(57)【要約】【課題】ウォータポンプの吐出量の変化に合わせて冷却水温度に基づく各種制御を適正に実行することのできる水冷式エンジンの制御装置を提供する。【解決手段】この装置は吐出量を変更可能なウォータポンプを備える。ウォータポンプが運転停止モードであるときには第１推定態様で推定した推定水温ＶＴ（実線）に基づいて各種制御を実行する（ｔ１〜ｔ２）。ウォータポンプが抑制運転モードやフル運転モードであるときには第２推定態様で推定した冷却水温度ＲＴ（一点鎖線）に基づいて各種制御を実行する（ｔ３以降）。冷却水温度の推定態様が第１作動状態から第２作動状態に切り替わったときには、直後の所定期間（時刻ｔ２〜ｔ３）にわたり、切り替えの直前において第１推定態様で推定された推定水温ＶＴを初期値として時間経過とともに徐々に低下する徐変温度Ｓｖｔ（二点鎖線）を算出するとともに同徐変温度Ｓｖｔに基づいて各種制御を実行する。【選択図】図４
2012172608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出量を変更可能なウォータポンプが設けられた水冷式エンジンの制御装置であって、
前記ウォータポンプが吐出量の少ない第１作動状態で作動するときに冷却水温度を第１推定態様で推定するとともに同温度に基づいて各種制御を実行する第１制御手段と、
前記ウォータポンプが吐出量の多い第２作動状態で作動するときに冷却水温度を第２推定態様で推定するとともに同温度に基づいて前記各種制御を実行する第２制御手段と、
前記第１作動状態から前記第２作動状態に切り替えられたときに、直後の所定期間にわたり、前記切り替えの直前において前記第１推定態様で推定された冷却水温度を初期値として時間経過とともに徐々に低下する徐変温度を算出するとともに同徐変温度に基づいて前記各種制御を実行する第３制御手段と
を備えることを特徴とする水冷式エンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水冷式エンジンの制御装置において、
前記第１作動状態は前記ウォータポンプの作動が停止される状態であり、前記第２作動状態は前記ウォータポンプが作動する状態である
ことを特徴とする水冷式エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水冷式エンジンの制御装置において、
当該装置は、前記ウォータポンプの作動状態を前記エンジンの始動開始直後の所定期間にわたり前記第１作動状態とし、同所定期間経過後に第２作動状態とするものである
ことを特徴とする水冷式エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の水冷式エンジンの制御装置において、
当該装置は、ウォータジャケット内部の冷却水の温度に応じた信号を出力する温度センサを有し、前記第１推定態様では前記温度センサの出力信号および前記エンジンの運転状態に基づき冷却水温度を推定し、前記第２推定態様では前記温度センサの出力信号のみに基づき冷却水温度を推定する
ことを特徴とする水冷式エンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水冷式エンジンの制御装置において、
前記第３制御手段は、前記徐変温度を所定期間毎に所定温度ずつ低下させることにより同徐変温度を算出する
ことを特徴とする水冷式エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出量を変更可能なウォータポンプを備えた水冷式エンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水冷式エンジンには、その内部に形成されたウォータジャケットと、熱交換器であるラジエータと、それらウォータジャケットおよびラジエータを連通する冷却水通路とを備えた機関冷却系が設けられている。この機関冷却系にはウォータポンプが設けられており、このウォータポンプの作動を通じて機関冷却系の内部に充填された冷却水が強制的に循環される。水冷式エンジンでは、そうした冷却水の強制循環に際して、ラジエータを通過することによって温度が低下した冷却水がウォータジャケットに流入し、この冷却水との熱交換を通じてエンジンの温度が低下するといったように同エンジンが冷却される。
【０００３】
近年、ウォータポンプとして吐出量を変更可能なものを設けることが提案されている（例えば特許文献１参照）。こうした装置では、例えばエンジンの冷間始動に際してウォータポンプの吐出量を少量に抑えて同エンジンの早期暖機を図るなど、エンジンの運転状態に応じてウォータポンプの作動制御が実行される。
【０００４】
