、エンジン2の冷却水出口2aの付近には、冷却水の温度(以下「エンジン水温TW」という)を検出するエンジン水温センサ51が設けられている。その検出信号は、ECU10(電子制御ユニット)に出力される(図2参照)。また、ECU10には、エンジン回転数センサ52から、エンジン2の回転数(エンジン回転数)NEを表す検出信号が入力される。さらに、ECU10には、スタータスイッチ53から、エンジン2のスタータ(図示せず)のオン/オフ状態を表す検出信号が、エアコンスイッチ54から、車両の暖房の要求の有無を表す検出信号が、それぞれ入力される。
ECU10は、CPU、RAM、ROM及びI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。図2に示すように、ECU10は、上記のセンサ51、52及びスイッチ53、54からの検出信号などに応じて、上述した冷却水制御装置1の各種のデバイス(ウォータポンプ14、第1及び第2流量制御弁11、17、開閉弁12、ヒータコア15及び排熱回収器16)の動作を制御することによって、冷却水の流れなどを制御する。
ECU10は、本実施形態では特に、エンジン2の始動時における冷却水の流れを制御する、図3に示す始動時冷却水制御処理を実行する。本処理は、例えば所定の周期で繰り返し実行される。
本処理では、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、スタータスイッチ53の検出信号に応じて、エンジン2の始動が要求されているか否かを判別する。この答えがNOのときには、そのまま本処理を終了する。
ステップ1の答えがYESで、エンジン2の始動が要求されているときには、放熱制御終了フラグF_ESTEND及び放熱制御フラグF_ESTが、「1」であるか否かをそれぞれ判別する(ステップ2、3)。後述するように、放熱制御終了フラグF_ESTENDは、蓄熱器13からエンジン2への冷却水の供給による放熱(以下「放熱制御」という)が終了したときに「1」にセットされ、放熱制御フラグF_ESTは、放熱制御の実行中に「1」にセットされるものである。
これらの答えがいずれもNOで、放熱制御が実行されていないときには、検出されたエンジン水温TWが所定温度TREF(例えば ℃)(ご教示下さい)以下であるか否かを判別する(ステップ4)。この答えがNOのときには、エンジン2の始動時の温度が高く、暖機のための放熱制御を実行する必要がないとして、そのまま本処理を終了する。
一方、ステップ4の答えがYESのときには、エンジン2が冷間始動状態にあるため、ステップ5以降において、暖機の促進のために放熱制御を実行する。具体的には、開閉弁12を開弁状態に制御し(ステップ5)、第1流量制御弁11の開度(以下「第1弁開度」という)AV1を所定開度AREFに制御し(ステップ6)、第2流量制御弁17の開度(以下「第2弁開度」という)AV2を値0に、すなわち第2流量制御弁17を全閉状態に制御する(ステップ7)。そして、放熱制御の実行中であることを表すために、放熱制御フラグF_ESTを「1」にセットし(ステップ8)、本処理を終了する。
以上のように、放熱制御では、第1流量制御弁11及び開閉弁12が開弁状態に制御されるため、図5に示すように、エンジン2の冷却水出口2aから流出した冷却水が冷却水回路3側に流れることによって、蓄熱器13に貯留されていた高温の冷却水が放出される。これにより、蓄熱器13内の高温の冷却水がエンジン2に供給され、冷却水の熱が放熱されることによって、暖機が促進される。なお、図5及び後述する図6では、冷却水が流れている流路を太線で表し、その流れの向きを矢印で示すとともに、流れていない流路を細線で表している。
また、第2流量制御弁17は全閉状態に制御されるため、エンジン2から流出した冷却水は、冷却水回路3にのみ流れ、ヒータ通路4には流れない。このため、ヒータ通路4内の低温の冷却水は、エンジン2に供給されず、蓄熱器13からの高温の冷却水には混入しない。したがって、蓄熱器13からの放熱を有効に行い、暖機を良好に促進することができる。
図3に戻り、前記ステップ8において放熱制御フラグF_ESTが「1」にセットされると、その後は前記ステップ3の答えがYESになる。その場合には、ステップ9に進み、放熱制御中の蓄熱器13からエンジン2への冷却水の供給量QESTを算出する。この冷却水供給量QESTは、例えば、ウォータポンプ14の送出能力や、第1弁開度AV1、エンジン回転数NE、放熱制御の開始時からの経過時間などに基づいて算出される。
次に、冷却水供給量QESTが所定量QREF以上であるか否かを判別する(ステップ10)。この答えがNOのときには、そのまま本処理を終了し、放熱制御を継続する。一方、ステップ10の答えがYESのときには、蓄熱器13に貯留されていた高温の冷却水が用い尽くされたとして、ステップ11以降において放熱制御を終了する。具体的には、開閉弁12を閉弁状態に制御し(ステップ11)、第1弁開度AV1を値0に、すなわち第1流量制御弁11を全閉状態に制御する(ステップ12)。そして、放熱制御フラグF_ESTを「0」にリセットし(ステップ13)、放熱制御が終了したことを表すために、放熱制御終了フラグF_ESTENDを「1」にセットする(ステップ14)。
