(57)【要約】【課題】  エンジンの燃焼室温を適切な温度に維持する蓄熱システムを備える車両の制御装置を提供する。【解決手段】  エンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱タンク３１０における冷却水の温度とラジエータ４００における冷却水の温度とを温度センサ３２０，４２０で検知する。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジンを冷却する必要がある場合に、第１、第２の検知部の出力に応じて蓄熱タンク３１０内の冷却水をエンジンに送出するほうがラジエータ４００によって冷却するよりも効果的であると判断される所定の条件を満たすときに、循環経路網に対して経路の選択を切換えるように指示する。エンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱タンク３１０における冷却水の温度がラジエータ４００における冷却水の温度よりも低いときに、この循環経路網に対してラジエータ４００経由から蓄熱タンク３１０経路に経路選択を切換えるように指示する。【選択図】        図１
2006242023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の制御装置であって、
前記車両は、
内燃機関に設けられた流路を流れる液媒体の放熱を行なう放熱部と、
前記液媒体の一部を保温貯蔵するための貯蔵部と、
前記内燃機関、前記放熱部および前記貯蔵部との間で前記液媒体を循環させる循環経路網とを備え、
前記循環経路網は、前記内燃機関の流路中の前記液媒体を前記放熱部に送出し、前記放熱部の前記液媒体を前記内燃機関に送出する第１の循環経路と、前記貯蔵部に貯蔵された前記液媒体を前記内燃機関に送出し、前記内燃機関の流路中の前記液媒体を前記貯蔵部に収容する第２の循環経路とが切換可能に構成され、
前記制御装置は、
前記貯蔵部における前記液媒体の温度を検知する第１の検知部と、
前記放熱部における前記液媒体の温度を検知する第２の検知部と、
前記内燃機関を冷却する必要がある場合に、前記第１、第２の検知部の出力に応じて前記貯蔵部内の前記液媒体を前記内燃機関に送出するほうが前記放熱部によって冷却するよりも効果的であると判断される所定の条件を満たすときに、前記循環経路網に対して前記第２の循環経路から前記第１の循環経路に選択を切換えるように指示する制御部を含む、車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記貯蔵部における前記液媒体の温度が前記放熱部における前記液媒体の温度よりも低いときに、前記循環経路網に対して前記第２の循環経路から前記第１の循環経路に選択を切換えるように指示する、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記循環経路網は、
前記制御部の指示に応じて駆動および停止が制御され、前記第１の循環経路において前記液媒体を流動させる第１のポンプと、
前記内燃機関の回転に応じて回転し、前記第２の循環経路において前記液媒体を流動させる第２のポンプとを含む、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記循環経路網に対して前記第２の循環経路から前記第１の循環経路に選択を切換えるように指示した後に、前記第１のポンプを駆動させて前記貯蔵部内の前記液媒体を前記内燃機関に送出させる、請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記内燃機関の負荷状態を検知する第３の検知部をさらに備え、
前記制御部は、前記第３の検知部が通常負荷状態よりも負荷の高い高負荷状態を検知した場合には前記内燃機関を冷却する必要があると判断する、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記第３の検知部は、前記内燃機関を通過した前記液媒体の温度に基づいて前記負荷状態を検知する、請求項５に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記第３の検知部は、前記内燃機関の吸気量に基づいて前記負荷状態を検知する、請求項５に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記第３の検知部は、前記内燃機関の回転数に基づいて前記負荷状態を検知する、請求項５に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度を保った状態で液媒体を一時的に蓄える蓄熱システムを搭載した車両の制御装置に関し、特に、内燃機関に液媒体を供給して、内燃機関の温度を制御する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載される内燃機関が冷間状態で始動される場合には、吸気ポートや燃焼室等の壁面温度が低くなる。このため、燃料が霧化し難くなるとともに燃焼室の周縁部において消炎が発生し易くなり、始動性の低下や排気エミッションの悪化などが誘発される。
