(57)【要約】【課題】燃料消費の増大なく暖機の促進やヒータ性能の増大が図れると共に既設の発電機を活用してコストダウンが図れる車両用内燃機関の暖機促進装置を提供する。【解決手段】車両のエンジン本体１内を流れるエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１２と、上記車両が減速状態にあることを検出するための各種走行条件信号と、上記エンジン冷却水を加熱可能に設けられた電気加熱ヒータ１１と、上記水温センサ１２が検出するエンジン冷却水の温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときにオルタネータ８による発電の余剰電力を上記電気加熱ヒータ１１に通電する電子制御ユニット１０と、を備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷却水の温度を検出する水温検出手段と、
上記内燃機関を搭載した車両が減速状態にあることを検出する減速状態検出手段と、
上記冷却水を加熱可能に設けられた電気加熱ヒータと、
上記水温検出手段が検出する温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときに車載発電機による発電の余剰電力を上記電気加熱ヒータに通電する制御装置と、
を備えたことを特徴とする車両用内燃機関の暖機促進装置。
【請求項２】
上記制御装置は、上記水温検出手段が検出する温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときは上記発電機による発電量を大きく設定するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用内燃機関の暖機促進装置。
【請求項３】
上記電気加熱ヒータは、ヒータコアの直上流に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用内燃機関の暖機促進装置。
【請求項４】
上記電気加熱ヒータは、上記内燃機関のウォータポンプの直上流に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用内燃機関の暖機促進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等車両の内燃機関の暖機を効果的に促進するようにした車両用内燃機関の暖機促進装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
自動車の内燃機関（エンジン）部分は熱容量が大きく始動直後の冷態時は、エンジン本体や冷却水，潤滑油の昇温にも燃料が使われている。自動車ユーザの約半分における１走行距離は５ｋｍ以内であり、実用燃費に暖機過程が占める割合は大きい。暖機中は燃料の暖機増量やアイドルアップが行われていることが暖機中の燃費を特に悪化させている要因にもなっている。また、冬季や寒冷地において暖機中はヒータの利きが悪く空調の点からも暖機促進が望まれている。
【０００３】
そこで、従来では特許文献１で、冷却水温度が低い場合に電熱ヒータで冷却水を加熱して暖機を促進する技術が開示されている。ところが、この技術では暖機を優先して冷却水温度が低ければ常時電熱ヒータを作動させることになるため、消費電力が過大になり燃費が大幅に悪化するという問題点があった。
【０００４】
また、特許文献２では、制動時に車載発電機により発電された電力をコンデンサに充電し、エンジンオイルが所定温度に達しないうちはコンデンサやバッテリからヒータに電力を供給してエンジンオイルを暖める技術が開示されている。しかしながら、この技術ではバッテリの他にコンデンサを設ける必要があるため装置が複雑化すると共にコストアップを招来するという問題がある。また、コンデンサからの電力で不十分ならバッテリも使用する制御となっており、エンジンオイルの昇温を最優先とする制御となっているため、燃費向上効果は殆ど期待できない問題もある。
【０００５】
そこで本発明は、燃料消費の増大なく暖機の促進やヒータ性能の増大が図れると共に既設の発電機を活用してコストダウンが図れる車両用内燃機関の暖機促進装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【特許文献１】
実開平１−１７４５７４号公報
【特許文献２】
実開平４−６９６０５号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための、本発明の請求項１に係る車両用内燃機関の暖機促進装置は、内燃機関の冷却水の温度を検出する水温検出手段と、上記内燃機関を搭載した車両が減速状態にあることを検出する減速状態検出手段と、上記冷却水を加熱可能に設けられた電気加熱ヒータと、上記水温検出手段が検出する温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときに車載発電機による発電の余剰電力を上記電気加熱ヒータに通電する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これにより、燃費悪化要因とならない範囲で機関の暖機を促進すると共に空調（ヒータ）性能の向上を図りながら燃費を向上させることができるし、余剰電力を電気加熱ヒータに直接供給するので装置が複雑化することも防止できる。
【０００９】
