JP4062285B2

JP4062285B2 - Heat storage system

Info

Publication number: JP4062285B2
Application number: JP2004172884A
Authority: JP
Inventors: 孝鈴木; 俊文高岡; 善一新保; 重孝吉川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: JP2005351173A

Description

本発明は、蓄熱タンク内に加熱された冷却水を貯蔵し、冷間始動時に当該加熱された冷却水を内燃機関内の冷却水通路に供給する蓄熱システムに関する。 The present invention relates to a heat storage system that stores heated cooling water in a heat storage tank and supplies the heated cooling water to a cooling water passage in an internal combustion engine during a cold start.

自動車などに搭載される内燃機関が冷間状態で始動される場合には、吸気ポートや燃焼室等の壁面温度が低くなるため、燃料が気化・霧化し難くなり、始動性の低下や排気エミッションの悪化などが誘発されるおそれがある。 When an internal combustion engine mounted in an automobile or the like is started in a cold state, the wall temperature of the intake port, combustion chamber, etc. is lowered, making it difficult for the fuel to vaporize and atomize, reducing startability and exhaust emissions. There is a risk of inducing deterioration.

このような問題に対し、水冷式内燃機関において加熱されて高温となった冷却水を保温したまま貯蔵する蓄熱タンクを備え、内燃機関の始動時などに蓄熱タンクに貯蔵されている高温の冷却水を内燃機関へ供給することにより内燃機関の昇温を図り、以て始動性の向上や暖機の早期化を図る蓄熱システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 In order to solve such problems, a high-temperature cooling water stored in the heat storage tank is provided at the time of starting the internal combustion engine, etc., provided with a heat storage tank that stores the heat-warmed cooling water heated in the water-cooled internal combustion engine. There has been proposed a heat storage system that raises the temperature of the internal combustion engine by supplying it to the internal combustion engine, thereby improving the startability and speeding up the warm-up (for example, see Patent Document 1).

この特許文献１に記載された内燃機関に適用される蓄熱システムにおいては、内燃機関を循環する冷却水の一部を保温したまま貯蔵する蓄熱タンクと、内燃機関から駆動力を得て稼動するメカニカルポンプとは別に蓄熱タンク内に貯蔵された冷却水を内燃機関に供給させる電動ポンプとを備える。そして、内燃機関から外部に向かう冷却水の流路途中に設けられた水温センサにより検出される冷却水の温度が所定温度より低い場合は、内燃機関が冷間状態にあると認識して、内燃機関の始動に先立って電動ポンプの作動を開始させ、蓄熱タンクから内燃機関へ加熱された冷却水の供給を行う、プレヒートを開始する。そして、その後電動ポンプの作動を所定時間継続させて加熱された冷却水を供給継続し、プレヒートを完了させ、プレヒート完了後の内燃機関運転時にはメカニカルポンプで冷却水を循環させる。 In the heat storage system applied to the internal combustion engine described in Patent Document 1, a heat storage tank that stores a part of the cooling water circulating through the internal combustion engine while keeping heat, and a mechanical that operates by obtaining driving force from the internal combustion engine. In addition to the pump, an electric pump for supplying the internal combustion engine with the cooling water stored in the heat storage tank is provided. When the coolant temperature detected by the water temperature sensor provided in the middle of the coolant flow path from the internal combustion engine to the outside is lower than a predetermined temperature, the internal combustion engine is recognized as being in a cold state and Prior to starting the engine, the operation of the electric pump is started, and preheating is started, in which heated cooling water is supplied from the heat storage tank to the internal combustion engine. Then, the operation of the electric pump is continued for a predetermined time to continue supplying the heated cooling water, the preheating is completed, and the cooling water is circulated by the mechanical pump when the internal combustion engine is operated after the preheating is completed.

一方、水冷式内燃機関の冷却装置として、内燃機関から駆動力を得て稼動するメカニカルポンプで冷却水を循環させるのではなく、内燃機関と独立して電動ポンプを稼動して冷却水を循環させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。これは、内燃機関の負荷に応じて冷却水の循環流量を変化させ、不必要なポンプ仕事の低減を図るためである。そして、冷却水の循環流量を制御するにあたっては、内燃機関の冷却水入口側と冷却水出口側に温度センサを備え、これらの検出値を基に、冷却水出口側の冷却水温度と冷却水入口側での冷却水温度との差が所定温度となるようにしている。
特開２００２−３８９４７号公報特開２０００−４５７７４号公報新谷治，「発行番号１１５００内燃機関の冷却装置」，トヨタ技術公開集，トヨタ自動車株式会社，２０００年１０月３１日，第１１９巻，ｐ．１４５−１４６ On the other hand, as a cooling device for a water-cooled internal combustion engine, cooling water is circulated by operating an electric pump independently of the internal combustion engine, instead of circulating the cooling water with a mechanical pump that operates by obtaining driving force from the internal combustion engine. A technique has been proposed (see, for example, Patent Document 2). This is because the circulating flow rate of the cooling water is changed according to the load of the internal combustion engine to reduce unnecessary pump work. In controlling the circulating flow rate of the cooling water, temperature sensors are provided on the cooling water inlet side and the cooling water outlet side of the internal combustion engine. Based on these detected values, the cooling water temperature and the cooling water on the cooling water outlet side are provided. The difference from the cooling water temperature on the inlet side is set to a predetermined temperature.
JP 2002-38947 A JP 2000-45774 A Osamu Shintani, “Issue No. 11500 Cooling System for Internal Combustion Engine”, Toyota Technical Public Collection, Toyota Motor Corporation, October 31, 2000, Vol. 119, p. 145-146

上述した蓄熱システムを備えた内燃機関においても、メカニカルポンプと電動ポンプを併存するのではなく、電動ポンプのみを備え、電動ポンプのみでプレヒートから内燃機関運転時まで冷却水の循環（供給）流量を最適化することで、搭載性向上、コスト削減を図ることが望まれる。そして、かかる構成においても、内燃機関を早期に暖機させるとともに、電動ウォータポンプを駆動させるのに必要となる駆動力を最適化するために、プレヒート時における加熱された冷却水の供給流量の最適化を図ることが重要となる。 Even in the internal combustion engine equipped with the heat storage system described above, the mechanical pump and the electric pump are not coexistent, but only the electric pump is provided, and the circulation (supply) flow rate of the cooling water from the preheat to the operation of the internal combustion engine is performed only by the electric pump. By optimizing, it is desirable to improve mountability and reduce costs. Even in such a configuration, in order to warm up the internal combustion engine early and optimize the driving force required to drive the electric water pump, the optimum flow rate of the heated cooling water during preheating is optimized. It is important to make it easier.

また、特許文献２に記載の内燃機関のように内燃機関の冷却水入口側と冷却水出口側に温度センサを備えてこれらの検出値を基に循環流量を制御するのではなく、安価に冷却水の循環（供給）流量を最適化することが望まれる。 Further, unlike the internal combustion engine described in Patent Document 2, temperature sensors are provided on the cooling water inlet side and the cooling water outlet side of the internal combustion engine, and the circulating flow rate is not controlled based on these detected values, but is cooled at a low cost. It is desirable to optimize the water circulation (supply) flow rate.

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄熱システムでのプレヒート時に、加熱された冷却水の内燃機関への供給流量を最適化することができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to optimize the supply flow rate of heated cooling water to the internal combustion engine during preheating in the heat storage system. To provide technology.

