(57)【要約】【課題】  エンジンの燃焼室温を適切な温度に維持し、エネルギ損失が低減された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、ラジエータ４００から送出される冷却水によるエンジンの冷却が不要であることを示す条件の１つであるフューエルカット開始条件が満たされる場合には、冷却されたラジエータ４００内の冷却水を蓄熱タンク３１０に貯蔵するように循環経路網に対して経路を選択するように指示する。エンジンの高負荷が検出されたときに蓄熱タンク内の冷水を使用しエンジン燃焼室を急冷するので、高燃費を目的として燃焼室を高温に維持していた場合でも、ノッキングの発生を防止することができる。併せて、走行中にも蓄熱タンク３１０に可能な限りで冷水を取込むので、再度の冷却が可能となりノッキングの発生を繰り返し防止することが可能となる。【選択図】        図１
2006220086.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、
内燃機関と、
内燃機関から送出される前記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１の経路と、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、前記放熱部において冷却された前記液媒体を前記内燃機関に送出する第２の経路と、前記貯蔵部に貯蔵された前記液媒体を前記放熱部に送出し、前記放熱部の流路中の前記液媒体を前記貯蔵部に収容する第３の経路とが切換可能に構成され、
前記制御装置は、
前記放熱部から送出される前記液媒体による前記内燃機関の冷却が不要であることを示す所定の条件が満たされる場合には、冷却された前記放熱部内の前記液媒体を前記貯蔵部に貯蔵するように前記循環経路網に対して前記第３の経路を選択す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】
前記車両は、
前記車両の状態が前記所定の条件を満足すると、前記内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカットシステムをさらに備える、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両は、前記貯蔵部に貯蔵された前記液媒体を流動させる第１のポンプをさらに備え、
前記貯蔵部と前記第１のポンプは、前記循環経路網において第１、第２の分岐点の間に直列的に接続され、
前記放熱部は、前記循環経路網において第１、第２の分岐点の間に前記貯蔵部および前記第１のポンプと並列接続され、
前記第１、第２の分岐点は、前記内燃機関の第１、第２の流路口にそれぞれ接続され、
前記循環経路網は、前記第１の分岐点に配置され、前記放熱部と前記内燃機関とを連通させる第１のモード、前記放熱部と前記貯蔵部とを連通させる第２のモードが選択可能に構成される切換弁を含み、
前記制御部は、
前記所定の条件が満たされる場合には、前記切換弁に前記第２のモードを選択させ、前記第１のポンプを駆動させる、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記貯蔵部内の前記液媒体の所定量の入換えが終了すると前記第１のポンプを停止させる、請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両は、前記内燃機関の回転に連動して動作し前記内燃機関の流路内の前記液媒体を流動させる第２のポンプをさらに備え、
前記循環経路網は、前記所定の条件が満たされて、前記切換弁が前記第２のモードを選択し、前記第１のポンプによって前記第３の経路内で前記液媒体の循環が行なわれているときに、前記第３の経路とは独立して前記第２のポンプによって前記内燃機関の流路内の前記液媒体を循環させることが可能な第４の経路を形成するように構成される、請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記内燃機関の流路を流れる前記液媒体の温度を検知する第１の検知部と、
前記貯蔵部における液媒体の温度を検知する第２の検知部とをさらに含み、
前記制御部は、前記第１、第２の検知部の出力を受けて前記放熱部からの液媒体を導入すると前記貯蔵部内の液媒体の温度が現時点よりも低くなると判断したときに、前記放熱部内の前記液媒体を前記貯蔵部に貯蔵するように前記循環経路網を制御する、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記内燃機関の停止後に前記循環経路網に対して前記第１の経路を選択させて温水を前記貯蔵部に収容させる、請求項１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、冷却水温度を高温に維持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】
