KR100445823B1 - 축열 장치를 구비한 내연 기관 - Google Patents

축열 장치를 구비한 내연 기관 Download PDF

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Abstract

축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서, 열 매체의 온도에 기초해서 해당 축열 장치의 고장 판정을 행하는 기술을 제공하는 것으로서, 열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단(10)과, 축열 수단(10)에 축적된 열 매체를 내연 기관(1)에 공급하는 열 공급 수단(22)과, 열 매체의 온도를 계측하는 열 매체 온도 계측 수단(28)과, 열 공급 수단(22)에 의한 열의 공급 중에 열 매체 온도 계측 수단(28)의 계측치의 변화량에 기초해서 축열 장치(10)의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단(22)을 구비한다.

Description

축열 장치를 구비한 내연 기관{Internal Combustion engine with heat Accumulating device}
본 발명은 축열 장치를 구비한 내연 기관에 관한 것이다.
일반적으로, 내연 기관은 연소실 주변의 온도가 소정 온도에 달하지 않은 상태, 소위 냉간 상태로 운전되면, 연소실에 공급되는 연료가 분무화하기 어렵게 됨과 동시에, 연소실의 벽면 근방에서의 소염이 발생하기 때문에, 시동성의 저하나 배기 에미션의 악화가 유발된다.
그래서, 내연 기관이 운전 중에 발하는 열을 축적해 두고, 그 축적한 열을 기관 정지 중, 또는 기관 시동시에 내연 기관에 공급하여 내연 기관의 온도를 상승시키는 축열 장치를 구비한 내연 기관이 알려져 있다. 그러나, 내연 기관을 시동한 직후로부터 에미션 성능의 개선 및 연비 성능의 향상을 실현하기 위해서는 내연 기관 시동 전부터 해당 내연 기관에 열을 공급하여, 내연 기관 시동시에 상기 내연 기관이 소정 온도 이상에 도달해 있는 것이 필요하다.
이러한 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 축열 장치의 보온 기능이 정상인지 여부에 의해 상기 에미션 성능 등에 큰 영향을 미치기 때문에, 보온 기능이 저하한 경우에 이것을 검지하는 기술이 알려져 있다.
예를 들면 일본 특개평 6-213117호 공보에서는, 축열 장치의 내부에 온도 검출 센서를 설치하고, 상기 온도 검출 센서로부터의 출력 신호에 기초해서 차실내의 온도 표시 패널에 상기 온도를 표시시켜 상기 축열 장치 내부의 온도를 파악할 수 있도록 하고 있다.
상기 온도는 예를 들면, 내연 기관을 정지하고 나서 12시간 후의 경우로 약 75℃로 되고, 통상 운전시에는 약 80 내지 90℃가 된다. 내연 기관 시동시에 온도 표시 패널에 의해 표시되는 온도가 상기 온도 정도일 때는, 그때까지 축열 장치에 저장되어 있던 냉각수가 고온인 채로 유지되어 있던 것으로 되므로, 축열 장치의 보온 기능이 정상인 것을 나타내고 있다. 또한, 온도 표시 패널의 온도가 상기 온도보다도 극단적으로 낮을 때는 보온 기능에 이상이 발생할 염려가 있다.
상기한 바와 같은 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는, 내연 기관이 충분히 워밍업된 상태에서 상기 축열 장치에 냉각수가 축적되어 있는 것을 전제로 하여 보온 기능의 이상 검출을 행하므로, 예를 들면, 내연 기관 시동 직후로 냉각수의 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 내연 기관을 정지시킨 경우에는 온도 표시 패널에는 낮은 온도가 표시된다. 이 경우에는 보온 기능이 저하하여 온도가 낮게 되어 있는 경우와 구별짓는 것은 곤란하다.
또한, 내연 기관 정지 중에 축열 장치로부터 내연 기관에 냉각수를 순환시키면, 내연 기관으로부터 온도가 낮은 냉각수가 상기 축열 장치내에 유입하기 때문에, 온도 표시 패널에 표시되는 온도는 저하한다. 이 경우에도, 보온 기능이 저하하여 온도가 낮게 되어 있는 경우와 구별짓기는 곤란하디.
더욱이, 열 매체를 순환시키기 위한 순환 통로에 이상이 생겨도 확인할 수 없었다.
본 발명은 이상의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서, 열 매체의 온도에 기초해서 상기 축열 장치의 고장 판정을 행하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 제 1 발명에서는 이하의 수단을 채용했다. 즉, 제 1 발명은,
축열 장치를 구비한 내연 기관으로서,
열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
열 매체의 온도를 계측하는 열 매체 온도 계측 수단과,
상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급 중에 상기 열 매체 온도 계측 수단의계측치의 변화량에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 최대의 특징은 축열 장치를 구비한 내연 기관으로서, 열 매체의 온도를 계측하는 열 매체 온도 계측 수단을 구비하고, 열 공급시의 축열 수단내의 온도 변화량에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 점에 있다.
이렇게 구성된 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 내연 기관의 운전 중에 발생한 열은 내연 기관의 운전 정지 후에도 축열 수단에서 보존된다. 상기 축열 수단에 의해 축적된 열은 내연 기관이 냉간 시동되는 경우 등에 열 매체를 통해 내연 기관에 공급된다. 이러한 열의 공급이 행하여지면, 내연 기관이 냉간 시동되는 경우 등에 있어서도 상기 내연 기관이 조기에 워밍업되게 된다.
그런데, 축열 수단의 보온 기능이 저하하면 상기 축열 수단내의 열 매체의 온도가 저하하고, 열 매체를 내연 기관에 순환시켜도 상기 내연 기관을 워밍업할 수 없게 된다. 또한, 열 공급 수단에 이상이 발생한 경우에는 열 매체의 순환이 행해지지 않게 되므로, 내연 기관을 워밍업할 수 없게 된다. 이러한 상황에서는 열 매체 온도 계측 수단의 계측치는 대략 일정하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 고장 판정 수단은 열 공급시에 상기 열 매체 온도 계측 수단의 계측치에 기초해서 축열 장치의 고장을 판정하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서는 상기 열 매체 온도 계측 수단은 상기 축열 수단 내부의 온도를 계측하고, 상기 고장 판정 수단은 상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도가대략 일정한 경우에 고장인 것으로 판정하여도 된다.
예를 들면, 축열 장치가 정상인 경우에 열의 공급이 행하여지면, 내연 기관 내의 열 매체가 축열 수단 내부에 유입하여 상기 축열 수단 내부의 온도가 저하한다. 그러나, 축열 수단의 보온 성능이 저하하여 상기 축열 수단 내부의 온도가 외기 온도와 대략 같아질 때까지 저하하면, 열 매체를 순환시켜도 축열 수단 내부의 온도는 변화하지 않게 된다. 또한, 열 공급 수단이 고장난 경우에는 열 매체의 순환이 행하여지지 않게 되므로, 이 때의 축열 수단 내부의 온도도 대략 일정하게 된다. 이와 같이 축열 장치가 고장나면, 열 공급시의 축열 수단 내부의 온도는 대략 일정하게 되거나, 온도가 변화했다고 해도 그 변화량은 작다.
따라서, 축열 수단 내부의 온도를 계측함으로써, 그 계측 결과에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서는 상기 열 매체 온도 계측 수단은 상기 내연 기관 내부의 온도를 계측하고, 상기 고장 판정 수단은 상기 내연 기관 내부의 열 매체의 온도가 대략 일정한 경우에 고장인 것으로 판정하여도 된다.
예를 들면, 축열 장치가 정상인 경우에 열의 공급이 행하여지면, 축열 수단 내부의 열 매체가 내연 기관 내부에 유입하여 상기 내연 기관 내부의 온도가 상승한다. 그러나, 축열 수단의 보온 성능이 저하하여 상기 축열 수단 내부의 온도가 외기 온도와 대략 같아질 때까지 저하하면, 열 매체를 순환시켜도 내연 기관 내부의 온도는 대략 일정하게 된다. 또한, 열 공급 수단이 고장난 경우에는 열 매체의 순환이 행하여지지 않게 되므로, 이때의 내연 기관 내부의 온도도 대략 일정하게된다. 이와 같이 축열 장치가 고장나면, 열 공급시의 내연 기관 내부의 온도는 대략 일정하게 되거나, 온도가 변화했다고 해도 그 변화량이 작게 된다.
따라서, 내연 기관 내부의 온도를 계측함으로써, 그 계측 결과에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서는 상기 열 매체 온도 계측 수단은 상기 축열 수단내의 온도 및 상기 내연 기관 내부의 온도를 계측하고, 상기 고장 판정 수단은 상기 축열 수단내의 온도와 상기 내연 기관 내부의 온도와의 편차가 대략 일정한 경우에 고장인 것으로 판정하여도 된다.
예를 들면, 축열 장치가 정상인 경우에 열의 공급이 행하여지면, 축열 수단 내부의 열 매체가 내연 기관 내부에 유입하고, 상기 내연 기관 내부의 온도가 상승함과 동시에 축열 수단 내부의 온도가 저하한다. 그러나, 축열 수단의 보온 성능이 저하하여 상기 축열 수단 내부의 온도가 외기 온도와 대략 같아질 때까지 저하하면, 열 매체를 순환시켜도 내연 기관 내부의 온도 및 축열 수단 내부의 온도는 대략 일정하게 된다. 즉, 내연 기관 내부의 온도와 축열 수단 내부의 온도와의 편차는 변화하지 않게 된다. 또한, 열 공급 수단이 고장난 경우에는 열 매체의 순환이 행하여지지 않게 되므로, 이 때의 내연 기관 내부 및 축열 수단 내부의 온도도 대략 일정하게 된다. 즉, 내연 기관 내부의 온도와 축열 수단 내부의 온도와의 편차는 변화하지 않게 된다. 이와 같이 축열 장치가 고장나면, 열 공급시의 내연 기관 내부의 온도와 축열 수단 내부의 온도와의 편차는 변화하지 않거나 변화했다고 해도 그 변화량이 작게 된다.
따라서, 내연 기관 내부 및 축열 수단 내부의 온도를 계측함으로써, 그 계측 결과의 편차의 변화량에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 것이 가능해진다.
상기 과제를 달성하기 위한 제 2 발명에서는 이하의 수단을 채용했다. 즉, 제 2 발명은,
축열 장치를 구비한 내연 기관으로서,
열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
상기 내연 기관 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 내연 기관내 온도 계측 수단과,
상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급 중에 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치의 편차의 유무에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 최대의 특징은 축열 장치를 구비한 내연 기관으로서, 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과, 내연 기관 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 내연 기관내 온도 계측 수단을 구비하고, 이들 온도 계측 수단의 계측치의 편차의 유무에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 점에 있다.
본 발명에 있어서는 상기 고장 판정 수단은 상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급 중에 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치에 편차가 있으면 고장인 것으로 판정하여도 된다.
이와 같이 구성된 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 내연 기관의 운전 중에 발생한 열은 내연 기관의 운전 정지 후에 있어서도 축열 수단에서 보존된다. 상기 축열 수단에 의해 축적된 열은 내연 기관이 냉간 시동되는 경우 등에 열 매체를 통해 내연 기관에 공급된다. 이러한 열의 공급이 행해지면, 내연 기관이 냉간 시동되는 경우에 있어서도 상기 내연 기관이 조기에 워밍업되게 된다. 그리고 열의 공급이 완료하면 축열 수단 내부의 열 매체의 온도와 내연 기관 내부의 열 매체의 온도와는 대략 같아진다.
그런데, 열 공급 수단에 이상이 발생한 경우에는 열 매체의 순환이 행하여지지 않게 되므로, 내연 기관은 워밍업되지 않고 또한 축열 수단은 열을 축적한 채로가 된다. 그 때, 축열 수단 내부의 온도와 내연 기관 내부의 온도와의 편차는 변화하지 않거나 변화했다고 해도 그 변화량이 작게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 고장 판정 수단은 열 공급시에 있어서의 내연 기관 내부와 축열 수단 내부와의 온도차에 기초해서 축열 장치의 고장을 판정하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 축열 수단내 온도 계측 수단은 축열 수단 내부의 온도를 직접 계측하는 것에 한정되지 않고, 축열 수단으로부터 외부에 유출한 열 매체의 온도를 계측하여도 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 제 3 발명에서는 이하의 수단을 채용했다. 즉, 제 3 발명은,
축열 장치를 구비한 내연 기관으로서,
열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
상기 내연 기관 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 내연 기관내 온도 계측 수단과,
기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치의 편차에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 최대의 특징은 축열 장치를 구비한 내연 기관으로서, 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과, 내연 기관 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 내연 기관내 온도 계측 수단을 구비하고, 기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 이들 온도 계측 수단의 계측치의 편차의 유무에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 점에 있다.
본 발명에 있어서는 상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치의 편차가 소정치 이하이면 고장인 것으로 판정하여도 된다.
이와 같이 구성된 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 내연 기관의 운전 중에 발생한 열은 내연 기관의 운전 정지 후에 있어서도 축열 수단에서 보존된다. 상기 축열 수단에 의해 축적된 열은 내연 기관이 냉간 시동되는 경우 등에 열 매체를 통해 내연 기관에 공급된다. 이러한 열의 공급이 행하여지면, 내연 기관이 냉간 시동되는 경우일지라도 상기 내연 기관이 조기에 워밍업되게 된다. 그리고 열의 공급이 완료하면 축열 수단 내부의 열 매체의 온도와 내연 기관 내부의 열 매체의 온도는 대략 같아진다.
그런데, 축열 수단의 보온 성능이 정상일 때에는 내연 기관의 운전이 정지되면, 내연 기관 내부의 열 매체는 내연 기관 외부에 열을 방출하기 때문에 상기 열 매체의 온도가 저하하지만, 축열 수단 내부의 열 매체는 축열 상태로 저장되기 때문에 상기 열 매체의 온도가 저하하지 않고 또는 저하했다고 해도 조금이다. 이 결과, 기관 정지시부터 시간이 경과함에 따라서 내연 기관 내부와 축열 수단 내부 와의 온도의 편차가 커져 간다. 그러나, 축열 수단의 보온 성능이 저하하고 있을 때에 내연 기관의 운전이 정지되면, 내연 기관 내부의 열 매체의 온도가 저하함과 동시에 축열 수단 내부의 열 매체의 온도도 저하하게 된다. 그 결과, 기관 정지시부터 시간이 경과함에 따라서 내연 기관 내부와 축열 수단 내부와의 온도의 편차가 작아지게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 고장 판정 수단은 기관 정지시부터 소정 시간 경과한 시점에서의 내연 기관 내부와 축열 수단 내부와의 온도의 편차에 기초해서 축열 장치의 고장을 판정하는 것이 가능해진다.
