(57)【要約】【課題】冷媒として、低温時に粘度が高くなるように粘度特性が調整された冷媒が用いられている場合に、内燃機関の負荷急増による冷媒の過熱を抑制する。【解決手段】本発明は内燃機関の制御装置であって、内燃機関の始動時に、内燃機関の出力を制限する手段と、内燃機関の始動後に、内燃機関を冷却するための冷媒の温度が基準温度より低く、かつ、冷媒を流通させるための冷媒ポンプの回転速度に対する冷媒の流量が基準量より大きい場合に、出力の制限を解除する手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時に、前記内燃機関の出力を制限する手段と、
前記内燃機関の始動後に、前記内燃機関を冷却するための冷媒の温度が、基準温度より低く、かつ、前記冷媒を流通させるための冷媒ポンプの回転速度に対する前記冷媒の流量が基準量より大きい場合に、前記制限を解除する手段と、
を備える内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の制御装置に関する。より具体的には、内燃機関を冷却する冷却装置を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、内燃機関の各部材を適温に保つため冷却装置が設けられている。冷却装置は、シリンダヘッドやシリンダブロックの内部に形成された冷媒の通路とラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却経路を備える。冷却経路には冷媒が循環され、冷媒は内燃機関で発生した熱を吸収し、ラジエータで放熱する。
【０００３】
特許文献１には、内燃機関の冷却経路に供給される冷媒の一例が開示されている。特許文献１の冷媒は、冷媒の成分比率を変えることで、冷媒の温度に対する粘度変化の特性が調整された冷媒である。より具体的には、特許文献１では、エチレングリコール等の溶媒に、ステアリン酸Ｎａを配合することで、冷媒の粘度変化の特性が調整されている。特許文献１の冷媒は、ステアリン酸Ｎａが添加されていない通常の冷媒と比較して、単位温度あたりの粘度の変化量が大きく、ある温度より低温の領域では粘度がより高く、ある温度より高温の領域では粘度がより低くなる。このように粘度変化の特性が調整された冷媒を用いることで、低温時には、冷媒の粘度がより高くなるため冷却損失等を減少させることができ、燃費を向上させることができる。また、高負荷時には、冷媒の粘度がより低くなるため、内燃機関の冷却性能の向上が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５６８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関には、冷却経路に供給される冷媒として、ＬＬＣ（Long Life Coolant）のような一般的な冷媒のほか、特許文献１のような、通常の冷媒に対し冷媒の粘度変化の特性が調整された冷媒など、複数種類の冷媒を使用できるものがある。
【０００６】
ここで、内燃機関の冷媒として、低温時に粘度がより高くなるよう調整された冷媒が用いられている場合、低温時には、通常の冷媒と比較して、冷却経路を流れる冷媒の流量が低下している。このような状態で、内燃機関の負荷が急増すると、冷媒の温度上昇と粘度低下が間に合わず、局所的に冷媒が沸騰し、内燃機関の冷却が不十分となる恐れがある。
【０００７】
従って、低温時における内燃機関の負荷急増による冷媒の過熱を抑制するための何らかの対策が望まれる。しかし冷却経路に供給される冷媒として通常の冷媒が用いられている場合には、低温時であっても冷媒の粘度は低くある程度の流量が確保される。従って、通常の冷媒が使用されている場合には、冷媒の過熱の問題は生じず、冷媒の過熱抑制のための対策も不要となる。しかし、内燃機関において、現在使用されている冷媒がどのような粘度変化の特性を有する冷媒であるかを簡易な方法で検知することは困難である。
【０００８】
本発明は上記課題を解決することを目的とし、冷媒として、低温時に粘度が高くなるように粘度特性が調整された冷媒が用いられている場合に、内燃機関の負荷急増による冷媒の過熱を抑制するよう改良された内燃機関の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の始動時に、内燃機関の出力を制限する手段と、