またエンジン制御では、エンジンの温度の指標値として冷却水の温度が推定されるとともに、同温度に基づいて燃料噴射制御などの各種制御が実行される。冷却水の温度は通常、冷却水通路に設けられた温度センサの検出信号に基づき推定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４１６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、吐出量を変更可能なウォータポンプが設けられた機関冷却系において同ウォータポンプの吐出量が変更されると、その変更に伴って機関冷却系によるエンジン冷却の度合いが変化するため、エンジン内部の温度と冷却水温度との関係も変化してしまう。
【０００７】
そのため、単に温度センサの検出信号に基づいて冷却水温度を推定したとしても、その冷却水温度をもとにエンジン内部の温度を精度よく把握することは難しいと云え、上述した冷却水温度に基づく各種制御を適正に実行することも難しい。
【０００８】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウォータポンプの吐出量の変化に合わせて冷却水温度に基づく各種制御を適正に実行することのできる水冷式エンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、吐出量を変更可能なウォータポンプが設けられた水冷式エンジンに適用される。そして、ウォータポンプが吐出量の少ない第１作動状態で作動するときには冷却水温度が第１推定態様で推定されるとともに同温度に基づいて各種制御が実行される一方、ウォータポンプが吐出量の多い第２作動状態で作動するときには冷却水温度が第２推定態様で推定されるとともに同温度に基づいて各種制御が実行される。そのため、ウォータポンプの吐出量に応じて異なるエンジン内部温度と冷却水温度との関係に応じたかたちで各種制御の実行に用いる冷却水温度を推定することができ、ウォータポンプの吐出量が少ない第１作動状態と同吐出量が比較的多い第２作動状態とにおいてそれぞれエンジン内部の温度に見合う態様で各種制御を適正に実行することができる。
【００１０】
しかも、ウォータポンプの作動状態が第１作動状態から第２作動状態に切り替わるときには、直後の所定期間にわたり、切り替えの直前において第１推定態様で推定された冷却水温度を初期値として時間経過とともに徐々に低下する徐変温度が算出されるとともに同徐変温度に基づいて各種制御が実行される。
【００１１】
ウォータポンプが第１作動状態であるときには、冷却水による冷却の度合いが小さくエンジン内部の温度が比較的高くなるため、第１推定態様で推定される冷却水温度は比較的高くなる。これに対して、ウォータポンプが第２作動状態であるときには冷却水による冷却の度合いが大きくエンジン内部の温度が比較的低くなるため、第２推定態様で推定される冷却水温度は比較的低くなる。そのため、仮にウォータポンプの作動状態が第１作動状態から第２作動状態に切り替わる際に冷却水温度の推定態様が第１推定態様から第２推定態様に切り替えられると、推定される冷却水温度が急低下することになる。これは冷却水温度に基づく各種制御の不安定化を招く一因となるため好ましくない。なお実際のエンジン内部の温度は、当然のことながらウォータポンプの作動状態が第１作動状態から第２作動状態に切り替わったときに瞬時に変化することはなく、その切り替え後において徐々に低下するようになる。
【００１２】
この点、請求項１に記載の発明によれば、ウォータポンプの作動状態の切り替わりに際して冷却水温度の推定態様が第１推定態様から第２推定態様に切り替わるときに、推定される冷却水温度が徐々に変化する移行期間を設定することができる。そのため、各種制御の実行に用いられる冷却水温度の急激な低下を抑えることができ、その急低下に起因する各種制御の不安定化を抑えることができる。
【００１３】
このように請求項１に記載の発明によれば、ウォータポンプの吐出量の変化に合わせて冷却水温度に基づく各種制御を適正に実行することができるようになる。
請求項２に記載の発明では、第１作動状態ではウォータポンプの作動が停止され、第２作動状態ではウォータポンプが作動する。この構成では、ウォータポンプの作動状態の第１作動状態から第２作動状態への切り替えに伴って同ウォータポンプの作動が開始されるようになる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、そうしたウォータポンプの作動開始に際して、各種制御に用いられる冷却水温度の急低下を抑えることができるため、各種制御を適正に実行することができるようになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、ウォータポンプの作動状態が、エンジンの始動開始直後の所定期間においては吐出量の少ない第１作動状態とされ、同所定期間が経過すると吐出量の多い第２作動状態とされる。こうした構成では、エンジン始動直後においては冷却の度合いを小さくすることによってエンジン暖機の早期完了が図られる一方、エンジン暖機の完了後においては冷却の度合いを大きくすることによって十分な冷却機能が確保される。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、そうしたエンジン始動後におけるウォータポンプの第１作動状態から第２作動状態への切り替えに際して、各種制御に用いられる冷却水温度の急低下を抑えることができる。
