JP4640124B2

JP4640124B2 - 内燃機関の冷却制御装置

Info

Publication number: JP4640124B2
Application number: JP2005328031A
Authority: JP
Inventors: 真一郎能川; 宏之北東
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-11-11
Also published as: JP2007132313A

Description

本発明は、それぞれ独立した複数の冷却経路を有する内燃機関の冷却制御装置に関する。

火花点火内燃機関や圧縮点火内燃機関においては、冷却を必要とする部分に対して冷却媒体（以下、これを便宜的に冷却水と呼称する）の循環通路を形成し、ここに冷却水を流すようにした冷却装置が組み込まれている。また、この冷却装置によって冷却水を機関の冷却部に供給する場合、機関の高負荷運転時において冷却水による熱損失が最も大きい運転領域にてシリンダヘッドの破損や冷却水の沸騰が生じないように、冷却水の流量割合を設定している。従来、この冷却水の流量割合は、機関の運転状態に拘らずほぼ一定に設定されている。

一方、このような内燃機関において、排気ガス中に含まれる有害成分が機関の外部に排出されないように、排気通路の途中に三元触媒や酸化触媒を組み込んだものも知られている。この場合、触媒を活性状態に保持する必要があるため、機関の暖機時や低負荷時には排気ガスの温度を低下させる可能性がある冷却部に対して冷却媒体を循環させず、排気ガスを高温状態のまま触媒に導き、これにより触媒を高温に保つことが有効である。このような技術が特許文献１に開示されている。

この特許文献１においては、排気通路およびシリンダヘッド内に形成された排気通路の集合部を囲む第１の冷却媒体通路と、排気ポートを囲む第２の冷却媒体通路とを形成し、第１および第２の冷却媒体通路に対してそれぞれ独立に冷却媒体の供給量を制御するようにしている。より具体的には、機関の低負荷時には第１の冷却媒体通路に対して冷却媒体を循環させず、排気ガスの冷却を抑制した状態で触媒へ導かれるようにし、これによって触媒の活性化を促進している。

特開昭６０−８５２１５号公報

混合気の燃焼温度や排気ガスの温度は、燃焼室内の空燃比、つまり筒内Ａ/Ｆによって変化することが知られているが、従来の内燃機関の冷却制御装置は、混合気の燃焼温度や排気ガスの温度に応じて冷却部の冷却を制御していない。このため、機関の運転状態によっては冷却部に対する冷却水の供給量が最適ではない場合が生ずる。

例えば、アイドル運転状態では触媒を活性化させるため、排気ガスの温度をより高温にする必要があるが、排気ポートの周囲を流れる冷却水によって、必要以上に排気ガスが冷却されてしまうため、アイドル運転状態では触媒の温度が上昇しにくくなってしまう。

同様な問題は、吸入空気量に対して燃料を理論空燃比よりも少なく供給して燃焼させるリーンバーン運転状態においても起こる。すなわち、排気ガスの温度が低下しやすいリーンバーン運転状態では、燃費の向上を見込むことができるものの、排気ポートの周囲を流れる冷却水によって排気ガスの温度が下がってしまい、触媒の温度が低下してその活性化が不充分となってしまう可能性がある。

また、機関の高負荷高回転運転領域において、排気ポートの周囲に冷却水を流して排気温度を下げることにより燃費の向上を企図する一方、燃焼室の周囲に冷却水を流してノッキングの発生を抑制することにより機関の出力の向上を同時に企図することが基本的に困難である。

さらに、機関を構成する気筒群を２つのグループに分け、一方の気筒グループには理論空燃比よりも燃料を多めに供給すると共に他方のグループには理論空燃比よりも燃料を少なめに供給し、これを交互に切り換えて最終的に理論空燃比となった排気ガスを触媒に導く、いわゆるバンク制御においては、温度の低いリーン側の排気ガスが排気ポートの周囲を流れる冷却水によって必要以上に冷却される。この結果、触媒の温度を上昇させてここに付着した硫黄分を脱硫するバンク制御の効率を低下させてしまう。

本発明の目的は、機関の運転状態に応じて最適な冷却を行い、これにより燃費および出力のさらなる向上を企図し得る内燃機関の冷却制御装置を提供することにある。

本発明は、第１の気筒グループと、理論空燃比よりも燃料が少なめに供給され得る第２の気筒グループと、冷却媒体がそれぞれ供給される複数の冷却部と、これら複数の冷却部に冷却媒体をそれぞれ導く複数の冷却媒体供給通路とを有する内燃機関の冷却制御装置であって、前記複数の冷却部に対する冷却媒体の供給割合をそれぞれ変更し得る調整手段と、機関の運転状態に応じて前記複数の冷却媒体供給通路に対する冷却媒体の供給割合が変更されるように前記調整手段の作動を制御する制御手段とを具え、前記複数の冷却部が前記第１の気筒グループの燃焼室群と、前記第２の気筒グループの燃焼室群とを含み、前記制御手段は前記第２の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合が前記第１の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合よりも少なくなるように前記調整手段の作動を制御することを特徴とするものである。

本発明においては、機関の運転状態に応じて制御手段が調整手段の作動を制御し、複数の冷却部に対する冷却媒体の供給割合が個々の冷却媒体供給通路を介してそれぞれ変更される。特に制御手段は、第２の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合が第１の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合よりも少なくなるように、調整手段の作動を制御する。

本発明の内燃機関の冷却制御装置において、理論空燃比よりも少なめの燃料を第２の気筒グループに供給する場合、第１の気筒グループには理論空燃比よりも多めの燃料を供給することができる。

