JP2006233944A - 内燃機関の暖機システム - Google Patents

Abstract

【課題】 熱媒体が流れる機関熱媒体通路が設けられている内燃機関をより好適に暖機することが可能な技術を提供すること。
【解決手段】 熱媒体を保温しつつ貯留する蓄熱タンクを備えており、内燃機関に設けられた機関熱媒体通路内の熱媒体を、該内燃機関の停止後に蓄熱タンク内に排出させ（Ｓ１０４）、該蓄熱タンク内に貯留する。そして、内燃機関の始動後に該内燃機関の温度がある程度以上にまで上昇してから、蓄熱タンクから機関熱媒体通路内に熱媒体を導入させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の暖機システムに関し、特に、内燃機関に設けられ且つ熱媒体が流れる機関熱媒体通路を有する内燃機関の暖機システムに関する。

冷却水によって内燃機関を冷却する内燃機関の冷却装置において、内燃機関の冷却が必要なときは、該内燃機関に設けられた機関冷却水通路を通るように冷却水を流し、該内燃機関の冷却が不要な場合には、機関冷却水通路内の冷却水を冷却水タンクに排出させ、冷却水が機関冷却水通路を流れないようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、内燃機関の燃焼室近傍の温度を検出する温度検出手段を有し、燃焼室近傍の温度が設定値以下のときは、機関冷却水通路における燃焼室近傍の冷却水を冷却水タンクに排出させ、燃焼室近傍の温度が設定値以上のときは冷却水タンク内の冷却水を機関冷却水通路に戻す技術も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２０００−２２０４５７号公報 実開平１−８０６２２号公報 実公平３−２６２５５号公報 実公平３−２６２５４号公報 特開平１０−７７８３９号公報

熱媒体が流れる機関熱媒体通路が内燃機関に設けられている場合、該機関熱媒体通路に熱媒体を流すことで内燃機関を冷却し、それによって、該内燃機関の過昇温を抑制している。しかしながら、内燃機関の始動時に機関熱媒体通路内に熱媒体が存在すると、該内燃機関の暖機効率が低下する虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、熱媒体が流れる機関熱媒体通路が設けられている内燃機関をより好適に暖機することが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明は、熱媒体を保温しつつ貯留する蓄熱タンクを備えており、内燃機関に設けられた機関熱媒体通路内の熱媒体を、該内燃機関の停止後に蓄熱タンクに排出させる。そして、内燃機関の始動後に該内燃機関の温度がある程度以上にまで上昇してから、蓄熱タンクから機関熱媒体通路内に熱媒体を導入させる。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の暖機システムは、
熱媒体を保温しつつ貯留する蓄熱タンクと、
内燃機関に設けられ且つ熱媒体が流れる機関熱媒体通路と、を備え、
前記内燃機関の停止後に前記機関熱媒体通路内の熱媒体を前記蓄熱タンク内に排出させ、前記内燃機関の始動後に規定導入条件が成立してから前記蓄熱タンク内の熱媒体を前記機関熱媒体通路内に導入させる。

ここで、規定導入条件とは、内燃機関の温度がある程度上昇したと判断出来る条件である。例えば、この規定導入条件を、内燃機関が始動した時点からの経過時間が規定始動時
間以上となったときとしても良い。

本発明では、内燃機関の停止後に、機関熱媒体通路から蓄熱タンクに熱媒体が排出される。そのため、内燃機関の運転中に加熱された比較的温度の高い熱媒体が、蓄熱タンクに保温されつつ貯留されることになる。さらに、内燃機関の始動時には、機関熱媒体通路内に熱媒体がほとんど存在しない状態となるため、該内燃機関の暖機をより促進させることが出来る。

さらに、内燃機関の始動後において、蓄熱タンクから機関熱媒体通路内に熱媒体が導入されるときには、比較的温度が高い状態で保温されていた熱媒体が導入されることになる。そのため、熱媒体が機関熱媒体通路内に導入されることによって内燃機関の温度が過剰に低下するのを抑制することが出来る。

従って、本発明によれば、熱媒体が流れる機関熱媒体通路が設けられている内燃機関をより好適に暖機することが出来る。

本発明において、機関熱媒体通路内の熱媒体の温度（以下、機関内熱媒体温度と称する）を検出する機関内温度検出手段をさらに備えた場合、内燃機関の停止後、機関内温度検出手段によって検出される機関内熱媒体温度が規定熱媒体温度以下にまで低下した時点で、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出を開始しても良い。

