(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関のウォータジャケットと前記車両の車室内の空調を行う空調用熱交換手段の熱交換用水路とを含んで構成された冷却水循環回路と、
前記冷却水循環回路に冷却水を循環させる冷却水循環手段と、
前記内燃機関の暖機が完了する前に、前記空調用熱交換手段による前記冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて前記冷却水循環手段による前記冷却水の循環を実行または停止させる冷却水制御手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の暖機運転期間、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記内燃機関の運転に関わる制御量の目標値を設定し、かつ、前記目標値として、前記冷却水の循環の実行時に対応する第１の目標値と、前記冷却水の循環の停止時に対応する第２の目標値とを設定する制御量設定手段と、
前記目標値に基づいて前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御手段と、を備え、
前記暖機運転期間、前記冷却水制御手段により前記冷却水の循環を実行から停止に変更させた場合、
前記内燃機関制御手段は、前記冷却水の循環が停止した時点から予め定められた所定時間が経過したのち、前記目標値が前記第２の目標値となるように制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御量設定手段は、前記冷却水の循環が停止した時点からの時間経過と共に前記目標値を前記第１の目標値から前記第２の目標値まで徐々に変化させ、
前記内燃機関制御手段は、前記変化される目標値に基づいて前記内燃機関の運転を制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御量は、前記暖機運転期間に前記内燃機関に対して供給すべき燃料噴射量であり、
前記第２の目標値は、前記第１の目標値よりも小さな値として設定される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御量は、前記暖機運転期間に前記内燃機関が回転すべきアイドル回転数であるファストアイドル回転数であり、
前記第２の目標値は、前記第１の目標値よりも小さな値として設定される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水冷式の内燃機関では、内燃機関を冷却した冷却水をウォータポンプにより空調装置のヒータコア（空調用熱交換手段）に循環させることでヒータコアと空気との間で熱交換をさせている。
内燃機関の暖機運転中、ヒータコアの作動要求があった場合、ヒータコアの温度上昇を優先して冷却水の流量を増やすと、内燃機関で発生した熱が冷却水に奪われやすくなる。そのため、内燃機関の温度が上昇しにくく、内燃機関の燃焼が不安定となり、燃費が悪化するおそれがある。また、暖機の促進を優先して冷却水の流量を減らすと、ヒータコアの温度上昇が抑制されヒータコアの性能を確保する上で不利となる。
そこで、暖機運転中、ヒータコアの作動要求がなければ、冷却水の循環を停止させて暖機運転の促進を図り、ヒータコアの作動要求があれば、ヒータコア性能を満たす最低限の流量が確保されるようにした技術が提供されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術は、暖機運転中のヒータコアの作動要求に応じて冷却水の流量を制御することでヒータコア性能を確保するものの、ヒータコア作動時には冷却水の熱がヒータコアに奪われて暖機運転の促進が抑制されるだけでなく、燃焼状態が不安定になることから改善の余地がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、空調用熱交換手段の性能を確保しつつ暖機運転の促進および燃焼状態の安定化を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、車両に搭載された内燃機関のウォータジャケットと前記車両の車室内の空調を行う空調用熱交換手段の熱交換用水路とを含んで構成された冷却水循環回路と、前記冷却水循環回路に冷却水を循環させる冷却水循環手段と、前記内燃機関の暖機が完了する前に、前記空調用熱交換手段による前記冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて前記冷却水循環手段による前記冷却水の循環を実行または停止させる冷却水制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記内燃機関の暖機運転期間、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記内燃機関の運転に関わる制御量の目標値を設定し、かつ、前記目標値として、前記冷却水の循環の実行時に対応する第１の目標値と、前記冷却水の循環の停止時に対応する第２の目標値とを設定する制御量設定手段と、前記目標値に基づいて前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御手段と、を備え、前記暖機運転期間、前記冷却水制御手段により前記冷却水の循環を実行から停止に変更させた場合、前記内燃機関制御手段は、前記冷却水の循環が停止した時点から予め定められた所定時間が経過したのち、前記目標値が前記第２の目標値となるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、暖機運転期間に、空調用熱交換手段による冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて冷却水の循環を実行させ、あるいは、冷却水の循環を停止させた場合、何れの場合であっても、内燃機関の運転制御を適切に行うことができるため、空調用熱交換手段の性能を確保しつつ暖機運転の促進および燃焼状態の安定化を図ることができる。
