JP7043143B2 - 内燃機関の冷却水制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関を冷却する冷却水の流れを制御する内燃機関の冷却水制御装置に関し、特に暖機を促進するために、蓄熱器に蓄えた高温の冷却水を内燃機関に供給し、放熱する冷却水制御装置に関する。

従来のこの種の冷却水制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この冷却水制御装置は、ウォータポンプの運転によって冷却水が循環する冷却水回路と、冷却水回路に設けられ、内燃機関から流出した高温の冷却水を貯留する蓄熱器と、冷却水回路に並列に接続され、冷却水の熱を利用して車両を暖房するためのヒータコアが設けられたヒータ通路と、冷却水の流路を切り替えるための切替弁を備えている。この切替弁は、第１位置では、内燃機関から流出した冷却水を蓄熱器を通り、冷却水回路を介して循環させ、第２位置では、内燃機関から流出した冷却水を、蓄熱器を通らずにヒータ通路を介して循環させ、蓄熱器内の冷却水を保持するように構成されている。

この冷却水制御装置では、内燃機関の冷間始動時に、切替弁が第２位置から第１位置に切り替えられる。これにより、蓄熱器に貯留されていた高温の冷却水が、冷却水回路を介して内燃機関に供給されることで、暖機が促進される。その後、蓄熱器からの高温の冷却水の放出が終了すると、切替弁が第１位置から第２位置に切り替えられることで、蓄熱器からの冷却水の供給が停止されるとともに、内燃機関から流出した冷却水はヒータ通路を介して循環する。

特開２００３－１８４５５２号公報

上述したように、従来の冷却水制御装置では、内燃機関の冷間始動時に、切替弁が第１位置に切り替えられることで、蓄熱器内の高温の冷却水が内燃機関に供給され、暖機が促進される。しかし、この冷却水制御装置では、その後、切替弁が第２位置に切り替えられ、冷却水がヒータ通路を介して循環するため、ヒータ通路に存在していた低温の冷却水が内燃機関に流入する。その結果、蓄熱器からの放熱によって昇温されていた内燃機関の温度が大きく低下してしまい、燃費や排気特性が悪化するなど、暖機による利点を良好に得ることができない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の始動時、蓄熱器から内燃機関への高温の冷却水の供給による暖機を良好に行うとともに、その後、昇温された内燃機関の温度低下を抑制し、暖機効果を維持することによって、燃費及び排気特性などを向上させることができる内燃機関の冷却水制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関２を冷却する冷却水の流れを制御する内燃機関の冷却水制御装置であって、ウォータポンプ１４の運転により、冷却水が内燃機関２を通って循環する冷却水回路３と、冷却水回路３に設けられ、内燃機関２から流出した高温の冷却水を貯留することにより、冷却水の熱を蓄える蓄熱器１３と、冷却水回路３を開閉することにより、蓄熱器１３を通る冷却水の流れを許容／阻止する開閉弁１２と、蓄熱器１３をバイパスするように冷却水回路３に並列に接続されるとともに、冷却水の熱を利用する、蓄熱器１３とは別個の機器（実施形態における（以下、本項において同じ）ヒータコア１５）が設けられたバイパス通路（ヒータ通路４）と、バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御するための流量制御弁（第２流量制御弁１７）と、内燃機関２の始動時に、暖機を促進するために、流量制御弁を閉弁した状態で、開閉弁１２を開弁することによって、蓄熱器１３内の冷却水を内燃機関２に供給し、その後、開閉弁１２を閉弁した状態で、内燃機関２の温度が所定の目標温度ＴＷＣＭＤになるように流量制御弁の開度（第２弁開度ＡＶ２）を制御する制御手段（ＥＣＵ１０、図３のステップ５～７、ステップ１１～１２、１６）と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関の冷却水の流路として、冷却水の熱を蓄える蓄熱器が設けられた冷却水回路と、蓄熱器をバイパスするように冷却水回路に並列に接続され、冷却水の熱を利用する別個の機器が設けられたバイパス通路を備える。また、冷却水回路を開閉する開閉弁と、バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御する流量制御弁を備える。

