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JP3843866B2 - Vehicle-mounted internal combustion engine - Google Patents
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JP3843866B2 - Vehicle-mounted internal combustion engine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱を蓄える蓄熱装置を有し、同装置の蓄えた熱が所定の熱媒体を通じて供給されることにより、暖機処理がなされる車載用内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両に搭載される内燃機関にとって、燃焼室周辺の温度が所定温に達していない状態(冷間状態)での機関運転は、燃焼室に供給される燃料が十分に霧化されないこと等の不具合を生じさせ、排気特性(エミッション)や燃費性能を悪化させてしまうため好ましくない。
【0003】
しかし実際のところ、一時的な機関停止後における再始動時のような場合は例外として、機関運転を開始する際には毎回のように、機関始動時から暖機完了時までの期間は冷間状態で機関運転を行わざるをえない。
【0004】
こうした問題に対し、内燃機関が運転中に発する熱を、所定の蓄熱容器に蓄えておき、冷間状態にある機関に放出する機能を有する蓄熱装置が知られている。
【0005】
例えば特開平6−185359号公報に記載された内燃機関の蓄熱装置は、当該機関の放熱によって熱せられた冷却水の一部を機関停止後にも保温状態で貯留しておき、次回の機関始動時に冷却系(当該機関の冷却通路)に解放することで機関を早期に暖めるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関が自力で行う暖機の所要時間を短縮化するために蓄熱装置による暖機効果の活用機会を増大させるといった観点からみると、上記のような蓄熱装置を用いて行う内燃機関の暖機処理は、機関始動前から開始し、機関始動時には完了していることが最も好ましい。暖機処理の実施時期が早すぎると、一旦高まった機関の温度が機関始動前に再度低下してしまうことになり、また、その実施時期が遅すぎると、結局、暖機が完了してない状態で機関運転が行われ、蓄熱装置に蓄えられた熱が十分に活用されないことになるからである。
【0007】
しかし、運転者の意志に基づいてなされる機関始動のタイミングを当該機関の制御装置等により正確に予知することは困難である。また、暖機処理の実施タイミングを運転者に委ねたのでは、機関始動時における運転者の操作が煩雑となるばかりでなく、蓄熱装置に蓄えられた熱が最大限活用される期間を把握し、そのような期間を正確に選択して暖機を行うことは困難となる。
【0008】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄熱装置を用いて一時的に熱を蓄え、その蓄えた熱を利用する機能を備えた車載用内燃機関にあって、蓄えた熱を適切な時期に当該機関に供給することで、機関始動の条件を最適化することのできる車載用内燃機関を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、(1)熱を蓄える蓄熱装置を有し、該蓄熱装置の蓄えた熱が所定の熱媒体を通じて供給されることにより暖機処理がなされる車載用内燃機関であって、当該機関の始動に先立って発生することが予測される第1の事象の発生を検知する第1の検知手段と、前記第1の事象の発生を検知したタイミングと同期して、当該機関の始動に先立ち前記熱媒体を通じた熱供給を開始させる第1の制御手段と、前記第1の事象の発生後に発生すると予測され且つ当該機関の始動に関連する第2の事象の発生を検知する第2の検知手段と、前記第2の事象の発生を検知したタイミングと同期して、所定条件下で前記熱媒体を通じた熱供給を開始させる第2の制御手段と、を備えることを要旨とする。
【0010】
ここで、「第1の事象の発生を検知したタイミングと同期して」とは、「第1の事象の発生を検知したタイミングに」といった意味も含め、「第1の事象の発生を検知したタイミングと何らかの関連性を有するタイミングに」といった意味にあたる。例えば、「第1の事象の発生を検知したタイミングの1秒後に」等もここでいう「第1の事象の発生を検知したタイミングと同期して」の意味に含まれる。
【0011】
また、前記第2の制御手段は、所定条件として、例えば「再度の熱供給によって当該機関の始動性をさらに向上させる余地がある場合」、「前記第1の事象の発生の検知タイミングと同期した熱供給を行った後、所定時間が経過している場合」、或いは「当該機関の温度が所定値を下回っている場合」等といった条件を採用するのが好ましい。
【0012】
なお、当該機関の始動に関連する第2の事象に後続して当該機関が実際に始動する必然性は、第1の事象の発生に後続して当該機関が実際に始動する必然性によりも一般的には高くなる。
【0013】
同構成によれば、前記第1の制御手段に基づく熱供給が一旦完了した後、例えば、当該機関の温度が再度低下し、当該機関の始動時における良好な排気特性を確保できない程度にまで達したような場合であれ、当該機関の始動直前に暖機処理を開始することで、始動時における当該機関の燃焼状態が極力最適化されるようになる。よって、始動時における当該機関の燃焼状態が安定し、排気特性の向上や、運転者に与える違和感の軽減が図られる。
(2)また、前記第2の制御手段は、前記第1の事象の発生が検知されたか否かに関わらず、前記第2の事象の発生を検知したタイミングと同期して、所定条件下で前記熱媒体を通じた熱供給を開始させるのが好ましい。
【0014】
ここで、所定条件としては、例えば「前記熱媒体を通じた熱供給によって当該機関の始動性を向上させる余地がある場合」、或いは「当該機関の温度が所定値を下回っている場合」等といった条件を採用するのが好ましい。
【0015】
同構成によれば、当該機関の始動が後続して発生する必然性が比較的低い第1の事象がなんらかの事情で検知されない場合であれ、少なくとも前記第2の事象の発生に基づく当該機関の始動直前の暖機処理は施されることになるため、始動時における当該機関の燃焼状態(排気特性)の最適化が一層高い確率で保証されるようになる。
(3)また、前記第2の事象は当該機関の運転者が当該機関の始動に先立って行う操作行為に関連する事象であり、且つ、前記第1の事象は前記操作行為に先立つ前記運転者の動作に関連する事象であるのが好ましい。
【0016】
ここで、前記第1の事象としては、例えば当該エンジンの搭載された車両の運転座席のドアの開扉が検知されるタイミング等、一定の確実性をもって機関始動前に発生し得る事象(イベント)を採用するのが好ましい。また、前記第2の事象としては、例えば当該機関の運転者等によるイグニションキー、ペダル、ハンドルの操作等、一定の確実性をもって、前記第1の事象に後続し、また機関始動前に発生し得る事象(イベント)を採用するのが好ましい。
【0017】
同構成によれば、各事象の発生タイミングから当該機関の始動タイミングに至る期間と、各事象の発生後に当該機関が始動される確率(必然性)とが異なる複数の事象を引きがね(トリガー)として、前記蓄熱装置の機能を活用した段階的な暖機処理が行われるようになる。よって、始動時における当該機関の燃焼状態(排気特性)の最適化が一層高い確率で保証されるようになる。
(4)他の発明は、熱を蓄える蓄熱装置を有し、該蓄熱装置の蓄えた熱が所定の熱媒体を通じて供給されることにより暖機処理がなされる車載用内燃機関であって、当該機関の始動に先立って発生することが予測され且つ当該機関の始動に関連する所定の事象の発生を検知する検知手段と、当該機関の温度を検出する温度検出手段と、前記所定の事象の発生が検知される前に検出された温度が所定値以上である場合には、前記所定の事象の発生が検知される前から前記熱媒体を通じた熱供給を行う一方、前記所定の事象の発生が検知されるタイミングより前に検出された温度が所定値を下回っている場合には、前記所定の事象の発生が検知されるタイミング以降に、前記熱媒体を通じた熱供給を行う熱供給制御手段と、を備えることを要旨とする。
【0018】
ここで、前記所定の事象としては、例えば当該機関の運転者等によるイグニションキー、ペダル、ハンドルの操作等、一定の確実性をもって機関始動前に発生し得る事象を採用するのが好ましい。
【0019】
同構成によれば、効率的に熱供給を行うことができる態様、若しくは暖機処理された機関の再冷却を抑制する態様を、機関始動前の温度条件に応じて選択される。よって、機関始動前の温度条件に関わらず、前記蓄熱装置の暖機機能を効果的に活用することができる。
【0020】
例えば、前記所定の事象の発生が検知される前の当該機関の温度が比較的高い場合には、早期に熱供給を開始し、前記所定の事象の発生後、暖機が完了するまでに要する時間の短縮を優先的に図ることができる。ちなみに、前記所定の事象が発生した後、当該機関が始動するまでの時間が長びいたとしても、初期条件としての機関温度が比較的高いため、一旦暖機処理を施された機関が再度冷却されてしまうといった懸念もほとんどない。
(5)また、当該機関の始動に先立って発生することが予測される前記所定の事象よりも、さらに先立って発生することが予測される他の事象の発生を検知する検知手段を備えて、且つ、前記熱供給制御手段は、前記他の事象の発生が検知されたときに、前記検出される温度が所定値以上である場合には、前記所定の事象の発生が検知される前から前記熱媒体を通じた熱供給を行う一方、前記他の事象の発生が検知されたときに、前記検出される温度が所定値を下回っている場合には、前記所定の事象の発生が検知されるタイミング以降に、前記熱媒体を通じた熱供給を行うのが好ましい。
【0021】
ここで、前記所定の事象(以下、後続事象という)よりも、さらに先だって発生することが予測される前記他の事象(以下、先行事象という)としては、例えば当該エンジンの搭載された車両の運転座席のドアの開扉が検知されるタイミング等を採用するのが好ましい。
【0022】
前記後続事象は当該機関の始動に関連する事象であるため、一般的には、前記後続事象に後続して当該機関が実際に始動する必然性は、前記先行事象に後続して当該機関が実際に始動する必然性よりも高くなる。また、前記後続事象は前記先行事象よりも、当該機関の始動直前に発生することになる。
【0023】
このような構成によれば、例えば、前記先行事象の発生が検知される前の当該機関の温度が比較的高い場合(非低温状態)には、早期に熱供給を開始し、前記先行事象の発生後、暖機が完了するまでに要する時間の短縮を優先的に図ることができる。さらに、このような早期の熱供給を開始した場合に、前記先行事象が発生してから前記後続事象が発生するまでの時間が長びいたとしても、初期条件としての機関温度が比較的高いため、前記後続事象の発生前、前記蓄熱装置が(例えば当該機関との間で熱交換を行うことによって)消費する熱量は比較的小さい。このため、前記蓄熱装置は、十分な熱量を保持することができ、前記後続事象の発生後にも再度の暖機処理を行うことができる。
【0024】
一方、当該機関の停止中、前記熱媒体を通じた熱供給を行った後に当該機関を始動させずに放置しておくと当該機関の温度が急速に低下することとなり、また、暖機処理の実施に際し前記蓄熱装置が比較的大きな熱量を消費するような条件下(低温状態)では、前記先行事象に比べ機関始動に直近する後続事象を検知するまで待機し、後続事象を検知したところで前記熱媒体を通じた熱供給を開始することができる。従って、前記蓄熱装置に蓄えられた熱を無駄なく効率的に利用することができるようになる。
【0025】
なお、上記各構成からなる内燃機関において、前記熱供給を行う期間が経過した後に当該機関の始動を許可する許可手段をさらに備えるのが好ましい。
【0026】
ここで、「当該機関の始動を許可する」ことに関し、例えば音声、音響、或いはランプの点灯等を通じて運転者に知覚させたり、当該機関を自動的に始動させるといった制御モードを採用してもよい。また、前記熱供給を行う期間が経過するまでは、運転者による機関始動の操作を無効化する処理を行い、当該期間が経過したところでそのような無効化処理を解除するといった制御モードを採用してもよい。
【0027】
同構成によれば、始動時における当該機関の燃焼状態(排気特性)と、運転者の感じる操作性(快適感)や利便性とが両立して図られるようになる。
【0028】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、本発明にかかる内燃機関を車載用エンジンシステムに適用し第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0029】
図1は、本実施の形態にかかる車載用エンジンシステム(内燃機関)が搭載される車両の一部を示す略図である。
【0030】
車載用エンジンシステム(以下、エンジンシステムという)100を駆動系として搭載する車両1は、その運転にクラッチ操作を要しないいわゆるオートマチックトランスミッション方式の乗用車である。同図1に示すように、車両1室内の一部を占める運転席1aには、運転座席2を中心としてその周辺に、乗降用ドア(運転席側ドア)3、シートベルト(図示略)を脱着するインナーバックル4、エンジンシステム100に備えられたエンジン本体(図示略)の始動等を行うためのキーシリンダ5、同エンジン本体の機関出力を調整するためのアクセルペダル6、車両1を制動するためのブレーキペダル7、トランスミッション(図示略)の機能を切り換えるためのシフトレバー8、道路情報等を画像情報を画面上に映し出す他タッチ操作による入力操作も可能なディスプレイ装置9、運転者の音声を検知するマイク9a等が設けられている。運転席1aに設けられた上記各種部材2〜9及び9a等は、それぞれが直接、或いは当該部材の動作を検出する機器類(センサ類)を介し、電子制御装置(ECU)30と電気的に接続されている。
【0031】
図2には、ECU30を中心としたエンジンシステム100の電気的構成の概略を示す。
【0032】
同図2に示すように、ECU30の外部入力回路36には、キーシリンダ5、着座センサ2a、ドア開閉センサ3a、ドアロックセンサ3b、シートベルトセンサ4a、ブレーキセンサ7a、シフトポジションセンサ8a、マイク(音響センサ)9a及び水温センサ25等、車両1の各部や運転者に関する情報を電気信号として出力する各種機器が電気的に接続されている。
【0033】
キーシリンダ5(図1を併せ参照)は、同キーシリンダ5に挿入されたイグニションキー5Aの操作に応じ、エンジン10の始動に関連する各部材の動作態様を切り換えるいわゆるイグニションスイッチとしての機能を有する。すなわち、ディスプレイ装置9(図1を参照)をはじめとし、ルームランプ(図示略)、オーディオ(図示略)、或いは表示ランプ類といった周辺機器の主電源や、ECU30にとってエンジン10の運転制御を実施する機能を作動させるためのメインリレーの「オン(ON)」、「オフ(OFF)」を行う他、ECU30を通じエンジン10の始動にかかるスタータ26、点火制御装置19、燃料噴射弁18等への指令信号を出力する。
【0034】
また、キーシリンダ5は、イグニションキー5Aと併せて周知の盗難防止装置を構成する。すなわち、イグニションキー5Aは特定コードの記録された通信チップ5Bを内蔵している。イグニションキー5Aがキーシリンダ5に挿入されると、キーシリンダ5は通信チップ5Bに記録された特定コードを読み取りECU30に伝達する。ECU30は、予め自身の記憶しておいた登録コードを、キーシリンダ5から伝達された上記特定コードと照合し、両者が一致した場合にのみエンジン10の始動を許可する。すなわち、正規のコードが記録された通信チップを内蔵したイグニションキー5Aによらなければ、エンジン10を始動することができない。なお、ECU30による上記特定コードと登録コードとの照合を、盗難防止装置の解除動作という。
【0035】
ドア開閉センサ3a及びドアロックセンサ3bは運転席側ドア3(図1を参照)に取付られている。ドア開閉センサ3aは運転席側ドア3の開閉状態を識別し、この識別に応じた信号を出力する。また、ドアロックセンサ3bは運転席側ドア3がロックされているか否かを識別し、この識別に応じた信号を出力する。運転座席2(図1を参照)に内蔵された着座センサ2aは運転者の着座の有無を識別し、この識別に応じた信号を出力する。インナーバックル4に取り付けられたシートベルトセンサ4aは、シートベルト(図示略)のインナーバックル4への着脱状態を識別し、この識別に応じた信号を出力する。ブレーキペダル7に取り付けられたブレーキセンサ7aは、ブレーキペダル7の踏み込み量に応じた信号を出力する。シフトレバー8に取り付けられたシフトポジションセンサ8aは、運転者の選択したシフトレバー8の位置(シフトポジション)に応じた信号を出力する。