さらに、蓄熱装置をノッキング防止に利用するにはエンジンの高負荷時にエンジン冷却を行なえるように走行中は可能な限り冷却された熱媒体を蓄熱装置に貯蔵しておくことが望ましい。
【００１０】
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し、エネルギ損失が低減された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】
【００１１】
この発明は、要約すると、車両の制御装置であって、車両は、内燃機関と、内燃機関から送出さ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、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１の経路と、内燃機関の流路中の液媒体を放熱部に送出し、放熱部において冷却された液媒体を内燃機関に送出する第２の経路と、貯蔵部に貯蔵された液媒体を放熱部に送出し、放熱部の流路中の液媒体を貯蔵部に収容する第３の経路とが切換可能に構成される。制御装置は、放熱部から送出される液媒体による内燃機関の冷却が不要であることを示す所定の条件が満たされる場合には、冷却された放熱部内の液媒体を貯蔵部に貯蔵するように循環経路網に対して第３の経路を選択するように指示する制御部を含む。
【００１２】
好ましくは、車両は、車両の状態が所定の条件を満足すると、内燃機関への燃料供給を停止するフューエルカットシステムをさらに備える。
【００１３】
好ましくは、車両は、貯蔵部に貯蔵された液媒体を流動させる第１のポンプをさらに備える。貯蔵部と第１のポンプは、循環経路網において第１、第２の分岐点の間に直列的に接続される。放熱部は、循環経路網において第１、第２の分岐点の間に貯蔵部および第１のポンプと並列接続される。第１、第２の分岐点は、内燃機関の第１、第２の流路口にそれぞれ接続される。循環経路網は、第１の分岐点に配置され、放熱部と内燃機関とを連通させる第１のモード、放熱部と貯蔵部とを連通させる第２のモードが選択可能に構成される切換弁を含む。制御部は、所定の条件が満たされる場合には、切換弁に第２のモードを選択させ、第１のポンプを駆動させる。
【００１４】
より好ましくは、制御部は、貯蔵部内の液媒体の所定量の入換えが終了すると第１のポンプを停止させる。
【００１５】
より好ましくは、車両は、内燃機関の回転に連動して動作し内燃機関の流路内の液媒体を流動させる第２のポンプをさらに備える。循環経路網は、所定の条件が満たされて、切換弁が第２のモードを選択し、第１のポンプによって第３の経路内で液媒体の循環が行なわれているときに、第３の経路とは独立して第２のポンプによって内燃機関の流路内の液媒体を循環させることが可能な第４の経路を形成するように構成される。
【００１６】
好ましくは、制御装置は、内燃機関の流路を流れる液媒体の温度を検知する第１の検知部と、貯蔵部における液媒体の温度を検知する第２の検知部とをさらに含み、制御部は、第１、第２の検知部の出力を受けて放熱部からの液媒体を導入すると貯蔵部内の液媒体の温度が現時点よりも低くなると判断したときに、放熱部内の液媒体を貯蔵部に貯蔵するように循環経路網を制御する。
【００１７】
好ましくは、制御部は、内燃機関の停止後に循環経路網に対して第１の経路を選択させて温水を貯蔵部に収容させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エンジンの高負荷が検出されたときに蓄熱タンク内の冷水を使用し内燃機関の燃焼室を急冷するので、高燃費を目的として燃焼室を高温に維持していた場合でも、ノッキングの発生を防止することができる。併せて、走行中にも蓄熱タンクに可能な限りで冷水を取込むので、再度の冷却が可能となりノッキングの発生を繰り返し防止することが可能となる。
【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】
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を搭載する車両の制御ブロック図である。
【００２１】
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に示す車両は、シリンダヘッド１００とシリンダブロックとを含むエンジンと、エンジンから送出される冷却水の放熱を行なうラジエータ４００と、冷却水の一部を保温貯蔵するための蓄熱タンク３１０と、エンジン、ラジエータ４００および蓄熱タンク３１０との間で冷却水を循環させる循環経路網とを含む。