内燃機関の始動時には、流量制御弁を閉弁した状態で、開閉弁が開弁される。この開閉弁の開弁により、蓄熱器に貯留されていた高温の冷却水が冷却水回路を介して内燃機関に供給され、冷却水の熱が放熱されることによって、暖機が促進される。この場合、流量制御弁が閉弁状態に制御されることで、バイパス通路内の低温の冷却水は、内燃機関に供給されず、蓄熱器からの高温の冷却水には混入しない。以上により、蓄熱器からの冷却水の放熱による暖機の促進を良好に行うことができる。

また、その後、開閉弁を閉弁するとともに、内燃機関の温度が所定の目標温度になるように、流量制御弁の開度が制御される。この開閉弁の閉弁により、蓄熱器からの冷却水の供給が終了する。それと同時に、流量制御弁の開度の制御によって、内燃機関の温度が目標温度に制御される。これにより、蓄熱器からの高温の冷却水の供給が終了した後、昇温された内燃機関の温度低下が抑制され、暖機効果が維持されることによって、燃費及び排気特性などを向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の冷却水制御装置において、内燃機関２の温度として、内燃機関２の出口（冷却水出口２ａ）における冷却水の温度（エンジン水温ＴＷ）を検出する冷却水温度検出手段（エンジン水温センサ５１）をさらに備え、制御手段は、検出された冷却水の温度が目標温度ＴＷＣＭＤに収束するようにフィードバック制御によって、流量制御弁の開度を制御すること（図３のステップ１６、図４）を特徴とする。

この構成では、内燃機関の温度として、内燃機関の出口における冷却水の温度が検出される。この内燃機関の出口における冷却水の温度は、入口における温度と比較し、内燃機関で発生した熱などの影響に応じて変化する内燃機関の実際の温度や燃焼状態をより良く反映する。そして、検出された内燃機関の出口における冷却水の温度が目標温度に収束するようにフィードバック制御によって、流量制御弁の開度を制御するので、内燃機関の実際の温度を目標温度に精度良く制御し、暖機効果を良好に維持することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の冷却水制御装置において、内燃機関２の始動の開始時における冷却水の温度（始動開始時水温ＴＷＳＴＲ）を取得する冷却水温度取得手段（エンジン水温センサ５１、ＥＣＵ１０、図７のステップ３１）と、始動の開始後に発生した内燃機関２の出力を表す出力パラメータ（始動後燃料噴射量ＱＦＵＥＬ）を取得する出力パラメータ取得手段（ＥＣＵ１０、図７のステップ３２）と、をさらに備え、制御手段は、取得された冷却水の温度及び出力パラメータに基づき、内燃機関２の温度が目標温度ＴＷＣＭＤになるようにフィードフォワード制御によって、流量制御弁の開度を制御すること（図７のステップ３３）を特徴とする。

内燃機関の始動中の温度は、始動の開始時における冷却水の温度と、始動の開始後に発生した内燃機関の出力すなわち熱量に応じて、概ね定まる。この構成によれば、これらの２つのパラメータを取得し、それらに基づき、内燃機関の温度が目標温度になるようにフィードフォワード制御によって、流量制御弁の開度を制御する。これにより、フィードバック制御よりも簡便なフィードフォワード制御を用い、内燃機関の温度を目標温度に制御し、暖機効果を維持することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の冷却水制御装置において、目標温度ＴＷＣＭＤは、内燃機関２の温度が目標温度ＴＷＣＭＤよりも低下したときに燃費の低下が生じるような所定の下限値に設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関の目標温度が上記のように設定されるので、蓄熱器からの冷却水の供給の終了後において、内燃機関の温度が目標温度になるように流量制御弁の開度が制御されることによって、燃費の低下を適切に防止することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の冷却水制御装置において、内燃機関２は車両に搭載されており、バイパス通路に設けられた別個の機器は、車両を暖房するためのヒータコア１５であることを特徴とする。