【0036】
他方、ECU30の外部出力回路37には、燃料噴射弁18、点火制御装置19、電動式ウォータポンプ(電動ポンプ)EP、電動式送風ファン(電動ファン)22a,23a、スタータ26等、車両1(エンジンシステム100)の運転状態を制御する部材の他、車両1の室内(例えばディスプレイ装置9の近傍)に取り付けられる点灯ランプ28やスピーカ29等が電気的に接続されている。
【0037】
なお、上述したように、道路情報等を画像情報を画面上に映し出す(出力する)他、タッチ操作による入力操作も可能なディスプレイ装置9は、外部入力回路36及び外部出力回路37のいずれにも電気的に接続されている。
【0038】
ECU30は、その内部に中央処理装置(CPU)31、読み出し専用メモリ(ROM)32、ランダムアクセスメモリ(RAM)33、バックアップRAM34、及びタイマーカウンタ35等を備え、これら各部と外部入力回路36および外部出力回路37とをバス38により接続することによって論理演算回路を構成する。ここで、ROM32は、燃料噴射量、点火タイミング、冷却系20内での冷却水の挙動等、エンジン10の運転状態等を制御するための各種プログラムを予め記憶する。RAM33はCPU52による演算の結果等を一時記憶する。バックアップRAM34は、エンジン10の運転停止後においてもデータを記憶する不揮発性のメモリである。タイマーカウンタ35は計時動作を行う。外部入力回路36は、バッファ、波形回路、ハードフィルタ、及びA/D変換器等を含む。外部出力回路は、駆動回路等を含む。
【0039】
このように構成されたECU30は、外部入力回路36を介して取り込まれる上記各種センサ2a,3a,3b,4a,7a,8a,9a、キーシリンダ5、或いはディスプレイ装置9等からの信号に基づき、エンジン10の始動、燃料噴射、点火、或いは冷却水の挙動にかかるエンジンシステム100の各種制御を実行する。
【0040】
図3には、本実施の形態にかかるエンジンシステム100の概略構成を示す。
【0041】
同図3に示すように、エンジンシステム100は、大きくはエンジン本体(エンジン)10、冷却系20、及び電子制御装置(ECU)30から構成される。
【0042】
エンジン10の外郭は、シリンダブロック10aを下段、シリンダヘッド10bを上段とし、両部材10a,10bが互いに閉じ合わされたかたちで形成される。エンジン10の内部には4つの燃焼室(図示略)と、各燃焼室と外部とを連通させる吸排気ポート(図示略)とが形成されている。エンジン10は、吸気ポートを通じて供給される混合気(外気と燃料との混合ガス)を爆発・燃焼させることにより、その出力軸(図示略)に回転駆動力を得る。
【0043】
冷却系20は、エンジン10内において各燃焼室や吸排気ポートの外周を取り巻くように形成されている循環通路(ウォータジャケット)Aと、エンジン10と蓄熱容器21との間で冷却水を循環させる循環通路Bと、エンジン10とラジエータ22との間で冷却水を循環させる循環通路Cと、エンジン10と暖房用ヒータコア23との間で冷却水を循環させる循環通路Dとから構成されている。また、循環通路Aの一部は、各循環通路B,C,Dの一部として共有される。さらに循環通路Aは、シリンダブロック10a内に形成された循環通路A1と、シリンダヘッド10b内に形成された通路A2と、循環通路A1及び通路A2間を連絡するバイパス通路A3とに概ね分別することができる。
【0044】
すなわち、冷却系20は冷却水の循環通路を複数組み合わせて構築された複合システムであって、この冷却系20内を循環する冷却水は、熱媒体としてエンジン10との間で熱交換を行うことにより同エンジン10各部の冷却、或いは昇温を行う。
【0045】
冷却系20を構成する上記各循環通路A,B,C及びDには、冷却水の挙動や温度を制御、或いは検出する各種部材が設けられている。
【0046】
電動式ウォータポンプ(電動ポンプ)EPは、ECU30からの指令信号に基いて作動し、循環通路B内の冷却水を矢指方向に流動させる。
【0047】
電動ポンプEPの下流には蓄熱容器21が設けられている。蓄熱容器21は、所定量の冷却水を外部から断熱した状態で貯留する機能を有する。すなわち、同図3中の概略的な内部構造に示されるように、蓄熱容器21は、ハウジング21aと、同ハウジング21a内に収納された冷却水収容部21bとを備えた二重構造を有する。ハウジング21a及び冷却水収容部21bの間隙はほぼ真空状態に保たれ、冷却水収容部21bの内部空間と外部とを断熱状態に保つ。冷却水収容部21b内には、循環通路B(ポンプ側通路B1)から送られてくる冷却水を同容器21b内に導入するための導入管21cと、同容器21b内の冷却水を循環通路B(エンジン側通路B2)に排出するための排出管21dとが設けられている。排出管21dを通じてエンジン側通路B2に排出される冷却水は、エンジン10のシリンダヘッド10bに導入され、同シリンダヘッド10b内において各気筒の吸気ポート近傍に形成された経路を優先的に流れる。
【0048】
なお、ポンプ側通路B1及びエンジン側通路B2の通路途中に各々設けられた逆止弁21e,21fが、ポンプ側通路B1から蓄熱容器21を介してエンジン側通路B2に向かう冷却水の流れのみを許容し、逆流を規制する。
【0049】
機械式ウォータポンプ(機械式ポンプ)MPは、エンジン10の出力軸から伝達される駆動力を用い、エンジン10の運転中、外部通路P1よりシリンダブロック10a内へ冷却水を引き込む。エンジン10の運転に伴い機械式ポンプMPが作動すると、循環通路C及び循環通路D内の冷却水に各々矢指方向に向かう流れが生じるよう促される。
【0050】
循環通路Cに設けられたラジエータ22は、加熱した冷却水の熱を外部に放熱する。電動ファン22aは、ECU30の指令信号に基づいて駆動し、ラジエータ22による冷却水の放熱作用を高める。また、循環通路Cの通路途中であって、ラジエータ22の下流にはサーモスタット24が設けられている。サーモスタット24は温度の高さに感応して開閉する周知の制御弁であり、同サーモスタット24近傍における循環通路C内の冷却水の温度が所定温度(例えば80℃)を上回ると開弁して冷却水の流れを許容し、当該所定温度を下回ると閉弁して冷却水の流れを規制する。
【0051】
すなわち、エンジン10の運転時(機械式ポンプMPの作動時)、冷却水の温度が80℃を上回ると循環通路C内の冷却水の流れが許容され、ラジエータ22の作用によって冷却水(エンジン10)の強制冷却が行われる。なお、エンジン10にとって、その温度(冷却系20内の冷却水温とほぼ同等)が80℃を上回っているか、概ね80℃近傍にある状態を温間状態といい、80℃を下回っている状態を冷間状態ということにする。
【0052】
循環通路Dに設けられた暖房用ヒータコア23は、エンジン10内で加熱された冷却水の熱を利用し、必要に応じて車両室内(図示略)の暖房を行う。ECU30の指令信号に基づいて駆動される電動ファン23aは、暖房用ヒータコア23を通過する冷却水の放熱を促すとともに、冷却水の放熱により発生した暖気を空気通路(図示略)を介して車両室内に送り込む。
【0053】
各循環通路B,C,Dを循環する冷却水にとって、エンジン10から外部に向かう共通の流路途中に設けられた水温センサ25は、同流路内の冷却水の温度(冷却水温)THWに応じた検出信号をECU30に出力する。
【0054】
次に、エンジン10内に形成された各燃焼室周辺の構造について、冷却水の通路を中心に詳しく説明する。
【0055】
図4は、エンジン10の内部構造の一部として、燃焼室周辺の断面構造を部分的に拡大して示す略図(側面図)である。
【0056】
同図4に示すように、燃焼室11は、シリンダブロック10aとシリンダヘッド10bとの境界に位置し、気筒12内をエンジン10の出力軸の回転と連動して上下動するピストン13の頭上に形成される。燃焼室11内の空間は、吸気バルブ14及び排気バルブ15を介してそれぞれ吸気ポート16及び排気ポート17と連通しており、機関運転時には、吸気ポート16を通じた混合気の導入や、排気ポート17を通じた排ガスの排出が行われる。吸気ポート16に取り付けられた燃料噴射弁18は、ECU30からの指令信号に基づき燃料を噴射供給する。燃料噴射弁18によって噴射供給された燃料は、吸気ポート16内で霧化し、新気とともに混合気を形成しつつ燃焼室11内に取り込まれる。そして、これもECU30の指令信号に基づいて駆動する点火制御装置19が、適宜のタイミングで点火プラグ19aに通電を行うことで、燃焼室11内に取り込まれた混合気が燃焼に供される。
【0057】
シリンダブロック10a内には、気筒12の外周を取り巻くように冷却水通路(図3において示した循環通路A1の一部に相当する)Pcが形成されている。また、シリンダヘッド10b内において吸気ポート16及び排気ポート17の近傍には、各々吸気ポート側冷却水通路Pa(図3において示した循環通路A2の一部に相当する)及び排気ポート側冷却水通路Pb(同じく、図3において示した循環通路A2に相当する)が形成されている。そして、これら各冷却水通路Pa,Pb,Pc(循環通路A1,A2)を含め、冷却系20内を循環する冷却水の挙動は、基本的には機械式ポンプMP、電動ポンプEP、及びサーモスタット24の動作によって制御されることは前述した通りである。
【0058】
次に、本実施の形態にかかるエンジンシステム100が、ECU30の指令信号等を通じて実行する冷却水の挙動に関する冷却系制御について、その概要を説明する。なお、このエンジンシステム100による冷却系制御は、その実行タイミングや実行条件の相違から、「機関始動後冷間時の制御」、「始動後温間時の制御」、及び「機関始動前の制御(プレヒート制御)」に大別される。
【0059】
図5は、エンジンシステム100(図3を参照)の冷却系20を循環する冷却水の流れがエンジン10の運転状態や温度分布に応じて変化する様を説明すべく同エンジンシステム100を概略的に示す模式図である。なお、同図中において、冷却水の流れが生じている通路(通路途中に設けられた各種部材も含む)は実線で示し、冷却水の流れがほとんど、或いは全く生じていない通路(通路途中に設けられた各種部材も含む)は一点鎖線で示す。
【0060】
先ず、図5(a)及び図5(b)は、いずれもエンジン10が運転状態にあり、電動ポンプEPは停止状態にあるときのエンジンシステム100を示す。ただし、図5(a)は、冷却系20内においてサーモスタット24近傍の冷却水温が80℃以下にある状態のものを示し、図5(b)は、同じく冷却系20内においてサーモスタット24近傍の冷却水温が80℃を上回っている状態のものを示す。
【0061】
図5(a)及び図5(b)に示すように、電動ポンプEPが停止状態にあるとき、シリンダヘッド10b内において循環通路A、循環通路C、若しくは循環通路Dの一部をなす循環通路A2を除けば、循環通路Bに沿った冷却水の流れはほぼ停止することとなる。
【0062】
またこのとき、冷却系20内におけるサーモスタット24近傍の冷却水温が80℃以下であれば、同サーモスタット(制御弁)24が閉弁し、同制御弁24からラジエータ22へ向かう冷却水の流れを規制する。従って、エンジンシステム100内において、循環通路A及び循環通路D内の冷却水のみが機械式ポンプMPの作用により流動することとなる(図5(a))。
【0063】
一方、冷却系20内におけるサーモスタット24近傍の冷却水温が80℃を上回っている場合、同サーモスタット(制御弁)24が開弁し、同制御弁24からラジエータ22へ向かう冷却水の流れが許容される。従って、エンジンシステム100内において、循環通路A,C,D内の冷却水が機械式ポンプMPの作用により流動することとなる(図5(b))。
【0064】
なお、本実施の形態にあってエンジン10が機関運転を行っている最中、冷却系20は、基本的には図5(a)若しくは図5(b)に示す状態を保持することとなる。また、各図に示す冷却系20の状態は、「機関始動後冷間時の制御」(図5(a))若しくは「始動後温間時の制御」(図5(b))によって具現されることとなる。
【0065】
また、図5(c)は、エンジン10が停止状態にあり、電動ポンプEPが作動状態にあるときのエンジンシステム100を示す。
【0066】
同図5(c)に示すように、電動ポンプEPが作動すると、循環通路Bに沿って冷却水が流動する。このとき、エンジン10が停止状態にあることから同エンジン10の出力軸と連動する機械式ポンプMPも停止しており、循環通路A1、バイパス通路A3、循環通路C、および循環通路D内には冷却水の流れがほとんど生じない。ちなみに、同図5(c)に示す冷却系20の状態はエンジン10が機関始動を行う直前のものに相当し、上記「プレヒート制御」によって具現されることとなる。
【0067】
ここで、上記「プレヒート制御」の内容及び実行手順について、より詳細に説明する。
【0068】
図6は、先の図3〜図5に示したエンジンシステム100について、エンジン10の機関始動時における電動ポンプEPの作動態様を実験的に変更した結果として、シリンダヘッド10bの温度推移が異なるものとなる様を示すタイムチャートである。なお、各図において、時刻tstはエンジン10の始動タイミングにあたる。
【0069】
先ず図6(a)において、、二点鎖線で示す温度推移のパターン(以下、推移パターンという)αは当該機関始動に際して電動ポンプEPを作動しない場合の温度推移を示し、一点鎖線で示す推移パターンβは当該機関始動と同時に電動ポンプEPの作動を開始した場合の温度推移を示す。また、実線で示す推移パターンγは当該機関始動より所定時間前(時刻t0)に電動ポンプEPの作動を開始した場合の温度推移を示す。なお各推移パターンα,β,γにおいて、エンジン10は、前回の機関運転の終了時(機関停止時)直前、温間状態にあったものと想定する。
【0070】
同図6(a)に示すように、推移パターンαでは、機関始動後(時刻t1以後)、機関運転に伴うエンジン10自身の発熱作用で、シリンダヘッド10bの温度は徐々に上昇する。外気温等の環境条件にもよるが、時刻tstから十数秒〜数十秒程度が経過した後時刻t2において、シリンダヘッド10bの温度(冷却水温とほぼ同等)が所定値Tstd(80℃)に達すると、当該温度近傍でサーモスタット24が開閉弁を繰り返すことにより、冷却水温(シリンダヘッド10bの温度)はほぼ定温(80℃)に保持される。
【0071】
推移パターンβでは、エンジン10の機関始動と同時に、概ね80℃以上の温度状態で蓄熱容器21内に貯留されている冷却水(熱水)がシリンダヘッド10b内に供給されることとなる。この場合、エンジン10の機関始動後(時刻t1以後)、10秒程度が経過した後時刻t1において、シリンダヘッド10bの温度(冷却水温とほぼ同等)が80℃に達し、その後冷却水温(シリンダヘッド10bの温度)がほぼ定温(80℃)に保持されるようになる。
【0072】
推移パターンγでは、エンジン10の機関始動に先立って、蓄熱容器21内の熱水がシリンダヘッド10b内に供給されることとなる。ここで、シリンダヘッド10bの温度は、電動ポンプEPの作動開始から5〜10秒程度で蓄熱容器21内の冷却水温と同等の温度(60〜80℃)に達することが、発明者らによって確認された。同図6(a)中の推移パターンγにおいては、時刻t0における電動ポンプEPの作動開始後、5秒が経過した後(時刻tst)にエンジン10の機関始動を行うように設定を行った。このため、シリンダヘッド10bの温度が上昇してほぼ80℃に達した後、エンジン10が機関始動を行うこととなっている。ちなみに、エンジン10の機関運転に伴い、冷却系20内における循環通路B以外の通路空間から、(循環通路B内の冷却水温よりも)低温の冷却水がシリンダヘッド10bに流れ込む。このため、時刻tst以後、シリンダヘッド10bの温度は一時的にはわずかに降下することとなるが、蓄熱容器21からの継続的な熱水供給と機関運転に伴うエンジン10自身の発熱作用との協働によって再度上昇し、80℃近傍に留まる。
【0073】
次に図6(b)において、一点鎖線で示す推移パターンδは、時刻t0において電動ポンプEPの作動を開始し、温度が80℃に達した時点(t11)でその作動を一旦停止し、その後所定時間が経過した後(tst)に機関始動を開始した場合の温度推移を示す。一方、実線で示す推移パターンδは、時刻t0において電動ポンプEPの作動を開始し、温度が80℃に達した時点(t11)でその作動を一旦停止するが、エンジン始動時tst前の所定時刻tigにおいて電動ポンプEPを再作動させた場合の温度推移を示す。
【0074】