本発明の内燃機関の冷却制御装置において、冷却媒体を冷却部に導かずに通過させるバイパス通路をさらに有することができる。

機関の運転状態が、冷却媒体の温度，機関から排出される排気ガスの温度，この排気ガスを浄化するための触媒の温度のうちの少なくとも１つか、または燃焼ガスの空燃比を含むことができる。あるいは、機関の回転速度および出力トルクを含むことができる。

制御手段は、冷却媒体が沸騰しないように調整手段の作動を制御するものであってよい。

第１の気筒グループと、理論空燃比よりも燃料が少なめに供給され得る第２の気筒グループと、冷却媒体がそれぞれ供給される複数の冷却部と、これら複数の冷却部に冷却媒体をそれぞれ導く複数の冷却媒体供給通路とを有する本発明の内燃機関の冷却制御装置によると、複数の冷却部に対する冷却媒体の供給割合をそれぞれ変更し得る調整手段と、機関の運転状態に応じて複数の冷却媒体供給通路に対する冷却媒体の供給割合が変更されるように調整手段の作動を制御する制御手段とを具え、複数の冷却部が第１の気筒グループの燃焼室群と、第２の気筒グループの燃焼室群とを含み、制御手段は第２の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合が第１の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合よりも少なくなるように調整手段の作動を制御するので、第１の気筒グループと第２の気筒グループとで燃焼状態を異ならせた場合、それぞれの燃焼室群に対して最適な冷却を行うことができる。

理論空燃比よりも少なめの燃料を第２の気筒グループに供給すると共に第１の気筒グループに理論空燃比よりも多めの燃料を供給した場合、リーンバーン状態にある第２の気筒グループからの排気ガスの温度の低下を抑制し、これによって触媒の温度低下を防止することができる。

冷却媒体を冷却部に導かずに通過させるバイパス通路をさらに有する場合、冷却部の温度を迅速に上昇させ、これによって例えば触媒の活性化を促進させることができる。また、冷却媒体を圧送するポンプの負荷の軽減に伴って燃費の改善も可能となる。

機関の運転状態が冷却媒体の温度，機関から排出される排気ガスの温度，この排気ガスを浄化するための触媒の温度のうちの少なくとも１つを含む場合、これらの温度に応じて各冷却部の冷却を最適に調整することができ、これによって例えば触媒を常に効率よく働かせることが可能となる。

機関の運転状態が燃焼ガスの空燃比を含む場合、この空燃比に応じて個々の冷却部に対する冷却を最適に調整することができる。

機関の運転状態が機関の回転速度および出力トルクを含む場合、機関の回転速度および出力トルクに応じて個々の冷却部に対する冷却を最適に調整することができる。

冷却媒体の沸騰を回避すべく、制御手段が調整手段の作動を制御する場合、冷却効率の低下を確実に防止することができる。

本発明による内燃機関の冷却制御装置を火花点火式内燃機関が搭載された車両に応用した実施形態について、図１〜図１４を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。

本実施形態の概念を図１に示し、その制御ブロックを図２に示す。すなわち、本実施形態における火花点火式内燃機関（以下、単にエンジンと呼称する）は、ウエストゲート弁１１を有する過給機１２と、燃焼室１３内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１４を有する直噴式の燃料噴射装置と、エンジンの燃焼室１３の周囲，排気ポート１５の周囲，過給機１２の軸受部をそれぞれ冷却するための冷却制御装置とを具えている。

本実施形態における冷却制御装置は、ラジエータ１６から冷却水ポンプ１７によって燃焼室１３，排気ポート１５，過給機１２をそれぞれ冷却するための独立した冷却部および車室内の暖房用のヒータコア１８を通り、再びラジエータ１６へと戻る冷却水の循環経路１９を有する。冷却水ポンプ１７とヒータコア１８との間には、主として燃焼室１３の周囲を冷却する燃焼室冷却水通路２０ｃと、主として排気ポート１５の周囲を冷却する排気ポート冷却水通路２０ｐと、主として過給機１２の軸受部を冷却する過給機冷却水通路２０ｔと、バイパス通路２１とが並列に組み込まれている。燃焼室冷却水通路２０ｃは燃焼室１３の周囲に冷却水を導き、排気ポート冷却水通路２０ｐは排気ポート１５の周囲に冷却水を導き、過給機冷却水通路２０ｔは過給機１２の軸受部の周囲に冷却水を導き、バイパス通路２１は冷却水ポンプ１７から圧送される冷却水を上述した各冷却部に導くことなく、ヒータコア１８側へ直接通すためのものである。

冷却水通路２０ｃ,２０ｐ,２０ｔ（以下、これらを一括して２０と記述する場合がある）およびバイパス通路２１には、これらを流れる冷却水の流量を任意に調整し得る本発明の調整手段としての第１〜第４流量制御弁２２ｃ,２２ｐ,２２ｔ,２２ｗ（以下、これらを一括して単に２２と記述する場合がある）が介装されている。これら第１〜第４流量制御弁２２は、この内燃機関、つまりエンジンが搭載される車両の運転状態に基づき、制御ユニット２３からの指令によってこれらを通る単位時間当たりの流量がそれぞれ制御される。また、冷却水通路２０には、燃焼室１３,排気ポート１５,過給機１２を冷却した後の冷却水の温度Ｔc,Ｔp,Ｔtをそれぞれ検出して制御ユニット２３に出力する第１〜第３水温センサ２４ｃ,２４ｐ,２４ｔが組み込まれている。さらに、これら冷却水通路２０およびバイパス通路２１の下流側の合流部分とヒータコア１８との間の冷却水の循環経路１９には、ここを流れる冷却水の温度Ｔwを検出して制御ユニット２３に出力する第４水温センサ２４ｗが組み込まれている。