【００１７】
なお、前記第１推定態様や前記第２推定態様としては、ウォータジャケット内部の冷却水の温度に応じた信号を出力する温度センサを有する装置において、温度センサの出力信号およびエンジンの運転状態に基づいて冷却水温度を推定するといった推定態様を採用することができる。その他、請求項４によるように、第１推定態様では温度センサの出力信号およびエンジンの運転状態に基づいて冷却水温度を推定し、第２推定態様では温度センサの出力信号のみに基づき冷却水温度を推定するといった推定態様を採用することができる。
【００１８】
また前記徐変温度は、請求項５によるように、徐変温度を所定期間毎に所定温度ずつ低下させることによって算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態にかかるエンジンの制御装置の概略構成を示す略図。
【図２】ポンプ作動制御の実行手順を示すフローチャート。
【図３】切り替え制御処理の実行手順を示すフローチャート。
【図４】切り替え制御処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる水冷式エンジンの制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に示すように、エンジン１０には、ウォータジャケット１１、ラジエータ１２、冷却水通路１３，１４およびバイパス水路１５などにより構成された機関冷却系１６が設けられている。ウォータジャケット１１はエンジン１０のシリンダブロック１０Ａおよびシリンダヘッド１０Ｂの内部において延びる形状に形成されている。また、ラジエータ１２は、その内部を通過する冷却水を外気との熱交換を通じて冷却するための熱交換器である。冷却水通路１３はウォータジャケット１１から流出する冷却水をラジエータ１２に導くための通路であり、冷却水通路１４はラジエータ１２を通過した後の冷却水をウォータジャケット１１に戻すための通路であり、バイパス水路１５はラジエータ１２を迂回するように各冷却水通路１３，１４を連通する通路である。
【００２１】
機関冷却系１６にはウォータポンプ１７が設けられている。このウォータポンプ１７としては電動モータが内蔵されたタイプのものが採用されている。そして、このウォータポンプ１７が作動することにより、機関冷却系１６の内部に充填された冷却水が同機関冷却系１６内において強制循環される。本実施の形態では、このウォータポンプ１７の作動制御を通じて同ウォータポンプ１７による冷却水の吐出量が調節されて、機関冷却系１６内の冷却水の循環量が調節されるようになっている。
【００２２】
また機関冷却系１６にはサーモスタット弁１８が設けられている。サーモスタット弁１８は、当接する冷却水の温度に応じて開度が変化するものである。このサーモスタット弁１８の開度変化によって冷却水通路１４およびバイパス水路１５の通路断面積が変更され、これによりラジエータ１２への冷却水の流入量が調節されるようになっている。
【００２３】
また本実施の形態の装置には各種のセンサが設けられている。そうしたセンサとしては、エンジン１０の出力軸の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための速度センサ２１や、エンジン１０に吸入される空気の量（吸入空気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ２２が設けられている。その他、エンジン１０（詳しくは、そのシリンダヘッド１０Ｂ）には、ウォータジャケット１１内部の冷却水の温度に応じた信号を出力する温度センサ２３なども設けられている。
【００２４】
本実施の形態の装置は、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御ユニット２０を備えている。この電子制御ユニット２０は、各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算処理を実行し、その演算結果に基づいて燃料噴射弁（図示略）の駆動制御（燃料噴射制御）やウォータポンプ１７の作動制御（ポンプ作動制御）など、エンジン１０の運転に関する種々の制御を実行する。
【００２５】