内燃機関の始動後に、内燃機関を冷却するための冷媒の温度が、基準温度より低く、かつ、冷媒を流通させるための冷媒ポンプの回転速度に対する冷媒の流量が、基準量より大きい場合に、内燃機関の出力の制限を解除する手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷媒の温度と基準温度との比較、及び、冷媒ポンプ回転速度に対する流量と基準量との比較によって、内燃機関の出力が急増したときの、冷媒の過熱を予想することができる。従って、必要な場合にのみ内燃機関の出力制限が行われ、冷媒の過熱を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態．
本実施の形態の内燃機関には、内燃機関の各部材を適温に保つための冷却装置が設けられる。冷却装置は、シリンダヘッドやシリンダブロックの内部に形成された冷媒の通路とラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却経路を備える。冷却経路には冷媒が循環され、冷媒は内燃機関で発生した熱を吸収し、ラジエータで放熱する。
【００１３】
冷却経路には、冷媒を循環させるための冷媒ポンプが設置される。冷媒ポンプは、電動ポンプであっても、機械式ポンプであってもよい。機械式ポンプとしては、クランクシャフトの回転により駆動されるものを用いることができる。冷却経路には、冷媒の温度を検出するための温度センサ及び、冷媒の流量を検出するための流量センサが設置される。また、冷媒ポンプ近傍には、冷媒ポンプの回転速度を検出するためのセンサが設置される。ただし、冷媒ポンプが機械式である場合には、回転速度検出用のセンサを設置せず、エンジン回転速度を冷媒ポンプの回転速度に応じたパラメータとして用いても良い。
【００１４】
本実施の形態において内燃機関は、冷媒経路に供給される冷媒として、例えば、ＬＬＣ等、エチレングリコールを主成分とする通常の冷媒と、冷媒の成分比率を変えることで、温度に対する粘度変化の特性が調整された冷媒との両者を用いることができる。後者の粘度変化の特性が調整された冷媒には、例えば、エチレングリコールを主成分とする冷媒を溶媒とし、この溶媒にステアリン酸Ｎａを所定量配合したものがある。また冷媒の粘度変化の特性の調整のため「冷媒の成分比率を変える」ことには、冷媒に配合する物質（例えばステアリン酸Ｎａ）の配合量を変更することのほか、成分の凝集により成分比率を変化させることも含まれる。
【００１５】
本実施の形態のシステムは制御装置を有する。制御装置には、上述の温度センサ、流量センサ、及び、回転速度検出用のセンサのほか、内燃機関の各種のセンサ及び、各種のアクチュエータが電気的に接続される。制御装置は、エンジンのシステム全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成される。本実施の形態において制御装置が実行する制御には、内燃機関の出力の制限する出力制限モードの実行と、出力制限モードの解除とが含まれる。このような制御装置が実行する各種の制御ルーチンは、ＲＯＭに記憶される。
【００１６】
図１は、実施の形態において制御装置が実行する制御について説明するための具体的な制御のルーチンである。図１のルーチンでは、まず、内燃機関の始動が検知されたか否かが判別される（Ｓ２）。ステップＳ２において、始動が検知されない場合、今回の処理はこのまま終了する。
【００１７】
ステップＳ２において内燃機関の始動が検知されると、次に、出力制限モードがＯＮとされる（Ｓ４）。出力制限モード下では、内燃機関の出力に対し制限出力が設定され、出力がその制限出力以下の出力となるように、例えば、燃料噴射量、点火時期、吸入空気量等が適宜制御される。
【００１８】
次に、温度センサの出力に基づき現在の冷媒温度が取得され、冷媒温度が基準温度より低いか否かが判別される（Ｓ６）。ここで基準温度は、予め設定され制御装置に記憶された温度である。基準温度は、例えば、使用される可能性がある全冷媒の温度と粘度との関係を考慮して適宜決定することができる。例えば、粘度の変化特性が調整された冷媒は、通常の冷媒に比較して、ある境界温度より低い領域で、粘度がより高くなる特性を有する場合や、ある境界温度より低い領域で、単位温度あたりの冷媒の粘度の増加量が急激に大きくなる場合がある。従って、使用され得る冷媒の特性を考慮して、基準温度として、冷媒の粘度が通常の冷媒よりも特に高くなるような境界温度付近の温度、あるいはこの温度より低い温度に設定してもよい。また、具体的な温度としては、例えば４０〜６０℃程度に設定することが考えられる。
