(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン冷却水の回路に設けられて上記回路と蓄熱器との間における上記エンジン冷却水の流通を断続させるバルブ機構と、上記バルブ機構の制御手段と、上記エンジン冷却水のエンジン出口側温度を検出する第１手段と、上記蓄熱器内における上記エンジン冷却水の温度を検出する第２手段とを有し、上記制御手段は、上記第１手段により検出された上記エンジン冷却水温度が上記第２手段により検出された上記エンジン冷却水温度より高い場合に限り、上記バルブ機構を制御して上記回路におけるエンジン冷却水を上記蓄熱器内へ導き、かつ、上記第２手段により検出された上記エンジン冷却水温度の所定時間毎の変化量が一定値よりも小さくなれば、上記バルブ機構を制御して上記回路におけるエンジン冷却水に上記蓄熱器をバイパスさせるように構成されたエンジン冷却水制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱器をそなえたエンジンにおけるエンジン冷却水の回路を、エンジン冷却水の温度に応じて切り換え制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン冷却水の回路に蓄熱器を設けて、エンジンの温態運転中常に蓄熱器へエンジン冷却水を流通させる従来装置においては、エンジンの運転を停止させた時点に蓄熱器内へ導かれていたエンジン冷却水の温度がエンジンの運転状況等に対応して必ずしも高いとは限らないので、蓄熱器によるエンジンの暖機性能が常時良好であるとはいえず、また、蓄熱器に対するエンジン冷却水の常時流通により、エンジン冷却水の流通抵抗が全体的に増大するという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エンジン冷却水の回路に蓄熱器を設けたエンジンにおいて、蓄熱器によるエンジンの暖機性能を容易に高めようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明にかかるエンジン冷却水制御装置は、エンジン冷却水の回路に設けられて上記回路と蓄熱器との間における上記エンジン冷却水の流通を断続させるバルブ機構と、上記バルブ機構の制御手段と、上記エンジン冷却水のエンジン出口側温度を検出する第１手段と、上記蓄熱器内における上記エンジン冷却水の温度を検出する第２手段とを有し、上記制御手段は、上記第１手段により検出された上記エンジン冷却水温度が上記第２手段により検出された上記エンジン冷却水温度より高い場合に限り、上記バルブ機構を制御して上記回路におけるエンジン冷却水を上記蓄熱器内へ導き、かつ、上記第２手段により検出された上記エンジン冷却水温度の所定時間毎の変化量が一定値よりも小さくなれば、上記バルブ機構を制御して上記回路におけるエンジン冷却水に上記蓄熱器をバイパスさせるように構成されている。
【０００５】
すなわち、第１手段により検出されたエンジン冷却水のエンジン出口側温度が、第２手段により検出された蓄熱器内におけるエンジン冷却水の温度より高い場合に限り、制御手段がバルブ機構を制御して、回路中のエンジン冷却水を蓄熱器内へ導くように構成されているので、蓄熱器内には常に高い温度のエンジン冷却水が導かれることとなる結果、そのエンジン冷却水によって蓄熱器は常に多くの熱量を効率よく蓄積することができるようになり、また、第２手段により検出されたエンジン冷却水温度の所定時間毎の変化量が一定値よりも小さくなれば、制御手段がバルブ機構を制御して、回路におけるエンジン冷却水に蓄熱器をバイパスさせることにより、エンジン冷却水の流動抵抗をそれだけ低減させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施形態例について説明する。
図１において、車両用エンジン１に対するエンジン冷却水は、矢印で示されているように、ウオーターポンプ２からエンジン１のシリンダブロック３及びシリンダヘッド４を経てエンジン出口側回路５へ流れ、従来から周知のように、サーモスタット６の開閉制御に応じラジエータ７またはバイパス路８を経てウオーターポンプ２へ戻される一方、回路５からの分岐路１０に設けられたバルブ１１、空調装置のヒータコア１２、及び、エンジン１の潤滑用オイルや変速機用オイル等とのオイル熱交換器１３を順次経てウオーターポンプ２へ戻されている。
