(57)【要約】      （修正有）【課題】極低温下における、エンジンストールの発生の抑制や燃費の向上を実現する。【解決手段】内燃機関Ｅと、この内燃機関Ｅを冷却するためのエンジン冷却水が導かれ該エンジン冷却水の冷却を行うためのラジエータ９１と、エンジン冷却水をこのラジエータ９１に導き内燃機関Ｅに還流させるラジエータ通路９３と、このラジエータ通路９３の開閉を行う第一の開閉弁９６と、自動変速機８に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマ８０ａと、エンジン冷却水を前記変速機用オイルウォーマ８０ａに導き内燃機関に還流させる冷却水循環管路９５と、この冷却水循環管路９５の開閉を行う第二の開閉弁９７とを備えている車両に、前記第二の開閉弁９７を、第一の所定温度を下回る場合及び前記第一の所定温度より高温側の第二の所定温度を上回る場合に開弁させる制御を行う制御装置をさらに備えさせる。【選択図】図３
2014152701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、この内燃機関を冷却するためのエンジン冷却水が導かれ該エンジン冷却水の冷却を行うためのラジエータと、エンジン冷却水をこのラジエータに導き内燃機関に還流させるラジエータ通路と、このラジエータ通路の開閉を行う第一の開閉弁と、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマと、エンジン冷却水を前記変速機用オイルウォーマに導き内燃機関に還流させる冷却水循環管路と、この冷却水循環管路の開閉を行う第二の開閉弁とを備えている車両であって、
前記第二の開閉弁を、第一の所定温度を下回る場合及び前記第一の所定温度より高温側の第二の所定温度を上回る場合に開弁させる制御を行う制御装置をさらに備えていることを特徴とする内燃機関を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマを備えた内燃機関を有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関とラジエータとの間には、エンジン冷却水をこのラジエータに導き内燃機関に還流させるラジエータ通路が設けられており、このラジエータ通路中に該ラジエータ通路の開閉を行う第一の開閉弁が設けられている構成が広く知られている。また、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマを備えた車両において、自動変速機に供給するオイルの加熱のためのエンジン冷却水が、エンジン冷却水を前記変速機用オイルウォーマに導き内燃機関に還流させる冷却水循環管路により導入される構成が広く知られている。この冷却水循環管路は、エンジン冷却水を空調用ヒータコアに導くための空調用ヒータ通路から分岐して設けられる。そして、前記冷却水循環管路中には、この冷却水循環管路の開閉を行う第二の開閉弁が設けられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ところで、このような内燃機関、ラジエータ及び変速機用オイルウォーマを備えた車両において、前記第一及び第二の開閉弁は、サーモスタットを利用して形成している。これら第一及び第二の開閉弁は、冷間始動を行う際には、以下のように作動する。すなわち、車両の始動時には、少しでも内燃機関を速く暖機させるべく、前記第一及び第二の開閉弁をともに閉弁状態とする。それから、冷却水温が第一の所定温度に達した際には、前記第二の開閉弁を開弁し、エンジン冷却水を変速機用オイルウォーマに導入する。この制御は、暖機完了に先立ち自動変速機に供給するオイルを加熱しておくことで、オイルの粘性を低下させ、メカロスの低下ひいては燃費の向上を図るべく行う。そして、冷却水温が第一の所定温度より高温側の所定のラジエータ冷却許可温度に達すると、暖機が完了したものとして第一の開閉弁が開弁し、ラジエータにエンジン冷却水が導かれる。
【０００４】
しかして、上述した構成では、外気温が極端に低い環境下において以下に述べるような不具合が発生し得る。すなわち、外気温が極端に低い環境下で冷間起動を開始した直後においては、変速機用オイルウォーマに供給されるオイルの温度も極端に低く、粘度が非常に高い状態である。このような状況下で冷却水温が前記第一の所定温度に達するまで前記第二の開閉弁を閉弁した場合、内燃機関の起動が完了した直後においても変速機用オイルウォーマに供給されるオイルが十分暖められておらず、粘度が非常に高いままであるので、エンジンストールが発生しやすくなるという問題や、メカロスが大きく燃費が悪化するという問題が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０５１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に着目し、極低温下における、エンジンストールの発生の抑制や燃費の向上を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関を有する車両は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る車両は、内燃機関と、この内燃機関を冷却するためのエンジン冷却水が導かれ該エンジン冷却水の冷却を行うためのラジエータと、エンジン冷却水をこのラジエータに導き内燃機関に還流させるラジエータ通路と、このラジエータ通路の開閉を行う第一の開閉弁と、自動変速機に供給するオイルをエンジン冷却水との熱交換により加熱するための変速機用オイルウォーマと、エンジン冷却水を前記変速機用オイルウォーマに導き内燃機関に還流させる冷却水循環管路と、この冷却水循環管路の開閉を行う第二の開閉弁とを備えている車両であって、前記第二の開閉弁を、第一の所定温度を下回る場合及び前記第一の所定温度より高温側の第二の所定温度を上回る場合に開弁させる制御を行う制御装置をさらに備えている。