【０００３】
このような問題に対し、水冷式内燃機関において高温の冷却水を保温貯蔵する蓄熱装置を備え、内燃機関の始動時などに蓄熱装置に貯蔵されている冷却水を内燃機関へ供給することにより内燃機関の昇温を図り、始動性の向上や暖機の早期化を図る技術が提案されている。
【０００４】
たとえば、特開２００３−１８４５５３号公報（特許文献１）に開示された蓄熱装置を備えた内燃機関は、内燃機関のシリンダヘッドに形成され、熱媒体が流通する熱媒体流通路と、熱媒体流通路を流れる熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱装置と、蓄熱装置から熱媒体流通路へ熱媒体を導く第１の熱媒体通路と、熱媒体流通路から蓄熱装置へ熱媒体を導く第２の熱媒体通路と、第１の熱媒体通路と第２の熱媒体通路とを択一的に導通させる通路切換手段とを備える。
【０００５】
この蓄熱装置を備えた内燃機関によると、通路切換手段が第１の熱媒体通路を導通させることにより、蓄熱装置内に保温貯蔵されている高温の熱媒体が第１の熱媒体通路を介して直接的に熱媒体流通路へ供給されるとともに、通路切換手段が第２の熱媒体通路を導通させることにより、熱媒体流通路内の高温の熱媒体が第２の熱媒体通路を介して直接的に蓄熱装置へ供給される。
【０００６】
このように熱媒体流通路と蓄熱装置との間で直接的に熱媒体の授受が行われると、蓄熱装置から熱媒体流通路へ熱媒体を供給する際の熱損失が最小限に抑制されるとともに、熱媒体流通路から蓄熱装置へ熱媒体を供給する際の熱損失も最小限に抑制される。この結果、熱媒体流通路内の熱媒体が持つ熱量が少ない場合であっても、その少ない熱量が効率良く蓄熱装置に蓄えられることになる。
【特許文献１】特開２００３−１８４５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、冷却水を高温に制御することにより燃焼室温度を従前よりも高温に維持して燃費改善を図る技術が開発されている。燃焼室温を高温にすることにより熱損失が少なくなり、かつ潤滑油温も上昇し摩擦も小さくなる。
【０００８】
このような高温水制御では、エンジン負荷が高くなるとノッキングが発生しやすくなるという問題がある。しかしながら、特許文献１に開示された蓄熱装置を備えた内燃機関においては、内燃機関の昇温に着目したものに過ぎず、蓄熱装置をノッキング防止に利用することについては考慮されていない。
【０００９】
この発明の目的は、エンジンの燃焼室温を適切な温度に維持する蓄熱システムを備える車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は要約すると、車両の制御装置であって、車両は、内燃機関に設けられた流路を流れる液媒体の放熱を行なう放熱部と、液媒体の一部を保温貯蔵するための貯蔵部と、内燃機関、放熱部および貯蔵部との間で液媒体を循環させる循環経路網とを備える。循環経路網は、内燃機関の流路中の液媒体を放熱部に送出し、放熱部の液媒体を内燃機関に送出する第１の循環経路と、貯蔵部に貯蔵された液媒体を内燃機関に送出し、内燃機関の流路中の液媒体を貯蔵部に収容する第２の循環経路とが切換可能に構成される。制御装置は、貯蔵部における液媒体の温度を検知する第１の検知部と、放熱部における液媒体の温度を検知する第２の検知部と、内燃機関を冷却する必要がある場合に、第１、第２の検知部の出力に応じて貯蔵部内の液媒体を内燃機関に送出するほうが放熱部によって冷却するよりも効果的であると判断される所定の条件を満たすときに、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換えるように指示する制御部を含む。
【００１１】
好ましくは、制御部は、貯蔵部における液媒体の温度が放熱部における液媒体の温度よりも低いときに、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換えるように指示する。
【００１２】
好ましくは、循環経路網は、制御部の指示に応じて駆動および停止が制御され、第１の循環経路において液媒体を流動させる第１のポンプと、内燃機関の回転に応じて回転し、第２の循環経路において液媒体を流動させる第２のポンプとを含む。
【００１３】
より好ましくは、制御部は、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換えるように指示した後に、第１のポンプを駆動させて貯蔵部内の液媒体を内燃機関に送出させる。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、内燃機関の負荷状態を検知する第３の検知部をさらに備え、制御部は、第３の検知部が通常負荷状態よりも負荷の高い高負荷状態を検知した場合には内燃機関を冷却する必要があると判断する。