상기 과제를 달성하기 위한 제 4 발명에서는 이하의 수단을 채용했다. 즉, 제 4 발명은,
축열 장치를 구비한 내연 기관으로서,
열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
축열 수단 내부의 열 매체를 소정의 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 상기 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 열 매체 가열 수단의 작동 이력에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 최대의 특징은 축열 장치를 구비한 내연 기관으로서, 축열 수단 내부의 열 매체를 소정의 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 상기 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단을 구비하고, 기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 열 매체 가열 수단의 작동 이력에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 점에 있다.
본 발명에 있어서는 상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과할 때까지 상기 열 매체 가열 수단이 소비한 전력이 소정량 이상일 때에 고장인 것으로 판정하여도 된다.
본 발명에 있어서는 상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과할 때까지 상기 열 매체 가열 수단에 통전된 시간이 소정량 이상일 때에 고장인 것으로 판정하여도 된다.
본 발명에 있어서는 상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과할 때까지 상기 열 매체 가열 수단이 작동했을 때에 고장인 것으로 판정하여도 된다.
이와 같이 구성된 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 내연 기관의 운전 중에 발생한 열은 내연 기관의 운전 정지 후에 있어서도 축열 수단에서 보존된다. 상기 축열 수단에 의해 축적된 열은 내연 기관이 냉간 시동되는 경우 등에 열 매체를 통해 내연 기관에 공급된다. 이러한 열의 공급이 행하여지면, 내연 기관이 냉간 시동되는 경우일지라도 상기 내연 기관이 조기에 워밍업되게 된다. 그리고 열의 공급이 완료하면 축열 수단 내부의 열 매체의 온도와 내연 기관 내부의 열 매체의 온도와는 대략 같아진다.
그런데, 축열 수단은 미량이기는 하지만 열이 외부로 방출되어 상기 축열 장치 내부의 온도가 저하하는 일이 있다. 상기 방출된 열을 보충하기 위해서, 열 매체 가열 수단을 설치하여 열 매체의 가열이 행하여지는 일이 있다. 축열 수단의 보온 성능이 저하하지 않고 있으면, 상기 축열 수단 외부로 방출되는 열은 미량이기 때문에, 열 매체 가열 수단이 열 매체에 가하는 열량도 미량이 된다. 그러나, 축열 수단의 보온 성능이 저하하면, 상기 축열 수단으로부터 방출되는 열량이 증가하기 때문에, 열 매체 가열 수단이 열 매체에 가하는 열량도 증가한다.
그래서, 본 발명에 따른 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 고장 판정 수단은 열 매체 가열 수단의 작동 이력에 기초해서 축열 장치의 고장을 판정하는 것이 가능해진다.
상기 과제를 달성하기 위한 제 5 발명에서는 이하의 수단을 채용했다. 즉, 제 5 발명은,
축열 장치를 구비한 내연 기관으로서,
열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
축열 수단 내부의 열 매체를 소정의 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 상기 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 축열 수단내 온도 계측 결과에 기초해서 축열 장치 및 열 매체 가열 수단의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 최대의 특징은 축열 장치를 구비한 내연 기관으로서, 축열 수단 내부의 열 매체를 소정의 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 상기 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과 상기 축열 수단의 내부의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단을 구비하고, 기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 축열 수단내 온도 계측 수단의 계측 결과에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 점에 있다.
본 발명에 있어서는 상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 축열 수단내 온도 계측 수단의 계측 결과가 소정치 이하인 경우에는고장인 것으로 판정하여도 된다.
이와 같이 구성된 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 내연 기관의 운전 중에 발생한 열은 내연 기관의 운전 정지 후에 있어서도 축열 수단에서 보존된다. 상기 축열 수단에 의해 축적된 열은 내연 기관이 냉간 시동되는 경우 등에 열 매체를 통해 내연 기관에 공급된다. 이러한 열의 공급이 행하여지면, 내연 기관이 냉간 시동되는 경우일지라도 상기 내연 기관이 조기에 워밍업되게 된다. 그리고 열의 공급이 완료하면 축열 수단 내부의 열 매체의 온도와 내연 기관 내부의 열 매체의 온도는 대략 같아진다.
그런데, 상기한 바와 같이 축열 수단은 미량이기는 하지만 열이 외부에 방출되어 상기 축열 장치 내부의 온도가 저하하는 일이 있다. 상기 방출된 열을 보충하기 위해서, 열 매체 가열 수단을 설치하여 열 매체의 가열이 행하여지는 일이 있다. 축열 수단의 보온 성능이 저하하지 않고 있으면, 상기 축열 수단 외부로 방출되는 열은 미량이기 때문에, 열 매체 가열 수단이 열 매체에 가하는 열량도 미량이 된다. 그러나, 축열 수단의 보온 성능이 저하하면, 상기 축열 수단으로부터 방출되는 열량이 증가하기 때문에, 열 매체 가열 수단이 열 매체에 가하는 열량도 증가한다. 그 때, 열 매체 가열 수단에 의한 열의 공급량보다도 축열 수단으로부터 방출되는 열량이 많아지게 되면, 축열 수단 내부의 열 매체의 온도는 저하한다.
그래서, 본 발명에 따른 축열 장치를 구비한 내연 기관에서는 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간이 경과했을 때의 축열 장치내 온도 계측 수단의 계측 결과에 기초해서 축열 장치의 고장을 판정하는 것이 가능해진다.
제 4 발명 및 제 5 발명에 있어서는 외기의 온도를 계측하는 외기 온도 계측 수단을 구비하고, 상기 고장 판정 수단은 외기 온도 계측 수단의 계측 결과에 기초해서 고장 판정을 행할 수 있다.
외기 온도는 보온 성능이 저하한 축열 수단 내부의 열 매체의 온도에 큰 영향을 미치게 한다. 즉, 외기 온도가 낮을 수록 보온 성능이 저하한 축열 수단 내부의 열 매체의 온도의 저하 속도가 증가한다. 상기 외기 온도가 고장 판정시의 파라미터에 가해지면 보다 정밀도가 높은 판정을 행할 수 있다. 그래서, 고장 판정 수단은 외기 온도에도 기초해서 고장 판정을 행한다.
제 4 발명 및 제 5 발명에 있어서는 상기 열 공급 수단에 의한 열 공급 후, 상기 내연 기관이 시동되고, 워밍업이 완료하기 전에 상기 내연 기관이 정지되었을 때는 상기 열 매체 가열 수단의 작동을 금지함과 동시에 고장 판정을 행하지 않도록 하여도 된다 .
상기 열 공급 수단에 의한 열 공급 후, 상기 내연 기관이 시동되고, 워밍업이 완료하기 전에 상기 내연 기관이 정지되었을 때는 열 매체의 온도가 상승하기 전에 기관이 정지되었으므로, 열 매체 가열 수단은 다량의 열을 열 매체에 공급하지않아서는 안되고, 열 매체 가열 수단이 예를 들면 차량에 탑재된 배터리로부터 전력을 공급되어 작동하는 전기 히터의 경우에는 배터리가 나갈 우려가 있다. 또한, 축열 수단내의 온도가 최초보다 낮기 때문에 고장 판정을 행할 수 없을 우려가 있다. 그래서, 이러한 때, 열 매체 가열 수단의 작동을 금지하면 예를 들면 배터리가 나가는 것을 방지할 수 있고, 또한, 고장 판정을 행하지 않으면 오판정을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내연 기관의 축열 장치를 적용하는 엔진과 그 냉각수가 순환하는 냉각수 통로를 동시에 도시하는 개략 구성도.
도 2는 ECU의 내부 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 엔진의 정지 중에 축열 장치로부터 엔진에 열이 공급될 때의 냉각수가 순환하는 통로와 그 유통 방향을 도시한 도면.
도 4는 제 1 실시예에 따른 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트.
도 5는 제 1 실시예에 따른 축열 장치 내부 냉각수 온도(THWt) 및 엔진 내부 냉각수 온도(THWe)의 추이를 도시한 타임챠트.
도 6은 제 2 실시예에 따른 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트.
도 7은 제 3 실시예에 따른 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트.
도 8은 제 3 실시예에 따른 축열 장치 내부 냉각수 온도(THWt) 및 엔진 내부 냉각수 온도(THWe)의 추이를 도시한 타임챠트.
도 9는 제 4 실시예에 따른 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트.
도 10은 제 4 실시예에 따른 축열 장치 내부 냉각수 온도(THWt), 엔진 내부 냉각수 온도(THWe), 히터 통전 시간의 추이를 도시한 타임챠트.
도 11은 제 5 실시예에 따른 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트.
도 12는 제 5 실시예에 따른 축열 장치 내부 냉각수 온도(THWt), 엔진 내부 냉각수 온도(THWe), 히터 통전 시간의 추이를 도시한 타임챠트.
도 13은 제 6 실시예에 따른 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트.
도 14는 제 6 실시예에 따른 축열 장치 내부 냉각수 온도(THWt) 및 엔진 내부 냉각수 온도(THWe)의 추이를 도시한 타임챠트.
도 15는 제 7 실시예에 따른 외기 온도와 보정 계수(Ka)의 관계를 도시하는 도면.
도 16은 제 8 실시예에 따른 히터 통전의 가부를 판정하는 플로우를 도시하는 플로우챠트.
도 17은 제 9 실시예에 따른 히터 통전의 가부를 판정하는 플로우를 도시하는 플로우챠트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 엔진 1a : 실린더 헤드
1b : 실린더 블록 1c : 오일 팬
2 : 실린더 6 : 워터 펌프
8 : 서모스탯 9 : 라디에이터
10 : 축열 장치 10a : 외측 용기
10b : 내측 용기 10c : 냉각수 주입관
10d : 냉각수 배출관 11 : 체크 밸브
12 : 전동 워터 펌프 13 : 히터 코어
22 : ECU 23 : 워터 재킷
27 : 크랭크 포지션 센서 28 : 축열 장치내 냉각수 온도 센서
29 : 엔진내 냉각수 온도 센서 30 : 배터리
31 : 차단 밸브 32 : 히터
A : 순환 통로 A1 : 라디에이터 입구측 통로
A2 : 라디에이터 출구측 통로 B : 순환 통로
B1 : 히터 코어 입구측 통로 B2 : 히터 코어 출구측 통로
C : 순환 통로 C1 : 축열 장치 입구측 통로
C2 : 축열 장치 출구측 통로
이하, 본 발명에 따른 내연 기관의 축열 장치의 구체적인 실시예에 관해서 도면을 참조하여 설명한다. 여기서는 본 발명에 따른 내연 기관의 축열 장치를 차량 구동용의 가솔린 기관에 적용한 경우를 예로 들어 설명한다.
<제 1 실시예>
도 1은 본 발명에 따른 내연 기관의 축열 장치를 적용하는 엔진(1)과 그 냉각수가 순환하는 냉각수 통로(순환 통로; A, B, C)를 동시에 도시하는 개략 구성도이다. 순환 통로에 도시된 화살표는 엔진(1)이 운전되고 있을 때의 냉각수의 유통 방향이다.
도 1에 도시하는 엔진(1)은 수냉식의 4 사이클·가솔린 기관이다.
엔진(1)의 외곽은 실린더 헤드(1a), 실린더 헤드(1a)의 하부에 연결된 실린더 블록(1b), 실린더 블록(1b)의 또한 하부에 연결된 오일 팬(1c)을 구비하여 구성된다.
실린더 헤드(1a) 및 실린더 블록(1b)에는 냉각수가 순환하기 위한 통로인 워터 재킷(23)이 설치되어 있다. 상기 워터 재킷(23)의 입구에는 냉각수를 엔진(1)외부로부터 흡입하고, 엔진(1) 내부에 토출시키는 워터 펌프(6)가 설치되어 있다. 상기 워터 펌프(6)는 엔진(1)의 출력축의 회전 토크를 구동원으로 하여 작동하는 펌프이다. 즉, 워터 펌프(6)는 엔진(1)이 운전되고 있을 때에 한하여 작동한다. 또한, 엔진(1)에는 워터 재킷(23)내의 냉각수의 온도에 따라 신호를 발신하는 엔진내냉각수 온도 센서(29)가 장착되어 있다.
엔진(1)에 냉각수를 순환시키기 위한 통로는 라디에이터(9)를 순환하는 순환 통로(A), 히터 코어(13)를 순환하는 순환 통로(B), 축열 장치(10)를 순환하는 순환 통로(C)로 구별된다. 각 순환 통로의 일부에는 다른 순환 통로와 공유되어 있는 개소가 있다.
순환 통로(A)는 주로, 냉각수의 열을 라디에이터(9)로부터 방출시킴으로써, 냉각수의 온도를 저하시키는 기능을 갖는다.
순환 통로(A)는 라디에이터 입구측 통로(A1), 라디에이터 출구측 통로(A2), 라디에이터(9), 워터 재킷(23)으로 구성되어 있다. 실린더 헤드(1a)에는 라디에이터 입구측 통로(A1)의 일단이 접속되고, 라디에이터 입구측 통로(A1)의 외단은 라디에이터(9)의 입구에 접속된다.
라디에이터(9)의 출구에는 라디에이터 출구측 통로(A2)의 일단이 접속되고, 라디에이터 출구측 통로(A2)의 타단은 실린더 블록(1b)에 접속되어 있다. 라디에이터(9)의 출구로부터 실린더 블록(1b)에 달하는 라디에이터 출구측 통로(A2)상에는 냉각수의 온도가 소정 온도로 되면 밸브 개방하는 서모스탯(8)이 설치되어 있다. 또한, 라디에이터 출구측 통로(A2)와 실린더 블록(1b)은 워터 펌프(6)가 개재하여 접속되어 있다.
순환 통로(B)는 주로, 냉각수의 열을 히터 코어(13)로부터 방출시킴으로써, 차실내 분위기 온도를 상승시키는 기능을 갖는다.