推移パターンδでは、機関始動前、一旦は80℃にまで達したシリンダヘッドの温度が時刻t11以降徐々に低下してしまい、機関始動後、再度80℃に達するのにかなりの時間(時刻tst〜t12の期間)を要することとなっている。これに対し推移パターンεでは、シリンダヘッドの温度が時刻t11以降徐々に低下する点では推移パターンδと共通するものの、機関始動前に電動ポンプEPが再作動することにより、機関始動時tstまでに温度が再上昇するため、機関始動後、短時間でシリンダヘッドの温度が80℃に達している。
【0075】
また、図6(c)において推移パターンζは、時刻t0において電動ポンプEPの作動を開始し、温度が80℃に達した時点(t21)でその作動を一旦停止し、その後、比較的短期間のうちに機関始動が開始された場合の温度推移を示す。このような場合には、電動ポンプEPを再作動させなくともシリンダヘッドの温度は機関始動時tstにおいて十分高いため、機関運転に伴って発生する熱により速やかに80℃まで上昇する。
【0076】
本実施の形態にかかるエンジンシステム100において、燃料噴射弁18を通じてエンジン10に噴射供給される燃料は、吸気ポート16内で霧化し、新気とともに混合気を形成しつつ燃焼室11内に取り込まれ、この混合気が燃焼に供されることは図4において説明した通りである。
【0077】
このため、噴射供給された燃料が吸気ポート16内で速やかに霧化されること、この霧化された状態を好適に保持するといった観点から、エンジン10、とくにシリンダヘッド10b内に形成された吸気ポート16内壁の温度が所定の温度(60℃、好ましくは80℃程度)を上回っているのが好ましい。吸気ポート16内壁の温度が低くくなると同内壁に燃料が付着しやすくなり、燃料を効率良く霧化(気化)することや、霧化(気化)された燃料をその状態に保持することが難しくなるためである。こうした燃料の気化に関する不利は、燃焼効率や空燃比の最適化を困難にし、排気特性や燃費を低下させてしまうのである。
【0078】
エンジン10が冷間状態にあるとき、外部からの熱供給を何ら行わない条件で機関始動を行うと、シリンダヘッド10b(吸気ポート16)の温度が十分高くなるのに比較的長時間(時刻tst〜t2)を要してしまうのは、図6(a)の推移パターンαが示す通りである。また、同図6(a)中の推移パターンβが示すように、機関始動と同時、あるいはその直後に蓄熱容器21から熱水供給を行い、機関始動後の暖機完了タイミングを極力早めたとしても、暖機中(時刻tst〜t2)における排気特性や燃費の低下は免れない。
【0079】
そこで、図6(a)中の推移パターンγが示すように、エンジン10の始動に先立って蓄熱容器21からシリンダヘッド10bへの冷却水の供給を行い、エンジン10の始動時までに暖機を完了する(エンジン10を冷間状態から温間状態に移行させる)ようにエンジンシステム100を制御(プレヒート制御)するのが理想的である。
【0080】
ところが、蓄熱容器21からの熱水供給によってエンジン10が冷間状態から温間状態に移行を完了するには数秒を要する。この移行完了のタイミングに比し、運転者の意図するエンジン10の機関始動タイミングが早すぎると、温間状態に移行する前にエンジン10を始動させてしまうこととなり、燃料の十分な霧化が図れない。
【0081】
一方、この移行完了のタイミングに比し、運転者の意図するエンジン10の機関始動タイミングが遅すぎる場合には、蓄熱容器21に蓄えた熱水をいたずらに消耗することとなる。
【0082】
そこで、本実施の形態にかかるエンジンシステム100では、当該エンジン10の始動に先立つ必然的な動作であり、その動作タイミングが毎回ほぼ同一である特定の動作を、電動ポンプEPの作動(プレヒート)を開始させる第1の引き金(トリガー)として検知する。そして、第1のトリガーの検知されるタイミングと同期して、電動ポンプEPの作動を開始させる。
【0083】
また、電動ポンプEPの作動はシリンダヘッド10bの温度が80℃に達した時点で一旦停止するが、その後、第1のトリガーに比べエンジン10の始動タイミングtstにより直近する事象を第2のトリガーとして検知し、その検知タイミングtigが電動ポンプEPの停止時から所定期間Δtxを経過した後であった場合には、機関始動に先立って電動ポンプEPを再作動させる(図6(b)参照)。一方、第2のトリガーの検知タイミングtigが電動ポンプEPの停止時から所定期間Δtxを経過する前であった場合、電動ポンプEPの再作動は行わない(図6(c)参照)。
【0084】
図7には、本実施の形態にかかる「プレヒート制御」の具体的な手順を示す。すなわち、エンジン10の始動に先立つ蓄熱容器21から当該エンジン10への熱供給(プレヒート)は以下の処理手順に従って行われる。なお、本ルーチンは、ECU30を通じてエンジン10の停止中、所定時間毎に繰り返し実行される。
【0085】
本ルーチンに処理が移行すると、ECU30は先ずステップS101において、エンジン10の停止後、その再始動に先立つ特定の動作(第1のトリガー)が生じたか否かを判断する。この第1のトリガーは、エンジン10の始動に先立って生じることについて、ある程度必然性のある事象であれば、運転者等の行為に起因する人為的なものであっても、人為的なものでなくても構わない。例えば、ドア3の開扉動作(ドア開閉センサ3aの出力信号)、ドアロックの解除動作(ドアロックセンサ3bの出力信号)、運転者の着座動作(着座センサ2aの出力信号)、盗難防止装置の解除動作等を第1のトリガーとして採用するのが好ましい。ECU30は、同ステップS101における判断が肯定である場合にはその処理をステップS102に移行し、同ステップS101における判断が否定である場合には本ルーチンを一旦抜ける。
【0086】
続くステップS102においては、エンジン10の始動に先立つ特定の動作として、エンジン10の始動に対して第1のトリガーよりも直近する事象と認められる第2のトリガーが生じたか否かを判断する。第2のトリガーもまた、第1のトリガーと同様、エンジン10の始動に先立って生じることについて、ある程度必然性(確実性)のある事象であれば、運転者等の行為に起因する人為的なものであっても、人為的なものでなくても構わない。例えば図8に示すように、キーシリンダ5はイグニションキー5Aの挿入方向に向かってみると、イグニションキー5Aを挿入するためのスリット5bを備えた円形のロータ5cと、円形のロータ5cの外周を自身の内周によって取り囲む環状のケース5dとを備えて構成されている。ケース5dはキーシリンダ5本体の外郭をなすとともに、例えば運転席の操作パネル(図示略)に固定される。ロータ5cは、スリット5bに挿入されたイグニションキー5Aを捻ればケース5dに対して限られた範囲内で回動させることができるようになるように構成されている。イグニションキー5Aは、同図8中において実線で示すように、スリット5bの長軸方向端部がケース5dの「LOCK」と表示された位置SW1と一致した状態で同スリット5bに挿入することができる。
【0087】
エンジン10の機関始動に際しては、先ず、運転者(操作者)がイグニションキー5Aをスリット5bに挿入し、「LOCK」と表示された位置SW1から「ACC」と表示された位置SW2まで回動させると、ルームランプ(図示略)、オーディオ(図示略)、或いはナビゲータ(図示略)といった周辺機器の主電源が「オン(ON)」状態になる。さらに、同イグニションキー5Aを「ON」と表示された位置SW3まで回動させると(図8中、二点鎖線にて示す)、ECU30にとってエンジン10の運転制御を実施する機能を作動させるためのメインリレーが「オン(ON)」状態になる。さらに、同イグニションキー5Aを「START」と表示された位置SW4まで回動させると、スタータ26が作動してエンジン10をクランキングさせるとともに、このクランキング動作に同期して燃料噴射弁18による燃料の噴射供給や点火制御装置19による気化燃料の点火が開始されることとなる。
【0088】
すなわち、イグニションキー5Aの「ON」と表示された位置SW3への回動(イグニションスイッチの「オン(ON)」への切り替え動作)は、エンジン10の機関始動の直前において必然的に発生する事象であるといえる。
【0089】
そこで、第2のトリガーとしては、例えばイグニションキー5Aのキーシリンダ5への挿入、キーシリンダ5への挿入後におけるイグニションキー5Aの回転動作等を第2のトリガーとして採用することができる。
【0090】
ECU30は、上記ステップS102における判断が否定である場合には処理をステップS103に移行し、同ステップS102における判断が肯定である場合には処理をステップS104に移行する。
【0091】
ステップS103においては、1回目のプレヒートに関し、その開始、継続、若しくは完了のための処理を行う。すなわち、ECU30は、同ステップS103に処理が移行したときの状況に応じ、電動ポンプEPの作動開始、作動継続の容認、作動停止といった処理を適宜行う。ここで、1回目のプレヒートは、第1のトリガーが検知された後、所定期間に亘って行う。また、プレヒートの実施要求があること(例えば、エンジン10の温度を代表するパラメータである冷却水温THWが所定値を下回っていること)や、プレヒートの実施が可能であること(例えば、蓄熱容器21に蓄えられた冷却水の温度が所定値を上回っていること)等をその開始条件する。プレヒートの継続期間としては、プレヒートを行うことによりシリンダヘッド10bの温度が80℃を上回るのに要すると推定される期間を予め設定しておいてもよいし、蓄熱容器21に蓄えられた冷却水の温度やエンジン10の冷却水温THW等に基づいて適宜決定するようにしてもよい。また、プレヒートの継続時間を設定する代わりに、例えばエンジン10の温度上昇量や、蓄熱容器21からエンジン10に供給される熱水の供給量が所定値に達したところでプレヒートを完了するようにしてもよい。同ステップS103における処理を一旦終えた後、ECU30は1回目プレヒートを完了した旨を記憶した上で本ルーチンを一旦抜ける。そして、次回、ステップS102において否定の判断を行った場合には、ステップS103での処理(プレヒート)を行うことなく直ちに本ルーチンを抜けるようにする。
【0092】
ステップS104においては、1回目のプレヒート完了後(電動ポンプEPの停止後)、所定期間Δtx(図6(b),(c)参照)が経過しているか否かを判断する。ECU30は、同ステップS104における判断が肯定である場合には処理をステップS105に移行し、同ステップS104における判断が否定である場合には本ルーチンを一旦抜ける。
【0093】
ステップS105においては、2回目のプレヒートに関し、その開始、継続、若しくは完了のための処理を行う。すなわち、ECU30は、同ステップS105に処理が移行したときの状況に応じ、電動ポンプEPの作動開始、作動継続の容認、作動停止といった処理を適宜行う。ここで、2回目のプレヒートは、その検知タイミングが1回目プレヒートの完了後、基準期間Δtxが経過した後に第2のトリガーが検知された場合に限り実行され、エンジン10が始動するまで、或いはエンジン10の始動後所定期間が経過するまで継続するのが好ましい。同ステップS105における処理を終えた後、ECU30は本ルーチンを一旦抜ける。
【0094】
このように、本実施の形態によるプレヒート制御では、1回目のプレヒート完了後、エンジン10の始動直前に発生する事象である第2のトリガー(キーシリンダ5に挿入されたイグニションキー5Aの回転動作等)を検知し、1回目プレヒートの完了から第2のトリガーの発生までに要した時間に基づいて2回目プレヒートの実行の有無を決定することとしている。すなわち、1回目のプレヒートが完了した時点ではシリンダヘッド10bが十分暖まった状態になっていても、その後、(基準期間Δtxを上回る)長時間が経過しシリンダヘッド10bの温度が再度低下してしまった場合には、エンジン始動の直前に再度プレヒートを実施することにより、エンジン始動時における暖機効率や排気特性を高める。
【0095】
この結果、第1のトリガーの検知に基づくプレヒートの効果が確実に担保される。また運転者にとっては、確実に暖機が完了した状態でエンジン10を始動させることができるようになり、エンジン始動時における違和感が解消し、エンジン始動時の条件に関わらず、エンジンシステム100を快適に操作することができるようになる。
【0096】
なお、本実施の形態における「プレヒート制御」(図7参照)では、第1のトリガーの発生が検知された条件(ステップS101での判断が肯定)の下で、第2のトリガーの発生が検知されたか否かを判断することとした(ステップS102)。これに対し、「第1のトリガーの発生が検知されることなく第2のトリガーの発生が検知された場合には、その検知タイミングに同期してプレヒートを実行する」といった制御ロジックを付加することとしてもよい。そのような制御ロジックを付加することで、第2のトリガーに比べると、エンジン10の始動に先だって発生する必然性が比較的低い第1のトリガーがなんらかの事情で検知されない場合であれ、少なくとも第2のトリガーの発生に基づくエンジン10の始動直前の暖機処理は施されることになるため、始動時におけるエンジン10の燃焼状態(排気特性)の最適化が高い確率で担保されるようになる。
【0097】
(第2の実施の形態)
以下、本発明にかかる内燃機関を車載用エンジンシステムに適用し第2の実施の形態について、上記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、当該第2の実施の形態にあって、適用対象とする車両、エンジンシステムの構成、ECU及びその周辺の電気的構成(図1〜図5)は先の第1の実施の形態と同一である。このため、同一の機能および構造を有する部材やハードウエア構成等については同一の符号を用い、ここでの重複する説明は割愛することとする。
【0098】
当該第2の実施の形態にかかるエンジンシステム100は、エンジン10の始動前、所定のトリガーの検知タイミングに同期してプリヒートを開始する点で上記第1の実施の形態と共通する。しかし、プレヒートの具体的な処理内容として、トリガーを検知した際におけるエンジン10の温度に対応する複数の制御ロジックを用意している点で、第2の実施の形態とは異なる。
【0099】
図9には、第2の実施の形態にかかる「プレヒート制御」の具体的な手順を示す。すなわち本実施の形態において、エンジン10の始動に先立つ蓄熱容器21から当該エンジン10への熱供給(プレヒート)は以下の処理手順に従って行われる。なお、本ルーチンもまた、ECU30を通じてエンジン10の停止中、所定時間毎に繰り返し実行される。
【0100】
本ルーチンに処理が移行すると、ECU30は先ずステップS201において、エンジン10の停止後、その再始動に先立つ特定の動作(第1のトリガー)が生じたか否かを判断する。この第1のトリガー(先行事象)は、先の第1の実施の形態と同様、例えば、ドア3の開扉動作(ドア開閉センサ3aの出力信号)、ドアロックの解除動作(ドアロックセンサ3bの出力信号)、運転者の着座動作(着座センサ2aの出力信号)、盗難防止装置の解除動作等、エンジン10の始動に先立って生じることについて、少なくともある程度の必然性(確実性)がある事象である。ECU30は、同ステップS101における判断が肯定である場合には処理をステップS102に移行し、同ステップS101における判断が否定である場合には本ルーチンを一旦抜ける。
【0101】
続くステップS202においては、プレヒートの実行条件が成立しているか否かを判断する。例えば、プレヒートの実施要求があること(例えば、エンジン10の冷却水温THWが所定値を下回っていること)や、プレヒートの実施が可能であること(例えば、蓄熱容器21に蓄えられた冷却水の温度が所定値を上回っていること)等をプレヒートの実行条件とする。同ステップS202における判断が肯定である場合、ECU30はその処理をステップS203に移行し、同ステップS202における判断が否定である場合、本ルーチンを一旦抜ける。
【0102】
ステップS203においては、エンジン10が低温状態にあるか否かを判断する。ここでECU30は、例えばエンジン10の冷却水温THWに関して所定の基準値(例えば0℃)を予め設定しておき、現在の冷却水温THWが基準値を下回っている場合、エンジン10が低温状態にあると判断する。そして、エンジン10が低温状態にあると判断した場合には処理をステップS210に移行し、エンジン10は低温状態にないと判断した場合には処理をステップS220に移行する。
【0103】