また、冷却水の循環が停止した場合に、制御値の目標値の変化を遅延させることができるため、目標値の変化が燃料の燃焼状態に与える影響を抑制でき、燃焼状態の安定化を図る上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、冷却水の循環が停止した場合に、制御値の目標値が徐々に変化するため、目標値の変化が燃料の燃焼状態に与える影響を抑制でき、燃焼状態の安定化を図る上でより有利となる。
請求項３記載の発明によれば、暖機時に内燃機関に供給する燃料噴射量の制御を行うことで、燃焼状態の安定化をより的確に図ることができるとともに、特に冷却水の循環を停止させた場合の暖機時燃料増量による燃費悪化の抑制を図ることができる。
請求項４記載の発明によれば、暖機時に内燃機関に供給する内燃機関の回転数の制御を行うことで、燃焼状態の安定化をより的確に図ることができるとともに、特に冷却水の循環を停止させた場合の暖機時燃料増量による燃費悪化の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態における内燃機関の制御装置１８を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態における内燃機関の制御装置１８の機能ブロック図である。
【図３】（Ａ）は冷却水の循環が停止された状態で暖機運転がなされた場合における、エンジン１０の壁温Ｔｅと、水温センサ２２で検出される水温Ｔｗとの時間経過を示す線図、（Ｂ）は冷却水の循環が実行された状態で暖機運転がなされた場合における、エンジン１０の壁温Ｔｅと、水温センサ２２で検出される水温Ｔｗとの時間経過を示す線図である。
【図４】第１の実施の形態における内燃機関の制御装置１８の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態における内燃機関の制御装置１８の動作を示すフローチャートである。
【図６】燃料増量補正係数およびファストアイドル回転数の過渡時補正割合を示す係数を説明する線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両は、走行用の駆動源である内燃機関としてのエンジン１０と、ヒータコア１２と、冷却装置１４と、ＥＣＵ１６と、本発明に係る内燃機関の制御装置１８とが搭載されている。
エンジン１０は、ＥＣＵ１６によって始動、停止され、また、燃料の噴射タイミングや噴射量が制御される。エンジン１０はディーゼルエンジンであってもガソリンエンジンであってもよい。
エンジン１０は、シリンダブロック１００２、シリンダヘッド１００４を含んで構成されている。
シリンダブロック１００２およびシリンダヘッド１００４が互いに連結されることでピストンを収容するシリンダ室が形成される。
シリンダブロック１００２には冷却水が循環するブロック側ウォータジャケット１０Ａが形成されている。シリンダヘッド１００４には冷却水が循環するヘッド側ウォータジャケット１０Ｂが形成されている。シリンダブロック１００２およびシリンダヘッド１００４が互いに連結された状態でこれら２つのウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂは互いに連通している。
【０００９】
本実施の形態では、冷却水は、ブロック側ウォータジャケット１０Ａからヘッド側ウォータジャケット１０Ｂに向かって流通する。
２つのウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂに冷却水が流通されることでエンジン１０が冷却される。
エンジン側循環路２０は、２つのウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂを含んで構成されている。
シリンダヘッド１００４には水温センサ２２が設けられている。水温センサ２２は、エンジン側循環路２０を流通する冷却水の水温Ｔｗを検出してその検出結果をＥＣＵ１６に供給する。
【００１０】
エンジン１０には、外部から空気を吸入する吸気管（不図示）が接続されている。
吸気管は、吸入空気量を調整するスロットルバルブ２４と、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ２６とが設けられている。
スロットルバルブ２４は、スロットルアクチュエータ２８によって駆動されることで開度が調整される。スロットルアクチュエータ２８はＥＣＵ１６によって制御される。
吸入空気量センサ２６は、エアフローメータなどによって構成され、吸入空気量の検出結果をＥＣＵ１６に供給する。吸入空気量は、エンジン１０の負荷Ｅｃを表す。
吸気管は吸気ポート（不図示）を介して前記のシリンダ室に接続されている。吸気ポートには、燃料を噴射するインジェクタ３０が設けられている。インジェクタ３０から噴射された燃料は吸気管を通過した空気と混合されて混合気となりシリンダ室に供給される。インジェクタ３０はＥＣＵ１６によって燃料噴射量が制御される。
【００１１】
エンジン１０には、エンジン１０の回転数Ｎｅを検出する回転数センサ３２が設けられている。回転数センサ３２は回転数の検出結果をＥＣＵ１６に供給する。
回転数センサ３２の構成は任意である。例えば、クランクシャフトの回転位置を検出し回転位置の検出結果をＥＣＵ１６に供給するクランクポジションセンサを設け、ＥＣＵ１６によって回転位置の検出結果から回転数Ｎｅを算出してもよい。
また、本実施の形態では、エンジン１０の運転状態は、水温センサ２２によって検出される冷却水の水温Ｔｗ、回転数センサ３２によって検出される回転数Ｎｅ、吸入空気量センサ２６によって検出される負荷Ｅｃである。
したがって、水温センサ２２、回転数センサ３２、吸入空気量センサ２６によってエンジン１０の運転状態を検出する運転状態検出手段が構成されている。
【００１２】
ヒータコア１２は、車両の車室内の空調を行う空調用熱交換手段を構成するものであり、より詳細には、車室内の空調を行う空調空気とエンジン１０の冷却水とを熱交換させるものである。
すなわち、ヒータコア１２は、冷却水が流通する熱交換用水路（不図示）と、空調空気が流通する空気流路（不図示）とを備えている。