ここで、規定熱媒体温度とは、内燃機関を再度始動させた後で機関熱媒体通路内に熱媒体が導入された場合であっても、内燃機関の過剰な温度低下を抑制することが可能な温度の下限値以上の温度であり、且つ、内燃機関が停止されてから機関内熱媒体温度が該規定熱媒体温度にまで低下するのには規定時間以上の時間がかかると考えられる温度である。ここでの規定時間とは、内燃機関の停止期間が該規定時間より短ければ、始動時に暖機が必要となる温度にまで内燃機関の温度が低下しないと判断出来る時間である。尚、規定時間および規定熱媒体温度を、内燃機関が停止した時点での機関内熱媒体温度に基づいて決定しても良い。

内燃機関の停止直後に機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出が開始される場合、内燃機関の停止期間が短く、始動したときに暖機が必要な温度にまで内燃機関の温度が低下しないような場合であっても、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへ熱媒体が排出される虞がある。つまり、熱媒体を不必要に移動させる虞がある。

一方、機関内熱媒体温度は内燃機関の停止後に時間の経過と共に低下するため、内燃機関が停止した後で過剰に長い時間が経過した時点で機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出が開始される場合、蓄熱タンク内に過剰に低い温度の熱媒体が貯留される虞がある。その結果、内燃機関の始動後に蓄熱タンクから機関熱媒体通路に熱媒体を導入したときに、内燃機関の過剰な温度低下を招き易くなる。

そこで、上記のように、内燃機関の停止後、機関内温度検出手段によって検出される機関内熱媒体温度が規定熱媒体温度以下にまで低下した時点で、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出を開始させる。これにより、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出は、内燃機関が停止されてから規定時間以上の時間が経過した後に開始されることになる。つまり、内燃機関を始動させたときであっても該内燃機関を暖機する必要がないほど該内燃機関の停止期間が短い場合には、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出は行われない。さらに、上記により、内燃機関が停止された時点から、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出が開始されるまでの時間が過剰に長い時間となるのを抑制することが出来る。つまり、蓄熱タンクに貯留される熱媒体の温度が過剰に低い
温度となることを抑制することが出来る。

従って、上記制御によれば、熱媒体の不必要な移動を抑制することが出来、且つ、内燃機関の始動後に過剰に低い温度の熱媒体が機関熱媒体通路に導入されるのを抑制することが出来る。その結果、機関熱媒体通路と蓄熱タンクとの間での熱媒体の移動に使用されるエネルギーの消費を抑えることが出来、且つ、内燃機関の始動後に蓄熱タンクから機関熱媒体通路に熱媒体が導入されたときにおける該内燃機関の過剰な温度低下を抑えることが出来る。

本発明において、内燃機関が停止した時点から規定停止時間が経過するまでの間は、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出を禁止しても良い。

上述したように、内燃機関の停止直後に機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出が開始されると、熱媒体を不必要に移動させる虞がある。そこで、上記のように、内燃機関が停止した時点から規定停止時間が経過するまでの間は、機関熱媒体通路内の熱媒体の温度に関わらず、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出を禁止する。ここで、規定停止時間は、比較的短い時間であって、内燃機関が規定停止時間停止した場合であっても該内燃機関の温度低下は小さいと判断出来る時間である。該規定停止時間は予め定められた時間である。

このような制御によれば、内燃機関がある程度以上の時間停止した場合に、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出が行われることになる。従って、熱媒体の不必要な移動を抑制することが出来る。

本発明において、内燃機関を自動的に停止・始動させる自動停止・始動手段をさらに備えた場合、該自動停止・始動手段によって内燃機関が停止された場合は、機関熱媒体通路から前記蓄熱タンクへの熱媒体の排出を禁止しても良い。

自動停止・始動手段は、例えば、内燃機関を搭載した車両が停止したときや減速したとき等のように、規定の条件が成立したときに、内燃機関を自動的に停止させる。このような自動停止・始動手段によって内燃機関が停止された場合は、該内燃機関が始動されるまでの期間、即ち、内燃機関の停止期間は比較的短いと判断出来る。そのため、このような場合は、機関熱媒体通路から蓄熱タンクへの熱媒体の排出を禁止する。これにより、熱媒体の不必要な移動を抑制することが出来る。

本発明においては、内燃機関における始動開始時点からの燃料噴射量の積算量（以下、積算噴射量と称する）を算出する積算噴射量算出手段と、該積算噴射量算出手段によって算出される積算噴射量に基づいて内燃機関の温度を推定する機関温度推定手段と、をさらに備えても良い。

本発明では、内燃機関の始動時は、機関熱媒体通路内に熱媒体が存在していないため、機関内熱媒体温度に基づいて内燃機関の温度を推定することが出来ない。そこで、上記のように、積算噴射量に基づいて内燃機関の温度を推定する。