순환 통로(B)는 히터 코어 입구측 통로(B1), 히터 코어 출구측 통로(B2), 히터 코어(13), 워터 재킷(23)으로 구성되어 있다. 히터 코어 입구측 통로(B1)의 일단은 라디에이터 입구측 통로(A1)의 도중에 접속된다. 히터 코어 입구측 통로(B1)의 일부에서, 실린더 헤드(1a)로부터 상기 접속부까지의 통로는 라디에이터 입구측 통로(A1)와 공유된다. 또한, 히터 코어 입구측 통로(B1)의 타단은 히터 코어(13)의 입구에 접속된다. 히터 코어 입구측 통로(B1)의 도중에는 ECU(22)로부터의 신호에 의해 개폐하는 차단 밸브(31)가 개재한다. 히터 코어(13)의 출구에는 히터 코어 출구측 통로(B2)의 일단이 접속되고, 히터 코어 출구측 통로(B2)의 타단은 라디에이터 출구측 통로(A2)의 도중의 서모스탯(8)에 접속되어 있다. 상기 접속부로부터 실린더 블록(1b)까지의 통로 및 워터 재킷(23)은 라디에이터 출구측 통로(A2)와 공유된다.
순환 통로(C)는 주로, 냉각수의 열을 축적하고, 또한, 상기 축적한 열을 방출하여 엔진(1)을 승온하는 기능을 갖는다.
순환 통로(C)는 축열 장치 입구측 통로(C1),축열 장치 출구측 통로(C2), 축열 장치(10), 워터 재킷(23)으로 구성되어 있다. 축열 장치 입구측 통로(C1)의 일단은 히터 코어 출구측 통로(B2)의 도중에 접속된다. 실린더 헤드(1a)로부터 상기 접속부까지의 통로는 순환 통로(A) 및 (B)와 공유된다. 한편, 축열 장치 입구측 통로(C1)의 타단은 축열 장치(10)의 입구에 접속된다. 축열 장치(10)의 출구에는 축열 장치 출구측 통로(C2)의 일단이 접속되고, 축열 장치 출구측 통로(C2)의 타단은 라디에이터 입구측 통로(A1)의 도중에 접속된다. 엔진(1)의 내부에서는 순환 통로(A) 및 (B)와 워터 재킷(23)을 일부 공유한다. 또한, 축열 장치(10)의 입구 및출구에는 냉각수를 도 1 중의 화살표 방향으로만 유통시키기 위한 체크 밸브(11)가 설치되어 있다. 축열 장치(10)의 내부에는 축열 장치내에 축적된 냉각수의 온도에 따라서 신호를 발신하는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28)가 설치되어 있다. 또한, 축열 장치 입구측 통로(C1)의 도중에서, 또한, 체크 밸브(11)의 상류측에는 전동 워터 펌프(12)가 개재하고 있다.
축열 장치(10)는 외측 용기(10a)와 내측 용기(10b) 사이에 진공의 단열 공간이 설치되고, 상기 축열 장치(10)의 내부에는 냉각수가 내부로 유입할 때에 통과하는 냉각수 주입관(10c), 냉각수가 외부로 유출할 때에 통과하는 냉각수 배출관(10d), 히터(32), 및 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28)가 설치되어 있다.
히터(32)는 축열 장치(10)의 내부에 저류된 냉각수의 온도가 저하했을 때에 냉각수를 가열한다. 히터(32)에는 티타늄산바륨에 첨가제를 첨가하여 형성된 PTC 서미스터(Positive Temperature Coefficient Thermistor)를 채용한다. PTC 서미스터는 소정 온도(큐리점)에 달하면 저항치가 급격하게 상승하는 성질을 갖는 감열 저항 소자이다. 전압을 인가하여 발열한 소자는 큐리점에 달하면 저항이 커지기 때문에 전류가 흐르기 어렵게 되어 온도가 저하한다. 그리고 온도가 저하하면, 이번에는 저항이 작게 되기 때문에 전류가 흐르기 쉽게 되어 온도가 상승한다. 이와 같이, PTC 서미스터는 외부로부터 온도의 제어하지 않고도 대략 일정한 온도로 안정한 자기 온도 제어가 가능하다.
이러한 히터(32)를 설치하면, 엔진(1)이 정지 중에 순환되어 온도가 저하한 냉각수를 다시 승온할 수 있기 때문에, 축열 장치(10)의 승온 기능을 장기간에 걸쳐 지속하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 히터(32)에 항상 전력을 공급하는 것은 아니고 CPU(351)에 의해 통전 제어가 행하여진다.
이와 같이 구성된 순환 통로에서는, 순환 통로(A)에 있어서는 엔진(1)이 운전 중에는 크랭크 샤프트(도시생략)의 회전 토크가 워터 펌프(6)의 입력축에 전달되면, 워터 펌프(6)는 크랭크 샤프트로부터 상기 워터 펌프(6)의 입력축에 전달된 회전 토크에 따른 압력으로 냉각수를 토출한다. 한편, 엔진(1)이 정지 중에는 워터 펌프(6)가 정지하므로, 냉각수가 순환 통로(A)를 순환하지는 않는다.
상기 워터 펌프(6)로부터 토출된 냉각수는 워터 재킷(23)을 유통한다. 이 때에, 실린더 헤드(1a) 및 실린더 블록(1b)과 냉각수와의 사이에서 열의 이동이 행하여진다. 실린더(2) 내부에서 연소에 의해 발생한 열의 일부는 실린더(2)의 벽면으로 전해지고, 또한 실린더 헤드(1a) 및 실린더 블록(1b)의 내부를 전해져 실린더 헤드(1a) 및 실린더 블록(1b) 전체의 온도가 상승한다. 실린더 헤드(1a) 및 실린더 블록(1b)에 전달된 열의 일부는 워터 재킷(23) 내부의 냉각수에 전달되고, 상기 냉각수의 온도를 상승시킨다. 또한, 그 만큼 열을 잃은 실린더 헤드(1a) 및 실린더 블록(1b)의 온도는 저하한다. 이렇게 하여, 온도가 상승한 냉각수는 실린더 헤드(1a)로부터 라디에이터 입구측 통로(A1)로 유출한다.
라디에이터 입구측 통로(A1)로 유출한 냉각수는 상기 라디에이터 입구측 통로(A1)을 유통한 후 라디에이터(9)에 유입한다. 라디에이터(9)에서는 외기와 냉각수와의 사이에서 열교환이 행하여진다. 온도가 높게 되어 있는 냉각수가 가지는 열의 일부는 라디에이터(9)의 벽면에 전달되고, 또한 라디에이터(9)의 내부로 전해져라디에이터(9) 전체의 온도가 상승한다. 라디에이터(9)에 전달된 열의 일부는 외기에 전달되고, 상기 외기의 온도를 상승시킨다. 또한, 그 만큼 열을 잃은 냉각수의 온도는 저하한다. 그후, 온도가 저하한 냉각수는 라디에이터(9)로부터 유출한다.
라디에이터(9)로부터 유출한 냉각수는 라디에이터 출구측 통로(A2)를 유통하여 서모스탯에 도달한다. 여기서, 서모스탯(8)은 히터 코어 출구측 통로(B2)를 유통하는 냉각수의 온도가 소정 온도에 달하면 내장된 왁스의 열팽창에 의해 자동적으로 개방한다. 즉, 히터 코어 출구측 통로(B2)를 유통하는 냉각수의 온도가 소정 온도에 달하지 않으면, 라디에이터 출구측 통로(A2)는 차단되고, 상기 라디에이터 출구측 통로(A2)내부의 냉각수는 서모스탯(8)을 통과할 수는 없다.
서모스탯(8)이 개방하고 있을 때에는 상기 서모스탯(8)을 통과한 냉각수는 워터 펌프(6)에 유입한다.
이렇게 하여, 냉각수의 온도가 높게 되었을 때에 한하여 서모스탯(8)이 밸브 개방하여 냉각수가 라디에이터(9)를 순환한다. 라디에이터(9)에서 온도가 하강한 냉각수는 워터 펌프(6)로부터 워터 재킷(23)에 토출되어 다시 온도가 상승한다.
한편, 라디에이터 입구측 통로(A1)을 유통하는 냉각수의 일부는 히터 코어 입구측 통로(B1)에 유입한다.
히터 코어 입구측 통로(B1)에 유입한 냉각수는 상기 히터 코어 입구측 통로(B1)을 유통하여, 차단 밸브(31)에 도달한다. 차단 밸브(31)는 ECU(22)로부터의 신호에 의해, 엔진(1)의 운전 중에는 밸브 개방되고, 엔진(1)의 정지 중에는 밸브 폐쇄된다. 엔진(1)의 운전 중에는 냉각수는 차단 밸브(31)를 통과하여 히터 코어 입구측 통로(B1)을 유통하여 히터 코어(13)에 도달한다.
히터 코어(13)는 차실내에서 공기와 열 교환을 행하고, 열의 이동에 의해 승온된 공기는 도시하지 않은 송풍기에 의해 차실내를 순환하여, 차 실내 분위기 온도가 상승한다. 그 후, 냉각수는 히터 코어(13)로부터 유출하여, 히터 코어 출구측 통로(B2)를 유통하고, 라디에이터 출구측 통로(A2)와 합류한다. 이 때에, 서모스탯(8)이 개방하고 있을 때에는 순환 통로(A)를 유통하는 냉각수와 합류하여 워터 펌프(6)에 유입한다. 한편, 서모스탯(8)이 폐쇄하고 있을 때에는 순환 통로(B)를 유통하여 온 냉각수가 워터 펌프(6)에 유입한다.
이렇게하여, 히터 코어(13)에서 온도가 하강한 냉각수는 다시 워터 펌프(6)로부터 워터 재킷(23)에 토출된다.
이상 기술한 바와 같이 구성된 엔진(1)에는 상기 엔진(1)을 제어하기 위한 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)(22)이 병설되어 있다. 상기 ECU(22)는 엔진(1)의 운전 조건이나 운전자의 요구에 따라서 엔진(1)의 운전 상태를 제어하고, 또한, 엔진(1)의 운전 정지 중에는 엔진(1)의 승온 제어(엔진 프리히터 제어) 및 축열 장치(10) 등의 고장 판정을 행하는 유닛이다.
ECU(22)에는 크랭크 포지션 센서(27), 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28), 엔진내 냉각수 온도 센서(29) 등의 각종 센서가 전기 배선을 통해 접속되고, 상기한 각종 센서의 출력 신호가 ECU(22)에 입력되게 되어 있다.
ECU(22)는 전동 워터 펌프(12), 차단 밸브(31), 히터(32) 등을 제어하는 것이 가능하도록, 이들이 전동 워터 펌프(12), 차단 밸브(31), 히터(32) 등과 전기배선을 통해 접속되어 있다.
여기서, 도 2에 도시하는 바와 같이, ECU(22)는 쌍방향성 패스(350)에 의해서로 접속된 CPU(351)와, ROM(352)와, RAM(353)과, 백업 RAM(354)과, 입력 포트(356)와, 출력 포트(357)를 구비함과 동시에, 상기 입력 포트(356)에 접속된 A/D 콘버터(A/D)(355)를 구비하고 있다.
상기 입력 포트(356)는 크랭크 포지션 센서(27)와 같이 디지털 신호 형식의 신호를 출력하는 센서의 출력 신호를 입력하고, 그들의 출력 신호를 CPU(351)나 RAM(353)에 송신한다.
상기 입력 포트(356)는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28), 엔진내 냉각수 온도 센서(29), 배터리(30) 등과 같이, 아날로그 신호 형식의 신호를 출력하는 센서의 A/D(355)를 통해 입력하고, 그들의 출력 신호를 CPU(351)나 RAM(353)에 송신한다.
상기 출력 포트(357)는 전동 워터 펌프(12), 차단 밸브(31), 히터(32) 등과 전기 배선을 통해 접속되고, CPU(351)로부터 출력되는 제어 신호를, 상기한 전동 워터 펌프(12), 차단 밸브(31), 히터(32) 등에 송신한다.
상기 ROM(352)은 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 열을 공급하기 위한 엔진 프리히트 제어 루틴, 축열 장치(10) 등의 이상을 판정하는 고장 판정 제어 루틴, 히터(32)에 의한 냉각수 가열 제어 루틴 등의 어플리케이션 프로그램을 기억하고 있다.
상기 ROM(352)은 상기한 어플리케이션 프로그램에 추가하여, 각종의 제어 맵을 기억하고 있다. 상기 제어맵은 예를 들면, 엔진(1)의 운전 상태와 기본 연료 분사량(기본 연료 분사 시간)과의 관계를 도시하는 연료 분사량 제어 맵, 엔진(1)의 운전 상태와 기본 연료 분사 시기와의 관계를 도시하는 연료 분사 시기 제어 맵 등이다.
상기 RAM(353)은 각 센서로부터의 출력 신호나 CPU(351)의 연산 결과 등을 격납한다. 상기 연산 결과는 예를 들면, 크랭크 포지션 센서(27)가 펄스 신호를 출력하는 시간적인 간격에 기초해서 산출되는 기관 회전수이다. 이들의 데이터는 크랭크 포지션 센서(27)가 펄스 신호를 출력할 때마다, 최신의 데이터로 재기록된다.
상기 백업 RAM(354)은 엔진(1)의 운전 정지 후도 데이터를 기억 가능한 불휘발성의 메모리이다. 엔진(1)의 운전 시간 등이 격납된다.
다음에, 엔진(1)의 승온 제어(이하, 「엔진 프리히트 제어」라고 칭한다)에 관해서 그 개요를 설명한다.
엔진(1)의 운전 중에, ECU(22)가 전동 워터 펌프(12)에 신호를 보내어, 상기 전동 워터 펌프(12)를 작동시키면, 순환 통로(C)에 냉각수가 순환한다.
히터 코어 출구측 통로(B2)를 유통하는 냉각수의 일부는 축열 장치 입구측 통로(C1)에 유입하고, 상기 축열 장치 입구측 통로(C1)을 유통하여 전동 워터 펌프(12)에 도달한다. 전동 워터 펌프(12)는 ECU(22)로부터의 신호에 의해 작동하여, 소정의 압력으로 냉각수를 토출한다.
전동 워터 펌프(12)로부터 토출된 냉각수는 축열 장치 입구측 통로(C1)을 유통하여 체크 밸브(11)를 통과하고, 축열 장치(10)에 도달한다. 냉각수 주입관(10c)으로부터 축열 장치(10)의 내부에 유입한 냉각수는 냉각수 배출관(10d)으로부터 축열 장치의 외부로 유출한다.