ヒータコア１２は、空調装置（不図示）に組み込まれ、空調装置のファンによって空気流路に送風される空気が熱交換用水路に接触することにより冷却水で加熱された熱交換用水路によって空気が暖められ、暖められた空気が車室内に吹き出され、これにより車室内の空調がなされる。
なお、空調用熱交換手段として従来公知のさまざまな構造が採用可能である。
【００１３】
冷却装置１４は、ウォータポンプ３４と、前記のエンジン側循環路２０と、ラジエータ循環路３６と、バイパス循環路３８と、ＥＣＵ１６とを含んで構成されている。
【００１４】
ウォータポンプ３４は、エンジン側循環路２０と、バイパス循環路３８と、ラジエータ循環路３６とに冷却水を循環させるものであり、冷却水を吸入する吸入口３４Ａと冷却水を吐出する吐出口３４Ｂとを備えている。
本実施の形態では、ウォータポンプ３４は、電動ポンプで構成され、ＥＣＵ１６の制御により作動、非作動が切り替えられ、したがって、ウォータポンプ３４の作動、非作動により冷却水の循環の実行、停止が制御される。
本実施の形態では、ウォータポンプ３４によって冷却水循環手段が構成されている。
【００１５】
エンジン側循環路２０の上流端はウォータポンプ３４の吐出口３４Ｂに接続され、エンジン側循環路２０の下流端はバイパス循環路３８の上流端およびラジエータ循環路３６の上流端に接続されている。
【００１６】
バイパス循環路３８は、エンジン側循環路２０と、ヒータコア１２とを接続し、これらエンジン側循環路２０と、ヒータコア１２との間で冷却水を循環させるものである。
バイパス循環路３８の上流端は、エンジン側循環路２０の下流端およびラジエータ循環路３６の上流端に接続されている。
バイパス循環路３８の下流端は、後述するサーモスタット弁４０を介してウォータポンプ３４の吸入口３４Ａに接続されている。
本実施の形態では、ウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂと、ヒータコア１２の熱交換用水路と、バイパス循環路３８とを含んで冷却水循環回路が構成されている。
【００１７】
ラジエータ循環路３６は、冷却水が予め定められた水温を超えるとサーモスタット弁４０を介してエンジン側循環路２０と連通されエンジン１０と後述するラジエータ４２との間で冷却水を循環させるものである。
ラジエータ循環路３６の上流端は、エンジン側循環路２０の下流端およびバイパス循環路３８の上流端に接続されている。
ラジエータ循環路３６の下流端は、サーモスタット弁４０を介してウォータポンプ３４の吸入口３４Ａに接続されている。
ラジエータ４２は、冷却水とエンジン１０が搭載されたエンジンルームに流通する外気との間で熱交換を行うことで冷却水を冷却するものである。
【００１８】
サーモスタット弁４０は、バイパス循環路３８の下流端と、ラジエータ循環路３６の下流端と、ウォータポンプ３４の吸入口３４Ａとに接続されている。
サーモスタット弁４０は、バイパス循環路３８およびエンジン側循環路２０を流通する冷却水が予め定められた水温以下の場合に、ラジエータ４２とウォータポンプ３４の吸入口３４Ａとの間の冷却水の流れを不能な状態とする。以下この状態をサーモスタット弁４０の閉状態として説明する。この場合、ウォータポンプ３４が動作することによりエンジン側循環路２０による冷却水の循環がなされるが、ラジエータ循環路３６による冷却水の循環はなされない。
また、サーモスタット弁４０は、バイパス循環路３８およびエンジン側循環路２０を流通する冷却水が前記の予め定められた水温を超える場合に、ラジエータ４２とウォータポンプ３４の吸入口３４Ａとの間の冷却水の流れを可能な状態とする。以下この状態をサーモスタット弁４０の開状態として説明する。この場合、ウォータポンプ３４が動作することによりエンジン側循環路２０およびラジエータ循環路３６による冷却水の循環がなされる。
前記の予め定められた水温は、エンジン１０の暖機運転が終了してエンジン１０が定常運転を行っている状態での水温ＴＨに設定され、水温ＴＨは後述する暖機判定温度ＴＡよりも高い温度である。
【００１９】
ＥＣＵ１６は、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
ＥＣＵ１６は、前記のＣＰＵが前記制御プログラムを実行することにより、水温センサ２２、吸入空気量センサ２６、回転数センサ３２からの検出結果を受け付けると共に、スロットルアクチュエータ２８、インジェクタ３０、ウォータポンプ３４の制御を行うものである。
ＥＣＵ１６には、前記の空調装置の制御を司る不図示の空調用ＥＣＵから空調要求信号が供給される。空調用ＥＣＵは、ユーザによって前記空調装置の操作パネルが操作されることによって前記の空調要求信号を生成する。本実施の形態では、空調装置に暖房を実行させる操作が操作パネルに対してなされると、空調用ＥＣＵからＥＣＵ１６に対して空調要求信号が供給される。
図２に示すように、ＥＣＵ１６は、前記のＣＰＵが前記制御プログラムを実行することにより、冷却水制御手段１６Ａと、制御量設定手段１６Ｂと、内燃機関制御手段１６Ｃとを実現するものである。
【００２０】
冷却水制御手段１６Ａは、エンジン１０の暖機が完了する前に、前記の空調要求信号の有無、すなわち、ヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求の有無に応じてウォータポンプ３４による冷却水の循環を実行または停止させるものである。
【００２１】
制御量設定手段１６Ｂは、エンジン１０の暖機運転期間、運転状態検出手段により検出されたエンジン１０の運転状態に基づいてエンジン１０の運転に関わる制御量の目標値を設定し、かつ、目標値として、冷却水の循環の実行時に対応する第１の目標値と、冷却水の循環の停止時に対応する第２の目標値とを設定するものである。
本実施の形態では、運転状態検出手段によって検出される運転状態は、水温センサ２２によって検出される冷却水の水温Ｔｗと、回転数センサ３２によって検出されるエンジン１０の回転数Ｎｅと、エンジン１０の負荷Ｅｃである。
【００２２】
エンジン１０の運転に関わる制御量は以下の２つである。
１）暖機時にエンジン１０に対して供給すべき燃料噴射量。
２）暖機時にエンジン１０が回転すべきアイドル回転数であるファストアイドル回転数。