この構成では、内燃機関は車両に搭載されており、蓄熱器をバイパスするバイパス通路には、冷却水の熱を利用する別個の機器として、車両を暖房するためのヒータコアが設けられている。一般に、ヒータコアは、車両の暖房に用いられることで、要求される熱量が大きいため、ヒータコアが設けられたバイパス通路の容積は大きい。したがって、この構成によれば、蓄熱器からの高温の冷却水の供給の終了後、昇温された内燃機関の温度低下を抑制し、暖機効果を維持するという本願発明の効果を、特に有効に得ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の内燃機関の冷却水制御装置において、制御手段は、蓄熱器１３内の冷却水が内燃機関２に供給された後、車両の暖房が要求されているときには、内燃機関２の温度と目標温度ＴＷＣＭＤとの関係にかかわらず、流量制御弁を全開状態に制御すること（図３のステップ１７）を特徴とする。

この構成によれば、蓄熱器の冷却水が内燃機関に供給された後、車両の暖房が要求されているときには、流量制御弁は、内燃機関の温度と目標温度との関係にかかわらず、全開状態に制御される。これにより、冷却水の熱をヒータコアにおいて最大限、利用しながら、車両の暖房を優先的に行うことができる。

本発明の実施形態による内燃機関の冷却水制御装置のハード構成を示す図である。 冷却水制御装置における制御の入出力関係を示すブロック図である。 冷却水制御装置において実行される始動時冷却水制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態による第２流量制御弁の開度の算出処理を示すフローチャートである。 蓄熱器からの放熱制御における冷却水の流れを説明するための説明図である。 蓄熱器からの放熱制御の後における、図５と同様の説明図である。 第２実施形態による第２流量制御弁の開度の算出処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示す、実施形態による冷却水制御装置１は、内燃機関２を冷却する冷却水の流れを制御するものである。内燃機関２（以下「エンジン２」という）は、車両（図示せず）に動力源として搭載されている。冷却水は、例えばＬＬＣ (Long Life Coolant)で構成されている。

冷却水制御装置１は、冷却水が流れる通路として、冷却水回路３、ヒータ通路４、ラジエータ回路５、及びサーモ通路６を備える。

冷却水回路３の一端部は、エンジン２のウォータジャケット（図示せず）の冷却水出口２ａに接続され、他端部は冷却水入口２ｂに接続されている。冷却水回路３には、上流側から順に、冷却水回路３における冷却水の流量を制御するための第１流量制御弁１１と、冷却水回路３を開閉する開閉弁１２と、蓄熱器１３と、冷却水を循環させるための電動のウォータポンプ１４が設けられている。

以上の構成の冷却水回路３では、ウォータポンプ１４が駆動されると、開閉弁１２が開弁した状態では、エンジン２の冷却水出口２ａから流出した冷却水は、蓄熱器１３を通って冷却水回路３を流れ、冷却水入口２ｂを介してエンジン２に戻り、循環する。また、冷却水回路３を流れる冷却水の流量は、第１流量制御弁１１によって制御される。また、蓄熱器１３は、内外の二重構造を有し、エンジン２の運転時に昇温された高温の冷却水を、断熱状態で貯留するとともに、冷間始動時などにエンジン２に供給し、暖機を促進するためのものである。

ヒータ通路４は、冷却水回路３の第１流量制御弁１１よりも上流側から分岐し、ウォータポンプ１４のすぐ上流側に合流しており、第１流量制御弁１１及び蓄熱器１３をバイパスするように、冷却水回路３に並列に接続されている。ヒータ通路４には、上流側から順に、ヒータコア１５、排熱回収器１６及び第２流量制御弁１７が設けられている。第２流量制御弁１７は、冷却水回路３とのヒータ通路４の合流部付近に配置されている。

以上の構成のヒータ通路４では、ウォータポンプ１４が作動し、第２流量制御弁１７が開弁した状態では、エンジン２の冷却水出口２ａから流出した冷却水は、ヒータコア１５及び排熱回収器１６を通ってヒータ４を流れ、冷却水入口２ｂを介してエンジン２に戻り、循環する。また、ヒータ通路４を流れる冷却水の流量は、第２流量制御弁１７によって制御される。

ヒータコア１５は、ヒータ通路４を流れる冷却水との熱交換によって空気を昇温するとともに、車室内に送風することによって、車両の暖房を行うものである。また、排熱回収器１６は、エンジン２から排出された排ガスの熱をヒータ通路４内の冷却水に回収することで、暖機の促進などを図るものである。