【００１５】
より好ましくは、第３の検知部は、内燃機関を通過した液媒体の温度に基づいて負荷状態を検知する。
【００１６】
より好ましくは、第３の検知部は、内燃機関の吸気量に基づいて負荷状態を検知する。
【００１７】
より好ましくは、第３の検知部は、内燃機関の回転数に基づいて負荷状態を検知する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃焼室温度を高温領域に維持しつつ、高負荷運転を行なったときに適切に燃焼室温度の上昇を抑え、高燃費とノッキングの発生防止の両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、同一または相当の部品には同一の符号を付し、それらの説明は繰返さない。
【００２０】
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態に係る制御装置の制御対象である蓄熱システムの制御ブロック図である。
【００２１】
図１に示す蓄熱システムは、内燃機関（エンジン）を搭載した車両に適用される。なお、この車両は、エンジンのみを搭載した車両であってもよいし、エンジンとバッテリにより駆動されるモータとを搭載したハイブリッド車両のいずれであってもよい。
【００２２】
図１に示すように、この蓄熱システムは、シリンダヘッド（以下、ヘッドと記載する。）１００およびシリンダブロック１１０に設けられた冷却水流路を流れる冷却水の一部を蓄熱タンク３１０に保温して貯蔵しておいて、その冷却水を必要に応じて蓄熱タンク３１０からヘッド１００やシリンダブロック１１０に供給する。
【００２３】
ヘッド１００およびシリンダブロック１１０とラジエータ４００またはラジエータバイパス通路４１０との間において、機械式ウォータポンプ２００により冷却水が循環される。ラジエータ４００およびラジエータバイパス通路４１０のいずれを通るかについては、流量制御弁４３０により制御される。
【００２４】
蓄熱タンク３１０からヘッド１００およびシリンダブロック１１０への冷却水の供給は電動式ウォータポンプ３００により行なわれる。蓄熱タンク３１０の入口および出口には図示しない逆流防止弁が取付けられており、電動式ウォータポンプ３００の停止時における冷却水の逆流が防止される。電動式ウォータポンプ３００を駆動することにより、蓄熱タンク３１０内の冷却水（温水であったり冷水であったりする）が三方弁６００を介してヘッド１００、シリンダブロック１１０、ヒータコア５００等に供給される。
【００２５】
三方弁６００は、全閉状態、全開状態（ポートＡ、ポートＢおよびポートＣを連通状態）、ポートＡとポートＢとを連通状態、ポートＡとポートＣとを連通状態、ポートＢとポートＣとを連通状態の５通りの状態を実現することができる。
【００２６】
また、この蓄熱システムは、温度センサとして、温度センサ１２０と、蓄熱タンク温度センサ３２０と、ラジエータ水温センサ４２０とを含む。
【００２７】
温度センサ１２０は、ヘッド１００に設けられヘッド１００の温度に応じて変化するエンジン冷却水温を検知する。蓄熱タンク温度センサ３２０は、蓄熱タンク３１０に設けられ貯蔵されている冷却水の温度を検知する。ラジエータ水温センサ４２０は、ラジエータ４００に設けられエンジンから送られてくる冷却水の温度とラジエータ４００の放熱能力とに応じて変化する冷却水温を検知する。これらの温度センサからの信号は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００に入力される。
【００２８】
さらに、この蓄熱システムは、エンジンの吸気量を検知する吸気量センサ１４０と、エンジン回転数を検知する回転数センサ１３０とを含む。これらのセンサからの信号もエンジンＥＣＵ１０００に入力される。
【００２９】
エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００、三方弁６００、流量制御弁４３０を制御する。流量制御弁４３０は、制御デューティを変更することにより、ラジエータ４００に流通する冷却水の流量およびラジエータバイパス通路４１０を流通する冷却水の流量を制御することができる。
【００３０】
このとき、流量制御弁４３０は、ラジエータ４００のみに冷却水を流すことができ、またラジエータバイパス通路４１０のみに冷却水を流すことができ、さらにラジエータ４００およびラジエータバイパス通路４１０の両方に冷却水を流すことができる。
【００３１】
流量制御弁４３０は、エンジンＥＣＵ１０００からラジエータ選択指令信号を受信すると、冷却水の全量をラジエータ４００に流すように流量を制御する。また、流量制御弁４３０は、エンジンＥＣＵ１０００からバイパス選択指令信号を受信すると、冷却水の全量をラジエータバイパス通路４１０に流すように、流量を制御する。さらに、流量制御弁４３０は、エンジンＥＣＵ１０００から指令信号を受信して、冷却水の一部をラジエータ４００に流して、残りの冷却水をラジエータバイパス通路４１０に流すように流量を制御することもできる。