축열 장치(10)의 내부에 유입한 냉각수는 외부로부터 단열된 상태가 되어 보온된다. 축열 장치(10)로부터 유출한 냉각수는 체크 밸브(11)를 통과하여, 축열 장치 출입측 통로(C2)를 유통하여 라디에이터 입구측 통로(A1)에 유입한다.
이와 같이, 축열 장치(10)의 내부에는 엔진(1)에서 승온된 냉각수가 유통하여, 축열 장치(10)의 내부는 온도가 높은 냉각수로 채워진다. 그리고, 엔진(1)이 정지한 후, ECU(22)가 전동 워터 펌프(12)의 작동을 정지하면, 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 축적할 수 있다. 축적된 냉각수는 축열 장치(10)의 보온 효과에 의해 온도의 저하가 억제된다.
엔진 프리히트 제어는 ECU(22)에 트리거 신호가 입력되었을 때에, ECU(22)가 기동하여 개시된다.
본 제어 실행 개시 조건이 되는 트리거 신호에는 예를 들면, 도시하지 않은 도어 개폐 센서가 발신하는 운전석측의 도어의 개폐 신호를 들 수 있다. 차량 운전자가, 차량에 탑재된 엔진(1)을 시동하기 위해서는 그 전에 차량의 도어를 열어 승차하는 동작이 당연히 동반한다. 그래서, 차량의 도어가 개방된 것으로 검지한 경우에는 ECU(22)가 기동하여 엔진 프리히트 제어를 행하고, 차량 운전자가 엔진(1)을 시동할 때에는 엔진(1)이 워밍업된 상태에 있도록 한다.
한편, 엔진(1) 내부의 냉각수 온도가 소정 온도(Te)보다도 낮게 되었을 때에 개시하여도 된다. 상기 소정 온도(Te)는 에미션의 요구 등에 의해 필요로 되는 온도이다.
ECU(22)는 축열 장치(10)에 축적된 온도가 높은 냉각수를 엔진(1)의 정지 중에 순환 통로(C)에 순환시키고, 상기 엔진(1)의 승온 제어를 행한다.
도 3은 엔진(1)의 정지 중에 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 열이 공급될 때의, 냉각수가 순환하는 통로와 그 유통 방향을 도시한 도이다. 축열 장치(10)로부터 엔진에 열이 공급되어 있을 때의 워터 재킷(23)에 있어서의 냉각수 유통 방향은 엔진(1)이 운전되고 있을 때의 냉각수 유통 방향과는 반대가 된다. 여기서, 엔진 프리히트 제어 실행 중에는 차단 밸브(31)는 ECU(22)에 의해 폐쇄된다.
전동 워터 펌프(12)는 ECU(22)로부터의 신호에 기초해서 작동하고, 소정의 압력으로 냉각수를 토출한다. 토출된 냉각수는 축열 장치 입구측 통로(C1)을 유통하여 체크 밸브(11)를 통과하여, 축열 장치(10)에 도달한다. 이때에 축열 장치(10)에 유입하는 냉각수는 엔진(1)의 정지 중에 온도가 저하한 냉각수이다.
축열 장치(10)의 내부에 저류된 냉각수는 냉각수 배출관(10d)을 통해 축열 장치(10)로부터 유출한다. 이때에 축열 장치(10)로부터 유출하는 냉각수는 엔진(1)의 운전 중에 축열 장치(10)에 유입하고, 상기 축열 장치(10)에 의해 보온된 온도가 높은 냉각수이다. 축열 장치(10)로부터 유출한 냉각수는 체크 밸브(11)를 통과하여, 축열 장치 출구측 통로(C2)를 유통하여 실린더 헤드(1a)에 유입한다. 여기서, 엔진(1)의 정지 중에는 ECU(22)로부터의 신호에 의해 차단 밸브(31)는 폐쇄되기 때문에, 히터 코어(13)에는 냉각수가 순환하지 않는다. 또한, 냉각수 온도가 서모스탯(8)의 개방 온도보다도 높을 때에는 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 열의 공급을 행할 필요가 없기 때문에 엔진 프리히트 제어는 행하여지지 않는다. 즉, 엔진(1)의 정지 중에 냉각수의 순환이 행하여지는 것은 서모스탯(8)이 폐쇄하고 있을 때에 한정된다. 따라서, 엔진 프리히트 제어 중에 히터 코어(13) 및 라디에이터(9)에 냉각수가 순환하여 열교환이 행해짐으로써 냉각수의 온도가 저하하지는 않는다.
실린더 헤드(1a)에 유입한 냉각수는 워터 재킷(23)을 유통한다. 워터 재킷(23)에서는 실린더 헤드(1a)와 냉각수와의 사이에서 열교환이 행하여진다. 냉각수가 가지는 열의 일부는 실린더 헤드(1a) 및 실린더 블록(1b)의 내부를 전해져 엔진(1) 전체의 온도가 상승한다. 또한, 그 만큼 열을 잃은 냉각수의 온도는 저하한다.
이와 같이, 워터 재킷(23)에서 열의 이동이 행하여져 온도가 저하한 냉각수는 실린더 블록(1b)으로부터 유출하고, 축열 장치 입구측 통로(C1)을 유통하여 전동 워터 펌프(12)에 도달한다.
이와 같이, ECU(22)는 엔진(1)의 시동에 앞서서 전동 워터 펌프(12)를 작동시킴으로써, 실린더 헤드(1a)의 승온(엔진 프리히트 제어)을 행한다.
그런데, 본 실시예에서 적용하는 시스템, 즉 엔진(1) 및 축열 장치(10) 사이를 순환하는 냉각수에 의해 양부재(1, 10)의 열교환을 행하는 시스템에서는 양부재(1, 10)에 냉각수를 순환시키는 순환 통로(C)가 경시적 변화 등에 의해 기능하지 않게 되면, 엔진(1)에 열의 공급이 행해지지 않아서 축열의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 이러한 때에, 종래의 시스템에서는 축열 장치(10)내에 설치한 온도 센서의 출력 신호에 기초해서 차실내에 설치한 온도 표시 패널에 온도를 표시시킴으로써, 유저는 순환 통로의 이상을 알 수 있었다.
그러나, 엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면, 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없기 때문에, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 고저에 의해서만 고장 판정을 행하여도 정확한 판정 결과를 얻을 수 없다.
그래서, 본 실시예에서는 엔진 프리히트 제어 실시 중의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 변화의 유무에 기초해서 고장 판정을 행한다. 여기서, 엔진(1)은 정지되고 나서 열을 외부(외기)에 방출하기 때문에, 시간이 경과하면 온도가 저하한다. 한편, 축열 장치(10)는 엔진(1)의 운전 중에 다소나마 온도 상승한 냉각수를 저류하여, 보온한다. 이러한 상태로, 엔진 프리히트 제어를 행하면, 축열 장치(10)로부터 온도가 높은 냉각수를 공급된 엔진(1) 내부의 온도는 상승하는 한편으로, 엔진(1) 내부에서 온도의 저하한 냉각수가 축열 장치(10)에 유입하기 때문에 축열 장치(10) 내부의 온도가 저하한다. 따라서, 축열 장치(10)와 엔진(1)과의 내부 온도의 편차는 작게 된다. 그러나, 경시적 변화 등에 의해 순환 통로(C) 및 상기 순환 통로(C)에 설치된 각 부재가 기능하지 않게 되어 냉각수의 순환이 행하여지지 않으면, 엔진 프리히트 제어를 행했다고 해도 축열 장치(10)에 저류된 냉각수는 이동하지 않고 상기 축열 장치(10)에 축적되므로 상기 축열 장치(10) 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도는 변화하지 않는다. 따라서, 축열 장치(10)와 엔진(1)과의 내부 온도의 편차는 큰 채로가 된다.
이와같이 축열 장치(10)의 보온 성능의 이상이나 그 밖의 부재의 고장 등이 발생하면, 축열 장치(10) 내부의 냉각수와 엔진(1) 내부의 냉각수와의 온도의 편차는 큰 채로가 되므로, 상기 축열 장치(10) 내부 및 엔진(1) 내부의 냉각수의 온도를 계측함으로써 고장 판정이 가능해진다.
다음에, 이러한 고장 판정을 행할 때의 제어 플로우에 관해서 설명한다.
도 4는 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
고장 판정 제어는 엔진 프리히트 제어에 부수하여 행하여지고, ECU(22)에 상기 트리거 신호가 입력되었을 때에, ECU(22)가 기동하여 개시된다.
스텝 S101에서는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도(THWt)가 계측되는 ECU(22)는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S102에서는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도(THWe)가 계측된다. ECU(22)는 엔진내 냉각수 온도 센서(29)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S103에서는 ECU(22)는 전동 워터 펌프(12)를 작동시켜 엔진(1)에 냉각수를 순환시킴과 동시에, 상기 전동 워터 펌프(12)의 작동 시간을 계측하는 타이머를 스타트시킨다.
스텝 S104에서는 ECU(22)는 전동 워터 펌프(12)가 작동되고 나서 소정 시간(Ti1) 경과했는지 여부를 판정한다. 소정 시간(Ti1)은 냉각수가 정상으로 순환되지 않으면, 축열 장치(10)와 엔진(1)과의 냉각수 온도의 편차가 평형 상태에 달하는 시간으로, 미리 실험에 의해 구하여도 된다. ECU(22)는 타이머의 카운트시간(Tht)과 소정 시간(Ti1)을 비교하여 타이머의 카운트 시간 쪽이 크면, 스텝 S105로 진행하고, 작으면 본 루틴을 일단 종료한다.
스텝 S105에서는 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)와 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)와의 편차가 소정치(Tte)보다도 작은지 여부를 판정한다. 또한, 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)가 소정치(Tt1)보다도 작은지 여부, 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)가 소정치(Te1)보다도 큰지 여부가 판정한다.
여기서, 도 5는 냉각수의 순환이 정상으로 행하여졌을 때 및 이상이 생겼을 때의 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt) 및 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)의 추이를 도시한 타임챠트이다. 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수가 공급되면, 축열 장치(10) 내부의 온도가 저하하는 한편으로, 엔진(1) 내부의 온도가 상승한다. 이러한 냉각수의 공급이 행하여지면, 양부재(1, 10) 내부의 온도는 점차로 근접해간다.
그러나, 예를 들면, 전동 워터 펌프(12)의 고장이나 순환 통로(C)의 막힘, 체크 밸브(11)가 폐쇄한 상태로 작동하지 않게 된 등에 의해 냉각수의 순환이 행하여지지 않으면, 엔진 프리히트 제어를 행하여도 양부재(1, 10)의 내부의 냉각수 온도는 대략 일정한 온도가 된다. 따라서, 엔진 프리히트 제어 실행 중에 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)와 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)와의 편차가 소정치(Tte)보다도 작게 되면, 냉각수의 순환이 정상으로 행하여졌다고 할 수 있다.
이 때에, 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt), 또는 엔진(1) 내부 냉각수온도(THWe) 중 어느 한쪽의 온도에 기초해서 판정을 행하여도 된다. 즉, 냉각수가 정상으로 순환되면 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도는 저하하므로, 그 때에 저하하는 온도(Tt1)을 미리 구하고, 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)가 상기 온도(Tt1)보다도 낮은 값으로부터 냉각수의 순환이 정상으로 행하여졌다고 할 수 있다. 마찬가지로, 냉각수가 정상으로 순환되면 엔진(1) 내부의 냉각수 온도는 상승하기때문에, 그 때에 상승하는 온도(Te1)를 미리 구하고, 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)가 상기 온도(Te1)보다도 높은 값으로부터 냉각수의 순환이 정상으로 행하여졌다고 할 수 있다. 또한, 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 아니라, 축열 장치(10)의 출구로부터 유출하는 냉각수 온도로 하여도 된다.
스텝 S106 및 스텝 S107에서는 상기한 바와 같은 판정이 행하여진다. 여기서는 예를 들면, 체크 밸브(11)의 이상, 순환 통로(C)의 막힘 및 파손, 전동 워터 펌프(12)의 작동 불량 등에 기인한 냉각수의 순환 불량이 발생했을 때에 고장이라고 판정할 수 있다.
고장이라고 판정된 경우에는 경고등(도시생략)을 점등시켜 유저에게 주의를 환기하여도 된다. 또한, ECU(22)가 엔진 프리히트 제어를 행하지 않도록 하여도 된다.
여기서, 종래의 엔진에서는 경시적 변화 등에 의한 냉각수의 순환 불량이 고려되어 있지 않았다. 또한, 고장 판정을 행할 때에는 냉각수 온도는 완전히 워밍업된 상태로 행하여지는 것이 전제로 되어 있었다.
그러나, 엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없으므로, 다음번 엔진(1) 시동시에 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 고저에 의해서만 고장 판정을 행하여도 정확한 판정 결과를 얻을 수 없었다.
이러한 점은 본 실시예에 따른 축열 장치를 구비한 엔진에 의하면, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도와 엔진(1) 내부의 냉각수 온도와의 편차를 가미하여 고장 판정을 행하므로, 완전히 워밍업되어 있지 않은 상태로 엔진(1)을 정지하여도 고장 판정을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 엔진 프리히트 제어 실행 중에 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 냉각수의 순환 불량을 판정할 수 있다.
<제 2 실시예>
본 실시예는 제 1 실시예와 비교하여 이하의 점에서 상이하다.
제 1 실시예에서는 주로 순환 통로의 고장에 의한 냉각수 순환 불량의 판정을 행하지만, 본 실시예에서는 축열 장치(10)의 보온 성능 저하의 판정을 행한다.
또한, 제 1 실시예에서는 엔진 프리히트 제어 실행 중에 고장 판정을 행하지만, 본 실시예에서는 엔진 프리히트 제어 실행 전에 고장 판정을 행한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예와 비교하여 고장 판정의 대상 및 방법이 다르지만, 대용 대상이 되는 엔진(1)이나 기타 하드웨어의 기본 구성에 관해서는 제 1 실시예와 공통이므로 설명을 생략한다.