また、上記制御装置は、上記水温検出手段が検出する温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときは上記発電機による発電量を大きく設定するよう構成されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、電気加熱ヒータに通電するときの余剰電力が多くなるので效率良く機関を暖機でき燃費を向上できる。
【００１１】
また、上記電気加熱ヒータは、ヒータコアの直上流に取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、空調（ヒータ）性能を優先しながら機関の暖機も図れる。
【００１３】
また、上記電気加熱ヒータは、上記内燃機関のウォータポンプの直上流に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、機関の暖機を優先しながら空調（ヒータ）性能の向上も図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用内燃機関の暖機促進装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示す車両用内燃機関の暖機促進装置の概略構成図、図２は同じく水温制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００１７】
図１において、１は内燃機関としてのエンジン本体で、３は前記エンジン本体１のウォータジャケット内を流れて高温となったエンジン冷却水の熱を大気中に放熱するラジエータである。４は前記エンジン冷却水をウォータジャケット，ラジエータ３及びヒータコア５等からなる冷却系内を循環させるウォータポンプで、このウォータポンプ４はエンジン本体１のクランク軸からＶベルト６によって駆動される。
【００１８】
７は前記エンジン冷却水の温度を適正に制御すべく前記冷却系を切り替えるサーモスタットである。図示例では、前記サーモスタット７下流の冷却系は前記ウォータポンプ４へ直接戻る冷却水通路１３ａと前記ヒータコア５を介してウォータポンプ４へ戻る冷却水通路１３ｂとの２系統に分かれている。
【００１９】
８は前記エンジン本体１のクランク軸からＶベルト６によって駆動されるオルタネータ（発電機）で、バッテリ９に回路接続されている。このオルタネータ８は制御装置としての電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと記す）１０により後述する発電制御（励磁電流の増減制御）が行われるようになっている。
【００２０】
そして、本実施例では、前記ＥＣＵ１０により、前記サーモスタット７からヒータコア５を介してウォータポンプ４へ戻る冷却水通路１３ｂのヒータコア直上流に設けられてヒータコア５内に流入するエンジン冷却水を加熱・昇温し得る電気加熱ヒータ１１が通電制御されるようになっている。
【００２１】
前記ＥＣＵ１０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたマイクロコンピュータからなる。このＥＣＵ１０には、エンジン本体１内のウォータジャケットを流れるエンジン冷却水の温度を検出する水温検出手段としての水温センサ１２の検出信号が入力されると共に、クランク角センサのエンジン回転数信号，アイドルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ信号，ブレーキランプ（スイッチ）のＯＮ−ＯＦＦ信号，減速燃料カット信号等の車両の走行条件信号（減速状態検出手段）と、リアデフォッガースイッチのＯＮ−ＯＦＦ信号やエアコンディショナーのＯＮ−ＯＦＦ信号等の車両の電気負荷信号が入力されている。
【００２２】
そして、前記ＥＣＵ１０は、前記水温センサ１２が検出するエンジン冷却水の温度が所定温度以下で且つ前記走行条件信号により車両が減速状態にあることを検出した場合に、前記オルタネータ８による発電の余剰電力を前記電気加熱ヒータ１１に通電・制御するようになっている。
【００２３】
これを図２の制御ルーチンに沿って、詳しく説明する。
先ず、ステップＰ１で水温センサ１２によりウォータジャケット内のエンジン冷却水の温度を検出した後、ステップＰ２で該検出温度が所定値以下か否かを判断する。ここで、所定値を越えていればエンジン本体１は暖機後であると判定して水温制御は行わず、所定値以下であれば暖機途上であると判定してステップＰ３に移行する。
【００２４】
前記ステップＰ３でクランク角センサのエンジン回転数信号，アイドルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ信号，ブレーキランプのＯＮ−ＯＦＦ信号，減速燃料カット信号等の車両の走行条件信号を読み込んだ後、ステップＰ４で該走行条件信号から車両が減速状態にあるか否かを判断する。例えば、エンジン回転数が所定値以上でアイドルスイッチがＯＮまたはエンジン回転数が所定値以上でブレーキランプが点灯（スイッチＯＮ）または減速燃料カット信号が入力されれば車両が減速状態にあると判定されるのである。
【００２５】
前記ステップＰ４で車両が減速状態にないと判定したら、ステップＰ８でオルタネータ８を発電量が小さい通常発電モードに制御した後、ステップＰ９で電気加熱ヒータ１１への通電を中止する。すなわち、ヒータコア直上流の冷却水通路１３ｂ内のエンジン冷却水への加熱・昇温は行わないのである。
【００２６】