【００３２】
また、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティを変更することにより、モータの回転数を制御して、電動式ウォータポンプ３００の吐出量を制御することができる。また、この制御は、電動式ウォータポンプ３００のモータの電圧を可変とすることにより行なってもよい。また、電動式ウォータポンプ３００のモータの通電時間を変更することにより、電動式ウォータポンプ３００の駆動時間を制御して、電動式ウォータポンプ３００から吐出される総冷却水量を制御するようにしてもよい。
【００３３】
エンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱タンク３１０における冷却水の温度とラジエータ４００における冷却水の温度とを温度センサ３２０，４２０で検知する。
【００３４】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジンを冷却する必要がある場合に、第１、第２の検知部の出力に応じて蓄熱タンク３１０内の冷却水をエンジンに送出するほうがラジエータ４００によって冷却するよりも効果的であると判断される所定の条件を満たすときに、循環経路網に対して経路の選択を切換えるように指示する。
【００３５】
エンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱タンク３１０における冷却水の温度がラジエータ４００における冷却水の温度よりも低いときに、この循環経路網に対してラジエータ４００経由から蓄熱タンク３１０経路に経路選択を切換えるように指示する。
【００３６】
図２は、図１のエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。このフローチャートはエンジン制御のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００３７】
図１、図２を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１においてエンジンの始動時か否かが判断される。たとえば、イグニッションキースイッチやパワースイッチがオンされた場合などに始動時であると判断される。
【００３８】
ステップＳ１において始動時であると判断された場合にはステップＳ２に処理が進み、始動時ではないと判断された場合にはステップＳ６に処理が進む。
【００３９】
ステップＳ２〜Ｓ５では、始動時においてエンジンの燃焼室を蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた温水によって予熱するための処理を行なう。
【００４０】
まずステップＳ２において、エンジンＥＣＵ１０００は三方弁６００に対してポートＡとポートＢとを連通状態にするように制御信号を送信する。これにより蓄熱タンク３１０からヘッド１００に至る経路が形成される。ステップＳ２の処理が終了すると処理はステップＳ３に進む。
【００４１】
続いてステップＳ３においては、エンジンＥＣＵ１０００は流量制御弁４３０に対して全閉指令を出力する。全閉指令を受けると流量制御弁４３０は冷却水を流通させないので、ラジエータ４００とバイパス通路４１０は冷却水が流れない状態となる。これによりヘッド１００からシリンダブロック１１０、機械式ウォータポンプ２００を経由し電動式ウォータポンプ３００に至る経路が形成される。機械式ウォータポンプ２００はエンジン停止状態では動作していないので冷却水が逆流することが可能である。ステップＳ３の処理が終了すると処理はステップＳ４に進む。
【００４２】
ステップＳ４では、エンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータに対して駆動指令を出力する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティ、電圧または通電時間を制御して電動式ウォータポンプ３００から吐出される総冷却水量を制御する。そして、蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた温水が吐出され、これによりヘッド１００およびシリンダブロック１１０が予熱される。代わりに冷えていたヘッド１００およびシリンダブロック１１０中の冷却水は蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００４３】
図３は、蓄熱システムにおける冷却水の流れを説明するための図である。
【００４４】
