(57)【要約】【課題】燃焼させる燃料によらずに冷却水の温度を速やかに昇温させる。【解決手段】ＥＣＵは燃料のアルコール濃度、エンジンの回転数、負荷、および冷却水の水温を読込む（ステップＳ１００、Ｓ１０１）。回転数、負荷、および冷却水の水温に基づいて、通常燃料時の冷却水の流量を決定する（ステップＳ１０２）。冷却水温が所定の閾値を下回り、かつ暖房要求があるか否かを判別する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。読込んだアルコール濃度に応じた冷却水流量の補正量を決定する（ステップＳ１０５）。冷却水の温度に応じた補正量の減衰率を決定する（ステップＳ１０６）。決定した補正量と減衰率とに基づいて、冷却水流量の補正を確定する（ステップＳ１０７）。確定した補正量となるように電動Ｗ／Ｐを駆動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に流通させて前記内燃機関の冷却に用いる冷却媒体に蓄積される熱を回収可能な冷却装置であって、
前記内燃機関において燃焼させる燃料の性状を検出する燃料性状検出手段と、
前記冷却媒体の流量を調整する流量調整手段と、
前記燃料の性状に応じて、前記冷却媒体の流量を補正する流量補正手段とを備える
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記温度検出手段に検出された前記冷却媒体の温度が所定の温度未満であるときに、前記流量補正手段が前記冷却媒体の流量を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記流量補正手段が前記冷却媒体の流量を補正した後に、前記冷却媒体の温度が所定の温度を超えるときに、前記流量補正手段による前記冷却媒体の流量の補正を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却媒体の温度と前記所定の温度の差が縮小するにつれて、前記流量補正手段による補正量を減少させることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記流量補正手段は、前記燃料の発熱量に応じて前記冷却媒体の流量の補正を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却装置に関し、特に、冷却媒体の流量の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の水冷式冷却装置において、バイパス冷却水通路に絞り弁を介装することが知られている（特許文献１参照）。特許文献１の水冷式冷却装置において、冷却水が低温時に流通させるバイパス冷却水の流量を絞り弁により減少させ、暖房装置側への冷却水の流量を増加させている。暖房装置側への冷却水の流量を増加させることにより、冷却水が低温時においても暖房装置が十分に暖房能力を発揮することが可能になる。
【特許文献１】特開昭５４−１６３２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、近年、内燃機関の燃料としてアルコール等の多様な燃料を使うことが提案されている。上述のような冷却装置を用いても、用いる燃料によっては暖房能力が不十分になることが問題であった。
【０００４】
本発明は、暖房装置のように内燃機関の排熱を熱源として利用する装置の能力を、内燃機関に用いる燃料によらず、十分に発揮させる冷却装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る冷却装置は、内燃機関に流通させて内燃機関の冷却に用いる冷却媒体に蓄積される熱を回収可能な冷却装置である。冷却装置は、燃料性状検出手段と、流量調整手段と、流量補正手段とを含む。燃料性状検出手段は、内燃機関において燃焼させる燃料の性状を検出する。流量調整手段は、冷却媒体の流量を調整する。流量補正手段は、燃料の性状に応じて冷却媒体の流量を補正する。
【０００６】
第１の発明によると、内燃機関に発生した熱は冷却媒体に蓄熱される。冷却媒体に蓄熱された熱が回収され、目的に応じた熱源として使用することが可能である。流量調整手段により冷却媒体の流量が調整されることにより、冷却媒体の温度が調整される。内燃機関で発生した熱量は、燃焼させる燃料の性状により変動する。そこで、流量補正手段は内燃機関に用いる燃料の性状に応じて冷却媒体の流量の補正を行う。したがって、燃焼させる燃料が変わる場合でも、冷却媒体の流量が補正されるため、回収する熱量を早期に確保することが可能になる。