ステップS210では低温状態に対応する処理を実行する。低温状態に対応する処理では、上記第1のトリガーが検知された後、同ステップS210において直ちにプレヒートを開始することはせず、第2のトリガー(後続事象)として、例えばキーシリンダ5への挿入後におけるイグニションキー5Aの回転動作等を検知するまで待機する。そして、上記第2のトリガーを検知したところで電動ポンプEPを作動させ、蓄熱容器21からエンジン10への熱水供給(プレヒート)を開始する。このとき、プレヒートの継続時間は、エンジン10の冷却水温と、蓄熱容器21内の水温とに基づき、マップ等を参照して決定する。プレヒートが完了すると、ECU30は所定のランプを点灯する等して、運転者に対し始動許可の通知を行う。
【0104】
図10には、プレヒートの継続時間を決定するためのマップ上において、エンジン10の冷却水温と、蓄熱容器21内の水温と、プレヒートの継続時間とがどのような関係にあるかを示す関係図の一例である。同図10中において、線分L1,L2,L3,L4は、プレヒートの継続時間を同じくする点の集合にあたる。このうち、エンジン10の冷却水温と蓄熱容器21内の水温との関係が線分L1にある場合にプレヒートの継続時間は最も短く設定され、線分L2,L3,L4の順で、各線分に対応するプレヒートの継続時間は長く設定されることになる。
【0105】
一方、ステップS220では非低温状態に対応する処理を実行する。非低温状態に対応する処理では、低温状態に対応する処理とは異なり、上記第1のトリガーの検知後、同ステップS220において直ちに電動ポンプEPを作動させ、蓄熱容器21からエンジン10への熱水供給(プレヒート)を開始する。このときプレヒートの継続時間は、蓄熱容器21内の水温に基づき、マップ等を参照して決定する。
【0106】
図11には、プレヒートの継続時間を決定するためのマップ上において、蓄熱容器21内の水温と、プレヒートの継続時間とがどのような関係にあるかを示す関係図の一例である。同図11に示すように、蓄熱容器21内の水温が高いほどプレヒートの継続時間は短くなるように設定される。
【0107】
なお、この非低温状態に対応する処理(ステップS220)では、プレヒートが完了すると、ECU30は所定のランプを点灯する等して、運転者に対し始動許可の通知を行う。そして、第2のトリガーとして、例えばキーシリンダ5への挿入後におけるイグニションキー5Aの回転動作等を検知したところで、再度電動ポンプEPを作動させる(プレヒートを行う)。
【0108】
上記ステップS210若しくはS220における処理を行った後、ECU30は本ルーチンを一旦抜ける。
【0109】
このように、本実施の形態によるプレヒート制御では、エンジン始動に先立って第1のトリガー(例えばドア3の開扉等)を検知した場合、そのときの温度条件に応じ、異なる処理内容のプレヒートを実施する。
【0110】
すなわち、プレヒートが完了した後にエンジン10を始動させることなく放置しておいても当該エンジン10の温度は急速には低下せず、比較的緩慢に低下していくような条件下(非低温状態)では、第1のトリガーの検知タイミングに基づくプレヒートと、第2のトリガーの検知タイミングに基づくプレヒートとを順次行うことにより、エンジン10の始動前、早期に熱供給を開始し、暖機が完了するまでに要する時間の短縮を優先的に図るようにする。よって、エンジン10の始動時には確実にプレヒートが完了しておくようにすることができる。すなわち、機関始動前の待機時間を徒に長引かせ運転者にストレスを与えるようなこともなくなる。なお、エンジン10がこのような非低温状態にある場合(初期条件としての機関温度が比較的高い場合)、第1のトリガーが検知されてから第2のトリガーが検知されるまでの時間が長びいたとしても、1回目の暖機が完了した後、エンジン10の始動前に機関温度が再度降下してしまうといった懸念はほとんど生じない。
【0111】
一方、プレヒートが完了した後にエンジン10を始動させることなく放置しておくと当該エンジン10の温度が急速に低下してしまうような条件下(低温状態で)では、エンジン始動の直前に発生する事象である第2のトリガー(キーシリンダ5に挿入されたイグニションキー5Aの回転動作等)を検知するまで待機し、第2のトリガーを検知したところでプレヒートを開始する。また、このような低温状態においては、限られた時間(第2のトリガーの検知時からエンジン10の始動時まで)で極力効率的なプレヒートを行うべく、エンジン10の冷却水温と蓄熱容器21内の水温とを加味することより、プレヒートの継続時間を緻密に設定する。例えば図12(a)及び図12(b)は、プレヒートの実施に伴うシリンダヘッドの温度推移を示すタイムチャートである。ただし、図12(a)において実線、一点鎖線及び二点鎖線で示す各推移パターンは、プレヒートを実行する際の初期条件としてシリンダヘッド10bの温度を相異ならせたものである。また、図12(b)において実線、一点鎖線及び二点鎖線で示す各推移パターンは、プレヒートを実行する際の初期条件として蓄熱容器21内の水温を相異ならせたものである。なお、図12(b)において、実線で示す推移パターンは蓄熱容器21内の水温が最も高い条件に対応し、二点鎖線で示す推移パターンは蓄熱容器21内の水温が最も低い条件に対応する。図12(a)に示すように、プレヒートの開始時(t0)におけるシリンダヘッド10bの温度が高いほど、シリンダヘッド10bの温度が所定値(例えば80℃)に達するまでの時間Δtは短くなる。また図12(b)に示すように、プレヒートの開始時(t0)におけるシリンダヘッド10bの温度(Tx)が一定であっても、蓄熱容器21内の水温が高いほど、シリンダヘッド10bの温度が所定値(例えば80℃)に達するまでの時間Δtは短くなる。
【0112】
本実施の形態において、エンジン10が低温状態にある場合に実行するプレヒート(ステップS210)では、図10に示すようなマップを参照することにより、シリンダヘッド10bの温度の影響(図12(a)参照)と、蓄熱容器21内の水温の影響(図12(b)参照)とを併せて考量し、シリンダヘッド10bの温度が基準温度Tstd(例えば80℃)に達するまでに要するプレヒートの正確な継続時間を設定することになる。これにより、熱供給効率の高いプレヒートがエンジン始動の直前に行われ、且つ、極めて高い精度でプレヒートの完了タイミングが運転者に通知される。
【0113】
よって、プレヒートが完了した後にエンジン10を始動させず放置しておくと当該エンジン10の温度が急速に低下するような低温条件下(低温状態)であっても、プレヒートの実施に基づく暖機効果を短時間で確実に得ることができる。従って、前記蓄熱装置に蓄えられた熱を無駄なく効率的に利用することで、エンジン10の始動性や、始動時における機関燃焼状態の安定性を確実に高めることができるようになる。
【0114】
すなわち、本実施の形態によれば、エンジン始動前の温度条件が異なる場合であれ、各々の温度条件に応じて熱供給の効率の高い態様を選択することにより、プレヒートによる暖機機能を常時効果的に活用することになる。とくに、温度条件に左右されないエンジン10の確実な始動性と、始動時における機関燃焼状態の安定性の確保と排気特性の向上と、エンジン始動時に運転者が感じる違和感の解消とが順次優先して図られるようになる。
【0115】
よって、機関始動時の燃料気化(霧化)に関する不利が解消され、燃焼効率や空燃比の最適化、ひいては排気特性や燃費の向上が図られるようになる。
【0116】
なお、第1のトリガーとしては、上記各実施の形態で例示したもの以外にも、種々の事象を適用することができる。例えば、シフトレバー8の動作(シフトポジションセンサ8aの出力信号)、ブレーキペダル7の踏み込み動作、シートベルトの装着動作(シートベルトセンサ4aの出力信号)等を第1のトリガーとして適用してもよい。
【0117】
また、運転者の意志に基づいて第1のトリガーや第2のトリガーを発生させるように、特定の操作ボタンやスイッチ等を運転席の操作パネルやイグニションキー5A等に設けてもよい。また、ディスプレイ装置9の画面上に周知のタッチパネル(操作パネル)が表示されるよう当該装置を構成し、運転者が同タッチパネルへのタッチ操作を行うことにより、第1のトリガーや第2のトリガーが発生するようにしてもよい。また、ECU30に周知の音声認識機能を具備させることにより、例えば音響センサ(マイク)9aを通じて運転者が音声による指令を発することで、この音声による指令をトリガーとして、プレヒートを実施するようにしても、上記実施の形態に準ずる効果を奏することはできる。
【0118】
また、同じく上記盗難防止装置の解除動作の開始に替え、エンジン10の始動にイグニションスイッチの動作をプレヒートのトリガーとして適用することもできる。
【0119】
また、上記実施の形態では、水温センサ25の出力信号、言い換えれば冷却系の一部位で検出された冷却水の温度(冷却水温)THWを、エンジン10の温度を代表するパラメータとして採用した。これに関わらず、エンジン10の温度、若しくは吸気ポート16の温度を反映する情報を取得する他の検出手段を採用することもできる。例えば、エンジン10本体の温度や、吸気ポート16内の温度を直接検出するセンサを設けたり、潤滑油の油温を検出する油温センサを設けることとしてもよい。さらに、冷却系の複数箇所に水温センサを設け、検出精度を高めるようにしてもよい。
【0120】
また、上記実施の形態において適用することとしたエンジンシステム100の冷却系20は、図3に示すように、シリンダブロック10a内とシリンダヘッド10b内とにほぼ独立した冷却水の循環通路が形成されている。そして、プレヒート中には蓄熱容器21およびシリンダヘッド10b間の循環通路Bのみ、とくにシリンダヘッド内では吸気ポートの近傍を優先的に冷却水が流れることで、吸気ポートの温度管理を他部位に優先して行うように構成されたものである。
【0121】
これに対し、例えば図13に示すエンジンシステム100'のように、その冷却系20'が、シリンダブロック10a及びシリンダヘッド10b内に共通の冷却水の循環通路を備え、プレヒート中にはエンジン10全体に冷却水を循環させるものであっても、本発明を適用して上記実施の形態に準ずる効果を奏することはできる。
【0122】
また、例えば図14に示すエンジンシステム100''に本発明を適用してもよい。
【0123】
エンジンシステム100''では、その冷却系20''の一部として、エンジン10を介して冷却水を循環させる循環通路20aの途中に通路20b及び通路20cを並列配置し、各通路途中に蓄熱容器21及び暖房用ヒータコア23を設けられている。また、通路20cを流れる冷却水の流量は、流量制御弁24Aにより自在に制御できるように構成されている。このような構成からなるエンジンシステム100''にあっては、プレヒート中と通常の機関運転時とで、冷却系20''内の冷却水が逆方向に流れることとなる。
【0124】
すなわち、プレヒート中には電動ポンプEPが作動することにより各部位で矢指X方向に冷却水が流れ、通常運転時には機械式ポンプMPが冷却水をエンジン10内に引き込むよう動作することにより各部位で矢指Y方向に冷却水が流れる。また、流量制御弁を全閉状態にして機械式ポンプが駆動すると、冷却水が概ねエンジン10内に閉じ込められた状態で循環することとなる(矢指方向Z)、このような態様でエンジン10の始動直後等には、エンジン10内の冷却水温を急速に暖機させることもできる。このような冷却系20''の構成に上記実施の形態にかかる「プレヒート制御」を併用すれば、エンジン始動時前後に亘る暖機効率を一層高めることもできるようになる。
【0125】
また、上記実施の形態においては、エンジン10と一体に構成された冷却系20、20'若しくは20''と、ECU30とによって本発明にかかる蓄熱装置が構成されることとなっている。これに対し、何らかの方法で熱を蓄熱しておき、内燃機関の始動に先立って当該機関に熱供給を行うことのできる装置であれば、本発明にかかる蓄熱装置としての機能を果たし得る。言い換えれば熱を蓄え熱源として機能すれば、オイル等、他の熱媒体を介して蓄熱する装置であってもよく、また、熱を電力として蓄電する装置や、潜在的に熱を包含する化学物質を蓄え、その化学反応によって適宜発熱する装置を蓄熱装置として適用することもできる。そしてさらに、冷却水のような熱媒体を介さずとも、蓄熱装置からの輻射熱や伝熱により熱供給を行うようにエンジンシステムや、その他これに相当するシステム(装置)を構成してもよい。、
また、上記実施の形態にかかる車両に備えられた各種センサ機器やディスプレイ装置9等は、上記「プレヒート制御」に関する各々の実施態様に対応して具備されていればよく、必ずしも上述した全てのセンサ機器等が一実施の態様にとって不可欠な要素ではない。要は、適用対象となる車両、内燃機関、或いは制御装置に対し、必要となる部材(センサ機器等)を個別選択的に取り付けるようにすればよい。
【0126】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、機関始動前における温度条件が変動したり、機関始動に先立って必然的に発生する事象の発生タイミングが運転者の諸事情により不規則に変わるようなことがあっても、始動時における機関の燃焼状態や操作性を最適化することができる。その結果、排気特性を向上させ、また、運転者に与える快適感を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる車載用エンジンシステムが搭載される車両の一部を示す略図。
【図2】同実施の形態にかかる電子制御装置を中心としたエンジンシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図。
【図3】同実施の形態にかかる車載用エンジンシステムを示す概略構成図。
【図4】同実施の形態にかかるエンジンについて、その燃焼室周辺の断面構造を部分的に拡大して示す略図。
【図5】同実施の形態にかかるエンジンシステムを概略的に示す模式図。
【図6】蓄熱容器の電動ポンプの作動態様を実験的に変更した結果として、シリンダヘッドの温度推移を示すタイムチャート。
【図7】本発明の第1の実施の形態にかかるプレヒート制御の実行手順を示すフローチャート。
【図8】キーシリンダをイグニションキーの挿入方向に向かってみた平面図。
【図9】第2の実施の形態にかかるプレヒート制御の実行手順を示すフローチャート。
【図10】プレヒートの継続時間を決定するためのマップ上において、エンジンの冷却水温と、蓄熱容器内の水温と、プレヒートの継続時間とがどのような関係にあるかを示す関係図の一例。
【図11】プレヒートの継続時間を決定するためのマップ上において、蓄熱容器21内の水温と、プレヒートの継続時間とがどのような関係にあるかを示す関係図の一例。
【図12】プレヒートの実施に伴うシリンダヘッドの温度推移を示すタイムチャート。
【図13】他の実施の形態にかかるエンジンシステムを概略的に示す模式図。
【図14】他の実施の形態にかかるエンジンシステムを概略的に示す模式図。
【符号の説明】
1 車両
10 エンジン
1a 運転席
2 運転座席
2a 着座センサ
3 ドア
3a ドア開閉センサ
3b ドアロックセンサ
4 インナーバックル
4a シートベルトセンサ
5 キーシリンダ
5b スリット
5c ロータ
5d ケース
5A イグニションキー
5B 通信チップ
6 アクセルペダル
7 ブレーキペダル
7a ブレーキセンサ
8 シフトレバー
8a シフトポジションセンサ
9 ディスプレイ装置
9a マイク
10 エンジン
10a シリンダブロック
10b シリンダヘッド
11 燃焼室
12 気筒
13 ピストン
14 吸気バルブ
16 吸気ポート
17 排気ポート
18 燃料噴射弁
19 点火制御装置
19a 点火プラグ
20 冷却系
20a 循環通路
21 蓄熱容器(蓄熱手段)
21a ハウジング
21b 冷却水収容部
21c 導入管
21d 排出管
21e,21f 逆止弁
22 ラジエータ
22a 電動ファン
23 暖房用ヒータコア
23a 電動ファン
24 サーモスタット
24A 流量制御弁
25 水温センサ
26 スタータ
28 点灯ランプ
29 スピーカ
30 電子制御装置(ECU)
31 中央処理装置(CPU)
32 読み出し専用メモリ(ROM)
33 ランダムアクセスメモリ(RAM)
34 バックアップRAM
35 タイマーカウンタ
36 外部入力回路
37 外部出力回路
38 バス
100 エンジンシステム
A,B,C,D 循環通路
EP 電動ポンプ
MP 機械式ポンプ
Pa 吸気ポート側冷却水通路
Pb 排気ポート側冷却水通路
P1 外部通路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-vehicle internal combustion engine that has a heat storage device that stores heat, and that is warmed up by supplying heat stored in the device through a predetermined heat medium.