図３を参照して、蓄熱タンク３１０から吐出された温水は経路Ｐ３を通ってヘッド１００およびシリンダブロック１１０のウォータジャケットスペース（Ｗ／Ｊスペーサ）に注入される。そして経路Ｐ１を逆流する。経路Ｐ１はエンジン停止時においては機械式ウォータポンプ２００が停止しており、冷却水は逆流が可能である。そして、温水は経路Ｐ４を通り、ヘッド１００およびシリンダブロック１１０から押出された冷水が蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００４５】
再び図１、図２を参照して、ステップＳ４においてヘッド１００およびシリンダブロック１１０が予熱され、蓄熱タンク３１０中の冷却水の入替えが終了すると処理はステップＳ５に進む。ステップＳ５ではエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００の駆動を停止する。そして処理はステップＳ１１に進み、制御がメインルーチンに戻る。
【００４６】
一方、ステップＳ１において始動時ではないと判断されステップＳ６に処理が進んだ場合には、エンジンの高負荷状態が検出されるか否かが判断される。例えば、ヘッド１００に取付けられた温度センサ１２０の出力によってエンジン温度が急上昇したことを検知した時、エンジン回転数が所定回転以上となった時、吸気量センサ１４０の出力によって吸気量が急に増加したことを検知した時またはこれらの条件の組合せによってエンジンが高負荷状態であると判断される。
【００４７】
ステップＳ６においてエンジンが高負荷状態でないと判断された場合には、処理はステップＳ１６に進み、制御がメインルーチンに戻る。
【００４８】
一方、ステップＳ６においてエンジンが高負荷状態であると判断された場合には、処理はステップＳ７に進む。
【００４９】
ステップＳ７〜Ｓ１５では、エンジンの燃焼室を蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた冷水によって冷却するための処理を行なう。
【００５０】
すなわち、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジンの温度に基づいて、前記内燃機関の燃焼室温度が所定のしきい値温度に到達しないように、蓄熱タンク３１０内の液媒体のエンジンへの供給および供給や、ラジエータ４００による放熱動作が行なわれるように、電動式ウォータポンプ３００や流量制御弁４３０、三方弁６００を制御する。
【００５１】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジンの始動時に蓄熱タンク３１０内に流路から回収した冷水を、高負荷状態が検出された場合にエンジンに供給する。また蓄熱タンク３１０内の冷却水温度があまり低くない場合は、エンジンＥＣＵ１０００はラジエータ４００によってヘッド１００を通過した冷却水の放熱を行なわせる。
【００５２】
まずステップＳ７において、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン冷却水温Ｔｈを温度センサ１２０の出力を取込んで検知する。また、エンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱タンク水温Ｔｔを温度センサ３２０の出力を取込んで検知する。さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、ラジエータ水温Ｔｒを温度センサ４２０の出力を取込んで検知する。
【００５３】
続いて、ステップＳ８において、エンジンＥＣＵ１０００は、Ｔｈ＞Ｔｔ＞Ｔｒの関係が成り立つか否かを判断する。Ｔｈ＞Ｔｔ＞Ｔｒの関係が成り立つ場合には、処理はステップＳ１２に進む。一方、Ｔｈ＞Ｔｔ＞Ｔｒの関係が成立しない場合には、処理はステップＳ９に進む。
【００５４】
ステップＳ９では、エンジンＥＣＵ１０００は、Ｔｈ＞Ｔｒ＞Ｔｔの関係が成り立つか否かを判断する。Ｔｈ＞Ｔｒ＞Ｔｔの関係が成立しない場合には、処理はステップＳ１６に進み、制御はメインルーチンに戻る。一方、Ｔｈ＞Ｔｒ＞Ｔｔの関係が成り立つ場合には、処理はステップＳ１０に進む。
【００５５】
ステップＳ１０では、エンジンＥＣＵ１０００は三方弁６００に対して全閉信号を送信する。これにより三方弁６００は、ポートＡ、ポートＢ、ポートＣとも閉じられた状態に制御される。ステップＳ１０の処理が終了すると処理はステップＳ１１に進む。
【００５６】
続いて、ステップＳ１１において、エンジンＥＣＵ１０００は流量制御弁４３０に対して指令を出力する。この指令を受けると流量制御弁４３０はバイパス通路４１０には冷却水を流通させず、ラジエータ４００に冷却水が流れる状態となる。これによりラジエータ４００が冷却手段として選択される。機械式ウォータポンプ２００はエンジン運転状態では冷却水をシリンダブロック１１０に向けて送出している。
【００５７】