制御ユニット２３には、上述した第１〜第４水温センサ２４ｃ,２４ｐ,２４ｔ,２４ｗ（以下、これらを一括して２４と記述する場合がある）からの検出信号Ｔc,Ｔp,Ｔt,Ｔwの他、図示しない吸気通路を通ってエンジンの燃焼室に導かれる吸入空気量を検出するエアフローセンサ２５，エンジンの単位時間当たりの回転数Ｎeを検出するエンジン回転数センサ２６,排気ポート１５に連通して外部に排出される排気ガスを浄化するための図示しない触媒の床温度Ｔsを検出する触媒温度センサ２７,排気ポート１５内を流れる排気ガスの温度Ｔeを検出する排気温センサ２８からの各検出信号Ｎe,Ｔs,Ｔeが供給される。本実施形態では、第４水温センサ２４ｗからの検出信号Ｔwに基づいて予め設定された「冷態始動」の冷却モードの他、エンジン回転数Ｎeとエンジンの負荷とに基づき、図３に示す如きマップから読み出される「アイドル」,「リーンバーン」,「ストイキオ」,「高負荷高回転」の冷却モードの何れかが選択される。そして、第１〜第４水温センサ２４からの検出信号Ｔc,Ｔp,Ｔt,Ｔwに基づき、暖機促進，触媒の活性化ならびに燃費および出力の向上が達成されるように、第１〜第４流量制御弁２２の開度、つまり冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗの他、過給機１２のウエストゲート弁１１の開閉,イグナイタ２９を介した点火時期，燃料噴射弁１４からの燃料噴射量をも制御ユニット２３を介してそれぞれ制御される。

なお、上述したエンジンの負荷は、エアフローセンサ２５によって検出される吸入空気量とエンジン回転数センサ２６によって検出されるエンジン回転数Ｎeとに基づいて予め制御ユニット２３に記憶された図示しないマップから読み出すようにしている。代わりに、運転者によって操作されるスロットル弁の開度とエンジン回転数Ｎeとに基づいて予め設定されたマップから読み出したり、あるいは吸気通路内の圧力とエンジン回転数Ｎeとに基づいて予め設定されたマップから読み出すようにしてもよい。

本実施形態の制御ユニット２３により行われる冷却モードの選択手順を図４に示す。すなわち、まずＭ１１のステップにて第４水温センサ２４ｗによって検出される冷却水温Ｔwが予め設定された冷態始動判定温度Ｔ_JWよりも低いか否かが判定される。ここで、冷却水温Ｔwが冷態始動判定温度Ｔ_JWよりも低い、すなわち「冷態始動」冷却モードが選択されるべきであると判断した場合には、Ｍ１２のステップに移行して冷態始動フラグがセットされているか否かを判定する。最初は冷態始動フラグがセットされていないので、Ｍ１３のステップに移行して冷態始動フラグをセットし、次いでＭ１４のステップにて冷態始動用初期設定が行われ、Ｍ１５のステップにて「冷態始動」冷却モードによる制御が行われる。

また、Ｍ１２のステップにて冷態始動フラグがセットされていると判断した場合には、Ｍ１５のステップに移行して「冷態始動」冷却モードによる制御が継続される。

なお、Ｍ１４のステップにて行われる冷態始動用初期設定は、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗをそれぞれ０,０,０,１００％に設定することである。

Ｍ１５のステップにおける「冷態始動」冷却モードは、エンジンの冷態始動中に冷却水の沸騰を防止しつつ触媒の活性化を促進させるモードであり、Ｍ１４のステップにて設定された初期値に対し、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗを適切に補正し、これに基づいて制御ユニット２３が第１〜第４流量制御弁２０の開度を調整するものである。

本実施形態における「冷態始動」冷却モードの手順を図５に示す。すなわち、まずＳ１１のステップにて第１水温センサ２４ｃからの検出信号Ｔcが予め設定された基準温度Ｔ_Rcよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rcよりも高い、つまり燃焼室１３を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ１２のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを１(％)繰り上げ、Ｓ１３のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出した後、Ｍ１１のステップに戻る。

Ｓ１１のステップにて第１水温センサ２４ｃからの検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rc以下であると判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行して第２水温センサ２４ｐからの検出信号Ｔpが予め設定された基準温度Ｔ_Rpよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高い、つまり排気ポート１５を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ１５のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り上げた後、Ｓ１６のステップに移行して今度は触媒温度Ｔsが予め設定した基準温度Ｔ_Rs、つまり触媒が活性状態となる最低温度未満であるか否かが判定される。

Ｓ１６のステップにて触媒温度Ｔsが基準温度Ｔ_Rs未満である、つまり排気ガスの温度Ｔeを高めて触媒を加熱する必要があると判定した場合、Ｓ１７のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り下げた後、Ｓ１８のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが０(％)以上であるか否かが判定される。ここで、排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが０(％)以上であると判断した場合には、Ｓ１３のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。また、Ｓ１８のステップにて排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが負の値であると判断した場合には、Ｓ１９のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを０(％)に設定し直した後、Ｓ１３のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。