ラジエータ回路５は、上流部５ａと下流部５ｂで構成されている。上流部５ａの一端部はエンジン２の第２の冷却水出口２ｃに接続され、他端部はヒータ通路４の第２流量制御弁１７のすぐ上流側に接続されている。下流部５ｂは、ヒータ通路４の第２流量制御弁１７が配置された部分と、冷却水回路３のウォータポンプ１４が配置され且つエンジン２の冷却水入口２ｂに至る部分とを共用することで構成されている。

ラジエータ回路５の上流部５ａには、上流側から順に、ラジエータ１８とサーモスタット１９が配置されている。サーモスタット１９は、サーモ通路６を介してエンジン２の第３の冷却水出口２ｄに接続されており、流入する冷却水の温度が上昇し、所定温度（例えば９０℃）に達したときに、ラジエータ回路５を開くように構成されている。

以上の構成のラジエータ回路５では、ウォータポンプ１４が作動し、第２流量制御弁１７が開弁した状態で、冷却水の温度の上昇に伴ってサーモスタット１９が開くと、エンジン２の第２の冷却水出口２ｃから流出した冷却水は、ラジエータ回路５の上流部５ａ、ラジエータ１８、サーモスタット１９及び下流部５ｂを順に流れ、冷却水入口２ｂを介してエンジン２に戻り、循環する。これにより、高温の冷却水の熱がラジエータ１８から外部に放熱される。一方、冷却水が所定温度よりも低いときには、サーモスタット１９が閉じた状態に維持されることで、ラジエータ回路５での冷却水の循環は発生せず、ラジエータ１８から外部への放熱は行われない。

また、エンジン２の冷却水出口２ａの付近には、冷却水の温度（以下「エンジン水温ＴＷ」という）を検出するエンジン水温センサ５１が設けられている。その検出信号は、ＥＣＵ１０（電子制御ユニット）に出力される（図２参照）。また、ＥＣＵ１０には、エンジン回転数センサ５２から、エンジン２の回転数（エンジン回転数）ＮＥを表す検出信号が入力される。さらに、ＥＣＵ１０には、スタータスイッチ５３から、エンジン２のスタータ（図示せず）のオン／オフ状態を表す検出信号が、エアコンスイッチ５４から、車両の暖房の要求の有無を表す検出信号が、それぞれ入力される。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。図２に示すように、ＥＣＵ１０は、上記のセンサ５１、５２及びスイッチ５３、５４からの検出信号などに応じて、上述した冷却水制御装置１の各種のデバイス（ウォータポンプ１４、第１及び第２流量制御弁１１、１７、開閉弁１２、ヒータコア１５及び排熱回収器１６）の動作を制御することによって、冷却水の流れなどを制御する。

ＥＣＵ１０は、本実施形態では特に、エンジン２の始動時における冷却水の流れを制御する、図３に示す始動時冷却水制御処理を実行する。本処理は、例えば所定の周期で繰り返し実行される。

本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、スタータスイッチ５３の検出信号に応じて、エンジン２の始動が要求されているか否かを判別する。この答えがＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

ステップ１の答えがＹＥＳで、エンジン２の始動が要求されているときには、放熱制御終了フラグＦ＿ＥＳＴＥＮＤ及び放熱制御フラグＦ＿ＥＳＴが、「１」であるか否かをそれぞれ判別する（ステップ２、３）。後述するように、放熱制御終了フラグＦ＿ＥＳＴＥＮＤは、蓄熱器１３からエンジン２への冷却水の供給による放熱（以下「放熱制御」という）が終了したときに「１」にセットされ、放熱制御フラグＦ＿ＥＳＴは、放熱制御の実行中に「１」にセットされるものである。