上記目的を達成するために、本発明に係る蓄熱システムにあっては、加熱された冷却水を蓄熱タンク内に保温したまま貯蔵し、内燃機関の冷間時に保温された冷却水を電動ウォータポンプで内燃機関内の冷却水通路に供給して暖機を促進する蓄熱システムにおいて、前記冷却水通路近傍の内燃機関の壁面の温度を推定する機関壁温推定手段と、前記蓄熱タンク内に貯蔵された冷却水の温度を推定するタンク内水温推定手段と、前記機関壁温推定手段にて推定された壁面の温度と前記タンク内水温推定手段にて推定された冷却水の温度との温度差に応じて前記電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御する流量制御手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the heat storage system according to the present invention, the heated cooling water is stored in the heat storage tank while being kept warm, and the cooling water kept warm when the internal combustion engine is cold is stored in the electric water pump. In the heat storage system for promoting warm-up by supplying to the cooling water passage in the internal combustion engine, engine wall temperature estimation means for estimating the temperature of the wall surface of the internal combustion engine in the vicinity of the cooling water passage, and stored in the heat storage tank A temperature difference between the temperature of the tank water estimated by the engine wall temperature estimating means and the temperature of the cooling water estimated by the tank water temperature estimating means. And a flow rate control means for controlling the flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump.

ここで、機関壁温推定手段が推定する内燃機関の壁面としては、吸気ポート壁面、燃焼室壁面あるいはシリンダ壁面等を例示することができる。そして、このように構成された蓄熱システムにおいては、流量制御手段が、機関壁温推定手段にて推定された壁面の温度とタンク内水温推定手段にて推定された冷却水の温度との温度差に応じて電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御する。例えば、流量制御手段が、蓄熱タンク内に貯蔵されている冷却水の温度と推定された壁面の温度の温度差が大きい程、加熱された冷却水の冷却水通路への供給流量が多くなるように制御することで、温度差が大きい時には早期に内燃機関を暖機することができる。特に吸気ポートが早期に暖められることにより吸気ポートに付着する燃料を低減することで内燃機関から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。一方、温度差が小さい時には供給流量が少なくなるように制御するので、電動ウォータポンプを駆動させるのに必要となる駆動力を小さくすることができる。これらのことにより、プレヒート時に、加熱された冷却水の供給流量の最適化を図ることができる。 Here, examples of the wall surface of the internal combustion engine estimated by the engine wall temperature estimating means include an intake port wall surface, a combustion chamber wall surface, a cylinder wall surface, and the like. In the heat storage system configured as described above, the flow rate control means has a temperature difference between the wall temperature estimated by the engine wall temperature estimating means and the coolant temperature estimated by the tank water temperature estimating means. The flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump is controlled accordingly. For example, the larger the temperature difference between the estimated temperature of the cooling water stored in the heat storage tank and the temperature of the wall surface, the greater the flow rate of the heated cooling water supplied to the cooling water passage. By controlling so, the internal combustion engine can be warmed up early when the temperature difference is large. In particular, it is possible to reduce the unburned HC discharged from the internal combustion engine by reducing the fuel adhering to the intake port by warming the intake port early. On the other hand, since the supply flow rate is controlled to be small when the temperature difference is small, the driving force required to drive the electric water pump can be reduced. As a result, the supply flow rate of the heated cooling water can be optimized during preheating.

また、本発明に係る蓄熱システムにあっては、加熱された冷却水を蓄熱タンク内に保温したまま貯蔵し、内燃機関の冷間時に保温された冷却水を電動ウォータポンプで内燃機関内の冷却水通路に供給して暖機を促進する蓄熱システムにおいて、前記冷却水通路近傍の内燃機関の壁面の温度を推定する機関壁温推定手段と、前記機関壁温推定手段にて推定された壁面の温度と当該壁面の温度の目標温度との温度差に応じて前記電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御する流量制御手段と、を備えたことを特徴とする。 Further, in the heat storage system according to the present invention, the heated cooling water is stored while being kept warm in the heat storage tank, and the cooling water kept warm when the internal combustion engine is cold is cooled in the internal combustion engine by an electric water pump. In the heat storage system for supplying the water passage to promote warm-up, the engine wall temperature estimating means for estimating the temperature of the wall surface of the internal combustion engine in the vicinity of the cooling water passage, and the wall surface estimated by the engine wall temperature estimating means And a flow rate control means for controlling the flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump in accordance with the temperature difference between the temperature and the target temperature of the wall surface.

このように構成された蓄熱システムにおいては、流量制御手段が、推定された壁面の温度と当該壁面の温度の目標温度との温度差に応じて電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御する。そして、例えば、流量制御手段が、推定された壁面の温度と当該壁面の温度の目標温度との温度差が大きい程、加熱された冷却水の冷却水通路への供給流量が多くなるように制御することで、温度差が大きい時には早期に内燃機関を暖機することができる。一方、温度差が小さい時には供給流量が少なくなるように制御するので、電動ウォータポンプを駆動させるのに必要となる駆動力の効率化を図ることができる。これらのことにより、プレヒート時に、加熱された冷却水の供給流量の最適化を図ることができる。 In the heat storage system configured as described above, the flow rate control means controls the flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump according to the temperature difference between the estimated wall surface temperature and the target temperature of the wall surface temperature. To do. For example, the flow rate control unit controls the flow rate of the supplied cooling water to the cooling water passage as the temperature difference between the estimated wall temperature and the target temperature of the wall surface increases. By doing so, the internal combustion engine can be warmed up early when the temperature difference is large. On the other hand, since the supply flow rate is controlled to be small when the temperature difference is small, it is possible to improve the efficiency of the driving force necessary to drive the electric water pump. As a result, the supply flow rate of the heated cooling water can be optimized during preheating.

また、上述した蓄熱システムにおける機関壁温推定手段は、前記内燃機関の各気筒にお
ける壁面の温度を推定するものであり、前記流量制御手段は、更に前記機関壁温推定手段にて推定される各気筒における壁面の温度の温度差が小さくなるように前記電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御することが好適である。 Further, the engine wall temperature estimating means in the heat storage system described above is for estimating the temperature of the wall surface in each cylinder of the internal combustion engine, and the flow rate control means is further estimated by the engine wall temperature estimating means. It is preferable to control the flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump so that the temperature difference of the wall surface temperature in the cylinder becomes small.

このように流量制御手段が、各気筒における壁面の温度の温度差が小さくなるように前記電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御することにより、内燃機関始動時に気筒間で燃料噴射量に差が生じないようにすることができるので内燃機関から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。 In this way, the flow rate control means controls the flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump so that the temperature difference between the wall surfaces of the cylinders becomes small, so that the fuel injection amount between the cylinders when the internal combustion engine is started. Therefore, it is possible to reduce unburned HC discharged from the internal combustion engine.

また、前記内燃機関は、前記機関壁温推定手段にて推定される各気筒における壁面の温度の温度差に応じて各気筒に供給される燃料量が補正されることが好適である。これにより、内燃機関始動時に気筒間で壁面の温度の差が生じていたとしても、早期に各気筒における壁面の温度の差がなくなるようになるので、内燃機関から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。 Further, in the internal combustion engine, it is preferable that the amount of fuel supplied to each cylinder is corrected in accordance with a temperature difference in wall temperature in each cylinder estimated by the engine wall temperature estimating means. As a result, even if there is a difference in wall temperature between the cylinders when the internal combustion engine is started, the difference in wall temperature between the cylinders is eliminated at an early stage, thereby reducing unburned HC discharged from the internal combustion engine. Can be achieved.

以上説明したように、本発明によれば、蓄熱システムでのプレヒート時に、加熱された冷却水の内燃機関への供給流量を最適化することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to optimize the supply flow rate of heated cooling water to the internal combustion engine during preheating in the heat storage system.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below based on the following embodiments with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.

図１は、本実施例に係る蓄熱システムを備えた内燃機関１とその冷却水循環系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関（ディーゼル機関）又はガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関（ガソリン機関）であり、自動車等に搭載される内燃機関である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine 1 including a heat storage system according to the present embodiment and its cooling water circulation system. The internal combustion engine 1 is a compression ignition internal combustion engine (diesel engine) using light oil as a fuel or a spark ignition internal combustion engine (gasoline engine) using gasoline as a fuel, and is an internal combustion engine mounted on an automobile or the like.