積算噴射量が多いほど、内燃機関での燃料の燃焼によって発生した熱量の積算量も多いため、内燃機関の温度は必然的に高くなる。従って、積算噴射量から、内燃機関の始動開始時点からの温度上昇量を推定することが出来る。また、内燃機関の始動開始時点の温度は、該内燃機関が停止された時点からの経過時間および外気温等から推定することが出来る。そのため、これらに基づいて、始動後の内燃機関の温度を推定することが出来る。

内燃機関の始動後における蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入開始時期が早すぎる、即ち、内燃機関の温度上昇が不十分の状態のときに機関熱媒体通路内に熱媒体が導入されると、該熱媒体によって冷却されることで内燃機関の温度が過剰に低下する虞がある。一方、内燃機関の始動後における、熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入開始時期が遅すぎると、熱媒体によって内燃機関が冷却される前に該内燃機関が過昇温する虞がある。

そこで、上記のように機関温度推定手段によって内燃機関の温度が推定される場合は、内燃機関の始動後、該内燃機関の温度が規定機関温度以上となったときに、前記規定導入条件が成立したと判断しても良い。つまり、内燃機関の温度が規定機関温度以上にまで上昇した時点で、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入を開始しても良い。

ここで、規定機関温度とは、蓄熱タンクから機関熱媒体通路へ熱媒体が導入された場合、内燃機関の温度が過剰に低下すると判断出来る温度より高く、且つ、蓄熱タンクから機関熱媒体通路へ熱媒体が導入されない場合、内燃機関が過昇温すると判断出来る温度より低い温度である。該規定機関温度は実験等によって予め定めることが出来る。

上記制御によれば、内燃機関の始動後の温度を推定し、推定された温度が規定機関温度以上にまで上昇した時点で、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入を開始することで、該熱媒体の導入をより好適なタイミングで開始することが出来る。従って、内燃機関の過剰な温度低下および内燃機関の過昇温を抑制することが出来る。

本発明においては、内燃機関に供給される潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段をさらに備えた場合、内燃機関の始動後、潤滑油温度検出手段によって検出される潤滑油の温度が規定潤滑油温度以上となったときに、前記規定導入条件が成立したと判断しても良い。つまり、潤滑油の温度が規定潤滑油温度以上にまで上昇した時点で、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入を開始しても良い。

潤滑油の温度が比較的低い場合は、該潤滑油によって内燃機関が冷却されるため、機関熱媒体通路内に熱媒体が存在しない状態であっても内燃機関の過昇温を抑制することが出来る。しかしながら、潤滑油の温度が比較的高くなると、該潤滑油による内燃機関の冷却が困難になるため、機関熱媒体通路内に熱媒体が存在しない状態では内燃機関の過昇温を招く虞がある。

また、内燃機関の始動後における、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入開始時期が早すぎると、該熱媒体によって冷却されることで内燃機関の温度が過剰に低下する虞がある。

そこで、上記のように、内燃機関の始動後、潤滑油の温度が規定潤滑油温度以上にまで上昇した時点で、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入を開始する。

ここで、規定潤滑油温度とは、蓄熱タンクから機関熱媒体通路へ熱媒体が導入された場合であっても、内燃機関の温度が過剰に低下する可能性は低いと判断出来る温度の下限値以上であって、且つ、機関熱媒体通路内に熱媒体が存在しない状態でも内燃機関の過昇温を抑制することが可能な温度の上限値以下の温度である。該規定潤滑油温度は実験等によって予め定めることが出来る。

上記制御によれば、潤滑油の温度が規定潤滑油温度以上にまで上昇した時点で、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入を開始することで、該熱媒体の導入をより好適なタイミングで開始することが出来る。従って、内燃機関の過剰な温度低下および内燃機
関の過昇温を抑制することが出来る。

本発明においては、蓄熱タンク内の熱媒体の温度（以下、タンク内熱媒体温度と称する）を検出するタンク内温度検出手段をさらに備えた場合、内燃機関の始動後における、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入開始時期を、タンク内温度検出手段によって検出されるタンク内熱媒体温度が低いほどより遅くしても良い。

タンク内熱媒体温度が低いほど、蓄熱タンクから機関熱媒体通路へ熱媒体が導入されたときに内燃機関の過剰な温度低下を招き易い。そこで、上記のように、内燃機関の始動後における、蓄熱タンクから機関熱媒体通路への熱媒体の導入開始時期を、タンク内熱媒体温度が低いほどより遅くする。これにより、タンク内熱媒体温度が低いほど、内燃機関の温度がより高い温度となってから機関熱媒体通路内へ熱媒体が導入されることになる。

従って、上記制御によれば、内燃機関の始動後に蓄熱タンクから機関熱媒体通路に熱媒体が導入されたときにおける該内燃機関の過剰な温度低下をより抑制することが出来る。

本発明に係る内燃機関の暖機システムによれば、熱媒体が流れる機関熱媒体通路が設けられている内燃機関をより好適に暖機することが出来る。

以下、本発明に係る内燃機関の暖機システムの具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。

＜内燃機関とその冷却水系および潤滑油系の概略構成＞
図１は、本実施例に係る内燃機関とその冷却水系および潤滑油系との概略構成を示す図である。内燃機関１には、冷却水が流れる機関冷却水通路２が設けられている。