【００２３】
循環経路網は、第１〜第３の経路が切換可能に構成される。
【００２４】
第１の経路は、後に図４で説明する経路Ｐ１に相当し、蓄熱タンク３１０に貯蔵された冷却水をエンジンに送出し、エンジンの流路中の冷却水を蓄熱タンク３１０に収容する経路である。
【００２５】
第２の経路は、後に図４で説明する経路Ｐ２に相当し、エンジンの流路中の冷却水をラジエータ４００に送出し、ラジエータ４００において冷却された冷却水をエンジンに送出する経路である。
【００２６】
第３の経路は、後に図７で説明する経路Ｐ３に相当し、蓄熱タンク３１０に貯蔵された冷却水をラジエータ４００に送出し、ラジエータ４００の流路中の冷却水を蓄熱タンク３１０に収容する経路である。
【００２７】
エンジンＥＣＵ１０００は、ラジエータ４００から送出される冷却水によるエンジンの冷却が不要であることを示す所定の条件が満たされる場合には、冷却されたラジエータ４００内の冷却水を蓄熱タンク３１０に貯蔵するように循環経路網に対して第３の経路を選択するように指示する。本発明が適用される車両は、エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカットシステムを搭載しており、たとえば所定の条件は、フューエルカット開始条件とすることができる。
【００２８】
フューエルカット制御は、燃費を向上させるために減速中に燃料の供給を停止する制御であって、走行性能や乗心地を損なわない範囲でエンジンに対する燃料の供給を可及的に少なくして燃費を向上させる制御である。具体的には、走行中にスロットルバルブが閉じられてエンジン回転数がフューエルカット回転数以上であると燃料の供給を停止する。またエンジン回転数が低下してその範囲の下限を規定している復帰回転数に達すると燃料の供給を再開する。なお、この復帰回転数はエンジンストールを生じさせず、またエンジンの安定した回転を維持する回転数に設定されている。なお、このフューエルカット制御中に、運転者によりアクセルペダルが踏まれると、フューエルカット制御は強制的に中断されて燃料がインジェクタから噴射されて、通常の運転状態に戻る。
【００２９】
フューエルカット制御中は、燃焼室内での燃焼が行なわれないのでエンジンでの発熱量が少なく、冷却水をラジエータに循環させてエンジンを強力に冷却する必要がない。したがって、フューエルカット制御中は、蓄熱タンク３１０に冷水を取込むよい機会である。
【００３０】
この車両は、蓄熱タンク３１０に貯蔵された冷却水を流動させる電動式ウォータポンプ３００と、エンジンの回転に連動して動作しエンジンの流路内の冷却水を流動させる機械式ウォータポンプ２００とをさらに含む。
【００３１】
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。
【００３２】
蓄熱タンク３１０と電動式ウォータポンプ３００は、循環経路網において第１、第２の分岐点の間に直列的に接続される。ラジエータ４００は、循環経路網において第１、第２の分岐点の間に蓄熱タンク３１０および電動式ウォータポンプ３００と並列接続される。そして第１の分岐点は、シリンダブロック１１０に機械式ウォータポンプ２００を介して接続される。また第２の分岐点は、エンジンのヘッド１００に接続される。
【００３３】
循環経路網は、第１の分岐点に配置され、ラジエータ４００とエンジンとを連通させる第１のモード、ラジエータ４００と蓄熱タンク３１０とを連通させる第２のモードが選択可能に構成される三方弁６００を含む。
【００３４】
より詳細には、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。
【００３５】
エンジンＥＣＵ１０００は、所定の条件が満たされる場合には、三方弁６００に第２のモードを選択させポートＡとポートＣとを連通状態として、電動式ウォータポンプ３００を駆動させる。
【００３６】
そして、エンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱タンク３１０内の所定量の冷却水の入換えが終了すると電動式ウォータポンプ３００を停止させる。
【００３７】
また、循環経路網は、所定の条件が満たされて、三方弁６００が第２のモードを選択し、電動式ウォータポンプ３００によって第３の経路内で冷却水の循環が行なわれているときに、第３の経路とは独立して機械式ウォータポンプ２００によってエンジンの流路内の冷却水を循環させることが可能な第４の経路を形成するように構成される。この第４の経路は後に図７で説明する経路Ｐ４に相当し、その経路上にはヒータバルブ６１０が設けられる。
【００３８】