内燃機関１は、直列４気筒であり、シリンダヘッド１ａ、シリンダヘッドの下部に連結されたシリンダブロック１ｂ等を備えて構成される。そして、シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂには熱媒体としての水が循環するための通路である機関内冷却水通路１ｃが設けられている。そして、図１に示すように、機関内冷却水通路１ｃの出口側には、車室内暖房用のヒータコア３に冷却水を導くヒータ側冷却水通路４とラジエータ５に冷却水を導くラジエータ側冷却水通路６が接続されている。 The internal combustion engine 1 is an in-line four cylinder, and includes a cylinder head 1a, a cylinder block 1b connected to a lower portion of the cylinder head, and the like. The cylinder head 1a and the cylinder block 1b are provided with an engine cooling water passage 1c, which is a passage for circulating water as a heat medium. As shown in FIG. 1, at the outlet side of the engine coolant passage 1c, the heater side coolant passage 4 that guides coolant to the heater core 3 for heating the vehicle interior and the radiator side coolant that guides coolant to the radiator 5 are provided. A water passage 6 is connected.

また、内燃機関１にはヒータ側冷却水通路４とラジエータ側冷却水通路６を流通してきた冷却水を外部から吸い込み、第１気筒（＃１）側から機関内冷却水通路１ｃに冷却水を送り込む電動ウォータポンプ２が備えられている。この電動ウォータポンプ２は、バッテリ（図示省略）を駆動源とするウォータポンプであり、後述するＥＣＵの指令信号により電圧が印加されると、その印加電圧に応じた分の流量の冷却水を機関内冷却水通路１ｃに送り込む。 In addition, the internal combustion engine 1 sucks in cooling water that has flowed through the heater-side cooling water passage 4 and the radiator-side cooling water passage 6 from the outside, and supplies the cooling water from the first cylinder (# 1) side to the internal cooling water passage 1c. An electric water pump 2 for feeding is provided. The electric water pump 2 is a water pump that uses a battery (not shown) as a drive source. When a voltage is applied in response to a command signal from an ECU (to be described later), cooling water having a flow rate corresponding to the applied voltage is supplied to the engine. It feeds into the inner cooling water passage 1c.

また、ヒータ側冷却水通路４には、ヒータコア３を迂回するためのヒータバイパス通路７が形成されている。そして、ヒータバイパス通路７の途中には、蓄熱タンク８が備えられている。蓄熱タンク８は、内部と外部とを断熱する断熱材により囲まれ、内部に貯蔵した冷却水を長時間保温することができる保温容器である。 In addition, a heater bypass passage 7 for bypassing the heater core 3 is formed in the heater-side cooling water passage 4. A heat storage tank 8 is provided in the middle of the heater bypass passage 7. The heat storage tank 8 is a heat insulating container that is surrounded by a heat insulating material that insulates the inside and the outside, and can keep the cooling water stored inside for a long time.

また、ヒータバイパス通路７には開閉弁９が設けられている。この開閉弁９は、後述するＥＣＵの指令信号によりＯＮにされると開いてヒータバイパス通路７に冷却水を流通させ、ＯＦＦにされると閉じてヒータバイパス通路７に冷却水を流通させないようにする。つまり、開閉弁９が開いている状態で電動ウォータポンプ２が駆動されると、蓄熱タンク８に貯蔵されていた冷却水が機関内冷却水通路１ｃに送り込まれ、それと入れ替わりに蓄熱タンク８に新たな冷却水が貯蔵される。また、蓄熱タンク８出口近傍のヒータバイパス通路７には、蓄熱タンク８から排出された冷却水の温度に対応した電気信号を出力する出口水温センサ１０が設けられている。 An opening / closing valve 9 is provided in the heater bypass passage 7. The on-off valve 9 is opened when it is turned on by a command signal from the ECU, which will be described later, and causes cooling water to flow through the heater bypass passage 7. To do. That is, when the electric water pump 2 is driven in a state where the on-off valve 9 is open, the cooling water stored in the heat storage tank 8 is sent to the engine cooling water passage 1c, and is replaced with a new one in the heat storage tank 8. Fresh cooling water is stored. The heater bypass passage 7 near the outlet of the heat storage tank 8 is provided with an outlet water temperature sensor 10 that outputs an electrical signal corresponding to the temperature of the cooling water discharged from the heat storage tank 8.

ラジエータ側冷却水通路６には、ラジエータ５を迂回するためのラジエータバイパス通路１１が接続されており、ラジエータ側冷却水通路６とラジエータバイパス通路１１の接続部にはサーモスタット１２が設けられている。そして、ラジエータバイパス通路１１を通過しサーモスタット１２へ到達した冷却水の温度が所定温度（約８０〜９０℃）に達していない場合は、サーモスタット１２が閉じ、ラジエータ側冷却水通路６は遮断されるので、冷却水はラジエータバイパス通路１１を通過し電動ウォータポンプ２へ流入する。一方、ラジエータバイパス通路１１を通過しサーモスタット１２へ到達した冷却水の温度が所定温度に達している場合は、サーモスタット１２が開き、冷却水はラジエータ側冷却水通路６を介してラジエータ５に流入し、その後電動ウォータポンプ２へ流入する。 A radiator bypass passage 11 for bypassing the radiator 5 is connected to the radiator side cooling water passage 6, and a thermostat 12 is provided at a connection portion between the radiator side cooling water passage 6 and the radiator bypass passage 11. When the temperature of the cooling water that has passed through the radiator bypass passage 11 and has reached the thermostat 12 does not reach a predetermined temperature (about 80 to 90 ° C.), the thermostat 12 is closed and the radiator-side cooling water passage 6 is shut off. Therefore, the cooling water flows through the radiator bypass passage 11 and flows into the electric water pump 2. On the other hand, when the temperature of the cooling water passing through the radiator bypass passage 11 and reaching the thermostat 12 has reached a predetermined temperature, the thermostat 12 is opened, and the cooling water flows into the radiator 5 through the radiator side cooling water passage 6. Then, it flows into the electric water pump 2.

このように構成された蓄熱システムを備えた内燃機関１には、当該内燃機関等を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１３が併設されている。この
ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。 The internal combustion engine 1 including the heat storage system configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 13 for controlling the internal combustion engine and the like. The ECU 13 is an arithmetic and logic circuit composed of a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like.

ＥＣＵ１３には、上述した出口水温センサ１０、シリンダヘッド１ａ側の機関内冷却水通路１ｃ内を流通する冷却水の温度に対応した電気信号を出力する機関内水温センサ１４等が電気的に接続され、それらの出力信号がＥＣＵ１３へ入力されるようになっている。更に、ＥＣＵ１３は、電動ウォータポンプ２と電気的に接続され、ＥＣＵ１３が、電動ウォータポンプ２を制御することで冷却水の循環流量を制御することが可能になっている。また、ＥＣＵ１３は、開閉弁９と電気的に接続され、ＥＣＵ１３が開閉弁９を制御することで当該冷却水循環系における冷却水の循環経路を変更することが可能になっている。また、ＥＣＵ１３は、電気的に接続された燃料噴射弁（図示省略）を制御することで周知の燃料噴射量制御をも実行することができる。 The ECU 13 is electrically connected to the outlet water temperature sensor 10 and the engine water temperature sensor 14 that outputs an electrical signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing through the engine cooling water passage 1c on the cylinder head 1a side. These output signals are input to the ECU 13. Further, the ECU 13 is electrically connected to the electric water pump 2, and the ECU 13 can control the circulating flow rate of the cooling water by controlling the electric water pump 2. The ECU 13 is electrically connected to the on-off valve 9, and the ECU 13 can control the on-off valve 9 to change the cooling water circulation path in the cooling water circulation system. Further, the ECU 13 can also execute a well-known fuel injection amount control by controlling an electrically connected fuel injection valve (not shown).