[0002]
[Prior art]
In general, for an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, when the engine is operated in a state where the temperature around the combustion chamber does not reach a predetermined temperature (cold state), the fuel supplied to the combustion chamber is sufficiently atomized. This is not preferable because it causes problems such as not being performed and deteriorates exhaust characteristics (emission) and fuel efficiency.
[0003]
However, as a matter of fact, in the case of a restart after a temporary engine stop, the period from the start of the engine to the completion of warm-up is cold as every time the engine is started. The engine must be operated in the state.
[0004]
In order to solve such a problem, a heat storage device having a function of storing heat generated during operation of the internal combustion engine in a predetermined heat storage container and discharging it to the engine in a cold state is known.
[0005]
For example, in a heat storage device for an internal combustion engine described in JP-A-6-185359, a part of cooling water heated by heat radiation of the engine is stored in a warm state even after the engine is stopped, and the next time the engine is started. The engine is warmed early by being released to the cooling system (cooling passage of the engine).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, from the viewpoint of increasing the utilization opportunity of the warm-up effect by the heat storage device in order to shorten the time required for warm-up performed by the internal combustion engine by itself, the internal combustion engine performed by using the heat storage device as described above. Most preferably, the warm-up process is started before the engine is started, and is completed when the engine is started. If the warm-up process is performed too early, the engine temperature once increased will decrease again before the engine starts, and if the process is too late, the warm-up will not be completed after all. This is because the engine is operated in the state and the heat stored in the heat storage device is not fully utilized.
[0007]
However, it is difficult to accurately predict the timing of engine start based on the driver's will by the control device of the engine. In addition, if the operation timing of the warm-up process is left to the driver, not only will the driver's operation be complicated when the engine is started, but the period during which the heat stored in the heat storage device will be utilized to the maximum will be grasped. Therefore, it is difficult to perform warm-up by accurately selecting such a period.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an in-vehicle internal combustion engine having a function of temporarily storing heat using a heat storage device and using the stored heat. Then, it is providing the vehicle-mounted internal combustion engine which can optimize the engine starting condition by supplying the stored heat to the engine at an appropriate time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has (1) a heat storage device that stores heat, and the vehicle is warmed up by supplying the heat stored in the heat storage device through a predetermined heat medium. A first detection means for detecting the occurrence of a first event that is predicted to occur prior to the start of the engine, and an internal combustion engine, synchronized with the timing at which the occurrence of the first event is detected. The first control means for starting the heat supply through the heat medium prior to the start of the engine, and the second event that is expected to occur after the occurrence of the first event and is related to the start of the engine. Second detection means for detecting occurrence, and second control means for starting heat supply through the heat medium under a predetermined condition in synchronization with the timing at which occurrence of the second event is detected. This is the gist.
[0010]
Here, “synchronized with the timing when the occurrence of the first event is detected” includes the meaning “at the timing when the occurrence of the first event is detected” and “the occurrence of the first event is detected”. It means “to timing having some relation to timing”. For example, “one second after the timing at which the occurrence of the first event is detected” is included in the meaning of “in synchronization with the timing at which the occurrence of the first event is detected”.
[0011]
In addition, the second control means, as a predetermined condition, for example, “when there is room to further improve the startability of the engine by supplying heat again”, “synchronized with the detection timing of the occurrence of the first event It is preferable to adopt a condition such as “when a predetermined time has elapsed after the heat supply” or “when the temperature of the engine is below a predetermined value”.
[0012]
Note that the necessity of actually starting the engine subsequent to the second event related to the start of the engine is generally due to the necessity of the engine actually starting after the occurrence of the first event. Becomes higher.
[0013]
According to this configuration, after the heat supply based on the first control means is once completed, for example, the temperature of the engine decreases again, and reaches a level at which good exhaust characteristics cannot be ensured at the start of the engine. Even in such a case, by starting the warm-up process immediately before starting the engine, the combustion state of the engine at the time of starting is optimized as much as possible. Therefore, the combustion state of the engine at the time of starting is stabilized, and the exhaust characteristics are improved and the uncomfortable feeling given to the driver is reduced.
(2) In addition, the second control means is synchronized with a timing at which the occurrence of the second event is detected regardless of whether or not the occurrence of the first event is detected. It is preferable to start the heat supply through the heat medium.
[0014]
Here, the predetermined condition is, for example, a condition such as “when there is room to improve startability of the engine by supplying heat through the heat medium” or “when the temperature of the engine is below a predetermined value”. Is preferably adopted.
[0015]
According to this configuration, even if the first event that is relatively unlikely to occur after the start of the engine is not detected for some reason, at least immediately before the start of the engine based on the occurrence of the second event. Therefore, optimization of the combustion state (exhaust characteristics) of the engine at the time of start-up is ensured with a higher probability.
(3) Further, the second event is an event related to an operation act performed by a driver of the engine prior to starting the engine, and the first event is the driver prior to the operation act. It is preferable that the event be related to the operation.
[0016]
Here, as the first event, for example, an event (event) that can occur before starting the engine with certain certainty, such as a timing at which the opening of the door of the driver's seat of the vehicle on which the engine is mounted is detected. Is preferably adopted. Further, the second event occurs after the first event with a certain certainty, for example, operation of an ignition key, a pedal, a handle, etc. by an operator of the engine or the like, and occurs before the engine is started. It is preferable to employ an event to be obtained.
[0017]
According to this configuration, it is possible to trigger (trigger) a plurality of events having different periods from the occurrence timing of each event to the start timing of the engine and the probability (inevitability) that the engine is started after the occurrence of each event. As a result, a stepwise warm-up process using the function of the heat storage device is performed. Therefore, optimization of the combustion state (exhaust characteristics) of the engine at the time of starting can be ensured with a higher probability.
(4) Another invention is an in-vehicle internal combustion engine that has a heat storage device that stores heat, and is warmed up by supplying heat stored in the heat storage device through a predetermined heat medium, Detection means for detecting the occurrence of a predetermined event that is predicted to occur prior to the start of the engine and related to the start of the engine, temperature detection means for detecting the temperature of the engine, and occurrence of the predetermined event If the temperature detected before the detection is equal to or higher than a predetermined value, heat supply through the heat medium is performed before the occurrence of the predetermined event is detected, while the occurrence of the predetermined event is Heat supply control means for supplying heat through the heat medium after the timing at which the occurrence of the predetermined event is detected when the temperature detected before the detected timing is below a predetermined value; With the gist and That.
[0018]
Here, as the predetermined event, it is preferable to adopt an event that can occur before starting the engine with a certain certainty, such as an operation of an ignition key, a pedal, or a handle by a driver of the engine.
[0019]
According to this configuration, an aspect in which heat can be efficiently supplied or an aspect in which re-cooling of the engine that has been warmed up is suppressed is selected according to the temperature condition before starting the engine. Therefore, the warm-up function of the heat storage device can be effectively utilized regardless of the temperature condition before starting the engine.
[0020]
For example, when the temperature of the engine before the occurrence of the predetermined event is detected is relatively high, heat supply is started at an early stage, and it takes until the warm-up is completed after the occurrence of the predetermined event. Time can be preferentially reduced. Incidentally, even if the time until the engine starts after the predetermined event has occurred, the engine temperature as the initial condition is relatively high, so the engine once warmed up is cooled again. There is little concern that it will be done.
(5) In addition, a detection means for detecting the occurrence of another event predicted to occur further prior to the predetermined event predicted to occur prior to the start of the engine, In addition, when the detected temperature is equal to or higher than a predetermined value when the occurrence of the other event is detected, the heat supply control unit is configured to detect the occurrence of the predetermined event before the occurrence of the predetermined event. The timing at which the occurrence of the predetermined event is detected if the detected temperature is below a predetermined value when the occurrence of the other event is detected while the heat supply is performed through the heat medium. Thereafter, it is preferable to supply heat through the heat medium.
[0021]
Here, as the other event (hereinafter referred to as a preceding event) that is predicted to occur before the predetermined event (hereinafter referred to as a subsequent event), for example, driving of a vehicle on which the engine is mounted It is preferable to employ a timing at which the opening of the seat door is detected.
[0022]
Since the subsequent event is an event related to the start of the engine, in general, the necessity for the engine to actually start following the subsequent event is that the engine actually starts following the preceding event. It becomes higher than the necessity of starting. Further, the subsequent event occurs immediately before starting the engine, compared to the preceding event.
[0023]
According to such a configuration, for example, when the temperature of the engine before the occurrence of the preceding event is detected is relatively high (non-low temperature state), heat supply is started early, and After the occurrence, it is possible to preferentially shorten the time required until the warm-up is completed. Further, when such an early heat supply is started, even if the time from the occurrence of the preceding event to the occurrence of the subsequent event is long, the engine temperature as an initial condition is relatively high. Before the occurrence of the subsequent event, the heat storage device consumes a relatively small amount of heat (for example, by exchanging heat with the engine). For this reason, the said heat storage apparatus can hold | maintain sufficient calorie | heat amount, and can perform a warming-up process again after generation | occurrence | production of the said subsequent event.
[0024]
On the other hand, if the engine is left unstarted after supplying heat through the heat medium while the engine is stopped, the temperature of the engine will rapidly decrease, and the warm-up process will be performed. Under the condition that the heat storage device consumes a relatively large amount of heat (low temperature state), it waits until detecting a subsequent event closest to the engine start compared to the preceding event, and when the subsequent event is detected, the heat medium Heat supply through can be started. Therefore, the heat stored in the heat storage device can be used efficiently without waste.
[0025]
The internal combustion engine configured as described above preferably further includes permission means for permitting starting of the engine after the period for supplying the heat has elapsed.
[0026]
Here, regarding “allowing start of the engine”, for example, a control mode may be adopted in which the driver perceives through voice, sound, or lighting of the lamp, or the engine is automatically started. . Further, a control mode is adopted in which the engine start operation by the driver is invalidated until the period for supplying the heat has elapsed, and the invalidation process is canceled when the period has elapsed. May be.
[0027]
According to this configuration, the combustion state (exhaust characteristics) of the engine at the time of start-up and the operability (comfort feeling) and convenience felt by the driver can be achieved at the same time.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which an internal combustion engine according to the present invention is applied to an in-vehicle engine system will be described with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a part of a vehicle on which an in-vehicle engine system (internal combustion engine) according to the present embodiment is mounted.
[0030]
A vehicle 1 equipped with an in-vehicle engine system (hereinafter referred to as an engine system) 100 as a drive system is a so-called automatic transmission type passenger car that does not require a clutch operation for its operation. As shown in FIG. 1, a driver's seat 1a occupying a part of the interior of the vehicle 1 is provided with a passenger door (driver's seat side door) 3 and a seat belt (not shown) around the driver's seat 2. The inner buckle 4 to be attached and detached, the key cylinder 5 for starting the engine body (not shown) provided in the engine system 100, the accelerator pedal 6 for adjusting the engine output of the engine body, and the vehicle 1 are braked. A brake pedal 7 for switching, a shift lever 8 for switching the function of a transmission (not shown), a display device 9 that displays image information such as road information on the screen, and an input operation by a touch operation, a driver's voice A microphone 9a and the like for detection are provided. The various members 2 to 9 and 9a provided in the driver's seat 1a are electrically connected to the electronic control unit (ECU) 30 directly or via devices (sensors) that detect the operation of the members. It is connected.
[0031]
FIG. 2 shows an outline of an electrical configuration of the engine system 100 centering on the ECU 30.
[0032]
As shown in FIG. 2, the external input circuit 36 of the ECU 30 includes a key cylinder 5, a seating sensor 2a, a door opening / closing sensor 3a, a door lock sensor 3b, a seat belt sensor 4a, a brake sensor 7a, a shift position sensor 8a, a microphone. (Acoustic sensor) Various devices, such as 9a and water temperature sensor 25, that output information on each part of the vehicle 1 and the driver as electrical signals are electrically connected.
[0033]
The key cylinder 5 (see also FIG. 1) has a function as a so-called ignition switch that switches the operation mode of each member related to the start of the engine 10 in accordance with the operation of the ignition key 5A inserted in the key cylinder 5. . That is, the operation of the engine 10 is controlled by the main power supply of peripheral devices such as the display device 9 (see FIG. 1), room lamps (not shown), audio (not shown), or display lamps, and the ECU 30. In addition to performing “ON” and “OFF” of the main relay for activating the function, commands to the starter 26, the ignition control device 19, the fuel injection valve 18, etc. for starting the engine 10 through the ECU 30 Output a signal.
[0034]
The key cylinder 5 constitutes a known anti-theft device together with the ignition key 5A. That is, the ignition key 5A has a built-in communication chip 5B in which a specific code is recorded. When the ignition key 5A is inserted into the key cylinder 5, the key cylinder 5 reads the specific code recorded on the communication chip 5B and transmits it to the ECU 30. The ECU 30 collates the registration code stored in advance with the specific code transmitted from the key cylinder 5 and permits the engine 10 to start only when both match. In other words, the engine 10 cannot be started without using the ignition key 5A having a built-in communication chip in which a normal code is recorded. In addition, collation with the said specific code and registration code by ECU30 is called cancellation | release operation | movement of an antitheft device.
[0035]
The door opening / closing sensor 3a and the door lock sensor 3b are attached to the driver's seat side door 3 (see FIG. 1). The door opening / closing sensor 3a identifies the open / closed state of the driver's seat side door 3, and outputs a signal corresponding to this identification. The door lock sensor 3b identifies whether or not the driver's seat side door 3 is locked, and outputs a signal corresponding to this identification. A seating sensor 2a built in the driver's seat 2 (see FIG. 1) identifies the presence / absence of the driver's seating and outputs a signal corresponding to this identification. The seat belt sensor 4a attached to the inner buckle 4 identifies whether the seat belt (not shown) is attached to or detached from the inner buckle 4, and outputs a signal corresponding to this identification. The brake sensor 7a attached to the brake pedal 7 outputs a signal corresponding to the depression amount of the brake pedal 7. The shift position sensor 8a attached to the shift lever 8 outputs a signal corresponding to the position (shift position) of the shift lever 8 selected by the driver.
[0036]
On the other hand, the external output circuit 37 of the ECU 30 includes a fuel injection valve 18, an ignition control device 19, an electric water pump (electric pump) EP, electric blower fans (electric fans) 22a and 23a, a starter 26, etc. In addition to members that control the operating state of the engine system 100), a lighting lamp 28, a speaker 29, and the like that are attached to the interior of the vehicle 1 (for example, in the vicinity of the display device 9) are electrically connected.