本実施の形態では、制御量設定手段１６Ｂは、燃料増量制御マップ４４と、回転数制御マップ４６とを含んで構成され、これらのマップ４４、４６を用いて燃料噴射量およびファストアイドル回転数の目標値を決定する。なお、マップ４４、４６をどこに設けるかは任意である。
【００２３】
燃料増量制御マップ４４は以下のように定義される。
すなわち、非暖機時の燃料噴射量を基準燃料噴射量Ａとし、暖機時の燃料噴射量を増量燃料噴射量Ｂ（Ｂ＞Ａ）としたとき、計算式Ｂ＝Ｋｗｕｐｆ・Ａで規定される係数Ｋｗｕｐｆを燃料増量補正係数とする。
この場合、燃料増量制御マップ４４は、水温Ｔｗと、回転数Ｎｅと、負荷Ｅｃとをパラメータとして燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆを設定したマップである。
したがって、制御量設定手段１６Ｂは、基準燃料噴射量Ａと燃料増量制御マップ４４から読み取った燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆとから前記の計算式に基づいて暖機時の燃料噴射量である増量燃料噴射量Ｂを算出し、算出した増量燃料噴射量Ｂを制御量の目標値として設定する。
なお、基準燃料噴射量Ａは、例えば、回転数Ｎｅと、負荷Ｅｃとをパラメータとして基準燃料噴射量Ａを設定した基準燃料制御マップ４５を用いて求められる。
また、暖機時（冷態時）にエンジン１０に供給すべき増量燃料噴射量Ｂを非暖機時（温態時）の基準燃料噴射量Ａよりも大とする理由は、暖機時はエンジン１０の温度が低いため、燃料が蒸発しにくく、また、燃焼により生じた熱の損失が大きいことから燃焼が不安定になるため、燃料を増量して燃焼を安定化させるためである。
【００２４】
燃料増量制御マップ４４は、冷却水の循環の実行時に対応する第１の目標値（増量燃料噴射量Ｂ）を設定するための第１の燃料増量制御マップ４４Ａと、冷却水の循環の停止時に対応する第２の目標値（増量燃料噴射量Ｂ）を設定するための第２の燃料増量制御マップ４４Ｂとで構成されている。
また、冷却水の循環の停止時に対応する増量燃料噴射量Ｂの第２の目標値は、冷却水の循環の実行時に対応する増量燃料噴射量Ｂの第１の目標値よりも小さな値となっている。
以下この理由について説明する。
【００２５】
図３（Ａ）は冷却水の循環が停止された状態で暖機運転がなされた場合における、エンジン１０の壁温Ｔｅと、水温センサ２２で検出される水温Ｔｗとの時間経過を示す線図である。
図３（Ｂ）は冷却水の循環が実行された状態で暖機運転がなされた場合における、エンジン１０の壁温Ｔｅと、水温センサ２２で検出される水温Ｔｗとの時間経過を示す線図である。
ここで、壁温Ｔｅは、ウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂを形成する壁面の温度である。
図３（Ａ）、（Ｂ）からわかるように、水温Ｔｗが同一であっても、循環が停止されている場合の壁温Ｔｅは、冷却水の循環が実行されている場合の壁温Ｔｅよりも上昇しやすい。
これは、冷却水が循環しないことでウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂを形成する壁面から熱が奪われにくくなるためである。
したがって、冷却水が循環していない場合は、冷却水が循環している場合と比較して増量燃料噴射量Ｂを小さく設定しても、燃料の燃焼の安定化を図ることができる。
【００２６】
回転数制御マップ４６は、水温Ｔｗをパラメータとして暖機時に回転すべきアイドル回転数であるファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆを目標値として設定したマップである。
なお、ファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆは、非暖機時（温態時）のアイドル回転数よりも大きな値である。この理由は、暖機時は前記のようにエンジン１０の燃焼が不安定になりやすいため、回転数を上げてエンジン１０の燃焼を安定化させるためである。
回転数制御マップ４６は、冷却水の循環の実行時に対応する第１の目標値（ファストアイドル回転数）を設定するための第１の回転数制御マップ４６Ａと、冷却水の循環の停止時に対応する第２の目標値（ファストアイドル回転数）を設定するための第２の回転数制御マップ４６Ｂとで構成されている。
また、冷却水の循環の停止時に対応するファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｓの第２の目標値は、冷却水の循環の実行時に対応するファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆの第１の目標値よりも小さな値となっている。
この理由は、増量燃料噴射量Ｂの場合と同様であり、水温Ｔｗが同一であっても、循環が停止されている場合の壁温Ｔｅは、冷却水の循環が実行されている場合の壁温Ｔｅよりも上昇しやすいことによる。
すなわち、冷却水が循環していない場合は、冷却水が循環している場合と比較してエンジン１０の回転数を小さく設定しても、燃料の燃焼の安定化を図ることができる。
【００２７】
内燃機関制御手段１６Ｃは、目標値に基づいてエンジン１０の運転を制御するものである。
本実施の形態では、内燃機関制御手段１６Ｃは、制御量設定手段１６Ｂによって設定された増量燃料噴射量Ｂの目標値に基づいてインジェクタ３０から噴射する燃料を増量させる。
また、内燃機関制御手段１６Ｃは、制御量設定手段１６Ｂによって設定されたファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆの目標値に基づいてスロットルアクチュエータ２８を制御することでスロットルバルブ２４の開度を調整してエンジン１０の回転数を上昇させる。
【００２８】
本実施の形態では、内燃機関の制御装置１８は、前記の冷却水循環回路と、運転状態検出手段（水温センサ２２、回転数センサ３２、吸入空気量センサ２６）と、冷却水制御手段１６Ａと、制御量設定手段１６Ｂと、内燃機関制御手段１６Ｃとを含んで構成されている。
【００２９】
次に制御装置１８の動作について図４のフローチャートを参照して説明する。
ユーザの操作によりエンジン１０が始動され暖機運転が開始されることにより図４の処理が開始される。