そして、本発明の実施例に係る蓄熱システムを備えた内燃機関においては、内燃機関１が冷間時に始動される前に内燃機関１を暖機するときには、内燃機関１の始動前から、蓄熱タンク８内に貯蔵された高温の冷却水（以下、「温水」という場合もある。）を機関内冷却水通路１ｃに供給するプレヒートを実行する。かかる場合の冷却水の循環経路について示したのが図２であり、本図の矢印が冷却水の流れを示す。 In the internal combustion engine equipped with the heat storage system according to the embodiment of the present invention, when the internal combustion engine 1 is warmed up before the internal combustion engine 1 is started when it is cold, the heat storage tank is started before the internal combustion engine 1 is started. Preheating is performed to supply high-temperature cooling water stored in the engine 8 (hereinafter also referred to as “warm water”) to the engine cooling water passage 1c. FIG. 2 shows the cooling water circulation path in such a case, and the arrows in this figure indicate the flow of the cooling water.

プレヒートを実行するにあたっては、ＥＣＵ１３は、開閉弁９を開き、バッテリから電力を供給して電動ウォータポンプ８を駆動させる。その結果、図２に示した矢印のように温水が流れる。そして、前回までの内燃機関１の運転中または運転停止後に回収され蓄熱タンク８内に貯蔵されていた温水が、蓄熱タンク８から流出し、機関内冷却水通路１ｃに供給される。そして、温水の熱の一部は、機関内冷却水通路１ｃの壁面へ伝わり、内燃機関１が加熱され暖機される。また、その分熱を失った温水の温度は低下する。温度が低下した温水は、ラジエータバイパス通路１１を通過しサーモスタット１２へ到達するが、到達した温水の温度は機関内冷却水通路１ｃを流通する際に熱を奪われたことにより温度が低下し、サーモスタット１２が開く前記所定温度に達していないため、あるいは蓄熱タンク８内に貯蔵された温水の温度は前記所定温度以下に設定されているため、サーモスタッ
ト１２は閉じたままとなり温水が矢印のように循環する。 In executing the preheating, the ECU 13 opens the on-off valve 9 and supplies electric power from the battery to drive the electric water pump 8. As a result, hot water flows as shown by the arrows in FIG. Then, the hot water collected during the operation of the internal combustion engine 1 up to the previous time or after being stopped and stored in the heat storage tank 8 flows out of the heat storage tank 8 and is supplied to the engine cooling water passage 1c. A part of the heat of the warm water is transmitted to the wall surface of the engine coolant passage 1c, and the internal combustion engine 1 is heated and warmed up. In addition, the temperature of the hot water that has lost heat correspondingly decreases. The hot water whose temperature has decreased passes through the radiator bypass passage 11 and reaches the thermostat 12. However, the temperature of the hot water that has reached has decreased due to the removal of heat when flowing through the engine cooling water passage 1c, Since the thermostat 12 has not reached the predetermined temperature at which the thermostat 12 is opened or the temperature of the hot water stored in the heat storage tank 8 is set to be equal to or lower than the predetermined temperature, the thermostat 12 remains closed as indicated by the arrow. Circulate.

そして、プレヒート時に機関内冷却水通路１ｃに供給される温水の流量は以下のように決定される。以下、具体的に本実施例における、プレヒート時における温水の供給流量制御について図３に基づいて説明する。 And the flow volume of the warm water supplied to the engine coolant passage 1c during preheating is determined as follows. Hereinafter, the supply flow control of the hot water during preheating in the present embodiment will be specifically described based on FIG.

図３は、プレヒート時の供給流量制御の制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、予めＥＣＵ１３に記憶されており、プレヒートが実行されている間、所定時間毎に繰り返されるルーチンである。 FIG. 3 is a flowchart showing a control routine of supply flow rate control during preheating. This routine is stored in advance in the ECU 13 and is repeated every predetermined time while preheating is being executed.

本ルーチンにおいて、先ずＥＣＵ１３は、ステップ（以下、「Ｓ」という。）１０１において、蓄熱タンク８内に貯蔵されている冷却水の温度ＴＨＷを推定する。これは、出口水温センサ１０の出力値を基に検出された温水の温度とＴＨＷは等しいとして推定するものである。なお、蓄熱タンク８内に貯蔵されている冷却水の温度ＴＨＷを直接検出可能なセンサを蓄熱タンク８に備え、ＴＨＷを検出してもよい。 In this routine, the ECU 13 first estimates the temperature THW of the cooling water stored in the heat storage tank 8 in step (hereinafter referred to as “S”) 101. This estimates that the temperature of the hot water detected based on the output value of the outlet water temperature sensor 10 is equal to THW. A sensor capable of directly detecting the temperature THW of the cooling water stored in the heat storage tank 8 may be provided in the heat storage tank 8 to detect THW.

その後Ｓ１０２へ進み、内燃機関１の各気筒における壁面の温度（以下、「壁温」という場合もある。）ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ（ｎ＝気筒数）を推定する。本実施例に係る内燃機関１は４気筒の内燃機関であるので、第１気筒（＃１）〜第４気筒（＃４）の壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷ４を推定する。なお、壁面としては、吸気ポート壁面、燃焼室壁面あるいはシリンダ壁面等を例示することができる。ただし、吸気ポートへ燃料を噴射する内燃機関においては、吸気ポート壁面への燃料付着が支配的であり、この部分を暖めて燃料気化を促進させることが重要であるため、吸気ポート周辺に機関内冷却水通路１ｃを形成しプレヒート時に温水を供給してこの部分を暖めるのが好適である。そして、推定する温度も吸気ポート壁面とする。 Thereafter, the process proceeds to S102, and the wall surface temperature (hereinafter also referred to as “wall temperature”) THPW1 to THPWn (n = the number of cylinders) in each cylinder of the internal combustion engine 1 is estimated. Since the internal combustion engine 1 according to this embodiment is a four-cylinder internal combustion engine, wall temperatures THPW1 to THPW4 of the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4) are estimated. Examples of the wall surface include an intake port wall surface, a combustion chamber wall surface, and a cylinder wall surface. However, in an internal combustion engine that injects fuel into the intake port, fuel adhesion to the wall surface of the intake port is dominant, and it is important to warm this part to promote fuel vaporization. It is preferable to form the cooling water passage 1c and supply warm water during preheating to warm this portion. The estimated temperature is also set as the intake port wall surface.

また、燃料噴射量等の制御に用いる機関内水温センサ１４はシリンダヘッド１ａに装着されているが、この水温センサは応答性が低いためプレヒート中は壁温に比べ低い値を示し、またシリンダヘッド内の水温を検出しているためプレヒート後は壁温よりも高い値になる。そのため、本実施例における蓄熱システムにおいては、機関内水温センサ１４の値でプレヒート時の電動ウォータポンプ２による温水の供給流量あるいはプレヒート後の燃料噴射量増量補正を精度よく実施することは困難となる。 The engine water temperature sensor 14 used for controlling the fuel injection amount and the like is mounted on the cylinder head 1a. Since this water temperature sensor has low responsiveness, it shows a lower value than the wall temperature during preheating. Since the water temperature inside is detected, it becomes higher than the wall temperature after preheating. Therefore, in the heat storage system in the present embodiment, it is difficult to accurately perform the correction of the hot water supply flow rate by the electric water pump 2 during preheating or the fuel injection amount increase after preheating with the value of the engine water temperature sensor 14. .