[0037]
As described above, the display device 9 that can display (output) image information such as road information on the screen and can perform an input operation by a touch operation is provided in both the external input circuit 36 and the external output circuit 37. Electrically connected.
[0038]
The ECU 30 includes a central processing unit (CPU) 31, a read only memory (ROM) 32, a random access memory (RAM) 33, a backup RAM 34, a timer counter 35, and the like. A logic operation circuit is configured by connecting the output circuit 37 to the bus 38. Here, the ROM 32 stores in advance various programs for controlling the operating state of the engine 10 such as the fuel injection amount, the ignition timing, the behavior of the cooling water in the cooling system 20, and the like. The RAM 33 temporarily stores the result of calculation by the CPU 52 and the like. The backup RAM 34 is a non-volatile memory that stores data even after the operation of the engine 10 is stopped. The timer counter 35 performs a time counting operation. The external input circuit 36 includes a buffer, a waveform circuit, a hard filter, an A / D converter, and the like. The external output circuit includes a drive circuit and the like.
[0039]
The ECU 30 configured in this way is based on signals from the various sensors 2a, 3a, 3b, 4a, 7a, 8a, 9a, the key cylinder 5, the display device 9 and the like that are taken in via the external input circuit 36. Various controls of the engine system 100 relating to the start of the engine 10, fuel injection, ignition, or the behavior of cooling water are executed.
[0040]
FIG. 3 shows a schematic configuration of the engine system 100 according to the present embodiment.
[0041]
As shown in FIG. 3, the engine system 100 is mainly composed of an engine body (engine) 10, a cooling system 20, and an electronic control unit (ECU) 30.
[0042]
The outer shell of the engine 10 is formed in such a manner that the cylinder block 10a is in the lower stage and the cylinder head 10b is in the upper stage, and both the members 10a and 10b are closed together. Inside the engine 10, four combustion chambers (not shown) and intake / exhaust ports (not shown) for communicating each combustion chamber with the outside are formed. The engine 10 explodes and burns an air-fuel mixture (a mixture gas of outside air and fuel) supplied through an intake port, thereby obtaining a rotational driving force on an output shaft (not shown).
[0043]
The cooling system 20 circulates cooling water between a circulation passage (water jacket) A formed so as to surround the outer periphery of each combustion chamber and intake / exhaust port in the engine 10, and the engine 10 and the heat storage container 21. A circulation path B, a circulation path C for circulating cooling water between the engine 10 and the radiator 22, and a circulation path D for circulating cooling water between the engine 10 and the heater core 23 for heating are configured. A part of the circulation passage A is shared as a part of each circulation passage B, C, D. Further, the circulation passage A is roughly divided into a circulation passage A1 formed in the cylinder block 10a, a passage A2 formed in the cylinder head 10b, and a bypass passage A3 connecting between the circulation passage A1 and the passage A2. Can do.
[0044]
That is, the cooling system 20 is a composite system constructed by combining a plurality of cooling water circulation paths, and the cooling water circulating in the cooling system 20 exchanges heat with the engine 10 as a heat medium. Thus, each part of the engine 10 is cooled or heated.
[0045]
Each of the circulation passages A, B, C and D constituting the cooling system 20 is provided with various members for controlling or detecting the behavior and temperature of the cooling water.
[0046]
The electric water pump (electric pump) EP operates based on a command signal from the ECU 30 and causes the cooling water in the circulation passage B to flow in the direction of the arrow.
[0047]
A heat storage container 21 is provided downstream of the electric pump EP. The heat storage container 21 has a function of storing a predetermined amount of cooling water in a state of being thermally insulated from the outside. That is, as shown in a schematic internal structure in FIG. 3, the heat storage container 21 has a double structure including a housing 21a and a cooling water storage portion 21b stored in the housing 21a. The gap between the housing 21a and the cooling water storage portion 21b is maintained in a substantially vacuum state, and the internal space and the outside of the cooling water storage portion 21b are maintained in a heat insulating state. In the cooling water storage portion 21b, an introduction pipe 21c for introducing the cooling water sent from the circulation passage B (pump side passage B1) into the vessel 21b, and the cooling water in the vessel 21b are circulated through the circulation passage. A discharge pipe 21d for discharging to B (engine side passage B2) is provided. The cooling water discharged to the engine side passage B2 through the discharge pipe 21d is introduced into the cylinder head 10b of the engine 10 and preferentially flows through a path formed near the intake port of each cylinder in the cylinder head 10b.
[0048]
Note that the check valves 21e and 21f provided in the middle of the pump side passage B1 and the engine side passage B2 only flow the cooling water from the pump side passage B1 to the engine side passage B2 via the heat storage container 21. Allow and regulate backflow.
[0049]
The mechanical water pump (mechanical pump) MP uses the driving force transmitted from the output shaft of the engine 10 to draw cooling water from the external passage P1 into the cylinder block 10a during the operation of the engine 10. When the mechanical pump MP is activated along with the operation of the engine 10, the cooling water in the circulation passage C and the circulation passage D is urged to generate a flow in the direction of the arrows.
[0050]
The radiator 22 provided in the circulation path C radiates the heat of the heated cooling water to the outside. The electric fan 22a is driven based on a command signal from the ECU 30, and enhances the cooling water radiating action by the radiator 22. A thermostat 24 is provided in the middle of the circulation passage C and downstream of the radiator 22. The thermostat 24 is a known control valve that opens and closes in response to a high temperature. When the temperature of the cooling water in the circulation passage C in the vicinity of the thermostat 24 exceeds a predetermined temperature (for example, 80 ° C.), the thermostat 24 opens and cools. The flow of water is allowed, and when the temperature falls below the predetermined temperature, the valve is closed to restrict the flow of cooling water.
[0051]
That is, when the engine 10 is in operation (when the mechanical pump MP is in operation), if the temperature of the cooling water exceeds 80 ° C., the flow of the cooling water in the circulation passage C is allowed, and the cooling water (engine 10 ) Forced cooling is performed. For the engine 10, a state in which the temperature (approximately the same as the cooling water temperature in the cooling system 20) is higher than 80 ° C or approximately in the vicinity of 80 ° C is referred to as a warm state, and a state in which the temperature is lower than 80 ° C. Let's call it a cold state.
[0052]
The heater core 23 for heating provided in the circulation passage D uses the heat of the cooling water heated in the engine 10 to heat the vehicle compartment (not shown) as necessary. The electric fan 23a driven based on a command signal from the ECU 30 promotes heat dissipation of the cooling water passing through the heater core 23 for heating, and warms air generated by the heat dissipation of the cooling water through the air passage (not shown). To send.
[0053]
For the cooling water circulating in each circulation passage B, C, D, the water temperature sensor 25 provided in the middle of the common flow path from the engine 10 to the outside is set to the temperature (cooling water temperature) THW of the cooling water in the flow path. A corresponding detection signal is output to the ECU 30.
[0054]
Next, the structure around each combustion chamber formed in the engine 10 will be described in detail focusing on the cooling water passage.
[0055]
FIG. 4 is a schematic diagram (side view) showing a partially enlarged cross-sectional structure around the combustion chamber as a part of the internal structure of the engine 10.
[0056]
As shown in FIG. 4, the combustion chamber 11 is located at the boundary between the cylinder block 10 a and the cylinder head 10 b, and is located above the piston 13 that moves up and down in the cylinder 12 in conjunction with the rotation of the output shaft of the engine 10. It is formed. The space in the combustion chamber 11 communicates with an intake port 16 and an exhaust port 17 via an intake valve 14 and an exhaust valve 15, respectively. During engine operation, introduction of an air-fuel mixture through the intake port 16 and an exhaust port 17 The exhaust gas is discharged through A fuel injection valve 18 attached to the intake port 16 injects and supplies fuel based on a command signal from the ECU 30. The fuel injected and supplied by the fuel injection valve 18 is atomized in the intake port 16 and taken into the combustion chamber 11 while forming an air-fuel mixture with fresh air. The ignition control device 19 that is also driven based on the command signal of the ECU 30 energizes the ignition plug 19a at an appropriate timing, whereby the air-fuel mixture taken into the combustion chamber 11 is used for combustion.
[0057]
A cooling water passage (corresponding to a part of the circulation passage A1 shown in FIG. 3) Pc is formed in the cylinder block 10a so as to surround the outer periphery of the cylinder 12. Further, in the cylinder head 10b, in the vicinity of the intake port 16 and the exhaust port 17, an intake port side cooling water passage Pa (corresponding to a part of the circulation passage A2 shown in FIG. 3) and an exhaust port side cooling water passage, respectively. Pb (also corresponding to the circulation passage A2 shown in FIG. 3) is formed. The behavior of the cooling water circulating in the cooling system 20 including these cooling water passages Pa, Pb, Pc (circulation passages A1, A2) is basically the mechanical pump MP, the electric pump EP, and the thermostat. As described above, it is controlled by 24 operations.
[0058]
Next, the outline of the cooling system control related to the behavior of the cooling water executed by the engine system 100 according to the present embodiment through the command signal of the ECU 30 will be described. Note that the cooling system control by the engine system 100 is based on the difference in execution timing and execution conditions, so that “control during cold after engine start”, “control during warm after start”, and “control before engine start”. (Preheat control) ”.
[0059]
FIG. 5 schematically shows the engine system 100 in order to explain how the flow of cooling water circulating through the cooling system 20 of the engine system 100 (see FIG. 3) changes according to the operating state and temperature distribution of the engine 10. It is a schematic diagram shown in FIG. In the figure, the passage (including various members provided in the middle of the passage) where the flow of the cooling water is shown by a solid line, and the passage where the flow of the cooling water is little or not (in the middle of the passage). (Including various members provided) is indicated by a one-dot chain line.
[0060]
First, FIGS. 5A and 5B show the engine system 100 when the engine 10 is in an operating state and the electric pump EP is in a stopped state. However, FIG. 5A shows a state in which the cooling water temperature in the vicinity of the thermostat 24 is 80 ° C. or less in the cooling system 20, and FIG. 5B similarly shows the cooling in the vicinity of the thermostat 24 in the cooling system 20. The water temperature is above 80 ° C.
[0061]
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), when the electric pump EP is in a stopped state, the circulation passage A, the circulation passage C, or a part of the circulation passage D in the cylinder head 10b. Except for A2, the flow of the cooling water along the circulation path B is almost stopped.
[0062]
At this time, if the cooling water temperature in the vicinity of the thermostat 24 in the cooling system 20 is 80 ° C. or less, the thermostat (control valve) 24 is closed, and the flow of the cooling water from the control valve 24 toward the radiator 22 is restricted. To do. Therefore, in the engine system 100, only the cooling water in the circulation passage A and the circulation passage D flows due to the action of the mechanical pump MP (FIG. 5A).
[0063]
On the other hand, if the cooling water temperature in the vicinity of the thermostat 24 in the cooling system 20 exceeds 80 ° C., the thermostat (control valve) 24 is opened, and the flow of cooling water from the control valve 24 toward the radiator 22 is allowed. The Therefore, in the engine system 100, the cooling water in the circulation passages A, C, and D flows due to the action of the mechanical pump MP (FIG. 5B).
[0064]
In the present embodiment, while the engine 10 is operating, the cooling system 20 basically holds the state shown in FIG. 5A or 5B. . Further, the state of the cooling system 20 shown in each figure is embodied by “control during cold after engine start” (FIG. 5A) or “control during warm after start” (FIG. 5B). The Rukoto.
[0065]
FIG. 5C shows the engine system 100 when the engine 10 is in a stopped state and the electric pump EP is in an operating state.
[0066]
As shown in FIG. 5C, when the electric pump EP is operated, the cooling water flows along the circulation passage B. At this time, since the engine 10 is in a stopped state, the mechanical pump MP interlocking with the output shaft of the engine 10 is also stopped, and the circulation passage A1, the bypass passage A3, the circulation passage C, and the circulation passage D are in There is almost no flow of cooling water. Incidentally, the state of the cooling system 20 shown in FIG. 5C corresponds to the state immediately before the engine 10 starts the engine, and is realized by the “preheat control”.
[0067]
Here, the content and execution procedure of the “preheat control” will be described in more detail.
[0068]
FIG. 6 shows a change in the temperature transition of the cylinder head 10b as a result of experimentally changing the operating mode of the electric pump EP when the engine 10 is started in the engine system 100 shown in FIGS. It is a time chart which shows that it becomes. In each figure, the time tst corresponds to the start timing of the engine 10.
[0069]
First, in FIG. 6A, a temperature transition pattern α (hereinafter referred to as a transition pattern) α indicated by a two-dot chain line indicates a temperature transition when the electric pump EP is not operated when the engine is started, and a transition pattern indicated by a one-dot chain line. β represents a temperature transition when the operation of the electric pump EP is started simultaneously with the engine start. A transition pattern γ indicated by a solid line indicates a temperature transition when the operation of the electric pump EP is started a predetermined time (time t0) before the engine start. In each transition pattern α, β, γ, it is assumed that the engine 10 is in a warm state immediately before the end of the previous engine operation (when the engine is stopped).
[0070]
As shown in FIG. 6A, in the transition pattern α, after the engine is started (after time t1), the temperature of the cylinder head 10b gradually increases due to the heat generation action of the engine 10 itself accompanying the engine operation. Although it depends on environmental conditions such as the outside temperature, the temperature of the cylinder head 10b (substantially equal to the cooling water temperature) reaches a predetermined value Tstd (80 ° C.) at time t2 after about ten to several tens of seconds have elapsed from time tst. When the temperature reaches, the thermostat 24 repeats the on-off valve in the vicinity of the temperature, so that the cooling water temperature (temperature of the cylinder head 10b) is maintained at a substantially constant temperature (80 ° C.).
[0071]
In the transition pattern β, simultaneously with the engine start of the engine 10, cooling water (hot water) stored in the heat storage container 21 in a temperature state of approximately 80 ° C. or higher is supplied into the cylinder head 10b. In this case, after the engine 10 is started (after time t1), after about 10 seconds have elapsed, at time t1, the temperature of the cylinder head 10b (approximately the same as the cooling water temperature) reaches 80 ° C., and then the cooling water temperature (cylinder head). 10b) is maintained at a substantially constant temperature (80 ° C.).
[0072]
In the transition pattern γ, the hot water in the heat storage container 21 is supplied into the cylinder head 10b before the engine 10 is started. Here, the inventors have confirmed that the temperature of the cylinder head 10b reaches the same temperature (60 to 80 ° C.) as the cooling water temperature in the heat storage container 21 in about 5 to 10 seconds from the start of the operation of the electric pump EP. It was done. In the transition pattern γ in FIG. 6A, the engine 10 is set to start after 5 seconds (time tst) after the operation of the electric pump EP at time t0 has started. For this reason, after the temperature of the cylinder head 10b rises and reaches approximately 80 ° C., the engine 10 starts the engine. Incidentally, with the engine operation of the engine 10, cooling water having a lower temperature (than the cooling water temperature in the circulation passage B) flows into the cylinder head 10b from the passage space other than the circulation passage B in the cooling system 20. For this reason, after the time tst, the temperature of the cylinder head 10b temporarily drops slightly, but the continuous supply of hot water from the heat storage container 21 and the heat generation action of the engine 10 itself accompanying the engine operation. It rises again by cooperation and stays around 80 ° C.
[0073]
Next, in FIG. 6B, the transition pattern δ indicated by the alternate long and short dash line starts the operation of the electric pump EP at time t0, temporarily stops the operation when the temperature reaches 80 ° C. (t11), and thereafter A temperature transition when the engine start is started after a lapse of a predetermined time (tst) is shown. On the other hand, the transition pattern δ indicated by the solid line starts the operation of the electric pump EP at time t0 and temporarily stops the operation when the temperature reaches 80 ° C. (t11), but at a predetermined time before the engine start tst. The temperature transition when the electric pump EP is restarted at tig is shown.