ＥＣＵ１６は、水温センサ２２で検出される水温Ｔｗが所定の暖機判定温度ＴＡを超えたか否かを判定する（ステップＳ１０）。暖機判定温度ＴＡはエンジン１０の暖機が完了したことを示す水温である。
ステップＳ１０が肯定、すなわち、エンジン１０の暖機が終了していれば、ＥＣＵ１６は、暖機運転を終了する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１０が否定、すなわち、エンジン１０の暖機が終了していなければ、ＥＣＵ１６は、暖房要求の有無、すなわち、空調用ＥＣＵからの空調要求信号の入力の有無を判定する（ステップＳ１４）。
空調要求信号の入力が無ければ、ＥＣＵ１６は、ウォータポンプ３４を非作動とし、これにより冷却水の循環を停止させる（ステップＳ１６：冷却水制御手段１６Ａ）。この場合、冷却水の循環が停止された状態でエンジン１０の暖機運転がなされる。
【００３０】
次いで、ＥＣＵ１６は、第２の燃料増量制御マップ４４Ｂから冷却水の水温Ｔｗと、エンジン１０の回転数Ｎｅと、エンジン１０の負荷Ｅｃとに基づいて冷却水の循環停止時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｓを読み取り、基準燃料噴射量Ａと燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆとから冷却水の循環停止時用の増量燃料噴射量Ｂを算出し、算出した増量燃料噴射量Ｂを制御量の第２の目標値として設定する（ステップＳ１８：制御量設定手段１６Ｂ）。
また、ＥＣＵ１６は、第２の回転数制御マップ４４Ｂから冷却水の水温Ｔｗに基づいて冷却水の循環停止時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｓを読み取り、読み取ったファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｓを制御量の第２の目標値として設定する（ステップＳ１８：制御量設定手段１６Ｂ）。
なお、上述したように、増量燃料噴射量Ｂとファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｓの第２の目標値は、後述する第１の目標値よりも小さくなるように設定されている。
【００３１】
そして、ＥＣＵ１６は、設定された第２の目標値に基づいてエンジン１０の運転を制御する（ステップＳ２０：内燃機関制御手段１６Ｃ）。
次いで、ＥＣＵ１６は、水温Ｔｗが循環停止時暖機判定温度ＴＡ１を超えたか否かを判定する（ステップＳ２２）。なお、循環停止時暖機判定温度ＴＡ１は、暖機判定温度ＴＡよりも高い値に設定されている。これは、循環停止時に水温センサ２２で検出される水温Ｔｗが循環実行時に水温センサ２２で検出される水温Ｔｗよりも早期に上昇する傾向にあるためである。
判定結果が否定であればステップＳ１４に戻り同様の処理を繰り返し、判定結果が肯定であれば暖機運転を終了する（ステップＳ２４）。
【００３２】
また、ステップＳ１４で空調要求信号の入力が有れば、ＥＣＵ１６は、ウォータポンプ３４を作動させ、これにより冷却水の循環を実行させる（ステップＳ２６：冷却水制御手段１６Ａ）。この場合、冷却水の循環が実行された状態でエンジン１０の暖機運転がなされる。
【００３３】
次いで、ＥＣＵ１６は、第１の燃料増量制御マップ４４Ａから冷却水の水温Ｔｗと、エンジン１０の回転数Ｎｅと、エンジン１０の負荷Ｅｃとに基づいて冷却水の循環実行時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆを読み取り、基準燃料噴射量Ａと燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆとから冷却水の循環実行時用の増量燃料噴射量Ｂを算出し、算出した増量燃料噴射量Ｂを制御量の第１の目標値として設定する（ステップＳ２８：制御量設定手段１６Ｂ）。
また、ＥＣＵ１６は、第１の回転数制御マップ４４Ａから冷却水の水温Ｔｗに基づいて冷却水の循環実行時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆを読み取り、読み取ったファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆを制御量の第１の目標値として設定する（ステップＳ２８：制御量設定手段１６Ｂ）。
【００３４】
そして、ＥＣＵ１６は、設定された第１の目標値に基づいてエンジン１０の運転を制御する（ステップＳ３０：内燃機関制御手段１６Ｃ）。
次いで、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１０に戻り水温Ｔｗが暖機判定温度ＴＡを超えたか否かを判定し、判定結果が否定であればステップＳ１４以降の処理を繰り返し、判定結果が肯定であれば暖機運転を終了する（ステップＳ１２）。
【００３５】
なお、暖機運転が終了すると、ＥＣＵ１６は、ウォータポンプ３４が非作動であれば作動させ、また、ウォータポンプ３４が作動であれば作動を継続させる。そして、エンジン１０が定常運転を行っている状態で水温Ｔｗがサーモスタット弁４０の作動する水温ＴＨに到達すると、サーモスタット弁４０が閉状態から開状態となり、エンジン側循環路２０およびラジエータ循環路３６による冷却水の循環がなされる。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン１０の暖機運転期間、検出された運転状態に基づいてエンジン１０の運転に関わる制御量の目標値を設定し、かつ、目標値として、冷却水の循環の実行時に対応する第１の目標値と、冷却水の循環の停止時に対応する第２の目標値とを設定し、目標値に基づいてエンジン１０の運転を制御するようにした。
したがって、暖機運転期間に、ヒータコア１２による暖房の有無に応じて冷却水の循環を実行させ、あるいは、冷却水の循環を停止させた場合、何れの場合であっても、エンジン１０の運転制御を適切に行うことができるため、ヒータコア１２の性能を確保しつつ暖機運転の促進および燃焼状態の安定化を図ることができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、検出される運転状態が冷却水の水温Ｔｗと、エンジン１０の回転数Ｎｅと、エンジン１０の負荷Ｅｃとであり、制御量を、暖機時にエンジン１０に対して供給すべき燃料噴射量、及び、暖機時にエンジン１０が回転すべきアイドル回転数であるファストアイドル回転数とした。