そこで、図４に示した流れのようにして各気筒の吸気ポート壁面の温度を推定する。
前処理として、まず出口水温センサ１０そのものの応答遅れの修正（Ａ）とプレヒート中の冷却水流量の計算（Ｂ）を行う。応答遅れの修正（Ａ）は単純な一時遅れの修正とする。冷却水流量の計算（Ｂ）は蓄熱タンク８出口近傍に備えられた出口水温センサ１０の値とシリンダヘッド１ａ内に装着された機関内水温センサ１４が供給された温水に反応するのにかかる時間差とその間の容積をもとに行う。 Therefore, the temperature of the intake port wall surface of each cylinder is estimated in the flow shown in FIG.
As preprocessing, first, correction of the response delay of the outlet water temperature sensor 10 itself (A) and calculation of the cooling water flow rate during preheating (B) are performed. The response delay correction (A) is a simple temporary delay correction. The calculation (B) of the cooling water flow rate is the time difference required to react to the value of the outlet water temperature sensor 10 provided near the outlet of the heat storage tank 8 and the hot water supplied by the engine water temperature sensor 14 mounted in the cylinder head 1a. And based on the volume between them.

次に、（Ａ）、（Ｂ）の結果をもとに吸気ポート壁面の温度を推定（Ｃ）する。これは、機関内冷却水温度の初期値、修正されたタンク出口水温（Ａ）と流量計算値（Ｂ）を入力として、各ポートの壁温を計算するものである。その際、吸気ポートからシリンダブロック１ｂ等の周りに逃げる熱は外気への放熱とは別に考慮し、熱伝達・熱伝導を表す係数と比熱による係数は、いくつかの条件における実車測温データをもとに最適化する。 Next, the temperature of the intake port wall surface is estimated (C) based on the results of (A) and (B). This is to calculate the wall temperature of each port using the initial value of the engine coolant temperature, the corrected tank outlet water temperature (A) and the calculated flow rate (B) as inputs. At that time, the heat escaping around the cylinder block 1b etc. from the intake port is considered separately from the heat radiation to the outside air, and the coefficient representing heat transfer and heat conduction and the coefficient due to specific heat are based on actual vehicle temperature measurement data under some conditions. Optimize based on.

Ｓ１０２にて各気筒の壁温を推定した後はＳ１０３へ進み、電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２による基本供給流量Ｖｗ１を決定する。これは、Ｓ１０１にて算出した蓄熱タンク８内に貯蔵されている冷却水の温度ＴＨＷとＳ１０２にて推定した各気筒における壁面の温度（壁温）ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎの最小値との差、つまりＴＨＷ−ＭＩＮ（ＴＨＰＷ
１〜ＴＨＰＷｎ）を、予め作成され記憶された図５のようなマップに代入することにより算出するものである。 After estimating the wall temperature of each cylinder in S102, the process proceeds to S103, and the basic supply flow rate Vw1 by the electric water pump (W / P) 2 is determined. This is the difference between the temperature THW of the cooling water stored in the heat storage tank 8 calculated in S101 and the minimum wall temperature (wall temperature) THPW1 to THPWn in each cylinder estimated in S102, that is, THW. -MIN (THPW
1 to THPWn) are calculated by substituting them into a map as shown in FIG.

なお、ＴＨＷ−ＭＩＮ（ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ）が非常に高い場合に、それに応じて供給流量を多くしてしまうと、電動ウォータポンプ２への印加電圧が非常に高くなりその分バッテリ電圧を消費するので燃費が悪化するおそれがある。そのため、図５に示すようにＴＨＷ−ＭＩＮ（ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ）が所定温度より高い場合には上限ガードを設けている。 When THW-MIN (THPW1 to THPWn) is very high, if the supply flow rate is increased accordingly, the applied voltage to the electric water pump 2 becomes very high and the battery voltage is consumed accordingly. There is a risk that fuel economy will deteriorate. Therefore, as shown in FIG. 5, when THW-MIN (THPW1 to THPWn) is higher than a predetermined temperature, an upper limit guard is provided.

その後Ｓ１０４へ進み、電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２による補正供給流量Ｖｗ２を決定する。これは、温水の入口側（最上流側）の気筒の吸気ポート壁温と出口側（最下流側）の気筒の吸気ポート壁温の差、つまり｜ＴＨＰＷ１−ＴＨＰＷｎ｜（内燃機関１においては｜ＴＨＰＷ１−ＴＨＰＷ４｜）を、予め作成され記憶された図６のようなマップに代入することにより算出するものである。これにより、内燃機関１の冷却水流れ方向の最上流側の気筒と最下流側の気筒の壁温の温度差が小さくなるように電動ウォータポンプ２にて供給する温水の流量が補正されることとなる。その結果、全ての気筒の壁温の温度差が小さくなる。 Thereafter, the process proceeds to S104, and the corrected supply flow rate Vw2 by the electric water pump (W / P) 2 is determined. This is the difference between the intake port wall temperature of the hot water inlet side (most upstream side) cylinder and the intake port wall temperature of the outlet side (most downstream side) cylinder, that is, | THPW1−THPWn | (in the internal combustion engine 1 | THPW1-THPW4 |) is calculated by substituting it into a map as shown in FIG. Thus, the flow rate of the hot water supplied by the electric water pump 2 is corrected so that the temperature difference between the wall temperature of the most upstream cylinder and the most downstream cylinder in the coolant flow direction of the internal combustion engine 1 is reduced. It becomes. As a result, the temperature difference between the wall temperatures of all cylinders is reduced.

その後Ｓ１０５へ進み、Ｓ１０３で算出した基本供給流量Ｖｗ１にＳ１０４で算出した補正供給流量Ｖｗ２を加算した供給流量Ｖｗを電動ウォータポンプ２が機関内冷却水通路１ｃに供給するように電動ウォータポンプ２に指令信号を出力する。 Thereafter, the process proceeds to S105, and the electric water pump 2 is supplied so that the electric water pump 2 supplies the supply flow rate Vw obtained by adding the corrected supply flow rate Vw2 calculated in S104 to the basic supply flow rate Vw1 calculated in S103 to the engine coolant passage 1c. A command signal is output.

このようにしてプレヒート時の電動ウォータポンプ２による供給流量を制御することにより、蓄熱タンク８内に貯蔵されている冷却水の温度ＴＨＷと推定された内燃機関の壁温の温度差が大きい時は温水の供給流量が多くなるので早期に暖機することができるとともに、温度差が小さい時は供給流量が少なくなるように電動ウォータポンプ２への印加電圧が制御され、余分な動力が使われなくなるので、電動ウォータポンプ２の駆動力の効率化を図ることができる。 By controlling the flow rate supplied by the electric water pump 2 during preheating in this way, when the temperature difference between the estimated temperature THW of the cooling water stored in the heat storage tank 8 and the wall temperature of the internal combustion engine is large. Since the supply flow rate of hot water increases, it is possible to warm up early, and when the temperature difference is small, the applied voltage to the electric water pump 2 is controlled so that the supply flow rate is reduced, and excess power is not used. Therefore, the efficiency of the driving force of the electric water pump 2 can be improved.

また、特に吸気ポートが早期に暖められることにより吸気ポートに付着する燃料を低減することで内燃機関１から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。また、内燃機関１の壁温が上昇すると燃焼が安定し、点火時期の遅角限界も拡大することができる。また、内燃機関１から排出される排気ガスの温度も上昇させることができるので、触媒の早期暖機性向上にも有効である。また、吸気ポート壁温の気筒間差をなくすことにより、内燃機関始動時に気筒間で燃料噴射量に差が生じないようにすることができるので内燃機関１から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。 In particular, the unburned HC discharged from the internal combustion engine 1 can be reduced by reducing the fuel adhering to the intake port by warming the intake port early. Further, when the wall temperature of the internal combustion engine 1 rises, the combustion becomes stable and the retard limit of the ignition timing can be expanded. In addition, since the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 can be increased, it is effective for improving the early warm-up performance of the catalyst. Further, by eliminating the difference between the cylinders in the intake port wall temperature, it is possible to prevent a difference in the fuel injection amount between the cylinders when the internal combustion engine is started, thereby reducing unburned HC discharged from the internal combustion engine 1. Can be planned.