エンジンＥＣＵ１０００に接続される温度センサとして、エンジンの流路を流れる冷却水の温度Ｔｈを検知するエンジン冷却水温度センサ１２０と、蓄熱タンク３１０における冷却水の温度Ｔｔを検知する蓄熱タンク温度センサ３２０とが設けられる。
【００３９】
エンジンＥＣＵ１０００は、温度Ｔｈ，Ｔｔを取得しラジエータ４００からの冷却水を導入すると蓄熱タンク３１０内の冷却水の温度が現時点よりも低くなると判断したときに、ラジエータ４００内の冷却水を蓄熱タンク３１０に貯蔵するように循環経路網を制御する。
【００４０】
そして、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジンの停止後に循環経路網に対して第１の経路を選択させてエンジンの余熱で暖められた温水を蓄熱タンク３１０に収容させる。
【００４１】
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を説明するための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毎に呼出されて実行される。
【００４２】
図１、図２を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ１００において始動時のヘッド予熱処理が行なわれる。ステップＳ１００では実行時がエンジンの始動時であればヘッド１００を予熱する処理が行なわれる。
【００４３】
続いてステップＳ２００において高負荷時のヘッド冷却処理が行なわれる。この処理の実行時においてエンジンの高負荷状態が検出された場合には、蓄熱タンク３１０の内部に貯蔵された冷水を用いてヘッド１００を冷却する処理が行なわれる。
【００４４】
続いてステップＳ３００において冷水取込処理が行なわれる。この処理の実行時においてタンク内の冷却水を入れ替えることにより蓄熱タンク３１０に貯蔵されている冷却水の温度をさらに低下させることが可能であると判断された場合には、蓄熱タンク３１０に冷却水が取込まれる。
【００４５】
続くステップＳ４００においては温水取込処理が行なわれる。ステップＳ４００では、エンジンが停止しかつ所定の時間が経過して予熱により冷却水の温度が十分に上昇したと判断された場合には蓄熱タンク３１０にヘッド１００およびシリンダブロック１１０の余熱で暖められた冷却水が取込まれる。
【００４６】
ステップＳ４００の処理が終了すると、ステップＳ５００に進みメインルーチンに制御が移される。
【００４７】
図３は、図２におけるステップＳ１００の詳細な処理を説明するためのフローチャートである。
【００４８】
図１、図３を参照して、ステップＳ１００の処理が開始されると、まずステップＳ１０１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。
【００４９】
ステップＳ１０１において始動時であると判断された場合にはステップＳ１０２に処理が進み、一方で、始動時ではないと判断された場合にはステップＳ１０６に処理が進んで図２のフローチャートに制御が戻される。
【００５０】
ステップＳ１０２〜Ｓ１０５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が行なわれる。
【００５１】
まずステップＳ１０２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。続いてステップＳ１０３においてエンジンＥＣＵ１０００はヒータバルブ６１０を閉じるように制御信号を送信する。
【００５２】
続いてステップＳ１０４においてエンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動させエンジンを予熱し冷水を蓄熱タンク３１０に取込む。
【００５３】
図４は、図３のステップＳ１０４における冷却水の流動経路を説明するための図である。
【００５４】
図３のステップＳ１０２，Ｓ１０３の操作によって図４における経路Ｐ１に示すように冷却水が流動する経路が形成される。これにより蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた温水は三方弁６００および停止中の機械式ウォータポンプ２００を経由してシリンダブロック１１０のウォータ／ジャケットスペースに流入しさらにヘッド１００に到達しエンジンの燃焼室を予熱する。
【００５５】
このときシリンダブロック１１０およびヘッド１００の流路内の冷水は、蓄熱タンク３１０からの温水によってヘッド１００から押出され、電動式ウォータポンプ３００を経由して蓄熱タンク３１０に貯蔵される。貯蔵された冷水は、後に説明するようにエンジンが高負荷となったときにエンジンに注入されて燃焼室を冷却するのに用いられる。
【００５６】