このため、燃焼状態の安定化をより的確に図ることができるとともに、特に冷却水の循環を停止させた場合の暖機時燃料増量による燃費悪化の抑制を図ることができる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、エンジン１０の暖機が完了する前に、ウォータポンプ３４が冷却水の循環をいったん実行したのち、冷却水の循環を停止させた場合、ＥＣＵ１６（内燃機関制御手段１６Ｃ）は、冷却水の循環が停止した時点で増量燃料噴射量Ｂの目標値およびファストアイドル回転数の目標値を、それぞれ第１の目標値から第２の目標値に切り替えて、エンジン１０の運転制御を実施する。
このようにウォータポンプ３４が冷却水の循環をいったん実行したのち、冷却水の循環を停止させる場合とは、例えば、予め空調用ＥＣＵが暖房動作を実行する状態に設定されており、空調要求信号がＥＣＵ１６に供給された状態で暖機運転が開始されたものの、車室内の温度が日中などで暖かい場合、空調用ＥＣＵから空調停止信号がＥＣＵ１６に供給され暖房動作が自動的に停止されるといったケースが考えられる。
【００３９】
冷却水の循環が停止した時点で制御量の目標値を、第１の目標値から第２の目標値に切り替えるということは、壁温Ｔｅが低い状態（図３（Ｂ））を前提とするエンジンの運転制御から、壁温Ｔｅが高い状態（図３（Ａ））を前提とするエンジンの運転制御に急に切り替えることである。壁温Ｔｅは暖機運転中における燃料の蒸散およびエンジン１０の熱損失に影響を与える温度であり、すなわち、燃料の燃焼安定性に影響を与える温度である。
暖機運転中、冷却水の循環が実行されている途中で冷却水の循環を停止した場合、冷却水の水流が停止されるため実際の壁温Ｔｅは時間経過と共に次第に上昇していく。
したがって、冷却水の循環が停止した時点で制御量の目標値を、第１の目標値から第２の目標値に切り替えると、実際の壁温Ｔｅの変化よりも先に目標値の切り替えがなされることになる。そのため、実際の壁温Ｔｅの変化よりも先に燃料の増量、回転数の上昇が実施されることになり、燃料の燃焼状態が一時的に影響を受けることが考えられる。
【００４０】
そこで、第２の実施の形態では、エンジン１０の暖機が完了する前に、冷却水循環手段が冷却水の循環をいったん実行したのち、冷却水の循環を停止させた場合、冷却水の循環が停止した時点からの時間経過と共に目標値を第１の目標値から第２の目標値まで徐々に変化させてエンジン１０の運転制御を行うようにしたものである。
【００４１】
以下、図１、図２を流用すると共に、図５に示すフローチャートに基づいて制御装置１８の動作を説明する。
なお、第２の実施の形態では、ＥＣＵ１６（制御量設定手段１６Ｂ）は循環フラグ（不図示）を備えている。ＥＣＵ１６は、冷却水の循環が実行されているときに循環フラグをセットし、冷却水の循環が停止されているときに循環フラグをリセットする。
したがって、循環フラグがセットされていると冷却水の循環が実行状態にあり、循環フラグがリセットされていると冷却水の循環が停止状態にある。
【００４２】
ユーザの操作によりエンジン１０が始動され暖機運転が開始されることにより図５の処理が開始される。
ＥＣＵ１６は、循環フラグをリセット（循環停止）する（ステップＳ５０）。なお、初期状態においてウォータポンプ３４は冷却水制御手段１６Ａの制御により非作動とされている。
次いで、ＥＣＵ１６は、水温センサ２２で検出される水温Ｔｗが所定の暖機判定温度ＴＡを超えたか否かを判定する（ステップＳ５２）。
ステップＳ５２が肯定、すなわち、エンジン１０の暖機が終了していれば、ＥＣＵ１６は、暖機運転を終了する（ステップＳ５４）。
ステップＳ５２が否定、すなわち、エンジン１０の暖機が終了していなければ、ＥＣＵ１６は、空調用ＥＣＵからの空調要求信号の入力の有無を判定する（ステップＳ５６）。
【００４３】
空調要求信号の入力が無ければ、ＥＣＵ１６は、循環フラグがセット（循環実行）かリセット（循環停止）かを判定する（ステップＳ５８）。
循環フラグがリセット（循環停止）であれば、ＥＣＵ１６は、第２の燃料増量制御マップ４４Ｂから冷却水の水温Ｔｗと、エンジン１０の回転数Ｎｅと、エンジン１０の負荷Ｅｃとに基づいて冷却水の循環停止時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｓを読み取り、基準燃料噴射量Ａと燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｓとから冷却水の循環停止時用の増量燃料噴射量Ｂを算出し、算出した増量燃料噴射量Ｂを制御量の第２の目標値として設定する（ステップＳ６０：制御量設定手段１６Ｂ）。
また、ＥＣＵ１６は、第２の回転数制御マップ４４Ｂから冷却水の水温Ｔｗに基づいて冷却水の循環停止時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｓを読み取り、読み取ったファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｓを制御量の第２の目標値として設定する（ステップＳ６０：制御量設定手段１６Ｂ）。
【００４４】
そして、ＥＣＵ１６は、設定された第２の目標値に基づいてエンジン１０の運転を制御する（ステップＳ６２：内燃機関制御手段１６Ｃ）。この場合、冷却水の循環が停止された状態でエンジン１０の暖機運転がなされる。
次いで、ＥＣＵ１６は、水温Ｔｗが循環停止時暖機判定温度ＴＡ１を超えたか否かを判定する（ステップＳ６４）。
判定結果が否定であればステップＳ５６に戻り同様の処理を繰り返し、判定結果が肯定であれば、ＥＣＵ１６は、ウォータポンプ３４を作動させて冷却水の循環を実行させると共に、循環フラグをセット（循環実行）して暖機運転を終了する（ステップＳ６６、Ｓ６８）。
【００４５】
また、ステップＳ５６で空調要求信号の入力が有れば、ＥＣＵ１６は、循環フラグがセット（循環実行）かリセット（循環停止）かを判定する（ステップＳ７０）。