機関冷却水通路２の一端には、内燃機関１の外部に設けられている冷却水通路３の一端が接続されている。そして、該冷却水通路３の他端が機関冷却水通路２の他端に接続されている。尚、冷却水通路３の途中には、冷却水によって冷却される必要がある機関関連要素やラジエータ（図示せず）が設けられている。

冷却水通路３の他端部近傍には、該冷却水通路３における一端側から他端側に向けて冷却水を圧送する冷却水ポンプ４が設けられている。この冷却水ポンプ４は内燃機関１のクランクシャフトの回転を駆動力として作動するポンプである。この冷却水ポンプ４が作動することで、機関冷却水通路２と冷却水通路３とを通って冷却水が循環することになる。機関冷却水通路２と冷却水通路３とによって形成される循環通路を冷却水循環通路５と称する。

また、内燃機関１には蓄熱タンク６が併設されている。該蓄熱タンク６と冷却水通路３とがタンク側冷却水通路７を介して連通されている。このタンク側冷却水通路７は、一端が冷却水通路３に接続されており、他端が蓄熱タンク６内に挿入されている。蓄熱タンク６は、冷却水を保温しつつ貯留するタンクである。また、この蓄熱タンク６の容積は冷却水循環通路５の容積以上となっている。

また、機関冷却水通路２の途中には、機関側空気通路１１の一端が接続されている。この機関側空気通路１１には、機関側空気抜き弁１２および機関側空気ポンプ１３が設けられている。一方、蓄熱タンク６には、タンク側空気通路１４の一端が接続されている。こ
のタンク側空気通路１４には、タンク側吸気抜き弁１５およびタンク側空気ポンプ１６が設けられている。機関側吸気抜き弁１２および機関側空気ポンプ１３、タンク側空気抜き弁１５、タンク側空気ポンプ１６の制御方法については後述する。

さらに、内燃機関１の下方にはオイルパン８が設置されている。このオイルパン８にはオイル供給通路９の一端が接続されている。このオイル供給通路９の他端は内燃機関１の上部に接続されている。オイル供給通路９の途中には、オイルパン８側から内燃機関１側にオイル（潤滑油）を圧送するオイルポンプ１０が設けられている。このオイルポンプ１０が作動することで、オイルパン８からオイルが吸い上げられ、そのオイルが、オイル供給通路９を介して内燃機関１に供給される。

機関冷却水通路２には、該機関冷却水通路２内の冷却水の温度（以下、機関内水温と称する）に対応した電気信号を出力する機関内水温センサ１７が設けられている。また、蓄熱タンク６には、該蓄熱タンク内の冷却水の温度（以下、タンク内水温と称する）に対応した電気信号を出力するタンク内水温センサ１８が設けられている。さらに、オイルパン８には、該オイルパン８内のオイル温度に対応した電気信号を出力するオイル温度センサ１９が設けられている。

また、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するためのＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。

このＥＣＵ２０には、機関内水温センサ１７およびタンク内水温センサ１８、オイル温度センサ１９、さらに、イグニッションスイッチ２１が電気的に接続されている。これらの出力がＥＣＵ２０に入力される。また、ＥＣＵ２０には、機関側空気抜き弁１２および機関側空気ポンプ１３、タンク側空気抜き弁１５、タンク側空気ポンプ１６、オイルポンプ１０が電気的に接続されている。これらがＥＣＵ２０によって制御される。

さらに、ＥＣＵ２０には、内燃機関１の燃料噴射弁も電気的に接続されており、この燃料噴射弁もＥＣＵ２０によって制御される。

＜冷却水移動制御＞
本実施例においては、内燃機関１の運転中は、冷却水循環通路５内を冷却水が循環している。そして、内燃機関１が停止された場合、後述するタイミングで、冷却水循環通路５内の冷却水が蓄熱タンク６内に排出される。そして、内燃機関１が再度始動された後、後述するタイミングで、蓄熱タンク６内の冷却水が冷却水循環通路５内に導入される。

ここで、上記のように冷却水を移動させる方法について説明する。冷却水循環通路５内の冷却水を蓄熱タンク６内に排出させる場合、先ず、機関側空気抜き弁１２およびタンク側空気抜き弁１５を開弁させる。そして、タンク側空気ポンプ１６を作動させることで蓄熱タンク６内の空気を引き抜き、該空気をタンク側空気通路１４の他端から放出する。このように蓄熱タンク６内から空気が引き抜かれることによって、冷却水循環通路５内の冷却水がタンク側冷却水通路７を介して蓄熱タンク６内に引き込まれることになる。冷却水循環通路５内の冷却水が蓄熱タンク６内に引き込まれた後、機関側空気抜き弁１２およびタンク側空気抜き弁１５を閉弁させる。