그런데, 본 실시예에서 적용하는 시스템, 즉 엔진(1) 및 축열 장치(10) 사이를 순환하는 냉각수에 의해 양부재(1, 10)의 열교환을 행하는 시스템에서는 축열 장치(10)가 경시적 변화 등에 의해 보온 성능이 저하하면 엔진 정지 후 상기 엔진(1) 내의 냉각수 온도가 서서히 저하하는 한편으로, 축열 장치(10)내의 냉각수 온도도 서서히 저하한다. 엔진(1)의 시동이 어떠한 요인으로 연기된 경우에는 승온된 엔진(1)의 온도가 저하하므로 다시 상기 엔진(1)을 승온할 필요가 생기지만, 이때에는 축열 장치(10)내의 냉각수 온도가 저하하고 있기 때문에 냉각수를 순환시켜도 충분한 효과를 얻을 수 없다. 이러한 때에, 종래의 시스템에서는 축열 장치(10)내에 설치한 온도 센서의 출력 신호에 기초해서 차실내에 설치한 온도 표시 패널에 온도를 표시시킴으로써, 유저는 냉각수의 온도의 저하를 알 수 있었다.
그러나, 엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면, 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없다. 이 상태로 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 고저에 의해서만 고장 판정을 행하여도 정확한 판정 결과를 얻을 수 없다.
그래서, 본 실시예에서는 엔진 프리히트 제어 실시전의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 및 엔진(1) 내부의 냉각수의 온도에 기초해서 고장 판정을 행한다. 여기서, 엔진(1)은 정지되고 나서 열을 외부(외기)에 방출하기 때문에, 시간이 경과하면 온도가 저하한다. 한편, 축열 장치(10)는 엔진(1)의 운전 중에 다소나마 온도 상승한 냉각수를 저류하여, 보온한다. 따라서, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도보다도 높게 된다. 그러나, 축열 장치(10)의 보온성능에 이상이 생겨 상기 축열 장치(10)에 저류된 냉각수의 온도가 저하하면, 엔진(1) 내부의 냉각수의 온도와 대략 같은 온도가 된다.
이와 같이 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하가 발생하면, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 및 엔진(1) 내부의 냉각수는 대략 같은 온도가 되기 때문에, 상기 축열 장치(10) 내부 및 엔진(1) 내부의 냉각수의 온도를 계측하여 엔진(1) 내부의 냉각수 온도가 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도보다도 높을 때에 고장인 것으로 판정하는 것이 가능해진다.
다음에, 이러한 고장 판정을 행할 때의 제어 플로우에 관해서 설명한다.
도 6은 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
고장 판정 제어는 엔진 프리히트 제어 실행 전에 행하여져, ECU(22)에 상기 트리거 신호가 입력되었을 때에, ECU(22)가 기동하여 개시된다.
스텝 S201에서는 프리히트 제어 실행 조건이 성립하고 있는지 여부를 판정한다. 축열 장치(10)는 미량이기는 하지만 열이 외부에 유출하기 때문에, 정상 상태라도 저류된 냉각수의 온도가 저하한다. 따라서, 엔진(1)의 정지 기간이 길게 되면, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 저하하게 되어 정확한 고장 판정이 곤란하여지기 때문에, 때로는 고장 판정을 행하지 않는 것으로 한다.
스텝 S201에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S202로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S202에서는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도(THWt)가 계측된다. ECU(22)는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S203에서는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도(THWe)가 계측된다. ECU(22)는 엔진내 냉각수 온도 센서(29)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S204에서는 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)가 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)보다도 높은지 여부를 판정한다.
여기서, 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수가 공급되기 전은 축열 장치(10) 내부에는 엔진(1)의 운전 중에 도입된 온도가 높은 냉각수가 저류되어 있는 한편, 엔진(1) 내부의 온도는 외기 온도와 대략 같은 온도까지 저하하고 있다.
그러나, 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하면, 축열 장치(10) 내부의 온도도 엔진(1) 내부의 온도와 대략 같은 온도까지 저하하여 버린다. 따라서, 엔진 프리히트 제어 실행전에 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)가 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)보다도 높으면, 축열 장치(10) 내부의 냉각수는 보온되어 있으므로 상기 축열 장치(10)의 보온 기능은 정상인 것으로 판정할 수 있다.
스텝 S205 및 스텝 S206에서는 상기한 바와 같은 판정이 행하여진다. 여기서는 예를 들면, 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하나 히터(32)의 고장 등이 발생했을 때와 같이 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 저하했을 때에 고장으로 판정할 수 있다.
고장으로 판정된 경우에는 경고등(도시생략)을 점등시켜 유저에게 주의를 환기하여도 된다. 또한, ECU(22)가 엔진 프리히트 제어를 행하지 않도록 하여도 된다.
여기서, 종래의 엔진에서는 축열 장치의 보온 성능 저하 등의 고장 판정을 행할 때에는 냉각수 온도는 완전히 워밍업된 상태로 행하여지는 것이 전제로 되어 있었다.
그러나, 엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없으므로, 다음번 엔진(1) 시동시에 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 고저에 의해서만 고장 판정을 행하여도 정확한 판정 결과를 얻을 수 없었다.
이러한 점은 본 실시예에 따른 축열 장치를 구비한 엔진에 의하면, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도의 온도차를 가미하여 고장 판정을 행하므로, 완전히 워밍업되지 않은 상태로 엔진(1)을 정지하여도 고장 판정을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 엔진 프리히트 제어 실행 전에 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 등을 판정할 수 있다.
<제 3 실시예>
본 실시예는 제 2 실시예와 비교하여 이하의 점에서 상이하다.
제 2 실시예에서는 엔진 프리히트 제어 실행 전에 보온 성능 저하등의 판정을 행하고 있지만, 본 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 후에 냉각수의 순환이 정지되고 나서 소정 시간 경과 후에 보온 성능 저하의 판정을 행한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예와 비교하여 고장 판정의 대상 및 방법이 다르지만, 대용 대상이 되는 엔진(1)이나 기타 하드웨어의 기본 구성에 관해서는 제 1 실시예와 공통이므로 설명을 생략한다.
그런데, 본 실시예에서 적용하는 시스템, 즉 엔진(1) 및 축열 장치(10) 사이를 순환하는 냉각수에 의해 양부재(1, 10)의 열교환을 행하는 시스템에서는 축열 장치(10)가 경시적 변화 등에 의해 보온 성능이 저하하면, 엔진 정지 후 또한 프리히트 제어 종료 후에 상기 엔진(1)내의 냉각수 온도가 서서히 저하하는 한편으로, 축열 장치(10)내의 냉각수 온도도 서서히 저하한다. 엔진(1)의 시동이 어떠한 요인으로 연기된 경우에는 승온된 엔진(1)의 온도가 저하하므로 다시 상기 엔진(1)을 승온할 필요가 생기지만, 이때에는 축열 장치(10)내의 냉각수 온도가 저하되어 있기 때문에 냉각수를 순환시켜도 충분한 효과를 얻을 수 없다. 이러한 때에, 종래의 시스템에서는 축열 장치(10)내에 설치한 온도 센서의 출력 신호에 기초해서 차실내에 설치한 온도 표시 패널에 온도를 표시시킴으로써, 유저는 냉각수의 온도의 저하를 알 수 있었다.
그러나, 엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면, 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없다. 이 상태로 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 고저에 의해서만 고장 판정을 행하여도 정확한 판정 결과를 얻을 수 없다.
그래서, 본 실시예에서는 엔진(1) 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후에 냉각수의 순환이 정지되고 나서 소정 시간 경과 후의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 및 엔진(1) 내부의 냉각수의 온도에 기초해서 고장 판정을 행한다. 여기서, 엔진(1)은 정지되고 나서 열을 외부(외기)에 방출하기 때문에, 시간이 경과하면 온도가 저하한다. 한편, 축열 장치(10)는 엔진(1)의 운전 중에 다소나마 온도 상승한 냉각수를 저류하여, 보온한다. 이러한 상태로, 엔진 프리히트 제어를 행하면, 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수를 공급하는 한편으로, 엔진(1) 내부에서 온도의 저하한 냉각수가 축열 장치(10)에 유입하기 때문에 축열 장치(10) 내부의 온도가 저하한다. 그리고, 엔진(1) 내부의 냉각수 온도와 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도와는 대략 같은 온도가 된다. 한편, 엔진(1)의 정지 직후에는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도와 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도와는 대략 같은 온도로 되어 있다.
이와 같이 엔진(1) 내부의 냉각수 온도와 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도와가 대략 같은 온도로 되어 있는 상태로부터, 엔진(1)이 시동되지 않으면, 다시 엔진(1) 내부의 냉각수 온도는 저하하여, 보온된 축열 장치(10) 내부의 냉각수와의 온도차가 커진다.
그러나, 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하 등으로 축열 장치(10) 내부의 온도가 저하하면, 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수와 엔진(1) 내부의 냉각수와의 온도차는 작게 된다.
이와 같이 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하 등이 발생하면, 엔진(1) 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후로부터 소정 시간 경과 후의 축열 장치(10) 내부의 냉각수와 엔진(1) 내부의 냉각수와의 온도차는 작게 되기 때문에, 상기 축열 장치(10) 내부 및 엔진(1) 내부의 냉각수의 온도를 계측하여 비교함으로써 고장 판정이 가능해진다.
다음에, 이러한 고장 판정을 행할 때의 제어 플로우에 관해서 설명한다.
도 7은 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
고장 판정 제어는 엔진 프리히트 제어 실행 후 또는 엔진(1)정지 후에 행하여진다. 즉, 유수 정지 후에 행하여진다.
스텝 S301에서는 고장 판정 제어 실행 조건이 성립하고 있는지 여부를 판정한다. 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료가 본 루틴의 실행 조건이 된다. 엔진(1) 정지 직후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 직후에는 축열 장치(10) 내부의 냉각수와 엔진(1) 내부의 냉각수와의 온도는 대략 같게 되어 있다.
스텝 S301에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S302로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S302에서는 ECU(22)는 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터의 경과 시간을 계측하는 타이머를 스타트시킨다.
스텝 S303에서는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도(THWt)가 계측된다. ECU(22)는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S304에서는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도(THWe)가 계측된다. ECU(22)는 엔진내 냉각수 온도 센서(29)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S305에서는 타이머의 카운트 시간(Tst)가 소정 시간(Ti72; 예를 들면, 72시간)과 같은지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S306으로진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S306에서는 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)와 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)와의 편차가 소정치(T01)보다도 큰지 여부를 판정한다.
여기서, 도 8은 유수 정지 후 소정 시간(Ti72)이 경과하기까지의 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe) 및 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)의 추이를 도시하는 타임챠트이다. 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수가 공급된 직후, 또는 엔진(1)이 정지된 직후에는 축열 장치(10) 내부 및 엔진(1) 내부에는 대략 같은 온도의 냉각수가 저류되어 있다. 이후에, 엔진(1)이 시동되지 않으면 엔진(1)으로부터 외기로 열이 방출되고, 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 온도는 저하한다. 한편, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도는 대략 일정하게 유지된다.
그러나, 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하면, 축열 장치(10) 내부의 온도도 저하하여 버린다. 따라서, 엔진 프리히트 제어 실행 후 소정 시간(Ti72)이 경과했을 때에 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)와 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)와의 편차가 소정치(T01)보다도 크면, 축열 장치(10) 내부의 냉각수는 보온되어 있는 것으로 판정할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 소정 시간(Ti72)이 경과했을 때의 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)가 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)보다도 높을 때에 보온 성능등은 정상인 것으로 판정하여도 된다. 또한, 소정 시간(Ti72)이 경과했을 때의 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)가 미리 구한 축열 장치(10)의 보증 온도보다도 높을 때에 정상인 것으로 판정하여도 된다.
스텝 S307 및 스텝 S308에서는 상기한 바와 같은 판정이 행하여진다. 여기서는 예를 들면, 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하나 히터(32)의 고장 등에 기인한 냉각수 온도의 저하가 발생했을 때에 고장으로 판정할 수 있다.
고장인 것으로 판정된 경우에는 경고등(도시생략)을 점등시켜 유저에게 주의를 환기하여도 된다. 또한, ECU(22)가 엔진 프리히트 제어를 행하지 않도록 하여도 된다.
여기서, 종래의 엔진에서는 축열 장치의 보온 성능 저하 등의 고장 판정을 행할 때에는 냉각수 온도는 완전히 워밍업된 상태로 축열 장치(10)에 축적되어 있는 것이 전제로 되어 있었다.
그러나, 엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없으므로, 그 때에는 냉각수 온도의 고저에 의해서만 고장 판정을 행하여도 정확한 판정 결과를 얻을 수 없었다.
이러한 점은 본 실시예에 따른 축열 장치를 구비한 엔진에 의하면, 냉각수 순환 정지 후에 소정 시간이 경과했을 때의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도의 온도차를 가미하여 고장 판정을 행하므로, 완전히 워밍업되어 있지 않은 상태로 엔진(1)을 정지하여도 고장 판정을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 냉각수 순환 정지 후에 소정 시간이 경과했을 때의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 등을 판정할 수 있다.
<제 4 실시예>
본 실시예는 제 3 실시예와 비교하여 이하의 점에서 상이하다.
제 3 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터 소정 시간 경과 후의 축열 장치(10) 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 보온 성능 저하 등의 판정을 행하지만, 본 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터 소정 시간 경과 후의 히터(32)의 작동 이력에 기초해서 축열 장치(10)의 보온 성능 또는 히터(32)의 이상을 판정한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28) 및 엔진내 냉각수 온도 센서(29)를 사용하여 냉각수 온도를 계측할 필요가 없다.
또한, 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예와 비교하여 고장 판정의 대상 및 방법이 다르지만, 대용 대상이 되는 엔진(1)이나 기타 하드웨어의 기본 구성에 관해서는 제 1 실시예와 공통이므로 설명을 생략한다.
그런데, 본 실시예에서 적용하는 축열 장치(10)는 미량이기는 하지만 열이 누출하여, 장기간 엔진(1)이 시동되지 않으면 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도는 저하한다. 장기간 엔진(1)이 시동되지 않은 후에, 상기 엔진(1)을 시동시키려고 했을 때에는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 저하하고 있으면 충분한 열 공급 효과를 얻을 수 없다. 이러한 때에, 축열 장치(10)내의 온도가 저하한 냉각수를 가열하면, 엔진(1)에 온수를 순환시켜 열의 공급을 행하는 것이 가능해진다.