循環フラグがリセット（循環停止）であれば、ＥＣＵ１６は、ウォータポンプ３４を作動させて冷却水の循環を実行させると共に、循環フラグをセット（循環実行）する（ステップＳ７２：冷却水制御手段１６Ａ）。
【００４６】
そして、ＥＣＵ１６は、第１の燃料増量制御マップ４４Ａから冷却水の水温Ｔｗと、エンジン１０の回転数Ｎｅと、エンジン１０の負荷Ｅｃとに基づいて冷却水の循環実行時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆを読み取り、基準燃料噴射量Ａと燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆとから冷却水の循環実行時用の増量燃料噴射量Ｂを算出し、算出した増量燃料噴射量Ｂを制御量の第１の目標値として設定する（ステップＳ７４：制御量設定手段１６Ｂ）。
また、ＥＣＵ１６は、第１の回転数制御マップ４４Ａから冷却水の水温Ｔｗに基づいて冷却水の循環実行時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆを読み取り、読み取ったファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆを制御量の第１の目標値として設定する（ステップＳ７４：制御量設定手段１６Ｂ）。
【００４７】
そして、ＥＣＵ１６は、設定された第１の目標値に基づいてエンジン１０の運転を制御する（ステップＳ７６：内燃機関制御手段１６Ｃ）。
次いで、ＥＣＵ１６は、ステップＳ５２に戻り水温Ｔｗが暖機判定温度ＴＡを超えたか否かを判定し、判定結果が否定であればステップＳ５６以降の処理を繰り返し、判定結果が肯定であれば暖機運転を終了する（ステップＳ５４）。
【００４８】
次に、ステップＳ５８で循環フラグがセット（循環実行）と判定された場合、すなわち、暖機運転中にＥＣＵ１６がいったん空調要求信号を受け付けてウォータポンプ３４を作動させている状態において、暖機運転の途中でＥＣＵ１６が空調停止信号を受け付けた場合の動作について説明する。
ステップＳ５８で循環フラグがセット（循環実行）と判定されると、ＥＣＵ１６は、ウォータポンプ３４を停止させて冷却水の循環を停止させると共に、循環フラグをリセット（循環停止）する（ステップＳ５９：冷却水制御手段１６Ａ）。
次いで、ＥＣＵ１６は、循環が停止した時点からの経過時間ｔが後述する過渡制御時間ｔｓであるか否かを判定し（ステップＳ６１）、判定結果が肯定であればステップＳ６０に移行して処理を行う。
判定結果が否定であれば、ＥＣＵ１６は、冷却水の循環が停止した時点からの経過時間ｔに応じた、中途循環停止時用の増量燃料噴射量Ｂとファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｔを制御量の目標値として設定する動作を行う（ステップＳ７８：制御量設定手段１６Ｂ）。
次いで、ＥＣＵ１６は、ステップＳ７８で設定された目標値に基づいてエンジン１０の運転を制御する（ステップＳ８０：内燃機関制御手段１６Ｃ）。
そして、ＥＣＵ１６は、ステップＳ６１に戻り、経過時間ｔが過渡制御時間ｔｓとなるまでステップＳ７８及びステップＳ８０の処理を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ７８について具体的に説明する。
ＥＣＵ１６（制御量設定手段１６Ｂ）は、以下の処理を実施する。
１）ステップＳ７４、Ｓ６０と同様の手順で、冷却水の循環実行時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｆ、冷却水の循環停止時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｓを求める。
２）ステップＳ７４、Ｓ６０と同様の手順で、冷却水の循環実行時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｆ、冷却水の循環停止時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｓを求める。
３）以下の計算式（１）に基づいて中途循環停止時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｔを求める。
Ｋｗｕｐｔ＝Ｆｓ（ｔｓ、ｔ）・Ｋｗｕｐｓ＋（１−Ｆｓ（ｔｓ、ｔ））・Ｋｗｕｐｆ
……（１）
４）以下の計算式（２）に基づいて中途循環停止時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｔを求める。
Ｎｗｕｐｔ＝Ｆｓ（ｔｓ、ｔ）・Ｎｗｕｐｓ＋（１−Ｆｓ（ｔｓ、ｔ））・Ｎｗｕｐｆ
……（２）
【００５０】
なお、計算式（１）、（２）において、Ｆｓ（ｔｓ、ｔ）は、燃料増量補正係数およびファストアイドル回転数の過渡時補正割合を示す係数であり、Ｆｓ（ｔｓ、ｔ）を説明する線図を図６に示す。
図６に示すように、係数Ｆｓは、循環が停止した時点ｔ＝０からの経過時間ｔと、燃料増量補正係数およびファストアイドル回転数の過渡時補正を行う過渡制御時間ｔｓとの関数であり、係数Ｆｓは、経過時間ｔに比例して増加している。
過渡制御時間ｔｓは、制御量の目標値を第１の目標値から第２の目標値まで徐々に変化させて設定する動作を実施する期間に相当する。
過渡制御時間ｔｓは、冷却水の循環が実行されている時点で水温センサ２２で検出される水温Ｔｗｏに相関して（依存して）決定されるものであり、水温Ｔｗｏが高いほど過渡制御時間ｔｓは長くなる。
したがって、水温Ｔｗｏをパラメータとして過渡制御時間ｔｓが設定された過渡制御時間決定用マップを作成しておき、制御量設定手段１６Ｂがこのマップを用いて過渡制御時間ｔｓを決定するようにすればよい。
【００５１】
５）基準燃料噴射量Ａと中途循環停止時用の燃料増量補正係数Ｋｗｕｐｔとから冷却水の中途循環停止時用の増量燃料噴射量Ｂを算出し、算出した増量燃料噴射量Ｂを制御量の目標値として設定する。
６）中途循環停止時用のファストアイドル回転数Ｎｗｕｐｔを制御量の目標値として設定する。