一方、蓄熱タンク６内の冷却水を冷却水循環通路５内に導入する場合、先ず、前記と同様、機関側空気抜き弁１２およびタンク側空気抜き弁１５を開弁させる。そして、機関側空気ポンプ１３を作動させることで冷却水循環通路５内の空気を引き抜き、該空気を機関側空気通路１３の他端から放出する。このように冷却水循環通路５内から空気が引き抜か
れることによって、蓄熱タンク６内の冷却水がタンク側冷却水通路７を介して冷却水循環通路５内に引き込まれることになる。蓄熱タンク６内の冷却水が冷却水循環通路５内に引き込まれた後、機関側空気抜き弁１２およびタンク側空気抜き弁１５を閉弁させる。

このような制御により、冷却水循環通路５内の冷却水を蓄熱タンク６内に排出させることが出来、また、蓄熱タンク６内の冷却水を冷却水循環通路５内に導入することが出来る。

本実施例では、上記のように、内燃機関１の停止後に、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６に冷却水が排出される。そのため、内燃機関１の運転中に加熱された比較的温度の高い冷却水が、蓄熱タンク６に保温されつつ貯留されることになる。さらに、内燃機関１の始動時には、機関冷却水通路２内に冷却水がほとんど存在しない状態となるため、該内燃機関１の暖機がより促進し易くなる。

そして、内燃機関１の始動後において、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５内に冷却水が導入されるときには、比較的温度が高い状態で保温されていた冷却水が導入されることになる。そのため、該冷却水が機関冷却水通路２内に導入されることによって内燃機関１の温度が過剰に低下するのを抑制することが出来る。

従って、本実施例によれば、内燃機関１をより好適に暖機することが出来る。

＜冷却水排出制御＞
次に、内燃機関１の停止後に冷却水循環通路５から蓄熱タンク６に冷却水を排出する冷却水排出制御の制御フローについて図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０がＯＮとなっている間、規定の間隔で繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、イグニッションスイッチ２１がＯＦＦとなったか否かを判別する。即ち、内燃機関１が停止されたか否かを判別する。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ２１がＯＦＦとなってから、即ち、内燃機関１が停止してからの経過時間Δｔｓが規定停止時間Δｔ０以上となったか否かを判別する。ここで、規定停止時間Δｔ０は、比較的短い時間であって、内燃機関１が該規定停止時間Δｔ０停止した場合であっても内燃機関１の温度低下は小さいと判断出来る時間である。該規定停止時間Δｔ０は予め定められた時間である。Ｓ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は、本ルーチンを一旦終了する。

Ｓ１０３において、ＥＣＵ２０は、機関内水温Ｔｗｅが規定冷却水温度Ｔｗｅ０以下にまで低下したか否かを判別する。ここで、規定冷却水温度Ｔｗｅ０とは、内燃機関１を再度始動させた後において機関冷却水通路２内に冷却水が導入された場合であっても、内燃機関１の過剰な温度低下を抑制することが可能な温度の下限値以上の温度であり、且つ、内燃機関１が停止されてから機関内水温Ｔｗｅが該規定冷却水温度Ｔｗｅ０にまで低下するのには規定時間以上の時間がかかると考えられる温度である。ここでの規定時間とは、内燃機関１の停止期間が該規定時間より短ければ、始動時に暖機が必要となる温度にまで内燃機関１の温度が低下しないと判断出来る時間である。尚、本実施例では、内燃機関１が停止した時点での機関内水温および規定時間と、規定冷却水温度Ｔｗｅ０との関係がマップとして予めＥＣＵに記憶されており、該マップから規定冷却水温度Ｔｗｅ０が決定さ
れる。Ｓ１０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０４に進む。一方、Ｓ１０３において、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は、機関内水温Ｔｗｅが規定冷却水温度Ｔｗｅ０にまで低下していないと判断し、Ｓ１０３を繰り返す。

Ｓ１０４において、ＥＣＵ２０は、上記方法によって、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６への冷却水の排出を開始する。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明した制御ルーチンによれば、内燃機関１が停止された場合であっても、内燃機関１が停止した時点から規定停止時間ΔＴ０が経過するまでの間は、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６への冷却水の排出は禁止される。