これにより図３に示す経路Ｐ１を通ってヘッド１００で熱せられた冷却水は経路Ｐ２でラジエータ４００に送られて冷却が行なわれる。ステップＳ１１の処理が終了すると処理はステップＳ１６に進み、制御はメインルーチンに戻る。
【００５８】
ステップＳ８において、Ｔｈ＞Ｔｔ＞Ｔｒの関係が成立しステップＳ１２に処理が進んだ場合には、エンジンＥＣＵ１０００は三方弁６００に対してポートＡとポートＢとを連通状態にするように制御信号を送信する。これにより蓄熱タンク３１０からヘッド１００に至る経路が形成される。ステップＳ１２の処理が終了すると処理はステップＳ１３に進む。
【００５９】
続いてステップＳ１３においては、エンジンＥＣＵ１０００は流量制御弁４３０に対して指令を出力する。この指令を受けると流量制御弁４３０はバイパス通路４１０には冷却水を流通させず、ラジエータ４００に冷却水が流れる状態となる。これによりヘッド１００からラジエータ４００を経由し電動式ウォータポンプ３００に至る経路が形成される。機械式ウォータポンプ２００はエンジン運転状態では冷却水をシリンダブロック１１０に向けて送出している。ステップＳ１３の処理が終了するとステップＳ１４に進む。
【００６０】
ステップＳ１４では、エンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータに対して駆動指令を出力する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティ、電圧または通電時間を制御して電動式ウォータポンプ３００から吐出される総冷却水量を制御する。蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた冷水が吐出されこの冷水によりヘッド１００が冷却される。これにより、高負荷時において燃焼室が高温になってしまうことによるノッキングの発生が防止される。
【００６１】
図３に示すように、蓄熱タンク３１０から吐出された冷水は経路Ｐ３を通ってヘッド１００を冷却する。ヘッド１００を通過した冷却水は経路Ｐ２でラジエータ４００を経由する。そしてその一部は、機械式ウォータポンプ２００によって経路Ｐ１を流れシリンダブロック１１０のウォータジャケットスペースを冷却する。残りの冷却水は経路Ｐ４を通って蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００６２】
再び図２を参照して、ステップＳ１４において蓄熱タンク３１０中の冷水の吐出が終了すると処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０ではエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００の駆動を停止する。そして処理はステップＳ１６に進み、制御がメインルーチンに戻る。
【００６３】
なお、ステップＳ１４では、蓄熱タンク３１０からの冷水の排出を電動式ウォータポンプ３００を駆動することによって行なったが、電動式ウォータポンプ３００を駆動せずに機械式ウォータポンプ２００のみで行なうこともできる。
【００６４】
図４は、電動式ウォータポンプ３００を駆動せずに冷水排出を行なう場合の冷却水の流れを説明するための図である。
【００６５】
電動式ウォータポンプ３００は、停止状態においては冷却水の逆流が可能な構造になっている。したがって、図２のステップＳ１２での三方弁６００の切換のみを行なってステップＳ１４で電動式ウォータポンプ３００を駆動させなくても、図４の経路Ｐ３Ａ，Ｐ４Ａに示すように冷却水が流れるので、これにより温水を回収しても良い。
【００６６】
図５は、本発明が適用された蓄熱システムによるエンジン燃焼室の温度変化を説明するための図である。
【００６７】
図５を参照して、冷却能力が低い状態、例えばラジエータ４００による冷却が行われない状態で時刻ｔ０〜ｔ１において運転が行なわれており、時刻ｔ２においてエンジンが高負荷状態になると、従来においては一点鎖線Ｗ１で示すように温度上昇が大きくなりノッキングが発生しない臨界温度を超えてしまう。
【００６８】
このため、燃費が良好な高温の領域にエンジンの燃焼室の温度を維持することが困難であった。または、エンジン燃焼室の目標温度をノッキングが発生しない臨界温度に対して十分余裕を持った温度に設定しなければならなかったので、通常運転時における燃費向上の面ではさらに改善の余地があった。
【００６９】
一方、本発明に係る制御装置においては、実線Ｗ２で示すように、蓄熱タンクに貯蔵していた冷却水温度が十分低くラジエータによる放熱よりも冷却効果が期待できる場合には、冷水を注入することにより急速に燃焼室を冷却可能であるので、ノッキングを発生させることなく燃費が良好な高温の領域にエンジンの燃焼室の温度を維持することができる。
【００７０】