ところで、ＥＣＵ１３は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算等を実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ１３が入力した各種信号やＥＣＵ１３が演算して得られた各種制御値は、該ＥＣＵ１３のＲＡＭに一時的に記憶される。 Incidentally, the ECU 13 executes input of output signals from various sensors, calculation of engine speed, calculation of fuel injection amount, calculation of fuel injection timing, and the like in a basic routine to be executed at regular intervals. Various signals input by the ECU 13 and various control values obtained by the ECU 13 in the basic routine are temporarily stored in the RAM of the ECU 13.

燃料噴射量を演算する場合には、ＥＣＵ１３は、下記の式（１）に基づき最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを算出する。
Ｑｆｉｎ＝Ｑｂｓｅ×ＦＡＦ×ＫＧ（ｉ）×Ａ……（１）
Ｑｂｓｅ：基本燃料噴射量
ＦＡＦ：フィードバック補正係数
ＫＧ（ｉ）：空燃比学習値
Ａ：増量係数 When calculating the fuel injection amount, the ECU 13 calculates the final fuel injection amount Qfin based on the following equation (1).
Qfin = Qbse × FAF × KG (i) × A (1)
Qbse: basic fuel injection amount FAF: feedback correction coefficient KG (i): air-fuel ratio learning value A: increase coefficient

更に、ＥＣＵ１３は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガーとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁（図示省略）を制御する。 Further, the ECU 13 reads various control values from the RAM in the interrupt processing triggered by the input of signals from various sensors and switches, the elapse of a predetermined time, or the input of a pulse signal from the crank position sensor. A fuel injection valve (not shown) is controlled according to the value.

そして、本実施例においては、プレヒート後の内燃機関１の始動時の各気筒の壁温を推定し、当該推定した壁温に応じて燃料噴射量を増量させるように前記増量係数Ａを決定する。 In this embodiment, the wall temperature of each cylinder at the start of the internal combustion engine 1 after preheating is estimated, and the increase coefficient A is determined so as to increase the fuel injection amount in accordance with the estimated wall temperature. .

図７は、プレヒート後の始動時の各気筒の燃料噴射量算出の増量係数Ａを決定するための制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、予めＥＣＵ１３に記憶されており、プレヒート後の始動時に所定時間毎に繰り返されるルーチンである。 FIG. 7 is a flowchart showing a control routine for determining an increase coefficient A for calculating the fuel injection amount of each cylinder at the start after the preheating. This routine is stored in advance in the ECU 13, and is a routine that is repeated every predetermined time when starting after preheating.

本ルーチンにおいて、先ずＥＣＵ１３は、Ｓ２０１において、各気筒の壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ（ｎ＝気筒数）を推定する。本実施例においては、内燃機関１として４気筒の内燃機関を例示しているので、第１気筒（＃１）〜第４気筒（＃４）の壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷ４を推定する。これは、図４に示したフローチャートにおけるＳ１０２と同じ処理であり、その詳細な説明は省略する。 In this routine, the ECU 13 first estimates the wall temperatures THPW1 to THPWn (n = the number of cylinders) of each cylinder in S201. In the present embodiment, since a four-cylinder internal combustion engine is illustrated as the internal combustion engine 1, wall temperatures THPW1 to THPW4 of the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4) are estimated. This is the same processing as S102 in the flowchart shown in FIG. 4, and detailed description thereof is omitted.

その後Ｓ２０２へ進み、各気筒における燃料噴射量算出用の増量係数Ａを決定する。これは、Ｓ２０１にて算出した第Ｘ番目気筒の壁温の推定温度ＴＨＰＷｘを、予め作成され記憶された図８のようなマップに代入することにより算出するものである。 Thereafter, the process proceeds to S202, and an increase coefficient A for calculating the fuel injection amount in each cylinder is determined. This is calculated by substituting the estimated temperature THPWx of the wall temperature of the Xth cylinder calculated in S201 into a previously created and stored map as shown in FIG.

そして、このようにして各気筒における増量係数Ａを算出すると、ＥＣＵ１３は、当該増量係数Ａ、上記の式（１）に基づいて最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを算出し、当該Ｑｆｉｎを噴射するように燃料噴射弁を制御する。 When the increase coefficient A in each cylinder is calculated in this way, the ECU 13 calculates the final fuel injection amount Qfin based on the increase coefficient A and the above equation (1), and the fuel is injected so as to inject the Qfin. Control the injection valve.

これにより、内燃機関始動時に気筒間で壁面の温度の差が生じていたとしても、早期に各気筒における壁面の温度の差がなくなるようになるので、内燃機関から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。 As a result, even if there is a difference in wall temperature between the cylinders when the internal combustion engine is started, the difference in wall temperature between the cylinders is eliminated at an early stage, thereby reducing unburned HC discharged from the internal combustion engine. Can be achieved.

本実施例は実施例１に対して、プレヒート時における温水の供給流量制御が異なるだけであり、その他については実施例１と同じであるのでその詳細な説明は省略する。 The present embodiment is different from the first embodiment only in the hot water supply flow rate control during preheating, and the other details are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

図９は、プレヒート時の供給流量制御の制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、予めＥＣＵ１３に記憶されており、プレヒートが実行されている間、所定時間毎に繰り返されるルーチンである。 FIG. 9 is a flowchart showing a control routine of supply flow rate control during preheating. This routine is stored in advance in the ECU 13 and is repeated every predetermined time while preheating is being executed.

本ルーチンにおいて、先ずＥＣＵ１３は、Ｓ３０１において、内燃機関１の壁面の温度（壁温）の目標温度ＴＨＰＷｒｅｆを算出する。これは、ＩＧスイッチがＯＮにされた時など、プレヒートを実行する前に機関内水温センサ１４にて検出された値（機関内冷却水温度）を、予め作成され記憶された図１０に示したようなマップに代入することにより算出するものである。プレヒート時の目標壁温温度は可能な限り高い方が好ましいが、蓄熱タンク８に貯蔵できる冷却水の量には制限があるので、図１０に示したマップでは、プレヒートを実行する前の機関内冷却水温度が低くなっていく程、目標壁温温度ＴＨＰＷｒｅｆを低くなるようにしている。なお、壁面としては、上述したように吸気ポート壁面、燃焼室壁面あるいはシリンダ壁面等を例示することができるが、本実施例においては吸気ポート壁面とする。 In this routine, first, the ECU 13 calculates a target temperature THPWref of the wall surface temperature (wall temperature) of the internal combustion engine 1 in S301. This is shown in FIG. 10 in which the value (cooling water temperature in the engine) detected by the engine water temperature sensor 14 before the preheating is performed, such as when the IG switch is turned on, is created and stored in advance. It is calculated by substituting into such a map. The target wall temperature during preheating is preferably as high as possible, but the amount of cooling water that can be stored in the heat storage tank 8 is limited. Therefore, in the map shown in FIG. The target wall temperature THPWref is lowered as the cooling water temperature is lowered. As described above, examples of the wall surface include an intake port wall surface, a combustion chamber wall surface, a cylinder wall surface, and the like. In this embodiment, the intake port wall surface is used.