【００１９】
ステップＳ６において、現在の冷媒温度が基準温度より低いことが認められない場合、今回の処理は終了する。一方、ステップＳ６において、冷媒温度が基準温度より低いことが認められると、次に、冷媒流量が基準量より多いか否かが判別される（Ｓ８）。ここで、冷媒流量は、流量センサの出力に基づき検出される。基準量は、内燃機関の負荷が急増しても、冷媒が過熱しない範囲の下限値付近の値に設定される。ただし、冷媒流量は冷媒ポンプの回転速度によって変化するものであるから、基準量は、冷媒ポンプの回転速度に応じたマップとして持たせておいてもよい。あるいは、ステップＳ８では、冷媒ポンプの回転速度に対する冷媒流量を示す値を算出し、この値が所定量より多いか否かを判別することとしてもよい。また冷媒ポンプがクランクシャフトの回転により駆動するものであれば、冷媒ポンプの回転速度に代えて、クランクシャフトの回転速度をパラメータとして用いてもよい。
【００２０】
ステップＳ８において、冷媒流量が基準量より多いことが認められない場合には、今回の処理はこのまま終了する。一方、ステップＳ８において冷媒流量が基準量より多いことが認められた場合には、出力制限モードが解除される（Ｓ１０）。その後、今回の処理は終了する。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、冷媒温度が基準温度より低く、かつ冷媒の流量が基準量より少ない状態を検出することで、低温時に冷媒の粘度が高くなるよう調整された冷媒が使用されていることを予想することができる。このような場合には、出力の急変による冷媒過熱の恐れがあるため、内燃機関の出力制限モードを維持することで、冷媒過熱を回避する。一方、冷媒の温度が基準温度より低くても、冷媒流量が基準量より多い場合、低温でも冷媒の粘度がある程度低い通常の冷媒が使用されていることが予想される。従って、このような場合には、内燃機関の出力が急増しても冷媒過熱の恐れが低いため、出力制限モードが解除される。即ち、本実施の形態の制御によれば、内燃機関に用いられる冷媒の種類が未知であっても、低温時の冷媒の粘度から、冷媒の特性をある程度予想して、不要な場合の内燃機関の出力制限モードを解除することができる。
【００２２】
なお、本実施の形態は、低温時に高粘度となる特性の冷媒使用による、内燃機関の出力急増時の冷媒過熱の回避を目的とするため、ステップＳ６で冷媒温度が基準温度以上である場合、そのまま処理を終了する場合について説明した。しかしながら、実際には、出力制限モードは種々の条件で解除又は維持の判別がなされる。例えば、ステップＳ６において、冷媒水温が基準温度以上である場合、その他に異常が見つからなければ、出力制限モードは解除され得るが、逆に、例えば、冷媒の温度が高いにもかかわらず、冷媒の流量が低く、冷却経路の一部閉塞やＬＬＣの粘度異常等が推定される場合などは、出力制限モードが維持され得る。従って、このような異常判定等の制御のために、基準温度より高温である場合でも、実際には流量が検出され比較され、出力制限モードの維持/解除が判別される場合がある。なお、このような処理は、図１のルーチンに組み込まれる場合もあり、また、別ルーチンとして設定される場合もある。
【００２３】
また、本実施の形態では、低温時に高粘度となる特性の冷媒の過熱防止の観点からの制御のみを説明しているため、ステップＳ６及びＳ８の条件成立によって出力制限モードを解除することを説明した。しかしながら、始動時の出力制限は、運転状況に応じ他の要件によってもかけられるものであるため、図１のルーチンで、出力制限モードが解除される場合でも、実際には、他のルーチンによる出力制限が優先されて、出力制限モードが解除されない場合がある。
【００２４】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【図１】
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