ステップＳ１０４において蓄熱タンク内の温水が排出されてヘッド１００が予熱されると、ステップＳ１０５に進み電動式ウォータポンプ３００が停止される。この段階において蓄熱タンク３１０には、エンジン始動前においてヘッド１００およびシリンダブロック１１０の流路内で自然放熱によって冷却されていた冷却水が貯蔵されている。
【００５７】
ステップＳ１０５が終了するとステップＳ１０６に進み、図２のフローチャートに制御が移される。
【００５８】
図５は、図２におけるステップＳ２００の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
図４、図５を参照して、まずステップＳ２００の処理が開始されると、ステップＳ２０１に進み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。たとえば、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とき、回転数センサ１３０によって検知されたエンジン回転数ＮＥが所定回転以上となったとき、および図示しない吸気量センサの出力によって吸気量が急に増加したことを検知したとき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。
【００６０】
ステップＳ２０１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Ｓ２０６に進み制御が図２のフローチャートに戻される。
【００６１】
一方、ステップＳ２０１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ステップＳ２０２に処理が進む。ステップＳ２０２〜Ｓ２０５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が行なわれる。
【００６２】
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、または後に詳細を説明するステップＳ３００の冷水取込処理で回収され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。
【００６３】
まずステップＳ２０２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。続いてステップＳ２０３においてエンジンＥＣＵ１０００は、ヒータバルブ６１０を閉じた状態にするように制御信号を送信する。そしてエンジンＥＣＵ１０００は、ステップＳ２０４において電動式ウォータポンプ３００を駆動させてエンジンを冷却する。
【００６４】
ステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理が実行される前の通常走行状態においては、三方弁はポートＣとポートＢとが連通状態となるように制御されており、図４の経路Ｐ２で示すように冷却水の循環が行なわれている。このとき電動式ウォータポンプ３００は停止状態にあり蓄熱タンク３１０には冷水が貯蔵された状態が維持されている。
【００６５】
経路Ｐ２では、エンジンの回転に連動している機械式ウォータポンプ２００によって冷却水の循環が行なわれており、ヘッド１００で加熱された冷却水はラジエータ４００で適温に冷却されて、ヘッド１００の温度が良好な燃費となる温度に維持されている。
【００６６】
これに対しエンジンが急に高負荷状態になると、ラジエータ４００による冷却能力をたとえばラジエータファンの回転数を増大させる等によって増加させる必要があるが、平衡状態に達するにはしばらく時間がかかるので、ヘッド１００の温度が最適範囲よりも上昇する。また、高負荷時には、ノッキングが発生する燃焼室の臨界温度は通常負荷時よりも低くなる傾向がある。したがって、エンジンが急に高負荷となるとノッキングが発生しやすくなってしまう。
【００６７】
これを避けるため蓄熱タンク３１０内に予め貯蔵されている冷水を電動式ウォータポンプ３００によって経路Ｐ１に示すようにヘッド１００に送り込めばヘッド１００の温度上昇を防止することができる。
【００６８】
図５のステップＳ２０４においてエンジンの冷却が行なわれると、ステップＳ２０５に進み電動式ウォータポンプ３００が停止されそしてステップＳ２０６に進み制御が図２のフローチャートに戻る。
【００６９】
図６は、図２のステップＳ３００の処理を詳細に説明するためのフローチャートである。
【００７０】
図７は、ステップＳ３００における冷却水の流れを説明するための図である。
【００７１】
図６、図７を参照して、ステップＳ３００の冷水取込処理が開始されると、まずステップＳ３０１においてエンジンＥＣＵ１０００は、フューエルカット開始条件が成立しているか否かを判断する。
【００７２】