【０００７】
バルブ１１は、後記のように、分岐路１０に流入したエンジン冷却水を制御装置２０の指示に従って蓄熱器１４内へ導いたり、蓄熱器１４をバイパスさせたりするものであって、従来から知られているように、エンジン１の稼動時に蓄熱器１４内へ導かれた比較的高温のエンジン冷却水により蓄熱器１４が蓄熱作用を行い、エンジン１の冷態始動時等に蓄熱器１４内からエンジン１へ比較的高い温度のエンジン冷却水が送給されて、エンジン１の暖気性能を高めることにより、エンジン１の始動性能、燃費、排気浄化性能等を向上させるようにしている。
【０００８】
また、回路５の上流部分と、蓄熱器１４内と、エンジン１に対するエンジン冷却水の入口部分であるウオーターポンプ２内との各エンジン冷却水温度をそれぞれ検出する温度センサ１５、１６、１７が設けられていて、各温度センサ１５、１６、１７の検出信号がそれぞれ制御装置２０へ送られている。
【０００９】
次に、図２に基づき上記装置の作用について説明すると、エンジン１始動後のステップＳ１において、回路５上流部分の温度センサ１５が検出したエンジン１出口側のエンジン冷却水温度Ｔ1 が制御装置２０に入力され、次のステップＳ２では、エンジン冷却水温度Ｔ1 が一定温度Ｔ0 を越えているかどうかが制御装置２０によりチェックされ、エンジン冷却水温度Ｔ1 ≦Ｔ0 ならば、エンジン１が冷態始動状態にあると判定されてステップＳ３へ移行し、制御装置２０がバルブ１１を作動させて分岐路１０のエンジン冷却水を蓄熱器１４内へ導くことにより、それまで蓄熱器１４に内蔵されて蓄熱器１４により加熱されたエンジン冷却水を蓄熱器１４の下流側へ押し出し、蓄熱器１４をいわゆる暖機モードとして、上記のように、蓄熱器１４内からエンジン１へ比較的高い温度のエンジン冷却水が送給され、エンジン１の暖機が促進される。
【００１０】
ステップＳ２において、エンジン冷却水温度Ｔ1 ＞Ｔ0 ならばステップＳ４へ進み、温度センサ１６が検出した蓄熱器１４内のエンジン冷却水温度Ｔ2 が制御装置２０に入力され、次のステップＳ５でエンジン冷却水温度Ｔ1 とエンジン冷却水温度Ｔ2 との差ΔＴ1 が計測される。
【００１１】
ステップＳ６では、回路５から分岐路１０を通って蓄熱器１４内へエンジン冷却水が達するまでに生じるエンジン冷却水自体の温度降下を配慮して、温度差ΔＴ1 が所定値Ｘ（例えば、２〜５°Ｃ内の一定値）を越えるかどうかが制御装置２０によりチェックされ、温度差ΔＴ1 ≦ＸならばステップＳ７へ移行し、制御装置２０の指示によりバルブ１１が作動して、分岐路１０に流入したエンジン冷却水が蓄熱器１４をバイパスするようにし、蓄熱器１４をいわゆる保温モードとする。
【００１２】
ステップＳ６において、温度差ΔＴ1 ＞ＸならばステップＳ８へ進み、制御装置２０の指示によりバルブ１１が作動し、分岐路１０に流入したエンジン冷却水を蓄熱器１４内へ導いて、そのエンジン冷却水により蓄熱器１４に蓄熱作用を行わせ、いわゆる蓄熱モードとする。
【００１３】
すなわち、上記装置においては、エンジン１が冷態始動時でない場合に、エンジン１出口側のエンジン冷却水温度Ｔ1 が蓄熱器１４内のエンジン冷却水温度Ｔ2 より所定値Ｘ以上高いときに限り、回路５から分岐路１０に流入した高温のエンジン冷却水が蓄熱器１４内へ導かれて、蓄熱器１４が蓄熱モードとされるので、エンジン１の稼動中に蓄熱器１４内には常に最も高温のエンジン冷却水が導かれることとなり、そのエンジン冷却水によって蓄熱器１４は常に最も多くの熱量を効率よく蓄積することができるようになる。
【００１４】
従って、その後エンジン１の稼動が停止されて、再度エンジン１が冷態始動するときには、蓄熱器１４内からエンジン１へ比較的高い温度のエンジン冷却水が送給されて、エンジン１の暖機を強力に促進させることができ、エンジン１の始動性能、燃費、排気浄化性能等を一層向上させることが可能となる。
【００１５】
しかも、エンジン１出口側のエンジン冷却水温度Ｔ1 と蓄熱器１４内のエンジン冷却水温度Ｔ2 との差ΔＴ1 が所定値Ｘより小さければ、すなわち、エンジン１出口側のエンジン冷却水によって蓄熱器１４内を加熱することができず、あるいは、逆にエンジン１出口側のエンジン冷却水によって蓄熱器１４内から熱が奪われるおそれがある場合には、バルブ１１の作動により分岐路１０を通るエンジン冷却水が蓄熱器１４をバイパスして、蓄熱器１４内へエンジン冷却水が導かれないため、分岐路１０におけるエンジン冷却水の流動抵抗をそれだけ確実に低減させることができる。