그러나, 히터(32)는 소정 온도 이하가 되면 자동적으로 통전하여 가열을 시작하기 때문에, 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하여 냉각수의 온도가 엔진(1)의정지 후 조기에 저하하면, 상기 히터(32)의 소비전력이 많게 된다. 한편, 배터리(30)는 히터(32) 뿐만 아니라 스타터 모터(도시생략) 등에도 전력을 공급하기 때문에, 엔진(1)을 시동시킬 때에 스타터 모터 등이 필요로 하는 전력까지가 냉각수의 가열에 사용되어 버리면 엔진(1)의 시동성이 악화할 우려가 있다.
그래서, 본 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후로부터 소정 시간 경과했을 때에 히터(32)가 냉각수를 가열하는데 필요한 전력 또는 히터의 통전 시간을 검지하여, 미리 구한 축열 장치(10)가 정상시에 소비하는 값과 비교하여 고장 판정을 행한다. 이와 같이, 본 실시예에서는 히터(32)의 소비전력 또는 통전 시간에 기초해서 보온 성능의 판정을 행하기 때문에, 냉각수의 온도를 계측하는 센서 등을 사용하지 않더라도 고장 판정이 가능하다.
다음에, 이러한 고장 판정을 행할 때의 제어 플로우에 관해서 설명한다.
도 9는 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
고장 판정 제어는 엔진 프리히트 제어 실행 후 또는 엔진(1) 정지 후에 행하여진다.
스텝 S401에서는 고장 판정 제어 실행 조건이 성립하고 있는지 여부를 판정한다. 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료가 본 루틴의 실행 조건이 된다. 엔진(1) 정지 직후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 직후에는 축열 장치(10) 내부의 냉각수와 엔진(1) 내부의 냉각수와의 온도는 대략 같게 되어 있다.
스텝 S401에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S402로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S402에서는 ECU(22)는 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터의 경과 시간을 계측하는 타이머를 스타트시킨다.
스텝 S403에서는 ECU(22)는 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터의 히터(32)의 통전 시간을 계측하는 타이머를 스타트시킨다.
스텝 S404에서는 타이머의 카운트 시간(Tst)이 소정 시간(Ti72; 예를 들면, 72시간) 이상인지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S405로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S406으로 진행한다.
스텝 S405에서는 히터 통전 타이머의 카운트 시간(Tp)이 소정 시간(Tp1)보다도 짧은지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S407로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S408로 진행한다.
스텝 S406에서는 히터 통전 타이머의 카운트 시간(Tp)이 0인지 여부를 판정한다. 즉, 히터(32)에 완전히 통전되어 있지 않은지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S407로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S408로 진행한다.
또한, 이 때의 판정 조건을, 타이머의 카운트 시간(Tp)이 0보다도 큰지 여부에 대신하여, 타이머의 카운트 시간(Tp)이 소정 시간 이상인지 여부로서 하여도 된다.
여기서, 도 10은 유수 정지 후 소정 시간(Ti72)이 경과하기까지의 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe), 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt), 히터 통전 시간(Tp)의 추이를 도시하는 타임챠트이다. 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수가 공급된 직후, 또는 엔진(1)이 정지된 직후에는 축열 장치(10) 내부 및 엔진(1) 내부에는 대략 같은 온도의 냉각수가 저류되어 있다. 이후에, 엔진(1)이 시동되지 않으면 엔진(1)으로부터 외기에 열이 방출되고, 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 온도는 저하한다. 한편, 축열 장치(10) 내부에서 미량이기는 하지만 열이 누출하여 냉각수의 온도가 저하하지만, 소정 시간(Ti72; 예를 들면, 72시간) 이내이면, 상기 축열 장치(10)는 에미션 성능 등에 의해 필요로 되는 온도 이상으로 냉각수를 보온할 수 있다.
그러나, 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하면, 축열 장치(10) 내부의 온도도 조기에 저하하여 버린다. 이 때에 히터(32)는 냉각수를 가열하고, 동시에 히터 통전 타이머가 카운트된다. 따라서, 엔진(1) 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후 소정 시간(Ti72)이 경과하기 전에 히터 통전 타이머가 적어도 카운트되어 있으면 보온 성능에 이상이 생긴 것으로 판정할 수 있다.
또한, 엔진(1) 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후 소정 시간(Ti72)이 경과한 후일지라도 보온 성능에 이상이 생기면 히터(32)의 통전 시간이 증가하기 때문에, 히터 통전 타이머의 카운트치가 소정 시간(Tp1) 이상이면 보온 성능에 이상이 생긴 것으로 판정할 수 있다.
스텝 S407 및 스텝 S408에서는 상기한 바와 같은 판정이 행하여진다. 여기서는 예를 들면, 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하나 히터(32)의 고장 등을 판정할 수 있다.
고장인 것으로 판정된 경우에는 경고등(도시생략)을 점등시켜 유저에게 주의를 환기하여도 된다. 또한, ECU(22)가 엔진 프리히트 제어를 행하지 않도록 하여도 된다.
여기서, 종래의 엔진에서는 축열 장치의 보온 성능 저하 등의 고장 판정을 행할 때에는 냉각수 온도는 완전히 워밍업된 상태로 축열 장치(10)에 축적되어 있는 것이 전제가 되어 있고, 또한, 냉각수 온도의 계측이 필요했다.
따라서, 축열 장치의 냉각수 온도를 계측하는 센서 등을 상기 축열 장치에 설치하고 있었지만, 센서의 설치 장소에서 열이 누출하게 되어 냉각수 온도를 저하시키는 원인의 하나로 되어 있었다.
이러한 점은 본 실시예에 따른 축열 장치를 구비한 엔진에 의하면, 냉각수 순환 정지 후에 소정 시간이 경과했을 때의 히터(32)의 통전 시간을 가미하여 고장 판정을 행하기 때문에, 온도 센서를 사용하지 않아도 고장 판정을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 냉각수 순환 정지 후에 소정 시간이 경과했을 때의 히터(32)의 통전 시간에 기초해서 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 등을 판정할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 히터(32)의 통전 시간에 기초해서 고장 판정을 행했지만 이것을 대신하여, 히터의 소비전력이나 전류량을 사용하여 고장 판정을 행하여도 된다.
<제 5 실시예>
본 실시예는 제 4 실시예와 비교하여 이하의 점에서 상이하다.
제 4 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터소정 시간 경과 후의 히터(32)의 통전 시간에 기초해서 보온 성능 등의 이상 판정을 행하지만, 본 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터 히터(32)가 작동하기까지의 시간에 기초해서 보온 성능 또는 히터(32)의 이상을 판정한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예와 비교하여 고장 판정의 대상 및 방법이 다르지만, 대용 대상이 되는 엔진(1)이나 기타 하드웨어의 기본 구성에 관해서는 제 1 실시예와 공통이므로 설명을 생략한다.
그런데, 본 실시예에서 적용하는 축열 장치(10)는 미량이기는 하지만 열이 누출하여, 장기간 엔진(1)이 시동되지 않으면 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도는 저하한다. 장기간 엔진(1)이 시동되지 않은 후에, 상기 엔진(1)을 시동시키려고 했을 때에 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 저하하고 있으면 충분한 열공급 효과를 얻을 수 없다. 여기서, 축열 장치(10)내의 온도가 저하한 냉각수를 가열하면, 엔진(1)에 온수를 순환시켜 열의 공급을 행하는 것이 가능해진다.
그러나, 히터(32)는 소정 온도 이하가 되면 자동적으로 통전하여 가열을 시작하므로, 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하여 냉각수의 온도가 엔진(1)의 정지 후 조기에 저하하면, 상기 히터(32)의 소비전력이 많게 된다. 한편, 배터리(30)는 히터(32) 뿐만 아니라 스타터 모터(도시생략) 등에도 전력을 공급하므로, 엔진(1)을 시동시킬 때에 스타터 모터 등이 필요로 하는 전력까지가 냉각수의 가열에 사용되어 버리면 엔진(1)의 시동성이 악화할 우려가 있다.
그래서, 본 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료후로부터 히터(32)가 냉각수의 가열을 개시하는데 필요한 시간을 검지하여, 미리 구한 축열 장치(10)의 정상시에 히터(32)가 가열을 개시하는 시간과 비교하여 고장 판정을 행한다. 이와 같이, 본 실시예에서는 히터(32)가 냉각수의 가열을 개시한 시간에 기초해서 보온 성능의 판정을 행하므로, 냉각수의 온도를 계측하는 센서 등을 사용하지 않아도 고장 판정이 가능하다.
다음에, 이러한 고장 판정을 행할 때의 제어 플로우에 관해서 설명한다.
도 11은 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
고장 판정 제어는 엔진 프리히트 제어 실행 후 또는 엔진(1) 정지 후에 행하여진다.
스텝 S501에서는 고장 판정 제어 실행 조건이 성립하고 있는지 여부를 판정한다. 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료가 본 루틴의 실행 조건이 된다. 엔진(1) 정지 직후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 직후에는 축열 장치(10) 내부의 냉각수와 엔진(1) 내부의 냉각수와의 온도는 대략 같게 되어 있다.
스텝 S501에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S502로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S502에서는 ECU(22)는 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터의 경과 시간을 계측하는 타이머를 스타트시킨다.
스텝 S503에서는 ECU(22)는 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터의 히터(32)의 통전 시간을 계측하는 타이머를 스타트시킨다 .
스텝 S504에서는 히터 통전 타이머의 카운트 시간(Tp)이 소정치(Tp0)보다도큰지 여부를 판정한다. 상기 소정치(Tp0)는 히터 통전 타이머가 1 카운트했을 때의 값이다. 즉, 히터(32)가 조금이라도 냉각수를 가열했는지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S505로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S505에서는 유수 정지 후 통전 개시 시간(Tip0)에 이 때의 타이머의 카운트치(Tst)를 입력한다.
스텝 S506에서는 유수 정지 후 통전 개시 시간(Tip0)이 소정치(Ti32; 예를 들면, 32시간)이상인지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S507로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S508로 진행한다.
여기서, 도 12는 유수 정지 후의 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe), 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt), 히터 통전 시간(Tp)의 추이를 도시하는 타임챠트이다. 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수가 공급된 직후, 또는 엔진(1)이 정지된 직후에는 축열 장치(10) 내부 및 엔진(1) 내부에는 대략 같은 온도의 냉각수가 저류되어 있다. 이후에, 엔진(1)이 시동되지 않으면 엔진(1)으로부터 외기에 열이 방출되고, 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 온도는 저하하는 한편, 축열 장치(10) 내부에서 미량이기는 하지만 열이 누출하여 냉각수의 온도가 저하하지만, 소정 시간(Ti32; 예를 들면, 32시간) 이내이면, 히터(32)에 의한 가열이 행하여지지 않아도 필요로 되는 온도 이상으로 냉각수가 보온된다.
그러나, 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하면, 축열 장치(10) 내부의 온도도 조기에 저하하여 버린다. 그러면, 히터(32)는 소정 시간(Ti32)을 경과하기 전에냉각수를 가열하고, 동시에 히터 통전 타이머가 카운트된다. 따라서, 엔진(1) 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후 히터(32)가 냉각수의 가열을 개시하기까지의 시간이 소정 시간(Ti32)을 초과하고 있으면 보온 성능을 정상인 것으로 판정할 수 있다.
스텝 S507 및 스텝 S508에서는 상기한 바와 같은 판정이 행하여진다. 여기서는 예를 들면, 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하나 히터(32)의 고장 등이 발생했을 때에 고장으로 판정할 수 있다.
고장인 것으로 판정된 경우에는 경고등(도시생략)을 점등시켜 유저에게 주의를 환기하여도 된다. 또한, ECU(22)가 엔진 프리히트 제어를 행하지 않도록 하여도 된다.
여기서, 종래의 엔진에서는 축열 장치의 보온 성능 저하 등의 고장 판정을 행할 때에는 냉각수 온도는 완전히 워밍업된 상태로 축열 장치(10)에 축적되어 있는 것이 전제가 되어 있고, 또한, 냉각수 온도의 계측이 필요했다.
따라서, 축열 장치의 냉각수 온도를 계측하는 센서 등을 상기 축열 장치에 설치하고 있었지만, 센서의 설치 개소는 보온성의 확보가 곤란하고 여기에서 열이 누출하게 되어 냉각수 온도를 저하시키는 원인의 하나로 되어 있었다.
이러한 점은 본 실시예에 따른 축열 장치를 구비한 엔진에 의하면, 냉각수 순환 정지 후에 히터(32)의 작동 개시까지의 시간을 가미하여 고장 판정을 행하기 때문에, 온도 센서를 사용하지 않아도 고장 판정을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 냉각수 순환 정지 후에히터(32)의 작동 개시까지의 시간에 기초해서 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 등을 판정할 수 있다.
<제 6 실시예>
본 실시예는 제 3 실시예와 비교하여 이하의 점에서 상이하다.
제 3 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터 소정 시간 경과했을 때의 축열 장치(10) 및 엔진(1) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 상기 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 등의 판정을 행하지만, 본 실시예에서는 엔진(1)의 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터 소정 시간 경과 후에 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도만에 기초해서 상기 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 또는 히터의 고장을 판정한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예와 비교하여 고장 판정의 대상 및 방법이 다르지만, 대용 대상인 엔진(1)이나 기타 하드웨어의 기본 구성에 관해서는 제 1 실시예와 공통이므로 설명을 생략한다.
그런데, 본 실시예에서 적용하는 시스템, 즉 엔진(1) 및 축열 장치(10) 사이를 순환하는 냉각수에 의해 양부재(1, 10)의 열교환을 행하는 시스템에서는 축열 장치(10)에 경시적 변화 등이 생겨 보온 성능이 저하하면, 엔진 정지 후 또는 프리히트 제어 종료 후에 상기 엔진(1) 내의 냉각수 온도가 서서히 저하하는 한편으로, 축열 장치(10)내의 냉각수 온도도 서서히 저하한다. 엔진(1)의 시동이 어떠한 요인으로 연기된 경우에는 승온된 엔진(1)의 온도가 저하하므로 다시 상기 엔진(1)을 승온할 필요가 생기지만, 이때에는 축열 장치(10)내의 냉각수 온도가 저하하고 있기 때문에 냉각수를 순환시켜도 충분한 효과를 얻을 수 없다. 이러한 때에, 종래의 시스템에서는 축열 장치(10)내에 설치한 온도 센서의 출력 신호에 기초해서 차실내에 설치한 온도 표시 패널에 온도를 표시시킴으로써, 유저는 냉각수의 온도의 저하를 알 수 있었다.