上記燃料噴射制御は、基本的には、次のように実行される。すなわち先ず、吸入空気量ＧＡおよび機関回転速度ＮＥに基づいて目標燃料噴射量が算出されるとともに、この目標燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づいて目標燃料噴射時期と目標噴射時間とが算出される。そして、それら目標燃料噴射時期および目標噴射時間に基づいて燃料噴射弁の開弁駆動が実行される。これにより、そのときどきのエンジン１０の運転状態に見合う量の燃料が燃料噴射弁から噴射されてエンジン１０に供給されるようになる。
【００２６】
また上記燃料噴射制御では、エンジン１０の低温始動時に燃料噴射量を増量補正する、いわゆる始動時増量制御が実行される。この始動時増量制御では、そのときどきの冷却水の温度に基づいて増量補正値ＫＦが算出されるとともに同増量補正値Ｋが目標燃料噴射量に加算されることによって燃料噴射量が増量補正される。この増量補正値ＫＦとしては、冷却水の温度が低いときほど、燃料噴射量を増量させる値が算出される。本実施の形態では、こうした始動時増量制御が、冷却水温度に基づき実行される各種制御として機能する。
【００２７】
上記ポンプ作動制御は次のように実行される。本実施の形態では、電子制御ユニット２０における演算処理を通じて、そのときどきの前記温度センサ２３の出力信号のみに基づいて冷却水の温度（冷却水温度ＲＴ）が推定されている。そして、この冷却水温度ＲＴに基づいてポンプ作動制御は以下のように実行される。
【００２８】
図２に示すように、エンジン１０の始動開始後において冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１（例えば７０°Ｃ）未満であるときには（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ウォータポンプ１７の運転モードが運転停止モードに設定される（ステップＳ１０２）。この運転停止モードでは、ウォータポンプ１７の作動が停止されて、同ウォータポンプ１７による冷却水の圧送が行われない。本実施の形態では、運転停止モードが設定された状態がウォータポンプ１７の吐出量の少ない第１作動状態として機能する。
【００２９】
このときには機関冷却系１６内において冷却水が強制循環されないために、エンジン１０の内部温度が早期に上昇するようになって同エンジン１０の早期暖機が図られる。なお、このとき高温になるエンジン１０のシリンダブロック１０Ａやシリンダヘッド１０Ｂによって冷却水が暖められるために、ウォータジャケット１１内の冷却水の実際の温度も徐々に上昇するようになる。
【００３０】
そして、その後におけるエンジン１０の運転継続によって冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上になると（ステップＳ１０１：ＮＯ）、同冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ２に達するまでの間（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ウォータポンプ１７の運転モードが抑制運転モードに設定される（ステップＳ１０４）。この抑制運転モードでは、ウォータポンプ１７の吐出量が少量に抑えられた作動状態で同ウォータポンプ１７が作動する。
【００３１】
ここで、ウォータポンプ１７の作動開始に際して同ウォータポンプ１７によって多量の冷却水を圧送すると、ウォータジャケット１１外部の比較的低温の冷却水が同ウォータジャケット１１内部に多量に流入するようになるために、エンジン１０の内部温度の不要な低下を招くおそれがある。本実施の形態のように、ウォータポンプ１７の作動開始に際して先ず抑制運転モードで同ウォータポンプ１７を作動させることにより、その作動開始に伴うエンジン１０の内部温度の不要な低下を抑えつつ、機関冷却系１６内における冷却水の強制循環を開始して同エンジン１０の冷却を開始することができる。
【００３２】
なお本実施の形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとにエンジン１０の内部温度の不要な低下を抑えつつウォータポンプ１７の作動を開始させることの可能な同ウォータポンプ１７の運転パターンが予め求められて電子制御ユニット２０に記憶されている。本処理において抑制運転モードが設定されると、その予め定められた運転パターンでウォータポンプ１７の作動が制御される。
【００３３】
さらに、その後において冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ２以上になると（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ウォータポンプ１７の運転モードがフル運転モードに設定される（ステップＳ１０５）。このフル運転モードでは、冷却水を多量に吐出する作動状態でウォータポンプ１７が駆動される。本実施の形態では、フル運転モードが設定された状態がウォータポンプ１７の吐出量の多い第２作動状態として機能する。