【００１６】
また、図３に示されているように、エンジン１始動後のステップＳ１０において、温度センサ１５が検出したエンジン１出口側のエンジン冷却水温度Ｔ1 が制御装置２０に入力され、次のステップＳ１１では、エンジン冷却水温度Ｔ1 が一定温度Ｔ0 を越えているかどうかが制御装置２０によりチェックされ、エンジン冷却水温度Ｔ1 ＞Ｔ0 ならば、エンジン１が温態始動状態であるとして、または、エンジン１の暖機が完了しているとしてステップＳ１０へ戻るが、エンジン冷却水温度Ｔ1 ≦Ｔ0 ならば、エンジン１が冷態始動状態にあるとしてステップＳ１２へ進み、制御装置２０がバルブ１１を作動させて分岐路１０のエンジン冷却水を蓄熱器１４内へ導くことにより、それまで蓄熱器１４に内蔵されて蓄熱器１４により加熱されたエンジン冷却水を蓄熱器１４の下流側へ押し出し、蓄熱器１４を暖機モードとして、上記のように、蓄熱器１４内からエンジン１へ比較的高い温度のエンジン冷却水が送給され、エンジン１の暖機が促進される。
【００１７】
ステップＳ１３においては、図示しないタイマの経過時間ｔが０にリセットされ、通常は、エンジン１の回転数やアクセル開度等に応じて制御装置２０がエンジン１の燃料供給量、吸気流量、点火時期等を制御する際、エンジン冷却水温度の高低によりそれぞれの上記制御量が補正されるが、次のステップＳ１４ではエンジン冷却水温度の高低に応じた制御装置２０による上記制御量補正が停止される。
【００１８】
ステップＳ１５ではタイマの経過時間ｔに単位時間が付加されてステップＳ１６へ進み、外気温度を配慮しながらエンジンの稼動によりエンジン冷却水温度が十分上昇するに要するとされる設定時間ｔ1 にタイマの経過時間ｔが達しているかどうかがチェックされ、経過時間ｔが設定時間ｔ1 に達していなれけばステップＳ１４に戻るが、経過時間ｔが設定時間ｔ1 に達していればステップＳ１７へ進み、エンジン冷却水温度の高低に応じた制御装置２０による上記制御量補正が開始される。
【００１９】
すなわち、エンジン１の冷態始動時に、蓄熱器１４内からエンジン１へ比較的高い温度のエンジン冷却水が送給されて、エンジン冷却水温度がエンジン１自体の温度と関係なく早急に上昇させられ、しかも、このエンジン冷却水温度は周囲の環境条件等により大きく変動して、一定値ともならないので、蓄熱器１４を有効に利用している場合には、エンジン１自体の温度とエンジン冷却水温度との間に相関関係がなくなり、従って、エンジン冷却水温度の高低に応じて上記制御量補正が行われると、エンジン１の適正な制御を保証することができないが、エンジン１の稼動によりエンジン冷却水温度が十分上昇するまでは上記制御量補正が行われないので、エンジン１の不適切な制御を確実に防止することができる。
【００２０】
さらに、図４に示されているように、ステップＳ２０において、エンジン１が冷態始動状態にあるとして制御装置２０がバルブ１１を作動させ、分岐路１０のエンジン冷却水を蓄熱器１４内へ導くことにより、それまで蓄熱器１４に内蔵されて蓄熱器１４により加熱されたエンジン冷却水を蓄熱器１４の下流側へ押し出し、蓄熱器１４を暖機モードとして、蓄熱器１４内からエンジン１へ比較的高い温度のエンジン冷却水が送給されてエンジン１の暖機が促進され、次のステップＳ２１では蓄熱器１４内のエンジン冷却水温度Ｔ2 が制御装置２０へ入力されてステップＳ２２へ進み、所定時間毎におけるエンジン冷却水温度Ｔ2 の変化量ΔＴ2 が計測される。
【００２１】
ステップＳ２３では、エンジン冷却水温度Ｔ2 の変化量ΔＴ2 が一定値Ｙより小さいかどうかがチェックされ、ΔＴ2 ≧ＹならばステップＳ２０へ戻るが、ΔＴ2 ＜ＹならばステップＳ２４へ進み、ウオーターポンプ２内の温度センサ１７が検出したエンジン１入口側のエンジン冷却水温度Ｔ3 が制御装置２０に入力され、次のステップＳ２５で制御装置２０の指示によりバルブ１１が作動して、分岐路１０に流入したエンジン冷却水が蓄熱器１４をバイパスするようにされ、蓄熱器１４を保温モードとする。
【００２２】