たとえば、アクセルペダルが踏まれておらず、エンジン回転数ＮＥが予め定められたフューエルカット復帰回転数よりも高い場合には、フューエルカット開始条件が成立したと判断される。このような条件は、一般的に減速中において走行性能や乗り心地を損なわない範囲で燃費を向上させるために燃料の供給を停止するような場合に成立する。
【００７３】
ステップＳ３０１においてフューエルカット開始条件が成立した場合にはステップＳ３０２に進み条件が成立しない場合にはステップＳ３０８に進む。
【００７４】
ステップＳ３０２においてエンジンＥＣＵ１０００は、エンジンの図示しない燃料供給部にフューエルカット指令を行なう。
【００７５】
これによりエンジンには燃料が供給されなくなるので、エンジンでの発熱は殆どなくなり図４の経路Ｐ２で冷却水が循環するとラジエータ４００によって冷却水の温度が次第に冷却されていく。
【００７６】
ステップＳ３０２の処理が終了すると続いてステップＳ３０３の処理が行なわれる。
【００７７】
ステップＳ３０３ではラジエータ水温Ｔｒがタンク水温Ｔｔ−αよりも小さいか否かが判断される。ここで、αは、蓄熱タンク内の冷却水を入れ替えることにより有効な温度低下がタンク内水温に生じることを基準に決められる値である。たとえば、実験的にαを定めることができる。
【００７８】
Ｔｒ＜Ｔｔ−αが成立した場合にはステップＳ３０４に進み、一方、成立しない場合はステップＳ３１１に進んで制御は図２のフローチャートに戻される。
【００７９】
ステップＳ３０４では、三方弁６００に対してポートＡとポートＣとを連通状態にするように、エンジンＥＣＵ１０００は制御信号を送信する。続いてステップＳ３０５においてエンジンＥＣＵ１０００は、ヒータバルブ６１０に対して開通状態となるように制御信号を送信する。
【００８０】
続いてステップＳ３０６においてエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を駆動させラジエータ４００から所定量の冷水をタンクに取込む。
【００８１】
このとき図７の経路Ｐ３で示すように、蓄熱タンク３１０からは現在貯蔵されていた冷却水が電動式ウォータポンプ３００によって押出され、三方弁６００を経由してラジエータ４００内の冷水がこれに代わって蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００８２】
この動作が行なわれているときには、ヒータバルブ６１０が開通状態に制御され経路Ｐ４で示すように経路Ｐ３とは独立した冷却水の循環経路が形成される。経路Ｐ４における冷却水の流動は、エンジンに連動して動作する機械式ウォータポンプ２００によって行なわれる。
【００８３】
ステップＳ３０６の処理が終了するとステップＳ３０７に進みエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を停止させる。これにより蓄熱タンク３１０には冷水が貯蔵された状態が維持される。
【００８４】
次にステップＳ３０１においてフューエルカット開始条件が成立していなかった場合について説明する。
【００８５】
このときまずステップＳ３０８において、フューエルカット復帰条件が成立するか否かが判断される。たとえば、アクセルペダルが踏まれたり、エンジン回転数ＮＥが予め定められたフューエルカット復帰回転数よりも低くなったりすると、フューエルカット復帰条件が成立したと判断される。
【００８６】
フューエルカット復帰条件が成立した場合にはステップＳ３０９に処理が進み、フューエルカット復帰条件が成立していなかった場合にはステップＳ３１１に処理が進み制御は図２のフローチャートに移される。
【００８７】
ステップＳ３０９においては、三方弁６００に対してポートＣとポートＢとを連通状態にするように、エンジンＥＣＵ１０００は制御信号を送信する。これにより図４の経路Ｐ２で示された循環が成立するようになる。そしてステップＳ３１０においてエンジンＥＣＵ１０００はフューエルカットから復帰する指令を図示しない燃料供給部に出力する。そして処理はステップＳ３１１に進み制御は図２のフローチャートに戻る。
【００８８】
このようにすることで、たとえば蓄熱タンク３１０に貯蔵していた冷却水の温度が十分低くないような場合には、ラジエータ４００でこの温度よりも低い温度に冷却水が冷却されたときに蓄熱タンク３１０に冷却水が取込まれる。
【００８９】
たとえば、一度高負荷状態が検出されてヘッド１００の冷却に蓄熱タンク中の冷却水が使用されてしまった後などに、ステップＳ３０６の冷却水の入れ替えが再度行なわれる。すると再び高負荷状態が検出された場合にヘッド１００を蓄熱タンク３１０中の冷水によって再び冷やすことが可能となる。
【００９０】
図８は、図２のステップＳ４００の処理を詳細に説明するためのフローチャートである。
【００９１】