【００３４】
このように本実施の形態では、ウォータポンプ１７の運転モードとして、エンジン１０の始動開始直後の所定期間においては同ウォータポンプ１７の作動が停止される運転停止モードが設定される一方、同所定期間が経過するとウォータポンプ１７が作動する抑制運転モードやフル運転モードが設定される。これにより、エンジン１０の始動直後においては機関冷却系１６による冷却の度合いを小さくすることによってエンジン１０の暖機の早期完了が図られる一方、エンジン１０の暖機完了後においては機関冷却系１６による冷却の度合いを大きくすることによって十分な冷却機能が確保される。
【００３５】
本実施の形態では、前述した始動時増量制御の増量補正値ＫＦの算出に用いる冷却水の温度として、前記冷却水温度ＲＴおよび後述する推定水温ＶＴのいずれかが選択的に用いられる。本実施の形態では基本的に、冷却水温度ＲＴが前記所定温度Ｊ１以上であるときには、温度センサ２３の出力信号のみに基づき推定される冷却水の温度（前記冷却水温度ＲＴ）が始動時増量制御に用いられる。その一方で、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１未満であるときには、温度センサ２３の出力信号およびエンジン１０の運転状態（具体的には、機関回転速度ＮＥおよび吸入空気量ＧＡ）に基づいて推定される冷却水の温度（推定水温ＶＴ）が始動時増量制御に用いられる。このように始動時増量制御に用いる冷却水の温度を切り替える理由について以下に説明する。
【００３６】
先ず、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上であるときには、ウォータポンプ１７が作動しているために、機関冷却系１６内における冷却水の循環によって実際の冷却水の温度がエンジン１０の内部温度と高い相関を有した状態になっている。そのため、このときには実際の冷却水の温度に応じた信号を出力する温度センサ２３の出力信号に基づいてエンジン１０の内部温度を精度よく推定することが可能であると云える。この点をふまえて本実施の形態では、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上であるときには、温度センサ２３の出力信号のみに基づき推定される冷却水の温度（前記推定温度ＲＴ）を始動時増量制御に用いるようにしている。なお本実施の形態では、温度センサ２３の出力信号のみに基づいて冷却水の温度を推定する推定態様が第２推定態様として機能する。
【００３７】
一方、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１未満であるときには、ウォータポンプ１７の作動が停止しているために、実際の冷却水の温度とエンジン１０の内部温度との相関が低い状態になっている。そのため、このとき温度センサ２３の出力信号のみに基づいて冷却水の温度を推定するとその推定精度はごく低くなってしまう。エンジン１０の内部温度の変化は、同エンジン１０の内部の発生熱量に基づき推定することが可能である。この点をふまえて本実施の形態では、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１未満であるときに、温度センサ２３の出力信号に加えて、エンジン１０の内部の発生熱量の指標値（機関回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡ）を用いて冷却水の温度（推定水温ＶＴ）が推定される。そして、この推定水温ＶＴが始動時増量制御に用いられる。
【００３８】
なお、推定水温ＶＴは具体的には次のように算出される。すなわち先ず、そのときどきの機関回転速度ＮＥおよび吸入空気量ＧＡに基づいてエンジン１０の冷却損失Ｑｗが算出される。その後、この冷却損失Ｑｗに基づいて、同冷却損失Ｑｗの発生に対するウォータジャケット１１内の冷却水の温度変化の遅れを考慮しつつ、エンジン１０の内部温度と前記冷却水温度ＲＴとの差の推定値ＫＴが算出される。そして、この推定値ＫＴを冷却水温度ＲＴに加算した温度が推定水温ＶＴとして算出される。本実施の形態では、このようにして温度センサ２３の出力信号とエンジン１０の運転状態とに基づいて冷却水の温度を推定する推定態様が第１推定態様として機能する。
【００３９】
このように本実施の形態では、ウォータポンプ１７の吐出量に応じて異なるエンジン１０の内部温度とウォータジャケット１１内の実際の冷却水の温度との関係に応じたかたちで始動時増量制御の実行に用いる冷却水温度（冷却水温度ＲＴまたは推定水温ＶＴ）が推定される。そのため、ウォータポンプ１７の作動が停止される運転停止モードの設定時と同ウォータポンプが作動される抑制運転モードやフル運転モードの設定時とにおいてそれぞれエンジン１０の内部温度に見合う態様で始動時増量制御が適正に実行されるようになる。