[0074]
In the transition pattern δ, the temperature of the cylinder head that once reached 80 ° C. before the engine start gradually decreases after time t11, and it takes a considerable time (from time tst to (period t12). On the other hand, the transition pattern ε is the same as the transition pattern δ in that the temperature of the cylinder head gradually decreases after time t11. However, the electric pump EP is restarted before the engine is started, so that the engine head is started by tst. Since the temperature rises again, the temperature of the cylinder head reaches 80 ° C. in a short time after the engine is started.
[0075]
In FIG. 6C, the transition pattern ζ starts the operation of the electric pump EP at time t0, temporarily stops the operation when the temperature reaches 80 ° C. (t21), and then after a relatively short period of time. The temperature transition when the engine start is started is shown. In such a case, the temperature of the cylinder head is sufficiently high at the time tst when the engine is started without restarting the electric pump EP, so that the temperature rapidly rises to 80 ° C. due to the heat generated during engine operation.
[0076]
In the engine system 100 according to the present embodiment, the fuel injected and supplied to the engine 10 through the fuel injection valve 18 is atomized in the intake port 16 and taken into the combustion chamber 11 while forming a mixture with fresh air. As described with reference to FIG. 4, the air-fuel mixture is used for combustion.
[0077]
For this reason, from the viewpoint of promptly atomizing the injected fuel in the intake port 16 and suitably maintaining the atomized state, the intake air formed in the engine 10, particularly in the cylinder head 10b. The temperature of the inner wall of the port 16 is preferably higher than a predetermined temperature (60 ° C., preferably about 80 ° C.). When the temperature of the inner wall of the intake port 16 decreases, the fuel tends to adhere to the inner wall, and it is difficult to efficiently atomize (vaporize) the fuel and to keep the atomized (vaporized) fuel in that state. Because it becomes. The disadvantages related to fuel vaporization make it difficult to optimize combustion efficiency and air-fuel ratio, and reduce exhaust characteristics and fuel consumption.
[0078]
When the engine 10 is in a cold state and the engine is started under the condition that no external heat supply is performed, the temperature of the cylinder head 10b (intake port 16) becomes sufficiently high (time tst). .About.t2) are required as shown by the transition pattern .alpha. In FIG. Also, as indicated by the transition pattern β in FIG. 6A, hot water is supplied from the heat storage container 21 at the same time as or immediately after the engine start, and the warm-up completion timing after the engine start is advanced as much as possible. However, deterioration of exhaust characteristics and fuel consumption during warm-up (time tst to t2) is inevitable.
[0079]
Therefore, as shown by the transition pattern γ in FIG. 6A, cooling water is supplied from the heat storage container 21 to the cylinder head 10b prior to the start of the engine 10, and the engine 10 is warmed up before the start of the engine 10. Ideally, the engine system 100 is controlled (preheat control) to be completed (the engine 10 is shifted from the cold state to the warm state).
[0080]
However, it takes several seconds for the engine 10 to complete the transition from the cold state to the warm state by supplying hot water from the heat storage container 21. If the engine start timing of the engine 10 intended by the driver is too early compared to the timing of completion of the transition, the engine 10 is started before the transition to the warm state, and sufficient atomization of fuel is caused. I can't figure it out.
[0081]
On the other hand, when the engine start timing of the engine 10 intended by the driver is too late as compared with the timing of completion of the transition, the hot water stored in the heat storage container 21 is consumed unnecessarily.
[0082]
Therefore, in the engine system 100 according to the present embodiment, it is an inevitable operation prior to the start of the engine 10, and a specific operation whose operation timing is almost the same every time is performed by operating the electric pump EP (preheating). It is detected as the first trigger (trigger) to be started. Then, the operation of the electric pump EP is started in synchronization with the timing at which the first trigger is detected.
[0083]
The operation of the electric pump EP is temporarily stopped when the temperature of the cylinder head 10b reaches 80 ° C. After that, an event that comes closer to the start timing tst of the engine 10 than the first trigger is used as the second trigger. If the detection timing tig is after the predetermined period Δtx has elapsed since the stop of the electric pump EP, the electric pump EP is restarted prior to engine start (see FIG. 6B). On the other hand, when the detection timing tig of the second trigger is before the predetermined period Δtx has elapsed since the stop of the electric pump EP, the electric pump EP is not reactivated (see FIG. 6C).
[0084]
FIG. 7 shows a specific procedure of “preheat control” according to the present embodiment. That is, the heat supply (preheating) from the heat storage container 21 to the engine 10 prior to the start of the engine 10 is performed according to the following processing procedure. This routine is repeatedly executed every predetermined time while the engine 10 is stopped through the ECU 30.
[0085]
When the process shifts to this routine, the ECU 30 first determines in step S101 whether or not a specific operation (first trigger) has occurred after the engine 10 is stopped and prior to the restart. If this first trigger is an event that is necessary to some extent with respect to what occurs prior to the start of the engine 10, even if it is artificial due to the actions of the driver, it is not artificial. It doesn't matter. For example, door opening operation (output signal of door opening / closing sensor 3a), door lock releasing operation (output signal of door lock sensor 3b), driver's seating operation (output signal of seating sensor 2a), antitheft device It is preferable to adopt the release operation or the like as the first trigger. If the determination in step S101 is affirmative, the ECU 30 proceeds to step S102, and if the determination in step S101 is negative, the ECU 30 once exits this routine.
[0086]
In the subsequent step S102, it is determined whether or not a second trigger that is recognized as an event closer to the start of the engine 10 than the first trigger has occurred as a specific operation prior to the start of the engine 10. Similarly to the first trigger, if the second trigger is an event that has some degree of inevitability (certainty) that occurs prior to the start of the engine 10, it is an artifact caused by the actions of the driver or the like. However, it does not have to be artificial. For example, as shown in FIG. 8, when the key cylinder 5 is viewed in the direction of insertion of the ignition key 5A, a circular rotor 5c having a slit 5b for inserting the ignition key 5A and an outer periphery of the circular rotor 5c are provided. And an annular case 5d surrounded by its own inner periphery. The case 5d forms an outline of the main body of the key cylinder 5 and is fixed to, for example, an operation panel (not shown) of the driver's seat. The rotor 5c is configured to be able to rotate within a limited range with respect to the case 5d by twisting the ignition key 5A inserted into the slit 5b. As shown by the solid line in FIG. 8, the ignition key 5A can be inserted into the slit 5b in a state where the end in the long axis direction of the slit 5b coincides with the position SW1 indicated as “LOCK” of the case 5d. it can.
[0087]
When the engine 10 is started, first, the driver (operator) inserts the ignition key 5A into the slit 5b and rotates the position SW1 from which “LOCK” is displayed to the position SW2 from which “ACC” is displayed. Then, the main power supply of peripheral devices such as a room lamp (not shown), audio (not shown), or navigator (not shown) is turned on. Further, when the ignition key 5A is rotated to the position SW3 displayed as “ON” (indicated by a two-dot chain line in FIG. 8), the ECU 30 activates a function for performing the operation control of the engine 10. The main relay is in the “ON” state. Further, when the ignition key 5A is rotated to the position SW4 displayed as “START”, the starter 26 is operated to crank the engine 10 and the fuel by the fuel injection valve 18 is synchronized with the cranking operation. And the ignition of the vaporized fuel by the ignition control device 19 is started.
[0088]
In other words, the rotation of the ignition key 5A to the position SW3 indicated as “ON” (switching operation of the ignition switch to “ON”) inevitably occurs immediately before the engine 10 is started. You can say that.
[0089]
Therefore, as the second trigger, for example, insertion of the ignition key 5A into the key cylinder 5, rotation operation of the ignition key 5A after insertion into the key cylinder 5, and the like can be employed as the second trigger.
[0090]
The ECU 30 proceeds to step S103 if the determination in step S102 is negative, and proceeds to step S104 if the determination in step S102 is affirmative.
[0091]
In step S103, a process for starting, continuing, or completing the first preheat is performed. That is, the ECU 30 appropriately performs processing such as starting operation of the electric pump EP, accepting continuation of operation, and stopping operation according to the situation when the processing proceeds to step S103. Here, the first preheating is performed for a predetermined period after the first trigger is detected. In addition, there is a request for preheating (for example, the cooling water temperature THW, which is a parameter representative of the temperature of the engine 10, is lower than a predetermined value), and preheating can be performed (for example, the heat storage container 21). The temperature of the cooling water stored in (1) exceeds the predetermined value). As the duration of the preheating, a period estimated to be required for the temperature of the cylinder head 10b to exceed 80 ° C. by performing the preheating may be set in advance, or the cooling water stored in the heat storage container 21 It may be determined as appropriate based on the temperature of the engine 10 or the coolant temperature THW of the engine 10. Further, instead of setting the preheating duration, for example, the preheating is completed when the temperature increase amount of the engine 10 or the supply amount of hot water supplied from the heat storage container 21 to the engine 10 reaches a predetermined value. Also good. After finishing the process in step S103 once, the ECU 30 stores the fact that the first preheating is completed, and then exits this routine once. If a negative determination is made in step S102 next time, the routine is immediately exited without performing the processing (preheating) in step S103.
[0092]
In step S104, it is determined whether or not a predetermined period Δtx (see FIGS. 6B and 6C) has elapsed after completion of the first preheating (after the electric pump EP is stopped). If the determination in step S104 is affirmative, the ECU 30 proceeds to step S105, and if the determination in step S104 is negative, the ECU 30 once exits this routine.
[0093]
In step S105, a process for starting, continuing or completing the second preheat is performed. That is, the ECU 30 appropriately performs processing such as starting operation of the electric pump EP, accepting continuation of operation, and stopping operation according to the situation when the processing proceeds to step S105. Here, the second preheating is executed only when the second trigger is detected after the reference period Δtx has elapsed after the completion of the first preheating, until the engine 10 is started, or the engine It is preferable to continue until a predetermined period of time elapses after 10 starts. After completing the processing in step S105, the ECU 30 once exits this routine.
[0094]
As described above, in the preheat control according to the present embodiment, after the completion of the first preheat, the second trigger (the rotation operation of the ignition key 5A inserted into the key cylinder 5 or the like) that occurs immediately before the engine 10 is started. ), And whether or not to execute the second preheating is determined based on the time required from the completion of the first preheating to the occurrence of the second trigger. That is, even when the cylinder head 10b is sufficiently warmed when the first preheating is completed, after that, a long time (exceeding the reference period Δtx) passes and the temperature of the cylinder head 10b decreases again. In such a case, preheating is performed again immediately before starting the engine, thereby improving warm-up efficiency and exhaust characteristics at the time of starting the engine.
[0095]
As a result, the effect of preheating based on the detection of the first trigger is reliably ensured. Further, for the driver, the engine 10 can be started in a state where the warm-up is surely completed, so that the uncomfortable feeling at the time of starting the engine is eliminated, and the engine system 100 is comfortable regardless of the conditions at the time of starting the engine. Will be able to operate.
[0096]
In the “preheat control” (see FIG. 7) in the present embodiment, the occurrence of the second trigger is detected under the condition that the occurrence of the first trigger is detected (the determination in step S101 is affirmative). It was decided whether or not it was done (step S102). On the other hand, control logic such as “when the occurrence of the second trigger is detected without detecting the occurrence of the first trigger, preheating is executed in synchronization with the detection timing” is added. It is good. By adding such a control logic, even if the first trigger, which is relatively low in necessity before starting the engine 10, is not detected for some reason as compared to the second trigger, at least the second trigger is detected. Since the warm-up process immediately before the start of the engine 10 based on the generation of the trigger is performed, the optimization of the combustion state (exhaust characteristics) of the engine 10 at the start is ensured with a high probability.
[0097]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the internal combustion engine according to the present invention is applied to an in-vehicle engine system will be described focusing on differences from the first embodiment. In the second embodiment, the vehicle to be applied, the configuration of the engine system, the ECU and the electrical configuration in the vicinity thereof (FIGS. 1 to 5) are the same as those in the first embodiment. It is. For this reason, the same reference numerals are used for members, hardware configurations, and the like having the same functions and structures, and redundant descriptions here are omitted.
[0098]
The engine system 100 according to the second embodiment is common to the first embodiment in that preheating is started in synchronization with the detection timing of a predetermined trigger before the engine 10 is started. However, it differs from the second embodiment in that a plurality of control logics corresponding to the temperature of the engine 10 when a trigger is detected are prepared as specific preheat processing contents.
[0099]
FIG. 9 shows a specific procedure of “preheat control” according to the second embodiment. That is, in the present embodiment, the heat supply (preheating) from the heat storage container 21 to the engine 10 prior to the start of the engine 10 is performed according to the following processing procedure. This routine is also repeatedly executed at predetermined intervals through the ECU 30 while the engine 10 is stopped.
[0100]
When the processing shifts to this routine, the ECU 30 first determines in step S201 whether or not a specific operation (first trigger) has occurred after the engine 10 is stopped and then restarted. This first trigger (preceding event) is, for example, the door opening operation (the output signal of the door opening / closing sensor 3a) and the door unlocking operation (the door lock sensor 3b), as in the first embodiment. Output signal), the driver's seating operation (output signal of the seating sensor 2a), the anti-theft device release operation, etc., and the events that occur at least to some extent before the engine 10 starts (certainty) is there. If the determination in step S101 is affirmative, the ECU 30 proceeds to step S102, and if the determination in step S101 is negative, the ECU 30 once exits this routine.
[0101]
In a succeeding step S202, it is determined whether or not the preheating execution condition is satisfied. For example, there is a request for performing preheating (for example, the cooling water temperature THW of the engine 10 is lower than a predetermined value), or it is possible to perform preheating (for example, cooling water stored in the heat storage container 21). The temperature is higher than a predetermined value) and the like is a preheating execution condition. If the determination in step S202 is affirmative, the ECU 30 proceeds to step S203, and if the determination in step S202 is negative, the ECU 30 once exits from this routine.
[0102]
In step S203, it is determined whether the engine 10 is in a low temperature state. Here, for example, the ECU 30 presets a predetermined reference value (for example, 0 ° C.) with respect to the coolant temperature THW of the engine 10, and when the current coolant temperature THW is lower than the reference value, the engine 10 is in a low temperature state. Judge. If it is determined that the engine 10 is in a low temperature state, the process proceeds to step S210. If it is determined that the engine 10 is not in a low temperature state, the process proceeds to step S220.
[0103]
In step S210, processing corresponding to the low temperature state is executed. In the process corresponding to the low temperature state, after the first trigger is detected, preheating is not started immediately in step S210, and the second trigger (subsequent event) is inserted into the key cylinder 5, for example. It waits until the rotation operation of the ignition key 5A later is detected. Then, when the second trigger is detected, the electric pump EP is operated, and hot water supply (preheating) from the heat storage container 21 to the engine 10 is started. At this time, the duration of the preheating is determined with reference to a map or the like based on the cooling water temperature of the engine 10 and the water temperature in the heat storage container 21. When the preheating is completed, the ECU 30 notifies the driver of start permission by turning on a predetermined lamp or the like.
[0104]
FIG. 10 is a relationship diagram showing the relationship between the cooling water temperature of the engine 10, the water temperature in the heat storage container 21, and the preheating duration on a map for determining the duration of the preheating. It is an example. In FIG. 10, line segments L1, L2, L3, and L4 correspond to a set of points having the same preheating duration. Among these, when the relationship between the cooling water temperature of the engine 10 and the water temperature in the heat storage container 21 is in the line segment L1, the duration of the preheating is set to be the shortest, and in the order of the line segments L2, L3, L4, The corresponding preheating duration is set longer.
[0105]
On the other hand, in step S220, processing corresponding to the non-low temperature state is executed. In the process corresponding to the non-low temperature state, unlike the process corresponding to the low temperature state, the electric pump EP is immediately operated in step S220 after the detection of the first trigger, and the hot water from the heat storage container 21 to the engine 10 is detected. Supply (preheat) is started. At this time, the duration of the preheating is determined with reference to a map or the like based on the water temperature in the heat storage container 21.