一方、Ｓ１４のステップにて検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rp以下であると判断した場合には、Ｓ２０のステップに移行して第３水温センサ２４ｔからの検出信号Ｔtが予め設定された基準温度Ｔ_Rtよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高い、つまり過給機１２を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ２１のステップに移行して過給機冷却水通路２０ｔに対する冷却水の供給割合Ｚを１(％)繰り上げた後、Ｓ１３のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。また、Ｓ２０のステップにて検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rt以下である、つまり過給機１２に対する冷却水の供給割合Ｚを変更する必要がないと判断した場合には、そのままＳ１３のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。

このようにして冷却水温Ｔwが次第に上昇し、Ｍ１１のステップにて冷却水温Ｔwが冷態始動判定温度Ｔ_JW以上であると判断した場合には、Ｍ１６のステップに移行し、エンジンが図３に示すアイドル運転領域にあるか否かを判定する。ここでエンジンがアイドル運転領域にあると判断した場合には、Ｍ１７のステップに移行してアイドルフラグがセットされているか否かを判定する。最初はアイドルフラグがセットされていないので、Ｍ１８のステップに移行してそれまで設定されていた他のフラグをリセットすると共にアイドルフラグをセットし、次いでＭ１９のステップにてアイドル用初期設定が行われ、Ｍ２０のステップにて「アイドル」冷却モードによる制御が行われる。

また、Ｍ１７のステップにてアイドルフラグがセットされていると判断した場合には、Ｍ２０のステップに移行して「冷態始動」冷却モードによる制御が行われる。

なお、Ｍ１９のステップにて行われるアイドル用初期設定は、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗをそれぞれ０,０,０,１００％に設定することである。

Ｍ２０のステップにおける「アイドル」冷却モードは、エンジンのアイドル運転中に冷却水の沸騰を防止しつつ触媒の活性化を維持する以外にヒータコア１８が機能し得る程度にこれを加熱するモードであり、Ｍ１９のステップにて設定された初期値に対し、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗを適切に補正し、これに基づいて制御ユニット２３が第１〜第４流量制御弁２０の開度を調整するものである。

本実施形態における「アイドル」冷却モードの手順を図６に示す。すなわち、まずＳ２２のステップにて第４水温センサ２４ｗからの検出信号Ｔwが予め設定された基準温度Ｔ_RWよりも低いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔwが基準温度Ｔ_RWよりも低い、つまりヒータコア１８に通す冷却水の温度を上昇させることが好ましいと判断した場合には、Ｓ２３のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを１(％)繰り上げた後、Ｓ２４のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出した後、Ｍ１６のステップに戻る。

Ｓ２２のステップにて第４水温センサ２４ｗからの検出信号Ｔwが予め設定された基準温度Ｔ_RW以上である、つまりヒータコア１８に通す冷却水の温度を上昇させる必要がないと判断した場合には、Ｓ２５のステップに移行して第２水温センサ２４ｐからの検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高い、つまり排気ポート１５を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ２６のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り上げた後、Ｓ２７のステップに移行して今度は触媒温度Ｔsが予め設定した基準温度Ｔ_Rs、つまり触媒が活性状態となる最低温度未満であるか否かが判定される。

Ｓ２７のステップにて触媒温度Ｔsが基準温度Ｔ_Rs未満である、つまり排気ガスの温度を高めて触媒を加熱して冷却水の沸騰を防止する必要があると判定した場合、Ｓ２８のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り下げた後、Ｓ２９のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが０(％)以上であるか否かが判定される。ここで、排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが０(％)以上であると判断した場合には、特に問題がないのでＳ２４のステップに移行し、バイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。また、Ｓ２９のステップにて排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが負の値であると判断した場合には、Ｓ３０のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを０(％)に設定し直した後、Ｓ２４のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。

一方、Ｓ２５のステップにて検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rp以下であると判断した場合には、Ｓ３１のステップに移行して第３水温センサ２４ｔからの検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高い、つまり過給機１２を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ３２のステップに移行して過給機冷却水通路２０ｔに対する冷却水の供給割合Ｚを１(％)繰り上げ、Ｓ２４のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。また、Ｓ３１のステップにて検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rt以下であると判断した場合には、過給機１２に対する冷却状態を変更する必要がないので、そのままＳ２４のステップに移行し、バイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。

上述した実施形態では、Ｓ２２のステップにて第４水温センサ２４ｗからの検出信号Ｔwが基準温度Ｔ_RWよりも低いか否かを判定するようにしたが、この判断ルーチンに代えて第１水温センサ２４ｃからの検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rcよりも高いか否かを判定するようにしてもよい。

先のＭ１６のステップにてエンジンがアイドル運転領域にないと判断した場合、Ｍ２１のステップに移行してエンジンが図３に示すリーンバーン運転領域にあるか否かを判定する。ここで、エンジンがリーンバーン運転領域にあると判断した場合には、Ｍ２２のステップに移行してリーンバーンフラグがセットされているか否かを判定する。最初はリーンバーンフラグがセットされていないので、Ｍ２３のステップに移行してそれまで設定されていた他のフラグをリセットすると共にリーンバーンフラグをセットし、次いでＭ２４のステップにてリーンバーン用初期設定が行われ、Ｍ２５のステップにて「リーンバーン」冷却モードによる制御が行われる。

また、Ｍ２２のステップにてリーンバーンフラグがセットされていると判断した場合には、Ｍ２５のステップに移行して「リーンバーン」冷却モードによる制御が行われる。

なお、Ｍ２４のステップにて行われるリーンバーン用初期設定は、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗをそれぞれ１００,０,０,０％に設定することである。

Ｍ２５のステップにおける「リーンバーン」冷却モードは、理論空燃比よりも燃料供給量を少なくした状態でのエンジンの運転中に、冷却水の沸騰を防止しつつ触媒の活性化を促進させるモードであり、Ｍ２４のステップにて設定された初期値に対し、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗを適切に補正し、これに基づいて制御ユニット２３が第１〜第４流量制御弁２０の開度を調整するものである。