【０００８】
このようなものであれば、外気温が低い等の原因により第一の所定温度を下回る場合には、起動開始直後、第一の所定温度を上回るまで第二の開閉弁を開弁しておき、エンジン冷却水を変速機用オイルウォーマに導入してオイルを加熱しておくことにより、第二の所定温度を上回り第二の開閉弁を再び開弁する時点ではオイルがある程度加熱されていて粘度が低下しているので、極低温下でオイルの粘性が非常に高くなることに伴う不具合の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、極低温下における、エンジンストールの発生の抑制や燃費の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の内燃機関を概略的に示す図。
【図２】同実施形態に係る自動変速機の概略構成図。
【図３】同実施形態に係る車両のエンジン冷却水配管を概略的に示す図。
【図４】同実施形態に係る制御装置が実行する処理の手順を概略的に示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に、車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関Ｅは、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１２】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１３】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１４】
図２に、車両が備える駆動系の例を示す。この駆動系は、トルクコンバータ７及び遊星歯車機構を利用した本発明の変速機たる自動変速機８を備えてなる。
【００１５】
内燃機関Ｅが出力する回転トルクは、内燃機関Ｅのクランク軸からトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、自動変速機８の入力軸に伝達された後適宜駆動方向、変速比が調整された後、プライマリーリダクションドライブギヤ８１４を介してプライマリーリダクションドリブンギヤ８１５の回転軸である出力軸８１５ａに伝達され、さらに出力ギア１０１に伝達される。出力ギア１０１は、デファレンシャル装置のリングギア１０２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸１０３及び駆動輪（図示せず）を回転させる。この自動変速機８は、油圧を利用して作動する周知の構成のものである。この自動変速機の作動に用いられる作動油は、図３に示すようなオイルウォーマ通路８０ｂを介して変速機用オイルウォーマ８０ａに導かれ、エンジン冷却水と熱交換を行うことにより加熱される。
【００１６】
そして本実施形態では、エンジン冷却水は、図３に示すような配管内を循環する。すなわち、エンジン冷却水の一部は、ラジエータ通路９３内を流通し、内燃機関Ｅのウォータジャケットからラジエータ９１に導かれて外気と熱交換を行うことにより冷却された後前記ウォータジャケットに還流する。このラジエータ通路９３の上流側の端部には、第一の開閉弁９６を設けている。この第一の開閉弁９６は、サーモスタットを利用して構成しており、冷却水の温度が所定のラジエータ冷却許可温度Ｔ3を上回ると開弁し、その他の場合には閉弁する。また、エンジン冷却水の他の一部は内燃機関Ｅのウォータジャケットから、空調用ヒータ通路９４内を流通して空調用ヒータコア９２に導かれ、客室内の暖房の熱源に供された後内燃機関Ｅに還流する内燃機関Ｅのウォータジャケットに還流する。その上で、この空調用ヒータ通路９４内を流通する冷却水のさらに一部は、この空調用ヒータ通路９４内の前記空調用ヒータコア９２の上流側の部位から分岐させて設けた冷却水バイパス通路９５内を流通し、内燃機関Ｅのウォータジャケットに還流する。この冷却水バイパス通路９５は、前記空調用ヒータコア９２の上流側から、前記変速機用オイルウォーマ８０ａを経て前記ウォータジャケットに還流し、請求項中の冷却水循環管路としての機能を有する。そして、冷却水バイパス通路９５の上流側の端部には、第二の開閉弁９７を設けている。この第二の開閉弁９７は、電動サーモスタットを利用して構成しており、ＥＣＵ０からの信号を受けて開弁又は閉弁する。
【００１７】
内燃機関の運転制御を司る制御装置であるＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００１８】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフト６３または排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｇ、排気ガス温を検出する温度センサから出力される排気ガス温信号ｈ等が入力される。