その後Ｓ３０２へ進み、各気筒の壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ（ｎ＝気筒数）を推定する。本実施例においては、内燃機関１として４気筒の内燃機関を例示しているので、第１気筒（＃１）〜第４気筒（＃４）の壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷ４を推定する。これは、図４に示したフローチャートにおけるＳ１０２と同じ処理であり、その詳細な説明は省略する。 Thereafter, the process proceeds to S302, and the wall temperatures THPW1 to THPWn (n = the number of cylinders) of each cylinder are estimated. In the present embodiment, since a four-cylinder internal combustion engine is illustrated as the internal combustion engine 1, wall temperatures THPW1 to THPW4 of the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4) are estimated. This is the same processing as S102 in the flowchart shown in FIG. 4, and detailed description thereof is omitted.

その後、Ｓ３０３へ進み、電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２による基本供給流量Ｖｗ１を決定する。これは、Ｓ３０１にて算出した壁温の目標温度ＴＨＰＷｒｅｆとＳ３０２にて推定した各気筒の壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎの最小値との差、つまりＴＨＰＷｒｅｆ−ＭＩＮ（ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ）を、予め作成され記憶された図１１のようなマップに代入することにより算出するものである。なお、ＴＨＰＷｒｅｆ−ＭＩＮ（ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ）が非常に高い場合に、それに応じて供給流量を多くしてしまうと、電動ウォータポンプ２への印加電圧が非常に高くなりその分バッテリ電圧を消費することになるので燃費が悪化するおそれがある。そのため、図１１に示すようにＴＨＰＷｒｅｆ−ＭＩＮ（ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎ）が所定温度より高い場合には上限ガードを設けている。 Thereafter, the process proceeds to S303, and the basic supply flow rate Vw1 by the electric water pump (W / P) 2 is determined. The difference between the wall temperature target temperature THPWref calculated in S301 and the minimum wall temperature THPW1 to THPWn estimated in S302, that is, THPWref-MIN (THPW1 to THPWn) is created and stored in advance. It is calculated by substituting into the map as shown in FIG. When THPWref-MIN (THPW1 to THPWn) is very high, if the supply flow rate is increased accordingly, the applied voltage to the electric water pump 2 becomes very high, and the battery voltage is consumed correspondingly. As a result, the fuel consumption may deteriorate. Therefore, as shown in FIG. 11, when THPWref-MIN (THPW1 to THPWn) is higher than a predetermined temperature, an upper limit guard is provided.

その後Ｓ３０４へ進み、電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）による補正供給流量Ｖｗ２を決定する。これは、図３のフローチャート図におけるＳ１０４と同じ処理であり、温水の入口側（最上流側）の気筒の吸気ポート壁温と出口側（最下流側）の気筒の吸気ポート壁温の差、つまり｜ＴＨＰＷ１−ＴＨＰＷｎ｜（内燃機関１においては｜ＴＨＰＷ１−ＴＨＰＷ４｜）を、予め作成され記憶された図６のようなマップに代入することにより算出するものである。これにより、内燃機関１の冷却水流れ方向の最上流側の気筒と最下流側の気筒の壁温の温度差が小さくなるように電動ウォータポンプ２にて供給する温水の流量が補正されることとなる。その結果、全ての気筒の壁温の温度差が小さくなる。 Thereafter, the process proceeds to S304, and a corrected supply flow rate Vw2 by the electric water pump (W / P) is determined. This is the same processing as S104 in the flowchart of FIG. 3, and the difference between the intake port wall temperature of the hot water inlet side (upstream side) cylinder and the intake port wall temperature of the outlet side (downstream side) cylinder, That is, | THPW1-THPWn | (in the internal combustion engine 1, | THPW1-THPW4 |) is calculated by substituting it into a map as shown in FIG. Thus, the flow rate of the hot water supplied by the electric water pump 2 is corrected so that the temperature difference between the wall temperature of the most upstream cylinder and the most downstream cylinder in the coolant flow direction of the internal combustion engine 1 is reduced. It becomes. As a result, the temperature difference between the wall temperatures of all cylinders is reduced.

その後Ｓ３０５へ進み、Ｓ３０３で算出した基本供給流量Ｖｗ１にＳ３０４で算出した補正供給流量Ｖｗ２を加算した供給流量Ｖｗを電動ウォータポンプ２が機関内冷却水通路１ｃに供給するように電動ウォータポンプ２に指令信号を出力する。 Thereafter, the process proceeds to S305, in which the electric water pump 2 is supplied so that the electric water pump 2 supplies the supply flow rate Vw obtained by adding the corrected supply flow rate Vw2 calculated in S304 to the basic supply flow rate Vw1 calculated in S303 to the engine coolant passage 1c. A command signal is output.

このようにしてプレヒート時の電動ウォータポンプ２による供給流量を制御することにより、プレヒート時の目標壁温温度ＴＨＰＷｒｅｆと推定された内燃機関の壁温の温度差が大きい時は温水の供給流量が多くなるので早期に暖機することができるとともに、温度差が小さい時は供給流量が少なくなるように電動ウォータポンプ２への印加電圧が制御され、余分な動力が使われなくなるので、電動ウォータポンプ２の駆動力の効率化を図ることができる。 By controlling the supply flow rate by the electric water pump 2 at the time of preheating in this way, when the temperature difference between the target wall temperature THPWref at the time of preheating and the estimated wall temperature of the internal combustion engine is large, the supply flow rate of hot water is large. Therefore, it is possible to warm up early, and when the temperature difference is small, the voltage applied to the electric water pump 2 is controlled so that the supply flow rate is reduced, and excess power is not used. The driving force can be made more efficient.

また、特に吸気ポートが早期に暖められることにより吸気ポートに付着する燃料を低減することで内燃機関１から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。また、内燃機関１の壁温が上昇すると燃焼が安定し、点火時期の遅角限界も拡大することができる。また、内燃機関１から排出される排気ガスの温度も上昇させることができるので、触媒の早期暖機性向上にも有効である。 In particular, the unburned HC discharged from the internal combustion engine 1 can be reduced by reducing the fuel adhering to the intake port by warming the intake port early. Further, when the wall temperature of the internal combustion engine 1 rises, the combustion becomes stable and the retard limit of the ignition timing can be expanded. In addition, since the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 can be increased, it is effective for improving the early warm-up performance of the catalyst.

また、吸気ポート壁温の気筒間差をなくすことにより、内燃機関始動時に気筒間で燃料噴射量に差が生じないようにすることができるので内燃機関１から排出される未燃ＨＣの低減を図ることができる。さらに、本実施例においては、蓄熱タンク８に貯蔵された冷却水の温度を推定することなしに、つまり出口水温センサ１０を備えなくても、温水の内燃機関への供給流量を最適化することができるので、搭載性向上、コスト削減を図ることができる。 Further, by eliminating the difference between the cylinders in the intake port wall temperature, it is possible to prevent a difference in the fuel injection amount between the cylinders when the internal combustion engine is started, thereby reducing unburned HC discharged from the internal combustion engine 1. Can be planned. Furthermore, in this embodiment, the flow rate of the hot water supplied to the internal combustion engine is optimized without estimating the temperature of the cooling water stored in the heat storage tank 8, that is, without the outlet water temperature sensor 10. Therefore, it is possible to improve mountability and reduce costs.