一方、前記ステップＰ４で車両が減速状態にあると判定したら、ステップＰ５でリアデフォッガースイッチのＯＮ−ＯＦＦ信号やエアコンディショナーのＯＮ−ＯＦＦ信号等の車両の電気負荷信号に基づいて、車両の要求電気負荷（必要電力）を検出・計算した後、ステップＰ６でオルタネータ８を発電量が大きい回生発電モードに制御する。
【００２７】
そして、最後にステップＰ７でオルタネータ８の発電電力から車両の要求電気負荷（必要電力）を差し引いた発電電力余剰分を計算し、この余剰分を前記電気加熱ヒータ１１に通電して、ヒータコア直上流の冷却水通路１３ｂ内のエンジン冷却水を加熱・昇温するのである。
【００２８】
このようにして本実施例では、エンジン冷却水の温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときにオルタネータ８による発電の余剰電力を電気加熱ヒータ１１に通電してエンジン冷却水を暖めるようにしているため、燃費悪化要因とならない範囲でエンジン本体１の暖機の促進と空調（ヒータ）性能の向上を図りながら燃費を向上させることができると共に、余剰電力を電気加熱ヒータに直接供給するので別にバッテリやキャパシタ等を設ける必要がなく、装置の簡略化によりコストダウンが図れる。
【００２９】
また、エンジン冷却水の温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときは前記オルタネータ８による発電量を大きく設定するようにしているので、電気加熱ヒータ１１に通電するときの余剰電力が多くなるので效率良くエンジン本体１を暖機でき燃費を向上できる。また、前記電気加熱ヒータ１１は、ヒータコア５の直上流の冷却水通路１３ｂに取り付けられているので、空調（ヒータ）性能を優先しながらエンジン本体１の暖機も図れる。
【００３０】
［第２実施例］
図３は本発明の第２実施例を示す車両用内燃機関の暖機促進装置の要部構成図である。
【００３１】
本実施例は、第１実施例における電気加熱ヒータ１１をウォータポンプ４の直上流の冷却水通路１３ａに取り付けるようにしたもので、その他の構成は第１実施例と同様である。
【００３２】
これによれば、エンジン本体１の暖機を優先しながら空調（ヒータ）性能の向上も図れる。
【００３３】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、本発明の発電機はオルタネータ８に限定されず、ＨＥＶ（ハイブリット電気自動車）のモータ／ジェネレータ等でも良い。この場合、車両にはバッテリやキャパシタが搭載されるが、これらの受け入れ性が確保されていれば、暖機中の条件が外れてもモータ／ジェネレータ等を回生発電モードに制御して回生電力を充電に廻すことができるのはいうまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、内燃機関の冷却水の温度を検出する水温検出手段と、上記内燃機関を搭載した車両が減速状態にあることを検出する減速状態検出手段と、上記冷却水を加熱可能に設けられた電気加熱ヒータと、上記水温検出手段が検出する温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときに車載発電機による発電の余剰電力を上記電気加熱ヒータに通電する制御装置と、を備えたので、燃費悪化要因とならない範囲で機関の暖機を促進すると共に空調（ヒータ）性能の向上を図りながら燃費を向上させることができるし、余剰電力を電気加熱ヒータに直接供給するので装置が複雑化することも防止できコストダウンが図れる
【００３５】
請求項２の発明によれば、上記制御装置は、上記水温検出手段が検出する温度が所定温度以下で且つ車両が減速状態であるときは上記発電機による発電量を大きく設定するよう構成されているので、電気加熱ヒータに通電するときの余剰電力が多くなるので效率良く機関を暖機でき燃費を向上できる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、上記電気加熱ヒータは、ヒータコアの直上流に取り付けられているので、空調（ヒータ）性能を優先しながら機関の暖機も図れる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、上記電気加熱ヒータは、上記内燃機関のウォータポンプの直上流に取り付けられているので、機関の暖機を優先しながら空調（ヒータ）性能の向上も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す車両用内燃機関の暖機促進装置の概略構成図である。
【図２】同じく水温制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施例を示す車両用内燃機関の暖機促進装置の要部概略構成図である。
【符号の説明】
１  エンジン本体，３  ラジエータ，４  ウォータポンプ，５  ヒータコア，６  Ｖベルト，７  サーモスタット，８  オルタネータ，９  バッテリ，１０  電子制御ユニット（ＥＣＵ），１１  電気加熱ヒータ，１２  水温センサ，１３ａ，１３ｂ  冷却水通路。
【図１】
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【図２】
2004270619.tif 000004
【図３】
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