これらの答えがいずれもＮＯで、放熱制御が実行されていないときには、検出されたエンジン水温ＴＷが所定温度ＴＲＥＦ（例えば ℃）（ご教示下さい）以下であるか否かを判別する（ステップ４）。この答えがＮＯのときには、エンジン２の始動時の温度が高く、暖機のための放熱制御を実行する必要がないとして、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ４の答えがＹＥＳのときには、エンジン２が冷間始動状態にあるため、ステップ５以降において、暖機の促進のために放熱制御を実行する。具体的には、開閉弁１２を開弁状態に制御し（ステップ５）、第１流量制御弁１１の開度（以下「第１弁開度」という）ＡＶ１を所定開度ＡＲＥＦに制御し（ステップ６）、第２流量制御弁１７の開度（以下「第２弁開度」という）ＡＶ２を値０に、すなわち第２流量制御弁１７を全閉状態に制御する（ステップ７）。そして、放熱制御の実行中であることを表すために、放熱制御フラグＦ＿ＥＳＴを「１」にセットし（ステップ８）、本処理を終了する。

以上のように、放熱制御では、第１流量制御弁１１及び開閉弁１２が開弁状態に制御されるため、図５に示すように、エンジン２の冷却水出口２ａから流出した冷却水が冷却水回路３側に流れることによって、蓄熱器１３に貯留されていた高温の冷却水が放出される。これにより、蓄熱器１３内の高温の冷却水がエンジン２に供給され、冷却水の熱が放熱されることによって、暖機が促進される。なお、図５及び後述する図６では、冷却水が流れている流路を太線で表し、その流れの向きを矢印で示すとともに、流れていない流路を細線で表している。

また、第２流量制御弁１７は全閉状態に制御されるため、エンジン２から流出した冷却水は、冷却水回路３にのみ流れ、ヒータ通路４には流れない。このため、ヒータ通路４内の低温の冷却水は、エンジン２に供給されず、蓄熱器１３からの高温の冷却水には混入しない。したがって、蓄熱器１３からの放熱を有効に行い、暖機を良好に促進することができる。

図３に戻り、前記ステップ８において放熱制御フラグＦ＿ＥＳＴが「１」にセットされると、その後は前記ステップ３の答えがＹＥＳになる。その場合には、ステップ９に進み、放熱制御中の蓄熱器１３からエンジン２への冷却水の供給量ＱＥＳＴを算出する。この冷却水供給量ＱＥＳＴは、例えば、ウォータポンプ１４の送出能力や、第１弁開度ＡＶ１、エンジン回転数ＮＥ、放熱制御の開始時からの経過時間などに基づいて算出される。

次に、冷却水供給量ＱＥＳＴが所定量ＱＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ１０）。この答えがＮＯのときには、そのまま本処理を終了し、放熱制御を継続する。一方、ステップ１０の答えがＹＥＳのときには、蓄熱器１３に貯留されていた高温の冷却水が用い尽くされたとして、ステップ１１以降において放熱制御を終了する。具体的には、開閉弁１２を閉弁状態に制御し（ステップ１１）、第１弁開度ＡＶ１を値０に、すなわち第１流量制御弁１１を全閉状態に制御する（ステップ１２）。そして、放熱制御フラグＦ＿ＥＳＴを「０」にリセットし（ステップ１３）、放熱制御が終了したことを表すために、放熱制御終了フラグＦ＿ＥＳＴＥＮＤを「１」にセットする（ステップ１４）。

このステップ１４の後、又はステップ１４の実行に伴って前記ステップ２の答えがＹＥＳになったときには、エアコンスイッチ５４の検出信号に応じて、車両の暖房が要求されているか否かを判別する（ステップ１５）。この答えがＮＯのときには、第２弁開度ＡＶ２の算出処理を実行し（ステップ１６）、本処理を終了する。

図４は、この第２弁開度ＡＶ２の算出処理を示す。本処理は、第２弁開度ＡＶ２を、検出されたエンジン水温ＴＷが所定の目標温度ＴＷＣＭＤに収束するようにフィードバック制御によって算出するものである。

本処理では、まずステップ２１において、第２弁開度ＡＶ２の基本値ＡＶＢＳを算出する。この基本値ＡＶＢＳは、例えば、エンジン水温ＴＷ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。