【０００７】
第２の発明に係る冷却装置は、第１の発明の構成に加えて、冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を更に含む。温度検出手段に検出された冷却媒体の温度が所定の温度未満であるときに、流量補正手段は冷却媒体の流量の補正を行う。
【０００８】
第２の発明によると、冷却媒体の温度が低いときにのみ、冷却媒体流量の補正が行われる。したがって、冷却媒体の温度が低いために回収する熱量が不足するときに補正が行われるので、必要以上の内燃機関の冷却が防止される。
【０００９】
第３の発明に係る冷却装置は、第１の発明の構成に加えて、冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を更に含む。流量補正手段が冷却媒体の流量を補正した後に、冷却媒体の温度が所定の温度を超えるときに、流量補正手段による冷却媒体の流量の補正を停止する。
【００１０】
第３の発明によると、流量の補正により冷却媒体が所定の温度まで昇温するときに、流量の補正が停止される。したがって、冷却媒体の温度が高く回収する熱量が十分な大きさであるときに、補正が停止される。補正の停止により、必要以上の内燃機関の冷却が防止される。
【００１１】
第４の発明に係る冷却装置は、第３の発明の構成に加えて、冷却媒体の温度と所定の温度の差が縮小するにつれて、流量補正手段による補正量を減少させる。
【００１２】
第４の発明によると、冷却媒体の補正により冷却媒体が昇温され、所定の温度に近付くにつれて、補正量が縮小される。冷却媒体の温度が所定の温度に近付くにつれ、回収する熱の不足量も縮小する。そこで、冷却媒体の温度が所定の温度に近付くにつれ補正量を縮小し、必要以上の内燃機関の冷却が防止される。
【００１３】
第５の発明に係る冷却装置は、第１の発明の構成に加えて、流量補正手段は燃料の発熱量に応じて冷却媒体の流量の補正を行う。
【００１４】
第５の発明によると、内燃機関で発生する熱量の大きさに寄与する燃料の発熱量に応じた補正を行うことにより、より適切に冷却媒体の温度の昇温が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内燃機関の排熱を所定の目的の熱源として利用する装置の能力を、内燃機関に用いる燃料によらず、十分に発揮させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した冷却装置の構成図である。
【００１７】
冷却装置２０は、例えば車両に搭載され、車両を駆動するためのエンジン１０の冷却に用いられる。冷却装置２０は、第１〜第３の媒体通路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、ラジエータ２２、電動ウォーターポンプ（Ｗ／Ｐ）２３、サーモスタット２４、ヒーターコア２５、およびＥＣＵ２６等を含んで構成される。
【００１８】
エンジン１０の流出口とラジエータ２２の流入口とが、第１の媒体通路２１ａを介して接続される。また、エンジン１０の流入口とラジエータ２２の流出口とが、第１の媒体通路２１ａを介して接続される。電動Ｗ／Ｐ２３は、ラジエータ２２の流出口とエンジン１０の流入口との間に設けられる。
【００１９】
第１の媒体通路２１ａには、冷却水が流通する。電動Ｗ／Ｐ２３により、冷却水がエンジン１０に供給される。エンジン１０に供給された冷却水は、エンジン１０の下方から上方に流れるように、シリンダブロック１１からシリンダヘッド１２を流通する。エンジン１０において発生した熱が冷却水に回収され、エンジン１０の冷却が行なわれる。エンジン１０から流出する冷却水は、ラジエータ２２に流入する。冷却水は、ラジエータ２２により大気と熱交換され、冷却される。なお、本実施形態において冷却水が、エンジンの冷却媒体として用いられるが、冷却水に限定されない。熱交換に用いるいかなる冷却媒体も使用可能である。
【００２０】
ラジエータ２２の流入口側と流出口側における第１の媒体通路２１ａに、第２の媒体通路２１ｂが接続される。ラジエータ２２の流出口側の第１の媒体通路２１ａ側の第２の媒体通路２１ｂの端部には、サーモスタット２４が設けられる。
【００２１】
エンジン１０の始動時において、冷却水の温度が所定の温度範囲に昇温するまで、エンジン１０の暖機運転が行なわれる。エンジン１０の暖機運転時にはサーモスタット２４が閉じて、エンジン１０から流出する冷却水はラジエータ２２をバイパスして第２の媒体通路２１ｂを流通する。ラジエータ２２をバイパスすることにより、冷却水は急速に昇温する。冷却水の温度が所定の温度範囲に入るときに、サーモスタット２４が開いて、冷却水がラジエータ２２に流入する。