【００４０】
ここで、エンジン１０の運転状態が同一の条件下では、冷却水温度ＲＴと推定水温ＶＴとが異なる温度になる。すなわち、ウォータポンプ１７が運転停止モードであるときには冷却水による冷却の度合いがごく小さくエンジン１０内部の温度が比較的高くなるため、このとき推定される冷却水の温度（推定水温ＶＴ）も比較的高くなる。これに対して、ウォータポンプ１７が抑制運転モードやフル運転モードであるときには冷却水による冷却の度合いが大きくエンジン１０内部の温度が比較的低くなるため、このとき推定される冷却水の温度も比較的低くなる。
【００４１】
そのため、仮にウォータポンプ１７の運転モードが運転停止モードから抑制運転モードに切り替わるときに始動時増量制御に用いる冷却水の温度を推定水温ＶＴから冷却水温度ＲＴに切り替えるようにすると、始動時増量制御に用いられる冷却水の温度が急低下することになる。エンジン１０内部の実際の温度は、当然のことながらウォータポンプ１７の作動開始に伴って瞬時に低下することはなくその作動開始後において徐々に低下するようになる。
【００４２】
したがって、この場合にはエンジン１０の内部温度が高い状態になっているのにも拘わらず、冷却水温度の推定態様の切り替えに起因して始動時増量制御に用いる冷却水の温度が低下するようになって、増量補正値ＫＦの不要な増加を招いてしまう。そして、こうした増量補正値ＫＦの不要な増加は、エンジン１０の燃費性能の低下やエミッション性能の低下を招くなど、始動時増量制御の不安定化を招く一因となるため好ましくない。
【００４３】
こうした実情をふまえて、本実施の形態では、ウォータポンプ１７の運転モードが運転停止モードから抑制運転モードに切り替えられたときに、直後の所定期間にわたり、切り替え直前に推定された推定水温ＶＴを初期値として時間経過とともに徐々に低下する徐変温度Ｓｖｔを算出するようにしている。そして、この徐変温度Ｓｖｔに基づいて始動時増量制御が実行される。
【００４４】
これにより、ウォータポンプ１７の作動開始に際して始動時増量制御に用いられる冷却水温度の推定態様が切り替わるときに、推定される冷却水温度が徐々に変化する移行期間を設定することができる。そのため、始動時増量制御の実行に用いられる冷却水温度の急激な低下が抑えられ、その急低下に起因する始動時増量制御の不安定化が抑えられる。したがって、ウォータポンプ１７の吐出量の変化に合わせて冷却水温度に基づく始動時増量制御を適正に実行することができるようになる。
【００４５】
以下、そのようにして冷却水温度の推定態様を切り替える切り替え制御の実行態様についてその作用とともに説明する。
図３は、上記切り替え制御にかかる処理（切り替え制御処理）の実行手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、所定時間（例えば数十ミリ秒）毎の割り込み処理として、電子制御ユニット２０により実行される。図４は、上記切り替え制御処理の実行態様の一例を示すタイミングチャートである。
【００４６】
図３に示すように、切り替え制御処理では先ず、温度センサ２３のみに基づいて推定されている冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１未満であるか否かが判断される（ステップＳ２０１）。そして、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１未満である場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、温度センサ２３の出力信号、吸入空気量ＧＡ、および機関回転速度ＮＥに基づいて前記推定水温ＶＴが算出されるとともに（ステップＳ２０２）、同推定水温ＶＴに基づいて始動時増量制御が実行される（ステップＳ２０３）。本実施の形態では、ステップＳ２０２およびステップＳ２０３の処理が第１制御手段として機能する。
【００４７】
図４に示す例では、時刻ｔ１においてエンジン１０が低温始動されると、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１より低いために、ウォータポンプ１７の運転モードが運転停止モードに設定される。そして、このときには推定水温ＶＴ（図中に実線で示す）が算出されるとともに、同推定水温ＶＴに基づいて始動時増量制御が実行される。
【００４８】
そして、エンジン１０の運転が継続されて冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上になると（図３のステップＳ２０１：ＮＯ）、その後において冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ３に達するまでの所定期間にわたり（ステップＳ２０４：ＮＯ）、前記徐変温度Ｓｖｔが算出される（ステップＳ２０５）。そして、この徐変温度Ｓｖｔに基づいて始動時増量制御が実行される（ステップＳ２０６）。本実施の形態では、ステップＳ２０５およびステップＳ２０６の処理が第３制御手段として機能する。