그러나, 축열 장치(10) 내부의 냉각수를 가열하는 히터(32)가 고장나면, 조금이지만, 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수의 온도가 저하한다. 종래의 기술에서는 극단적으로 온도가 저하했을 때에는 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 등으로 판정할 수 있었지만, 이러한 미소한 온도 저하에 기초한 고장 판정을 행하는 것은 불가능했다.
그래서, 본 실시예에서는 엔진(1) 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후로부터 소정 시간 경과 후의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 고장 판정을 행한다. 여기서, 엔진(1)은 정지나고 나서 열을 외부(외기)에 방출하므로, 시간이 경과하면 온도가 저하한다. 한편, 축열 장치(10)는 엔진(1)의 운전 중에 온도 상승한 냉각수를 저류하여, 보온한다. 이러한 상태로, 엔진 프리히트 제어를 행하면, 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수를 공급하는 한편으로, 엔진(1) 내부에서 온도의 저하한 냉각수가 축열 장치(10)에 유입하기 때문에 축열 장치(10) 내부의 온도가 저하한다. 그리고, 엔진(1) 내부의 냉각수 온도와 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도와는 대략 같은 온도가 된다. 한편, 엔진(1)의 정지 직후에는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도와 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도와는 대략 같은 온도로 되어 있다. 이와 같이 엔진(1) 내부의 냉각수 온도와 축열 장치(10) 내부의냉각수 온도가 대략 같은 온도로 되어 있는 상태에서, 엔진(1)이 시동되지 않으면, 다시 엔진(1) 내부의 냉각수 온도는 저하한다.
유수 정지 후에 소정 시간 경과한 후에, 축열 장치(10) 등에 이상이 없으면, 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도는 보온 성능이 정상일 때에는 보증되는 소정의 온도를 유지하고 있는 것이다. 그러나, 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하면 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 그 소정 온도보다도 저하한다. 또한, 히터(32)가 고장나 있는 경우라도 마찬가지로 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 소정 온도보다도 저하한다. 축열 장치(10) 및 히터(32)의 양부재에 이상이 발생한 경우에는 더욱 온도가 저하하여 버린다.
이와 같이, 축열 장치(10)의 보온 성능의 저하 및 히터(32)의 고장이 발생하면, 엔진(1) 정지 후 또는 엔진 프리히트 제어 종료 후로부터 소정 시간 경과 후의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도는 소정의 온도보다도 저하하므로, 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수의 온도를 계측함으로써 고장 판정이 가능해진다.
다음에, 이러한 고장 판정을 행할 때의 제어 플로우에 관해서 설명한다.
도 13은 고장 판정의 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
고장 판정 제어는 엔진 프리히트 제어 실행 후 또는 엔진(1) 정지 후에 행하여진다.
스텝 S601에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S602로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S602에서는 ECU(22)는 엔진(1) 정지 또는 엔진 프리히트 제어 종료로부터의 경과 시간을 계측하는 타이머를 스타트시킨다.
스텝 S603에서는 타이머의 카운트 시간(Tst)이 소정 시간(Ti72; 예를 들면, 72시간) 이상인지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S604로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 S604에서는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도(THWt)가 계측된다. ECU(22)는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S605에서는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도(THWt)가 소정치(Tng)보다도 큰지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S606로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S607로 진행한다.
여기서, 도 14는 유수 정지 후 소정 시간(Ti32)이 경과하기까지의 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe) 및 축열 장치(10) 내부 냉각수 온도(THWt)의 추이를 도시하는 타임챠트이다. 소정치(Tng)는 축열 장치(10)의 보온 성능이 저하하고 또한 히터(32)에 이상이 생겼을 때에 저하하는 온도로, 실험에 의해 구하여도 된다. 이렇게하여, 스텝 S607에서는 축열 장치(10) 및 히터(32)에 이상이 생긴 것으로 판정할 수 있다.
스텝 S606에서는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도(THWt)가 소정치(Tngt)보다도 큰지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S608로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S609로 진행한다.
여기서, 소정치(Tngt)는 축열 장치(10) 및 히터(32)가 정상일 때에는 유지되는 온도로, 실험에 의해 구하여도 된다. 스텝 S609에서는 냉각수 온도는 소정치(Tngt)에서 소정치(Tngt)까지의 사이이고, 이러한 상태에서는 축열 장치(10) 또는 히터(32)의 적어도 한쪽에 이상이 생긴 것으로 판정할 수 있다.
본 발명에 있어서는 소정치(Tngt) 및 소정치(Tngt)는 축열 장치(10)로부터 엔진(1)에 냉각수가 공급된 직후, 또는 엔진(1)이 정지된 직후의 냉각수의 온도에 기초해서 결정하여도 된다. 이와 같이 하면, 완전히 워밍업되기 전에 엔진(1)이 정지되었을 때로, 냉각수의 온도가 낮을 때라도 고장 판정을 행할 수 있다.
고장인 것으로 판정된 경우에는 경고등(도시생략)을 점등시켜 유저에게 주의를 환기하여도 된다. 또한, ECU(22)가 엔진 프리히트 제어를 행하지 않도록 하여도 된다.
여기서, 종래의 엔진에서는 축열 장치의 보온 성능 저하 등의 고장 판정을 행할 때에는 냉각수 온도는 완전히 워밍업된 상태로 축열 장치(10)에 축적되어 있는 것이 전제로 되어 있었다. 더구나, 온도가 극단적으로 변화했을 때에 고장 판정을 행하고 있었다.
그러나, 엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 충분히 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없으므로, 그 때에는 냉각수 온도의 고저에 의해서만 고장 판정을 행하여도 정확한 판정 결과를 얻을 수 없었다. 또한, 히터 의 고장에 기인한 냉각수 온도의 저하는 미소하기 때문에 이러한 때에는 고장 판정을 행할 수 없었다.
이러한 점은 본 실시예에 따른 축열 장치를 구비한 엔진에 의하면, 냉각수순환 정지 후에 소정 시간이 경과했을 때의 축열 장치(10) 내부의 냉각수가 될 온도를 가미하여 고장 판정을 행하므로, 완전히 워밍업되지 않은 상태로 엔진(1)을 정지하여도 고장 판정을 행할 수 있고, 또한 미소한 온도 변화라도 고장을 판정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 냉각수 순환 정지 후에 소정 시간이 경과했을 때의 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 축열 장치(10)의 보온 성능 저하 및 히터(32)의 고장을 판정할 수 있다.
<제 7 실시예>
본 실시예는 상기 각 실시예에서 외기 온도를 고려하여 고장 판정을 행하도록 한 것이다. 외기 온도의 계측에는 외기 온도 센서(도시생략)를 사용한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예와 비교하여 고장 판정의 대상 및 방법이 다르지만, 대용 대상이 되는 엔진(1)이나 기타 하드웨어의 기본 구성에 관해서는 제 1 실시예와 공통이므로 설명을 생략한다.
그런데, 축열 장치(10) 내부에 저류된 냉각수는 조금이면서 외부로 열을 방출하고, 상기 냉각수의 온도는 저하한다. 이 때에 방출되는 열의 량은 축열 장치(10) 외부의 온도(외기 온도)가 낮을 수록 많게 된다. 따라서, 축열 장치(10)가 정상일지라도, 외기 온도가 낮으면 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수의 온도 저하가 빠라진다. 이러한 때에 고장 판정을 행하면, 외기 온도가 낮기 때문에 냉각수 온도가 저하하고 있는 것인지 여부, 보온 성능의 저하 또는 히터(32)의 고장에 의해 온도가 저하하고 있는지 여부를 구별 짓기는 곤란하다.
그래서, 본 실시예에서는 상기 각 실시예에서 사용한 판정 조건을 외기 온도에 기초해서 보정을 행한다.
도 15는 외기 온도와 보정 계수와의 관계를 도시하는 도이다. 외기 온도가 낮을 수록 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 저하하는 비율이 커지므로, 보정 계수 Ka를 크게 하고, 각 판정 조건이 되는 온도를 낮게 되도록 보정한다.
상기 보정 계수(Ka)는 상기 소정 온도(Te), 축열 장치(10)의 보증 온도, 소정치(Tt1), 소정치(Tng), 소정치(Tngt) 등에 곱하여 사용된다.
이와 같이 외기 온도를 판정 조건에 반영시키면, 그 때의 외기 온도에 적당한 판정 조건을 설정할 수 있으므로, 보다 정밀도가 높은 고장 판정을 행할 수 있다.
<제 8 실시예>
본 실시예는 상기 각 실시예에서 엔진(1)의 운전 시간이 짧은 경우에는 고장 판정 및 히터(32)에 의한 냉각수의 가열을 금지하는 것이다.
엔진(1) 운전 개시 직후에서 냉각수 온도가 상승하기 전에 상기 엔진(1)이 정지되면 축열 장치(10)에 온도가 높은 냉각수를 도입할 수 없다. 그러므로, 열 공급의 효과를 얻기 위해서는 축열 장치(10)내의 냉각수를 히터(32)로 가열할 필요가 있다.
그러나, 냉각수를 가열할 때에는 배터리(30)로부터 히터(32)에 전력이 공급되기 때문에, 축열 장치(10) 내부에 저류하는 냉각수의 온도가 낮으면 다량의 전력을 소비하게 된다. 상기 배터리(30)는 엔진(1)을 시동시킬 때에 스타터 모터(도시생략) 등에 전력을 공급하기 때문에, 이 때에 필요한 전력까지가 냉각수의 가열에 사용되어 버리면 엔진(1)의 시동성이 악화할 우려가 있다.
그래서, 본 실시예에서는 엔진(1)의 시동이 곤란하게 되는 소위 배터리가 나갈 우려가 있을 때에는 히터(32)에 의한 냉각수의 가열을 금지한다. 또한, 히터(32)에 의한 가열이 금지된 경우에는 고장 판정도 금지하여 오판정을 방지한다.
도 16은 축열 장치(10)에 냉각수가 도입되어 있던 기간을 구하여 히터(32) 통전의 가부를 판정하는 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
엔진(1)의 냉각수 온도가 소정 온도 이상으로 되면, ECU(22)는 전동 워터 펌프(12)를 작동시키고, 축열 장치(10)에 냉각수를 도입한다. 축열 장치(10)에 도입된 냉각수는 상기 축열 장치(10)내에 체류하고 있는 온도가 낮은 냉각수를 냉각수 배출관(10d)으로부터 밀어내고, 서서히 상기 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 상승한다. 축열 장치(10)에 냉각수를 도입하는 도입 시간을 충분히 확보할 수 있으면 축열 장치(10) 내부에 고온의 냉각수를 저류할 수 있다.
본 실시예에서는 히터 통전 판정은 엔진(1) 정지 후만이 아니고 엔진(1) 운전 중에 있어서도 행할 수 있다.
스텝 S701에서는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도(THWe)가 계측된다. ECU(22)는 엔진내 냉각수 온도 센서(29)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S702에서는 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)가 소정치보다도 높은지 여부를 판정한다. 상기 소정치란, 엔진(1)의 정지 중에 냉각수를 순환시켜, 열 공급을 행했을 때에 에미션 성능 등으로부터 요구되는 온도에까지 엔진(1)을 워밍업할 수 있는 온도이다.
스텝 S702에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S703으로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S704로 진행한다.
스텝 S703에서는 ECU(22)는 전동 워터 펌프(12)를 작동시키고, 축열 장치(10)에 냉각수를 도입시킴과 동시에, 냉각수 도입 시간을 계측하는 타이머의 카운트를 개시한다. 타이머는 전동 워터 펌프(12)가 작동하고 있는 동안의 시간을 카운트한다. 또한, 축열 장치(10)에 냉각수의 도입이 행하여진 것을 나타내는 유수 플래그를 ON으로 한다.
스텝 S704는 냉각수의 유통이 정지되었는지 여부가 판정한다. 이 때의 판정 조건은 엔진(1)이 정지되었는지 여부, 또는 전동 워터 펌프(12)가 정지되었는지 여부이다.
스텝 S704에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S705로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 일단 종료한다.
스텝 S705에서는 유수 플래그가 ON인지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어졌을 때는 적어도 축열 장치(10)에 냉각수가 도입되어 있기 때문에, 스텝 S706으로 진행하고, 상기 축열 장치(10)에 도입된 냉각수의 량이 충분한지 여부를 판정한다. 한편, 부정 판정이 이루어진 경우에는 축열 장치(10)에 냉각수가 도입되어 있지 않기 때문에, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 상태를 판정하지 않고 본 루틴을 종료한다.
스텝 S706에서는 타이머의 카운트 시간(Tht)이 소정 시간(Ti1)보다도 긴지 여부를 판정한다. 여기서, 타이머의 카운트 시간(Tht)이 단기일수록 축열 장치(10) 내부에 도입되는 냉각수의 량이 적기 때문에, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 낮게 된다. 그리고, 열 공급을 행했을 때에 효과가 얻어지는 온도까지 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 상승하지 않으면, 히터(32)에 의한 가열이 필요하게 된다. 그러나, 가열량이 많아지면 배터리(30)에 충전되어 있는 사용 가능 전기량을 상회하는 전기량을 필요로 하기 때문에, 때로는 히터(32)에 의한 냉각수의 가열을 금지한다.
소정 시간(Ti1)은 배터리(30)에 충전되어 있는 전기량에 기초해서 결정하여도 된다. 이 경우에는 타이머의 카운트 시간(Tht)과 냉각수의 가열에 필요한 전기량과의 관계를 미리 구하여 맵화하여 ROM(352)에 기억시켜 놓는다. 그리고, 배터리(30)의 충전량을 검출하여, 검출된 충전량을 상기 맵에 대입하여 얻어진 시간을 소정 시간(Ti1)으로 한다.
스텝 S706에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S707로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S710로 진행한다.
스텝 S707에서는 축열 장치(10)에 고온의 냉각수를 저류하는 데 충분한 시간 엔진(1)이 운전되어 있던 경우(이하, 「통상 트립」이라고 한다)라고 판정된다. 이러한 경우에는 축열 장치(10)에 장기간 냉각수를 도입할 수 있었으므로, 상기 축열 장치(10)에는 고온의 냉각수가 저류되어 있고, 다음번 엔진(1) 시동시에 필요하게 되는 냉각수 온도를 유지하기 위해서 히터(32)가 사용하는 전력은 소량으로 충분하다. 스텝 S707에서는 축열 장치(10)에 고온의 냉각수를 저류하는 데 충분한 시간 엔진(1)이 운전되어 있지 않은 경우(이하, 「쇼트 트립」이라고 한다)를 나타내는 쇼트 트립 플래그를 OFF로 한다.