【００２２】
また、ラジエータ２２の流入口側の第１の媒体通路２１ａには、第３の媒体通路２１ｃの一方の端部が接続される。また、第３の媒体通路２１ｃの他方の端部は、第１の媒体通路２１ａのサーモスタット２４と電動Ｗ／Ｐ２３の間において、第１の媒体通路２１ａに接続される。第３の媒体通路２１ｃには、ヒーターコア２５が設けられる。ヒーターコア２５は熱交換器であって、エンジン１０から流出した冷却水と車両の室内の空気とを熱交換させ、車両の室内の暖房が行なわれる。
【００２３】
エンジン１０には、エンジン１０の回転数を計測する回転数センサ３０が設けられる。アクセル３１には、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ（図示せず）が設けられる。なお、アクセルの開度はエンジン１０の負荷として検出されるが、エンジン１０の負荷を推定するための他のいかなる変数、例えば吸入空気量や燃料噴射量を負荷とみなして検出してもよい。また、シリンダヘッド１２には冷却水の水温を計測する温度センサ３２が設けられる。
【００２４】
それぞれのセンサにより検出されるエンジンの回転数、アクセルの開度、および冷却水の水温が、ＥＣＵ２６に取得される。ＥＣＵ２６は、エンジンの回転数、エンジンの負荷、冷却水の温度などに対する冷却水の流量の対応マップデータに基づいて、取得した情報に対して適切な流量を求める。冷却水の流量が求めた流量となるように、ＥＣＵ２６は電動Ｗ／Ｐ２３を駆動する。
【００２５】
なお、エンジン１０の燃料を貯蔵する燃料タンク１３には、アルコール濃度センサ３３が設けられる。アルコール濃度センサ３３により、燃料タンク１３に貯蔵された燃料のアルコール濃度が検出される。燃料のアルコール濃度データも、ＥＣＵ２６に送られる。ＥＣＵ２６は、対応マップデータに基づいて求めた冷却水の流量を、燃料のアルコール濃度に基づいて補正する。
【００２６】
例えば、図２に示すように、燃料におけるアルコール濃度が高くなるにつれて、冷却水流量の補正量が大きくなるように、ＥＣＵ２６は電動Ｗ／Ｐ２３を駆動する。なお、冷却水の流量の補正は、冷却水の水温が所定の閾値以下のときに行なわれる。
【００２７】
補正により冷却水の流量を増やすと、冷却水の昇温が早められる。冷却水の水温が所定の閾値に近付くにつれ、補正量は減衰される。例えば、ＥＣＵ２６が求めた流量の補正量に対して、図３に示すように冷却水の水温に応じた減衰率が乗ぜられる。
【００２８】
次に、図４のフローチャートを用いて、本実施形態にかかる冷却装置２０において、ＥＣＵ２６が実行する冷却装置２０の駆動制御について説明する。
【００２９】
ステップＳ１００において、ＥＣＵ２６は燃料のアルコール濃度データを取得する。次のステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６はエンジンの回転数データ、負荷データ、および水温データを取得する。
【００３０】
各データの取得後、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、通常の燃料、すなわちエンジン１０の燃料がガソリンであるときの冷却水の流量を、ステップＳ１０１において取得した各データに基づいて決定する。
【００３１】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２において検出した冷却水の水温が、所定の閾値を下回るか否かを判別する。水温が所定の閾値を下回るときは、ステップＳ１０４に進む。水温が所定の閾値を超えるときは、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０７をスキップして、ステップＳ１０８に進む。
【００３２】
ステップＳ１０４では、暖房要求があるか否かを判別する。暖房要求は、運転者による暖房スイッチの切替により判別してもよいし、自動空調装置（図示せず）により、車内の温度と設定温度とに基づいて、暖房要求の発生を判別してもよい。暖房要求があるときには、ステップＳ１０５に進む。一方、暖房要求が無いときには、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７をスキップして、ステップＳ１０８に進む。