【００４９】
なお、徐変温度Ｓｖｔは次のように算出される。すなわち先ず、冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上になると、直前において推定された推定水温ＶＴ、すなわち本処理の前回実行時において算出された推定水温ＶＴに基づいて演算マップから温度低下分ΔＴが算出されるとともに記憶される。本実施の形態では、本処理の前回実行時において算出された推定水温ＶＴと所定の運転パターンでエンジン１０を運転した場合に予め定められた所定時間（例えば数十秒）で徐変温度Ｓｖｔが所定温度Ｊ３まで低下するようになる上記温度低下分ΔＴとの関係が各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められている。そして、この関係が上記演算マップとして電子制御ユニット２０に記憶されている。
【００５０】
冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上になったときには、本処理の前回実行時において算出された推定水温ＶＴから温度低下分ΔＴを減算した温度（ＶＴ−ΔＴ）が徐変温度Ｓｖｔとして算出される。そして、その後においては、本処理が実行される度に、徐変温度Ｓｖｔから温度低下分ΔＴを減算した温度（Ｓｖｔ−ΔＴ）が新たな徐変温度Ｓｖｔとして算出される。
【００５１】
図４に示す例では、時刻ｔ２において冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上になると、ウォータポンプ１７の作動が開始される。そして、その後において所定温度Ｊ３に達するまでの所定期間（時刻ｔ２〜ｔ３）にわたり、所定期間毎（詳しくは、本処理が実行される度）に所定温度（温度低下分ΔＴ）ずつ低下する温度が徐変温度Ｓｖｔ（図中に二点差線で示す温度）として算出される。
【００５２】
ここで、時刻ｔ２におけるウォータポンプ１７の作動開始に際して、仮に始動時増量制御に用いる冷却水の温度を推定水温ＶＴから冷却水温度ＲＴ（図中に一点鎖線で示す温度）に切り替えると、図中に矢印Ａで示す分だけ冷却水の温度が急激に変化してしまう。これに対して本実施の形態では、そうした切り替えを行うことなく徐変温度Ｓｖｔが算出されて始動時増量制御に用いられるために、始動時増量制御に用いられる冷却水の温度が徐々に変化する移行期間（時刻ｔ２〜ｔ３）を設定することができる。そのため、始動時増量制御の実行に用いられる冷却水の温度の急低下に起因する同始動時増量制御の不安定化を抑えることができる。
【００５３】
その後、エンジン１０の運転が継続されて冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ３以上になると（図３のステップＳ２０４：ＮＯ）、温度センサ２３の出力信号のみに基づき推定される冷却水温度ＲＴに基づいて始動時増量制御が実行される（ステップＳ２０７）。本実施の形態では、ステップＳ２０７の処理が第２制御手段として機能する。
【００５４】
図４に示す例では、時刻ｔ３において冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ３以上になると、始動時増量制御に用いられる冷却水の温度が徐変温度Ｓｖｔから冷却水温度ＲＴに切り替えられる。さらに、その後の時刻ｔ４において冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ２になると、ウォータポンプ１７の運転モードがフル運転モードに切り替えられる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）ウォータポンプ１７の運転モードが運転停止モードから抑制運転モードに切り替えられたときに、直後の所定期間にわたり、切り替え直前に推定された推定水温ＶＴを初期値として時間経過とともに徐々に低下する徐変温度Ｓｖｔを算出するとともに、同徐変温度Ｓｖｔに基づいて始動時増量制御を実行するようにした。そのため、始動時増量制御の実行に用いられる冷却水温度の急激な低下を抑えることができ、その急低下に起因する始動時増量制御の不安定化を抑えることができる。したがって、ウォータポンプ１７の吐出量の変化に合わせて冷却水温度に基づく始動時増量制御を適正に実行することができるようになる。
【００５６】
（２）ウォータポンプ１７の作動開始に際して、始動時増量制御に用いられる冷却水温度の急低下を抑えることができるために、同始動時増量制御を適正に実行することができる。
【００５７】