次に、目標温度ＴＷＣＭＤとエンジン水温ＴＷとの差を、温度偏差ＤＴとして算出する（ステップ２２）。この目標温度ＴＷＣＭＤは、エンジン水温ＴＷが目標温度ＴＷＣＭＤよりも低下しているときに燃費の低下を生じさせるような所定の下限値（例えば６０℃）に設定されている。

次に、算出された温度偏差ＤＴに基づき、エンジン水温ＴＷが目標温度ＴＷＣＭＤに収束するように、例えばＰＩＤフィードバック制御によって、フィードバック補正項ＡＶＦＳを算出する（ステップ２３）。

最後に、上記のように算出した基本値ＡＶＢＳにフィードバック補正項ＡＶＦＳを加算することによって、第２弁開度ＡＶ２を算出し（ステップ２４）、本処理を終了する。

以上のように、エンジン２の始動時において、放熱制御が終了した後には、第１流量制御弁１１及び開閉弁１２が閉弁状態に制御されるとともに、第２流量制御弁１７が開弁される。このため、図６に示すように、エンジン２から流出した冷却水は、ヒータ通路４側にのみ流れ、冷却水回路３には流れないため、蓄熱器１３からの冷却水の放出は行われない。

また、このときの第２弁開度ＡＶ２は、検出されたエンジン水温ＴＷが目標温度ＴＷＣＭＤに収束するようにフィードバック制御によって、算出される。これにより、放熱制御の終了後、実際のエンジン温度が目標温度ＴＷＣＭＤに精度良く制御され、ヒータ通路４を介して低温の冷却水が流入することに起因するエンジン温度の低下が抑制され、暖機効果が維持されることによって、燃費や排気特性を向上させることができる。

図３に戻り、前記ステップ１５の答えがＹＥＳで、車両の暖房が要求されているときには、第２弁開度ＡＶ２を全開開度ＡＭＡＸに制御し（ステップ１７）、本処理を終了する。これにより、冷却水の熱をヒータコア１５において最大限、利用しながら、車両の暖房を優先的に行うことができる。

次に、図７を参照しながら、第２実施形態による第２弁開度ＡＶ２の算出処理について説明する。この算出処理は、図３のステップ１６において、図４に示す第１実施形態による算出処理に代えて実行されるものであり、第２弁開度ＡＶ２をフィードフォワード制御によって算出する点が、第１実施形態と異なる。

本処理では、まずステップ３１において、エンジン２の始動開始時におけるヒータ通路４内の冷却水の温度（以下「始動開始時水温」という）ＴＷＳＴＲを算出する。この始動開始時水温ＴＷＳＴＲは、例えば、エンジン２の今回の始動直近の停止時において検出・記憶されたエンジン水温ＴＷと、その停止時から今回の始動開始時までの停止時間に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。

次に、始動後燃料噴射量ＱＦＵＥＬを算出する（ステップ３２）。この始動後燃料噴射量ＱＦＵＥＬは、エンジン２の今回の始動開始時から現時点までに燃料噴射弁（図示せず）から噴射された燃料噴射量の積算値である。

最後に、上記の始動開始時水温ＴＷＳＴＲと始動後燃料噴射量ＱＦＵＥＬに応じ、所定のマップを参照することによって、第２弁開度ＡＶ２を算出し（スロットル３３）、本処理を終了する。図示しないが、このマップは、上記の始動開始時水温ＴＷＳＴＲ及び始動後燃料噴射量ＱＦＵＥＬに対し、エンジン水温ＴＷが前記目標温度ＴＷＣＭＤになるような第２弁開度ＡＶ２を実験などによってあらかじめ求め、マップ化したものである。

以上のように、本実施形態によれば、始動開始時水温ＴＷＳＴＲ及び始動後燃料噴射量ＱＦＵＥＬに基づき、エンジン水温ＴＷが目標温度になるようにフィードフォワード制御によって、第２弁開度ＡＶ２を算出する。これにより、第１実施形態の場合のフィードバック制御よりも簡便なフィードフォワード制御によって、エンジン水温ＴＷを目標温度ＴＷＣＭＤに制御し、暖機効果を維持することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１流量制御弁１１及び開閉弁１２は、冷却水回路３の蓄熱器１３よりも上流側に配置されているが、下流側に配置してもよい。同様に、第２流量制御弁１７は、ヒータ通路４のヒータコア１５よりも下流側に配置されているが、上流側に配置してもよい。また、冷却水回路３に設けられた第１流量制御弁１１及び開閉弁１２の一方を省略することが可能である。