このステップ14の後、又はステップ14の実行に伴って前記ステップ2の答えがYESになったときには、エアコンスイッチ54の検出信号に応じて、車両の暖房が要求されているか否かを判別する(ステップ15)。この答えがNOのときには、第2弁開度AV2の算出処理を実行し(ステップ16)、本処理を終了する。
図4は、この第2弁開度AV2の算出処理を示す。本処理は、第2弁開度AV2を、検出されたエンジン水温TWが所定の目標温度TWCMDに収束するようにフィードバック制御によって算出するものである。
本処理では、まずステップ21において、第2弁開度AV2の基本値AVBSを算出する。この基本値AVBSは、例えば、エンジン水温TW及びエンジン回転数NEに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。
次に、目標温度TWCMDとエンジン水温TWとの差を、温度偏差DTとして算出する(ステップ22)。この目標温度TWCMDは、エンジン水温TWが目標温度TWCMDよりも低下しているときに燃費の低下を生じさせるような所定の下限値(例えば60℃)に設定されている。
次に、算出された温度偏差DTに基づき、エンジン水温TWが目標温度TWCMDに収束するように、例えばPIDフィードバック制御によって、フィードバック補正項AVFSを算出する(ステップ23)。
最後に、上記のように算出した基本値AVBSにフィードバック補正項AVFSを加算することによって、第2弁開度AV2を算出し(ステップ24)、本処理を終了する。
以上のように、エンジン2の始動時において、放熱制御が終了した後には、第1流量制御弁11及び開閉弁12が閉弁状態に制御されるとともに、第2流量制御弁17が開弁される。このため、図6に示すように、エンジン2から流出した冷却水は、ヒータ通路4側にのみ流れ、冷却水回路3には流れないため、蓄熱器13からの冷却水の放出は行われない。
また、このときの第2弁開度AV2は、検出されたエンジン水温TWが目標温度TWCMDに収束するようにフィードバック制御によって、算出される。これにより、放熱制御の終了後、実際のエンジン温度が目標温度TWCMDに精度良く制御され、ヒータ通路4を介して低温の冷却水が流入することに起因するエンジン温度の低下が抑制され、暖機効果が維持されることによって、燃費や排気特性を向上させることができる。
図3に戻り、前記ステップ15の答えがYESで、車両の暖房が要求されているときには、第2弁開度AV2を全開開度AMAXに制御し(ステップ17)、本処理を終了する。これにより、冷却水の熱をヒータコア15において最大限、利用しながら、車両の暖房を優先的に行うことができる。
次に、図7を参照しながら、第2実施形態による第2弁開度AV2の算出処理について説明する。この算出処理は、図3のステップ16において、図4に示す第1実施形態による算出処理に代えて実行されるものであり、第2弁開度AV2をフィードフォワード制御によって算出する点が、第1実施形態と異なる。
本処理では、まずステップ31において、エンジン2の始動開始時におけるヒータ通路4内の冷却水の温度(以下「始動開始時水温」という)TWSTRを算出する。この始動開始時水温TWSTRは、例えば、エンジン2の今回の始動直近の停止時において検出・記憶されたエンジン水温TWと、その停止時から今回の始動開始時までの停止時間に応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。
次に、始動後燃料噴射量QFUELを算出する(ステップ32)。この始動後燃料噴射量QFUELは、エンジン2の今回の始動開始時から現時点までに燃料噴射弁(図示せず)から噴射された燃料噴射量の積算値である。
最後に、上記の始動開始時水温TWSTRと始動後燃料噴射量QFUELに応じ、所定のマップを参照することによって、第2弁開度AV2を算出し(スロットル33)、本処理を終了する。図示しないが、このマップは、上記の始動開始時水温TWSTR及び始動後燃料噴射量QFUELに対し、エンジン水温TWが前記目標温度TWCMDになるような第2弁開度AV2を実験などによってあらかじめ求め、マップ化したものである。
以上のように、本実施形態によれば、始動開始時水温TWSTR及び始動後燃料噴射量QFUELに基づき、エンジン水温TWが目標温度になるようにフィードフォワード制御によって、第2弁開度AV2を算出する。これにより、第1実施形態の場合のフィードバック制御よりも簡便なフィードフォワード制御によって、エンジン水温TWを目標温度TWCMDに制御し、暖機効果を維持することができる。
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第1流量制御弁11及び開閉弁12は、冷却水回路3の蓄熱器13よりも上流側に配置されているが、下流側に配置してもよい。同様に、第2流量制御弁17は、ヒータ通路4のヒータコア15よりも下流側に配置されているが、上流側に配置してもよい。また、冷却水回路3に設けられた第1流量制御弁11及び開閉弁12の一方を省略することが可能である。