さらに、内燃機関１の停止後、機関内水温Ｔｗｅが規定冷却水温度Ｔｗｅ０以下にまで低下した時点で、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６への冷却水の排出が開始される。これにより、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６への冷却水の排出は、内燃機関１が停止されてから規定時間以上の時間が経過した後に開始されることになる。つまり、内燃機関１を始動させたときであっても該内燃機関１を暖機する必要がないほど該内燃機関１の停止期間が短い場合には、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６への冷却水の排出は行われない。さらに、上記により、内燃機関１が停止された時点から、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６への冷却水の排出が開始されるまでの時間が過剰に長い時間となるのを抑制することが出来る。つまり、蓄熱タンク６に貯留される冷却水の温度が過剰に低い温度となることを抑制することが出来る。

従って、本実施例によれば、冷却水の不必要な移動を抑制することが出来、且つ、内燃機関１の始動後に過剰に低い温度の冷却水が機関冷却水通路２に導入されるのを抑制することが出来る。その結果、機関冷却水通路２と蓄熱タンク６との間での冷却水の移動に使用されるエネルギーの消費を抑えることが出来、且つ、内燃機関１の始動後に蓄熱タンク６から冷却水循環通路５に熱媒体が導入されたときにおける該内燃機関１の過剰な温度低下を抑えることが出来る。

＜冷却水排出制御の変形例＞
ここで、冷却水排出制御の変形例として、エコノミーランニングシステムやハイブリッドシステムのように、内燃機関を自動的に停止・始動させるシステムに内燃機関１が適用された場合について説明する。

上記のようなシステムによって、内燃機関１が自動的に停止された場合、該内燃機関１が始動されるまでの期間、即ち、内燃機関１の停止期間は比較的短いと判断出来る。そして、上記のように、内燃機関１の停止期間が比較的短い場合は、始動時に暖機が必要となる温度にまで内燃機関１の温度が低下しない可能性が高い。

そこで、上記システムによって内燃機関１が自動的に停止された場合は、冷却水循環通路５から蓄熱タンク６への冷却水の排出を禁止する。これにより、冷却水の不必要な移動を抑制することが出来る。

＜冷却水導入制御＞
次に、内燃機関１の始動後に蓄熱タンク６から冷却水循環通路５に冷却水を導入する冷却水導入制御の制御フローについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンも、前記と同様、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０がＯＮとなっている間、規定の間隔で繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２０１において、イグニッションスイッチ２１がＯＮとなったか否かを判別する。即ち、内燃機関１が始動されたか否かを判別する。Ｓ２０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が始動された時点での該内燃機関１の温度である始動時機関温度Ｔｅｎｇｓを推定する。この始動時機関温度Ｔｅｎｇｓは、内燃機関１が停止された時点からの経過時間および外気温等に基づいて推定される。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０３に進み、内燃機関１における始動開始時点からの燃料噴射量の積算量である積算噴射量Ｑｆｓを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０４に進み、積算噴射量Ｑｆｓから、内燃機関１の始動開始時点からの温度上昇量ΔＴｅｎｇを推定する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０５に進み、始動時機関温度Ｔｅｎｇｓと温度上昇量ΔＴｅｎｇとから、現時点での内燃機関１の温度Ｔｅｎｇを推定する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０６に進み、内燃機関１の温度Ｔｅｎｇが規定機関温度Ｔｅｎｇ０以上にまで上昇したか否かを判別する。ここで、規定機関温度Ｔｅｎｇ０とは、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５へ熱媒体が導入された場合、熱媒体によって冷却されることによって内燃機関１の温度が過剰に低下すると判断出来る温度より高く、且つ、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５へ熱媒体が導入されない場合、熱媒体によって冷却されないために内燃機関１が過昇温すると判断出来る温度より低い温度である。該規定機関温度Ｔｅｎｇ０は実験等によって予め定められた値である。Ｓ２０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０７に進む。一方、Ｓ２０６において、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の温度Ｔｅｎｇが規定機関温度Ｔｅｎｇ０にまで上昇していないと判断し、Ｓ２０３に戻る。

Ｓ２０７に進んだＥＣＵ２０は、上記方法によって、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水の導入を開始する。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

本実施例では、上記冷却水排出制御が実行されることによって、内燃機関１が停止されたときに冷却水循環通路５内から冷却水が排出される。そのため、該内燃機関１が再度始動されたときには、機関冷却水通路２内に冷却水がほとんど存在しないため、始動後の内燃機関１の温度を機関内水温に基づいて推定することができない。しかしながら、上記制御ルーチンによれば、このような場合であっても、始動後の内燃機関１の温度を推定することが出来る。

そして、上記制御ルーチンによれば、内燃機関１の始動後の温度Ｔｅｎｇを推定し、推定された温度Ｔｅｎｇが規定機関温度Ｔｅｎｇ０以上にまで上昇した時点で、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水の導入を開始する。そのため、該冷却水の導入をより好適なタイミングで開始することが出来る。従って、内燃機関１の過剰な温度低下および内燃機関１の過昇温を抑制することが出来る。