本実施形態における「リーンバーン」冷却モードの手順を図７に示す。すなわち、まずＳ３３のステップにて第２水温センサ２４ｐからの検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高い、つまり排気ポート１５を冷却する必要があると判断した場合には、Ｓ３４のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り上げた後、Ｓ３５のステップに移行して今度は触媒温度Ｔsが予め設定した基準温度Ｔ_Rs、つまり触媒が活性状態となる最低温度未満であるか否かが判定される。

Ｓ３５のステップにて触媒温度Ｔsが基準温度Ｔ_Rs未満である、つまり排気ガスの温度を高めて触媒を加熱する必要があると判定した場合、Ｓ３６のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り下げた後、Ｓ３７のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが０(％)以上であるか否かが判定される。ここで、排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが０(％)以上であると判断した場合には、特に問題がないのでＳ３８のステップに移行し、バイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。また、Ｓ３７のステップにて排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが負の値であると判断した場合には、Ｓ３９のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを０(％)に設定し直した後、Ｓ３８のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出した後、Ｍ１６のステップに戻る。

一方、Ｓ３３のステップにて検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rp以下であると判断した場合には、Ｓ４０のステップに移行して第３水温センサ２４ｔからの検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高い、つまり過給機１２を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ４１のステップに移行して過給機冷却水通路２０ｔに対する冷却水の供給割合Ｚを１(％)繰り上げた後、Ｓ３８のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。また、Ｓ４０のステップにて検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rt以下である、つまり過給機１２に対する冷却状態を変更する必要がないと判断した場合には、そのままＳ３８のステップに移行してバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗを算出する。

先のＭ２１のステップにてエンジンがリーンバーン運転領域にないと判断した場合には、Ｍ２６のステップに移行してエンジンが図３に示すストイキオ運転領域にあるか否かを判定する。ここで、エンジンがストイキオ運転領域にあると判断した場合には、Ｍ２７のステップに移行してストイキオフラグがセットされているか否かを判定する。最初はストイキオフラグがセットされていないので、Ｍ２８のステップに移行してそれまで設定されていた他のフラグをリセットすると共にストイキオフラグをセットし、次いでＭ２９のステップにてストイキオ用初期設定が行われ、Ｍ３０のステップにて「ストイキオ」冷却モードによる制御が行われる。

また、Ｍ２７のステップにてストイキオフラグがセットされていると判断した場合には、Ｍ３０のステップに移行して「ストイキオ」冷却モードによる制御が行われる。

なお、Ｍ２９のステップにて行われるストイキオ用初期設定は、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗをそれぞれ０,１００,０,０％に設定することである。

Ｍ３０のステップにおける「ストイキオ」冷却モードは、理論空燃比でのエンジンの運転中に冷却水の沸騰を防止するモードであり、Ｍ２９のステップにて設定された初期値に対し、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗを適切に補正し、これに基づいて制御ユニット２３が第１〜第４流量制御弁２０の開度を調整するものである。

本実施形態における「ストイキオ」冷却モードの手順を図８に示す。すなわち、まずＳ４２のステップにて第１水温センサ２４ｃからの検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rcよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rcよりも高い、つまり燃焼室１３を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ４３のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを１(％)繰り上げ、Ｓ４４のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを算出した後、Ｍ１６のステップに戻る。

Ｓ４２のステップにて第１水温センサ２４ｃからの検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rc以上であると判断した場合には、Ｓ４５のステップに移行して第３水温センサ２４ｔからの検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高い、つまり過給機１２を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ４６のステップに移行して過給機冷却水通路２０ｔに対する冷却水の供給割合Ｚを１(％)繰り上げ、Ｓ４４のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを算出する。また、Ｓ４５のステップにて検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rt以下である、つまり過給機１２に対する冷却水の供給割合Ｚを変更する必要がないと判断した場合には、そのままＳ４４のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを算出する。

先のＭ２６のステップにてエンジンがストイキオ運転領域にない、つまりエンジンが図３に示す高負荷高回転領域にあると判断した場合には、Ｍ３１のステップに移行して高負荷高回転フラグがセットされているか否かを判定する。最初は高負荷高回転フラグがセットされていないので、Ｍ３２のステップに移行してそれまで設定されていた他のフラグをリセットすると共に高負荷高回転フラグをセットし、次いでＭ３３のステップにて高負荷高回転用初期設定が行われ、Ｍ３４のステップにて「高負荷高回転」冷却モードによる制御が行われる。

また、Ｍ３１のステップにて高負荷高回転フラグがセットされていると判断した場合には、Ｍ３４のステップに移行して「高負荷高回転」冷却モードによる制御が行われる。

なお、Ｍ３３のステップにて行われる高負荷高回転用初期設定は、冷却水通路２０およびバイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗをそれぞれ５０,５０,０,０％に設定することである。

Ｍ３４のステップにおける「高負荷高回転」冷却モードは、エンジンの高負荷高回転中に排気ガスの温度を下げて燃費の向上および触媒の保護を図り、かつ冷却水の沸騰を防止すると共にノッキングの発生を防止するモードであり、バイパス通路２１に対する冷却水の供給割合Ｗが０％に保持される。そして、Ｍ３３のステップにて設定された初期値に対し、冷却水通路２０に対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙ,Ｚを適切に補正し、これに基づいて制御ユニット２３が第１〜第３流量制御弁２０ｃ,２０ｐ,２０ｔの開度を調整すると共にさらに必要に応じて過給機１２のウエストゲート弁１１や点火時期，燃料供給量も併せて制御する。