また、実施形態では、蓄熱器13をバイパスするバイパス通路に設けられた別個の機器として、ヒータコア15を例示しているが、冷却水の熱を利用する他の適当な機器を用いてもよい。さらに、第2実施形態では、エンジン2の出力パラメータとして、燃料噴射量を用いているが、エンジン2において発生する出力や熱量を適切に表す限り、任意のパラメータを用いることが可能であり、例えば、吸入空気量や、車両のアクセルペダルの開度、エンジン回転数などを用いてもよい。
また、図1などに示した冷却水制御装置1の構成は、あくまで例示であり、例えば排熱回収器16は省略してもよい。その他、細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で変更することが可能である。
2 内燃機関
2a 冷却水出口(内燃機関の出口)
3 冷却水回路
4 ヒータ通路(バイパス通路)
10 ECU(制御手段、冷却水温度取得手段、出力パラメータ取得手段)
12 開閉弁
13 蓄熱器
14 ウォータポンプ
15 ヒータコア(別個の機器)
17 第2流量制御弁(流量制御弁)
TW エンジン水温(冷却水の温度、内燃機関の温度)
AV2 第2弁開度(流量制御弁の開度)
TWSTR 始動開始時水温(始動の開始時における冷却水の温度)
QFUEL 始動後燃料噴射量(出力パラメータ)
2a 冷却水出口(内燃機関の出口)
3 冷却水回路
4 ヒータ通路(バイパス通路)
10 ECU(制御手段、冷却水温度取得手段、出力パラメータ取得手段)
12 開閉弁
13 蓄熱器
14 ウォータポンプ
15 ヒータコア(別個の機器)
17 第2流量制御弁(流量制御弁)
TW エンジン水温(冷却水の温度、内燃機関の温度)
AV2 第2弁開度(流量制御弁の開度)
TWSTR 始動開始時水温(始動の開始時における冷却水の温度)
QFUEL 始動後燃料噴射量(出力パラメータ)
Claims (6)
- 内燃機関を冷却する冷却水の流れを制御する内燃機関の冷却水制御装置であって、
ウォータポンプの運転により、冷却水が前記内燃機関を通って循環する冷却水回路と、
当該冷却水回路に設けられ、前記内燃機関から流出した高温の冷却水を貯留することにより、冷却水の熱を蓄える蓄熱器と、
前記冷却水回路を開閉することにより、前記蓄熱器を通る冷却水の流れを許容/阻止する開閉弁と、
当該蓄熱器をバイパスするように前記冷却水回路に並列に接続されるとともに、冷却水の熱を利用する、前記蓄熱器とは別個の機器が設けられたバイパス通路と、
当該バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御するための流量制御弁と、
前記内燃機関の始動時に、暖機を促進するために、前記流量制御弁を閉弁した状態で、前記開閉弁を開弁することによって、前記蓄熱器内の冷却水を前記内燃機関に供給し、その後、前記開閉弁を閉弁した状態で、前記内燃機関の温度が所定の目標温度になるように前記流量制御弁の開度を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の冷却水制御装置。 - 前記内燃機関の温度として、当該内燃機関の出口における冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出された冷却水の温度が前記目標温度に収束するようにフィードバック制御によって、前記流量制御弁の開度を制御することを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関の冷却水制御装置。 - 前記内燃機関の始動の開始時における冷却水の温度を取得する冷却水温度取得手段と、
前記始動の開始後に発生した前記内燃機関の出力を表す出力パラメータを取得する出力パラメータ取得手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記取得された冷却水の温度及び出力パラメータに基づき、前記内燃機関の温度が前記目標温度になるようにフィードフォワード制御によって、前記流量制御弁の開度を制御することを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関の冷却水制御装置。 - 前記目標温度は、前記内燃機関の温度が当該目標温度よりも低下したときに燃費の低下が生じるような所定の下限値に設定されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の冷却水制御装置。
- 前記内燃機関は車両に搭載されており、
前記バイパス通路に設けられた前記別個の機器は、前記車両を暖房するためのヒータコアであることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関の冷却水制御装置。 - 前記制御手段は、前記蓄熱器内の冷却水が前記内燃機関に供給された後、前記車両の暖房が要求されているときには、前記内燃機関の温度と前記目標温度との関係にかかわらず、前記流量制御弁を全開状態に制御することを特徴とする、請求項5に記載の内燃機関の冷却水制御装置。
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