＜冷却水導入制御変形例＞
ここで、上記説明した冷却水導入制御の変形例の制御ルーチンについて図４に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、本ルーチンは、図３に示す制御ルーチンとは、Ｓ３０６が加わった点のみが異なり、その他のステップは同様である。そのため、同様のステ
ップには同様の参照番号を付しその説明を省略する。また、本ルーチンも、前記と同様、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０がＯＮとなっている間、規定の間隔で繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、Ｓ２０５の後、ＥＣＵ２０はＳ３０６に進む。Ｓ３０６において、ＥＣＵ２０は、蓄熱タンク６内の冷却水の温度であるタンク内水温Ｔｗｔに基づいて規定機関温度Ｔｅｎｇ０を決定する。ここでは、タンク内水温Ｔｗｔが低いほど規定機関温度Ｔｅｎｇ０をより高い温度とする。その後、ＥＣＵ２０はＳ２０７に進む。

タンク内水温Ｔｗｔが低いほど、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５へ冷却水が導入されたときに内燃機関１の過剰な温度低下を招き易い。しかしながら、上記制御ルーチンによれば、内燃機関１の始動後における、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水の導入開始時期が、タンク内水温Ｔｗｔが低いほどより遅くなり、内燃機関１の温度がより高い温度となってから冷却水循環通路５内へ冷却水が導入されることになる。

従って、内燃機関１の始動後に蓄熱タンク６から冷却水循環通路５に冷却水が導入されたときにおける該内燃機関１の過剰な温度低下をより抑制することが出来る。

尚、本実施例では、機関側空気ポンプ１３またはタンク側空気ポンプ１６を作動させることで、冷却水循環通路５と蓄熱タンク６との間で冷却水を移動させる構成について説明したが、機関側空気ポンプ１３およびタンク側空気ポンプ１６の代わりに、ＥＣＵ２０によって制御可能な電動ポンプを冷却水通路３に設けても良い。この場合、該電動ポンプを作動させることで、冷却水循環通路５と蓄熱タンク６との間で冷却水を移動させることが出来る。

本実施例に係る、内燃機関とその冷却水系および潤滑油系の概略構成、および、冷却水排出制御は、上述した実施例１と同様であるためその説明を省略する。

＜冷却水導入制御＞
内燃機関１に供給されるオイルの温度が比較的低い場合は、該オイルによって内燃機関１が冷却されるため、機関冷却水通路２内に冷却水が存在しない状態であっても内燃機関１の過昇温を抑制することが出来る。しかしながら、オイルの温度が比較的高くなると、該オイルによる内燃機関１の冷却が困難になるため、機関冷却水通路２内に冷却水が存在しない状態では内燃機関１の過昇温を招く虞がある。また、内燃機関１の始動後における、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水の導入開始時期が早すぎると、該冷却水によって冷却されることで内燃機関１の温度が過剰に低下する虞がある。

そこで、本実施例では、内燃機関が始動された後、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５に冷却水を導入するタイミングを、オイルパン８内のオイル温度Ｔｏに基づいて決定する。以下、本実施例に係る冷却水導入制御の制御フローについて図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンも、前記と同様、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０がＯＮとなっている間、規定の間隔で繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ４０１において、イグニッションスイッチ２１がＯＮとなったか否かを判別する。即ち、内燃機関１が始動されたか否かを判別する。Ｓ４０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

Ｓ４０２において、ＥＣＵ２０は、オイルパン８内のオイル温度Ｔｏが規定オイル温度
Ｔｏ０以上にまで上昇したか否かを判別する。ここで、規定オイル温度Ｔｏ０とは、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５へ冷却水が導入された場合であっても、内燃機関１の温度が過剰に低下する可能性は低いと判断出来る温度の下限値以上であって、且つ、機関冷却水通路２内に冷却水が存在しない状態でも内燃機関１の過昇温を抑制することが可能な温度の上限値以下の温度である。該規定オイル温度Ｔｏ０は実験等によって予め定められた値である。Ｓ４０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０３に進む。一方、Ｓ４０２において、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は、オイル温度Ｔｏが規定オイル温度Ｔｏ０にまで上昇していないと判断し、Ｓ４０２を繰り返す。

Ｓ４０３において、ＥＣＵ２０は、実施例１と同様の方法によって、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水の導入を開始する。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明した制御ルーチンによれば、オイル温度Ｔｏが規定オイル温度Ｔｏ０以上にまで上昇した時点で、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水の導入を開始する。そのため、該冷却水の導入をより好適なタイミングで開始することが出来る。従って、内燃機関１の過剰な温度低下および内燃機関１の過昇温を抑制することが出来る。