本実施例における「高負荷高回転」冷却モードの手順を図９に示す。すなわち、まずＳ４７にて第３水温センサ２４ｔからの検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rtよりも高い、つまり過給機１２を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ４８のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃおよび排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙが予め設定された最少供給割合Ｘ_min,Ｙ_min以上であるか否かを判定する。

このＳ４８のステップにて冷却水通路２０ｃ,２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙが最少供給割合Ｘ_min,Ｙ_min以上である、つまり冷却水通路２０ｃ,２０ｐへの冷却水の供給割合Ｘ,Ｙを減らして過給機冷却水通路２０ｔへの冷却水の供給割合Ｚを増やすことができると判断した場合には、Ｓ４９のステップに移行して冷却水通路２０ｃ,２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙをそれぞれ０.５(％)ずつ繰り下げると共に過給機冷却水通路２０ｔに対する冷却水の供給割合Ｚを１(％)繰り上げた後、Ｍ１６のステップに戻る。なお、最少供給割合Ｘ_min,Ｙ_minは、冷却水通路２０ｃ,２０ｐ内を流れる冷却水の沸騰を防止するための最少の供給割合である。

また、Ｓ４８のステップにて冷却水通路２０ｃ,２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｘ,Ｙが最少供給割合Ｘ_min,Ｙ_minよりも少ないと判断した場合には、過給機冷却水通路２０ｔを流れる冷却水が沸騰する可能性が生ずる。しかしながら、過給機冷却水通路２０ｔに対する冷却水の供給割合Ｚを増やすことができないので、Ｓ５０のステップに移行して過給機１２のウエストゲート弁１１を開状態に保持し、過給機１２の作動を一時的に停止させる。これにより、排気温Ｔeの上昇に伴って軸受部が過熱状態となるのを回避する。

Ｓ４７にて検出信号Ｔtが基準温度Ｔ_Rt以下である、つまり過給機１２に対する冷却水の供給割合Ｚを変更する必要がないと判断した場合には、Ｓ５１のステップに移行して第１水温センサ２４ｃからの検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rcよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rcよりも高い、つまり燃焼室１３を冷却して冷却水の沸騰を防止する必要があると判断した場合には、Ｓ５２のステップに移行して排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが最少供給割合Ｙ_min以上であるか否かを判定する。

なお、Ｓ５１のステップにて検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rcよりも高いか否かを判定する代わりに、ノックセンサを用いてノッキングが発生しているか否かを判定するようにしてもよい。

上述したＳ５２のステップにて排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが最少供給割合Ｙ_min以上である、つまり排気ポート冷却水通路２０ｐへの冷却水の供給割合Ｙを減らして燃焼室冷却水通路２０ｃへの冷却水の供給割合Ｘを増やすことができると判断した場合には、Ｓ５３のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを１(％)繰り上げる一方、排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り下げる。これに対し、Ｓ５２のステップにて排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙが最少供給割合Ｙ_minよりも少ないと判断した場合には、燃焼室冷却水通路２０ｃを流れる冷却水が沸騰する可能性が生ずる。しかしながら、この燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを増やすことができないので、Ｓ５４のステップに移行してイグナイタ２９を介し点火時期を例えば１度遅角し、出力を一時的に低下して燃焼室１３の温度上昇を抑制する。

Ｓ５１のステップにて第１水温センサ２４ｃからの検出信号Ｔcが基準温度Ｔ_Rc以下である、つまり燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを変更する必要がないと判断した場合には、Ｓ５５のステップに移行して第２水温センサ２４ｐからの検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高いか否かが判定される。ここで、検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高い、つまり排気ポート１５を冷却する必要があると判断した場合には、Ｓ５６のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘが最少供給割合Ｘ_minよりも多いか否かが判定される。

なお、Ｓ５５のステップにて検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rpよりも高いか否かを判定する代わりに、触媒温度センサ２７によって検出される触媒温度Ｔsが予め設定した触媒温度の上限値、つまり触媒が熱損傷を受けない上限温度よりも高いか否かを判定したり、あるいは排気温センサ２８によって検出される排気温Ｔeが予め設定した触媒が熱損傷を受けないような排気温の上限値よりも高いか否かを判定するようにしてもよい。

Ｓ５６のステップにて燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘが最少供給割合Ｘ_minよりも多い、つまり、つまり燃焼室冷却水通路２０ｃへの冷却水の供給割合Ｘを減らして排気ポート冷却水通路２０ｐへの冷却水の供給割合Ｙを増やすことができると判断した場合には、Ｓ５７のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを１(％)繰り下げる一方、排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り上げる。これに対し、Ｓ５６のステップにて燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘが最少供給割合Ｘ_min以下であると判断した場合には、排気ポート冷却水通路２０ｐを流れる冷却水が沸騰する可能性が生ずる。しかしながら、この排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを増やすことができないので、Ｓ５８のステップに移行して燃料噴射弁１４から噴射される燃料を所定量増量し、排気ガスの温度を一時的に低下させて排気ポート１５の温度上昇を抑制する。