【００１９】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、第二の開閉弁９７に対して開閉制御信号ｍ等を出力する。
【００２０】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｍを出力インタフェースを介して印加する。
【００２１】
ここで、本実施形態では、ＥＣＵ０は、外気温が低い場合において、変速機用オイルウォーマ８０ａにエンジン冷却水を供給し、自動変速機８内でのメカロスを削減すべく、第二の開閉弁９７に対して以下のような制御を行う。
【００２２】
すなわち、ＥＣＵ０は、冷却水温信号ｆが示す冷却水の温度が第一の所定温度Ｔ1、例えば０℃を下回る場合、及び前記第一の所定温度Ｔ1より高温側の第二の所定温度Ｔ2、例えば８０℃を上回る場合に第二の開閉弁９７を開弁させるエンジン冷却水導入制御を行う。
【００２３】
以下、このエンジン冷却水導入制御プログラムによる制御の手順についてフローチャートである図４を参照しつつ以下に述べる。
【００２４】
まず、始動時に冷却水の温度が第一の所定温度Ｔ1を下回るか否かを判定し（ステップＳ１）、冷却水の温度が第一の所定温度Ｔ1を下回る場合には、第二の開閉弁９７を開弁させる（ステップＳ２）。それから、冷却水の温度が第一の所定温度Ｔ1を上回るか否かを判定し（ステップＳ３）、冷却水の温度が第一の所定温度Ｔ1を上回る場合には、第二の開閉弁９７を閉弁させる（ステップＳ４）。また、始動時に冷却水の温度が第一の所定温度Ｔ1を上回っている場合も、第二の開閉弁９７を閉弁させる（ステップＳ４）。さらに、冷却水の温度が第二の所定温度Ｔ2を上回か否かを判定し（ステップＳ５）、冷却水の温度が第二の所定温度Ｔ2を上回らない場合には第二の開閉弁９７を引き続き閉弁させる（ステップＳ４）。一方、冷却水の温度が第二の所定温度Ｔ2を上回る場合には第二の開閉弁９７を開弁させる（ステップＳ６）。
【００２５】
なお、上述したように、第一の開閉弁９６は冷却水の温度が所定のラジエータ冷却許可温度Ｔ3を上回ると開弁し、この第一の開閉弁９６が開弁した状態ではラジエータ９１に冷却水が導かれる。前記ラジエータ冷却許可温度Ｔ3は、前記第二の所定温度Ｔ2よりも高温側に設定している。すなわち、冷却水の温度が所定のラジエータ冷却許可温度Ｔ3を上回る場合は、第一の開閉弁９６及び第二の開閉弁９７はともに開弁している。このとき、ラジエータ９１に導かれた冷却水は外気により冷却されるので、ラジエータ通路９３及び空調用ヒータ通路９４内を流通する冷却水は適切な温度に保たれ、エンジン冷却水としての機能を果たすとともに、この冷却水は引き続き変速機用オイルウォーマ８０ａに供給され、オイルウォーマ通路８０ｂ内を流通して自動変速機８に導かれる作動油の温度も適切に保たれる。
【００２６】
このような制御を行えば、冷間起動開始時点でエンジン冷却水の温度が非常に低い場合には、作動油の温度も非常に低いものと仮定し、冷却水の温度が第一の所定温度Ｔ1を上回るまで第二の開閉弁９７を閉弁させて内燃機関のウォータジャケットで加熱されたエンジン冷却水を冷却水バイパス通路９５から変速機用オイルウォーマ８０ａに導入するので、この変速機用オイルウォーマ８０ａを介して作動油を加熱し作動油の粘性を低下させることができる。このことから、トルクコンバータ７をロックアップした後のエンジンストールの発生を抑制できるとともに、自動変速機８内で発生するメカロスを小さくできるので燃費の向上を図ることもできる。さらに、トルクコンバータ７のロックアップの時期を早めることができるので、この点からも燃費の向上を図ることもできる。
【００２７】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００２８】
例えば、上述した実施形態では、外気温に関わらず、冷却水の温度が第一の所定温度を上回りかつ第二の所定温度を下回る場合には第二の開閉弁を閉弁させるようにしているが、外気温に応じて異なる制御を行うようにしてもよい。例えば、外気温が所定外気温を下回る場合には、冷却水の温度に関わらず第二の開閉弁９７を開弁させるようにしてもよい。また、外気温が所定外気温を下回る場合には、外気温が所定外気温を上回る場合と比較して第一の所定温度を高温側に設定してもよい。さらに、外気温が低下するにつれて第一の所定温度を漸次高温側に設定するようにしてもよい。外気温が非常に低い場合、走行風が自動変速機に当たることによりオイル温度も低下しオイルの粘性が高くなることがあるが、このような制御を行えば、より長い期間変速機用オイルウォーマにエンジン冷却水を供給してオイルを加熱することができる。
【００２９】
また、第二の開閉弁は、電磁サーモスタットや電磁ソレノイド弁等、第一の所定温度を下回った際及び第二の所定温度を上回った際に開弁可能な弁であれば、任意の弁を採用してよい。
【００３０】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ｅ…内燃機関
８…自動変速機
８０ａ…変速機用オイルウォーマ
９５…冷却水循環管路（冷却水バイパス通路）
９６…第一の開閉弁
９７…第二の開閉弁
【図１】
2014152701.tif 000003
【図２】
2014152701.tif 000004
【図３】
2014152701.tif 000005
【図４】
2014152701.tif 000006