図４、図８を参照して、ステップＳ４００の温水取込み処理ではまずステップＳ４０１においてエンジンが停止しているか否かが判断される。エンジンの停止はたとえば回転数センサ１３０から送信される回転数ＮＥによって判断される。ステップＳ４０１においてエンジンが停止していると判断された場合にはステップＳ４０２に進み、一方、エンジンが停止していないと判断された場合にはステップＳ４０７に進んで制御が図２のフローチャートに戻される。
【００９２】
エンジンが停止するとエンジンに連動して動いていた機械式ウォータポンプ２００も同時に停止する。一定時間走行した後であれば、冷却水の循環が停止することによりヘッド１００およびシリンダブロック１１０の流路内の冷却水は、エンジンの余熱によって温められエンジン稼動中よりも高い温度となる。
【００９３】
ステップＳ４０２においてはヘッド部水温Ｔｈがタンク水温Ｔｔ＋βよりも高いか否かが判断される。βは、蓄熱タンク３１０中の冷却水を入れ替えると有効な温度上昇が蓄熱タンク３１０の貯蔵する冷却水に生じることを基準に定められる値である。たとえばβは、実験的に定めることができる。
【００９４】
Ｔｈ＞Ｔｔ＋βが成立した場合にはステップＳ４０３に処理が進み、成立しない場合にはステップＳ４０７に処理が進んで制御は図２のフローチャートに戻される。
【００９５】
ステップＳ４０３では、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。続いてステップＳ４０４においてエンジンＥＣＵ１０００はヒータバルブ６１０に対して閉鎖状態となるように制御信号を送信する。そしてステップＳ４０５においてエンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動させてヘッド１００の予熱で暖められた所定量の温水を蓄熱タンク３１０に取込む。このときは図４の経路Ｐ１で示すように冷却水が流れる。
【００９６】
所定量の温水の蓄熱タンク３１０への取込みが終了するとステップＳ４０６に進みエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を停止させそしてステップＳ４０７に処理が進み制御は図２のフローチャートに戻される。
【００９７】
以上説明したように、本実施の形態ではエンジンの高負荷が検出されたときに蓄熱タンク内の冷水を使用しエンジン燃焼室を急冷するので、高燃費を目的として燃焼室を高温に維持していた場合でも、ノッキングの発生を防止することができる。併せて、走行中にも蓄熱タンク３１０に可能な限りで冷水を取込むので、再度の冷却が可能となりノッキングの発生を繰り返し防止することが可能となる。
【００９８】
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】
【００９９】
【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を搭載する車両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を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２におけるステップＳ１００の詳細な処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１０４における冷却水の流動経路を説明するための図である。
【図５】図２におけるステップＳ２００の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２のステップＳ３００の処理を詳細に説明するためのフローチャートである。
【図７】ステップＳ３００における冷却水の流れを説明するための図である。
【図８】図２のステップＳ４００の処理を詳細に説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
Ｐ１〜Ｐ４  経路、１００  シリンダヘッド、１１０  シリンダブロック、１２０  エンジン冷却水温度センサ、１３０  回転数センサ、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、６００  三方弁、６１０  ヒータバルブ、Ａ〜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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【図７】
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【図８】
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