（３）エンジン１０の早期暖機を図るべく同エンジン１０の始動開始直後の所定期間においてウォータポンプ１７の作動が停止される装置において、始動時増量制御に用いられる冷却水温度が同ウォータポンプ１７の作動開始時に際して急激に低下することを抑えることができる。
【００５８】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・ウォータポンプ１７の運転モードとして抑制運転モードが設定されない装置、すなわち冷却水温度ＲＴが所定温度Ｊ１以上になるとフル運転モードが設定される装置にも、上記実施の形態にかかる装置は、その構成を適宜変更した上で適用することができる。
【００５９】
・徐変温度Ｓｖｔの算出態様は、推定態様の切り替え直前に算出された推定水温ＶＴを初期値として時間経過とともに徐々に低下する温度が算出される態様であれば、任意に変更することができる。例えば、徐変温度Ｓ１と所定温度Ｊ３との差に所定値Ｋ１（ただしＫ１＜０、例えばＫ１＝０．０１）を乗算した値を算出するとともに同値を徐変温度Ｓ１から減算した温度（Ｓ１−「Ｓ１―Ｊ３」×Ｋ１）を新たな徐変温度Ｓ１として算出するといった算出態様を採用することができる。その他、温度低下分として予め一定の値を定めるとともに、切り替え制御処理の実行の度に徐変温度Ｓ２から温度低下分を減算した温度を新たな徐変温度Ｓ２として算出するといった算出態様を採用することもできる。
【００６０】
・温度センサ２３の出力信号およびエンジン１０の運転状態に基づき推定される推定水温ＶＴと温度センサ２３の出力信号のみに基づき推定される冷却水温度ＲＴとの一方を選択的に始動時増量制御に用いる装置に限らず、上記実施の形態にかかる装置は適用することができる。要は、異なる二種類の推定態様により推定される冷却水の温度の一方を選択的に始動時増量制御に用いる装置であればよい。そうした装置としては、例えば、温度センサ２３の出力信号およびエンジン１０の運転状態に基づいて冷却水の温度を推定する二種類の推定態様が設定されるとともに、それら推定態様により推定される冷却水の温度の一方が選択的に始動時増量制御に用いられる装置を挙げることができる。その他、温度センサ２３の出力信号およびエンジン１０の運転状態に基づいて冷却水の温度を推定する推定態様に代えて、エンジン１０の運転状態のみに基づいて冷却水の温度を推定する推定態様が採用される装置を挙げることができる。
【００６１】
・エンジン１０の始動開始後の所定期間においてウォータポンプ１７の作動を停止させる装置に限らず、エンジン１０の運転中においてウォータポンプ１７の作動が停止された状態から同ウォータポンプが作動する状態に切り替えられる装置であれば、上記実施の形態にかかる装置は適宜適用することができる。また、ウォータポンプ１７の作動停止状態から同ウォータポンプ１７が作動する状態に切り替えられる装置にも限らず、ウォータポンプ１７の作動状態が吐出量の少ない状態から吐出量の多い状態に切り替えられる装置にも、上記実施の形態にかかる装置は適用することができる。
【００６２】
・冷却水の温度に基づき実行される各種制御として始動時増量制御以外の制御を採用することができる。要は、制御目標値や判定値の設定パラメータとして冷却水の温度を用いる制御や、実行の可否を判断する実行条件に冷却水の温度についての条件（例えばエンジン暖機完了を判断する条件）を含む制御など、その実行に際して冷却水の温度を用いる制御であればよい。こうした構成によっても、ウォータポンプ１７の作動状態の切り替えに際して各種制御の実行に用いられる冷却水温度の急激な低下を抑えることができ、その急低下に起因する各種制御の不安定化を抑えることができる。
【００６３】
そうした各種制御としては、火花点火式のエンジンにおいて点火時期の制御目標値を冷却水温度に基づき設定する点火時期制御や、ＥＧＲガスの導入の可否を冷却水の温度に基づき判断するＥＧＲ制御など、エンジンにおける燃料燃焼に関する制御（燃焼制御）を挙げることができる。その他、冷却水温度に基づき設定される判定値をもとに各種センサの異常の有無を判定する異常判定制御や、判定値との比較のために検出した値を冷却水の温度に基づき補正する異常判定制御など、エンジンを中心とする機関システムの各部の異常の有無を判定する異常判定制御を挙げることもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…エンジン、１０Ａ…シリンダブロック、１０Ｂ…シリンダヘッド、１１…ウォータジャケット、１２…ラジエータ、１３，１４…冷却水通路、１５…バイパス水路、１６…機関冷却系、１７…ウォータポンプ、１８…サーモスタット弁、２０…電子制御ユニット、２１…速度センサ、２２…吸気量センサ、２３…温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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