ステップＳ２６においては、温度センサ１５が検出したエンジン１出口側のエンジン冷却水温度Ｔ1 が制御装置２０に入力され、次のステップＳ２７ではエンジン冷却水温度Ｔ1 とエンジン冷却水温度Ｔ3 との差ΔＴ3 が計測されてステップＳ２８へ進み、温度差ΔＴ3 が所定値Ｚを越えているかどうかがチェックされる。
【００２３】
ステップＳ２８で温度差ΔＴ3 ≦ＺならばステップＳ２５へ戻るが、温度差ΔＴ3 ＞ＺならばステップＳ２９へ進み、制御装置２０の指示によりバルブ１１が作動して、分岐路１０に流入した比較的高温のエンジン冷却水を蓄熱器１４内へ導き、そのエンジン冷却水により蓄熱器１４に蓄熱作用を行わせる。
【００２４】
すなわち、エンジン１の冷態始動時に、蓄熱器１４内からエンジン１へ比較的高い温度のエンジン冷却水が送給されて、エンジン１の暖機が効果的に促進されるが、蓄熱器１４によるエンジン冷却水の加熱作用が低下して、蓄熱器１４内におけるエンジン冷却水温度Ｔ2 の時間的変化量ΔＴ2 が一定値Ｙより小さくなれば、分岐路１０に流入したエンジン冷却水がバルブ１１の作動により蓄熱器１４をバイパスするようにし、このとき、蓄熱器１４内へエンジン冷却水が導かれないため、分岐路１０におけるエンジン冷却水の流動抵抗をそれだけ低減させることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態例では、エンジン１出口側のエンジン冷却水温度Ｔ1 と蓄熱器１４内のエンジン冷却水温度Ｔ2 との差ΔＴ1 が所定値Ｘを越えたときに限り、分岐路１０に流入した比較的高温のエンジン冷却水を蓄熱器１４内へ導いて、そのエンジン冷却水により蓄熱器１４に蓄熱作用を行わせているが、エンジンの始動後に外気温度の高低を配慮してエンジン冷却水温度が十分上昇し、分岐路１０に流入したエンジン冷却水により蓄熱器１４に蓄熱作用を行わせることができるようになっただけの時間が経過したときに限り、分岐路１０に流入したエンジン冷却水を蓄熱器１４内へ導いて、そのエンジン冷却水により蓄熱器１４に蓄熱作用を行わせるようにしても、蓄熱器１４に良好な蓄熱作用を行わせることができるのはいうまでもない。
【００２６】
また、上記各実施形態例では、蓄熱器１４内の蓄熱材に蓄熱作用を行わせているが、蓄熱器１４としては、断熱容器内に高温のエンジン冷却水自体を貯留しておき、エンジンの冷態始動時にそのエンジン冷却水をエンジンに導いて、エンジンの暖機作用を促進させるようにしても、上記各実施形態例と同様な作用効果を奏することができるものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明にかかるエンジン冷却水制御装置においては、第１手段により検出されたエンジン冷却水のエンジン出口側温度が、第２手段により検出された蓄熱器内におけるエンジン冷却水の温度より高い場合に限り、回路中のエンジン冷却水を蓄熱器内へ導くように構成されていて、蓄熱器内には常に高い温度のエンジン冷却水が導かれることにより、蓄熱器が常に多くの熱量を効率よく蓄積することができるようになるので、その後エンジン稼動が停止されて、再度エンジンが冷態始動するときには、蓄熱器内からエンジンへ比較的高い温度のエンジン冷却水を送給することが可能となって、エンジンの暖機を強く促進させることができ、また、第２手段により検出されたエンジン冷却水温度の所定時間毎の変化量が一定値よりも小さくなれば、回路におけるエンジン冷却水が蓄熱器をバイパスすることになるので、エンジン冷却水の流動抵抗をそれだけ低減させることができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における概略配置図。
【図２】上記実施形態例の制御フローチャート。
【図３】上記実施形態例の制御フローチャート。
【図４】上記実施形態例の制御フローチャート。
【符号の説明】
１    エンジン
２    ウオーターポンプ
５    エンジン出口側回路
１０  分岐路
１１  バルブ
１４  蓄熱器
１５、１６、１７  温度センサ
２０  制御装置
【図１】
0004543591.tif 000002
【図２】
0004543591.tif 000003
【図３】
0004543591.tif 000004
【図４】
0004543591.tif 000005