【００３３】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１００で検出したアルコール濃度に応じた冷却水流量の補正量を、対応マップを用いて決定する。補正量を求めると、ステップＳ１０６に進み、冷却水の水温に応じた補正量に乗じる減衰率を、対応マップを用いて決定する。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６において決定した補正量と減衰率を乗じることにより決定した冷却水流量の補正量を用いて、冷却水流量の補正を行う。
【００３４】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０２またはステップＳ１０７において求めた冷却水流量となるように、電動Ｗ／Ｐ２３の駆動を制御する。
【００３５】
以上のような構成の冷却装置２０によれば、燃料にアルコール混合燃料を用いた場合において、始動時に暖房要求があるときは、燃料中のアルコール濃度に応じて冷却水の流量が補正される。したがって、発熱量がガソリンより低いため暖機運転時に冷却水の昇温に時間がかかるアルコール燃料を用いても、冷却水の昇温が早められる。その結果、暖機運転時においても、より大きな暖房能力を発揮することが可能になる。
【００３６】
なお、本実施形態では、燃料中のアルコール濃度に応じて冷却水流量の補正量を変える構成であるが、燃料の発熱量が小さくなるにつれて補正量を増加させる構成であってもよい。燃料の発熱量を直接測定することにより、より精密な暖房制御が可能である。しかし、本実施形態のように、アルコールとガソリンの理論的な発熱量からアルコールの濃度に対応する混合燃料の発熱量の対応関係を予め計測し、アルコール濃度に応じて補正量を変えることにより、簡易的に流量の補正を行うことが可能である。また、冷却水への熱交換に影響を与えるいかなる燃料性状を用いて、冷却水流量の補正量を求めてもよい。
【００３７】
また、本実施形態において、所定の閾値と冷却水の水温との差に応じて補正量を減衰させる構成であるが、減衰させなくてもよい。減衰させなくても始動後早急に冷却水を昇温し、十分な暖房能力を発揮させることが可能だからである。ただし、本実施形態のように補正量を減衰させることにより、早期にエンジン１０の温度を上昇させ燃焼を安定させることが可能になる。
【００３８】
また、本実施形態において、冷却水温が所定の閾値を下回るときに冷却水流量の補正を行う構成であるが、冷却水温と所定の閾値を比べること無く流量の補正を行っても、十分な暖房性能を発揮させることが可能である。ただし、冷却水温が一定の温度を超えれば十分な暖房は可能である一方で、対応マップにより定められる理想的な流量との乖離により燃費の悪化につながる。したがって、本実施形態のように冷却水温が所定の閾値を超えるときには、流量の補正を行わないことが好ましい。
【００３９】
また、本実施形態において、ＥＣＵ２６が電動Ｗ／Ｐ２３を制御することにより流量が調整される構成であるが、他のいかなる流量調整手段によって調整してもよい。例えば、エンジン１０の流入口に絞り弁を設け、絞り弁の開度を調整することにより、流量の調整を行ってもよい。
【００４０】
また、本実施形態において、ヒーターコア２５により冷却水から回収された熱は車両の暖房に用いる構成であるが、回収された熱は他のいかなる用途に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態を適用した冷却装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】アルコール濃度に対する冷却水量の補正量を示す図である。
【図３】冷却水温に対する補正量の減衰率を示す図である。
【図４】ＥＣＵが行なうプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  エンジン
１１  シリンダブロック
１２  シリンダヘッド
１３  燃料タンク
２０  冷却装置
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  第１、第２、第３の媒体通路
２３  電動ウォーターポンプ（Ｗ／Ｐ）
２５  ヒーターコア
２６  ＥＣＵ
３２  温度センサ
３３  アルコール濃度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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