스텝 S708에서는 히터(32)에의 통전을 허가한다.
스텝 S709에서는 상기 각 실시예에서 설명한 바와 같은 고장 판정을 실시한다.
스텝 S710에서는 축열 장치(10)에 고온의 냉각수를 저류하는 데 충분한 시간 엔진(1)이 운전되지 않은(이하, 「쇼트 트립」이라고 한다) 것으로 판정된다. 이러한 경우에는 축열 장치(10)에 장기간 냉각수를 도입할 수 없었으므로, 상기 축열 장치(10)에 저류되어 있는 냉각수 온도는 낮다. 다음번 엔진(1) 시동시에 필요로 되는 온도까지 냉각수를 가열하기 위해서 히터(32)는 많은 전력을 소비하므로 배터리가 나갈 우려가 있다.
스텝 S711에서는 히터(32)의 통전을 금지한다. ECU(22)는 히터(32)에 접속되어 있는 회로를 차단한다.
스텝 S712에서는 고장 판정을 금지한다. 쇼트 트립으로 판정된 경우에는 축열 장치(10) 내부의 온도가 낮은 상태이고, 또한, 히터(32)에서의 가열을 금지하고 있으므로, 고장 판정을 행하여도 오판정의 우려가 있기 때문에 고장 판정을 금지한다.
여기서, 본 실시예에서 사용되는 히터(32)는 상기한 바와 같이 자기 온도 제어가 가능하다. 즉, ECU(22)가 온도의 제어를 행하지 않아도 필요할 때에 가열을행한다. 따라서, 저온의 냉각수가 축열 장치(10)에 저류되어 있으면 냉각수의 가열을 행한다.
그러나, 냉각수를 소정의 온도까지 가열하는 데 필요하게 되는 히터(32)의 소비 전력이 배터리(3O)의 충전량보다도 적으면, 히터(32)는 배터리(30)가 나갈 때까지 냉각수를 가열하게 된다.
그러한 점은 본 실시예에서는 축열 장치(10)에 저류된 냉각수의 온도를 고려하여 냉각수의 가열을 행하기 때문에, 시동성을 악화시키지 않고, 또한, 소위 배터리가 나가는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 배터리가 나갈 우려가 없는 범위내에서 히터(32)가 냉각수의 가열을 행할 수 있다.
<제 9 실시예>
본 실시예는 제 8 실시예와 비교하여 이하의 점에서 상이하다.
제 8 실시예에서는 타이머 카운트 시간(Tth)이 소정 시간(Ti1)보다도 긴지의 여부에 의해 통상 트립 또는 쇼트 트립을 판정하고 있지만, 본 실시예에서는 이것을 대신하여, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 통상 트립 또는 쇼트 트립을 판정한다.
도 17은 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도에 기초해서 히터(32)통전의 가부를 판정하는 플로우를 도시하는 플로우챠트이다.
본 실시예에서는 히터 통전 판정은 엔진(1) 정지 후만이 아나라 엔진(1) 운전 중에서도 행할 수 있다.
스텝 S801에서는 엔진(1) 내부의 냉각수 온도(THWe)가 계측된다. ECU(22)는 엔진내 냉각수 온도 센서(29)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S802에서는 엔진(1) 내부 냉각수 온도(THWe)가 소정치보다도 높은지 여부를 판정한다. 상기 소정치란, 엔진(1)의 정지 중에 냉각수를 순환시켜 열 공급을 행했을 때에 에미션 성능 등으로부터 요구되는 온도에까지 엔진(1)을 워밍업할 수 있는 온도이다.
스텝 S802에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S803으로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S804로 진행한다.
스텝 S803에서는 ECU(22)는 전동 워터 펌프(12)를 작동시키고, 축열 장치(10)에 냉각수를 도입시킴과 동시에, 축열 장치(10)에 냉각수의 도입이 행해진 것을 나타내는 유수 플래그를 ON으로 한다.
스텝 S804는 냉각수의 유통이 정지되었는지 여부가 판정한다. 이 때의 판정조건은 엔진(1)이 정지되었는지 여부, 또는 전동 워터 펌프(12)가 정지되었는지 여부이다.
스텝 S804에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S805로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 본 루틴을 일단 종료한다.
스텝 S805에서는 유수 플래그가 ON인지 여부를 판정한다. 긍정 판정이 이루어졌을 때는 적어도 축열 장치(10)에 냉각수가 도입되어 있으므로, 스텝 S806으로 진행하고, 상기 축열 장치(10)에 도입된 냉각수의 량이 충분한지 여부를 판정한다. 한편, 부정 판정이 이루어진 경우에는 축열 장치(10)에 냉각수가 도입되어 있지 않으므로, 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도의 상태를 판정하지 않고 본 루틴을 종료한다.
스텝 S806에서는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도(THWt)가 계측된다. ECU(22)는 축열 장치내 냉각수 온도 센서(28)로부터의 출력 신호를 RAM(353)에 기억시킨다.
스텝 S807에서는 축열 장치 내부 냉각수 온도(THWt)이 소정치보다도 큰지 여부를 판정한다. 여기서, 열 공급을 행했을 때에 효과가 얻어지는 온도까지 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도가 상승하지 않고 있으면, 히터(32)에 의한 가열이 필요하게 된다. 그러나, 가열량이 많아지면 배터리(30)에 충전되어 있는 사용 가능 전기량을 상회하는 전기량을 필요로 하기 때문에, 이때에는 히터(32)에 의한 냉각수의 가열을 금지한다.
소정치는 배터리(30)에 충전되어 있는 전기량에 기초해서 결정하여도 된다. 이 경우에는 축열 장치(10) 내부의 냉각수 온도와 냉각수의 가열에 필요한 전기량 과의 관계를 미리 구하여 맵화하여 ROM(352)에 기억시킨다. 그리고, 배터리(30)의 충전량을 검출하여, 검출된 전기량을 상기 맵에 대입하여 얻어진 온도를 소정치로 한다.
스텝 S807에서 긍정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S808로 진행하고, 부정 판정이 이루어진 경우에는 스텝 S811로 진행한다.
스텝 S807에서는 축열 장치(10)에 고온의 냉각수를 저류하는 데 충분한 시간 엔진(1)이 운전되어 있던 경우(이하, 「통상 트립」이라고 한다)로 판정된다. 이러한 경우에는 축열 장치(10)에 장기간 냉각수를 도입할 수 있기 때문에, 상기 축열 장치(10)에는 고온의 냉각수가 저류되어 있고, 다음번 엔진(1) 시동시에 필요로 되는 냉각수 온도를 유지하기 때문에 히터(32)가 사용하는 전력은 소량으로 충분하다. 스텝 S808에서는 축열 장치(10)에 고온의 냉각수를 저류하는 데 충분한 시간 엔진(1)이 운전되어 있지 않은 경우(이하, 「쇼트 트립」이라고 한다)를 나타내는 쇼트 트립 플래그를 OFF로 한다.
스텝 S809에서는 히터(32)에의 통전을 허가한다.
스텝 S810에서는 상기 각 실시예에서 설명한 바와 같은 고장 판정을 실시한다.
스텝 S811에서는 축열 장치(10)에 고온의 냉각수를 저류하는 데 충분한 시간 엔진(1)이 운전되고 있지 않은(이하, 「쇼트 트립」이라고 한다)것으로 판정된다. 이러한 경우에는 축열 장치(10)에 장기간 냉각수를 도입할 수 없었으므로, 상기 축열 장치(10)에 저류되어 있는 냉각수 온도는 낮다. 다음번 엔진(1) 시동시에 필요로 되는 온도까지 냉각수를 가열하기 위해서 히터(32)는 많은 전력을 소비하기 때문에 배터리가 나갈 우려가 있다.
스텝 S812에서는 히터(32)의 통전을 금지한다. ECU(22)는 히터(32)에 접속되어 있는 회로를 차단한다.
스텝 S813에서는 고장 판정을 금지한다. 쇼트 트립으로 판정된 경우에는 축열 장치(10) 내부의 온도가 낮은 상태이고, 또한, 히터(32)에서의 가열을 금지하고 있기 때문에, 고장 판정을 행하여도 오판정의 우려가 있기 때문에 고장 판정을 금지한다.
여기서, 본 실시예에서 사용되는 히터(32)는 상기한 바와 같이 자기 온도 제어가 가능하다. 즉, ECU(22)가 온도의 제어를 행하지 않아도 필요할 때에 가열을 행한다. 따라서, 저온의 냉각수가 축열 장치(10)에 저류되어 있으면 냉각수의 가열을 행한다.
그러나, 냉각수를 소정의 온도까지 가열하는 데 필요하게 되는 히터(32)의 소비전력이 배터리(30)의 충전량보다도 적으면, 히터(32)는 배터리(30)가 나갈 때까지 냉각수를 가열하게 된다.
그러한 점은 본 실시예에서는 축열 장치(10)에 저류된 냉각수의 온도를 고려하여 냉각수의 가열을 행하기 때문에, 시동성을 악화시키지 않고, 또한, 소위 배터리가 나가는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 배터리가 나갈 우려가 없는 범위내에서 히터(32)가 냉각수의 가열을 행할 수 있다.
본 발명에 따른 축열 장치를 구비한 내연 기관은 열 매체의 온도가 낮을 때에 있어서도 축열 장치의 이상을 검출할 수 있다.

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    열 매체의 온도를 계측하는 열 매체 온도 계측 수단과,
    상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급중에 상기 열 매체 온도 계측 수단의 계측치의 변화량에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 열 매체 온도 계측 수단은 상기 축열 수단 내부의 온도를 계측하고, 상기 고장 판정 수단은 상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도가 대략 일정한 경우에 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  3. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    열 매체의 온도를 계측하는 열 매체 온도 계측 수단과,
    상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급중에 상기 열 매체 온도 계측 수단의 계측치의 변화량에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 열 매체 온도 계측 수단은 상기 내연 기관 내부의 온도를 계측하고, 상기 고장 판정 수단은 상기 내연 기관 내부의 열 매체의 온도가 대략 일정한 경우에 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  4. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    열 매체의 온도를 계측하는 열 매체 온도 계측 수단과,
    상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급중에 상기 열 매체 온도 계측 수단의 계측치의 변화량에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 열 매체 온도 계측 수단은 상기 축열 수단내의 온도 및 상기 내연 기관 내부의 온도를 계측하고, 상기 고장 판정 수단은 상기 축열 수단내의 온도와 상기 내연 기관 내부의 온도와의 편차가 대략 일정한 경우에 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  5. 삭제
  6. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
    상기 내연 기관 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 내연 기관내 온도 계측 수단과,
    상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급중에 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치의 편차의 유무에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 고장 판정 수단은 상기 열 공급 수단에 의한 열의 공급 중에 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치에 편차가 있으면 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  7. 삭제
  8. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
    상기 내연 기관 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 내연 기관내 온도 계측 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치의 편차에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 축열 수단내 온도 계측 수단과 내연 기관내 온도 계측 수단과의 계측치의 편차가 소정치 이하이면 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  9. 삭제
  10. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    축열 수단 내부의 열 매체를 소정 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 해당 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 열 매체 가열 수단의 작동 이력에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과할 때까지 상기 열 매체 가열 수단이 소비한 전력이 소정량 이상일 때에 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  11. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    축열 수단 내부의 열 매체를 소정 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 해당 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 열 매체 가열 수단의 작동 이력에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과할 때까지 상기 열 매체 가열 수단에 통전된 시간이 소정 시간 이상일 때에 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  12. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    축열 수단 내부의 열 매체를 소정 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 해당 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 열 매체 가열 수단의 작동 이력에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과할 때까지 상기 열 매체 가열 수단이 작동했을 때에 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  13. 삭제
  14. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    축열 수단 내부의 열 매체를 소정 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 해당 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
    상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 축열 수단내 온도 계측 수단의 계측 결과에 기초해서 축열 장치 및 열 매체 가열 수단의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 고장 판정 수단은 기관 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 축열 수단내 온도 계측 수단의 계측 결과가 소정치 이하인 경우에는 고장인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  15. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    축열 수단 내부의 열 매체를 소정 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 해당 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
    상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 축열 수단내 온도 계측 수단의 계측 결과에 기초해서 축열 장치 및 열 매체 가열 수단의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단과,
    상기 고장 판정 수단은 외기의 온도를 계측하는 외기 온도 계측 수단을 구비하고, 외기 온도 계측 수단의 계측 결과에 기초해서 고장 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  16. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    축열 수단 내부의 열 매체를 소정 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
    상기 축열 수단 내부의 열 매체의 온도를 계측하는 축열 수단내 온도 계측 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 축열 수단내 온도 계측 수단의 계측 결과에 기초해서 축열 장치 및 열 매체 가열 수단의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 열 공급 수단에 의한 열 공급 후, 상기 내연 기관이 시동되고, 워밍업이 완료하기 전에 상기 내연 기관이 정지되었을 때는 상기 열 매체 가열 수단의 작동을 금지함과 동시에 고장 판정을 행하지 않는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
  17. 축열 장치를 구비한 내연 기관에 있어서,
    열 매체가 가지는 열을 축적하는 축열 수단과,
    상기 축열 수단에 축적된 열 매체를 내연 기관에 공급하는 열 공급 수단과,
    축열 수단 내부의 열 매체를 소정 온도 이상으로 유지하도록 자동적으로 축열 수단 내부의 열 매체를 가열하는 열 매체 가열 수단과,
    기관 운전 정지 후 소정 시간 경과했을 때의 상기 열 매체 가열 수단의 작동 이력에 기초해서 축열 장치의 고장 판정을 행하는 고장 판정 수단을 구비하고,
    상기 열 공급 수단에 의한 열 공급 후, 상기 내연 기관이 시동되고, 워밍업이 완료하기 전에 상기 내연 기관이 정지되었을 때는 상기 열 매체 가열 수단의 작동을 금지하고, 고장 판정을 행하지 않는 것을 특징으로 하는 축열 장치를 구비한 내연 기관.
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