Ｓ５５のステップにて第２水温センサ２４ｐからの検出信号Ｔpが基準温度Ｔ_Rp以下である、つまり燃焼室１３,排気ポート１５,過給機１２に対する冷却に問題がないと判断した場合には、出力トルクおよび燃費の向上を以下のようにして図る。すなわち、Ｓ５９のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘが最少供給割合Ｘ_minよりも多いか否かを判定する。ここで、燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘが最少供給割合Ｘ_minよりも多い、すなわち燃焼室冷却水通路２０ｃへの冷却水の供給割合Ｘを減らして排気ポート冷却水通路２０ｐへの冷却水の供給割合Ｙを増やすことができると判断した場合には、Ｓ６０のステップに移行して燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘを１(％)繰り下げる一方、排気ポート冷却水通路２０ｐに対する冷却水の供給割合Ｙを１(％)繰り上げ、さらにＳ６１のステップにてイグナイタ２９を介し点火時期を例えば１度進角すると共に燃料供給量を減量してエンジンのトルクおよび燃費の向上を図る。この場合、最終的な進角量はＭＢＴ以下に止めることが望ましく、同様に最終的な燃料供給量は空燃比を１２.５以下に止めることが望ましい。

なお、Ｓ５９のステップにて燃焼室冷却水通路２０ｃに対する冷却水の供給割合Ｘが最少供給割合Ｘ_min以下である、すなわち燃焼室冷却水通路２０ｃへの冷却水の供給割合Ｘを減らして排気ポート冷却水通路２０ｐへの冷却水の供給割合Ｙを増やすことができないと判断した場合には、何もせずにＭ１６のステップに戻る。

このようにして、エンジンの運転状態に応じて各冷却部に対する最適な冷却を行うことが可能となる。

本発明は火花点火式内燃機関のみならず、圧縮点火式内燃機関の冷却制御装置に対しても適用し得るものであることは、当業者ならずとも容易に理解されよう。また、冷却モードの種類に関しても、「冷態始動」,「アイドル」,「リーンバーン」,「ストイキオ」,「高負荷高回転」に限定されるわけではなく、要求される車両の特性や搭載されるエンジンの形式およびその補機などに応じて適宜変更し得るものであることを理解されたい。

例えば、理論空燃比よりも多めの燃料が供給される第１の気筒グループと、理論空燃比よりも燃料が少なめに供給され得る第２の気筒グループとを具えたエンジンにおいては、第１の気筒グループの燃焼室群と第２の気筒グループの燃焼室群とに対して冷却水を別々に供給する第１および第２の冷却水供給通路を形成することが有効である。この場合、制御手段は第２の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合が、第１の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合よりも少なくなるように、第１および第２の冷却水供給通路に介装された流量制御弁２０の開度を制御ユニット２３によりそれぞれ制御する。これにより、第２の気筒グループの燃焼室群が過剰に冷却されず、排気ガスの温度が低下し過ぎて触媒の活性化を損なうような不具合を未然に防止することが可能となる。

触媒に付着した硫黄分を脱硫するためのバンク制御を採用し得るエンジンの形式は、Ｖ形のみならず、直列形式のものであっても可能である。直列エンジンの場合、デュアル排気マニホルドを使用し、例えば直列４気筒エンジンでは１番および４番の気筒グループと、２番および３番の気筒グループとに分ければよい。

上述した実施形態では、冷却水通路２０に第１〜第３水温センサ２４ｃ,２４ｐ,２４ｔをそれぞれ組み込み、これらを流れる冷却水の温度Ｔc,Ｔp,Ｔtをそれぞれ検出するようにしたが、排気温センサ２８および過給機１２の回転数と、冷却水通路２０を流れる冷却水の流量とから、これらの温度Ｔc,Ｔp,Ｔtを推定することも可能である。この方法を採用した場合、第１〜第３水温センサ２４ｃ,２４ｐ,２４ｔを省略することができ、部品コストの削減が可能となる。

冷却水通路２０を流れる冷却水の流量は、冷却水ポンプ１７からの冷却水の吐出量と、第１〜第４流量制御弁２０の開度とを積算することによりそれぞれ算出することができる。冷却水ポンプ１７からの冷却水の吐出量は、エンジン回転数Ｎeと冷却水ポンプ１７からの冷却水の吐出量との関係を表す図１０に示すように、エンジン回転数にほぼ比例する。従って、エンジン回転数センサ２６によって検出されたエンジン回転数Ｎeに基づき、図１０のマップから冷却水ポンプ１７からの冷却水の吐出量を読み出し、この値と第１〜第４流量制御弁２０の開度とを積算して冷却水通路２０を流れる冷却水の流量をそれぞれ求める。

燃焼室冷却水通路２０ｃを流れる冷却水の温度Ｔcは、排気温センサ２８によって検出される排気温Ｔeが低く、かつ燃焼室冷却水通路２０ｃを流れる冷却水の流量が多いほど低くなり、逆に排気温Ｔeが高く、かつ燃焼室冷却水通路２０ｃを流れる冷却水の流量が少ないほど高くなる傾向を持つ。つまり、燃焼室冷却水通路２０ｃを流れる冷却水の温度Ｔcは、排気温Ｔeと燃焼室冷却水通路２０ｃを流れる冷却水の流量との関係を表す図１１に示す如きマップから読み取ることができる。

また、排気ポート冷却水通路２０ｐを流れる冷却水の温度Ｔpは、排気温センサ２８によって検出される排気温Ｔeが低く、かつ排気ポート冷却水通路２０ｐを流れる冷却水の流量が多いほど低くなり、逆に排気温Ｔeが高く、かつ排気ポート冷却水通路２０ｐを流れる冷却水の流量が少ないほど高くなる傾向を持つ。つまり、排気ポート冷却水通路２０ｐを流れる冷却水の温度Ｔpは、排気温Ｔeと排気ポート冷却水通路２０ｐを流れる冷却水の流量との関係を表す図１２に示す如きマップから読み取ることができる。