また、実施形態では、蓄熱器１３をバイパスするバイパス通路に設けられた別個の機器として、ヒータコア１５を例示しているが、冷却水の熱を利用する他の適当な機器を用いてもよい。さらに、第２実施形態では、エンジン２の出力パラメータとして、燃料噴射量を用いているが、エンジン２において発生する出力や熱量を適切に表す限り、任意のパラメータを用いることが可能であり、例えば、吸入空気量や、車両のアクセルペダルの開度、エンジン回転数などを用いてもよい。

また、図１などに示した冷却水制御装置１の構成は、あくまで例示であり、例えば排熱回収器１６は省略してもよい。その他、細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で変更することが可能である。

２ 内燃機関
２ａ 冷却水出口（内燃機関の出口）
３ 冷却水回路
４ ヒータ通路（バイパス通路）
１０ ＥＣＵ（制御手段、冷却水温度取得手段、出力パラメータ取得手段）
１２ 開閉弁
１３ 蓄熱器
１４ ウォータポンプ
１５ ヒータコア（別個の機器）
１７ 第２流量制御弁（流量制御弁）
ＴＷ エンジン水温（冷却水の温度、内燃機関の温度）
ＡＶ２ 第２弁開度（流量制御弁の開度）
ＴＷＳＴＲ 始動開始時水温（始動の開始時における冷却水の温度）
ＱＦＵＥＬ 始動後燃料噴射量（出力パラメータ）

Claims (6)

1. 内燃機関を冷却する冷却水の流れを制御する内燃機関の冷却水制御装置であって、
   ウォータポンプの運転により、冷却水が前記内燃機関を通って循環する冷却水回路と、
   当該冷却水回路に設けられ、前記内燃機関から流出した高温の冷却水を貯留することにより、冷却水の熱を蓄える蓄熱器と、
   前記冷却水回路を開閉することにより、前記蓄熱器を通る冷却水の流れを許容／阻止する開閉弁と、
   当該蓄熱器をバイパスするように前記冷却水回路に並列に接続されるとともに、冷却水の熱を利用する、前記蓄熱器とは別個の機器が設けられたバイパス通路と、
   当該バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御するための流量制御弁と、
   前記内燃機関の始動時に、暖機を促進するために、前記流量制御弁を閉弁した状態で、前記開閉弁を開弁することによって、前記蓄熱器内の冷却水を前記内燃機関に供給し、その後、前記開閉弁を閉弁した状態で、前記内燃機関の温度が所定の目標温度になるように前記流量制御弁の開度を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の冷却水制御装置。
2. 前記内燃機関の温度として、当該内燃機関の出口における冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記検出された冷却水の温度が前記目標温度に収束するようにフィードバック制御によって、前記流量制御弁の開度を制御することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の冷却水制御装置。
3. 前記内燃機関の始動の開始時における冷却水の温度を取得する冷却水温度取得手段と、
   前記始動の開始後に発生した前記内燃機関の出力を表す出力パラメータを取得する出力パラメータ取得手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記取得された冷却水の温度及び出力パラメータに基づき、前記内燃機関の温度が前記目標温度になるようにフィードフォワード制御によって、前記流量制御弁の開度を制御することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の冷却水制御装置。
4. 前記目標温度は、前記内燃機関の温度が当該目標温度よりも低下したときに燃費の低下が生じるような所定の下限値に設定されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の冷却水制御装置。
5. 前記内燃機関は車両に搭載されており、
   前記バイパス通路に設けられた前記別個の機器は、前記車両を暖房するためのヒータコアであ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冷却水制御装置。
6. 前記制御手段は、前記蓄熱器内の冷却水が前記内燃機関に供給された後、前記車両の暖房が要求されているときには、前記内燃機関の温度と前記目標温度との関係にかかわらず、前記流量制御弁を全開状態に制御することを特徴とする、請求項５に記載の内燃機関の冷却水制御装置。

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