また、本実施例においても、プレヒート後の内燃機関１の始動時の各気筒の壁温を推定
し、当該推定した壁温に応じて燃料噴射量を増量させるようにすることが好適であるのは実施例１と同じである。また、その処理も実施例１と同じであるので詳細な説明は省略する。 Also in this embodiment, it is preferable to estimate the wall temperature of each cylinder at the time of starting the internal combustion engine 1 after preheating, and to increase the fuel injection amount in accordance with the estimated wall temperature. Is the same as in Example 1. Further, since the process is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

実施の形態に係る蓄熱システムを備えた内燃機関の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine provided with the thermal storage system which concerns on embodiment. 実施の形態に係る蓄熱システムを備えた内燃機関におけるプレヒート時の温水の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the warm water at the time of the preheating in the internal combustion engine provided with the heat storage system which concerns on embodiment. 実施例１に係るプレヒート時の供給流量制御の制御ルーチンを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control routine of the supply flow rate control at the time of the preheating which concerns on Example 1. FIG. 実施例に係る各気筒の吸気ポート壁面の温度の推定の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of estimation of the temperature of the intake port wall surface of each cylinder which concerns on an Example. 蓄熱タンク内に貯蔵されている冷却水の温度ＴＨＷと各気筒の推定壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎの最小値との差と、電動ウォータポンプの基本供給流量Ｖｗ１との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the difference between the temperature THW of the cooling water stored in the heat storage tank and the minimum value of the estimated wall temperatures THPW1 to THPWn of each cylinder, and the basic supply flow rate Vw1 of the electric water pump. 温水の入口側（最上流側）の気筒の吸気ポート壁温と出口側（最下流側）の気筒の吸気ポート壁温の差と、電動ウォータポンプの補正供給流量Ｖｗ２との関係を示すマップである。This is a map showing the relationship between the difference between the intake port wall temperature of the hot water inlet side (most upstream side) cylinder and the intake port wall temperature of the outlet side (most downstream side) cylinder and the corrected supply flow rate Vw2 of the electric water pump. is there. プレヒート後の始動時の各気筒の燃料噴射量算出用の増量係数Ａを決定するための制御ルーチンを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control routine for determining the increase coefficient A for the fuel injection amount calculation of each cylinder at the time of the start after a preheat. 第Ｘ番目気筒の壁温の推定温度ＴＨＰＷｘと増量係数Ａとの関係を示すマップである。7 is a map showing a relationship between an estimated temperature THPWx of a wall temperature of an Xth cylinder and an increase coefficient A. 実施例２に係るプレヒート時の供給流量制御の制御ルーチンを示すフローチャート図である。FIG. 9 is a flowchart showing a control routine for supply flow rate control during preheating according to Embodiment 2. プレヒートを実行する前に機関内水温センサにて検出された値（機関内冷却水温度）と、内燃機関の目標壁温ＴＨＰＷｒｅｆとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the value (engine cooling water temperature) detected by the engine water temperature sensor before performing preheating, and the target wall temperature THPWref of an internal combustion engine. 目標壁温ＴＨＰＷｒｅｆと各気筒の推定壁温ＴＨＰＷ１〜ＴＨＰＷｎの最小値との差と、電動ウォータポンプの基本供給流量Ｖｗ１との関係を示すマップである。6 is a map showing a relationship between a difference between a target wall temperature THPWref and a minimum value of estimated wall temperatures THPW1 to THPWn of each cylinder and a basic supply flow rate Vw1 of the electric water pump.

符号の説明Explanation of symbols

１内燃機関
２電動ウォータポンプ
３ヒータコア
４ヒータ側冷却水通路
５ラジエータ
６ラジエータ側冷却水通路
７ヒータバイパス通路
８蓄熱タンク
９開閉弁
１０出口水温センサ
１１ラジエータバイパス通路
１２サーモスタット
１３ＥＣＵ
１４機関内水温センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Electric water pump 3 Heater core 4 Heater side cooling water passage 5 Radiator 6 Radiator side cooling water passage 7 Heater bypass passage 8 Heat storage tank 9 On-off valve 10 Outlet water temperature sensor 11 Radiator bypass passage 12 Thermostat 13 ECU
14 Engine water temperature sensor

Claims

加熱された冷却水を蓄熱タンク内に保温したまま貯蔵し、内燃機関の冷間時に保温された冷却水を電動ウォータポンプで内燃機関内の冷却水通路に供給して暖機を促進する蓄熱システムにおいて、
前記冷却水通路近傍の内燃機関の壁面の温度を推定する機関壁温推定手段と、
前記蓄熱タンク内に貯蔵された冷却水の温度を推定するタンク内水温推定手段と、
前記機関壁温推定手段にて推定された壁面の温度と前記タンク内水温推定手段にて推定された冷却水の温度との温度差に応じて前記電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御する流量制御手段と、
を備えたことを特徴とする蓄熱システム。 A heat storage system that stores heated coolant in a heat storage tank while keeping it warm, and supplies the coolant kept warm when the internal combustion engine is cold to the coolant passage in the internal combustion engine with an electric water pump to promote warm-up. In
Engine wall temperature estimating means for estimating the temperature of the wall surface of the internal combustion engine in the vicinity of the cooling water passage;
A tank water temperature estimating means for estimating the temperature of the cooling water stored in the heat storage tank;
The flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump according to the temperature difference between the temperature of the wall surface estimated by the engine wall temperature estimating means and the temperature of the cooling water estimated by the tank water temperature estimating means. Flow control means for controlling;
A heat storage system characterized by comprising:

前記流量制御手段は、前記推定された冷却水の温度と推定された壁面の温度との温度差が大きい程、前記加熱された冷却水の前記冷却水通路への供給流量が多くなるように該供給流量を制御することを特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。The flow rate control means increases the supply flow rate of the heated cooling water to the cooling water passage as the temperature difference between the estimated cooling water temperature and the estimated wall surface temperature increases. The heat storage system according to claim 1, wherein the supply flow rate is controlled.

加熱された冷却水を蓄熱タンク内に保温したまま貯蔵し、内燃機関の冷間時に保温された冷却水を電動ウォータポンプで内燃機関内の冷却水通路に供給して暖機を促進する蓄熱システムにおいて、
前記冷却水通路近傍の内燃機関の壁面の温度を推定する機関壁温推定手段と、
前記機関壁温推定手段にて推定された壁面の温度と当該壁面の温度の目標温度との温度差に応じて前記電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御する流量制御手段と、
を備え、
前記流量制御手段は、前記推定された壁面の温度と当該壁面の温度の目標温度との温度差が大きい程、前記加熱された冷却水の前記冷却水通路への供給流量が多くなるように該供給流量を制御することを特徴とする蓄熱システム。 A heat storage system that stores heated coolant in a heat storage tank while keeping it warm, and supplies the coolant kept warm when the internal combustion engine is cold to the coolant passage in the internal combustion engine with an electric water pump to promote warm-up. In
Engine wall temperature estimating means for estimating the temperature of the wall surface of the internal combustion engine in the vicinity of the cooling water passage;
Flow rate control means for controlling the flow rate of cooling water supplied by the electric water pump according to the temperature difference between the wall temperature estimated by the engine wall temperature estimation means and the target temperature of the wall surface;
Equipped with a,
The flow rate control means increases the supply flow rate of the heated cooling water to the cooling water passage as the temperature difference between the estimated wall surface temperature and the target temperature of the wall surface increases. A heat storage system characterized by controlling a supply flow rate .

前記機関壁温推定手段は、前記内燃機関の各気筒における壁面の温度を推定するものであり、
前記流量制御手段は、更に前記機関壁温推定手段にて推定される各気筒における壁面の
温度の温度差が小さくなるように前記電動ウォータポンプにて供給する冷却水の流量を制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の蓄熱システム。 The engine wall temperature estimating means is for estimating a wall surface temperature in each cylinder of the internal combustion engine,
The flow rate control means further controls the flow rate of the cooling water supplied by the electric water pump so that the temperature difference of the wall surface temperature in each cylinder estimated by the engine wall temperature estimation means becomes small. The heat storage system according to any one of claims 1 to 3 .

前記内燃機関は、前記機関壁温推定手段にて推定される各気筒における壁面の温度の温度差に応じて各気筒に供給される燃料量が補正されることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱システム。
5. The internal combustion engine according to claim 4 , wherein the amount of fuel supplied to each cylinder is corrected in accordance with a temperature difference in wall temperature in each cylinder estimated by the engine wall temperature estimating means. Heat storage system.