[0106]
FIG. 11 is an example of a relationship diagram showing the relationship between the water temperature in the heat storage container 21 and the duration of preheating on a map for determining the duration of preheating. As shown in FIG. 11, the preheating duration is set to be shorter as the water temperature in the heat storage container 21 is higher.
[0107]
In the process corresponding to the non-low temperature state (step S220), when preheating is completed, the ECU 30 notifies the driver of start permission by turning on a predetermined lamp or the like. Then, as the second trigger, for example, when the rotation operation of the ignition key 5A after being inserted into the key cylinder 5 is detected, the electric pump EP is actuated again (preheating is performed).
[0108]
After performing the processing in step S210 or S220, the ECU 30 once exits this routine.
[0109]
As described above, in the preheat control according to the present embodiment, when a first trigger (for example, opening of the door 3 or the like) is detected prior to engine start, preheating with different processing contents is performed according to the temperature condition at that time. carry out.
[0110]
That is, even if the engine 10 is left without starting after the preheating is completed, the temperature of the engine 10 does not decrease rapidly but decreases relatively slowly (non-low temperature state). Then, by sequentially performing preheating based on the detection timing of the first trigger and preheating based on the detection timing of the second trigger, the heat supply is started early before the engine 10 is started, and the warm-up is completed. The time required for the process is preferentially reduced. Therefore, preheating can be surely completed when the engine 10 is started. In other words, the waiting time before starting the engine is prolonged and the driver is no longer stressed. When the engine 10 is in such a non-low temperature state (when the engine temperature as the initial condition is relatively high), the time from when the first trigger is detected until the second trigger is detected is long. Even if the engine warms up, there is little concern that the engine temperature will drop again after the first warm-up is completed and before the engine 10 is started.
[0111]
On the other hand, an event that occurs immediately before starting the engine under conditions where the temperature of the engine 10 rapidly decreases if the engine 10 is left without starting after the preheating is completed (in a low temperature state). Is waited until a second trigger (such as a rotation operation of the ignition key 5A inserted in the key cylinder 5) is detected, and preheating is started when the second trigger is detected. Further, in such a low temperature state, the cooling water temperature of the engine 10 and the inside of the heat storage container 21 are required to perform preheating as efficiently as possible in a limited time (from the time when the second trigger is detected until the engine 10 is started). The duration of the preheating is precisely set by taking into account the water temperature. For example, FIG. 12A and FIG. 12B are time charts showing the temperature transition of the cylinder head associated with the preheating. However, each transition pattern indicated by a solid line, a one-dot chain line, and a two-dot chain line in FIG. 12A is obtained by varying the temperature of the cylinder head 10b as an initial condition when performing preheating. Moreover, each transition pattern shown with a continuous line, a dashed-dotted line, and a dashed-two dotted line in FIG.12 (b) changes the water temperature in the thermal storage container 21 as an initial condition at the time of performing preheating. In addition, in FIG.12 (b), the transition pattern shown as a continuous line respond | corresponds to the conditions with the highest water temperature in the thermal storage container 21, and the transition pattern shown with a dashed-two dotted line respond | corresponds to the conditions with the lowest water temperature in the thermal storage container 21. . As shown in FIG. 12A, the higher the temperature of the cylinder head 10b at the start of preheating (t0), the shorter the time Δt until the temperature of the cylinder head 10b reaches a predetermined value (for example, 80 ° C.). As shown in FIG. 12B, even if the temperature (Tx) of the cylinder head 10b at the start of preheating (t0) is constant, the temperature of the cylinder head 10b increases as the water temperature in the heat storage container 21 increases. The time Δt until reaching a predetermined value (for example, 80 ° C.) is shortened.
[0112]
In the present embodiment, in the preheating (step S210) executed when the engine 10 is in a low temperature state, the influence of the temperature of the cylinder head 10b (see FIG. 12A) by referring to a map as shown in FIG. The temperature of the cylinder head 10b reaches a reference temperature Tstd (for example, 80 ° C.). The duration will be set. As a result, preheating with high heat supply efficiency is performed immediately before starting the engine, and the completion timing of preheating is notified to the driver with extremely high accuracy.
[0113]
Therefore, even if the engine 10 is left without being started after the preheating is completed, the warm-up effect based on the preheating is implemented even under a low temperature condition (low temperature state) in which the temperature of the engine 10 rapidly decreases. Can be reliably obtained in a short time. Therefore, the startability of the engine 10 and the stability of the engine combustion state at the start can be reliably improved by efficiently using the heat stored in the heat storage device without waste.
[0114]
That is, according to the present embodiment, even if the temperature conditions before the engine start are different, the warm-up function by preheating is always effective by selecting a mode with high heat supply efficiency according to each temperature condition. Will be utilized. In particular, priority is given to the reliable startability of the engine 10 that is not affected by temperature conditions, ensuring the stability of the engine combustion state at the start, improving exhaust characteristics, and eliminating the uncomfortable feeling felt by the driver when starting the engine. Become figured.
[0115]
Accordingly, the disadvantages related to fuel vaporization (atomization) at the start of the engine are eliminated, and the combustion efficiency and the air-fuel ratio are optimized, and as a result, the exhaust characteristics and fuel consumption are improved.
[0116]
As the first trigger, various events other than those exemplified in the above embodiments can be applied. For example, an operation of the shift lever 8 (output signal of the shift position sensor 8a), an operation of depressing the brake pedal 7, an operation of attaching the seat belt (an output signal of the seat belt sensor 4a), etc. may be applied as the first trigger. .
[0117]
In addition, specific operation buttons, switches, and the like may be provided on the operation panel of the driver's seat, the ignition key 5A, and the like so that the first trigger and the second trigger are generated based on the driver's will. Moreover, the said apparatus is comprised so that a well-known touch panel (operation panel) may be displayed on the screen of the display apparatus 9, and when a driver | operator performs touch operation to the touch panel, a 1st trigger or a 2nd trigger May be generated. Further, by providing the ECU 30 with a known voice recognition function, for example, when the driver issues a voice command through the acoustic sensor (microphone) 9a, preheating is performed using the voice command as a trigger. The effect according to the above embodiment can be achieved.
[0118]
Similarly, the operation of the ignition switch can be applied as a preheat trigger to start the engine 10 instead of starting the release operation of the antitheft device.
[0119]
In the above embodiment, the output signal of the water temperature sensor 25, in other words, the temperature of the cooling water (cooling water temperature) THW detected at one part of the cooling system is employed as a parameter representing the temperature of the engine 10. Regardless of this, other detection means for acquiring information reflecting the temperature of the engine 10 or the temperature of the intake port 16 may be employed. For example, a sensor that directly detects the temperature of the main body of the engine 10 and the temperature in the intake port 16 may be provided, or an oil temperature sensor that detects the oil temperature of the lubricating oil may be provided. Furthermore, water temperature sensors may be provided at a plurality of locations in the cooling system to increase detection accuracy.
[0120]
Further, in the cooling system 20 of the engine system 100 to be applied in the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, a cooling water circulation passage that is substantially independent is formed in the cylinder block 10a and the cylinder head 10b. ing. During preheating, only the circulation path B between the heat storage container 21 and the cylinder head 10b, particularly the cooling water flows preferentially in the vicinity of the intake port in the cylinder head, so that the temperature management of the intake port has priority over other parts. It is comprised so that it may carry out.
[0121]
On the other hand, as in an engine system 100 ′ shown in FIG. 13, for example, the cooling system 20 ′ includes a common cooling water circulation passage in the cylinder block 10a and the cylinder head 10b. Even if the cooling water is circulated, the present invention can be applied to achieve the same effect as the above embodiment.
[0122]
For example, the present invention may be applied to the engine system 100 '' shown in FIG.
[0123]
In the engine system 100 ″, as a part of the cooling system 20 ″, a passage 20b and a passage 20c are arranged in parallel in a circulation passage 20a for circulating cooling water through the engine 10, and a heat storage container is placed in the middle of each passage. 21 and a heater core 23 for heating are provided. Further, the flow rate of the cooling water flowing through the passage 20c is configured to be freely controlled by the flow rate control valve 24A. In the engine system 100 ″ having such a configuration, the cooling water in the cooling system 20 ″ flows in the opposite direction during preheating and during normal engine operation.
[0124]
That is, during preheating, the electric pump EP is operated to cause cooling water to flow in the direction of the arrow X at each part, and during normal operation, the mechanical pump MP operates to draw the cooling water into the engine 10 to thereby cause the part to move at each part. Cooling water flows in the direction of the arrow Y. Further, when the mechanical pump is driven with the flow control valve fully closed, the cooling water circulates in a state of being generally confined in the engine 10 (arrow direction Z). Immediately after startup, the cooling water temperature in the engine 10 can be rapidly warmed up. If the “preheat control” according to the above embodiment is used in combination with the configuration of the cooling system 20 ″, it is possible to further increase the warm-up efficiency before and after the engine is started.
[0125]
Moreover, in the said embodiment, the heat storage apparatus concerning this invention is comprised by the cooling system 20, 20 'or 20''comprised integrally with the engine 10, and ECU30. In contrast, any device that can store heat by some method and supply heat to the engine prior to starting the internal combustion engine can serve as the heat storage device according to the present invention. In other words, as long as it stores heat and functions as a heat source, it may be a device that stores heat via another heat medium such as oil, or a device that stores heat as electric power or a chemical substance that potentially contains heat. Can be applied as a heat storage device. Further, an engine system or other system (apparatus) corresponding to the engine system may be configured to supply heat by radiant heat or heat transfer from the heat storage device without using a heat medium such as cooling water. ,
In addition, the various sensor devices, the display device 9 and the like provided in the vehicle according to the above-described embodiment may be provided corresponding to the respective embodiments related to the “preheat control”, and all the sensors described above are not necessarily provided. Equipment or the like is not an essential element for one embodiment. In short, necessary members (sensor devices and the like) may be selectively attached to the vehicle, the internal combustion engine, or the control device to be applied.
[0126]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the temperature conditions before the engine start changes, or the occurrence timing of the event that inevitably occurs prior to the engine start changes irregularly depending on the circumstances of the driver. Even in this case, the combustion state and operability of the engine at the start can be optimized. As a result, the exhaust characteristics can be improved and the comfort given to the driver can be enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a part of a vehicle on which an in-vehicle engine system according to a first embodiment of the present invention is mounted.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of the engine system centering on the electronic control device according to the embodiment;
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the vehicle-mounted engine system according to the embodiment.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a partially enlarged sectional structure around the combustion chamber of the engine according to the embodiment;
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the engine system according to the embodiment;
FIG. 6 is a time chart showing the temperature transition of the cylinder head as a result of experimentally changing the operation mode of the electric pump of the heat storage container.
FIG. 7 is a flowchart showing an execution procedure of preheat control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of the key cylinder as viewed in the direction of inserting an ignition key.
FIG. 9 is a flowchart showing a preheat control execution procedure according to the second embodiment;
FIG. 10 is an example of a relationship diagram showing the relationship between the engine cooling water temperature, the water temperature in the heat storage container, and the preheating duration on a map for determining the duration of the preheating.
FIG. 11 is an example of a relationship diagram showing a relationship between the water temperature in the heat storage container 21 and the preheating duration on the map for determining the duration of the preheating.
FIG. 12 is a time chart showing the temperature transition of the cylinder head accompanying preheating.
FIG. 13 is a schematic diagram schematically showing an engine system according to another embodiment.
FIG. 14 is a schematic diagram schematically showing an engine system according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 vehicle
10 engine
1a Driver's seat
2 Driver's seat
2a Seating sensor
3 Door
3a Door open / close sensor
3b Door lock sensor
4 Inner buckle
4a Seat belt sensor
5 Key cylinder
5b slit
5c rotor
5d case
5A Ignition key
5B communication chip
6 Accelerator pedal
7 Brake pedal
7a Brake sensor
8 Shift lever
8a Shift position sensor
9 Display device
9a microphone
10 engine
10a Cylinder block
10b Cylinder head
11 Combustion chamber
12 cylinders
13 Piston
14 Intake valve
16 Intake port
17 Exhaust port
18 Fuel injection valve
19 Ignition control device
19a spark plug
20 Cooling system
20a Circulation passage
21 Heat storage container (heat storage means)
21a housing
21b Cooling water container
21c introduction pipe
21d discharge pipe
21e, 21f Check valve
22 Radiator
22a Electric fan
23 Heater core for heating
23a Electric fan
24 Thermostat
24A Flow control valve
25 Water temperature sensor
26 Starter
28 Lighting lamp
29 Speaker
30 Electronic control unit (ECU)
31 Central processing unit (CPU)
32 Read-only memory (ROM)
33 Random access memory (RAM)
34 Backup RAM
35 timer counter
36 External input circuit
37 External output circuit
38 bus
100 engine system
A, B, C, D Circulation passage
EP electric pump
MP mechanical pump
Pa Inlet port side coolant passage
Pb Exhaust port side cooling water passage
P1 External passage

Claims (2)

熱を蓄える蓄熱装置を有し、該蓄熱装置の蓄えた熱が所定の熱媒体を通じ
て供給されることにより暖機処理がなされる車載用内燃機関であって、当該機関の始動に先立って発生することが予測され且つ当該機関の始動に関連する所定の事象の発生を検知する検知手段と、当該機関の温度を検出する温度検出手段と、前記所定の事象の発生が検知される前に検出された温度が所定値以上である場合には、前記所定の事象の発生が検知される前から前記熱媒体を通じた熱供給を行う一方、前記所定の事象の発生が検知されるタイミングより前に検出された温度が所定値を下回っている場合には、前記所定の事象の発生が検知されるタイミング以降に、前記熱媒体を通じた熱供給を行う熱供給制御手段と、を備えることを特徴とする車両搭載用内燃機関。
An in-vehicle internal combustion engine that has a heat storage device that stores heat and is warmed up by supplying heat stored in the heat storage device through a predetermined heat medium, and is generated prior to starting the engine Detection means for detecting occurrence of a predetermined event related to the start of the engine, temperature detection means for detecting the temperature of the engine, and detection before the occurrence of the predetermined event is detected. If the detected temperature is equal to or higher than a predetermined value, the heat supply through the heat medium is performed before the occurrence of the predetermined event is detected, and the detection is performed before the timing at which the occurrence of the predetermined event is detected. Heat supply control means for supplying heat through the heat medium after the timing at which the occurrence of the predetermined event is detected when the measured temperature is lower than a predetermined value. Internal combustion for vehicles Seki.
当該機関の始動に先立って発生することが予測される前記所定の事象よりも、さらに先立って発生することが予測される他の事象の発生を検知する検知手段を備えて、且つ、前記熱供給制御手段は、前記他の事象の発生が検知されたときに、前記検出される温度が所定値以上である場合には、前記所定の事象の発生が検知される前から前記熱媒体を通じた熱供給を行う一方、前記他の事象の発生が検知されたときに、前記検出される温度が所定値を下回っている場合には、前記所定の事象の発生が検知されるタイミング以降に、前記熱媒体を通じた熱供給を行うことを特徴とする請求項1記載の車両搭載用内燃機関。The heat supply includes detection means for detecting the occurrence of another event that is predicted to occur further prior to the predetermined event that is predicted to occur prior to the start of the engine. When the occurrence of the other event is detected and the detected temperature is equal to or higher than a predetermined value, the control means is configured to perform heat through the heat medium before the occurrence of the predetermined event is detected. On the other hand, when the occurrence of the other event is detected and the detected temperature is lower than a predetermined value, the heat is applied after the timing at which the occurrence of the predetermined event is detected. The vehicle-mounted internal combustion engine according to claim 1 , wherein heat is supplied through a medium.
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