さらに、過給機冷却水通路２０ｔを流れる冷却水の温度Ｔtは、過給機回転数センサによって検出される単位時間当たりの過給機回転数Ｎtが低く、かつ過給機冷却水通路２０ｔを流れる冷却水の流量が多いほど低くなり、逆に過給機回転数Ｎtが高く、かつ過給機冷却水通路２０ｔを流れる冷却水の流量が少ないほど高くなる傾向を持つ。つまり、過給機冷却水通路２０ｔを流れる冷却水の温度Ｔtは、過給機回転数Ｎtと過給機冷却水通路２０ｔを流れる冷却水の流量との関係を表す図１３に示す如きマップから読み取ることができる。

同様に、触媒温度センサ２７に代えて触媒よりも上流側の排気通路の途中にここを流れる排気ガスの空燃比を検出する排気Ａ/Ｆセンサを組み込み、先の排気温センサ２８によって検出される排気温Ｔeと排気Ａ/Ｆセンサによって検出される空燃比とに基づき、触媒の温度Ｔsを予測することも可能である。すなわち、排気温Ｔeが低く、かつ空燃比が理論空燃比から外れるほど触媒温度Ｔsが低下し、逆に排気温Ｔeが高く、かつ空燃比が理論空燃比に近いほど触媒温度Ｔsが高くなる傾向を持つ。つまり、触媒温度Ｔsは、排気温Ｔeと空燃比との関係を表す図１４に示す如きマップから読み取ることができる。

本発明による内燃機関の冷却制御装置の一実施形態における冷却系の概念を表す模式図である。図１に示した実施形態の制御ブロック図である。図１に示した実施形態におけるエンジン回転数と負荷と運転領域との関係を表すマップである。図１に示した実施形態におけるフローチャートである。図１に示した実施形態における冷態始動のサブルーチンを表すフローチャートである。図５に示したフローチャートにおけるアイドルのサブルーチンの詳細を表すフローチャートである。図１に示したフローチャートにおけるリーンバーンのサブルーチンの詳細を表すフローチャートである。図１に示したフローチャートにおけるストイキオのサブルーチンの詳細を表すフローチャートである。図１に示したフローチャートにおける高回転高負荷のサブルーチンの詳細を表すフローチャートである。エンジン回転数と冷却水ポンプ吐出量との関係を表すグラフである。排気温と燃焼室冷却水量と排気ポートを冷却する冷却水温との関係を表すマップである。排気温と排気ポート冷却水量と燃焼室を冷却する冷却水温との関係を表すマップである。過給機回転数と過給機冷却水量と過給機を冷却する冷却水温との関係を表すマップである。排気温と空燃比と触媒温度との関係を表すマップである。

符号の説明

１１ウエストゲート弁
１２過給機
１３燃焼室
１４燃料噴射弁
１５排気ポート
１６ラジエータ
１７冷却水ポンプ
１８ヒータコア
１９循環経路
２０ｃ,２０ｐ,２０ｔ冷却水通路
２１バイパス通路
２２ｃ,２２ｐ,２２ｔ,２２ｗ第１〜第４流量制御弁
２３制御ユニット
２４ｃ,２４ｐ,２４ｔ,２４ｗ第１〜第４水温センサ
２５エアフローセンサ
２６エンジン回転数センサ
２７触媒温度センサ
２８排気温センサ
２９イグナイタ
Ｎe エンジン回転数
Ｔc,Ｔp,Ｔt,Ｔw 冷却水温
Ｔs 触媒温度
Ｔe 排気温
Ｔ_JW 冷態始動判定温度
Ｔ_Rc,Ｔ_Rp,Ｔ_Rs,Ｔ_Rt,Ｔ_RW 基準温度
Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ冷却水の供給割合
Ｘ_min,Ｙ_min 冷却水の最少供給割合

Claims

第１の気筒グループと、理論空燃比よりも燃料が少なめに供給され得る第２の気筒グループと、冷却媒体がそれぞれ供給される複数の冷却部と、これら複数の冷却部に冷却媒体をそれぞれ導く複数の冷却媒体供給通路とを有する内燃機関の冷却制御装置であって、
前記複数の冷却部に対する冷却媒体の供給割合をそれぞれ変更し得る調整手段と、
機関の運転状態に応じて前記複数の冷却媒体供給通路に対する冷却媒体の供給割合が変更されるように前記調整手段の作動を制御する制御手段と
を具え、前記複数の冷却部が前記第１の気筒グループの燃焼室群と、前記第２の気筒グループの燃焼室群とを含み、前記制御手段は前記第２の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合が前記第１の気筒グループの燃焼室群を冷却するための冷却媒体の供給割合よりも少なくなるように前記調整手段の作動を制御することを特徴とする内燃機関の冷却制御装置。
理論空燃比よりも少なめの燃料が前記第２の気筒グループに供給される場合、前記第１の気筒グループには理論空燃比よりも多めの燃料が供給されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却制御装置。
冷却媒体を前記冷却部に導かずに通過させるバイパス通路をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の冷却制御装置。
機関の運転状態が冷却媒体の温度，機関から排出される排気ガスの温度，この排気ガスを浄化するための触媒の温度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の冷却制御装置。
機関の運転状態が燃焼ガスの空燃比を含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の冷却制御装置。
機関の運転状態が機関の回転速度および出力トルクを含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の内燃機関の冷却制御装置。
制御手段は、冷却媒体が沸騰しないように調整手段の作動を制御することを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の内燃機関の冷却制御装置。