このような１）〜６）の処理が実施されることによって、冷却水の循環が停止した時点からの時間経過と共に制御量の目標値が第１の目標値から第２の目標値まで徐々に変化させて設定されることになる。
【００５２】
以上説明したように第２の実施の形態によれば、エンジン１０の暖機が完了する前に、冷却水循環手段が冷却水の循環をいったん実行したのち、冷却水の循環を停止させた場合、内燃機関制御手段１６Ｃが、冷却水の循環が停止した時点からの時間経過と共に目標値を第１の目標値から第２の目標値まで徐々に変化させてエンジン１０の運転制御を行うようにした。
したがって、第１の実施の形態と同様の効果が得られることは無論のこと、冷却水の循環が停止した場合に、実際の壁温Ｔｅの変化に対応して制御値の目標値も徐々に変化するため、目標値の変化が燃料の燃焼状態に与える影響を抑制でき、燃焼状態の安定化を図る上でより有利となる。
【００５３】
第２の実施の形態では目標値を徐変させるようにしたが、冷却水の循環が停止された時点から遅延時間が経過したのち、目標値を第１の目標値から第２の目標値に切り替えることも考えられる。
すなわち、エンジンの暖機が完了する前に、冷却水循環手段が冷却水の循環をいったん実行したのち、冷却水の循環を停止させた場合、内燃機関制御手段１６Ｃは、冷却水の循環が停止した時点から予め定められた遅延時間Δｔが経過したのち目標値を第１の目標値から第２の目標値に切り替えてエンジンの運転を制御する。
この場合、遅延時間Δｔは、冷却水の循環が実行されている時点で水温センサ２２で検出される水温Ｔｗｏに相関して（依存して）決定されるものであり、水温Ｔｗｏが高いほど遅延時間Δｔは長くなる。
したがって、水温Ｔｗｏをパラメータとして遅延時間Δｔが設定された遅延時間決定用マップを作成しておき、制御量設定手段１６Ｂがこのマップを用いて遅延時間Δｔを決定するようにすればよい。
このような構成によれば、演算負荷を抑制しつつ、冷却水の循環が停止した場合に、実際の壁温Ｔｅの変化に対応して制御値の目標値の変化を遅延させることができるため、目標値の変化が燃料の燃焼状態に与える影響を抑制でき、燃焼状態の安定化を図ることもできる。
【００５４】
なお、各実施の形態では、冷却水循環手段としてＥＣＵ１６の制御により作動、非作動が切り替えられる電動のウォータポンプ３４を用いたが、冷却水循環手段は、冷却水制御手段１６Ａによって冷却水の循環を実行または停止させることができればよく、冷却水循環手段として従来公知のさまざまな構成のものが採用可能である。
例えば、冷却水循環手段として以下のような構成が採用可能である。
１）電動のウォータポンプ３４に代えて、エンジン１０の出力軸から供給される動力により回転駆動されることで動作するウォータポンプを設けると共に、冷却水循環回路（バイパス循環路３８）にＥＣＵ１６の制御により開閉動作することで冷却水循環回路における冷却水の循環を実行、停止させる冷却水弁を設ける。
このように構成した冷却水循環手段においても、冷却水制御手段１６Ａによってヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて冷却水弁の開閉を行うことで冷却水循環手段による冷却水の循環を実行または停止させることができる。
２）電動のウォータポンプ３４に代えて、前記と同様にエンジン１０の出力軸から供給される動力により回転駆動されることで動作するウォータポンプを設ける。ウォータポンプには、ＥＣＵ１６の制御により駆動力の供給と切断とが制御されるクラッチが設けられている。
このように構成した冷却水循環手段においても、冷却水制御手段１６Ａによってヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて前記のクラッチの作動、非作動を制御することで冷却水循環手段による冷却水の循環を実行または停止させることができる。
【００５５】
また、各実施の形態では、制御量設定手段１６Ｂは、制御量の第1、第２の目標値を設定するために、第１、第２の燃料増量制御マップ４４Ａ、４４Ｂ、第1、第２の回転数制御マップ４６Ａ、４６Ｂを用いた。
しかしながら、制御量の第1、第２の目標値を設定するために、これらマップに代えて計算式を用いてもよい。
すなわち、第1、第２の燃料増量制御マップ４４Ａ、４４Ｂに代えて、水温Ｔｗと、回転数Ｎｅと、負荷Ｅｃとをパラメータとして燃料増量補正係数を算出する第１、第２の計算式をそれぞれ作成しておき、これら計算式の算出結果に基づいて燃料増量補正係数の第１、第２の目標値を設定するようにしてもよい。
同様に、第1、第２の回転数制御マップ４６Ａ、４６Ｂに代えて、水温Ｔｗをパラメータとして暖機時に回転すべきアイドル回転数であるファストアイドル回転数を算出する第１、第２の計算式をそれぞれ作成しておき、これら計算式の算出結果に基づいてファストアイドル回転数の第1、第２の目標値を設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０……エンジン、１００２……シリンダブロック、１００４……シリンダヘッド、１０Ａ……ブロック側ウォータジャケット、１０Ｂ……ヘッド側ウォータジャケット、１２……ヒータコア、１４……冷却装置、１６……ＥＣＵ、１８……内燃機関の制御装置、２０……エンジン側循環路、２２……水温センサ、２４……スロットルバルブ、２６……吸入空気量センサ、２８……スロットルアクチュエータ、３０……インジェクタ、３２……回転数センサ、３４……ウォータポンプ、３４Ａ……吸入口、３４Ｂ……吐出口、３６……ラジエータ循環路、３８……バイパス循環路、４０……サーモスタット弁、４２……ラジエータ、１６Ａ……冷却水制御手段、１６Ｂ……制御量設定手段、１６Ｃ……内燃機関制御手段、４４……燃料増量制御マップ、４４Ａ……第１の燃料増量制御マップ、４４Ｂ……第２の燃料増量制御マップ４４Ｂ、４５……基準燃料制御マップ、４６……回転数制御マップ、４６Ａ……第１の回転数制御マップ、４６Ｂ……第２の回転数制御マップ。
【図１】
0005553041.tif 000002
【図２】
0005553041.tif 000003
【図３】
0005553041.tif 000004
【図４】
0005553041.tif 000005
【図５】
0005553041.tif 000006
【図６】
0005553041.tif 000007