また、燃焼室を通過した冷却水の上限温度目標値であるしきい値温度は、エンジンの負荷状態に対応してエンジンにノッキングが発生しない温度範囲内に定められる。すなわち、負荷状態が通常負荷状態である場合は温度Ｔ１程度に定められており、高負荷状態である場合には温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２に定められる。たとえば、通常負荷状態に対応するしきい値温度Ｔ１は、燃費をよくするため９０℃程度に定められ、高負荷状態に対応するしきい値温度Ｔ２はノッキングの発生を防止するためこれよりも温度の低い８０℃程度に定められる。つまり温度Ｔ１は温度Ｔ２よりも１０℃以上高く定められる。
【００７１】
エンジンＥＣＵ１０００は、このしきい値温度を超えないようにエンジンの負荷状態に応じてラジエータ４００等による放熱能力を調整し、かつ蓄熱タンクの冷却水を使用する。
【００７２】
すなわち、時刻ｔ０〜ｔ１において通常運転が行なわれており、時刻ｔ１において急加速が行なわれエンジン回転数ＮＥが増加開始し、時刻ｔ２において高負荷運転であると判断される回転数ＮＥ０に到達する。時刻ｔ０〜ｔ２においては、電動式ウォータポンプ３００は停止している。
【００７３】
すると時刻ｔ２において、エンジンＥＣＵ１０００は、燃焼室を通過した冷却水の上限側のしきい値温度をＴ１からＴ２に切換える。そして、エンジンＥＣＵ１０００が電動式ウォータポンプ３００を駆動するので、蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた冷水はヘッド１００に注入される。すると実線Ｗ２に示すように時刻ｔ３において温度Ｔｈがしきい値温度Ｔ２を下回る。そしてエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を停止させる。
【００７４】
その後、エンジン回転数ＮＥが時刻ｔ４において回転数ＮＥ０より低下し、高負荷運転が終了し、その後時刻ｔ５においてエンジンＥＣＵ１０００は、燃焼室を通過した冷却水の上限温度目標値であるしきい値温度をＴ２からＴ１に戻す。
【００７５】
以上説明したように、実施の形態１によれば、燃焼室温度を高温領域に維持しつつ、高負荷運転を行なったときに適切に燃焼室温度の上昇を抑え、高燃費とノッキングの発生防止の両立を図ることができる。
【００７６】
［実施の形態２］
図６は、図２に共通して使用できる他の蓄熱システムの制御ブロック図である。
【００７７】
図６に示すように、この蓄熱システムも、実施の形態１と同様、エンジンＥＣＵ１０００により制御される。図１に示す制御ブロック図と異なる点は、三方弁６１０である。
【００７８】
この三方弁６１０は、実施の形態１において説明した図１の三方弁６００と同じ機能を有するが、その配置される位置が異なる。図１では、三方弁６００はヒータコア５００とヘッド１００との間に設けられ蓄熱タンク３１０の出口につながる通路が接続されていた。これに対し、図６の場合は、蓄熱タンク出口はシリンダブロック１１０に設けられた通路に接続され、三方弁６１０は、ヒータコア５００から機械式ウォータポンプ２００に至る経路上の電動式ウォータポンプ３００への分岐点に配置されている。
【００７９】
このような図６に示す蓄熱システムにおいても、図２に示すフローチャートにより表わされるプログラムをエンジンＥＣＵ１０００により実行することにより、熱損失を少なく抑え、かつエンジンフリクションロスを低下させて燃費を向上させることができる。
【００８０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施の形態に係る制御装置の制御対象である蓄熱システムの制御ブロック図である。
【図２】図１のエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図３】蓄熱システムにおける冷却水の流れを説明するための図である。
【図４】電動式ウォータポンプ３００を駆動せずに冷水排出を行なう場合の冷却水の流れを説明するための図である。
【図５】本発明が適用された蓄熱システムによるエンジン燃焼室の温度変化を説明するための図である。
【図６】図２に共通して使用できる他の蓄熱システムの制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００  ヘッド、１１０  シリンダブロック、１２０  温度センサ、１３０  回転数センサ、１４０  吸気量センサ、２００  機械式ウォータポンプ、３００  電動式ウォータポンプ、３１０  蓄熱タンク、３２０  蓄熱タンク温度センサ、４００  ラジエータ、４１０  ラジエータバイパス通路、４２０  ラジエータ水温センサ、４３０  流量制御弁、５００  ヒータコア、６００  三方弁、６１０  三方弁、Ａ  ポート、Ｂ  ポート、Ｃ  ポート、１０００  エンジンＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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