尚、本実施例に係る冷却水導入制御においては、タンク内水冷却水温度Ｔｗｔに基づいて規定オイル温度Ｔｏ０を決定しても良い。この場合、タンク内水温Ｔｗｔが低いほど規定オイル温度Ｔｏ０をより高い温度とする。

これによれば、実施例１の変形例に係る冷却水導入制御と同様、内燃機関１の始動後における蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水の導入開始時期が、タンク内水温Ｔｗｔが低いほどより遅くなり、内燃機関１の温度がより高い温度となってから冷却水循環通路５内へ冷却水が導入されることになる。

従って、内燃機関１の始動後に蓄熱タンク６から冷却水循環通路５に冷却水が導入されたときにおける該内燃機関１の過剰な温度低下をより抑制することが出来る。

冷却水導入制御においては、実施例１に係る積算噴射量Ｑｆｓと実施例２に係るオイル温度Ｔｏとの両方に基づいて、蓄熱タンク６から冷却水循環通路５への冷却水導入開始タイミングを決定しても良い。

本発明の実施例に係る内燃機関とその冷却水系および潤滑油系との概略構成を示す図。 本発明の実施例１に係る冷却水排出制御の制御フローを示すフローチャート。 本発明の実施例１に係る冷却水導入制御の制御フローを示す第一のフローチャート。 本発明の実施例１の変形例に係る冷却水導入制御の制御フローを示す第二のフローチャート。 本発明の実施例２に係る冷却水導入制御の制御フローを示すフローチャート。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・機関冷却水通路
３・・・冷却水通路
５・・・冷却水循環通路
６・・・蓄熱タンク
７・・・タンク側冷却水通路
８・・・オイルパン
９・・・オイル供給通路
１０・・オイルポンプ
１１・・機関側空気通路
１２・・機関側空気抜き弁
１３・・機関側空気ポンプ
１４・・タンク側空気通路
１５・・タンク側空気抜き弁
１６・・タンク側空気ポンプ
１７・・機関内水温センサ
１８・・タンク内水温センサ
１９・・オイル温度センサ
２０・・ＥＣＵ
２１・・イグニッションスイッチ

Claims (7)

1. 熱媒体を保温しつつ貯留する蓄熱タンクと、
   内燃機関に設けられ且つ熱媒体が流れる機関熱媒体通路と、を備え、
   前記内燃機関の停止後に前記機関熱媒体通路内の熱媒体を前記蓄熱タンク内に排出させ、前記内燃機関の始動後に規定導入条件が成立してから前記蓄熱タンク内の熱媒体を前記機関熱媒体通路内に導入させることを特徴とする内燃機関の暖機システム。
2. 前記機関熱媒体通路内の熱媒体の温度を検出する機関内温度検出手段をさらに備え、
   前記内燃機関の停止後、機関内温度検出手段によって検出される熱媒体の温度が規定熱媒体温度以下にまで低下した時点で、前記機関熱媒体通路から前記蓄熱タンクへの熱媒体の排出を開始することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の暖機システム。
3. 前記内燃機関が停止した時点から規定停止時間が経過するまでの間は、前記機関熱媒体通路から前記蓄熱タンクへの熱媒体の排出を禁止することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の暖機システム。
4. 前記内燃機関を自動的に停止・始動させる自動停止・始動手段をさらに備え、
   該自動停止・始動手段によって前記内燃機関が停止された場合は、前記機関熱媒体通路から前記蓄熱タンクへの熱媒体の排出を禁止することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の暖機システム。
5. 前記内燃機関における始動開始時点からの燃料噴射量の積算量を算出する積算噴射量算出手段と、
   該積算噴射量算出手段によって算出される燃料噴射量の積算量に基づいて前記内燃機関の温度を推定する機関温度推定手段と、をさらに備え、
   前記内燃機関の始動後、前記機関温度推定手段によって推定される前記内燃機関の温度が規定機関温度以上にまで上昇した時点で、前記規定導入条件が成立したと判断し、前記蓄熱タンクから前記機関熱媒体通路への熱媒体の導入を開始することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の暖機システム。
6. 前記内燃機関に供給される潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段をさらに備え、
   前記内燃機関の始動後、前記潤滑油温度検出手段によって検出される潤滑油の温度が規定潤滑油温度以上にまで上昇した時点で、前記規定導入条件が成立したと判断し、前記蓄熱タンクから前記機関熱媒体通路への熱媒体の導入を開始することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の暖機システム。
7. 前記蓄熱タンク内の熱媒体の温度を検出するタンク内温度検出手段をさらに備え、
   前記内燃機関の始動後における前記蓄熱タンクから前記機関熱媒体通路への熱媒体の導入開始時期を、前記タンク内温度検出手段によって検出される熱媒体の温度が低いほどより遅くすることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の内燃機関の暖機システム。

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